静脉注射泵和卡匣系统.pdf

本发明公开了一种卡匣，其包括具有第一位置和第二位置的界面元件，该界面元件构造成由驱动元件的单向旋转运动从第一位置驱动至第二位置并且回到第一位置；以及第一和第二泵送室，所述泵送室每个都具有体积并且每个都联接至界面元件，使得当界面元件从第一位置移动至第二位置时，第一泵送室的体积增加同时第二泵送室的体积减小，以及当界面元件从第二位置移动至第一位置时，第一泵送室的体积减小同时第二泵送室的体积增加。

权利要求书一种卡匣，其包括：
界面元件，其具有第一位置和第二位置，所述界面元件构造成由驱动元件的单向旋转运动从所述第一位置驱动至所述第二位置并且回到所述第一位置；以及
第一泵送室和第二泵送室，所述泵送室每个都具有体积并且每个都联接至所述界面元件，使得当所述界面元件从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述第一泵送室的体积增加同时所述第二泵送室的体积减小，以及当所述界面元件从所述第二位置移动至所述第一位置时，所述第一泵送室的体积减小同时所述第二泵送室的体积增加。
根据权利要求1所述的卡匣，还包括：
入口；
输送口；
第一入口阀和第二入口阀，其联接在所述入口和各所述泵送室之间，所述入口阀构造成选择性地停止所述入口和各所述泵送室之间的流动；以及
第一出口阀和第二出口阀，其联接在各所述泵送室和所述输送口之间，所述出口阀构造成选择性地停止各所述泵送室和所述输送口之间的流动。
根据权利要求1所述的卡匣，其中：
所述驱动元件包括旋转轴和驱动销，所述驱动销平行于并偏离所述旋转轴；以及
当所述驱动元件旋转时，所述驱动销遵循绕所述旋转轴的圆形路径。
根据权利要求3所述的卡匣，其中：
所述界面元件包括具有长度的狭缝；
所述狭缝定向成垂直于所述界面元件在所述第一位置和所述第二位置之间的线性运动的方向；以及
所述界面元件构造成使所述驱动销适配在所述狭缝中，并且当所述驱动元件旋转时，其沿所述狭缝长度的一部分滑动。
根据权利要求4所述的卡匣，其中，所述界面元件包括苏格兰轭。
根据权利要求2所述的卡匣，其中，所述卡匣具有在所述入口和所述输送口之间的总内部体积，并且，所述卡匣构造成当所述驱动元件从所述第一位置移动至所述第二位置或从所述第二位置移动至所述第一位置时，在所述入口处产生低于环境压力至少每平方英寸5磅的负压而不改变所述卡匣的总内部体积。
根据权利要求1所述的卡匣，其中，每个所述泵送室包括具有一端封闭的膛孔的圆筒，以及构造成沿所述膛孔滑动的活塞，其中，所述泵送室的体积由所述圆筒内的空间限定，而所述圆筒内的空间由封闭端和所述活塞界定。
根据权利要求7所述的卡匣，其中，每个所述泵送室还包括在各所述活塞和所述圆柱之间的滑动密封。
根据权利要求7所述的卡匣，其中，所述第一泵送室和所述第二泵送室的膛孔对齐并且所述活塞彼此刚性连接。
根据权利要求2所述的卡匣，还包括：
一段入口管，其具有第一端和第二端，其中，所述第一端联接至所述入口；
一段输送管，其具有第一端和第二端，其中，所述第一端联接至所述输送口；
第一连接设备，其联接至所述入口管的所述第一端；以及
第二连接设备，其联接至所述输送管的所述第一端；
其中，所述卡匣、所述入口管、所述输送管以及所述连接设备形成了静脉注射（IV）套组。
一种IV泵系统，其包括：
卡匣，其包括：
界面元件，其具有第一位置和第二位置；
第一泵送室和第二泵送室，所述泵送室每个都具有体积并且每个都联接至所述界面元件，使得当所述界面元件从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述第一泵送室的体积增加同时所述第二泵送室的体积减小，以及当所述界面元件从所述第二位置移动至所述第一位置时，所述第一泵送室的体积减小同时所述第二泵送室的体积增加；以及
IV泵，其包括：
外壳，其包括构造成接收并保持所述卡匣的附接位置；以及
驱动元件，其构造成：当所述卡匣被保持在所述附接位置中时，接合所述卡匣的所述界面元件；
其中，所述界面元件构造成由所述驱动元件的单向旋转运动从所述第一位置驱动至所述第二位置并且回到所述第一位置。
根据权利要求11所述的IV泵系统，其中：
所述驱动元件构造成绕旋转轴旋转；
所述驱动元件包括驱动销，所述驱动销平行于并偏离所述轴；
当所述驱动元件旋转时，所述驱动销遵循绕所述轴的圆形路径；以及
当所述卡匣保持在所述附接位置中时，所述驱动销构造成接合所述卡匣的所述界面元件。
根据权利要求11所述的IV泵系统，其中，所述卡匣还包括：
入口；
输送口；
第一入口阀和第二入口阀，其联接在所述入口和各所述泵送室之间，所述入口阀构造成选择性地停止所述入口和各所述泵送室之间的流动；以及
第一出口阀和第二出口阀，其联接在各所述泵送室和所述输送口之间，所述出口阀构造成选择性地停止各所述泵送室和所述输送口之间的流动。
根据权利要求13所述的IV泵系统，其中，所述卡匣具有在所述入口和所述输送口之间的总内部体积，并且，所述卡匣构造成当所述驱动元件从所述第一位置移动至所述第二位置或从所述第二位置移动至所述第一位置时，在所述入口处产生低于环境压力至少每平方英寸5磅的负压而不改变所述卡匣的总内部体积。
