CN1163577A - 输液和显微透析泵 - Google Patents

Abstract

一种输液和显微透析泵包括一箱子(100，200)和一注射器型的可插入的柱筒与柱塞(300)。座落在柱塞杆上的行走装置(4)在由电动机驱动的螺杆(3)上行走，从而使柱塞配送液体。

Description

输液和显微透析泵

本发明涉及这样一种输液和显微透析泵，其中，做成注射器的形式的柱塞泵可以装在一个箱子中，该箱子包括一电动机和与之相连的驱动装置，其特征为，柱塞可以在泵室中移动并用它将用于输液和显微透析的液体缓慢地压出。更具体一些，本发明涉及一种在下面的权利要求1的前序部分中所限定的那种输液和显微透析泵。

这种装置是众所周知并可在市场上购买到的。在装备了现代的电子控制装置以后，这种装置能做很多的工作，例如在病人需要时，给病人注射恰当份量的胰岛素，或是吗啡。这种设备小到足以舒适地与病人连接或被舒适地携带，并可将它用于显微透析。

但是，为这种装置的小型化和易于运用所付出的代价为，在安装实际的注射器时既困难又麻烦。不过，当该装置由于需要而在临床或联合诊治时由有经验和经过训练的人员充灌和安放的话，这种困难是可以被容忍的，但是，当病人或亲属不得不在其家中充灌和安放该装置时，就会发现这种工作很麻烦。因此，本发明的一个目的在于提供一种在引言部分中限定的那种输液和显微透析泵，其中不需要特别的专门知识或技能，即可以将注射器安装并插入箱子中。

采用本发明的输液和显微透析泵，可以实现这些和其它的目的与优点，该泵具有在权利要求1的特征部分中所限定的特征。对本发明的优选实施例在从属权利要求中作了限定。

按照本发明，注射器，最好是一次性注射器应当能容易地装在箱子中并与一用电动机驱动的螺杆相连，同时，用一放在注射器上方的盖子，最好是一有铰接的盖子保持就位。这样，不管盛装在注射器中的液体体积如何，都可以保证注射器的推动部分与螺杆形成强制性的螺纹接合。但是，由于行走部分的弹性，即使螺杆转过的量大于注射器允许的行程长度，这种螺纹接合的强度也不会大到足以阻止螺杆接合被松开的地步。行走部分最好用塑料制造，并且可以与泵柱塞的外端做成一整体或是可以具有能紧固在上述端部上的一个单独的零件的形式。

注射器可以在其排出孔附近做出一凹座或类似装置，它在箱子的注射位置容纳一个小球。当将注射器装入箱子中时，使注射器以其凹座靠着小球，从而使注射器的后部斜靠在一个弹簧装置上，当可摆动的盖子在注射器上方向下摆动时，注射器将绕小球移动到某个位置，在该处，注射器在弹簧装置的作用下，与螺杆平行，从而使位于后方的推动部分上的行走部分被往下压，在螺杆上处于行走位置。行走部分的两条腿压靠在螺杆的两侧上，行走部分的做有锯齿或沟槽的一侧将在例如六个螺纹的长度内与螺杆接合。

在右旋螺杆的情况下，在沿注射器的朝外伸出的方向看去时，适合于使行走部分的左手侧与螺杆接合，这样，就使在螺杆旋转时所作用的横向力以及由于沟槽和螺纹的倾斜而产生的横向力有将注射器向内拉而不是朝向盖子向外拉的倾向。

将驱动装置设计成一个用于容纳泵室和柱塞的箱子，具有一做有螺纹的螺杆，它与一个用电池操作的电动机相连，其特征为，柱塞杆伸出泵室并载有一叉形装置，该叉形装置有与柱塞轴线成直角的开口并能弹性地夹住螺杆；叉形装置的至少一个朝内侧有沟槽形花纹，其通常周期性与螺杆的螺距一致并相对于柱塞移动的方向倾斜，以使其斜度与和叉形装置向内的开槽侧弹性地靠紧的螺杆螺纹侧的斜度一致。最好使叉形装置只有一侧做有沟槽，这是因为，即使螺杆与叉形装置之间的对中精度不高，也可以保持其功能。叉形装置最好用塑料例如德尔林制造。螺杆最好用金属制造，更好一些，用钢制造。

