CN116764028B - 一种微量注射系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微量注射系统，该微量注射系统可以包括配置在多个可独立驱动的注射通道的注射装置，注射装置包括用于存储待注射药品的储液单元；送液单元，包括出液室和输液头，其中，出液室配置为通过容积变化从储液单元吸入药物或排出药物至输液头；控制器，基于确定的待注射药品的注射量驱动出液室吸入或排出待注射药品；其中，出液室和输液头之间设置有用于提供与待注射药品相关的光学检测结果的检测室，以允许控制器能够基于光学检测结果确定注射通道与待注射药品的匹配性。

Description

一种微量注射系统

技术领域

本发明涉及注射系统技术领域，尤其涉及一种微量注射系统。

背景技术

用于以液体形式输注药物的机电泵（如微量泵）在电子医疗设备领域中是已知的。微量注射泵将少量药液精确、微量、均匀、持续地泵入体内，其操作便捷、定时定量，可以根据病情需要随时调整药物浓度、速度，使药物在体内能保持有效血药浓度，运用微量泵抢救危重患者，能减轻护士工作量，提高工作效率，准确、安全、有效地配合医生抢救。

药物的输注是通过注射器进行的，注射器与泵机械连接，并与生物体液压连接。液压连接通常通过植入生物体内的插管和针来实现。植入式给药系统一般分为两类：被动式和主动式，其中，主动植入式给药系统通常包括一个药物储液器，其存储要施用给受试者的含药物液体和一个微型泵，其将小体积的含药物液体精确地输送到目标器官。

CN103511216A公开一种注射泵，包括基座；安装在基座上的电机、注射器管压块、三根X向平行的导向杆；受电机驱动的丝杠；注射器柄装配机构，其具有三个导向孔、一个注射器柄限位槽和一个驱动孔；丝杠与驱动孔配合形成丝杠副，导向杆与导向孔配合形成滑动副；三个导向孔的中心位于等边三角形的三个顶点上，驱动孔的中心位于等边三角形的中心位置，注射器柄限位槽的对称轴与等边三角形的Z向中线重合。

CN108355203A公开一种注射装置，包括用于注射的注射器、前缸体、活塞、活塞杆、电机系统和后缸体，前缸体用于固定注射器，其内径大小与注射器外径大小相同，并且小于后缸体内径大小；注射器活塞柄被安装在活塞上，活塞杆用于通过电机系统的控制推动活塞运动；电机系统，用于根据控制指令控制注射器注射或吸取药物；后缸体内径大小与活塞直径大小相同，并用于活塞运动。

已知机电泵注射的典型缺点是将电动齿轮马达的旋转运动转换成推动器的平移运动的单元具有极其复杂的结构，该结构复杂性导致这样的注射系统具有很高的生产成本。此外，为实现上述将电动齿轮马达的旋转运动转换成推动器的平移运动，需要保证机电泵长期处于稳定的运行状态，以确保药物注射任务的稳定与准确，因此这样的注射系统所使用的机电泵必须符合很高的质量标准，致使这样的注射系统整体的实施成本显得更加昂贵。另外，在诸如医院此类健康诊疗场所之中，机电泵注射常用于多通道的微量注射系统，这种多通道微量注射系统常被用于向同一或不同患者同时注射不同种类、不同剂量的药物，而对多通道微量注射系统来说，注射器与注射通道的对应关系常常是医护人员容易疏忽的问题，由此药物注射任务可能会以与预期注射参数不同的错误方式来执行，严重影响患者的治疗进程甚至危及生命。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种微量注射系统，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种微量注射系统，包括配置在多个可独立驱动的注射通道的注射装置，注射装置包括：

用于存储待注射药品的储液单元；

送液单元，包括出液器和输液头，其中，出液器配置为通过容积变化从储液单元吸入药物或排出药物至输液头，

控制器，基于确定的待注射药品的注射量驱动出液器吸入或排出待注射药品；

其中，

出液器和输液头之间设置有用于提供与待注射药品相关的光学检测结果的检测室，以允许控制器能够基于光学检测结果确定注射通道与待注射药品的匹配性。

本发明的关键优势在于，通过给传统微量注射系统提供了一种可选的适配器来更为经济地达成更有效的控制，避免了为满足各国政策法规而对整个系统进行重新认证、认可等一系列复杂的程序。例如，本发明的检测室本身作为独立部件可以单独完成为满足各国政策法规的认证和认可程序，灵活适配于多种类型的注射器；而本发明的送液单元也仍然在快速迭代之中，其也可作为独立部件单独完成为满足各国政策法规的认证和认可程序。由此避免了产品升级过程中，因单个部件的细微调整而不得不对整个系统完成认证和认可程序。

