CN104740753A - 流量可控型体内用药装置 - Google Patents

Abstract

流量可控型体内用药装置，包括至少一个储药囊、与储药囊数量相同的加药机构、输药管、程控开关、装载板、第一电子控制系统、第一电源、第二电子控制系统和第二电源。第一电源、第一电子控制系统、储药囊、输药管的进药段及安装有输药管被控制段和程控开关的装载板封装在至少一盒体内，使用时埋于患者皮下，加药机构埋于患者皮下，输药管的出药段置于患者腹腔、胸腔、颅内、肌肉内或皮下等位置；第二电子控制系统位于患者体外，供操作者发送输药指令、接收和显示输药信息。

Description

流量可控型体内用药装置

技术领域

本发明属于医疗器械，特别涉及一种可植入人体内并能智能控制用药量的装置。

背景技术

部分患有慢性疾病(例如糖尿病，肿瘤，更年期激素缺乏等疾病)的患者需要长期用药，但对于依从性较差或不适宜口服用药的患者来说，无论是采用肌肉注射还是静脉注射都存在反复穿刺导致创伤和感染的风险，同时患者需频繁奔波于医疗机构，严重影响了患者的日常生活和工作，也增加了医务人员的劳动强度。缓释用药技术是近年来的一项新兴的用药方式，通过在皮下埋置缓释胶囊，药物通过胶囊壁缓慢释放到皮下被患者吸收后发挥药理作用。采用皮下埋置缓释胶囊的方式来用药可以从一定程度上克服上述静脉用药和肌肉注射用药的缺陷，给患者带来了极大的方便，并明显减少了患者的创伤和感染风险，但使用缓释胶囊的方式存在药物使用时效有限、不能随时调整用药方案和不能续加药物的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可植入人体内的流量可控型体内用药装置，此种装置不仅可以对用药剂量进行智能化控制，而且可以在药物用尽后通过简单操作达到补充药物、延长患者使用时间的目的。

本发明所述流量可控型体内用药装置，包括至少一个储药囊、与储药囊数量相同的加药机构、输药管、程控开关、装载板、第一电子控制系统、第一电源、第二电子控制系统和第二电源；所述第一电子控制系统由第一单片机及分别与第一单片机连接的第一无线接收器和第一无线发射器组成，第一无线发射器用于向第二电子控制系统发送信息，第一无线接收器用于接收来自于第二电子控制系统的信息并将接收到的信息传输给第一单片机；所述第二电子控制系统包括第二单片机及分别与第二单片机连接的第二无线接收器、第二无线发射器、人机交互操作按键和显示器，第二无线发射器用于向第一电子控制系统发送指令，第二无线接收器用于接收来自于第一电子控制系统的信息并将接收到的信息传输给第二单片机，人机交互操作按键用于向第二单片机发送指令，显示器用于显示第二单片机接收到的信息；所述第一电源用于向第一电子控制系统、程控开关提供工作电流，所述第二电源用于向第二电子控制系统提供工作电流；所述加药机构由加药杯、与加药杯连接的加药管和医用弹性材料制作的封闭片组成，所述封闭片覆盖在加药杯杯口用于封闭装药后的加药杯，所述输药管依次由进药段、被控制段和出药段组成，所述被控制段安装在装载板设置的凹槽中，储药囊分别与对应加药机构的加药管连接和输药管的进药段连接；所述程控开关与第一单片机连接并设置在安装输药管被控制段的装载板上的凹槽处，用于导通或截断药液流出储药囊的通路及控制药物从储药囊流出的速度；所述第一单片机根据第二单片机的指令调整程控开关所处状态并将调整后的信息通过第一无线发射器、第二无线接收器传输给第二单片机，根据第二单片机的指令开机或关机；所述第二单片机将接收到的来自于第一单片机的信息进行处理并传输给显示器予以显示，将来自于人机交互操作按键的指令进行处理后通过第二无线发射器、第一无线接收器传输给第一单片机；所述第一电源、第一电子控制系统、储药囊、输药管的进药段及安装有输药管被控制段和程控开关的装载板封装在至少一盒体内，以便于消毒和埋于患者皮下。

