CN102835007A - 马达组装传感器捕获系统和方法 - Google Patents
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Abstract
马达可配置为驱动所述驱动轴和支承在该驱动轴上的所述接合元件。可检测特征部件包括可支承在所述驱动轴上的旋转元件，以便通过所述马达使所述驱动轴的运动改变所述可检测特征部件的状态。至少一个传感器布置为检测所述可检测特征部件的状态。电路配置为响应由所述至少一个传感器检测到的所述可检测特征部件的状态的变化而提供信号。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2010年3月24日提交的第61/317,200号美国临时申请和2011年3月16日提交的第13/049,803号美国申请的优先权，这两篇申请通过引用全部并入本文。
技术领域
本发明实施方式总体上涉及编码式传感器系统和方法，在特定的实施方式中，本发明涉及采用上述编码式传感器系统和方法的马达。
背景技术
根据现代医学技术，某些慢性疾病可以通过将药物或其他物质递送至患者身体来治疗。例如，糖尿病是通常通过在适当的时间将给定量的胰岛素递送至患者来治疗的一种慢性疾病。习惯上，手动操作的注射器和胰岛素笔已被用于向患者递送胰岛素。最近，现代系统已被设计为包括用于向患者递送控制量的药物的可编程泵。
已经在连接至患者的外部装置内配置泵型递送装置，以及在植入患者体内的可植入装置内配置泵型递送装置。外部泵型递送装置包括为在固定场所（例如，医院、诊所等）使用而设计的装置，并且还包括配置为用于流动或便携使用的装置，例如设计为由患者携带的装置，或类似的装置。外部泵型递送装置可包含流体介质（例如，但并不限于，胰岛素）的储液器。
外部泵型递送装置可以流体流动连通的方式与患者或用户-患者连接，例如，通过合适的中空管与患者或用户-患者连接。所述中空管可与中空针连接，所述中空针被设计为刺穿患者皮肤并通过该中空针将流体介质递送至所述患者。备选地，所述中空管可以，例如通过套管等，直接与患者连接。
一些外部泵型递送装置的例子在下述文献中有描述：2005年8月23日提交的名称为“Infusion Device And Method With Disposable Portion”的美国专利申请第11/211,095号，以及名称为“Exchangeable Electronic Cards For InfusionDevices”的公开的PCT申请WO 01/70307(PCT/US01/09139)（本发明的受让人拥有上述申请中的每一件），名称为“Components And Methods For PatientInfusion Device”的公开的PCT申请WO 04/030716(PCT/US2003/028769)，名称为“Dispenser Components And Methods For Infusion Device”的公开的PCT申请WO 04/030717(PCT/US2003/029019)，名称为“Method For Advising PatientsConcerning Doses Of Insulin”的美国专利申请公开文献第2005/0065760号，以及名称为“Wearable Self-Contained Drug Infusion Device”的美国专利第6,589,229号，在此通过引用将上述每一篇专利文献的全部内容并入本文。
外部泵型递送装置可以以流体流动连通的方式，例如，通过合适的中空管与患者-用户连接。所述中空管可以与中空针连接，所述中空针被设计为刺穿患者-用户的皮肤并将输注介质递送至该患者-用户。备选地，所述中空管可以作为套管或微型针组或者通过套管或微型针组，直接与患者-用户连接。
在中空管通过刺穿用户-患者皮肤的中空针与患者-用户连接的情况下，将所述针手动插入患者-用户可能对用户-患者有某种程度的创伤。因此，已制作出插入装置来协助将针插入用户-患者，借此使针在弹力作用下从缩进位置快速移动至伸展位置。当所述针移动至所述伸展位置时，所述针以单一、相对突然的动作快速地穿过所述用户-患者的皮肤，与较慢的、手动将针插入相比，所述单一、相对突然的动作对某些用户-患者的创伤会更少些。尽管将针快速插入用户-患者皮肤比手动插入可能给一些用户-患者带来更少的创伤，但人们相信，在一些情况下，如果所述针以非常缓慢、稳定的速度移动，一些用户-患者可能感觉到的创伤更少些。
可以与递送装置一起使用且可以内置于递送装置内的插入装置的例子在下述文献中有描述：2006年12月26日提交的名称为“Infusion Medium Deliverysystem,Device And Method With Needle Inserter And Needle Inserter DeviceAnd Method”的美国专利申请第11/645,435号；以及2005年8月23日提交的名称为“Infusion Device And Method With Disposable Portion”的美国专利申请第11/211,095号（上述申请中的每一件转让给本发明的受让人），通过引用将上述每一篇申请的全部内容并入本文。插入工具的其他例子在下述文献中有描述：名称为“Insertion Device For An Insertion Set And Method Of Using TheSame”的美国专利申请公开文献第2002/0022855号（已转让给本发明的受让人），该文献在此通过引用全部并入本文。可以用于（或修改后用于）插入针和/或套管的针/套管插入工具的其他例子在下述文献中描述，例如2003年3月14日提交的、并且名称为“Auto Insertion Device For Silhouette Or SimilarProducts”的美国专利申请第10/389,132号和/或2002年12月9日提交的、并且名称为“Insertion Device For Insertion Set and Method of Using the Same”的美国专利申请第10/314,653号，上述两个专利申请在此通过引用其全部并入本文。各种插入工具的其他例子在下述文献中描述，但不限于，2006年12月26日提交的名称为“Insertion Medium Delivery System,Device And Method With NeedleInserter And Needle Device And Method”的美国专利申请第11/645,972号;2006年12月26日提交的名称为“Insertion Medium Delivery System,Device AndMethod With Needle Inserter And Needle Device And Method”的美国专利申请第11/646,052号;2006年12月26日提交的名称为“Insertion Medium DeliverySystem,Device And Method With Needle Inserter And Needle Device AndMethod”的美国专利申请第11/646,000号，上述全部文献在此通过引用其全部并入本文。
泵型递送装置可计算出胰岛素的准确剂量，并在白天或夜晚的任何时刻自动递送至患者-用户。而且，当与葡萄糖传感器或者监测器一起使用时，可基于所检测到的或监测到的血糖水平，自动控制胰岛素泵在需要的适当时刻提供合适剂量的胰岛素介质。
泵型递送装置已成为各种病症（例如糖尿病）的现代医学治疗的重要方面。随着泵技术的改进以及医生和患者-用户对此类装置愈加熟悉，外部医用输注泵治疗的普及率随之增加，并且预期在今后十年该普及率将大大增加。
发明内容
一种传感器系统可包括，但不限于，驱动轴、接合元件、马达、可检测特征部件、至少一个传感器和电路。所述接合元件可支承在所述驱动轴上。所述马达可配置为驱动所述驱动轴和支承在该驱动轴上的所述接合元件。所述可检测特征部件可包括支承在所述驱动轴上的旋转元件，以便通过所述马达使所述驱动轴的运动改变所述可检测特征部件的状态。所述至少一个传感器可布置为检测可检测特征部件的状态。所述电路可配置为响应由所述至少一个传感器检测到的所述可检测特征部件的状态的改变而提供信号。
在各种实施方式中，所述接合元件可包括齿轮。在各种实施方式中，所述至少一个传感器的每个传感器可具有槽口。所述旋转元件可布置为穿过各个相应传感器的所述槽口旋转。在一些实施方式中，所述旋转元件可布置为穿过各个相应传感器的所述槽口的中心旋转。
在各种实施方式中，所述旋转元件可具有多个臂。所述臂中的每一个臂由缺口隔开。在各种实施方式中，所述旋转元件可具有从该旋转元件延伸的臂。在各种实施方式中，所述系统可还包括用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件的外壳。所述外壳可配置为将所述至少一个传感器抵靠所述外壳的表面进行偏置，以使所述至少一个传感器相对于所述驱动轴保持对齐。
在各种实施方式中，所述系统可还包括用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件的外壳。所述外壳可具有至少一个臂元件，所述至少一个臂元件配置为将所述至少一个传感器的各传感器抵靠所述外壳的表面进行偏置，以使所述至少一个传感器相对于所述驱动轴保持对齐。
在各种实施方式中，所述系统可还包括用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件的外壳。所述外壳可具有至少一个底板表面，所述至少一个底板表面用于支承所述至少一个传感器的各传感器。所述外壳可具有至少一个臂元件，所述至少一个臂元件配置为将所述至少一个传感器的各传感器抵靠所述底板表面进行偏置，以使所述至少一个传感器相对于所述驱动轴保持对齐。
在各种实施方式中，所述系统还可包括相对于所述至少一个传感器布置的遮护罩以基本上阻止光穿过该遮护罩。在一些实施方式中，所述遮护罩可由包括金属箔材料的材料制成。在一些实施方式中，所述系统还可包括用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件的外壳。所述遮护罩可配置为将所述电路抵靠所述外壳的表面进行偏置。