特别地，传统的多注射通道的微量注射系统存在的典型缺陷包括：在实际注射过程中，有些患者需要同时泵入多种药物（如ICU患者常用到4道甚至6道以上的注射管道），而输注药物通常以透明液体居多，加之连接到输液头的延长管也是规格相同的透明软管，因此难以从外观上直观地区分药物类别，不利于医护人员迅速准确地辨识患者正在泵入的药液。临床上常采用贴颜色标签的方式来区分，此方式虽能区分各注射通道的药液，但却无法在注射器和对应注射通道之间建立身份关联，也即注射器有可能被置入错误的推注通道中。此外，当需要调整多种药物的输注参数或注射管内出现气泡（如引入空气）时，医护人员会取下多个注射器执行换液、补液或排气操作。例如排气时，医护人员取下注射器，并从患者端取出延长管，排气完成后再将注射器重新安置在注射台架上。在此装卸过程中，多个注射器在被装回推注通道时可能会出现位置调换的情况。由于各个注射通道之间通常是按照设定的工作参数来执行彼此不同的药物注射任务的，因此若注射器和注射通道之间形成错误的对应关系，将导致药物按照错误的注射模式被递送，将对患者的治疗造成致命影响。

为此，本发明中，在容积可控的出液器和输液头之间设置有用于提供与待注射药品相关的光学检测结果的检测室，该光学检测结果可通过光学检测器向检测室输入光信号并基于该光信号的反馈结果来确定。具体地，即便注射药物多为透明药物，但因各药物成分不同，故对于光的反射、散射和/或吸收效果也是不同的。因此基于光源经药液透射后的光信号可以用于确定各个药物推注通道中待注射药液的种类，由此避免设定注射参数对应的目标药物与实际的药物推注通道互不匹配，从而使药物以错误的注射参数注入到患者的体内，进而影响治疗进程甚至危及患者生命。

优选地，控制器能够基于光学检测结果确定注射通道与待注射药品的匹配性包括：

当检测室提供的与待注射药品相关的第一光学检测结果与对应注射通道的设定光学检测结果不匹配时，控制器确定待注射药品与当前注射通道不匹配。

优选地，控制器能够按照将第一光学检测结果与相应的注射通道彼此关联的方式形成用于指示待注射药品与当前注射通道不匹配的第一告警信号。

优选地，控制器还配置为基于检测室提供的与待注射药品相关的第二光学检测结果来确定检测室和/或对应的注射通道是否存在非药品介质的引入。

优选地，控制器基于检测室提供的与待注射药品相关的第二光学检测结果来确定检测室和/或对应的注射通道是否存在非药品介质的引入包括：

当检测室在至少一组相邻时刻提供的与待注射药品相关的第二光学检测结果不一致时，控制器确定检测室和/或对应的注射通道存在非药品介质的引入。

优选地，控制器能够按照将第二光学检测结果与相应的注射通道彼此关联的方式形成用于指示检测室和/或对应的注射通道存在非药品介质的引入的第二告警信号。

优选地，检测室对接出液器和输液头的轴向两端分别构造有第一连接部和第二连接部，其中，第一连接部和第二连接部构造为具有呈阶梯式分布的多个连接端口。

优选地，本发明提供的微量注射系统还包括用于获取与检测室内的待注射药品相关的光信号的光学检测器，光学检测器配置为向检测室输入光信号以响应于光信号的反馈结果提供与对应注射通道输出的待注射药品相关的光学检测结果。

优选地，光学检测器针对检测室的与待注射药品相关的光学检测结果的获取是按照与出液器的操作周期相关联的方式来设置的。特别地，对应出液器操作周期进行检测能够保证光学检测器获取的光学检测结果是与出液器排出的药物相关的，以确保检测结果的准确性；同时避免无关数据，减小数据传输量，尤其缓解不同通信信道间的数据拥堵，使异常注射信号能够及时地反馈响应，降低因告警信号的迟滞输出而产生的注射风险。

优选地，出液器包括：

用于容置待注射药品的出液室，该出液室构造有可弹性形变的柔性膜；

致动单元，能够响应于控制器确定的待注射药品的注射量来驱动柔性膜执行一个或多个操作循环的弹性形变。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的微量注射系统的结构示意图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式的注射装置的爆炸示意图；

图3是本发明提供的一种优选实施方式的注射装置的剖视结构图；

图4是本发明提供的一种优选实施方式的出液室的结构示意图；

图5是本发明提供的一种优选实施方式的致动单元的结构示意图。

附图标记列表

10：推进单元；11：控制器；12：加压部；13：推杆；20：储液单元；201：储液室；202：活塞；30：送液单元；31：出液器；32：输液头；40：壳体；50：致动单元；60：检测室；310：出液室；311：进液口；312：出液口；313：柔性膜；321：支撑部；322：穿刺部；501：第一磁性件；502：第二电磁件；601：第一窗口；602：光发射器；603：第二窗口；604：光接收器；605：第一连接部；606：第二连接部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解的是，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

