专利名称：医用自动微型注射器和取样器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适合以自动方式既用于注射药物也用于取样(血 液或其它)的医用微型装置，该医用微型装置以皮肤、皮下、静脉、 肌肉或皮内方式对人或动物进行注射和取样。
特别是，本发明提供适于能够进行一次或多次无痛注射和/或取样 的医用装置，并且不会使一个或多个人自身产生恐惧或在医务监督下 进行。
背景技术：
通常，透皮装置均采用注射管(syringe)或"贴片(patch)"的形 式。作为示例，注射管可以是注射笔、注射输送器，或者更通常地说 是由使用者手持的注射器装置。贴片是使用微针进行注射的极平的系 统，其借助任何类型的工具，例如粘着工具、维可劳带(Velcro strips )、 弹性带等紧固在皮肤上。
采用注射管或贴片形式的透皮装置具有可见的针，且尤其是其尺 寸足以令使用者能够瞄准血管或者更通常地说是眼睛可见的任何注射 目标。
对于某些患者，使用注射管有时会造成心理障碍，或者甚至是精 神创伤。因此，仅看到针就会使他们昏厥，或者会给他们造成心理压 力。 一些人甚至发现无法为其自身进行注射。这种情况会对被隔离的 患者(例如承受糖尿病痛苦、需要反复或者在意外或不可预知地发作 时注射胰岛素的患者)产生显著的后果。
皮内装置，也称作微针植入物，通常采用置于真皮下、肌肉中、 更准确地说是血管上或软骨区附近的微针植入物的形式。利用这种植 入物，在特定的患者身上进行反复的注射和取样操作也可能是必需的。因而需要有以反复的方式注射药物的装置，它也可以用于反复取 样，例如血液。另外，在使用同一装置时，能够在取样和注射之间进 行交替也将是有利的。
专利文献DE4221312披露了 一种适于执行静脉和肌肉注射的透 皮装置。利用多普勒效应传感器注射药物，多普勒效应传感器能够在 该装置移动时检测到血管的方向和深度。于是使用者必须促使时钟指 示器与血管的方向相符。该操作复杂且困难，并且仅能由有资格的医 务人员来执行。
因此，使用这种装置，不可能自动执行药物注射和提取血样。甚 至于患者不太可能能够自己执行这种注射或取样操作。
专利申请WO2006/120619A披露了 一种用于注射和取样操作的系 统，它能够使与贮液器连接的针插入患者体内，特别是该系统包括用 于检测血管方向的检测器系统、响应该检测结果致动的控制单元。专 利申请US2003/069509A1披露了另 一种能够确定适当的取样点的用于 取样操作的系统，它包括至少一根能够被致动的针和用于检测血管的 装置。但是，这两种系统不能够使注射和取样操作容易且连续地进行。
发明内容
因而本发明的目标是提供能够以自动方式执行注射和/或取样操 作的装置，以方便医务人员的工作，提高患者的安全性，并且适于由 患者在没有畏惧的情况下自己使用。
为此，本发明提供自动且微型化的医用注射器和取样器装置，它 包括外壳和可相对所述外壳移动的至少一根针，该装置的特征在于其 包括
.适于以预定量检测血管存在的检测系统；
.适于促使针根据所述检测系统所提供的信息而移动的控制单元； -以及容纳要注射物质或要抽取样本的至少一个贮液器。 应当理解的是，本发明因而使自动执行静脉注射成为可能。通过 检测血管，还应当理解的是当不存在预定量的血管时，传感器传送信息到控制单元。控制单元于是实时获悉没有预定量的血管，从而使执 行肌肉注射或皮下注射成为可能。
这样，使用者无需盯着针并且针的大小也不必是令使用者能够瞄 准血管的。
在本发明的一个特定实施方式中，该装置包括通过喷射使针与麻 药和/或消毒物质接触的微机电部件。
在本发明的另一个特定实施方式中，该装置包括适于将用于注射 的所述物质从贮液器中推出以便执行注射的部件，该部件可以是气动 部件或微机电系统。
在本发明的另一个特定实施方式中，该装置包括下述特征
-适于使针相对外壳移动的微机电系统；
.适于分析样本的部件；
