CN112402733B - 基于电流脉冲渗透的胰岛素泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵，所述胰岛素泵的一侧设置有腰带，所述腰带的端头设置有伸缩部，且伸缩部与腰带的另一个端头连接，所述腰带的一侧连接有背带，所述背带的两侧对应安装有肩带，所述肩带的一端与背带的一侧通过卡扣活动连接，胰岛素泵的顶部安装有脉冲直流发生器，所述脉冲直流发生器的一侧对应电联接有铂金电极，所述铂金电极的外周面设置有固定贴片，所述腰带的一侧安装有位置记录装置，所述位置记录装置包括安装座，所述腰带上开设有导向槽，所述导向槽的内壁与安装座滑动连接，本发明，具有扩散速率高和自动判断最适注射位置的特点。

Description

基于电流脉冲渗透的胰岛素泵

技术领域

本发明涉及胰岛素皮下注射技术领域，具体为一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵。

背景技术

胰岛素泵是一种智能控制的胰岛素输入装置。它将引导针扎入患者皮下，再由电池驱动胰岛素泵的螺杆马达推动活塞将胰岛素输注到体内，患者自用时一般在腹部和大腿进行注射，以达到控制糖尿病的目的。

目前胰岛素注射进人体后，会堆积在皮下，要经过较长时间扩散才能进入血液，可能由于达标用药量大引起低血糖，不能按机体的需要持续稳定的输注，已有实验结果表明脉冲电流能够有效地提高提高胰岛素的透皮扩散效率（见论文《脉冲电流对胰岛素经皮渗透的促进作用》），但目前还未在胰岛素泵中得到应用；

此外患者使用时一般凭经验手动选择注射位置，容易出现同一小区域内多次注射胰岛素的情况，重复注射时间长后容易出现脂肪增生和皮下硬结。因此，设计扩散速率高和自动判断最适注射位置的一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵及注射方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵及注射方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵及注射方法，包括胰岛素泵，所述胰岛素泵的一侧设置有腰带，所述腰带的端头设置有伸缩部，且伸缩部与腰带的另一个端头连接，所述腰带的一侧连接有背带，所述背带的两侧对应安装有肩带，所述肩带的一端与背带的一侧通过卡扣活动连接。

进一步的，所述胰岛素泵的顶部安装有脉冲直流发生器，所述脉冲直流发生器的一侧对应电联接有铂金电极，所述铂金电极的外周面设置有固定贴片。

进一步的，所述腰带的一侧安装有位置记录装置，所述位置记录装置包括安装座，所述腰带上开设有导向槽，所述导向槽的内壁与安装座滑动连接，所述安装座内设置有检测电源，所述检测电源的一个输出端电连接有电流传感器，所述导向槽的外圈内壁通过焊接固定有铜片，所述铜片与电流传感器电联接，所述导向槽的内圈内壁通过粘接固定有柔性电阻块，所述柔性电阻块的一端与检测电源电联接，所述安装座的内部设置有控制器，所述电流传感器与控制器电联接，所述安装座伸入导向槽内部的部分与柔性电阻块和铜片相接触，所述控制器的外部设置有脂肪探测仪，所述脂肪探测仪与控制器通过数据插口电连接，所述导向槽的底部内壁开设有齿条，所述安装座的底部安装有齿轮，且齿轮与外部转矩连接。

进一步的，所述胰岛素泵的出液端连接有主导管，所述导向槽的内壁对应滑动连接有滑块，两个所述滑块位于安装座的两侧，两个所述滑块的一侧分别连接有上导管和下导管，所述上导管和下导管均与主导管贯通连接，所述上导管和下导管均活动穿过安装座的内壁，所述上导管的一端穿过安装座的顶部内壁并向上延伸，所述下导管的一端穿过安装座的底部内壁并向下延伸，所述安装座的内壁对应通过轴承活动连接有夹紧辊，所述夹紧辊与外部转矩连接，所述夹紧辊与上导管和下导管的外壁相接触，所述夹紧辊的一端安装有角度传感器，所述角度传感器与控制器电联接，所述上导管和下导管的一端均连接有注射针头，所述注射针头的外侧设置有注射针贴。

进一步的，所述安装座的内部安装有三通阀，所述主导管的一端与三通阀的输入端连接，所述三通阀的两个输出端均连接有插入头，所述上导管和下导管的外壁开设有弹性凝胶中缝，所述插入头插入弹性凝胶中缝并与其内壁相互挤压接触。

