CN203619988U - 闭环药物释放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种闭环药物释放系统，包括：埋置在皮下的探头，用于检测皮下的分析物水平；与所述探头连接的皮外体，具有电池和无线通信模块，无线通信模块获取探头生成的分析物结果信息；药物释放设备中的无线通信模块用于与皮外体的无线通信模块进行通信以获取所述分析物结果信息，并将该分析物结果信息输入到所述药物用量模块，药物用量模块用于根据所述分析物结果信息确定欲释放的药量，所述药物释放机构中存储有药物，用于按照所述药物用量模块所确定的药量释放药物，体用本实用新型可以实现根据患者体内分析物水平实时调整药物剂量，提高患者健康水平。

Description

闭环药物释放系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种闭环药物释放系统。

背景技术

目前，药物释放装置已经被广泛应用到疾病治疗当中。例如，目前出现了一种胰岛素药物释放笔，就是一种笔型的药物释放器，其中主要包括：针头、胰岛素笔芯、药物释放机构等。更进一步的是现在还出现了一种胰岛素泵，其中包括存储药物并向外释放药物的药物释放机构，该药物释放机构中包括推送机构、储药器、导管和针头，所述推送装置将储药器中的胰岛素推送到导管，胰岛素沿着导管被送入针头，所述针头埋置到患者皮下，胰岛素从针头被送入患者皮下，从而可以实现向患者体内释放药物的功能。

目前的药物释放装置都是开环的药物释放装置，其所要释放的药量通常都是由医生或者患者人为估计得到，例如患者需要进餐了，患者就会根据当前的血糖值，以及就餐的种类和重量估计出需要注射的胰岛素剂量，然后利用胰岛素泵将所述剂量的胰岛素注入体内；再例如，如果患者通过血糖仪测得当前血糖值超过目标范围，则需要向体内注射相应剂量的胰岛素以降血糖。但是，患者的血糖值是随时变化的，患者如果想要利用药物释放装置保持血糖平稳，需要时常检测血糖值，然后再用药物释放装置释放胰岛素进行矫正。这种方式不但费时费力，操作效率低下，而且会遗漏掉许多时刻的高血糖值，使得患者高血糖无法得到及时矫正，导致患者高血糖值的次数更多，且一次用大剂量胰岛素矫正过高的血糖会引起血糖剧烈降低，形成了血糖的长期剧烈波动，严重影响患者的身体健康。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种闭环药物释放系统，以根据体内分析物水平自动调整所释放的药量，提高对体内分析物水平的控制的精确度，提升健康水平。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型的主要技术方案为：

一种闭环药物释放系统，该系统包括：

探头（101），埋置在皮下，用于检测皮下的分析物水平，生成相应的分析物结果信息；

与所述探头连接的皮外体（102），该皮外体具有电池（122）和无线通信模块（123），所述电池（122）为所述探头（101）和无线通信模块（123）供电，所述无线通信模块（123）与所述探头（101）连接并获取探头（101）生成的分析物结果信息；

药物释放设备（103），该药物释放设备（103）具有无线通信模块（131）、药物用量模块（132）和药物释放机构（133），该无线通信模块（131）用于与所述皮外体（102）的无线通信模块（123）进行通信以获取所述分析物结果信息，并将该分析物结果信息输入到所述药物用量模块（132），该药物用量模块（132）用于根据所述分析物结果信息确定欲释放的药量，所述药物释放机构（133）中存储有药物，用于按照所述药物用量模块（132）所确定的药量释放药物。

在一种优选实施例中，所述药物用量模块（132）具体用于：预存分析物结果信息取值范围与药物量的对应关系，判断所述输入的分析物结果信息所落入的取值范围，将该取值范围所对应的药物量确定为欲释放的药量。