.适于传输代表分析结果的信号给外部设备或另一注射器和取样 器装置的部件；
'提供声音和/或视觉信号的发信号部件，该声音和/或视觉信号适 于提供代表检测系统所接收的信号的信息； .粘性表面； -独立电源；
-和/或给针消毒的微型激光器、或者微波或超声枪。 在本发明的另一个特定实施方式中，该装置包括适于将所述要抽
取的物质的样本吸入贮液器的部件，该部件可以是气动部件或微机电系统。
在本发明的一个特定实施方式中，每个贮液器在机电系统所施加 的压力作用下都是可变形的。
在本发明的另一个特定实施方式中，该装置包括分别与相应的针 和相应的泵装置连接的多个贮液器，每个贮液器与相应的针和相应的 泵装置一起形成一个部分，所述各部分以互为整体的方式组合在一起， 以形成相对外壳可移除的注射筒，并且所述控制单元被设计成能够以 单独的方式作用于每个部分。在本发明的另一个特定实施方式中，该单元包括旋转驱动系统， 该旋转驱动系统被设计成使注射筒在外壳内转动，从而利用机电系统 使每个部分相继移动到位。
因此，每个与相应的针和相应的泵系统相关联的贮液器总体形成 注射筒的独立且完备的部分。因而可以理解的是，利用这种装置，以 自动方式接连进行一次或多次注射和取样操作是可能的。
本发明的自动注射器和取样器装置的一个特定实施方式在下面得 到更详细的描述且在附图中示出。仅仅借助本发明的指示性和非限制 性的示例给出该描述。
图1以轴向截面图示出采用注射管形式的本发明的装置。
图2以轴向截面图示出图1的装置，其中它的各种可分离的元件 分隔开。
图3是图1所示本发明装置的注射筒的截面的平面图。 图4是示出图1的装置为注射而进行的操作的图表。 图5是示出图1的装置为取样而进行的操作的图表。 图6是本发明装置的一个轴向截面图，该装置被执行为一个特别 平的装置-也被称为"贴片"。
具体实施例方式
图1示出本发明采用注射管的特殊构造的注射和取样器装置1。 装置1大致是圆筒形的并且包括外壳2，外壳2具有位于其中的可移 除的注射筒3。
如图2所示，外壳2由三个互相分离的元件构成顶盖4、中心 圆筒主体5和检测器基部6。中心圆筒主体5具有中空的构造，用以 经由其端部中一个端部接纳注射筒3。另一个端部用以接纳顶盖4。
当注射筒被插在中心圆筒主体5中时，它由基部6来保持。采用 注射管形式的注射和取样器装置1因而大致是圆筒形的， 一端有顶盖4而其相对端有检测器基部6。
具体来讲，顶盖4由控制单元7、放在顶盖4外侧部分上的显示 器8和例如在射频下操作的收发器模块9构成。显示器8可以是液晶 显示器(LCD)屏或发光二极管(LED)矩阵。或者，显示器8可以 由适于产生声音信号的系统替代。
中心主体5大体包括读取器和分析器系统10、微型机电系统11 和用于使注射筒3在外壳2内绕轴线转动的旋转驱动系统21。术语微 型机电系统或微机电系统(MEMS)用于表示通过执行为了制成微型 机构而用在电子工业中的技术所构成的任何系统。在该实施方式中， ^/L电系统11例如由活塞及其驱动部件一起构成。
具体来讲，读取器系统10例如借助条形码读取器能够识别注射筒 的每个贮液器13的容纳物。有利的是， 一旦注射筒3已插在外壳2 中，读取器系统10能够使装置l确定注射筒3是否容纳了例如用于静 脉注射的物质。有利的是，读取器系统IO还为每个注射筒提供可追踪 性。
检测器基部6大体包括检测器系统12。可以在检测器系统12中 使用各种类型的传感器，这依据于介入类型静脉内的、肌肉的或皮 下的。例如，使用多普勒效应传感器、红外线或压力传感器、或者实 际上(indeed)基于雷达原理操作的传感器、或者光学传感器都是可 能的。根据所用传感器的类型，所探测的区域和量(volume)可以是 棱柱形的、圆筒形的或圆锥形的。例如，使用红外线或超声传感器是 可能的。
作为示例，检测器系统12确定真皮的厚度、脂肪块的厚度、全部 血管的大小和深度、肌肉块的密度、或者骨駱或软骨区的存在。
