[发明专利]连续的多流体泵装置、驱动和致动系统以及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年9月21日提交的且标题为“连续的多流体输送系统和方法(Continuous Multi-Fluid Delivery System and Method)”的美国临时申请号61/537,371的权益，并且该临时申请以其全部内容结合在此。

发明背景

发明领域

在此描述的本发明涉及包括一个流体泵装置以及一个关联的驱动和致动系统的一种流体输送系统，用于医学诊断和治疗程序中的连续的多流体输送应用，其中一种或多种流体被输注/注射到患者中。

相关技术说明

在医学领域中，用于向患者提供流体的流体输送装置通常是公知的并且存在许多不同的形式。通常用于此目的的一种系统是重力馈送系统，其中一个包含流体的袋被支撑在患者身体的水平面上方，并且其中流向患者的流速通过在袋与患者之间延伸的柔性管上的一个夹具的总压力来控制。应容易了解，流体穿过管的流速是管的收缩量的函数。医学领域中已知手动操作的装置用于在压力作用下将流体输送到患者。这类手动操作的泵送装置的例子已知于金(King)等人的美国专利号3,464,359、伯格曼(Bergman)的美国专利号2,062,285以及万德尔(Wandel)的美国专利号1,748,810，等等。

在医学领域中还已经使用基于注射器的输注泵和蠕动泵来用于在压力作用下将流体输送到患者，并且这提供了对输送到患者的流体的流速和体积量的更为精确的控制。被适配成将流体输送到患者的注射器泵的一个例子描述于莱尔(Layer)等人的美国专利号5,529,463，该专利披露了用于此目的的一种多注射器泵。适用于在压力作用下将恒定流量的流体输送到患者的一种蠕动泵系统描述于同属Futterknecht的美国专利号6,558,125和6,488,660。

存在许多需要以精确控制的方式将流体输送到患者的医学程序。一种这样的应用涉及在诊断计算机断层摄影(CT)扫描过程中将造影剂流体输送到患者以便提供增强的x射线图像。传统上，使用基于注射器的注射系统将这种造影剂流体输送到患者。这类注射系统需要将造影剂流体从其原有容器转移到一次性注射器。然后注射系统在注射器内对流体加压，以便以一个控制(需要时精确控制)的流速将流体输送到患者。一些基于注射器的注射系统能够容纳两个单独的注射器，以便于按顺序或同时输送两种不同类型的流体。

基于注射器的流体注射系统的一个局限性是，在每个患者程序之前需要再填充和更换这些一次性注射器。Evans，III等人的美国专利号5,806,519描述了一种流体输送系统，它能够用于接连地将流体输送到多位患者，而不需要为每位患者再填充和更换注射器。另一种支持克服这一局限性的流体输送系统披露于美国专利号6,558,125和6,488,660(Futterknecht)。这些后面的专利披露了一种流体输送系统，它利用蠕动泵将流体直接从造影剂瓶输送到患者。虽然此系统消除了在每个患者之后更换一次性注射器的需要，但滚压式蠕动泵的使用固有地将系统的压力能力限制为大约200psi。遗憾的是，许多CT程序以及几乎所有血管造影程序需要在更高压力下输送流体。

为了提供对输送到患者的流体的流速和体积量的更精确控制，已经在医学领域中开发了正排量泵平台。这些装置消除了注射器的使用并且提供了相比蠕动泵增加的压力范围。一种这样的正排量泵装置披露于雷利(Reilly)等人的美国专利号5,196,197和6,197,000，这两个专利描述了一种用于向患者连续输送造影剂流体的系统，该系统使用一个凸轮驱动的多活塞泵。这种泵能够以一种控制的方式在相对高压力下输送流体。旨在用于向经历医学程序的患者输送流体的正排量泵平台的另一个例子披露于国际公开号WO2006/056828，该公开披露了具有多个往复和旋转运动活塞的一种容积泵，所述活塞被适配成在医学程序过程中输送一个受控制且连续流速的流体。同被转让给Nemoto Kiyourindou KK的日本公开号JP61-42199和JP61-4220披露了另一种多活塞缸泵，它能够在医学程序过程中进行流体的控制且连续的输送。