发明内容
本发明的目的是提供一种医用注射泵,用于方便病人使用。
为解决上述问题,本发明提供一种医用注射泵,所述医用注射泵包括控制器、执行器、泵芯和与泵芯输入通道相连通的用于储存药液的药囊,以及与所述泵芯的输出通道相连通的留置针;
所述执行器根据所述控制器发送的注射命令,控制所述泵芯通过所述留置针注射所述药液。
优选地,所述执行器还用于接收所述控制器发送的时钟校对命令。
优选地,所述控制器通过无线收发单元与所述执行器的无线通讯单元相通信。
优选地,所述医用注射泵包括与所述控制器相连的显示单元。
优选地,所述控制器通过与所述控制器相连的输入装置接收所述注射命令。
优选地,所述输入装置具体为键盘或者触摸屏或者是计算机。
优选地,所述医用注射泵还包括与所述执行器相连的故障检测单元,用于检测所述执行器工作状况,并将结果通过所述无线通讯单元反馈给所述控制器。
优选地,所述泵芯具体为压电陶瓷泵芯。
优选地,所述医用注射泵还包括与所述执行器相连的用于感应使用所述留置针处压力的压力传感器。
优选地,所述医用注射泵还包括与所述执行器和所述压力传感器相连的用于存储预设压力/流量对照表的存储单元。
优选地,执行器根据当前压力传感器所测压力值查所述压力/流量对照表计算控制量。
优选地,所述存储单元存储所述泵芯和所述留置针的累加工作时间。
优选地,所述医用注射泵还包括与所述执行器相连的高压分配器,所述高压分配器与高压发生器相连,接收所述高压发生器高压信号,转换为所述泵芯所需要的交流信号。
优选地,所述高压发生器经升压变压器和整流器与所述高压分配器相连。
优选地,所述高压分配器具体包括四个三极管。
优选地,所述医用注射泵还包括与所述执行器相连的外部存储器,用于记录所述执行器的信息。
优选地,所述控制器和所述执行器均采用芯片或者单片机实现。
优选地,所述医用注射泵还包括与所述控制器相连的报警器。
优选地,所述医用注射泵还包括与所述执行器相连的电流/电压检测电路。
优选地,所述医用注射泵为胰岛素泵或者镇痛泵。
与上述现有技术相比,本发明实施例所述医用注射泵包括控制器、执行器、泵芯和药囊,以及与泵芯相连通的留置针。所述控制器能够接收用户的指令,并将所述指令进行变换后发送至所述执行器;所述执行器根据所述控制器变换后的指令,控制所述泵芯动作,从而使所述药囊内的药液通过泵芯到达留置针,实现注射。用户可通过控制器方便、准确地控制执行器的注射动作。并且由于药囊通过泵芯与留置针直接相连通,不需要使用导管,执行器可以贴敷于皮表,方便病人的使用。
具体实施方式
本发明提供一种医用注射泵,用于方便病人使用。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图3,该图为本发明所述医用注射泵第一实施例工作关系图。
本发明第一实施例所述医用注射泵,包括控制器1、执行器2、泵芯3和与泵芯3输入通道相连通的用于储存药液的药囊4,以及与所述泵芯3的输出通道相连通的留置针5。
其中药囊4,泵芯3和留置针5可以制作为一个整体,构成一次性耗材。当药囊4中的药液用完或者泵芯3达到预设的上限使用次数时,用户可以整体更换所述一次性耗材。这样可以更好地保证药囊4,泵芯3和留置针5之间的相互配合精度。
所述控制器1接收注射指令,并将所述指令变换为所述执行器2识别的注射命令发送至所述执行器2。
参见图7和图8,图7是本发明所述控制器第一实施例结构图;图8是图7所示控制器的结构爆炸图。
本发明第一实施例所述控制器1可以包括键盘面膜310、上壳体311、显示器312、电路板313、下壳体314、电池316、电池盖315。
控制器1通过键盘301实现相应的控制输入。
