CN107921206B - 用于作用在管组上的输液装置 - Google Patents

Abstract

一种输液装置(1)，其用于作用在管组(2)上以将医用流体输送通过管组(2)，该输液装置(1)包括第一壳体元件(10)和第二壳体元件(11)，第一壳体元件(10)构造成接纳管组(2)的管部段(200、201)，并且第二壳体元件(11)能够相对于第一壳体元件(10)移动，使得在第二壳体元件(11)的关闭位置，第一壳体元件(10)和第二壳体元件(11)构造成将管部段(200、201)接纳在彼此之间。传感器装置(3)设置在第一壳体元件(10)上并且具有用于测量管组(2)的管部段(200、201)上的力的传感器元件(30)。在本文中，将传感器装置(3)设置成以可弹性移位的方式设置在第一壳体元件(10)上，其中，传感器装置(3)经由至少一个弹簧元件(33)被支承在第一壳体元件(10)上。以这种方式获得了下述输液装置：该输液装置可以使位于传感器元件与可移动的壳体元件之间的管部段的挤压不易于发生变化，从而潜在地减少了校准输液装置所需的工作量并且增加了管部段上的压力测量的可靠性。

Description

用于作用在管组上的输液装置

技术领域

本发明涉及输液装置。

背景技术

这种输液装置用于作用在管组上以用于将医用流体输送通过管组。这种输液装置例如可以构造为具有蠕动泵机构的蠕动式(容积式)输液泵，该蠕动式(容积式)输液泵例如可以作用在泵模块的柔性壁部段上，如例如在US 2012/0207635A1中描述的。

输液装置包括第一壳体元件和第二壳体元件，第一壳体元件构造成接纳管组的管部段，第二壳体元件能够相对于第一壳体元件移动，使得在第二壳体元件的关闭位置，第一壳体元件和第二壳体元件构造成将管部段接纳在彼此之间。在第一壳体元件上设置有传感器装置，并且传感器装置包括用于测量管组的管部段上的力的传感器元件。

第一壳体元件例如可以包括用于将管部段接纳在其中的接纳通道。在这种情况下，也称为输液装置的“门”的第二壳体元件可以例如以可枢转的方式设置在第一壳体元件上并且可以朝向第一壳体元件枢转，以便在关闭位置至少部分地遮盖接纳通道，使得接纳在接纳通道中的管部段被保持在第一壳体元件上。借助于第二壳体元件，使管部段压靠传感器装置的传感器元件，使得传感器元件与管部段(直接地或经由呈支架等形式的中间部件间接地)抵接，因此传感器元件能够测量管部段上的力。然后，可以根据该力推导出管部段内的压力的值。

通常，管部段中的压力与由传感器元件测量的力根据下述关系直接关联：

其中，P表示管部段中的压力，K代表常数系数，F0表示当管部段内的相对压力为0时施加至管部段的力。在本文中，系数F0和K与传感器元件的几何结构以及使管部段与传感器元件抵接的第二壳体元件的几何结构直接关联。

通常，参数K和F0取决于管部段在第二壳体元件与传感器装置的传感器元件之间的挤压，其中，该挤压可能在不同装置之间变化，并且也可能由于输液装置的损耗而随时间变化。由于管部段的挤压尺寸的较小的变化可能导致参数K和F0的相对较大的变化，因此需要对输液装置进行单独校准，可能在一定时间之后必须重复进行该单独校准，以确保借助于传感器装置的管部段中的可靠的过压和/或负压检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种输液装置，该输液装置可以使位于传感器元件与可移动的第二壳体部件之间的管部段的挤压尺寸不易于发生变化，从而潜在地减少了校准输液装置所需的工作量并且增加了管部段上的压力测量的可靠性。

该目的通过本发明的输液装置来实现。

因此，传感器装置以可弹性移位的方式设置在第一壳体元件上，其中，传感器装置经由至少一个弹簧元件支承在第一壳体元件上。

本发明是基于以下发现进行的：在常规的输液装置中，当将管部段接纳在该输液装置上时，大量部件会影响管组的管部段的挤压尺寸。通过将传感器装置以可移位的方式设置在第一壳体元件上，可以实现减少影响管部段的挤压尺寸的部件的数目，从而使得接纳在第一壳体元件与第二壳体元件之间的管部段的挤压尺寸被更加紧密地限定并且可以经受更小变化。

