CN115190807B - 具有协调泵送和阀调操作的阀轴泵 - Google Patents

Abstract

用于流体输送的泵子系统(例如，在可佩戴式贴片泵中)，其包括具有泵送运动的流体腔室和具有阀调运动的阀轴组件，两者均由同一驱动机构驱动。流体腔室具有体积可变的腔室，该体积可变的腔室由活塞提供，该活塞由驱动机构驱动并且相对于塞子在泵壳体中平移。活塞在吸入冲程期间延伸流体腔室，在排放冲程中缩回流体腔室。阀组件具有至少一个阀轴，该阀轴由驱动机构可控制地平移，以选择性地能够将第一通路与泵腔室中的开口和用于吸入冲程的流体吸入端口对准，以将流体吸入流体腔室，并且能够将第二通路与泵腔室中的开口和用于排放冲程的流体排放端口对准，以从流体腔室排放流体。

Description

具有协调泵送和阀调操作的阀轴泵

技术领域

诸多说明性实施例总体而言涉及用于可佩戴式药剂输注贴片的泵子系统。

背景技术

糖尿病是一组以高血糖水平为特征的疾病，高血糖水平是由胰岛素产生、胰岛素作用或两者的缺陷引起。糖尿病会导致严重的健康并发症和过早死亡，但患有糖尿病的人可以使用一些公知的产品来帮助控制疾病和降低并发症的风险。

患有糖尿病的人的治疗选项包括特殊饮食、口服药剂和/或胰岛素疗法。糖尿病治疗的主要目标是控制患者的血糖(糖)水平，以增加无并发症生活的机会。然而，在实现良好的糖尿病管理的同时平衡其他生活需求和环境并不总是容易的。

目前，用于治疗1型糖尿病的每日胰岛素疗法有两种主要模式。第一种模式包括注射器和胰岛素笔，其在每次注射(通常每天三到四次注射)时需要针刺。这些装置使用简单，成本相对较低。另一种广泛采用且有效的管理糖尿病的治疗方法是使用胰岛素泵。通过以不同的速率连续输注胰岛素来更接近地模拟胰腺的行为，胰岛素泵可以帮助使用者根据个人需求将血糖水平保持在目标范围内。通过使用胰岛素泵，使用者可以将他们的胰岛素疗法与他们的生活方式相匹配，而不是将他们的生活方式与胰岛素注射用于他们的工作方式相匹配。

然而，常规胰岛素泵存在几个缺点。例如，通常在胰岛素泵中使用的导螺杆和活塞型泵子系统对于使用者来说通常较笨重，对于可佩戴式胰岛素泵来说需要很高的高度和很大的占据面积。

常规胰岛素泵通常还需要大量部件和运动零件，从而增加了机械故障的风险。

常规胰岛素泵通常还具有高系统背压下易于泄漏的阀。这可能导致剂量准确度和可靠性降低。

常规胰岛素泵通常还需要暴露于潜在高背压的大工作体积和大系统体积。这可能导致剂量准确度和可靠性降低。

常规胰岛素泵通常还具有太长的剂量准确度公差环，取决于太多因素，这些因素有时难以确定。这可能导致剂量准确度降低。

发明内容

通过本公开的说明性实施例，克服了上述及其他问题，并实现了附加优点。

说明性实施例的另一方面是提供一种泵子系统，与常规泵子系统相比，该泵子系统在储存器与套管之间没有直接流体路径，从而更好地保护使用者免受过量用药。

说明性实施例的另一方面是提供一种泵子系统，与常规泵子系统相比，该泵子系统具有小工作体积和暴露于潜在高背压的低系统体积，从而提高泵(如胰岛素贴片泵)的准确度和可靠性。

根据一些说明性实施例，提供了一种用于流体输送的泵装置，其包括：壳体；泵，泵具有设置在壳体内的体积可变的流体腔室，并且被配置为其第一端可相对于其第二端平移，以在泵送运动期间改变流体腔室沿壳体的纵向轴线的长度；流体吸入端口，流体吸入端口与用于流体腔室的流体供应源流体连通；流体排放端口，流体排放端口与流体路径流体连通，该流体路径从流体腔室接收流体并将流体引导至流体输出端；以及阀组件，阀组件可相对于流体吸入端口和流体排放端口而运动，该阀组件包括第一通路和第二通路。壳体具有从流体腔室到阀组件的开口。阀组件被配置为用以在阀调运动期间被可控制地平移，并且能被设置在开口与流体吸入端口之间、以提供经由第一通路在开口与流体吸入端口之间的流体连通从而将流体吸入流体腔室，并且能被设置在开口与流体排放端口之间、以提供经由第二通路在开口与流体排放端口之间的流体连通从而将流体从流体腔室排放。