在各种实施方式中，所述系统还可包括用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件的外壳。所述电路可包括盘绕所述外壳的至少一部分的柔性印刷电路板。
在各种实施方式中，所述旋转元件支撑在所述驱动轴上与所述接合元件相对的位置，其中所述马达在所述旋转元件和所述接合元件之间。在一些实施方式中，所述驱动轴可具有延伸穿过所述马达的单一、整体的本体。在各种实施方式中，所述至少一个传感器可包括两个或两个以上传感器。在一些实施方式中，所述两个或两个以上传感器的每个传感器可围绕所述驱动轴的轴线放置。在一些实施方式中，所述两个或两个以上传感器的每个传感器相对于彼此放置，以便每个传感器的信号基本上彼此垂直。
在各种实施方式中，所述系统还可包括用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件的外壳。所述接合元件可布置在所述外壳的外部。在各种实施方式中，所述至少一个传感器的每个传感器包括光电断路器传感器。在各种实施方式中，所述可检测特征部件支承在所述旋转元件和所述马达中的一者上。
在各种实施方式中，所述马达的所述接合元件可配置为与柱塞臂操作性地可接合，所述柱塞臂连接至柱塞头，该柱塞头布置用于通过所述马达在储液器的轴向上运动。所述马达配置为当该马达与所述储液器操作性接合并且所述柱塞臂相对于所述储液器在所述轴向上移动时将流体介质从所述储液器中驱出。
一种制作传感器系统的方法可包括，但不限于，以下步骤的任何之一或组合：（i）提供驱动轴；（ii）将接合元件支承在所述驱动轴上；；（iii）将马达配置为驱动所述驱动轴和支承在所述驱动轴上的所述接合元件；（iv）提供可检测特征部件，所述可检测特征部件包括支承在所述驱动轴上的旋转元件以便由所述马达使所述驱动轴的运动改变所述可检测特征部件的状态；（v）布置至少一个传感器以检测所述可检测特征部件的状态；以及（vi）将电路配置为响应由所述至少一个传感器检测到的所述可检测特征部件的状态的改变而提供信号。
附图说明
图1图示了根据本发明实施方式的系统的概括图；
图2图示了根据本发明实施方式的系统的例子；
图3图示了根据本发明实施方式的递送装置的例子；
图4图示了根据本发明实施方式的递送装置；
图5A图示了根据本发明实施方式的递送装置的耐用部分；
图5B图示了根据本发明实施方式的递送装置的耐用部分的剖视图；
图5C图示了根据本发明实施方式的递送装置的耐用部分的剖视图；
图6A图示了根据本发明实施方式的递送装置的可丢弃部分；
图6B图示了根据本发明实施方式的递送装置的可丢弃部分的剖视图；
图6C图示了根据本发明实施方式的递送装置的可丢弃部分的剖视图；
图7图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置；
图8图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置；
图9图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置；
图10图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置的分解图；
图11图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置；
图12图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置的一部分；
图13图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置的一部分；
图14图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置的一部分；
图15图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置的一部分；
图16图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的驱动装置的一部分；以及
图17图示了根据本发明实施方式的医疗装置系统的电路的框图。
具体实施方式
图1图示了根据本发明实施方式的系统10的概括图。系统10可包括递送装置12。系统10还可包括传感装置14、命令控制装置（CCD）16以及计算机18。在各种实施方式中，递送装置12和传感装置14可以固定在患者或用户-患者7的身体5上的期望位置。图1中递送装置12和传感装置14固定至用户-患者7的身体5的位置仅作为代表性的、非限制性的例子来提供。
系统10、递送装置12、传感装置14、CCD16以及计算机18可类似于下述转让给本发明的受让人的美国专利申请中所描述的那些，其中以下每一个专利申请的全部内容都通过引用并入本文：（i）2005年8月23日提交的名称为“Infusion Device And Method With Disposable Portion”的美国专利申请第11/211,095号；（ii）2006年9月1日提交的名称为“Infusion Medium DeliveryDevice And Method With Drive Device For Driving Plunger In Reservoir”的美国专利申请第11/515,225号；（iii）2006年10月27日提交的名称为“Systems AndMethods Allowing For Reservoir Filling And Infusion Medium Delivery”的美国专利申请第11/588,875号；（iv）2006年10月27日提交的名称为“InfusionMedium Delivery Device And Method With Drive Device For Driving Plunger inReservoir”的美国专利申请第11/588,832号；（v）2006年10月27日提交的名称为“Infusion Medium Delivery Device And Method With Compressible OrCurved Reservoir Or Conduit”的美国专利申请第11/588,847号；（vi）2006年10月27日提交的名称为“Infusion Pumps And Methods And Delivery DevicesAnd Methods With Same”的美国专利申请第11/589,323号；(vii)2006年11月20日提交的名称为“Systems And Methods Allowing For Reservoir Filling AndInfusion Medium Delivery”的美国专利申请第11/602,173号;(viii)2006年11月20日提交的名称为“Systems And Methods Allowing For Reservoir Filling AndInfusion Medium Delivery”的美国专利申请第11/602,052号;(ix)2006年11月20日提交的名称为“Systems And Methods Allowing For Reservoir Filling AndInfusion Medium Delivery”的美国专利申请第11/602,428号;(x)2006年11月20日提交的名称为“Systems And Methods Allowing For Reservoir Filling AndInfusion Medium Delivery”的美国专利申请第11/602,113号;(xi)2006年11月22日提交的名称为“Infusion Medium Delivery Device And Method With DriveDevice For Driving Plunger In Reservoir”的美国专利申请第11/604,171号;(xii)2006年11月22日提交的名称为“Infusion Medium Delivery Device And MethodWith Drive Device For Driving Plunger In Reservoir”的美国专利申请第11/604,172号;(xiii)2006年11月30日提交的名称为“Infusion Pumps AndMethods And Delivery Devices And Methods With Same”的美国专利申请第11/606,703号;(xiv)2006年11月30日提交的名称为“Infusion Pumps AndMethods And Delivery Devices And Methods With Same”的美国专利申请第11/606,836号;2006年12月8日提交的名称为“Infusion Medium Delivery DeviceAnd Method With Compressible Or Curved Reservoir Or Conduit”的美国专利申请第11/636,384号;(xv)2006年12月26日提交的名称为“Infusion MediumDelivery Device And Method With Compressible Or Curved Reservoir OrConduit”的美国专利申请第11/645,993号;2006年12月26日提交的名称为“Infusion Medium Delivery System,Device And Method With Needle InserterAnd Needle Inserter Device And Method”的美国专利申请第11/645,972号;(xvi)2006年12月26日提交的名称为“Infusion Medium Delivery System,DeviceAnd Method With Needle Inserter And Needle Inserter Device And Method”的美国专利申请第11/646,052号;(xvii)2006年12月26日提交的名称为“InfusionMedium Delivery System,Device And Method With Needle Inserter And NeedleInserter Device And