医疗系统的制作方法
【专利摘要】医疗系统包括与患者接触的医疗装置，其包括流体导管和/或与流体导管工作结合。医疗装置包括调节流体导管中的流体流量的流量调节器和至少两个活动元件，活动元件可随流体导管中的流体压力变化被动位移或者可主动位移以调节流体导管中的流体流量。医疗装置还包括至少一条应答器回路，其包括选自电容、电感、电阻或其组合的至少一个应答器元件，所述元件相对于活动元件布置，使该回路具有随活动元件的位移而变化的电容或电感或电阻或谐振频率或Q因数。系统还包括控制装置，其包括收发器，收发器向应答器回路发送能量并读取应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数，从而通过同一条应答器回路确定任何活动元件是否有位移。
【专利说明】医疗系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医疗系统，该医疗系统包括用于调节医疗流体流量的医疗装置和控制装置。
【背景技术】
[0002]在某些医疗状况中需要输注一定剂量的药剂作为医疗手段。这些药剂通常以经皮输注等方式输注的液体溶液形式提供。例如，糖尿病患者可能需要每天多次输注胰岛素制剂。慢性病患者可能需要频繁服用止疼药，等等。为了使这些患者的生活变得轻松一些，人们开发了输液装置。现有技术中已知的输液装置通常包括注射器，并使用机电泵送方法通过输液管经由皮肤向患者输药。些装置通常还包括进行操作与控制所需的所有部件，例如处理器、电子元件、电池、位于装置外壳上的按钮或开关、通过文字或图形屏幕(例如LCD)提供的视觉反馈信息等。但是这些装置价格昂贵，难以使用，并且通常体积较大，易导致不适。而且，这些装置需要专业养护、维护和清洁，以确保其能够长期正确、安全地工作。因此，业界提出了其它类型的输液装置，这些装置采用包括与患者接触布置的储药器的一次性医疗装置以及用于控制一次性医疗装置的操作的可重用控制装置，例如在美国专利US2012245515A1中所披露的输液装置。这种系统的优点是，一次性医疗装置包括最小数目的部件，因此尺寸小并且廉价。而且，这种装置比较舒适，考虑周到，并且易于使用。另外，其使用也比较安全，因为这种装置可通过控制装置以特定方式激活和控制，其中，控制装置还是医疗装置的能源。US2012245515A1进一步披露:比较有利的是，控制装置可包括反馈系统，例如能够从输送装置接收信息(例如确认已输送正确数量和形式的能量和/或已输送正确剂量的药剂 和/或已遇到异常状况(例如堵塞或储液器已空)的信号)的接收器。例如，反馈信号可以是由磁体的运动或输送装置中的线圈产生的电磁信号。US2012245515A1进一步披露:在一次性医疗装置中还可整合有RFID芯片，该芯片可配置为在储液器变空等情况下通过活动元件的直接或间接接触等方式发送反馈信号。
[0003]US20110152825A1披露了一种利用压力来管理流体产品的管理装置，该装置为模块式，包括底座单元和药筒，其中，底座单元包含驱动部件，而药筒配置为以可分离方式连接至底座单元。药筒具有储液器和压力监测装置，压力监测装置具有压力传感器和可与压力传感器工作结合的转换装置。压力监测装置可通过外加交变电磁场激活，从而利用流体压力来读取数据，而无需接触。在一种实施方式中，压力传感器包含卡盘，转换装置为RFID应答器，其中，底座单元包括压力读数装置，该压力读数装置构造为产生相应的交变电磁场，并根据交变场的响应确定转换装置的流体压力相关属性。
【发明内容】
[0004]本发明披露一种包括医疗装置和控制装置的新系统，医疗装置包括用于调节流体导管中的流体流量的流量调节器，其中，该系统能够以简单、经济高效、且节省空间的方式确定与流体流量相关的至少两种不同的医疗装置工况。而且，可为不同类型的流量调节器和不同类型的医疗装置实现相同的技术效果。具体而言，该医疗装置还可包括流体导管，或者配置为可与流体导管工作结合，并配置为放置在外部并与患者接触，或者植入体内。
[0005]本 发明披露一种医疗系统，包括:a)布置为与患者接触的医疗装置，其中，医疗装置包括流体导管和/或配置为与流体导管工作结合，医疗装置还包括:用于调节流体导管中的流体流量以进行医疗的流量调节器；这两个活动元件能够随流体导管中的流体压力变化而被动位移或者能够主动位移以调节流体导管中的流体流量；以及至少一条应答器回路，该应答器回路包括选自电容、电感、电阻或其组合的至少一个应答器元件，该应答器元件相对于活动元件布置，使得应答器回路具有随活动元件的位移而变化的电容或电感或电阻或谐振频率或Q因数；以及，b)包括收发器的控制装置，其中，收发器配置为向应答器回路发送能量，并读取应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数，从而利用同一条应答器回路来确定活动元件中的任何一个是否有位移。
[0006]本文披露一种医疗系统。该系统包括医疗装置和控制装置。
[0007]在本发明中，“医疗装置”是配置为与患者接触并通过调节在患者体内流动、流入患者体内、或从患者体内流出的流体的流量来进行医疗的装置。
[0008]因此，“接触”指与患者皮肤接触(例如通过粘性底座等装置以可取下方式固定至患者的皮肤上)，或者更广泛地说是与身体接触，包括在体内，例如至少部分地固定在身体的空腔中或植入体内。
[0009]所述医疗装置包括流体导管和/或配置为与流体导管工作结合，所述医疗装置还包括用于调节流体导管中的流体流量以进行医疗的流量调节器。
[0010]术语"流体导管"在此指用于输送流体和/或存储流体和/或接收流体的任何类型的流体容纳结构。它可由金属材料、聚合材料或复合材料制成，可为整体形式或彼此直接或间接连接的多件形式。流体导管不局限于任何特定的几何形状或形式，可包括具有不同截面的部件，例如具有管状或大致为圆筒状的截面的部件、以及具有大致为长方形截面的部件。具体而言，流体导管可构造为管道、流体容器或通道，并可包括腔室、储液器和输注元件等。
