CN101401314B - 包括第一和第二单元的具有双重用途通信装置的医疗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及适于彼此通信的电子控制的设备的安全配对。因此，提供了包括第一单元和第二单元的医疗系统，所述系统包括第一通信装置，所述第一通信装置允许第一组数据类型在第一单元和第二单元之间传送，所述第一单元包括具有换能器线圈的声换能器，所述换能器线圈具有多个绕组，所述换能器线圈用作在第一和第二单元之间传送的无线信号的天线。这样，声换能器的“寄生”性质能被使用，即将线圈用作接收装置，从而代替接收结构，所述接收结构例如否则将必须被提供的单独的接收器线圈或天线，这降低了制造成本。

Description

包括第一和第二单元的具有双重用途通信装置的医疗系统
本发明大体上涉及电子控制的医疗设备，所述医疗设备能够被无线地控制并且能够以成本有效的方式来制造。
发明背景
在本发明的公开中，主要涉及的是通过胰岛素的输注(infusion)来治疗糖尿病，然而，这仅仅是本发明的示例性使用。
用于将药物输送给患者的便携式药物输送设备是公知的，并且通常包括适于包含液体药物的储存器(reservoir)、泵组件(pumpassembly)，所述泵组件用于将药物排出(expelling)储存器并且经由诸如软套管或针之类的经皮进入设备(transcutaneous accessdevice)通过受体(subject)的皮肤。这样的设备通常被称作输注泵(infusion pump)。
基本上，输液泵能够被分成两类。第一类包括耐久的输注泵，其旨在供3-4年使用，是相对昂贵的泵，为此，这种泵的最初成本通常是这类疗法的屏障。虽然比传统的注射器(syringe)和笔(pen)更为复杂，但是该泵提供了以下优点：连续输注胰岛素，剂量(dosing)的精度，可选地可编程的输送简档(profile)，以及用户启动的推注(bolus infusion)连同粗粉(meals)。这样的泵通常在接近于身体的腰带或口袋中携带。
为了解决上述成本问题，已经进行了若干尝试以提供第二类的药物输注设备，所述设备成本低并且便于使用。这些设备中的一些被设计为是部分或全部可置换的(disposable)，并且可以在没有伴随成本的情况下提供与输注泵相关联的许多优点。例如，US 6,589,229公开了可安装于皮肤的药物输注设备，其可以具有两部分结构，其中较昂贵的电子部件被设在可重用的部分中，并且流体输送部件被设在可分离的可置换部分中(即，旨在仅供单次使用)。美国专利6,656,159公开了可安装于皮肤的完全可置换的药物输注设备。
传统的耐久泵可以被戴在用户的腰部的腰带中，这允许用户通过直接访问泵上的用户接口来操作泵，例如以便改变输注速率或规划(program)推注。然而，该泵还可以在衣服下隐藏地穿戴，这使得操作更加困难。
因此，已经提出向耐久类型的输注泵提供无线远程控制器，以允许用户访问泵的一些或全部功能，参见例如US6,551,276、US2003/0065308、US2005/0022274、US2005/0171513、US2006/0017576和US2006/0020300，在此将其并入作为参考。所述泵和控制器可以适于与另外的设备进行通信，例如US2005/0171513公开了一种远程控制器，所述远程控制器还可以使用其RF发射器/接收器与诸如葡萄糖监视器、手机、PDA或计算机之类的外部设备进行通信，US2006/0017576公开了一种可植入泵，其具有两个不同的通信装置以允许它与两个不同的外部控制设备进行通信，并且US2006/0020300公开了一种可植入设备，能够在植入之前将外部天线耦合到该设备以增加通信距离。
当电子设备具有无线能力时，它必然包括天线，例如US2004/0098068公开了电池供电的微激励器(micro-stimulator)，其中RF传输线圈还被用作用于对电池进行充电的拾取(pick-up)感应线圈。
对于可安装于皮肤的设备而言，所述设备通常包括使得设备直接附于用户皮肤的粘合剂，远程控制器的出现看起来更为可取。因此，US6,589,229和US6,740,059(在此将其并入作为参考)公开了部分可置换和完全可置换的输注设备(其可以被称作本地设备或单元)，所述设备旨在主要或完全通过无线远程控制器(其可以被称作远程设备或单元)来操作。因为由此不必向输送设备提供诸如显示器和键盘之类的用户接口，所以部分可置换或可置换输注能够被更加成本有效地提供。