如图1所示，本发明提供了一种微量注射系统，具体涉及一种多通道的微量注射系统。该系统可以包括多个可独立驱动的药物注射装置，每个药物注射装置对应连接到注射设备主体的各个注射通道。

具体地，如图1至图3所示，药物注射装置可包括依次连接的推进单元10、储液单元20和送液单元30。特别地，推进单元10、储液单元20和送液单元30可以容纳在壳体40中。进一步地，壳体40可以容纳并保持储液单元20、送液单元30以及用于输液的针头部分（输液头32）。此外，微量注射系统的主机壳体上可配置有若干用于响应或接收用户输入以及响应用户操作而提供各种信息输出的接口。

具体地，如图3所示，推进单元10可以包括控制器11和加压部12。加压部12配置为响应于控制器11的驱动而向储液单元20的一侧施加外力。例如，加压部12沿储液单元20的末端到前端的方向向储液单元20的一侧施加外力，以使储液单元20产生指向送液单元30的压力，从而将存储在储液单元20中的药液排放到位于储液单元20前端的送液单元30。特别地，本发明中，储液单元20的末端可以理解为储液单元20连接或面对推进单元10的一端。储液单元20的前端可以理解为储液单元20连接或面对送液单元30的一端。

根据一种优选实施方式，控制器11可以有线和/或无线地连接于加压部12，即控制器11可以在硬件上设置于图1所示的药物注射装置之外，但在信号和控制方面连接至加压部12。控制器11可以基于用户输入来确定药液注射量。或者，控制器11可以响应于预先存储或设定的用户疾病信息、用户注射信息等参数来确定药液注射量。特别地，控制器11可以基于传感器获取的数据来确定药液注射量。例如，针对高血糖用户，控制器11可以基于传感器获取的用户血糖数据来确定胰岛素的注射量。

根据一种优选实施方式，储液单元20可以是用于储存药物的器皿。例如，储液单元20可以是用于容纳药液的储液盒或输液管。具体地，储液单元20可以连接到送液单元30的输液针头或者通过送液单元30连接到输液针头，从而通过送液单元30在储液单元20和输液针头之间形成药物输送通路。根据需要，用户或医生可以替换储液单元20中的药物，并将储液单元20可拆卸地安装到药物注射装置的壳体40中。

根据一种优选实施方式，如图2所示，储液单元20可以包括容纳有活塞202的储液室201。活塞202连接到加压部12的推杆13。具体地，加压部12可以响应于控制器11的控制通过推杆13沿药物注射装置或壳体40的纵向（例如从推进单元10指向送液单元30的方向）向储液单元20的末端施加作用力。由于加压部12的推杆13连接到储液室201内的活塞202，因此容纳在储液室201内的药液可以通过加压部12加压。也即是说，加压部12通过推杆13向活塞202传递作用力，从而产生压力将储存在储液室201中的药物从储液单元20的前端排放至送液单元30。

根据一种优选实施方式，送液单元30可以将从储液单元20处吸入的药物排放到用户的目标器官/组织。如图2所示，送液单元30可以包括出液器31和输液头32。具体地，输液头32可以可分离地配置到药物注射装置的壳体40。例如，输液头32可以部分地容置在壳体40中。输液头32与出液器31连接并组合到壳体40，从而可以形成药物输送通路。

根据一种优选实施方式，如图2所示，输液头32可以包括连接或耦合到壳体40的支撑部321以及连接到支撑部321以通过该支撑部321组合到壳体40的穿刺部322。作为非限制性实例的说明，输液头32可以是输液针。进一步地，穿刺部322可以是输液针的穿刺尖端，其配置为可侵入性地穿透用户的皮肤，使得药物能够沿输液针的纵向流动从而输送到用户的目标器官/组织。

根据一种优选实施方式，如图1至图3所示，出液器31可以保持在壳体40中，并且与输液头32可分离地连接。具体地，出液器31可以响应于来自推进单元10或推进单元10的加压部12的外加作用力从储液单元20或储液单元20的储液室201吸出药物，并将药物通过输液头32排出。进一步地，由出液器31吸入或排出的药物量可以通过控制器11来确定并调整。更进一步地，由出液器31吸入或排出药物时的速度也可由控制器11确定并调整。

根据一种优选实施方式，出液器31可以响应于控制器11针对加压部12的压力控制将由控制器11确定的药物注射量的药物输送到输液头32。进一步地，出液器31可以基于确定的药物注射量调整从储液单元20排放到针头（即输液头32）的药物量。特别地，本发明中，出液器31构造为体积或容积可变的微泵，从而通过调整微泵的泵室体积可以控制从储液单元20输送到输液头32的药物量。具体地，控制器11可以基于注射信号的形成驱动出液器31从储液单元20中吸出药液并将其排放至输液头32。例如，响应于用户输入而形成的注射信号，控制器11控制储液单元20前端的出液器31的泵室体积或容积改变，从而调整药物排出量。