根据一些说明性实施例的一些方面，对泵第一端的平移和阀组件的平移进行控制以协调阀组件的阀调运动与泵的泵送运动。

根据一些说明性实施例的一些方面，壳体和泵具有第一联锁机构，当由驱动机构旋转时，第一联锁机构采用凸轮作用使泵的第一端相对于第二端而平移，阀组件具有第二联锁机构，第二联锁机构采用凸轮作用使阀组件相对于驱动机构的旋转而平移。

根据一些说明性实施例的一些方面，泵包括设置在壳体内的塞子和活塞，塞子的远端和活塞的近端分别形成泵的第二端和第一端。活塞的近端连接到驱动机构。

根据一些说明性实施例的一些方面，壳体与活塞之间的第一联锁机构包括位于壳体和活塞中的一者中的弓形凸轮槽，以及位于壳体和活塞中的另一者上的销，该销被配置为与凸轮槽接合。当活塞旋转时，凸轮槽被配置为控制活塞的近端相对于塞子的远端平移的距离和沿着纵向轴线的方向，用于流体吸入和流体排放操作。

根据一些说明性实施例的一些方面，阀组件与驱动机构之间的第二联锁机构包括位于阀组件和驱动机构中的一者中的弓形凸轮槽，以及位于阀组件和驱动机构中的另一者上的销，该销被配置为与凸轮槽接合。当驱动机构旋转时，凸轮槽被配置为控制阀组件沿着纵向轴线平移的距离，用于流体吸入和流体排放操作。

根据一些说明性实施例的一些方面，阀组件包括至少一个阀轴以及密封件，阀轴包括第一通路和第二通路，密封件沿至少一个阀轴布置在第一通路和第二通路的相应侧上。

根据一些说明性实施例的一些方面，阀轴沿壳体的纵向轴线选择性地平移，以在流体输送装置的流体吸入操作期间对准壳体的开口、阀轴的第一通路和流体吸入端口，并且密封阀轴的第二通路，在流体输送装置的流体排放操作期间对准壳体的开口、阀轴的第二通路和流体排放端口，并且密封阀轴的第一通路。

根据一些说明性实施例的一些方面，除了流体经由壳体中的开口接收到流体腔室中和流体经由壳体中的开口从流体腔室排放之外，塞子和活塞各自在流体腔室的第一端和第二端的相应端处设有密封件，以防止泄漏。

根据一些说明性实施例的一些方面，从塞子和活塞中选择的泵部件配置有与之联接的填隙物，以减小泵腔室的体积。

根据一些说明性实施例的一些方面，使用泵装置的至少一种修改来减小泵腔室的体积，所述至少一种修改选自泵腔室直径减小和活塞的行进距离减小，以改变泵腔室的体积。

根据一些说明性实施例的一些方面，通过在活塞和塞子中的一者上设置凸台，并且在活塞和塞子中的另一者上设置相对应的凹部，而减小泵腔室的体积。

本发明诸多说明性实施例的另一方面是提供一种计量系统，与常规计量泵相比，其具有短的剂量准确度公差环(剂量准确度公差环取决于几种因素)从而提高剂量准确度。例如，在说明性实施例中，剂量准确度的公差环较短，并且仅取决于一个或两个容易测量的尺寸，例如泵腔室直径的减小，以及活塞行进距离的减小以改变泵腔室体积。

各个说明性实施例的附加和/或其他方面和优点将在以下描述中阐述，或从下面的描述中显而易见，或可以通过说明性实施例加以实践而获得了解。各个说明性实施例可以包括具有上述方面中一个或更多个方面和/或特征中一个或更多个特征及其组合的设备和用于操作该设备的方法。说明性实施例可以包括的上述方面的一个或更多个特征和/或组合，例如，如在所附权利要求中所叙述。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，将更容易理解各个说明性实施例中的实施例的上述和/或其他方面和优点，附图中：

图1示出了诸如贴片泵等流体泵的说明性实施例的架构图；

图2、图3、图4、图5、图6和图7为根据说明性实施例的泵子系统的立体图，以虚线示出了泵壳体部件；

图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15为根据说明性实施例的泵子系统的立体图，以虚线显示了阀组件部件；

图16、图17、图18、图19、图20和图21为根据说明性实施例的泵子系统的仰视图；

图22为根据说明性实施例的泵子系统的局部侧视图；

图23为根据另一说明性实施例的泵子系统的立体图。

在所有附图中，相似的附图标记将被理解为指代相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

如本领域技术人员所知，根据本文公开的实施例，可通过多种方式执行泵的示例、改进和布置。尽管将参考附图和以下描述中描绘的说明性实施例，但是本文公开的实施例并不意味着所公开的技术方案所包含的各种替代设计和实施例的穷举，并且本领域技术人员将容易理解，在不脱离所公开的技术方案的范围的情况下，可以进行各种修改，并且可以进行各种组合。

