CN116348163A - 药液注射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驱动安全、能够精确输送药物的药液注射装置。本发明还涉及一种能够在制造和/或流通过程中将电池消耗最小化的药液注射装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种药液注射装置。
背景技术
如胰岛素注射装置等药液注射装置是用于将药液注射到患者体内,其有时是由医生、护士等专业医务人员操作,但大多数情况下,是由患者本人或患者监护人等普通人操作。
对于糖尿病患者,尤其是小儿糖尿病患者而言,需要以预定的间隔向体内注射胰岛素等药液。当前正在研发附着在人体上一定时间使用的贴片形式的药液注射装置,而这种药液注射装置可以以贴片形式一定时间附着在患者的腹部或腰部等身体部位的状态使用。
药液注射装置需要控制药液精确注射到患者体内以增强药液注射的效果,而通过小型药液注射装置精确注射少量药液极为重要。
药液注射装置附着在人体上时,需要具有优异的贴身性、使用便利性、经久耐用性,并且还需要以低功率驱动。尤其是由于药液注射装置是通过直接附着在患者皮肤上来使用,因此,对使用者而言,方便且安全地驱动药液注射装置极为重要。
此外,这种药液注射装置的保质期通常需要在1年以上,即使在临近保质期的时间点使用,也需要到保证的使用期限为止将电池消耗控制在最低限度,以使其在这段时间内正常工作。
此外,药液注射装置附着在人体上时,需要具有优异的贴身性、使用便利性、经久耐用性,并且还需要以低功率驱动。尤其是由于药液注射装置是通过直接附着在患者皮肤上来使用,因此,对使用者而言,方便且安全地驱动药液注射装置极为重要。
现有的药液注射装置虽具有能够通知使用者正常工作或故障的警报功能,然而却存在尽管处于正常工作状态下,但由于错误而持续发出警报给使用者带来不便的问题。
发明内容
技术问题
本发明的实施例旨在解决上述问题和/或局限性,提供一种驱动安全、能够精确输送药物的药液注射装置。此外,本发明提供一种能够在制造和/或流通过程中将电池消耗最小化的药液注射装置。
本发明的实施例提供一种药液注射装置,其通过在必要时停止驱动安装在内部的如警报单元和多个传感器单元等内部装置来为使用者提供便利。
技术方案
为了实现上述目的,一实施例可以提供一种药液注射装置,包括:壳体,其设置成内部的至少一部分在第一时间点被打开,并且所述内部在比所述第一时间点晚的第二时间点被密封;针组件,其设置成位于所述壳体内部,并且在比所述第二时间点晚的第三时间点通过使用者操作其至少一部分被排出到所述壳体外侧;储液器,其在所述第二时间点之后被密封在所述壳体内并容纳药液,并且与所述针组件流体连接;驱动模块,其在所述第二时间点之后被密封在所述壳体内,并且介于所述针组件和储液器之间以在所述第三时间点之后产生排出所述药液的驱动力;电池模块,其在所述第二时间点之后被密封在所述壳体内;以及控制模块,其设置成在所述第二时间点之后被密封在所述壳体内,并且在所述第三时间点之后与所述输送模块和电池模块电连接以用于控制所述驱动模块。
可以进一步包括触发模块,其用于控制所述驱动模块至少在所述第一时间点和第二时间点不操作。
可以进一步包括:输送模块,其向设置于所述储液器内部的柱塞输送所述驱动力;以及触发模块,其用于控制所述输送模块至少在所述第一时间点和第二时间点不操作。
所述控制模块可以设置成在所述第一时间点切断与所述电池模块的电连接。
根据另一实施例,可以提供一种药液注射装置,包括:壳体,其设置成内部的至少一部分在第一时间点被打开,并且所述内部在比所述第一时间点晚的第二时间点被密封;针组件,其设置成容纳于所述壳体内,并且在比所述第二时间点晚的第三时间点其至少一部分被排出到所述壳体外侧;储液器,其容纳于所述壳体内并容纳药液,并且与所述针组件流体连接;多个电子模块,其容纳于所述壳体内并可以通电控制;电池模块,其与所述多个电子模块电连接;以及致动器,其设置成在所述第一时间点与至少一个所述电子模块电连接。
所述电子模块包括输送模块,其介于所述针组件和储液器之间并向所述针组件输送所述药液,并且所述电子模块可以进一步包括触发模块,其用于控制所述输送模块至少在所述第一时间点和第二时间点不操作。
可以进一步包括:驱动模块,其向设置于所述储液器内部的柱塞输送驱动力;以及触发模块,其用于控制所述驱动模块至少在所述第一时间点和第二时间点不操作。
所述电子模块可以包括通信单元,其在所述第一时间点与所述致动器电连接,并且在所述第三时间点与所述电池模块电连接。
第一时间点可以是指对药液注射装置出库完成之前的阶段。具体而言,所述第一时间点可以是指药液注射装置组装完成之后,其内部如防水处理等密封完成之前的状态。
第二时间点是指在所述第一时间点之后,对药液注射装置的密封完成的状态。因此,药液注射装置制造完成之后流通的过程也可以属于第二时间点。
第三时间点是指使用者开始使用的时间点,相应地,使用者可以包括至少启动药液注射装置的控制模块和/或驱动模块的操作。
为了实现上述目的,一实施例提供一种药液注射装置,包括:第一主体,其上安装有针组件;控制模块,其设置在所述第一主体,并且控制所述针组件的驱动并与内部装置电连接,而所述控制模块的一侧有断裂单元向外突出形成,并且所述断裂单元在外力作用下断裂可以切断所述控制模块与所述内部装置之间的电连接。
所述断裂单元在预设区域中可以以相对较窄的宽度形成。
药液注射装置可以进一步包括壳体和附着单元,其中,所述壳体上设置有所述第一主体、所述控制模块以及所述内部装置,并且其一侧形成有开口单元;所述附着单元覆盖形成在所述壳体上的开口单元,并且位于邻近于使用者的位置。
药液注射装置可以进一步包括断裂盖,其设置成面对所述断裂单元,并且打开和关闭对所述断裂单元施加外力的路径。
药液注射装置可以进一步包括支承单元,其从所述第一主体向所述断裂单元一侧突出形成,并且支承所述断裂单元的预设区域。
有益效果
根据如上所述的本发明的实施例,使用者能够简单且安全地操作本发明的药液注射装置及其驱动方法。当使用者转动针组件的套筒时,在针组件中的套管***到目标对象中,离合器模块连接输送模块,从而可以驱动驱动模块进行药液注射,与此同时,启动驱动模块,因此,可以简单且安全地使用药液注射装置。
根据本发明的药液注射装置及其驱动方法在驱动模块最优化的驱动环境下驱动,因此可以使其定量排出药液。启动器可以在驱动模块被驱动之前移动驱动轴的位置,以防止接触件附着到驱动模块的内表面而干扰驱动模块的驱动。由于提高了药液注射装置的存放性并保持了其精确度,因此,即使在长时间存放后驱动,驱动模块最初也能平稳地被驱动以将药液定量排出给目标对象。
当使用者转动针组件的套筒时,在针组件中的套管***到目标对象中,完成药液注射的准备工作,与此同时,离合器模块连接输送模块和驱动模块,从而可以使药液从储液器注射到针头里的同时启动驱动模块。因此,使用者可以通过简单地转动针组件来安全地启动药液注射装置。
根据本发明的药液注射装置及其驱动方法是在针组件的套管***到目标对象之后,通过离合器单元驱动连接排出药液的结构,因此可以向目标对象安全地注射定量的药物。
根据本发明的药液注射装置及其驱动方法通过针组件的转动直观地被启动,并且针组件和触发模块的转动方向限定为一个方向,转动距离限制在预设距离内,因此,可以确保使用者的安全。
本发明在持续保持为使用者着想的卫生条件的状态下,可以在制作过程中将电池消耗最小化的同时进行各种测试,因此可以进一步提高药液注射装置的精确度和可靠性。
在药液注射装置组装完成后出厂前的状态,即装置组装完成且入口孔打开的状态下,通过致动器试验操作或测试容纳在壳体内部的各种装置。由此,无需使用安装在壳体内部的电池模块的电力就能够完成上述各种测试。如此一来,可以将电池模块的消耗最小化,从而可以最小化制造过程或流通过程中的电力消耗问题。
根据本发明,断裂单元在外力作用下断裂以切断控制模块和内部装置之间的电连接,因此,必要时可以停止驱动如警报单元和多个传感器单元等内部装置,从而具有为使用者提供便利的效果,其中,所述断裂单元形成控制模块上,而所述控制模块与警报单元和多个传感器单元等内部装置电连接。
本发明具有可以解决由于断裂单元断裂而导致与控制模块电连接的警报单元在正常或故障状态下持续提供警报而给使用者带来的不便的效果。
当然,本发明的范围不受这些效果的限制。
附图说明
图1为根据一实施例的药液注射***的透视图。
图2为根据一实施例的药液注射***的结构图。
图3为示出图2的药液注射装置的更具体的实施例的平面图。
图4为示出图2的药液注射装置的更具体的实施例的仰视图。
图5a至图5c为示出根据一实施例的针组件的驱动的剖视图。
图6为根据一实施例的驱动模块的剖视图。
图7为示出储液器和输送模块的一实施例的结构的剖视图。
图8为示出储液器和输送模块的一实施例的一部分的平面图。
图9和图10为示出邻近于壳体的入口孔设置的致动器部分的截面的图。
图11为根据本发明的一实施例的药液注射***的方框图。
图12为示出根据本发明的一实施例的药液注射装置的透视图。
图13为图12的药液注射装置的分解透视图。
图14为示出根据本发明的一实施例的药液注射装置的仰视透视图。
图15为示出图14中去除附着单元的状态的图。
图16为示出图15中去除底盖的状态的图。
图17和图18为放大图16的B部分的图。
图19a和图19b为部分放大图15的A部分的侧剖视图。
图20为示出图12的药液注射装置的一部分组成的方框图。
图21为示出用于测量储液器的流量的驱动的平面图。
图22和图23为示出将药液注入到储液器以储存药液,并通过针头排出药液的驱动的剖视图。
具体实施方式
由于本发明可以进行各种修改并具有多种实施例,下面将结合附图更详细地描述具体实施例。通过参考附图详细说明的实施例,本发明的效果和特征及其实施方法将变得显而易见。然而,本发明不限于下面公开的实施例,而是可以通过各种形式实现。
下面将参考附图详细描述本发明的实施例,当参考附图进行描述时,对相同或相应的元件使用相同的附图标记,并且将省略其重复描述。
在以下实施例中,单数的表达包括复数表达,除非上下文另有明确说明。
在以下实施例中,“包括”或“具有”等的术语表示存在于本说明书中描述的特征或元件,而不预先排除增加一个或多个其他特征或元件的可能性。
在以下实施例中,当如膜、区域、元件等的部分被描述为在其他部分上或上方时,其不仅包括该部分直接位于其他部分上的情况,而且还包括在其间存在其他膜、区域、元件等的情况。
当可以以不同的方式实施某个实施例时,可以与所描述的顺序不同地执行特定的工艺顺序。例如,实际上可以同时执行两个连续描述的工艺,或可以以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。
在附图中,为了便于描述,可以放大或缩小元件的尺寸。例如,为了便于描述,任意示出了附图中所示的每个元件的尺寸和厚度,因此以下实施例不必限于图示。
图1为示出根据本发明的一实施例的药液注射***的图,并且根据一实施例的药液注射***可以包括药液注射装置1和药液注射控制电子装置2。
参见图1,药液注射装置1附着于药液注射目标对象并可以将其内部储存的药液以预设的定量注射给使用者。作为一个可选的实施例,药液注射装置1可以通过结合到壳体5的附着模块6附着到使用者的身体上使用。此外,作为另一可选实施例,药液注射装置1可以安装在动物身体上以注射药液
药液注射装置1可以根据注射药液的种类而用于各种用途。例如,药液可以包括用于糖尿病患者的胰岛素类药液,也可以包括用于胰腺的药液以及用于心脏的其他各类药液。
药液注射装置1可以通过有线或无线方式与药液注射控制电子装置2连接。使用者可以通过操作药液注射控制电子装置2来控制药液注射装置1,和/或可以监测药液注射装置1的使用状态。例如,可以监控从药液注射装置1注射的药液量、药液的注射次数、储存在储液器中的药液量以及使用者的生物信息等,并且基于此使用者可以驱动药液注射装置1。
图2为根据一实施例的药液注射***的结构图。
作为一实施例,药液注射装置1包括壳体5和设置在壳体5内的多个元器件。设置在所述壳体5内的元器件可以包括针组件100、储液器200、电池模块700、输送模块400以及多个电子模块。根据一实施例,所述电子模块可以包括控制模块800、驱动模块300、传感模块181、应急开关810、蜂鸣器820和/或致动器830。
首先,壳体5内部具有空间,并且上述的各种模块和/或装置容纳在该空间内,并且所述壳体5的至少一部分具有入口孔103,通过所述入口孔103可以选择性地打开内部。这种打开仅在制造过程中实施,此后可以在具体某一时间点被盖体104密封。即,至少当使用者打算第一次使用的时间点,所述入口孔103可以保持被盖体104密封的状态。因此,在此时间点之后,位于壳体5内的模块和/或装置可以被密封。
