CN117531096A - 一种高流量定压液体推进泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高流量定压液体推进泵，涉及医疗器械领域，包括：管体；工作活塞，设于管体内，并将管体分隔为第一工作腔和第二工作腔；连接于第一工作腔的第一注射端，适于向第一工作腔注射第一液体；连接于第二工作腔的第二注射端，适于向第二工作腔注射第二液体，第二液体为作用于人体内具有特定功能的工作液体；第三工作腔，连通于第二工作腔；定压阻流阀，安装在管体的第一工作腔上，用于调控第一工作腔和第二工作腔的压力差；其中，工作活塞位于定压阻流阀和第二工作腔之间，随着第一液体注射入第一工作腔，能被推动向第二工作腔的方向移动。本发明既能高流量地推进待注射入人体管腔的液体，又能使第三工作腔稳定保持在提前设置的压力中。

Description

一种高流量定压液体推进泵

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种高流量定压液体推进泵。

背景技术

目前，经导管主动脉瓣置换(TAVR)目前是主动脉瓣狭窄患者新兴热门的治疗手段。手术过程中，需要进行主动脉球囊扩张。相对于普通的冠脉球囊，主动脉球囊容量较大，且需要快速推进液体。目前使用器械为普通的50ml医疗注射器。这种注射器虽然可以快速轻松的向球囊内注射液体，但是无法控制以及监测注射的压强，而球囊的扩张压强对临床来说是个重要参数，可以反应瓣叶僵硬程度，并且通过控制压强可以避免对瓣叶过度破坏。普通冠脉球囊注射泵虽然可以控制压强，但是其采用旋进式注射液体，速度慢，无法满足TAVR术中需要快速注射的要求。市面上有一种注射泵(爱德华生产)虽然可以快速推进液体以及监测压强，但无法做到定压注射的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高流量定压液体推进泵，以解决以上问题。

在第一方面，本发明实施例提供一种高流量定压液体推进泵，包括：

管体；

工作活塞，设于所述管体内，并将所述管体分隔为第一工作腔和第二工作腔；

连接于所述第一工作腔的第一注射端，适于向所述第一工作腔注射第一液体；

连接于所述第二工作腔的第二注射端，适于向所述第二工作腔注射第二液体，所述第二液体为作用于人体内具有特定功能的工作液体；

第三工作腔，连通于所述第二工作腔，适于介入人体内以使由所述第二工作腔流入其中的所述第二液体发挥作用；

定压阻流阀，安装在所述管体的所述第一工作腔上，用于调控所述第一工作腔和所述第二工作腔的压力差；

其中，所述工作活塞位于所述定压阻流阀和所述第二工作腔之间，随着所述第一液体注射入所述第一工作腔，能被推动向所述第二工作腔的方向移动。

在一些实施例中，所述定压阻流阀包括由柔性隔片分隔而成的上腔体和下腔体，所述上腔体连通所述第二工作腔，所述下腔体密封，以及穿设于所述柔性隔片的阻流顶杆，所述阻流顶杆插入所述第一工作腔内，所述柔性隔片随所述上腔体内的压强变化而发生形变运动，所述阻流顶杆能够在所述柔性隔片的形变运动带动下进行上下移动，以选择性地切断或导通所述第一工作腔与所述工作活塞之间流动的所述第一液体。

在一些实施例中，所述阻流顶杆的杆体设置有密封圈。

在一些实施例中，所述密封圈为硅胶圈。

在一些实施例中，所述阻流顶杆上套设有弹簧，通过所述弹簧实现所述阻流顶杆的复位。

在一些实施例中，所述第一工作腔的底部设有与所述阻流顶杆密闭配合的阻流座。

在一些实施例中，所述阻流座上开设有供所述第一液体通过的通孔。

在一些实施例中，所述阻流顶杆伸出所述上腔体之外的一端连接有压力调节机构，且所述压力调节机构设置于所述柔性隔片的中央，所述压力调节机构适于调节所述阻流顶杆与所述阻流座之间的初始距离。