[0011]〃配置为与流体导管工作结合〃指流体导管不一定是医疗装置的一部分，或不完全是医疗装置的一部分。例如，流体导管可为体液管，例如血管、淋巴管、脑脊髓液管、尿道管、食管或肠道等，并且医疗装置配置为与流体导管工作结合，通常结合至流体导管的外部，从而在工作时可调节通过流体导管的流体流量，例如，从流体导管的横截面的外部限制流量。但是，医疗装置的流体导管和医疗装置外部的流体导管之间的流体连接也可能产生工作结合，使得流体经由医疗装置内的流体导管流过外部流体导管。
[0012]术语〃流体〃指能够流过流体导管并且通过其流量调节可产生医疗作用的介质或介质中的物质，通常为液体。流体的一个例子是用于应对医疗状况的药剂，例如用于应对糖尿病状况的胰岛素制剂、用于应对慢性病症状的止疼药、用于在手术后减轻血栓形成危险的抗凝药、用于应对或改变其它医疗状况的激素等，但是，流体可以是体液或流过体液管的外部流体。
[0013]根据一种实施方式，所述医疗装置是医疗输注装置，配置为经皮或经静脉向患者多次输注流体药剂，而无需多次穿刺。一个典型的患者例子是每餐之前都要注射一定剂量的胰岛素制剂的糖尿病患者。在一种实施方式中，所述医疗装置是可植入装置，或者一部分处于体内且另一部分处于体外的装置。所述医疗装置可构造为阀门装置，该装置配置为启用/禁用流体流动或改变流体(例如体液)流速，所述医疗装置还可构造为连续输注装置，该装置配置为以可随时间变化的流速输送连续药剂流。医疗也可通过调节从身体外部流入身体的流体流量或从身体内部流出身体的流体流量来实现，例如临时中断流体流动(例如失禁患者的尿液)或排出身体产生的过多流体(例如水肿患者的组织间隙液)，或者通过调节在体内从身体的一部分流至另一部分的体液流量来实现，例如调节脑脊髓液流量来降低颅内压，或者通过调节流过身体的外部流体流量实现，例如调节通过消化道的食物或饮水的量以调节食欲和治疗肥胖症。
[0014]〃流量调节器〃是配置为调节流过流体导管的流体流量(即，通过增加或减少流量、中断或恢复流动)的装置。这可包括以恒定或可变流速连续或按一定间隔通过流体导管泵送流体。
[0015]根据一种实施方式，流量调节器布置在或配置为布置在流体导管的入口侧和出口侧之间，以调节从入口侧至出口侧的流体流量。 [0016]根据一些实施方式，入口侧包括储液器或与储液器通过液流连通，出口侧包括输注元件或与输注元件通过液流连通。
[0017]储液器可配置为容纳一定量的药剂，容纳的药剂量足以进行多次给药。具体而言，该医疗装置可为一次性或半一次性的，因此要在一段时间之后至少部分地更换，例如在I至7天之内更换(通常为2至4天之内)、或者在输注多次药剂剂量之后更换(例如在药剂用完时，或者储液器将空时)。储液器可为适合于容纳所选药剂的任何形状、任何类型的容器。因此，储液器优选包括对于将容纳的药剂为惰性的化学和/或生物相容材料。在一些实施方式中，在制造过程中，药剂预先装入储液器中。因此，储液器适合于在该装置被使用之前在装置内长期储存药剂，例如数月或数年。在一些实施方式中，储液器配置为在使用前由用户(即，患者或护理者)装填药剂。根据一些实施方式，储液器配置为在装填药剂之前或之后装入装置内或装到装置上。
[0018]根据一些实施方式，储液器为可收缩的液袋，配置为在向储液器充填药剂时从扁瘪状态扩张为膨胀状态，并在排空储液器时(例如在泵送药剂时)从膨胀状态收缩为扁瘪状态。
[0019]该输注元件可配置为经皮输注药剂，即，配置为在该医疗装置的使用过程中留置于经皮位置，以便在需要时从该医疗装置向人体输注一定剂量的药剂。输注元件可包括能够插入到受控深度的细针以及可通过可拆卸针头等装置插入的插管、导管或其它形式的空心流体输送管，并配置为输注药剂。该输注元件可包括金属材料(例如钢材)、陶瓷材料、硅基材料、聚合材料(例如硅树脂或特氟隆)或由这些材料构成的任何复合材料，或者由上述材料制成。该输注元件可包括一个或多个出口(例如多根微型针)，这些出口配置为穿透皮肤和/或同时或顺次输注药剂。该输注元件可包括配置为触发穿透皮肤操作的触发元件，该触发元件可包括弹性元件(例如弹簧)。
[0020]根据一些实施方式，流量调节器是用于通过流体导管泵送流体的泵，或者是在工作时与流体导管结合或可与流体导管结合以调节流体导管中的流体流量的阀门或限流器。
[0021]“泵”可以是现有技术中已知的任何类型的泵送机构，例如蠕动泵、隔膜泵、电渗泵、微型泵，并配置为通过流体导管泵送流体。〃阀门〃可以是具有至少一个阀门入口和至少一个阀门出口的任何类型的阀门，用于中断或恢复经由阀门流过流体导管的流体的流动、使流体转向、或增加或减少流体流量。因此，阀门通常包括至少一条流体通路，该流体通路与流体导管通过液流连通，并可开启或关闭，或开启至不同的程度，以调节单位时间内流过阀门的流体量，即，流速。“限流器”是在功能上与阀门相似的装置，不同之处在于它与流体导管结合或可与流体导管结合的方式。具体而言，限流器配置为通过从外部限制流体导管(例如限制到不同的程度)来调节流体导管中的流体流速。限流器的一个例子是推动、拉动或拧紧元件，该元件配置为在推动、拉动或拧紧时向流体导管施加压力，使得流体导管变形，并阻塞或缩减流体导管中的流体通路。限流器的另一个例子是布置在流体导管周围并配置为在拉动时限制流体导管的横截面的夹子或箍环。把箍环闭合至不同的程度可导致不同的流速或完全阻塞。阀门和限流器的作用可根据医疗的需要逆转或重复。
[0022]医疗装置还包括至少两个活动元件，它们可随流体导管中的流体压力变化而被动位移，或者可主动位移，以调节流体导管中的流体流量。“可被动位移元件”可以是流体导管的一部分，可随流体导管中的流体压力的增大或减小而移动(例如弯曲、扩张和/或收缩)，也可以是从外部结合至流体导管的元件，能够在流体导管内的流体压力变化时随流体导管的至少一部分的位移而直接或间接移动。根据一种实施方式，流体导管是由柔性材料(例如硅树脂)制成的中空管。该中空管本身可随管中的流体压力的增大或减小而弯曲、扩张或收缩。根据一种实施方式，流体导管包括至少一层膜，其中，膜层是可被动位移元件。“可主动位移元件”是与流体导管结合、并且其位移会导致流体导管中的流体压力发生变化的元件。可主动位移元件的一个例子是调节器活动元件，例如阀门元件或限流器元件，其位移会主动导致流体压力发生变化，例如由于流体的流动受限或受阻而导致压力增大。
