CN104415426A - 一次性使用的胰岛素注射泵 - Google Patents

Abstract

本发明是一种一次性使用可定时定量向人体内注射胰岛素的便携式电子控制注射胰岛素设备。结构包括胰岛素泵本体，储药器，注药活塞，注药推杆，弹性装置，输药软管，可伸出注射针，电磁摆轮或电磁擒纵叉，擒纵轮，编码器，位移传感器，齿轮组，控制系统，通信系统和电池；在储药器后部设置有弹性装置直接推动注药活塞，注药活塞连接注药推杆注药推杆通过与齿轮组成的注射控制装置耦合控制注药活塞的推进。用电脑、pda、智能手机等设置输注方案，通过通信系统将方案传输给控制系统，通过调节摆轮或擒纵叉控制弹性装置推动注药活塞。擒纵轮上的编码器和注药活塞上的位移传感器提供反馈控制信号用于精确控制速度和报警。

Description

一次性使用的胰岛素注射泵

技术领域

本发明胰岛素泵涉及的是医疗器械和微电子领域，具体是涉及一种由电子控制可定时定量向人体内注射胰岛素的便携式一次性使用设备，可帮助糖尿病患者在全天内维持稳定的血糖，广泛应用于1型、2型、特殊型及妊娠型糖尿病患者。 

背景技术

目前对糖尿病的治疗和控制主要有两种方法：一种是常规方法治疗，即每天1-2次注射胰岛素和1-2次血糖监测；另一种是采用强化治疗方法，每日多次血糖监测，模拟胰岛细胞分泌胰岛素的方式连续输注胰岛素，尽可能使血糖接近正常水平，此种方法多是使用胰岛素泵来实现。 

1993年关于糖尿病控制与并发症试验DCCT曾使用上述两种方法开展过一项最大规模的长期临床试验，旨在观察强化血糖控制所带来的益处。研究结果表明，血糖控制良好组的平均糖化血红蛋白较血糖控制不良组下降了2％，大大降低了糖尿病慢性并发症的危险性：糖尿病眼部病变的危险性下降了约76％，肾脏及神经病变的危险性同样程度的得到了降低。 

在胰岛素泵被正式应用于临床之后相继出现过无刷直流电机式胰岛素泵；由控制系统、动力系统、输送装置组成的24小时内多次自动定时定量向人体输送胰岛素的胰岛素泵；有采用低耗能的双16位CPU控制方式，采用带反馈的减速电机为半闭环控制系统的胰岛素泵；但是这些产品结构复杂、操作繁琐、使用成本很高这在一定程度上限制了它的使用范围。 

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处提供一种一次性使用的胰岛素泵，可以提升胰岛素泵的安全性、操作简便性和降低使用成本。该一次性胰岛素泵采用廉价的弹性推动装置；使用微电子设备和软件程序来精确控制给药速度和给药时间；同时预留连续血糖检测器的连接端口形成闭环全自动胰岛素给药系统，是一种安全，简便，低费用、功能全面的胰岛素泵。 

本发明的胰岛素泵是采用以下技术方案实现的：胰岛素泵结构包括胰岛素泵本体， 内含储药器，注药活塞，注药推杆，电池，弹性元件、电磁摆轮、擒纵装置、超流速关断装置、控制电路、可弹出皮下针、振动报警器。 

在胰岛素泵本体一侧设置有储药器，在储药器外侧的壳体设有透明观察窗。在储药器后部设置有弹性储能装置推动注药器活塞，注药活塞装配在注药推杆一端与注药推杆一端的外螺纹相配合。注药活塞装在储药器内，可沿储药器内腔滑动。注药推杆上设有锯齿，与电磁摆轮和擒纵装置组成的流速控制器的输出齿轮咬合。 

在储药器出口端连接超流速关断装置，当流速超出最大限制流速时关闭储药器出口。储药器出口通过超流速关断装置后通过一段软管连接可伸缩的输液针。 

在擒纵轮上装有传感器，用于检测流速，传感器采用光电传感器、光学码盘，也可采用磁码盘和霍尔元件。 

在胰岛素泵本体另一侧设置有电池舱，电池舱内装有电池，供控制系统使用。 

在此处键入发明内容描述段落。在胰岛素泵本体内侧装有振动器和蜂鸣器，采用振动和声音方式用于报警与提醒。 

工作时，控制系统通过电压电流和频率调节电磁摆轮的摆动周期，摆轮按一定比例驱动擒纵装置的输出齿轮运转。随着输出齿轮的转动与其咬合的注药推杆在弹性元件的推动下也向前运动，推动注药活塞沿储药器内腔向前推进，将储药器内的胰岛素通过储药器出口端、超流速关断装置、软管、输液针定时定量地注入人体。 

