胰岛素泵输注装置及用此装置的便携迷你贴服型胰岛素泵的制作方法

本发明涉及一种胰岛素泵，尤其是涉及一种便携式胰岛素泵。

背景技术：

20世纪代表性成人病的糖尿病是世界人口约60亿当中2亿以上患上，推测中国是人口的约5%，2016年推算最多已达7000万患上糖尿病。到目前为止糖尿病仍是不可完全治愈的疾病，只是可调理的慢性疾病，而如果调理失败时则容易引发各种并发症，甚至是最终导致失去生命的危险性慢性疾病。

糖尿病是指患者空腹时的血糖指标参数值超过140mg/dl或者饭后2小时超过200mg/dl的群体，准确的引发原因目前为止尚无法确认。糖尿病患者的血糖指标调节方法通常有食疗、运动疗法、药物疗法和输注胰岛素等方法。利用胰岛素泵进行胰岛素输注法调理糖尿病方法当中其中之一，可达到积极地管理血糖，使糖尿病可以积极有效预防并发症的引发。

胰岛素泵是模仿正常人体内胰岛素的分泌方法输注胰岛素，因此按每3～5分钟间隔周期输注极其少量的基础代谢上需要的量，饭后比较大量输注胰岛素的原理。所以胰岛素泵是除洗澡等特殊情况之外，连睡眠的时候都需佩戴才可得到需要的有效血糖调节效果。因而胰岛素泵是种可一直佩戴的设备，因而胰岛素泵设备的大小与重量在携带性上起着关键作用，越小越轻对提高患者的生活质量帮助越大。

一般来说长时间胰岛素自动注射器也即胰岛素泵是采用收容注射器的壳与推送注射器活塞的推送方法结合的构造。而现有常规胰岛素泵设计结构（见图5），该结构胰岛素泵的驱动装置包括收容胰岛素的注射器躯干03，从注射器被排出的胰岛素输送到注射针的连接管01，把注射器固定在壳上的盖02，把注射器内部的胰岛素推之后并排出的活塞05，防止活塞与注射器内壁之间漏夜的密封圈04，推动活塞的底盘06，把旋转动力变成直线运动的螺旋07，螺旋上供应动力的电机及减速器构成的动力供应装置08等构件通过垂直方向被排列构成。注射器03与活塞05、螺旋07和动力供应装置08是原理上向壳垂直状态被收容在一起，因此必须是壳的高度能满足收容这些构件的高度程度才可以，存在着在这高度以下则无法再降低壳的高度的问题。而为了降低高度通常把注射器的直径变大，则又存着活塞的全体行程距离缩小时，胰岛素的厚度方向的尺寸变大，这给需一直携带才行的使用患者给带来不便，并且存在着推送相同距离的活塞时会比小直径的注射器输注胰岛素量增加，因而导致降低胰岛素的输注精密度。另外如果为了缩小胰岛素泵高度与厚度方向的尺寸，导致注射器的容量变小时，容易导致患者使用频繁的更换消耗品而造成经济损失及每次更换消耗品而导致注射针注射皮下带来的疼痛；且现有存在的小型dc电机为输注药物的动力源的胰岛素泵是既是低速又为了大的旋转力转动螺旋减速齿轮是必不可少的要素。减速齿轮组合是为了安全的支撑快速旋转的齿轮，需要坚固的齿轮，从而占用了胰岛素泵内部的较大体积和重量，真正可使用的胰岛素储藏空间也很有限。因此实用性胰岛素泵是胰岛素保存量限制2～3cc左右。基于上述理由，注射器推送胰岛素输注原理的胰岛素泵存在着其长度与厚度是由与所采用注射器的容量、断面积、活塞的高度、旋转轴的被附加的零件的大小等因素相关联。