这种壳体5的密封可以不是保持完全气密性的密封水平,并且可以是指例如液体的气密性而不是气体的气密性程度。此外,不限于液体的气密性高压和/或长期气密性,可以是例如生活防水程度的气密性。
储液器200设置在壳体5内并在内部储存药液。
针组件100设置在壳体5内并将储存在储液器200内的药液输送到使用者的体内。
输送模块400位于针组件100和储液器200之间,其通过控制模块800的控制将药液输送到针组件100。该输送模块400可以包括用于以定量排出储液器200内的药液的机制。
电池模块700容纳在壳体5内并为壳体5内的电子模块供电。这种电池模块700可以采用原电池或二次电池,但由于防水和/或污染等问题,壳体5可以不具有单独用于更换所述电池模块700的接合结构。
控制模块800容纳在壳体5内并电连接到电池模块700,所述控制模块800控制药液注射装置1。
所述控制模块800可以包括通信单元801、处理器802以及开关模块803。
通信单元801是用于与药液注射控制电子装置2进行通信的元件。通信单元801可以包括蓝牙通信单元、蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy,BLE)通信单元、近场通信单元(Near Field Communication unit)、无线通信(WLAN)单元、紫蜂(Zigbee)通信单元、红外线通信(infrared Data Association,IrDA)通信单元、无线直连WFD(Wi-Fi Direct,WFD)通信单元、超宽带(ultra wideband,UWB)通信单元、Ant+通信单元等短距离通信单元以及移动通信网络。
处理器802是用于整体控制药液注射装置1的元件。例如,处理器802可以包括中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)。这里,只读存储器可以是存储用于启动***的指令集的元件
根据本发明的一实施例,处理器802可以具体实现为处理数字信号的数字信号处理器(di gital signal processor,DSP)、微处理器(microprocessor)以及时间控制器(Time controller,TCON)。
然而并不限于此,可以包括以下当中的一个或多个:中央处理单元(centralprocessing unit,CPU)、微控制器单元(Micro Controller Unit,MCU)、微处理单元(micro
processing unit,MPU)、控制器(controller)、应用处理器(application
processor,AP),或通信处理器(communicationprocessor,CP)以及ARM处理器,或者可以由相应术语定义。
此外,处理器802可以通过内含处理算法的片上***(System on
Chip,SoC)、大规模集成(large scale
integration,LSI)实现,或以现场可编程门阵列(Field Programmable gatearray,FPGA)形式实现。
所述开关模块803可以控制药液注射装置1的电连接。例如,直到针组件100的针头被使用者***为止,所述开关模块803可以阻止电池模块700对控制模块800的操作。即,可以控制整体装置到使用者使用之前为止,除了最起码的功能之外保持关闭(OFF)状态。此外,所述开关模块803到使用者使用之前为止,即,在制造过程和被盖体104的密封之后,使用者开始使用之前为止的时间点,可以选择性地阻止传感模块181、应急开关810、蜂鸣器820、驱动模块300以及控制模块800电连接到电池模块700以操作或消耗储备电力。而且,在使用者使用装置之后,可以使整体装置的电子模块与电池模块700电连接。此外,如后面所述,所述开关模块803可以设置成即使在使用者使用装置之前的时间点,也可以与致动器830电连接以响应各种测试。根据图示的实施例,所述开关模块803被示出为与处理器802不同的独立模块,但本发明并不限于此,所述开关模块803作为处理器802的一个模块,可以是包括用于管理电连接的程序的模块。
同时,所述驱动模块300可以连接到控制模块800以提供动力到输送模块400。这种驱动模块300可以采用各种泵装置,但并不限于此,其可以采用精密控制电机、形状记忆元件等驱动装置。
根据一实施例,离合器模块500可以包括在输送模块400和储液器200之间,而储液器200中的药液排出方式通过离合器模块500可以选择性地与输送模块400结合。
而且,触发模块600可以与驱动模块300、输送模块400或离合器模块500中的至少一个结合,并且可以根据使用者的选择启动或准备驱动模块300、输送模块400和/或离合器模块500的操作。
传感模块181可以包括至少一个传感器。所述传感器可以测量针组件100是否***等并将其信息发送到控制模块800。根据一实施例,传感模块181可以进一步包括其他各种传感器。例如,可以进一步包括传感器,其结合到储液器200以用于测量使用者填充在储液器200的药液的程度和/或从储液器200排出的药液的程度。
应急开关810与控制模块800电连接,以用于当药液注射装置1出现问题时,使用者操作其以停止药液的注射。这种应急开关810可以在危险情况下执行安全功能来防止向患者提供不必要的药液。
蜂鸣器820可以设置成8与控制模块800电连接,以用于在危险情况下发出声音来提醒使用者注意。
当壳体5的上述入口孔103打开时,致动器830可以设置成与壳体5内的至少一个电子模块电连接。
具体而言,所述致动器830可以与控制模块800电连接。由此,当壳体5的入口孔103打开的时间点,可以使外部装置与控制模块800电连接,也可以通过控制模块800与电连接到控制模块800的各种电子模块电连接。入口孔103打开的时间点可以是电池模块700切断电源的状态,在该状态下,通过致动器830可以对容纳在壳体5内部的各种电子模块进行开关、测试和/或诊断。
根据图2,所述致动器830示出为电连接到控制模块800并通过控制模块800与其他电子模块电通信,但本发明并不限于此,并且虽未在图中示出,所述致动器830可以与壳体5内采用的其他电子模块,例如驱动模块300、传感模块181、应急开关810和/或蜂鸣器820直接连接。
可选地,所述致动器830可以与电池模块700电连接以直接连接。因此,在所述入口孔103打开的时间点,可以从外部通过致动器830控制电池模块700和/或从外部供电。此外,所述致动器830也可以用于接地。
药液注射装置1是一种防水性能要求极高的医疗器械,当使用者随意拆卸时,必须要清楚地留下拆卸痕迹等,一旦组装好就很难再次拆卸使用。此外,药液注射装置1可能由一次性电池驱动,以免重复使用,并且其有时具有长达12个月或更长时间的保质期。因此,药液注射装置1在生产或流通过程中需要最小化电池消耗并保持其性能不降低。
为此,在药液注射装置1组装完成后出厂之前为止,使用内置电池测试对药液注射装置1的各种元件的功能存在限制。即,在这种情况下,需要在进行药液注射装置1的各种测试时将电池消耗最小化,并且在使用者取得药液注射装置1后启动操作之前为止,以最小的电力保持待机状态(stand-by)。例如,当使用者将一定量的药液注射到储液器200时,可以保持足够的监测电力来打开开关。
在这种状态下,由于所述致动器830如上所述与控制模块800、电子模块和/或电池模块700电连接,因此在药液注射装置1组装完成且所述入口孔103打开的状态下,通过将外部电源、测试装置等与致动器830连接,可以在不使用电池模块700的电力的情况下对药液注射装置1进行各种测试。
更具体地,可以通过所述致动器830向药液注射装置1提供外部电力。在这种情况下,所述致动器830可以包括至少两个布线图形。
可选地,可以通过所述致动器830连接外部测试设备以测试包括驱动模块300在内的各种装置。
可选地,可以通过所述致动器830试验操作驱动模块300。
在组装完成后出厂之前为止的状态,即,在装置组装完成且入口孔103打开的状态下,所述致动器830可以暴露于外部。因此,可以通过暴露在外部的致动器830如上所述地测试操作或测试容纳在壳体5内部的各种装置。之后,可以通过盖体104密封入口孔103来完成壳体5的防水功能。如此一来,由于可以通过致动器830进行各种测试,因此可以在不使用安装在壳体5内部的电池模块700的电力的情况下完成上述的各种测试。因此,可以将电池模块700的电力消耗最小化,从而可以最小化制造过程或流通过程中的电力消耗问题。
同时,药液注射控制电子装置2可以包括能够在有线/无线通信环境中使用应用程序的通信终端。这里,药液注射控制电子装置2可以是使用者的便携式终端。更具体地,药液注射控制电子装置2可以包括计算机(例如,台式电脑、笔记本电脑、平板电脑等)、媒体计算平台(例如,有线、卫星机顶盒、数字视频录像机)、手持计算设备(例如,掌上电脑(PDA)、电子邮件客户端等)、手机的任意形式、可附着或佩戴在使用者身体上的可穿戴设备(wearable)的形式,或其他类型的计算或信息平台的任意形式,但本发明并不限于此。
这种药液注射控制电子装置2可以包括处理器25、通信单元21、输入单元22、输出单元23以及存储单元24。
处理器25是整体控制药液注射装置1和/或药液注射控制电子装置2的元件。具体地,处理器25通过使用药液注射控制电子装置2的存储单元24中存储的各种程序来控制药液注射装置1和/或药液注射控制电子装置2的整体操作。例如,处理器25可以包括中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)。这里,只读存储器是存储用于启动***的指令集的元件,而中央处理器根据只读存储器存储的指令,将药液注射控制电子装置2的存储器中存储的操作***复制到随机存取存储器中,执行O/S以启动***。当启动完成后,中央处理器可以将存储单元24中存储的各种应用程序复制到随机存取存储器中并执行,以进行各种操作。在上述描述中,药液注射控制电子装置2被描述为仅包括一个中央处理器,但在具体实现时可以采用多个中央处理器(或数字信号处理器、片上***等)来实现。
根据本发明的一实施例,处理器25可以具体实现为数字信号处理器(digitalsignal processor,DSP)、微处理器(microprocessor)以及时间控制器(Time controller,TCON)。
然而不限于此,可以包括以下当中的一个或多个:中央处理单元(centralprocessing unit,CPU)、微控制器单元(Micro Controller Unit,MCU)、微处理单元(micro
processing unit,MPU)、控制器(controller)、应用处理器(application
processor,AP),或通信处理器(communicationprocessor,CP)以及ARM处理器,或者可以由相应术语定义。
此外,处理器25可以通过内含处理算法的片上***(System on
Chip,SoC)、大规模集成(large scale
integration,LSI)实现,或以现场可编程门阵列(Field Programmable gatearray,FPGA)形式实现。
药液注射控制电子装置2可以包括用于处理或控制处理器25的程序和/或存储程序运行所需的各种数据的存储单元24。
存储单元24可以存储在药液注射装置1和/或药液注射控制电子装置2上驱动的多个应用程序(application program或应用(application))、用于药液注射装置1和/或药液注射控制电子装置2的操作的数据和指令。这些应用程序中的至少一部分可以通过无线通信从外部服务器下载。
另外,这些应用程序中的至少一部分可以在出厂时就存在于药液注射控制电子装置2上,用于实现药液注射装置1和/或药液注射控制电子装置2的基本功能。应用程序可以存储在存储介质中并由处理器25驱动以执行药液注射装置1和/或药液注射控制电子装置2的操作(或功能)。
通信单元21是用于与药液注射装置1和/或服务器、其他用户终端等外部装置发送和接收数据的元件。通信单元21包括蓝牙通信单元、蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy,BLE)通信单元、近场通信单元(Near Field Communication unit)、无线通信(WLAN)单元、紫蜂(Zigbee)通信单元、红外线(infrared Data Association,IrDA)通信单元、无线网络直接连接(Wi-Fi Direct,WFD)通信单元、超宽带(ultra wideband,UWB)通信单元、Ant+通信单元等短距离通信单元以及移动通信网络。
