CN105832425A - 压力驱动的冲洗泵 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“压力驱动的冲洗泵”。本发明公开了一种医疗泵，该医疗泵包括：第一隔室和第二隔室，该第一隔室和该第二隔室被配置成接受待泵送到医疗装置的流体的相应第一容器和第二容器；和桨叶，该桨叶被装配在第一隔室与第二隔室之间。该泵还包括控制模块，该控制模块被配置成驱动桨叶以在第一时间段与第二时间段之间交变，在第一时间段中，桨叶向第一容器施加压力以便从第一容器泵送流体，在第二时间段中，桨叶向第二容器施加压力以便从第二容器泵送流体。

Description

压力驱动的冲洗泵
技术领域
本发明整体涉及泵，并且具体地涉及医疗冲洗泵。
背景技术
冲洗泵用于各种各样的设备，诸如医学应用中的微创手术。下面提供现有技术的示例。
公开内容以引用方式并入本文的授予Rogozinski等人的PCT专利公布WO 2014/030140描述了一种流体传送系统，该系统包括：(a)至少两个可膨胀物体；(b)插置于第一可膨胀物体与第二可膨胀物体之间的至少一个可变状态流体传送管道，该可变状态管道被配置成在打开状态下允许通过可变状态管道的流体流动而在关闭状态下不允许流动。另一流体传送系统包括：(a)入口；(b)出口；(c)单向主管道，该单向主管道限定在入口与出口之间；(d)中间口；和(e)中间管道，该中间管道限定在中间口与主管道之间，从而在第一单向阀与第二单向阀之间与主管道相交，主管道限定单向流体流量。
公开内容以引用方式并入本文的授予Sibbitt等人的美国专利7,118,554描述了一种注射器装置，该注射器装置包括：第一注射器，该第一注射器包括：第一注射器筒，该第一注射器筒包括位于第一注射器的远侧端部处的第一开口，流体可通过第一开口挤出或吸出；和第一注射器柱塞，该第一注射器柱塞在第一注射器筒内滑动以通过第一注射器筒开口挤出流体，第一注射器柱塞包括位于第一注射器柱塞的远侧端部处的止挡器，该止挡器密封地并可滑动地接合第一注射器筒；往复运动构件，该往复运动构件沿着平行于第一注射器的轴向方向的轨道运动；和往复运动装置，该往复运动装置将第一注射器柱塞连接到往复运动构件使得当由第一注射器柱塞和往复运动构件组成的群组的一个构件朝远侧运动时，群组的另一构件被迫朝近侧运动。
公开内容以引用方式并入本文的授予Kadan的美国专利申请公布2004/0082915 A1描述了一种用于通过进入关节隔室的单个入口来执行诊断针关节镜检查和灌洗的系统。系统由具有用于冲洗和抽吸的阀的手持件、附接到手持件的诊断插管构成。系统包括流动车、相机、高分辨率监视器和空气压缩机，该空气压缩机用以对单独受控的冲洗泵供以动力从而将冲洗流体递送到手持件和真空抽吸控制台以收集流体。
公开内容以引用方式并入本文的授予Willis等人的美国专利8,709,008描述了包括部署导管和可部署成膨胀构型的附接成像罩的可视电极消融系统。在使用中，成像罩紧贴或邻近在通常填充有不透明体液诸如血液的体腔中待成像的组织区域放置。半透明或透明流体诸如盐水可被泵送到成像罩中，直到流体替换任何血液，从而留下经由部署导管中的待成像元件成像的透明组织区域。可将电流传递穿过流体使得电流直接传递到被成像的组织区域并且可将电能传导穿过流体而不需要单独的消融探头或器械来消融被观察的组织。
公开内容以引用方式并入本文的授予Gallardo等人的美国专利申请公布20130030426 A1描述了一种适合于消融的导管，该导管具有多个专用冲洗管材以向其相应电极或电极组供应流体。管材穿过导管提供平行流动通道，其中冲洗流体被递送到可实现单极或双极消融的被冲洗的尖端电极和/或环形电极。此类单独的和专用的流体通道允许流体以不同的流动速率递送至相应的电极或电极组。使用此类导管的集成式消融系统具有消融能源和具有多个泵头的冲洗泵，该泵头可彼此独立地操作。包括集成式冲洗管材组以在流体源与导管之间延伸，其中每个泵头能够作用于将流体递送到不同电极或电极组的不同管材。