根据权利要求13所述的IV泵系统，其中，所述IV泵还包括：
第一入口阀致动器和第二入口阀致动器，其构造成：当所述卡匣被保持在所述附接位置中时，分别致动所述第一入口阀和所述第二入口阀；以及
第一出口阀致动器和第二出口阀致动器，其构造成：当所述卡匣被保持在所述附接位置中时，分别致动所述第一出口阀和所述第二出口阀；
其中，所述驱动元件、所述入口阀致动器和所述出口阀致动器构造成操控所述卡匣的各元件以使流体从所述入口移动至所述输送口。
根据权利要求15所述的IV泵系统，其中：
所述入口阀和所述出口阀构造成：当被各所述阀致动器致动时停止流动，以及当未被致动时允许流动；
当所述界面元件从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述第二入口阀致动器和所述第一出口阀致动器各自致动所述第二入口阀和所述第一出口阀；以及
当所述界面元件从所述第二位置移动至所述第一位置时，所述第一入口阀致动器和所述第二出口阀致动器各自致动所述第一入口阀和和所述第二出口阀。
根据权利要求16所述的IV泵系统，其中：
所述驱动元件具有角位置；以及
所述阀致动器联接至所述驱动元件，使得所述阀致动器以对所述驱动元件的角位置呈固定的关系来致动所述卡匣的所述阀。
根据权利要求17所述的IV泵系统，其中，驱动元件还包括凸轮，其至少致动所述阀致动器之一。
根据权利要求11所述的IV泵系统，其中，驱动元件具有旋转速度，其根据所述角位置改变。
根据权利要求12所述的IV泵系统，其中：
所述驱动元件还包括驱动圆盘，所述驱动圆盘绕所述轴旋转，其中，所述驱动销联接至所述驱动圆盘；
所述驱动销具有直径；
所述界面元件包括具有长度的狭缝；
所述狭缝定向成垂直于所述界面元件在所述第一位置和所述第二位置之间的线性运动的方向；以及
所述界面元件构造成使所述驱动销适配通过所述狭缝，并且当所述驱动元件旋转时，其沿所述狭缝长度的一部分滑动。
根据权利要求20所述的IV泵系统，其中：
所述驱动销能够相对于所述驱动圆盘在延伸位置和齐平位置之间移动；
所述驱动元件还包括偏置元件，所述偏置元件构造成驱策所述驱动销，以从所述齐平位置移动至所述延伸位置；
如果将所述卡匣安装在所述IV泵的外壳中，当所述驱动销未与所述狭缝对齐时，所述驱动销将被强迫至所述齐平位置；以及
当所述驱动圆盘旋转时，所述驱动销将滑过所述界面元件，直到所述销与所述狭缝对齐，因此，所述偏置元件将使所述驱动销移动至所述延伸位置并接合所述狭缝。
根据权利要求20所述的IV泵系统，其中，所述界面元件包括苏格兰轭。
一种输送医用流体的方法，其包括下列步骤：
将包括卡匣的IV套组连接至患者，其中，所述卡匣包括入口、输送口、具有第一位置和第二位置的界面元件、以及第一和第二泵送室，所述界面元件构造成由具有旋转轴的驱动元件的单向旋转运动从所述第一位置线性地驱动至所述第二位置并且回到所述第一位置，所述泵送室每个都具有体积并且每个都联接至所述界面元件，使得当所述界面元件从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述第一泵送室的体积增加同时所述第二泵送室的体积减小，以及当所述界面元件从所述第二位置移动至所述第一位置时，所述第一泵送室的体积减小同时所述第二泵送室的体积增加；
将所述IV套组连接至医用流体源；
将所述IV套组的卡匣附接至IV泵；
扩张所述第一泵送室以接收来自所述流体源的医用流体，同时收缩所述第二泵送室以将医用流体输送至患者；以及
收缩所述第一泵送室以将医用流体输送至患者，同时扩张所述第二泵送室以接收来自所述流体源的医用流体。
根据权利要求23所述的方法，还包括下列步骤：
打开在所述入口与所述第一泵送室之间联接的第一入口阀和在所述第二泵送室与所述输送口之间联接的第二出口阀，以及关闭在所述入口与所述第二泵送室之间联接的第二入口阀和在所述第一泵送室与所述输送口之间联接的第一出口阀；以及
打开所述第二入口阀和所述第一出口阀，以及关闭所述第一入口阀和所述第二出口阀。
根据权利要求23所述的方法，其中，所述流体源是非通气式注射器。

说明书静脉注射泵和卡匣系统
技术领域
本发明一般涉及泵送流体的系统和方法，特别地，本发明涉及由输液泵来输送医用流体。本发明还涉及IV泵双活塞一次性卡匣和系统。
背景技术
输液泵作为精确给送静脉注射（IV）流体的方法在护理领域中已经变得普遍。使用泵代替带有简单辊夹的抬高的流体容器来控制IV流体的流动允许更准确且一致地控制输送至患者的流体速率。
将流体容器连接至患者的管、阀、接头和针的组合可称为“IV套组”。IV套组通常是一次性的以降低感染和污染的风险。当与输液泵联用时，该IV套组包括这样的一部分，该部分旨在由泵操控以使得流体在经控制的速率下流动。在图1中示出典型的IV泵系统，其描述了从流体容器14通过IV套组18接收医用流体的患者10。IV套组18的泵送部分（未示出）位于IV泵12的泵送单元20内。泵送单元由泵控制器16控制。