上述流量可控型体内用药装置，输药管的形状和构造主要与储药囊的个数有关：储药囊为一个时，输药管为条形管，储药囊与条形管连接；储药囊为两个时，输药管优选Y形管，Y形管的两支上臂管分别与两个储药囊连接；储药囊为三个或三个以上时，输药管优选数量与储药囊相同的支管与一根主管汇交构成的叉形管，叉形管的各支管分别与各储药囊连接。输药管可以是整体式结构，也可以是分体式结构，所述分体式结构的输药管，其进药段、被控制段和出药段为三段独立的管件，通过连接管连接组合而成。

上述流量可控型体内用药装置，程控开关由两个电磁组件构成，所述电磁组件由外壳、线圈、挡块、复位弹簧和电磁铁制作的动触头组成，外壳的一端封闭、一端开口，挡块安装在外壳封闭端的内壁，线圈安装在外壳的筒体段内壁，复位弹簧安装在线圈的壳体上，动触头与复位弹簧连接，其一端插装在线圈内，其另一端朝向外壳的开口端。程控开关中线圈的通电电流大小决定程控开关内部产生磁力大小，进而影响复位弹簧的压缩程度，最终影响程控开关的开合状态。当线圈未通电时，程控开关内部不产生磁力，程控开关的动触头在复位弹簧的弹力作用处于关闭状态〔见图8中的(1)图〕；当线圈通微弱电流时，程控开关内部产生较弱磁力，程控开关的动触头在较弱磁力作用下对复位弹簧进行一定压缩，由于复位弹簧被压缩，程控开关的动触头处于部分开启状态〔见图8中的(2)图〕；当线圈通较强电流时，程控开关内部产生较强磁力，程控开关的动触头在较强磁力作用下将复位弹簧压缩至极限状态，由于复位弹簧被压缩至极限状态，程控开关的动触头处于全开启状态〔见图8中的(3)图〕。

从使用方便的角度考虑，本发明所述流量可控型体内用药装置中，第二单片机、第二电源安装在一盒体内，第二无线接收器、第二无线发射器安装在所述盒体的外壁或内壁，人机交互操作按键、显示器安装在所述盒体的外壁。

为了扩展第二电子控制系统的功能，第二单片机还设置有报警指示灯、报警蜂鸣器、数据存储器和数据输出接口，第二电源连接有电源指示灯，报警指示灯、报警蜂鸣器、数据存储器和数据输出接口分别与第二单片机连接；所述数据存储器与第二单片机、第二电源安装在同一盒体内，所述报警蜂鸣器安装在所述盒体的外壁或内壁，所述数据输出接口、报警指示灯和电源指示灯安装在所述盒体的外壁。

本发明所述流量可控型体内用药装置，其使用方法如下：

根据患者病情需要将本发明所述流量可控型体内用药装置中输药管的出药段置于腹腔、胸腔、颅内、肌肉内或皮下等位置，将装有第一单片机、第一电源、第一无线接收器、第一无线发射器、储药囊、输药管进药段和被控制段、程控开关和装载板的盒体及加药机构埋于患者皮下，使第二单片机及与第二单片机连接的第二电源和其它器件位于患者体外。