为了提供给定输送设备的安全操作，非常重要的是从给定远程控制单元发送的控制命令的确仅仅控制它意欲控制的特定输送设备的动作，而不是用户附近的某一其他输送设备的动作。此外，因为输送设备可以适于将信息传送回远程控制器，所以还很重要的是这样的信息仅仅被相应的控制单元接收。该问题对于耐久系统和包括可置换单元的系统这二者都是适用的。为了提供期望的安全性，旨在一起工作的两个设备通常将通过这两个设备之间的信息交换而被“配对”，这允许在这两个设备之间发送的信息被特定地编码，从而仅仅被相应编码的设备接受。看起来，当特定远程控制器将与特定输送设备配对时，非常重要的是事实上旨在被配对的两个设备真正被配对-而不是远程控制器偶然地与相邻输送配对。在配对过程期间，也可以在这两个设备之间传送其他信息，例如在不同类型的输送设备旨在与给定远程控制器一起使用的情况下，可以向控制器提供关于输送设备的类型的信息。
然而，即使远程控制器已经与给定输送设备正确地配对，其仍可能会以不希望的方式控制输送设备。例如，如果远程控制器落入第三人的手中，则此人通常在不知道输送设备的用户的情况下可能会控制该输送设备。例如，一个孩子可能发现远程控制器并开始玩弄它，这会引起无意地向输送设备传输输注命令，例如推注胰岛素。
考虑到上述内容，本发明的目的是提供以成本有效的方式在两个电子控制的设备之间提供通信的设备和方法。本发明的另一个目的是提供这样的设备和方法，其允许适于彼此通信的两个电子控制的设备的安全配对。本发明的又一个目的是提供这样的设备和方法，其提供了使用的安全性并且在很高程度上防止两个电子控制的设备之间的数据(例如命令)的无意(inadvertent)传输。
发明公开
在本发明的公开中，将会描述那些将致力于上述一个或多个目的或者将致力于根据以下公开以及根据示例性实施例的描述而变得很明显的目的的实施例和方面。
因此，在本发明的第一方面中，提供了包括第一单元和第二单元的医疗系统，所述系统包括第一通信装置，所述第一通信装置允许第一组数据类型在第一单元和第二单元之间传送，所述第一单元包括具有换能器线圈的声换能器，所述换能器线圈具有多个绕组，所述换能器线圈用作在第一和第二单元之间传送的无线信号的天线。换能器线圈因此可以用作从第二单元传送到第一单元的无线信号的接收器，和/或用作从第一单元传送到第二单元的无线信号的发射器。这样，声换能器的“寄生”性质能被使用，即将线圈用作接收或传送装置，从而代替接收和/或传送结构(例如，否则必须被提供的单独的接收器线圈或发射器线圈或天线)，这降低了制造成本。术语“第一”仅仅指示可以提供另外的通信装置。术语“在...之间”指示两个单元之间的通信可以发生，然而，它不指示特定的方向。
第一单元可以是处理单元，所述处理单元包括连接到换能器线圈的处理单元处理器，并且第二单元可以是控制器单元，所述控制器单元包括适于传送信息至换能器线圈的第一控制器单元发射器以及连接到第一控制器单元发射器的控制器单元处理器，其中第一通信装置包括换能器线圈和第一控制器单元发射器。
该医疗系统还可以包括第二通信装置，所述第二通信装置允许第二组数据类型在第一单元和第二单元之间传送。在给定条件下，第一通信装置可以具有比第二通信装置更短的通信范围。第二通信装置可以是RF或者光通信。在给定条件下，第一通信装置可以具有小于0.5米的通信范围，而第二通信装置可以具有大于0.5米的通信范围。第一通信装置可以使用处于小于24MHz的频率的RF通信，而第二通信装置可以使用处于大于24MHz的频率的RF通信。
在示例性实施例中，提供了如上公开的医疗系统，其中第一和第二通信装置这二者提供了仅在两个单元之间的单向通信。在这样的系统中，第一单元可以是处理单元，所述处理单元包括处理单元接收器以及与处理单元接收器和换能器线圈相连接的处理单元处理器。第二单元可以是控制器单元，所述控制器单元包括适于传送信息至换能器线圈的第一控制器单元发射器、适于传送信息至处理单元接收器的第二控制器单元发射器以及连接到第一和第二控制器单元发射器的控制器单元处理器，其中第一通信装置包括换能器线圈和第一控制器单元发射器，并且第二通信装置包括处理单元接收器和第二控制器单元发射器。