尽管各种人员，包括但不限于患者或医疗保健专业人员，可操作或使用本发明的说明性实施例，为简便起见，下文将操作者或使用者称为“使用者”。

尽管本发明的说明性实施例中可采用各种流体，但为简便起见，下文将注射装置中的液体称为“流体”。

图1至图21描绘了若干说明性实施例。在一个说明性实施例中，提供了用于可佩戴式胰岛素输注贴片的泵子系统130、200；然而，如上文所叙述，可佩戴式输注贴片可以用于输送其他类型的流体，例如除胰岛素之外的药剂。例如，在本公开的一些说明性实施例中，泵子系统130、200是更大的流体子系统100的一部分，该流体子系统100包括用于储存胰岛素的储存器和用于将胰岛素输送到皮下组织中的套管组件。泵子系统200从储存器中抽取小剂量的流体，然后将其沿着套管管线推入患者体内。流体剂量相对于储存器体积较小，因此需要许多泵冲程来完全排空储存器。

图1示出了根据本公开的一个示例性实施例的贴片式泵100的架构图。泵100包括流体子系统120、电子器件子系统140和电力存储子系统160。

流体子系统120包括与储存器124流体连通的填充端口122。储存器124适于通过填充端口接收来自注射器的流体。

流体子系统120还包括联接到储存器124的可选体积传感器126。体积传感器126适于检测或确定储存器的流体体积。

流体子系统120还包括示例泵子系统130，其包括以机械方式联接至泵致动器134的集成式泵和阀系统132。在共同拥有的WO2015/157174中描述了泵子系统的示例，WO2015/157174以引用的方式并入到本文中。集成式泵和阀系统132与流体子系统120的储存器124流体连通，并且由泵致动器134致动。

流体子系统120还包括套管机构，套管机构具有以机械方式联接到套管129的部署致动器128。部署致动器128适于将套管129插入使用者体内。套管129与泵子系统130的集成式泵和阀系统132流体连通。

流体子系统120还包括可选的阻塞传感器136，阻塞传感器136联接到在套管129与集成式泵和阀系统132之间的流体途径。阻塞传感器136适于检测或确定在套管129与集成式泵和阀系统132之间途径中的阻塞。

电子器件子系统140包括电联接至流体子系统120的体积传感器126的可选体积感测电子器件142、电联接至泵子系统130的泵致动器134的泵控制器144、电联接至流体子系统120的阻塞传感器136的可选阻塞感测电子器件146和电联接至流体子系统的套管129的可选部署电子器件148(例如，套管部署致动器128可以是手动的)。电子器件子系统140还包括电联接到体积感测电子器件142的微控制器149、泵控制器144、阻塞感测电子器件146和部署电子器件148。

电力存储子系统160包括电池162或本领域已知的任何其他电源。电池162可用于为贴片泵100的任何元件或电子部件供电。

根据说明性实施例，集成式泵和阀系统132作为示例泵子系统200提供，其中泵送和阀调运动与同一驱动机构(例如，连接至驱动致动器134的输出齿轮246)协调，如下文结合图2-21所描述的那样。例如，在一个实施例中，驱动机构的输出通过适配器或输出齿轮246而驱动泵子系统200中的活塞208以使之旋转。适配器或输出齿轮246具有销250，该销250通过骑在螺旋凸轮槽256(例如，设置在梭254中)中而往复地驱动阀组件232。凸轮槽256的形状决定了固定到阀组件232的阀轴234、240的位置的机械运动(例如，定时)。阀轴234、240装配有弹性体密封件和两个通路238、244。两个通路238、244被设计成在轴234、240的一侧上与连接到活塞泵送腔室214的单个开口224重叠。两个通路238、244被设计在轴234、240的另一侧，以可控地与两个端口中的相对应端口对准。两个端口228、230中的一者连接到储存器，两个端口中的另一者连接到患者侧。因此，阀轴可以往复地运动，将流体腔室214连接到储存器或患者侧。当输出齿轮246驱动阀轴234、240时，输出齿轮246也与活塞208上的配合特征接合。在功能上类似于阀组件梭254上的槽256的凸轮轨道或槽218设置在泵壳体202中，并且用于在活塞被输出齿轮246旋转时往复地驱动活塞208。活塞208具有足够长的配合特征，以确保与输出齿轮246完全接合。还可能具有接合阀组件232和/或活塞208的中间适配器，以避免对现有齿轮箱做出改变。因此，根据说明性实施例，活塞208的运动与阀组件的(一个或更多个)阀轴234、240的运动相协调。