对于蠕动型IV泵来说，该泵送部分可简单为一段适配在泵送隔室中的管。图2描述了IV套组18的示例，该IV套组18具有袋穿刺器2（其构造成连接至IV袋（未示出）并且刺穿袋的封口）、一段管4、泵送部分8、另一段管4、和该示例中的无针连接器6。该泵送部分8包括在泵送部分8端部处的定位接头5A和5B，其中该定位接头5A和5B与在图1中的泵送单元20上的零件相匹配，以将泵送部分8合适地定位并保持在该泵送单元20中。IV套组18还包括夹子9，其在关闭时阻断通过管4的流动。
许多IV泵使用泵送技术，诸如挠性管的蠕动操控，其输送间歇流而非连续流。虽然这可平均出想要的输送速率，但瞬间输送速率从零变至高达标称速率的两倍。这在非常低输送速率下变得甚至更明显，如该泵送技术可输送周期性医用流体团而非想要的在标称速率下连续输送。对于某些患者（诸如新生儿患者）来说，该变化程度可能无法接受。理想的是能够以更固定的流速提供更连续的输送。
对于现有IV泵普遍存在的挑战是泵送部分的操控重复地压缩该泵送部分的挠性元件，并且依赖该挠性材料在压缩行程间恢复其原始形状。原始形状的恢复量影响该挠性元件的内部体积，并进而影响每次压缩行程所泵送的流体量。
发明内容
本文所公开的一次性双活塞包括卡匣，其通过使用一对泵送室（其使用与流体控制阀联接且由单向旋转的驱动装置驱动的容积式往复运动活塞）对医用流体的输送速率提供精确的控制。该卡匣由相对少量的组件制造而成，从而同时降低成本并增加操作的可靠性。
本发明的某些示例性实施例包括卡匣，其包括具有第一位置和第二位置的界面元件，该界面元件构造成由具有旋转轴的驱动元件的单向旋转运动从第一位置驱动至第二位置并且回到第一位置；以及第一和第二泵送室，所述泵送室每个都具有体积并且每个都联接至界面元件，使得当界面元件从第一位置移动至第二位置时，第一泵送室的体积增加同时第二泵送室的体积减小，以及当界面元件从第二位置移动至第一位置时，第一泵送室的体积减小同时第二泵送室的体积增加。
在另一实施例中，所公开的IV泵系统包括卡匣和IV泵。该卡匣包括具有第一位置和第二位置的界面元件、第一和第二泵送室，所述泵送室每个都具有体积并且每个联接至界面元件，使得当界面元件从第一位置移动至第二位置时，第一泵送室的体积增加同时第二泵送室的体积减小，以及当界面元件从第二位置移动至第一位置时，第一泵送室的体积减小同时第二泵送室的体积增加。该IV泵包括外壳，其包括构造成接收并保持该卡匣的附接位置；以及驱动元件，其构造成当该卡匣被保持在附接位置中时接合该卡匣的界面元件。该界面元件构造成由驱动元件的单向旋转运动从第一位置驱动至第二位置并且回到第一位置。
在另一实施例中，公开了一种输送医用流体的方法，其包括下列步骤：将包括卡匣的IV套组连接至患者，其中该卡匣包括入口、输送口、具有第一位置和第二位置的界面元件以及第一和第二泵送室，该界面元件构造成由具有旋转轴的驱动元件的单向旋转运动从第一位置线性地驱动至第二位置并且回到第一位置，所述泵送室每个都具有体积并且每个联接至界面元件，使得当界面元件从第一位置移动至第二位置时，第一泵送室的体积增加同时第二泵送室的体积减小，以及当界面元件从第二位置移动至第一位置时，第一泵送室的体积减小同时第二泵送室的体积增加；将IV套组连接至医用流体源；将该IV套组的卡匣附接至IV泵；扩张第一泵送室以接收来自流体源的医用流体，同时收缩第二泵送室以将医用流体输送至患者；以及收缩第一泵送室以将医用流体输送至患者，同时扩张第二泵送室以接收来自流体源的医用流体。
附图说明
附图（其被包括以提供进一步的理解并且并入及构成本说明书的一部分）阐明了所公开的实施例并且与说明书一起用来解释所公开实施例的原理。在附图中：
图1描述了通过IV泵接收医用流体输液的患者。
图2是用于蠕动型IV泵的IV套组的示例。
图3描述了根据本发明某些方面包括卡匣的IV套组的实施例。
图4A至图4B是根据本发明某些方面具有双往复运动活塞的卡匣的图示。
图4C是根据本发明某些方面构造成使用图4A至图4B的卡匣的IV泵驱动元件的轴测图。
图4D是根据本发明某些方面的自调整轭和驱动销的平面图。
图5A是根据本发明某些方面的卡匣的一个实施例的分解图。
图5B至图5C描述了根据本发明某些方面的图5A组装卡匣的主视图和后视图。
图6A示出了根据本发明某些方面的流体控制阀组件一部分的截面。
图6B至图6C示出了根据本发明某些方面的图6A流体控制阀组件的操作。
图7示出了根据本发明某些方面构造成使用图5B至图5C的卡匣的泵送单元的某些元件。
图8示出了根据本发明某些方面通过IV泵接收来自注射器的医用输液流体的患者。
图9是根据本发明某些方面用于将医用流体提供给患者的方法的流程图。
具体实施方式
IV泵通常构造成接收IV套组的一部分，该部分称为泵送部分，并且通过泵送部分的操控来提供泵送动作。该泵送部分可简单为该IV套组管路的一部分或由挠性塑料模制而成的泵送室。这些泵送系统类型的挑战之一是其内部尺寸未在制造过程中直接控制并且经历变化。对于现有IV泵普遍存在的另一个挑战是泵送部分的操控重复地压缩该泵送部分的挠性元件，并且依赖该挠性材料在压缩行程间恢复其原始形状。原始形状的恢复量影响该挠性元件的内部体积，从而影响每次压缩行程所泵送的流体量。
本发明提供一种一次性卡匣，其包括使用刚性元件来限定泵送室内部体积的往复运动活塞，因此提供了每次行程所泵送流体量的精确控制。IV泵驱动系统的简单且可靠的界面增加了由护士或给送医用流体的其它人员使用的易用性。