以引用方式并入本专利申请的文献将被视为本专利申请的整体部分，不同的是如果在这些并入的文献中定义的任何术语与在本说明书中明确或隐含地给出的定义在某种程度上相冲突，则应只考虑本说明书中的定义。
发明内容
本文所述的本发明的实施例提供了一种医疗泵，该医疗泵包括：第一隔室和第二隔室，该第一隔室和该第二隔室被配置成接受待泵送到医疗装置的流体的相应第一容器和第二容器；和桨叶，该桨叶被装配在第一隔室与第二隔室之间。泵还包括控制模块，该控制模块被配置成驱动桨叶以在第一时间段与第二时间段之间交变，在第一时间段中，桨叶向第一容器施加压力以便从第一容器泵送流体，在第二时间段中，桨叶向第二容器施加压力以便从第二容器泵送流体。
在一些实施例中，医疗装置包括探头，该探头包括消融电极，该消融电极被配置成执行组织的消融，并且其中探头被配置成接收流体并且在消融期间用所接收的流体冲洗组织。在其它实施例中，控制模块被配置成感测桨叶的位置并且改变桨叶的旋转方向，以便基于桨叶的位置在第一时间段与第二时间段之间交变。在另一些其它实施例中，泵包括传感器，该传感器被配置成测量桨叶的角度并且将所测量的角度发送至控制模块，以便基于所测量的角度在第一时间段与第二时间段之间交变。
在一个实施例中，控制模块被配置成感测来自第一容器的流体的减少的流量并且改变桨叶的旋转方向，以便基于减少的流量在第一时间段与第二时间段之间交变。在另一个实施例中，泵耦合到流量计，该流量计被配置成在第一时间段和第二时间段中测量减少的流量，并且将所测量的减少的流量发送至控制模块。在另一个实施例中，第一隔室由第一壁与桨叶形成，第二隔室由第二壁与桨叶形成，并且桨叶围绕由限定第一壁和第二壁的平面的接合部而限定的铰链在第一壁与第二壁之间旋转。
根据本发明的实施例，还提供了一种方法，该方法包括提供第一隔室和第二隔室，该第一隔室和该第二隔室被配置成接受待泵送到医疗装置的流体的相应第一容器和第二容器。桨叶被装配在第一隔室与第二隔室之间。驱动桨叶以在第一时间段与第二时间段之间交变，在第一时间段中，桨叶向第一容器施加压力以便从第一容器泵送流体，在第二时间段中，桨叶向第二容器施加压力以便从第二容器泵送流体。
结合附图，通过以下对本公开实施例的详细说明，将更全面地理解本公开，其中：
附图说明
图1为根据本发明的实施例的微创医疗系统的示意图；
图2为根据本发明的实施例的微创医疗系统中的冲洗组件的示意图；并且
图3为示意性地示出根据本发明的实施例的微创医疗手术中的冲洗方法的流程图。
具体实施方式
概述
医疗探头诸如导管用于各种医疗手术，诸如对心脏中的组织的消融。探头的远侧端部可包括消融电极，并且探头被配置成从冲洗系统接收流体并且在消融期间用所接收的流体冲洗组织。通常，此类冲洗系统包括蠕动冲洗泵，该蠕动冲洗泵将冲洗流体从流体容器通过远侧端部输送到组织。
然而，本发明人已发现，蠕动泵将电噪声引入到在手术期间进行的测量中。电噪声大概由在泵中使用的管材上的变化压力启动的压电效应而引起。尽管压电电压为大约数微伏，但用于冲洗的流体(例如，盐水溶液)的导电特性将这些电压传送到导管，并且由于心脏电压也为大约数微伏，故由泵生成的电压干扰所量测的心脏电压。
下文所述的本发明的实施例提供用于使用压力驱动的冲洗泵来输送流体的改良技术。在一个实施例中，泵包括两个隔室(表示为第一隔室和第二隔室)，该隔室被配置成接受待泵送到远侧端部的流体的相应第一容器和第二容器；和桨叶，该桨叶被装配在第一隔室与第二隔室之间。
在一些实施例中，第一隔室由第一壁与桨叶形成，第二隔室由第二壁与桨叶形成，并且桨叶围绕由限定第一壁和第二壁的接合部而限定的铰链在第一壁与第二壁之间旋转。在其它实施例中，冲洗控制模块被配置成通常使用马达来驱动桨叶，以在第一时间段与第二时间段之间交变，在第一时间段中，桨叶向第一容器施加压力以便从第一容器泵送流体，在第二时间段中，桨叶向第二容器施加压力以便从第二容器泵送流体。
在一个实施例中，控制模块被配置成感测桨叶的位置并且改变桨叶的旋转方向，以便基于桨叶的位置在第一时间段与第二时间段之间交变。在另一个实施例中，泵包括位置传感器，该位置传感器被配置成测量桨叶的角度并且将所测量的角度发送至控制模块以便执行交变。在一个另选的实施例中，泵耦合到流量计，该流量计被配置成在第一时间段和第二时间段中测量减少的流量，并且将所测量的减少的流量发送至控制模块，以便在第一时间段与第二时间段之间交变。