输入单元22可以包括用于将各种信息输入到药液注射控制电子装置2的用户界面。
输出单元23可以显示由处理器25处理之后的药液注射逻辑、当前药液注射状态、当前血糖值、效果等。根据本发明的一实施例,输出单元23可以根据通过输入单元22输入的使用者输入来显示用户界面。输出单元23可以根据存储单元24的控制来输出存储的图形数据、视觉数据、听觉数据和振动数据。
输出单元23可以采用各种类型的显示面板来实现。例如,显示面板可以通过液晶显示面板(Liquid Crystal Display,LCD)、有机发光二极管面板(Organic LightEmitting Diodes,OLED)、有源矩阵有机发光二极管面板(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode,AM-OLED)、液晶覆硅面板(Liquid Crystal on Silicon,LcoS)或数字光处理(Digital Light Processing,DLP)等各种显示技术来实现。此外,输出单元23可以柔性显示(flexible display)形式与显示面板的前区、侧区以及后区中的至少一个结合。
输出单元23可以采用分层结构的触控面板来实现。触控面板不仅可以具有显示功能,还可以具有检测触摸输入位置、触摸面积,甚至触摸输入压力的功能,而且具有测量真实触摸(real-touch)和接近触摸(proximity touch)的功能。
药液注射控制电子装置2可以在内部包括存储单元24和通信单元21。药液注射控制电子装置2可以不具有处理器25、输入单元22以及输出单元23中的至少一个,并且可以与远程装置内设置的处理器25、输入单元22以及输出单元23中的至少一个电连接。
根据图1和图2,药液注射控制电子装置2被示出为单个装置,但本发明并不限于此,其可以包括多个能够与药液注射装置1通信的装置。
图3为示出图2的药液注射装置1的更具体的实施例的平面图,图4为示出其的仰视图。
参见图3,药液注射装置1的一实施例可以包括基体50、针组件100、储液器200、驱动模块300、输送模块400、离合器模块500以及电池模块700。
基体50构成壳体5的基本框架并安装在壳体5的内部空间。基体50可以设置有多个。作为另一实施例,基体可以形成为一个整体式框架。
根据图3示出的实施例的药液注射装置1可以选择性地进一步包括触发模块600。
基体50可以提供触发模块600可转动的空间。基体50支承触发模块600,并且触发模块600可以围绕突出于基体50的转动轴51转动。
基体50可以具有限制触发模块600的转动距离的止动件。止动件可以设置有多个,其可以限制触发模块600的移动距离使触发模块600转动到预设点。根据一实施例,所述止动件可以包括第一止动件52和第二止动件53。
第一止动件52设置成从基体50向上突出并邻近于针组件100。第一止动件52设置成与触发模块600的第一端610接触,并且可以限制转动方向和转动距离,使第一端610在向一个方向转动之后不向相反方向转动。第一止动件52可以具有限制触发模块600的转动方向的侧壁。
第二止动件53设置成邻近于储液器200、输送模块400以及离合器模块500。第二止动件53设置成从基体50向上突出,以限制触发模块600的第二端620的移动距离。作为一实施例,第二止动件53的纵向延长线可以穿过转动轴51的中心。
这种触发模块600的实施例不限于上述实施例,当然,根据使用者的目的可以使用多种装置,以启动驱动模块300、输送模块400或离合器模块500中的至少一个的操作。
附着单元6设置在药液注射装置1的底部,使其可以附着在使用者的皮肤上。从该底部可以暴露出针头N,但在使用者第一次使用该装置之前的阶段,暴露出针头N的孔与单独的盖件(未示出)结合,使其可以保持与外界隔绝的密封状态。并且可选地,从底部暴露出应急开关810,使使用者在危险情况下按下该开关810以停止。该应急开关810可以设置成密封的,使外部湿气无法渗透其中。
上述的入口孔103可以形成在药液注射装置1的底部,但所述入口孔103并不限于一个,也可以形成多个。另外,在药液注射装置1上市的阶段,该入口孔103可以被盖体104覆盖以保持内部密封状态。所述盖体104可以使用密封壳体内部的粘合膜,根据一实施例,可以使用阻挡液体流动而允许气体流通的。
根据一具体实施例,所述盖体104可以采用特卫强(Tyvek)材料或戈尔特斯(Gore-Tex)材料。此外,所述盖体104可以是同时覆盖多个入口孔103的结构,但并不限于此,其可以是附着到每个入口孔103的结构。
图5a至图5c为示出根据一实施例的针组件的驱动的剖视图。
参见图5a至图5c,针组件100可以安装在基体50上。当针组件100转动时,针头N和/或套管C可以沿轴向移动。针组件100可以具有套筒110、弹性件120、第一支架130、第二支架140、针头N、套管C以及贴片P。
套筒110构成针组件100的外观并可以以纵向为中心轴转动。套筒110的内部设置有弹性件120,使套筒110可以接收来自弹性件120的膨胀力。
可选地,根据一实施例,套筒110的外侧可以设置有旋钮101。当针组件100转动时,旋钮101向触发模块600的第一端610施加压力以转动触发模块600。
套筒110的内表面可以设置有移动突起115。移动突起115可以沿着设置在第一支架130的外周面上的导向槽131移动。当套筒110转动时,移动突起115沿着导向槽131的侧壁移动,从而可以升高或降低第一支架130。
弹性件120可以设置在套筒110与第一支架130之间。当弹性件120膨胀时,第一支架130可以向下移动。此外,当第一支架130向上移动时,弹性件120可以被压缩。
第一支架130可以支承针头N。由于针头N被***并固定到第一支架130的一侧,因此当第一支架130沿轴向移动时,针头N也一起移动。第一支架130设置在套筒110的内部空间,其上部设置有弹性件120。
第一支架130可以在外表面具有导向槽131。第一支架130可以引导移动突起115的移动。当套筒110转动时,移动突起115移动到由导向槽131形成的预设路径,从而可以升高或降低第一支架130。
导向槽131可以具有第一止动槽131a、升降槽131b、倾斜槽131c、第二止动槽131d以及移动限制槽131e。第一止动槽131a为移动突起115最初所在的槽,并且当移动突起115位于第一止动槽131a时,弹性件120保持收缩状态。升降槽131b沿第一支架130的纵向延伸。当弹性件120膨胀时,第一支架130下降,并且移动突起115沿升降槽131b移动。倾斜槽131c延伸以具有预设的倾斜度。当移动突起115沿倾斜槽131c移动时,弹性件120再次收缩,同时,第一支架130再次上升。第二止动槽131d为移动突起115重新返回其初始位置的槽,并且当移动突起115位于所述第二止动槽131d时,弹性件120再次保持收缩状态。
第二支架140设置成面对第一支架130的一侧并可以支承套管C。第二支架140由柔性材料形成,当其受到外力时可以瞬间变形。
第二支架140在图5a和图5b的位置时与第一支架130保持接触,但如图5c所示,当弹性件120再次收缩时,其与第一支架130分离被固定在基体50。
套管C***中央主体141的中心,并且针头N可以根据第一支架130的移动而选择性地结合其中。中央主体141可以与第一支架130的下端接触。
锁定突起142从中央主体141向外突出,并且可以柔性地形成。锁定突起142可以设置有多个。参见图5c,锁定突起142在第二支架140下降时固定到凸耳单元55,并且即使第一支架130再次上升也可以固定到基体50。
传感器143可以设置在锁定突起142的一侧。然而,并不限于此,传感器143也可以设置在中央主体141的外表面。传感器143可以检测套管C是否被准确地***到使用者的皮肤中。传感器143可以检测第二支架140与基座40之间的接触。
详细地,当第二支架140向下移动时,移动越过凸耳单元55,因此传感器143可以检测第二支架140是否与设置在基座40上部的接触单元45接触。传感器143由导电材料形成,当其与接触单元45接触时产生电信号,使控制模块(未示出)可以确认第二支架140是否被***。
由于针头N固定在第一支架130上,因此可以通过第一支架130的轴向移动将针头N***到套管C中或从套管C中解除***。针头N的一端可以连接到储液器200以输送药液,而另一端可以***到套管C并沿套管C移动。
由于套管C固定在第二支架140上,因此可以通过第二支架140的轴向移动将其***到使用者的皮肤中。由于套管C具有可以容纳针头N的导管形状,因此从针头N排出的药液可以注射到使用者体内。
贴片P由基座40支承并可以固定套管C的位置。由于套管C的端部由贴片P支承,因此可以防止套管C在存放或移动过程中分离。
如图5a所示,针头N和套管C最初设置在针组件100的内部。当使用者转动一次套筒110时,移动突起115沿i方向移动且越过第一止动槽131a。
如图5b所示,第一支架130因弹性件120的膨胀力而下降。移动突起115实际上并不沿轴向移动,而是通过第一支架130的下降,相对于第一支架130沿升降槽131b朝j方向移动。第一支架130和第二支架140一起下降,并且针头N和套管C穿过贴片P***到目标对象中。
如图5c所示,当使用者第二次转动套筒110时,移动突起115沿倾斜槽131c朝k方向移动并***到第二止动槽131d。第二支架140由凸耳单元55固定,但第一支架130随着套筒110的转动而上升,并且弹性件120随着第一支架130的上升而重新收缩。
这时,套管C仍保持***到使用者皮肤中的状态,但针头N上升并与目标对象分离。然而,由于套管C和针头N流体连接,因此从储液器200注射的药液可以通过针头N和套管C注射到使用者体内。
在药液注射装置1中,使用者只需转动套筒110将套管C***到目标对象而开始药液注射。药液注射装置1可以通过由使用者先转动一次套筒110将套管C***到目标对象中,旋钮101向触发模块600施加压力来驱动。更优选地,如图5c所示,在针头N从目标对象中拔出,仅套管C***到目标对象的状态下,旋钮101向触发模块600施加压力来驱动驱动模块300以输送药液,并且药液可以从储液器200中定量排出。因此,使用者能够方便且稳定地使用药液注射装置1。
再次参见图3,储液器200安装在基体50上并与针组件100连接。柱塞(未示出)可以在储液器200内部线性移动使药液通过针头N排出。
驱动模块300可以产生驱动力以将驱动力输送到输送模块400。由输送模块400输送的驱动力可以使柱塞(图7的230)在储液器200内部线性移动以排出药液。
驱动模块300可以采用任何类型的通过电力具有药液吸力和药液排出力的装置。例如,可以采用所有类型的泵,例如机械位移式微型泵和电磁驱动式微型泵等。机械位移式微型泵是利用如齿轮或等隔膜等固体或流体的运动产生压力差来引导流体流动的泵,其包括隔膜容积泵(Diaphragm displacement pump)、容积式流体泵(Fluid displacementpump)、滚轮泵(Rotary pump)等。
电磁驱动式微型泵是直接利用电或磁形式的能量来移动流体的泵,其包括电液动力泵(El ectro hydrodynamic pump,EHD)、电渗泵(Electro osmotic
pump)、磁流体动力泵(Magneto hydrodynamic pump)和电润湿泵(Electrowetting pump)等。
当输送模块400被离合器模块500接合(engaged)时,驱动模块300转动输送模块400的驱动轮420,而驱动轮420的转动使杆线性移动,使柱塞(未示出)在储液器200的内部移动。
图6为根据一实施例的驱动模块300的剖视图。
驱动模块300可以包括设置在罩子310内部的隔膜320。隔膜320可以将驱动模块300的内部空间分隔成第一空间S1和第二空间S2。驱动模块300可以通过第一空间S1和第二空间S2的体积变化来线性移动驱动轴330。
隔膜320可以具有流体和离子在其中可移动的多孔结构。隔膜320可以是例如通过加热球形二氧化硅制造的玻璃料薄膜。例如,用于形成薄膜的球形二氧化硅可以具有约20nm至约500nm的直径,具体地可以具有约30nm至约300nm的直径,更具体地可以具有约40nm至约200nm的直径。当所述球形二氧化硅的直径满足上述范围时,可以产生由于第一流体穿过隔膜320而产生的压力,即足以移动驱动轴330的压力。