在一种优选实施例中，所述药物用量模块（132）中具体包括：

记录模块（311），用于记录历史释放的药量；

第一计算模块（312），用于根据历史释放的药量、从释放到当前的时间和预设的药物活性参数计算当前体内残留的活性药物量；

第二计算模块（313），用于根据当前分析物结果信息、目标值、以及当前体内残留的活性药物量计算得到欲释放的药物量，计算方式是：

[（当前分析物结果信息－目标值）/预设的药物敏感系数]－当前体内残留的活性药物量。

在一种优选实施例中，所述无线通信模块（123）与所述无线通信模块（131）之间设定有通信时间间隔，每隔指定时间所述探头（101）检测一次所述分析物水平，生成相应的分析物结果信息，由所述无线通信模块（123）传输给所述无线通信模块（131）。

在一种优选实施例中，所述分析物为葡萄糖水平；所述探头（101）中具体包括葡萄糖水平传感器，用于检测皮下的葡萄糖浓度水平，生成相应的反应葡萄糖浓度水平的信号作为所述分析物结果信息。

在一种优选实施例中，所述葡萄糖水平传感器具体用于检测皮下体液的葡萄糖浓度水平，生成相应的反应体液葡萄糖浓度水平的信号作为所述分析物结果信息；所述药物释放设备（103）中进一步包括血糖转换模块（134），用于将所述无线通信模块（131）获取到的体液葡萄糖浓度水平的信号转换为血液葡萄糖浓度水平的信号，将该血液葡萄糖浓度水平的信号发送到所述药物用量模块（132）中。

在一种优选实施例中，所述药物释放设备（103）中具体包括：

记录模块（311），用于记录历史释放的胰岛素剂量；

第一计算模块（312），用于根据历史释放的胰岛素剂量、从释放到当前的时间和预设的胰岛素活性参数计算当前体内残留的活性胰岛素剂量；

第二计算模块（313），用于根据当前血糖值、目标值、以及当前体内残留的活性胰岛素剂量计算得到欲释放的胰岛素剂量，计算方法是：

[（当前血糖值－目标值）/预设的胰岛素敏感系数]－当前体内残留的活性胰岛素剂量。

在一种优选实施例中，所述皮外体内侧具有用于粘附皮肤的胶粘材质（121），外侧具有电池（122）和无线通信模块（123）。

在一种优选实施例中，该闭环药物释放系统为闭环胰岛素泵。

与现有技术相比，本实用新型将所述探头埋置在人体皮下，该探头的电池设置在皮外体中，皮外体内侧具有胶粘材质，可以粘附在皮肤上；药物释放设备与探头和皮外体是分体的，皮外体内又具有无线通信模块，可以与药物释放设备实现无线通信，将所述探头检测到的分析物结果信息传输给所述药物释放设备。这样就不需要线缆连接探头就可以将体内的分析物结果信息传给药物释放设备，药物释放设备根据所述分析物结果信息自动计算欲释放的药量，由药物释放机构将对应的药量释放到患者体内。因此，本实用新型可以根据体内分析物水平自动调整所释放的药量，该药量可以及时对患者体内的分析物水平做出反应，从而提高对体内分析物水平的控制的精确度，提升健康水平。

例如，在糖尿病治疗领域，所述探头可以实时或以非常短的间隔（如30秒）检测出患者体内的葡萄糖浓度水平（如血糖值），根据该葡萄糖浓度水平计算出所需要释放的胰岛素剂量，如果葡萄糖浓度水平超过了正常范围，则可以及时向患者体内释放相应的胰岛素剂量来降低葡萄糖浓度水平，从而可以非常精确地将患者体内的葡萄糖浓度水平控制在正常范围内，降低葡萄糖浓度水平的波动，提升患者的健康水平。

附图说明

图1a为本实用新型所述闭环药物释放系统的一种实施例的组成示意图；

图1b为本实用新型所述闭环药物释放系统的又一种实施例的组成示意图；

图2为所述药物用量模块的一种具体组成示意图；

图3为某种药物在体内剩余的活性药物剂量随时间变化的一种变化参数示意图；

图4为本实用新型所述闭环药物释放系统的再一种实施例的组成示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1a为本实用新型所述闭环药物释放系统的一种实施例的组成示意图。参见图1a，该闭环药物释放系统具体包括：探头101、与所述探头连接的皮外体102、以及药物释放设备103。