现参考图2、图3、图4、图5、图6和图7，这些图为泵子系统200的立体图，泵壳体202以虚线示出联锁机构，联锁机构包括活塞销216和凸轮槽218。泵壳体202通常被配置为管状构件，其外壁形成圆柱形或管状形状，限定了尺寸适于在其中接纳活塞208和塞子206的内部。应该理解的是，泵壳体可以是除圆柱形之外的形状，并且该形状和外圆周以及内径可以沿着泵壳体的纵向轴线而变化。

塞子206设置在壳体202的近端中，活塞208设置在壳体202的远端中。流体腔室214被限定在塞子206的远端与活塞208的近端之间。如上所叙述，活塞208的远端联接到输出齿轮246，并由输出齿轮246旋转。输出齿轮246由泵致动器134(例如马达和/或齿轮箱)可控地旋转。在共有的WO 2015/157174中描述了齿轮箱的一个示例。如下面更详细描述的，壳体202和活塞208由联锁机构联接，联锁机构包括销216和凸轮槽218布置，该联锁机构被配置为可控制地使活塞208沿着壳体202的纵向轴线并且相对于塞子206往复地平移，以在流体腔室214内接收流体(例如，在泵循环期间的吸入泵送运动或冲程期间经由流体吸入端口228)，并从流体腔室214排出流体(例如，在泵循环期间的排放泵送运动或冲程期间经由流体排放端口230)。因此，流体腔室214的体积是可变的，这取决于活塞208通过输出齿轮246和联锁机构的位移，联锁机构包括销216和凸轮槽218。例如，销216可以设置在活塞208上，并且沿循设置在泵壳体202中的螺旋凸轮槽218，如图2至7所示。例如，活塞208可以设置有孔以接纳销216，销216可以压配合、胶合、模制或以其他方式紧固到孔，或者以其他方式模制到活塞208，而不需要其中有孔。替代地，销216可以设置在壳体202上，以沿循活塞208上的螺旋凸轮槽。

活塞208和塞子206各自在流体腔室214的相应端上设有密封件212和210。活塞208由齿轮箱或其他驱动机构134平移，以在吸入冲程期间延伸流体腔室214，如图2、图3和图4所示，并且在排放冲程期间缩回流体腔室214，如图5、图6和图7所示。活塞在冲程期间平移的距离由凸轮槽218的弯曲程度和长度以机械方式地控制。各个密封件(例如，O形环)被配置为防止储存器流体从流体腔室214泄漏。各个密封件212和210还使泵壳体中的活塞208和塞子206稳定(例如，在由输出齿轮246转动期间)，并且密封件212还在活塞208沿着壳体202的纵向轴线平移期间使活塞208的位置稳定并使其居中。

如图2-7所示，泵壳体202安装在底板226上。底板226形成有流体吸入端口228，该流体吸入端口228延伸穿过底板，用于经由贴片泵100中的流体途径(未示出)从泵壳体到储存器124的流体连接。底板还形成有流体排放端口230，该流体排放端口230延伸穿过底板，用于从泵壳体经由贴片泵100中的流体途径(未示出)到套管129的流体连接。通过O形环或密封件236a、236b和242a、242b、242c(如图16至图21所示)在阀组件232上的选择定位以及随它们相应的阀轴234、240沿着泵子系统200的纵向轴线的平移，以及在涉及输出齿轮销250的第二联锁机构中凸轮槽256的尺寸设定来使底板226中的这些端口228、230可控地暴露于流体腔室214以移动阀轴234、240中的通路238、244与泵壳体202和流体腔室214中的相对应端口228，230中的相应端口和开口224对准所需的距离，取决于泵循环中的当前点。阀组件还可以设置有一个或更多个轴，这些轴朝着泵壳体202的顶部可滑动地接合泵壳体202，以平衡在推动阀轴234、240时阀组件232向后的任何可能倾斜。例如，在图23所示的说明性实施例中，壳体202还可以设置有内孔264a和264b，这些内孔可滑动地接纳设置在阀组件232上设置的阀轴266、268中的相应阀轴。

底板226和壳体202可为一体式单元，或在底板226上安装单独的模制壳体202。壳体202具有内孔204(如图8所示)，该内孔204限定了内部，该内部接纳塞子206和活塞208并支承流体腔室214，并且具有开口224。壳体202还可以具有内孔222a和222b(如图8所示)，这些内孔可滑动地接纳设置在阀组件232上的阀轴234、240中的相应阀轴。

