输液器自闭塞机构的制作方法

专利名称：输液器自闭塞机构的制作方法
输液器自闭塞机构 发明领域和
背景技术：
本发明涉及通过药物输送系统进行皮下给药，特别是涉及当输液器从病人身体脱 落时阻断药物流动。该自闭合输液器可与阻流敏感的输液系统一起使用，以便当出现药物 在病人体外输送情况时产生报警。 人们知道，自动输药系统提供一种在一段时间按处方剂量给药的可靠方法。典型 的这类系统包括一个与可直接系到病人身体上的输液器相连的输液泵和一个皮下输液的 插管。在正常情况下，药物以可控和稳定的方式经该系统流入病人体内。然而，这种单独 的自动系统并无故障保护；偶尔会出现阻止向病人输送药物的液体流动阻塞。为解决该问 题，大多数药物输送系统都包括一个当发生阻塞时向用户报警，以便采取适当措施的报警 系统。流动通道的阻塞导致流动通道出口的剩余压力的突然增加，因而表现出相对易于发 现的故障。 如果输液器与病人身体脱开，则会引起更多的问题，在这种情况下，沿流动通道的 操作压力就会现出不可测的变化，以至于系统可能并未显示故障而继续在体外输送药物。 这可能会使病人不知道他并未得到所需的药物，因而导致病人甚至在醒着的时候，特别是 在睡眠时都存在潜在的生命威胁。 因此，有必要使输液器在与病人身体脱开时便于对药物的非输送状态进行检测。

发明内容
本发明是一种当输液器脱离病人身体时用于阻断液体流过输液器的装置，系统和 方法。 本发明所提供的使液体经过皮肤的输液器包括(a) —个经皮肤输送液体的具有 管腔的插管；(b) —个使所述的插管保持其穿过皮肤的插入位置的固位装置；以及(c) 一个 与所述的固位装置及插管连接的自闭塞机构，该自闭塞机构使得当所述的固位装置将所述 插管固定在一个插入位置时，所述自闭塞机构被保持在最初的非闭合状态，如果所述的固 位装置停止固定所述插管的插入位置时，所述自闭塞机构则呈现第二种状态，即所述自闭 塞机构至少部分地阻塞液体流过所述的插管。 本发明的进一步的特征在于，先将一插入针头插入所述插管的空腔中，使得所述
插入针头能够阻止所述自闭塞机构在拔去所述插入针头之前进入所述的第二种状态。 本发明的另一特征在于，固位装置包括附在所述输液器下侧的粘合材料。 本发明的另一特征在于，自闭塞机构包括一个偏置元件，该偏置元件用于弹性地
偏置所述自闭塞机构，以进入所述第二种状态。 本发明的另一特征在于，该偏置元件包括一个弹簧片。 本发明的另一特征在于，该自闭塞机构包括一个阻塞所述插管的压縮元件。
本发明的另一特征在于，该压縮元件包括一个可转动安装的凸轮。
本发明的另一特征在于，该压縮元件包括一个可滑动安装的的压縮元件。
本发明的另一特征在于，该压縮元件被用作一个整体偏置的插管。
本发明的另一特征在于，该自闭塞机构对所述插管形成完全的阻塞。 本发明也提供一种检测输液器与人体皮肤断开的系统，该系统包括(a) —个用于
输送受控的液体药物流的药物输送装置，该药物输送装置包括检测出口流动通道阻塞的结
构；(b) —个连接到所述出口流动通道的输液器，所述输液器包括一个经人体皮肤输送液
体药物的插管；(c) 一个与所述输液器连接的自闭塞机构，所述自闭塞机构使得当所述插
管从人体皮肤移开时，自闭塞机构至少部分地阻塞液体流过所述输液器。 本发明也提供一种方法，该方法便于检测输液器经病人皮肤输送药物过程中的故
障，该方法包括下述步骤(a)提供一个药物输送装置的流动通道，该流动通道通过输液器
穿过人体皮肤；(b)提供一个药物输送装置的流动通道，该流动通道通过输液器到达人体
皮肤；(c)对所述固位装置在保持部分输液器安全地靠着皮肤时的至少一部分的故障进行
反应，并对流动通道产生至少一部分的阻塞。


这里仅以举例方式结合附图描述本发明，其中
图1是一个基于压縮的输液器实施例的凸轮变型的等轴测视图。
图2是一个基于压縮的输液器实施例的凸轮变型的下侧的等轴测视图。