在上述实施例中,已经描述了隔膜320包括球形二氧化硅,但是隔膜320并不限于此。作为另一实施例,只要隔膜320是如多孔二氧化硅或多孔氧化铝等可以通过ZETA电位(zetapotential)引起电动现象(eletrokinetic)的材料,其类型不受限制。
隔膜320可以具有约20μm至约10mm的厚度,具体可以具有约300μm至约5mm的厚度,更具体地可以具有约1000μm至约4mm的厚度。
在隔膜320的两侧分别设置有第一电极体321和第二电极体322。第一电极体321和第二电极体322可以分别具有多孔板形状。
每个多孔板可以被设置成与隔膜320的两侧主表面(main surface)接触。多孔板可以通过多孔结构有效地移动流体和离子。多孔板可以具有在多孔基底层上形成电化学反应物质的结构。可以通过例如无电镀、真空蒸镀、涂层、溶胶-凝胶法等方法在多孔基底层上电解沉积或而涂布形成电化学反应物质。
多孔基底层可以具有约0.1μm至约500μm的孔径,具体可以具有约5μm至约300μm的孔径,更具体地可以具有约10μm至约200μm的孔径。当多孔基底层的孔径满足上述范围时,可以有效移动流体和离子,从而提高驱动模块300的稳定性、寿命特性以及效率。
驱动轴330设置在罩子310的一侧并可以随着第一空间S1和第二空间S2的体积变化而进行线性移动。当第一电极体321和第二电极体322发生氧化还原反应时,第一空间S1和第二空间S2通过氧化还原反应生成的产物(例如,氢离子和水)产生体积变化。第一空间S1和第二空间S2的体积变化向驱动轴330施加压力,使驱动轴可以线性移动。
参见图6,移动端340设置在驱动轴330的端部,使其可以将驱动模块300产生的驱动力输送到输送模块400。移动端340可以具有***驱动轴330的主体341、从主体341向上突出的导向突起342以及连接输送模块400的连接轴343。
导向突起342可以形成有面向触发模块600或启动器650的倾斜侧壁。倾斜面342a可以沿驱动轴330具有预定角度。
连接轴343与输送模块400的连接器(未示出)连接。驱动轴330的线性移动带动连接轴343也线性移动,并且通过移动所述连接器可以驱动驱动轮420。
驱动轴330外侧可以设置有接触件350。驱动模块300的内部空间,例如罩子310的内表面和驱动轴330的一侧面所界定的第二空间S2是封闭空间,其内部存在流体。接触件350可以防止流体从罩子310的内表面和驱动轴330之间的间隙泄漏。
接触件350由具有一定弹性的物质形成,使其可以将罩子310的内表面和驱动轴330之间的间隙紧密地密封。作为一实施例,接触件350可以由硅类和/或橡胶类物质形成。
图7为示出储液器200和输送模块400的一实施例的结构的剖视图,而图8为示出其一部分的平面图。
输送模块400可以安装在驱动模块300和储液器200之间,以通过驱动模块300产生的驱动力移动设置在储液器200内的柱塞230。然而,只有当杆410和驱动轮420通过离合器模块500耦合时,输送模块400才能移动柱塞230。
杆410的一端与柱塞230连接并沿一个方向延伸。驱动轮420可驱动地连接到驱动模块300并可以通过驱动驱动模块300使其转动。驱动轮420具有第一连接端421和第二连接端422,并且其内部可以具有杆移动的空间。由于第一连接端421和第二连接端422中的至少一端通过连接器可驱动地连接到驱动模块300,因此可以通过驱动驱动模块300转动驱动轮420。
作为一实施例,第一连接端421和第二连接端422可以具有齿轮齿形。与驱动模块300连接的连接器(未示出)向齿轮齿施加压力以转动驱动轮420。
驱动轮420可以具有从第一连接端421突出的轮毂423。参见图8,轮毂423可以突出到预设高度。轮毂423可以形成触发模块600的第二凸缘621可***的空间。
驱动轮420从一侧突出并具有支承联结器510的一端部511的第一支承件424。如图8所示,第一支承件424可以设置在驱动轮420的一个表面上并支承联结器510的一端部511,使联结器510的直径保持扩张状态。
作为可选的实施例,第一支承件424可以在端部具有突出的突起,使联结器510的一端部511不分离。
当联结器510与第一支承件424分离时,联结器510在直径缩小的同时夹持***器520。由于联结器510收缩至预定半径,因此可以向***器520提供预定的夹持力。
离合器模块500可以驱动地连接驱动模块300和输送模块400。离合器模块500设置在杆410和驱动轮420之间并可以具有***器520和联结器510。
***器520的至少一部分可以设置成***到杆410中。***器520设置成覆盖杆的外侧。***器520可以根据联结器510的操作连接驱动模块300和杆410。
作为一实施例,杆和***器520可以分别具有螺钉和螺纹的形式。杆的外周面形成有螺纹,而***器520的内周面形成有螺纹,从而可以以螺纹啮合形式连接。当联结器510向***器520的外侧施加压力时,杆410和***器520通过联结器510与驱动轮420结合。这时,驱动轮420和***器520一起转动,使杆可以沿一个方向线性移动。
***器520可以具有一定柔性,以便通过联结器510施加的弹力与输送模块400接合(engaged)。
联结器510设置在***器520的外侧并在被激活时可以连接杆410和驱动轮420。联结器510是能够通过弹力向***器520的外侧施加压力的元件且不限于特定形状。只是,在下面的描述中,为了描述方便,将主要以弹簧形式的情况描述。
联结器510的一端部511可以可分离地设置在驱动轮420上。一端部511由第一支承件424支承,并且可以通过第二凸缘621施加的压力越过第一支承件424的突起而被分离。联结器510的另一端固定在驱动轮420上。
因此,当联结器510的一端部511设置在驱动轮420上时,联结器510仅安装在驱动轮420上,使得驱动杆410和驱动轮420虽处于驱动地分离状态,但当联结器510的一端部511夹持***器520时,联结器510将驱动地连接杆410和驱动轮420。
离合器模块500未被激活的情况下,当药液注入到储液器200以储存药液时,杆410和***器520可以移动驱动轮420的内部空间。由于在***器520和联结器510之间形成间隙g,因此如果联结器510不夹持***器520,则移动杆410和***器520可以移动。
在离合器模块500被激活的情况下,当驱动轮420转动时,***器520也一起转动。这时,由于杆410与***器520结合,杆410可以通过***器520的转动向前线性移动。
触发模块600可以产生药液注射装置1注射药液的机械信号。触发模块600可转动地设置在基体50的一侧,并且通过转动触发模块600启动驱动模块300,同时,离合器模块500可以驱动地连接输送模块400。
触发模块600可以以转动轴51为中心沿一个方向转动。这时,触发模块600可以向离合器模块500施加压力以耦合杆和驱动轮420。此外,触发模块600解除与启动器650的接触,使启动器650可以通过向驱动轴330施加压力来移动接触件350的位置。触发模块600可以被分成多个弯曲部分。
触发模块600可以具有延伸到针组件100的第一端610。第一端610设置成与第一止动件52接触,并且当使用者转动针组件100时,如图3所示,旋钮101向第一凸缘611施加压力,使触发模块600可以开始转动。第一端610转动之后,切开槽612支承在第一止动件52的侧壁52b上,以限制触发模块600沿相反方向转动。
触发模块600可以具有延伸到离合器模块500的第二端620。第二端620沿与第一端610不同方向延伸,并且可以具有***在联结器510的一端部511和驱动轮420之间的第二凸缘621。当触发模块600转动时,第二凸缘621向联结器510的一端部511施加压力,使联结器510与***器520结合,从而激活离合器模块500。
触发模块600可以具有延伸到驱动模块300的第三端630。第三端630向驱动模块300延伸并启动驱动模块300。
第三端630可以具有向驱动轴330弯曲的支承片631和导向片632。参见图6和图8,支承片631可以在驱动药液注射装置1之前支承启动器650。导向片632设置成邻近于支承片631并支承移动端340的侧壁或沿侧壁移动。
第三端630通过启动器650保持驱动模块300的驱动轴处于固定状态,但当触发模块600转动时,第三端630解除与启动器650的接触,启动器650向移动端340施加压力,以启动驱动模块300。
启动器650可以通过触发模块600的转动来移动驱动模块300。当解除启动器650与触发模块600的接触时,启动器650可以通过向驱动模块300的移动端340施加压力来移动驱动轴330。
作为一实施例,启动器650可以形成为具有预定弹力的弹簧形式,但并不限于此,并且可以形成为具有一定弹性的棒形式。
启动器650的一端安装在基体50上,而另一端设置为支承触发模块600的端部。启动器650的按压端651设置在移动端340和触发模块600的支承片631之间。
启动器650可以通过触发模块600的转动来向驱动轴330的端部施加压力。启动器650在驱动药液注射装置1之前保持压缩状态,但当解除其与支承片631的接触时,按压端651通过启动器650的膨胀力向移动端340施加压力。这时,与移动端340连接的驱动轴330和安装在驱动轴330上的接触件350可以根据移动端340的移动而移动。然后,在驱动模块300中引起电化学反应,启动驱动模块300。
触发模块600的支承片631保持启动器650处于压缩状态。启动器650以预设的压缩状态安装在基体50上,但由于支承片631保持在固定位置,因此压缩力并未得到释放。触发模块600的支承片631与启动器650的按压端651保持接触,以限制启动器650的移动。
接触件350位于罩子310的内表面的第一位置P1,而驱动轴330的末端位于i。第一位置P1被定义为在驱动药液注射装置1之前,接触件350和罩子310的内表面接触的位置,并且不限于特定位置。由于没有外力输送到驱动轴330,因此接触件350位于预定的第一位置P1。
这时,由于离合器模块500未被驱动,因此联结器510未与***器520连接。因此,输送模块400的杆和驱动轮420处于被驱动地分离的状态,并且储存在储液器200中的药液不会流入到针头N。
随着触发模块600的转动,支承片631与启动器650之间的接触被解除。当针组件100的旋钮101向第一凸缘611施加压力时,触发模块600以转动轴51为中心转动,支承片631也向远离移动端340的方向转动。这时,支承片631与按压端651的接触被解除。同时,按压端651向移动端340施加压力以移动驱动轴330。当压缩力被释放时,按压端651与斜面342a接触并沿倾斜面342a移动。按压端651沿轴向推动移动端340,使移动端340和驱动轴330向远离驱动模块300的方向移动。驱动轴330的末端从位置i移动到位置j,并且接触件350与驱动轴330一起移动而位于第二位置P2。这时,由于离合器模块500被驱动,因此联结器510与***器520结合。由于联结器510的一端部511与驱动轮420分离并夹持***器520的外侧,因此驱动轮420、联结器510、***器520以及杆被整体驱动。
按压端651可以越过倾斜面342a移动。以图8为准,按压端651位于移动端340的相反侧并解除与移动端340的接触。移动端340可以支承在基体50的一侧。这时,驱动模块300中产生电化学反应,并且可以产生使驱动轴330线性往复移动的驱动力。驱动模块300内部发生的电化学反应的结果使第一空间S1和第二空间S2的体积发生变化。这种体积变化以驱动力输送到驱动轴330。即,当第二空间S2的体积增大时,驱动轴330向前移动,而当第二空间S2的体积缩小时,驱动轴330向后移动。驱动轴330的移动使移动端340做线性往复移动,移动端340的连接轴343通过连接器(未示出)使驱动轮420转动,将药液从储液器200排出。
在药液注射装置1被制造出后,其被驱动之前为止,接触件350长时间接触罩子310的特定区域(第一位置P1)。由于接触件350包括硅类或橡胶类物质,因此其可能因长时间接触发生变形而附着在罩子310的内表面。当接触件350附着到驱动模块300的内表面时,其干扰驱动模块300的初始驱动,并且可能导致药液难以从针头N被定量排出。
启动器650在驱动药液注射装置1之前移动接触件350,使驱动模块300可以具有最优化的驱动环境。详细地,当启动器650与触发模块600之间的接触被解除时,由于启动器650移动驱动模块300的驱动轴330,因此可以在驱动模块300因电化学反应被驱动之前改变接触件350的接触位置。由于启动器650将接触件350的位置从第一位置P1移动到第二位置P2,因此解除接触件350附着并固定到驱动模块300的内表面,并且可以使驱动模块300的初始驱动顺利地进行。