根据一种优选实施方式，微泵吸入和排出药物的量可以由控制器11来控制。具体地，微泵可以配置为在每个体积或容积变化的操作期间吸入或排出目标单位变化量（如0.1ml）的药物。例如，微泵的体积或容积每增加设定尺寸，则吸入对应目标单位变化量的药物；反之，微泵的体积或容积每减小设定尺寸，则排出对应目标单位变化量的药物。进一步地，微泵的循环次数可以由控制器11基于目标剂量来确定，使得微泵可以基于控制器11控制循环上述的吸入和排出操作，以输出目标剂量的药物。

作为非限制性实例的说明，图4示出了本发明所述微泵（即出液器31）的一种优选实施方式。为便于说明，下文以出液器31代替微泵进行说明。具体地，该出液器31包括用于存储药物的出液室310（或泵室）、布置或形成在该出液室310（或泵室）其中一个侧面（如开口）的柔性膜313以及用于调节柔性膜313的致动单元50。出液室310（或泵室）指向储液单元20的一侧通过进液口311连通储液单元20，以用于从储液单元20吸入药物。出液室310（或泵室）指向输液头32的一侧通过出液口312连通输液头32，以用于将吸入出液室310（或泵室）的药物通过输液头32排出。

根据一种优选实施方式，进液口311和出液口312可配置有可控的阀门。阀门优选是单向阀，以用于阻止药物的反向流动。具体地，在出液器31吸入药物时，可以将进液口311的阀门开启，而将出液口312的阀门关闭，同时驱动柔性膜313使出液室310（或泵室）的容积或体积增加。相反地，在出液器31排出药物时，可以将进液口311的阀门关闭，而将出液口312的阀门开启，同时驱动柔性膜313使出液室310（或泵室）的容积或体积从增大恢复至初始状态。特别地，进液口311和出液口312的流通可彼此分离，从而药物的吸入和排出彼此独立。

根据一种优选实施方式，布置或形成在出液室310（或泵室）的开口的柔性膜313配置为可以弹性形变的方式改变出液室310（或泵室）的容积或体积。具体而言，如图4所示，柔性膜313可以由致动单元50驱动而弯曲以在通过出液器31从储液单元20吸入药物时，增大出液室310（或泵室）的容积或体积。进一步地，柔性膜313的形变弯曲可由致动单元50驱动恢复，从而在将出液室310（或泵室）的药物排出到输液头32时，出液室310（或泵室）增大的容积或体积可以复原至初始未形变的状态。特别地，致动单元50针对柔性膜313的弯曲致动与进液口311或出液口312的阀门的启动可以是同步进行的。

根据一种优选实施方式，控制器11可以在出液器31的出液室310（或泵室）需要吸入药物时打开进液口311（如开启进液口311的阀门），并通过驱动致动单元50使柔性膜313发生可弹性复原的形变弯曲，以增加出液室310（或泵室）的容积或体积。此时出液室310（或泵室）的腔内压力相比储液单元20的储液室201降低，从而储液室201中的药物在加压部12施加的压力下通过进液口311吸入出液室310（或泵室）。此过程中，出液室310（或泵室）的出液口312可以保持关闭状态，以防止药物流向外部。

根据一种优选实施方式，控制器11可以在出液器31的出液室310（或泵室）需要排出药物时打开出液口312（如开启出液口312的阀门），并通过驱动致动单元50使柔性膜313发生可弹性复原的形变弯曲。例如，使柔性膜313以与增大出液室310（或泵室）的容积或体积彼此相反的方向弯曲形变，以将出液室310（或泵室）的容积或体积恢复至未增大前的初始状态。此时出液室310（或泵室）的腔内压力增大，从而出液室310（或泵室）中的药物通过出液口312流向输液头32并排出。此过程中，出液室310（或泵室）的进液口311可以保持关闭状态，以防止药物倒吸至储液单元20的储液室201。

根据一种优选实施方式，通过上述的吸入和排出操作，出液器31可以从储液单元20吸入设定剂量的药物，并将该设定剂量的药物通过输液头32排出到外部，如用户的目标器官/组织。此外，基于致动单元50的循环致动，出液器31可以重复上述操作，从而出液器31可以在设定周期内将多个设定剂量的药物排出。

根据一种优选实施方式，致动单元50的致动频率或次数可以由控制器11来确定，因此出液器31在设定周期内排出的药物量可以随致动单元50的致动频率或次数的增加而增加。具体地，控制器11可以通过确定致动单元50的致动次数来控制通过输液头32排出的药物量。通常地，输液头32排出的药物量可以与致动单元50的致动次数呈正相关性。进一步地，控制器11可以通过确定致动单元50的致动频率来控制通过输液头32排出的药物的输送速度。例如，药物经由输液头32排出的速度可以随致动单元50的致动频率的增加而增加。

