包括传动装置的便携式流体输注设备及其制造方法与流程

本发明涉及流体输送领域，更为具体而言，涉及一种用于对患者进行给药的包括传动装置的便携式流体输注设备及其制造方法。

背景技术：

糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖一般是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者综合作用引起。糖尿病患者体内长期存在的高血糖会导致多个身体器官(例如眼、肾、心脏、血管、神经系统等)的慢性损害、功能障碍。

糖尿病临床诊断可分为1型糖尿病和2型糖尿病。1型糖尿病，也称为胰岛素依赖型糖尿病，患者病状通常出现在儿童或青少年时期，是一种先天性家族遗传疾病。1型糖尿病属于一种自体免疫性疾病，身体的免疫系统对体内生产胰岛素的β细胞做出攻击，最终导致体内无法生产胰岛素。这类患者需要注射外源性的胰岛素来控制体内的血糖水平。1型糖尿病患者一般需要24小时佩戴电子式胰岛素泵治疗，例如，美敦力Minimed系列胰岛素泵。2型糖尿病，也称非胰岛素依赖型糖尿病，一般患者为成年人，特别是肥胖人群，其病症会导致消瘦。可能的病因包括：胰岛素抵抗，使身体不能有效地使用胰岛素；胰岛素分泌的减少，无法满足身体所需。早期的2型糖尿病患者可以通过改善生活方式(例如，健康饮食、适量运动、安全减肥、戒烟及避免二手烟等)来控制，甚至治愈糖尿病。大多数患者可通过口服降糖药物来帮助控制体内血糖或者阶段性胰岛素注射。

现有的用于胰岛素输注系统中的输送胰岛素的注射器主要通过使用近似刚性的推杆推动注射器内的活塞运动，完成注射动作。使用过程中，刚性推杆的长度需要比注射器储药筒的长度更长，才能保证推杆能将储药筒内的药物全部推射出。因此在储药筒储满药物的状态下(初始状态)，整个注射器的长度至少为储药筒长度与推杆长度之和，因此注射器的整体长度较长，会占 用较大的空间。如果要将这样的注射器整合到药物输注系统中，势必会造成输注系统的整体体积过于庞大。

技术实现要素：

为解决上述的技术问题，本发明提供了一种包括能够改变动力方向的传动装置的流体输注设备及其制造方法。

根据本发明实施方式的第一方面，提供了一种用于对患者进行给药的便携式流体输注设备，该设备可包括：壳体；储液室，位于壳体内且用于容纳输注流体，储液室具有近端和远端，储液室内具有可移动的活塞，活塞设置为当从远端向近端移动时驱动输注流体输送至患者；输注组件，位于储液室的近端并与储液室流体连通，用于将储液室内的输注流体输送至患者；以及传动装置，通过活塞与储液室相连接，设置为接收动力并将动力改变方向后施加至活塞以移动活塞，从而驱动该输注流体通过输注组件输送至患者。传动装置可以90度以上的角度改变动力的方向。优选地，传动装置以180度的角度改变动力的方向。

在进一步的实施方式中，传动装置包括容纳有液压流体的液压室，该液压室在壳体内沿着储液室设置且在储液室的远端与该储液室通过活塞隔开，液压室设置成通过液压流体受到动力后被推动以向活塞施加压力从而移动活塞。优选地，液压流体可以为各种不可压缩流体，例如水、油等。

在优选的实施方式中，传动装置还包括可伸缩部件，该可伸缩部件的一端与活塞相连接，另一端与液压室流体连通，并且设置成在液压室中液压流体的施压下能够在储液室内伸展以将改变方向后的动力施加至活塞。可选地，可伸缩部件为可伸缩的多级套管。可选地，可伸缩部件为可膨胀的囊袋。

在优选的实施方式中，传动装置还包括可滑动部件，该可滑动部件在壳体内且设置成一端能够在液压室内滑动以在受到动力驱动时向液压室内的液压流体施加压力。优选地，传动装置还包括与可滑动部件相连接的弹簧，弹簧与壳体相连接，设置为可被压缩以存储机械能并可被松开以释放机械能从而产生动力。