使用者能够简单且安全地驱动根据本发明的一实施例的药液注射装置1。当使用者转动针组件100的套筒110时,针组件100中的套管C被***到目标对象中,离合器模块500连接输送模块400,以驱动驱动模块300使药液被注射,同时,由于驱动模块300的启动,因此可以简单且安全地使用药液注射装置1。
由于根据本发明的一实施例的药液注射装置1是在驱动模块300最优化的驱动环境中被驱动,因此可以定量排出药液。启动器650在驱动模块300被驱动之前移动驱动轴330的位置,使接触件350附着到驱动模块300的内表面,以防止干扰驱动模块300的驱动。由于提高了药液注射装置1的存放性并保持了精确度,因此,即使在长时间存放后驱动,驱动模块300最初也能平稳地被驱动,从而将药液以定量排出给目标对象。
在根据本发明的一实施例的药液注射装置1中,在针组件100的套管C***到目标对象之后,通过离合器模块500排出药液的结构被驱动地连接,因此可以安全地将定量的药物注射给目标对象。
根据本发明的一实施例的药液注射装置1通过针组件100的转动而直观地被启动,并且针组件100和触发模块600的转动方向被限定为一个方向,转动距离被限制在预设距离内,因此,可以确保使用者安全。
图9和图10为示出邻近于壳体5的入口孔103设置的致动器830部分的截面的图。
致动器830可以形成在容纳在壳体5内部的基板831上。在基板831的表面中与入口孔103相对应的表面上,所述致动器830与入口孔103对齐形成。这种致动器830可以通过形成在基板831上的布线图形(未示出)电连接到控制模块800和/或其他电子模块。根据一实施例,所述致动器830可以在基板831上以导电材料形成。在形成致动器830的区域中,壳体5与基板831之间隔开一段距离,使致动器830不被壳体5干扰。
致动器830可以包括多个相互分离的电极垫。根据一实施例,所述电极垫中的一个可以是第一电极垫,其被设置成与外部电源线电连接。所述第一电极垫可以与电池模块700和/或控制模块800电连接。根据另一实施例,所述电极垫中的一个可以是包括Rx和/或Tx端子的第二电极垫,其中,所述Rx和/或Tx端子用于提供驱动模块300与外部有线通信设备(包括UART、SPI、I2C、ISP、ICSP等)之间的物理接口。所述第二电极垫可以与驱动模块300和/或控制模块800电连接。根据又一实施例,所述电极垫中的一个可以是包括开关电源端子的第三电极垫,其中,所述开关电源端子能够通过外部装置启动驱动模块300。所述第三电极垫可以与驱动模块300电连接。根据又一实施例,所述电极垫中的一个除此之外还可以包括用于测试容纳在壳体内的各种电子模块的端子。
这种致动器830可以设置成在第一时间点通过入口孔103与其他外部电子装置电连接。所述第一时间点可以是任意时间点,例如药液注射装置1的制造过程和/或刚组装完成之后等。可选地,在该状态下,壳体5中的其他电子装置可以通过开关单元803与电池模块700形成电切断的状态。
在这样的第一时间点上,根据情况可能需要进行各种测试等。为了这种测试,不能将电池模块700与其他电子装置连接。所述药液注射装置1可以在内置电池模块700的状态下交付给消费者,但需要最小化电池模块700在此过程中的消耗,因此使用者开始使用药液注射装置1的操作出现之前,最好保持休眠状态。而这在药液注射装置1作为一次性模块使用时更为必要。
然而,药液注射装置1的各种电子模块在制造过程中需要经过多次测试,但无法每次都唤醒整个装置或保持与电池模块700的连接。
根据本发明的实施例,外部电子装置与药液注射装置1内的各种电子模块通过所述致动器830电连接,从而可以在不唤醒整个装置或不直接使用电池模块700的电力的情况下测试药液注射装置1的各种电子模块,而这样可以在不消耗电池的同时稳定性高地制造出装置。
当最终完成这样的测试时,可以通过所述入口孔103对药液注射装置1的内部进行卫生处理。卫生处理可以通过所述入口孔103对药液注射装置1的内部注入卫生用气体来完成。所述卫生用气体可以是杀死细菌或微生物的灭菌气体、杀菌气体以及消毒气体等。
当完成这种卫生处理结束时,盖体104附着到壳体5的外侧以覆盖所述入口孔103。所述盖体104可以如上所述以膜的形式具备,但本发明并不限于此,可以以刚性形式的板具备。如此一来,由于在一次密封之后不需要打开壳体以安装电池模块,因此可以保持整个药液注射装置1的***的卫生状态。
另外,在结束卫生处理的状态下,药液注射装置1的整个***可以保持休眠状态,以最小化流通过程中的电池消耗。
在下文中,将描述根据本发明的另一实施例的药液注射装置1010。
图11为示出根据本发明的一实施例的药液注射***1000的方框图。
参见图11,药液注射***1000可以具有药液注射装置1010、用户终端1020、控制器1030以及生物信息传感器1040。在药液注射***1000中,使用者可以使用用户终端1020来驱动和控制***,并且基于生物信息传感器1040监测的血糖信息可以周期性地从药液注射装置1010注射药液
药液注射装置1010基于生物信息传感器1040测量到的数据执行将待注射的药物注射到使用者体内的功能,其中,所述药物包括例如胰岛素、胰高血糖素、麻醉剂、镇痛剂、多巴胺、生长激素以及戒烟助剂等。
另外,药液注射装置1010可以向控制器1030发送装置状态信息,其中,所述装置状态信息包括装置的电池剩余电量、装置是否成功启动、注射是否成功等。发送到控制器的信息可以经由控制器1030发送到用户终端1020。或者,控制器1030可以将通过处理接收到的信息而获得的改进数据发送到用户终端1020。
作为一实施例,药液注射装置1010与生物信息传感器1040分开设置并可以与目标对象隔开距离地设置。作为另一实施例,药液注射装置1010和生物信息传感器1040设置在一个装置上。
作为一实施例,药液注射装置1010可以安装在使用者身体上。此外,作为另一实施例,药液注射装置1010可以安装在动物身体上以注射药液。
用户终端1020可以接收来自使用者的输入信号以驱动和控制药液注射***1000。
用户终端1020可以生成用于驱动控制器1030的信号以控制控制器1030,从而驱动药液注射装置1010。
此外,用户终端1020可以显示由生物信息传感器1040测量的生物信息和药液注射装置1010的状态信息。
用户终端1020是指可以在有线/无线通信环境中使用的通信终端。例如,用户终端1020可以是智能手机、平板电脑、个人计算机(PC)、智能电视(TV)、移动电话、掌上电脑(personal digital assistant,PDA)、笔记本电脑、媒体播放器、微服务器、全球定位***(global positioning system,GPS)装置、电子书阅读器、数字广播终端、导航设备、自助服务机、MP3播放器、数码相机、家用电器、配备相机的设备以及其他移动设备或非移动计算设备。
另外,用户终端1020可以是具有通信功能和数据处理功能的手表、眼镜、发带、戒指等可穿戴设备。但如上所述,可以不受限制地采用搭载能够进行网络通信的应用程序的终端。
用户终端1020可以与预先注册的控制器1030一对一连接。用户终端1020可以与控制器1030以加密形式连接,从而防止控制器1030被外部设备驱动和控制。
作为一实施例,用户终端1020和控制器1030可以各自分离以单独的设备具备。例如,控制器1030由安装药液注射装置1010的目标对象具备,而用户终端1020可以由目标对象或第三方具备。由于用户终端1020由监护人驱动,因此可以增加药液注射***1000的安全性。
作为另一实施例,用户终端1020和控制器1030可以设置成一个装置。与用户终端1020设置为一体的控制器1030可以与药液注射装置1010通信以控制药物注射。
控制器1030执行向药液注射装置1010发送数据和从药液注射装置1010接收数据的功能,可以向药液注射装置1010发送与如胰岛素等药物注射相关的控制信号,从生物信息传感器1040接收如血糖等生理指标的测量有关的控制信号。
例如,控制器1030可以将测量使用者当前状态的指令请求发送给药液注射装置1010,并且作为指令请求的响应可以从药液注射装置1010接收测量数据。
生物信息传感器1040可以根据目的执行测量如使用者的血糖水平、血压、心率等的生理指标的功能。由生物信息传感器1040测量的数据可以被发送到控制器1030,并且基于测量数据可以设置药物周期和/或注射量。生物信息传感器1040测量的数据可以被发送到用户终端1020并被显示。
例如,生物信息传感器1040可以是测量目标对象的血糖水平的传感器。生物信息传感器1040可以是动态血糖监测(Continuous Glucose Monitoring,CGM)传感器。动态血糖监测传感器附着在目标对象上以连续监测血糖水平。
用户终端1020、控制器1030和药液注射装置1010可以使用网络进行通信。
例如,网络可以包括局域网(Local Area Network,LAN)、广域网(Wide AreaNetwork,WAN)、增值网络(Value Added Network,VAN)、移动通信网络(mobile radiocommunication network)、卫星通信网络以及它们的组合,并且网络是使各个网络组成实体之间能够相互顺畅通信的广义上的数据通信网络,其可以包括有线网络、无线网络以及移动无线通信网络。
此外,无线通信可以包括例如无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙、低功耗蓝牙(Bluetoothlow energy)、紫蜂、无线网络直接连接、超宽带、红外线通信、近场通信(Near FieldCommunication,NFC)、5G等,但并不限于此。
图12为示出根据本发明的一实施例的药液注射装置1010的透视图,图13为图12的药液注射装置1010的分解透视图,图14为示出根据本发明的一实施例的药液注射装置的仰视透视图。
参见图12至图14,药液注射装置1010附着于要注射药液的使用者,可以将其内部储存的药液以预设的定量注射给使用者。
药液注射装置1010可以根据注射药液的种类而用于各种用途。例如,药液可以包括用于糖尿病患者的胰岛素类药液,用于胰腺的药液以及用于心脏的其他各类药液。
参见图12至图14,根据本发明的一实施例的药液注射装置1010形成外观,并且可以具有覆盖外部的壳体1011和邻近于使用者皮肤位置的附着单元1012。
药液注射装置1010包括设置在壳体1011和附着单元1012之间的内部空间中的多个元件。另外,也可以在附着单元1012和使用者的皮肤之间进一步设置单独的粘合机构,通过该粘合机构可以将药液注射装置1010固定在皮肤上。
药液注射装置1010可以包括针组件1100、储液器单元1200、驱动模块1300、电池1350、驱动单元1400、离合器单元1500、触发元件1600、针盖组件1700、警报单元1800以及多个传感器单元。
参见图12,在药液注射装置1010中,一个或多个基体可以形成支承内部元件的框架。基体可以根据设置具有第一主体1013、第二主体1014、第三主体1015以及底盖1017。
第一主体1013设置在壳体1011底部,并且针组件1100、储液器单元1200、驱动模块1300、电池1350等可以支承在每个开口或凹槽中。
第二主体1014设置在第一主体1013的底部并与附着单元1012连接。第二主体1014可以覆盖药液注射装置1010的底部。
第三主体1015设置在第一主体1013上部,从而可以使储液器单元1200、驱动模块1300、电池1350、驱动单元1400等支承在每个开口或凹槽中。在图中虽示出了第一主体1013、第二主体1014和第三主体1015,但并不限于此,可以设置成一体,也可以设置多个。
参见图15、图19a和图19b,根据本发明的一实施例的底盖1017面向附着单元1012设置,其可以设置在壳体1011的内侧。
具体地,底盖1017覆盖形成在壳体1011的一侧(图13中的下侧)的开口单元(未设定附图标记),其可以与第一主体1013连接,其中,所述第一主体1013支承针组件1100、储液器单元1200、驱动模块1300和电池1350等。
即,底盖1017可以设置在第一主体体1013与附着单元1012之间。底盖1017可以形成开口或凹槽以支承针组件1100,覆盖驱动模块1300和电池1350等,并且与第一主体1013连接以固定位置,其中,所述驱动模块1300和电池1350卡设在形成于第一主体1013的开口。