在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的完全理解。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明的实施例可在不具有一些具体细节的情况下实施。在其它情形中，不具体示出公知的结构和技术，以避免使本发明变得难以理解。
图3描述了根据本发明某些方面包括卡匣30的IV套组18的实施例。IV套组18包括与图2中所述元件相同的元件，其包括袋穿刺器2、无针连接器6和夹子9。在其它实施例中，可在任一端处提供其它类型的连接器以连接至不同的系统和装置。在某些实施例中，IV套组18包括诸如“Y位置”无针连接器（未示出）等额外的构件。
图4A至图4B是根据本发明某些方面具有双往复运动活塞58的卡匣30的图示。卡匣30具有入口32和输送口34，其在该实例中分别位于本体31的顶部和底部（如图4A至图4B所示）。存在两个泵送室42和44（其由本体31中的孔限定）以及活塞58。入口阀46和48分别在入口32与泵送室42和44之间流体联接。出口阀50和52分别在泵送室42和44与输送口34之间流体联接。当致动时，阀46、48、50和52停止流体流经各阀的流动。在该示例中，两个活塞58刚性联接至界面元件36，界面元件36在该示例中构造成连接至包括圆盘39和驱动销40的驱动元件38。该驱动元件38在图4A中以平面图示出以及在图4C中以轴测图示出。界面元件36包括具有狭缝54的“苏格兰轭”，其中销40在狭缝54中滑动配合，使得销40沿狭缝54的长度滑动。狭缝54的接触表面是诸如例如塑料、尼龙或聚甲醛均聚物等低摩擦材料，以及该驱动销40包括例如硬质、平面光滑、经抛光的不锈钢，以减少摩擦并确保大部分磨损位于轭56中。
图4C是构造成使用图4A至图4B的卡匣的IV泵驱动元件的轴测图。在该实施例中，驱动元件38包括圆盘39，其绕旋转轴41旋转。驱动销40在偏移轴41处附接至圆盘39。驱动销40通常为圆柱状，在该示例中，该圆柱状的对称轴与旋转轴41平行。
在图4A中所描述的时间瞬间，入口阀46和出口阀52打开（其由穿过阀符号的开放通道表示），同时入口阀48和出口阀50关闭（其由穿过阀符号的“x”表示）。
在该视图中，操作时圆盘39将在纸面中以顺时针方向旋转。销40遵循绕圆盘39的旋转中心的圆形路径，以及在该视图中，销40将在狭缝54中竖直移动，同时在该视图中，同步地使界面元件36水平移动。当活塞58刚性联接至界面元件36时，活塞58也将水平地移动。在该视图中，当活塞58移动至右边时，泵送室42扩张并从入口32通过入口阀46抽取流体（如由从入口32至泵送室42的系列箭头所示），同时泵送室44收缩并迫使流体经出口阀52流至输送口34（如由从泵送室44至输送口34的系列箭头所示）。
如果当驱动销40位于驱动元件38的顶部时将用于该驱动销40的角位置的参考系定义为零度（如该视图所示），然后当驱动销40在零度和180度位置处时将发生波峰流，以及当驱动销40在90度和270度位置处时将瞬时为零。当驱动销40到达最右边的距离时（在该视图中于90度位置处），界面元件36和活塞的水平运动将反向。当该驱动销通过90度位置时，入口阀46和出口阀52关闭且入口阀48和出口阀50关闭，并且该系统处于图4B所描述的结构。
当圆盘39在顺时针方向连续旋转时，驱动销40将开始移动至左边，在该视图中，使得界面元件36及活塞58同样移动至左边。泵送室42现在将收缩并迫使流体通过出口阀50流出至输送口34。泵送室44扩张，从而通过入口阀48从入口32抽取流体。
在该实施例中，驱动元件38以固定的角速度旋转，因此界面元件36的线性运动将为正弦曲线。泵送室42和44体积的改变速率为界面元件36的位移的正函数，因此，流出输送口34的流体流速也将为正弦曲线。在某些实施例中，驱动元件38的角速度随着旋转周期改变，以产生更固定的流出输送口34的流体流。在某些实施例中，当驱动销40接近90度和270度位置时，驱动元件38的角速度具有超过该旋转的最大量的值和第二较高值。在某些实施例中，驱动元件38的角速度在旋转时连续改变。在某些实施例中，驱动元件38的角速度大致为正弦曲线并且最大角速度发生在90度和270度位置处。
图4D是根据本发明某些方面的自调整轭56A和驱动销40的平面图。在该实施例中，轭56A足够大，使得当圆盘39旋转时其连续地覆盖销40（除了狭缝54外）。在该示例中，当将卡匣30安装在泵送单元20中时，销40在位置40A并且轭56A在图4D所示的位置。如图所示，在位置40A的销40由轭56A覆盖。在某些实施例中，销40可滑入圆盘39中至销40与圆盘39的表面齐平的深度。在某些实施例中，驱动元件38包括诸如弹簧等偏置元件（未示出），其驱策销40从齐平位置移动至朝轭56A的延伸位置。在该示例中，图5所示的卡匣30表面与图7凹槽21的表面接触。在销40处于位置40A的初始位置中，销40由轭56A的表面压迫至与圆盘39表面齐平的位置。