在另一个示例性实施例中，提供了如上所公开的医疗系统，其中第一通信装置提供从第二单元到第一单元的单向通信，而第二通信装置提供第一单元和第二单元之间的双向通信。在这样的系统中，第一单元可以是处理单元，所述处理单元包括处理单元发射器、处理单元接收器以及与处理单元发射器、处理单元接收器和换能器线圈相连接的处理单元处理器。第二单元可以是控制器单元，所述控制器单元包括：适于传送信息至换能器线圈的第一控制器单元发射器，适于传送信息至处理单元接收器的第二控制器单元发射器，适于接收来自处理单元发射器的信息的控制器单元接收器，以及与第一、第二控制器单元发射器和控制器单元接收器相连接的控制器单元处理器，其中第一通信装置包括换能器线圈和第一控制器单元发射器，并且第二通信装置包括处理单元发射器、处理单元接收器、第二控制器单元发射器和控制器单元接收器。
在上述医疗系统中，第一组数据类型可以包括第二单元的唯一I D和/或时间戳。第一组数据类型还可以包括激活命令，第一单元适于在激活命令已经被接收之后允许来自第二组数据类型的一个或多个类型的命令被接收并且被执行达给定时间段。
在示例性实施例中，提供了上述医疗系统，其中第一单元包括适于包含流体药物的储存器、适于与储存器协作以经由出口将流体药物从储存器排到受体的排出组件以及用于控制所述排出组件的处理器装置。
在本发明的上述实施例中，根据本发明的另外的方面，已经描述了包括第一和第二单元的系统，然而本发明本身也提供了这样的单元。
因此，提供了包括第一通信装置的医疗单元，所述第一通信装置允许第一组数据类型在该单元和另外的单元之间传送，医疗单元包括具有换能器线圈的声换能器，所述换能器线圈具有多个绕组，所述换能器线圈用作从所述另外的单元到第一单元的无线信号的接收器。在示例性实施例中，医疗单元可以采用上述第一和第二单元中的任意一个的形式，这样的第一和第二单元适于与所述描述的那样与相应的第二或第一单元进行通信。
在本发明的另外的方面中，提供了包括第一单元和第二单元的医疗系统，所述系统包括第一通信装置和第二通信装置，所述第一通信装置允许第一组数据类型在第一单元和第二单元之间传送，所述第二通信装置允许第二组数据类型在第一单元和第二单元之间传送。这样，两个通信装置的不同性质能够被用于确保例如在两个设备的配对期间能够以较多控制的方式传送某些数据而能够以较少控制的方式传送其他数据。该系统可以包括附加单元，正如它可以包括附加的通信装置。虽然两个已定义组的数据是使用两个不同的通信装置来传送的，但是还可以提供能够使用两个通信装置中的任何一个来传送的第三组数据。确定哪个数据类型安排在哪个组中可以被预置，或者数据类型中的一些或全部的组是可选择的，例如由医师进行选择。
在示例性实施例中，通信装置中的至少一个包括无线发射器和相应的接收器。例如第一通信装置可以从包括RF通信、光通信、超声波通信、感应(induction)和电流接触的组中选择，并且第二通信装置可以从包括RF通信、超声波通信和光通信的组中选择。
为了控制数据传输，在给定条件下，第一通信装置可以具有比第二通信装置更短的通信范围。例如，在给定条件下，第一通信装置可以是具有小于0.5米(优选地小于0.2米并且最优选地小于0.1米)的通信范围的NFC(近场通信)，并且第二通信装置具有大于0.5米(优选地大于1米并且最优选地大于3米)的通信范围。“给定条件”通常将会是能够在通常的住宅或工作环境(例如在办公室中)发现的条件。第一和第二通信装置这二者都可以利用无线通信。例如，第一通信装置可以是处于小于24MHz(兆赫)的频率的RF通信，而第二通信装置可以是处于大于24MHz的频率的RF通信。
通过针对某一数据类型在第一和第二单元之间使用NFC，能够提供对无意的单元配对的高度防止。因此，第一组数据类型可以包括第二单元的唯一ID，于是当两个单元彼此接近时该ID仅能够被预定的第一单元接收到。为了进一步增强安全性，第二组数据类型还可以包括第一单元的唯一ID，该ID于是被传送到第二单元以替换第一ID。此外，为了防止无意识(unintended)使用例如远程控制器去控制药物输送设备，第一组数据类型可以包括激活(或授权)命令，第一单元适于在激活命令已经被接收之后允许来自第二组数据类型的一个或多个类型的命令被接收并且被执行达给定时间段。例如，为了向药物输送设备发送推注命令，远程控制器首先将必须接近给定药物输送设备并且激活命令被传送，该动作打开例如5分钟的时间窗口，其中当使用第二通信装置接收到推注命令时，推注命令将会被药物输送设备接受。
通信装置中的至少一个可以提供仅在两个单元之间的单向通信。例如，在双向地使用第二通信装置命令的先进药物输送系统中，指令和程序可以被从远程控制器传送至药物输送设备，正如例如确认、状态和误差信息可以被从药物输送设备传送到远程控制器。然而，配对信息和激活命令的传输可能需要第一通信装置仅仅是单向的。
