专利名称：用于体液抽取装置的促动系统及相关方法
技术领域：
本发明大体上涉及医疗装置，更具体地涉及用于抽取体液的医疗装置及其相关方法。
背景技术：
各种医学状况如糖尿病要求监测血液、间质液或其它体液样品中的分析物浓度(例如葡萄糖浓度)。通常这种监测需要从目标部位(例如使用者手指上的皮组织目标部位)中抽取体液样品。体液样品从目标部位中的抽取(也称为“挤出”)通常涉及到切入皮组织目标部位，并在切入部位的附近施加压力以挤出样品。
已经知道可利用各种体液抽取装置(如弹性加载的切开装置)来帮助挤出体液样品。这种体液抽取装置通常需要使用者准备好装置，将装置推压在目标部位上，然后压下按钮或其它开关以手动地促动该装置，使得装置中的皮组织穿刺件(例如刺血针)刺向目标部位。然后皮组织穿刺件刺入(例如切入)目标部位，从而产生用于挤出体液样品的开口。
利用传统的体液抽取装置来抽取体液样品可能会引起使用者感到疼痛和/或不适。这种疼痛和/或不适的一部分是由于皮组织穿刺件对目标部位的身体穿刺而引起的。然而，这种疼痛和/或不适的很大一部分也可能本质上是心理上的，这是因为使用者对目标部位穿刺的忧虑性期望以及与手动地促动该装置相关的令人不安的任何噪音而引起的。这种忧虑通常在使用者将体液抽取装置压向目标部位并有意识地决定是否要启动皮组织穿刺件时发生。另外，这种忧虑可能会导致更大的疼痛和/或不适，这是因为使用者在预期有穿刺时会在身体上绷紧目标部位。
当抽取体液样品的尝试不成功并且使用者必须再次尝试抽取体液样品时，使用者也可能感到疼痛和/或不适。例如，当将体液抽取装置推压在目标部位上时其未处于正确的方位，或者没有以正确的压力将装置推压在目标部位上时，可能无法成功地抽取体液样品。
因此，在本领域中仍然需要一种医疗装置及相关方法，其可降低因使用者对目标部位穿刺的忧虑性期望和/或不成功的体液样品抽取尝试而引起的与抽取体液样品有关的疼痛和/或不适。
发明内容
根据本发明实施例的医疗装置和方法用于减少因使用者对目标部位穿刺的忧虑性期望而引起的与抽取体液样品有关的疼痛和/或不适。该医疗装置和方法还可用来减少抽取体液样品时的不成功尝试。根据本发明实施例的医疗装置包括用于体液抽取装置的促动系统，以及包含有该促动系统的体液抽取装置。
根据本发明的用于体液抽取装置的促动系统的实施例包括检测器盖、至少一个与检测器盖相连的振动传感器，以及至少一个可与所述至少一个振动传感器进行通信的信号处理单元。另外，该信号处理单元配置成可接收来自所述至少一个振动传感器的输出信号，分析所接收到的输出信号，并基于对所接收到的输出信号的分析来将促动信号发送给体液抽取装置。
通过消除对使用者手动地促动体液抽取装置的需求，根据本发明实施例的促动系统便降低了与目标部位穿刺的忧虑性期望相关的使用者的疼痛和/或不适。与使用者手动地促动相反，信号处理单元基于对来自振动传感器的所接收输出信号的分析来自动地将促动信号发送给体液装置。另外，所接收信号的分析可用来指示何时已经将体液抽取装置正确地推压在目标部位上，从而减少了不成功的体液抽取尝试。
根据本发明的体液抽取装置的实施例包括外壳、可相对于外壳运动的切入机构、连接在切入机构上的刺血针、自动击发机构以及促动系统。此外，该促动系统包括检测器盖、至少一个与检测器盖相连的振动传感器，以及至少一个可与所述至少一个传感器进行通信的信号处理单元。
体液抽取装置的信号处理单元配置成可接收来自所述至少一个振动传感器的输出信号，分析所接收到的输出信号，并基于对所接收信号的分析来将促动信号发送给自动击发机构。