系统描述
图1为根据本发明的实施例的微创医疗系统12的示意图。系统可用于由医疗专业人员14执行的手术中，并且以举例的方式，系统12假定包括人类患者18的心脏16的一部分的消融手术。为了执行消融，医疗专业人员14将探头20插入患者的内腔中，使得探头的远侧端部22进入患者的心脏。远侧端部22包括安装在远侧端部的外面上的电极24，该电极接触心脏的相应区域。探头20具有近侧端部28，该近侧端部连接到操作控制台48并且平行地连接到为消融手术提供冲洗流体并参考图2所述的冲洗组件52。
冲洗组件52将流体递送到冲洗管86(示出于图2中)中，冲洗管在诸如消融等的医疗手术期间将流体输送到远侧端部22。组件52由冲洗模块56控制以便根据医疗手术的冲洗要求来调节流体至远侧端部22的流量。下面描述组件52和模块56的功能。
系统12由位于系统的操作控制台48中的系统处理器46控制。在手术期间，处理器46通常使用本领域中已知的方法来跟踪探头的远侧端部22的位置和取向。例如，处理器46可使用其中处于患者18外部的磁发射器在定位于远侧端部中的线圈中产生信号的磁跟踪方法。由Diamond Bar，CA的Biosense Webster Inc.生产的CartoTM系统使用这样一种跟踪方法。
可将用于处理器46的软件通过例如网络以电子形式下载到处理器。另选地或除此之外，软件可设置在非临时性有形介质诸如光学存储介质、磁性存储介质或电子存储介质上。远侧端部22的跟踪通常在屏幕62上患者18的心脏的三维表示60上显示。
为了操作系统12，处理器46与存储器50通信，并且与由处理器用来操作系统的多个模块(诸如消融模块54、冲洗模块56和跟踪模块(图1中未示出，但其操作由处理器46使用的跟踪方法)通信。消融模块54允许处理器控制消融手术的参数，诸如所使用的功率。冲洗模块56允许处理器46在消融期间控制参数诸如消融流体的流动速率。为简明起见，图1中未示出可包括硬件以及软件元件的其它模块。
图2为根据本发明的实施例的微创医疗系统12中的冲洗组件52的示意图。
冲洗组件包括冲洗泵70。泵呈打开的“硬封面书”的形式且包括两个隔室，该隔室由两个壁(书的两个“封面”)和位于壁之间的桨叶76(对应于书的页面)形成。右隔室77由为“硬封面书”的“右封面”的第一壁78与桨叶76形成。左隔室79由为“硬封面书”的“左封面”的第二壁80与桨叶76形成。桨叶围绕平行于限定壁78和80的平面之间的接合部(对应于书的“脊”)的铰链81枢转并且使用马达(未示出于图2中)在壁之间摆动。马达由冲洗模块56控制，冲洗模块充当泵的控制模块。在对泵的说明中使用术语“右”和“左”纯粹是为了清楚区分隔室，并且应当理解，泵可以诸多不同的取向操作。
在图2的示例中，两个流体容器(在本文中也称作袋)被放置于右隔室和左隔室中以提供冲洗流体。容器72被放置于位于壁80与桨叶76之间的左隔室中，并且容器74被放置于位于壁78与桨叶76之间的右隔室中。每个袋包含冲洗流体和将流体引出袋的两个管接头。第一对管82连接到袋72的管接头，并且第二对管84连接到袋74的管接头。
在一个实施例中，每个袋的两个管接头用于流冗余。如果管接头中的一者被堵塞，则袋的另一管接头将流体引入相应管中。在另一个实施例中，每对管82和84合并成单个(更宽)管并连接到流量控制箱。管82连接到箱90，并且管84连接到箱88。
箱88包括流量计96和阀92。流量计测量从袋74到冲洗管86的管84中的流体流量。阀在“打开”状态下能够从袋74向冲洗管86流动，而在“关闭”状态下堵塞流动。相似地，箱90包括流量计98和阀94。流量计测量从袋72到冲洗管86的管84中的流量，并且阀94在“打开”状态下能够从袋74向冲洗管86流动，而在“关闭”状态下堵塞流动。在一些实施例中，阀中的每个阀具有在可调打开状态(例如，在急流情况下的宽打开和在缓流情况下的窄打开)下调节流量的能力。箱88和90由冲洗模块56控制，并且阀可自动(由模块56)或手动(由医疗专业人员)控制。