在示例性实施例中，医疗系统可以包括具有换能器线圈的声换能器(例如扩音器)，所述换能器线圈具有多个绕组，所述换能器线圈用作无线信号(例如感应的或RF信号)的接收器。这样，声换能器的“寄生”性质能被使用，即将线圈用作接收装置，从而代替接收结构(例如，否则必须被提供的单独的接收器线圈或天线)，这降低了制造成本。
本发明的不同方面可以适合于宽范围的系统，其中单元的安全配对很重要并且两个单元相应地可以具有任何期望的功能。例如，第一单元可以是适于处理所接收的数据的处理单元，例如适于根据所接收的指令输送一定量的药物的药物输送设备，或者适于处理和/或传送来自相关联的传感器的传感器数据的传感器设备，并且第二单元可以是适于例如传送指令或接收和存储传感器数据的远程控制器。每个单元可以是整体结构(unitary construction)，或者它可以适于与一个或多个另外的单元和装置结合使用。
因此，提供了一种医疗系统，其中处理单元包括处理单元发射器、处理单元接收器以及与处理单元发射器、处理单元接收器和换能器线圈相连接的处理单元处理器。控制器单元包括：适于传送信息至换能器线圈的第一控制器单元发射器，适于传送信息至处理单元接收器的第二控制器单元发射器，适于接收来自处理单元发射器的信息的控制器单元接收器，以及与第一、第二控制器单元发射器和控制器单元接收器相连接的控制器单元处理器，其中第一通信装置包括换能器线圈和第一控制器单元发射器，并且第二通信装置包括处理单元发射器、处理单元接收器、第二控制器单元发射器和控制器单元接收器。
在本申请的上下中，并且如在说明书和权利要求书中所使用的，术语处理器覆盖适合于提供指定功能(例如处理数据和控制存储器)的电子电路以及所有连接的输入输出设备的任意组合。处理器通常将包括一个或多个CPU或微处理器，其可以被补充有附加设备以用于支持或控制功能。例如，发射器或接收器可以全部或部分地与处理器结合，或者可以由单独单元来提供。组成处理器电路的每个部件可以是专用或通用设备。
处理单元可以包括适于包含流体药物的储存器、适于与储存器协作以经由出口将流体药物从储存器排到受体的排出组件以及用于控制所述排出组件的处理器装置。储存器可以是适于保持一定量流体药物的任何适当结构，例如硬储存器、柔性储存器、可扩张的(distensible)或弹性储存器。储存器可以例如是预装填的(pre-filled)、用户可填充的或者采用可以被再次预装填或可填充的可替换药筒(cartridge)的形式。排出组件可以是任何期望的类型，例如隔膜泵、活塞筒(piston-ton-cylinder)泵或滚筒(roller-tube)泵。有利地，处理器装置适于接收来自控制单元的流指令，所述控制单元包括用户接口，所述用户接口允许用户输入流指令以供随后传输至处理单元，例如规划基本的输注速率简档或推注。处理单元可以适于被植入或出口可以包括或适于连接到经皮进入设备，从而允许流体药物从储存器排出并且经由经皮进入设备通过受体的皮肤。在这样的医疗系统中，第一组数据类型可以包括至少一个用于控制向受体输送一定量的流体药物的命令类型。例如，当用户希望规划诸如胰岛素之类的药物的推注时，这样的指令只能在远程控制器被移到处理单元附近时被传送到处理单元，这高度地防止了以下情况：他人将能够获得给定远程控制器并且无意地传送推注或其他的输注命令至该远程控制器所控制的药物输送设备。
可替换地，第一单元可以包括适于传送和/或处理经由传感器设备获得的数据，并且可以包括适于与处理器协作的经皮传感器设备。
本发明的医疗系统还可以包括经皮设备单元，所述经皮设备单元包括经皮设备(例如进入设备(access device)或传感器设备)，适于加到受体皮肤上的安装面(例如粘合面)，其中经皮设备单元和第一单元适于彼此固定以形成组合设备。
在本发明的上述实施例中，已经描述了包括第一和第二单元的系统，然而，本发明本身也提供了这样的单元。
因此，提供了包括第一通信装置和第二通信装置的医疗单元，所述第一通信装置允许第一组数据类型在所述单元和另外的单元之间传送，并且所述第二通信装置允许第二组数据类型在所述单元和所述另外的单元之间传送。在示例性实施例中，医疗单元可以采用上述第一和第二单元中的任意一个的形式，这样的第一和第二单元适于如所描述的那样与相应的第二或第一单元进行通信。