根据一种优选实施方式，柔性膜313的弹性形变的幅度或者出液室310（或泵室）的容积/体积的变化可以由控制器11确定。具体地，控制器11可以响应用户输入或者自定义预设编程、机器学习的结果来确定出液室310（或泵室）的单位容积/体积变化量或柔性膜313的单位形变幅度（如图4所示L），该单位容积/体积变化量或单位形变幅度（L）可以对应一个最小单位注射量或标准注射分度值。换言之，出液室310（或泵室）或柔性膜313的容积/体积每变化一个预设单位量，出液器31便吸入或排出设定单位剂量的药物。特别地，出液室310（或泵室）的容积/体积或柔性膜313的形态变化是可控的，并且出液室310（或泵室）的每个单位操作（即吸入和排出可作为一个单位操作）可以对应恒定的药物量，因此控制器11可以通过监测记录致动单元50的致动次数或者出液室310（或泵室）的总操作次数来确定药物注射量，而不需要利用其他的流量检测模块。

作为替代地，出液室310（或泵室）的容积/体积的增大和减小也可以是不对称的。例如，出液室310（或泵室）的容积/体积的恢复可以小于其容积/体积的增大，也即经由出液室310（或泵室）排出的药物量可以小于吸入药物的量。

特别地，致动单元50驱动柔性膜313弹性形变以改变出液室310（或泵室）的容积/体积的方式包括但不限于电磁驱动、静电驱动等，本发明对此不做具体限制。

作为非限制性实例的说明，图5示出了一种优选实施方式的致动单元50的结构示意图。具体地，参见图5，致动单元50可以包括第一磁性件501和第二电磁件502。第一磁性件501可以连接到出液室310（或泵室）开口的柔性膜313。第一磁性件501和第二电磁件502彼此间隔地设置。第二电磁件502布置在第一磁性件501背离出液室310（或泵室）的一侧。

根据一种优选实施方式，控制器11可以通过向第二电磁件502施加电信号以在第一磁性件501和第二电磁件502之间产生静电力，使得第二电磁件502可以通过静电作用吸引第一磁性件501，进而使第一磁性件501附接的柔性膜313能够朝向远离出液室310（或泵室）的方向弹性弯曲，从而将出液室310（或泵室）的容积/体积增加。另一方面，控制器11可以通过调整施加到第二电磁件502的电信号（如调整电流方向）来促使第一磁性件501附接的柔性膜313能够朝向靠近出液室310（或泵室）的方向弹性弯曲，以将出液室310（或泵室）的容积/体积恢复至初始状态。

已知在传统的机械注射和机电泵注射中，电动齿轮马达的旋转转换成推动器的平移运动的单元具有极其复杂的结构，该复杂结构因长期运行可能产生机械疲劳及磨损，例如弹性的活塞202的疲劳磨损可能引入未知形变量的收缩和恢复，从而实际注射的药物量与设定行程对应的目标药量可能不匹配，而本发明通过调整柔性膜313来改变出液室310（或泵室）的容积/体积以连续稳定地输入或输出药物，该过程产生的药物量变化可以直接通过监测柔性膜313或致动单元50的操作次数来确定，因而不需要考虑因诸如活塞202此类的传动部件的磨损产生的未知形变量。

根据一种优选实施方式，本发明中，通过驱动加压部12的推杆13向活塞202传递作用力，从而产生将储存在储液室201中的药物从储液单元20的前端排放至送液单元30的压力的方式包括但不限于弹性驱动、磁力驱动等，本发明对此不做具体限制。

作为非限制性实例的说明，图3示出了利用弹性部件驱动加压部12产生压力的一种特例，通过该弹性部件可以向储液室201内的活塞202连续地施加作用力以调整储液室201内的药物容积，以允许储液室201内的药物凭借该压力排出并流向出液器31。具体地，参见图3，用于驱动加压部12或加压部12的推杆13的弹性部件可以是弹簧。该弹性件（如弹簧）一端沿储液单元20末端指向前端方向延伸，并弹性地连接到储液室201内的活塞202，另一端可以通过壳体40连接到驱动器。由于弹性件的弹性模量可以是恒定的，因此通过驱动弹性件可以向活塞202提供恒定的外力，使活塞202稳定地从储液室201末端移向前端。

另一方面，可以通过磁力驱动推杆13或活塞202。具体地，加压部12可以包括两个磁铁。两个磁铁可以配置为具有相同极性从而能够产生相对彼此的排斥力。一个磁铁可以设置在壳体40的末端。另一个磁铁可以设置在与活塞202的连接处。由于壳体40末端的磁铁固定，从而两个磁铁之间产生的磁力可以将活塞202推向储液单元20的前端，使得储液室201中的药物能够被排放到出液器31，进而通过输液头32排放到用户的目标器官/组织。