本发明的一次性胰岛素泵使用双MCU或单MCU加看门狗作为主控系统也可以使用专用的逻辑电路作为控制系统控制胰岛素的输注和通信。输注的各项参数和输注模式可由专用PDA或智能手机、电脑设置并通过通信系统传送到控制系统，控制系统按照接收到的数据发出指令并从个传感器接收信号检查指令执行情况。由动力装置产生精确的动作并带动输送装置将胰岛素定时定量精确的送入人体。其中主控系统电路板上设有的中央处理单元，其根据接受到的上位机传来的数据，通过控制电磁摆轮的摆动周期，通过擒纵装置释放弹性元件 的能量驱动一直线运动机构，该直线运动机构连接注药活塞，带动该注药活塞在胰岛素泵的储药器中伸缩，将储药器内的胰岛素定时定量地注入人体。 

本发明具有以下特点：本发明胰岛素泵设计合理、结构紧凑、体积小、重量轻、使用方便、成本低廉。本发明的一次性胰岛素泵采用弹性元件代替电机提供动力，简化泵的结构和降低生产成本。配套使用MCU和看门狗系统保证安全；采用编码器用于检测电磁摆轮和擒纵轮的运转，根据编码器的数据计算注药活塞的推进量确定泵的给药速度。控制器通过调节电磁摆轮的摆动周期或调节擒纵叉的摆动周期控制擒纵轮的转动速度。擒纵轮通过一组齿轮与注药推杆齿合，随着擒纵轮的转动与注药推杆齿合的齿轮也相应转动，注药推杆被慢慢放松。弹性元件就按照注药推杆放松的速度推动注药活塞，挤出药液。药液经超流速关断装置、软管和可伸出的注射针注入人体。合理设计设备内部结构及控制电路空间，控制产品体积和重量，可以最大限度减小产品体积和重量，便于随身携带和使用；本发明一性胰岛素泵通过电脑、智能手机或专用PDA编制胰岛素的输注方案，通过无线通信传输给泵控制系统。控制系统控制输注装置自动定时定量地24小时精确向人体输送胰岛素，一个一次性胰岛素泵可以连续工作2到3天。这种泵使用安全方便；预留连续血糖检测仪数据交换端口。与市场最新型技术产品相比原理独特、结构更加简单、性能更加可靠。 

附图说明

图1 是一次性胰岛素泵的结构图。

图中1为储药器；2注药活塞和推杆；3磁铁；4电磁元件；5擒纵叉；6控制系统；7擒纵轮；8轴；9齿轮； 

图2 是超流速关断装置图。

11针；12出口封闭膜；13膜支架；14弹性膜；15限流阀。 

Claims (6)

1.一种一次性胰岛素泵，其特征在于结构包括储药器，注药活塞，注药推杆，弹性装置，输药软管，可伸出注射针，电磁摆轮或电磁擒纵叉，擒纵轮，编码器，位移传感器，齿轮组，控制系统，通信系统，电池；在胰岛素泵本体一侧设置有储药器，在储药器外侧壳体设有透明观察窗，在储药器后部设置有弹性装置直接推动注药活塞，注药活塞连接注药推杆，注药推杆一侧配有齿条，齿条与由电磁摆轮、擒纵装置和齿轮组成的注射控制装置耦合，控制注药活塞的推进。

2.根据权利要求1所述的一次性胰岛素泵，其特征在于用电脑、pda、智能手机等设置个人专用的输注方案，通过无线通信系统将方案传输给注射泵的控制系统，控制系统控制摆轮或擒纵叉按照输注方案逐渐释放弹性装置，推动注药活塞工作，擒纵轮上的编码器和注药活塞上的位移传感器提供输注速度的反馈控制信号用于精确控制速度和报警。

3.根据权利要求1所述的胰岛素泵，其特征在于编码器提供齿轮组的转动角度，注药活塞位移传感器提供注药活塞的位置信息用于推算注射剂量和异常报警。

4.根据权利要求1所述的胰岛素泵，其特征在于个人独特的输注方案由专用软件帮助使用者和医生在如电脑、pda、智能手机等各种智能设备上进行设置，然后通过通信系统发送到泵控制系统，在泵体上提供光、声和振动报警同时报警信息也上传到上位智能终端。

5.根据权利要求1所述的胰岛素泵，其特征在于储药器的一端是由一个弹性膜，膜的中间是一个针眼限流阀，阀外侧针眼处的止流针组成的防过流装置，当流速超过限流阀的流速时，储药器内的压力增大弹性膜变形造成针眼限流阀与止流针接触堵塞限流阀终止输注胰岛素。

6.根据权利要求1所述的胰岛素泵，其特征在于平时注射针是缩在泵体内，当其安装到注射部位后，开启触发装置，注射针才弹出泵体刺入皮下。