CN112654381B - 成角度的一体式软插管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于将插管插入到使用者的组织中的装置和方法。可以提供一种贴片泵，其包括具有第一弯曲部的非线性针路径。刚性针可以位于非线性针路径中，并且可以由允许刚性针在横穿非线性针路径时在第一弯曲部处保持弯曲的材料构成。移动机构可以被配置为在刚性针的第一端上施加力以使刚性针从第一针位置到第二针位置横穿非线性针路径。当移动机构在刚性针的第一端上施加力时，插管可以从刚性针的第二端接收力，并且插管被配置为基于该力从第一插管位置移动到第二插管位置。

Description

成角度的一体式软插管

本申请要求申请日为2018年3月8日的美国临时申请62/640,436和申请日为2019年3月7日的美国非临时申请16/295,799的优先权，并通过引用将其全部内容并入本文。

背景技术

市场对一种设备的需求很大，这种设备能够实现皮下自我给药，例如可穿戴形式的药物。例如，糖尿病的治疗需要皮下注射胰岛素。因此，可以使用向患者输送药物的可穿戴泵来管理此类解决方案。这些泵可以将药物、泵送机构和输液装置整合到贴在患者皮肤上的贴片中，从而消除对外部系统的需要。

患者可能长时间地佩戴贴片泵，因此，在设计和制造这种贴片泵时，患者的舒适度和使用的容易性是考虑因素。

发明内容

本文公开了一种用于将插管插入到使用者的组织中的装置和方法。可以提供一种包括具有弯曲部的非线性针路径的贴片泵。刚性针可以位于非线性针路径中，并且可以由允许刚性针在穿过非线性针路径时在第一弯曲部处保持弯曲的材料构成。移动机构可以被配置为在刚性针的第一端上施加力以使刚性针从第一针位置穿过非线性针路径到第二针位置。插管可以被配置成当移动机构在刚性针的第一端上施加力时从刚性针的第二端接收力，并且被配置成基于该力从第一插管位置移动到第二插管位置。

附图说明

从以下结合附图以示例方式给出的描述中可以获得更详细的理解，其中：

图1A是贴片泵在使用者身上的图形描绘。

图1B是贴片泵的实施例的外壳的图示。

图1C是移除了外壳的贴片泵的实施例的图示。

图2A是处于第一位置的针插入机构的图形描绘。

图2B是与针插入机构相关联的弹簧的图示。

图2C是处于第二位置的针插入机构的图形描绘。

图2D是处于第三位置的针插入机构的图形描绘。

图3是使用具有针插入机构的贴片泵的流程图。

具体实施方式

下文将参照附图更全面地描述不同泵和针插入机构实施方式的示例。这些示例不是相互排斥的，并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征组合以实现附加的实现方式。因此，将理解，附图中所示的示例仅出于说明性目的而提供，并且它们不旨在以任何方式限制本公开。相同的数字始终表示相同的元件。

下面描述了用于将诸如药物和/或生物制剂的溶液输送给患者的设备和方法。所述设备和方法可以允许使用处方或标准的现成药筒，而不损害溶液的无菌性。这可以使患者能够以成本有效且佩戴舒适的自含式可穿戴贴片泵形式因素自我施用溶液。本文提供的公开主题可以允许制造和使用尺寸足够小以便佩戴舒适的贴片泵。

图1A是患者115上的贴片泵100的图形描绘。贴片泵100包括接触患者皮肤的基部125。在一些实施例中，基部125包括将贴片泵100附连到患者115的粘合衬垫。贴片泵100还可以包括用户流量控制开关135。用户流量控制开关135可以使用户能够暂停并控制溶液的流速。贴片泵100还包括启动按钮105，其可以由用户按压以使插管和/或针插入患者体内并且使溶液从药物容器130通过插管和/或针流入患者体内。

如图1B所示，贴片泵100还可以包括药物观察窗145。该观察窗可以使使用者能够观察药物容器130中剩余的溶液的量。贴片泵100还可以包括一个或多个视觉指示器155。视觉指示器155提供关于系统的操作状态的反馈。系统的操作状态可以包括警告，例如温度过高/过低警告、药物过期警告和压力过高/过低警告。另外，操作状态可以包括指示药物正在被施用、药物剂量完成还剩余多少时间以及当前流速的信息。可视指示器可以包括LED、LCD显示器或本领域已知的其它类似显示技术。由视觉指示器显示的信息还可以利用本领域已知的任何无线通信方法无线地发送到诸如智能电话的移动计算设备。

