技术领域
本发明涉及一种用于液体药物等的通用型输注装置，以及一种用于 控制液体药物等的分配的方法。
特别地，本发明涉及一种用于诸如药品、麻醉剂、化疗药物之类的 液体药物的输注装置。
背景技术
在医学领域中，已知使用用于输注诸如例如药品、麻醉剂、化疗药 物等液体药物的装置，该装置包括沿通常与输注针连通的导管分配一定 流量液体的泵送装置。
具体地，输注装置在市场上是已知，其泵送装置包括由马达致动的 蠕动泵，该蠕动泵使得相对于带有其他类型的泵送装置的装置来说可以 获得对液体药物的更精确的输注。而且，在蠕动泵中，导管中传送的液 体药物不放置为与泵本身的任何其他部件接触，以保护液体药物不受任 何污染，这在医学领域中是绝对必要的方面。
更具体地，在已知类型的输注装置中常规使用的蠕动泵包括由可弹 性变形的材料制成的管状导管，该管状导管通过与由马达致动的转子相 关联的压辊(例如两个或者甚至三个辊子)压靠在泵体的内表面上：管 状导管的通过压辊进行的压缩以及随后的释放决定液体药物从罐中的 吸入，以及液体本身朝向病人离开的运动。
如上所述，管状导管由像例如硅树脂、PVC或者具有合适的机械特 性的其他聚合物材料的可弹性变形材料制成，对于管状导管的一部分而 言，这使得可以在每次被压辊挤压时快速地返回至初始尺寸。
然而，在已知类型的输注装置中，由于每次转子执行转动时管状导 管因压辊(如上所述，可以设置例如两个或者甚至三个辊子)的经过实 际上被压缩并释放很多次的事实，所使用的蠕动泵具有液体药物在出口 处进行脉动的分配的缺点。
为了阻止此种现象并且试图在泵的出口处获得液体药物的更连续 的分配，可以使用更多数量的压辊：然而，大量的压辊(并且随之发 生的事实是它们彼此太靠近)将不会给予足够的时间使管状导管的已经 被压缩的部分返回至初始尺寸以便能够在下一个辊子经过之前抽出液 体药物，并且这种解决方案因而仅对小流量液体有效。
在已知的具有常规蠕动泵的输注装置中，典型的缺点因而为最小分 配与最大分配之间的比率：实际上，尺寸定成分配很少量的液体药物的 蠕动泵不能分配非常大的流量，而非常大的流量在一些应用中与非常小 的流量一样也是必要的。
发明内容
因此，本发明的技术任务是提出一种用于液体药物等的输注装置和 一种用于控制液体药物等的分配的方法，该装置和方法使液体药物在出 口处的分配是连续的并且具有根据所需剂量的任意所需流量。
在这种技术任务中，本发明的一个特定目的是制造简单并且快速使 用的输注装置。
通过根据所附权利要求1的用于液体药物等的输注装置来实现该任 务和该目的。
用于液体药物等的输注装置为如下类型，其包括与至少一个液体药 物罐相关联的至少一个主体，并且包括具有至少一个转子的至少一个蠕 动泵，该至少一个转子与至少一个压辊联接并且与由可弹性变形材料制 成的至少一个管状导管相关联，所述至少一个管状导管放置成一侧与罐 连通并且另一侧与至少一个用于分配输注装置的液体的口连通；上述管 状导管被缠绕以形成紧靠在蠕动泵的至少一个壳部的内壁上的至少一 个完整环并且辊子被选择性地推动以与至少完整环接合，以允许液体药 物以任意所需流量进行连续的分配。
而且，通过根据所附权利要求17的用于控制液体药物等的分配的 方法实现了相同的目的。
对输注装置致动的液体药物等的分配进行控制的方法包括如下步 骤：至少对压辊在管状导管的相邻部分处的经过进行检测、将由转子执 行的完整旋转划分为预定数量的角扇区、通过控制处理器提高转子的至 少在跟随辊子经过相邻部分处的检测点的扇区中的旋转速度、限定环的 对应部分的通过辊子本身进行的最快的压缩，以允许液体药物的以所需 流量的随着时间的连续分配。
在从属权利要求中描述了其他有利特征。
附图说明
对于本领域的技术人员而言，通过作为示例给出并且不为限制的目 的的以下描述和附图，本发明的特征将变得更加清楚，在附图中：
-图1为根据本发明的用于液体药物等的输注装置的立体图；
-图2为从另一角度观察到的根据本发明的输注装置的立体图；
-图3为根据本发明的输注装置的立体图，其中突出显示了与可拆 卸组分离的主体；
-图4为根据本发明的输注装置的蠕动泵的细节的侧视图；
-图5为根据本发明的输注装置的蠕动泵的细节的立体图；
-图6为通过已知类型的泵输注的液体的重量随转子的旋转而变 化的趋势的曲线图；