所述探头101埋置在皮下，用于检测皮下的分析物水平，生成相应的分析物结果信息。所述皮下是指佩戴者的皮肤之下，如图所示探头101被埋置与皮肤100之下。

与所述探头连接的皮外体102可以固定在皮肤外侧，并且可以采用非本实用新型的部件例如胶布将所述皮外体102粘在患者的皮肤上，起到固定探头101和皮外体102的作用。该皮外体102具有电池122和无线通信模块123，所述电池122为所述探头101和无线通信模块123供电，所述无线通信模块123与所述探头101连接并获取探头101生成的分析物结果信息。

所述药物释放设备103具有无线通信模块131、药物用量模块132和药物释放机构133，该无线通信模块131用于与所述皮外体102的无线通信模块123进行通信以获取所述分析物结果信息，并将该分析物结果信息输入到所述药物用量模块132，该药物用量模块132用于根据所述分析物结果信息确定欲释放的药量，所述药物释放机构133中存储有药物，用于按照所述药物用量模块132所确定的药量释放药物。

例如药物释放机构103可以是胰岛素释放笔或胰岛素释放泵等，所述释放方式例如可以是注射方式，也可以是喷射方式等等。本图1a以注射方式为例进行说明，其中包括埋置在患者皮下的注射针头105，药物释放机构133可以通过导管106将药物输入针头105，通过针头105将药物注射入患者体内。当然，所述药物释放机构133也可以直接粘附在患者的皮肤110上，或者可以埋置在患者皮肤之下。

当然，在另一种实施例中，所述皮外体102中也可以包括胶粘材质，用于粘附在皮肤之上，如图1b本实用新型所述分析物检测系统的又一种实施例的组成示意图，参见图1b，与所述探头连接的皮外体102内侧（即朝向患者皮肤的一侧）具有用于粘附皮肤的胶粘材质121，所述探头101可以埋置在患者皮下，所述皮外体102可以粘附在患者皮肤上，对所述探头101起到固定作用。所述皮外体102外侧具有电池122和无线通信模块123，所述电池122为所述探头101和无线通信模块123供电，所述无线通信模块123与所述探头101连接并获取探头101生成的分析物结果信息。

所述分析物可以是皮下的任一种分析物，如葡萄糖水平、酮体水平、酸或碱水平等等。

在一种典型的应用实施例中，所述闭环药物释放系统可以是一种动态血糖监测系统，所述分析物可以为葡萄糖水平，所述探头101中具体包括葡萄糖水平传感器，用于检测皮下的葡萄糖浓度水平，生成相应的反应葡萄糖浓度水平的信号作为所述分析物结果信息。

在一种优选实施例中，所述药物用量模块132具体用于：预存分析物结果信息取值范围与药物量的对应关系，判断所述输入的分析物结果信息所落入的取值范围，将该取值范围所对应的药物量确定为欲释放的药量。

例如，对于糖尿病患者，所述探头101可以每隔30秒检测一次患者体内的葡萄糖浓度水平，得到血糖值，对于血糖值所述药物用量模块132可以预存如下表1所述的对应关系：

输入的血糖值

对应的胰岛素剂量

小于6.2	0
		大于等于6.2，小于7	0.3U
大于等于7，小于8	0.6U
		大于等于8，小于9	1U
大于等于9，小于10	1.3U
		大于等于10	1.5U