本发明所述流量可控型体内用药装置，其工作原理如下：

操作者通过加药机构的加药杯预先在储药囊中加入需要使用的药物，并通过人机交互按键将药物总量，单次用药的剂量、用药时间、用药间隔时间等信息输入第二单片机，第二单片机将参数信息通过第二无线发射器发射、第一无线接收器接收后传输给第一单片机，第一单片机根据接收到的信息对程控开关发出指令，当指令为注药时，程控开关打开，药物从储药囊流入患者体内，程控开关的开启程度决定导流管的内径，进而决定注药速度，程控开关的开启时间和导流管内的药物流速决定用药剂量；当指令任务完成后，程控开关关闭，药物停止从储药囊流出。第一单片机将本次用药的信息通过第一无线发射器、第二无线接收器传输给第二单片机，第二单片机对接收到的信号进行处理，在与第二单片机连接的显示器上显示出包括单次用药量、用药总量、剩余药量、第一单片机的电源状态、工作模式等信息，当储药囊、程控开关为多个时，本发明所述流量可控型体内用药装置可通过第一单片机同时或分别指挥一个或多个程控开关的开合，达到同时输入或分别输入不同流量的一种或多种药物的目的。根据植入体内储药囊数量不同，在第二盒体的显示器上还可显示由第一单片机传输的每一个储药囊的用药总量、剩余药量、用药时间等重要参数信息。在安全性方面，当第一单片机监测到异常信息时，可通过第二单片机实现报警，并可通过对第二单片机的设置对第一单片机实现断电、关机等控制，保证使用的安全性。

当储药囊中的药物用完后，可使用注射器针头通过加药机构向储药囊中续加药物。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述装置可通过预先将药物储备在患者体内，继后在较长时期内根据患者病情需要来智能化管理药物使用情况的用药模式，减少了反复穿刺创伤用药给患者带来的痛苦和感染的风险，同时减少了传统用药方式给患者带来的不便。

2、本发明所述装置可实现对用药剂量和用药时间的精准控制，保证了患者药物的治疗效果。

3、本发明所述装置还可通过使用多个储药囊相互搭配输送药物，实现了个体化用药的目标，同时，可通过续加药物极大延长装置的使用期限。

4、本发明所述装置可对用药信息进行实时监测和记录，并可通过数据输出接口将数据导出用于分析。

5、本发明所述装置使用方便，通过对第二单片机的设置可以实现对程控开关工作状态的控制；当第一单片机监测到异常信息时，可通过第二单片机实现报警和保护性操作，保证使用的安全性。

6、将装有第一单片机、第一电源、第一无线接收器、第一无线发射器、储药囊、输药管进药段和被控制段、程控开关和装载板的盒体及加药机构埋于患者皮下，因而电子元件、输药管被控制段和加药机构均可方便的更换。

附图说明

图1是本发明所述流量可控型体内用药装置中第一电子控制系统、第二电子控制系统及被控制器件的一种结构框图。

图2是本发明所述流量可控型体内用药装置中第一电子控制系统、第二电子控制系统及被控制器件的又一种结构框图。

图3是储药囊为一个时与加药机构、输药管的组合示意图，其中，(1)图为输药管是整体式结构的条形管，(2)图为输药管是分体式结构的条形管。

图4是储药囊为两个时与加药机构、输药管的组合示意图，其中，(1)图为输药管是整体式结构的Y形管，(2)图为输药管是分体式结构的Y形管。

图5是储药囊为三个时与加药机构、输药管的组合示意图，其中，(1)图为输药管是整体式结构的叉形管，(2)图为输药管是分体式结构的叉形管。

图6是装载板的结构示意图，其中，(1)图中的装载板适用于输药管为条形管，(2)图中的装载板适用于输药管为Y形管，(3)图中的装载板适用于输药管为三根支管与一根主管汇交构成的叉形管。

图7是加药机构的结构示意图，其中，(1)图为加药机构的外形图，(2)图为加药机构的剖视图。

图8是程控开关的结构示意图，其中，(1)图中的程控开关处于关闭状态，(2)图中的程控开关处于部分开启状态，(3)图中的程控开关处于完全开启状态。

图9是一个储药囊与加药机构、输药管的组合体及程控开关在装载板上的安装示意图，其中，(1)图中的输药管为整体式结构的条形管，(2)图中的输药管为分体式结构的条形管。

