人体注入物输送装置和方法及导管装置与流程

1.本发明涉及人体注入物输送装置和方法及导管装置，更具体地，涉及一种能够防止细菌或者微生物污染的人体注入物输送装置和方法及导管装置。


背景技术：

2.林格液、镇痛剂、抗癌剂等根据不同患者有必要在一定时间以少量连续地注射，注射人体注入物的过程中可使用能够自动注入的仪器。
3.通常，能够自动输送人体注入物的仪器可具有被称为注射泵(syringe pump)和输液泵(infusion pump)的两种形态。
4.通常，注射泵作为安置填充有人体注入物的注射器并机械地施压于该注射器的活塞的装置，可将注射器1次份量的人体注入物连续地注射一段时间，必要时可更换注射器后继续注射。
5.这由于注射器容量比较小，在更换注射器的期间需停止人体注入物的注射，因此无法适用于需要持续地注射大量人体注入物的患者。
6.此外，这需要固定并搁置在患者附近位置处，因此对于需要活动的患者十分不方便。
7.相反地，常规的输液泵可连续地注射自人体注入物的保存袋或保存瓶提供的人体注入物，适于长时间注射大量人体注入物的情况，便于患者携带及移动。
8.另外，人体注入物如人体或者动植物的生命体内部注射的林格液、镇痛剂、抗癌剂等，在制造过程、保管过程、注入过程、分注过程中经常存在受细菌或者微生物污染的可能性。
9.这种被污染的人体注入物在医疗现场引起的各种污染事故会导致致命的人命伤害，向老弱患者注射或者向多名患者分注人体注入物时会频繁引发致命的大型医疗事故。


技术实现要素：

10.【技术问题】
11.本发明的目的在于提供一种在向人体或者动植物的生命体内部注射人体注入物之前能够实时或者周期性地判断细菌或者微生物引起的污染，从而能事先预防医疗事故的人体注入物输送装置和方法及导管装置。但是，上述技术问题仅为示例性的，并非用于限制本发明的范围。
12.【技术方案】
13.为了解决上述技术问题，本发明思想涉及的人体注入物输送装置可包括本体；抽送单元，其设置于所述本体且在导管装置内部形成压力差以能够输送人体注入物；以及人体注入物污染感测单元，其设置于所述本体且利用所述人体注入物的光学特性能够以非接触方式感测细菌或者微生物引起的污染。
14.此外，根据本发明，所述人体注入物污染感测单元可以是非接触式散斑传感器，其
能够感测通过向所述人体注入物照射激光并经多重散射而产生的散斑图案。
15.此外，根据本发明，所述人体注入物污染感测单元可包括：框架，其以围绕所述导管装置的至少一部分的形状形成；激光源单元，其形成于所述框架的一侧，且通过形成于所述框架的入光单元将所述激光照射到所述导管装置；以及摄像机单元，其形成于所述框架的另一侧，且能够拍摄通过形成于所述框架的出光单元受光的人体注射物经多重散射而产生的散斑图案。
16.此外，根据本发明，所述框架的内部可形成有对应所述导管装置的内镜面，所述内镜面形成有使所述激光发生散射的光散射面或者反射面。
17.此外，根据本发明，所述框架可包括：第一框架，其形成于所述本体的外壳，且形成有对应所述导管装置一侧面的第一内镜面；以及第二框架，其为了能够与所述第一框架紧固而形成于用于覆盖所述本体的所述外壳的盖子上，且形成有对应所述导管装置另一侧面的第二内镜面。
18.此外，根据本发明，所述第一内镜面和所述第二内镜面可形成有对准槽用以插入所述导管装置的环状对准凸起。
19.此外，根据本发明，所述框架可进一步包括用于紧固所述第一框架与所述第二框架的紧固装置。
20.此外，根据本发明，所述紧固装置可以是设置于所述第一框架或者所述第二框架的磁性体。
21.此外，根据本发明，所述激光源单元的主出光轴或者所述入光单元可以以所述框架的垂直方向为基准朝向所述摄像机单元以第一角度倾斜地形成。
22.此外，根据本发明，所述入光单元和所述出光单元可沿着所述框架的长度方向相隔第一距离地形成。
23.此外，本发明涉及的人体注入物输送装置可进一步包括人体注入物阻流装置，其形成于所述本体，且对设置于所述导管装置的阀门旋钮进行操作或者对所述导管装置施加压力，以能够阻断所述导管装置内部所述人体注入物的流动。
24.此外，根据本发明，所述人体注入物阻流装置可包括：第一阀门旋钮旋转装置，其用于旋转第一阀门的第一旋钮，所述第一阀门设置于所述导管装置光学部的前端；以及第二阀门旋钮旋转装置，其用于旋转第二阀门的第二旋钮，所述第二阀门设置于所述导管装置所述光学部的后端。