[0023]医疗装置还包括至少一条应答器回路，该应答器回路包括选自电容(C)、电感(L)、电阻(R)或其组合的至少一个应答器元件，该应答器元件相对于活动元件布置，使应答器回路具有电容、电感或电阻，若应答器回路是谐振器，则使应答器回路具有谐振频率或Q因数，所述电容、电感、电阻、谐振频率或Q因数随活动元件的位移而发生变化。根据一种优选实施方式，应答器回路是“无源”回路，配置为仅从医疗装置之外的外部场获得执行其功能所需的能量(激活能)，例如电磁能形式的能量(例如射频信号或磁振荡)，因而无需自己的永久能源即可工作。
[0024]具体而言，同一条应答器回路包括相对于每个活动元件或相对于至少两个活动元件布置的至少一个L和/或C和/或R应答器元件，从而利用同一条回路即可确定任何所述活动元件的位移。这种应答器回路的一个优点是能够节省空间和成本。因此，医疗装置可以更简单、尺寸更小、更加经济高效。根据一些实施方式，应答器回路还与活动元件成非接触关系，因此便于集成在医疗装置中。因此，“应答器回路”是医疗装置的运动传感元件，优选为无源元件，并配置为检测上述至少两个活动元件的运动。为了提高检测灵敏度，活动元件可由磁敏感或电敏感材料构成，或者包括这种材料，例如金属材料，该材料可为涂层、漆层或纹理形式。
[0025]根据一种实施方式，医疗装置包括与入口 /出口应答器元件结合的入口活动元件和出口活动元件。因此，同一个(入口 /出口)应答器元件可与两个活动元件结合，以分别检测两个入口和出口活动元件中的任何一个的运动。若流体导管的入口和出口活动元件和/或入口侧和出口侧彼此靠近布置(例如彼此相邻)，则可以实现此功能。类似地，根据另一实施方式，医疗装置包括与至少一个应答器元件结合的至少两个调节器活动元件。因此，同一个调节器应答器元件可与两个调节器活动元件结合，以分别检测两个调节器活动元件中的任何一个的运动。
[0026]根据一种实施方式，医疗装置包括下列元件中的至少两个:在入口侧与入口应答器元件结合的入口活动元件，在出口侧与出口应答器元件结合的出口活动元件，与调节器应答器元件结合的调节器活动元件。在此，“结合”指应答器元件布置在相应的活动元件附近或与相应的活动元件接触，从而当活动元件位移时，应答器回路的电容、电感、电阻、谐振频率或Q因数受活动元件的影响。根据一种实施方式，应答器回路包括与电容串联的入口电感和出口电感。
[0027]根据一些实施方式，应答器回路集成在布置于医疗装置中的箔片状或片状基板中，从而应答器元件与相应的活动元件结合。根据一些实施方式，箔片状或片状基板包括一条或更多条应答器回路，每条应答器回路包括与活动元件结合的至少一个应答器元件。
[0028]箔片状或片状基板优选由塑料或其它电绝缘材料制成。应答器回路可以印刷在基板上和/或夹在两层基板之间。两层基板可通过任何常规技术结合到一起，例如胶粘、热粘 合等
[0029]根据一些实施方式，活动元件为不同的类型或尺寸和/或可位移到不同的程度，和/或相对于应答器元件布置，从而在位移时把应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数改变到不同的程度或使其逆转。
[0030]根据一些实施方式，应答器元件为不同的类型或尺寸和/或相对于活动元件布置，从而在活动元件位移时使应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数改变到不同的程度或使其逆转。
[0031]系统还包括控制装置。“控制装置”是配置为与医疗装置通讯从而控制医疗装置的操作的装置。具体而言，控制装置包括收发器，其中，该收发器配置为向医疗装置的应答器回路发送能量并读取应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数，从而通过同一条应答器回路确定任何活动元件是否有位移。
[0032]“收发器”一词泛指既作为发送器又作为接收器的装置，其功能至少包括产生采样(激活)场以及(作为对应答器回路发送信号的响应)接收由应答器回路发送的信号的操作。
[0033]根据一些实施方式，为了保证较高的数据安全性，在当前环境中的一种有利方式是对传送的数据进行加密。
[0034]根据一种优选实施方式，流量调节器包括无源能量接收单元，控制装置包括能量传送单元，该能量传送单元用于把工作能量传送给能量接收单元，以操作流量调节器，从而调节流过流体导管的流体流量，以进行医疗。
[0035]向能量接收单元传送工作能量的操作可包括解锁一个或更多安全锁定机构，并把旋转力传送至能量接收单元的至少一个转子和/或把轴向力传送至能量接收单元的至少一个轴向元件。安全锁定机构用于防止医疗装置的不受控操作。向能量接收单元传送工作能量的操作可包括通过感生或电磁耦合等方式向医疗装置提供动力。由能量接收装置接收的能量来自于控制装置的能量传送单元，在医疗装置本身中通常不具有能源。但是医疗装置可包括内部能源，例如辅助能源。
[0036]根据一些实施方式，医疗装置还包括连接至应答器回路的遥测标签。具体而言，收发器配置为向遥测标签发送能量，遥测标签可包括辅助回路，该辅助回路用于经由遥测标签测量应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数，并读取应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数。遥测标签的一个例子是射频识别(RFID)标签或近场通讯(NFC)标签。遥测标签还可配置为存储与医疗装置相关的信息，使得医疗装置可由控制装置识别。根据一种实施方式，遥测标签存储与流体导管相关的信息，例如直径、长度等，由于存在制造公差，因此对于不同的医疗装置，这些数据可以有所不同。遥测标签还可/也可存储与泵相关的信息(例如泵的规格)和/或与储液器相关的信息(例如储液器的容量)和/或药剂类别信息。控制装置可配置为经由收发器读取所述信息，并根据所述信息操控流量调节器。通过这种方式可以校准医疗装置，从而实现更高的流体流量调节精度。
[0037]根据一些实施方式，控制装置包括逻辑单元。“逻辑单元”是计算单元，可为执行带有操作指令的计算机可读程序的可编程序逻辑控制器，以确定与医疗装置相关的一种或更多状况或事件，和/或对一种或更多状况或事件做出响应。具体而言，逻辑单元配置为根据应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数的读数区分一个或更多活动元件中哪些发生了位移。这可包括把读取的数据与存储的参考数据和/或在流量调节器工作之前测量的参考数据比较，并根据比较结果确定是否有变化或偏差。控制装置可包括彼此独立(例如专用于执行特定任务)并且彼此通讯(例如彼此协作)的多个逻辑单
