專(zhuān)利名稱(chēng)：液體供給設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體供給設(shè)備，更具體地說(shuō)涉及一種便攜式的液體供給設(shè)備，它構(gòu)造成能夠在單位時(shí)間內(nèi)以恒定的量供給液體藥物等。
背景技術(shù)：
在許多情況中某種藥物是以單位時(shí)間恒定的量在一個(gè)長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)被注射進(jìn)一個(gè)病人體內(nèi)。這類(lèi)藥的例子如止痛劑，這種止痛劑的劑量要能減輕正受到嚴(yán)重的病痛折磨的病人的痛苦。除非配給病人的止痛劑是單位時(shí)間恒定的量，否則病人會(huì)感覺(jué)痛苦。
以勻速推動(dòng)裝配在安裝于設(shè)備中的普通注射器內(nèi)的活塞來(lái)注射藥物是眾所周知的。由于這種常規(guī)設(shè)備的尺寸過(guò)大，不適合病人攜帶。
現(xiàn)在使用一種便于病人攜帶的藥物注射裝置。這種便攜式藥物注射裝置是一種在一個(gè)圓筒形室中設(shè)置有用橡膠材料制成的有彈力的球膽的結(jié)構(gòu)。出口和入口形成在帶彈力的球膽上。當(dāng)藥物從入口被注入球膽時(shí)球膽膨脹。在出口上連接一小管子，藥物通過(guò)該小管子逐漸被排出。藥物(注射劑)以小的量被排出并且以滴狀的形式在一個(gè)部位被注入，如病人的血管或硬膜外腔，這些地方是醫(yī)生的目標(biāo)。
在利用本身彈力的藥物注射裝置中，帶彈力的球膽可能會(huì)引起一些問(wèn)題。在可能被生產(chǎn)出來(lái)的劣質(zhì)產(chǎn)品里面，球膽的厚度不均勻且上面有細(xì)小的洞孔。劣質(zhì)結(jié)果影響球膽的彈回力，從而得不到期望的彈回力。如果是這種情況，就不可能給病人配給在單位時(shí)間內(nèi)恒量的藥。而且，醫(yī)生不可能預(yù)先處理次品，它通常在使用球膽過(guò)程中才被發(fā)現(xiàn)。
提出了一種使用球膽和彈性體的藥物注射裝置。帶彈回力的球膽或彈性體有這樣的問(wèn)題，即它的彈力或彈性可能會(huì)根據(jù)其中包含的藥物的量而變化。還有以下的缺點(diǎn)。就是，在注射的初期，因?yàn)橥獠繅毫?彈性體的彈性力)影響液體流動(dòng)太大，藥物被注射進(jìn)球體或彈性體的量比醫(yī)生的目標(biāo)大很多，反之在注射的后期，因?yàn)橥獠繅毫μ?，藥物被注射進(jìn)的總量比目標(biāo)小得多。

發(fā)明內(nèi)容
因此，當(dāng)液體供給設(shè)備特別作為藥物注入裝置的時(shí)候，需要各種不同的功能。首先，要求保持單位時(shí)間藥物注入量恒定的功能。最好在單位時(shí)間內(nèi)的藥物注入量變化最小。便攜性使設(shè)備變得方便。另外，藥物注射裝置優(yōu)選被構(gòu)造成其零部件產(chǎn)生次品的可能性低。
藥物注射裝置優(yōu)選能夠設(shè)定每單位時(shí)間注射量(以下稱(chēng)為“注射速度”)。更好的是，該裝置被構(gòu)造成在設(shè)定每單位時(shí)間注射量后，限制使用者(病人)能夠任意改變?cè)O(shè)置的可能性。其理由大體是，藥物如止痛劑應(yīng)該被注射進(jìn)恒定的量，而且藥的注入量應(yīng)該在醫(yī)生的監(jiān)督之下預(yù)定和注射。此外，病人也不應(yīng)該能夠調(diào)整藥物的注入量。因此，需要一種鎖定功能，至少在依照醫(yī)生的指導(dǎo)并且在他的監(jiān)督下設(shè)定后，可以防止病人再改變每單位時(shí)間的注射量。然而，在醫(yī)生設(shè)定的特定范圍內(nèi)病人能夠在一定程度上增加單位時(shí)間注射量。其原因是如果病人的痛苦加重了，就可以在有限的范圍內(nèi)增加藥物注入量。
藥物注射裝置還優(yōu)選被構(gòu)造成可以通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)藥物是否不再注射來(lái)中斷藥物注射。原因是當(dāng)病人接受靜脈注射時(shí)，需要應(yīng)付注射器移走的問(wèn)題。
除了這些特征，藥物注射裝置還優(yōu)選被構(gòu)造成當(dāng)藥物被注射給病人時(shí)，空氣和藥物一起導(dǎo)入病人體內(nèi)的可能性最小。注射過(guò)程中泄漏最小也應(yīng)該被考慮。
