CN106456871B - 药物再充施加器系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例涉及一种再充装置，其包括至少一个泵、多个储器、各与所述储器中的一个储器相关联的多个储器流体通道、各具有开启压力的用于流体密封所述储器流体通道和出口流体通道的多个阀；流体连接至所述储器流体通道的出口流体通道、和具有与所述出口流体通道流体连通的腔的针。诸如压力水平的参数被监测，并且一个或多个泵和所述阀中不同的阀根据协议进行致动，该协议包括具有多个步骤的序列，借以在清洗和填充序列中打开位于所述储器中的不同储器与所述针之间的流体通路，每个所述步骤与预期压力水平相关联。

Description

药物再充施加器系统及使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年12月23日提交的美国临时专利申请US61/920, 195的优先权和权益，其全文在此通过引用被纳入本文。

技术领域

本发明涉及药物再充施加器系统及使用方法。

背景技术

医疗处理通常要求对用于病人身体的特定部分的治疗剂(例如药剂、药物等)进行配给。随着病人活的更长久并且被诊断为慢性病和/或衰弱症状，将更多的蛋白质治疗剂、小分子药物和其它药物置入目标区域的需求会增加。然而一些疾病难以用当前可用的疗法处理和/或需要对到达难以到达的解剖区域的进行药物配给。许多这些疗法会受益于集中的目标区域治疗，其会减小系统性副作用。另外，诸如蛋白质治疗剂的某些药物是昂贵的，每瓶要花费几千美元。由于这些原因，对于定向药物给送的新的且改进的方法一直被寻找。

具有可再充药物储器的可植入给药装置解决并克服与传统的给药方式相关的许多问题。它们在整体上有利于向特定目标受控制地给送药液。当药物储器的内容物用尽时，临床医生可以就地对药物储器进行再充，即在所述装置保持植入在病人的体内的同时。

由于可得到具有不同的尺寸、再充要求以及植入位置的可植入装置，再充过程逐渐变得复杂。然而，再充系统本身以及相关的过程却未得到根本的提高。目前的再充系统可以使用注射器、多路三通阀、夹管阀等的复杂系统，它们被手动或电动地致动从而在整个再充过程中从打开位置向关闭位置过渡。这些系统具有易受人或者程序设计误差影响的学习曲线和多个步骤。另外，如果再充被手动地执行，那么不适当或不完美的针插入会造成对给药装置的损坏、引起病人的额外的不舒适或更糟糕地对病人造成危险。

因此，简化程序并且降低潜在误差数量的方法是非常需要的。

发明内容

在各个实施例中，本发明涉及再充系统，其包括再充针、储器、已知开启压力的被动式止回阀的系统、用于对药物泵装置进行再充的压力致动泵和分布于系统中的多个传感器。通过使系统的各个部分自动化，本发明的实施允许临床医生集中精力于整个再充过程，而不会分心于启动再充序列的各个步骤次序。

本发明在各实施例中提供用于给药装置的再充系统。例如，本发明可以作为用于对植入的、可再充的药物泵装置进行再充的系统实施，所述药物泵装置包括具有填充端口的药物储器。该系统可包括用于插入至药物泵的填充端口中并且可流体连接至一个或多个流体容器的针、用于使流体流经(多个)流体容器和位于被再充的装置内的药物储器之间的针的一个或多个泵、多个止回阀、包括用于控制(多个)泵的操作的处理器的电路、和便于在再充系统和植入的药物泵装置之间实现无线数据交换的无线通讯模块。该系统还可以包括用于使(多个)流体容器流体连接至针的管道。该再充系统还可用于对放置于外部的皮下泵(例如可穿戴式胰岛素泵和镇痛泵)进行再充。

本发明的实施例还提供部分地至完全地自动化系统，其具有多个嵌入式保护措施，所述保护措施减少再充过程的步骤数和次序总时间。被动机械保护措施防止误差，并且各个结构特征和构型可以使管道组中的无效区最小化，从而减少或消除在配给期间的药物浪费。在一些实施例中，压力和/或其它参数被监测，并且对预设值的检测触发再充过程中的一个或多个 (或全部)步骤的开始和完成。

本发明使再充过程简化并且提供许多优点。与当前的使用在整个再充过程中手动或电动地从打开位置向关闭位置变换的注射器、多路三通阀、夹管阀等复杂系统的再充系统不同，本发明的实施例依靠在整个再充过程中所需的已知压力使再充过程部分地或完全地自动化。