图10是两个储药囊与加药机构、输药管的组合体及程控开关在装载板上的安装示意图，其中，(1)图中的输药管为整体式结构的Y形管，使用两副程控开关，(2)图中的输药管为整体式结构的Y形管，使用一副程控开关，(3)图中的输药管为分体式结构的Y形管，使用两副程控开关，(4)图中的输药管为分体式结构的Y形管，使用一副程控开关。

图11是本发明所述流量可控型体内用药装置的一种外形图，其中，(1)图为安装在患者体内的各构件组合后的外形图，(2)图为位于患者体外的各构件组合后的外形图。

图12是本发明所述流量可控型体内用药装置的使用示意图。

1加药机构，1-1加药管，1-2加药杯，1-3封闭片，2储药囊，3输药管，3-1进药段，3-2被控制段，3-3出药段，4连接管，5装载板，6程控开关，6-1外壳，6-2线圈，6-3挡块，6-4动触头，6-5复位弹簧，7第一盒体，8第一无线发射/接收窗，9第二盒体，10人机交互操作按键，11显示器，12第二无线发射/接收窗，13报警指示灯，14报警蜂鸣器，15电源指示灯，16患者。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述流量可控型体内用药装置在结构方面作进一步说明。

实施例1

本实施例中，流量可控型体内用药装置包括一个储药囊2、一个加药机构1、一根条形输药管3、程控开关6、装载板5、第一电子控制系统、第一电源、第二电子控制系统和第二电源。所述第一电子控制系统如图1所示，由第一单片机及分别与第一单片机连接的第一无线接收器和第一无线发射器组成。所述第二电子控制系统如图1所示，由第二单片机及分别与第二单片机连接的第二无线接收器、第二无线发射器、人机交互操作按键和显示器组成。第一单片机和第二单片机均选用型号为MSP430F135的单片机(美国TI公司生产)，第一、第二无线接收器和第一、第二无线发射器的型号为nRF905(苏州天铱电子科技有限公司生产)。所述输药管3为分体式结构，如图3中的(2)图所示，依次由进药段3-1、被控制段3-2和出药段3-3组成，进药段3-1、被控制段3-2和出药段3-3为三段独立的管件，通过连接管4连接组合而成。所述加药机构1如图7所示，由加药杯1-2、与加药杯连接的加药管1-1和封闭片1-3组成，封闭片覆盖在加药杯杯口用于封闭装药后的加药杯。所述程控开关6如图8所示，由两个电磁组件构成，所述电磁组件由外壳6-1、线圈6-2、挡块6-3、复位弹簧6-5和电磁铁制作的动触头6-4组成，外壳的一端封闭、一端开口，挡块安装在外壳封闭端的内壁，线圈安装在外壳的筒体段内壁，复位弹簧安装在线圈的壳体上，动触头与复位弹簧连接，其一端插装在线圈内，其另一端朝向外壳的开口端。所述装载板5如图6中的(1)图所示，其上设置有与输药管3相匹配的条形槽。

各构件和器件的组合方式：如图3中的(2)图所示，储药囊2的顶部与加药机构1的加药管连接，储药囊2的底部与输药管的进药段3-1连接；如图9中的(2)图所示，储药囊、加药机构、输药管形成的组合体中，其输药管的部分进药段、被控制段和部分出药段位于装载板5设置的条形凹槽中；程控开关6与第一单片机连接并设置在安装输药管被控制段的装载板上的凹槽处〔见图1和图9中的(2)图)〕；如图1所示，第一电源用于向第一电子控制系统、程控开关提供工作电流，第二电源用于向第二电子控制系统提供工作电流。