在一些实施例中，所述高流量定压液体推进泵还包括压力表，安设于所述定压阻流阀与所述第二工作腔之间的管路上。

在一些实施例中，所述高流量定压液体推进泵还包括连接所述第一工作腔的排气阀。

在一些实施例中，所述第一液体为低粘度的液体。具体地，所述第一液体可以为生理盐水，所述第二液体可以为造影剂。

在一些实施例中，所述第一工作腔的体积大于所述第二工作腔的体积。

在一些实施例中，所述第一工作腔的体积大于所述第二工作腔与所述第三工作腔的体积总和。

在一些实施例中，所述第一注射端和所述第二注射端均为二通阀。

在一些实施例中，在所述工作活塞向所述第二工作腔的方向移动时，所述第三工作腔能随着受到的压力增大而扩张。

在一些实施例中，所述第三工作腔具体为介入人体自然管腔的球囊。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下优点：

1、通过在现有技术中用于介入人体管腔的第三工作腔(具体一般为工作球囊腔体)以及与此相连的管体基础上，通过设置工作活塞将管体分隔为第一工作腔和第二工作腔，并将第二工作腔与第三工作腔导通，而在第一工作腔与工作活塞之间设置定压阻流阀，以调控所述第一工作腔和所述第二工作腔的压力差，且第一工作腔与第二工作腔内注射不同的液体(前者为适于推动工作活塞运作的液体，后者为作用于人体内具有特定功能的工作液体)，如此便能通过向第一工作腔注入液体以推动工作活塞向所述第二工作腔的方向移动，压缩第二工作腔和第三工作腔，使得第二工作腔和第三工作腔内的液体压强变大，直至达到预期压力值，则通过定压阻流阀实现第一工作腔与工作活塞之间的第一液体的切断，从而既能高流量地推进待注射入人体管腔的液体，又能使第三工作腔稳定保持在提前设置的压力中。

2、通过使第一工作腔的体积大于第二工作腔的体积，甚至大于第二工作腔与第三工作腔的体积总和，变相实现对第三工作腔的扩容，如此能够使压强增长的速度更为平稳，从而确保整个液体推进泵系统更为稳定地实现待注射入人体管腔的液体的推送。

3、第一工作腔内使用适于推动工作活塞运动的低粘度液体(例如普通生理盐水)，而第二工作腔和第三工作腔使用造影剂或者其他特殊功能的工作液体，既可以节省特殊工作液体的使用，降低成本，也避免了因特殊功能的工作液体粘度过高造成系统不顺畅的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的高流量定压液体推进泵的一个剖视图；

图2为图1的高流量定压液体推进泵第一角度下的结构示意图；

图3为图2的高流量定压液体推进泵的柔性隔片状态发生变化的示意图；

图4为图1的高流量定压液体推进泵的定压阻流阀的结构示意图；

图5为图1的高流量定压液体推进泵的阻流顶杆的结构示意图；

图6为图1的高流量定压液体推进泵的阻流顶杆进入阻流座的结构示意图；

图7为图1的高流量定压液体推进泵的阻流座的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的高流量定压液体推进泵的定压阻流阀的结构示意图；

图9为图8的定压阻流阀中的柔性隔片及螺母的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请结合参照图1至图8，本实施例提供一种高流量定压液体推进泵，包括管体11、工作活塞6、定压阻流阀4、阻流座5、压力表7和第一注射端9，第二注射端10，排气阀12。

其中，工作活塞6设于管体11内并将管体11分隔为第一工作腔1和第二工作腔2；第一注射端9连接于所述第一工作腔1，适于向所述第一工作腔1注射第一液体；本实施例中，所述第一液体为低粘度的液体(根据本领域公知常识，粘度范围在1-5000Cp(厘帕)之间，如水、润滑油等常见流体可以认为是低粘度液体)，具体可以为生理盐水；第二注射端10连接于所述第二工作腔2，适于向所述第二工作腔2注射第二液体，所述第二液体为作用于人体内具有特定功能的工作液体，在实际实施时可以是造影剂或者其他特定功能的工作液体。在具体实施时，第一注射端9和第二注射端10均可以采用二通阀的形式。所述定压阻流阀4，安装在所述管体11的第一工作腔1上，用于调控所述第一工作腔1和所述第二工作腔2之间的压力差。