-图7为通过根据本发明的泵输注的液体的重量随转子的旋转而 变化的趋势的曲线图。
具体实施方式
参照附图1，根据本发明的用于液体药物等的输注装置总体上以附 图标记1表示。
用于液体药物等的输注装置1为包括与至少一个液体药物罐3相关 联的至少一个主体2的类型。
输注装置1包括至少一个蠕动泵4，该蠕动泵4具有与至少一个压 辊6联接的至少一个转子5；蠕动泵4与至少一个管状导管7相关联， 该管状导管7由可弹性变形材料制成，放置成一侧与罐3连通并且另一 侧与至少一个用于分配输注装置1的液体的口8连通。
上述管状导管7缠绕成形成紧靠在蠕动泵4的至少一个壳部9的内 壁上的至少一个完整环7a。
辊子6可以被选择性地推动以与至少完整环7a接合，以允许对液 体药物的关于任意所需流量的连续分配。
更具体地，与转子5联接的单个压辊6适于选择性地压在管状导管 7的完整环7a上。
压辊6可以以可旋转的方式与转子5联接以便不磨损管状导管7， 即换句话说，压辊6可以围绕自身旋转。
转子5与至少一个马达10相关联，该马达10从属于输注装置1的 至少一个控制处理器11。
控制处理器11包括用于调节转子5的速度的装置。
更具体地，用于调节速度的这种装置使得可以在相同旋转期间改变 转子5的速度，换句话说，可以在由转子5执行的完整转动中的至少一 个扇区中改变转子5的速度。
由于将在下面的说明书中更清楚地描述的用于调节速度的这种装 置的存在，可以执行对辊子6的旋转速度的调节和随后的对液体药物的 以所需流量的随时间的分配的控制。
更具体地，液体的分配可以通过恒定或可变的操作连续地、以脉动 的方式以及以混合的脉动与连续的方式发生。
而且，转子5包括用于与马达10的相应的轴13联接的成形孔12。
转子5在蠕动泵4的壳部9内以可旋转的方式容置在自润滑型的套 管14上。
完整环7a包括两部分，这两部分为管状导管7的基本上相邻的部 分7b，与控制处理器11相关联并适于检测压辊6的经过的接近度传感 器15位于这两部分处。
例如，接近度传感器15可以为光学或磁类型。
接近度传感器15可定位在沿着管状导管7的延伸部的任意位置， 只要接近度传感器15一直保持在相同的位置即可。
在根据本发明的输注装置1的一些简化的实施方式中，接近度传感 器15可以不存在，以便在开环中实现对转子5的旋转的控制。
管状导管7通过穿孔杆16放置成与罐3连通，管状导管7通过第 一角接头17与穿孔杆16相关联；穿孔杆16包括锚定至相应的支承元 件19的一个吸入端18。
输注装置1包括位于蠕动泵4的下游的液体药物的止回阀20，以阻 止液体沿与分配方向相反的方向返回。
而且，输注装置1可以包括操作性地连接至控制处理器11并且适 于检测液体药物的压力的压力传感器。
输注装置1还可以包括气泡检测器。
或者，如图所示，输注装置1可以包括与控制处理器11相关联的 用于控制液体药物的压力和气泡的存在的单个单元21。
然后可以预见的是，要设置用于排出可能存在的气泡的过滤器22， 使得可能存在的气泡不与分配的液体药物一起输注给病人。
根据本发明的一方面，输注装置1包括上述主体2，并且还包括可 以联接在一起的可拆卸组23。
更具体地，主体2容置有电子部件，并且因此容置有至少控制处理 器11、至少用于致动蠕动泵4的马达10、以及至少一个用于向所述电 子部件供电的电池；可拆卸组23另一方面包括至少罐3和蠕动泵4。
输注装置1的主体2限定用于可拆卸组23的相应的座24。
该座24适于允许马达10的轴13与蠕动泵4的转子5对应地联接。
而且，主体2包括一对相对的附件25，所述一对相对的附件25限 定用于联接可拆卸组23的相应的突出部27的成形孔26。
在突出部27中的一个突出部处，已经提到的用于穿孔杆16的支承 元件19形成在罐3内。
输注装置1的主体2还支承控制单元21，在主体2本身与可拆卸组 23的联接构造中，该控制单元21与管状导管7的一部分相关联，以控 制液体药物的压力和可能的气泡的存在。
为了实现信息对用户的可视化，输注装置1的主体2还容置有与控 制处理器11相关联的显示器28。控制处理器11例如能由容置在主体2 中的电子卡组成。
控制处理器11适于通过电缆、无线或者其他类型的接口与外部编 程单元通信。
根据本发明的另一方面，由于关于病人的卫生和安全的明显原因， 可拆卸组23为一次性的类型。