图3是一个基于压縮的实施例的凸轮变型的剖视图。 图4A和图4B是基于压縮的实施例的凸轮变型的示意图，其分别示出了一个弹簧 片的安装和拆卸状态。 图5至图7分别是压縮凸轮的变体形式在其插入状态、非阻塞操作状态以及分离 的阻塞状态的剖视图。 图8是一个自闭合输液器的基于压縮的实施例的可滑动阻塞物的分解等轴测视 图。 图9和图10是图8所示输液器的剖视图，分别显示其阴塞和非阴塞状态，图11A和 IIB示出了第二可滑动阻塞物的变体形式的下侧在其阻塞和非阻塞状态的基于压縮的实施 例。 图12是自闭合输液器的基于压縮的实施例的第三可滑动阻塞物的变体形式的分 解图。 图13A和13B是图12输液器的下侧示意图，其分别示出了阻塞和非阻塞状态。
图14A和14B是自闭合输液器的基于压縮的实施例的第三可滑动阻塞物的变体形 式示意图，其分别示出了在阻塞和非阻塞状态的一体式的铰链结构。 图15至17是自闭合输液器的基于压縮的实施例的弹簧变体形式示意图，其分别 示示出了它的插入状态，非阻塞操作状态和分离阻塞状态。 图18自闭合输液器的基于阻塞的实施例的第一形式的分解等轴测视图。 图19是图18所示输液器的剖视图，示出了其操作及非阻塞状态。 图20是图19所示输液器的近视剖视图。 图21是如18所示输液器的组合，操作及非阻塞状态剖视图 图22是图21的输液器的近视剖视图。 图23-25是输液器的基于阻塞的实施例的第二变体形式的剖视图，其分别示出了插入状态，操作的非阻塞状态以及阻塞状态。 图26和27是输液器的基于弯折的实施例，其分别示出了非阻塞操作状态和分离 的阻塞状态。 图28是一个自动药品输送系统的等轴测视图。
优选实施例的描述 本发明是关于药物输送系统的一种机械、系统及对应的方法，用于当插管与病人 分离时自动阻断流过输液器的液体。 结合附图及描述可更好地理解本发明的各种实施原理及操作。本发明的机械将结 合多个非限制性实例加以描述。三个基于阻塞方式的一般实施例将结合如下附图加以描 述 第一个实施例将结合图1至7加以描述，该实施例限定了一个流动通道，例如，通 过施加外力使通道壁变形而完全阻断流动。 第二个实施例将结合图8 25介绍一个能充分阻塞流动通道的阻塞物。 第三实施例是使流动通道形状弯折或变形，该流动通道可以是插管的凸出部分，
该实施例结合图26 27加以描述。 尽管本发明描述了 一些落入上述类别的具体的阻塞机构，但应注意本发明并不局 限于这些实施例，通过如下描述可知，且在实施中可采用任何能有效地有选择地阻塞药物 输送流动通道的某些部分的机械。 在详述实施例之前，如上所述，应该知道所有的各种实施例都遵循与本发明的一 个装置、系统和方法相对应的共同的操作原则。特别是像上面提到的，共同点在于，药物输 送系统包括检测流动通道阻塞和产生向用户报警的结构，然而，可靠地检测因疏忽所造成 的输液器从人体脱离则更为困难。为解决该问题，本发明提供一种改进的输液器，其在输液 器脱离人体时，通过一个自闭塞机构来阻断液体流过输液器。该装置将难以检测的断开条 件转变成对阻塞的易于检测的情况，因此有利于故障检测并及时向用户发出警报。
尽管描述了通过输液器的流体被完全阻塞的典型情况下的发明的最佳实施例，但 应强调，产生部分阻塞的实施例也应在本发明范围内。不完全阻塞足以在药物输送流动通 道引起背压的增加，这在许多药物输送系统中被作为一个须加以干涉的错误情况而加以检 测，因而可用于本发明的环境。 应当指出，术语"断开"或"分离"是指输液器和人体之间失去接触，而足以影响插 管的位置。因此，为了更清楚地说明，输液器和插管一起与人体完全失去接触的情况，以及 输液器失去了接触而插管还插在人体上的两种情况是没有区别的，因为插管在输液器失去 接触后不可避免地几乎是马上就会地会从病人身体上拔出。此外，输液器虽保持部分与人 体接触，但不再为插管提供可靠的定位的情况也属于"断开"或"分离"。 此外，关于惯用语，术语"自闭合"涉及由多个元件的任何组合所产生的任何功能
性，包括与输液器的内外联系而排除了需要人工干涉以阻塞输液器的液体流动。 在某些情况下，电的或其它的远程操作的流动阻塞装置可启动对输液器与人体断