技术实现要素：

本发明为解决现有胰岛素泵存在着占用空间大导致使用患者携带不便，胰岛素输注精度较低，或者因尺寸缩小而需要频繁更换消耗品而造成经济损失，以及每次更换消耗品而导致注射针注射皮下带来的疼痛等现状而提供的一种为需随时携带胰岛素泵才行的使用者提高使用携带便捷性，无需使用另外输注导管连接的输注针，可直接粘贴皮肤使用，提高胰岛素泵内部空间的胰岛素储藏可使用率的便携迷你型贴服式胰岛素泵。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种胰岛素泵输注装置，其特征在于：包括胰岛素储藏室、药物室、输入检查控制结构、输出检查控制结构、输注针和推压结构，药物室上端设有弹性隔板，输入检查控制结构包括输入单向阀，输出检查控制结构包括输出单向阀，药物室通过输入检查控制结构与胰岛素储藏室相连接，输注针通过输出检查控制结构与药物室相连接，弹性隔板上方设有推压机构，推压机构包括通过推头推压弹性隔板的推杆，推杆底端设有推头，输注针口向下设在药物室侧下方位置与皮肤贴合输注位置处；推头向下推压弹性隔板达到药物通过输出检查控制结构输送至输注针对患者注射，推头向上升退至弹性隔板回弹形成药物室内负压，输入检查控制结构打开并将胰岛素储藏室内的药物输入药物室内。提高输注精度，为需随时携带胰岛素泵才行的使用者提高使用携带便捷性，无需使用另外输注导管连接的输注针便可对患者进行输注调理，使用操作更加简单便捷，胰岛素储藏室内的胰岛素直接储存在药物室内并经输注针对患者进行输注护理使用，可直接粘贴皮肤使用，结构紧凑，内部空间分布合理，提高胰岛素泵内部空间利用率。

作为优选，所述的弹性隔板厚度尺寸采用为0.1～1.2mm，弹性隔板边缘具有分别与输入检查控制结构和输出检查控制结构相连接的连接边。提高弹性隔板的弹性受力变化灵敏性，降低药物室空间占用尺寸，较小的药物室空间尺寸便可获得较大的药物室可用空间尺寸，提高对药物室的胰岛素药物输注护理控制精度及检测的准确率。

作为优选，所述的药物室为向下的半球形凸起结构，药物室一侧设有与胰岛素储藏室相连通的药物输入槽，药物输入槽上设有输入检查结构；药物室另一侧设有与输注针相连通的药物输出槽，药物输出槽上设有输出检查结构。提高药物室的胰岛素药物输入输出控制精度与受力变化灵敏性。

作为优选，所述的输入检查控制结构设有输入单向阀、输入单向阀隔板和输入单向阀密封件；输出检查控制结构设有输出单向阀、输出单向阀隔板和输出单向阀密封件。提高对胰岛素的输入输出密封控制有效性。

作为优选，所述的推杆上部设有嵌设入设有用于测量从弹性隔板上方所受作用力信号的薄片称重传感器。提高对药物室内胰岛素变化的信号转换检测灵敏性。

本发明的另一种发明目的在于提供一种便携迷你型贴服式胰岛素泵，其特征在于：包括泵上下壳体、输注驱动装置、电源装置、电路控制装置和采用上述技术方案所述之一药物室、输入检查控制结构和输出检查控制结构的输注装置，所述输送驱动装置包括圆盘驱动部件和压电元件，电路控制装置包括电路控制板、称重传感器和推杆传感器，电路控制板上设有cpu处理器、压电元件和推杆传感器，称重传感器设在推杆上部位置处，称重传感器和推杆传感器和电路控制板电连接，泵下壳体底部设有与患者皮肤相贴合输注的贴合层。结构更加紧凑迷你，无需使用另外输注导管连接的输注针就可直接对患者进行输注调理，可有效贴服在患者皮肤上进行输注调理护理使用；使用操作更加简单便捷，胰岛素储藏室内的胰岛素直接储存在药物室内并经输注针对患者进行输注护理使用，可直接粘贴皮肤使用，结构紧凑，内部空间分布合理，提高胰岛素泵内部空间利用率。