[0038]根据一些实施方式，逻辑单元配置为确定下述的任何一种或多种状况。
[0039]在一种状况中，在流量调节器工作期间，流体压力基本不变。若流量调节器是在工作时泵送流体的泵，则此状况表明医疗装置正常或正确工作。“基本不变”一词指流体导管中的平均流体压力在装置工作过程中保持不变。实际上，在泵送过程中，流体压力可有局部变化(例如周期性的变化)，例如在入口侧和出口侧有变化。在使用某些类型的泵时可能发生这种情况，例如蠕动泵或隔膜泵，在这种泵的作用下，流体可能以脉冲方式向前流动。这种情况可能会导致活动元件在工作过程中存在周期性的位移，但是这种位移是正常的，并且可通过应答器回路监测，以确认正确工作。另外，在出口侧，由于流体导管在输注元件处可能受限和/或当流体进入体内时受阻，流体压力可能稍有增大。
[0040]在另一种状况中，与正常工作时的流体压力相比，在流体导管的入口侧的流体压力持续降低，这通常是由于入口侧的流体耗尽(例如当储液器变空时)导致的。这可通过被动位移入口活动元件的持续位移来确定。
[0041]在另一种状况中，与正常工作时的流体压力相比，在流体导管的入口侧的流体压力持续升高，这通常是由于入口侧的流体过多导致的。这可通过被动位移入口活动元件的持续位移来确定，其中，位移方向通常与流体压力降低情况中的位移方向相反。
[0042]在另一种状况中，与正常工作时的流体压力相比，在流体导管的出口侧的流体压力持续升高，这通常是由于出口侧被堵塞或部分堵塞因而阻断流体流动或使流体流量显著减少而导致的。这可通过被动位移出口活动元件的持续位移来确定。
[0043]另外，若流量调节器是阀门或限流器，则流量调节器的工作状态可通过确定可主动位移元件或流量调节器元件的位置来确定。若流量调节器是泵(例如蠕动泵或隔膜泵)，则流量调节器的工作状态可通过监测活动元件在工作过程中的周期性的位移来确定。[0044]在另一种状况中，流体在流体导管中的首次流通(例如在引动医疗装置时)可通过确定任何活动元件的位移从而确认正确引动来确定。
[0045]术语“持续”在此指一段持续时间，即，比在正常工作时发生的时间长，例如至少在流量调节器的工作时间内持续。在一些实施方式中，控制装置配置为在响应既定状况时操作流量调节器或中断流量调节器的操作，和/或产生可由用户识别的信号。
[0046]控制装置可配置为以可拆卸方式附接至医疗装置(例如在医疗装置的使用过程中附接至医疗装置)，其中，医疗装置可以是一次性使用型，而控制装置可以重用。
[0047]根据一种优选实施方式，控制装置配置为临时置于相对于医疗装置的能量传送位置，以操作流量调节器和/或向应答器回路传送能量，其中，在能量传送位置，控制装置是与医疗装置分离的。具体而言，控制装置可配置为在能量传送位置临时手持使用的手持型
>J-U ρ?α装直。
[0048]系统还可包括用于验证医疗装置的位置并确保控制装置和医疗装置之间最佳能量传送的定位传感器。
[0049]控制装置可用作使用户(例如患者和/或技术人员/医生/护士)与医疗装置交互的接口装置，例如设置药剂剂量、验证满足输送这种剂量的条件、以及在程序发生任何异常状况时向用户发出警报、或者通过提供建议或执行补救操作来对异常状况做出反应。
[0050]因此，所有或大多数电子器件(例如处理器、存储器、开关和操作按钮、电路、印刷电路板、接线、可视和/或盲文型显示装置、电池或其它形式的电源、用于充电和/或与其它装置(例如计算机)连接(例如通过无线方式连接)以交换数据的一个或更多端口、警报或警告信号发送装置等)可集成在控制装置中，而不是集成在医疗装置中。因此，医疗装置可以很简单，尺寸小，成本低，并且可为一次性的或可植入的。控制装置可具有附加功能。例如，它可配置为身体参数测量装置，例如作为血糖仪，以监测对医疗的响应等。控制装置甚至可包括电话、GPS等功能。控制装置可为针对多个相同或不同类型的医疗装置和/或不同患者的通用接口装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]下面将参照示意性地示出示例性实施方式的附图更详细地说明本发明。
[0052]图1是包括医疗装置和处于能量传送位置的独立手持型装置的医疗系统的示意图。
[0053]图2是图1所示的医疗装置的放大图。
[0054]图3a_3f是在图2所示的医疗装置的工作过程中可能发生的一些状况的示意图。
[0055]图4是包括具有入口 /出口应答器元件的应答器回路的一种实施方式的示意图。
[0056]图5示出了图3a_3f所示的实施方式的一种变体，它具有另一种流量调节器和应答器回路。
[0057]图6a_6c是另一种应答器回路的示意图。
[0058]图7a和7b概略性示出了包括遥测标签的应答器回路的实例。
[0059]图8概 略性示出了图1所示的系统的一种变体，它包括另一种医疗装置。
[0060]图9概略性示出了图8所示的医疗装置的一种变体。【具体实施方式】
[0061]图1 所示为不按比例示出的医疗系统300的示意图，该医疗系统300用于经皮输送药剂。系统300包括医疗装置100和配置为独立手持型装置的控制装置200。所示的医疗装置100和控制装置200处于能量输送位置。图2是医疗装置100的放大图。医疗装置100包括用于容纳待输送的药剂的储液器101、用于输送药剂的经皮输注元件102、以及用于从储液器101向输注元件102转移药剂的流体导管110。储液器101是可折叠袋。医疗装置100还包括流量调节器120。流量调节器120包括无源能量接收单元121，无源能量接收单元121配置为当控制装置200处于能量传送位置时从控制装置200接收工作能量，并把接收的能量传送给流量调节器120。流量调节器120随后把从能量接收单元121接收的能量转化为泵送力，用于从储液器101向经皮输注元件102泵送药剂。从而控制装置200经由能量接收单元121操作流量调节器120。具体而言，流量调节器120是与管道103工作结合的蠕动泵，在工作时通过流体导管110泵送药剂。
