专利名称：具有带多个交叉通气密封壳体的外罩的防水便携式输液装置的制作方法
背景技术：
发明领域本发明涉及一种外部输液装置、例如便携式胰岛素输液泵，更具体地而言，本发明涉及一种具有带多个密封壳体的外罩的外部输液装置、例如便携式胰岛素输液泵。
相关技术的描述便携式外部输液装置、例如便携式胰岛素输液泵是众所周知的。诸如糖尿病患者等用户在他们的衣服、例如皮带上或衣服口袋里戴上这些装置。为了让用户享受包括例如游泳和室外运动的所有活动，对于该装置来说，防止水的进入是十分必要的，因为水的进入会损坏该装置的内部电子元件。
对这种水密封的需求因为需要在装置内部和大气之间确保压力平衡的额外需求而变得很复杂，该额外需求是为了防止装置内部出现可不利地影响液体药物、例如胰岛素分配传输的压力梯度。因此，就产生了快速平衡压力的需求，例如在用户乘坐飞机中飞行时因飞机的上升或下降导致飞机机舱中压力波动的情况下。这种机舱压力的波动可能导致胰岛素输液泵外罩中的压力快速地超过机舱压力，这可能导致突然意想不到和非所需地对用户注射胰岛素。
传统的输液泵一般包括限定了单壳体的外罩。该壳体在单一外壁内部封闭了储药器、驱动机构、用于控制该驱动机构的电子电路、电池、用于密封电池门和储器门的O型密封圈、以及允许空气通过但阻止液体从中通过的通气孔。这些通气孔允许外罩内的压力与大气压力相等。
虽然有这些特征，但是，传统的单壳体装置具有至少一个主要的缺点，即，水的侵入、胰岛素的溢出或任何其它液体的侵入将使得液体接触电子元件和敏感的电子电路，从而永久地损坏元件和电路或至少引起装置故障，这些情况是由于机械故障或操作者失误、例如在更换储器或电池后忘记关闭牢储药器门或电池门造成的。
另外，尽管一些已知的输液泵包括具有单独隔间的外罩，但是，这些隔间彼此之间没有密封，因此，泄漏进一个隔间中的水也能流入其它隔间中，同样会威胁到电子元件和电路。
发明概要因此，本发明致力于提出一种输液装置以及一种用于输液装置的多壳体外罩，其减轻或基本消除了与现有技术局限性和缺点有关的一个或多个问题。本发明的另外的特征和优点将在下面的描述中阐明，并在一定程度上在以下描述中成为显而易见的或可以通过本发明的实践来认识到。本发明的优点将通过在下面的书面描述、附图和权利要求中具体指出的装置来实现并获得。
为了获得这些和其它的优点并符合本发明的目的，如这里所具体实施并在广义上所描述的那样，本发明包括一种外部输液装置、例如便携式输液泵，该输液装置具有带多个隔间的外罩，每一个隔间都容纳该装置的元件并与其它隔间密封隔开，以便限定多个连接在一起的壳体。由外壁包围的外罩包括第一壳体即储器壳体，该壳体封闭了驱动机构以及可再填充或可更换的液体储器，例如胰岛素储器或类似容器。该外罩进一步包括第二壳体即电子机械壳体，该壳体封闭了泵元件、用于控制该泵的电子器件以及用于根据所选的模式从液体储器中分配液体的驱动机构。该外罩进一步包括第三壳体即电池壳体，该壳体封闭了一个或多个电池。
优选的是，用户可经由外罩外壁上的第一开口来够到第一壳体即储器壳体，以用于再填充或更换储器。用户可经由外罩外壁上的第二开口来够到第三壳体即电池壳体，以用于电池的充电或更换。优选的是，用户不能够到第二壳体即电子机械壳体。
主通气口设置在外壁上，用于输液装置与大气连通，每一个主要的通气口都包括疏水性屏障、例如疏水性膜片，其允许空气或气体从中通过并允许压力平衡，但阻止液体从中通过。
至少一个也包括上述疏水性屏障的次通气口设置在所选的壳体之间，例如在电子机械壳体与储器壳体之间，和/或在电子机械壳体与电池壳体之间，或者以上这两种情况都有。
优选的是，第二壳体即电子机械壳体经由次通气口连通至储器壳体或电池壳体，并因此通过各自的主通气口而与大气连通。
优选的是，疏水性膜片被选择为可使进水压力超过膜片沉浸在液体中时所承受的压力，并且使得空气流率尽可能高，以允许实现快速的压力平衡。
可以理解的是，前述的一般描述和后面的详细描述是示例性的和说明性的，用于提供对权利要求所述的本发明的进一步说明。
附图提供了对本发明的进一步理解。他们结合在本说明书中并构成本说明书的一部分，显示了本发明的当前优选实施例，并与本说明书一起用于说明本发明的原理。
附图简介
图1是根据本发明的用于外部输液装置的多壳体外罩的示意图；图2是根据本发明的多壳体外罩的示意图，描述了经由主通气口和次通气口的壳体的通气；图3是根据本发明的多壳体外罩的示意图，描绘了包括储器壳体主通气口堵塞在内的第一异常情况下的通气；图4是根据本发明的多壳体外罩的示意图，描绘了包括电池壳体主通气口堵塞在内的第二异常情况下的通气；图5是根据本发明的多壳体外罩的示意图，描绘了包括储器壳体次通气口堵塞在内的第三异常情况下的通气；图6是根据本发明的多壳体外罩的示意图，描绘了包括电池壳体次通气口堵塞在内的第四异常情况下的通气；图7是根据本发明的外部输液装置外罩的顶部透视图；图8是图7所示外部输液装置外罩的前视图；图9是用于外部输液泵的传统单壳体的示意图。