因此，在第一方面，本发明的实施例的特征在于用于对储器进行再充的装置，该装置包括以下部分或由以下部分组成：多个储器、多个储器流体通道、出口流体通道、用于流体密封储器流体通道和出口流体通道的多个阀、至少一个传感器、至少一个致动机构、针和控制器。多个储器流体通道中的每一个与其中一个储器相关联。出口流体通道流体连接至储器流体通道。多个阀中的每一个阀具有开启压力。至少一个传感器检测储器流体通道和出口流体通道中的压力。针具有与出口流体通道流体连通的腔，并且针构造成用于插入可植入医疗装置的给药端口。控制器按照协议致动至少一个所述泵和所述多个阀中的不同的阀，该协议包括具有多个步骤的序列或由其构成，其中在清洗和填充序列中打开位于所述储器中的不同储器与所述针之间的流体通路，每一个所述步骤与预期压力水平相关联。

本发明的实施例可包括一个或多个以下方面的任意各种组合。控制器可以构造成根据经由传感器检测的预期压力水平执行序列中的步骤。至少一些所述阀中是主动阀。至少一些所述阀是被动阀。该装置可包括至少一个流量传感器和/或至少一个生物传感器。所述控制器可被构造成控制所述泵，从而将通过出口腔的压力保持低于对连接至所述针的可植入装置(例如可植入医疗装置)造成损坏的压力。控制器被构造成控制所述泵，从而将通过出口腔的压力保持低于使连接至所述针的可植入装置(例如可植入医疗装置)排出材料的压力。控制器可被构造成控制所述泵，从而在填充或抽吸步骤期间将通过出口腔的压力保持高于在所述填充或抽吸期间可操作地使用的流体线路中的止回阀的开启压力。控制器可包括用于存储多个预期压力水平及其之间的预期时间间隔的存储器。控制器可被构造成监测至少一个压力传感器，并且根据在预期时间间隔后对预期压力水平的检测启动或终止协议步骤。该装置可包括至少一个针对压力之外的参数的传感器，并且该控制器(i)可包括用于存储包括压力值的预期参数值的时域分布的存储器，并且(ii)可被构造成监测传感器，并且根据与存储的分布的偏差的检测从而报告误差状态。参数值可包括检测的流速、累计流量、压力斜率变化、特定压力持续时间和/或特定压力范围内的稳定阶段或者基本上由其组成。

在第二方面，本发明的实施例的特征在于一种对具有药室的可植入装置进行再充的方法。提供再充装置。该再充装置包括下述特征或基本上由其组成，至少一个泵、多个储器、各自与其中一个所述储器相关联的多个储器流体通道、各自具有开启压力的多个阀、流体连接至所述储器流体通道的出口流体通道、和具有与所述出口流体通道流体连通的腔的针，其中所述多个阀用于流体密封所述储器流体通道和所述出口流体通道。监测压力水平。将所述针插入所述可植入装置的给药端口。按照协议致动至少一个所述泵和所述多个阀中的不同的阀，该协议包括具有多个步骤的序列或基本上由其组成，使得在清洗和填充序列中打开位于所述储器中的不同储器与所述针之间的多个流体通路，每个所述步骤与预期压力水平相关联。

本发明的实施例可包括一个或多个以下方面的任意各种组合。清洗和填充序列可包括下述特征或基本上尤其组成，即通过(i)使来自所述储器中的第一储器的第一流体在不超过最大容许压力的压力下经由所述针进入药室、(ii)从所述药室移出第一流体和(iii)使含药液体以不超过所述最大容许压力的压力进入。所述最大容许压力可小于对上述可植入装置造成损坏的压力。所述最大容许压力可小于造成流经所述可植入装置的压力。监测压力之外的至少一个参数、并且可在检测到与存储的触发值匹配的参数值时开启或终止所述序列中的步骤。所述触发值可包括以下参数或基本上由其组成，即，检测到的流速、累计流量、压力斜率变化、特定压力持续时间和/或特定压力范围内的稳定阶段。监测不同于压力的至少一个参数或者除压力之外还监测至少一个参数。存储包括压力值的预期参数值的时域分布。可基于监测到的参数根据对与存储的分布的偏差的检测从而报告误差状态。

术语“基本上”或“大约”意味着±10％(例如重量或体积)，并且在一些实施例中为±5％。本说明书中引用的“一个示例”、“示例”、“一个实施例”、“实施例”是指结合示例描述的特殊的特征、结构或特性被包含在本技术的至少一个示例中。因此，贯穿本说明书中各个位置的短语“在一个示例中”、“在示例中”、“一个实施例”或“实施例”的出现不一定均涉及相同示例。另外，所述特殊的特征、结构、例行程序、步骤或特性可以通过任何适当的方式在本技术的一个或多个示例中结合。本文的标题仅为方便起见而不旨在限制或解释所要求的技术的范围和含义。