根据本发明的一实施例的底盖1017可以形成为平板(plate)形状,并且形成通孔单元1017H以对应于形成在后面要描述的控制模块1016中的断裂单元1161的位置。
参见图16、图17、图19a、图19b和图20,控制模块1016可以设置在药液注射装置1010的内部。
作为电路板的控制模块1016设置在第二主体1014的下方,具体而言可以设置在壳体1011内部的底盖1017和第一主体1013之间。控制模块1016可以被底盖1017覆盖。
参见图20,根据本发明的一实施例的控制模块1016可以控制药液注射装置1010的整体驱动。控制模块1016与驱动模块1300、电池1350、警报单元1800以及多个传感器单元等内部装置电接触并电连接,并且可以控制它们的驱动。
参见图16、图17、图19a和19b,根据本发明的一实施例的控制模块1016的一侧向外突出形成有断裂单元1161。
警报单元1800和控制模块1016在断裂单元1161中电连接,具体而言可以是作为警报信号的移动路径的控制线1016L位于断裂单元1161中,并且在断裂单元1161处施加由棒等工具T产生的外力,随着控制线1016L因所述外力断裂,可以切断内部装置与控制模块1016之间的电连接。
如上所述,本说明书中的“内部装置”是指设置在药液注射装置1010内部并通过接收电力被驱动的元件,例如驱动模块1300、电池1350、警报单元1800以及多个传感器单元等。
参见图19a和19b,控制线1016L可以设置在断裂单元1161上的上侧(以图19a为准)。具体而言,控制线1016L可以以断裂单元1161的高度的中央部分为基准,设置在断裂单元1161上与通孔单元1017H相对的一个表面邻近的位置(图19a中的上表面)。
因此,当使用者使用工具T等对断裂单元1161施加外力时,即使工具T所接触的断裂单元1161未完全断裂,设置在邻近于断裂单元1161表面的控制线1016L也会先发生破损,如此一来就可以具有切断警报单元1800与控制模块1016之间的电连接的效果。
然而,并不限于此,可以实施多种变形,例如控制线1016L不仅可以形成为警报信号的移动路径,还可以形成为如多个传感器单元等的内部装置的驱动信号的移动路径,使用者可以通过破坏位于断裂单元1161的控制线1016L来切断内部装置的驱动等。
参见图16、图17、图19a和19b,在根据本发明的一实施例的控制模块1016中形成的断裂单元1161上形成边界,并且可以以凹槽形形成缺口单元1162。
具体地,在控制模块1016中突出形成断裂单元1161的区域与未形成断裂单元1161的区域之间的边界处形成缺口单元1162。缺口单元1162可以形成多个,并且可以以断裂单元1161的纵向中心轴为基准在其两侧形成。
参见图17,在根据本发明的一实施例的控制模块1016中,向外突出形成的断裂单元1161上,与未形成缺口单元1162的区域的宽度相比,形成缺口单元1162的区域的宽度相对较窄。
因此,当外力施加到断裂单元1161上未形成缺口单元1162的区域时,应力集中在形成缺口单元1162的区域,而该区域宽度形成相对较窄,并且如图19b所示,当施加超过阈值的外力时,断裂单元1161,具体而言是形成缺口单元1162的区域可以发生断裂。由于形成缺口单元1162的区域发生断裂,卡设在控制模块1016上,具体而言是卡设在断裂单元1161和缺口单元1162上的控制线1016L发生破损,并且可以切断电连接的警报单元1800和控制模块1016之间的电连接。参见图16和图17,根据本发明的一实施例的缺口单元1162可以以弯曲形状形成为圆弧形。
然而,并不限于此,可以进行各种变形,例如在技术构思内形成“V”形等,其在断裂单元1161上形成宽度相对较窄的预设区域。
虽未在图中示出,但与未形成缺口单元1162的区域相比,形成缺口单元1162的区域的断裂单元1161的厚度可以形成得相对较薄。
如此一来,当工具T对断裂单元1161施加外力时,使应力集中在形成缺口单元1162的区域上,具有折叠断裂单元1161的同时使其容易断裂的效果。
参见图17和图18,在面向断裂单元1161的区域中,根据本发明的一实施例的第一主体1013可以形成容纳单元1131和支承单元1132。
参见图17、图18、图19a和图19b,容纳单元1131形成为凹槽状,容纳单元1131的底面部分(未设定附图标记)可以与控制模块1016,具体而言可以与断裂单元1161间隔预定距离形成。
如此一来,当对断裂单元1161施加外力,断裂单元1161断裂时,可以确保可折叠的空间直至断裂单元1161断裂为止,即使在断裂单元1161断裂之后,也会容纳在形成于第一主体1013的容纳单元1131,防止从控制模块1016断裂的部分在壳体1011的内部四处游走。
参见图18、图19a和19b,在根据本发明的一实施例的第一主体1013,具体而言是在容纳单元1131的一个表面上,支承单元1132可以向着断裂单元1161的预设区域,具体而言可以向着形成缺口单元1162的区域突出形成。
当外力施加到断裂单元1161时,支承单元1132可以与断裂单元1161上形成缺口单元1162的区域接触,并且随着支承单元1132接触并支承形成缺口单元1162的区域,具有断裂单元1161容易因工具T施加的外力断裂的效果。
具体而言,参见图19a和图19b,当使用者使用工具T从上至下(以图19b为准)向断裂单元1161施加外力时,由于支承单元1132沿与外力作用的方向相反的方向(以图19b为准的从下至上的方向)进行支承,因此具有可以使断裂单元1161容易因外力断裂的效果。
参见图15和图16,突出形成断裂单元1161的控制模块1016可以被底盖1017覆盖,而在底盖1017上可以在对应于控制模块1016,具体而言可以在对应于断裂单元1161的位置形成通孔单元1017H。
参见图15,断裂盖1018可以附着到形成在底盖1017中的通孔单元1017H上。
平时,通孔单元1017H可以通过断裂盖1018保持封闭状态。
参见图15、19a和图19b,断裂盖1018设置成面向断裂单元1161,其可以打开和关闭施加到断裂单元1161的外力的路径。
另一方面,如果药液注射装置1010,具体而言是附着单元1012被附着到使用者身上之后,由于意外情况导致警报单元1800的运行发生错误,则有可能发生向使用者发送不必要的警报的状况。
参见图19a和19b,使用者从底盖1017上去除覆盖通孔单元1017H的断裂盖1018,并且使用如棒等的工具T穿过通孔1017H可以使工具T接触控制模块1016,具体而言是接触断裂单元1161。
根据本发明的一实施例的断裂盖1018可以由薄膜形成,并且可以实施多种变形,例如即使在使用者没有从底盖1017去除断裂盖1018,在断裂盖1018附着的状态下,也可以使用如棒等的工具T破坏(如撕开等)断裂盖1018,使工具T接触设置在断裂盖1018的下侧的控制模块1016,具体而言是接触断裂单元1161等。
参见图19b,在工具T与断裂单元1161接触的状态下,使用者施加更大的力沿一个方向(图19b中的向下方向)施力,从而在断裂单元1161中形成相对较窄宽度的缺口单元1162的区域上发生断裂,而断裂单元1161的断裂导致控制线1016L发生断裂,并且可以切断控制模块1016与警报单元1800之间的电连接,其中,所述控制线1016L位于形成缺口单元1162的断裂单元1161上。
由于控制模块1016和警报单元1800之间的电连接被切断,因此可以防止在将药液注射装置1010附着到使用者身上之后,因警报单元1800的故障而持续发出不必要的警报。
然而,并不限于此,可以实施多种变形,例如控制线1016L不仅可以形成为警报信号的移动路径,还可以形成为如多个传感器单元等的内部装置的驱动信号的移动路径,使用者可以通过破坏位于断裂单元1161的控制线1016L来切断内部装置的驱动等。
虽未在图中示出,但在本发明的另一实施例中,可以在断裂单元1161中形成孔(hole)并与在底盖1017中形成的通孔单元1017H共通中心。
由于在断裂单元1161中形成的孔,如棒等的工具T从外部穿过形成于底盖1017的通孔单元1017H以卡在形成于断裂单元1161的孔,引导施加在断裂单元1161的外力的方向,同时,使应力集中在形成缺口单元1162的区域,从而使断裂单元1161容易发生断裂。
针组件1100可以安装在第一主体1013上。针组件1100中的针头N和/或套管可以通过套筒1110的转动沿轴向移动。
针头N的一端可以连接到储液器单元1200以输送药液,而另一端可以***到套管以沿套管移动。
由于套管具有可以容纳针头N的导管形状,因此从针头N排出的药液可以注射到使用者体内。
套管仍保持***到使用者皮肤中的状态,但针头N上升并与目标对象分离。只是,由于套管和针头N形成流体移动的途径,因此从储液器1210注射的药液可以通过针头N和套管注射到使用者体内。
在药液注射装置1010中,使用者可以简单地转动针组件1100将套管***到目标对象中而开始药液注射。
储液器单元1200安装在第一主体1013和第三主体1015上并与针组件1100连接。储液器单元1200在内部空间储存药液D,并且其可以根据柱塞1230的移动将药液以定量移动到针头N。
参见图21,储液器单元1200可以具有储液器1210、帽盖1220、柱塞1230、密封圈1240以及连接器元件1250。
参见图22,储液器1210可以纵向延伸到预定长度,在内部空间储存药液。储液器1210可以通过柱塞1230的移动使药液通过针头N排出。帽盖1220安装在储液器1210的端部,而杆1410和/或连接件1520可以穿过设置在帽盖1220上的开口(未示出)移动。
储液器1210可以具有入口端和出口端。从入口端注入药液,出口端设置有针头N,并且药液可以通过针头N排出。
柱塞1230设置在储液器1210内部并可以通过驱动驱动模块1300与驱动单元1400进行线性移动。随着柱塞1230的向前移动,药液可以从内部空间通过针头N排出。
柱塞1230可以具有端头1231和倾斜面1232。端头1231可以向储液器1210的前方1210F移动以移动药液。倾斜面1232可以紧密贴附到储液器1210的倾斜部分。
柱塞1230可以连接到向后延伸的连接器元件1250。连接器元件1250可以安装在柱塞1230上随着柱塞1230的线性移动而线性移动。
连接器元件1250由具有导电性的材料制成并可以具有轴形。当连接器元件1250移动并接触第一传感器单元1910A时,可以测量药物的储存量或可以启动药液注射装置1010。
连接器元件1250可以安装在柱塞1230的后端上随着柱塞1230的线性移动而线性移动。尽管在图中示出的是连接器元件1250具有轴形,但并不限于此,并且可以具有各种形式,例如其可以与第一传感器单元1910A接触以产生电信号。
当药液储存在储液器1210中且柱塞1230向后移动时,连接器元件1250可以与柱塞1230一起向后移动。此外,当柱塞1230向前移动使药液从储液器1210通过针头N排出时,连接器元件1250可以与柱塞1230一起向前移动。
柱塞1230在储液器1210的内壁接触的部分设置有密封圈1240,以防止柱塞1230移动时药液泄漏。
驱动模块1300可以产生驱动力以将驱动力输送到驱动单元1400。由驱动单元1400输送的驱动力可以使柱塞1230在储液器1210的内部线性移动以排出药液。
当各个驱动单元1400通过离合器单元1500相互接合(engaged)时,驱动模块1300转动驱动单元1400的驱动轮1420,并且通过驱动轮1420的转动使杆1410线性移动,从而使柱塞1230移动。当柱塞1230移动时,连接器元件1250也可以一起线性移动。
驱动模块1300可以采用任何类型的通过电力具有药液吸力和药液排出力的装置。例如,可以采用所有类型的泵,例如机械位移式微型泵和电磁驱动式微型泵等。机械位移式微型泵是利用如齿轮或等隔膜等固体或流体的运动产生压力差来引导流体流动泵,其包括隔膜容积泵(Diaphragm displacement pump)、容积式流体泵(Fluid displacementpump)、滚轮泵(Rotary pump)等。电磁驱动式微型泵是直接利用电或磁形式的能量来移动流体的泵,其包括电液动力泵(Electro hydrodynamic pump,EHD)、电渗泵(Electroosmotic pump)、磁流体动力泵(Magneto hydrodynamic pump)和电润湿泵(Electrowetting pump)等。
电池1350可以向药液注射装置1010供电以激活各个元件。在附图中,虽示出了一对电池1350,但并不限于此,可以根据药液注射装置1010的容量、使用范围、使用时间等进行各种设置。