表1

例如，如果探头检测到的血糖值为7.6，则根据上述表1，所述药物用量模块132可以查询出对应的胰岛素剂量为0.6U，那么通知药物释放机构133向患者体内注射0.6U的胰岛素，如果用户的胰岛素敏感系数为3，那么这0.6U胰岛素可以降低的血糖值为3×0.6U/1U=1.8mmol/L，那么患者预期的血糖值可以降低到7.6-1.8=5.8mmol/L，5.8mmol/L处于正常范围内，因此本实用新型可以及时地将患者体内的高血糖值矫正到正常范围。

图2为所述药物用量模块的一种具体组成示意图。参见图2，所述药物用量模块132中具体包括：

记录模块311，用于记录历史释放的药量；

第一计算模块312，用于根据历史释放的药量、从释放到当前的时间和预设的药物活性参数计算当前体内残留的活性药物量；

第二计算模块313，用于根据当前分析物结果信息、目标值、以及当前体内残留的活性药物量计算得到欲释放的药物量，计算方式是：

[（当前分析物结果信息－目标值）/预设的药物敏感系数]－当前体内残留的活性药物量。

所述第二计算模块313在计算出欲释放的药物量后，将该药物量发送给所述药物释放机构133进行释放，同时将该药物量发送给所述记录模块311，该记录模块311记录该药物量及当前时间，作为历史记录供下次计算药物量。

所述第一计算模块312所预设的药物活性参数是指所释放药物在体内所起的作用随时间变化的曲线。如图3为某种药物在体内剩余的活性药物剂量随时间变化的一种变化参数示意图。参见图3，所述横坐标为时间，纵坐标为体内剩余的活性药物剂量，虚线位置所示为所述药物释放机构133向体内释放的药物量。随着时间的延长，所述体内剩余的活性药物剂量会依照所述曲线减少，所述曲线就是该种药物种类对应的药物活性随时间的变化参数，本实用新型所述第一计算模块312可以根据所述计时查询这个变化参数曲线，得到当前在体内剩余的活性药物剂量。胰岛素活性参数就是指所释放的胰岛素在体内所起的作用随时间变化的曲线。

第二计算模块313中所述的目标值可以根据不同的疾病种类和分析物进行设置，例如对于糖尿病来说，所述目标值是血糖目标值，例如餐前目标值可以设置为5.8mmol/L，餐后目标值可以设置为6.8mmol/L。

所述药物敏感系数是指该药物的剂量对所述分析物水平的影响，例如对于胰岛素来讲就是胰岛素敏感系数。胰岛素敏感系数是指胰岛素对人体内血糖的影响系数，例如某一患者的胰岛素敏感系数为3，也就是说1个单位的胰岛素可以降低3mmol/L的血糖值。