作为优选，所述的圆盘转动部件中心位置设有转动连接柱，转动连接柱内壁开有内螺纹连接孔，转动连接柱外壁底端向外延伸连接l字形的环状连接体，l字形的环状连接体内壁面与转动连接柱外壁面共同形成具有向上开口的环状凹槽，环状连接体的竖向外壁面上嵌设有多组n极和s极磁铁交替间隔排列的永久磁铁组件。提高圆盘转动部件对推杆及弹性隔板变化产生的受力信号转换成电压信号的信号转换准确性，提高对药物室内胰岛素的输注控制精度。

作为优选，所述的电路控制板包括相电连的上控制电路板和下控制电路板，下控制电路板上设有下通孔，下通孔内侧安装有超声波振动板，超声波振动板为环形板结构，超声波振动板与下控制电路板之间通过若干根连接块相连接在一起，超声波振动板底部环状分布焊接有多个间隔排列的压电陶瓷片。提高电路控制板上的各部件合理分布性，降低电磁干扰性，提高控制输注调理控制精度。

作为优选，所述的泵上下壳体整体长宽高外形尺寸为：60±2mm*40±2mm*15±2mm。产品整体尺寸更加迷你超小型，无需使用另外输注导管连接的输注针就可直接对患者进行输注调理，本体是直接粘贴皮肤使用导致提高使用者的便利性。

作为优选，胰岛素泵体整体重量为30±5g。产品整体更加轻量化，减少产品贴服在患者皮肤上输注使用的重量感觉性，提高患者日常输注调理使用的舒适性。

本发明的有益效果是：为需随时携带胰岛素泵才行的使用者提高使用携带便捷性，无需使用另外输注导管连接的输注针，可直接粘贴皮肤使用，提高胰岛素泵内部空间；利用弹性隔板及药物室等实现胰岛素的输注方式使用，解决了利用注射器方式上出现的胰岛素泵的长度方向受限制缺陷问题；利用弹性隔板实现胰岛素的输注方式调理使用，胰岛素储藏室采用加工为薄的胶片形态材质，可采用0.1～0.5mm厚度的胶片形态材质制成，解决现有利用注射器方式上需要减少储藏部的厚度并去掉活塞并把胰岛素泵小型化的缺陷问题。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1是本发明胰岛素泵输注装置及用此装置的便携迷你贴服型胰岛素泵的结构示意图。