附图说明

上述内容将通过下文对本发明的详细描述、尤其在结合附图的情况下变得更容易理解，其中：

图1A是根据本发明的各个实施例的手持再充工具的立体图；

图1B是图1A示出的装置的剖面图；

图2是根据本发明的各个实施例的药物泵装置和再充系统的框图，其示出了系统的各部件之间的通讯连接；

图3是根据本发明的实施例的模块单元的立体图；

图4-图6是根据本发明的各实施例的管路图；

图7是示出了代表性的抽吸和再充序列的压力-时间分布的曲线图；

图8用不同的填充和真空压力示出了图7所示的基本曲线分布的滞留；

图9是示出了根据本发明的实施例的用于再充周期的基本决策树的流程图；

图10是示出了生成了图7所示的曲线图的抽吸和填充序列的流程图；

图11是示出了表示堵塞的针的状态的曲线图。

具体实施方式

本发明总体上涉及用于具有可再充药物储器的可植入药泵装置的再充系统，药泵装置例如眼药泵、可植入胰岛素泵、内耳泵和脑泵。参考图 1A和图1B，再充系统可被植入多种部件中，其中一种是手持件100。如在下文中更详细地描述的，泵、控制电路、某些阀和传感器被集成至可重复使用的基本单元中，来自基本单元的一对流体通道进入手持件100的远端部；手持件终止于可拆除(可替换的)再充针102，所述再充针优选为小口径针。手持件100包括允许临床医生就地对植入装置进行再充的人体工程学的把手部分105。在优选的实施例中，同样的针102在整个再充过程期间被使用，从而减小针插入药物储器中的频率以及与病人、临床医生的相关的应力以及再充端口上的磨损。即使要将多种流体(例如待一同配给的多种独立储存的药物)注射入如下文说明的药泵装置中，单个针插入也可以是满足要求的。因此针102被相继连接至不同的流体容器中。

手持件100优选地是重量平衡的，并且可以具有嵌入的透明窗口，从而能够可视地确认流体运动。为了安全的目的，手持件100可以具有嵌入的、使用者致动的可伸缩的存针槽，从而当再充工具不在使用中时隐藏并存储针102。在某些实施例中，如在图1B的剖面图中最好地示出的，手持件100可以包括一对止回阀110、112和药物储器115。止回阀110、112中的一者或两者可以是主动的或被动的，以帮助调节流体填充和抽取过程。在示出的实施例中，阀110是双向止回阀并且阀112是单向止回阀。阀110、112分别流体连结至流体线路120、122。手持件100还可以包括一个或多个模态部，以帮助检测要被再充的装置的再充端口。这样的模态部可以包括压力传感器、光源、电容感应或压元件尖端、和/或磁性或霍尔效应结构，其可以为使用者提供整个再充过程中的附加的反馈。

图2示出实施本发明的典型的再充系统的操作环境和整体系统构造。例如在全部内容通过引用并入本文的序列号为13/632,722的美国申请中所述的，可再充药泵装置200可以包括药物储器、泵腔和用于操作装置200 的控制电路。来自药物储器的药物通过插管被给送至解剖部位，并且药物储器可以通过手持件100的针102经由填充端口进行再充。如下文所述，再充系统的各个可操作部件被容置在基础单元210中，其包括药物再充储器215、废弃物储器217、和用于冲洗流体的储器220。泵送单元222包括一个或多个泵，例如一个或多个气动泵、真空泵、组合式双隔膜泵、或本领域已知的形成适当的压力差的任何其它泵构造。另外，通过使用无菌过滤器和气隙在任何液体和泵本身之间形成无菌隔离是在医疗业中周知的和习惯做法。这允许泵送单元222的模块化和重复使用。泵送单元222可以根据再充过程的需要、例如流体的数量、流体通道和泵致动，包括多于一个泵。

在各实施例中，这些泵送单元通过在包括微处理器的电子控制电路 225内操作的软件进行调节。然而，临床医生可以在前一阶段已经结束后选择使用机械致动器手动地触发再充过程的各个阶段的开始。致动器可以嵌入手持件100中，但是可以单独地设置一些按钮或开关，例如在脚踏板中。如果药物给送装置包括一个或多个传感器(流量传感器、压力传感器或生物传感器等)，那么泵送单元222可以通过遥测技术或其它电子通讯方法主动地与装置200通讯，从而保证成功的再充并且在再充过程中没有意外的药物给送。这样的通讯协议也可以在再充过程使用以在药物给送装置中执行诊断检验。已知准确的流量和/或压力读数可以与来自装置200 的传感器读数相比较以在再充过程中通过已知的配量分布校准流量传感器，和/或通过感测的压力波动校准压力传感器。这样的诊断/再校准协议提高了在装置200的寿命期间的药物给送的准确性。