通常，挤压尺寸由传感器元件与使管部段压靠传感器元件的可移动的第二壳体元件之间的距离限定。挤压尺寸表示管部段在其被挤压着紧靠传感器元件时所呈现出的(变形的)宽度。

在一个实施方式中，第一壳体元件包括用于接纳管组的管部段的接纳通道。接纳通道可以例如在第一壳体元件的前部面上纵向地延伸，并且可以具有凹槽的形式，其中，管组的管部段可以插入该凹槽中。在这种情况下，用于将管部段固定在第一壳体元件上的第二壳体元件可以从打开位置移动到关闭位置，在该打开位置，接纳通道是能够进入的，使得管部段可以被插入到接纳通道中，在该关闭位置，第二壳体元件至少部分地遮盖接纳通道并且以这种方式将管部段保持在接纳通道中。

管部段可以特别地接纳在第一壳体元件的前部面上，前部面在由第一方向和垂直于第一方向的第二方向所延展的平面中。在本文中，有益地，传感器装置能够相对于第一壳体元件沿着与第一方向和第二方向垂直的第三方向移位。因此，传感器装置可以相对于设置有该传感器装置的第一壳体元件进行一定程度的浮动，使得当使第二壳体元件处于其关闭位置以将管部段固定在第一壳体元件上时，传感器装置可以呈现在相对于第二壳体元件的限定的位置。

第三方向可以对应于一个方向，当使第二壳体元件处于关闭位置时，第二壳体元件沿该方向靠近第一壳体元件。

在一个实施方式中，传感器装置包括抵接元件，在第二壳体元件处于关闭位置时，该抵接元件与第二壳体元件抵接。因此，当第二壳体元件处于其关闭位置时，传感器装置经由抵接元件呈现出相对于第二壳体元件的限定的位置。抵接元件可以例如构造成接纳管部段，使得管部段安置在传感器装置的传感器元件与第二壳体元件之间，其中，传感器元件和第二壳体元件的相对位置由抵接元件在第二壳体元件上的抵接来限定。因此，传感器元件与第二壳体元件之间的挤压以被限定且可重复的方式发生，而且该挤压在不同的输液装置之间以及不同的输注操作之间经受有限的变化。

抵接元件可以例如经由第一弹簧元件支承在第一壳体元件的第一部分上，其中，该第一弹簧元件将抵接元件沿第一张紧方向相对于第一壳体元件弹性地预张紧。此外，抵接元件可以例如经由第二弹簧元件支承在第一壳体元件的第二部分上，其中，第二弹簧元件将抵接元件沿与第一张紧方向相反的第二张紧方向相对于第一壳体元件弹性地预张紧。因此，借助于第一弹簧元件和第二弹簧元件，抵接元件以弹簧弹性的方式保持在第一壳体元件上并且因此可以相对于第一壳体元件弹性地移位。

在本文中，第一张紧方向和相反的第二张紧方向有利地平行于第三方向，第三方向与输液装置的接纳有管部段的前部面的延伸平面垂直。因此，当关闭第二壳体元件(输液装置的“门”)时，传感器装置的抵接元件的位置可以弹性地进行适应，使得抵接元件可以呈现在其与第二壳体元件抵接的位置。

在一个实施方式中，传感器装置包括接纳在抵接元件的接纳开口中的传感器装置壳体。传感器装置壳体可以例如包括用于处理和/或传送经由传感器元件接收的传感器信号的电气或电子电路。传感器装置壳体可以例如包括用于将传感器装置连接至外部控制电路的连接器。

在一个实施方式中，第二弹簧元件可以在第一壳体元件的第二部分与传感器装置壳体之间作用，以用于将传感器装置壳体沿第二张紧方向朝向抵接元件张紧。因此，传感器装置壳体借助于第二弹簧元件压靠抵接元件，使得传感器装置壳体被接纳在抵接元件的接纳开口中并借助于第二弹簧元件被保持在接纳开口中。在这种情况下，抵接元件经由传感器装置壳体沿第二张紧方向被张紧。

在一个实施方式中，抵接元件包括用于接纳管组的管部段的通道部段。该通道部段可以例如在抵接元件上纵向地延伸并且可以与输液装置的前部面上的接纳通道对准。当管部段被接纳在第一壳体元件上时，管部段延伸穿过抵接元件的通道部段并且与传感器元件抵接，使得传感器元件可以测量在输液装置的操作期间施加在管部段上的力。

传感器装置的传感器元件可以设置在抵接元件上，例如使得传感器元件伸入抵接元件的通道部段中。当第二壳体元件处于关闭位置且管部段被接纳在第一壳体元件与第二壳体元件之间时，传感器元件接触管部段。