开的感测。 以下是对所有实施例都是同样的结构的一般性描述。 该自闭合输液器是一个使液体穿过皮肤的装置，包括一个将液体输送到皮肤内的
5具有管腔的插管；一个使输液器系到人体上以保持插管的插入皮肤的位置的固位装置；以 及一个与固位装置和插管相连的自闭塞机构，使得当固位装置提供了输液器与人体的连接 时，自闭塞机构保持在最初的非阻塞状态，且如果固位装置停止与人体连接时，自闭塞机构 则呈现第二种状态，即自闭塞机构阻断液体流过插管。在下面的实施例中，很明显本发明是 通过沿流动通道上的任一点阻塞液体流动通道来阻塞流体通过插管。 参见图1 4，本发明的基于压縮的实施例的第一凸轮型，其包括一个插管3，一个 阻塞液体流过插管3的压縮凸轮4，一个检测接近病人身体用的凸轮杠杆5，一个齿轮杠杆 凹座6及一个使凸轮杠杆5偏置用的弹簧片7。压縮凸轮4可转动地装设于该单元的下侧， 以便其有转动角自由度，使其能沿最初的方向转动到凸轮4压縮插管3的位置，并向相反方 向转动以使凸轮4远离插管3. 凸轮杠杆5与压縮凸轮4相连接，以便使横杆在该单元下侧所限定的水平面的实 质上的垂直运动转变成压縮凸轮4的转动。凸轮杠杆5设于压縮凸轮4上，使得当杠杆5 置于凸轮杠杆凹座6内时，压縮凸轮4则远离插管3，且当凸轮杠杆5处于凸轮杠杆凹座6 外侧时，压縮凸轮则用于阻塞插管3。弹簧7使凸轮杠杆5偏置，使得凸轮杠杆5的预置位 置处在凸轮杠杆凹座6外侧。在输液单元的底部平面上设有粘性材料，以便将输液单元固 定到病人身体上。通过沿图4A、4B所示的顺时针方向或沿图2、、图3所示的逆时针方向转 动压縮凸轮4，可压縮插管3。用于充分压縮插管的转动力矩的大小是插管3的壁变形的一 项简单函数。 关于该装置的操作，在预置结构中，凸轮杠杆5凸出于凸轮杠杆凹座6，且压縮凸 轮4处于其阻塞位置。当装上该单元时，病人身体将凸轮杠杆5推进凸轮杠杆凹座6内，并 相应地使压縮凸轮4转动而远离插管3，使药物可以流动。插管3通过一插入针头插入病人 体内，如清楚地显示在图6中的标号11。当该单元与病人身体分离时，凸轮杠杆5自由转动 到其偏置位置，因而可将凸轮杠杆5转动到其施加力以压縮插管3的位置。而所产生的压 力上升则启动了该系统的传统的压力响应报警。图5 7示出了基于压縮的实施例的第二 种凸轮变体，包括一个枢接的阻塞插管3用的压縮杠杆5，一个使压縮杠杆5偏置于预置阻 塞位置的压縮弹簧10。 压縮弹簧10的设置角度相对于由该单元的底部所限定的水平面接近水平角，因 而可变地偏置压縮元件5，以便当向插管3施加增力时对病人身体施加的力最小，当压縮杠 杆到达最大转动角度时，可向插管施加最大压縮力。该功能是由于压縮元件5与弹簧10之 间的角度增加而使弹簧10施加于压縮元件5的力的水平分量增加的结果。该特征确保压 縮元件5既不会将输液器推离人体，又能有充分的转动力矩压縮插管3。应注意的是，可变 偏置特征最好成为应用偏置元件来检测与病人身体失去接触的所有实施例的一部分。
图8 10示出了一个可滑动阻塞物的基于压縮的实施例，其包括一输液器壳体 20，可滑动阻塞物结构21， 一个插管24， 一个接近病人身体检测用的杠杆22， 一个与杠杆22 连接，用于将杠杆22的实质上的垂直运动转变为滑动阻塞物结构21的横向运动的连接轴 26，一个将可滑动阻塞物结构21弹性地偏置到预置的阻塞位置的压縮弹簧23，该可滑动阻 塞物结构21包括一个与连接轴26啮合的齿状接口 25，一个弹簧导杆27，一个与沿单元壳 体20内壁的相应的唇状结构相连的唇状结构28，可滑动阻塞物结构21设置在输液器壳体 20内，以便沿该单元的长度水平滑动。水平滑动性由与相应的唇状结构(未示出)相连的唇状结构28提供。压縮弹簧23设置在阻塞物结构21内，其将阻塞物结构21弹性地偏置 于预定的阻塞位置。连接轴26与所连接的杠杆22置于阻塞物结构的齿状接口 25内，以便 将杠杆22的实质上的垂直运动转变为阻塞物结构21的横向运动，反之亦然。杠杆22的设 置使得阻塞物结构21在其预定阻塞位置时，杠杆22相应地凸出于单元下侧之外，且当杠杆 22转动进入单元下侧时，阻塞物结构21横向移动远离了插管24，使液体能自由流动。应注 意，所有的可滑动阻塞物的实施例中，可滑动阻塞物沿着相应的唇部的滑动都适当地沿着 单元壳体的内壁滑动。如上所述的装置的操作在每个实施例及其变体中都是类似的。