因此，基础单元210的控制电路225可以包括设置成独立于控制电路 225的通讯模块或遥测模块(包括收发器和相关电路)230，例如设置在手持的遥测棒232中以允许临床医生方便地将棒232置于植入的泵装置200 附近。所述棒可以被捆扎至基础单元210，或者可以通过独立的无线连接与基础单元210通讯。若采用，棒232可以被用于询问装置200并且允许双方向的数据交换和/或能量给送。例如，询问可以包括将装置200切换至再充模式，在该再充模式下装置的内部致动(电解、电渗透、压电致动等) 被关闭，并且诸如再充药物名称(例如与可移除的药物储器215相关并且通过读取器238读取的ID)、浓度和体积的信息可被传输至装置200。所述询问步骤还可以包括验证协议以防止药物核准标识外使用并且保证植入物的软件的安全性。

与药泵装置200交换的数据可被存储在本地服务器240上，该本地服务器与基础单元210集成或者被连接至基础单元。或者，通讯模块230可以允许基础单元210与外部服务器245通讯，例如通过因特网遥控地通讯。例如，基础单元210可具有无线局域网(Wi-Fi)、无限个域网(Zigbee)、或被持续地激活以处于蜂窝服务的移动电话芯片(GSM、CDMA)或其它无线功能。这允许患者和药物数据存储于所述再充系统之外(“在云端”) 并且可提供更高水平的安全性和操作灵活性。

在一些实施例中，使用配备有遥测模块252的特殊眼镜250对装置200 的电池进行再充电；这种眼镜在于2009年5月8日提交的美国序列号为 12/463,251的文献中进行了描述，其全部内容通过引用被并入本文。这种眼镜250和再充系统的基础单元210可以相互连接或被连接至共同的操作台，与药泵装置200的无线数据交换可以通过所述眼镜而不是通过独立的遥测棒232实现。

在一些实施例中，一个或多个传感器被有策略地布置在再充系统中用于对阶段完成进行连续的监测和检测。在一个实施例中，针尖102中的压力传感器260被首先用于检测所述装置200的药物储器中的压力并且触发再充过程的各个阶段的开始和完成，如下文所述。压力传感器260结合被动止回阀可以被用于使过程完全自动化。针尖102中的压力传感器260还可以检测再充针102在装置200的填充端口中的不适当的插入(例如穿过隔膜半程)。压力传感器可以被布置在药物储器215和废弃物储器217中，以检测系统中的可能的阻塞、再充过程的触发性关闭。在一些实施例中，压力传感器被布置在泵送单元222与储器215、217之间的流体路径中，以检测故障，像是流体路径渗漏。

流量传感器可以布置在流体路径中或者周围，以监测药物再充或废弃物抽取的流量。在一些实施例中，这些流量传感器可以仅是结构部件，例如根据流体流动方向和/或流量具有不同取向的柔性瓣。这为临床医生提供了对流动的视觉确认。在其它实施例中，流量传感器利用渡越时间、热效应、化学浓度和/或压力以提供准确的连续的流量测量，通过该测量可以计算清洗插入、清洗抽取和药物再充的总体积量。也可以使用计量被给送的和抽取的流体体积的其它方法。

可植入装置易受组织内生长和可能的感染的损害。因此，再充针102 可以包括生物传感器(以附图标记260表示)，以检测诸如炎症性生物标志物、细菌感染等的特定状态。另外，如果废弃物储器217是独立的并且可移除的，那么可以使用外部设备诸如实验室分析和质谱仪对抽取的废弃流体进行额外的测试。

图3示出了典型的模块单元300。除了储器之外，模块单元300还可以包括诸如窗口的特征，在再充过程中可以通过该窗口对废弃物抽取和药物再充进行观察。废弃物储器217还可被如此施加涂层，以至于液体的引入会赋予储器具有特有的(例如有毒的)着色。每个储器还可以具有不同类型的连接部，使得所属储器不会被错误地互换。模块单元300还可包括结构特征，例如管控制部和安全存针部，以及容纳可用作储器的标准药管形瓶的槽(无需用注射器填充药物储器215)。模块单元300可被放置在无菌区域，使得临床医生可以通过窗口可视地监测再充过程的进展。根据再充要求(再充药物体积、清洗周期数等)，模块单元300可以被嵌入手持件100。