根據(jù)本發(fā)明，提出了在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能夠以恒定的注射速度注射液體的液體供給設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種液體供給設(shè)備，包含一個(gè)伸長(zhǎng)的圓筒，它的前端頭部有出口，置入圓筒中的活塞，它可以沿著圓筒的長(zhǎng)度方向移動(dòng)和將圓筒內(nèi)的液體通過(guò)出口推出，以及安裝在圓筒開(kāi)放的后部的活塞推動(dòng)裝置，用于以恒定不變的速度將活塞推向頭部，其中活塞推動(dòng)裝置包括移動(dòng)構(gòu)件，與活塞后部接觸，并且在圓筒內(nèi)做線性移動(dòng)，一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，和一個(gè)運(yùn)動(dòng)傳遞構(gòu)件，用來(lái)將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力傳遞到該移動(dòng)構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種液體供給設(shè)備，包括伸長(zhǎng)的圓筒，它的前端頭部有出口，置入圓筒中的活塞，用于沿著圓筒的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，并將圓筒內(nèi)的液體通過(guò)出口推出，其中圓筒的頭部形成有凸起，從該頭部起延伸向圓筒的內(nèi)部，頭部的出口是通過(guò)為凸起提供縱向通孔而形成的；活塞的引導(dǎo)端上設(shè)置有用來(lái)容納凸起的凹陷。
根據(jù)本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面，提供一種液體供給設(shè)備，包括伸長(zhǎng)的圓筒，它的前端頭部有出口，置入圓筒中的活塞，用于沿著圓筒的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，并將圓筒內(nèi)的液體通過(guò)出口推出，以及安裝在圓筒開(kāi)放的后部的活塞推動(dòng)裝置，用于以恒定不變的速度將活塞推向頭部，其中活塞推動(dòng)裝置包括一個(gè)氣體供給裝置，用于向圓筒上的活塞后面提供氣體，以推動(dòng)活塞，氣體供給裝置包括第一室，用來(lái)容納通過(guò)相互的化學(xué)反應(yīng)能產(chǎn)生氣體的固體和液體材料的其中之一；第二室，用來(lái)容納固體和液體材料中的另一種物質(zhì)，在第二室上的氣體通道，以及安放在第二室或氣體通道中的能滲透過(guò)氣體而不能滲透過(guò)液體的過(guò)濾器。第二室與第一室分開(kāi)，但是通過(guò)使用者的操作可以與第一室連通。


在閱讀和理解下面有關(guān)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的細(xì)節(jié)描述和相關(guān)附圖基礎(chǔ)上，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的這些和其它的目的和特征將是顯而易見(jiàn)的。其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的藥物注射裝置的立體示意圖；圖2是圖1中藥物注射裝置的分解透視圖；圖3是圖1中藥物注射裝置的剖視圖；圖4是圖1中藥物注射裝置上活塞推動(dòng)裝置的分解透視圖；圖5是圖1中藥物注射裝置的控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖6A-6D是圖1中藥物注射裝置的操作圖解；圖7A和7B是圖1中藥物注射裝置的空氣注射被延遲的狀態(tài)的局部剖視圖解；圖8A和8B是，依照本發(fā)明其他的具體實(shí)施例使用在藥物注射裝置上的活塞各個(gè)部分的分解透視圖和剖視圖；
圖9是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的藥物注射裝置的透視圖；圖10是圖9中藥物注射裝置的前視圖和部分剖視圖；圖11是藥物注射裝置橫截面視圖，用于描述其使用狀況；和圖12(a)是帶有可通過(guò)多層氣體的材料構(gòu)成的薄片的氣體供給裝置的部分剖視圖，而圖12(b)是圖12(a)中氣體可通過(guò)的薄片的展開(kāi)圖。
參考圖1-4，藥物注射裝置10包含一個(gè)圓筒12，一個(gè)活塞14和一個(gè)活塞推動(dòng)裝置16?；钊?4置于圓筒12內(nèi)。管子18被連接在圓筒12的前端?；钊苿?dòng)裝置16通常以恒定的速度推動(dòng)活塞14移向圓筒12的頭部20。
圓筒12是空心的和圓筒形的，且通常用透明塑料樹(shù)脂材料制成。雖然這里沒(méi)有顯示，實(shí)際上在圓筒外表面上印有刻度。參考圖1-3，圓筒20的頭部20通常是半圓形的且向外突出。(然而，本發(fā)明并不限于上面說(shuō)明的內(nèi)容。)排氣凸起22伸入到圓筒內(nèi)，它被形成在頭部20的中心。排氣凸起22形成有通孔24。在后面將說(shuō)明的管子18的一端被插入和固定進(jìn)孔24里。因?yàn)榕艢馔蛊?2延伸向內(nèi)凸進(jìn)，所以受外界因素破壞的危險(xiǎn)性大大降低?；钊苿?dòng)裝置16被安裝在圓筒12的后部遠(yuǎn)端上，該后部是開(kāi)放的。
活塞14通常被制成有厚度的圓盤(pán)形(或較低高度的圓筒形)，以便能放入圓筒12里?；钊?4的引導(dǎo)端部分26形成為半圓形，以便能夠和頭部20的內(nèi)側(cè)很好地配合。孔28被形成在引導(dǎo)端部分26的中心。排氣凸起22與孔28相配合。孔的大小是當(dāng)凸起嵌入孔里時(shí)，藥物能通過(guò)形成在凸起和孔之間的空間。