根据一种优选实施方式，控制器11可以基于传感器（如浓度传感器、温度传感器）获取的至少一种药物信息，如药物量、药物温度等来确定及调整施加到加压部12的作用力大小。例如，基于用户的血糖浓度，控制器11可以确定需要注射到用户的胰岛素量，并基于该胰岛素量来控制施加至推杆13或活塞202的外力，使得储液室201内的药物能够稳定地排出。特别地，储液室201内的药物剩余量可以由控制器11根据储液室201的总容积和药物排出量来计算确定，而药物排出量则可以按照如上所述的通过计算致动单元50的致动次数或者出液室310（或泵室）的总操作次数来确定。

作为非限制性实例的说明，图1示出了一种多通道微量注射系统的特例。参见图1，多通道微量注射系统可以包括多个可独立驱动的如上所述的药物注射装置。每个药物注射装置所包含的加压部12和/或用于改变出液室310（或泵室）的容积/体积的致动单元50可以分别由独立的控制器11控制。

机电泵注射常用于多通道的微量注射系统，这种多通道微量注射系统常被用于向同一或不同患者同时注射不同种类、不同剂量的药物，而对多通道微量注射系统来说，注射器与注射通道的对应关系常常是医护人员容易疏忽的问题，由此药物注射任务可能会以与预期注射参数不同的错误方式来执行，严重影响患者的治疗进程甚至危及生命。鉴于多通道微量注射系统存在的上述技术问题，本发明中，多个注射通道对应的柔性容器，即具有可弹性形变的柔性膜313的出液器31与对应输液头32之间设置有基于光学探测的检测室60以及光学检测器。特别地，检测室60可以用于贮存待注射药物。光学检测器配置为向检测室60输入光信号并响应于光信号的反馈结果提供与对应注射通道输出的药物的透射率相关的光学检测信息。

根据一种优选实施方式，检测室60连接在容积可控的出液器31的出口和输液头32入口之间，以用于贮存来自对应注射通道的待注射药物。光学检测器可以包括光发射器602和光接收器604。具体地，如图1至图3所示，检测室60可以构造有允许来自至少一个光发射器602的光线照射至检测室60内待注射药物的第一窗口601。另一方面，检测室60的与第一窗口601相对的另一侧可以构造有允许透过检测室60内待注射药物的光线穿出以照射至至少一个光接收器604的第二窗口603。

特别地，光发射器602和光接收器604可以分别布置在壳体40相对的两个侧壁，并且分别与对应的窗口对应设置，使得光发射器602产生的光信号可以经由其中一个窗口（如第一窗口601）照射至检测室60内的待注射药物，并透过待注射药物经由其中另一个窗口（如第二窗口603）照射至光接收器604，从而控制器11可以基于光接收器604获取的光透射信号来确定检测室60和/或该检测室60对应的注射通道内的药物是否与设定注射参数对应的目标药物相互匹配。特别地，多个光发射器602之间可以采用具有不同波长的光线。

注射药物多为透明药物，从外观无法直接辨识区分，但因各种药物的组成成分不同，因此即便是看似相同的透明药液对光的反射、散射和/或吸收的结果也是不同的。或者，由于不同药液对光的反射、散射和/或吸收的结果不同，使得光线透过药物表现的光强衰减现象也不同。由此，可以通过光源经药液透射后的光信号来判断药液的种类。

具体而言，在检测室60未盛装药液时，利用光学检测器，即通过光发射器602以探测光的形式向检测室60发送第一光信号和通过光接收器604获取经由检测室60穿出的第二光信号。控制器11可以基于第一光信号和第二光信号确定检测室60未盛装药液时的初始透光状态。例如该初始光学状态可以通过透光率来表征。由此，该初始光学状态（或其对应的初始透光率）可以作为标定值或者基准值。此外，与透光状态相关的光学信息还可以通过光强、光谱参数等信息来表征，上述透光率仅是作为非限制性实例的说明。

进一步地，在检测室60分别盛装不同药液时，通过光发射器602以探测光的形式向检测室60发送第一光信号和通过光接收器604获取经由检测室60穿出的第二光信号。控制器11可以基于第一光信号和第二光信号确定检测室60盛装有不同药液时的透光状态。控制器11可以有线和/或无线地连接于检测室60，即控制器11可以在硬件上设置于图1所示的药物注射装置之外，但在信号和控制方面连接至检测室60和/或加压部12。针对多通道注射系统（多通道可以共用同一个控制器11，也可以分别设置自身的控制器11），当每个注射通道对应的待注射药物确定时，每个检测室60所盛装的待注射药物都具有与之对应的设定光学检测结果，从而在光接收器604获取的第二光信号或由控制器11确定的光学检测结果（如透射率）与该设定光学检测结果不匹配时，可以由控制器11按照将第一光学检测结果与相应的注射通道彼此关联的方式通过注射系统的指示单元（图中未示出）向医护人员输出第一告警信号，以提醒医护人员存在注射通道与设定注射药物不匹配的情况。由此，控制器11可以仅在光接收器604获取的第二光信号与目标信号值匹配时，才控制微型注射系统以预设的注射参数执行药物注射任务。特别地，第一光学检测结果可以表示在设定时间节点或时段内与检测室60相关的光学检测结果。