图11示出了第二可滑动阻塞物的基于可压縮实施例的变体形式，其包括一个插 管24，一个把可滑动阻塞物结构21接近病人身体变为接近插管的可折叠元件，一个可滑动 阻塞物结构21和一个将可滑动阻塞物结构21偏置到预定的阻塞位置的压縮弹簧23。可折 叠元件29包括两段顺序枢接的部分，用于确保部分折叠或充分伸展。可折叠元件29是可 操作的，以便当可滑动阻塞物结构处于阻塞位置时其呈现为可折叠的，凸出的结构，并且当 可滑动阻塞物结构21处于非阻塞位置时，其呈现为充分伸展，非凸出的结构。
图12 14示出了第三可滑动阻塞物基于可压縮实施例的变体形式，其采用了一 体化的三段结构，以便在每个连接点形成一个有效的铰链。该变体形式包括一个压縮插管 24用的可滑动压縮元件40，用于从接近病人身体的位置变到与可滑动压縮元件40对应位 置的换位元件41和39， 一个将压縮元件40偏置到预定的阻塞位置的压縮弹簧23。在连接 到病人身体之前，压縮弹簧23将压縮元件40偏置，以沿着设置在单元壳体20内壁上的轨 道滑动来阻塞插管21 ，且使得元件41绕一体连接点42转动，以便有一个角度接近绕远离单 元的下侧的一体连接点43转动的元件39。这是假定当单元与病人身体脱离时的预定的阻 塞位置。当连接到病人身体上时，元件反向转动而将压縮元件40滑入其非阻塞位置，而允 许液体无限制地流过输液器。 图15 17示出了弹簧的基于可压縮实施例的变体形式，其采用弹簧片45作为阻 塞元件。当输液器与病人身体脱离时，该弹簧片弹性地偏置以压迫并阻塞插管46，且当输液 器连接到病人身体时，人体将弹簧推离插管，因此允许液体无限制地流过输液器。
图18 22示出了基于阻塞物的实施例的最初形式，其采用一个套状隔膜来阻塞 液体流过输液器。该实施例包括一个插管56， 一个压縮杠杆51， 一个压縮弹簧56， 一个循环 毛细管54，一个套状隔膜53，一个系于隔膜53下边缘的阻塞物结构57，一个垂直的可移动 的套环52，其用于调整隔膜53和隔膜孔55的高度，该套垂直设置于阻塞物结构57外部。 环绕阻塞物的下边缘被扣紧到阻塞物结构57上且上边缘向下折叠，使得其内折叠的外表 面向下延伸并扣紧到可移动的套环52。这种具有高度可调隔膜53的结构可通过使套环52 向上或向下而被提高或降低。隔膜孔55形成于隔膜运动路线上部的输液器上。当隔膜处 于其最高位置时，隔膜折叠具有隔膜孔的网片。 通过输液器上的毛细管孔用作液体通道54。该毛细管孔与隔膜孔55相交，使得当 隔膜处于其最低位置时，隔膜的上表面折叠为通道壁的底部。当隔膜处于其最高位置时，具 有隔膜孔55的隔膜网则阻塞了液体通道。可移动的套环52可转动地与弹性杠杆51连接， 以便向上移动套环52使输液器与病人身体相分离而阻塞流动通道54。
图23 25示出了基于阻塞物的实施例的第二种变体形式，其采用一个阻塞物。该 变体形式包括一个插管60，一个插管入口 64，一个流动通道61，一个堵塞插管入口 64用的塞子62，一个为62提供垂直移动性的可移动塞子支架63。塞子62由密封材料制成，用于 堵塞插管入口 64，以阻断通过插管的液体通道。塞子62装在垂直向下延伸的塞子支架63 上，使得当其底端置于病人身体上时且当输液器连接到人体上时，支撑塞子62的支架使塞 子62处在插管入口 64的上方，因而使液体可无限制地流过插管。塞子支架63 —失去与人 体接触就会垂直向下移动，并因此使所带的塞子降低到插管入口 64，以阻塞液体流动通道。 支架63通过一个弹簧(图中未示出)向下移动，预定的位置将是阻塞位置。