在活塞14周?chē)O(shè)置環(huán)形外圍凸起30。環(huán)形外圍凸起30的遠(yuǎn)端部分與圓筒12內(nèi)表面接觸，并防止藥物從它們之間漏出?？梢孕纬珊驮O(shè)置兩個(gè)環(huán)形外圍凸起30。外圍凸起30防止藥物漏出或氣體導(dǎo)入藥物，并且防止活塞操作時(shí)發(fā)生傾斜。圓形凹陷32凹入得很深，并被加工在活塞14的后部(見(jiàn)圖3)。
管子18被插入和固定在排氣凸起22的孔里。利用這樣的結(jié)構(gòu)，管子彎曲的可能性將減小。管子18上安裝有藥物注射需要的各種部件，如藥物注射用的供給閥構(gòu)件(T形閥)34、在需要時(shí)可以阻止藥物注射的夾具35、用于過(guò)濾與藥物不相關(guān)的雜質(zhì)和注射時(shí)除去氣體的過(guò)濾器36，等等。管子18的另一端38例如連接到與插入病人靜脈的導(dǎo)管或注射針連通的通道上。
參考圖1-4，活塞推動(dòng)裝置16包括一個(gè)支撐體40，一個(gè)移動(dòng)構(gòu)件42和一個(gè)外殼44。具體情況見(jiàn)圖3，活塞推動(dòng)裝置16包括一個(gè)梯級(jí)(stepper)部分46，梯級(jí)部分的外徑比支撐體40內(nèi)徑小，且被放置在支撐體的前面，這樣梯級(jí)部分可以被置入和固定在圓筒的后端。梯級(jí)部分46和圓筒12是相適合的?；钊苿?dòng)部分16被置入圓筒12后，它們應(yīng)該用膠帶等牢固地綁在一起?；蛘咭部梢栽谒鼈兊膬蓚?cè)分別刻上陽(yáng)螺紋和陰螺紋，然后通過(guò)螺紋結(jié)合在一起。
支撐體40通常是圓柱形的。梯級(jí)部分46如上所述被放在它前面，且梯級(jí)部分48(下文所述的外殼44與其配合并置于其上)被設(shè)置于后部。支撐板50在它的內(nèi)側(cè)。凸起物52在支撐板50中向后凸出。下面將要描述的馬達(dá)被固定在凸起物上。通孔53被加工在支撐板50的中心，且一個(gè)軸承被安裝在孔里，此處沒(méi)有詳細(xì)地對(duì)此加以說(shuō)明。
旋轉(zhuǎn)的螺紋塊(screw block)54被裝在支撐板50前面的空間里。軸56被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)螺紋塊54的中心。軸穿過(guò)支撐板50上的孔53延伸向支撐體40的后部空間。用于形成功率傳遞機(jī)構(gòu)58的齒輪59一部分被合適地裝配和固定在軸56上。旋轉(zhuǎn)的螺紋塊56被制成圓柱體形狀，且用于功率傳遞(導(dǎo)螺桿)的螺栓57被形成在該塊的外表面。雖然沒(méi)有詳細(xì)描述，但旋轉(zhuǎn)螺紋塊被用一種使其不能在圓筒12里縱向移動(dòng)但能旋轉(zhuǎn)的方式支撐著。
帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺紋塊54旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)60被固定在支撐板50的凸起物52上。最好是精確地控制馬達(dá)60的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。在這個(gè)實(shí)施例里，馬達(dá)60包括一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)。馬達(dá)60優(yōu)選為低電壓和低功率的電機(jī)。
馬達(dá)60的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力通過(guò)齒輪62和齒輪59傳遞到旋轉(zhuǎn)螺紋塊54上。連在下述的電路板上的導(dǎo)線被依次和馬達(dá)60連接，但圖中沒(méi)有顯示出來(lái)。
另外，檢測(cè)裝置64裝在支撐體40的后部。檢測(cè)裝置64包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)的編碼器66和一個(gè)檢測(cè)部分68。檢測(cè)部分包括分別被裝在旋轉(zhuǎn)編碼器66兩邊的一個(gè)發(fā)光元件和一個(gè)光接收元件。同時(shí)，齒輪70被安裝在旋轉(zhuǎn)編碼器66的旋轉(zhuǎn)的中心軸上。齒輪70和齒輪59嚙合。因此，旋轉(zhuǎn)螺紋塊54的旋轉(zhuǎn)或停止被傳遞到旋轉(zhuǎn)編碼器66并被它所檢測(cè)。導(dǎo)線(沒(méi)有顯示)連接著檢測(cè)部分，然后該導(dǎo)線連接到下述的電路板上。
移動(dòng)部件42能在軸向移動(dòng)，以便使活塞14被推動(dòng)。如圖4所示，移動(dòng)部件42包括一個(gè)中空的圓柱體72和桿構(gòu)件74。凸緣76形成在空心圓柱體72的引導(dǎo)端。凸緣76與活塞14后端面接觸以推動(dòng)活塞14。與實(shí)施例表現(xiàn)的相反，空心圓柱體72的引導(dǎo)端可以構(gòu)造為與活塞14底端圓形凹陷的斜側(cè)壁相接觸。這樣，空心圓柱體引導(dǎo)端推動(dòng)活塞的側(cè)壁并推動(dòng)活塞的最后部分，于是外圍凸起和圓筒內(nèi)表面更緊密地接觸。