当IV泵12启动时，在该示例中，圆盘39开始以顺时针方向旋转。当圆盘39旋转时，销40将相继地位于位置40B和40C且然后位于40D。在位置40B和40C中，销40保持在齐平位置中并沿轭56A表面滑动。当销40和轭56A表面之间的摩擦力不足以移动界面元件36和联接的活塞58时，轭56A保持静止。然而，当销40到达位置40D时，销40自由移动至延伸位置，其中销40突出进入狭缝54中并联接驱动元件38和界面元件36。从此点向前，驱动元件38的连续单向旋转将造成界面元件36线性摆动。
图5A是根据本发明某些方面的卡匣30的一个实施例的分解图。当两个本体元件60连接在一起时形成入口32、输送口34、形成泵送室42和44的空腔、入口阀46和48与出口阀50和52的一部分、以及互相连通的流体通道（其将这些阀联接至各自的口和泵送室）。具有狭缝54的界面元件36模制成单件。在该示例中，活塞58包括防尘套，其安装在泵送室42和44的外壁上。挠性元件64形成入口阀46、48和出口阀50、52的一部分，如在图6A至图6C中详细讨论的。本体元件60彼此匹配，从而捕获界面元件36和活塞58，以及覆盖件62抵靠本体元件60捕获挠性元件64以形成阀46、48、50和52以及将主体元件60保持在一起。可以看出，该示例性卡匣30由五种不同的组件形成，其容易地组合而不需要任何构件的调整或精确布置，从而提高所制成的卡匣30的可靠性。这些组件可由多种材料形成，包括诸如聚碳酸酯、聚甲醛均聚物、聚酯和尼龙等塑料。在某些实施例中，诸如金属或陶瓷等材料可理想地用于一些组件以提供例如增加的耐磨性、耐化学性或耐久性。在某些实施例中，诸如聚四氟乙烯等材料可理想地用于一些组件以提供润滑和密封能力。当单个组件自调整成配对的组件时，不需要安装用具并降低错误组装的风险。在某些实施例中，这些构件以诸如超声波焊接、激光焊接、热粘合或铆接、或机械铆接或压接等方法彼此附接。在某些实施例中，这些构件使用诸如螺钉或铆钉等紧固件附接。在某些实施例中，使用粘合剂或其它粘合材料将一些构件粘结在一起。在某些实施例中，使用密封剂来密封匹配面以形成液密接合。
图5B至图5C描述了根据本发明某些方面的图5A组装卡匣的主视图和后视图。在图5B至图5C中，管4已经附接至入口32和输送口34以形成如图3所示的IV套组。图5C描述了卡匣30面对泵送单元20的面，这将进一步在图7中讨论。
图6A示出了根据本发明某些方面的流体控制阀组件63的沿图5A线6A‑6A的截面（包括如图5B至图5C所组装的挠性元件64和覆盖件62）。流体控制阀组件63能够防止在减低的内部压力下的塌陷，不像这样的阀，其中当内部压力低于外部环境压力而使挠性管有塌陷的倾向时，挠性管被压缩而关闭。带有刚性本体元件60的这种类型流体控制阀63的组合提供卡匣30在泵送体积42或44扩张时在入口4处产生减压的能力。本体元件60合并有具有三个口68、70和72的腔室66。在该示例中，口68流体联接至泵送室42。存在第二流体控制阀组件（未示出），其与泵送室44相结合。在该示例中，口70流体联接至入口32以及口72流体联接至输送口34。在本体60中横跨空腔66形成脊状物74和76。挠性元件64覆盖空腔66并绕空腔66周边对本体60进行密封，从而形成密封腔室。
图6B至图6C示出了根据本发明某些方面的图6A流体控制阀组件63的操作。泵送单元20包括在卡匣30外部的阀致动器80A和80B，其构造成从缩回位置（诸如图6B致动器80B的位置）移动到延伸位置（诸如图6B致动器80A的位置）。在延伸位置中，挠性元件64在延伸致动器的作用下被迫抵靠脊状物，如图6B所示，其中致动器80A延伸并挤压挠性元件64使之抵靠脊状物74，从而停止流体流过脊状物74。因此，由椭圆形虚线82所表示的本体元件60和挠性元件64的区域形成图4A的入口阀46，同时由椭圆形虚线84所表示的本体元件60和挠性元件64的部分形成出口阀50。
图6B描述了当泵送室42收缩时流体控制阀组件63强迫流体通过口68进入腔室66中的结构。由于致动器80A已经抵靠脊状物74而密封挠性元件64，如箭头86所示，流体将流过脊状物76并通过口72流出至输送口34。
图6C描述了当泵送室42（未示出）扩张时流体控制阀组件63通过口68将流体抽取出腔室66的结构。当致动器80B已经抵靠脊状物76而密封挠性元件64时，如箭头88所示，流体将从入口32通过口70被抽入并流经脊状物74。
图7示出了根据本发明某些方面构造成使用图4B至图4C的卡匣30的泵送单元20的零件。泵送单元20包括凹槽21，其构造成接收卡匣30，其中，驱动元件38构造成接合界面元件36。在该示例中，驱动元件38包括旋转圆盘39和销40，其中销40接合狭缝54。泵送单元20还包括四个阀致动器80A、80B、80C和80D。如图6A至图6C所讨论，致动器80A和80B分别致动入口阀46和出口阀50。类似地，致动器80C和80D分别致动入口阀48和出口阀52。在某些实施例中，致动器80A至80D的运动与驱动元件38的单向旋转同时发生。在某些实施例中，驱动元件38包括凸轮（未示出），其驱动该致动器使得泵送单元20的单一驱动马达（未示出）提供活塞58的泵送运动和阀46、48、50及52的操作这二者，从而减少系统的复杂性并增加操作的可靠性。
