CN110721364A - 定量定时给药胰岛素泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗仪器领域，公开了定量定时给药胰岛素泵,包括胰岛素注射壳体、连接在壳体上的绑带，胰岛素注射壳体内依次安装有气囊、胰岛素袋和注射件，气囊与胰岛素袋相抵，注射件与胰岛素注射壳体的内壁可拆卸连接，注射件包括微型针和一用于支承微型针的框架，微型针朝向胰岛素袋的一端与胰岛素袋留有空隙，另一端超出胰岛素注射壳体，胰岛素注射壳体上还设置有进气管、充气管、气泵和能用于控制气泵定时启闭的控制单元；本发明能固定在患者身体上，能在固定时间注射固定量的胰岛素自动注射胰岛素，使老年患者或肢体不便的患者能按注射要求定时定量注射，避免了胰岛素给药不足的问题，保证胰岛素注射的治疗效果。

Description

定量定时给药胰岛素泵

技术领域

本发明涉及医疗仪器领域，尤其涉及定量定时给药胰岛素泵。

背景技术

糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病，人在逐渐衰老过程中，基础代谢率逐渐下降，参与人体活动的各级组织尤其是肌肉代谢下降，机体对葡萄糖的利用能力下降。糖尿病也随之而来。我国流行病学调查显示60～65岁的人群中糖尿病患病率为10％或大于10％,而65岁以上的人群中糖尿病患病率已达20％,一旦得病,势必影响老年人生活质量,而且是老年人致残致死的主要原因之一。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，补充胰岛素是糖尿病的主要治疗方法。目前常使用胰岛素注射器进行胰岛素补充，但是在胰岛素注射中，有着严格的注射要求，注射的时间、注射的剂量需要严格按照医嘱进行。在注射时，需要先对注射部位进行消毒，针尖根据情况进行垂直进针或者倾斜进针，部分患者还需要进行捏皮操作，对于老年人来说，记忆力衰退，容易遗忘注射的时间，同时由于老年患者的肢体力量较弱，在注射时手不稳，并不能按照注射要求给药，造成给药不足，影响治疗胰岛素注射效果。

发明内容

本发明解决了老年人胰岛素给药不便的问题，提供了能便捷给药的定时定量给药胰岛素泵。

定量定时给药胰岛素泵,包括胰岛素注射壳体和用于绑在人体上的绑带，绑带连接在壳体上，所述胰岛素注射壳体为中空壳体，在该中空壳体内，沿从远离人体一侧到贴近人体的一侧的方向，依次安装有气囊、胰岛素袋和注射件；

所述气囊与所述胰岛素袋相抵，所述胰岛素袋为能够发生弹性形变的胰岛素袋；所述胰岛素袋上设有开孔，所述胰岛素注射壳体上设有与所述开孔对齐的注射口，所述开孔与所述注射口之间做密封处理，所述注射口上覆盖有用于密封所述注射口的胶帽。

所述注射件包括多个微型针和一用于支承微型针的框架，所述框架与所述胰岛素注射壳体的内壁可拆卸连接，所述微型针穿过所述框架，各微型针的两端均为穿刺端，其中朝向所述胰岛素袋的一端与所述胰岛素袋留有空隙，另一端超出所述胰岛素注射壳体；

所述胰岛素注射壳体上还设置有进气管、充气管、气泵和用于控制气泵定时启闭的控制单元；

胰岛素注射壳体的外壁上设有气孔，所述气孔经所述进气管与所述气泵的进气端连通，所述气泵的出气端经所述充气管与所述气囊连通；

进一步的，所述绑带末端设有互相配合连接的魔术贴。

进一步的，所述胰岛素注射壳体表面上设有用于显示数据的显示屏。

进一步的，所述胰岛素注射壳体上设有用于输入的输入键。

进一步的，所述胰岛素注射壳体上的一部分为可拆卸连接的面板，所述注射口位于所述面板上，所述胰岛素袋与所述面板可拆卸连接。

进一步的，所述面板下连接有用于夹持所述胰岛素袋的方形架，所述方形架的侧壁上设有凹槽，所述胰岛素注射壳体内侧壁上的相应位置设有与所述凹槽配合的凸楞。

进一步的，所述框架为一面开口的盒体，该盒体分为四面周壁、一面底面和连接在周壁上的支架，所述微型针安装在支架上；所述底面的部分或者全部为橡胶片，所述微型针朝向底面的一端与所述橡胶片留有空隙，所述周壁与所述胰岛素注射壳体留有缝隙，所述进气管与所述注射件的内部空间连通。