所述高流量定压液体推进泵还包括第三工作腔3，其连通于所述第二工作腔2，适于介入人体内以使由所述第二工作腔2流入其中的所述第二液体发挥作用。

本实施例中，第一工作腔1的体积大于第二工作腔2的体积，甚至优选可以大于第二工作腔2与第三工作腔3的体积总和，如此能够使压强增长的速度更为平稳，从而确保整个液体推进泵系统更为稳定地实现待注射入人体管腔的液体的推送。

所述工作活塞6位于所述定压阻流阀4和所述第二工作腔2之间，随着所述第一液体注射入所述第一工作腔1，能被推动向所述第二工作腔2的方向移动。

在实际实施时，第一工作腔1独立，密封，不与其他的工作腔体连通，第二工作腔2与第三工作腔3可通过管路连通，在所述工作活塞6向所述第二工作腔2的方向移动时，所述第三工作腔3能随着受到的压力增大而扩张。本实施例中，所述第三工作腔3具体为介入人体自然管腔的球囊。

本发明的目的，最终就是使第三工作腔3稳定地保持在提前设置的压力中。

第一注射端9通过管路与第一工作腔1连通。第二注射端10通过管路与第二工作腔2连通。

定压阻流阀4安装在管体11的第一工作腔1上。其中，工作活塞6位于定压阻流阀4和第三工作腔3之间。定压阻流阀4通过管路与第二工作腔2保持连通，压力表7安设于定压阻流阀4与第二工作腔2之间的管路上。

本实施例提供的高流量定压液体推进泵的工作原理如下：

在本实施例中，通过第一注射端9往第一工作腔1注入生理盐水(第一液体的具体实施)，使得第一工作腔1充满生理盐水，(第一工作腔1里的气体通过排气阀12排出)。第二工作腔2和第三工作腔3则通过第二注射端10充满造影剂或者使球囊扩张的工作液体。通过往第一注射端9注入生理盐水，第一工作腔1压力持续增大，推动工作活塞6向远端(即第二工作腔2的方向)移动，压缩第二工作腔2和第三工作腔3，使得第二工作腔2和第三工作腔3的液体压强变大。由于第二工作腔2和第三工作腔3连通，因此两腔液体压强始终相等。第二工作腔2的液体通过管路回流引入定压阻流阀4。定压阻流阀4的阻流顶杆44插入第一工作腔1，阻流顶杆44的杆体设置有硅胶圈等密封装置，使得定压阻流阀4与第一工作腔1相互隔离，液体不相通。

可以参考图1、2、3和8，定压阻流阀4由柔性隔片43分成两个腔体，分别为上腔体45a和下腔体45b，上腔体45a连通第二工作腔2，下腔体45b密封，不进入液体，里面装有弹簧42。当上腔体45a压力变大时，柔性隔片43往下腔体45b挤压而产生形变运动，上腔体45a变大，下腔体45b变小，弹簧42被挤压，阻流顶杆44在柔性隔片43的形变运动带动下往下运动，当压强持续增加时，阻流顶杆44进入阻流座5，切断了第一工作腔1与工作活塞6之间的第一液体，第一液体无法再被注入。

如果第二工作腔2和第三工作腔3发生泄露，压强变小，弹簧42会回弹，阻流顶杆44抬起，第一工作腔1的第一液体会补充进入第二工作腔2，直到阻流顶杆44进入阻流座5。这样就形成一个稳定的保持压力的充液方式。

本实施例中，所述阻流顶杆44伸出所述上腔体45a之外的一端连接有压力调节机构41，适于调节所述阻流顶杆44与所述阻流座5之间的初始距离，其具体可以包括调节操作端41a和螺母41b,所述压力调节机构41中的螺母41b设置于所述柔性隔片43的中央。

实际实施时，压力表7可以读取第二工作腔2的压强值，而压力调节机构41可以调节阻流顶杆44与阻流座5之间的初始距离，进而设置不同的阻流压强值。

在本实施例中，需要特别指出的是：

其一：第一工作腔1内使用适于推动工作活塞运动的低粘度液体(例如普通生理盐水)，而第二工作腔2和第三工作腔3使用造影剂或者其他特殊功能的工作液体，既可以节省特殊工作液体的使用，降低成本，也避免了因特殊功能的工作液体粘度过高造成系统不顺畅的问题。