25.此外，本发明涉及的人体注入物输送装置可进一步包括形成于所述本体且用于调节所述导管装置内部的压力或者流量的压力调节装置。
26.此外，根据本发明，所述导管装置可包括：非光学部，其为柔性材料以对应所述抽送单元；以及光学部，其为透光性材料以对应所述人体注入物污染感测单元。
27.另外，为了解决上述技术问题，本发明思想涉及的人体注入物的注入方法，该方法利用人体注入物输送装置，该输送装置包括本体；抽送单元，其设置于所述本体且在导管装置内部形成压力差以能够输送人体注入物；以及人体注入物污染感测单元，其设置于所述本体且利用所述人体注入物的光学特性能够以非接触方式感测细菌或者微生物引起的污染，该方法可包括以下步骤：利用所述抽送单元输送所述人体注入物；利用阀门阻断或者控制所述人体注入物的流动；利用所述人体注入物污染感测单元感测所述人体注入物的光学
特性；以及利用所述光学特性判断细菌或者微生物引起的污染；以及当判定为细菌或者微生物引起的污染时，终止所述人体注入物的输送并发出警示。
28.另外，为了解决上述技术问题，本发明思想涉及的导管装置其可应用于人体注入物输送装置，该输送装置包括本体；抽送单元，其设置于所述本体且在导管装置内部形成压力差以能够输送人体注入物；以及人体注入物污染感测单元，其设置于所述本体且利用所述人体注入物的光学特性能够以非接触方式感测细菌或者微生物引起的污染，所述导管装置可包括：非光学部，其为柔性材料以对应所述抽送单元；光学部，其为透光性材料以对应所述人体注入物污染感测单元；以及阀门，其一侧连接有所述非光学部而另一侧连接有所述光学部且用于阻断所述人体注入物的流动。
29.此外，根据本发明，所述阀门可包括：第一阀门，其形成于所述光学部的前端；以及第二阀门，其形成于所述光学部的后端。
30.【有益效果】
31.根据如上所述结构的本发明的一实施例，在向人体或者动植物的生命体内部注入人体注入物之前，能够实时或者周期性地判断细菌或者微生物引起的污染，具有可预先防止医疗事故的效果。当然，本发明的范围并不受限于上述效果。
附图说明
32.图1是根据本发明部分实施例的人体注入物输送装置的示意图。
33.图2是图示根据本发明另一部分实施例的人体注入物输送装置及导管装置的构件分解立体图。
34.图3是图2的人体注入物输送装置及组装导管装置的构件组装截面图。
35.图4是根据本发明部分实施例的人体注入物的注入方法的流程图。
具体实施方式
36.下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。但是，本发明并不限于以下公开的实施例，而是能够以相互不同的各种形式实施，以下的实施例可使本发明的公开更加完整，是为了使本技术领域具有一般技术知识的技术人员更加全面地理解本发明的范畴而提供的。此外，为了便于说明，附图中的构件尺寸可能被放大或者缩小。
37.图1是根据本发明部分实施例的人体注入物输送装置100的示意图。
38.首先，如图1所示，根据本发明部分实施例的人体注入物输送装置100可大致包括本体10、抽送单元20及人体注入物污染感测单元30。
39.其中，例如，所述本体10是一种如下结构体：内部形成有能够容纳所述抽送单元20和所述人体注入物污染感测单元30的容纳空间，且可以具有能够充分地支撑它们的强度和耐久性。
40.此外，例如，所述抽送单元20可以是一种压力形成装置，其设置于所述本体10的所述容纳空间内且用于在导管装置40内部形成压力差，从而能够将可注入人体或者动植物生命体的人体注入物1如林格液、镇痛剂、抗癌剂等输送至所述人体或者生命体。
41.其中，虽未图示，所述抽送单元20可采用各种形式的抽送装置，诸如应用于现有的注射泵(syringe pump)、输液泵(infusion pump)的注射器装置、旋转装置或者压电元件
等。
42.此外，例如，所述人体注入物污染感测单元30可包括一种生物传感器，其设置于所述本体10的所述容纳空间内，且利用所述人体注入物1的光学特性以非接触方式感测细菌或者微生物引起的污染。
43.更具体地，例如，所述人体注入物污染感测单元30作为能够感测向所述人体注入物1照射激光l并经多种散射而产生的散斑图案的非接触式散斑传感器，可采用混沌波(chaotic wave)传感器的原理。
44.例如，混沌波传感器的原理为，对内部折射率均质材料如玻璃照射相干光时会产生一定方向的折射。