进一步的，所述周壁上设有进气口，所述进气口上覆盖有能过滤空气的空气过滤膜。

使用者利用绑带将装置固定在手臂上，微型针刺入人体表皮，控制单元定时开启气泵向气囊充气，气囊挤压胰岛素袋，使得微型针刺入胰岛素袋中，胰岛素通过微型针进入人体，一定时间后，控制单元关闭气泵，胰岛素袋恢复，结束注射；通过控制气泵的启闭时间间隔控制胰岛素的输注量，进而起到定量注射的作用；本方案使得使用者能随时随地在固定时间注射固定量的胰岛素，即便是老年患者或肢体不便的患者也能按注射要求定时定量注射，避免了胰岛素给药不足的问题，保证了胰岛素注射的治疗效果。

附图说明

图1为本发明实施例1中的定量定时给药胰岛素泵的外观示意图；

图2为本发明实施例1中的定量定时给药胰岛素泵的俯视图；

图3为本发明实施例1中的定量定时给药胰岛素泵的剖视图；

图4为本发明实施例2中的胰岛素袋和胰岛素袋托的示意图；

图5为本发明实施例2中的定量定时给药胰岛素泵的剖视图；

图6为图5中B处的放大图；

图7为图5中的橡胶片处于收缩状态时定量定时给药胰岛素泵的示意图。

附图标记包括：胰岛素注射壳体1、绑带2、注射口11、胶帽12、面板13、方形架14、魔术贴21、胰岛素袋3、气囊4、气泵5、注射件6、框架61、橡胶片62、支架63、微型针7、输入键8、显示屏9。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，定量定时给药胰岛素泵,包括胰岛素注射壳体1和连接在壳体两侧上的绑带2，绑带2长15厘米，在绑带2末端设有相互配合的魔术贴21，使用绑带2能将定量定时给药胰岛素泵固定在手臂上使用，同时还可以增加延长带，使之能佩戴在人体腹部使用。

如图2、图3所示，胰岛素注射壳体1为中空方壳，在中空方壳内沿从远离人体一侧到贴近人体的一侧的方向，依次安装有气囊4、胰岛素袋3和注射件6。如图中所示，本实施例中的气囊4为弹性材料层固定在胰岛素注射壳体1内而围成的封闭腔室，在本实施例中，弹性材料层采用橡胶。当气囊4充气时，橡胶可产生形变，橡胶与胰岛素袋3相抵。胰岛素袋3为橡胶材质，可产生形变，胰岛素袋3的容量一般为3ml，即生产时一剂胰岛素的容量。当气囊4充气时，橡胶向胰岛素袋3方向鼓起，对胰岛素袋3施加压力，使其变形。胰岛素袋3的侧边上设有开孔，胰岛素注射壳体1上开有与该开孔对齐的注射口11，开孔与注射口11之间做密封处理。注射口11上塞有胶帽12，胶帽12与注射口11过盈连接，胶帽12可以对注射口11进行一个良好的密封。胰岛素通过注射器针头刺穿胶帽后注射进胰岛素袋3中，胶帽12在使用后可以进行更换。

在胰岛素袋3的另一侧，即胰岛素注射壳体1靠近皮肤一侧可拆卸连接有注射件6。注射件6包括微型针7和一用于支承微型针7的框架61，框架61固定在胰岛素注射壳体1的内壁上，与胰岛素注射壳体1卡扣连接。

本发明采用的微型针为中空的微小针，能刺入人体表皮做出多个微细管道，一般微型针的直径在0.07mm至0.2mm之间，长度一般在0.2mm至2mm之间，本发明采用的微型针7直径为0.1mm，针长0.5mm，其大小能保证胰岛素注射的效果。微型针7穿过框架61，各微型针7的两端均为穿刺端，微型针7的中部固定在框架61上，微型针7朝向胰岛素袋的一端与胰岛素袋3留有空隙，微型针7朝向胰岛素袋3的一端能插入胰岛素袋3中，微型针7靠近人体表皮的一端超过胰岛素注射壳体1，能刺入人体表皮中。

胰岛素注射壳体1上还设置有进气管、充气管、气泵5和能用于控制气泵5定时启闭的控制单元；胰岛素注射壳体1的外壁上设有气孔，气孔经进气管与气泵5的进气端连通，气泵5的出气端经充气管与气囊4连通。胰岛素注射壳体1上设有用于输入的输入键8，输入键8与控制单元电连接，能向控制单元输入胰岛素注射的时间和剂量，胰岛素注射壳体1表面上设有用于显示数据的显示屏9，显示屏9与控制单元电连接。

气泵5采用微型气泵，例如常用于电子血压计中的YB370-27TPM型号气泵。

本实施例中的控制单元以MCU芯片为核心，本实施例采用STM32H7芯片，通过编程实现本发明中控制单元的各项功能，此类编程为本领域技术人员常见的技术手段，在此不做赘述。MCU的管脚与气泵5的开关电路电连接，通过发出电信号控制气泵5电源的启闭。