图2是本发明胰岛素泵输注装置及用此装置的便携迷你贴服型胰岛素泵的内部结构示意图。

图3是本发明胰岛素泵输注装置及用此装置的便携迷你贴服型胰岛素泵利用隔板和驱动泵的循环操作原理图。

图4本发明胰岛素泵输注装置及用此装置的便携迷你贴服型胰岛素泵的泵头结构及其驱动原理结构示意图。

图5现有技术胰岛素泵的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

图1、图2、图3、图4所示的实施例中，一种胰岛素泵输注装置，包括胰岛素储藏室11、药物室13、输入检查控制结构、输出检查控制结构、输注针和推压结构，药物室13上端安装有弹性隔板20，输入检查控制结构包括输入单向阀15，输出检查控制结构包括输出单向阀18，药物室13通过输入检查控制结构与胰岛素储藏室11相连接，输注针17通过输出检查控制结构与药物室13相连接，药物室13上方安装有弹性隔板20，弹性隔板20上方安装有推压机构，推压机构包括通过推头50推压弹性隔板的推杆60，推杆60底端安装有推头50，输注针17口向下设在药物室13侧下方与皮肤贴合输注位置处；推头50向下推压弹性隔板20达到药物通过输出检查控制结构输送至输注针17对患者注射，推头50向下推压弹性隔板20时，在弹性隔板20中心处受力变形而形成下沉区域，在弹性隔板中心外边缘受力变形而形成具有弧形向外延伸翻出的弧形围护壁体22，弹性隔板20受推头向下作用力而变形为具有中心区域下沉的碟状或碗状结构，弹性隔板边缘具有分别与输入检查控制结构和输出检查控制结构相连接的连接边21，提高弹性隔板20受推头50推动而对药物室13的向下推压快捷可行性、延长推压使用寿命性与向上弹起形成负压的快捷有效性；推头50向上升退至弹性隔板20回弹形成药物室13内负压，输入检查控制结构打开并将胰岛素储藏室11内的药物输入药物室13内。推头50的下推头面51与弹性隔板20的中心下沉区域及其弧形围护壁体22整体相配合，提高推头50的整体推动受力有效性。药物室13为向下的半球形凸起结构（见图2），药物室13一侧连接有与胰岛素储藏室11相连通的药物输入槽，药物输入槽上安装有输入检查结构，药物输入槽的槽口直径尺寸采用为0.2～1.0mm的细槽，既可满足患者输注使用需求，又可满足减少产品整体空间尺寸需求；药物室另一侧设有与输注针17相连通的药物输出槽，药物输出槽上安装有输出检查结构。输入检查控制结构设有输入单向阀橡胶件15、输入单向阀隔板151和输入单向阀密封件；输出检查控制结构设有输出单向阀橡胶件18、输出单向阀橡胶件限位槽14和输出单向阀密封件。推杆60上部设有嵌设入安装有用于测量从弹性隔板13上方所受作用力信号薄片式的称重传感器63，在推杆60上部开有称重传感器安装槽61，推杆60下部外壁面具有外螺纹连接结构。

