帶有柔韌泵室的流體泵制造技術

一種液體泵，尤其是一種體外血液泵，包括一具有一進液口和一排液口的泵室，每一液口與相應的止回閥連接。兩液口可彼此相對運動且與驅動裝置連接以交替產生彼此朝著和背離的周期運動，泵室容積可隨兩液口之間相對距離相應變化。泵室外側受到周圍壓力影響，它有柔韌材料的囊壁，其構成使泵室在內部壓力低于周圍壓力的數值大于與進液口連接的止回閥要求的開啟壓差時，即會凹癟，所導致的容積減少量至少要與背離運動時容積最大增量相當。（*該技術在2010年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種改進的流體泵，尤其是用于與生物血液循環系統連接的流體泵。因此，本專利技術的泵主要研制來用作體外血液泵，用于例如在進行外科手術時，在進行滲析時，在對肺部功能衰弱的病人的血液進行充氧時，用以維持心機能不全病人的血液循環，或者用于心臟或肺部受傷的意外事故的傷者，等等。不過，也可以設想本專利技術的泵可構造成能夠植入病人體內用作人造心臟。本專利技術的泵還可能有利地用于其它方面，例如用于局部器官灌注和/或體外器官灌注。目前用于上述用途的體外血液泵在大多數情況下是蠕動的所謂滾子泵，血液在泵中是借助滾子壓擠管子同時沿管子滾動的作用通過管子輸送。近來，一種脈動型的泵也已在一些范圍內開始用于上述用途中，該泵主要由一個具有柔韌彈性壁的泵囊所構成，該泵囊具有配置了止回閥的進液口和排液口，并且包裹在一個剛性外層液室內，該液室內產生有周期性變化的壓力，以便使泵囊交替地受到壓擠和膨脹。蠕動的滾子泵具有嚴重的缺陷，這種泵要避免在被泵送的血液中的血細胞由于在泵中受到擠壓和剪切力的作用而出現大量損傷是相當困難的。上述類型的蠕動滾子泵以及脈動泵還具有一種共同的缺陷這兩種泵在運轉過程中，如果流向泵的進液口處的血液流量與泵的正常泵流量不相符并且小于該值的話，就將會在泵的進液口處，以及在脈動泵的情況下還會在泵囊內造成相當大的負壓。這種情況比較容易出現，例如在將泵連到血管去的導液管的端頭由于貼靠著血管的管壁而發生堵塞時就會出現。在這些情況下，在迄今所使用的泵的進液口一側和在泵囊內自動產生的負壓，可能會導致一些相當棘手的問題。例如，負壓可能會給病人血管造成嚴重的機械損傷。此外，負壓可能會造成空氣通過液泵系統的各部分之間的非氣密連接件滲入液泵系統中，并且如果負壓足夠大，也有可能導致氣體從泵送的血液中逸出。在這兩種情況下，都有可能出現嚴重的氣栓現象。因此，在所討論的各種類型的現有技術的血液泵中，有必要監測在泵的進液口一側出現的壓力，并且在負壓情況下干預泵的運行，以便避免出現嚴重的情況。當然，這種監測和控制系統將是復雜的，它會使泵的價格升高，而且其本身構成了可能出現故障的另一個故障源。避免在滾子泵和脈動泵中出現上述問題的嘗試公開在聯邦德國專利DE-C-342086中，它描述了一種由柔軟的韌性材料制成的泵管，因此，在稍有過壓情況下，該泵管即會呈現允許流體流通的形狀，而在相對于環境壓力的負壓情況下，該泵管則會即刻出現凹癟。本專利技術所涉及的這種類型液壓泵的基本構造和原理在文獻WO 87/03492(該文獻所公開內容通過引用結合在本申請文件內)中作了描述。由此可見，本專利技術涉及一種流體泵，尤其是用于與生物血液循環系統連接的流體泵。這種類型的流體泵包括一個在一端具有一個進液口而在另一端具有一個排液口的泵室。一個第一止回閥連接到進液口上，它只允許流體在流入泵室的方向上流過進液口;一個第二止回閥連接到排液口上，它只允許流體在流出泵室的方向上流過排液口。進液口和排液口在它們之間的泵室延伸方向上可彼此相對地運動，并且兩者都連接到可控制的驅動裝置上，以便兩者在延伸方向上交替地產生相互朝著和相互背離的周期性運動，泵室內進液口和排液口之間的內腔容積可與在它們之間的延伸方向上的相對距離一致地變化。就血液泵而論，這種泵可以很容易地構造成這樣的形式，使其不會對泵送血液中的血細胞造成機械損傷。本專利技術還基于這樣的發現，即在這種泵中，有可能自動地確保在泵的進液口或泵自身內不會產生負壓，而不需要任何特殊的監測和控制系統。根據本專利技術，這可以通過構造一種上面所述類型的流體泵的方式來實現，這種流體泵的泵室在其外側受到周圍壓力(例如可能是大氣壓力或者，如果病人在壓力室接受治療時是壓力室的環境壓力)的作用，泵室有一個至少部分地由一種柔韌材料構成的囊壁，因此在壓力差的影響下(該壓力差是由超過泵室內部壓力的周圍壓力引起的并且大于與進液口連接的第一止回閥所要求的開啟壓力差)，該囊壁可以一種受控的方式產生凹癟，其縮小的泵室容積至少相當于在進液口和排液口相互背離運動時泵室內部容積的最大增量。