[0062]流体导管110包括入口侧110’和出口侧110"，流量调节器120布置在入口侧110’和出口侧110"之间，从而在工作时从入口侧110’向出口侧110"泵送药剂。流体导管Iio包括管道103，其中，管道103与流量调节器120工作结合，从而流量调节器120的运转导致通过流体导管110蠕动泵送药剂。流体导管110包括在入口侧110’与管道103通过液流连通的入口腔104和在出口侧110"与管道103通过液流连通的出口腔105。入口腔104包括入口活动元件106，出口腔105包括出口活动元件107，其中，入口活动元件106和出口活动元件107可随流体导管110中的流体压力变化而被动位移。具体而言，入口活动元件106和出口活动元件107是不透液膜，分别密封住入口腔104和出口腔105的开口。膜106、107具有弹性，因此可以位移，在此情况中，它们可分别随入口腔104和出口腔105中的流体压力变化拉伸或变形。医疗装置100还包括集成在电绝缘箔片状基板130中的应答器回路131。应答器回路131是无源回路，配置为从由控制装置200提供的外部场获得能量。应答器回路131包括入口应答器元件132、入口电感、以及出口应答器元件133和出口电感。应答器回路131还包括与入口电感132和出口电感133串联从而形成谐振器的电容(未示出)。具体而言，应答器回路131布置在箔片130中，箔片130布置在医疗装置100中，并距膜106、107 —定距离，从而入口电感132与膜106非接触结合，出口电感133与膜107非接触结合。通过这种方式，应答器回路130具有谐振频率，该谐振频率随活动元件106、107的位移而变化。
[0063]控制装置200包括收发器231，其中，收发器配置为向应答器回路131发送能量，并读取应答器回路131的谐振频率，从而通过同一条应答器回路131确定膜106、107中的任何一个是否有位移。膜106、107可包括磁敏感或电敏感材料，例如金属材料(未示出)，以提高检测应答器回路131位移的灵敏度。
[0064]控制装置200还包括能量传送单元221，能量传送单元221用于向医疗装置100的能量接收单元121传送工作能量，以操作蠕动泵120。具体而言，能量接收单元121构造为与多个螺动轮(未示出)啮合的转子，转子包括一个或更多铁磁元件。能量传送单元221构造为与电机(未示出)连接的驱动转子，驱动转子包括多个磁体，这些磁体配置为与能量接收单元121的铁磁元件形成磁耦合。因而，当能量接收单元121和能量传送单元221处于能量传送位置并形成磁耦合时，能量传送单元221经由能量接收单元121向蠕动泵120提供旋转力。
[0065]控制装置200还包括逻辑单元230，逻辑单元230配置为根据由收发器231读取的应答器回路131的谐振频率区分膜106、107中的哪一个发生了位移，并由此确定在医疗装置100的工作过程中可能发生的一种或更多状况中的任何一种状况。
[0066]控制装置200还包括(但不仅限于)电池240、用于充电和连接其它装置的端口250、用于操作控制装置200的按钮260、以及显示装置270。在此例子中，逻辑单元230至少与收发器231、能量传送单元221和显示装置270进行电气通讯。具体而言，逻辑单元230配置为在响应既定状况时操作能量传送单元221或中断能量传送单元221的操作，从而控制流量调节器，并产生可由用户识别的信号。因此，控制装置200可用作使用户(例如患者和/或技术人员/医生/护士)与医疗装置100交互的接口装置，例如设置药剂剂量、验证满足输送这种剂量的条件、以及在程序发生任何异常状况时向用户发出警报、或者通过提供建议或执行补救操作来对异常状况做出反应。
[0067]图3a_3f是在图2所示的医疗装置100的工作过程中可能发生的一些状况的示意图。为了清楚起见，仅示出了与理解本发明相关的医疗装置100的部件，并且进行了进一步简化。具体而言，图3a-3f示出了布置在流体导管110的入口侧110’和出口侧110"之间的流量调节器(泵)120、包括带有入口膜106的入口腔104的入口侧110’、以及包括带有出口膜107的出口腔105的出口侧110"。图3a-3d还示出了箔片130，其中，为了清楚起见，应答器回路131以分离状态示出，并示意性地显示在箔片130的上方。图3e示出了处于与箔片130’分离状态的应答器回路131’的另一种实施方式，该实施方式是应答器回路131的一种变体。图3f示出了图3e中的实施方式的一种变体。应答器回路131、131’包括以非接触方式与入口膜106结合的入口电感132和以非接触方式与出口膜107结合的出口电感133、133’。入口电感132和出口电感133、133’与电容134串联。因此，应答器回路131、131’配置为无源谐振器，收发器231配置为激活该谐振器并在泵120开始工作前读取泵120的谐振频率(例如，当控制装置200处于能量传送位置时立即读取)，并在泵120工作时和/或工作后读取谐振频率ω，其中，在泵120开始工作前Coci=I/ V (L0x C)，即，I除以(电感乘以电容)的平方根，在泵120工作时和/或工作后ω=1/ V (L X C)，即，I除以(电感乘以电容)的平方根。优选还读取泵120工作之前的谐振频率Oci，因为此值可能根据外界因素(例如环境温度)而变化。因此，相对读数优于绝对读数。
[0068]更详细地说，图3a示出了第一工作状况，其中，在泵120的工作过程中，流体导管110中的流体压力基本不变。在此状况中，当蠕动泵120工作时，膜106、107不发生位移，或者位移最小，或者以可预测的方式位移，通常为交替且周期性的方式，类似于脉冲方式。具体而言，出口膜107在松弛阶段后可能经历轻微的正位移，而入口膜在松弛阶段后可能经历轻微的负位移。因此，平均谐振频率ω与Coci相当(ω近似等于CociX通过连续读取，可以监测膜106、107的可预测位移，以进一步确认是否正常工作。逻辑单元230根据此读数和对比结果来确定医疗装置100是否正确工作。