在另一些实施方式中，传动装置包括：力传导单元，与活塞相连接，设置为在接收动力后被移动以将动力传送至活塞；以及引导部件，该引导部件 与力传导单元相接触，用于引导力传导单元的移动，设置为通过改变该力传导单元的移动方向来改变动力的传送方向。

在进一步的实施方式中，传动装置还包括与力传导单元相接触的齿轮，用于在动力驱动下旋转并通过该旋转驱动力传导单元沿着引导部件移动。

在进一步的实施方式中，引导部件为导向轨道，该导向轨道的一端延伸至储液室的远端。优选地，导向轨道的另一端延伸至壳体外部。更为优选地，导向轨道的至少一部分沿着储液室设置。

优选地，力传导单元选自链条、圆球、柔性杆和粉末中的至少一种以上。

根据本发明实施方式的第二方面，提供了一种制造用于对患者进行给药的便携式流体输注设备的方法，该方法包括：提供壳体；提供位于壳体内且用于容纳输注流体储液室，储液室具有近端和远端，储液室内具有可移动的活塞，活塞设置为当从远端向近端移动时驱动输注流体输送至患者；提供位于储液室的近端并与储液室流体连通的输注组件，该输注组件设置为将储液室内的输注流体输送至患者；以及提供传动装置，该传动装置通过活塞与储液室相连接，设置为接收动力并将动力改变方向后施加至活塞以移动活塞，从而驱动该输注流体通过输注组件输送至患者。

由于本发明的便携式流体输注设备包括可以改变动力的方向的传动装置，该传动装置通过改变驱动活塞移动的方式(例如该传动装置可包括液压室和可伸缩部件，或者力传导单元和引导部件)可以90度以上(甚至180度)的角度改变动力的方向，因此本发明的便携式流体输注设备能够大幅度缩小体积，这样，该流体输注设备可贴敷于患者皮肤(例如壳体可适于佩戴于患者皮肤)，或戴在腰带上、放在口袋里等，便于患者穿戴或携带，方便进行外出活动等正常工作生活。

附图说明

参考以下附图描述非限制性的和非穷尽性的特征，其中相同的附图标记在各个附图中指代相同的部分：

图1A和图1B为根据本发明一种实施方式的包括传动装置的流体输注设备的剖视图，其中，图1A为可伸缩部件处于压缩状态时的示意图，图1B为可伸缩部件处于膨胀状态时的示意图；

图2为图1A和图1B中的动力的方向示意图；

图3A和图3B为根据本发明另一种实施方式的包括传动装置的流体输注设备的剖视图，其中，图3A为可膨胀囊袋处于压缩状态时的示意图，图3B为可膨胀囊袋处于膨胀状态时的示意图；

图4为根据本发明又一种实施方式的包括传动装置的流体输注设备的剖视图；

图5为根据本发明再一种实施方式的包括传动装置的流体输注设备的剖视图；

图6为根据本发明一种实施方式的用于制造流体输注设备的方法示意图。

图中，1/2/3/4-传动装置，11/21-液压室，12/22-可伸缩部件，13/23-可滑动部件，14/24/34/44-弹簧，15/25-密封圈，F1-动力，F2-改变方向后的动力，31/41-力传导单元，32/42-引导部件，43-齿轮，5-壳体，6-储液室，7-输注组件。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。需要注意的是，本发明并不限于附图所示的部件构造和/或布置，在不脱离本发明原理的情况下，还可以对本发明的各种实施方式进行各种不同的组合。本文公开的本发明的实施方式提供了包括能够改变动力方向的传动装置的流体输注设备，该流体输注设备体积小、便于患者穿戴或携带。本文公开的内容还提供用于制造包括这种传动装置的流体输注设备的方法。