在一个特定的示例中，第二壳体元件以可围绕枢转轴线枢转的方式设置在第一壳体元件上。在这种情况下，第二壳体元件可以相对于第一壳体元件在打开位置与关闭位置之间枢转，其中，在该打开位置，管组的管部段可以例如设置在第一壳体元件的前部面上的接纳通道中，而在该关闭位置，管部段被保持并接纳在第一壳体元件与第二壳体元件之间。

输液装置可以例如构造为蠕动式输液泵，该蠕动式输液泵蠕动地作用在管组的管部段上，例如作用在具有可以以蠕动的方式变形的柔性壁部段的泵模块上，以用于将医用流体输送通过管组，如例如在US 2012/0207635A1中描述的。

附图说明

随后将根据附图中示出的实施方式对本发明的基本构思进行更详细地描述。在附图中，

图1示出了呈蠕动式(容积式)输液泵形式的输液装置的示意图；

图2示出了根据现有技术的输液装置的示意图；

图3示出了实现本发明的实施方式的输液装置的示意图；以及

图4示出了输液装置的另一示意图。

具体实施方式

图1以示意图示出了呈蠕动式(容积式)输液泵形式的输液装置1。输液装置1包括呈壳体10形式的第一壳体元件，壳体10具有前部面100和设置在前部面100上的接纳部101。接纳部101成形为接纳开口并且构造成接纳(一次性的)管组2的泵模块20。

附接至壳体10的是呈门11形式的第二壳体元件，门11能够围绕枢转轴线P相对于壳体10枢转，以用于到达前部面100和设置在前部面100上的接纳部101。通过使门11枢转离开前部面100，可以到达接纳部101以用于将泵模块2插入到接纳部101中或者用于将泵模块2从接纳部101移除。在输液装置1的操作期间，门11是关闭的，以使得管组2牢固地保持在壳体10上。

在输液装置1的壳体10的前部面100上设置有呈凹槽形式的接纳通道102。接纳通道102在前部面100上纵向地延伸并且构造成接纳从管组2的泵模块20延伸的管部段200、201。如果门11是打开的，如图1中示意性地示出的，则管组2与管组2的泵模块20和管部段200、201可以一起附接至输液装置1的壳体10的前部面100，其中，泵模块20设置在接纳部101中，并且管部段200、201安置在接纳通道102中。通过关闭门11，管组2可以固定在前部面100上，使得管组2被保持在输液装置1上。

在接纳部101的区域中、例如在接纳部101的底面处设置有蠕动泵机构，该蠕动泵机构构造成作用在泵模块20上，以用于将流体泵送通过管组2，从而例如向病人施用流体。泵机构例如可以包括摆动装置，该摆动装置构造成对泵模块20的柔性壁部段、例如膜执行摆动动作，以用于通过泵模块20沿泵送方向D泵送医用流体。

在输液装置1的泵送操作期间，应当检测管组2内是否存在异常压力状况，例如由泵模块2下游的堵塞或者由泵模块20上游的供给医用流体的袋的空袋状况而引起的异常压力状况。为此，可以在接纳部101的下游和接纳部101的上游设置传感器装置3，以用于测量接纳部101下游的管部段201和接纳部101上游的管部段200内的压力。

位于接纳部101下游的传感器装置可以3特别地构造成检测下游的管部段201中的过压状态(过度升高的压力)。这种过压可能是由下游的管部段201中的阻塞造成的，并且在例如需要以恒定的流速连续输液的情况下对患者造成危害。

传感器装置3通常构造为用于测量相应的管部段200、201上的力的力传感器。根据在管部段200、201上测量的力，可以根据以下等式推导出管内部的压力的压力值：

在本文中，P表示管内部的压力，F表示所测量的力，F0表示当管部段200、201内的相对压力为0时施加至管部段的力，K表示常数系数。

图2示出了常规的输液装置1的示意图，该常规的输液装置1包括具有传感器元件30的呈力传感器形式的传感器装置3，传感器元件30伸入壳体元件104上的接纳通道102中，其中，壳体元件104形成输液装置1的壳体10的前部面100。传感器装置3包括传感器装置壳体31，传感器装置壳体31例如可以封装有用于处理和/或传送从传感器元件30接收的传感器信号的电气或电子电路。传感器装置壳体31连接有连接器32，连接器32用来提供与例如输液装置1的控制电路等的连接。

在图2的示例中，管组2的管部段201接纳在接纳通道102中并且借助于门11的挤压部段110被挤压到接纳通道102中，使得管部段201被挤压成与传感器装置3的传感器元件30抵接，使得传感器装置3能够经由传感器元件30测量管部段201上的力。