通过参考阐述了利用本发明原理的示例性实施例的下述详细描述和附图(其中相似的标号表示相似的零件)，可以得到对本发明的特征和优点的更佳理解，在图中图1A是根据本发明一个示例性实施例的促动系统的简化的截面示意图(未按比例绘制)；图1B是图1A所示促动系统的简化底视图(即朝向检测器盖的远端的视图)；图2是用于体液抽取的传统弹性加载的医疗装置(即切入装置)的简化截面图(未按比例绘制)，其可与根据本发明的示例性实施例的促动系统相结合；图3是根据本发明一个示例性实施例的体液抽取装置的简化的截面示意图(未按比例绘制)，其包括图1所示的促动系统；图4是图3所示体液抽取装置的简化的截面示意图(未按比例绘制)，其在促动系统中包含了可选的压力传感器；和图5是显示了根据本发明一个示例性实施例的处理方法中的步骤顺序的流程图。
具体实施例方式
图1A和1B分别是根据本发明一个示例性实施例的用于体液抽取装置的促动系统100的简化透视/示意图和底视图。参见图1A和1B，促动系统100包括检测器盖102、至少一个与检测器盖102相连的振动传感器104，以及可与振动传感器104进行通信的信号处理单元(SPU)106。
检测器盖102包括远端表面108和近端表面110。此外，检测器盖102包括孔102a和可偏转部分102b。在图1A和1B所示的实施例中，振动传感器104嵌入在检测器盖中的远端表面108之下。然而，也可使用任何合适的技术如表面安装来将振动传感器104连接到检测器盖102上。此外，信号处理单元106配置成可接收来自各振动传感器104的输出信号，分析所接收到的输出信号，并根据对所接收到的输出信号的分析来将促动信号发送给体液抽取装置。
远端表面108和近端表面110分别包括凹槽108a和110a。另外，远端表面108还包括凹部108b。当对远端表面108施加作用力(例如，由于将检测器盖102推压在目标部位上而引起的作用力)时，检测器盖102的可偏转部分102b构造成向内弯曲(在图1A中从右向左)。这样一来，振动传感器104便置于弯曲机械应力的作用之下。如将在下文中详细解释的那样，在振动传感器104是压电振动传感器的情况下，振动传感器104将例如响应于穿过目标部位的血液脉动所引起的振动(例如，振幅处于10微米到100微米的范围内的振动)而产生电压信号。
在促动系统100中，检测器盖102成形为可牢固地安装在体液抽取装置的外壳上。然而，在本发明的促动系统中可采用任何合适形状的检测器盖。例如，检测器盖102可由可弹性变形的材料形成，其包括但不限于弹性体材料、聚合材料、聚氨酯材料、乳胶材料、硅树脂材料及其任意组合。这种可弹性变形的材料例如可以变形以呈现出在使用期间检测器盖的远端表面108被推压在其上的目标部位(例如使用者手指上的皮组织目标部位)的轮廓。或者，检测器盖102例如可由刚性材料如硬塑料或刚性金属材料形成。
振动传感器104可以是本领域的技术人员所知的任何适当的振动传感器，例如包括压电振动传感器(例如可从英国Northants的RSComponents公司得到的双压电晶片32型压电振动传感器)和加速计传感器。在图1A和1B所示的实施例中，振动传感器104嵌入在检测器盖104的远端表面108之下。然而，也可将振动传感器部分地嵌入到检测器盖102中，或者以其它方式连接到检测器盖102上。虽然在图1A和1B所示的实施例中仅出于解释性目的而显示了三个振动传感器，然而根据本发明实施例的促动系统可以具有任何合适数量的振动传感器。振动传感器可以任何合适的设置而布置在检测器盖上/中。为了更精确地检测振动和确定检测器盖是否以正确的方位推压在目标部位上，优选使振动传感器104围绕着检测器盖104的圆周基本上等距地间隔开，如图1A和1B所示。
本领域的技术人员应当理解，振动传感器104用于将机械振动能转换成电能。例如，压电振动传感器可以产生与作用在压电式传感器上的机械应力的量级成比例的电压输出。这样，当压电振动传感器承受到机械应力所引起的振动时，压电振动传感器会产生与机械应力成比例的输出信号(例如电压输出信号)。
当将检测器盖推压在目标部位上时，穿过目标部位的血液脉动会引发振动，这会被振动传感器104检测到。这些振动导致了各振动传感器104产生输出信号(例如电压输出信号)。例如，典型的电压输出信号可能在4伏的峰到峰范围内。
