CN1697666A - 用于患者输液装置的柱塞 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将流体输送给患者的装置，所述装置包括：适于与经皮的患者进入工具相连的输出口组件；储液容器，所述储液容器包括伸向与所述输出口组件相连的出口的侧壁；被接收在储液容器中并且伸向储液容器的出口的至少一个带螺纹的导引螺杆，所述导引螺杆基本上平行于侧壁；以及柱塞，所述柱塞以螺纹接合的方式被接收在所述导引螺杆上，从而通过导引螺杆和柱塞中的一个的转动使柱塞在储液容器内移动。所述装置还可包括以可操作的方式与导引螺杆和柱塞中的一个接合的分配器以使导引螺杆和柱塞中的一个转动。被导引螺杆驱动的柱塞减小所述装置的尺寸、复杂性和费用以使该装置本身体积小并且是一次性的。

Description

用于患者输液装置的柱塞
相互参考的相关申请
本申请涉及于2001年8月31提出的申请号为09/943,992的美国专利申请，该申请受让于本申请的受让人，并且在这里结合该申请作为参考。
本发明的技术领域
本发明涉及医疗装置、系统和方法，特别涉及能够以精确、复杂精密和可编程的流型将治疗液体输送给哺乳动物患者的小型的低成本便携式输液装置和方法。
本发明的技术背景
今天，利用包括医药品、营养品、生物获取或者活性剂、基于激素和激素的材料和其他采用固体或者液体形式的物质的各种药物治疗多种疾病和其它的身体失调。在这些药物的输送中，通常希望避开哺乳动物患者的消化系统以避免由于消化道和肝脏中的催化酶导致活性成份分解。不同于利用肠的输送药物的方式被称为非肠道输送。采用液体形式的各种药物的非肠道输送通常是希望的以增强被输送的物质的效果，确保未变的药物以相当高的浓度达到其预定的位置。另外，可能避免关于其他输送路线的不希望的副作用，诸如系统毒性。
通常，药物仅可以液体形式使用，或者液体形式可能具有利用固体或者药丸形式不能实现的所希望的特征。液体药物的输送最好通过经静脉或者动脉直接注射到心血管系统中、注射到皮下组织中或者间接注射到器官、肿瘤、空腔、骨或者身体内的其他部位特定的位置中。
液体药物在身体中的非肠道输送通常是利用针和储液容器进行的弹丸注射或者连续利用重力驱动分配器或者皮肤贴技术来完成。弹丸注射通常非理想地符合患者的临床需要，并且通常在它们被提供的特定时间要求比所需量的大的剂量。利用重力供给系统连续输送药物影响患者的移动性和生活方式，并且使治疗限于过分简单的流速和分布。皮肤贴对被输送的药物具有特定的要求，特别是在它涉及分子结构，并且类似于重力供给系统，用药管理控制也受到严重限制。
已经开发了非固定的输液泵以将液体药物输送给患者。这些输液装置能够提供达到弹丸要求的复杂流体输送分布、连续注射和可变流速输送。这些注射能力通常导致更好的药物和治疗作用并且对于患者系统产生很少的毒性。非固定的输液泵的使用的一个示例是为了治疗糖尿病而输送胰岛素。如在Schneider等人的美国专利US 4,498,843中所披露的，这些泵可连续并且以弹丸(bolus)为基础输送胰岛素。
非固定的泵通常与装有液体药物的储液容器结合使用，并且利用机电泵送或者计量技术通过从输液装置到经皮插入的针的管或者经过患者的皮肤将药物输送到患者。能够通过位于装置的壳体上并且患者或者临床医生可接触到的机电按钮或者开关可对所述装置进行控制和编程。所述装置包括通过文字和图形屏幕，诸如被称为LCD’s的液晶显示器的视觉反馈，并且可包括警报或者警示灯或者音频或者振动信号和报警器。所述装置可被佩戴在装具或者口袋中或者被捆扎在患者的身体上。
目前可使用的非固定的输液装置是昂贵的、难以编程和为输液作准备，并且趋于体积大、重量大和非常脆弱。充填这些装置可是困难的并且需要患者携带预定的药物以及充填附件。所述装置需要特别的管理、维护和清洁以确保它们预期长期使用的适当的功能性和安全性。由于现有装置的高成本，卫生保健提供者限制被准许使用该装置以及该装置所适用的治疗的患者人数。
因此，显然需要一种可编程和可调节的输液系统，所述输液系统是精确的和可靠的并且可为临床医生和患者提供一种关于液体药物的非肠道输送的小型的、低成本、轻重量、使用简单的选择。
作为响应，本发明的申请人提供了一种用于将液体药物输送到患者的小型的、低成本、轻重量、使用简单的装置。于2001年8月31日提出的申请号为09/943,992的未审定的美国专利申请中详细描述的这种装置包括输出口，用于使来自于储液容器的流体流到输出口的分配器、可编程的以使流体基于来自于独立的远程控制装置的流动指令流到输出口的本地处理器以及与所述本地处理器相连的无线接收器以接收流动指令。为了降低所述装置的尺寸、复杂性和费用，所述装置设有壳体，所述壳体没有用于为本地处理器提供流动指令的用户输入部件，诸如键盘。
还需要能够与用于将流体输送给患者的装置结合使用的新的和改进的分配器和储液容器。最好，分配器和储液容器设计简单、低廉并且容易制造以进一步减少流体输送装置的尺寸、复杂性和成本，使该装置本身体积小并且是一次性的。
发明概述
作为响应，本发明提供一种用于将流体输送给患者的装置，所述装置包括：适于与经皮的患者进入工具相连的输出口组件；储液容器，所述储液容器包括伸向与所述输出口组件相连的出口的侧壁；被接收在储液容器中并且伸向储液容器的出口的至少一个带螺纹的导引螺杆，所述导引螺杆基本上平行于侧壁；以及柱塞，所述柱塞以螺纹接合的方式被接收在所述导引螺杆上，从而通过导引螺杆和柱塞中的一个的转动使柱塞在储液容器内移动。所述装置还可包括以可操作的方式与导引螺杆和柱塞中的一个接合的分配器以使导引螺杆和柱塞中的一个转动。被导引螺杆驱动的柱塞减小所述装置的尺寸、复杂性和费用以使该装置本身体积小并且是一次性的。