在消融手术之前，桨叶76朝壁中的一者，例如朝壁78旋转。因此，左隔室(位于桨叶76与壁80之间)能够接收填充有冲洗流体的新的袋。因此，袋72可被放置于泵70的左隔室中。在此阶段，阀92和94两者关闭，并且冲洗组件准备好进行消融手术。
当消融手术开始时，模块56发送打开阀94的第一命令和启动泵马达的第二命令，以将桨叶76朝左旋转，以便压缩袋72并将流体从袋72输送到管82。在此阶段，流体在管82中流动(而管84不包含流体)。流量计98测量流量并将读数发送至模块56，该模块通过控制泵马达的力来调节桨叶76在袋72上的压缩力。流量计98处的所需流量取决于消融模块，并且冲洗模块相应地设定流量(并因此袋72上的压缩力)。在其它实施例中，泵70的铰链处的传感器83可用于测量桨叶76的角度以便控制袋72和74上的压缩。
如图2所示，当大部分流体从袋72流出时，右隔室充分打开以放置袋74(填充有冲洗流体)。当袋72即将清空时，传感器和/或流量计94向模块56发送警报，该模块关闭阀94，打开阀92，并且使马达的方向反转以开始压缩袋74。在此阶段，流动在管82中停止，并且来自袋74的流体在管84中流动。模块56从流量计96接收流量读数并且从铰链中的传感器接收角度读数以便通过控制桨叶76的角度和通过控制阀92中的打开状态的程度来控制消融手术的流动速率。(专业人员14通常设定流动速率的最大阈值和最小阈值。)桨叶76(朝壁78)向右旋转且操作者(或机器)可拉出空袋72，并且一旦左隔室充分打开以包含填充的袋，则用新的袋来替换空袋。
桨叶76的摆动允许冲洗流体在消融手术期间连续流入远侧端部，而不在系统12中形成电噪声。另外，泵结构提供具有根据消融手术的冲洗流量规范的严格流量控制的用于递送不受限制的容积的冲洗流体的紧凑机构。
图3为示意性地示出根据本发明的实施例的微创医疗系统12中的冲洗方法的流程图。方法从在左袋放置步骤200中将袋72放置于左隔室中开始。在左阀打开步骤202中，模块56将阀94设定为打开状态并将阀92设定为关闭状态以允许流体从袋72经由管82流入冲洗管86。在左压缩步骤204中，模块56命令马达将桨叶76向左旋转以压缩袋72。在左递送步骤206中，冲洗流体从袋72通过管82流入冲洗管86，并且流动速率由流量计98监测，并且受控于桨叶76的所测量的旋转角度。
在第一决定步骤208中，模块56例如通过使用传感器83感测桨叶的旋转角度来检查袋72是否几乎(例如，95％)清空。流动速率和其它控制值(诸如桨叶76的旋转角度)具有控制上限和控制下限，并且越过该控制上限和该控制下限触发警报。如果值在控制极限内，则方法循环回到压缩步骤204。如果值(例如，流动速率或所测量的旋转角度)中的至少一者越过控制极限，则模块56警告袋95％清空，并且方法继续以进行其中操作者或机器将新的袋(例如，袋74)放置于泵70的右隔室中的右袋放置步骤210。
在右阀打开步骤212中，模块56将阀92设定为打开状态并将阀94设定为关闭状态以允许流体从袋74经由管84流入冲洗管86。在右压缩步骤214中，模块56命令马达将桨叶76向右旋转以压缩袋74。在右递送步骤216中，冲洗流体从袋74通过管82流入冲洗管86，并且流动速率由流量计96监测，并且受控于桨叶76的所测量的旋转角度。
在第二决定步骤218中，模块56通过感测桨叶76的角度或通过读取流量计96中的流动速率来检查袋74是否几乎清空。如果值在控制极限内，则方法循环回到右压缩步骤214并且连续将冲洗流体从袋74递送到管84。如果值中的至少一者越过其相应控制极限，则方法循环回到左袋放置步骤200，并且操作者或机器将新的袋(填充有冲洗流体)放置于左隔室中以开始自左隔室的新的冲洗周期。
检测所述流程图示出在操作期间泵在与步骤200-206的时间对应的第一时间段和与步骤210-216的时间对应的第二时间段之间交变。在第一时间段期间，桨叶向隔室79中的容器72施加压力，从而从这些容器泵送流体。在第二时间段中，桨叶向隔室77中的容器74施加压力，并因此从容器74泵送流体。