所述第一电源、第一单片机、储药囊2、输药管的进药段及安装有输药管被控制段3-2、程控开关6的装载板5封装在第一盒体7内，第一无线接收器、第一无线发射器安装在第一盒体的内壁，所述第一盒体7上开设有第一无线发射/接收窗8，所述加药机构1和输药管的出药段3-3位于第一盒体之外；所述第二电源、第二单片机安装在第二盒体9内，第二无线接收器、第二无线发射器安装在第二盒体的内壁，所述人机交互操作按键10、显示器11安装在第二盒体的外壁，所述第二盒体9上开设有第二无线发射/接收窗12。

本实施例中，流量可控型体内用药装置在使用时的安装方式如图12所示，输药管的出药段3-3置于患者16的腹腔、胸腔、颅内、肌肉内或皮下等位置，第一盒体7及加药机构埋于患者皮下，第二盒体9位于患者体外，由医务人员手持操作。

本实施例中，储药囊2、封闭片1-3用医用橡胶制作，加药杯1-2、加药管1-1和第一盒体7用聚乙烯制作，输药管3的进药段3-1、被控制段3-2和出药段3-3用软质聚氯乙稀制作，连接管用硬质聚氯乙稀制作。

实施例2

本实施例中，流量可控型体内用药装置与实施例1不同之处在于：

1、储药囊2为两个、加药机构1为两个，输药管3为Y形管，两个储药囊2的顶部分别与对应的加药机构1的加药管连接，两个储药囊2的底部分别与Y形管输药管3的两支上臂连接〔如图4中的(2)图所示〕。

2、装载板5设置有与输药管3相匹配的Y形槽〔如图6中的(2)图所示〕。

3、储药囊、加药机构、输药管形成的组合体中，其输药管的部分进药段、被控制段和部分出药段位于装载板5设置的Y形凹槽中；程控开关6为两副，分别设置在安装输药管Y形被控制段的装载板上的两凹槽处〔如图10中的(3)图所示〕。

4、第二电子控制系统增加了报警指示灯13、报警蜂鸣器14、数据存储器、数据输出接口，报警指示灯13、报警蜂鸣器14、数据存储器、数据输出接口分别与第二单片机连接，第二电源连接有电源指示灯15(如图2、图11所示)。

本发明不限于上述实施例，例如，储药囊2可以为三个或三个以上，输药管3为数量与储药囊相同的支管与一根主管汇交构成的叉形管，输药管3还可以是整体式结构等。

Claims (10)

1.一种流量可控型体内用药装置，其特征在于包括至少一个储药囊(2)、与储药囊数量相同的加药机构(1)、输药管(3)、程控开关(6)、装载板(5)、第一电子控制系统、第一电源、第二电子控制系统和第二电源；

所述第一电子控制系统由第一单片机及分别与第一单片机连接的第一无线接收器和第一无线发射器组成，第一无线发射器用于向第二电子控制系统发送信息，第一无线接收器用于接收来自于第二电子控制系统的信息并将接收到的信息传输给第一单片机；所述第二电子控制系统包括第二单片机及分别与第二单片机连接的第二无线接收器、第二无线发射器、人机交互操作按键和显示器，第二无线发射器用于向第一电子控制系统发送指令，第二无线接收器用于接收来自于第一电子控制系统的信息并将接收到的信息传输给第二单片机，人机交互操作按键用于向第二单片机发送指令，显示器用于显示第二单片机接收到的信息；

所述第一电源用于向第一电子控制系统、程控开关提供工作电流，所述第二电源用于向第二电子控制系统提供工作电流；

所述加药机构(1)由加药杯(1-2)、与加药杯连接的加药管(1-1)和医用弹性材料制作的封闭片(1-3)组成，所述封闭片覆盖在加药杯杯口用于封闭装药后的加药杯，所述输药管依次由进药段(3-1)、被控制段(3-2)和出药段(3-3)组成，所述被控制段(3-2)安装在装载板设置的凹槽中，储药囊分别与对应加药机构的加药管(1-1)和输药管的进药段(3-1)连接；