Method”的美国专利申请第11/645,435号;(xviii)2006年12月26日提交的名称为“Infusion Medium Delivery System,Device And MethodWith Needle Inserter And Needle Inserter Device And Method”的美国专利申请第11/646,000号;(xix)2007年6月7日提交的名称为“Infusion Medium DeliveryDevice And Method With Drive Device For Driving Plunger In Reservoir”的美国专利申请第11/759,725号；（xx）2006年11月30日提交的名称为“Method AndApparatus For Enhancing The Integrity of An Implantable Sensor Device”的美国专利申请第11/606,837号；（xxi）2007年2月5日提交的名称为“Selective PottingFor Controlled Failure And Electronic Devices Employing The Same”的美国专利申请第11/702,713号；（xxii）2007年8月22日提交的名称为“System AndMethod For Sensor Recalibration”的美国专利申请第11/843,601号；（xxiii）2007年10月8日提交的名称为“Multilayer Substrate”的美国专利申请第11/868,898号；（xxiv）2007年12月26日提交的名称为“System And Methods Allowing ForReservoir Air Bubble Management”的美国专利申请第11/964,649号；（xxv）2008年4月29日提交的名称为“Systems And Methods For Reservoir Filling”的美国专利申请第12/111,751号；（xxvi）2008年4月29日提交的名称为“SystemsAnd Methods For Reservoir Air Bubble Management”的美国专利申请第12/111,815号；（xxvii）2007年10月25日提交的名称为“Sensor Substrate AndMethod Of Fabricating Same”的美国专利申请第11/924,402号；（xxviii）2007年10月30日提交的名称为“Telemetry System And Method With VariableParameters”的美国专利申请第11/929,428号；（xxix）2007年12月27日提交的名称为“Reservoir Pressure Equalization Systems And Methods”的美国专利申请第11/965,578号；（xxx）2008年4月22日提交的名称为“Automotive FillingSystems And Methods”的美国专利申请第12/107,580号；（xxxi）2007年12月26日提交的名称为“Medical Device With Full Options And SelectiveEnablement/Disablement”的美国专利申请第11/964,663号；（xxxii）2002年6月26日提交的名称为“Communication Station And Software For Interfacing WithAn Infusion Pump,Analyte Monitor,Analyte Meter,Or The Like”的美国专利申请第10/180,732号；（xxxiii）2008年4月8日提交的名称为“Systems And MethodsAllowing For Reservoir Air Bubble Management”的美国专利申请第12/099,738号；（xxxiv）2008年2月7日提交的名称为“Adhesive Patch Systems AndMethods”的美国专利申请第12/027,963号；（xxxv）2008年5月15日提交的名称为“Multi-Lumen Catheter”的美国专利申请第12/121,647号；（xxxvi）2008年4月11日提交的名称为“Reservoir Plunger Head Systems And Methods”的美国临时专利申请第61/044,269号；（xxxvii）2008年4月11日提交的名称为“Reservoir Barrier Layer Systems And Methods”的美国专利申请第61/044,292号；（xxxviii）2008年4月11日提交的名称为“Reservoir Seal Retainer SystemsAnd Methods”的美国专利临时申请第61/044,322号；（xxxix）2008年7月24日提交的名称为“Method For Formulating And Immobilizing A Matrix ProteinAnd A Matrix Protein For Use In A Sensor”的美国专利申请第12/179,502号；（xl）2008年12月16日提交的名称为“Needle Insertions Systems And Methods”的美国专利申请第12/336,367号；（xli）2008年7月1日提交的名称为“ElectronicDevice For Controlled Failure”的美国专利申请第12/166,210号；（xlii）2008年11月14日提交的名称为“Multilayer Circuit Devices And ManufacturingMethods Using Electroplated Sacrificial Structures”的美国专利申请第12/271,134号；（xliii）2008年7月11日提交的名称为“Infusion Medium Delivery System,Device And Method With Needle Inserter And Needle Inserter Device AndMethod”的美国专利申请第12/171,971号；（xliv）2008年8月8日提交的名称为“Packaging System”的美国专利申请第12/189,077号；(xlv)2008年7月24日提交的名称为“Real Time Self-Adjusting Calibration Algorithm”的美国专利申请第12/179,536号；（xlvii）2008年11月24日提交的名称为“Infusion Medium DeliverySystem,Device And Method With Needle Inserter And Needle Inserter DeviceAnd Method”的美国专利申请第12/277,186号；（xlviii）2008年9月16日提交的名称为“Implantable Sensor Method And System”的美国专利申请第12/211,783号；（xlix）2008年10月8日提交的名称为“Infusion Medium Delivery Device AndMethod With Drive Device For Driving Plunger In Reservoir”的美国专利申请第12/247,945号；（l）2009年1月26日提交的名称为“Reservoir Barrier LayerSystems And Methods”的美国专利申请第12/360,077号；（li）2008年12月29日提交的名称为“Reservoir Seal Retainer Systems And Methods”的美国专利申请第12/345,362号；（lii）2009年1月13日提交的名称为“Systems And MethodsAllowing For Reservoir Filling And Infusion Medium Delivery”的美国专利申请第12/353,181号；（liii）2009年1月27日提交的名称为“Multi-Position Infusion SetDevice And Process”的美国专利申请第12/360,813号；（liv）2002年12月9日提交的名称为“Infusion Device For An Infusion Set and Process Methods Of UsingThe Same”的美国专利申请公布文献第US2007/0142776号（申请号为10/314,653）；（lv）2009年12月30日提交的名称为“Alignment Systems andMethods”的美国专利申请第12/649,619号；（lvi）2009年12月30日提交的名称为“Engagement and Sensing Systems and Methods”的美国专利申请第12/650287号；以及（lvii）2009年12月30日提交的名称为“Connection and AlignmentSystems and Methods”的美国专利申请第12/650378号。在其他实施方式中，系统10、递送装置12、传感装置14、CCD16、以及计算机18可具有其他合适的配置。
递送装置12可以配置为将流体介质递送至用户-患者7的身体5。在各种实施方式中，流体介质可包括液体、流体、凝胶体等。在一些实施方式中，流体介质通常包含用于治疗疾病或医学病症的药品或药物。例如，流体介质可包含用于治疗糖尿病的胰岛素，或可包含用于治疗疼痛、癌症、肺部疾病、HIV等的药物。在一些实施方式中，流体介质可包括营养补充剂、染料、示踪介质、含盐介质、水合介质等。
传感装置14包括用于提供传感器数据或监测器数据的传感器、监测器等。在各种实施方式中，传感装置14可配置为检测用户-患者7的状况。例如，传感装置14可包括与用户-患者7的生物状况（例如血糖水平等）反应的酶和电子装置。
在各种实施方式中，传感装置14可以在如下位置固定至用户-患者7的身体5或嵌入用户-患者7的身体5：所述位置远离递送装置12固定于用户-患者7的身体5的位置。在各种其他实施方式中，传感装置14可并入递送装置12。在其他实施方式中，传感装置14可以与所述递送装置分离并分开，并可以，例如，作为CCD16的一部分。在这样的实施方式中，传感装置14可配置为接收生物样本、分析物等以测量用户-患者7的状况。