以下將參照附圖對本專利技術進行詳細的描述，附圖是作為例子來描述本專利技術血液泵的某些最佳實施例，其中附圖說明圖1示意性地示出了本專利技術的血液泵的實施例在泵室的充填沖程結束時的軸向截面;圖2示意性地示出了與圖1對應但卻是在泵室排放沖程結束時的軸向截面;圖3示出了泵室自身的一個有益實施例的更加詳細的軸向截面;圖4示出了圖3所示泵室從圖3中箭頭Ⅳ所示方向看到的端部視圖;圖5示意性地示出了該血液泵的一種變更型實施例在泵室充填沖程結束時的軸向截面;圖6示意性地示出了與圖5對應但卻是泵室排放沖程結束時的軸向截面;圖7示出了本專利技術的血液泵的另一實施例在泵室充填沖程結束時的軸向截面;圖8示出了與圖7對應但卻是在泵室排放沖程結束時的軸向截面;圖9示出了本專利技術的血液泵的又一實施例在泵室充填沖程結束時的軸向截面;圖10示出了與圖9對應但卻是在泵室排放沖程結束時的軸向截面。在圖1和2中作為例子示意性地示出的本專利技術的泵包括一個具有一個進液口2和一個與進液口2相對設置的排液口3的泵室1。止回閥4、5分別與進液口2和排液口3連接。該兩閥應安排成使進液閥4只允許流體流入泵室1內，使排液閥5只允許流體流出泵室1。在圖示說明的實施例中，兩個止回閥是示意性地示出，它們是由可動閥體組成的，該些閥體在其密封地貼壓一個相關閥座的方向上受到一個閉合力的作用，因此，為了開啟閥門就必須克服該閉合力。例如，作用在閥體上的閉合力可能是一彈簧力，或者，如果閥體的比重大于泵送的血液液流的比重，則是閥體的重量，或者，如在泵送的血液液流中的閥體的浮力的圖解說明的實施例中那樣，是閥體由于其比重小于泵送的血液液流的比重的結果而具有的浮力，最后，或者是由分別在心臟的收縮(壓縮)和舒張(松弛)過程中沿流動方向作用在閥上的血壓導致的壓力。在圖示的實施例中，假定帶有進液閥4的進液口2固定地裝在一個不能動的支持器4a內，而帶有排液閥5的排液口3裝在一個支持器5a內，當支持器5a受到以一合適方式構成的驅動部件6驅動時，它可沿泵室1的軸向作如箭頭7所示的往復運動，驅動部件6僅僅是示意性地示出而沒有作任何細節的描述。在圖示的實施例中，泵室1構造成一種大至成球形且具有柔韌囊壁的泵囊，該泵囊在下面將會給予更加詳細地描述，它是以這樣一種形式構造的，使得其囊壁的一部分在排液口3借助驅動裝置6，在距進液口2最大距離(如圖1所示)和距進液口2最小距離(如圖2所示)之間運動時，可以從圖1所示狀態套疊地疊合成圖2所示狀態。這樣，泵室或泵囊1的內部容積就隨進液口2和排液口3之間的相對距離的變化相應地變化。泵送作用是通過由驅動裝置6驅使排液口3沿箭頭7的方向作周期性往復運動產生的。在充填沖程過程中，即當排液口3背離進液口2運動到圖1所示位置時，泵室1的容積增加，血液從連接在病人血液循環系統上的進液管8，通過進液閥2流入泵室中。泵室的充填壓力(它必須大于泵室必要的開啟壓力)顯然可以通過改變泵室相對于病人的水平位置的方式進行調節。在隨后的排放沖程過程中，即當排液口3在向著進液口2的方向上運動到圖2所示位置時，會使泵室1的容積減小，致使血液被壓出，通過排液閥5流入與病人的血液循環系統連接的排液管9中。不言而喻，每單位本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種流體泵，尤其是用于與生物血液循環系統連接的流體泵，它包括一個在其一端具有一個進液口（２）而在其另一端具有一個排液口（３）的泵室（１），一個連接到進液口上并且只允許流體在流入泵室（１）方向上流過進液口的第一止回閥（４）和一個連接到排液口上并且只允許流體在流出泵室（１）方向上流過排液口的第二止回閥（５），進液口和排液口（２，３）在它們之間的泵室（１）的延伸方向上可彼此相對地運動并且兩者都連接到可控制的驅動裝置（６，１２，１３，１４，１５）上，以便兩者在上述延伸方向上交替地產生相互朝著和相互背離的周期性運動，泵室（１）的進液口（２）和排液口（３）之間的內腔容積可與在它們之間的延伸方向上的相對距離一致地變化，其特征在于：泵室（１）在其外側受到周圍壓力的作用，泵室有一個至少部分地由一種柔韌材料構成的囊壁，因此，在壓力差的影響下，該壓力差是由超過泵室（１）內部壓力的周圍壓力引起的并且大于與進液口（２）連接的第一止回閥（４）所要求的開啟壓力差，該囊壁可以產生凹癟，其減少的泵室容積至少相當于在進液口（２）和排液口（３）相互背離運動時泵室的所述內部容積的最大增量。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：埃林洛夫斯約加德，
申請(專利權)人：法馬西亞制藥公司，
類型：發明
國別省市：SE[瑞典]