如图所示，可拆除组23还容置有用于排出气泡的过滤器22，该过 滤器22位于蠕动泵4的下游并且通过第二接头29与管状导管7相关联。
管状导管7合适地由像例如硅树脂、PVC或者具有合适的机械特性 的其他聚合物材料的可弹性变形材料制成，这允许管状导管7的因辊子 6的经过而被挤压的部分快速地返回至其初始尺寸。
如上所述，管状导管7在壳部9内呈完整环7a缠绕，壳部9由两 个半壳部9a、9b组成，所述两个半壳部9a、9b在联接构型方面限定两 个开口30以用于管状导管7本身的经过。
在下面的部分中，描述了用根据本发明的输注装置1执行的用于控 制液体药物等的分配的方法。
该方法包括将由转子5执行的完整旋转划分为预定数量的角扇区的 步骤。
然后该方法预见了如下步骤：通过控制处理器11增大转子5的至 少在辊子6经过相邻部分7b处的点后的扇区中的旋转速度，从而通过 辊子6本身限定了对应的环形部分7a的更快压缩，以允许液体药物的 以所需流量的随着时间的连续分配。
增大转子5的旋转速度的步骤可根据不同的方式实现。
例如，该步骤可通过在马达10上设置例如编码器等来致动，并且 因而知道转子5在辊子6经过管状导管7的相邻部分7b处的实际角度 位置。
或还可以，对压辊6经过相邻部分7b处的检测可再次借助于控制 处理器11通过测量由马达10在转子5的第一回转期间所吸收的电流的 值而执行：所吸收的电流的值(与所需扭矩成比例)在相邻部分7b的 由辊子6进行的压缩处基本上为最大，并且在管状导管7的在紧随相邻 部分7b之后的部分中基本上为最小，使得提高了转子5在与所吸收电 流的最小值(即，紧随辊子6经过相邻部分7b处之后)的检测点对应 的扇区中的旋转速度。
在输注装置1设置有接近度传感器15的情形中，根据本发明的方 法还包括检测压辊6经过管状导管7的相邻部分7b处的步骤。
在这种情况下，对压辊6经过相邻部分7b处的检测事实上通过接 近度传感器15而执行，该接近度传感器15操作性地连接至控制处理器 11。
如上所述，该方法然后预见了如下步骤：通过控制处理器11增大 转子5的至少在跟随辊子6经过相邻部分7b处的由传感器15执行的检 测点的扇形中的旋转速度，从而通过辊子6本身限定环7a的对应部分 的更快压缩，以允许液体药物的以所需流量的随着时间的连续分配。
对转子5的每次回转进行划分所在的角扇区的数量例如等于八个。
以此方式，转子5和辊子6在跟随辊子6本身在相邻部分7b处的 可能由传感器15检测的经过点的扇区中的旋转速度相比于其他七个扇 区将通过控制处理器11设定得更高，从而导致对应的环形部分7的由 辊子6进行的更快压缩，以允许液体药物以所需流量随着时间连续分 配。
根据本发明的用于液体药物等的输注装置1的操作根据已描述的为 完全直观的。
容纳在罐3中的液体药物由蠕动泵4通过穿孔杆16吸入到管状导 管7中，蠕动泵4的由马达10致动的转子5以旋转的方式设置辊子6， 该辊子6选择性地将完整环7a的随后部分靠着壳部9的圆筒形内壁挤 压。
由于液体药物在出口中从泵4朝向装置的分配口8的蠕动效果，压 辊6在由可弹性变形材料制成的环7a上的选择性作用确定了向前运动； 经受了辊子6的一部分的压缩的环形部分7a紧接着返回至初始尺寸， 从而导致了液体从罐中的抽出。
如所述的，控制处理器11将马达10的旋转速度并因此将压辊6的 旋转速度控制为沿着上述八个角扇区的预定值，从而随着时间根据所需 流量连续地分配液体药物。
特别地，旋转速度如所述的在跟随辊子6经过环7a的提及的相邻 部分7b处的点的扇区中更快。事实上，如果转子5的速度对于整个回 转来说一直是相同的，则当辊子6刚刚越过相邻部分7b时，由于在输 出侧释放出立即被向前移动的液体填充的空间这一事实，液体的分配将 暂时停止(止回阀20阻止如所述的已经由泵4沿与分配方向相反的方 向排出的液体的返回)：因此，尽管对于转子5的每个完整回转而言所 分配的液体的总量在任何情况下均保持不变，仍将存在分配的流动的减 慢，即，仍将存在液体药物随着时间的不连续的分配。
为了避免此种缺点并且为了使液体药物随着时间连续分配，如所 见，有必要对转子5的速度起作用，并且因此对辊子6的速度起作用， 其中辊子6的速度在跟随辊子6经过相邻部分7b处的检测点的扇区中 最大。