图3示出如图l和2所示的可移除注射筒3的顶部，根据本发明， 注射筒3由以圆形方式绕注射筒3的纵向轴线布置的多个部分22构 成。每个部分22自身大体由贮液器13、针、泵装置14与消毒和麻醉 系统20构成。多个部分22例如借助塑料材料壁稳固地组合在一起。
具体地讲，每个部分22包括药物或血样的贮液器13，贮液器13具有紧固到其底部部分的泵装置14。针15经由形状记忆锥体16紧固 在泵装置14的底部部分。该锥体由具有形状记忆特性的能够变形、尤 其是当在其上施加电或热激励时能够膨胀的金属制成。形状记忆锥体 16因而能够被校准，以在给定的激励下膨胀通过一定的精确距离。
对于每种类型的装置注射管、贴片或植入物，针是特定的。作 为示例，根据应用和装置，针的大小可在从0.5mm到8mm的范围内。 针由各种材料制成，比如不锈钢、钢合金、注塑或合成的塑料材料、 陶瓷、毫微管......。针适于保持物质的外层，所述物质是消毒剂和/
或麻醉剂和/或愈合剂，保持借助于任何类型的方法比如微槽或孔口 、 物质以凝胶体或薄膜形式的沉积、陶资中的气孔、或者毫微管中的化 合作用来实现。在某些应用中，这些毫微管针保持被植入并且在体内 借助化学反应被緩慢地稀释，以至于使局部化的处理能够在不使物质 遍布整个人体的情况下执行。某些毫微管针具有借助化学稀释或热融 "释放，，该管的末尾部分的特性，以至于使血液或一些其它流体的流动 能够尽可能靠近治疗区域地输送(entrain)毫微管的所述部分，并且 一旦与所述区域或所治疗的疾病接触，能够产生化学反应且散布治疗 物质。
有利的是，可移除的注射筒3仅具有那些需要用于对一个或多个 患者进行重复取样和/或注射的元件。因此，注射筒3是需要更新的消 耗品，因而它的成本被保持尽可能地低。可更新的消耗品的使用避免 了因执行拆卸和杀菌所必需的处理而耗费时间。
贮液器13、泵装置14、针15和锥体16形成能够在外壳2中相对 注射筒3的固定底部部分18移动的整体组件，所述固定底部部分18 承载在基部6上。包括贮液器13、泵装置14、针15和锥体16的该组 件沿装置1的纵向轴线平移。
置于注射筒3的固定底部部分18和泵装置14之间的弹性元件， 例如弹簧19，施加反向力，以维持泵装置14和固定底部部分18之间 的缝隙，使得针15不从注射筒3凸出。因此，患者不会受到精神创伤， 因为针无论在注射前或在注射时都是看不见的。有利的是，注射筒3的每个部分22也可以设置有消毒和麻醉系统 20。消毒和麻醉系统20以固定方式绕该移动组件布置在固定底部部分 18上。
控制元件7与检测器系统12连接，以至于能够接收检测信息，尤 其是有关血管位置和深度的信息。控制单元7还与读取和分析注射筒 3的系统10、机电系统ll、显示器8、收发器模块9、泵装置14、形 状记忆锥体16及消毒和麻醉系统20连接。
有利的是，上述装置包括可以互相分离的元件，所述元件与可更 换的注射筒系统相关联，用于提供模块化的装置，该装置可适应于要 执行的治疗、注射或取样行为。
图4是解释本发明的注射管装置l在进行注射时的操作的图表。
在步骤31，使用者将注射和取样器装置l放在患者皮肤上，同时 检测器基部6与皮肤接触。检测器系统12检测血管的位置和深度并且 传送信息到控制单元7。
读取器系统10的在先读取用于识别注射的物质和相应的注射模 式，例如静脉注射。或者，使用者可以告知装置l要执行静脉注射。
在步骤32，单元7控制显示器8，以产生告知使用者已检测到血 管的信号。或者，可以利用装置1外部的显示器装置，例如膝上型电 脑，将血管的检测结果发信号给使用者。在这种情况下，信息由收发 器模块9传送。
在步骤33,当在步骤32中由单元7触发的计数器已测量到注射 器装置1已保持固定一定时间段(例如2秒)时，单元7促使显示器 8产生指示装置1已固定在被检测血管之上的信号。指示装置1已固 定的信息由检测器基部6产生，并且该信息与占据相对于血管固定且 适于进行注射的位置的装置1相对应。