本发明所涉及的另一个装置包括：输出口组件；具有伸向与所述输出口组件相连的出口的侧壁的储液容器；以及滑动地被接收在储液容器的侧壁内的柱塞。所述装置还包括从柱塞延伸的轴和以可操作的方式与所述轴接合以使所述轴沿着所述轴的轴线移动的分配器。所述轴沿着所述轴的轴线是相对不可压缩的并且在轴线的横向上是可弯曲的，以使所述轴在弯曲的情况下仍然能够移动柱塞，从而能够减小所述装置的长度。
本发明还提供一种用于将流体输送给患者的附加装置，所述附加装置包括：输出口组件；储液容器，所述储液容器包括与所述输出口组件口相连的出口；以可移动的方式被接收在所述储液容器中的柱塞，所述柱塞在储液容器内移动时能够迫使流体通过出口；以及用于使所述柱塞在储液容器内移动的分配器。所述装置还包括与分配器相连的本地处理器，所述本地处理器是可编程的以基于流动指令使流体流到输出口组件；与本地处理器相连的无线接收器，所述无线接收器能够接收来自于独立的远程控制装置的流动指令并且将流动指令传送到本地处理器；以及包含所述输出口组件、储液容器、分配器、本地处理器和无线接收器的壳体。最好，所述壳体没有用于将流动指令提供给本地处理器的用户输入部件，以减小所述装置的尺寸、复杂性和费用以使该装置本身体积小并且是一次性的。
本发明所涉及的另一种装置包括：输出口组件；储液容器，所述储液容器包括与所述输出口组件相连的出口；以可移动的方式被接收在所述储液容器中的柱塞，所述柱塞在储液容器内移动时能够迫使流体通过出口流到输出口组件；以及用于使所述柱塞在储液容器内移动的分配器。本地处理器与分配器相连，所述本地处理器被可编程以基于流动指令使流体流到输出口组件并且还被编程以提供流动信息；并且无线发射器与本地处理器相连，所述无线接收器将来自于本地处理器的流动信息传送到独立的远程控制装置。所述装置还包括壳体，所述壳体包含所述输出口组件、储液容器、分配器、本地处理器和无线发射器，其中所述壳体没有用于将来自于本地处理器的流动信息提供给用户的用户输出部件。
从下面结合附图参照以下的详细描述和示例可以更好地理解本发明的这些方面以及附加的特征将优点。
附图的简要说明
图1是本发明所涉及的流体输送装置的第一实施例的透视图，所示的流体输送装置被固定到患者身上，并且图1中还示出了与流体输送装置结合使用的远程控制装置(为了便于说明，相对于患者和流体输送装置，所述远程控制装置被放大)；
图2是图1中所示的流体输送装置的侧剖视图；
图3是图1中所示的流体输送装置的储液容器、柱塞和导引螺杆的侧剖视图；
图4是图1中所示的流体输送装置的柱塞和导引螺杆的放大剖视图；
图5a是沿着图3中的线5-5所得到的图1中所示的流体输送装置的储液容器、柱塞和导引螺杆的剖视图；
图5b是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的剖视图；
图6是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的分解侧剖视图；
图7是图4的储液容器、柱塞和导引螺杆的侧剖视图；
图8是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的侧剖视图；
图9是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的侧剖视图；
图10是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的侧剖视图；
图11是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的侧剖视图；
图12是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的侧剖视图；
图13a是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的侧剖视图；
图13b是图13a的储液容器、柱塞和导引螺杆的剖视图，其中示出了被插入到储液容器的一个端口中的针；
图14是图13a和13b的柱塞的端视图；
图15是图13a和13b的导引螺杆和螺纹罩的剖视图；
图16是被同轴地接收在图13a和13b的柱塞内的导引螺杆和螺纹罩的剖视图；
图17a是图13a和13b的导引螺杆和螺纹罩的侧视图，其中导引螺杆的螺纹被罩在螺纹罩内；
图17b是图13a和13b的导引螺杆和螺纹罩的侧视图，其中导引螺杆在螺纹罩内转动以露出导引螺杆的螺纹；
图18a是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的侧剖视图；
图18b是图18a的储液容器、柱塞和导引螺杆的剖视图，其中示出了被插入到储液容器的一个端口中的针；
图19是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器、柱塞和导引螺杆的另一个实施例的侧剖视图；
图20是与图1中所示的流体输送装置结合使用的根据本发明构造的储液容器的另一个实施例的侧剖视图。