将本装置绑在使用者的手臂上，微型针刺入人体表皮，然后通过输入键8调整胰岛素注射的时间和用量。设定完毕后。当时间到达胰岛素输注的时间时，控制单元发出电信号，控制气泵5开启，气泵5通过进气管抽吸外界气体，抽吸的气体通过充气管流向气囊4，气囊4充气后挤压胰岛素袋3，微型针7刺入胰岛素袋3中，胰岛素通过微型针7注射进入人体的皮肤中。注射后，控制单元发出电信号，控制气泵5关闭，停止向气囊4充气。气泵5充气的时间越久，气囊4充入的气体越多，胰岛素袋3形变量就越大，注射的胰岛素就越多。通过控制气泵5启闭时间间隔，由此来控制胰岛素的注射量。

一次胰岛素注射完毕，进行计数，并向显示屏9输入胰岛素注射已执行一次的信号，显示屏9显示胰岛素注射次数。然后在第二次胰岛素注射时间到时，控制单元发出电信号，控制气泵5开启，重复第一次的操作，胰岛素经微型针7进入人体，当胰岛素袋3中的胰岛素全部注射完毕时，可以将可拆卸的注射件6换下。

实施例2：

本实施例与上一实施例不同之处在于：首先，胰岛素袋3可以替换。胰岛素注射壳体1上的一部分为可拆卸连接的面板13，注射口11位于面板13上，胰岛素袋3与面板13可拆卸连接，胰岛素袋3上有一安装环，安装环为橡胶材质，安装环与注射口11过盈连接，保持气密性。由于胰岛素袋3材料的特性，在放入时易产生形变，不能准确对准胰岛素注射壳体1上的开口，因此为了方便更换，如图4所示，在面板13下连接有方形架14，面板13和方形架14共同形成胰岛素袋托，方形架14能将胰岛素袋3夹住，如图6所示，方形架14的侧壁上设有凹槽，在胰岛素注射壳体1内侧壁上的相应位置设有凸楞，凸楞与凹槽相互配合，方形架14沿凸楞进行移动，使胰岛素袋3能直接方便地进入胰岛素注射壳体1中。

其次，如图5所示，框架61为一面开口的盒体，该盒体分为四面周壁、一面底面和连接在周壁上的支架63，侧面的周壁与胰岛素注射壳体1可拆卸连接，侧面的周壁与胰岛素注射壳体1留有缝隙，微型针7安装在支架63上；

底面上有一圆形部分为橡胶片62，橡胶片62为薄片。微型针7朝向底面的一端与橡胶片62留有空隙，微型针7能刺穿橡胶片62。周壁与胰岛素注射壳体1间留有缝隙，使得空气可以进入。周壁上设有进气口，进气口上覆盖有能过滤空气的空气过滤膜。空气过滤膜的材质为PVDF，其孔径为0.2μm，能滤除空气中的细菌、病毒和微粒，确保了进入注射件6内的空气的清洁性。

进气管与注射件6的内部空间连通，在胰岛素注射壳体1的侧边设有小孔，进气管与小孔连接。工作时，控制单元发出电信号，控制气泵5开启，气泵5抽吸注射件6中框架盒体内的气体，由于周壁与胰岛素注射壳体1间的缝隙中较小，且有空气过滤膜的阻挡，使得本装置不必刻意提高气泵的功率便能实现框架盒体内的出气速度快于进气速度，从而使得框架盒体内部的气压小于大气压，即更容易在框架的盒体内形成负压。由于形成了负压且本装置在绑于人体时橡胶片62与人体表皮紧贴，所以在外部大气压的作用下，造成橡胶片62向框架盒体内形变，同时皮肤跟随橡胶片62一起移动。如图7所示，橡胶片62向框架盒体内形变后，微型针7刺破橡胶片62的同时还刺入人体皮肤中，胰岛素通过微型针7进入人体，气泵关闭后，空气回入注射件6中，橡胶片62合皮肤均恢复到原来的状态，微型针7从人体中退出。

在另一些实施例中，周壁与胰岛素注射壳体1间无缝隙，气泵5在抽吸空气时，框架61盒体内的空气被抽入气囊4中，形成负压，且负压较大，会使橡胶片62向框架盒体内形变过大，微型针7露出较多，刺入人体较深，穿刺效果更好，但容易造成使用者疼痛。

本实施例中采用橡胶片的设置，使得微型针7不用持续刺入人体，仅需在注射胰岛素时刺入人体表皮，避免了微型针7在保持刺入人体的过程中脱出，同时在微型针7退出人体时，橡胶片62能防止人体与微型针产生误触，损坏微型针7的针尖。