45.然而，如果向内部折射率不均质的物体或者由细微的折射或者散射凸起构成的物体照射激光等相干光(coherent light)，则材料内部会产生十分复杂的多重散射(multiple scattering)。
46.如此，通过所述多重散射散射成复杂路径的光的一部分将穿过所述人体注入物，即检测目标物。通过检测目标物各点的光将产生相长干涉(constructive interference)或者相消干涉(destructive interference)，所述光的相长/相消干涉可产生颗粒状的斑纹(散斑，speckle)。
47.这种散射成复杂路径的光可命名为“混沌波(chaotic wave)”，所述混沌波可通过相干光散斑检测出来，当相干光为激光时，相干光散斑为激光散斑，因此可通过所述激光散斑检测出混沌波。
48.利用相干光照射稳定介质，当利用相干光(例如激光)照射内部构成材料无移动的稳定介质时，可观测到无变化的稳定的散斑。
49.然而，如果内部包括细菌等内部构成材料移动的不稳定的介质，则散斑纹将发生变化。
50.即，由于微生物细微的生命活动(例如，细胞内的移动、微生物的移动等)可导致光路径随着时间的推移产生细微的变化。散斑图案是因光的干涉而产生的现象，因此细微的光路径变化可引发散斑图案的变化。由此，通过测定基于时间的散斑图案的变化，可迅速地测定微生物的生命活动。如此，通过测定基于时间的散斑图案的变化，可以获知微生物的生存与否及浓度，进而可获知微生物的种类。
51.本说明书中记载的检测目标物是所述导管装置40内部的所述人体注入物1，这种用于测定所述基于时间的人体注入物的散斑图案变化的构件可定义为混沌波传感器(chaotic wave sensor)。
52.本发明的混沌波传感器可以为反射型、透过型等各种形态，光学系统也可以由封装的形态构成。
53.此外，所述人体注入物污染感测单元30可利用相干性(coherence)优秀的激光l作为光源。然而，除了激光源以外，还可以使用在一般照明上增设只允许特定频带的波长或者特定波长通过的滤波器来提高相干性的光源。或者也可利用超出可见光频带区域的波长(例如，红外线、紫外线等)进行测定。
54.此外，所述人体注入物污染感测单元30可利用照相机(camera)作为拍摄图像的拍摄装置。如果相干光照射到所述人体注入物，则基于多重散射可形成相干光散斑。如果所述
人体注入物中存在病毒、细菌、微生物等，则基于随着时间变化的相干光散斑的图案，可迅速地确定检测目标物内是否存在细菌和微生物及其浓度。
55.例如，以一定间隔为基准，在每个时间点对检测目标物进行相干光照射，从而可在检测目标物内形成相干光散斑，并利用照相机等对产生多重散射的检测目标物进行拍摄，从而可生成形成有相干光散斑的相干光散斑图像。此时，为了测定已生成的多个图像的散斑图案，可采用包括二维图像传感器或者一维光传感器的照相机。例如，搭载有ccd等摄影元件的照相机可作为测试单元而使用。
56.因此，在拍摄的相干光散斑图像中确认相干光散斑的图案是否随时间的变化而变化，从而可通过非接触方式确定所述人体注入物内是否有细菌和微生物存在。例如，如果所述人体注入物内无移动，则相干光散斑随着时间的推移相干纹没有发生变化。即，如果不存在上述移动，则在每个基准时间点测定的相干光散斑图像中，相干光散斑的图案可具有一定的相干纹。如此，当相干光散斑图像基于时间的推移相干纹没有发生变化或者变化十分微弱时，后述的控制单元可以确定所述人体注入物中不存在细菌和微生物。
57.相反地，当所述相干光散斑的图案发生变化时，所述控制单元可确定所述人体注入物中有细菌和微生物存在。即，当所述人体注入物内有细菌或者微生物存在时，随着时间的推移细菌和微生物将会繁殖，从而细菌和微生物可持续地移动。基于所述细菌和微生物的移动，激光散斑的图案可随着时间的推移持续地变化。因此，在每个基准时间测定的相干光散斑图像中，当相干光散斑的图案变化超出预定的误差范围以上时，所述控制单元可确定在所述人体注入物中有细菌和微生物存在。
58.此时，相干光散斑的图案变化程度可基于细菌和微生物的浓度而确定。由此，可通过分析时间相关关系来测定细菌和微生物的浓度。例如，为了测定相干光散斑的图案变化程度，可利用相干光散斑的光强度的标准偏差。
59.图2是图示根据本发明另一部分实施例的人体注入物输送装置200及导管装置40的构件分解立体图，图3是图2的人体注入物输送装置200及组装导管装置40的构件组装截面图。