模块单元300可以包括多个药物储器。在一个实施例中，模块单元300 包括两个药物储器215和附加的混合储器(未示出)。例如，来自一个药物储器的非活性药物和来自第二药物储器的活性剂可以被给送至混合储器中，在混合储器中使药物活化并且准备用于注射。其它包括多个并行致动或相继致动的步骤或所述步骤的任何组合形式的构型也是可行的。在一些这样的实施例中，电子调节器和/或主动阀可被用于在一定的时间段选择性地关闭某些流体路径。模块单元300还可以包括用于将药物加温至例如身体温度的加热元件，从而在引入药物的过程中减小由于温度差造成的病人不舒适。

在图4-图6示出了根据本文的用于再充系统的典型的流体布置。在图 4示出的实施例中，泵送单元222包括用于通过流体线路412从废弃物储器217抽吸材料的真空泵410和驱使来自药物储器215的液体药物通过针 102经由流体线路417的泵415。泵415可以是标准的机械泵(例如齿轮泵、隔膜泵、蠕动泵等)。一对电子调节器420、422控制所述泵410、415的操作，并且所述电子调节器本身受到电子控制电路225的控制，如图2 所示。同样受调节器420、422和/或电路225控制的一对电磁阀430、432 允许流体线路412、417向周围环境排放。所述流体布置还包括一对线内的无菌过滤器440、442。如上所述，各种示出的部件可以优选地位于手持件100、基础单元210和模块单元300中。药物储器215通过注射器450 在经过无菌过滤器453之后经由双向止回阀110填充。

图5示出了替代的流体布置，其包括附加的药物储器215’和相关的部件(即止回阀110’、无菌过滤器442’、453’和注射器450’)。这些部件通过第三流体线路417’流体连接至泵415。泵415通过膨胀式电磁阀432交替地控制管线417、417’其中之一的流动和排放，使得药物储器215、215’任一者中的药物能够选择性地通过针102排出。

图6示出包括冲洗储器220的流体布置。管路与图5示出的管路相同，其中来自冲洗储器220的输出流量受到泵415的控制。

所述再充系统包括使无效区最小化的特征，从而减少再充过程所需的药物量。这降低了每次实施过程的总成本。在一个实施例中，药物再充储器215被放置在手持件100中，使得药物不会在针尖102与储器215之间的管路中被浪费。这种构型在再充量不会阻碍使用者的握持能力并且适当地使用再充手持件100的情况下是有用的。在另一种构型中，模块单元被放置在无菌区域内，并且包括药物储器和废弃物储器215、217，因此与将药物储器放置在位于无菌区域之外的泵送单元中相比，降低含有流体的管路长度。

上文描述的药物再充系统可以用于填充、冲洗储器或者从储器中抽取材料。使用该系统的技术将在下文进行描述。

准备阶段

参考图4-图6，准备阶段在无菌区域中实施，并且从用药剂填充注射器450开始。空气从注射器450中排出，其随后通过安全连接部(例如鲁尔锁连接部)连接至再充手持件100或模块单元300。注射器内容物通过无菌隔离部453、通过双向止回阀110被给送至再充药物储器215。电磁阀432最初向周围环境打开，并且被动的双向止回阀110向药物储器打开。因此，来自注射器450的药物被偏压以只进入药物储器215。该步骤可被重复从而用于在邻近的储器215’中所必需任何附加的药物或清洗液。双向止回阀110、110’可以具有不同的直径，以防止连接错误的针。或者，药物管形瓶可以是集成至模块单元300中的可替换的部件，从而不必使用注射器450。

药物再充步骤(抽吸和填充周期)