根据一种优选实施方式，光学检测器，即光发射器602和光接收器604可以按照设定的周期启动。例如，光发射器602和光接收器604可以配置为仅在出液器31开始执行药物的吸入和排出操作之时才启动。换言之，光发射器602和光接收器604可以与出液器31的操作周期相关联的方式来启动。由此，光发射器602和光接收器604仅在必要的注射时段才执行相应药物校准确认之任务。

根据一种优选实施方式，在光接收器604获取的第二光信号或由控制器11确定的光学检测结果（如透射率）与对应注射通道的设定光学检测结果不匹配时，除可能存在注射通道与设定注射药物不匹配的情况之外，有时还多源于注射器内引入空气，继而该空气的引入引起了检测室60内的透射率变化。空气引入量过多时可能引起栓塞，因此需要及时地对有空气引入的注射通道给予警示提醒。对此，在设定注射通道的目标光学检测结果与光接收器604或控制器11获取的实际光学检测结果不匹配时，为了确定该差异是由错误的药物导致还是空气引入导致，本发明中，控制器11可以基于至少一个相邻时序或周期内由光学检测器获取的与检测室60相关的光学检测结果的一致性来确定检测室60透光率变化的原因。“光学检测结果匹配与否”之判断可以凭借人工智能训练完成的光学检测模型来达成。光学检测的人工智能识别系统已属现有技术，为避免篇幅冗长，本发明未展开详述。

具体而言，若检测室60内的药物是确定状态时，通常针对该检测室60的光学检测结果（如透射率）是稳定的。例如，即便检测室60内的药物连续地输入或输出，但其成分固定且通常浓度均匀，故与当前药物相关的光学检测结果（如透射率）通常是固定的。而气泡的引入和排出会影响光学检测结果（如透射率）的连续稳定，因此一组或多组相邻时刻，如上一时刻与下一时刻的光学检测结果（如透射率）若产生变化，则可能是注射器引入了其他非药品介质，如空气。由此，控制器11可以基于该类检测结果按照将第二光学检测结果与相应的注射通道彼此关联的方式通过注射系统的指示单元（图中未示出）向医护人员输出第二告警信号。特别地，第二光学检测结果可以表示在设定的相邻时间节点或时段内与检测室60相关的光学检测结果。该第二光学检测结果可以包括多个相邻时刻的光学检测值及其一致性结果。

特别地，第一告警信号和/或第二告警信号可以通过可视化、可听化或震动形式的可感知信号指令来实现。应当理解的是，上述输出可感知信号指令的方式仅是作为非限制性实例的说明，本发明对具体方式不做限定，并且本领域技术人员可以理解的是，输出可感知的信号指令的方式也不仅限于此。

如上所述的，在产生设定注射通道的目标光学检测结果与光接收器604或控制器11获取的实际光学检测结果不匹配的情况时，与检测室60相关的光学检测可以包含至少两个阶段，第一阶段中，控制器11可以基于光接收器604获取的第二光信号确定与检测室60相关的第一光学检测结果，并基于该第一光学检测结果与对应注射通道的设定光学检测结果匹配关系来确定当前注射通道与对应药物是否匹配；第二阶段中，控制器11可以基于光接收器604获取的第二光信号确定与检测室60相关的第二光学检测结果，并基于该第二光学检测结果的一致性确定当前药物注射通道是否存在其他非药品介质的引入。

进一步地，本发明中，检测室60可以配置为能够对接不同型号规格的出液器31和输液头32。如图2所示，检测室60面向出液器31的一端可以配置有第一连接部605。检测室60面向输液头32的一端可以配置有第二连接部606。具体地，第一连接部605和第二连接部606可以被构造为具有呈阶梯式分布的多个连接端口，从而检测室60的轴向两端可以分别对接不同规格的出液器31和输液头32。例如，不同口径的连接端口可以用于对接不同尺寸的输液头。特别地，通过设置第一连接部605和第二连接部606，该检测室60可以作为可替换的部件应用至不同标准型号的医疗级微量注射设备或其系统，以用于不同场合下注射通道与注射药物之间的身份关联及匹配。应当理解的是，上述针对第一连接部605和第二连接部606的结构限定仅是作为非限制性实例的说明，本领域技术人员可以采用本文未公开的其他形式来实现检测室60与不同尺寸的出液器31和/或输液头32的连接。