根据说明性实施例，参考图8至图21描述了泵子系统200在包括排放冲程和吸入冲程的全泵循环期间的操作。图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15是根据说明性实施例的泵子系统200的立体图，并且以虚线示出了在泵循环期间不同时间点的阀组件232部件。图16、图17、图18、图19、图20和图21是根据说明性实施例的泵子系统200在泵循环期间不同时间点的仰视图。

如图8和16所示，阀轴234、240缩回，壳体202中的开口224与阀轴240的通路244对准，通路244与底板226中的流体排放端口230对准。如图9所示，阀轴234、240没有平移，但是活塞208朝着塞子206平移，以缩回和缩短流体腔室214的长度，并且经由通路244和流体排放端口30将流体推出腔室并推向患者。

如图10、图17和图18所示，在排放冲程结束时，由于凸轮槽218的特征，活塞208旋转但不平移，但阀组件开始相对于输出齿轮轴248平移，并使阀轴234、240延伸出壳体202的内孔222a和222b。密封件242b覆盖流体排放端口230，但是流体吸入端口228不再被阀轴密封件236a覆盖，从而将流体吸入端口228暴露于壳体中的开口224和通路238，以在活塞208延伸时允许流体从流体源(例如，储存器)进入流体腔室214。

如图11、图12和图19所示，第二联锁机构包括输出齿轮销250和梭凹槽，梭凹槽被配置为用以维持阀轴234、240和梭254相对于壳体202的纵向轴线和输出齿轮轴248而静止，同时活塞208远离塞子206而平移，以使流体腔室214延伸。活塞208的这种平移将流体吸入流体腔室214。

如图13、图14、图20和图21所示，在吸入冲程结束时，由于凸轮槽218的特征，活塞208旋转但不平移，但阀组件开始相对于输出齿轮轴248平移，并将阀轴234、240缩回到壳体202的内孔222a和222b中。密封件236a覆盖流体吸入端口228，但是流体排放端口230不再被阀轴密封件242b覆盖，从而使流体排放端口230暴露于壳体中的开口224和通路244，以在活塞208朝向塞子206平移时，允许来自流体腔室214的流体经由流体排放端口230朝向患者排放。图15示出了活塞208朝着塞子206平移以进行另一个排放冲程，同时阀轴保持缩回。

图2至图21所示的示例泵子系统200布置允许泵在每个冲程结束时以反向运动方式驱动，或使输出齿轮在相同方向运行，无需反向布置。在替代的示例实施例中，也可以用线性致动器驱动泵子系统200，并且仍然依靠凸轮/槽动作，该凸轮/槽动作将被适当地定向以使用阀组件232选择性地将泵腔室214暴露于端口228、230。类似地，阀通路238、244和第二联锁机构248、256可以被配置为采用单个阀轴。此外，(一个或更多个)阀轴可以分成若干个子部件，以帮助组装和安装刚度。

示例泵子系统200布置实现了对现有泵系统的多项改进。例如，泵子系统200避免了流体与任何弹性体的大表面接触(该大表面接触可能与药物有效载荷发生负面相互作用)，并且避免了可能导致某些胰岛素不稳定性的泵部件。泵子系统200采用泵送和阀调运动的机械协调运动，这简化了泵的设计，减少了零件数量，并且不需要联锁或其它检测运动范围的装置。此外，泵子系统200不需要密封件来将其连接到贴片泵100的其余部分。泵子系统200具有比许多常规流体输送装置更小的泵体积，并且在泵致动器134单向旋转的情况下可以采用简化的电子器件。

泵子系统200是有利的，因为其泵高度显著降低(例如，与WO2015/157174中所描述的计量子系统相比，该计量子系统使用与泵壳体分开的带阀的歧管，以分别将流体导入和导出储存器和患者端口)，这允许更多空间用于其他部件。此外，泵子系统200消除了对歧管密封件和套筒接口的需要，因此最小化了速效、不太稳定的胰岛素的任何胰岛素降解的可能性，这使得泵子系统200能够适用于许多类型的胰岛素。

泵子系统200是有利的也是因为其允许输送足够小的剂量体积，从而可用作1型糖尿病泵以及其他药物疗法的解决方案。如果传感器位于活塞凸轮槽中的输出齿轮或驱动器上，泵子系统200也具有输送分剂量(fractional doses)的能力。

根据另一个优点，减小流体腔室214体积可通过提高泵送频率来减少胰岛素降解。根据说明性实施例，通过利用直径对剂量体积的平方幂效应，可以在共同拥有的WO 2015/157174中描述的泵子系统130或上述泵子系统200中实现尺寸减小，以试图将公差与尺寸的比率保持在导致高生产能力的受控范围内。这种尺寸减小实现了剂量体积减小和更频繁泵送的能力的主要优点，但是不需要改变贴片泵100的整体配合和组装部件以及软件架构。

