[发明专利]具有动态闭塞调节的滚子泵

说明书

背景技术

本公开涉及用于医疗设备或系统(例如心肺体外循环机)的滚子泵。更具体地，本发明涉及可以在泵的运行期间启动的闭塞调节特征的滚子泵。

滚子(或蠕动)泵在医疗领域有许多用途。例如，在心血管手术期间使用滚子泵来促进患者与心肺机之间的血液循环。滚子泵的运行是通过使用闭塞软管的回转滚子正移位来泵送流体。在心肺机方面，多个专用滚子泵通常用作灌注回路的一部分，从而泵送动脉回路(其中，不使用离心泵)、排气、心切开术抽吸以及心麻痹。其他常见的医疗用途是血液在患者与肾透析器之间输送，以及IV溶液的静脉内(IV)馈送。通常，滚子泵结构简单，产生恒定流动并使用一次性管道，流体介质通过该一次性管道输送。

滚子泵通常包括泵驱动器和泵头。泵驱动器导致泵头旋转以泵送流体介质。泵头包括泵定子和泵转子。泵转子实质上是具有内周表面(或“轨道”)，一个或多个管被泵转子抵靠该内周表面压缩。可相对于定子旋转的泵转子以这样的方式布置在泵定子中，即泵转子通过一个或更多个滚子配合定位在泵定子中的管道。在泵转子通过旋转轴(其又是泵驱动器的一部分)旋转时，当滚子沿管道滚动时，滚子(或多个滚子)将管道压靠泵定子的内周表面。然后，含在管道中的流体介质沿泵转子旋转的方向被输送。

重要的是滚子泵是可调节的。一种方式是转子泵通常在转子(包括滚子)的转速方面是可调节的。大部分滚子泵具有允许用户调节和/或设定转速的控制器。另一种方式是滚子泵通常在滚子与定子的内周表面之间的距离方面是可调节的。该参数通常称为“闭塞”并反映管道在滚子与轨道表面之间被压缩或闭塞的程度。闭塞的程度或水平随着滚子移动至更靠近轨道表面而增加。当滚子移动时阻塞或压缩泵中管道的直径的变化量影响泵送率。管道的阻塞水平还影响了流体介质的抽吸量。如果滚子泵用于解剖结构的一些部分，对于抽吸流体介质可安全地应用的抽吸量，可能存在限制。滚子泵的这种用途的一个示例是连接至心脏排气管，其中太多的抽吸将导致组织受损。另外，滚子与轨道之间的距离可以被调节成适应不同大小(或质量)管道。总之，灌注师通常期望调节闭塞以优化诸如血液溶血、管道飞节内肿、流速计算精度，并补偿管子的制造误差的严苛标准。

常规的灌注滚子泵通常包括闭塞调节机构，其允许灌注师手动调节灌注“设定”或水平。已知的闭塞调节机构相对并要求在闭塞设置进行调节时该泵驱动被停用(即，辊子泵不泵送流体)。虽然可行，但该方法可能非常耗时且要求灌注师每次希望调节闭塞时需要停止泵。此外，闭塞调节通常要求灌注师一只手调节滚子与轨道之间的距离，而另一只手拿一根填充有在泵头上方一米高度出的液柱的管道并确定何时该液柱以2.5厘米每分钟的速率滴落。这既麻烦又不一致。

因此，需要设有改进的闭塞调节特征的滚子泵，尤其是用于灌注回路的滚子泵。

发明内容

根据本发明的原理的一些方面涉及滚子泵，其包括驱动轴、马达、转子组件、定子外壳以及闭塞调节组件。驱动轴限定中心轴线并耦合至马达。马达由此围绕中心轴线旋转该驱动轴。滚子头组件包括毂、滑动体和滚子。该毂安装至驱动轴。该滑动体可滑动地连接至毂，从而该滑动体随着毂的旋转而旋转，但可相对于该毂径向移动。该滚子可转动地连接至与驱动轴相对的滑动体。定子外壳形成轨道，该轨道具有内弧形接纳表面。关于此，定子外壳与转子组件关联，以限定该滚子与接纳表面之间的闭塞区域。该闭塞调节组件可滑动地调节滚子相对于接纳表面的径向位置，并包括致动旋钮、致动结构和基轴。该致动结构连接至旋钮。该基轴相对于驱动轴支承致动旋钮。关于此，该致动结构与滑动体相互作用，以在旋钮旋转时，选择性地改变该滑动体相对于驱动轴的中心轴线(以及由此相对于接纳表面)的径向位置。最后，驱动轴和基轴彼此可旋转地隔离。通过该结构，本发明的滚子泵允许用户在泵正在运行以泵送流体介质的同时，执行闭塞调节。一些实施例中，闭塞调节组件进一步包括环，该环螺纹连接于旋钮并纵向固定至凸轮结构，从而该旋钮的旋转经由该环转换成凸轮结构的纵向移动。其它实施例中，闭塞轴同轴地布置在基轴的内腔内，其中，该闭塞轴的端部延伸超过基轴并通过模块化马达动作，该模块化马达经由电控制器可操作地实现闭塞调节。相关的实施例中，控制器编程成基于诸如管线压力、马达转矩、流率和/或用户输入的灌注回路参数来激励该模块化电机的运行。