在其他的实施方式中，传感装置14和/或递送装置12可使用闭环系统。传感装置14和/或递送装置12使用闭环系统的实例可在下述参考文献中找到，但不限于：（i）名称为“Electrochemical Sensor And Integrity Tests Therefor”的美国专利第6,088,608号;(ii)名称为“Implantable Enzyme-Based MonitoringSystems Having Improved Longevity Due To Improved Exterior Surfaces”的美国专利第6,119,028号;(iii)名称为“Implantable Enzyme-Based Monitoring SystemsAdapted for Long Term Use”的美国专利第6,589,229号;(iv)名称为“SystemAnd Method For Providing Closed Loop Infusion Formulation Delivery”的美国专利第6,740,072号;(v)名称为“Safety Limits For Closed-Loop Infusion PumpControl”的美国专利第6,827,702号;(vi)名称为“Sensor Substrate And Method OfFabricating Same”的美国专利号第7,323,142号;(vii)1999年7月22日提交的名称为“Substrate Sensor"的美国专利申请第09/360,342号;以及(viii)2001年9月7日提交的名称为“Sensing Apparatus and Process”的美国临时专利申请第60/318,060号，所有上述专利文献在此通过引用其全部并入本文。
在这样的实施方式中，传感装置14可配置为检测用户-患者7的状况，例如，但不限于，血糖水平等。递送装置12可配置为响应传感装置14所检测的状况递送流体介质。进而，传感装置14可以继续检测用户-患者的新状况，使得递送装置12不断响应传感装置14检测到的新状况而持续地递送流体介质。在一些实施方式中，传感装置14和/或递送装置12可以配置为仅在一天的部分时候使用闭环系统，例如仅在用户-患者睡觉时或仅在用户-患者清醒时。
递送装置12、传感装置14、CCD16和计算机18中的每一个可包括允许与系统10的其他元件通信的发送器电子装置、接收器电子装置或收发器电子装置。传感装置14可以配置为将传感器数据或监测器数据发送至递送装置12。传感装置14还可以配置为与CCD16通信。递送装置12可包括配置为分析所述传感器数据并基于所述传感器数据和/或预编程的递送例程将流体介质递送至用户-患者7的身体5的电子装置和软件。
CCD16和计算机18可包括配置为执行处理、执行递送例程存储以及控制递送装置12的电子装置和其他元件。通过在CCD16和/或计算机18内包含控制功能，递送装置12可以通过更加简化的电子装置来制造。然而，在一些实施方式中，递送装置12可包括所有的控制功能，并且可以在无需CCD16和计算机18的情形下运行。在各种实施方式中，CCD16可以是便携式电子装置。此外，在各种实施方式中，递送装置12和/或传感装置14可以配置为发送数据至CCD16和/或计算机18以通过CCD16和/或计算机18显示或处理所述数据。
在一些实施方式中，传感装置14可集成到CCD16中。这样的实施方式可允许用户-患者通过将例如他或她的血液样本提供给传感装置14来评估他或她的状况来监测状况。在一些实施方式中，传感装置14和CCD16可以确定所述用户-患者的血液和/或体液的血糖水平而不使用或不必使用递送装置12和传感装置14和/或CCD16之间的电线或电缆连接。
在一些实施方式中，CCD16可以用于向用户-患者提供信息，所述信息有利于所述用户-患者后续使用药物递送系统。例如，CCD16可以向用户-患者提供信息以使所述用户-患者确定待施用至所述用户-患者身体的药品的速率或剂量。在其他实施方式中，CCD16可以向递送装置12直接提供信息以控制施用至所述用户-患者身体的药品的速率或剂量。
通信和/或控制能力以及装置功能设定和/或程序选择的类型的例子可以在下述参考文献中找到：(i)2003年5月27日提交的名称为“External InfusionDevice with Remote Programming,Bolus Estimator and/or Vibration AlarmCapabilities”的美国专利申请第10/445,477号；(ii)2003年5月5日提交的名称为“Handheld Personal Data Assistant(PDA)with a Medical Device and Method ofUsing the Same”的美国专利申请第10/429,385号；以及(iii)2001年3月21日提交的名称为“Control Tabs for Infusion Devices and Methods of Using the Same,”的美国专利申请第09/813,660号，所有上述专利文献在此通过引用其全部并入本文。
图2图示了根据本发明实施方式的系统10的例子。图2图示的根据实施方式的系统10包括递送装置12和传感装置14。根据本发明实施方式的递送装置12可包括可丢弃外壳20、耐用外壳30以及储液器系统40。递送装置12还可包括输注通路50。
在递送装置12运行过程中通常接触用户-患者身体或通常接触流体介质的递送装置12的元件可视为递送装置12的可丢弃部分。例如，递送装置12的可丢弃部分可包括可丢弃外壳20和储液器系统40。可建议递送装置12的可丢弃部分在使用指定次数后丢弃。
另一方面，在递送装置12运行过程中通常不接触用户-患者身体或通常不接触流体介质的递送装置12的元件可视为递送装置12的耐用部分。例如，递送装置12的耐用部分可包括耐用外壳30、电子装置（图2中未示出）、具有马达和驱动联动装置的驱动装置（图2中未示出）等。递送装置12的耐用外壳部分的元件在递送装置12正常运行期间免于与用户-患者或流体介质接触而通常未被污染，从而可以可以保留以与递送装置12的更换的可丢弃部分一起重复使用。
在各种实施方式中，可丢弃外壳20可支承储液器系统40且具有配置为固定至用户-患者身体的底表面（朝下并在图2中朝向页内）。在可丢弃外壳20的底表面和所述用户-患者的皮肤之间的界面上可以采用粘合剂以将可丢弃外壳20粘附至所述用户-患者的皮肤。在各种实施方式中，可以在可丢弃外壳20的底表面上提供粘合剂，用可剥离覆盖层覆盖所述粘合剂材料。在这种方式下，所述覆盖层可以被剥离以曝露所述粘合剂材料，并且可丢弃外壳20的粘合剂面可以紧贴用户-患者放置，例如紧贴所述用户-患者的皮肤。因而在一些实施方式中，递送装置12可以粘附至所述用户-患者的皮肤。
在其他实施方式中，递送装置12的可丢弃外壳20和/或其余部分可佩戴或者以别的方式附着在所述用户-患者的衣物上或衣物下。类似地，递送装置12可以通过任何合适的方式支承，例如，但不限于，支承在皮带上、在口袋内等等。这些递送装置12以及一般的递送装置的代表性例子可以包括，但不限于，MiniMed Paradigm 522胰岛素泵，MiniMed Paradigm 722胰岛素泵，MiniMed Paradigm 515胰岛素泵，MiniMed Paradigm 715胰岛素泵，MiniMedParadigm 512R胰岛素泵，MiniMed Paradigm 712R胰岛素泵，MiniMed 508胰岛素泵，MiniMed 508R胰岛素泵，以及以上任意其他衍生装置。
储液器系统40可配置为用于容纳或保存流体介质，例如，但不限于，胰岛素。在各种实施方式中，储液器系统40包括用于收纳流体介质的中空的内部容积，例如，但不限于，圆柱形容积、管状容积等等。在一些实施方式中，储液器系统40可作为用于容纳流体介质的药筒或药罐。在各种实施方式中，储液器系统40可以重复填充流体介质。在其他实施方式中，储液器系统40可以预填充流体介质。
储液器系统40可以由可丢弃外壳20以任何合适的方式支承。例如，可丢弃外壳20可以设置有用于支承储液器系统40的突出部分或支柱（未示出）或槽状特征（未示出）。在一些实施方式中，储液器系统40可以以允许储液器40从可丢弃外壳20移走并使用另一储液器替换的方式由可丢弃外壳20支承。备选地，或此外，储液器系统40可以由合适的粘合剂、带或其他连接结构固定至可丢弃外壳20。
在各种实施方式中，储液器系统40可包括使流体介质流入和/或流出储液器系统40的内部容积的至少一个端口41。在一些实施方式中，输注通路50可包括连接器56、管54以及针装置52。输注通路50的连接器56可以与储液器系统40的端口41可连接。在各种实施方式中，可丢弃外壳20可配置有靠近储液器40的端口41的开口，用于使输注通路50的连接器56与储液器系统40的端口41选择性地连接和断开。
在各种实施方式中，储液器系统40的端口41可以使用隔膜覆盖或支承隔膜（图2中未示出），例如自密封隔膜等等。所述隔膜可以配置为防止其未被刺穿时流体介质通过端口41从储液器系统40流出。此外，在各种实施方式中，输注通路50的连接器56可包括用于刺穿覆盖储液器系统40的端口41的隔膜的针，以使得流体介质从储液器系统40的内部容积流出。
针/隔膜连接器的例子可以在2003年12月22日提交的名称为“ReservoirConnector”的美国专利申请第10/328,393号中找到，所述美国专利申请的全部内容在此通过引用并入本文。在其他备选实施方式中，可以使用非隔膜连接器，例如鲁尔锁（Luer locks）等等。在各种实施方式中，输注通路50的针装置52可包括能够刺穿用户-患者皮肤的针。此外，在各种实施方式中，管54可将连接器56与针装置52连接并且管54可为中空的，这样输注通路50能够提供将流体介质从储液器系统40递送至用户-患者身体的通路。
根据本发明实施方式的递送装置12的耐用外壳30包括配置成与可丢弃外壳20配合并且固定至可丢弃外壳20的外罩壳。耐用外壳30和可丢弃外壳20可设置有相应成形的凹槽、凹口、键形物或其他合适特征，所述凹槽、凹口、键形物或其他合适特征允许通过手动将所述两个外壳按压在一起的方式、扭拧或螺纹连接的方式或以机械领域熟知的其他合适的接合元件的方式容易地将这两部分连接在一起。