胰岛素泵需要进行人机对话,而人机对话装置需要较大的显示器和键盘,如果装在贴敷于患者皮表的执行器上,使得执行器体积很大,并且不方便患者操作。因此将人机对话装置设置于控制器上即可解决上述问题。
参见图10和图11,图10是本发明实施例所述执行器的外形图;图11是本发明实施例所述执行器的结构爆炸图。
本发明实施例所述执行器2可以包括保护罩411、上机壳412、下机壳415、支架414、电路板413、第一电池419组成不变部分。本发明实施例所述执行器2还可以包括由药囊4、泵芯3、留置针5、传感器电路418组成的一次性耗材。
所述一次性耗材可以更换,可以通过插入并旋紧固定于支架414内。
本发明实施例所述留置针5直接安装在泵芯上,把泵芯3贴敷在患者的皮肤上。传统胰岛素泵无论在体积上和重量上都很难满足将泵贴敷在人体皮肤上的要求。
本发明实施例所述执行器2,将注射器改变为药囊4,减小了一半体积。将现有注射泵中电机、减速器和丝杆丝母实现的功能通过泵芯3实现,可以减小80%以上体积和重量。泵芯3具体可以采用压电陶瓷泵芯。
人机对话装置通过安装在控制器1上的第二显示器312和第二键盘301设置实现。控制器1采用遥控的方式实现对执行器2的控制,使贴敷到人体的执行器体积不会受到人机对话装置的影响。本发明所述医用注射泵与现有胰岛素泵相比,体积和重量都减小了2/3,可以满足贴敷于人体皮肤的要求。
所述执行器2根据所述控制器1发送的注射命令,控制所述泵芯3通过所述留置针5注射所述药液。
所述药囊4可以采用医用高聚合物等软性材料制成,所述药囊4需要保证良好的密封效果和防腐蚀性。
所述药囊4中的药液可以在泵芯3的作用下,向泵芯3的输入通道输送药液,经泵芯3向输出通道传送,再通过与泵芯3输出通道相连通的留置针5向病人进行注射。
所述泵芯3包括根据所述执行器2命令执行相应操作的致动装置、与所述致动装置与泵体之间形成的可变空间的储药腔体,与储药腔体相连的输入通道和输出通道。在所述输入通道内设置输入单向阀,在输出通道内设置输出单向阀。所述药囊4与泵芯3输入通道相连通,留置针5与泵芯输出通道相连通。
所述泵芯3的致动装置根据执行器2发送的注射命令,控制打开输入单向阀,关闭输出单向阀,使得药囊4中的药液输入到泵芯3内的储药腔体。然后控制关闭输入单向阀,打开输出单向阀,使得储药腔体内的药液经输出单向阀通过留置针5注射到患者体内。
所述致动装置具体可以采用压电陶瓷片实现。所述泵上体开设有用于安装所述压电陶瓷片的安装槽。
为了节省空间,所述泵芯3可以设计为圆柱形,药囊4可以设计为内径尺寸略大于泵芯3外径的圆环形状。
当本发明第一实施例所述医用注射泵用于注射胰岛素和镇痛剂时,所述留置针5可以长时间保持插入病人体内状态。当需要进行药液注射的时候,只需要通过控制器1向执行器2发送注射命令,再通过执行器2将所述注射命令转换为泵芯3可以识别的注射信号,从而控制泵芯3的致动装置执行相应的操作,实现留置针5向病人的注射。
本发明第一实施例所述医用注射泵的工作过程:
控制器1接收用户的指令,并将所述指令变换为执行器2能够识别的命令,发送至执行器2。
执行器2将控制器1发送的命令转换为泵芯3可以识别的注射信号,控制泵芯3执行相应动作。
通过泵芯3的相应动作,使得留置针5向使用者注射药液。
本发明第一实施例所述医用注射泵的控制器1能够接收用户的指令,并将所述指令进行变换后发送至执行器2。执行器2根据控制器1变换后的命令,转换为泵芯3可以识别的注射信号,控制泵芯3的动作。通过泵芯3的动作控制留置针5的注射药液。用户可通过控制器1方便、准确地控制留置针5的注射动作。并且由于药囊4与泵芯3直接连通,而且泵芯3与留置针5直接相连通,不需要使用导管,方便病人的使用。