兩個(gè)桿構(gòu)件74處于彼此相對(duì)的位置，從空心圓柱體72向后延伸。螺紋78形成在空心圓柱體72的內(nèi)表面和桿構(gòu)件的反面。螺紋78被用來(lái)傳遞功率和與旋轉(zhuǎn)螺紋塊54外表面的螺紋57相配合。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺紋塊旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)螺紋嚙合并一起旋轉(zhuǎn)，然后移動(dòng)構(gòu)件42在縱向上移動(dòng)。
移動(dòng)構(gòu)件42設(shè)置有被加工在空心圓柱體72和桿構(gòu)件74相反的外表面上的導(dǎo)引凹槽80。導(dǎo)引凹槽80和在支撐體內(nèi)表面上的導(dǎo)向凸起82相配合，以便使移動(dòng)構(gòu)件42做軸向運(yùn)動(dòng)。此外，支撐體40的支撐板上設(shè)置有能使桿構(gòu)件74穿過(guò)的孔，雖然該孔沒(méi)有特別表示出來(lái)。
外殼44嵌合并固定在支撐體40的后部。電路板84被固定在外殼44內(nèi)側(cè)上。各種電路元件被安裝在電路板84上。一個(gè)發(fā)電單元(電池)86也被固定在外殼44的內(nèi)側(cè)上。電池86、馬達(dá)60和檢測(cè)裝置64的導(dǎo)線被連接在電路板84上的適當(dāng)位置，它們供應(yīng)電力，并發(fā)送/接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)或檢測(cè)信號(hào)。
在電路板84上還連接和安裝有紅外線接收裝置87。紅外線接收裝置用來(lái)接收下述的微控制器的信號(hào)。為此目的，外殼44有一個(gè)端孔88。
前面板90被裝在外殼44的外表面上。該前面板設(shè)置有一個(gè)液晶顯示器92和按鈕94a、94b。前面板通常被固定在電路板84上。用來(lái)指示注射裝置操作狀態(tài)或設(shè)置狀態(tài)的字符或數(shù)字顯示在液晶顯示器92上。按鈕94a是開(kāi)/關(guān)按鈕，用來(lái)使注射裝置啟動(dòng)或停止。按鈕94b是臨時(shí)改變每單位時(shí)間注射量的按鈕，它指示藥物注射量要增加預(yù)定的藥物量并被注射。按鈕94a和94b被設(shè)置在活塞推動(dòng)裝置16上，以便病人能夠控制這些按鈕。
參考圖1，這里提供了遙控器96。多個(gè)按鈕98a到98g和紅外線發(fā)送裝置100被裝在遙控器96上。當(dāng)按鈕98a到98g被按下，對(duì)應(yīng)各自按鈕的紅外線信號(hào)就被發(fā)射出去。
按鈕98a是用于輸入每單位時(shí)間注射量的按鈕。按鈕98b是用于輸入臨時(shí)增加的藥物量的按鈕。按鈕98c是設(shè)定/取消按鈕，用來(lái)設(shè)定輸入總量或取消設(shè)定的量。按鈕98d是啟動(dòng)/停止按鈕，和按鈕94a執(zhí)行同樣的功能。按鈕98e是高速運(yùn)動(dòng)按鈕，當(dāng)使用者打算在即將被注入病人體內(nèi)前讓藥物通過(guò)活塞14達(dá)到管子的末端時(shí)、也就是當(dāng)使用者企圖加快推藥時(shí)，就使用它。按鈕98f是使移動(dòng)構(gòu)件42縮回的回縮按鈕。按鈕98g是當(dāng)移動(dòng)部件42的引導(dǎo)端部分與活塞14的后部分開(kāi)時(shí)，使移動(dòng)構(gòu)件迅速向活塞14移動(dòng)直到該構(gòu)件與活塞接觸的預(yù)先運(yùn)動(dòng)按鈕。
參考圖5，電路板84上有一個(gè)控制用的微處理器112(一個(gè)帶有存儲(chǔ)器的單片機(jī)在此優(yōu)選作為該微處理器)。微處理器112被稱(chēng)作micom，且包括有一個(gè)控制和處理單元和一個(gè)存儲(chǔ)器。每個(gè)電路設(shè)備被連在微處理器112上。圖5表現(xiàn)的是連接狀態(tài)。
紅外線接收裝置87被連在微處理器112上。因此，按下遙控器96上的按鈕98a至98g獲得的信號(hào)被傳輸?shù)轿⑻幚砥?12并由其處理。包括液晶顯示器和一些按鈕的前面板90也被連接到微處理器112上，且信息根據(jù)指令從面板上輸出，或按鈕輸入的內(nèi)容被傳遞到微處理器112上。
馬達(dá)60和檢測(cè)裝置64連接到微處理器112上。根據(jù)微處理器的控制，電源被提供給馬達(dá)60，使馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。從檢測(cè)裝置64向微處理器112傳遞關(guān)于光是否被傳到光接收元件上的信息，且微處理器根據(jù)上述結(jié)果監(jiān)視注射裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