进一步的，所述腰带的内壁安装有肚脐定位贴，所述肚脐定位贴的中部具有一锥形凸起。

一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵的注射方法，包括：

步骤一，初次使用前，将腰带戴在腹部，使肚脐定位贴对准肚脐的位置，将脂肪探测仪与腰带平齐，并与安装座相固定，其探测头对准肚脐定位贴，开始记录脂肪含量；

步骤二，根据电流传感器和角度传感器的示数，在控制器内记录下此点的坐标值（0，0），缓慢移动安装座，根据电流传感器的示数记录下安装座和脂肪探测头横坐标的位置X，利用角度传感器记录下安装座和脂肪探测头纵坐标的位置Y，控制器得出位置坐标（X，Y）；

步骤三，在移动安装座的同时，利用脂肪探测仪探测人体腹部以肚脐为中心的脂肪含量分布，根据脂肪的厚度得出适合注射的坐标范围（-Xa~+Xa，-Yb~+Yb），并将数据录入控制器；

步骤四，第一次注射时，利用控制器随机判定一个点，只要该点的坐标在（-Xa~+Xa，-Yb~+Yb）区间内即可，完成注射并记录该坐标(X₁,Y₁)；

步骤五，之后每次注射时，通过控制器内置的数据存储器获取历次注射的位置(X₁,Y₁)，(X₂,Y₂)，……，(Xn，Yn)，当次注射的坐标（X，Y）满足下列条件即可在范围内随机取一个点进行注射：

式中v=创口愈合速度；t=注射后持续时间；R=刚注射胰岛素的创口直径；

步骤六，通过齿轮齿条将安装座移动至相应的X轴位置，再用外部转矩驱动压紧辊转动，使上导管或下导管伸出合适的长度至相应的Y轴位置，控制器将位置坐标（X，Y）记录在数据存储器中，手动注射胰岛素并将针头固定在腹部，以此往复注射。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，

（1）通过设置有腰带、背带和肚脐定位贴等构件，可以将胰岛素泵戴在身上，起到了便携的效果，并给予位置记录装置一个以肚脐为中心的参考坐标系，方便根据人体特征进行位置判定；

（2）通过设置有脉冲直流发生器和铂金电极等构件，对皮下通入直流脉冲电流，使肌肉组织中的正负离子向相应方向移动，大分子的胰岛素自身解离或吸附组织中的离子呈带电状态，并向异性电性方向移动，促进胰岛素在肌肉组织中的扩散；

（3）通过设置有位置记录装置，使安装座和导管位置自动调整，并在安装座和导管位置发生变化时利用角度传感器和位置传感器记录待注射的位置，作为注射的参考指标，记录方便；

（4）通过设置有主导管、弹性凝胶中缝和夹紧辊等构件，将胰岛素泵的注射液通过三通阀导入上导管或下导管内，根据设定的坐标选择其中一根导通注射，导管多余的长度被收至与腰带平行处，避免线路淤积，也同时可在两个注射点进行注射，相比于加大注射剂量更利于胰岛素的扩散；

（5）通过在注射时记录每次的位置坐标，结合注射时间判定创口愈合的程度，得出适合注射的位置范围，避免手动判断注射位置而出现同一小区域内多次注射胰岛素的情况。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的脉冲直流发生器与胰岛素泵安装示意图；

图3是本发明的安装座内部结构示意图；

图4是本发明的上导管与下导管安装示意图；

图5是本发明的检测电源测电阻原理图；

图6是本发明的注射位置判别原理图；

图7是本发明的脉冲直流发生器帮助胰岛素扩散原理图；

图8是本发明的腰带在人体上的安装示意图；

图中：2、位置记录装置；3、脉冲直流发生器；4、胰岛素泵；11、腰带；111、导向槽；112、伸缩部；12、背带；121、肩带；13、肚脐定位贴；21、安装座；22、角度传感器；23、夹紧辊；24、检测电源；25、电流传感器；26、铜片；27、柔性电阻块；31、固定贴片；32、铂金电极；41、主导管；42、上导管；43、下导管；44、注射针贴；45、注射针头；46、滑块；47、弹性凝胶中缝；48、三通阀；481、插入头；482、旋钮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和8，本发明提供技术方案：一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵，包括胰岛素泵4，胰岛素泵4的一侧设置有腰带1 1，腰带1 1的端头设置有伸缩部112，且伸缩部112与腰带1 1的另一个端头连接，腰带1 1的一侧连接有背带12，背带12的两侧对应安装有肩带121，肩带121的一端与背带12的一侧通过卡扣活动连接，使用前先将腰带1 1缠在腹部，用双臂穿过肩带121，调整伸缩部112的松紧度，使之适应人体，接着讲胰岛素泵4安装在腰带1 1或放入口袋中，可以将胰岛素泵戴在身上，起到了便携的效果，并给予位置记录装置2一个以肚脐为中心的参考坐标系，方便根据人体特征进行位置判定；