图8示出了根据本发明某些方面通过IV泵12接收来自注射器90的医用流体输液的患者。有时使用注射器来提供小量医用流体或药物，或提供无法使用IV袋14获得的医用流体。注射器90可密封或通气。因为空气进入容器中以置换被抽入IV泵12中的流体，所以通气的注射器功能类似于通气的IV袋14。然而，因为必须通过减压来将柱塞92抽入针筒94中，所以密封的注射器需要部分真空（例如，与环境压力相比在系统内降低的压力）以从注射器抽出流体。需要大致每平方英寸5磅的降低压力让密封的注射器能够作为流体源使用。其它类型的泵送单元（诸如图2的蠕动管泵送部分8）在内部压力降低至低于外部环境压力时会塌陷，然而，卡匣30（未在图8中示出）能产生低于环境压力至少5PSI（磅/平方英寸）的压力，因此能够从密封的注射器90抽取流体。
图9是根据本发明某些方面描述了将医用流体提供给患者10的方法的流程图。虽然该方法存在于医院环境中由护士给送医用流体的背景下，但其同样适用于在其它环境中的护理者，包括自给药型医用流体。
在步骤105中，护士将包括如本文所描述的卡匣30的IV套组18连接至患者10。这可使用多种医用工具实现，诸如输液针，其可经由各种装置（诸如无针连接器，其为本领域技术人员所熟知）联接至IV套组18。然后，在步骤110中，护士将IV套组18连接至医用流体源。在某些结构中，该医用流体源为如图1所示的流体容器14，其中该连接由如图3的IV套组18中所示的袋穿刺器2实现。然后，在步骤112中，护士用医用流体灌注IV套组以将空气赶出IV套组。在某些实施例中，医用流体源是注射器。在某些实施例中，对注射器进行密封并且卡匣产生负压（相对于环境压力）以在从注射器中抽出流体时将柱塞抽入注射器中。在某些实施例中，该负压大于5PSI。在步骤115中，护士将卡匣30附接至IV泵12的泵送单元20。在IV套组准备好后，在步骤116中，护士将已连接至医用流体源的IV套组连接至已连接至患者的IV套组或针的部分。在步骤117中，护士将IV泵构造成以适当速率输送该医用流体，在步骤120中，启动IV泵12并且驱动单元38单向旋转并驱动界面元件36摆动，从而使卡匣30的第一泵送室42接收来自流体源14的医用流体，同时第二泵送室44收缩以将医用流体输送至患者10。当界面元件36在第一方向上到达其运动末端时，界面元件36逆转方向（如由驱动元件38的单向旋转运动驱动）以及第一泵送室42收缩并将医用流体输送至患者10，同时第二泵送室44扩张以接收来自流体源14的医用流体。如果在任何时候完成医用流体的输送，那么决定步骤125沿“yes”分支路径到结束。如果未完成输送，那么决定步骤125沿“no”分支路径到步骤120。重复步骤120直到完成医用流体的输送。
可以看出，一次性IV泵双活塞的公开实施例提供了使用低成本的一次性用品来将医用流体精确地输送至患者。由单向旋转驱动装置驱动活塞的往复线性运动减少了泵送流体所需的驱动构件和传感器元件的数目，从而提高了系统的可靠性。由凸轮（其连接至与驱动泵送动作相同的马达）驱动阀致动器进一步简化了泵，从而降低了成本同时提高了操作的可靠性。卡匣的简单和精致设计（其仅由五种独特且在组件中自调整的零件形成）提供了低成本和高可靠性的一次性IV套组。
虽然本发明在双活塞泵送元件的使用作为一次性IV套组（其与IV泵一起使用以在护理环境中输送医用流体）的部分的背景下描述了双活塞泵送元件，但该相同的系统和方法可在各种其它应用中使用，特别是在期望具有接近连续的输送流体的应用中或在泵送流体的低成本和高可靠性装置是有益的应用中。此外，虽然所呈现的该系统为一次性泵送元件，但相同的技术和方法可在非一次性系统中使用以提供相同的泵送流体的优点。在本文中所公开的内容不旨在限制本系统或方法的应用领域，除非这样的公开内容在权利要求中明确叙述。
提供前面的描述以使本领域的普通技术人员能够实施文中所述的各个方面。虽然前面已描述了被认为是最佳模式和/或其他示例的内容，但应该理解的是，本领域的技术人员将容易地想到这些方面的各种改型，并且文中定义的通用原理可应用于其他方面。因此，权利要求并非旨在局限于文中呈现的方面，而是要符合与权利要求语言一致的完整范围，其中涉及单数形式的元件并非旨在意味着“一个和仅一个”，除非特别这样指出，而是意味着“一个或多个”。除非另外特指，术语“一组”和“一些”指的是一个或多个。男性代词（例如，他的）包括女性和中性（例如，她的或它的）并且反之亦然。如果有的话，标题和子标题仅为了方便而使用且并非限制本发明。
应理解的是，所公开的过程中的步骤的特定次序或层次是示例性方法的说明。基于设计优先，应理解，过程中的步骤的特定次序或层次能重新排列。一些步骤能同时执行。所附的方法权利要求以示例性次序提出各个步骤的要素，且并非意在局限于所提出的特定次序或层次。
如本发明中所用的诸如“上”、“下”、“前”、“后”等术语应当理解为参考任意参照系，而不是普通的重力参照系。因此，顶面、底面、前表面和后表面可在重力参照系中向上、向下、对角或水平地延伸。