实施例2：

图1、图2、图3、图4所示的实施例中，一种便携迷你贴服型胰岛素泵，包括泵上壳体16、泵下壳体10、输注驱动装置、电源装置、电路控制装置和采用实施例1的药物室、输入检查控制结构和输出检查控制结构的输注装置，所述输送驱动装置包括圆盘驱动部件40和压电元件74，电路控制装置包括电路控制板、称重传感器和推杆传感器，电路控制板上安装有cpu处理器、压电元件71和推杆传感器74，称重传感器63安装在推杆60上部位置处，称重传感器63与推杆传感器74分别和电路控制板电连接，泵下壳体底部安装有与患者皮肤相贴合输注的贴合层。贴合层可以采用与人体皮肤表面相粘合的双面胶粘合方式。圆盘转动部件40中心位置连接有转动连接柱42，转动连接柱42内壁沿轴向方向开有内螺纹连接孔，推杆60下部通过外螺纹与转动连接柱42的内螺纹连接孔相螺纹升降连接在一起，转动连接柱42外壁底端向外延伸连接l字形的环状连接体41，环状连接体41的竖向外壁开有外环凹槽，l字形的环状连接体41内壁面与转动连接柱外壁面共同形成具有向上开口的环状凹槽44，环状连接体41竖向外壁面的外环凹槽上嵌装有多组n极和s极磁铁交替间隔排列的永久磁铁组件43。电路控制板包括相电连的上控制电路板73和下控制电路板70，下控制电路板70上开有下通孔，下通孔内侧安装有超声波振动板71，上控制电路板73上开有上通孔，上通孔内侧安装有推杆传感器74，超声波振动板71为圆环形板结构，超声波振动板71与下控制电路板之间通过若干根连接块相连接在一起，圆环形板的超声波振动板71与下控制电路板70之间形成具有依靠连接块连接起来并相互隔断的多段弧形隔离通槽；更具体的超声波振动板71与下控制电路板70之间通过十字分布的四块连接块相连接在一起，形成具有四段弧形隔离通槽，以提高隔离超声马达波振动时对下控制电路板其他部分的影响；超声波振动板71底部环状分布焊接有多个间隔排列的压电陶瓷片72。下控制电路板70下面与泵下壳体10的内底面之间安装有为产品供给电源的电源电池12，在下控制电路板70上的下通孔内焊接有构成超音波电机固定子的压电元件71，压电元件71中间位置开有通孔75，通孔65内设有圆盘驱动部件40。推杆60是与圆盘驱动部件40螺纹啮合的同时在推杆外部开有的推杆旋转防止槽65（见图4）是跟上控制电路板73上设置的旋转防止突出部76，旋转防止突出部76用来定位推杆60，防止推杆60一直旋转无法定位。推杆60的顶端是安装有探测推杆位置用的探测磁铁62。推杆60上部开有称重传感器安装槽61，称重传感器安装槽61内用胶合剂固定有薄片式的称重传感器63，推杆60下部外壁面具有外螺纹连接结构，而且推杆60的轴向中心开有从底部开始向上贯穿到称重传感器63的贯通孔64（见图2）。推头50松松地被夹住并压住弹性隔板20上，形成对药物室13的推压与负压产生。上部电路板上焊接推杆传感器74，推杆传感器74用来探测推杆60在上下垂直移动时探测推杆60位置探测用探测磁铁62的磁场变化，从而测量出推杆60所在的位置，探测磁铁62采用永久磁铁结构。泵上下壳体整体长宽高l*w*h外形尺寸为：60mm*40mm*15mm；当然也可以是采用产品外形整体尺寸为：60±2mm*40±2mm*15±2mm。胰岛素泵体整体重量为30±5g。泵下壳体10的外部斜角方向上连接有凸出的输注针17，胰岛素储藏室11的胰岛素填充口111是位于靠泵下壳体10底部中央的位置。在泵下壳体10底部处除了输注针17与胰岛素填充口111之外剩余的底面处均有粘上双面胶，因此本发明机器胰岛素泵输注装置及用此装置的便携迷你贴服型胰岛素泵是可以有效贴服在患者的皮肤上，可直接贴服在患者皮肤上进行输注调理病情使用，产品结构尺寸迷你超小、重量轻，患者使用携带均非常方便有效。采用本发明产品的胰岛素储藏室11的胰岛素储藏可利用率高，一次填充后可在胰岛素储藏室11中储藏3ml±1ml的胰岛素，可以有效为患者提供3～10天的安全输注调理使用,具体时间差异根据每个不同患者所需的日使用调理剂量而有所差异，从而有效实现在这些天数时间内不再需更换消耗品而造成经济损失及注射带来的疼痛，调理使用更加轻松更具人性设计。泵下壳体10的内部里有邻接着跟胰岛素填充口111被一体化的胰岛素储藏室11，这胰岛素储藏室11的另一侧是跟输入单向阀15与用管连接。输入单向阀15是从下壳上凸出的输入单向阀隔壁151堵住。胰岛素储藏室11与连接的隔壁内侧孔上输入单向阀橡胶用弹性堵住。

图3是表示本发明胰岛素泵输注装置及用此装置的便携迷你贴服型胰岛素泵利用隔板和驱动泵的循环操作原理图。其中图fig-a是推头50最大限度地后退状态，所以药物室13内部的胰岛素量是处于充满的状态。图fig-b是表示向人体输注药物室13内部的胰岛素阶段。圆盘转动部件40是逆时针方向旋转时（见图中箭头d所示方向），推头50是往下前进使压缩药物室13内部的胰岛素。依靠发生的压力下在药物室13内部的胰岛素是被打开的输出单向阀橡胶18，通过输注针17向患者人体输注胰岛素。图fig-c依靠圆盘转动部件40的旋转推头最大限度地压着弹性隔板20的状态。图fig-d是表示向药物室13填充储藏在胰岛素储藏室11内的胰岛素填充过程状态。圆盘转动部件40是顺时针方向旋转时（见图3中箭头c所示方向），推头50是向上往后退。这时弹性隔板20是靠自身的弹性回复力作用下逐步恢复成原来形状的过程中，同时在药物室13内部里形成负压效应。依靠这负压输入单向阀橡胶14被打开同时将胰岛素储藏室11内的胰岛素是输入药物室13内部。