图26 27示出了一个自弯折实施例，其采用了 一个自弯折插管70 ，它可分别在非 阻塞和阻塞状态操作。插管70在非弯折状态时插入，并向上与病人身体相分离，使得弯折 结构在连接弯折点的插管的两部分之间形成一实质上的90度角，以充分阻塞液体通道。该 功能是通过将插管70由形状记忆高分子材料制成而实现的，通过该形状记忆高分子材料 可建立一个永久弯折阻塞结构和一个实质上是直的临时操作结构。在插入病人身体后，人 体的自然热量唤醒了潜伏的弯折结构，并由病人身体抑制采用这种结构。只要从人体上一 移去插管70，就可免除采取弯折阻塞结构。作为选择，该功能也可通过将插管70形成一弯 折结构来实现，通过一插入针头，该弯折结构具有充分的灵活性由弯曲操作结构成为拉直 操作结构。 这种弯折实施例的一种变体形式采用了一个压縮机械，如图11A、11B所示，该压
縮机械产生在一个平坦的表面与一个尖锐边缘之间。这种压縮几何结构使得插管被急剧弯 曲，因而阻塞了液体通道。 图28示出了本发明的药物输送装置。如图示，该系统包括一个与输液器76连接 的药物泵75，输液器76则通过一个粘接片77固定到病人身体上。拉环78则便于拆卸。
应理解上述描述只是举例，许多其它可能的实施例均在本发明的权利要求所限定 的范围内。
权利要求
一种使液体穿过皮肤的输液器，该输液器包括(a)一个经皮肤输送液体的具有管腔的插管；(b)一个使所述的插管保持其穿过皮肤的插入位置的固位装置(c)一个与所述的固位装置及插管连接的自闭塞机构，该自闭塞机构使得当所述的固位装置将所述插管固定在一个插入位置时，所述自闭塞机构被保持在最初的非闭合状态，如果所述的固位装置停止固定所述插管的插入位置时，所述自闭塞机构则呈现第二种状态，即所述自闭塞机构至少部分地阻塞液体流过所述的插管。
2 权利要求l的输液器，还包括一个最初插入所述插管的空腔的插入针头，所述插入 针头在被拔去之前阻止所述自闭塞机构出现第二种状态。
3. 权利要求1的输液器，其中，所述固位装置包括附在所述输液器单元下侧的粘合材料。
4. 权利要求l的输液器，其中，所述自闭塞机构包括一个偏置元件，该偏置元件将所述 机构弹性地偏置到所述第二种状态。
5 权利要求4的输液器，其中，所述偏置元件包括一个弹簧片。
6. 权利要求1的输液器，其中，所述自闭塞机构包括一个阻塞所述插管用的压縮元件。
7. 权利要求6的输液器，其中，所述压縮元件包括一个可转动安装的凸轮。
8. 权利要求6的输液器，其中，所述压縮元件包括一个可滑动安装的压縮元件。
9. 权利要求l的输液器，其中，所述该压縮元件被用作一个整体偏置的插管。
10. 权利要求l的输液器，其中，所述自闭塞机构对所述插管形成完全的阻塞。
11. 一个检测输液器与人体皮肤断开的系统，该系统包括(a) —个用于输送受控的液体药物流的药物输送装置，该药物输送装置包括检测出口 流动通道阻塞的结构；(b) —个连接到所述出口流动通道的输液器，所述输液器包括一个经人体皮肤输送液 体药物的插管；且(c) 一个与所述输液器连接的自闭塞机构，所述自闭塞机构使得当所述插管从人体皮 肤移开时，自闭塞机构至少部分地阻塞液体流过所述输液器。
12. —种便于检测输液器经病人皮肤输送药物过程中的故障的方法，该方法包括下述 步骤(a)提供一个药物输送装置的流动通道，该流动通道通过输液器穿过人体皮肤；(b)提 供一个药物输送装置的流动通道，该流动通道通过输液器到达人体皮肤；(c)对所述固位装置在保持部分输液器安全地靠着皮肤时的至少一部分的故障进行反应，并对流动通道产 生至少一部分的阻塞。
全文摘要
一种用于阻塞液体流过脱离病人身体的输液器的装置，系统和方法，该装置包括检测因失去与病人身体接触而启动阻塞机构的方法。
文档编号A61M5/142GK101730555SQ200880015175
公开日2010年6月9日 申请日期2008年5月11日 优先权日2007年5月10日
发明者阿夫拉哈姆·谢克阿利姆 申请人:Medx-Set有限公司