贴片泵100还可以包括可移除的安全装置170。可移除的安全装置170机械地接合启动按钮105，并防止启动按钮105被无意地按压。

图1C示出贴片泵100的附加部件。贴片泵100还可以包括机械地连接到启动按钮105的针插入部件185。另外，贴片泵100包括电子电路板140，其包括用于视觉指示器155、用户流量控制开关135和运动系统150的控制电路。另外，电子电路板140可以通信地连接到一个或多个传感器。这些传感器可以包括压力传感器165和接近传感器175，并且可以包括一个或多个传感器，例如触觉反馈传感器(未示出)或其他指示器。电子电路板140还可以包括存储器190。存储器190可以存储用于施用溶液的剂量指令。另外，存储器190还可以存储关于溶液的施用的信息。该信息可以包括施用溶液时的时间、日期和流速。电子电路板140可以基于存储在存储器中的信息和来自传感器的反馈来控制视觉指示器155和运动系统150。电子电路板140可以包括通信模块，该通信模块使得能够将存储在存储器190中的信息传输到无线计算设备。另外，通信模块还可以接收随后存储在存储器190中的更新的给药指令。

根据所公开的主题构造的装置，例如贴片泵，可以比传统的贴片泵和/或针机构消耗更小的占地面积。这种装置可以被配置成允许针在第一平面内的移动，并且针可以引起插管在第二平面内的移动。作为一个例子，针可以在水平面上从右向左推动，然后针的远端可以在垂直平面上从上到下推动插管。在两个不同平面中的移动可以允许设备比针和插管在相同平面中的移动更小。

如本文所公开的，这种装置可以包含弯曲的针路径和被配置为遵循弯曲路径以改变针的运动方向及其相应的力的针。改变方向上的力可以使与针头机械接触的插管在改变的方向上移动。

图2A是针插入机构200的图形描绘。针插入机构200可以包括在贴片泵100的针插入部件185中，如图1A-C所示，或者可以是不同的贴片泵的一部分或者是需要使用针和/或插管的其它溶液输送机构的一部分。因此，针插入机构200可以被配置为与图1A-C中所示的部件一起操作，或者可替换地，可以被配置为与图1A-C中所示的部件的子集一起操作，或者不与图1A-C中所示的部件一起操作。具有与图1A-C所示的部件不同或修改的部件的贴片泵可以与针插入机构200一起使用。

图2A示出了包括针路径205的针插入机构200的横截面。如图所示，针路径205可以略大于包含在针路径205内的刚性针210。针路径205的尺寸可以基于刚性针210的尺寸或直径来确定，使得针路径205足够大以允许刚性针210沿着针路径205移动。另外，针路径205的尺寸可以足够小，使得当刚性针210沿着/穿过针路径205移动时，其不会经历针路径205内的任何非预期的移动或摇动。

针路径205可以是非线性的，使得其可以包含作为针路径205的一部分的曲线206。应当理解，尽管本文描述了单个曲线206，但是针路径205可以包含两个或更多个曲线，以便使得刚性针210能够穿过预期路径。曲线206可以将针路径205的方向从第一平面中的第一方向改变到第二平面中的第二方向。如图2A-D所示，针路径205可以在207所示的方向上在第一基本上水平的平面中开始。针路径205可以在曲线206处将方向改变为在由208所示的方向上的基本上竖直的平面。应当理解，尽管在图2A-D中示出了Z平面内的基本上90度的变化，但是针路径205可以以任何角度和在任何平面内改变方向。作为示例，针路径205可以以60度角改变方向，或者，可替换地，针路径205可以以30度角改变方向。针路径205改变方向的特定角度或角度范围可以基于针插入机构200的应用来确定。例如，需要更平坦轮廓的针插入机构200可以包括更小的角度(例如，30度角)，而需要更小的角度的针插入机构200可以包括更大的角度(例如，90度角)。根据该示例，具有30度角的针插入机构200可以在高度上小于具有90度角的针插入机构200，但是在宽度上大于具有90度角的针插入机构200。

根据实施方式，包括具有90度方向变化的针路径205的针插入机构200可以在第一维度上占据比具有较小(例如，60度)方向变化的针路径205更小的覆盖区。例如，具有方向上改变90度的针路径205的针插入机构200可以在长度上比具有方向上改变60度的针路径205的类似针插入机构200短。然而，包括具有90度方向变化的针路径205的针插入机构200可以在第二维度上占据比具有较小(例如，60度)方向变化的针路径205更大的覆盖区。继续该示例，具有方向上改变90度的针路径205的针插入机构200可以在高度上低于具有方向上改变60度的针路径205的类似针插入机构200。