例如，已观察到精心设定尺寸的泵腔室和活塞可在不损害公差叠加的情况下减小剂量体积，从而允许更频繁的泵送(例如，通过减小体积输送的系数)来提高胰岛素稳定性。在一个示例实施方式中，贴片泵子系统130(例如，如共同拥有的WO 2015/157174中所描述的)被设计成将活塞行程减小37％，将套筒直径减小27％(例如，直径平方，因此对泵体积减小具有更大的影响)，总剂量体积为1.50微升，总剂量减小29％。每个尺寸的公差已经非常好，并且随着这种变化，公差(例如，假定由于模制限制而不变)与尺寸的比率仍然是有利的，并且允许工作设计。由于剂量体积的减小，这种修改的泵子系统130也可以用于除胰岛素输送之外的其他疗法。3.4(1/29％)的剂量体积减小允许与泵子系统130的未修改版本相比以3.4倍的倍率更为频繁地泵送，并且测试已经表明，这对于更速效和不稳定的胰岛素是有利的条件。

该说明性实施例实现了多项优点。例如，较低的剂量体积能够实现更大范围的疗法、对患者疗法的更多控制以及更高的泵送频率。据观察，更高的泵送频率有利于速效、较不稳定的胰岛素。此外，较小的部件可以封装在现有的泵壳体中，对泵子系统130、200中的配合零件和相关的组装器具的改变最小。

根据另一个图示实施例，通过在泵腔室中使用(一个或更多个)垫圈或填隙物盘来减小输送体积，实现可调适的泵腔室214体积并且允许更频繁的泵送或更小的单次剂量，而无需完全更换泵子系统130或200中的模制部件。这是通过在组装期间在泵腔室214中添加(一个或更多个)适当尺寸的盘260(例如，具有选定的厚度)来实现的。可以使用如图22所示的单个盘260，或者可以使用多个盘。当泵子系统130、200缩回时，泵腔室214填充的体积等于盘未占据的体积量(即，每个盘260使其体积远离平滑开放的泵腔室)。当活塞向前运动时，前进输送行程受到盘的限制，然后阀调发生反向运动。泵循环因此成功完成。活塞208的近端可以被配置为足够长地延伸超过密封件212以接纳盘260。在一个替代实施例中，为了更好地控制位置，盘260可以是垫圈，活塞208’可以是模制件，该模制件被修改成具有支承垫圈260的凸台262。同样的凹部264可以设置在适当修改的塞子206’部分中。该技术解决方案通过允许更频繁的泵送(由于较低的单次剂量体积输送)来满足旨在改进与速效、较不稳定的胰岛素的兼容性的需求。替代地，对于稳定的胰岛素，该技术解决方案可用于输送较小的体积，以实现更好的治疗控制。例如，该技术方案也可以用于泵送需要较小剂量并且与泵材料和机构兼容的其他药物。

该说明性实施例实现了多项优点。例如，对泵腔室添加盘或填隙物的这种简单修改可以使先前的泵子系统设计与速效、较不稳定的胰岛素兼容，而不改变任何模制件。相反，所需要的只是添加一个部件，并且在组装线上稍作调整。然后，该泵被配置为更频繁地泵送，从而减小任何潜在的胰岛素降解，同时还允许泵送更小剂量的稳定胰岛素或其他药物。

本领域技术人员应理解，本公开内容的应用不限于上述描述中阐述的或附图中示出的部件的构造和布置细节。这里的实施例能够是其他实施例，并且能够以各种方式实践或执行。此外，应该理解，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，不应该被认为是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。除非另有限制，否则术语“连接”、“联接”和“安装”及其变型在本文中被广泛使用，并且包含直接和间接的连接、联接和安装。此外，术语“连接”和“联接”及其变型不限于物理或机械连接或联接。此外，诸如上、下、底部和顶部的术语是相对的，用于帮助说明，但不是限制性的。

根据所示实施例采用的说明性装置、系统和方法的部件可至少部分在数字电子电路系统、模拟电子电路系统或计算机硬件、固件、软件或其组合中实施。这些部件可以被实施为例如计算机程序产品，例如有形地包含在信息载体或机器可读存储装置中的计算机程序、程序代码或计算机指令，用于由诸如可编程处理器、计算机或多个计算机等数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。