参考图2，药物再充可以从将针102插入至医疗装置200的再充端口中开始。当确定适当地插穿再充端口的隔膜实现与装置200的药物储器的流体连接时(如可视地确定和/或通过由压力传感器获得的压力读数确定)，开始填充过程。可以通过产生不同的压力波动并且使由再充系统内的压力传感器和泵内的压力传感器报告的压力变化相互关联从而测试正确的插入。随后的阶段可以与引发当前阶段的结束和后续阶段的开始的特定压力临界值相关。这在图7中示出(另外参考图6)。在初始时刻t₀，在系统压力处于与充满或部分充满的储器相关的稳态水平并且以701表示的情况下，真空泵410启动并且电磁阀432操作以通过针102打开泵410与装置 200的药物储器之间的流体连通。当药物储器中的压力(在储器中测量并且被报告至再充系统，或者在针102处测量)达到以702表示的水平时，药物储器215被排空并且完成抽吸。经过短的时间间隔并且在以703表示的时刻，阀430、432操作以通过流体线路417’(和针102)打开泵415 和装置200的药物储器之间的流体连通。接收储器中的压力随着填充来自储器220中的清洗液体而升高，并且当达到以704表示的水平时，储器再次充满。抽吸步骤被重复以净化清洗液体的储器，并且执行(在抽真空之后填充的)另一清洗周期。在该第二清洗周期结束后的短时间间隔之后，压力和时间达到以706表示的值，并且储器被药物充满。也就是说，阀430、 432操作以通过流体线路417(和针102)打开泵415和装置200的药物储器之间的流体连通，并且接收储器中的压力随着填充来自储器215中的药物而升高。然后压力下降至与充满的储器相关的稳态水平并且以707表示。如图8所示，这些曲线分布(即压力-时间关系)在各个填充和真空压力下是可重复的，同时保留基本的压力-时间分布。图9以流程图示出程序中的各步骤。

因此，图7中的压力-时间分布可被用作正常的抽吸和再充序列的模版。再充系统控制器225(图2)可被编程以识别特定的参数值(例如相对时间、持续时间和/或压力值、临界值、曲线响应、渐近线、转折点或其它可检测的曲线特性)，并且基于这些参数值，开始或终止再充过程的各个步骤。在一些实施例中，在制造并校准之后这些触发值被永久地存储在非易失性存储器中(例如在电路225中)。在其它实施例中，所述值可以基于例如通过控制器的使用和自评估、例如通过与操作者的对话而被修改，也就是说，控制器可以开始测试过程并且验证与存储的触发值相符合的每个阶段的正确完成，如有必要则基于测试结果修改这些值。这在控制系统被设计成重复使用并且数值可以随时间浮动的实施例中是尤其有用的。

触发值可以是检测到的压力、流速、累积流量、压力斜率变化、特定压力持续时间、相对于之前测量值的变化时间、特定压力范围内的稳定阶段中的一个或多个。例如，插入步骤、清洗步骤和填充步骤可以具有标志在序列内的步骤结束的特定压力临界值。

参考图6，清洗液或新的药物通过包括双向止回阀110、110’的流体线路417、417’进行泵送，该泵送以高于打开该止回阀或流体线路中的任何其它止回阀或者克服可能存在于医疗装置200的药物再充部分中的任何内部压力所需要的压力进行。填充压力被保持在比会危害装置200的完整性或打开与装置200的给药部分相关的任何止回阀的水平低的水平。填充压力也低于与插管、导管或管道相关的任何止回阀的开启压力，医疗装置200 通常通过上述插管、导管或管道将药物泵送至目标组织区域。这防止任何向患者疏忽地释放药物或清洗液。清洗周期不仅清洗药室而且清洗嵌入 (例如与作为插管的一部分的腔壁齐平地设置)于其中的任何过滤机构中。这防止药物聚集形成物、残渣或其它被释放至患者的材料，同时允许由过滤器所截留的材料在清洗周期期间被移除和抽出。包括局部地设置在药物储器壁部的多个区域中的冗余过滤器的其它过滤器构型会由于本文所述的清洗而受益。

当装置200的药室已被填充清洗液时，通过包括单向阀112的流体线路412抽真空。线路412中的压力高于单向阀112的开启压力但是被保持在会危害医疗装置200或任何位于其中的或流体连接至其的止回阀和/或管道组的整体性的水平以下。该阶段抽吸在之前的步骤中引入的清洗液以及包含在医疗装置200内的任何残留药物。

在填充周期中，新的药物通过包括双向止回阀110的流体线路417进行泵送，该泵送以高于打开该止回阀或流体线路中的任何其它止回阀或者为了克服可能存在于医疗装置200的药物再充部分中的任何内部压力所需压力的压力进行。填充压力被保持在会危害装置200的完整性或打开与装置200的给药部分相关的任何止回阀的水平以下。填充压力也小于与插管、导管或管道相关的任何止回阀的开启压力，医疗装置200通常通过上述插管、导管或管道将药物泵送至目标组织区域。这防止在再充过程中向患者疏忽地释放药物。然而，当对药物储器进行填充时，临床医生可以决定提供剂量。为了保持电池电量和药物储器空间，根据临床医生酌情处理，可以允许再充压力升高以克服与插管或管道相关的任何止回阀的开启压力，医疗装置200通常通过上述插管或管道将药物泵送至目标组织区域。这允许临床医生在再充时提供药物剂量，而不会形成经由注射器或其它插管通向目标组织区域的其它通路。该剂量利用再充系统的计量能力准确地测量。