如下文详细描述的那样，本发明的典型实施方式涉及包括传动装置的流体输注设备，该传动装置可通过改变驱动活塞移动的方式来改变传递的动力的方向，从而大幅度缩小流体输注设备的体积。在一些实施方式中，该流体输注设备可包括：壳体；储液室，位于壳体内且用于容纳输注流体，储液室具有近端和远端，储液室内具有可移动的活塞，活塞设置为当从远端向近端移动时驱动输注流体输送至患者；输注组件，位于储液室的近端并与储液室流体连通，用于将储液室内的输注流体输送至患者；以及传动装置，通过活 塞与储液室相连接，设置为接收动力并将动力改变方向后施加至所述活塞以移动所述活塞，从而驱动该输注流体通过所述输注组件输送至患者。传动装置可以90度以上的角度改变动力的方向。优选地，传动装置以180度的角度改变动力的方向。

【第一实施方式】

图1A和图1B为根据本发明一种实施方式的用于对患者进行给药的包括传动装置的便携式流体输注设备的结构图，其中，图1A为可伸缩部件处于压缩状态时的示意图，图1B为可伸缩部件处于膨胀状态时的示意图。图2为图1A和图1B中的动力的方向示意图。

如图1A和图1B所示，流体输注设备包括：壳体5(例如，壳体可适于佩戴于患者皮肤以便于患者便携使用，或者可为非佩戴于患者皮肤但便于患者便携使用的其他设置，例如使流体输注设备戴在腰带上、放在口袋里等)；储液室6，位于壳体5内并用于容纳输注流体(例如，胰岛素或其他药物等)，该储液室具有近端和远端，储液室内具有可移动的活塞61，活塞设置为当从远端向近端移动时驱动输注流体输送至患者；输注组件7，位于储液室6的近端并与储液室6流体连通，用于将储液室6内的输注流体输送至患者(例如，输注组件7可部分位于壳体5内，部分穿出壳体5刺入患者体内，例如可由用于刺入患者体内的针和硅胶垫组成)；以及传动装置1，通过活塞61与储液室相连接，设置为接收动力F1并将动力F1改变方向后的F2施加至活塞61以移动活塞61，从而驱动该输注流体通过输注组件7输送至患者。如图2所示，F1与F2的方向角度差α不小于90度(优选地，例如为180度)。

传动装置1可包括容纳有液压流体的液压室11，该液压室11在壳体5内沿着储液室6设置(例如，可设置为包围该储液室6的至少一部分)且在储液室6的远端与该储液室通过活塞61隔开，液压室11设置成通过液压流体受到动力F1后被推动以向61活塞施加压力(F2)从而移动活塞61。其中，液压流体可以为各种不可压缩流体，例如水、油等。

优选地，传动装置还包括可伸缩部件12，该可伸缩部件12的一端与活塞61相连接，另一端与液压室11流体连通，并且设置成在液压室11中液压流体的施压下能够在储液室6内伸展以将改变方向后的动力F2施加至活塞61。

例如，该可伸缩部件12可为可伸缩的多级套管。例如，该多级套管可包括多个直径不同且相互滑动连接的套管，其中，第一级套管的直径最小，为一端封闭的套管，其封闭端与活塞相连接，用于推动活塞移动；第二级套管的直径稍大，其长度与第一级套管的长度相同，两端通透，套在第一级套管外部，与第一级套管滑动连接，并保持连接处密封；第三级套管与第二级套管的形状相类似，其直径稍大于第二级套管，其长度与第二级套管的长度相同，套在第二级套管外部，与第二级套管滑动连接，并保持连接处密封，以此类推，多个套管相互滑动连接，形成多级套管。由于各级套管相互之间均为滑动连接，因此该多级套管为可伸缩的中空套管，其最短长度为单级套管的长度，最长为各级套管的长度之和。但是，本领域技术人员应当理解，可伸缩部件也并不限于可伸缩的多级套管，多级套管中各个套管的长度和直径以及套管的数量也可根据实际需要进行改变设计。