在步骤34，读取器系统10识别容纳在准备用于注射的5&液器13 中的药物，并且该系统10传送信号给单元7，使得它能够核实物质确 实与所需的注射相符。注射所需的物质可能已经由使用者预先选择， 例如利用膝上型电脑和经由收发器模块9和控制单元7进行。在步骤35,单元7操作机电系统11，使得机电系统ll能够施加 压力到步骤34中所识别的贮液器13上。贮液器13由可变形的材料制 成并且在其顶部部分设置有刚性盖。从而，在由机电系统ll所施加的 压力下，刚性盖沿外壳5的内壁移动。
在步骤36，单元7控制中空刚性管(未示出)，使得它能够从泵 装置14向步骤34中所识别的贮液器13凸出，从而具有经由胶嚢刺穿 贮液器13的效果，该胶嚢为此目的而设置。因而完全保持贮液器13 容纳物的无菌。
在步骤37,单元7促使泵装置14例如借助泵(未示出)将药物 向针15输送。单元7也可以促使机电系统11持续施加受控的压力， 帮助从l&液器13传送物质，从而使针的充注更容易。
在步骤38，泵装置14已测量了药物经过该泵装置时的流量，因 而泵装置14知道什么时候针15充满物质，在这时，泵装置14停止泵 送并且将该事件发送信号给单元7，单元7同样又促使机电系统11停 止操作。在步骤38的末尾，容纳在泵装置14和针15中的空气已被完 全排出并且被药物替代。
关闭阀以防止容纳在针和泵装置内的物质返回到^液器13中。
在步骤39，单元7促使消毒和麻醉系统20通过泵(未示出)的 使用将一滴物质施加在针15上。作为示例，泵可以是单缸泵或可逆泵， 或者它可以是单作用或双作用隔膜泵，或者实际上它可以是借助使双 金属片的刀片变形来操作的泵。
根据需要施加的消毒和麻醉物质的数量，泵送消毒和/或麻醉物质 所需的时间可以更短或更长。这样，可以将非常少量的物质直接施加 到针的表面，从而使减少所用物质的数量成为可能。或者，可以通过 喷射或通过电离来施加该物质。
特别是，消毒和麻醉系统20可以包括类似贮液器13的由中空刚 性管穿孔的物质贮液器。该穿孔系统和泵优选设置在检测器基部6上， 从而能够降低可移除注射筒3的成本。
自然，步骤37和步骤39不必是连续的，相反，它们可以同时进行。
在步骤40，单元7促使机电系统11再次在贮液器13上施加压力， 同时阀保持闭合，使得所施加的压力具有推动由贮液器13、泵装置14、 针15和锥体16构成的整体组件的效果，使得该组件在外壳2内移动， 如上所述，同时弹簧19则被压缩。
因而泵装置14与注射筒3的固定底部部分18抵接，从而具有使 针15到达皮肤且经过该滴消毒和麻醉物质的效果。机电系统11将整 体组件保持就位。
从而针15被消毒，然后该物质流过真皮表面，以便能够麻醉人或 动物身体要进行注射的部分。
在步骤41，控制单元7刺激形状记忆锥体16，以致使其变形并且 带动针15移动到达步骤31中所检测到的血管的深度。
由于强力麻醉剂的作用，针15无痛刺穿真皮直到血管，在针15 经过时，它沿其壁输送且保持所述麻醉剂。
在步骤42, —旦针15已穿入血管，单元7则促使阀打开并且操 作泵装置14的泵，从而将容纳在贮液器13内的药物注射到血管中。 单元7可以同时促使机电系统11以协助药物注射的这种方式操作。
泵装置14还具有监测和调节物质注射速率的血液压力和流动检 测器。因此，注射的药物量被即时测量，并且能够根据应用在任何时 间中断注射。
如果存在血液的流动倾向于将药物推回|&液器13中的任何危险， 也可以i殳置止回阀。
在步骤43,泵装置14的流动检测器和读取器系统IO告知控制单 元7贮液器13是空的。于是单元7促使泵装置14的泵停止操作，并 且关闭阀。而且，控制单元7记住当前贮液器已用过。
控制单元7使形状记忆锥体复原，于是该锥体不再被刺激并且缩 回，从而使针退回到注射器装置1中。单元7还促使机电系统ll停止 操作，从而导致包含贮液器13、泵装置14、针15和锥体16的组件退 回到它在步骤31中所占据的初始位置中。在步骤44，单元7控制旋转驱动系统21，使注射筒3绕其轴线转 动，以便能够利用机电系统11将具有新的注射物质或具有用于取样的 抽空贮液器的新的部分放到适当位置中。