计算机程序可采用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并可以以任何形式部署，包括作为独立程序或模块、组件、子例程或适用于计算环境的其他单元。计算机程序可以被部署为在一个地点的一台计算机或多台计算机上执行，或者分布在多个地点并通过通信网络互连。此外，用于实现说明性实施例的功能程序、代码和代码段可以由说明性实施例所属领域的程序员容易地解释为在说明性实施例所例示的权利要求的范围内。与说明性实施例相关联的方法步骤可以由执行计算机程序、代码或指令的一个或更多个可编程处理器来执行，以实现功能(例如，通过对输入数据进行操作和/或生成输出)。举例来说，方法步骤也可由专用逻辑电路系统来执行，且说明性实施例的设备可实施为专用逻辑电路系统，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

可利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、FPGA或其他可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或其设计用于执行本文所描述功能的任何组合，而实施或执行关于本文所公开实施例的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是替代地，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或更多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其他这样的配置。

适于执行计算机程序的处理器包括，例如，通用和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或更多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或更多个存储装置。通常，计算机还将包括或操作性地联接到一个或更多个用于存储数据的大容量存储装置，例如磁盘、磁光盘或光盘，以从该大容量存储设备接收数据或向其传送数据，或两者兼有。适于实现计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，例如包括半导体存储装置，例如电可编程只读存储器或ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存装置和数据存储盘(例如磁盘、内置硬盘或可移动盘、磁光盘以及CD-ROM和DVD-ROM盘)。处理器和存储器可以由专用逻辑电路系统来补充或并入专用逻辑电路系统中。

本领域技术人员应理解，可使用各种不同的技术和工艺来表示信息和信号。例如，贯穿以上描述可能提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任意组合来表示。

本领域技术人员将进一步认识到，结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，各种说明性的部件、块、模块、电路和步骤已经在上面根据它们的功能进行了一般描述。这种功能实施为硬件还是软件取决于特定的应用和对整个系统施加的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定的应用以不同的方式实施所描述的功能，但是这样的实施方式决定不应该被解释为导致脱离由说明性实施例所例示的权利要求的范围。软件模块可以驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质联接到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。替代地，存储介质可以与处理器成一体。换言之，处理器和存储介质可以驻留在集成电路中或者实施为分立部件。

计算机可读非暂时性介质包括所有类型的计算机可读介质，包括磁存储介质、光存储介质、闪存介质和固态存储介质。应当理解，软件可以安装在中央处理单元(CPU)装置中并与其一起出售。替代地，可以获得软件并将其加载到CPU装置中，包括通过物理介质或分发系统获得软件，包括例如从软件创建者拥有的服务器或从软件创建者不拥有但使用的服务器获得软件。例如，软件可以存储在服务器上，以便通过互联网分发。

上面给出的描述和附图仅用于举例说明，并不用于以任何除了在所附权利要求中所阐述的限定方式之外的任何方式而对说明性实施例加以限定。特别要注意的是，本领域技术人员可以容易地以许多其他方式(所有这些方式都被认为在权利要求的范围内)而组合上文中已经描述的各种说明性实施例的各种元件的各种技术方面。

Claims (11)

1.一种用于流体输送的泵装置，其包括：

壳体，

泵，所述泵具有设置在所述壳体内的体积可变的流体腔室，所述流体腔室被配置为其第一端能够相对于其第二端而平移，以在泵送运动期间沿着所述壳体的纵向轴线改变所述流体腔室的长度；

流体吸入端口，所述流体吸入端口与用于所述流体腔室的流体供应源流体连通；

流体排放端口，所述流体排放端口与流体路径流体连通，所述流体路径从所述流体腔室接收流体并将所述流体引导至流体输出端；

阀组件，所述阀组件能够相对于所述流体吸入端口和所述流体排放端口而运动，所述阀组件包括至少一个阀轴，所述至少一个阀轴包括第一通路和第二通路；

所述壳体具有从所述流体腔室到所述阀组件的开口，并且所述阀组件被配置为用以在阀调运动期间被可控制地平移，并且能被设置在所述开口与所述流体吸入端口之间、以经由所述第一通路在所述开口与所述流体吸入端口之间提供流体连通以便将流体吸入所述流体腔室，并且能被设置在所述开口与所述流体排放端口之间、以经由所述第二通路在所述开口与所述流体排放端口之间提供流体连通以便从所述流体腔室排放流体；

其中，所述泵的第一端的平移和所述阀组件的平移受到控制以协调所述阀组件的阀调运动与所述泵的泵送运动；并且

其中，所述壳体和所述泵具有第一联锁机构，当由驱动机构旋转时，所述第一联锁机构采用凸轮作用使所述泵的第一端相对于第二端而平移；并且所述阀组件具有第二联锁机构，所述第二联锁机构采用凸轮作用而使所述阀组件相对于所述驱动机构的旋转而平移。