图4所示本发明泵头结构及其驱动原理结构示意图的细构造及其驱动原理。超音波电机是需要固定子和旋转子的轴方向摩擦力，本发明是推头50是最大程度地后退时也还维持压着弹性隔板13的状态，利用弹性隔板13的弹性变形而出现的回复力。从cpu80被输出pwm(pulsewidthmodulation)形态的sin正弦波和cos余弦波波形是依靠各波形输送至相对应的两个dualfet双沟道场效应管电流放大器放大电流后，再将它们的输出端接入小型变压器电压输入端进行电压放大后；再从变压器输出端有规律地传达到被排列在圆盘驱动部件40的环状连接体41外壁面上的多个ns两极磁铁43，根据图示原理圆盘驱动部件40，圆盘驱动部件40反方向旋转时，变换到cpu的sin波形输出是con，cos波形的输出是sin就行。

圆盘驱动部件40的竖向外壁面上嵌装有多组n极和s极磁铁交替间隔排列的永久磁铁组件43，所以对应旋转的角度而获得磁力变化。在压电元件71底部环状分布安装有压电陶瓷片72，压电陶瓷片72设置在圆盘转动部件40的环状凹槽44内，转子单传感器77组装在跟圆盘驱动部件40的永久磁铁组件43外侧临近位置处，因此变化的磁极的位移转换成电压变化输出，利用内存在cpu的a/d变换器测量出圆盘驱动部件40的旋转角。依靠圆盘驱动部件40内部的内螺纹与推杆60下部的外螺纹连接结构而螺纹升降连接起来。推杆60随着圆盘驱动部件40的旋转且在螺纹连接作用下旋转运动变化成上下升降运行。推杆60外部上具有推杆旋转防止槽65（见图4），它与上控制电路板73上设置的旋转防止凸出部76相啮合而限制推杆60旋转方向运动。推杆60的上半部开有称重传感器安装槽61，称重传感器安装槽61的槽深方向与推杆60的轴向方向相垂直，也即称重传感器安装槽61沿推杆60的径向方向开设，称重传感器安装槽61里面有粘贴固定了测量从弹性隔板13上收到受力变化的薄片称重传感器63，提高对弹性隔板13的受力变化检测准确与快捷性，提高检测效率从而提高输注控制精度。推杆60的轴向中心开有从底部开始向上贯穿到称重传感器63的贯通孔64（见图2）。贯穿通孔内组装了推头60，推头60是具有将从弹性隔板13上被压受的力传递到称重传感器63的受力传递作用。推杆60上端头安装有探测推杆位置探测用的探测磁铁62，因此推杆60上下移动时转换成磁场变化。磁场变化也使得焊接在上控制电路板73的推杆传感器74转换成电压输出信号，电压输出信号进一步利用cpu内部的a/d变化器测量推杆60的位置。弹性隔板20可采用硅胶材质结构，弹性隔板20厚度尺寸采用为0.1～1.2mm。安装在推杆60内部薄片式的称重传感器63是直接收到压着弹性隔板13的推头50的垂直方向的力，用opamp增幅器把信号输送到cpu；cpu是利用内部的a/d变换器把模拟信号转换成数字信号后识别，cpu是圆盘驱动部件40的旋转角、推杆60上下移动距离、称重传感器63输出综合之后进行判断药物室13内部的药物储存状况。假如圆盘驱动部件40是反向旋转使推杆60向下压着弹性隔板的方向运行，称重传感器63输出电压非正常的急速增加时，输注针17或者输出单向阀18被堵住判断之后发起报警。而且圆盘驱动部件40逆方向旋转使推杆60往上往后退方向运行，称重传感器63的输出是非正常的急速减少时胰岛素储藏室11变空或者输入单向阀15发生异常判断之后发起报警。

以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。