如图7，胰岛素泵4的顶部安装有脉冲直流发生器3，脉冲直流发生器3的一侧对应电联接有铂金电极32，铂金电极32的外周面设置有固定贴片31，当工作时使固定贴片31贴在注射位置的周边，使铂金电极32与患者的皮肤相接触，使脉冲直流发生器3通以直流电，肌肉组织中的负离子在直流电场的作用下向正极移动，大分子的胰岛素自身解离或吸附组织中的离子呈带电状态，并向异性电性方向移动，促进胰岛素在肌肉组织中的扩散；

如图2和5，腰带1 1的一侧安装有位置记录装置2，位置记录装置2包括安装座21，腰带1 1上开设有导向槽111，导向槽111的内壁与安装座21滑动连接，安装座21内设置有检测电源24，检测电源24的一个输出端电连接有电流传感器25，导向槽111的外圈内壁通过焊接固定有铜片26，铜片26与电流传感器25电联接，导向槽111的内圈内壁通过粘接固定有柔性电阻块27，柔性电阻块27的一端与检测电源24电联接，安装座21的内部设置有控制器，电流传感器25与控制器电联接，安装座21伸入导向槽111内部的部分与柔性电阻块27和铜片26相接触，控制器的外部设置有脂肪探测仪，脂肪探测仪与控制器通过数据插口电连接，导向槽111的底部内壁开设有齿条，安装座21的底部安装有齿轮，且齿轮与外部转矩连接，外部转矩驱动齿轮和纸条相对运动来带动安装座21移动，安装座21移动时会使柔性电阻块27接入的电阻发生变化，从而使电流传感器25的示数值发生变化，将示数值转换后成为X坐标，作为注射的参考指标，记录方便；

如图2和3，胰岛素泵4的出液端连接有主导管41，导向槽111的内壁对应滑动连接有滑块46，两个滑块46位于安装座21的两侧，两个滑块46的一侧分别连接有上导管42和下导管43，上导管42和下导管43均与主导管41贯通连接，上导管42和下导管43均活动穿过安装座21的内壁，上导管42的一端穿过安装座21的顶部内壁并向上延伸，下导管43的一端穿过安装座21的底部内壁并向下延伸，安装座21的内壁对应通过轴承活动连接有夹紧辊23，夹紧辊23与外部转矩连接，夹紧辊23与上导管42和下导管43的外壁相接触，夹紧辊23的一端安装有角度传感器22，角度传感器22与控制器电联接，上导管42和下导管43的一端均连接有注射针头45，注射针头45的外侧设置有注射针贴44，外部转矩驱动夹紧辊23转动，来带动上导管42和下导管43滑动，伸缩，夹紧辊23转动的角度经过转换后转为注射针头45的Y坐标，导管多余的长度被收至与腰带11平行处，避免线路淤积；

如图4，安装座21的内部安装有三通阀48，主导管41的一端与三通阀48的输入端连接，三通阀48的两个输出端均连接有插入头481，上导管42和下导管43的外壁开设有弹性凝胶中缝47，插入头481插入弹性凝胶中缝47并与其内壁相互挤压接触，插入头481插入弹性凝胶中缝47时会使其形变，由于插入位置的周边具有弹性，在胰岛素注入上导管42或下导管43时依然会持续保持密封状态，弹性凝胶中缝47形变的位置随着上导管42和下导管43的移动而变化，三通阀48可以使上导管42和下导管43单独接通，将胰岛素泵的注射液通过三通阀导入上导管42或下导管43内，或是上导管42和下导管43两者同时接通，相比于加大注射剂量更利于胰岛素的扩散；

如图2，腰带11的内壁安装有肚脐定位贴13，肚脐定位贴13的中部具有一锥形凸起，锥形凸起用来卡在患者的肚脐处，并用肚脐定位贴13粘贴住，防止腰带11滑落，此时肚脐定位贴13所在的位置为坐标中心点，以此点和腰带11建立x轴和y轴坐标系；

如图6，一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵的注射方法，包括：

步骤一，初次使用前，将腰带戴在腹部，使肚脐定位贴对准肚脐的位置，将脂肪探测仪与腰带平齐，并与安装座相固定，其探测头对准肚脐定位贴，开始记录脂肪含量；

步骤二，根据电流传感器和角度传感器的示数，在控制器内记录下此点的坐标值（0，0），缓慢移动安装座，根据电流传感器的示数记录下安装座和脂肪探测头横坐标的位置X，利用角度传感器记录下安装座和脂肪探测头纵坐标的位置Y，控制器得出位置坐标（X，Y）；

步骤三，在移动安装座的同时，利用脂肪探测仪探测人体腹部以肚脐为中心的脂肪含量分布，根据脂肪的厚度得出适合注射的坐标范围（-Xa~+Xa，-Yb~+Yb），并将数据录入控制器；