在附图中相同的附图标记表示相同的或者相应的部件和单元。
优选实施例的详细描述
首先参见图1和图2，其中示出了根据本发明构造的流体输送装置10。可被本发明的流体输送装置输送的液体类型包括，但不限于，胰岛素、抗生素、营养流体、完全胃肠外营养液或者TPN、止痛剂、吗啡、激素或者激素药物、基因治疗药物、抗凝血剂、止痛剂、心血管药物、抗癌药(AZT)或者化学治疗剂。本发明的流体输送装置可用于治疗的医疗状况类型包括，但不限于，糖尿病、心血管疾病、疼痛、长期疼痛、癌症、爱滋病、神经疾病、Alzheimer疾病、ALS、肝炎、帕金森疾病或者痉挛。
参见图2，装置10一般包括适于与诸如针的经皮的患者进入工具相连的输出口组件70、用于使来自于储液容器30的流体流到输出口组件的分配器40和与分配器相连的处理器或者电子微控制器(下面称之为“本地”处理器)50。
本地处理器50被编程以基于来自于独立远程控制装置100(图1中示出了一个示例)的流动指令使流体流到输出口组件70。仍然参见图2，流体输送装置10还包括与本地处理器50相连的无线接收器60，所述无线接收器能够接收来自于独立的远程控制装置100的流动指令并且将流动指令传送到本地处理器。装置10还包括壳体20，壳体20包含输出口组件70、储液容器30、分配器40、本地处理器50和无线接收器60。
如图中所示，壳体20没有用于将流动指令提供给本地处理器50的用户输入部件，诸如在壳体的外表面21上的机电开关或者按钮，或者另外的用户可接触到的用于调节通过本地处理器50的可编程的流速的界面。缺少用户输入部件能够大大地减小装置10的尺寸、复杂性和费用以使该装置10本身体积小并且是一次性的。
为了对本地处理器50编程、调整本地处理器50的程序设计或者另外使用户输入与本地处理器50连通，流体输送装置10包括无线通信元件，或者用于接收来自于图1中所示的独立的远程控制装置100的用户输入的接收器60。信号可通过远程控制装置100的通信元件(未示出)被发送，远程控制装置100可包括天线130或者天线130相连，与图2中所示，天线130在装置100的外部。
远程控制装置100具有用户输入部件，包括一组机电开关，诸如所示的薄膜键盘120。控制装置100还包括输出部件，包括可视显示器，诸如液晶显示器(LCD)110。或者，控制装置可设有用于用户输入和输出的触摸屏。尽管未在图1中示出，但是远程控制装置100具有与薄膜键盘120和LCD110相连的其自身的处理器(下面称之为“远程”处理器)。远程处理器接收来自于薄膜键盘120的用户输入并且提供“流动”指令以传送到流体输送装置10，并且为LCD110提供信息。由于远程控制装置100还包括可视显示器110，流体输送装置10可以没有信息屏，因此能够进一步减小装置10的尺寸、复杂性和费用。
装置10的通信元件60最好利用射频或者其他无线通信标准和协议接收来自于远程控制装置100的电子通信。在一个优选实施例中，弹性元件60是双路通信元件，包括接收器和发射器，以使流体输送装置10将信息送回远程控制装置100。在这样一个实施例中，远程控制装置100还包括含有接收器和发射器的集成通信元件60，以使远程控制装置100接收由流体输送装置10发送的信息。
装置10的本地处理器50包含使用户对所希望的流型编程并且根据需要调整程序所需的所有计算机程序和电路。这样的电路可包括本领域技术人员已知的一个或者多个微处理器、数字和模拟集成电路、电阻器、电容器、晶体管和其他半导体和其他电子部件。本地处理器50还包括程序、电路和储存器以在所需的时间适当地启动分配器40。
在图2的实施例中，装置10包括电源80，诸如电池或者电容器，以为本地处理器50提供电能。电源80最好集成在流体输送装置10中，但可被设置成可更换的形式，例如可更换的电池。
尽管未示出，所述装置可包括传感器或者换能器，诸如储液容器体积换能器或者储液容器压力换能器，以将信息传送给本地处理器50，指示如何和何时启动分配器40，或者指示其他确定流动、泵流动路径起动注射条件、接触传感器、转动或者其他动作指示器以及诸如储液容器30排空或者泄漏或者从储液容器分配过多或者过少的流体等的条件。
选择储液容器30的体积以最适合受到诸如被输送的药物流体的可用浓度、再次充填或者抛弃流体输送装置10之间的可接受的时间、尺寸限制或者其他因素等因素影响的流体输送装置10的治疗应用。可通过该装置的制造商或者合作药物制造商对储液容器30进行预先充填，或者储液容器30包括外部充填装置，诸如充填口。
输出口组件70可包括穿刺患者皮肤的元件或者可适于与包括经皮的输送装置的标准输液装置相连。端接在皮肤穿刺套管中的针连接管可作为输出口组件70的一个整体部分被提供，例如输出口组件70具有包括刚性元件，诸如针的皮肤穿刺套管。或者，输出口组件70可设有用于连接包括皮肤穿刺套管(诸如刚性的针)的标准输液装置的Luer连接器。在任何情况下，输出口组件70也可设有用于防止如果是预先充填的情况下则在储放和运输过程中的泄漏以及在如果是由用户充填则在起动注射过程中和使用前的泄漏的可移除的塞(未示出)。
装置10还设有在壳体20外表面上的粘接层以将装置10直接固定在患者皮肤上，如图1中所示。尽管未示出，粘接层最好设置成围绕输出口组件70的连续的椭圆形以在被穿刺的皮肤周围提供保护性密封。壳体20可由挠性材料制成，或者可设有挠性铰接部分，从而能够在患者移动过程中使流体输送装置10弯曲以防止脱开并且有助于使患者舒适。