本发明还提供了操作包括第一和第二单元的医疗系统的方法，所述方法包括步骤(i)提供第一单元和第二单元，所述第一单元包括具有换能器线圈的声换能器，所述换能器线圈具有多个绕组，(ii)使用线圈作为天线在第一和第二单元之间无线传送数据，以及(iii)使用声换能器产生可听信号。该方法可以包括与上述设备特征相对应的步骤。
如这里所使用的，术语“药物”意指包括任何药物-包含能够以可控方式通过诸如套管或空心针之类的输送装置的易流动的医药，例如液体、溶液、凝胶或微悬浮体。代表性的药物包括诸如缩氨酸、蛋白质和激素之类的药剂，生物学上得到的试剂或活化剂，基于激素和基因的试剂，营养配方以及固体(配制的)或液体形式的其他物质。在示例性实施例的描述中，将参照胰岛素的使用。相应地，术语“皮下”输注意指包括经皮输送至受体的任何方法。
附图简述
在下文中，将参照附图来进一步描述本发明，其中
图1-3以透视图示出药物输送设备的第一实施例的使用序列，
图4示出图1的储存器单元的内部的透视图，
图5示出处理单元和控制单元的略图，
图6示出本地单元和远程单元的另外的略图，
图7A-7C示意性地示出被分成三个图像(从A到C的方向阅读)的电路，
图8A-8K(数字8(I)未使用)示出两个医疗单元之间的配对过程的步骤，以及
图9A-9D示出在两个医疗单元之间传送命令的步骤。
在附图中，同样的结构主要由同样的附图标记来标识。
示例性实施例的描述
在下文中，当诸如“上”和“下”，“左”和“右”，“水平”和“垂直”或者类似的相对表达之类的术语被使用时，这些仅仅涉及附图而不涉及实际使用情形。所示的附图是略图，据此不同结构的配置及其相对尺寸旨在仅用来起说明作用。
在转到本发明本身之前，将会描述适于与其结合使用的系统，所述系统包括泵单元(即本地单元)、适于与泵单元结合使用的补片(patch)单元以及用于与泵单元无线通信的远程控制单元。然而，本发明可以在其中本发明的特征将会是相关的任何系统或单元中使用，例如在常规的耐久的输注泵或系统中或者在传感器系统中使用。
首先，参照图1-3，将描述用于药物输送的医疗设备的实施例，该描述主要地侧重于在将设备加到皮肤表面上期间的直接面向用户的特征。补片单元2包括空心输注设备形式的经皮设备，例如针或软套管，然而可以用任何希望的适于输送流体药物或适于感测身体参数的经皮设备来代替针或套管。
更具体地说，图1示出采用模块化的可安装于皮肤的药物输送设备1的形式的医疗设备的透视图，所述药物输送设备1包括补片单元2和泵单元5(因为泵单元包括储存器，所以它还可以被称作储存器单元)。当被提供给用户时，每个单元优选地被装入其自己的密封包装(未示出)。图1中示出的实施例包括补片单元，所述补片单元被提供有可插入的经皮设备，例如针、套管或传感器。在实际实施例需要将补片单元安装于皮肤上并且在泵或其他单元能够被附于皮肤之前插入经皮设备的情况下，接下来将会采用相应的使用方法。
补片单元包括柔性补片部分10和外壳部分20，所述柔性补片部分10具有适于加到用户皮肤上的低粘性安装面12，在外壳部分20中安装有经皮设备(未示出)。经皮设备包括适于穿透用户皮肤的尖形末端(pointed distal end)，并且适于被安排成与泵单元流通(fluidcommunication)。在所示的实施例中，经皮设备的尖端能够在初始位置(其中尖端相对于安装面被收回(retracted))和延伸位置(其中尖端相对于安装面突出(project))之间移动。经皮设备还能够在延伸位置(其中末端相对于安装面突出)和收回位置(其中末端相对于安装面被收回)之间移动。
补片单元还包括用户可抓握(gripable)的驱动(actuation)装置，采用第一条带(strip)构件21和用户可抓握的第二条带构件22的形式，所述第一条带构件21用于在驱动装置被驱动时在初始位置和第二位置之间移动经皮设备，所述第二条带构件22用于从皮肤表面除去补片。第二条带还可以被用于在延伸位置和收回位置之间移动经皮设备的末端。所述外壳还包括用户可驱动的(actuatable)的外螺纹管接头(male coupling)装置31，该装置31采用一对弹性布置的钩构件的形式，适于与泵单元上相应的内螺纹接头装置51协作，这允许在使用状态下泵单元可拆卸地(releasable)固定于补片单元。柔性脊形成的支撑构件13从外壳伸出并且被附于补片的上表面11。利用可剥离的(peelable)保护片将粘合面提供给用户。