2.根据权利要求1所述的泵装置，其中，所述泵还包括设置在所述壳体中的塞子和活塞，所述塞子的远端和所述活塞的近端分别形成所述泵的第二端和第一端，所述活塞的近端连接到所述驱动机构。

3.根据权利要求2所述的泵装置，其中，所述壳体与所述活塞之间的所述第一联锁机构包括：位于所述壳体和所述活塞中的一者中的弓形凸轮槽，以及位于所述壳体和所述活塞中的另一者上的销，所述销被配置为与所述凸轮槽接合；并且

其中，当所述活塞旋转时，所述凸轮槽被配置为控制所述活塞的近端相对于所述塞子的远端平移的距离和沿着所述纵向轴线的方向，用于流体吸入和流体排放操作。

4.根据权利要求1所述的泵装置，其中，所述阀组件与所述驱动机构之间的所述第二联锁机构包括位于所述阀组件和所述驱动机构中的一者中的弓形凸轮槽，以及位于所述阀组件和所述驱动机构中的另一者上的销，所述销被配置为与所述凸轮槽接合；并且

其中，当所述驱动机构旋转时，所述凸轮槽被配置为控制所述阀组件沿着所述纵向轴线平移的距离，用于流体吸入和流体排放操作。

5.根据权利要求1所述的泵装置，其中，所述阀组件还包括密封件，所述密封件沿着所述至少一个阀轴设置在所述第一通路和所述第二通路的相应侧上。

6.根据权利要求5所述的泵装置，其中，所述阀轴沿所述壳体的所述纵向轴线选择性地平移，以便

在所述泵装置的流体吸入操作期间，对准所述壳体的所述开口、所述阀轴的所述第一通路和所述流体吸入端口，并且密封所述阀轴的所述第二通路，并且

在所述泵装置的流体排放操作期间，对准所述壳体的所述开口、所述阀轴的所述第二通路和所述流体排放端口，并且密封所述阀轴的所述第一通路。

7.根据权利要求2所述的泵装置，其中，所述塞子和所述活塞各自为所述流体腔室的第一端和第二端中的相应端设有密封件，以便除了在流体经由所述壳体中的所述开口被接收到所述流体腔室中时以及在流体经由所述壳体中的所述开口从所述流体腔室中排放时防止发生泄漏。

8.根据权利要求2所述的泵装置，其中，从所述塞子和所述活塞中选择的泵构件被配置为具有与其联接的填隙物，以减小所述泵腔室的体积。

9.根据权利要求2所述的泵装置，其中，使用所述泵装置的至少一种修改来减小所述泵腔室的体积，所述至少一种修改选自减小泵腔室直径和减小活塞行进距离以改变所述泵腔室的体积。

10.根据权利要求2所述的泵装置，其中，通过在所述活塞和所述塞子中的一者上设置凸台，并且在所述活塞和所述塞子中的另一者上设置相对应的凹部，来减小所述泵腔室的体积。

11.一种用于流体输送的泵装置，其包括：

壳体，

泵，所述泵具有设置在所述壳体内的体积可变的流体腔室，所述流体腔室被配置为其第一端能够相对于其第二端而平移，以在泵送运动期间沿着所述壳体的纵向轴线改变所述流体腔室的长度；

流体吸入端口，所述流体吸入端口与用于所述流体腔室的流体供应源流体连通；

流体排放端口，所述流体排放端口与流体路径流体连通，所述流体路径从所述流体腔室接收流体并将所述流体引导至流体输出端；

阀组件，所述阀组件能够相对于所述流体吸入端口和所述流体排放端口而运动，所述阀组件包括第一通路和第二通路；

所述壳体具有从所述流体腔室到所述阀组件的开口，并且所述阀组件被配置为用以在阀调运动期间被可控制地平移，并且能被设置在所述开口与所述流体吸入端口之间、以经由所述第一通路在所述开口与所述流体吸入端口之间提供流体连通以便将流体吸入所述流体腔室，并且能被设置在所述开口与所述流体排放端口之间、以经由所述第二通路在所述开口与所述流体排放端口之间提供流体连通以便从所述流体腔室排放流体；

其中，所述阀组件包括第一阀轴和第二阀轴，所述第一阀轴包括所述第一通路，所述第二阀轴包括所述第二通路，所述第一阀轴和所述第二阀轴各自选择性地沿所述壳体的纵向轴线平移，以在所述泵装置的流体吸入操作期间对准所述壳体的所述开口、所述第一阀轴的第一通路以及所述流体吸入端口并且密封所述第二阀轴的第二通路，并且在所述泵装置的流体排放操作期间对准所述壳体的所述开口、所述第二阀轴的所述第二通路和所述流体排放端口并且密封所述第一阀轴的所述第一通路。