应当理解，上文所述的实施例以举例的方式引用，并且本发明不仅限于上文已具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文所述的各种特征的组合和子组合两者、以及本领域中的技术人员在阅读上述说明后会想到的且在现有技术中未公开的各种特征的变型和修改。

Claims (14)

1.一种医疗泵，包括：
第一隔室和第二隔室，所述第一隔室和所述第二隔室被配置成接受待泵送到医疗装置的流体的相应第一容器和第二容器；
桨叶，所述桨叶被装配在所述第一隔室与所述第二隔室之间；和
控制模块，所述控制模块被配置成驱动所述桨叶以在第一时间段与第二时间段之间交变，在所述第一时间段中，所述桨叶向所述第一容器施加压力以便从所述第一容器泵送所述流体，在所述第二时间段中，所述桨叶向所述第二容器施加所述压力以便从所述第二容器泵送所述流体。
2.根据权利要求1所述的医疗泵，其中所述医疗装置包括探头，所述探头包括消融电极，所述消融电极被配置成执行组织的消融，并且其中所述探头被配置成接收所述流体并且在所述消融期间用所接收的流体冲洗所述组织。
3.根据权利要求1所述的医疗泵，其中所述控制模块被配置成感测所述桨叶的位置并且改变所述桨叶的旋转方向，以便基于所述桨叶的所述位置在所述第一时间段与所述第二时间段之间交变。
4.根据权利要求1所述的医疗泵，其中所述泵包括传感器，所述传感器被配置成测量所述桨叶的角度并且将所测量的角度发送至所述控制模块，以便基于所测量的角度在所述第一时间段与所述第二时间段之间交变。
5.根据权利要求1所述的医疗泵，其中所述控制模块被配置成感测来自所述第一容器的所述流体的减少的流量并且改变所述桨叶的旋转方向，以便基于所述减少的流量在所述第一时间段与所述第二时间段之间交变。
6.根据权利要求5所述的医疗泵，其中所述泵耦合到流量计，所述流量计被配置成在所述第一时间段和所述第二时间段中测量所述减少的流量，并且将所测量的减少的流量发送至所述控制模块。
7.根据权利要求1所述的医疗泵，其中所述第一隔室由第一壁与所述桨叶形成，所述第二隔室由第二壁与所述桨叶形成，并且所述桨叶围绕由限定所述第一壁和所述第二壁的平面的接合部而限定的铰链在所述第一壁与所述第二壁之间旋转。
8.一种方法，包括：
提供第一隔室和第二隔室，所述第一隔室和所述第二隔室被配置成接受待泵送到医疗装置的流体的相应第一容器和第二容器；
将桨叶装配在所述第一隔室与所述第二隔室之间；以及
驱动所述桨叶以在第一时间段与第二时间段之间交变，在所述第一时间段中，所述桨叶向所述第一容器施加压力以便从所述第一容器泵送所述流体，在所述第二时间段中，所述桨叶向所述第二容器施加所述压力以便从所述第二容器泵送所述流体。
9.根据权利要求8所述的方法，其中泵送所述流体包括在组织的消融期间用所泵送的流体冲洗所述组织。
10.根据权利要求8所述的方法，其中在第一时间段与第二时间段之间交变包括感测所述桨叶的位置并且改变所述桨叶的旋转方向以便基于所述桨叶的所述位置在所述第一时间段与所述第二时间段之间交变。
11.根据权利要求8所述的方法，其中感测位置包括在所述第一时间段和所述第二时间段中测量所述桨叶的角度，并且将所测量的角度发送至控制所述桨叶的控制模块，以便基于所测量的角度在所述第一时间段与所述第二时间段之间交变。
12.根据权利要求8所述的方法，并且包括感测所述流体的减少的流量并且改变所述桨叶的旋转方向，以便基于所述减少的流量在所述第一时间段与所述第二时间段之间交变。
13.根据权利要求12所述的方法，其中感测位置包括在所述第一时间段和所述第二时间段中测量所述流体的所述减少的流量，并且将所测量的减少的流量发送至控制所述桨叶的控制模块。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一隔室由第一壁与所述桨叶形成，所述第二隔室由第二壁与所述桨叶形成，并且所述桨叶围绕由限定所述第一壁和所述第二壁的平面的接合部而限定的铰链在所述第一壁与所述第二壁之间旋转。
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