参见图3至图22，这里所披露的内容提供了可与图1和图2中所示的流体输送装置10结合使用的分配器40和储液容器30的各种组合形式。为了进一步减小装置10的尺寸、复杂性和费用，分配器40和储液容器30是小型的并且设计简单、低廉和容易制造的，以使该装置10本身体积小并且是一次性的。
参见图3至图5，其中示出了根据本发明构造的储液容器30和分配器40的第一组合形式200。储液容器30具有在储液容器30的开口端和端壁34之间延伸的侧壁32。端壁34包括通过管腔72与装置10的输出口组件70相连的出口36。
储液容器30还包括能够在储液容器30内转动而安装的带螺纹的导引螺杆202和以螺纹接合的方式被接收在导引螺杆上的柱塞204。引螺杆202与侧壁32同轴设置并且延伸到储液容器30的端壁34。柱塞204和储液容器30是这样匹配的，即，在柱塞204和导引螺杆202之间以及柱塞204和储液容器的侧壁32之间形成密封，因此柱塞204朝向储液容器30的端壁34的移动将迫使流体通过出口36流到输出口组件70。
防止柱塞204相对于侧壁32转动，从而当螺杆202相对于柱塞204转动时，使柱塞在储液容器30内沿着螺杆202移动。在图5a中所示的一个优选实施例中，储液容器30和柱塞204设有相应的非圆形横截面。所述横截面是椭圆形的，但储液容器30和柱塞204可设有其他非圆形横截面，诸如正方形或者矩形。在图5b中所示的另一个优选实施例中，储液容器30和柱塞204设有圆形横截面，但柱塞204具有至少一个径向延伸到储液容器30的侧壁32中的沟槽208中的突起206以防止柱塞转动。选择储液容器30的宽度和长度以使流体输送装置的整体尺寸达到最小。
使用使柱塞204抵靠在其上的整体式导引螺杆202的储液容器30的一个重要优点是，与基本上包括具有从储液容器延伸的独立的滑动柱塞的储液容器的标准注射器相比，长度大大减小。本发明所涉及的储液容器30的另一个重要优点是，柱塞204和内置导引螺杆202完全被包含在储液容器30内，并且无需用于将柱塞拉回以移除使用过的注射器或者重新装上满的注射器的机构或者程序。这样的机构或者程序可提高费用、复杂性和尺寸和重量，并且降低流体输送装置的可靠性。这样，本发明的储液容器30最好无需这样的机构或者程序。
为了进一步降低储液容器30的费用，导引螺杆202和柱塞204最好是由一种便宜的材料制成的。导引螺杆202由诸如金属(例如不锈钢)或者塑料(例如聚乙烯或者聚丙烯)的刚性材料制成。储液容器的侧壁32和端壁34最好由一种刚性塑料制成。但是，柱塞204由一种挠性材料制成，诸如硅酮弹性体或者橡胶，并且设有由金属或者塑料制成的刚性插入件以与导引螺杆202的螺纹接合。由于该装置最好是一次性的，因此无需防止导引螺杆202和柱塞204之间的螺纹磨损，因此允许较便宜材料的使用、导引螺杆202和柱塞204的制造和组装中低的公差。
为了使储液容器30的导引螺杆202转动，分配器通常包括转动驱动组件40。转动驱动组件40可被设置成能够提供连续流或者脉量流(例如对于注射胰岛素，小于1微升)的形式。这样一种转动驱动组件40的特定形式可包括马达，诸如步进马达、dc马达、ac马达、压电马达、超声波马达或者其他马达；或者驱动棘轮齿轮组件的螺线管或者其他线性致动器；或者与导引螺杆202相连的压电材料，并且利用能量驱动，诸如电能、机械能、声能、化学能或者热能；或者磁驱动。在图3的实施例200中，分配器被设置成与导引螺杆202的一端相连的电动马达40以在由装置10的本地处理器启动时使导引螺杆202转动。
参见图6和图7，其中示出了根据本发明构造的另一种储液容器30。储液容器30作为流体输送装置10的壳体20的一部分整体形成，以减少部件和简化制造工艺。壳体20包括基部22和盖24，盖24被组装在储液容器30的导引螺杆202和柱塞204周围。例如，在所示实施例中，壳体20的基部22限定储液容器30的端壁34，而基部22和盖24限定储液容器30的侧壁32。另外，出口36形成在储液容器30的侧壁32中。
参见图8，其中示出了根据本发明构造的储液容器30和分配器40的另一个实施例220。实施例220与图3中的实施例200类似，但还包括在储液容器30的端壁34中通过管腔234与充填口232相连的入口38。储液容器30还包括在第一柱塞204和储液容器30的端壁34之间被滑动接收在导引螺杆202上的第二柱塞236。第二柱塞236适于这样设置，即，能够在第二柱塞和导引螺杆202之间提供密封以及在第二柱塞和导引螺杆之间以及第二柱塞和储液容器30的侧壁32之间提供密封。密封无需围绕第一柱塞204，但防止第一柱塞在储液容器内转动。
充填口232可包括针插入隔膜238以接收针100，如图中所示。针插入隔膜238可由一种重密封弹性体材料，诸如硅酮制成，以刺破隔膜238将流体加入到储液容器30中，在抽出针后可重新密封。或者，充填口232可包括Luer或者其他连接器。尽管未示出，输出口组件70可设有能够在充填储液容器过程中防止从储液容器30的出口36泄漏的塞，或者可包括其他人工或者自动输出流动路径限制装置。