[0069]图3b示出了另一种工作状况，在出口侧110"发生堵塞等情况时，可能出现此状况。在此情况中，当泵120工作时，出口侧110"的流体压力增高，出口膜107持续向外位移，即，经历正位移。这种位移会导致出口电感133的电感发生变化，因而导致应答器回路131的谐振频率ω发生变化。在此情况中，ω〈 Coci，并且逻辑单元230根据读数和比较结果确定出口侧110"有异常状况，例如堵塞。
[0070]图3c示出了另一种工作状况，在储液器101变空等情况下可能发生这种状况。在此情况中，当泵120工作时，入口侧110’的流体压力降低，并且入口膜106持续向下位移，即，经历负位移。这种位移会导致入口电感132的电感发生变化，因而导致应答器回路131的谐振频率ω发生变化。在此情况中，ω> Coci，并且逻辑单元230根据读数和比较结果确定入口侧110’有异常状况，例如药剂耗尽或储液器变空。确定入口侧110’的这种状况有利于预先了解药剂何时即将耗尽，以便在输送药剂时避免药剂耗尽的发生，并在下一次输送药剂之前提醒用户更换医疗装置100储液器101。可以确定入口腔104的适当尺寸，使其盛有足够的药剂量，以保证在确定这种工作状况后至少有最后一次剂量。
[0071]图3d示出了另一种工作状况，在储液器101变空时以及在出口侧110"堵塞时很可能发生这种状况。在此情况中，当泵120工作时，入口侧110’的流体压力降低，并且膜107持续向下位移，即，经历负位移。但是，当泵120工作时，出口侧110"的流体压力增高，出口膜107持续向外位移(拉伸)，即，经历正位移。在这种情况中，可能无法检测到应答器回路131的谐振频率ω相对于Coci的变化，并且在某些情况中可能被判读为如图3a所示的正常工作状况。为了提高类似情况的区分能力，可以采用有区别的应答器元件，例如具有不同电感值的入口电感132和出口电感133’，其中，应答器回路131’的谐振频率ω在入口膜106和出口膜107的同等位移下被改变到不同的程度(在图3e中，ω〈ω(ι)。替换地或者另外地，可以采用入口 膜106和出口膜107’、或具有不同尺寸和/或具有不同磁化性或电极化性和/或具有相对于活动元件的不同布置方式的其它活动元件(在图3f中，ω〈ω(ι)。
[0072]图4是图2和图3a_3f所示的实施方式的一种变体的示意图。具体而言，图4示出了构造为布置在流体导管111的入口侧111’和出口侧111"之间的蠕动泵的流量调节器。与图2和图3a-3f所示的流体导管110的不同之处是，流体导管111布置在泵120’的周围，使入口侧111’和出口侧111"(尤其是入口侧111’的入口腔104和出口侧111"的出口腔105)彼此相邻布置，从而使入口侧111’的入口膜106朝向出口侧111"的出口膜107。集成有应答器回路141 (例如谐振器)的箔片140布置在入口膜106和出口膜107之间，使入口 /出口应答器元件142 (例如电感(入口 /出口电感))与入口膜106和出口膜107非接触结合。因而利用仅一个应答器元件142即可确定膜106、107中任何一个的位移。具体而言，根据膜106、107之一或二者的位移方向、程度和持续时间(临时或持续)，可以通过类似于图3a-3f所示的至少一部分实施方式的方式确定不同的工作状况。请参阅图4，该图中示出了出口侧111’堵塞的状况，其中，出口膜107经历持续正位移。此状况确定为ω〈ω。。
[0073]图5示出了图3a_3f所示的实施方式的一种变体，它具有另一种流量调节器120 "和应答器回路151。具体而言，流量调节器120"是包括流道的阀门，它与流体导管112的入口侧112’和出口侧112"通过液流连通，并可打开或关闭，或打开到不同的程度，以通过移动阀门调节器元件125调节流过阀门120的流体量。入口侧112包括带有入口膜106的入口腔104，出口侧112’包括带有出口膜107的出口腔。应答器回路151包括与电容154串联并与可变电阻155并联的入口电感152和出口电感153。具体而言，应答器回路151相对于阀门120"和流体导管112布置，使入口电感152与入口膜106非接触结合，出口电感153与出口膜107非接触结合，并且可变电阻155与阀门调节器元件125结合。可变电阻155是与调节器活动元件结合的调节器应答器元件的一个例子。通过读取应答器回路151的谐振频率，能够通过与图3a-3f所示的实施方式类似的方式确定膜106、107的位移，从而确定流体导管112中的流体压力变化。但是，还可以读取应答器回路151的Q因数，从而确定阀门120"的状态，例如打开、关闭或中间位置状态。
[0074]图6a_6c是配置为谐振器的另一种无源应答器回路161的示意图。具体而言，如图6a所示，应答器回路161包括与电感164串联的两个可变电容162、163。可变电容162、163可按不同方式配置。图6b示出了集成在膜106’上的可变电容162’的一个例子，其中，由流体压力变化导致的膜106’的位移造成电容变化，因而导致应答器回路161的谐振频率ω发生变化。图6c示出了可变电容163’的另一个例子，其中，流体导管113布置在可变电容163’的极板之间。极板可与流体导管113成接触关系或非接触关系。由流体压力变化导致的流体导管113的位移造成电容变化，因而导致应答器回路161的谐振频率ω发生变化。
[0075]图7a和7b示出了包括遥测标签176、176’的应答器回路171、171’的例子。具体而言，图7a示出了包括两个电感172、173的应答器回路171，电感172、173连接至RFID标签176，RFID标签176包括用于测量应答器回路171的电感的辅助回路177，其中，收发器231配置为向RFID标签176发送能量，以测量随着与应答器回路171结合的各个活动元件的位移而发生变化的应答器回路171的电感，并经由遥测标签176读取应答器回路的电感。图7b示出了包括电感172’和可变电容174的应答器回路171’，电感172’和可变电容174连接至RFID标签176’，RFID标签176’包括用于测量应答器回路171’的电感和/或电容的辅助回路177’，其中，收发器231配置为向RFID标签176’发送能量，以测量随着与应答器回路171’结合的各个活动元件的位移而变化的应答器回路171’的电感和/或电容，并经由遥测标签176’读取应答器回路171’的电感和/或电容。