在各种实施方式中，耐用外壳30和可丢弃外壳20可采用扭转作用彼此连接。耐用外壳30和可丢弃外壳20可以配置为当施加足够大作用力将所述两个外壳彼此分离时彼此可分开的。例如，在一些实施方式中，可丢弃外壳20和耐用外壳30可以通过摩擦装配扣在一起。在各种实施方式中，合适的密封件（例如，O型环密封件）可以沿耐用外壳30和/或可丢弃外壳20的周围边缘放置以提供防止水进入耐用外壳30和可丢弃外壳20之间的密封。
递送装置12的耐用外壳30可支承驱动装置（图2中未示出），包括马达和驱动装置联动部分，用于向储液器系统40内的流体介质施加作用力以将流体介质从储液器系统40中驱出并推入输注通路，例如输注通路50，从而递送至用户-患者。例如，电驱动的马达可安装在具有适当的联动装置的耐用外壳30内，用于将所述马达与连接至储液器系统40内的柱塞头（图2中未示出）的柱塞臂（图2中未示出）操作性地连接并沿将流体介质从储液器系统40的端口41中驱出并流向所述用户-患者的方向驱动所述柱塞头。
另外，在一些实施方式中，马达可以是可控的以反转方向，从而移动所述柱塞臂和柱塞头，使得流体从患者回流到储液器系统40。所述马达可以布置在耐用外壳30内而储液器系统40可相应地布置在可丢弃外壳20上，以便当用户-患者将递送装置12的可丢弃外壳20与耐用外壳30连接时通过适当的联动装置自动发生所述马达与所述柱塞头的可操作地接合。联动装置和控制结构的其他例子可以在2001年3月21日提交的名称为“Control Tabs for InfusionDevices and Methods of Using the Same”的美国专利申请第09/813,660号中找到，上述美国专利申请的全部内容在此通过引用并入本文。
在各种实施方式中，耐用外壳30和可丢弃外壳20可由保持其形状，但仍提供足够的柔韧性和弹性以有效地如上所述互相连接和分离的合适的刚性材料制成。可选择与皮肤适当相容的可丢弃外壳20的材料。例如，递送装置12的可丢弃外壳20和耐用外壳30可以由任何合适的塑料、金属、复合材料等制成。可丢弃外壳20可以由与耐用外壳30相同或不同的材料制成。在一些实施方式中，可丢弃外壳20和耐用外壳30可以通过注模或其他制模工艺、机械加工工艺或这些工艺的组合来制造。
例如，可丢弃外壳20可由相对弹性的材料制成，例如弹性硅、塑料、橡胶、合成橡胶等等。当可丢弃外壳20固定至所述用户-患者皮肤时，可通过由能够随用户-患者皮肤而弯曲的材料形成可丢弃外壳20获得较高的用户-患者舒适度。此外，弹性的可丢弃外壳20可以使对可丢弃外壳20可在用户-患者身体上的固定的部位的选择增加。
在图2所示的实施方式中，递送装置12通过传感装置14的连接元件17与传感装置14连接。传感装置14可包括传感器15，基于待通过递送装置12进行给药的治疗的性质，传感器15包括任何合适的生物传感装置或环境传感装置。例如，在向糖尿病患者递送胰岛素的情况下，传感器15可包括血糖传感器等。
在一些实施方式中，传感器15可包括持续的葡萄糖传感器。所述持续的葡萄糖传感器可植入到用户-患者身体内。在其他实施方式中，所述持续的葡萄糖传感器可以设置在外部，例如，设置在用户-患者的皮肤上，或附着在用户-患者的衣物上。在这样的实施方式中，流体可以持续地从所述用户-患者中抽出并通过所述持续的葡萄糖传感器检测。在各种实施方式中，所述持续的葡萄糖传感器可以配置为持续地检测和/或持续地与CCD16通信。在其他实施方式中，所述持续的葡萄糖传感器可以配置为间歇地检测和/或间歇地与CCD16通信，例如每隔几分钟检测葡萄糖水平并发送信息。在各种实施方式中，所述持续的葡萄糖传感器可使用葡糖氧化酶。
传感器15可以是固定在用户-患者皮肤的外部传感器，或者在其他实施方式中，传感器15可以是位于所述用户-患者身体内植入部位的可植入传感器。在其他的备选的实施方式中，所述传感器可作为所述输注套管和/或针的一部分包括于其中或可以沿所述输注套管和/或针的侧边进行设置，例如，如2005年6月8日提交的名称为“Dual Insertion Set”的美国专利申请第11/149,119号所示，该专利申请的全部内容在此通过引用并入本文。在图2所示的例子中，传感器15为具有可丢弃针垫的外部传感器，所述可丢弃针垫包括用于刺穿用户-患者皮肤的针以及与用户-患者的生理状况（例如血糖水平等）反应的酶和/或电子装置。在这种方式下，可为递送装置12提供来自传感器15的传感器数据，传感器15在远离递送装置12固定至用户-患者处固定于用户-患者。
尽管图2示出的实施方式可包括通过连接元件17连接的、用于向位于递送装置12的耐用外壳30内的传感器电子装置（图2中未示出）提供传感器数据的传感器15，但是其他实施方式可采用位于递送装置12内的传感器15。而其他实施方式可采用具有用于通过无线通信线路与位于递送装置12的耐用外壳30内的接收器电子装置（图2中未示出）交流传感器数据的发送器的传感器15。在各种实施方式中，传感器15与递送装置12的耐用外壳30内的接收器电子装置之间的无线连接可包括射频（RF）连接、光学连接或另外合适的无线通信线路。其他的实施方式不需要采用传感装置14，并且反而可在不使用传感器数据的情形下提供流体介质递送功能。
如上所述，通过将递送装置12的可丢弃元件与耐用元件分开，可将所述可丢弃元件布置在可丢弃外壳20上，而耐用元件可以布置在可分开的耐用外壳30内。就这点而言，在递送装置12使用预定次数后，可丢弃外壳20可以与耐用外壳30分开，以便可丢弃外壳20可以以合适的方式处理。耐用外壳30随后可以与新的（未使用的）可丢弃外壳20配合用来对用户-患者进行进一步的递送操作。
图3图示了根据本发明实施方式的递送装置12的例子。图3所示的递送装置12与图2实施方式的递送装置12类似。尽管图2所示实施方式中的递送装置12提供了耐用外壳30来盖住储液器系统40，但是图3实施方式的递送装置12将耐用外壳30设置为固定至可丢弃外壳20而不是盖住储液器系统40。图3所示实施方式的递送装置12包括可丢弃外壳20，并且根据图3所示实施方式的可丢弃外壳20包括基部21和储液器保持部24。在一个实施方式中，基部21和储液器保持部24可以形成为单一、整体的结构。
可丢弃外壳20的基部21可以配置为可固定于用户-患者的身体。可丢弃外壳20的储液器保持部24配置为容纳储液器系统40。可丢弃外壳20的储液器保持部24可以配置为具有开口以当储液器系统40容纳在储液器保持部24内时允许从储液器保持部24的外侧进入储液器系统40的端口41。耐用外壳30可以配置为与可丢弃外壳20的基部21可连接的且可分开的。图3所示实施方式中的递送装置12包括与储液器系统40内的柱塞头（图3中未示出）已连接或可连接的柱塞臂60。
图4图示了图3所示实施方式的递送装置12的另一视图。图4所示实施方式的递送装置12包括可丢弃外壳20、耐用外壳30以及输注通路50。图4实施方式中的可丢弃外壳20包括基部21，储液器保持部24以及可剥离覆盖层25。可剥离覆盖层25可覆盖基部21的底表面22上的粘合剂材料。可剥离覆盖层25可以配置为可由用户-患者剥离以曝露基部21的底表面22上的粘合剂材料。在一些实施方式中，基部21的底表面22上可具有由可剥离层分隔的多个粘合剂层。
图4所示的根据本发明实施方式的输注通路50包括针58，而不是图2实施方式中所示的连接器56、管54以及针装置52。可丢弃外壳20的基部21可配备有与针58的尖端对齐的开口或可刺穿的壁，从而当伸出时允许针58穿过基部21并进入基部21之下的用户-患者的皮肤。在这种方式中，针58可用于刺穿用户-患者的皮肤并将流体介质递送至所述用户-患者。
备选地，针58可以延伸穿过中空套管（图4中未示出），这样，当使用针58刺穿用户-患者皮肤时，所述中空套管的端部由针58引导穿过所述用户-患者的皮肤。此后，针58可以移走，所述中空套管留在合适的位置，其中所述套管的一端置于用户-患者的身体内而所述套管的另一端与储液器系统40内的流体介质流体流动连接，以将泵送的输注介质从储液器系统40输送至用户-患者身体。
图5A图示了根据本发明实施方式的递送装置12的耐用部分8（参考图3）。图5B图示了根据本发明实施方式的耐用部分8的剖视图。图5C图示了根据本发明实施方式的耐用部分8的另一剖视图。参考图5A、图5B和图5C，在各种实施方式中，耐用部分8可包括耐用外壳30以及驱动装置80。驱动装置80可包括马达84和驱动装置联动部分82。
在各种实施方式中，耐用外壳30可包括用于容纳马达84、驱动装置联动部分82和其他电子线路以及电源的内部容积（在图5A、图5B和图5C中未示出）。此外，在各种实施方式中，耐用外壳30可以配置有用于容纳柱塞臂60的开口32（参考图3）。此外，在各种实施方式中，耐用外壳30可包括一个或多个接合元件34，例如键形物、插入孔等等，用于形成与可丢弃外壳20的基部21连接（参考图3）。
图6A图示了根据本发明实施方式的递送装置12的可丢弃部分9（参考图3）。图6B图示了根据本发明实施方式的可丢弃部分9的剖视图。图6C图示了根据本发明实施方式的可丢弃部分9的另一剖视图。参考图6A、图6B和图6C，在各种实施方式中，可丢弃部分9包括可丢弃外壳20、储液器系统40、柱塞臂60、以及柱塞头70。在一些实施方式中，可丢弃外壳20可包括基部21和储液器保持部24。在各种实施方式中，基部21可包括具有一个或多个接合元件26（例如键形物、凹槽等等）的顶表面23，用于使其与耐用外壳30的实施方式的一个或多个接合元件34连接（参考图5B）。
在各种实施方式中，储液器系统40可被容纳在可丢弃外壳20的储液器保持部24之内，并且储液器系统40可配置为保存流体介质。此外，在各种实施方式中，柱塞头70可以至少部分布置在储液器系统40内并可以在储液器系统40内为可移动的，以允许流体介质填充至储液器系统40并将流体介质从储液器系统40内排出。在一些实施方式中，柱塞臂60可与柱塞头70连接或与柱塞头70可连接。
并且，在一些实施方式中，柱塞臂60的一部分可以延伸至可丢弃外壳20的储液器保持部24的外面。在各种实施方式中，柱塞臂60可具有用于与驱动装置80的驱动装置联动部分82（参考图5C）配合的配合部分。参考图5C和图6C，在一些实施方式中，耐用外壳30可以卡扣装配在可丢弃外壳20上，于是驱动装置联动部分82与柱塞臂60的配合部分自动接合。