来自各振动传感器104的输出信号传输到信号处理单元106，在这里它们得到接收并进行分析。信号处理单元106可以是本领域技术人员所知的任何信号处理单元或信号处理单元的组合。例如，信号处理单元106可以是逻辑信号处理单元、专用集成电路(ASIC)或可编程的微处理器。
当将检测器盖102推压在目标部位上并且在从中抽取体液样品之前，采用信号处理单元106并通过对来自振动传感器104的所接收输出信号的分析来确定检测器盖何时处于针对抽取体液而言的优化的方位和位置。例如，优化的方位和位置可对应于来自各振动传感器的处于预定范围内并与其它振动传感器的输出信号的预定误差相匹配的输出信号。在促动系统包括三个相同的振动传感器(各传感器都以相同方式与检测器盖相连)的情况下，信号处理单元将接收到来自这三个振动传感器中的每一振动传感器的输出信号，将输出信号进行相互比较，并且只有在三个输出信号均一致地处于可容许的误差范围内时才发送促动信号。在这种情况下可以大胆地假设，相一致的三个输出信号表示各振动传感器承受到相同的振动，因此表示检测器盖方方正正地定位在目标部位上。
一旦了解了本说明书，本领域的技术人员就将认识到，一般来说信号处理单元对来自振动传感器的输出信号进行分析，以确定指示了检测器盖正确地定位在目标部位上的特征输出信号是否存在。在信号处理单元检测到这种特征输出信号的存在之后，信号处理单元将促动信号发送给体液抽取装置。
本领域的技术人员从上述说明中可以认识到，只有在装置已经被正确地推压在目标部位上时，信号处理单元对输出信号的分析才会导致体液抽取装置的促动。相反，不正确的推压(例如，以非方正的方位推压在目标部位上时)将不会导致信号处理单元向体液抽取装置发送促动信号。因此，减少了在抽取体液样品时的不成功尝试。而且，由于不需要使用者手动地促动体液抽取装置，因此可以消除与穿刺忧虑或手动促动的声音相关的疼痛和/或不适。
图1A和1B所示的促动系统100可以包括至少一个可选的压力传感器(在图1A和1B中未示出)，其均可与信号处理单元106进行通信。可以使用任何合适的压力传感器，包括例如基于微动开关的压力传感器或压力换能器(这两者都可从英国Northants，Corby，NN17 9RS的RS Components Ltd.公司得到)。
另外，当在促动系统100中包括有可选的压力传感器时，还可将信号处理单元106配置成可接收来自各压力传感器的信号，分析来自压力传感器的所接收信号，并根据对来自压力传感器的所接收信号的分析来将促动信号发送给体液抽取装置。根据本发明实施例的促动系统可具有任意合适数量的压力传感器。此外，例如可将这种压力传感器以任何合适的排列布置在检测器盖上，或使其与检测器盖可操作地相连。对于更精确的压力检测而言，优选使这种压力传感器以基本上等距隔开的相互关系来布置。
压力传感器在根据本发明的促动系统中是可选的。然而，将这种传感器包括进来可提供一种用来监测将检测器盖102推压在目标部位上的作用力的手段，这是通过信号处理单元对来自压力传感器的所接收信号进行分析来实现的。因此，压力传感器的使用提供了描述检测器盖102与目标部位之间关系的额外信息。例如，对来自压力传感器的信号的分析可以提供如何将检测器盖102稳固地压在目标部位上的指示，而只有当分析指示出存在有足以保证成功抽取体液样品的压力时，信号处理单元才发送促动信号。
促动系统100构造成可与体液抽取装置如弹性加载的切入装置一起使用。图2是一种弹性加载的切入装置200的简化剖视图，该装置可以使用根据本发明实施例的促动系统。弹性加载的切入装置200包括外壳202、端盖204、可相对于外壳运动的切入机构206，以及击发机构208。
切入机构206包括启动件(prime)210、弹簧212、后挡板214、端挡板216、刺血针固定器218以及刺血针220。击发机构208包括击发按纽222、枢轴224以及卡子226。