泵单元5包括预装填的储存器和排出组件，所述预装填的储存器包含液体药物配方(例如胰岛素)，所述排出组件用于在使用状态下通过针从储存器排出药物。储存器单元具有适于被安装在补片部分的上表面上的大体平坦的下表面，并且包括适于在外壳部分20的相应的腔中接收的凸出部分50以及适于与针单元上的相应的钩构件31接合的内螺纹接头装置51。凸出部分提供两个单元之间的接口并且包括泵出口和接触件装置(未示出)以允许泵检测它已经与补片组装在一起。
在使用状态下，用户组装两个单元，然后这两个单元被安装在皮肤表面上，其中在经皮设备被插入之后泵准备开始工作。当经皮设备被插入时，可以自动开始工作，或者可以经由远程单元启动泵，见下文。在泵单元被安装于补片单元之前，用户通常已经将泵单元与远程单元配对，见下文。在可替换的使用状态下，用户可以首先将补片单元安装于皮肤表面并且插入经皮设备，之后将泵单元安装于补片单元。
在就补片单元的使用而言组装的设备已经留在适当位置达所建议的时间段(例如48小时)之后-或者在储存器流空或其他原因的情况下-通过握住并拉动收回条带22来从皮肤除去组装的设备，同时这还会引起经皮设备的收回。泵单元可以在补片单元被从皮肤除去之前或之后被从补片单元除去。其后，泵单元能够再次与新的补片单元一起使用直到它被排空或者补片必须再次被更换为止。
图4示出其中外壳上部被除去的泵单元。泵单元包括储存器760和包括泵组件300的排出组件，以及用于其控制和驱动的处理器装置580和线圈驱动器(actuator)581。泵组件包括用于连接到经皮进入设备的出口322和开口323以允许布置在泵组件中的流体连接器被驱动，从而将泵组件与储存器连接起来。储存器560采用预装填的、柔性且可折叠的小袋(pouch)的形式，所述小袋包括针可穿透的隔膜，其适于被安排成与泵组件流通。外壳的底部包括透明区(未示出)以允许用户检测储存器的部分。所示出的泵组件是机械驱动的隔膜泵，然而储存器和排出装置可以是任何适当的配置。
处理器装置包括与特别用于控制泵驱动的微处理器583连接的PCB或柔性印刷、与补片单元或远程单元(见下文)上相应的接触件驱动器协作的接触件(即传感器)588、589、用于产生可听和/或可触知信号的信号产生装置585、显示器(如果提供的话)、存储器、发射器和接收器。能源586提供能量。所述接触件可以由隔膜来保护，所述隔膜可以由外壳的柔性部分形成。
参照图1-4，已经描述了包括泵单元和补片单元的模块化的本地单元，然而，本地单元还可以作为整体单元来提供。
虽然将参照在图1-6中公开的泵单元和远程控制器来描述本发明，但是应当理解的是，本公开广泛适用于包括与控制器单元或其他外部单元(例如PC或PDA)相结合的泵单元的任何形式的系统。例如，本公开可以与当前可以从市场上获得的来自多个制造商的可编程非固定(ambulatory)胰岛素输注泵一起使用，包括举例来说但不限于：商标PARADIGM下的Medtronic MiniMed，商标OmniPod下的lnsuletCorporation，商标Deltec COZMO下的Smiths Medical等等，这些泵或者被提供有遥控器或者适于与遥控器一起使用。
图5示出处理单元200(这里相当于图1的泵单元5)和控制器单元100(这里采用用于泵单元的无线“远程控制器”或“外部通信设备”的形式)的略图。通常认为这样的单元的总体设计对于本领域技术人员是公知的，然而，欲知提供本发明的期望功能所必需的电路的更加详细的描述，请参见在此并入的US 2003/0065308。
更具体地说，图5绘出了包含在泵单元200和远程控制器100中的各种功能部件或模块(即单独部件或部件组)的简化框图。远程控制器单元包括：外壳101、包括CPU和用于存储控制程序和操作数据的存储元件以及时钟的远程处理器110、用于向用户提供信息操作的LCD显示器120、用于获取来自用户的输入的小键盘130、用于向用户提供信息的音频警报140、用于向用户提供信息的振动器150、用于向控制器供电的主电池160、用于为控制器提供存储器维护的后备电池161、用于发送信号至泵单元的远程射频(RF)遥测发射器170、用于接收来自泵单元的信号的远程射频(RF)遥测接收器180以及第二发射器190。控制器还包括端口185，例如红外线(IR)或RF输入/输出系统，或者USB端口，用于与另外的设备进行通信，所述另外的设备例如血糖计(BGM)、连续血糖计(CGM)、PC或PDA。