第二柱塞236适于在充填储液容器过程中朝向第一柱塞204在导引螺杆202上滑动。对于部分充填，第二柱塞与第一柱塞204不接触。在一个起动注射过程中，导引螺杆202可转动以使第一柱塞204相对于第二柱塞236向上移动。如果充填口与具有一个柱塞204的图3中的实施例200结合使用，在最终制造过程中，储液容器30和其他流体路径部件可被放置在真空内以简化流体输送装置10用于患者的充填和起动注射。在任何情况下，在预先充填位置，柱塞236最好设置在储液容器30的端壁34附近以使在流体路径中空气达到最少。
可提供传感器以监测每一个柱塞204、236的位置和例如指示柱塞何时接触、储液容器中剩余的流体量以及是否出现适当的注射。在开始流体治疗时柱塞204、236应该接触，因此导引螺杆202的初始转动将如所期望的使流体流动。
参见图9，其中示出了根据本发明构造的另一个实施例240。实施例240与图8中的实施例220类似，但包括在储液容器30的侧壁32中通过管腔234与容器10的充填口232相连的入口242，并且与输出口组件70相连的管腔72延伸通过第二柱塞236。首先，第二柱塞236和第一柱塞204处于入口242的相对两侧。如果柱塞236、204开始也是分离的，接着可在柱塞之间提供真空。如果柱塞236、204开始是接触并且与入口242对准的，那么在柱塞之间无需真空。
第二柱塞236被设计成能够利用充填压力而不是注射压力在导引螺杆202上移动的形式。在通过充填口232充填储液容器30时，第二柱塞236在充填压力下朝向储液容器的端壁34移动。接着，在使用过程中，分配器40使第一柱塞204移向第二柱塞236并且产生足以迫使流体从储液容器30流到输出口组件70、但不足以使第二柱塞移动的注射压力。最后，第一柱塞204经过入口242并且在开始注射后防止储液容器30进一步充填。
参见图10，其中示出了根据本发明构造的另一个实施例250。实施例250与图3中的实施例200类似，但包括具有邻近储液容器30的端壁34的无螺纹部分252的导引螺杆202。无螺纹部分252被这样设计，即，当储液容器30排空流体时柱塞204移动到无螺纹部分252，并且柱塞204困在无螺纹部分252上。因此，导引螺杆202的无螺纹部分252可防止储液容器30重新使用。
参见图11，其中示出了根据本发明构造的另一个实施例260。实施例260与图3中的实施例200类似，但包括以安装在柱塞264内的马达262的形式提供的分配器。马达262包括固定在柱塞264上的外部266和与导引螺杆202螺纹接合的内部268，导引螺杆202以不可转动的方式固定在储液容器30内。外部266转动内部268以使柱塞264沿着导引螺杆202移动。与该装置的本地处理器相连的电导线从马达262的不可转动的外部266延伸以避免导线缠绕，并且导线是挠性的并且足够长以便在充填过程中和注射过程中跟随柱塞264移动。
参见图12，其中示出了根据本发明构造的另一个实施例270。实施例270与图8中的实施例220类似，但包括用于确定柱塞236在储液容器30内的位置的传感器272。知道柱塞236的位置能够确定储液容器30中剩余的流体量，以确认适当的流体流。在所示的实施例中，导引螺杆202包括线性编码器274，并且传感器包括安装在柱塞236上的磁性传感器272。但是，可替换使用其他的传感器以确定柱塞236的位置和包含在储液容器30中的流体体积。
在图12的实施例270中，入口管腔234与出口管腔72相连，以使出口36用于充填和排空储液容器30。这种布置能够在注射处理之前使出口管腔72和利用流体起动注射的输出口组件70的量达到最大。
参见图13a、13b，其中示出了根据本发明构造的另一个实施例280。实施例280与图3中的实施例200类似，但包括在储液容器30的端壁34中通过管腔234与具有用于接收针100的针插入隔膜238的充填口232相连的入口38，如图中所示。还提供一个释放机构282以便在针100被插入到充填口232中时使柱塞284与导引螺杆288脱开。
参见图14至图16，柱塞284具有部分螺纹286，储液容器30包括具有部分螺纹290的导引螺杆288。螺纹罩292位于导引螺杆288和柱塞284之间以便在针100被插入到充填口232中时防止导引螺杆的部分螺纹290和柱塞的部分螺纹286接合，从而在储液容器被充填后使得柱塞可在螺纹罩292上滑动。
在所示的实施例中，释放机构282包括能够摩擦地接收进入充填口232的套环294以及从套环294延伸到导引螺杆288的杆296。如图13b中所示，插入到充填口232中的针100移动套环294和杆296，从而使导引螺杆288相对于螺纹罩292转动。如图17a中所示，使导引螺杆288相对于螺纹罩292转动覆盖导引螺杆的部分螺纹290，以在储液容器被充填后使得柱塞可在螺纹罩292上滑动。从充填口232移除针100能够使套环294和杆296回移，从而使导引螺杆288相对于螺纹罩292转动并且露出导引螺杆288的部分螺纹290，从而使导引螺杆288接合柱塞。接着，转动导引螺杆288和螺纹罩292使得柱塞284在储液容器30内移动并且迫使流体流到输出口组件70。
这样，在充填过程中使得柱塞284和导引螺杆288自动脱开，并且在充填后使柱塞284和导引螺杆288重新接合以允许重复充填。或者，储液容器30可被提供给用户，并且柱塞284和导引螺杆288开始是脱开的，但在充填后重新接合以仅允许储液容器一次充填。另外，一个实施例可设有柱塞284和导引螺杆288，没有罩292，其中在插入针100时柱塞和导引螺杆的部分螺纹脱开。