[0076]图8是系统300’的示意 图，系统300’是图1所示的系统300的一种变体。具体而言，系统300’包括另一种医疗装置100’和与图1所示的控制装置200类似的控制装置200’。医疗装置100’是一种可植入装置，并示意性地描绘为植入在一层身体组织400之下。具体而言，所示的医疗装置100’与流体导管410工作结合，在此情况中，流体导管410是体液管。医疗装置100’包括用于调节流体导管中的流体流量以进行医疗的流量调节器122。流量调节器122是限流器，包括两个调节器活动元件108、109，这两个调节器活动元件配置为夹子形式，并可主动位移，以调节流体导管410中的流体流量。流量调节器122还包括无源能量接收单元123，无源能量接收单元123配置为在控制装置200’处于能量传送位置时从控制装置200’接收工作能量。然后，流量调节器122把由能量接收单元123传送的能量转化为两个可主动位移元件108、109中的一个或两个的主动位移。在此例子中，医疗装置100’还包括可被动位移元件186，在此情况中，可被动位移元件186是弹性夹，它在入口侧410’与流体导管410工作结合，并可随流体导管410中的流体压力变化而位移。医疗装置100’还包括应答器回路181，应答器回路181包括与电容184串联并与可变电阻185并联的两个电感182、183。电感182、183是调节器应答器元件，它们分别相对于相应的可主动位移元件108、109布置，使应答器回路181具有随可主动位移元件108、109的位移而变化的谐振频率ω。为了提高位移检测灵敏度，可主动位移元件108、109包括磁敏感部件108’、109’，在可主动位移元件108、109移动时，磁敏感部件108’、109’分别相对于电感182、183改变位置。可变电阻185相对于可被动位移活动元件186布置，使应答器回路具有随可被动位移元件186的位移而变化的Q因数。应答器回路181在某些方面类似于图5所示的应答器回路151。
[0077]控制装置200’包括收发器231’，其中，收发器231’配置为向应答器回路181发送能量，并读取应答器回路181的谐振频率ω和Q因素，以通过同一条应答器回路181确定可主动位移 元件108、109和/或可被动位移元件186中任何一个是否有位移。
[0078]控制装置200’还包括逻辑单元230’，逻辑单元230’配置为根据由收发器231’读取的应答器回路181的谐振频率ω和Q因数确定可主动位移元件108、109和可被动位移元件186的位置，并由此确定在医疗装置100’的工作过程中可能发生的一种或更多状况中的任何一种状况，并最终相应地做出反应。举例来说，可能发生的一种状况是入口侧410’的流体压力升高，表明入口侧410’的流体过多。基于这种状况的确定，逻辑单元230’然后可指令控制装置200’主动打开一个或两个夹子108、109 (例如临时性打开)，使流体在流体导管410中流过，从而降低流体导管410中的流体压力。比较有利的是，可以使用至少两个可主动位移元件108、109，从而更好地控制流体导管中的流体流量，或者能够在不同位置交替限制流体导管410，从而避免流体导管410始终在同一个位置受力。因此，利用同一条应答器回路181能够实现可主动位移元件108、109的位移的精确控制和/或验证，以及流体压力的控制。
[0079]控制装置200’还包括与系统300的能量传送单元221类似的能量传送单元221’，该能量传送单元221’配置为在能量传送位置与能量接收单元123形成磁耦合。考虑到医疗装置100’是植入体内因而不可见的，为了更方便地找到和/或保持和/或确认能量传送位置，在控制装置200’中还提供有定位传感器232。在此例子中，逻辑单元230’还与定位传感器232进行电气通讯。具体而言，逻辑单元230’进一步配置为操作能量传送单元221’或中断能量传送单元221’的操作，从而根据控制装置200’相对于医疗装置100’的位置来控制流量调节器122。与控制装置200 —样，控制装置200’也包括电池240、用于充电或连接其它装置的端口 250、用于操作控制装置200’的按钮260、以及显示装置270。
[0080]图9是医疗装置100"的示意图，医疗装置100"是图8所示的医疗装置100’的一种变体。医疗装置100"也是可植入的，并示意性地描绘为与流体导管411工作耦合，在此，流体导管411是体液管。医疗装置100"还包括用于调节流体导管411中的流体流量以进行医疗的流量调节器124。流量调节器124是包括调节器活动元件190的限流器，调节器活动元件190配置为夹子形式，并可主动位移，以调节流体导管411中的流体流量。医疗装置100’还包括可被动位移元件191，可被动位移元件191配置为弹性夹，在入口侧411’与流体导管411工作结合，可随流体导管411中的流体压力变化而位移。医疗装置100’还包括应答器回路193，应答器回路193包括与电容195串联并与可变电阻196并联的电感194。可变电阻196是调节器应答器元件，它相对于可主动位移调节器活动元件190布置，使应答器回路193具有随着可主动位移调节器活动元件190的位移而变化的Q因数。电感194相对于可被动位移元件191布置，使应答器回路193具有随可被动位移元件191的位移而变化的谐振频率ω。因而，可利用同一条应答器回路193实现可主动位移调节器活动元件190的位移的精确控制和/或验证，以及流体导管411中的流体压力的控制。
[0081]当然，在不脱离本发明的范围的前提下能够对所述的实施方式做出各种变化。还应说明的是，本文中所用的“优选”、“典型”或“有利”等词不是用来限制所附权利要求所界定的本发明的范围，也不暗示着某些特征对于所附权利要求所界定的本发明的结构或功能是关键、必要或重要的。这些词仅是为了突出在本发明的特定实施方式中可以利用或可以不必利用的替 换特征或附加特征。
【权利要求】
