用于液体递送的流体控制系统包括结合了线性致动器以在气体贮存器中实现已知体积变化的气动驱动装置。所述气体贮存器与气体侧贮存器流体连通，所述气体侧贮存器通过柔性膜与流体侧贮存器分隔。所述线性致动器的移动对所述气体侧贮存器中的气体实现了正或负的体积差，导致气体的压力的减小或增大，所述减小或增大被传递到所述流体侧贮存器以从源中抽吸流体(主要是液体)或将液体向外递送至汇。在另一方面中，提供一种用于检测和去除流体路径中的气泡的机制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求2013年5月23日提交的美国临时专利申请第61/826, 863号依据35U. S.C. § 119(e)所获得的权益，该申请的公开内容以引用的方式并入本文中。 专利技术背景 流体流量控制是医疗装置如静脉输液栗和肠内喂养系统的必要部分。这些流体流 量控制系统必须满足复杂且相矛盾的一组要求，例如宽流率范围、宽范围的流体粘度、有害 量气体不可避免的存在、变动的源压力、变动的患者压力、可变患者管线阻力以及大范围的 管件配置。 检测故障条件的可靠性和能力是流量控制装置的关键特征。低的购置和维护成本 也是重要的特性。 系统的易用性是非常重要的，因为它会影响护理者的工作流程，这对患者护理的 质量会有强烈但间接的影响。此易用性包括便于装载无菌管件组、在流体递送时段期间需 要护理者加以注意以及留意不必要的报警条件。 常规的流体控制或栗抽机制受到先进性和复杂性之间的不利权衡影响。许多现代 系统的所增添的复杂性导致了缺乏可靠性，从而导致产品性能故障、高水平的维护、管理机 构对产品的召回和记录在案的高的患者伤害率。 如由Harvard Apparatus公司销售和其后在市场上复制了上百次的流体栗的早期 类型之一是注射栗。在注射栗中，流体容纳在常见的玻璃或塑料注射器内，该注射器被制造 成具有明确指定的直径和行程长度。这些注射器是用于提供对无菌流体的手动注射的相同 注射器。注射器的活塞被牢固地固持并且通常是用丝杠机构来进行固持，该活塞是在电动 机的经过仔细定时的步中被向前推。电动机的每一步迫使已知量的液体从注射器流出并进 入通向患者的脉管系统的管线中。注射栗提供了非常简单的机构和极其简单的控制系统， 该系统由通过所需流体流率设置的定时器电路组成。通常增添力和位置传感器以提供关于 堵塞、误装和输液结束的反馈。然而，注射栗设计固有地受到注射器的相对较小的尺寸所 限制并且所输注流体的量和最大流体流率是有限的，因此此设计不满足许多临床应用的需 要。讽刺的是，在非常小的排量和流率下，注射栗会经历流体流量的不连续，该不连续是基 于注射器的高的静摩擦。驱动电动机的非常小的移动不一定会转化为活塞的移动和流体的 递送；在活塞实际上将流体递送给患者之前可能会需要多个电动机步和多个时间间隔。递 送之间的长延迟时段在临床上不是所要的。注射栗的另一缺陷是与患者脉管系统的不适当 的阻抗匹配；注射栗的电动机驱动装置配备有能够可靠地满足该系统预期的最大扭矩的电 动机。此强大的电动机还是齿轮减速的，使得可以实现非常小的位移，从而使该栗能够以低 流率进行递送。然而，强大的电动机与齿轮装置的组合可以使注射器驱动装置产生大大超 过将流体安全地输注到患者的脉管系统中所需的流体压力的流体压力。这种潜在的高压输 出的结果是，可能会将有害水平的流体压力施加给患者，这具有有害影响，尤其是在输液导 管的外渗或在暂时堵塞的释放后团注产生的情况下。 注射栗的变型可见于呈往复式活塞的形式，该往复式活塞可以从流体袋或通风瓶 拔出。如在Abbott/Hospira Plum?输液装置中发现的，该装置克服了注射栗的排量限制。 关于装设阀门的所增添的复杂性增加了成本并降低可靠性。大排量栗因为它的多个流体连 接和空气空间而产生了在注射栗中没有发现的、致使引入必须要进行检测并处理的有害气 泡的环境。这些往复式活塞栗仍然保留了上文关于注射栗所描述的阻抗不匹配的缺点。 输液栗的最常见的形式是蠕动栗，由此手指或滚轮以蠕动方式堵塞柔性管件的一 部分，迫使流体从管流出并流向患者。这种机制提供了用于用简单的柔性管的形式运载无 菌流体的最简单配置。蠕动栗遭受与注射栗相同的阻抗不匹配的命运，因为确实地堵塞柔 性管的一部分所需的力很大，使栗可以产生有害的高输液压力。可以通过使用管件上的力 传感器来减轻这种潜在的高压力，从而增加复杂性和成本。空气进入患者体内的问题与上 述往复式活塞栗相同。蠕动栗引入了与流体流量精确度有关的新问题，因为驱迫至患者的 流体的量完全取决于流体管件在其未压缩状态下的内径。