脱开实施例的另一种选择方式是两个柱塞系统，诸如图8中的实施例220，其中第一柱塞204接合导引螺杆202并且第二柱塞236仅密封在导引螺杆(和储液容器壁)周围。单个柱塞的选择也是可行的，因此柱塞和导引螺杆螺纹结构的几何形状和材料使得柱塞在充填过程中向后移动，通过转动导引螺杆注射流体可使柱塞被向前驱动。在这样一个实施例中，充填压力必须大于(驱动)注射压力。
参见图18a、18b，其中示出了根据本发明构造的另一个实施例300。实施例300与图8中的实施例220类似，但包括用于在通过入口38充填储液容器时关闭储液容器30的出口36的塞302。特别是，实施例300设有连接出口36的管腔72和入口38的管腔234的通道304，并且塞302以可移动的方式位于通道304中。例如利用弹簧306使塞302被偏压到如图18a中所示的打开储液容器的出口36和密封储液容器的入口38的第一位置，并且可移动到如图18b中所示的密封储液容器的出口36和打开储液容器的入口38的第二位置。
在通过充填口232充填储液容器30时，流体压力将塞302压到第二位置以密封储液容器的出口36并确保在储液容器30被充填时流体不会通过输出口组件70泄漏，利用流体使得第二柱塞236移向第一柱塞204。选择塞302的几何形状以便在充填过程开始时，在入口38被打开之前关闭出口36，并且在完成充填时，在打开出口36之前关闭入口38。
参见图19，其中示出了根据本发明构造的另一个实施例310。实施例310与图3中的实施例200类似，但包括用于使可转动的导引螺杆202转动的盘卷表簧212。齿轮314从导引螺杆202径向延伸，并且以被本地处理器控制的棘轮40的形式提供分配器。棘轮40可在接合齿轮314并防止表簧312转动导引螺杆202的位置和脱开齿轮314并使表簧312转动导引螺杆的位置之间移动。这样，来自于本地处理器的使棘轮40与齿轮314脱开的命令使得柱塞204在带有螺纹的导引螺杆202上移动通过储液容器30。
参见图20，其中示出了根据本发明构造的另一个实施例320。实施例320包括桶状储液容器30，储液容器30具有在储液容器的开口端和端壁34之间延伸的管状侧壁32。端壁包括与装置10的输出口组件70相连的出口36。柱塞322滑动地被接收在储液容器30的侧壁32内，轴324从柱塞延伸，并且分配器包括在被装置10的本地处理器启动时适于线性移动轴324的转动驱动组件40。
柱塞322和储液容器30是这样匹配的，即，在柱塞和储液容器的侧壁32之间形成密封，因此柱塞朝向储液容器30的端壁34的移动将迫使流体通过出口36流到输出口组件70。轴324是挠性的以使储液容器30可在驱动组件40的作用下被”折叠”，如图中所示，以减小流体输送装置10的总长度。尽管未示出，但所述装置的壳体可设有当柱塞322在储液容器30中前进时用于维持和引导弯曲轴322的结构。
尽管已经对本发明的实施例进行了图示和描述，但是本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种变化、变型和替代。

Claims (51)

1.一种用于将流体输送给患者的装置，包括：
a)适于与经皮的患者进入工具相连的输出口组件；
b)储液容器，所述储液容器包括伸向与所述输出口组件相连的出口的侧壁；
c)被接收在储液容器中并且伸向储液容器的出口的至少一个带螺纹的导引螺杆，所述导引螺杆基本上平行于侧壁；
d)柱塞，所述柱塞以螺纹接合的方式被接收在所述导引螺杆上，从而通过导引螺杆和柱塞中的一个的转动使柱塞在储液容器内移动；以及
e)以可操作的方式与导引螺杆和柱塞中的一个接合的分配器，分配器能够使导引螺杆和柱塞中的一个转动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分配器转动所述导引螺杆。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，防止所述柱塞相对于所述储液容器的侧壁转动。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述储液容器的侧壁和所述柱塞具有非圆形的横截面。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述储液容器的侧壁和所述柱塞具有椭圆形横截面。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述储液容器的侧壁包括平行于所述导引螺杆延伸的沟道，并且所述柱塞包括以滑动的方式被接收在所述沟道中的突起。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱塞包括以螺纹接合的方式被接收在导引螺杆上的插入件，所述带有螺纹的插入件和所述柱塞是由不同材料制成的。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述带有螺纹的导引螺杆是由塑料制成的。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括充填口，并且所述储液容器还包括与充填口相连的入口。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述充填口包括用于密封地接收针的隔膜。