管部段201在接纳通道102中的挤压可以用如图2中指示的挤压尺寸h来描述。通常，存在于上述等式中的系数K和F0将取决于该挤压尺寸h，其中，挤压尺寸h的较小的变化可以对系数K、F0具有相当大的影响。由于挤压尺寸h可以取决于例如接纳通道102及其形式、门11的布置、传感器装置3的布置以及壳体元件104相对于壳体10的其他壳体元件的布置，因此挤压尺寸h在不同的输液装置1之间可能是不同的，并且也可能由于输液装置1的部件的磨损和破裂而随着特定的输液装置1的使用寿命发生变化。

图3示出了本发明的实施方式。在该实施方式中，传感器装置3以浮动方式安置在壳体10上，使得传感器装置3能够沿与壳体10的前部面100(在由方向X、Z所延展的平面中延伸)垂直的方向Y弹性地移位。

传感器装置3包括抵接元件34，抵接元件34包括构造成接纳传感器装置壳体30的接纳开口340。抵接元件34还包括两个壁部段342、343，壁部段342、343伸入穿过形成前部面100的前部壳体元件104的开口105。壁部段342、343形成在它们之间的通道部段341，通道部段341——如图4中图示的——与前部面100上的接纳通道102对准并且构造成接纳管组2的管部段200、201。

在一个实施方式中，开口105可以通过在壁部段342、343与前部面100的相邻边缘之间延伸的柔性的软膜来密封。在本文中，该膜构造成使得抵接元件34可以自由地在开口105内水平地移动(沿着张紧方向T)，但将壳体10的内部与外部密封，使得湿气和污物不能进入到壳体10中。

抵接元件34设置成使得它在门11关闭时经由壁部段342、343上的抵接面344、345抵接门11的部段110，如图3中所示。因此，当门11关闭时，抵接元件34呈现出相对于门11限定的位置。由于传感器装置壳体31和传感器元件30具有在抵接元件34内的限定的位置，因此门11的部段110与传感器元件30之间的挤压尺寸h被紧密地限定并且仅经受很小的变化，使得至少可以减少对于校准的需要，并且可以增加管组2的管部段200、201上的力测量的可靠性。

在一个实施方式中，弹簧元件35与抵接元件34一体地形成，弹簧元件35例如由塑料形成。弹簧元件35主要用来简化用于将抵接元件34定位在壳体10内的抵接元件34的组装。

原则上，弹簧元件35对于装置的功能而言不是必需的，并且可以是可有可无的。

抵接元件34经由凸缘部段346、347借助于弹簧元件35弹性地支承在壳体元件104上。此外，传感器装置壳体31借助于另一弹簧元件33支承在位于后部壳体元件103上。因此，借助于弹簧元件33、35，传感器装置3在壳体10内被弹性地保持就位，其中，弹簧元件35提供沿张紧方向T朝向后部壳体元件103的张紧力，而弹簧元件33提供沿相反的张紧方向T’朝向前部壳体元件104的相反的张紧力。

为了使输液装置1进入操作状态，将管组2的管部段200、201插入到输液装置1的前部面100上的接纳通道102中。通过关闭门11(沿关闭方向C)，管组2被固定在其在前部面100上的位置，其中，门11遮盖接纳通道102的外部。

当沿关闭方向C关闭门11时，传感器装置3的抵接元件34呈现在与门11抵接的位置，其中，抵接装置34可以弹性地适应于其取决于门11相对于前部面100的位置的相对于前部面100的位置。由于限定了抵接元件34相对于门11的位置，因此也限定了挤压尺寸h并且挤压尺寸h仅经受很小的变化。

本发明的基本构思不限于上面描述的实施方式，而是也可以以完全不同的方式实现。

特别地，输液装置可以是管组的管部段内的压力将被测量的任何类型的输液装置。在本文中，可以在泵机构的上游和/或泵机构的下游使用力传感器。力传感器可以具有任何期望的构造并且例如可以由压电传感器等构成。

管组可以是一次性的，但不是必须是一次性的。

附图标记列表

1 输液装置

10 壳体元件

100 前部面

101 接纳部

102 接纳通道

103 壳体元件

104 壳体元件

105 开口

11 门

110 挤压部段

2 管组

20 泵模块

200 管部段(入口)

201 管部段(出口)