刚性针210可以由能够使刚性针210保持沿着针路径205弯曲的任何适用材料构成。另外，刚性针210可由任何可应用的材料构成，该材料使得刚性针210能够使插管240沿期望的方向被推动，如本文进一步公开的。作为非限制性示例，刚性针210可由镍钛合金、不锈钢等构成。

刚性针210可以在制造过程中，例如在针插入机构200的一些部件已经组装之后，插入针路径205中。替代地，根据实施方式，刚性针210可以在针插入机构200已经完全组装之后插入针路径205中。根据实施方式，刚性针210可以被替换或移除并且重新插入针路径205中。

如图2A所示，移动机构220可以沿着针路径205移动。如图所示，移动机构220可以在针路径205的曲线206开始之前沿着针路径205的一部分移动。因此，移动机构220可以在单个平面中沿着针路径205移动。

作为施加到移动机构220的力的结果，移动机构220可以在针路径205的方向上移动。施加到移动机构的力可以由手动或机械移动引起，或者替代地，可以由一个或多个电子部件引起。作为一个例子，移动机构220可以与启动按钮105连接，如图1A所示，使得移动机构220通过在推动启动按钮105时施加的力在针路径205的方向上移动。或者，作为示例，用户可以按下启动按钮105，这可以使一个或多个电子部件生成力并将力施加到移动机构220。可以理解，一个或多个机械部件，例如滑轮、杠杆等，可以连接到移动机构220上以便于其运动。

如图2A-D所示，移动机构220可以产生针路径205的一部分，使得刚性针210被放置在移动机构220中。如图2A所示，刚性针210的第一端211可以由移动机构220产生的针路径205的一部分容纳。

根据实施方式，移动机构220可以包含推动表面221，使得当移动机构220在针路径205的方向上移动时，刚性针210的第一端211与移动机构220的推动表面221接触。推动表面221可以由与移动机构220的其余部分相同的材料或不同的材料构成。当移动机构220在针路径205的方向上移动时，推动表面221可以在刚性针210的第一端211上施加力。所施加的力可以推动刚性针210以沿着针路径205移动。作为示例，如图2A所示，移动机构220可以在水平方向207上被推动。作为移动的结果，推动表面221可以在刚性针210上施加力。由于施加在刚性针210上的力，刚性针210可沿着针路径205行进，使得刚性针210的第二端212在竖直方向208上移动。

或者，刚性针210的第一端211可通过任何适用的方式，例如通过机械连接、粘合剂等，附接到移动机构220。

移动机构220可以通过在针插入机构200的部件上滑动而在针路径205的方向上移动。或者，移动机构220可以附接到允许移动机构220在针路径205的方向上移动的辊或轮。

根据所公开的主题的实施方式，移动机构220可以被配置为基于施加到移动路径的力来移动距离。或者，移动机构220可被配置成移动预定距离，使得例如移动机构220被物理地防止移动超过预定距离的任何距离。替代地或另外，移动机构220可基于其位置提供反馈，使得控制施加到移动机构的力的用户能够确定移动机构移动的程度。反馈可以是例如增加的阻力、触觉响应等。替代地或另外，一个或多个电子部件可以被配置为将移动机构220移动与特定使用情况或用户输入相对应的距离。

根据所公开的主题的实施方式，如图2B所示，当移动机构220从其第一位置移动到其第二位置时，插入弹簧222可以被压缩。插入弹簧222可以使用与施加的用于将移动机构220从其第一位置移动到其第二位置的力相同的力来压缩。或者，插入弹簧222可以独立于将移动机构220从其第一位置移动到其第二位置所施加的力而被压缩。根据所公开的主题的实施方式，当移动机构220从其第一位置移动到其第二位置时，回缩弹簧223可以被伸展。回缩弹簧223可以使用与施加的用于将移动机构220从其第一位置移动到其第二位置的力相同的力来伸展。或者，回缩弹簧223可独立于所施加的用于将移动机构220从其第一位置移动到其第二位置的力而伸展。应当注意，插入弹簧222可以最初产生使移动机构220从其第一位置移动到其第二位置的力，从而导致插管240插入使用者的组织中。作为运动的结果，回缩弹簧223可以建立势能并且产生相反方向的力，使得相反方向的力引起移动机构220从其第二位置运动到其第一位置，引起刚性针210远离插管240沿着针路径205返回，如本文进一步公开的。为了清楚起见，插入弹簧222可以引起移动机构220从第一位置移动到第二位置的初始移动，并且回缩弹簧223可以引起移动机构220从第二位置移动到第一位置的后续移动。还应当理解，尽管由插入弹簧222和回缩弹簧223产生的力被独立地公开，但是在初始和随后的运动期间，每个力可以至少部分地被施加。