在优选的实施方式中，传动装置1还可包括可滑动部件13，该可滑动部件13在壳体内且设置成一端能够在液压室11内滑动以在受到动力F1’驱动时向液压室内的液压流体施加压力F1(该F1’与F1方向和大小均一样)。优选地，流体输注设备还包括与可滑动部件13相连接的弹簧14，弹簧14与壳体5相连接，设置为可被压缩以存储机械能并可被松开以释放机械能从而产生动力F1’，例如利用弹簧14的推拉力(或者扭力)产生动力F1’。优选地，可滑动部件13与液压室之间还设置有密封圈15，用于防止液压流体泄露，保证液压流体完整的将改变动力F1方向后的F2传递至活塞61。但是，本领域技术人员应当理解，本发明所涉及的传动装置1不限定于通过弹簧14产生动力F1’，例如也可省略弹簧14，可滑动部件13直接与壳体5外部的动力源相连接，该动力源可为例如电磁力动力源、引力动力源、人体推动力动力源、外部机械推动动力源等等，该动力源产生的动力F1’可由可滑动部件13传递给液压室内的液压流体。

通常使用过程中，在初始状态时，输注流体(例如胰岛素或其他药物)充满整个储液室6，此时的活塞61在储液室6的远端(即图1A和图1B中储液室6的最右端)，可伸缩部件12的多级套管互相嵌套，可伸缩部件12处于收缩状态，被收缩至最短长度。当需要输送输注流体时，动力源(例如弹簧14)推动可滑动部件13，以推动液压流体，从而推动可伸缩部件12的多级套 管逐渐伸出，在储液室6中进行伸展，从而推动活塞61向储液室6的近端移动，使得输注流体被不断地输送至患者。随着液压流体被不断地推入可伸缩部件12内，可伸缩部件12不断地伸展，直至将活塞61推至储液室6的近端(即图1A和图1B中储液室6的最左端)，输注流体全部输送完毕。

上述实施方式中，叙述了包括传动装置1的流体输注设备的一种实现方式，除此之外，也能够采用其他结构的传动装置来改变动力的方向。以下，说明其他结构的传动装置的实施方式。

【第二实施方式】

图3A和图3B为根据本发明另一种实施方式的包括传动装置的便携式流体输注设备的剖视图，其中，图3A为可膨胀囊袋处于压缩状态时的示意图，图3B为可膨胀囊袋处于膨胀状态时的示意图。如图3A和图3B所示，该包括传动装置的流体输注设备的结构与第一实施方式的流体输注设备的结构大致相同，区别在于传动装置2的可伸缩部件22为可膨胀的囊袋。

在本实施方式中，例如，该可膨胀的囊袋可由柔性防水的材料制成(从而使得液压流体不进入该囊袋与活塞61之间的空间内)，一端与活塞61相连接，另一端与液压室21流体连通，设置成在液压室21中液压流体的施压下能够在储液室6内伸展以将改变方向后的动力F2施加至活塞61。

通常使用过程中，在初始状态时，该囊袋处于收缩状态下，通过褶皱的方式收缩在一个较小的空间内。当需要输送输注流体时，液压流体被推动，可逐渐充满囊袋，使得该囊袋逐渐在储液室6中进行伸展，从而推动活塞61向储液室6的近端移动，使得输注流体被不断地输送至患者。随着液压流体被不断地推入该囊袋内，囊袋可以不断地伸展，直至将活塞61推至储液室6的近端，输注流体全部输送完毕。

【第三实施方式】

图4为根据本发明又一种实施方式的包括传动装置的便携式流体输注设备的剖视图。如图4所示，该包括传动装置的流体输注设备的结构与第一实施方式的流体输注设备的结构大致相同，区别在于传动装置3的结构不同。

在本实施方式中，传动装置3可包括：力传导单元31，与活塞61相连接，设置为在接收动力F1后被移动以将动力传送至活塞61；以及引导部件32，该引导部件32与力传导单元31相接触，用于引导力传导单元31的移动，设置为通过改变该力传导单元31的移动方向来改变动力的传送方向。该力传导单元31可以选自链条、圆球(例如光滑的圆球)、柔性杆(即可弯折但不可压缩的杆)和粉末(例如摩擦力较小的固体粉末等)中的至少一种以上。