自然，可在本发明中设置多种机电系统11,以同时执行多个注射。
图5是解释本发明注射管装置l在取样时的操作的图表。例如， 本发明的装置能够用于抽取血样或其它物质的样本，用于抽取皮下液 体比如含滑液的、含淋巴的流体等等的样本。
在步骤51,使用者在患者皮肤上方移动装置1，同时检测器基部 6与皮肤接触。检测器系统12检测血管的位置和深度，并且传送该信 息给控制单元7。
读取器系统10的在先读取已用于识别要执行的动作是否是取血 样和识别当前贮液器13是否是空的。
在步骤52,单元7促使显示器8产生告知使用者已检测到血管的 信号。
在步骤53，当在步骤52中由单元7触发的计数器已测量到注射 器装置1保持固定一定时间段(例如2秒)时，单元7促使显示器8 产生指示装置1已固定在检测到的血管之上的信号。指示装置1已固 定的信息由检测器基部6产生，并且与相对血管具有固定位置的装置 l相对应，该位置适于注射。
在步骤54，读取器系统10核实准备用于取样的贮液器13是否真 的是空的。
在步骤55，单元7促使消毒和麻醉系统20利用泵(未示出)将 一滴物质施加到针15上。
根据需要施加的消毒和麻醉物质的数量，泵送消毒和/或麻醉物质 所需的时间可以更短或更长。或者，可以通过喷射或通过电离来施加 该物质。
具体地，消毒和麻醉系统20可以包括类似贮液器13的由中空刚 性管穿孔的物质贮液器。该穿孔系统和泵优选设置在检测器基部6上， 以便降低可移除注射筒3的成本。在步骤56，单元7促使机电系统11施加压力到步骤54中所识别 的贮液器13上。由于这些阀被关闭，所施加的压力具有推动由贮液器 13、泵装置14、针15和锥体16构成的整体组件的效果，该组件在外 壳2内移动，如上所述，并且同时弹簧19被压缩。
因而泵装置14与注射筒3的固定底部部分18抵接，从而具有使 针15经过该滴消毒和麻醉物质到达皮肤的效果。机电系统11保持该 整体组件就位。
因而针15被消毒，然后该物质流过真皮表面，以致能够麻醉人或 动物身体要执行注射的部分。
在步骤57,控制单元7刺激形状记忆锥体16，该锥体16变形且 促使针15移动到步骤51中所检测到的血管的深度。
由于强力麻醉剂的作用，针15无痛刺穿真皮直到血管，在针15 经过时，它沿其壁输送且保持所述麻醉剂。
在步骤58，当针15已刺入血管时，单元7促使中空刚性管从泵 装置14向步骤54中所识别的贮液器13凸出，使得能够经由胶嚢刺穿 抽空的贮液器13，所述胶嚢是为此目的而设置的。贮液器13内部因 而完全保持无菌。
在步骤59，单元7促使阀打开并促使泵装置14的泵操作，从而 能够从血管中抽血并将血输送到贮液器13中。单元7也能够促使机电 系统ll同时作用，以协助抽取血样。
泵装置14还具有监测和控制取血样的速率的血液压力和流动检 测器。因此，抽取的血量被即时测量，并且，取样可以根据应用被随 时中断。
在步骤60，由于泵装置14已测量到经过它的药物流量，它得知 贮液器13充满血液，因此使泵装置14的泵停止操作，使阀闭合，并 且发送该事件的信号给单元7，单元7还促使机电系统11停止操作， 从而促使包括贮液器13、泵装置14、针15和锥体16的组件退回到外 壳2中。而且，控制单元7记住当前贮液器已用于取样。
或者，读取器和分析器系统10能够适用于测量贮液器13的充注程度并且适用于当贮液器充满时告知单元7，使得单元7随后停止泵 的操作，停止机电系统ll的操作，并且使阀闭合。
控制单元7使形状记忆锥体16复原，该锥体16于是不再被刺激 并且缩回，从而将针移动到注射器装置1中。单元7还停止机电系统 11的操作。
在步骤61，单元7促使旋转驱动系统21使注射筒3绕其轴线转 动，以便利用机电系统11将具有用于注射的新物质或用于取样的新抽 空贮液器的新的部分放在适当位置中。