诸如“方面”等表述并非意味这种方面对主题技术来说是必不可少的或这种方面适用于主题技术的所有结构。与一个方面有关的公开内容可适用于所有结构、或一个或多个结构。诸如一个方面等表述可指一个或多个方面，且反之亦然。诸如“实施例”等表述并非意味这种实施例对主题技术来说是必不可少的或这种实施例适用于主题技术的所有结构。与一个实施例有关的公开内容可适用于所有实施例、或一个或多个实施例。诸如一个实施例等表述可指一个或多个实施例，并且反之亦然。
措辞“示例性”在文中用于意指“用作示例或例证”。文中描述为“示例性”的任何方面或设计不一定要被解释为较其他方面或设计而言是优选或有利的。
对本领域的普通技术人员来说公知的或以后将为本领域的普通技术人员所公知的贯穿本发明描述的各个方面的要素的所有结构和功能等同物通过引用清楚地并入本文中并且旨在为权利要求所涵盖。此外，文中公开的所有内容不管是否在权利要求书中明确地要求保护，均不意味着无偿贡献给公众。权利要求要素不应在35U.S.C.§112、第六段的规定下进行解释，除非使用表述“用于…的装置”清楚地叙述该要素，或在方法权利要求的情况下，使用表述“用于…的步骤”叙述该要素。此外，就在说明书或权利要求中使用术语“包括”、“具有”等而言，这种术语旨在当在权利要求中采用“包括”作为过渡词时如同解释“包括”那样以类似于术语“包括”的方式而成为包括性的。
文中所述的所有元件、零件和步骤被优选地包括在内。应理解，如对本领域的技术人员来说将显而易见的那样，任何这些元件、零件和步骤可由其他元件、零件和步骤代替或完全删除。
概念
本说明书已公开至少下列概念。
概念1.一种卡匣，其包括：
界面元件，其具有第一位置和第二位置，所述界面元件构造成由驱动元件的单向旋转运动从所述第一位置驱动至所述第二位置并且回到所述第一位置；以及
第一泵送室和第二泵送室，所述泵送室每个都具有体积并且每个联接至所述界面元件，使得当所述界面元件从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述第一泵送室的体积增加同时所述第二泵送室的体积减小，以及当所述界面元件从所述第二位置移动至所述第一位置时，所述第一泵送室的体积减小同时所述第二泵送室的体积增加。
概念2.根据概念1所述的卡匣，还包括：
入口；
输送口；
第一入口阀和第二入口阀，其联接在所述入口和各泵送室之间，所述入口阀构造成选择性地停止所述入口和各所述泵送室之间的流动；以及
第一出口阀和第二出口阀，其联接在各所述泵送室和所述输送口之间，所述出口阀构造成选择性地停止各所述泵送室和所述输送口之间的流动。
概念3.根据概念1所述的卡匣，其中：
所述驱动元件包括旋转轴和驱动销，所述驱动销平行于并偏离所述旋转轴；以及
当所述驱动元件旋转时，所述驱动销遵循绕所述旋转轴的圆形路径。
概念4.根据概念3所述的卡匣，其中：
所述界面元件包括具有长度的狭缝；
所述狭缝定向成垂直于所述界面元件在所述第一位置和所述第二位置之间的线性运动的方向；以及
所述界面元件构造成使所述驱动销适配在所述狭缝中，并且当所述驱动元件旋转时，其沿所述狭缝长度的一部分滑动。
概念5.根据概念4所述的卡匣，其中，所述界面元件包括苏格兰轭。
概念6.根据概念2所述的卡匣，其中，所述卡匣具有在所述入口和所述输送口之间的总内部体积，并且，所述卡匣构造成当所述驱动元件从所述第一位置移动至所述第二位置或从所述第二位置移动至所述第一位置时，在所述入口处产生低于环境压力至少每平方英寸5磅的负压而不改变所述卡匣的总内部体积。
概念7.根据概念1所述的卡匣，其中，每个所述泵送室包括具有一端封闭的膛孔的圆筒，以及构造成沿所述膛孔滑动的活塞，其中，所述泵送室的体积由所述圆筒内的空间限定，而所述圆筒内的空间由封闭端和所述活塞界定。
概念8.根据概念7所述的卡匣，其中，每个所述泵送室还包括在各所述活塞和所述圆柱之间的滑动密封。
概念9.根据概念7所述的卡匣，其中，所述第一泵送室和所述第二泵送室的所述膛孔对齐并且所述活塞彼此刚性连接。
概念10.根据概念2所述的卡匣，还包括：
一段入口管，其具有第一端和第二端，其中，所述第一端联接至所述入口；
一段输送管，其具有第一端和第二端，其中，所述第一端联接至所述输送口；
第一连接设备，其联接至所述入口管的所述第一端；以及
第二连接设备，其联接至所述输送管的所述第一端；
其中，所述卡匣、所述入口管、所述输送管以及所述连接设备形成了静脉注射（IV）套组。
概念11.一种IV泵系统，其包括：
卡匣，其包括：
界面元件，其具有第一位置和第二位置；
第一泵送室和第二泵送室，所述泵送室每个都具有体积并且每个都联接至所述界面元件，使得当所述界面元件从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述第一泵送室的体积增加同时所述第二泵送室的体积减小，以及当所述界面元件从所述第二位置移动至所述第一位置时，所述第一泵送室的体积减小同时所述第二泵送室的体积增加；以及
IV泵，其包括：
外壳，其包括构造成接收并保持所述卡匣的附接位置；以及
驱动元件，其构造成当所述卡匣被保持在所述附接位置中时，接合所述卡匣的所述界面元件；
其中，所述界面元件构造成由所述驱动元件的单向旋转运动从所述第一位置驱动至所述第二位置并且回到所述第一位置。