如果所述分析物为葡萄糖水平，则本实用新型的一种优选实施例中，所述药物释放设备103中具体包括：

记录模块311，用于记录历史释放的胰岛素剂量；

第一计算模块312，用于根据历史释放的胰岛素剂量、从释放到当前的时间和预设的胰岛素活性参数计算当前体内残留的活性胰岛素剂量；

第二计算模块313，用于根据当前血糖值、目标值、以及当前体内残留的活性胰岛素剂量计算得到欲释放的胰岛素剂量，计算方法是：

[（当前血糖值－目标值）/预设的胰岛素敏感系数]－当前体内残留的活性胰岛素剂量。

所述葡萄糖浓度水平可以是体液中的葡萄糖浓度水平，也可以是血液中的葡萄糖浓度水平。

如果所述探头直接埋置到血管中，则可以直接检测到血液中的葡萄糖浓度水平，即血糖值，血糖值是医生对糖尿病患者健康状况进行评价的直接参考值。

如果所述探头埋置在皮下组织中，则可以直接检测到体液中的葡萄糖浓度水平，那么在这种情况下，则需要将所述体液葡萄糖浓度水平转换为血液的葡萄糖浓度水平，即血糖值。

图4为本实用新型所述闭环药物释放系统的再一种实施例的组成示意图。参见图4，在该实施例中，所述分析物可以为葡萄糖水平，所述探头101中具体包括葡萄糖水平传感器，用于检测皮下的葡萄糖浓度水平，生成相应的反应葡萄糖浓度水平的信号作为所述分析物结果信息。所述葡萄糖水平传感器具体用于检测皮下体液的葡萄糖浓度水平，生成相应的反应体液葡萄糖浓度水平的信号作为所述分析物结果信息；所述药物释放设备中进一步包括血糖转换模块134，其中存储体液葡萄糖浓度水平与血液葡萄糖浓度水平的对应关系，用于将所述无线通信模块131获取到的体液葡萄糖浓度水平的信号转换为血液葡萄糖浓度水平的信号，将该血液葡萄糖浓度水平的信号（即血糖值）发送到所述药物用量模块132中。

在本实用新型的一种优选实施例中，所述无线通信模块123与所述无线通信模块131之间设定有通信时间间隔，每隔指定时间所述探头检测一次所述分析物水平，生成相应的分析物结果信息，由所述无线通信模块123传输给所述无线通信模块131。

本实用新型可以应用到许多具体疾病的治疗领域，例如对于糖尿病治疗领域，本闭环药物释放系统可以是闭环胰岛素泵，用于根据探头所检测的葡萄糖浓度水平向患者体内注射对应剂量的胰岛素，帮助患者保持平稳正常的血糖值，提高患者的健康水平。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种闭环药物释放系统，其特征在于，该系统包括： 

探头（101），埋置在皮下，用于检测皮下的分析物水平，生成相应的分析物结果信息； 

与所述探头（101）连接的皮外体（102），该皮外体具有电池（122）和无线通信模块（123），所述电池（122）为所述探头（101）和无线通信模块（123）供电，所述无线通信模块（123）与所述探头（101）连接并获取探头（101）生成的分析物结果信息； 

药物释放设备（103），该药物释放设备（103）具有无线通信模块（131）、药物用量模块（132）和药物释放机构（133），该无线通信模块（131）用于与所述皮外体（102）的无线通信模块（123）进行通信以获取所述分析物结果信息，并将该分析物结果信息输入到所述药物用量模块（132），该药物用量模块（132）用于根据所述分析物结果信息确定欲释放的药量，所述药物释放机构（133）中存储有药物，用于按照所述药物用量模块（132）所确定的药量释放药物。 

2.根据权利要求1所述的闭环药物释放系统，其特征在于，所述药物用量模块（132）具体用于：预存分析物结果信息取值范围与药物量的对应关系，判断所述输入的分析物结果信息所落入的取值范围，将该取值范围所对应的药物量确定为欲释放的药量。 

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块（123）与所述无线通信模块（131）之间设定有通信时间间隔，每隔指定时间所述探头（101）检测一次所述分析物水平，生成相应的分析物结果信息，由所述无线通信模块（123）传输给所述无线通信模块（131）。 

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 

所述分析物为葡萄糖水平； 

所述探头（101）中具体包括葡萄糖水平传感器，用于检测皮下的葡萄 糖浓度水平，生成相应的反应葡萄糖浓度水平的信号作为所述分析物结果信息。 

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述葡萄糖水平传感器具体用于检测皮下体液的葡萄糖浓度水平，生成相应的反应体液葡萄糖浓度水平的信号作为所述分析物结果信息； 

所述药物释放设备（103）中进一步包括血糖转换模块（134），用于将所述无线通信模块（131）获取到的体液葡萄糖浓度水平的信号转换为血液葡萄糖浓度水平的信号，将该血液葡萄糖浓度水平的信号发送到所述药物用量模块（132）中。 

6.根据权利要求1至5任一项所述的闭环药物释放系统，其特征在于， 

所述皮外体内侧具有用于粘附皮肤的胶粘材质（121），外侧具有电池（122）和无线通信模块（123）。 

7.根据权利要求1至5任一项所述的闭环药物释放系统，其特征在于，该闭环药物释放系统为闭环胰岛素泵。 

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