蜂鳴器125被連在微處理器112上。蜂鳴器125在故障發(fā)生時(shí)，例如當(dāng)藥物沒(méi)有被注射等或當(dāng)所有藥物被注射光時(shí)，被控制振鈴。
微處理器112處理與其連接的電路板傳遞的數(shù)據(jù)和控制馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)等等，以與根據(jù)按鈕輸入的每單位時(shí)間的注射量相一致。根據(jù)下面的描述，這個(gè)控制過(guò)程對(duì)本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很容易理解。
以下，將參考圖1，3，5和6A至6D說(shuō)明藥物注射裝置的操作。
如圖6A所示，活塞推動(dòng)裝置16和圓筒12的后部連接?；钊苿?dòng)裝置42的移動(dòng)構(gòu)件42被縮回到極限。每單位時(shí)間注射量和即時(shí)變化的量在上述的連接之前即被設(shè)定。如果按下對(duì)應(yīng)輸入每單位時(shí)間注射量的按鈕98a，預(yù)先確定的每單位時(shí)間注射量(例如每單位時(shí)間0.5cc，1.0cc，3.0cc，5.0cc，10.0cc)被依次連續(xù)的顯示。每單位時(shí)間注射量是通過(guò)按所需要的單位時(shí)間注射量按動(dòng)設(shè)置按鈕98c來(lái)設(shè)定的。然后，當(dāng)病人感到疼痛加重并打算增加注射給他的藥量時(shí)，可以按下按鈕94b，從而可以設(shè)定增加的量。也就是說(shuō)，增加的注射量在某種意義上可以被設(shè)定，即在預(yù)先確定的注射量(當(dāng)使用者按下98b后會(huì)連續(xù)顯示出來(lái)，例如每單位時(shí)間0.5cc，1.0cc，3.0cc，5.0cc，10.0cc)里按下按鈕98c選擇一個(gè)希望增加的量即可。
如圖6B所示，藥物在活塞推動(dòng)裝置16與圓筒12連接之后被注入圓筒12里。這時(shí)，通過(guò)推動(dòng)注射器柱塞進(jìn)入與裝好的T形閥34(供給閥構(gòu)件)相連的注射器部分上的Luer鎖定位置，就可將藥物轉(zhuǎn)移進(jìn)圓筒12里，從而將藥物注射進(jìn)注射器150里。而且此時(shí)，遺留在圓筒里的空氣通過(guò)裝置之間的間隙被排出。與此相反，活塞推動(dòng)裝置16也可以在藥物預(yù)先被注入后和圓筒連接。
其后，如圖6C所示，使用者按下預(yù)先運(yùn)動(dòng)按鈕98g使移動(dòng)構(gòu)件42縱向移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)構(gòu)件42和活塞14接觸時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。然后，在按下高速運(yùn)動(dòng)按鈕98e推進(jìn)藥物后，使用者將管子18的一端連接到與針頭連通的通道，針頭被扎進(jìn)病人的靜脈里。按下啟動(dòng)/停止按鈕98d和94a，注射開(kāi)始。如圖6D所示，如果注射完成，使用者靠按下回縮按鈕98f縮回移動(dòng)構(gòu)件42。之后，使用者將管子和與扎在病人靜脈里的針頭相連的通道分開(kāi)。
在使用后，活塞推動(dòng)裝置16從圓筒12上分開(kāi)，并且圓筒12，活塞14，管子18等等被廢棄。活塞推動(dòng)裝置可以重新使用。
另一方面，當(dāng)醫(yī)生打算在注射期間臨時(shí)增加藥物注射量時(shí)，他可以按下臨時(shí)增加按鈕94b。當(dāng)在注射中間必須停止注射藥物時(shí)，按下啟動(dòng)/停止按鈕94a和94d注射停止。如果針頭沒(méi)有正確扎入病人靜脈藥物不能被注射。如果在這種情形下注射藥物，病人會(huì)感覺(jué)疼痛。這時(shí)，雖然電力被供給馬達(dá)，馬達(dá)也不能轉(zhuǎn)動(dòng)或者不能根據(jù)設(shè)定的單位時(shí)間注射量勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，旋轉(zhuǎn)編碼器66停止或阻滯它的旋轉(zhuǎn)。因此，從發(fā)光元件傳到光接收元件的光所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)是零或者比預(yù)定的數(shù)量少。微處理器112持續(xù)檢測(cè)脈沖信號(hào)，當(dāng)上述情形被檢測(cè)到時(shí)，它會(huì)使移動(dòng)構(gòu)件42自動(dòng)回縮。
圖7A和圖7B顯示了藥物在圓筒12里幾乎都被注射的情形。當(dāng)藥物被提供給圓筒12內(nèi)時(shí)，殘留在管子里的空氣可能被導(dǎo)入圓筒里。如果可能，最好是空氣不被注入病人體內(nèi)。如圖7A和圖7B所示，如果氣泡在圓筒里被產(chǎn)生，氣泡總是存在于上面的部分。