为了方便病人的使用,所述控制器1可以通过无线收发单元与所述执行器的无线通讯单元相通信。所述控制器1可以是一个类似于遥控器的信号发射装置,用于触发所述执行器2执行相应命令,同时可以接收执行器2的相应反馈。
为了方便用户的控制,所述控制器1可以通过与所述控制器1相连的显示单元,显示所述控制器的注射指令。
所述显示单元具体可以是镶嵌在所述控制器1表面的显示屏,通过显示屏显示控制器1的控制界面。
当然,所述控制器1可以通过与所述控制器1相连的输入装置接收用户的指令,具体可以是注射指令、调校时钟指令、设置药液浓度指令、设置输注曲线指令、临时关闭输注指令、显示历史记录指令等。
注射指令具体是指控制器1向执行器2发送的控制留置针5注射的指令。
执行器2需要根据控制器1发送的具体时间间隔要求控制留置针5注射。因此,执行器2的时钟准确性就很重要。
当执行器2的时钟出现偏差时,控制器1需要向执行器2发送用于调整执行器2的时钟的调校时钟指令。
由于药液的浓度直接影响到病人的治疗情况,因此控制器1可以向执行器2发送用于设置药囊5中药液浓度的设置药液浓度指令。
用户和医用注射泵可以设置输注曲线和基础量输注曲线,所述输注曲线指令也可以通过控制器1向执行器2发送。执行器2将按照所述基础量输注曲线进行24小时的基础量的输注。
当用户想在某个时刻停止注射时,控制器1可以向执行器2发送临时关闭输注指令。
当用户想查询执行器2的历史数据时,控制器1可以向执行器2发送显示历史记录指令。
输入装置可以是与控制器1一体设计的键盘或者输入笔,也可以是外接于控制器1的公知输入设备(包括电脑)。
输入装置可以采用触摸屏的形式进行控制指令的输入。当输入装置采用触摸屏时,所述显示单元的显示功能也可以通过触摸屏实现。
为了保证使用者在使用本发明实施例所述医用注射泵的安全,所述医用注射泵还可以包括与所述执行器2相连的故障检测单元,用于检测所述执行器2工作状况,并将结果通过所述无线通讯单元反馈给所述控制器1的无线收发单元。该故障检测单元同时监视控制器1和执行器2的软件工作状态及通信状态,发现故障将及时报告给用户。
所述故障检测单元可以用于检测执行器2在接收控制器1注射命令过程、转换所述注射命令为所述泵芯3能够识别的信号的过程,以及发送所述信号至所述泵芯3的过程的工作状况,并能够将检测的结果及时反馈给控制器1。
为了更加准确地控制本发明实施例所述医用注射泵的注射,所述医用注射泵还包括与所述执行器2相连的用于感应使用所述留置针5处压力的压力传感器。
所述医用注射泵还可以包括与所述执行器和所述压力传感器相连的用于存储标定的压力/流量对照表的存储单元。
所述压力传感器用于将感应到的留置针5出口压力通过与所述执行器2相连的引线转换为电信号的压力值传输到所述执行器2中。执行器根据标定的压力/流量对照表来修正对致动器的工作命令以达到更准确的输出结果。
压力传感器可以感应到留置针5阻塞和留置针5脱离的情况。当药物结晶发生阻塞时输出压力增大,压力传感器将报告阻塞;当输出压力消失时压力传感器将报告针头脱离。
参见图4,该图为本发明压电陶瓷泵的压力/流量对照曲线。由于压电陶瓷泵的压力/流量对照曲线是非线性的,为了保证要求的流量,在不同的压力下,压电陶瓷动作所需要的电压或时间长度是不一样的。因此在压电陶瓷泵中使用压力/流量对照表可以保证流量的准确。本发明预先设定的压力/流量对照表是根据实验测得的。
为了保证本发明实施例所述每个医用注射泵注射的准确性,在生产的时候每个医用注射泵芯都需要进行压力/流量试验,测量并绘制得出如图4所示的压力/流量对照曲线,并把这对照表存放到和传感器放置在一起的存储器中,这就是对泵心的标定。
由于所述压力/流量对照表是每个泵芯在出厂前都要分别标定的,这样就消除了泵芯的非线性影响;消除了例如压电陶瓷片的分散性的影响;消除了压力传感器的分散性的影响。