现在将参考其非限制性的实施例并参考附图较详细地说明本发明。

图1示意地并用局部的剖面示出了泵和插入的注射器；

图2是显微透析泵的示意框图；

图3是带有驱动装置的箱子的剖视图，该箱子用于容纳注射器型的泵室并与图2所示的设计相对应；

图4示出了用于装在注射器的柱塞杆上的一个行走螺母；

图5是沿图4中的V-V线的剖视图。

在图1中非常大略地示出了箱子100，它有一可摆动的盖子200，并且其中插有一注射器300，该注射器通过其上形成的沟槽310被牢固地夹持。如同下面要详细地描述的那样，注射器的柱塞可以由图中所示出的螺杆来移动。

图2中的原理图示出了显微透析泵的工作元件和一个通过传动装置2驱动螺杆3的驱动电机1。螺杆上跨装有一个开口螺母4，如同下面要详细描述的那样，该螺母紧固在对应于注射器或类似物的泵的柱塞杆上(或与之做成一整体)。动力源的形式为电池，它由微控制器8通过一个电动机驱动单元9控制，以便向电动机1供给电流。电动机有一根通轴，它在其远离传动齿轮机构的一端上载有一个设有暗条纹与亮条纹(未示出)的代码轮10，由光传感器11(光源与光传感器的组合)检测这些条纹并通过一个光逻辑装置向微控制器8发出电动机旋转的信号。

从图3的剖视图中可以看出，电动机1、代码轮10、齿轮机构和螺杆3以及电池(7)都装在箱子20中。其余的零件都装在图中所示的线路板21上。虽然未示出，但上部是可绕枢轴摆动地装在件22上的，其中装有一“跨装螺母”4的一次性注射器可被安装并夹紧在盖子的下方，并且使注射器的出口端13位于一开口23中，而柱塞杆则被连接成能在螺杆3旋转时作平移运动。

采用在图4和5中更详细地示出的螺母4，就有可能做出这种简单的布置，该螺母包括一U形的凹槽，凹槽的一条U形腿有在其上切出的螺纹30，其中，两条腿之间的距离与螺杆3上的螺纹相配。

在一个实施例中，丝杆的尺寸为符合SMS1705的M5×0.5，在切削螺纹前U形腿之间的距离为4.5mm。在U形腿上纵向切削的螺纹30与螺母的横向适当地限定出一个1.95°的角。螺母可合适地用塑料，如德尔林制造。

在所示的实施例中，电动机1与普通的齿轮箱(未示出)做在一起，以便与齿轮传动机构2一起得到一个108：1的总速比。当采用普通的一次性注射器(3ml)时，注射器在电动机每次转动时发送0.5ml的液体。螺杆的螺距为0.5mm，因此，电动机的一整圈的1/108将产生4μm左右的移动。由于电动机总是沿一个而且是同样的方向旋转，所存在的任何间隙只有可以忽略不计的影响。

当采用按名义电压12V设计的电动机时，有可能在用4V电池时得到一合适的进给速度，其中，电动机转一圈大概需要十分之一秒。当间隙地使用该装置并且电动机每分钟转一圈时，电池消耗得很慢，以致电池可以持续用15个日历日。但是，试验期很少比三至五个日历日长。

当插入一显微透析导管时，需要有一个充灌与冲洗期，它例如可以包括以每分钟15μl的速度排放100μl的液体，由此电动机可以每秒钟转一转。此外，所有的传动间隙与公隙在此过程中都可以消除。在后继的取样期中，液体以每分钟一转从而以0.5μl的间隙量被排出。

此例子涉及一具有0.5μl或略比它大的有效体积的显微透析导管。当采用其它的显微透析导管时，泵必须相应地与之相配，这是因为，在概念上是每次更换导管的有效部分中的液体，并且不通过它并用它压出过剩的液体，以免稀释样本溶液。可以提一下，通常是在随后的时间段例如15分钟、30分钟或1小时中采集各个样品体积的，这要取决于例如新陈代谢发展变化的速度，诸如糖尿病病人的糖值的变化或其它变化。在其它情况下，该泵可用于向病人输送其它物质，因此此例子不应被考虑成有限制性的。

应当指出，图1和3的剖视图中所示的设备大体上是按比例示出的，因此很容易看到，该设备易于被病人携带，并且病人不会感到有明显的不舒服，同时，该设备不管在任何情况下都可以使用，即使是在采取工作样品(working sample)时。本领域中的技术人员可以认识到，借助于条带或胶带可以将整个设备附着在病人的身体上。