如图2A和2C所示，移动机构220可以使刚性针210从图2A所示的第一位置移动到图2C所示的第二位置。如上所述，刚性针210的运动是由移动机构220向刚性针210施加力而引起的，从而使刚性针210从第一位置运动到第二位置。如图2C所示，当刚性针210从第一位置移动到第二位置时，刚性针210的可能已经处于第一位置(例如方向207上的大致水平位置)或处于曲线206上的部分移动到第二位置(例如方向208上的大致垂直位置)。值得注意的是，刚性针210被配置成在穿过针路径205时保持刚性。

如图2A所示，插管240处于第一位置。如图2C所示，插管240从其第一位置移动到第二位置。由于刚性针210从其第一位置移动到其第二位置并由于其移动而在插管240上施加力，插管240从第一位置移动到第二位置。刚性针210可以通过直接与插管240接触，例如通过经由插管的第一端中的开口进入插管的第一端，而在插管240上施加力。或者，第一针可以与机械地连接到插管240的另一部件接触，并且能够将由刚性针210施加的力传递到插管240。

如图2C所示，在移动到第二位置时，插管240可以进入使用者的组织250。插管240可以连接到流体路径，当插管240在其第二位置并且插入到用户的组织250中时，该流体路径使得溶液例如药物能够经由插管240提供给用户。

图2D示出了针插入机构200，其中移动机构220从如图2C所示的其第二位置移动回到其第一位置。作为回缩弹簧223从伸展位置释放到压缩或中间位置的结果，移动机构220可以从其第二位置移动回到其第一位置。插入弹簧222可以由于存储在膨胀弹簧中的势能而从膨胀位置释放到压缩或中性位置。另外，刚性针210也可从如图2C所示的其第二位置移动回到其第一位置。

如图2D所示，在移动机构220和刚性针210从如图2C所示的它们各自的第二位置移动回到它们各自的第一位置之后，插管240保持在其第二位置。

根据所公开的主题的实施方式，如图2A和2C-D所示，板附接件230可以固定到刚性针210。板附接件230可以被固定，使得板附接件230是刚性针210的端部的一部分，或者可以经由任何适用的机械、粘合剂或其他附接技术附接到刚性针210。板附接件230可经配置以将力施加到插管240上以将插管240从其第一位置移动到其第二位置，如本文所揭示。移动机构220可使板附接件230从图2A中所示的第一位置移动到图2C中所示的第二位置。如上所述，板附接件230的移动可由移动机构220向刚性针210施加力而引起，从而引起刚性针210从第一位置移动到第二位置，且因此引起板附接件230从其在图2A中的第一位置移动到其在图2C中的第二位置。

根据一种实施方式，如图2D所示，板附接件230与刚性针210一起移动，并且当刚性针210从其第二位置移动回到其第一位置时，可从第二板位置缩回到其第一板位置。

根据一种实施方式，板附接件230可以从刚性针210分离，并且可以在刚性针210从其第二位置移动回到其第一位置之后保持在其第二位置。根据该实施方式，板附接件230可以使插管240能够保持在其第二位置，使得例如在刚性针210拉回到其第一位置之后插管240保持在使用者的组织内。

图3示出了基于本文公开的技术将插管插入用户的示例流程图。在310，移动机构可以向刚性针的第一端施加力以使刚性针从第一针位置穿过非线性路径到第二针位置。在320处，刚性针可以在非线性路径中的弯曲部处保持弯曲，使得构成刚性针的材料可以允许刚性针沿着针路径中的弯曲部弯曲。在330，基于移动机构的力可以被施加到插管，使得在340，插管基于该力从第一插管位置移动到第二插管位置。

尽管以上以特定的组合描述了特征和元件，但是本领域的普通技术人员将理解，每个特征或元件可以单独使用或与其它特征和元件任意组合使用。

Claims (19)