3 传感器装置

30 传感器元件

31 传感器装置壳体

32 连接器

33 弹簧元件

34 抵接元件

340 接纳开口

341 通道部段

342、343 壁部段

344、345 抵接面

346、347 凸缘元件

35 弹簧元件

C 关闭方向

D 泵送方向

h 挤压尺寸

P 枢转轴线

T、T’ 张紧方向

X、Y、Z 方向

Claims (9)

1.一种输液装置(1)，所述输液装置(1)用于作用在管组(2)上以将医用流体输送通过所述管组(2)，所述输液装置(1)包括：

-第一壳体元件(10)，所述第一壳体元件(10)构造成接纳所述管组(2)的管部段(200、201)，

-第二壳体元件(11)，所述第二壳体元件(11)能够相对于所述第一壳体元件(10)移动，使得在所述第二壳体元件(11)的关闭位置，所述第一壳体元件(10)和所述第二壳体元件(11)构造成将所述管部段(200、201)接纳在所述第一壳体元件(10)与所述第二壳体元件(11)之间，以及

-传感器装置(3)，所述传感器装置(3)设置在所述第一壳体元件(10)上并且具有用于测量所述管组(2)的所述管部段(200、201)上的力的传感器元件(30)，

其特征在于，

所述传感器装置(3)以可弹性移位的方式设置在所述第一壳体元件(10)上，其中，所述传感器装置(3)经由至少一个弹簧元件(33)支承在所述第一壳体元件(10)上，

其中，所述传感器装置(3)包括抵接元件(34)，在所述第二壳体元件(11)的所述关闭位置，所述抵接元件(34)与所述第二壳体元件(11)抵接，

其中，所述抵接元件(34)包括用于接纳所述管组(2)的所述管部段(200、201)的通道部段(341)，

其中，所述传感器装置(3)的所述传感器元件(30)伸入所述通道部段(341)中并且构造成：当所述第二壳体元件(11)处于所述关闭位置所述管部段(200、201)被接纳在所述第一壳体元件(10)与所述第二壳体元件(11)之间时，所述传感器元件(30)接触所述管部段(200、201)。

2.根据权利要求1所述的输液装置(1)，其特征在于，所述第一壳体元件(10)包括用于接纳所述管组(2)的所述管部段(200、201)的接纳通道(102)，其中，处于所述关闭位置的所述第二壳体元件(11)至少部分地遮盖所述接纳通道(102)，以用于保持所述管组(2)的所述管部段(200、201)。

3.根据权利要求1或2所述的输液装置(1)，其特征在于，所述第一壳体元件(10)构造成在所述第一壳体元件(10)的前部面(100)上接纳所述管部段(200、201)，所述前部面(100)在第一方向(X)和垂直于所述第一方向(X)的第二方向(Z)所延展的平面中延伸。

4.根据权利要求3所述的输液装置(1)，其特征在于，所述传感器装置(3)能够相对于所述第一壳体元件(10)沿着与所述第一方向(X)和所述第二方向(Z)垂直的第三方向(Y)移位。

5.根据权利要求1所述的输液装置(1)，其特征在于，所述抵接元件(34)经由第一弹簧元件(33)支承在所述第一壳体元件(10)的第一部分(103)上，其中，所述第一弹簧元件(33)将所述抵接元件(34)沿第一张紧方向(T’)相对于所述第一壳体元件(10)弹性地预张紧。

6.根据权利要求5所述的输液装置(1)，其特征在于，所述抵接元件(34)经由第二弹簧元件(35)支承在所述第一壳体元件(10)的第二部分(104)上，其中，所述第二弹簧元件(35)将所述抵接元件(34)沿与所述第一张紧方向(T’)相反的第二张紧方向(T)相对于所述第一壳体元件(10)弹性地预张紧。

7.根据权利要求5或6中的一项所述的输液装置(1)，其特征在于，所述传感器装置(3)包括接纳在所述抵接元件(34)的接纳开口(340)中的传感器装置壳体(31)，其中，所述第一弹簧元件(33)在所述第一壳体元件(10)的所述第一部分(103)与所述传感器装置壳体(31)之间作用，以用于将所述传感器装置壳体(31)沿所述第一张紧方向(T’)朝向所述抵接元件(34)张紧。

8.根据权利要求1或2所述的输液装置(1)，其特征在于，所述第二壳体元件(11)能够围绕枢转轴线(P)相对于所述第一壳体元件(10)枢转。

9.根据权利要求1或2所述的输液装置(1)，其特征在于，所述输液装置(1)构造为蠕动式输液泵，所述蠕动式输液泵用于蠕动地作用在所述管组(2)的所述管部段(200、201)上以用于将医用流体输送通过所述管组(2)。

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