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括一塞，所述塞被偏压到打开储液容器的出口和密封储液容器的入口的第一位置，所述塞可移动到密封储液容器的出口和打开储液容器的入口的第二位置。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述柱塞还包括以螺纹接合的方式被接收在导引螺杆上的第一柱塞和以滑动的方式被接收在导引螺杆上的第二柱塞。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，第二柱塞位于第一柱塞和储液容器的出口之间。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，储液容器的入口位于第二柱塞和第一柱塞之间。
15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱塞可沿着一个方向在导引螺杆上移动。
16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导引螺杆包括靠近储液容器的出口的没有螺纹的部分。
17.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分配器包括：
以可操作的方式与导引螺杆相连以使导引螺杆转动的表簧；
从导引螺杆径向延伸的齿轮；以及
棘轮，所述棘轮在接合齿轮以防止表簧使导引螺杆转动和脱开齿轮以使表簧转动导引螺杆之间移动。
18.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分配器包括马达。
19.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于确定柱塞在储液容器内的位置的传感器。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述导引螺杆包括线性编码器，所述传感器包括安装在柱塞上的磁性传感器。
21.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括释放机构，在储液容器的充填过程中所述释放机构使柱塞在储液容器内移动。
22.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于关闭输出口组件的可移除的塞。
23.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与输出口组件相连的经皮的患者进入工具。
24.一种用于将流体输送给患者的装置，包括：
a)适于与经皮的患者进入工具相连的输出口组件；
b)储液容器，所述储液容器包括伸向与所述输出口组件相连的出口的侧壁；
c)滑动地被接收在储液容器的侧壁内的柱塞；
d)从柱塞延伸的轴，所述轴沿着所述轴的轴线是相对不可压缩的并且在轴线的横向上是可弯曲的；以及
e)以可操作的方式与所述轴接合以使所述轴沿着所述轴的轴线移动的分配器。
25.一种用于将流体输送给患者的装置，包括：
a)适于与经皮的患者进入工具相连的输出口组件；
b)储液容器，所述储液容器包括与所述输出口组件相连的出口；
c)以可移动的方式被接收在所述储液容器中的柱塞，所述柱塞在储液容器内移动时能够迫使流体通过出口；
d)用于使所述柱塞在储液容器内移动的分配器；
e)与分配器相连的本地处理器，所述本地处理器是可编程的以基于流动指令使柱塞移动；
f)与本地处理器相连的无线接收器，所述无线接收器能够接收来自于独立的远程控制装置的流动指令并且将流动指令传送到本地处理器；以及
g)包含所述输出口组件、储液容器、分配器、本地处理器和无线接收器的壳体；
其中，所述壳体没有用于将流动指令提供给本地处理器的用户输入部件。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，还包括被接收在储液容器中的导引螺杆，所述柱塞以螺纹接合的方式被接收在所述导引螺杆上，从而通过导引螺杆和柱塞中的一个的转动使柱塞在储液容器内移动，并且分配器适于使导引螺杆和柱塞中一个转动。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述分配器包括用于使导引螺杆和柱塞中的一个转动的马达。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述柱塞包括以螺纹接合的方式被接收在导引螺杆上的插入件，所述带有螺纹的插入件和所述柱塞是由不同材料制成的。
29.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述带有螺纹的导引螺杆是由塑料制成的。
30.如权利要求26所述的装置，其特征在于，防止所述柱塞相对于储液容器转动。
31.如权利要求26所述的装置，其特征在于，分配器转动导引螺杆以移动柱塞。
32.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述装置还包括充填口，并且所述储液容器还包括与充填口相连的入口。
33.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述充填口包括用于密封地接收针的隔膜。