优选实施例的详述现在将详细参见本发明的当前优选实施例，在附图中显示了其一个示例。
如这里所具体体现并参照图1和图7，一种外部输液装置20包括多壳体外罩22。
根据本发明，外壁24包围多个各自用于封闭外部输液装置各元件的如下所述的壳体，其中所述壳体由一系列内壁26分成气密式密封的并基本上彼此隔离的单独壳体。如这里所具体体现并参照图1和图9，第一壳体、即″储器″壳体30由在外壁24内的内壁26所限定。储器壳体30构造成用于保持住可再填充或可更换的液体储器32。储器32包括通常为圆柱形的储存部分33，该储存部分33中止于直径减小的末端37，并构造成可容纳医药液体、例如胰岛素。储器32还包括线性移动的柱塞34。储存部分33和柱塞34一起协作，而限定了输液泵结构，这在本技术领域中是众所周知的。优选的是，储器壳体30包括由安装在外壁24上的旋拧式盖子35所关闭的开口，该开口使得用户可以够到储器隔间30，以便在必要时再填充或更换储器32。更优选的是，设有O型密封圈36，以便在储器32和储器壳体30的壁之间形成密封。同样优选的是，该旋拧式盖子35可以构造为具有孔口37，从而允许液体、例如胰岛素经由插管(未显示)而流出储器32并到达用户。
如这里所具体体现，储器壳体30还包括驱动机构、优选为如图1广义上所显示的导螺杆38和驱动螺母138，该驱动机构用于对柱塞34施加压力，并因此对储器32的储存部分33内的液体施加压力，从而通过孔口37将其中的液体分配出去。导螺杆38旋转，其旋转运动作用在驱动螺母138上，驱动螺母138又将旋转运动转换为线性运动并在线性方向上推动柱塞34。导螺杆38穿过内壁26上的孔39而到达泵机构，这将在下面描述。
根据本发明，如这里所具体体现并参照图1，第二壳体即电子机械壳体40设置在外壁24内。电子机械壳体40封闭了在这里广义上所具体体现的泵机构41，其包括优选为无刷直流电动机的电动机142、行星齿轮箱143，以及用于将动力从电动机142传送至导螺杆38基部的减速齿轮组144。孔39处设有密封件42，其与导螺杆38一起密封孔39以防止水泄漏，同时仍然允许导螺杆38通过孔39。密封件42优选是旋转球密封件，其阻止水通过孔39，同时可减小作用在导螺杆38上的摩擦力。电子机械壳体40还封闭了电子元件组件43，该组件包括例如控制器、存储器、用于传送和接收无线数据并控制到达和来自外部控制源的信号的发射器/接收器，以及与外壁24上的键盘和显示器(未显示)对接的相关电子元件。泵机构41、导螺杆38和柱塞34一起协作，以便使液体根据所选的模式而从储器32分配至用户。例如，当外部输液装置20是胰岛素输液泵并且储器32包含有液体胰岛素时，电子元件组件43可以编程而带有一个或多个用于控制胰岛素分配至用户的基本模式，这些基本模式例如以用户的所测血糖水平、用户食物的摄取、用户的锻炼水平等等为基础，这在糖尿病治疗领域是众所周知的。这些基本模式可以被编程而设置在本地的或来自外部控制源电子元件组件43中的控制器中。如这里所具体体现，用户是不能够到电子机械壳体40的。
根据本发明，如这里所具体体现并参见图1，第三壳体即″电池″壳体50设置在外壁24内部。电池壳体50构造成可封闭一个电池52或多个电池52。电池的确切类型对于本发明而言是不重要的。电池壳体50优选包括由可拆式地或可旋转地安装在外壁24中的门54来密封的开口，使得用户可以够到电池壳体50以便在需要时更换电池52或对其进行再充电，进一步优选的是，该门54包括O型密封圈56。
根据本发明，多个主通气口设置成用于输液装置与大气连通。如这里所具体体现并参见图1、图7和图8，第一主通气口60设置在外壁24内，并具有进入储器壳体30中的开口。第一主通气口60使储器壳体30与大气连通，以便确保在柱塞34和大气之间没有压力差，这种压力差可能导致可分配液体的意外驱动力作用在储器32的液体上。如这里所具体体现，第二主通气口62优选设置在电池壳体门54上，并通往电池壳体50。第二主通气口62使电池壳体50与大气连通，以便防止因例如电池中化学反应所产生的氢气等气体积聚，而在隔间中产生不受控的压力积聚。
优选的是，第一和第二主通气口60，62都包括由疏水性屏障、例如疏水性膜片64来密封的孔口，这种膜片在本领域是众所周知的。疏水性膜片允许空气和其它气体从中通过，从而允许每一个主通气口两边压力平衡，但会阻止水从中通过。
如这里所具体体现，在电子机械壳体40和大气之间没有直接设置主通气口；然而，电子元件和泵壳体40的连通通过下面所述的方式来实现。