1.一种装置，包括：

贴片泵，所述贴片泵包括非线性针路径，所述非线性针路径包括弯曲部、非线性针路径的第一端和非线性针路径的第二端；

刚性针，所述刚性针位于所述非线性针路径中并且包括第一材料，其中所述第一材料使得所述刚性针能够在穿过所述非线性针路径时在所述弯曲部处保持弯曲；

移动机构，该移动机构形成所述非线性针路径的一部分，以使得所述刚性针被包含在该移动机构内，并且所述移动机构配置为在所述刚性针的第一端上沿第一方向施加力以使所述刚性针的所述第一端沿该第一方向移动并使所述刚性针从第一针位置穿过所述非线性针路径到第二针位置；以及

插管，所述插管配置为当所述移动机构将所述力沿所述第一方向施加在所述刚性针的所述第一端上时从所述刚性针的沿第二方向移动的第二端接收沿该第二方向施加的力，并且沿所述第二方向从第一插管位置移动到第二插管位置，其中，所述第一方向和所述第二方向为不同方向，

其中，所述非线性针路径的第二端位于所述插管内。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述弯曲部将所述刚性针配置成在所述刚性针的所述第一端到所述刚性针的所述第二端之间成30度到90度的角度。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述插管进一步配置为由于所述移动机构施加的所述力而进入使用者的身体。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括回缩弹簧，所述回缩弹簧配置为将所述刚性针从所述第二针位置缩回到所述第一针位置。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述插管配置为当所述刚性针从所述第二针位置缩回到所述第一针位置时保持在所述第二插管位置。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述刚性针的第二端包括板附接件，所述板附接件附接在第一板位置处。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述板附接件配置为当所述刚性针从所述第一针位置穿到所述第二针位置时移动到第二板位置。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述板附接件配置为当所述刚性针从所述第二针位置缩回到所述第一针位置时，从所述第二板位置移动到所述第一板位置。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述板附接件配置为当所述刚性针从所述第二针位置缩回到所述第一针位置时保持在所述第二板位置。

10.根据权利要求1所述的装置，还包括插入弹簧，所述插入弹簧配置为从第一插入弹簧位置延伸到第二插入弹簧位置，以便于所述移动机构从第一移动机构位置移动到第二移动机构位置。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述插入弹簧配置为当所述移动机构从所述第二移动机构位置移动到所述第一移动机构位置时从所述第二插入弹簧位置压缩到所述第一插入弹簧位置。

12.根据权利要求1所述的装置，还包括回缩弹簧，所述回缩弹簧配置为从第二回缩弹簧位置压缩到第一回缩弹簧位置，以便于所述移动机构从第二移动机构位置移动到第一移动机构位置。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述回缩弹簧配置为能够在所述移动机构从所述第一移动机构位置移动到所述第二移动机构位置时从所述第一回缩弹簧位置延伸到所述第二回缩弹簧位置。

14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述贴片泵还包括针插入部件，该针插入部件包括所述非线性针路径。

15.一种布置刚性针和插管以节省贴片泵中的空间的方法，该方法包括：

将刚性针布置在非线性针路径中，以能够通过移动机构沿第一方向向所述刚性针的第一端施加力而使所述刚性针从第一针位置穿过所述非线性针路径到第二针位置，其中，所述非线性针路径包括第一弯曲部和所述移动机构，以使得所述刚性针被包含在该移动机构内；

在所述第一弯曲部处弯曲所述刚性针，以在所述刚性针从所述第一针位置穿过所述非线性针路径到所述第二针位置时使所述刚性针保持弯曲，其中，所述刚性针包括配置为能够使所述刚性针弯曲的材料和所述第一弯曲部；

设置关于所述刚性针的第二端的插管，以使得当所述移动机构在所述刚性针的所述第一端上沿第一方向施加所述力时，从所述刚性针的所述第二端沿第二方向向所述插管施加力；并使得所述插管基于从所述刚性针的所述第二端沿所述第二方向施加在所述插管上的所述力而沿所述第二方向从第一插管位置移动到第二插管位置，

其中，所述非线性针路径的第二端位于所述插管内。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一弯曲部将所述刚性针配置成在所述刚性针的所述第一端到所述刚性针的所述第二端之间成30度到90度的角度。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述刚性针的第二端包括板附接件，所述板附接件附接在第一板位置处。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：设置所述板附接件，以使得当所述刚性针从所述第一针位置穿到所述第二针位置时，将所述板附接件沿所述第二方向从所述第一板位置移动到第二板位置。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括：将所述刚性针设置为与回缩弹簧协作，以使得所述刚性针使用由所述回缩弹簧产生的力而从所述第二针位置缩回到所述第一针位置。