实际上，表面积误差是直径误差 的平方律函数，所以直径10%的误差将产生驱迫至患者的体积的不可接受的21% (I. I2) 误差。遗憾的是，有两种很常见的情况可能会减小管件的有效直径：一个是管件的疲劳，因 为它通过蠕动机构重复地工作，而另一个是由于来自流体源的低流量而未能完全再注满该 管件。 有另一类栗是使用恒力弹簧、膜或气体反应来抵抗固定的经校准的阻力来推动流 体而提供单个流率。这些装置不提供大多数临床应用所需的流率的可程控变化。 往复式活塞栗的一个变型是由马萨诸塞州纽伯里波特的FluidSense公司设计并 销售。它使用柔性膜，该膜在一侧连接至装有弹簧的活塞而在另一侧连接至无菌流体。如果 装有弹簧的活塞往回"竖"起以装载弹簧从而提供正流体力，那么低开启压力被动入口阀和 主动操作的瞬态出口阀实现栗抽动作。使用非常灵敏的线性编码器来查看装有弹簧的活塞 的位置，从而提供关于流体的压力和体积的信息。这种设计实现了简化和更灵敏的栗机构， 但流动是随着出口阀的每一脉冲的动作而为间歇性的，并且驱动压力从3至7PSIg变化，高 于大多数临床应用所必需的。与所有的大排量栗抽系统一样，它也会经历气泡的引入。 与单速率递送系统相反，可程控输液装置都会经历机电复杂性的两个作用。第一， 存在可能会通过冲击、振动、温度偏移和老化扰乱的通常是窄的机械公差。输液栗通常超出 它们的性能规格（有时是间歇地），使得排解故障成本非常高并且非常困难。第二，这些复 杂的机构通常难以消毒。客户近来才意识到给输液栗和其它医疗装置消毒的极高重要性。 患者交叉感染是急性护理环境中的顶级卫生护理问题之一。 患者和护理者经常面临的另一特定问题是气泡在流体路径中的存在。常规输液栗 经由超声波或光学检测器电路来观察管件的段。它们用高的灵敏度可靠地检测气泡。遗憾 的是，这些传感器的特异性低，因此假警报是很平常的。当检测到这些气泡时，三个不好的 事情发生。第一，栗进入报警条件并且到患者的流体流动停止，这通常可能会因为拒绝给予 所需的药物治疗而对患者造成伤害。第二，在床边的警报对患者和患者家属造成很大的困 扰。第三，警报使护士的工作流程中断，减少了用在其他患者身上的时间并且将护士的注意 力引向输液栗和从患者身上移开。 空气去除过滤器常见于输液治疗施与装置中。这些过滤器未能解决上述问题，因 为如果它们位于输液栗附近，那么当曝露于负表压时，这些过滤器不能正常运行。如果这些 过滤器放置在输液栗的下方，那么栗没有办法验证这些过滤器在工作，因此警报必须仍然 保持启用。这些过滤器还必须结合亲水性过滤器，该亲水性过滤器与某些医用流体（例如 全血）不相容。 专利技术概要 本专利技术涉及实现为气动耦合式直接驱动装置的流体控制系统。该系统是可靠的、 能容忍变动的条件以及对防止精确地递送流体的条件敏感。该系统提供了与低压的闭环控 制系统耦合的简单致动机制，其克服了上文所述的现有技术的系统的限制。 该流体控制系统的气动驱动装置结合了与气体贮存器介接以在气体贮存器中实 现已知的体积变化的线性致动器。在一个实施方案中，线性致动器包括驱动电动机，该驱动 电动机耦合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于流体递送的流体控制系统，包括：流体流路，其包括被构造用于与流体源流体连通的入口阀和被构造用于与流体汇流体连通的出口阀；室，其包括流体侧室和气体侧室，所述流体侧室和所述气体侧室通过柔性膜分隔，所述膜被构造使得在所述流体侧室与所述气体侧室之间在所述膜两侧没有压差；所述流体侧室，其布置在所述流体流路上、在所述入口阀的下游和所述出口阀的上游，使得所述流体侧室中的压力变化被传到所述入口阀和所述出口阀；气动驱动装置，其与所述气体侧室连通以提供导致所述气体侧室中的正或负的压力变化的已知增量的正或负的体积变化，并且其中所述气体侧室中的所述压力变化经由所述柔性膜传到所述流体侧室；以及空气去除机构，其包括疏水性过滤器，所述疏水性过滤器包括被布置成与所述流体侧室连通的第一侧和被布置成与单向阀连通的第二侧，所述疏水性过滤器阻止液体从中流过但允许空气从中通过。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·卡莱尔，L·M·库巴，
申请(专利权)人：转向点医疗设备公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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