如还在图5中所示出的，泵单元200包括：外壳201、包括CPU和用于存储控制程序和操作数据的存储元件的本地处理器电子器件210、用于向系统供电的电池260、用于发送通信信号至远程单元的处理单元RF遥测发射器270、用于接收来自远程单元的信号的处理单元射频(RF)遥测接收器280、第二处理单元接收器240(其可以采用在用于向用户提供反馈的音频警报中所使用的声换能器的线圈的形式)、用于存储药物的储存器230，以及用于通过经皮设备将药物从储存器排到患者身体的泵组件220。在可替换的实施例中，泵单元还可以包括：用于向用户提供信息的LCD显示器、用于获取来自用户的输入的小键盘和用于向用户提供信息的振动器或其他可触知的驱动器。RF传输可以根据诸如之类的标准协议。
图6示出医疗系统400的略图，该医疗系统包括基本上与参照图5所描述的单元相当的处理单元420和远程控制器单元410。该系统包括第一通信装置和第二通信装置，第一通信装置允许第一组数据类型在第一单元和第二单元之间传送，第二通信装置允许第二组数据类型在第一单元和第二单元之间传送。第一通信装置依照NFC(近场通信)，其具有发射器线圈411和接收器线圈421。传输可以借助于使用提供大约10厘米范围的125kHz(千赫)信号的感应来进行。接收器线圈可以成为传统扩音器的一部分(见下文)。第二通信装置通过使用一对天线412、422而双向使用2.4GHz(吉赫)RF通信，这提供了若干米的通信范围。
当泵形式的新的处理单元420将要与给定远程控制器410配对时，控制器被安排成非常接近于泵单元并且配对信号通过NFC来发送。所述信号包括配对起始码、远程ID和连续的泵号。当泵单元已经接收到所述信号时，通过使用RF传输来发送确认信号，所述确认包括远程ID和连续的泵号。这样，两个单元仅能够传送和接收旨在用于相应配对的泵和控制器单元的信号。当远程单元使用下一序号与下一泵单元配对时，仅去往或来自新泵的信号分别被传送和接收。
图7示意性地示出适于接收通过线圈(例如，扩音器线圈)中的感应所产生的信号的电路，所述信号被从模拟表示转换成数字表示，所述数字表示然后能够由泵单元中的处理器来处理。更具体地说，示出了针对ASIC实施方式而优化的接收器级的例子。对来自接收器线圈的输入信号的放大和加倍整流(double rectifying)，是由集中在中间看到的M3和M5的差动级电路执行的。通过在位于电容C1上的输出电压信号的右边看到的施密特触发电路对数字化信号进行噪声降低。
下面将描述实施本发明的实施例的医疗药物输送系统的使用的两个例子。包括胰岛素配方的泵单元被保存在冷藏库中(图8A)。当从冷藏库取出新的泵单元时(图8B)，对泵进行拆包(unpacking)会启动它的电气寿命。在决定使用泵单元之前，由用户检查在泵单元上印刷的有效期(图8C)。补片单元被安装在用户的适当的皮肤部分上。用户然后抓住补片单元并通过将泵单元压入补片单元中来插入泵单元(图8D)。当被组装时，泵单元准备好配对，这由蜂鸣声信号来指示(图8E)。激活配对模式实现远程设备的配对(图8F)。保持远程设备接近于泵会自动地或通过按压某一键而启动使用NFC进行的配对。用于确认配对的泵蜂鸣声和泵单元信息通过RF传送至远程单元(图8G)。当配对时，远程单元显示剩余的胰岛素和类型，这表明单元已经被配对并且信息已经被从泵单元正确地接收到。依赖于系统的设置，远程单元能够仅与新单元配对，或者与部分使用的泵单元进行配对也是允许的，后者允许用户在不同的泵之间变换从而在不同类型药物之间变换(图8H)。在按压“接受”之后，远程设备显示“泵配对”并且发出确认蜂鸣声(图8J)，其后远程设备显示例如当前的活动率(active rate)(图8K)。
接下来，将会描述使用NFC结合长距离RF通信进行的用户鉴别的例子。当在推注菜单中时，由用户设置推注类型和量(图9A)，用户接受推注。显示器通过“安全传送”来指示：期望的推注命令仅能够通过使用NFC来传送，即通过将远程控制器带到泵单元附近来传送(图9B)。接下来，用户利用远程控制器击打(swipe)泵以鉴别推注命令。传输可以自动地发生或者这可以或者自动地或者通过按压某一键而发生。泵发出蜂鸣声以确认推注命令的接收(图9C)并且使用RF通信传送确认到远程指挥者(commander)，远程控制器在显示器中示出核对标记(checkmark)以指示推注命令已经被泵单元正确地接收到(图9D)。
在优选实施例的以上描述中，用于为不同的部件提供所描述的功能的不同的结构和装置已经被描述到本发明的概念对于本领域技术人员是很明显的程度。不同的部件的详细构造和规范被认为是技术人员沿本说明书中所阐述的路线执行的正常设计过程的目标。