由控制器1发出具体流量指令,执行器2根据上述的压力/流量对照表得到具体的修正然后执行相应的操作。
为了保证所述医用注射泵的使用效果,避免由于泵芯3的过长时间使用而造成较大的误差。所述医用注射泵用于存储预设压力值的存储器,还可以负责存储所述泵芯3的累加工作时间和泵芯3工作时间的阈值。
当所述泵芯3的累加工作时间大于或者等于泵芯3工作时间的阈值时,所述执行器2可以拒绝控制器1发送的注射命令,或者通过与所述控制器1相连的报警器进行报警,以提示用户更换新的一次性耗材。
参见图12是本发明实施例所述执行器电路方框图。
本发明实施例所述执行器2的控制核心是第一CPU,第一CPU可以控制高压发生器的启停和电压高低,也可以控制高压分配器的工作频率和占空比。
高压分配器将直流高压转换成交流高压输出到压电陶瓷两电极上。
第一CPU通过无线通讯单元与控制器1通信,接受指令和返回工作报告。
传感器和存储器是装置在一次性耗材的泵芯上,由传感器检测泵输出压力,泵芯在出厂前其压力和流量曲线是被标定的,该压力和流量对应关系保存在和传感器在同一片电路板的存储器上。
在正常压力范围内第一CPU会根据输出压力来决定控制高压发生器电压高低,控制高压分配器的频率和时长,以保证输出流量的精度。
传感器还可以负责在针头阻塞时及针头脱离人体时的报警工作。电池提供电力同时,第一CPU也可检测电池电量大小。
参见图5,该图为本发明所述执行器第一实施例原理图。
所述医用注射泵还包括与所述执行器相连的高压分配器,高压发生器产生的高电压,经高压分配器变为所述执行器所需要的单方向的脉动直流或者双方向的交流电来驱动泵芯3的致动装置。
所述执行器2采用芯片U1或者单片机实现智能控制药液的输注、工作过程的检测。
无线通讯单元可以通过芯片U4实现,芯片U4用于和控制器1相通信。
AD0用于电源电量检测。
高压发生器通过U3及其附属电路实现。高压发生器具体采用开关电源U3,并配有升压变压器L1,整流器D 1。
高压分配器包括四个三极管--Q2、Q3、Q4、Q5,对致动装置例如压电陶瓷片提供所需双向电压。由于没有现成集成电路,此部分用四个三极管Q2、Q3、Q4、Q5搭建三极管桥。其控制由执行器U1通过二极管D2、D3再经三极管Q1、Q6实现对角控制所述三极管桥的通断。
运放U2用于放大泵芯部分的压力传感器的信号。
所述医用注射泵还可以包括与所述执行器2相连的电流/电压检测电路,用于检测高压发生器、高压分配器的电压和电流情况。
参见图9,该图是本发明实施例控制器电路方框图。
第二键盘传达操作者的指令到第二CPU。第二CPU可以通过第二显示器向操作者显示信息。在需要时第二CPU通过无线收发单元与执行器2进行通信;在需要时也可以通过无线收发单元与计算机进行通信。在需要时第二CPU可以启动报警器报警。第二电池用于提供电能,第二CPU也可以监视第二电池的电量情况。参见图6,该图为本发明所述控制器第一实施例电路图。
所述控制器1采用芯片U1或者单片机实现,芯片U1是控制核心,存储单元由芯片U2实现,用于储存控制数据和各种记录。
与所述控制器1相连的输入装置可以通过键盘接口J2外接按键实现人机对话。
显示单元可以通过显示器接口J1连接显示器,实现显示各种操作界面。其中U3用于对显示器供电,解决其对电源的特殊需求。
所述控制器1的无线收发单元可以由U4及其外部电路组成,用于和执行器1的通信。
P6.0信号为电源电压检测电路,用于电量显示。
与所述控制器相连的报警器可以是LS1蜂鸣器报警电路,用于必要时提醒用户注意。
本发明实施例所述医用注射泵可以用于胰岛素泵或者镇痛泵的使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。