因此，本发明的装置在使用具有多个贮液器(部分)的同一装置 的同时能够用于执行不同的药物注射以及用于从多个患者体内重复取 样。而且，本发明的装置也能够使用具有多个贮液器(部分)的单个 装置在单一患者身上取样，然后进行注射。
在本发明的一个特定实施方式中， 一个或多个生物芯片集成在J^ 液器13中，以便能够对容纳在贮液器中的样本在原处执行一个或多个 分析。然后分析的结果由读取器和分析器系统IO来记录和处理，并利 用有线或无线部件由收发器模块9传送到外部设备上，例如，手提电 脑或医疗服务器，其中所传送的信号是数字的或模拟的，并且在某些 安全应用中使用编码。
当多个注射器和取样器装置1结合使用，既用于执行取样操作， 又用于注射操作时，取样的装置可能包括适于传送代表样本分析结果 的信号到另一个注射器装置的部件。在这种情况下，这两个装置可以 设置在共同的外壳内，或者可以是独立的，使得在分隔开的区域上执 行取样和注射操作成为可能。
在本发明的一个特定实施方式中，消毒系统20可由微型激光器装 置、或者微波或超声枪替代。微型激光器装置既适于对针进行消毒， 而且适于在不会由此灼伤真皮的情况下对皮肤进行消毒。
在图6所示的不同实施方式中，本发明可应用于借助针进行微注 射的极平装置，此处这种装置也称作"贴片"。在这种情况下，注射器 和取样器装置70具有与皮肤72相容的粘性表面71。这样，该装置适于重复执行取样操作，随后进行分析和注射，而不必根据血管的存在 与否来重新布置贴片。
图6示出本发明采用贴片的特定构造的注射器和取样器装置1， 该贴片可以是相对柔软的。装置70在其粘性表面71处大体是扁平形 状的，而在其顶部部分之上是相对凸出的形状。贴片装置70包括三个 互相分离的元件凸出的外壳73、置于外壳内的注射筒74和将注射 筒74保持在外壳73内的检测器基部75。
特别是，外壳73具有放在外壳外部部分上的显示器76、控制单 元77、例如在射频下操作的收发器模块78、使注射筒70绕轴线转动 的旋转驱动系统89和微型机电系统86。
作为示例，显示器76可包括LCD屏或LED矩阵。或者，显示 器76可由适于产生声音信号的系统来替代。
在本发明中，可移除的注射筒74更具体地包括绕注射筒74的纵 向轴线分布的多个部分。每个部分都包括例如具有紧固于其底部部分 的泵装置80的药物用于容纳血样的J^液器79。
针81经由形状记忆锥体82紧固于泵装置80的底部部分。该锥体 由能够变形，尤其能够在有电或热激励施加其上时膨胀的形状记忆金 属制成。形状记忆锥体82因此能够被校准，以在给定的激励下膨胀通 过精确的距离。
贮液器79、泵装置80、针81和锥体82形成能够在外壳73内相 对注射筒74的固定底部部分83移动的整体组件，该固定底部部分承 载在基部75上。包括贮液器79、泵装置80、针81和锥体82的该组 件能够在外壳73内平移。
位于注射筒74的固定底部部分83和泵装置80之间的弹性隔膜 84施加用于在泵装置80和固定底部部分83之间保持缝隙的反向力， 使得针81不会从注射筒74凸出。患者从而不会受到精神伤害，因为 无论在注射前或注射中，针都是看不到的。
有利的是，注射筒74的每个部分也可以设置有消毒和麻醉系统 85。消毒和麻醉系统85绕该移动组件固定放置在固定底部部分83上。检测基部75大体包括用于读取和分析注射筒74的系统87以及检 测器系统88。
具体地，读取器系统87例如借助条形码读取器能够识别注射筒的 每个贮液器79的容纳物。有利的是， 一旦注射筒74已插入外壳73， 读取器系统87则能够使装置70确定注射筒74是否容纳了例如用于静 脉注射的物质。
在检测器系统88中，可以根据注射类型静脉、肌肉、或皮下来 使用各种类型的传感器。作为示例，使用多普勒效应传感器、红外线 或压力传感器、或者实际上基于雷达原理操作的传感器或光学传感器 是可能的。根据所用传感器的类型，所探测的表面和量可以是棱柱形 的、圆筒形的或圆锥形的。例如，使用红外线或超声传感器是可能的。