1.一种医疗系统(300，300’)，包括: a)布置为与患者接触的医疗装置(100，100’，100")，该医疗装置(100，100’，100")包括流体导管(110，111，112，113)和/或配置为与流体导管(410，411)工作结合，该医疗装置(100，100，，100")还包括: -用于调节流体导管(110，111，112，113，410，411)中的流体流量以进行医疗的流量调节器(120，120’，120"，122，124); -至少两个活动元件(106，107，106，，107，，113，125，108，109，186，190，191)，这两个活动元件能够随流体导管中的流体压力变化而被动位移(106，107，106’，107’，113，186，191)或者能够主动位移(125，108，109，190)以调节流体导管中的流体流量；以及 -至少一条应答器回路(131，131，，141，151，161，171，171，，181，193)，该应答器回路包括选自电容(134，154，162，162’，163，163’，174，184，195)、电感(132，133，133’，142，152，153，164，172，173，172’，182，183，194)、电阻(155，185，196)、或其组合的至少一个应答器元件，该应答器元件相对于活动元件(106，107，106，，107，，113，125，108，109，186，190，191)布置，使得应答器回路(131，131，，141，151，161，171，171，，181，193)具有随活动元件(106，107，106，，107，，113，125，108，109，186，190，191)的位移而变化的电容或电感或电阻或谐振频率或Q因数；以及 b)包括收发器(231，231’)的控制装置(200，200’)，该收发器(231，231’ )配置为向应答器回路(131，131’，141，151，161，171，171’，181，193)发送能量，并读取应答器回路(131，131’，141，151，161，171，171’，181，193)的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数，从而利用同一条应答器回路(131，131，，141，151，161，171，171，，181，193)来确定活动元件(106，107，106，，107，，113，125，108，109，186，190，191)中的任何一个是否有位移。
2.如权利要求1所述的系统，其中，流量调节器布置在或配置为布置在流体导管的入口侧和出口侧之间，以调节从入口侧至出口侧的流体流量。
3.如权利要求2所述的系统，其中，流量调节器是用于泵送流体的泵，或者是用于调节流体流量的阀门或限流器。
4.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中，流量调节器包括无源能量接收单元，控制装置包括能量传送单元，该能量传送单元用于把工作能量传送给能量接收单元，以操作流量调节器。
5.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中，控制装置配置为临时置于相对于医疗装置的能量传送位置，以操作流量调节器和/或向应答器回路传送能量，其中，在能量传送位置，控制装置是与医疗装置分离的。
6.如权利要求2-5中任一项所述的系统，其中，医疗装置包括与入口/出口应答器元件结合的入口活动元件和出口活动元件。
7.如权利要求2-5中任一项所述的系统，其中，医疗装置包括下列元件中的至少两个元件: -在入口侧与入口应答器元件结合的入口活动元件， -在出口侧与出口应答器元件结合的出口活动元件， -与调节器应答器元件结合的调节器活动元件。
8.如权利要求7所述的系统，其中，应答器回路包括与电容串联的入口电感和出口电感。
9.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中，应答器回路集成在布置于医疗装置中的箔片状或片状基板中，从而应答器元件与相应的活动元件结合。
10.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中，医疗装置还包括与应答器回路连接的遥测标签，收发器配置为向遥测标签发送能量，以通过遥测标签测量应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数，并读取应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数。
11.如权利要求10所述的系统，其中，遥测标签存储与流体导管相关的信息(例如流体导管的直径和/或长度)和/或与泵相关的信息(例如泵的规格)和/或与储液器相关的信息(例如储液器的容量)和/或药剂类型信息，控制装置配置为经由收发器读取所述信息，并根据所述信息操作流量调节器。
12.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中，活动元件为不同类型或不同尺寸和/或可位移到不同程度和/或相对于应答器元件布置， 和/或应答器元件为不同类型或不同尺寸和/或相对于活动元件布置， 当活动元件位移时，使得应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数变化到不同的程度或使其逆转。
13.如前述权利要求 中任一项所述的系统，其中，控制装置包括逻辑单元，该逻辑单元配置为根据应答器回路的电容和/或电感和/或电阻和/或谐振频率和/或Q因数的读数区分一个或更多活动元件中哪些发生了位移。
14.如权利要求13所述的系统，其中，逻辑单元配置为确定下述状况中的任何一个或多个: -在流量调节器工作期间，流体压力基本不变，表明医疗装置正确工作， -入口侧的流体压力降低，表明入口侧的流体耗尽， -入口侧的流体压力升高，表明入口侧的流体过多， -出口侧的流体压力升高，表明出口侧堵塞， -流量调节器的工作状态， -流体在流体导管中首次流通。
15.如权利要求14所述的系统，其中，控制装置配置为在响应既定状况时操作流量调节器或中断流量调节器的操作，和/或产生可由用户识别的信号。
【文档编号】A61M5/172GK103961765SQ201410045176
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年2月7日 优先权日:2013年2月6日
【发明者】艾里奥.G.卡拉索 申请人:艾里奥.G.卡拉索