当耐用外壳30与可丢弃外壳20装配在一起同时驱动装置联动部分82与柱塞臂60接合或配合时，可以控制马达84来驱动驱动装置联动部分82，从而移动柱塞臂60使得柱塞头70在储液器系统40内移动。当储液器系统40的内部容积填充有流体介质并且提供了从储液器系统40到用户-患者身体的输注通路时，柱塞头70可以在储液器40内移动以使流体介质从储液器器系统40流出并流入所述输注通路，从而将流体介质递送至所述用户-患者的身体。
在各种实施方式中，一旦储液器系统40被充分排空或者另外需要更换，所述用户-患者可以简单地将耐用外壳30从可丢弃外壳20中移走，并采用具有新储液器的新可丢弃部分更换可丢弃部分9（包括储液器系统40）。所述耐用外壳30可以与所述新可丢弃部分的新可丢弃外壳连接，并且包括所述新可丢弃部分在内的递送装置可以固定至用户-患者的皮肤，或者以别的方式附着至所述用户-患者。
在各种其他实施方式中，储液器系统40可以使用流体介质重新填充，而非每次排空储液器系统40时更换整个可丢弃部分9。在一些实施方式中，储液器系统40在其保留在可丢弃外壳20的储液器保持部24（参考图6B）内的同时可以进行重新填充。此外，在各种实施方式中，储液器系统40可以用新的储液器（未示出）替换，而可丢弃外壳20可以与所述新的储液器一起重复使用。在这样的实施方式中，所述新的储液器可以插入所述可丢弃部分9。
参考图3、图5A、图6B和图6C，在各种实施方式中，递送装置12可包括储液器状态电路（未示出），并且储液器系统40可包括储液器电路（未示出）。在各种实施方式中，所述储液器电路存储以下信息中的至少一种，例如，但不限于：（i）识别储液器系统40的标识字符串；（ii）储液器系统40的制造商；（iii）储液器系统40的内含物；以及（iv）储液器系统40中内含物的量。在一些实施方式中，递送装置12可包括储液器状态电路（未示出），并且所述储液器状态电路可配置为当储液器系统40插入至可丢弃部分9时从所述储液器电路（未示出）中读取数据。
在各种实施方式中，所述储液器状态电路（未示出）还可以配置为在储液器系统40的至少部分内含物被输送出储液器系统40之后存储数据至所述储液器电路以更新所述储液器电路（未示出）中关于还保留在储液器系统40中内含物的量的信息。在一些实施方式中，所述储液器状态电路（未示出）可以配置为当储液器系统40插入至可丢弃部分9时存储数据至所述储液器电路（未示出）以更新所述储液器电路（未示出）中关于仍保存在储液器系统40中内含物的量的信息。在一些实施方式中，递送装置12可包括储液器状态电路（未示出）并且储液器系统40可包括所述储液器电路（未示出），并且所述储液器状态电路（未示出）可以基于由该储液器状态电路（未示出）从所述储液器电路（未示出）中读取的信息选择性地禁止使用所述递送装置12或者可以选择性地提供警告信号。
图7至图17图示了根据本发明实施方式的可用作上述驱动装置80的实施方式的驱动装置系统100。尽管驱动装置系统100可与图1至图6C的实施方式类似或一起使用，但是应当理解，驱动装置系统100还可以包括图7至图17的实施方式中所示的和所描述的相同元件的一些或全部，并且以与图7至图17的实施方式中所示的和所描述的相似的方式操作。此外，图1至图6C所示的特征的一些或全部可以以各种方式结合并且包含在图7至图17所示的实施方式中。同样地，应当理解，图7至图17的实施方式的任何特征可以结合或以其他方式并入图7至图17的其他实施方式中的任何一个以及本文描述的任何其他实施方式中。另外，驱动装置系统100除了可与参考图1至图6C描述的那些驱动装置系统一起采用或使用之外，还可与其他类型的驱动装置系统一起采用或使用。参考图7，驱动装置系统100可包括，但不限于，可与马达84（例如，图1至图6C）类似的马达184（或其他适合的驱动装置）、可与驱动装置联动部分82（例如，图1至图6C）类似的驱动装置联动部分182、和传感器系统105。
图8和图10至图13图示了根据本发明实施方式的递送装置系统100的驱动装置（或驱动装置的部分），例如马达184。参考图7、图8和图10至图13，可控制马达184驱动所述驱动装置联动部分182。在一些实施方式中，例如，马达184可包括支承在旋转轴181上的马达齿轮185（例如，图11）。旋转轴181可由马达184驱动以旋转或者以其他方式移动马达齿轮185。因此，在一些实施方式中，马达齿轮185可布置为与驱动装置联动部分182操作性地接合从而允许马达184通过马达齿轮185驱动所述驱动联动部分182。
在其他实施方式中，可采用其他用于从马达184向驱动装置联动部分182传递驱动力的装置来替代马达齿轮185，或除马达齿轮185之外，可采用其他用于从马达184向驱动装置联动部分182传递驱动力的装置。例如，马达184可包括，但不限于，与驱动装置联动部分182操作性地连接以驱动驱动装置联动部分182的皮带、链条、滑轮等。
在各种实施方式中，马达184可配备用于连接至马达控制电路192（例如，图17）的电气终端。在一些实施方式中，马达控制电路192可安装于递送装置12（例如，图1至图6C）的耐用部分22（例如，图1至图6C）内用来根据期望的输注递送程序或曲线控制马达184的操作。在其他实施方式中，马达控制电路192可安装于可丢弃部分20中并且当耐用部分22和可丢弃部分20接合并且连接在一起时可连接至马达184的电气终端。
递送程序或曲线可存储在位于耐用部分22内的合适的电子存储介质（例如，图17中的存储器196）中和/或可由其他源（例如，图1至图6C的CCD16或计算机18）向递送装置12传递递送程序或曲线。备选地或另外，马达控制电路192可以控制马达184响应递送装置12内产生的或由其他源（例如，CCD16或计算机18）向递送装置12传递的递送要求控制信号来递送一个或多个离散容量的输注介质。马达184可以是，但不限于步进马达、DC马达、音圈马达、三相马达等等。
驱动装置联动部分182可用于操作性接合柱塞臂（例如，柱塞臂60（例如，图1至图6C））以允许马达184移动柱塞臂和连接着的柱塞头（例如，柱塞头70（例如，图1至图6C）），从而在储液器（例如储液器系统40（例如，图1至图6C））中移动。因此，在储液器容纳流体介质并且提供从储液器到用户-患者身体的输注路径的情形下，柱塞头可在储液器中移动以将流体介质从储液器中驱出并且进入输注路径，从而将流体介质递送至用户-患者身体。
图10至图12图示了根据本发明实施方式的传感器系统（例如105）。传感器系统105可包括配置为检测或以其他方式确定旋转轴181运动的至少一个传感器。在一些实施方式中，旋转轴181可包括由所述至少一个传感器110可测量或以其他方式可检测的可检测特征部件。在特定的实施方式中，可检测特征部件可为例如通过马达185随旋转轴181一起旋转的旋转元件120，例如，齿轮120，或者类似部件。在这样的实施方式中，旋转元件120可具有与旋转轴181的轴线对齐的轴线。换言之，旋转元件120和旋转轴181可具有共同的轴线。在特定的实施方式中，旋转元件120可支承在或以其他方式布置在旋转轴181上以随着旋转轴181的旋转一起旋转。在这样的实施方式中，例如，旋转轴181和/或马达齿轮185的移动（例如，旋转）可与旋转元件120的移动密切相关。
在一些实施方式中，旋转元件120可包括可检测特征部件。例如，可检测特征部件可支承在旋转元件120上由至少一个传感器110检测到的位置。在其他的实施方式中，至少一个传感器110和可检测特征部件（例如，120）可互换。例如，传感器110可支承在旋转元件120上，并且可检测特征部件可布置为当旋转元件120旋转时由传感器110检测到。
在其他实施方式中，旋转元件120或其他可检测特征部件可在与旋转轴181操作性连接的联动部分上（例如，图7中的182），例如旋转轴。在这样的实施方式中，旋转元件120可具有与旋转轴181不同的轴线。在一些实施方式中，旋转元件120可包括多个臂124，多个臂中的各个臂由缺口122隔开。在其他的实施方式中，旋转元件120可包括从旋转元件120延伸出来的臂（例如，124）。
在一些实施方式中，旋转轴181可具有支承马达齿轮185的第一端181a和用于支承旋转元件120的第二端181b。旋转轴181可延伸穿过马达184，使得旋转轴181的第一端181a在马达184的一侧，旋转轴181的第二端181b在马达184的另一侧，例如，第一端181a的对侧。在其他实施方式中，旋转元件120和马达齿轮185中的二者或一者无需支承在旋转轴181的相应端上，而取而代之的是可以以马达184布置在旋转元件120和马达齿轮185之间的任何方式支承在旋转轴181上。在这样的实施方式中，例如，马达齿轮185可暴露于所述马达184的一侧，而旋转元件120和关联元件（例如，传感器110）可以保护在马达184的另一侧上。在又一些其他实施方式中，旋转元件120可布置在与马达齿轮185相同的一端。
传感器110可为用于检测旋转元件120（或其他可检测特征部件）或其运动（例如，旋转）的任何适合的传感器。例如，传感器110可以是，但不限于，编码式传感器、光电断路器等。在其他实施方式中，传感器110可以是任何其他适合的传感器，例如（但不限于）磁性传感器、光学传感器（或其他光检测器）、触觉传感器、电容传感器、电感式传感器等等。在这样的实施方式中，旋转元件120（和/或可检测特征部件）可根据使用的传感器110的类型进行选择或配置。
传感器110可配置为例如通过支承在旋转轴181上的旋转元件120（或其他可检测特征部件）计算或以其他方式检测马达184的旋转距离以确定例如在特定旋转角度内马达184和/或马达齿轮185的移动（例如，顺时针和/或逆时针）。例如，在一些实施方式中，所述传感器可配置为当旋转元件120旋转时计算或以其他方式检测旋转元件120的所述多个臂124。在各种实施方式中，旋转元件120的运动（例如，旋转）可对应于马达齿轮185的运动（例如，旋转）。因此，在这样的实施方式中，旋转元件120的检测、测量等可提供与马达齿轮185相关的信息。
在特定的实施方式中，传感器110可配置为例如通过支承在旋转轴181上的旋转元件120（或其他可检测特征部件）计算或以其他方式检测马达184的旋转距离，以确定例如在特定旋转角度内马达184和/或马达齿轮185的移动（例如，顺时针和/或逆时针）。