当再充完成时，针102从装置200的再充端口移除。根据所述实施例，再充系统的各个部分可以是一次性的。在系绳版本中，整个手持件100和管道可以从基础单元移除并被销毁。或者，如果手持件100是具有嵌入的泵送机构的便携式单元，那么整个单元可以是一次性。

图10示出用于基于图7中示出的压力读数和目标分布进行抽吸的示例性的压力对比决策树。过程从1000处开始，并且在第一步骤1010中， (在控制电路225中实施的)超时定时器被激活。在0.25秒的延迟后，在步骤1030在针102的尖端处的出口压力P_outlet被测量并且与泵410的真空吸力(P_Vsource)、止回阀110的开启压力(P_Vcheckvalve)、被选出导致预期误差的公差值(+/-)和/或可接受的偏差程度的总和进行比较。如果被比较的值不相等(步骤1030)，那么在未达到超时值的情况下不执行操作，但是若已经过足够时间(步骤1040)，检测所述出口压力以保证其不为零(步骤 1050)。如果否，则对误差进行记录(步骤1060)；如果是，系统会报告针 102未被正确插入药物再充端口(步骤1070)。另一方面，如果在步骤1030 所比较的数值是相等的并且已经过了足够的时间(步骤1080)使得药室的完全排出已经发生，那么针必须由于不正确的插入(步骤1090)即阻止正确或完全的抽吸而堵塞。但是如果所述值在经过超时计时器之前是相等的，那么存在表示抽吸过程完成的P_outlet变化。决策树的最终结果是图7 中的点701-703的适当遍历的验证。类似的决策树被用于再充过程的后续步骤。

图11中示出误差检测的另一模式。示出的压力分布与图7和图8中示出的压力分布类似，但是在可检测地表示误差方面即堵塞的针102存在偏差。在图7中示出的正常分布中，压力在点703和704之间短暂地达到稳定阶段，并且所述达到稳定阶段发生在储器充满时。其缺失表示增加的压力不是由于填充储器而是由于针102的堵塞。该状态通过将所述分布与具有所述稳定阶段的模版分布进行比较通过计算进行检测；尽管与预期值的在限定范围内的偏差可能不代表错误，但是预期分布特征的缺失更有可能表示错误状态。

电解再充步骤

在使用电解致动机构进行药物泵送的实施例中，还优选周期性地更换电解液，以确保保持最优的效率。电解溶液可以是在激活其中相关的电解电极的情况下经历从液态向气态的至少局部相变的任何溶液。在电解电极减活化作用的情况下，例如在存在催化剂(例如铂)的情况下，逸出的气体会再溶解于液体中。电解溶液可基本上由盐溶液组成，即包括硫酸镁、硫酸钠和本领域已知的任何其它电解配方的溶液。

在重复了电解和重组的周期之后，在一些气体不再溶解的情况下所述重组可能变得不充分。结果，电解溶液不会恢复至其原始的仅以液体存在的体积，从而降低被电解室操作的任何邻近药室的有效体积。另外，一个或多个电解气体(例如氢气、氧气等)可以渗透，造成与原始状态不同的气体比例。这可导致更低效的电解过程，需要更高的能量以产生相同体积的气体和更长的电解气体生成时间。

在各个实施例中，本文描述的再充系统可以用于对装置200的电解室进行再充。参考图2，使用手持件100将针102插入电解室的再充端口。接下来，使用遥测棒询问装置200并且帮助双向的数据交换和/或能量传递。使用通讯模块230激活装置泵的电解系统，或者利用装置200的内部电源、或者通过无线遥测技术对装置供电。电解电极被驱动以在电解质室内产生预定量的气体，并且这些气体中的至少一部分被允许通过插入的针 102逸散(而不会造成向患者给送药物；作为预防，药室可以在电解再充前被排空)。例如，泵410可被操作以形成预定的真空，以便于电解气体移除并缩短气体移除时间。预定的真空借助于再充系统被良好地控制从而通过连续地监测并调节真空压力而防止对装置200的任何损坏。对针102 连续的适当操作和正确插入可以通过产生不同的压力波动并且使由再充系统内的压力传感器和装置200的电解室内的压力传感器获得的压力变化相互关联从而进行连续地或间歇地测试。最后，使用再充系统用等量的新鲜电解液替换抽出的电解气体。可以选择性地采取冲洗周期。