根据本发明，在所选的隔间之间设有至少一个次通气口。如这里所具体体现，每一次通气口也包括疏水性屏障、例如疏水性膜片。
如这里所具体体现并如图1至图6所示，在内壁26中设有次通气口66，其包括与主通气口60和62中所用疏水性膜片相类似的疏水性膜片64，该次通气口66位于电子机械壳体40和储器壳体30之间，位于电子机械壳体40和电池壳体50之间，或者以上这两种情况都存在。次通气口66防止在电子机械壳体40中出现非所需的压力积聚，从而防止在隔间内出现冷凝，并确保在外壁24上键盘(未显示)上有足够的反压力。次通气口66允许电子机械壳体40经由相应储器壳体30或电池壳体50或这两者上的主通气口60或62与大气连通。
如这里所具体体现，如图2所示由主通气口60和62及次通气口66形成的冗余设置确保全部三个壳体即使在异常情况下也能实现通气和压力平衡，该异常情况例如为储器壳体主通气口60堵塞(如图3所示)、电池壳体主通气口62堵塞(如图4所示)，或其中一个次通气口组66堵塞(如图5和图6所示)。
另外，如这里所具体体现，如果电池壳体50和/或储器壳体30例如因为以下这些原因而被无意中填充了液体(a)由于O型密封圈36或56中的一个或两者出现机械故障；(b)用户未固定壳体门35或54的其中一个或两者；或(c)主通气口60或主通气口62中的疏水性膜片失效，那么，次通气口66中的疏水性膜片64加上导螺杆孔39中的密封件42将根据具体情况而把液体隔离至已充填的隔间30或50，并防止液体进入电子机械壳体40，从而保护了泵41的电动机以及电子机械壳体40中的敏感电子元件组件43。
优选的是，选择主通气口60和62中的疏水性膜片64以及次通气口66中的疏水性膜片64，使得各膜片的进水压力(WEP)大大超过所选深度、即合理地预期这些膜片浸入水中所能承受的深度处的流体压力。例如，当要求5.2psi的测试压力(即水面下12英尺深处的流体压力)的情形下，所选的大约10至15psi的进水压力WEP就提供了优选的设计余量。
同样优选的是，一旦选定了合适的进水压力WEP，将从那些能提供最高空气流率的膜片中选择疏水性膜片，以便实现所需的耐水性以及尽可能快平衡膜片两边压力的能力。
对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在不背离本发明实质和范围的前提下，对本发明的外部输液装置外罩进行变更和修改。本发明覆盖了属于所附权利要求范围内的所有这些变更和修改及其合法的等效设置。
权利要求
1.一种输液装置，包括包括外壁和多个相邻内部壳体的外罩，其包括封闭了液体储器和驱动机构的第一壳体；设置在第二壳体内的电子元件组件和泵组件，其用于根据所选的模式控制驱动机构从储器中分配液体；设置在第三壳体内的电池；设置成用于输液装置与大气连通的主通气口，所述主通气口包括允许气体从中通过但阻止液体从中通过的疏水性屏障；和至少一个设置在所选的所述壳体之间的次通气口；所述至少一个次通气口包括允许气体从中通过但阻止液体从中通过的疏水性屏障。
2.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述液体储器装有胰岛素。
3.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述液体储器限定了注射器，其包括通常为管状的液体储存部分和可动的柱塞。
4.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述驱动机构包括导螺杆和驱动螺母。
5.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述第二壳体经由所述次通气口以及所述第一和第三壳体中的至少一个而与大气连通。
6.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述第一壳体包括用于用户够到所述第一壳体的器具。
7.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述第三壳体包括用于用户够到所述第三壳体的器具。
8.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，用户无法够到所述第二壳体。
9.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述疏水性屏障包括膜片，各所述膜片具有预选的最小进水压力。
10.根据权利要求9所述的输液装置，其特征在于，所述预选的最小进水压力高于所选水深处的水压。