在一些实施方式中，传感器110可包括发射器110a和检测器110b。发射器110a和检测器110b可布置为彼此相对，使得旋转元件120的至少一部分在发射器110a和检测器110b之间旋转。例如，传感器110可检测旋转元件120的臂124将从发射器110a到检测器110b的传输中断的每次中断。或例如，传感器110可检测完成的从发射器110a到检测器110b的传输（例如穿过旋转元件120的缺口122）的每次传输。
在其他实施方式中，发射器110a和检测器110b可在传感器110的同一侧。例如，在这样的实施方式中，传感器110和/或旋转元件120可配置为当旋转元件120旋转时检测来自旋转元件120（例如，每个臂124）的光的反射率（或其他可检测特性，例如磁性）。例如，如上所述，传感器110可检测旋转元件120的臂124将从发射器110a到检测器110b的传输中断的每次中断。或例如，传感器110可检测完成的从发射器110a到检测器110b的传输的反射（例如穿过旋转元件120的缺口122）的每次传输的反射。
传感器系统100可包括任意适合数量的传感器110。在图13中所示的实施方式中，提供了两个传感器110。在其他的实施方式中，可使用更少的传感器110（例如，一个传感器）。在又一些其他的实施方式中，可使用额外的传感器110。除非特别指出，可互换地参考一个传感器、至少一个传感器、和/或多个传感器。
在一些具有一个以上传感器110（例如，图13）的实施方式中，各个传感器110可围绕着旋转元件120（和/或旋转轴181）的轴线放置。例如，各个传感器110可以围绕着旋转元件12的轴线以环形地放置，从而彼此基本上垂直放置。在特定的实施方式中，各个传感器110可相对于彼此放置，使得它们的信号彼此基本上垂直。这样，由于传感器110的所述角度放置，信号中可有相移。在其他实施方式中，传感器的一些或全部可以以相对于旋转元件120（和/或旋转轴181）和/或相对于彼此的任何适当的形式放置。
在一些实施方式中，所述传感器可包括缺口112或槽口，旋转元件120可穿过该缺口112或槽口旋转。在进一步实施方式中，传感器110和旋转元件120可相对于彼此布置，使得旋转元件120可穿过传感器110的缺口112的中心旋转。
图14和图15图示了框架或外壳130，其中至少一个传感器（例如，110）可根据本发明的实施方式布置。参考图12和图14至图16，在各种实施方式中，至少一个传感器110和旋转元件120可设置在外壳130中。外壳130可配置为以任何适合的方式支承传感器110。在特定的实施方式中，外壳130可配置为支承传感器110，使得传感器110与旋转轴181的轴对齐，该旋转轴181可与旋转元件120共用公共轴。在一些实施方式中，外壳130可包括由底板表面136限定的用于支承传感器110的开口133。在具有多个传感器110的实施方式中，外壳130可包括多个开口133，每个开口都由底板表面136限定以用于支承多个传感器110。
在特定的实施方式中，外壳130可配置为将传感器110抵靠底板表面136（和/或外壳130和/或驱动装置系统110的其他适合表面）进行偏置（例如，按压），例如，以将传感器110与旋转轴181的轴线对齐。在一些实施方式中，外壳130可包括偏置元件，例如，具有布置为将传感器110抵靠底板表面136（和/或外壳130和/或驱动装置系统110的其他适合表面）进行偏置的端部134a的臂134。在特定的实施方式中，臂134可为刚性的，但是足够地柔性和弹性以将传感器110抵靠底板表面136进行偏置。在其他实施方式中，外壳130可包括其他偏置元件，例如用于将传感器110进行偏置的弹簧、可折叠挡板等等。
端部134a可包括接触表面134b，接触表面134b用于接触支承在底板表面136上的传感器110。在进一步的实施方式中，接触表面134b可在底板表面136之上对齐（例如，垂直地）。在这样的实施方式中，传感器110可由无悬臂式的外壳130支承，这可防止传感器110的移动，例如从底板表面136移出。在其他实施方式中，传感器110可由外壳130以任何适当的方式支承以将传感器110与旋转轴（和/或旋转元件120）的轴181a对齐或保持对齐。
在一些实施方式中，端部134a可包括用于插入传感器110的孔的键形物或类似元件从而将臂134与传感器110固定。在进一步的实施方式中，所述键形物可包括接触表面134b。在其他实施方式中，端部134a可包括用于收纳传感器110上配备的键形物或类似元件的孔从而将臂134与传感器110固定。
在各种实施方式中，臂134和外壳130可以形成为单一、整体的本体。在这样的实施方式中，所述整体结构在在组装期间可以有助于适当对齐所述外壳的元件和/或在组装之后可有助于保持对齐。在其他实施方式中，臂134和外壳130可为操作性连接在一起的分离元件。
在各种实施方式中，外壳130可配置成当连接至马达184（或以其他方式支承在马达184上）时，所述至少一个传感器110与旋转轴181（和/或旋转元件120）对齐。这样的实施方式在制造和/或用户组件期间可便于与驱动装置系统100组装。
图11图示了根据本发明实施方式的与传感器（例如图13中的110）电气连接的传感器电路145。因此，在各种实施方式中，传感器110可与传感器电路145电气连接。在各种实施方式中，传感器电路145可电气连接至和/或包括所述马达控制电路（例如，图17中的192）和/或其他电路（例如，图17中的处理器122）。
图16图示了根据本发明实施方式用于将传感器（例如，图13中的110）与传感器电路（例如，图11中的145）电气连接的柔性印刷电路板（FPC）144。因此，在各种实施方式中，传感器110可通过FPC 144电气连接至传感器电路145。在其他实施方式中，传感器110可以任何适当的方式电气连接至传感器电路145。
参考图11、图12和图16，在一些实施方式中，传感器110可使用表面焊装技术安装至FPC 144。因此，例如，传感器110可放置于外壳130的底板表面136并且安装至FPC 144。在其他实施方式中，FPC 144可以任何合适的方式连接至传感器110。
在进一步实施方式中，外壳130可包括用于为安装至传感器110的FPC144提供底板的电路板底板表面130a、130b。底板表面130a可以是臂134的端部表面。底板表面134b可以是外壳130的端部表面（或其他表面，例如用于为传感器110提供底板的底板表面136的一部分）。在其他实施方式中，传感器110可以任何合适的方式安装FPC 144或以其他方式与FPC电气连接。
在一些实施方式中，FPC144的至少一部分可盘绕外壳130的至少一部分。在一些实施方式中，FPC144可适于或以其他方式配置为将传感器110朝着旋转元件120（或其他可检测特征部件）进行偏置。因此，在传感器110安装至FPC144并且FPC144盘绕外壳130的至少一部分的情况下，FPC144可就位保持传感器110朝向旋转元件120（或其他可检测特征部件）或以其他方式将传感器110朝向旋转元件120（或其他可检测特征部件）就位偏置。例如，通过盘绕外壳130的至少一部分，FPC144可按压在电路板底板表面130a、130b上以将传感器110朝向旋转元件120偏置或以其他方式将传感器朝向旋转元件120放置。
在一些实施方式中，FPC144可包括、支承或以其他方式电气连接至其他元件，例如，马达控制电路192（例如，图17中的192）、指示装置（例如，图7中的146）、阻塞检测装置（未示出），例如（但不限于）2009年12月30日提交的名称为“Engagement and Sensing Systems and Methods”的美国专利申请第12/650287号中所描述的处理器（例如，图17中的122）等等。
图9图示了根据本发明实施方式的具有遮护罩142的驱动装置系统100的一部分。参考图7和图9至图11，在一些实施方式中，可提供遮护罩142围绕外壳130和/或FPC144(和/或其他电路)的至少一部分。遮护罩142可配置为防止光进入外壳130和/或从外壳130逸出。例如，遮护罩142可防止朝向传感器110的光源光束的可能的光泄漏。遮护罩142可防止外壳130的污染。遮护罩142可盘绕FPC144和/或其他电路的至少一部分以就位保持FPC144。
在一些实施方式中，遮护罩142可适于或以其他方式配置为抵靠外壳140固定FPC144。在特定的实施方式中，遮护罩142可以任何适当的方式盘绕FPC144和/或外壳130的至少一部分。在特定的实施方式中，遮护罩142可具有粘性材料以允许遮护罩142粘附至或以其他方式连接至FPC144(和/或其他电路)和/或外壳130。例如，在一些实施方式中，遮护罩142可包括用于盘绕外壳130和/或FPC144(和/或其他传感器电路144)的至少一部分并且粘附至外壳130和/或FPC144(和/或其他传感器电路144)的至少一部分的带状材料。在各种实施方式中，遮护罩142可包括箔材料，例如铝、锡等等。
图17图示了根据本发明的实施方式用于驱动装置系统（例如，图17中的100）的控制电路190的框图。参考图7和图17，在各种实施方式中，处理器122可与传感器110关联，例如，通过总线121。处理器121可配置为执行各种程序或算法和/或处理各种信息，例如从传感器110接收的数据。例如，处理器122可配置为将检测到的信号与存储器196中的阈值和/或预存储值进行比较。在又一些其他实施方式中，处理器122可以是传感器电路145的一部分。在又进一步的实施方式中，处理器122可以是任何适合元件的一部分。
在一些实施方式中，来自传感器110的测量值可用于控制或以其他方式校准马达184和/或马达控制电路192。例如，可由例如处理器122或其他电路来控制马达184移动，直到传感器110测量出期望的结果。
在一些实施方式中，例如具有一个或多个传感器110的那些实施方式，传感器110中的每一个（或一些）可配置为提供不同的信息。例如，第一传感器可配置为测量旋转元件120旋转的速度（或以其他方式检测可检测特征部件），而第二传感器测量该第二传感器和旋转元件120之间的距离。因此，所述关联电路可确定旋转轴181（和/或马达齿轮185）正常运行，并且可确定旋转轴181（和/马达齿轮185）相对于传感器正确地取向（例如，在驱动装置系统100操作或安装期间旋转轴181未移动）。每个传感器或其任何组合可配置为提供或检测所需的各种信息，例如，但不限于，旋转元件181的加速、旋转元件181的强度（例如，磁性旋转元件181的高斯水平或者其他可检测特征部件）、旋转元件181的旋转角度等等。