圖7A顯示的是圓筒12的頭部20朝上的情形。氣泡B被產(chǎn)生在頭部20的最里端，并且排氣凸起12末端的位置比氣泡B的位置低。因此，排氣凸起22繼續(xù)存在于藥物里。結(jié)果，空氣只能在藥物被注射后排出。
圖7B顯示的是圓筒12的頭部20朝下的情形。氣泡B在活塞14的周邊部分產(chǎn)生。雖然活塞14在這種情況下運(yùn)動(dòng)，但氣泡B總是存在于活塞14的周邊部分。結(jié)果，空氣只能在藥物被注射后排出。
根據(jù)具有前述結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的藥物注射裝置能夠保持單位時(shí)間藥物注射量恒定地注射藥物。而且，藥物注射速度能夠直接被醫(yī)生設(shè)定或在醫(yī)生監(jiān)督下被設(shè)定，并且能在醫(yī)生設(shè)定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。停止藥物的注射很容易實(shí)現(xiàn)。另外，注射過(guò)程可以在由于針頭的條件使藥物不能被注射進(jìn)病人靜脈里的情況下被停止。此外，在藥物注射過(guò)程中空氣被注射進(jìn)病人體內(nèi)的可能性減小，并且藥物泄漏也可被減小。
參考圖8A和圖8B，這里表示的是依照本發(fā)明的其他實(shí)施例的用于液體注射裝置的一個(gè)活塞。活塞14B是用塑料樹(shù)脂注入成模的?；钊ǔＳ幸粋€(gè)短的圓柱體和一個(gè)圓形引導(dǎo)端26B。引導(dǎo)端的末端有一個(gè)和先前實(shí)施例類(lèi)似的凹陷28B?；钊┒擞幸粋€(gè)里面帶有棱條144的去掉內(nèi)容物(flesh-removing)的凹陷142。
圓柱體的外表面有兩個(gè)并排的環(huán)形(圓環(huán)形)的凹槽146。密封環(huán)(例如O形環(huán))148被嵌合進(jìn)凹槽里。每一個(gè)凹槽146都有一個(gè)矩形的橫截面，如圖8B所示。當(dāng)活塞帶著和凹槽吻合的密封環(huán)148一起被放進(jìn)圓筒里時(shí)，密封環(huán)148變形并且楔入凹槽146的拐角處。因此，活塞可以平滑地移動(dòng)同時(shí)能保持液體的密封，并且密封環(huán)148向外變形后減少了密封環(huán)148脫落的可能性。
圖9-11顯示的是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的液體注射裝置。參考圖9-11，液體注射裝置500有一個(gè)圓筒538，一個(gè)活塞536，和一個(gè)用作活塞推動(dòng)裝置以對(duì)活塞施壓的氣體供給裝置510。
氣體供給裝置510在外殼511內(nèi)有一個(gè)上室514和一個(gè)下室518。上下室514和518被隔離件520分開(kāi)。隔離件520可被預(yù)定的壓力撕破。下室518底部有一個(gè)氣體通道526。
氣體供給裝置510的上室514上表面的中心部分有一個(gè)圓盤(pán)形狀的壓力板512。使用者可以壓下壓力板512。壓力板512與外殼的其它部分連接，在它們之間插入有可變形的薄壁。
上室514中在隔離件520上包含有一個(gè)圓盤(pán)形固體材料530。固體材料530主要由能和液體反應(yīng)產(chǎn)生氣體的材料組成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例里，含有碳酸氫鈉(NaHCO3)作為一種主要成分的固體材料能和凝膠一起使用。優(yōu)選地，固體材料由70-95wt％(重量百分比)的碳酸氫鈉(NaHCO3)，3-30wt％的凝膠和不超過(guò)3wt％的云母組成。更好的是固體材料由90-94wt％的碳酸氫鈉(NaHCO3)，5-10wt％的凝膠和不超過(guò)1wt％的云母組成。在產(chǎn)生氣體的過(guò)程中，在所需要的時(shí)間段里必須保持氣體的壓力恒定。通過(guò)調(diào)節(jié)凝膠的量，壓力和時(shí)段能被控制。優(yōu)選用云母將材料制作成為固體。
隔離件520下方的下室518有一個(gè)氣體可滲透的柔性薄片在下室的外周邊和底部上。
薄片用作氣體能透過(guò)而液體不能透過(guò)的過(guò)濾器。參考圖12(a)，過(guò)濾器528順序地形成3層，即液體不滲透而氣體可滲透的薄膜528a，無(wú)紡布層528b(最好用合成纖維制成，能夠透過(guò)或保留住氣體以形成氣體通道)，和氣體、液體都不能滲透的柔性薄膜528c。薄膜528c位于外殼511側(cè)上。至于薄膜528c，最好用普通軟透明乙烯基層。也可以用柔軟多孔的泡沫體如海綿來(lái)代替無(wú)紡布層。
圖12(b)是過(guò)濾器528的展開(kāi)視圖，它有最外側(cè)的鍵合線528d和連接線528e，用來(lái)連接三個(gè)層。一個(gè)圓片和一個(gè)側(cè)邊片被鍵合線528d連接在一起。三個(gè)層被鍵合線528d和連接線528e連接在一起，且最好用加熱和加壓方法將它們?nèi)芙釉谝黄稹?br> 從圖12(a)中可以了解到，薄膜528c被制成帶有孔528f的形式，孔的位置在和氣體通道526相通的地方。為了防止下室518里的液體接近孔528f的位置，薄膜528c被貼在下室518的內(nèi)壁上。最好是，在靠近下室518的拐角附近，薄膜被貼在下室的壁上，遍及下室的外周邊?？?28c和氣體通道526相通。