电池1350邻近于驱动单元1400设置并可以向驱动单元1400供电。此外,电池1350与控制模块1016连接,并且基于传感器单元上检测的电信号可以测量驱动单元1400的转数或转速、储液器1210中储存的药液量以及向使用者注射的药液量等数据。
参见图22,驱动单元1400可以设置在驱动模块1300和储液器单元1200之间,以通过驱动模块1300产生的驱动力移动设置在储液器1210内的柱塞1230。只是,只有当杆1410和驱动轮1420通过离合器单元1500耦合或连接时,驱动单元1400才能向前移动柱塞1230。
杆1410与柱塞1230连接并沿一个方向延伸。杆1410***到帽盖1220的开口中,杆1410可以沿储液器1210的纵向移动来移动柱塞1230。杆1410可以在其表面上具有螺纹形状。杆1410***到连接件1520并在定量排出药液时通过离合器单元1500与驱动轮1420连接,使杆1410可以向前移动。
驱动轮1420驱动地连接到驱动模块1300并可以通过驱动驱动模块1300使其转动。驱动轮1420具有第一连接端1421和第二连接端1422,并且其内部可以具有杆1410移动的空间。由于第一连接端1421和第二连接端1422中的至少一端通过连接器CN始终驱动地与驱动模块1300连接,因此可以通过驱动驱动模块1300转动驱动轮1420。
离合器单元1500可以驱动地连接驱动模块1300和驱动单元1400。离合器单元1500设置在杆1410和驱动轮1420之间并可以具有联结器1510和连接件1520。
联结器1510设置在连接件1520的外侧,并且其未被激活时与连接件1520间隔一定距离(图22和图23),而被激活时,其可以连接杆1410和驱动轮1420。联结器1510是能够通过弹力向连接件1520的外侧施加压力的元件且不限于特定形状。只是,在下面的描述中,为了描述方便,将主要以弹簧形式的情况描述。
连接件1520的至少一部分可以设置成***到杆1410中。连接件1520设置成覆盖杆1410的外侧。连接件1520可以根据联结器1510的操作连接驱动模块1300和杆1410。
作为一实施例,杆1410和连接件1520可以分别具有螺钉和螺纹的形式。杆1410的外周面形成有螺纹,而连接件1520的内周面形成有螺纹,从而可以以螺纹啮合形式连接。
作为一实施例,连接件1520在一端的内周面形成有螺纹,但另一端可以不具有螺纹。
参见图22,连接件1520的第一段L1的内周面形成有螺纹并只在第一段L1与杆1410螺纹啮合。此外,第一段L1的直径对应于杆1410且可以具有D1的尺寸。
连接件1520的第二段L2的内周面不形成螺纹。此外,第二段L2的直径D2可以设定成大于第一段L1的直径D1。在第二段L2中,连接件1520不与杆1410接触。
当连接件1520向后移动时,第一段L1的长度可以被设置成与联结器1510重叠。当柱塞1230延伸至最后方时,第一段L1的至少一部分与联结器1510重叠,即至少一部分设置成面向联结器1510。当联结器1510被激活时,可以在连接件1520中设置第一段L1的长度,使联结器1510夹持第一段L1的至少一部分。
由于杆1410仅在连接件1520的第一段L1上螺纹啮合,因此当转动连接件1520使杆1410向前移动时,可以减少螺纹啮合对连接件1520和杆1410的负载。
当联结器1510被激活时,联结器1510夹持连接件1520,并且随着驱动轮1420的转动连接件1520也一起转动。由于连接件1520和杆1410仅在第一段L1上螺纹啮合,因此即使驱动轮1420以较小的扭矩转动,连接件1520也可以将杆1410向前移动。
即,由于杆1410和连接件1520仅在第一段L1上螺纹啮合,因此即使用稍微弱的力通过驱动驱动单元1400,也可以将柱塞1230向前移动。
参见图13,根据本发明的一实施例的触发件1600可以生成药液注射装置1010的药液被注射的机械信号。触发件1600可转动地设置在第三主体1015的一侧,并且通过转动触发件1600启动驱动模块1300,同时离合器单元1500可以驱动地连接驱动单元1400。
触发件1600可以以转动轴为中心沿一个方向转动。这时,触发件1600可以向离合器单元1500施加压力以耦合杆和驱动轮1420。
详细地,当使用者转动针组件1100时,针组件1100的旋钮向触发件1600的端部施加压力,从而可以启动触发件1600的转动。当触发件1600转动时,触发件1600向联结器1510的端部施加压力,联结器1510与连接件1520结合,从而激活离合器单元1500。
参见图13,根据本发明的一实施例的针盖组件1700可以安装在针组件1100的下方。针盖组件1700可以在注射药液之前抽吸排出(Priming)储存在储液器单元1200中的空气。药液通过药液注射器NI注入到储液器1210内时,储液器1210中残留的气体(空气)可以排出到外部。
针盖组件1700可以具有第一盖1710、第二盖1720、过滤件1730以及粘合层1740。
第一盖1710可以设置在药液注射装置1010的底部。第二盖1720可以***并组装到第一盖1710的开口中。***到第二主体1014并固定针盖组件1700的***突起1711可以设置在第一盖1710的一侧。
第二盖1720组装在第一盖1710上,其中央位置整齐排列有针头N和/或套管。第二盖1720向高度方向贯通中央并可以具有储存药液D的储存空间。
第一盖1710比第二盖1720具有更强的刚度。第一盖1710是露出于外部的部分,由刚度稍强的材料形成。第二盖1720组装在第一盖1710上,并且由刚度小于第一盖1710的材料形成以***到第三主体1015的开口中。
第二盖1720的中央可以具有***到第三主体1015的突出单元1721。此外,第二盖1720具有固定突起1722,固定突起1722***到第一盖1710中以组装第一盖1710和第二盖1720。
过滤件1730安装在第二盖1720上。过滤件1730设置在第二盖1720的储存空间的下方,空气等气体可以穿过过滤件1730,但药液等液体无法穿过过滤件1730。因此,从针头N排出的空气穿过过滤件1730并排出到外部,但从针头N排出的药液可以储存在由第二盖1720和过滤件1730定义的储存空间中。
过滤件1730的形状可以根据储存空间中储存的药液量而改变。例如,当储存空间被药液填满时,过滤件1730向下膨胀,让使用者可以知道药液已经流入到针盖组件1700。
粘合层1740设置在针盖组件1700的一个表面上并可以将针盖组件1700附着到附着单元1012上。
警报单元1800设置在药液注射装置1010的内部或外部,并且能够通知使用者药液注射装置1010的正常工作或故障。警报单元1800可以通过产生警告音或光来向外部使用者发送警报。
根据本发明的一实施例的警报单元1800设置在壳体1011下方并电连接到作为电路板的控制模块1016。在控制模块1016上可以形成有控制线1016L,其中,所述控制线1016L是将警报信号发送到警报单元1800的电信号的移动路径。
作为这种电信号的移动路径的控制线1016L位于控制模块1016上向外突出形成的断裂单元1162上,当断裂单元1162因外力断裂时,断开单元1162上形成的电信号的移动路径也会被切断,从而可以切断警报单元1800和控制模块1016之间的电连接。
参见图19a和图19b,控制线1016L可以以断裂单元1161的高度的中央部分为基准,设置在断裂单元1161上与通孔单元1017H相对的一个表面邻近的位置(图19a中的上表面)。
因此,当使用者使用工具T等对断裂单元1161施加外力时,即使工具T所接触的断裂单元1161未完全断裂,设置在邻近于断裂单元1161表面的控制线1016L也会先发生破损,如此一来就可以具有切断警报单元1800与控制模块1016之间的电连接的效果。如此一来,当把药液注射装置1010附着在使用者的状态下,由于警报单元1800的意外故障导致警报单元1800持续发出警报时,使用者可以使用如棒等的工具T向一个方向(图19a中的向下方向)按压形成断裂单元1161的部分,从而使断裂单元1161发生断裂,并且切断控制模块1016和警报单元1800之间的电连接。
然而,并不限于此,可以实施多种变形,例如控制线1016L不仅可以形成为警报信号的移动路径,还可以形成为如多个传感器单元等的内部装置的驱动信号的移动路径,使用者可以通过破坏位于断裂单元1161的控制线1016L来切断内部装置的驱动等。
此外,不仅在警报单元1800发生意外故障的情况下,在正常驱动的情况下,当消耗药液D的过程中药液D低于预设量时,警报单元1800可能被驱动,但由于警报单元1800会一直驱动直到电池1350的电量耗尽,因此可能发生需要切断警报单元1800的驱动的情况。
在这种情况下,使用者可以通过与上述相同的方式使断裂单元1161发生断裂,切断控制模块1016与警报单元1800之间的电连接。
参见图20,多个传感器单元1910和1920可以测量药液注射装置1010的驱动。多个传感器单元1910和1920可以测量储液器1210内的药液的储存量、驱动模块1300是否被驱动、驱动单元1400是否被驱动、驱动轮1420的转动角度、柱塞1230的移动距离等。
每个传感器单元可以分别具有多个接触端。接触端可以通过检测是否存在电接触来检测每个事件或数据。
接触端可以由于与其他元件的接触导致某一端部的位置发生改变,并且其与其他元件的接触解除时,会因恢复力返回到其原始位置。
参见图20和图21,编码器单元1930可以设置在驱动单元1400的一端以测量驱动单元1400的转动。编码器单元1930可以测量驱动轮1420的转动。
对如上所述的本发明的一实施例的药液注射装置的操作原理及效果进行描述。
<药物储存步骤>
参见图11和图12,使用者使用外部药液注射器(未示出)将药液注入到药液注射装置1010的储液器单元1200内。
参见图22,在注入药液之前,在储液器1210的前端设置有柱塞1230,并且在柱塞1230的后端,杆1410组装在连接件1520上。这时,由于联结器1510没有夹持连接件1520,因此驱动轮1420不与杆1410连接。
使用者将待注入的药液D放入药液注射器(未示出)中并将所述药液注射器***到储液器单元1200的入口端。这时,储液器1210的内部残留的空气可以被抽吸排出。
详细地,在储液器单元1200的组装过程中,空气残留在储液器1210与柱塞1230之间。如果在储液器1210内残留有空气的状态下注射药液,则存在空气也被注射到使用者体内的风险,因此需要去除空气的操作(抽吸排出操作)。
当药液开始从药液注射器流入储液器1210时,药液流入到在储液器1210的内表面和柱塞1230之间,同时,通过针头N将残留的气体被挤出。这时,气体可以沿导向槽1211移动。即,残留在储液器1210内部的气体可以通过流入的药液D随着导向槽1211的引导通过针头N被排出。穿过针头N的气体移动到针盖组件1700并穿过针盖组件1700的过滤件1730被排出到外部。残留在储液器1210内部的气体在导向槽1211的引导下被迅速排出到外部,从而可以去除储液器1210内的气体。
参见图11,通过用户终端1020等通知使用者在储液器1210内已储存了预设标准量的药液D,从而提前通知使用者使用药液注射装置1010。
当柱塞1230随着药液D的注射通过P-1点时,连接器元件1250在第一位置P1与第一接触端1911接触。此后,当柱塞1230通过P-2点时,连接器元件1250在第二位置P2与第二接触端1912接触。
作为一实施例,当连接器元件1250将第一接触端1911和第二接触端1912电连接时,驱动第一模式。第一模式是唤醒(awake)药液注射装置1010的模式,此后,当药液注射装置1010附着在使用者身上时,可以预热药液注射装置1010以立即驱动。
此外,通过用户终端1020等通知使用者在储液器1210内已储存了预设的第一标准量的药液D,从而提前通知使用者使用药液注射装置1010。
作为另一实施例,当连接器元件1250与第一接触端1911连接时,控制模块1016可以将其识别为第一事件,而当连接器元件1250与第二接触端1912连接时,控制模块1016可以将其识别为第二事件。即,当连接器元件1250分别与不同的接触端接触时,会识别为相互不同的事件并可以将所述事件发送给使用者。
<附着步骤>
参见图23,在储液器1210中储存有药液D时,药液注射装置1010将附着在使用者身体上。由于在上述的药物储存步骤中通过针盖组件1700已去除储液器1210内的气体(抽吸排出操作完成),因此将针盖组件1700从药液注射装置1010中去除。