弹性加载的切入装置200从目标部位(例如使用者手指上的皮组织目标部位)中抽取体液样品(例如血样)的应用通常如下所述地进行。在已经将刺血针220安装在刺血针固定器219中之后，通过沿图2中的箭头方向拉动启动件210便可使切入机构206启动。这种启动导致(i)弹簧212在后档板214和刺血针固定器218之间被压缩，并且(ii)使卡子226锁住刺血针固定器218，如图2所示。然后利用足以保证进行体液抽取的压力来将弹性加载的切入装置200的端盖204推压在目标部位上，之后切入到目标部位中。最好将端盖对称地(方方正正地)推压在目标部位上，因为这种对称的方位可以提高成功抽取体液样品的可能性。
之后，使用者手动地压下击发按纽222，导致击发机构206围绕枢轴224旋转，使卡子226退回并释放刺血针固定器218。刺血针固定器218的释放使弹簧伸展，促使刺血针220向目标部位运动。刺血针固定器218和挡板216可防止刺血针220运动超过预定的距离。
如上所述，使用者可能会在将端盖204对称地推压在目标部位上以及确定何时已经将足够的压力施加在目标部位上以进行体液样品抽取的方面具有困难。然而，通过在体液抽取装置(例如图2所示的弹性加载的切入装置200)中采用根据本发明实施例的促动系统，就可以检测到对称的方位外加足够压力，并利用它们来自动地促动体液抽取装置。
图3是根据本发明一个示例性实施例的体液抽取装置300(例如切入装置)的简化的截面示意图，其包括图1A和1B所示的促动系统100。体液抽取装置300也包括外壳302、切入机构306(可相对于外壳302运动)以及自动击发机构308。切入机构306包括刺血针312(例如整体式刺血针和测试带)以及刺血针固定器314。检测器盖102包括孔102a，利用该孔102a便可在将检测器盖102推压在目标部位上时使目标部位鼓起来。
自动击发机构308可以是本领域的技术人员所知的任何合适的自动击发装置，其包括但不限于如英国专利申请No.0323350.9(于2003年10月6日提交，代理人档案号为No.DDI-5018)中所介绍的压电机构。其它自动击发机构可能涉及到例如(i)使卡子电子式地缩回以释放被压缩的弹簧，而弹簧的伸展则促使刺血针向目标部位运动，或者(ii)电磁驱动器。
如上所述，信号处理单元106分析来自振动传感器104的输出信号，从而确定当将检测器盖102推压在目标部位上时检测器盖102何时处于正确的位置。相反，信号处理单元也可对来自振动传感器104的输出信号进行分析，以检测出检测器盖102的不正确定位，并阻止促动刺血针312。
一旦了解了本说明书，本领域的技术人员就将认识到，根据本发明的体液抽取装置的实施例可包括各种结构的检测器盖，例如包括一个整体式的检测器盖，其可起端盖和检测器盖的作用(如图3所示)。
图4是根据本发明另一示例性实施例的体液抽取装置400的简化的截面示意图，该装置400与图3中的装置300大致相同，不同之处在于，装置400(a)包括压力传感器402，(b)包括可压缩的O形密封圈404，并且(c)信号处理单元106配置成可接收来自压力传感器402的信号，分析来自压力传感器402的所接收信号，并根据对来自压力传感器402的所接收信号的分析来将促动信号发送给自动击发机构308。
在图4所示的实施例中，压力传感器402设置在可压缩的O形密封圈404和外壳302之间(即压力传感器402不是直接与检测器盖102相连)，这样，压力传感器402可检测到将检测器盖102推压在目标部位上的压力。虽然在图4所示的实施例中仅出于说明的目的而显示了两个压力传感器402，然而根据本发明实施例的促动系统可具有以任何合适排列来布置的任意合适数量的压力传感器。如上述针对图1A和1B所讨论的那样，在促动系统100中结合压力传感器可用来确定将检测器盖102推压在目标部位上的压力。