參考圖11和12，盡管隔膜表面的主要部分和液體材料接觸，至少其中一些部分沒(méi)有和液體材料接觸。產(chǎn)生的第二種氣體通過(guò)沒(méi)有接觸到液體材料的隔膜進(jìn)入無(wú)紡布層。因?yàn)闊o(wú)紡布層上形成氣體移動(dòng)通路，氣體可以經(jīng)過(guò)該通路移動(dòng)到孔528f，并通過(guò)這里被排出。
液體材料532容納在被薄片528包圍著的下室518里。液體材料532由L-酒石酸(C4H6O6)溶液組成。由于薄片528的液體密封效果，L-酒石酸(C4H6O6)溶液在液態(tài)時(shí)不能向下滲出。
氣體通道526形成在下室518下方。氣體通道526被連在圓筒538的位于活塞536后面的部分上。室511的側(cè)面部分有一個(gè)連著氣體通道526的孔，且孔上有一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥524。壓力調(diào)節(jié)閥524調(diào)節(jié)壓力，例如，當(dāng)壓力超過(guò)基準(zhǔn)壓力(見(jiàn)圖12)時(shí)通過(guò)向外釋放(清除)氣體來(lái)調(diào)節(jié)。壓力調(diào)節(jié)閥可以是常規(guī)的類(lèi)型。
圓筒538被連接在氣體供給裝置510的下部。如該實(shí)施例圖9至12所示，圓筒538和活塞536同圖1所示的實(shí)施例一樣。像先前的實(shí)施例一樣，圓形凹陷536a被形成在活塞536的后部。
另一方面，管子542被插入和固定在圓筒538的出口540里。給圓筒538提供注射藥物的供給閥(T形閥)544被安裝在管子542上預(yù)先確定的位置上。還提供一夾具546，當(dāng)需要的時(shí)候被用來(lái)阻止沿著管子流動(dòng)的注射藥物流。過(guò)濾器548嵌合在管子上以過(guò)濾雜質(zhì)如注射藥物時(shí)含有的空氣。注射量調(diào)節(jié)器550被安裝在管子542的遠(yuǎn)端。注射量調(diào)節(jié)器550最后調(diào)節(jié)每單位時(shí)間的藥物注射量。調(diào)節(jié)器550能經(jīng)由一個(gè)連接器(沒(méi)有顯示出來(lái))被連接到扎進(jìn)病人皮膚里的針頭或延伸的導(dǎo)管。在使用之前，蓋子554如圖9至11所示嵌合在調(diào)節(jié)器550上。蓋子在圖中所示的是透明的蓋子。蓋子554內(nèi)部有一個(gè)通孔。密閉件(closure)556被合適地置于通孔里且不能透過(guò)液體但可以透過(guò)氣體。密閉件的材料是由位于Fairburn，GA 30213 U.S.A的Porex公司提供的(網(wǎng)址www.porex.com)。
以下，將參考圖10和11描述這樣構(gòu)造的液體注射裝置的操作方法。
首先，圓筒538與氣體供給裝置510連接。在氣體供給裝置510被接合在圓筒538內(nèi)后，它們的連接位置被用帶子或類(lèi)似的東西密封。(另一種方法是氣體供給裝置510可以最初和圓筒制造成完整一體的。)
注射的藥物首先通過(guò)附著在管子542上的注射藥物供給閥544注入圓筒538里。這時(shí)，注射的藥物推動(dòng)圓筒538里的活塞536向上并且充滿了圓筒538。
這時(shí)，因?yàn)榛钊?36被向上推，并且活塞536上面空間里的空氣通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥524被排出時(shí)，圓筒538很容易地填充進(jìn)注射的藥物。
如上面提及的，由于圓筒538里充滿注射的藥物，使用者以預(yù)定的壓力壓下氣體供給裝置510的上室512中的壓力板512。然后，壓力板512被向下推并且壓緊壓力板內(nèi)側(cè)的固體材料530。接著，固體材料530擠裂隔離件520，并從那被排出，然后被浸入下室518里的液體材料532中。同時(shí)，固體和液體材料530和532反應(yīng)產(chǎn)生氣體。
當(dāng)固體材料530包含的碳酸氫鈉(NaHCO3)作為一種重要成分和酒石酸溶液(C4H6O6)接觸時(shí)，它們的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳(CO2)氣體。固體和液體材料530和532之間的化學(xué)反應(yīng)用下面的方程式表示