本领域技术人员应理解，只要能够实现本发明的目的，在上述各步骤前后，或步骤之间还可包含其他步骤或操作，例如进一步优化和/或改善本发明所述的方法。此外，本发明所述的方法虽被显示和描述为按顺序执行的一系列动作，但是应当理解为该方法不受顺序的限制。例如，一些动作可以以与本文描述的顺序不同的顺序发生。或者，一个动作可以与另一个动作同时发生。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (7)

1.一种微量注射系统，包括配置在多个可独立驱动的注射通道的注射装置，其特征在于，所述注射装置包括：

用于存储待注射药品的储液单元（20）；

送液单元（30），包括出液器（31）和输液头（32），其中，所述出液器（31）配置为通过容积变化从储液单元（20）吸入药物或排出药物至所述输液头（32），

控制器（11），基于确定的待注射药品的注射量驱动所述出液器（31）吸入或排出所述待注射药品；

其中，

所述出液器（31）和输液头（32）之间设置有用于提供与所述待注射药品相关的由所述控制器（11）确定的光学检测结果的检测室（60），检测室（60）作为独立部件适配于多种类型的注射器，以允许所述控制器（11）能够基于所述光学检测结果确定所述注射通道与所述待注射药品的匹配性，在检测室（60）分别盛装不同药液时，通过光发射器（602）以探测光的形式向检测室（60）发送第一光信号和通过光接收器（604）获取经由检测室（60）穿出的第二光信号；

当所述检测室（60）提供的与待注射药品相关的第一光学检测结果与对应注射通道的设定光学检测结果不匹配时，所述控制器（11）确定所述待注射药品与当前注射通道不匹配；

所述控制器（11）还配置为基于所述检测室（60）提供的与待注射药品相关的第二光学检测结果来确定所述检测室（60）和/或对应的注射通道是否存在非药品介质的引入，当所述检测室（60）在至少一组相邻时刻提供的与待注射药品相关的第二光学检测结果不一致时，所述控制器（11）确定所述检测室（60）和/或对应的注射通道存在非药品介质的引入，第二光学检测结果包括多个相邻时刻的光学检测值及其一致性结果；

在设定注射通道的目标光学检测结果与光接收器（604）或控制器（11）获取的实际光学检测结果不匹配时，控制器（11）基于至少一个相邻时序或周期内由光学检测器获取的与检测室（60）相关的光学检测结果的一致性来确定检测室（60）透光率变化的原因；

在产生设定注射通道的目标光学检测结果与光接收器（604）或控制器（11）获取的实际光学检测结果不匹配的情况时，与检测室（60）相关的光学检测包含至少两个阶段，第一阶段中，控制器（11）基于光接收器（604）获取的第二光信号确定与检测室（60）相关的第一光学检测结果，并基于该第一光学检测结果与对应注射通道的设定光学检测结果匹配关系来确定当前注射通道与对应药物是否匹配；第二阶段中，控制器（11）基于光接收器（604）获取的第二光信号确定与检测室（60）相关的第二光学检测结果，并基于该第二光学检测结果的一致性确定当前药物注射通道是否存在非药品介质的引入。

2.根据权利要求1所述的微量注射系统，其特征在于，所述控制器（11）能够按照将所述第一光学检测结果与相应的注射通道彼此关联的方式形成用于指示所述待注射药品与当前注射通道不匹配的第一告警信号。

3.根据权利要求2所述的微量注射系统，其特征在于，所述控制器（11）能够按照将所述第二光学检测结果与相应的注射通道彼此关联的方式形成用于指示所述检测室（60）和/或对应的注射通道存在非药品介质的引入的第二告警信号。

4.根据权利要求1所述的微量注射系统，其特征在于，所述检测室（60）对接出液器（31）和输液头（32）的轴向两端分别构造有第一连接部（605）和第二连接部（606），其中，所述第一连接部（605）和第二连接部（606）构造为具有呈阶梯式分布的多个连接端口。

5.根据权利要求1所述的微量注射系统，其特征在于，还包括用于获取与所述检测室（60）内的待注射药品相关的光信号的光学检测器，所述光学检测器配置为向所述检测室（60）输入光信号以响应于所述光信号的反馈结果提供与对应注射通道输出的待注射药品相关的光学检测结果。

6.根据权利要求5所述的微量注射系统，其特征在于，所述光学检测器针对所述检测室（60）的与待注射药品相关的光学检测结果的获取是按照与所述出液器（31）的操作周期相关联的方式来设置的。

7.根据权利要求1所述的微量注射系统，其特征在于，所述出液器（31）包括：

用于容置待注射药品的出液室（310），所述出液室（310）构造有可弹性形变的柔性膜（313）；

致动单元（50），能够响应于所述控制器（11）确定的待注射药品的注射量来驱动所述柔性膜（313）执行一个或多个操作循环的弹性形变。