图5是显示了根据本发明一个示例性实施例的用于抽取体液样品的方法500中的步骤顺序的流程图。方法500包括提供一种包含有自动击发机构和促动系统的体液抽取装置，如步骤510所述。体液抽取装置的促动系统包括检测器盖、至少一个与检测器盖相连的振动传感器，以及至少一个可与振动传感器进行通信的信号处理单元。另外，该信号处理单元配置成可接收来自各振动传感器的输出信号，分析所接收到的输出信号，并基于对所接收到的输出信号的分析来将促动信号发送给自动击发机构。
体液抽取装置的促动系统还可选择性地包括至少一个压力传感器，信号处理单元配置成可接收来自压力传感器的信号，分析来自压力传感器的所接收信号，并基于对来自压力传感器的所接收信号和振动传感器的输出信号的分析来将促动信号发送给自动击发机构。
在步骤510中提供的体液抽取装置例如可以是如图3所示的体液抽取装置300，如图4所示的体液抽取装置400，或者是根据本发明实施例的任何其它的体液抽取装置。
接下来将体液抽取装置压向目标部位(例如使用者手指上的皮组织目标部位)，如图5中的步骤520所述。随后如步骤530所述，信号处理单元接收来自振动传感器的输出信号。
然后使用信号处理单元来分析所接收到的输出信号(见步骤540)。如在上文中参照图1A和1B所示的促动系统和图3所示的体液抽取装置所介绍的那样，这种分析可包括对所接收到的信号进行的分析。之后如步骤550所述，根据对所接收到的输出信号的分析来将促动信号从信号处理单元发送给自动击发机构。
在促动系统选择地包含有压力传感器的情况中，步骤540还包括由信号处理单元来接收来自各压力传感器的信号。另外，步骤550包括利用信号处理单元来分析来自压力传感器的所接收信号，而步骤560包括基于对来自振动传感器的所接收输出信号和来自压力传感器的所接收信号的分析来将促动信号从信号处理单元发送给自动击发机构。
由于根据本发明的方法包括基于对来自振动传感器的所接收输出信号的分析来从信号处理单元中发出促动信号，因此使用者无法预期到这种促动发生的时间，并且不需要手动地促动体液抽取装置。因此，消除了与这种预期和手动促动相关的使用者的疼痛和/或不适。
应当理解，在实施本发明时可以采用本文所介绍的本发明实施例的各种变型。因此，本发明的范围由所附权利要求来限定，属于这些权利要求及其等效物的范围内的方法和结构均被覆盖。
权利要求
1.一种用于体液抽取装置的促动系统，所述促动系统包括具有近端表面和远端表面的检测器盖；至少一个与所述检测器盖相连的振动传感器；和可与所述至少一个振动传感器中的各振动传感器进行通信的信号处理单元，其中，所述信号处理单元配置成可接收来自所述至少一个振动传感器中的各振动传感器的输出信号，分析所接收到的输出信号，并基于对所接收的输出信号的分析来将促动信号发送给所述体液抽取装置。
2.根据权利要求1所述的促动系统，其特征在于，所述至少一个振动传感器中的各传感器是压电振动传感器。
3.根据权利要求2所述的促动系统，其特征在于，所述至少一个振动传感器中的各传感器连接在所述检测器盖的远端表面上。
4.根据权利要求2所述的促动系统，其特征在于，所述至少一个振动传感器中的各传感器嵌入在所述检测器盖内。
5.根据权利要求2所述的促动系统，其特征在于，设有多个压电振动传感器，所述压电振动传感器相对于所述检测器盖对称地间隔开。
6.根据权利要求1所述的促动系统，其特征在于，所述促动系统还包括至少一个与所述检测器盖相连的压力传感器，其中所述信号处理单元还配置成可接收来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的信号，分析来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的所接收信号，并根据对来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的所接收信号的分析来将促动信号发送给所述体液抽取装置。
7.根据权利要求6所述的促动系统，其特征在于，各所述压力传感器直接连接在所述检测器盖上。
8.根据权利要求6所述的促动系统，其特征在于，所述至少一个压力传感器间接地连接在所述检测器盖上。