实施例3：

在实施例3中，定量定时给药胰岛素泵还包括检测心率的光学心率传感器，光学心率传感器位于绑带2面向人体的一侧。光学心率传感器与电源电连接，光学心率传感器包括绿色LED灯和光敏传感器。当LED光射向皮肤，透过皮肤组织反射回的光被光敏传感器接受并转换成电信号再经过AD转换成数字信号，由于动脉对光的吸收有变化而其他组织对光的吸收基本不变，利用光电容积脉搏波描记法(PPG)计算动脉跳动的频率，本领域技术人员能够知晓其具体计算方法，在此不再赘述，由动脉跳动的频率得出心跳频率，然后显示在显示屏9上。该功能能在手臂上实现，不能在腹部实现。

定量定时给药胰岛素泵还包括血压测量装置，血压测量装置通过示波法间接测量法测量血压。在测量血压时，需要对手臂施加压力，对绑带2进行充气，因此需要单独的气路。由此，血压测量装置包括血压抽气管、血压气囊4、血压充气管、电子控制排气阀和气压压力传感器。血压抽气管一端与外界连通，另一端经由第一三通阀与气泵5的进气端连通，第一三通阀的另一端连通的是进气管，气泵5的充气端经第二三通阀与血压充气管连通，第二三通阀的另一端与充气管连通，血压充气管与血压气囊4连接。血压气囊4设在绑带2内，电子控制排气阀安装在绑带2外侧，与血压气囊4连通。第一三通阀、第二三通阀和电子控制排气阀由控制单元控制，气压压力传感器设在绑带2内侧，即贴合人体的一侧。血压测量装置启动，气泵5通过血压充气管向血压气囊4充气，气压压力传感器受到压力，电子控制排气阀排气，气压压力传感器产生变化，利用MWI技术可以得出使用者的血压，然后将血压显示在显示屏9上。

本实施例的功能能在手臂上实现，不能在腹部实现。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.定量定时给药胰岛素泵,包括胰岛素注射壳体和用于绑在人体上的绑带，绑带连接在壳体上，其特征在于，所述胰岛素注射壳体为中空壳体，在该中空壳体内，沿从远离人体一侧到贴近人体的一侧的方向，依次安装有气囊、胰岛素袋和注射件；

所述气囊与所述胰岛素袋相抵，所述胰岛素袋为能够发生弹性形变的胰岛素袋；所述胰岛素袋上设有开孔，所述胰岛素注射壳体上设有与所述开孔对齐的注射口，所述开孔与所述注射口之间做密封处理，所述注射口上覆盖有用于密封所述注射口的胶帽。

所述注射件包括多个微型针和一用于支承微型针的框架，所述框架与所述胰岛素注射壳体的内壁可拆卸连接，所述微型针穿过所述框架，各微型针的两端均为穿刺端，其中朝向所述胰岛素袋的一端与所述胰岛素袋留有空隙，另一端超出所述胰岛素注射壳体；

所述胰岛素注射壳体上还设置有进气管、充气管、气泵和用于控制气泵定时启闭的控制单元；

胰岛素注射壳体的外壁上设有气孔，所述气孔经所述进气管与所述气泵的进气端连通，所述气泵的出气端经所述充气管与所述气囊连通。

2.根据权利要求1所述的定量定时给药胰岛素泵，其特征在于，所述绑带末端设有互相配合连接的魔术贴。

3.根据权利要求1所述的定量定时给药胰岛素泵，其特征在于，所述胰岛素注射壳体表面上设有用于显示数据的显示屏。

4.根据权利要求1所述的定量定时给药胰岛素泵，其特征在于，所述胰岛素注射壳体上设有用于输入的输入键。

5.根据权利要求1所述的定量定时给药胰岛素泵，其特征在于，所述胰岛素注射壳体上的一部分为可拆卸连接的面板，所述注射口位于所述面板上，所述胰岛素袋与所述面板可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的定量定时给药胰岛素泵，其特征在于，所述面板下连接有用于夹持所述胰岛素袋的方形架，所述方形架的侧壁上设有凹槽，所述胰岛素注射壳体内侧壁上的相应位置设有与所述凹槽配合的凸楞。

7.根据权利要求1所述的定量定时给药胰岛素泵，其特征在于，所述框架为一面开口的盒体，该盒体分为四面周壁、一面底面和连接在周壁上的支架，所述微型针安装在支架上；所述底面的部分或者全部为橡胶片，所述微型针朝向底面的一端与所述橡胶片留有空隙，所述周壁与所述胰岛素注射壳体留有缝隙，所述进气管与所述注射件的内部空间连通。

8.根据权利要求7所述的定量定时给药胰岛素泵，其特征在于，所述周壁上设有进气口，所述进气口上覆盖有能过滤空气的空气过滤膜。

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