Claims (16)

1.一种医疗系统，包括第一单元(200，420)和第二单元(100，410)，所述系统包括：
一允许第一组数据类型在第一单元和第二单元之间传送的第一通信装置(190，240，411，421)，
-第一单元，包括具有换能器线圈(421)的声换能器，所述换能器线圈具有多个绕组，所述换能器线圈用作在第一和第二单元之间传送的无线信号的天线。
2.如权利要求1所述的医疗系统，第一单元是处理单元，包括：
-连接到换能器线圈的处理单元处理器(210)，
第二单元是控制器单元，包括：
-适于传送信息送至换能器线圈的第一控制器单元发射器(170)，和
-连接到第一控制器单元发射器的控制器单元处理器(110)，
-其中第一通信装置包括换能器线圈(421)和第一控制器单元发射器(170)。
3.如权利要求1所述的医疗系统，还包括第二通信装置(170，280)，所述第二通信装置允许第二组数据类型在第一单元和第二单元之间传送。
4.如权利要求3所述的医疗系统，其中第二通信装置是从包括以下项的组中选择的：
-RF通信和光通信。
5.如权利要求3或4所述的医疗系统，其中在给定条件下，第一通信装置具有比第二通信装置更短的通信范围。
6.如权利要求5所述的医疗系统，其中在给定条件下，第一通信装置具有小于0.5米的通信范围，而第二通信装置具有大于0.5米的通信范围。
7.如权利要求5所述的医疗系统，其中第一通信装置是处于小于24MHz的频率的RF通信，而第二通信装置是处于大于24MHz的频率的RF通信。
8.如权利要求3所述的医疗系统，其中第一和第二通信装置这二者提供仅在两个单元之间的单向通信。
9.如权利要求3所述的医疗系统，其中第一通信装置提供从第二单元到第一单元的单向通信，而第二通信装置提供第一单元和第二单元之间的双向通信。
10.如权利要求8所述的医疗系统，其中第一单元是处理单元，包括：
-处理单元接收器，
-连接到处理单元接收器和换能器线圈的处理单元处理器，
第二单元是控制器单元，包括：
-适于传送信息至换能器线圈的第一控制器单元发射器，
-适于传送信息至处理单元接收器的第二控制器单元发射器，
-连接到第一和第二控制器单元发射器的控制器单元处理器，
-其中第一通信装置包括换能器线圈和第一控制器单元发射器，并且第二通信装置包括处理单元接收器和第二控制器单元发射器。
11.如权利要求9所述的医疗系统，其中第一单元是处理单元，包括：
-处理单元发射器，
-处理单元接收器，和
-与处理单元发射器、处理单元接收器和换能器线圈相连接的处理单元处理器，
第二单元是控制器单元，包括：
-适于传送信息至换能器线圈的第一控制器单元发射器，
-适于传送信息至处理单元接收器的第二控制器单元发射器，
-适于接收来自处理单元发射器的信息的控制器单元接收器，以及
-与第一、第二控制器单元发射器和控制器单元接收器相连接的控制器单元处理器，
-其中第一通信装置包括换能器线圈和第一控制器单元发射器，并且第二通信装置包括处理单元发射器、处理单元接收器、第二控制器单元发射器和控制器单元接收器。
12.如权利要求3所述的医疗系统，其中第一组数据类型包括第二单元的唯一ID和时间戳。
13.如权利要求3所述的医疗系统，其中第一组数据类型包括激活命令，第一单元适于在激活命令已经被接收之后允许来自第二组数据类型的一个或多个类型的命令被接收并且被执行达给定时间段。
14.如权利要求1所述的医疗系统，其中第一单元包括适于包含流体药物的储存器(230)、适于与储存器协作以经由出口将流体药物从储存器排到受体的排出组件(220)以及用于控制所述排出组件的处理器装置。
15.一种医疗系统中的单元，包括第一通信装置，所述第一通信装置允许第一组数据类型在所述单元和所述医疗系统中另外的单元之间传送，所述单元包括具有换能器线圈的声换能器，所述换能器线圈具有多个绕组，所述换能器线圈用作所述另外的单元和第一单元之间的无线信号的天线。
16.一种操作包括第一和第二单元的医疗系统的方法，所述方法包括以下步骤：(i)提供第一单元和第二单元，所述第一单元包括具有换能器线圈的声换能器，所述换能器线圈具有多个绕组，(ii)使用线圈作为天线在第一和第二单元之间无线传送数据，以及(iii)使用声换能器产生可听信号。
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