具体地，普通的生理盐水具有粘度低、便宜、安全以及方便获取的特点，由于其粘度低，更有利于工作活塞的运作；而若是直接向第三工作腔3注射造影剂或者其他特殊功能的工作液体，由于这些特殊功能的工作液体的成本相对较高，且出于安全性和实用性考虑，也不会大容量使用，但是较小容量的注射却又会引起压力不稳定的问题(详见后续分析)；此外有些特殊功能的工作液体的粘度较大，即便是大容量使用也不利于注射。

其二：通过使第一工作腔的体积大于第二工作腔的体积，甚至大于第二工作腔与第三工作腔的体积总和，变相实现对第三工作腔的扩容，如此能够使压强增长的速度更为平稳，从而确保整个液体推进泵系统更为稳定地实现待注射入人体管腔的液体的推送。

如前所述，因为临床上使用的造影剂等具备特殊功能的液体的量很小，所以会存在注射压力无法稳定的情况。举例来说，若是一个很小容量的工作腔体，即便注射少量液体，体积变化就很大，如此很难稳定在一个压力值。但如果采用大容量的工作腔体，就会使用很多体积的造影剂或者特殊工作液体，一方面是浪费，一方面也可能对人体不安全。因此，通过两种不同类型的液体联合使用，用普通的生理盐水放入第一工作腔进行变相扩容，同时这两种液体互相隔离，没有混淆，既可以在不增加造影剂或者其他特殊工作液体的剂量基础上实现稳定压力条件下的注射，又节省了成本，提高了注射安全性。

下面再说明扩容原理：

第一工作腔1的体积要大于第二工作腔2，甚至大于第二工作腔2与第三工作腔3的体积总和。第一工作腔1的体积越大，在用注射器推进液体时，增加的体积相对于原来总体积而言，增加比例很小，因此推进就会平稳，压力能够很好地保持，压强增长的速度就越平稳，整个液体推进泵系统越稳定。因为压力的增加速度跟原来液体的基数有关。比如假设第一工作腔的原来的液体为500ml,用10ml的注射器进行推进时，压力增加会比第一工作腔1的原来液体为50ml平稳得多。10ml注入500ml,整体液体增10/500,增加比例很小。但如果原来基数为50ml，那么压强就会增加10/50，增加幅度大、速度快。即：增加比例越大，增加的精度就会越差，即便是少量的注射，也会快速提升压力，无法稳定维持。因此，用第一工作腔体1进行扩容除了节省造影剂或者特殊工作液体之外，具有稳定推送的作用。

上述两点结合起来，既能节省造影剂等特殊工作液体，也避免了特殊液体粘度过高造成系统不顺畅的问题，更能够稳定地实现待注射入人体管腔的液体的推送。在此基础上，再结合定压阻流阀，便能起到压力值到达即就刹停的作用。

为了更清楚的说明该装置，把定压阻流阀4的工作原理进一步详细说明。

继续参阅图1、8和9，定压阻流阀4的腔体分为上腔体45a和下腔体45b，上腔体45a连通回流的第二液体，下腔体45b则密封，不进入液体。下腔有弹簧42。隔离上腔体45a和下腔体45b的部件称为柔性隔片43。由于柔性隔片43是柔性的，它可以凹陷或者凸起。当它下凹的时候，表示上腔体45a的压强值变大，当它凸起的时，表示上腔体45a的压强值变小。柔性隔片43的中央固定设置有螺母41b，而阻流顶杆44与该螺母41b螺纹连接，阻流顶杆44、压力调节机构41固定连接(具体可以通过焊接或者一体成型的方式)，旋转压力调节机构41的调节操作端41a，就可以调节阻流顶杆44与阻流座5之间的距离。同时，由于阻流顶杆44与柔性隔片43通过螺母41b连接在一起，当柔性隔片43形变运动时，会带动阻流顶杆44运动。阻流顶杆44的末端和阻流座5的凹陷处只有很小间隙的配合，当阻流顶杆44进入阻流座5时，阻挡了第一液体从第一工作腔1向第二工作腔2流动。第一工作腔1压力越大，阻流顶杆44和阻流座5被压力压迫会贴合得越紧，第一液体越是无法通过。