在一些实施方式中，处理器122（或马达控制电路192）可配置为根据由处理器122和/或传感器电路144确定的操作条件（和/或故障）执行某些处理。例如，处理器122可向马达184提供信号以停止马达184更进一步地驱动柱塞臂。在各种实施方式中，处理器122或任何其他元件（例如，马达控制电路192）可配置为执行与驱动装置系统100（例如，医疗递送装置）关联的任何处理，例如，但不限于，在下述文献中描述的处理：2009年12月30日提交的名称为“Alignment Systems and Methods”的美国专利申请第12/649,619号；2005年12月30日提交的名称为“Methods and Apparatuses for Detecting Occlusions in anAmbulatory Infusion Pump”的美国专利公开文献第US 2006/0184154号；2006年11月20日提交的名称为“Method and Apparatus for Detecting Occlusions in anAmbulatory Infusion Pump”的美国专利公开文献第US 2007/0191770号；2009年12月30日提交的名称为“Alignment Systems and Methods”的美国专利申请第12/649,619号；2009年12月30日提交的名称为“Engagement and Sensing Systemsand Methods”的美国专利申请第12/650287号；以及2009年12月30日提交的名称为“Connection and Alignment Systems and Methods”的美国专利申请第12/650378号，以上所有文献通过引用将其全部并入本文。
在一些实施方式中，处理器122可向指示器装置125（例如显示器装置等）提供信号或可改变指示器装置125（例如显示器装置等）的状态以提醒用户-患者阻塞。指示器装置的实施例可在下述文献中找到，但不限于，名称为“Infusion Medium Delivery Device and Method with Drive Device for DrivingPlunger in Reservoir”的美国专利申请第11/759,725号；以及2009年12月30日提交的名称为“Alignment Systems and Methods,”的美国专利申请第12/649,619号，二者通过引用将其全部并入本文。在一些实施方式中，指示器装置125可以是或可包括一个或多个LED146等等。
因此，在各种实施方式中，驱动装置系统100可包括齿轮185（或其他接合元件）和至少一个传感器110，其中齿轮185（或其他接合元件）是暴露的（例如，与驱动装置联动部分182接合），所述至少一个传感器110被保护例如免于齿轮185暴露的污染物，还能够提供旋转轴181的准确测量（例如，旋转轴181的旋转）。
在各种实施方式中，驱动装置系统100可在医疗装置系统中使用，例如用于递送流体介质（例如，胰岛素）的递送装置。在其他实施方式中，驱动装置系统100可在任何适当的利用驱动装置（例如，马达）的系统中使用。
在各种实施方式中，旋转元件120可为由传感器110检测或以其他方式检测的可检测特征部件。在其他实施方式中，可检测特征部件可支承在旋转元件120上。在这样的实施方式中，例如，旋转元件120的旋转（例如，通过马达184）使可检测特征部件围绕驱动轴181的轴运动，并且从而可通过所述传感器110检测。在又一些其他实施方式中，可检测特征部件可放置于马达184和旋转元件120之间。在这样的实施方式中，例如，所述可检测特征部件可放置为当旋转元件120旋转时（例如，通过马达184）穿过旋转元件120的缺口122由传感器110进行检测。
在各种实施方式中，旋转轴181、马达齿轮185、旋转元件120（和/或可检测特征部件）、旋转元件120的臂124、外壳130、遮护罩142或任何其他元件中的任意一个或任意组合可由任何适合的刚性材料制成，例如金属、塑料、合成材料等等。在特定的实施方式中，一个或多个元件可由基于其预期用途的材料制成。例如，在传感器110配置为检测来自旋转元件120的反射率的情形下，旋转元件120（和/或可检测特征部件）可由反射材料制成和/或可包括反射材料等等。
本文公开的实施方式在各个方面视为对本发明的示例而非本发明的限制。本发明绝不限于上述的实施方式。在不脱离本发明的原理和范围的情形下可对所述实施方式进行修改和变化。本发明的范围由所附的权利要求表示而不是由实施方式表示。在权利要求的等同含义和范围内的各种修改和变化均确定为在本发明的范围内。
Claims (23)
1.一种传感器系统，所述系统包括：
驱动轴；
支承在所述驱动轴上的接合元件；
马达，所述马达配置为驱动所述驱动轴和支承在该驱动轴上的所述接合元件；
可检测特征部件，所述可检测特征部件包括支承在所述驱动轴上的旋转元件，以便通过所述马达使所述驱动轴的运动改变所述可检测特征部件的状态；
至少一个传感器，所述至少一个传感器布置为检测所述可检测特征部件的状态；以及
电路，所述电路配置为响应由所述至少一个传感器检测到的所述可检测特征部件的状态的变化而提供信号。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述接合元件包括齿轮。
3.如权利要求1所述的系统，
所述至少一个传感器中的每个传感器具有槽口；
所述旋转元件布置为穿过各个相应传感器的所述槽口旋转。
4.如权利要求3所述的系统，所述旋转元件布置为穿过各个相应传感器的所述槽口的中心旋转。
5.如权利要求1所述的系统，所述旋转元件具有多个臂，所述臂中的每一个臂由缺口隔开。
6.如权利要求1所述的系统，所述旋转元件具有从该旋转元件延伸的臂。
7.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
外壳，所述外壳用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件，所述外壳配置为将所述至少一个传感器抵靠所述外壳的表面进行偏置，以使所述至少一个传感器相对于所述驱动轴保持对齐。
8.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
外壳，所述外壳用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件，所述外壳具有至少一个臂元件，所述至少一个臂元件配置为将所述至少一个传感器的各传感器抵靠所述外壳的表面进行偏置，以使所述至少一个传感器相对于所述驱动轴保持对齐。
9.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
外壳，所述外壳用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件，所述外壳具有至少一个底板表面，所述至少一个底板表面用于支承所述至少一个传感器的各传感器；
所述外壳具有至少一个臂元件，所述至少一个臂元件配置为将所述至少一个传感器的各传感器抵靠所述底板表面进行偏置，以使所述至少一个传感器相对于所述驱动轴保持对齐。
10.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
遮护罩，所述遮护罩相对于所述至少一个传感器布置以基本上阻止光穿过该遮护罩。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述遮护罩由包括金属箔材料的材料制成。
12.如权利要求10所述的系统，所述系统还包括：
外壳，所述外壳用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件；
所述遮护罩配置为将所述电路抵靠所述外壳的表面进行偏置。
13.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
外壳，所述外壳用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件；
其中，所述电路包括盘绕所述外壳的至少一部分的柔性印刷电路板。
14.如权利要求1所述的系统，其中所述旋转元件支撑在所述驱动轴上与所述接合元件相对的位置，其中所述马达在所述旋转元件和所述接合元件之间。
15.如权利要求14所述的系统，所述驱动轴具有延伸穿过所述马达的单一、整体的本体。
16.如权利要求1所述的系统，所述至少一个传感器包括两个或两个以上传感器。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述两个或两个以上传感器的每个传感器围绕所述驱动轴的轴线放置。
18.如权利要求16所述的系统，其中所述两个或两个以上传感器的每个传感器相对于彼此放置，以便每个传感器的信号基本上彼此垂直。
19.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括：
外壳，所述外壳用于容纳所述至少一个传感器和所述旋转元件；
其中，所述接合元件布置在所述外壳的外部。
20.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个传感器的每个传感器包括光电断路器传感器。
21.如权利要求1所述的系统，其中所述可检测特征部件支承在所述旋转元件和所述马达中的一者上。
22.如权利要求1所述的系统，所述马达的所述接合元件配置为与柱塞臂操作性地可接合，所述柱塞臂连接至柱塞头，该柱塞头布置用于通过所述马达在储液器的轴向上运动，所述马达配置为当该马达与所述储液器操作性接合并且所述柱塞臂相对于所述储液器在所述轴向上移动时将流体介质从所述储液器中驱出。
23.一种制作传感器系统的方法，所述方法包括：
提供驱动轴；
将接合元件支承在所述驱动轴上；
将马达配置为驱动所述驱动轴和支承在所述驱动轴上的所述接合元件；
提供可检测特征部件，所述可检测特征部件包括支承在所述驱动轴上的旋转元件以便通过所述马达使所述驱动轴的运动改变所述可检测特征部件的状态；
布置至少一个传感器以检测所述可检测特征部件的状态；以及
将电路配置为响应由所述至少一个传感器检测到的所述可检测特征部件的状态的变化而提供信号。
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