通过已经描述的本发明的特定实施例，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，也可以使用包括本文公开的概念的其它实施例，只要不背离本发明的精神和范围。例如，关于一个特定的装置类型和构型描述的各种特征也可以在其它类型的装置和替代的装置构型中实施。因此，所述的实施例被认为是仅示例性的而非限制性的。

Claims (18)

1.一种用于对储器进行再充的装置，该装置包括：

多个储器；

多个储器流体通道，每个储器流体通道与所述储器中的其中一个储器相关联；

流体连接至所述储器流体通道的出口流体通道；

多个阀，每个阀具有开启压力，用于流体密封所述储器流体通道和出口流体通道；

至少一个压力传感器，用于监测所述储器流体通道和出口流体通道中的压力；

至少一个致动机构；

针，具有与所述出口流体通道流体连通的腔，所述针被构造成用于插入至可植入的医疗装置的给药端口；和

控制器，用于按照监测的压力和协议致动所述至少一个致动机构和所述阀中的不同的阀，该协议包括具有多个步骤的序列，从而在清洗和填充序列中使位于所述储器中的不同储器与所述针之间的多个流体通路打开，每一个所述步骤与预期压力水平相关联，其中，所述控制器(i)包括用于存储多个预期压力水平及其间的预期时间间隔的存储器并且(ii)被构造成监测至少一个压力传感器，并且根据在预期时间间隔后对预期压力水平的检测来开始或终止协议步骤。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器被构造成根据经由所述传感器对预期压力水平的检测执行所述序列中的步骤。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阀中的至少一部分是主动阀。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阀中的至少一部分是被动阀。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括至少一个流量传感器。

6.根据权利要求1所述的装置，还包括至少一个生物传感器。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器被构造成控制所述致动机构，以便将通过出口流体通道的压力保持为低于对连接至所述针的可植入装置造成损坏的压力。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器被构造成控制所述致动机构，以便将通过出口流体通道的压力保持为低于造成连接至所述针的可植入装置排出材料的压力。

9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器被构造成控制所述致动机构，以便在填充或抽吸步骤期间将通过出口流体通道的压力保持为高于在所述填充或抽吸步骤期间每个储器流体通道中可操作地使用的每个止回阀的开启压力。

10.根据权利要求1所述的装置，还包括用于压力之外的参数的至少一个传感器，其中，所述控制器(i)包括用于存储包括压力值的预期参数值的时域分布的存储器，并且(ii)被构造成监测所述传感器，并且根据与存储的分布的偏差的检测来报告误差状态。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述参数值包括检测到的流速、累计流量、压力斜率变化、特定压力持续时间或特定压力范围内的稳定阶段中的至少一个。

12.一种对具有药室的可植入装置进行再充的方法，该方法包括下述步骤：

提供再充装置，其包括至少一个泵、多个储器、各与其中一个所述储器相关联的多个储器流体通道、各具有开启压力的多个阀、流体连接至所述储器流体通道的出口流体通道、和具有与所述出口流体通道流体连通的腔的针，其中所述多个阀用于流体密封所述储器流体通道和所述出口流体通道；

监测压力水平；

将所述针插入所述可植入装置的给药端口；和

按照监测的压力和协议致动至少一个所述泵和所述阀中的不同的阀，该协议包括具有多个步骤的序列，借以在清洗和填充序列中打开位于所述储器中的不同储器与所述针之间的流体通路，每个所述步骤与预期压力水平相关联，其中，所述控制器(i)包括用于存储多个预期压力水平及其间的预期时间间隔的存储器并且(ii)被构造成监测至少一个压力传感器，并且根据在预期时间间隔后对预期压力水平的检测来开始或终止协议步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述清洗和填充序列包括通过(i)使来自所述储器中的第一储器的第一流体在不超过特定压力阈值的压力下经由所述针进入药室、(ii)从所述药室中移除第一流体和(iii)使含药液体以不超过所述特定压力阈值的压力进入从而对所述可植入装置的药室进行冲洗。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述特定压力阈值低于对所述可植入装置造成损坏的压力。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述特定压力阈值低于造成流经所述可植入装置的压力。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括以下步骤，即监测压力之外的至少一个参数、并且根据与存储的触发值匹配的参数值的检测来开始或终止所述序列中的步骤。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述触发值包括检测到的流速、累计流量、压力斜率变化、特定压力的持续时间或特定压力范围内的稳定阶段中的至少一个或由其中至少一个组成。

18.根据权利要求12所述的方法，还包括监测不同于压力的至少一个参数或者除压力之外还监测至少一个参数，并且还包括以下步骤：

存储包括压力值的预期参数值的时域分布；和

基于监测到的参数，根据与存储的分布的偏差的检测从而报告误差状态。

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