11.根据权利要求9所述的输液装置，其特征在于，所述预选的最小进水压力大于或等于大约10psi。
12.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述外罩是便携式的。
13.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述液体储器是可再填充的。
14.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述液体储器是可更换的。
15.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述外罩构造成可隐藏在用户身上。
16.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述至少一个次通气口设置在所述第二壳体与所述第一及第三壳体中的至少一个之间。
17.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述驱动机构经由包括密封件的开口而从所述第一壳体延伸至所述第二壳体。
18.根据权利要求1所述的输液装置，其特征在于，所述第一、第二和第三壳体彼此密封隔开，以防止液体在它们之间通过。
19.一种用于外部输液泵的外罩，包括外壁；构造成用于封闭液体储器和驱动机构的储器壳体；构造成用于封闭泵元件和电子控制组件的内部电子机械壳体；构造成用于封闭至少一个电池的电池壳体；用于外罩与大气连通的多个主通气口；和设置在所述电子机械壳体与所述储器壳体及电池壳体中至少一个之间的至少一个次通气口。
20.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，所述主通气口和至少一个次通气口各自包含允许空气通过但阻止液体从中通过的疏水性屏障。
21.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，所述储器壳体包括用于用户够到所述储器壳体的器具。
22.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，所述电池壳体包括用于用户够到所述电池壳体的器具。
23.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，用户无法够到所述电子机械壳体。
24.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，所述外壁构造成便携式的。
25.根据权利要求24所述的外罩，其特征在于，所述外壁构造成可隐藏在用户身上。
26.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，所述电子机械壳体经由所述至少一个次通气口以及所述储器壳体和电池壳体中的至少一个而与大气连通。
27.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，所述通气口包括具有预选的进水压力的疏水性膜片。
28.根据权利要求27所述的外罩，其特征在于，所述预选的进水压力高于在所选水深处的水压。
29.根据权利要求27所述的外罩，其特征在于，所述预选的进水压力在大约10psi至大约15psi之间。
30.根据权利要求27所述的外罩，其特征在于，所述疏水性膜片包括预选的空气流率。
31.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，所述储器壳体由内壁壳体来限定，其中的孔构造成可使所述驱动机构从中通过，并且由密封件来密封。
32.根据权利要求19所述的外罩，其特征在于，所述储器壳体、所述电子机械壳体、所述电池壳体彼此之间密封隔开，以防止液体在它们之间通过。
全文摘要
一种封闭在多壳体外罩内的外部输液装置。封闭在外壁内的第一壳体封闭了液体储器和驱动机构。第二壳体封闭了泵以及用于以所选模式控制驱动机构从储器中分配液体的电子装置。单独的第三壳体封闭了电池。第一和第三壳体经由具有疏水性屏障的主通气口而与大气连通。第二壳体经由具有疏水性屏障的次通气口而与第一和第三壳体中的至少一个通气。疏水性屏障允许空气通过但阻止液体从中通过，并允许压力平衡。进入一个壳体中的液体将被阻止流入其它相邻的壳体中。
文档编号A61M5/145GK1917911SQ200580004263
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月9日 优先权日2004年2月10日
发明者P·J·保罗, S·M·奥康诺尔 申请人:安尼马斯公司