如所述的，辊子6的经过通过接近度传感器15或通过测量由马达 10在转子5的第一完整回转期间吸收的电流的值或者用其他方法来检 测。
明显的是能够如何通过处理器11控制转子5的旋转速度来获得液 体以任意所需流量的连续分配。
因而所构想的本发明使获得重要的技术优点变成可能。
一个重要的技术优点包括如下事实：为了所输注的液体的最佳剂 量，输注装置1允许液体药物在出口中的连续的并且具有任意所需流量 的分配，分配的精度是医学领域中的基本要求。
附图6和附图7分别示出了两个曲线图，其中，在y轴中为以克为 单位的所分配液体的重量，而在x轴中为单个旋转所需的时间。
更详细地，图6的曲线图示出了在没有用于调节速度的装置的情况 下相对于蠕动泵的旋转/重量趋势，而图7示出了在具有根据本发明的 用于调节速度的装置的情况下相对于蠕动泵的旋转/重量趋势。
如可观察到的，速度调节装置使得可以恢复蠕动泵4的分配中的线 性。
速度调节装置的作用在所需剂量较低时较大，并且因此在蠕动泵4 的旋转的扇区处的速度提高的效果在所需剂量较低时较大。
而且，输注装置1包括单个辊子6，也在成本和制造简单方面有优 势。
而且，该装置包括一次性的可拆卸组23，该一次性的可拆卸组23 包括蠕动泵4和罐3，此种特性确保了在防范可能的感染风险的卫生方 面的最高的安全性。
还值得强调的是，在由转子5执行的完整回转的角扇区中的划分使 得可以避免如下情况：由于可能的电子控制或者编程的问题，泵以没有 遵守控制系统的命令的方式进行操作。
在这种特殊情况下，在划分完整回转的每个扇区中的每个运动命令 仅在前一个命令已经完成时产生。
在根据本发明的输注装置的一个实施方式中，预见了语音信息生成 装置，该语音信息生成装置可被使用者听到，及时通知病人和操作者关 于蠕动泵的各种操作条件、关于参数的设定、关于可能的故障等。
用于生成语音信息的装置操作性地连接至装置的控制处理器11。
能够应用用于生成语音信息的装置的一个示例例如为有必要关于 不同的治疗为泵重新编程的情况。在这种情况下，操作者在显示器28 上打字，例如，键入基础输注值、药丸值以及锁定时间，更精确地说， 两种增量剂量之间的设定时间间隔。
一旦编程已经完成，则操作者可以要求语音确认：语音重复所插入 的值，同时在显示器28上突出显示它们。
操作者可以以这种方式确保他想要插入的参数实际上已被插入并 且是正确的。
应用的另一个示例可以是要求通过按下显示器28上的适当的按钮 或者图标来对泵的正确操作、电池的自主性、治疗的剩余持续时间等进 行语音确认的可能性。
应用的其他示例可以是关于因故障而产生的紧急情况或如电池的 低自主性、药品的耗尽、输注线的可能障碍之类的其他情况的语音信息 的生成。
在本发明的另一实施方式中，输注装置包括用于关于基于一次性的 管状导管7的内径的尺寸误差自动地校正由蠕动泵4分配的流量的装 置。
校正装置包括本身已知类型的探针，探针的操作在下面的描述中将 变得更清楚。
的确，实验已发现，管状导管7的内径的公差对蠕动泵4的分配精 度有很大的影响。
仅作为示例，应该考虑到，如果管状导管7的内径为1.05mm而不 是1mm，则随之发生的导管的截面的大约9.4％的变化导致分配的药品 的量的7.5％的变化。
相对于额定参数的该差值过高。
除了预先消除带有超出公差的尺寸的导管之外，根据本发明的输注 装置还通过前述校正装置使得可以自动地调节由蠕动泵4分配的流量， 从而补偿管状导管7的实际内径相对于前述内径的公称值的尺寸误差。
实际上，在管状导管7的生产期间，其内径被验证并且在导管上放 置了合适的标签，该标签表明操作者必须插入输注装置的操作的管理界 面中的校正因数，即，以便以特定的管状导管7进行操作。
而且，在相同的一次性的管状导管7中，再次在生产期间，制成具 有与在内径中测量的尺寸相对于公称直径的差值成比例的深度的盲孔。
当一次性的管状导管7插入根据本发明的输注装置内时，探针测量 盲孔的深度并且自动地设定用于蠕动泵4的操作的校正因数。
通过这样的措施，因此——如果我们不考虑测量导管的内径中的 误差的话——能够补偿并且因而消除由于在一次性的管状导管7的尺 寸方面的差异而引起的蠕动泵4的分配的误差。
因而已经看到本发明如何实现所提出的目的。
已经根据优选实施方式对本发明进行了描述，但还可以构想等同 变体而不因此背离由以上权利要求提供的保护的范围。