概念12.根据概念11所述的IV泵系统，其中：
所述驱动元件构造成绕旋转轴旋转；
所述驱动元件包括驱动销，所述驱动销平行于并偏离所述轴；
当所述驱动元件旋转时，所述驱动销遵循绕所述轴的圆形路径；以及
当所述卡匣保持在所述附接位置中时，所述驱动销构造成接合所述卡匣的所述界面元件。
概念13.根据概念11所述的IV泵系统，其中，所述卡匣还包括：
入口；
输送口；
第一入口阀和第二入口阀，其联接在所述入口和各泵送室之间，所述入口阀构造成选择性地停止所述入口和各所述泵送室之间的流动；以及
第一出口阀和第二出口阀，其联接在各所述泵送室和所述输送口之间，所述出口阀构造成选择性地停止各所述泵送室和所述输送口之间的流动。
概念14.根据概念13所述的IV泵系统，其中，所述卡匣具有在所述入口和所述输送口之间的总内部体积，并且，所述卡匣构造成当所述驱动元件从所述第一位置移动至所述第二位置或从所述第二位置移动至所述第一位置时，在所述入口处产生低于环境压力至少每平方英寸5磅的负压而不改变所述卡匣的总内部体积。
概念15.根据概念13所述的IV泵系统，其中，所述IV泵还包括：
第一入口阀致动器和第二入口阀致动器，其构造成：当所述卡匣被保持在所述附接位置中时，分别致动第一入口阀和第二入口阀；以及
第一出口阀致动器和第二出口阀致动器，其构造成：当所述卡匣被保持在所述附接位置中时，分别致动第一出口阀和第二出口阀；
其中，所述驱动元件、所述入口阀致动器和所述出口阀致动器构造成操控卡匣的各元件以使流体从所述入口移动至所述输送口。
概念16.根据概念15所述的IV泵系统，其中：
所述入口阀和所述出口阀构造成：当被各所述阀致动器致动时停止流动，以及当未被致动时允许流动；
当所述界面元件从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述第二入口阀致动器和所述第一出口阀致动器各自致动所述第二入口阀和所述第一出口阀；以及
当所述界面元件从所述第二位置移动至所述第一位置时，所述第一入口阀致动器和所述第二出口阀致动器各自致动所述第一入口阀和和所述第二出口阀。
概念17.根据概念16所述的IV泵系统，其中：
所述驱动元件具有角位置；以及
所述阀致动器联接至所述驱动元件，使得所述阀致动器以对所述驱动元件的角位置呈固定的关系来致动所述卡匣的所述阀。
概念18.根据概念17所述的IV泵系统，其中，驱动元件还包括凸轮，其至少致动所述阀致动器之一。
概念19.根据概念11所述的IV泵系统，其中，驱动元件具有旋转速度，其根据所述角位置改变。
概念20.根据概念12所述的IV泵系统，其中：
所述驱动元件还包括驱动圆盘，所述驱动圆盘绕所述轴旋转，其中，所述驱动销联接至所述驱动圆盘；
所述驱动销具有直径；
所述界面元件包括具有长度的狭缝；
所述狭缝定向成垂直于所述界面元件在所述第一位置和所述第二位置之间的线性运动的方向；以及
所述界面元件构造成使所述驱动销适配通过所述狭缝，并且当所述驱动元件旋转时，其沿所述狭缝长度的一部分滑动。
概念21.根据概念20所述的IV泵系统，其中：
所述驱动销能够相对于所述驱动圆盘在延伸位置和齐平位置之间移动；
所述驱动元件还包括偏置元件，所述偏置元件构造成驱策所述驱动销，以从所述齐平位置移动至所述延伸位置；
如果将所述卡匣安装在所述IV泵的外壳中，当所述驱动销未与所述狭缝对齐时，所述驱动销将被强迫至所述齐平位置；以及
当所述驱动圆盘旋转时，所述驱动销将滑过所述界面元件，直到所述销与所述狭缝对齐，因此，所述偏置元件将使所述驱动销移动至所述延伸位置并接合所述狭缝。
概念22.根据概念20所述的IV泵系统，其中，所述界面元件包括苏格兰轭。
概念23.一种输送医用流体的方法，其包括下列步骤：
将包括卡匣的IV套组连接至患者，其中，所述卡匣包括入口、输送口、具有第一位置和第二位置的界面元件、以及第一和第二泵送室，所述界面元件构造成由具有旋转轴的驱动元件的单向旋转运动从所述第一位置线性地驱动至所述第二位置并且回到所述第一位置，所述泵送室每个都具有体积并且每个都联接至所述界面元件，使得当所述界面元件从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述第一泵送室的体积增加同时所述第二泵送室的体积减小，以及当所述界面元件从所述第二位置移动至所述第一位置时，所述第一泵送室的体积减小同时所述第二泵送室的体积增加；
将所述IV套组连接至医用流体源；
将所述IV套组的卡匣附接至IV泵；
扩张所述第一泵送室以接收来自流体源的医用流体，同时收缩所述第二泵送室以将医用流体输送至患者；以及
收缩所述第一泵送室以将医用流体输送至患者，同时扩张所述第二泵送室以接收来自流体源的医用流体。
概念24.根据概念23所述的方法，额外包括下列步骤：
打开在所述入口与所述第一泵送室之间联接的第一入口阀和在所述第二泵送室与所述输送口之间联接的第二出口阀，以及关闭在所述入口与所述第二泵送室之间联接的第二入口阀和在所述第一泵送室与所述输送口之间联接的第一出口阀；以及
打开第二入口阀和第一出口阀，以及关闭第一入口阀和第二出口阀。
概念25.根据概念23所述的方法，其中，所述流体源是非通气式注射器。