如前所述，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w通過(guò)下室518周?chē)谋∑?28排出，然后再通過(guò)氣體通道526。產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的壓力通常在制造固體材料的過(guò)程中在某種程度上由原材料的混合工藝所決定。壓力調(diào)節(jié)閥24能調(diào)節(jié)二氧化碳?xì)怏w通過(guò)氣體通道526時(shí)的釋放壓力，舉個(gè)例子，維持壓力在0.35kg/cm2至0.50kg/cm2。就是說(shuō)，如果二氧化碳?xì)怏w在高于最大壓力0.50kg/cm2或更高時(shí)流進(jìn)壓力調(diào)節(jié)閥，那么0.50kg/cm2的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)由第二個(gè)氣體出口522排出。超過(guò)最大壓力的殘余氣體被通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥24釋放出去。在其他的實(shí)施例里，釋放二氧化碳?xì)怏w壓力可以在與上述范圍不同的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)定。
二氧化碳?xì)怏w經(jīng)由氣體通道526流入圓筒538，同時(shí)保持著恒定的壓力。二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入圓筒后推動(dòng)圓筒里的活塞536向下運(yùn)動(dòng)?；钊?36在恒定氣體壓力下保持恒定的速度向下運(yùn)動(dòng)。
活塞536被推動(dòng)并且圓筒538里的注射藥物被通過(guò)加工在圓筒下端的出口540排出。響應(yīng)于活塞536恒定的移動(dòng)量，注射的藥物被排入管子542中，同時(shí)保持著單位時(shí)間注射量恒定。
另一方面，如果必須臨時(shí)阻塞注射藥物沿著管子542的流動(dòng)，夾具546就被移動(dòng)到管子的一側(cè)夾緊管子542，從而臨時(shí)阻滯注射藥物的流動(dòng)。病人可以依靠圓筒538表面用來(lái)指示注射藥物期間注射藥物的殘留量和排出量的刻度來(lái)方便地觀察到注射藥物的供給情況。最后，單位時(shí)間注射量可以由管子遠(yuǎn)端的調(diào)節(jié)器550來(lái)控制。
另一方面，當(dāng)活塞在圓筒里移動(dòng)時(shí)，氣體壓力通常施加在活塞536后部的整個(gè)表面上。氣體的壓力也可被施加在活塞536后部圓形凹陷536a的側(cè)壁536b上。氣體壓力推動(dòng)側(cè)壁536b并且使外部凸起536c被推向圓筒的內(nèi)壁，從而穩(wěn)定地減少注射藥物的滲漏。
圓筒、活塞和氣體供給裝置在使用后被丟棄。本實(shí)施例的液體注射裝置憑借簡(jiǎn)單的操作就可以長(zhǎng)期地以恒定的速度注射藥物。
雖然參考附圖并根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該明白，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化、修改和添加。
權(quán)利要求
1.一種液體供給設(shè)備，包括伸長(zhǎng)的圓筒，設(shè)置有一具有開(kāi)口的前端的頭部和一后部，嵌入所述圓筒里的活塞，并可沿著所述圓筒的縱向移動(dòng)，和其中所述圓筒的所述頭部形成有延伸向所述圓筒內(nèi)部的凸起，所述頭部的所述開(kāi)口是在所述凸起處形成的通孔，并且所述活塞具有一引導(dǎo)端，其上設(shè)置有用來(lái)容納所述凸起的凹陷。
2.如權(quán)利要求1所述的液體供給設(shè)備，還包括與圓筒相連接的管子，其一端插入所述凸起的所述通孔中。
3.如權(quán)利要求1所述的液體供給設(shè)備，其中所述活塞在其后部設(shè)置有凹陷。
4.如權(quán)利要求1所述的液體供給設(shè)備，其中所述活塞包括用塑料樹(shù)脂制成的圓柱體，并且在所述圓柱體的外表面上形成有環(huán)形的凹槽，所述凹槽內(nèi)部有拐角；并且在所述凹槽里裝有密封環(huán)，該密封環(huán)具有圓形的截面。
全文摘要
提供了一種液體供給設(shè)備(10)，包括一圓筒(12)，一活塞(14)和一活塞推動(dòng)設(shè)備。圓筒(12)配備有一個(gè)帶有出口(24)的頭部(20)。圓筒(12)的后端開(kāi)放?；钊?14)插入到圓筒(12)中。活塞沿著圓筒(12)的縱向移動(dòng)，以便注射圓筒(12)中所容納的液體?；钊苿?dòng)設(shè)備(16)推動(dòng)活塞(14)?；钊苿?dòng)設(shè)備(16)具有與活塞(14)后部接觸的移動(dòng)件，一電機(jī)和一運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)。該運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)件的線性運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)A61M5/14GK1676169SQ200510069960
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2000年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月22日
發(fā)明者金容年 申請(qǐng)人:金容年