本领域中的技术人员都会理解，用这种装置给病人输送液体和流体是非常灵活的，可以在医院，综合医院和家庭中使用。

权利要求书

按PCT19条的修改

1.一种输液和显微透析泵，包括一箱子(20)和一注射器(6)，该注射器有可安装在所述箱子中的一个泵室和一个柱塞，其中，所述泵室的前部可以装在所述箱子上并带有一从其上伸出的配送管线，该泵还进一步包括一装在所述箱子上的电动机(1)、一与所述电动机连接的减速齿轮传动机构(2)、一与减速齿轮传动机构的输出轴连接的螺杆(3)和一当螺杆旋转时沿螺杆移动的推动装置，以使柱塞在泵室中移动，其特征为，所述推动装置(4)与柱塞相连并包括一行走部分，该行走部分可放置在所述螺杆上并包括一具有沟槽的表面，该沟槽与上述螺杆的螺纹互补。

2.如权利要求1所述的泵，其特征为，所述箱子有一可绕枢轴摆动的盖(200)，当盖子打开时，可露出安放注射器的位置，在其一端包括一半圆形的球，用于容纳在一个位于上述注射器的泵室中并靠近上述泵室的排出孔的凹座中。

3.如权利要求2所述的泵，其特征为，该安放注射器的位置还包括一弹簧装置，该装置在将注射器插入箱子中时把持处于倾斜位置的注射器，并使其后端略微上抬，其中，当下降可摆动的盖子时，上述盖子起着抵抗着弹簧装置的作用力将注射器的后端下压，并由此将行走部分压至在螺杆上行走的位置的作用。

4.如上述权利要求中的任何一项所述的泵，其特征为，螺杆沿一条平行于柱塞在安装好的注射器中移动的方向延伸的直线设置并相对于上述柱塞的中心线偏置。

5.如权利要求1至3中的任何一项所述的泵，其特征为，螺杆通常沿安装好的注射器的中心线设置。

6.如上述权利要求中的任何一项所述的泵，其特征为，所述行走部分包括两个相互面对的通常是平的并且互相平行的表面，其中一个表面有脊和槽，脊和槽的循环性对应于螺杆螺纹的螺距，脊和槽的倾角对应于螺杆螺纹的切线方向，而另一个表面则没有脊和槽。

7.如权利要求2和5所述的泵，其特征为，设有脊与槽的表面要相对于螺杆螺纹如此配合并选择，以使当螺杆沿泵的排空方向旋转时，作用在垂直于螺杆方向的上述表面上的力的分量如此指向，以使注射器朝内移动而不朝盖子移动。

Claims (7)

1.一种输液和显微透析泵，包括一箱子和一注射器，该注射器有可安装在箱子中的一个泵室和一个柱塞，其中，泵室的前部可以装在箱子上并带有一从其上伸出的配送管线，该泵还进一步包括一装在箱子中的电动机、一与所述电动机连接的减速齿轮传动机构，一与减速齿轮传动机构的输出轴连接的螺杆和一当螺杆旋转时沿螺杆移动的推动装置，以使柱塞在泵室中移动，其特征为，所述推动装置与柱塞相连并包括一行走部分，该行走部分可抵靠在螺杆上并包括一具有沟槽的表面，该沟槽与上述螺杆的螺纹互补。

2.如权利要求1所述的泵，其特征为，所述箱子有一可绕枢轴摆动的盖，当盖子打开时，露出安放注射器的位置，在其一端包括一半圆形的球，它容纳在位于上述注射器的泵室中并靠近上述泵室排出孔的一个凹座中。

3.如权利要求2所述的泵，其特征为，所述安放注射器的位置还包括一弹簧装置，该装置在将注射器插入箱子中时把持处于倾斜位置的注射器，使其后端略微抬起，其中，当降下可摆动的盖子时，上述盖子起着抵抗着弹簧装置的作用力将注射器的后端压下，从而用它将行走部分压至在螺杆上行走的位置的作用。

4.如上述权利要求中的任何一项所述的泵，其特征为，所述螺杆沿一条平行于柱塞在安装好的注射器中移动的方向延伸的直线设置并相对于上述柱塞的中心线偏置。

5.如权利要求1至3中的任何一项所述的泵，其特征为，所述螺杆通常沿安装好的注射器的中心线设置。

6.如上述权利要求中的任何一项所述的泵，其特征为，所述行走部分包括两个相互面对的通常是平的并且互相平行的表面，其中一个表面有脊和槽，脊和槽的循环性对应于螺杆螺纹的螺距，脊和槽的倾角对应于螺杆螺纹的切线方向，而另一个表面没有脊和槽。

7.如权利要求2和5所述的泵，其特征为，设有所述脊与槽的表面要相对于螺杆螺纹如此配合并选择，以使当螺杆沿泵的排空方向旋转时，作用在上述垂直于螺杆方向的面上的力的分量的指向使注射器朝内移动而不朝盖子移动。

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