9.根据权利要求1所述的促动系统，其特征在于，所述信号处理单元是逻辑信号处理单元。
10.一种体液抽取装置，包括外壳；可相对于所述外壳运动的切入机构；连接在所述切入机构上的刺血针；自动击发机构；和促动系统，其包括检测器盖；至少一个与所述检测器盖相连的振动传感器；和可与所述至少一个振动传感器中的各振动传感器进行通信的信号处理单元，其中，所述信号处理单元配置成可接收来自所述至少一个振动传感器中的各振动传感器的输出信号，分析所接收到的输出信号，并基于对所接收信号的分析来将促动信号发送给所述自动击发机构。
11.根据权利要求10所述的体液抽取装置，其特征在于，所述体液抽取装置构造成用来抽取血样。
12.根据权利要求10所述的体液抽取装置，其特征在于，所述体液抽取装置构造成用来抽取间质液(ISF)。
13.根据权利要求10所述的体液抽取装置，其特征在于，所述体液抽取装置还包括至少一个压力传感器，所述信号处理单元还配置成可接收来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的信号，分析来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的所接收信号，并根据对来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的所接收信号的分析来将促动信号发送给所述自动击发机构。
14.一种用于促动体液抽取装置的方法，所述方法包括提供包括有自动击发机构和促动系统的体液抽取装置，所述促动系统包括具有近端表面的检测器盖；至少一个与所述检测器盖相连的振动传感器；和可与所述至少一个振动传感器中的各振动传感器进行通信的信号处理单元，其中，所述信号处理单元配置成可接收来自所述至少一个振动传感器中的各传感器的输出信号，分析所接收到的输出信号，并基于对所接收的输出信号的分析来将促动信号发送给所述自动击发机构；将所述体液抽取装置压向目标部位；由所述信号处理单元接收来自所述至少一个振动传感器中的各传感器的输出信号；利用所述信号处理单元对来自所述至少一个振动传感器中的各传感器的输出信号进行分析；基于所述分析来将促动信号从所述信号处理单元发送给所述自动击发机构。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述发送步骤包括在所述分析指示出所述检测器盖被对称地推压在所述目标部位上时发送促动信号。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述提供步骤包括提供包括带有至少一个压力传感器的促动系统的体液抽取装置；和所述接收步骤包括在所述信号处理单元处接收来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的信号；和所述利用步骤包括利用所述信号处理单元对来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的信号进行分析；和所述发送步骤包括根据对来自所述至少一个振动传感器中的各传感器的所接收输出信号和来自所述至少一个压力传感器中的各传感器的所接收输出信号的分析来将促动信号从所述信号处理单元发送给所述自动击发机构。
全文摘要
一种用于体液抽取装置的促动系统，包括检测器盖、至少一个与检测器盖相连的振动传感器，以及至少一个可与振动传感器进行通信的信号处理单元。另外，该信号处理单元配置成用来接收来自振动传感器的输出信号，分析所接收到的输出信号，并基于对所接收的输出信号的分析来将促动信号发送给体液抽取装置。
文档编号A61B5/00GK1692883SQ200510070118
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者R·戴, M·阿发雷兹-伊科扎, S·帕尔马 申请人:生命扫描有限公司