例如，检测器系统88因而检测真皮厚度、脂肪块的厚度、任意血 管的大小和深度、肌肉块的密度、或者骨骼区或软骨区的存在。
控制单元77与检测器系统88连接，以便能够接收所检测的信息， 尤其是关于血管位置和深度的信息。控制单元77还与用于读取和分析 注射筒74的系统87、机电系统86、显示器76、收发器模块78、泵装 置80、形状记忆锥体82以及消毒和麻醉系统85连接。
有利的是，上述装置包括互相分离的元件，它们与可替代的注射 筒系统相关联，用于获得模块化的装置，该装置可适用于要执行的治 疗、注射或取样操作。
贴片系统70的操作与注射管装置1的操作相似，如参照图4用于 注射和参照图5用于取样的详细描述。
而且，本发明的注射器和取样器装置能够以对本领域技术人员而 言显而易见的方式适用于采用微针植入形式的应用。在这种情况下， 植入物例如被置于真皮下、肌肉中、血管上或朝向软骨区。
在本发明的不同实施方式中，注射筒的各部分能够以直线方式而 非圆形方式布置，使得不需要为了执行注射或取样操作而转动注射筒。 在这种情况下，可在每个部分之上提供机电活塞装置。
在上述实施方式中，应当理解的是形状记忆锥体可由任何合适的微机电系统替代，而不会由此超出本发明范围。
此外，当使用微机电系统时，本发明的装置可包括独立
(self-contained)电源。该电源例如可以采用可再充电的电池或光电 池的形式。
从上面的描述可以看出，本发明的装置呈现出许多优势 -它能够使人们以安全的方式自己给自己注射或取血样； -它使得能够注射不同药物；
-它使得能够利用单一装置且不改变贮液器，从多个患者体内重复
取样；
.它使得能够利用单一装置且不改变贮液器，在给定的患者身上取
样，然后进行注射；
.它使得能够避免一见到针就产生的任何压力； 它使取样操作和注射操作几乎无痛；
-它使显著减少所需要的消毒、麻醉或治疗物质的数量成为可能； -以及它减少在针错误定位时所出现的这类注射错误的风险。
权利要求
1.一种自动和微型化的医用注射器和取样器装置(1；70)，该注射器和取样器装置包括外壳(2；73)和相对所述外壳(2；73)能移动的至少一根针(15；81)，该装置的特征在于其包括·适于以预定量检测血管的存在的检测器系统(12；88)；·适于促使所述针根据所述检测器系统(12；88)所提供的信息进行移动的控制单元(7；77)；以及·用于容纳要注射的物质或要抽取的样本的至少一个贮液器(13；79)。
2. 如权利要求l所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括用于使所述针与麻醉物质接触的部件(20; 85)。
3. 如权利要求1所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括用于使所述针与消毒物质接触的部件(20; 85)。
4. 如权利要求2或权利要求3所述的注射器和取样器装置，其 特征在于用于使所述针与所述物质之一接触的部件(20; 85)包括适 于在所述针上喷射所述麻醉物质或所述消毒物质的元件。
5. 如权利要求4所述的注射器和取样器装置，其特征在于所述 适于在所述针上喷射所述物质的元件包括微机电系统。
6. 如权利要求l所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括适于将用于注射的所述物质从所述贮液器推出以便进行注射的部件(11、 14; 80、 86)。
7. 如权利要求6所述的注射器和取样器装置，其特征在于所述 适于将用于注射的所述物质从所述贮液器推出的部件(11、 14; 80、 86)是气动的。
8. 如权利要求6所述的注射器和取样器装置，其特征在于所述 适于将用于注射的所述物质从所述贮液器推出的部件(11、 14; 80、 86)包括微机电系统。