所述程控开关与第一单片机连接并设置在安装输药管被控制段的装载板上的凹槽处，用于导通或截断药液流出储药囊的通路及控制药物从储药囊流出的速度；

所述第一单片机根据第二单片机的指令调整程控开关所处状态并将调整后的信息通过第一无线发射器、第二无线接收器传输给第二单片机，根据第二单片机的指令开机或关机；

所述第二单片机将接收到的来自于第一单片机的信息进行处理并传输给显示器予以显示，将来自于人机交互操作按键的指令进行处理后通过第二无线发射器、第一无线接收器传输给第一单片机；

所述第一电源、第一电子控制系统、储药囊、输药管的进药段及安装有输药管被控制段和程控开关的装载板封装在至少一盒体内。

2.根据权利要求1所述流量可控型体内用药装置，其特征在于储药囊(2)为一个时，输药管(3)为条形管，储药囊与条形管连接；储药囊(2)为两个时，输药管(3)为Y形管，Y形管的两支上臂管分别与两个储药囊(2)连接；储药囊(2)为三个或三个以上时，输药管(3)为数量与储药囊相同的支管与一根主管汇交构成的叉形管，叉形管的各支管分别与各储药囊连接。

3.根据权利要求2所述可续加药物的体内用药装置，其特征在于输药管(3)为整体式结构或分体式结构，所述分体式结构的输药管(3)，其进药段(3-1)、被控制段(3-2)和出药段(3-3)为三段独立的管件，通过连接管(4)连接组合而成。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述流量可控型体内用药装置，其特征在于程控开关(6)由两个电磁组件构成，所述电磁组件由外壳(6-1)、线圈(6-2)、挡块(6-3)、复位弹簧(6-5)和电磁铁制作的动触头(6-4)组成，外壳的一端封闭、一端开口，挡块安装在外壳封闭端的内壁，线圈安装在外壳的筒体段内壁，复位弹簧安装在线圈的壳体上，动触头与复位弹簧连接，其一端插装在线圈内，其另一端朝向外壳的开口端。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述流量可控型体内用药装置，其特征在于所述第二电子控制系统还包括报警指示灯(13)、报警蜂鸣器(14)、数据存储器和数据输出接口，报警指示灯(13)、报警蜂鸣器(14)、数据存储器和数据输出接口分别与第二单片机连接，所述第二电源连接有电源指示灯(15)。

6.根据权利要求4所述流量可控型体内用药装置，其特征在于所述第二电子控制系统还包括报警指示灯(13)、报警蜂鸣器(14)、数据存储器和数据输出接口，报警指示灯(13)、报警蜂鸣器(14)、数据存储器和数据输出接口分别与第二单片机连接，所述第二电源连接有电源指示灯(15)。

7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述流量可控型体内用药装置，其特征在于所述第二单片机、第二电源安装在一盒体内，所述第二无线接收器、第二无线发射器安装在所述盒体的外壁或内壁，所述人机交互操作按键、显示器安装在所述盒体的外壁。

8.根据权利要求4所述流量可控型体内用药装置，其特征在于所述第二单片机、第二电源安装在一盒体内，所述第二无线接收器、第二无线发射器安装在所述盒体的外壁或内壁，所述人机交互操作按键、显示器安装在所述盒体的外壁。

9.根据权利要求5所述流量可控型体内用药装置，其特征在于所述第二单片机、第二电源和数据存储器安装在一盒体内，所述第二无线接收器、第二无线发射器和报警蜂鸣器安装在所述盒体的外壁或内壁，所述人机交互操作按键、显示器、数据输出接口、报警指示灯和电源指示灯安装在所述盒体的外壁。

10.根据权利要求6所述流量可控型体内用药装置，其特征在于所述第二单片机、第二电源和数据存储器安装在一盒体内，所述第二无线接收器、第二无线发射器和报警蜂鸣器安装在所述盒体的外壁或内壁，所述人机交互操作按键、显示器、数据输出接口、报警指示灯和电源指示灯安装在所述盒体的外壁。