34.如权利要求32所述的装置，其特征在于，还包括塞，所述塞被偏压到打开储液容器的出口和密封储液容器的入口的第一位置，所述塞可移动到密封储液容器的出口和打开储液容器的入口的第二位置。
35.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述柱塞还包括以螺纹接合的方式被接收在导引螺杆上的第一柱塞和以滑动的方式被接收在导引螺杆上的第二柱塞。
36.如权利要求35所述的装置，其特征在于，第二柱塞位于第一柱塞和储液容器的出口之间。
37.如权利要求35所述的装置，其特征在于，储液容器的入口位于第二柱塞和第一柱塞之间。
38.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述柱塞可沿着一个方向在导引螺杆上移动。
39.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述导引螺杆包括靠近导引螺杆一端的没有螺纹的部分。
40.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述分配器包括：
以可操作的方式与导引螺杆相连以使导引螺杆转动的表簧；
从导引螺杆径向延伸的齿轮；以及
棘轮，所述棘轮在接合齿轮以防止表簧使导引螺杆转动和脱开齿轮以使表簧转动导引螺杆之间移动。
41.如权利要求26所述的装置，其特征在于，还包括用于确定柱塞在储液容器内的位置的传感器。
42.如权利要求41所述的装置，其特征在于，所述导引螺杆包括线性编码器，所述传感器包括安装在柱塞上的磁性传感器。
43.如权利要求26所述的装置，其特征在于，还包括释放机构，在储液容器的充填过程中所述释放机构使柱塞在储液容器内移动。
44.如权利要求25所述的装置，其特征在于，还包括用于关闭输出口组件的可移除的塞。
45.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述储液容器与壳体是一体形成的。
46.如权利要求25所述的装置，其特征在于，还包括与柱塞相连的轴，所述分配器适于线性地移动所述轴。
47.如权利要求46所述的装置，其特征在于，所述轴是挠性的。
48.一种包括如权利要求25所述的流体输送装置的系统，还包括与所述流体输送装置独立的远程控制装置，其包括：
远程处理器；
与所述远程处理器相连的用户界面部件，所述用户界面部件能够使用户为远程处理器提供流动指令；以及
与远程处理器相连的发射器，所述发射器将流动指令传送到流体输送装置的接收器。
49.一种用于将流体输送给患者的装置，包括：
a)适于与经皮的患者进入工具相连的输出口组件；
b)储液容器，所述储液容器包括与所述输出口组件相连的出口；
c)以可移动的方式被接收在所述储液容器中的柱塞，所述柱塞在储液容器内移动时能够迫使流体通过出口流到输出口组件；
d)用于使所述柱塞在储液容器内移动的分配器；
e)与分配器相连的本地处理器，所述本地处理器可被编程以基于流动指令使流体流到输出口组件，并且还可被编程以提供流动信息；
f)与本地处理器相连的无线发射器，所述无线接收器将来自于本地处理器的流动信息传送到独立的远程控制装置；以及
g)包含所述输出口组件、储液容器、分配器、本地处理器和无线发射器的壳体；
其中，所述壳体没有用于将来自于本地处理器的流动信息提供给用户的用户输出部件。
50.一种包括如权利要求49所述的流体输送装置的系统，还包括与所述流体输送装置独立的远程控制装置，其包括：
远程处理器；
与所述远程处理器相连的用户输出部件，所述用户输出部件能够使用户接收流动信息；以及
与远程处理器相连的接收器，所述接收器将接收来自于流体输送装置的发射器的流动信息。
51.一种用于将流体输送给患者的装置，包括：
a)用于与患者皮肤表面相连的流体输送装置，所述流体输送装置包括：
适于与经皮的患者进入工具相连的输出口组件；
储液容器，所述储液容器包括与所述输出口组件相连的出口；
以可移动的方式被接收在所述储液容器中的柱塞，所述柱塞在储液容器内移动时能够迫使流体通过出口流到输出口组件；
用于使所述柱塞在储液容器内移动的分配器；
与分配器相连的本地处理器，所述本地处理器可被编程为以至少部分基于接收的流动指令使流体流到输出口组件，并且还可被编程以提供流动信息；
与本地处理器相连的无线接收器，所述无线接收器能够接收流动指令并且将流动指令传送到本地处理器；
与本地处理器相连的无线发射器，所述无线接收器能够传送来自于本地处理器的流动信息；以及
包含所述输出口组件、储液容器、分配器、本地处理器、无线接收器和无线发射器的壳体，
其中，所述壳体没有用于为本地处理器提供流动指令的用户输入部件；以及
b)与所述流体输送装置独立的远程控制装置，并且所述远程控制装置包括：
用于接收用户输入的用户输入部件；
用于提供用户输出的用户输出部件；
远程处理器；所述远程处理器与用户输入部件相连并且可编程以基于用户输入提供流动指令，所述远程处理器与用户输出部件相连并且可基于流动信息提供用户输出；
与远程处理器相连的无线发射器，所述发射器将流动指令传送到流体输送装置的接收器；以及
与远程处理器相连的无线接收器，所述接收器将接收来自于流体输送装置的发射器的流动信息。
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