结合图6和图7，阻流座5与阻流顶杆44的作用是控制第一工作腔1和第二工作腔2之间的连接。可以用阻流顶杆44插入阻流座5即阻断液体的机构来实现。

如下是一种阻流座5的方式。阻流座5中央有方孔51，可以通过第一液体，而阻流顶杆44往下运动时，就阻挡了中央方孔51的第一液体的流动。

档位调节说明：

该定压阻流阀装置可以提前设置好多个挡位。选择好合适的弹簧42。根据阻流顶杆44的行程来设计挡位，挡位可以在压力调节机构41露出的部分做出记号。由于弹簧42的压力与行程成正比，因此该刻度记号会具有很接近的线性关系，易于设置，并且稳定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种高流量定压液体推进泵，其特征在于，包括：

管体；

工作活塞，设于所述管体内，并将所述管体分隔为第一工作腔和第二工作腔；

连接于所述第一工作腔的第一注射端，适于向所述第一工作腔注射第一液体；

连接于所述第二工作腔的第二注射端，适于向所述第二工作腔注射第二液体，所述第二液体为作用于人体内具有特定功能的工作液体；

第三工作腔，连通于所述第二工作腔，适于介入人体内以使由所述第二工作腔流入其中的所述第二液体发挥作用；

定压阻流阀，安装在所述管体的所述第一工作腔上，用于调控所述第一工作腔和所述第二工作腔的压力差；

其中，所述工作活塞位于所述定压阻流阀和所述第二工作腔之间，随着所述第一液体注射入所述第一工作腔，能被推动向所述第二工作腔的方向移动。

2.根据权利要求1所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述定压阻流阀包括由柔性隔片分隔而成的上腔体和下腔体，所述上腔体连通所述第二工作腔，所述下腔体密封，以及穿设于所述柔性隔片的阻流顶杆，所述阻流顶杆插入所述第一工作腔内，所述柔性隔片随所述上腔体内的压强变化而发生形变运动，所述阻流顶杆能够在所述柔性隔片的形变运动带动下进行上下移动，以选择性地切断或导通所述第一工作腔与所述工作活塞之间流动的所述第一液体。

3.根据权利要求2所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述阻流顶杆的杆体设置有密封圈。

4.根据权利要求3所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述密封圈为硅胶圈。

5.根据权利要求2所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述阻流顶杆上套设有弹簧，通过所述弹簧实现所述阻流顶杆的复位。

6.根据权利要求2所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述第一工作腔的底部设有与所述阻流顶杆密闭配合的阻流座。

7.根据权利要求6所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述阻流座上开设有供所述第一液体通过的通孔。

8.根据权利要求6所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述阻流顶杆伸出所述上腔体之外的一端连接有压力调节机构，且所述压力调节机构设置于所述柔性隔片的中央，所述压力调节机构适于调节所述阻流顶杆与所述阻流座之间的初始距离。

9.根据权利要求2所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，还包括压力表，安设于所述定压阻流阀与所述第二工作腔之间的管路上。

10.根据权利要求2所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，还包括连接所述第一工作腔的排气阀。

11.根据权利要求1所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述第一液体为低粘度的液体。

12.根据权利要求11所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述第一液体为生理盐水，所述第二液体为造影剂。

13.根据权利要求1所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述第一工作腔的体积大于所述第二工作腔的体积。

14.根据权利要求13所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述第一工作腔的体积大于所述第二工作腔与所述第三工作腔的体积总和。

15.根据权利要求1所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述第一注射端和所述第二注射端均为二通阀。

16.根据权利要求1所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，在所述工作活塞向所述第二工作腔的方向移动时，所述第三工作腔能随着受到的压力增大而扩张。

17.根据权利要求16所述的高流量定压液体推进泵，其特征在于，所述第三工作腔为介入人体自然管腔的球囊。