例如，该力传导单元31可以是光滑的圆球，引导部件32可为导向轨道(例如为筒状部件，力传导单元31在其内部移动)，该导向轨道的一端延伸至储液室的远端，至少一部分沿着储液室设置，例如导向轨道的一端可以与储液室的外壁相连接，导向轨道可呈U字型，包括相互平行的两个直线轨道部和一个弯折轨道部。导向轨道的另一端可延伸至壳体5内的动力源(例如设置在壳体内部的弹簧34等)，从而使力传导单元31可以通过活塞33与该动力源相连接。但是，本领域技术人员应当理解，引导部件32并不限定于这一种结构，所有可以引导力传导单元31的移动方向的结构均可以，例如也可由壳体上突出的多个不连续的突起形成或者由壳体上突出的两个连续的长突起形成，也可呈L字型或者其他形状，导向轨道的另一端也可延伸至壳体5的外部，从而使力传导单元可以与外界的动力源相连接，动力源也并不限定于这一种结构，其可在壳体的内部或者外部，可以为例如电磁力动力源、引力动力源、人体推动力动力源、外部机械推动动力源等等。

通常使用过程中，将例如推力F1施加于力传导单元的一端，通过引导部件32引导力传导单元的移动，传送动力F1并改变动力方向，之后将改变方向后的F2传送至活塞61，推动活塞61移动，以进行输注流体输送。

【第四实施方式】

图5为根据本发明再一种实施方式的包括传动装置的便携式流体输注设备的剖视图。如图5所示，该包括传动装置的流体输注设备的结构与第三实施方式的流体输注设备的结构大致相同，区别在于传动装置4的结构不同。

在本实施方式中，传动装置4还包括与力传导单元41相接触的齿轮43，用于在动力驱动下旋转并通过该旋转驱动力传导单元41沿着引导部件42移动。

例如，该力传导单元41可以是链条，引导部件42可为导向轨道，该导 向轨道的一端延伸至储液室的远端，例如可以与储液室的外壁相连接，导向轨道至少一部分沿着储液室设置，可呈U字型，包括相互平行的两个直线部和一个弯折部(例如导向轨道可为筒状部件，力传导单元41在其内部移动，导向轨道在弯折部还设置有开口，从而使力传导单元41可以在该开口处与齿轮43相接触)。齿轮43靠近引导部件的弯折部处设置，与动力源(例如设置在壳体内部的弹簧44等)相连接。但是，本领域技术人员应当理解，引导部件42并不限定于这一种结构，所有可以引导力传导单元41的移动方向的结构均可以，例如也可由壳体上突出的多个不连续的突起形成或者由壳体上突出的一个连续的长突起形成，也可呈L字型或者其他形状等等，动力源也并不限定于这一种结构，其可在壳体的内部或者外部，可为例如电磁力动力源、引力动力源、人体推动力动力源、外部机械推动动力源等等。

通常使用过程中，将例如扭力施加于齿轮43，通过力传导单元41将扭力转换为推力F1，并通过引导部件42引导力传导单元的移动、改变推力的方向，将改变方向后的推力F2传送至活塞61，推动活塞61移动，以进行输注流体输送。

【第五实施方式】

本发明的实施方式还提供了一种制造用于对患者进行给药的便携式流体输注设备的方法。图6为根据本发明一种实施方式的用于制造流体输注设备的方法示意图。如图6所示，该方法包括：S101，提供壳体；S102，提供位于壳体内且用于容纳输注流体储液室，储液室具有近端和远端，储液室内具有可移动的活塞，活塞设置为当从远端向近端移动时驱动输注流体输送至患者；S103，提供位于储液室的近端并与储液室流体连通的输注组件，该输注组件设置为将储液室内的输注流体输送至患者；S104，提供传动装置，该传动装置通过活塞与储液室相连接，设置为接收动力并将动力改变方向后施加至活塞以移动活塞，从而驱动该输注流体通过输注组件输送至患者。

应当指出的是，尽管上述设备和方法等的各方面是按特定的顺序和特定的结构布置进行描述，但这仅用于举例说明，对本发明不构成限定，所请求保护的主题并不限于的顺序和结构布置。本领域技术人员应当理解，在不脱 离本发明实质的情形下，可以对发明作出各种修改，并且可以进行等同替换。因此，本发明所请求保护的主题并不限于上述公开的具体实施方式，还可包括落入权利要求保护范围的所有技术方案以及与之等同的技术方案。此外，在权利要求中，除非另有说明，所有的术语应按最宽泛合理的意思进行理解。