使用者将药液注射装置1010附着在使用者身体上,转动针组件1100,将针头N和套管***到皮肤中。针头N与套管一起***到皮肤中并能引导套管***到皮肤中。
然后,将针头N从皮肤中拔出,但仍保持与套管相连的状态。当使用者进一步转动针组件1100时,针头N在套管***到皮肤中的状态下向上移动。套管和针头N至少一部分相连,形成并保持药液的移动路径。
<药液注射步骤-第二模式>
在套管和针头N***到使用者体内的操作的同时,驱动模块1300和驱动单元1400被驱动。在第二模式下,药液注射装置1010可以按照设定的周期和注射量将药液D注射到使用者体内。
当使用者转动针组件1100以将针头N和套管***到皮肤中时,触发单元1600驱动驱动模块1300。
当使用者转动针组件1100时,触发单元1600可以激活联结器1510。当联结器1510夹持连接件1520的外侧时,驱动轮1420、联结器1510和连接件1520成为一体。因此,当驱动轮1420转动时,连接件1520也一起转动,而杆1410向前移动。
当杆1410向前移动时,柱塞1230也一起向前移动,同时药液可以通过针头N被排出。因此,可以根据设置的驱动模块1300的驱动周期和驱动速度将药物注射到使用者体内。
当驱动轮1420转动时,编码器单元1930可以测量驱动轮1420的转动角度和转动速度等。
编码器单元1930可以通电测量连接信号和/或解除(切断)信号,从而测量与驱动轮1420的转动相关的数据。控制模块1016可以基于编码器单元1930测量的数据计算驱动轮1420的转动角度和转动速度,并且据此计算柱塞1230的移动距离和药液的排出量。
<药液注射步骤-第三模式>
当柱塞1230位于P-2位置且连接器元件1250位于第二位置P2时,第一传感器单元1910中的第一接触端1911和第二接触端1912电分离。
当第一传感器单元1910被切断通电时,控制模块1016激活第三模式。
在第三模式下,控制模块1016可以通过用户终端1020、控制器1030和/或警报单元1800向使用者发送储存的药液量对应于第二标准量的警报信号。
第二标准量可以定义为驱动模块1300在药物注射步骤的驱动时间点识别的药液量。控制模块1016可以通知使用者储液器1210内剩余的药液量为预设的第二标准量,以便使用者准备更换药液注射装置1010。
作为一实施例,第一标准量可以被设置为与第二标准量相同的药液储存量。当柱塞1230向前或向后移动使得连接器元件1250与第二接触端1912接触或解除接触时,由于柱塞1230在储液器1210中的位置相同,因此第一标准量和第二标准量可以被设置地相同。
作为另一实施例,第一标准量可以被设置为比第二标准量多的药液储存量。第一标准量是为第一模式的驱动而设置的标准值,可以被设置为实际上等于储液器1210内储存的药液量。第二标准量是驱动模块1300在第三模式的起始时间点识别的药液量,其可以被设置成小于储液器1210内实际剩余的药液量以留有余量。
由于第二标准量被设定为小于实际储液器1210内储存的药液量,因此实际上储液器1210内留有相当于药液的实际剩余量与第二标准量之间的差值的余量。即使药液注射装置1010通知已没有药液,但也可以进一步使用残留在储液器1210内的药液,避免药液突然中断或事故,从而提高药液注射装置1010的安全性。
由于在第三模式下药液剩余量非常重要,因此控制模块1016可以在第三模式下非常精确地计算药液注射量和储液器1210内的药液剩余量。如果切换到第三种模式,基于从第二传感器单元1920和编码器单元1930获得的数据,控制模块1016准确地测量驱动轮1420的转动角度和柱塞1230的移动距离,从而严格地计算药液排出量和储液器1210内的药液剩余量。在第三模式下精确计算出的药液剩余量实时发送给使用者,可以让使用者意识到危险。
作为一实施例,药液注射装置1010仅可以在第三模式下精确地计算储液器1210内的药液剩余量。在第二模式下,由于储液器1210内储存的药液量超过预定范围(即,第二标准量),因此不精确地计算储液器1210内的药液量,但是在第三模式下,可以定量计算储液器1210内储存的药液量。由于药液注射装置1010中储存的药液量仅在需要警报的水平被精确地计算,因此可以减少药液注射装置1010的控制负载。
根据本发明的一实施例的药液注射装置1010可以测量储存在储液器1210内的药液注射量。第一传感器单元1910测量储存在储液器1210内的药液量以设置药液注射装置1010的驱动。当柱塞1230在储液器1210的内部线性移动时,与柱塞1230连接的连接器元件1250也一起移动并与第一传感器单元1910接触或解除接触,同时可以测量储液器1210内储存的药液量。
当药液在储液器中填充到一定程度时,根据本发明的一实施例的药液注射装置1010进行预热以提高驱动效率。当第一传感器单元1910检测到储液器1210内注入的药液量大于或等于第一标准量时,药液注射装置1010准备以第一模式驱动一部分元件,当药液注射装置1010附着在使用者身上时,可以立即注射药液。
当储存在储液器1210内的药液减少到小于或等于预定范围时,根据本发明的一实施例的药液注射装置1010可以检测到此并通知使用者。当第一传感器单元1910检测到储液器1210内储存的药液量减少到小于或等于第二标准量时,药液注射装置1010驱动第二传感器单元1920和/或编码器单元1930以精确地计算储液器1210内的药液剩余量,并且将相关信息发送给使用者。
参见图12至图18、图19a和图19b,在使用根据本发明的一实施例的药液注射装置1010的过程中,警报单元1800可能由于意外情况而发生故障。
这时,使用者可以完全或部分地去除附着单元1012,其中,所述附着单元1012覆盖药液注射装置1010,具体而言是覆盖壳体1011的一侧(图12中的下侧)。
使用者在去除附着单元1012之后,可以去除断裂盖1018,其中,所述断裂盖1018覆盖暴露于外部的形成在底盖1017上的通孔单元1017H。
参见图15至图17、图19a和图19b,形成在底盖1017上的通孔单元1017H可以在对应于断裂单元1161的位置处形成,其中,所述断裂单元1161在设置在壳体1011内侧的控制模块1016上向外突出形成。
控制线1016L可以位于在控制模块1016形成的断裂单元1161上,其中所述控制线1016L是控制模块1016和警报单元1800的电信号的移动路径。在断裂单元1161上形成边界,并且可以以凹槽形形成缺口单元1162,这种缺口单元1162形成多个,并且可以以断裂单元1161的纵向中心轴为基准在其两侧形成。
控制线1016L在控制模块1016上形成并可以位于形成缺口单元1162的断裂单元1161上。如此一来,一旦断裂单元1161发生断裂,位于断裂单元1161的控制线1016L发生破损,可以切断警报单元1800与控制模块1016之间的电连接。
参见图17、图19a和图19b,由于缺口单元1162的形成,因此在断裂单元1161上一定区域的宽度可以形成得相对较窄,而当外力施加到形成得相对较宽的断裂单元1161的剩余区域时,应力集中在形成缺口单元1162的区域并发生断裂。
参见图18、图19a和图19b,第一主体1013在控制模块1016,具体而言是在面向断裂单元1161设置的区域中形成容纳单元1131和支承单元1132。
容纳单元1131的底面部设置成与控制模块1016,具体而言是与断裂单元1161间隔一定距离,并且断裂单元1161与所述底面部之间可以形成空间。
由于断裂单元1161与容纳单元1131的底面部之间形成空间,因此外力通过工具T沿一个方向(图19b中的从上到下)施加到断裂单元1161上,同时可以确保可折叠的空间直到断裂单元1161发生断裂,并且具有即使在断裂单元1161发生断裂之后,碎片也不会在壳体1011内部四处游走并可以容纳在容纳单元1131中的效果。
参见图18、图19a和19b,在容纳单元1131的底面部上,支承单元1132可以向着断裂单元1161的预设区域,具体而言可以向着形成缺口单元1162的区域方向突出形成。
由于支承单元1132突出于容纳单元1131的底面部并可以与形成缺口单元1162的区域接触,因此与工具T对断裂单元1161施加外力的方向(图19b中的从上到下)相反的方向上(图19b中的从下到上),所述支承单元1132接触并支承形成缺口单元1162的区域,因此可以具有以相对较小的力容易使断裂单元1161发生断裂的效果。由于断裂单元1161发生断裂,因此控制模块1016与警报单元1800之间的电连接被切断,并且可以具有强制解除因故障等原因从警报单元1800中持续产生警告音、光等视觉或听觉警报的效果。
由于断裂盖1018的直径比形成在底盖1017上的通孔单元1017H的直径大,并且其贴附在底盖1017上覆盖通孔单元1017H,因此在警报单元1800正常工作的情况下,防止由于使用者的疏忽等原因,设置在壳体1011内部中底盖1017的上侧(以图13为准)的控制模块1016,具体而言是断裂单元1161发生破损。
根据本发明的一实施例的面向底盖1017的断裂盖1018的一个表面上可以涂覆粘合机构,并且由于粘合机构的存在,断裂盖1018覆盖通孔单元1017H,切断向着面向底盖1017设置的断裂单元1161移动的路径。
然而,并不限于此,在将断裂盖1018位置固定在底盖1017的技术构思中,可以实施各种变形。
根据本发明的一实施例的药液注射装置1010设置在壳体1011的内侧,并且与警报单元1800电连接的控制模块1016的预设区域,具体而言是断裂单元1161,其在如警报单元1800的故障等必要状况下因外力发生断裂,切断控制模块1016和警报单元1800的电连接,因此具有消除持续提供的警报给使用者带来的不便的效果。
虽已参考附图中所示的一实施例描述了本发明,但这仅仅是示例性的,并且本领域的普通技术人员可以理解从中可以进行各种变形和等同的其他实施例。因此,本发明的真正保护范围应以所附权利要求为准。
产业适用性
根据本发明,提供一种药液注射装置。此外,本发明的实施例可以应用于工业上使用的用于将药液注射到患者体内的仪器等。
Claims (8)
1.一种药液注射装置,包括:壳体,其设置成内部的至少一部分在第一时间点被打开,并且所述内部在比所述第一时间点晚的第二时间点被密封;针组件,其设置成位于所述壳体内部,并且在比所述第二时间点晚的第三时间点通过使用者操作其至少一部分被排出到所述壳体外侧;储液器,其在所述第二时间点之后被密封在所述壳体内并容纳药液,并且与所述针组件流体连接;驱动模块,其在所述第二时间点之后被密封在所述壳体内,并且介于所述针组件和储液器之间以在所述第三时间点之后产生排出所述药液的驱动力;电池模块,其在所述第二时间点之后被密封在所述壳体内;以及控制模块,其设置成在所述第二时间点之后被密封在所述壳体内,并且在所述第三时间点之后与所述输送模块和电池模块电连接以用于控制所述驱动模块。
2.根据权利要求1所述的药液注射装置,进一步包括触发模块,其用于控制所述驱动模块至少在所述第一时间点和第二时间点不操作。
3.根据权利要求1所述的药液注射装置,进一步包括:输送模块,其向设置于所述储液器内部的柱塞输送所述驱动力;以及触发模块,其用于控制所述输送模块至少在所述第一时间点和第二时间点不操作。
4.根据权利要求1所述的药液注射装置,其中,所述控制模块设置成在所述第一时间点切断与所述电池模块的电连接。
5.一种药液注射装置,包括:壳体,其设置成内部的至少一部分在第一时间点被打开,并且所述内部在比所述第一时间点晚的第二时间点被密封;针组件,其设置成容纳于所述壳体内,并且在比所述第二时间点晚的第三时间点其至少一部分被排出到所述壳体外侧;储液器,其容纳于所述壳体内并容纳药液,并且与所述针组件流体连接;多个电子模块,其容纳于所述壳体内并可以通电控制;电池模块,其与所述多个电子模块电连接;以及致动器,其设置成在所述第一时间点与至少一个所述电子模块电连接。
6.根据权利要求5所述的药液注射装置,其中,所述电子模块包括输送模块,其介于所述针组件和储液器之间并向所述针组件输送所述药液,并且所述电子模块进一步包括触发模块,其用于控制所述输送模块至少在所述第一时间点和第二时间点不操作。
7.根据权利要求5所述的药液注射装置,进一步包括:驱动模块,其向设置于所述储液器内部的柱塞输送驱动力;以及触发模块,其用于控制所述驱动模块至少在所述第一时间点和第二时间点不操作。
8.根据权利要求5所述的药液注射装置,其中,所述电子模块包括通信单元,其在所述第一时间点与所述致动器电连接,并且在所述第三时间点与所述电池模块电连接。
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