9. 如权利要求1所述的注射器和取样器装置，其特征在于该注射器和取样器装置包括适于使所述针相对所述外壳移动的微机电系统(11、 16; 86、 82)。
10. 如权利要求1所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括适于分析样本的部件(10; 87)。
11. 如权利要求IO所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括适于传送代表分析结果的信号到外部设备的部件(9; 78)。
12. 如权利要求IO所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括适于传送代表分析结果的信号到另 一个注射器和取样器装置(1; 70 ) 的部件(9; 78)。
13. 如权利要求1所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括适于提供代表由所述检测器系统(12; 88)所接收的信号的信息的 发信号部件(8; 76)。
14. 如权利要求13所述的注射器和取样器装置，其特征在于所述 发信号部件(8; 76)提供声音和/或视觉信号。
15. 如权利要求1所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括粘性表面(71 )。
16. 如权利要求1所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括独立电源。
17. 如权利要求l所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括适于将要抽取的所述物质吸入所述贮液器以进行取样的部件(11、 14; 80、 86)。
18. 如权利要求17所述的注射器和取样器装置，其特征在于所述 适于将要抽取的所述物质吸入所述贮液器的部件(11、 14; 80、 86) 是气动部件。
19. 如权利要求17所述的注射器和取样器装置，其特征在于所述 适于将要抽取的所述物质吸入所述贮液器的部件(11、 14; 80、 86) 包括微机电系统。
20. 如前述任一权利要求所述的注射器和取样器装置，其特征在 于每个贮液器(13; 79)在由机电系统(11; 86)所施加的压力的作用下都是可变形的。
21. 如前述任一权利要求所述的注射器和取样器装置，其特征在 于其包括微型激光器、或微波、或超声枪，用于对所述针进行消毒。
22. 如前述任一权利要求所述的注射器和取样器装置，其特征在 于其包括分别与相应的针(15; 81)以及与相应的泵装置(14; 80) 连接的多个贮液器(13; 79)，每个贮液器与相应的针和相应的泵装置 一起形成一个部分(22)，所述部分(22)以互为整体的方式组合在一 起，以形成相对所述外壳(2; 73)可移除的注射筒(3; 74)，并且所 述控制单元(7; 77 )被设计成以单独的方式作用于每个所述部分(22 )。
23. 如权利要求22所述的注射器和取样器装置，其特征在于其包 括旋转驱动系统(21; 89)，该旋转驱动系统(21; 89)被设计成使所 述注射筒(3; 74)在所述外壳(2; 73)内转动，从而利用所述机电 系统(11; 86)使每个所述部分(22)相继就位。
全文摘要
一种自动和微型化的医用注射器和取样器装置(1)，包括外壳(2)和相对所述外壳(2)能移动的至少一根针(15)。该注射器和取样器装置包括适于以预定量检测血管的存在的检测器系统(12)；适于根据所述检测器系统(12)提供的信息来控制针的移位的控制单元(7)；以及用于容纳注射的物质或要抽取的物质的至少一个贮液器(13)。
文档编号A61B5/157GK101553266SQ200780043424
公开日2009年10月7日 申请日期2007年11月22日 优先权日2006年11月24日
发明者B·佩里埃 申请人:厄弗翁简易股份公司