步骤四，第一次注射时，利用控制器随机判定一个点，只要该点的坐标在（-Xa~+Xa，-Yb~+Yb）区间内即可，完成注射并记录该坐标(X₁,Y₁)；

步骤五，之后每次注射时，通过控制器内置的数据存储器获取历次注射的位置(X₁,Y₁)，(X₂,Y₂)，……，(Xn，Yn)，当次注射的坐标（X，Y）满足下列条件即可在范围内随机取一个点进行注射：

式中v=创口愈合速度；t=注射后持续时间；R=刚注射胰岛素的创口直径；

步骤六，通过齿轮齿条将安装座移动至相应的X轴位置，再用外部转矩驱动压紧辊转动，使上导管或下导管伸出合适的长度至相应的Y轴位置，控制器将位置坐标（X，Y）记录在数据存储器中，手动注射胰岛素并将针头固定在腹部，以此往复注射。

实施例：当使用该胰岛素泵时，先通过腰带11将其戴在身上，然后通过位置记录装置2判断最合适的注射位置并将导管移动至该处，患者手动捏住注射针头45将其置入皮肤内，并固定在腹部，此时将铂金电极32贴合在旁边的皮肤上，利用脉冲直流发生器3输出的脉冲电流加速胰岛素的扩散。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵，包括胰岛素泵（4），其特征在于：所述胰岛素泵（4）的一侧设置有腰带（11 ），所述腰带（11 ）的端头设置有伸缩部（112），且伸缩部（112）与腰带（11 ）的另一个端头连接，所述腰带（11 ）的一侧连接有背带（12），所述背带（12）的两侧对应安装有肩带（121），所述肩带（121）的一端与背带（12）的一侧通过卡扣活动连接；

所述腰带（1）的一侧安装有位置记录装置（2），所述位置记录装置（2）包括安装座（21），所述腰带（1 1）上开设有导向槽（111），所述导向槽（111）的内壁与安装座（21）滑动连接，所述安装座（21）内设置有检测电源（24），所述检测电源（24）的一个输出端电连接有电流传感器（25），所述导向槽（111）的外圈内壁通过焊接固定有铜片（26），所述铜片（26）与电流传感器（25）电联接，所述导向槽（111）的内圈内壁通过粘接固定有柔性电阻块（27），所述柔性电阻块（27）的一端与检测电源（24）电联接，所述安装座（21）的内部设置有控制器，所述电流传感器（25）与控制器电联接，所述安装座（21）伸入导向槽（111）内部的部分与柔性电阻块（27）和铜片（26）相接触，所述控制器的外部设置有脂肪探测仪，所述脂肪探测仪与控制器通过数据插口电连接，所述导向槽（111）的底部内壁开设有齿条，所述安装座（21）的底部安装有齿轮，且齿轮与外部转矩连接；

所述胰岛素泵（4）的出液端连接有主导管（41），所述导向槽（111）的内壁对应滑动连接有滑块（46），两个所述滑块（46）位于安装座（21）的两侧，两个所述滑块（46）的一侧分别连接有上导管（42）和下导管（43），所述上导管（42）和下导管（43）均与主导管（41）贯通连接，所述上导管（42）和下导管（43）均活动穿过安装座（21）的内壁，所述上导管（42）的一端穿过安装座（21）的顶部内壁并向上延伸，所述下导管（43）的一端穿过安装座（21）的底部内壁并向下延伸，所述安装座（21）的内壁对应通过轴承活动连接有夹紧辊（23），所述夹紧辊（23）与外部转矩连接，所述夹紧辊（23）与上导管（42）和下导管（43）的外壁相接触，所述夹紧辊（23）的一端安装有角度传感器（22），所述角度传感器（22）与控制器电联接，所述上导管（42）和下导管（43）的一端均连接有注射针头（45），所述注射针头（45）的外侧设置有注射针贴（44）；

所述胰岛素泵（4）的顶部安装有脉冲直流发生器（3），所述脉冲直流发生器（3）的一侧对应电联接有铂金电极（32），所述铂金电极（32）的外周面设置有固定贴片（31）；

所述安装座（21）的内部安装有三通阀（48），所述主导管（41）的一端与三通阀（48）的输入端连接，所述三通阀（48）的两个输出端均连接有插入头（481），所述上导管（42）和下导管（43）的外壁开设有弹性凝胶中缝（47），所述插入头（481）插入弹性凝胶中缝（47）并与其内壁相互挤压接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于电流脉冲渗透的胰岛素泵，其特征在于：所述腰带（11）的内壁安装有肚脐定位贴（13），所述肚脐定位贴（13）的中部具有一锥形凸起。

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