60.例如，如图2和图3所示，根据本发明另一部分实施例的人体注入物输送装置200的人体注入物污染感测单元30可包括：框架f，其以围绕所述导管装置40的至少一部分即为了能够确认所述人体注入物1的光学特性由透光性材料构成的后述的光学部40
‑
2的形状形成；激光源单元31，其形成于所述框架f的一侧且通过形成于所述框架f的入光单元31a向所述导管装置40照射所述激光l；以及摄像机单元32，其形成于所述框架f的另一侧，且能够拍摄通过形成于所述框架f的出光单元32a受光的人体注入物经多重散射而生成的散斑图案。
61.其中，光源决定所述激光源单元31的所述激光l的相干性，所述光源的光谱带宽(spectral bandwidth)越短，越是能够提高测定的准确度。即，相干长度(coherence length)越长越是能够提高测定的准确度。因此，光源的光谱带宽不足预定的基准带宽的激光源可作为所述激光源单元31使用，越是比基准带宽短，越是能够提高测定的准确度。例如，为了测定激光散斑的图案变化，在每个基准时间点向培养皿内照射光时，光源的光谱带宽可维持在不足1nm的状态。
62.另外，例如，如图2和图3所示，所述框架f的内部形成有对应所述导管装置40的内镜面，所述内镜面可形成有将所述激光进行散射的光散射面t或者反射面。
63.所述框架f可由双重材料构成，即外表面为树脂或者陶瓷材料，且内镜面为金属层m或者镜面层。
64.此外，所述框架f可通过涂敷散射材料来形成，所述散射材料能够使内镜面产生散射。
65.然而，并非一定受限于此，所述框架f还可以整体上由反射性优秀的金属材料构成。
66.更具体地，例如，如图2和图3所示，为了将所述导管装置40方便地插入到内部，所述导管装置40以可拆分的两个部件组成。
67.即，如图2和图3所示，所述框架f可包括：第一框架f1，其形成于所述本体10的外壳11且形成有对应所述导管装置40一侧面的第一内镜面r1；以及第二框架f2，其为了能够与所述第一框架f1紧固而形成于覆盖所述本体10的所述外壳11的盖子12上且形成有对应所述导管装置40另一侧面的第二内镜面r2。
68.其中，为了与所述导管装置40对准，所述第一内镜面和所述第二内镜面可形成有用于插入所述导管装置40的环状对准凸起a的对准槽h。
69.因此，将所述导管装置40置于所述第一框架f1与所述第二框架f2之间之后，将所述第一框架f1和所述第二框架f2进行紧固，并且可将所述导管装置40作为一次性构件使用。
70.此时，通过将所述对准凸起a与所述对准槽h咬合，从而能够准确地对准到所述导管装置40的位置。
71.接下来，使用完所述导管装置40之后，将其废除时，可通过拆分所述第一框架f1和所述第二框架f2方便地去除所述导管装置40。
72.其中，所述框架f可进一步包括用于紧固所述第一框架f1与所述第二框架f2的紧固装置50。
73.其中，如图2和图3所示，所述紧固装置50可以是与所述第一框架f1或者所述第二框架f2对应设置的永磁体或者铁材料等的磁性体。
74.然而，所述紧固装置50并非只限于磁性体，可采用以下各种结合装置，如各种螺丝、螺栓、螺母或者强制咬合式紧固装置、搭扣、拉链、纽扣、魔术贴、子母扣等。
75.因此，仅通过将所述盖子12扣在所述外壳11上的操作便可轻易地将所述第一框架f1与所述第二框架f2紧固，此时，利用所述对准凸起a和所述对准槽h可将所述导管装置40对准到准确的位置。
76.此外，如图3所示，为了增大通过多重散射产生的散斑图案，所述激光源单元31的主出光轴或者所述入光单元31a可以以所述框架f的垂直方向为基准朝向所述摄像机单元32以第一角度k1倾斜地形成，以使主光路径尽可能长地形成锯齿状。其中，例如，所述第一角度k1可以是0度至90度。
77.因此，如图3所示，从所述入光单元31a发散的所述激光l通过光散射面t经数次散射以锯齿状反射，并能够以多重散射产生的散斑图案最大化的状态从所述出光单元32a射出。
78.此时，所述入光单元31a与所述出光单元32a可沿着所述框架f的长度方向以相隔第一距离l1地形成。
79.所述第一距离l1可基于所述激光l的强度和所述散斑图案的形态等进行最优化。
80.另外，如图2和图3所示，根据本发明另一部分实施例的人体注入物输送装置200可进一步包括人体注入物阻流装置60，其形成于所述本体10，且对设置于所述导管装置40的阀门v的旋钮n进行操作或者对所述导管装置40施加压力，以能够阻断所述导管装置40内部的所述人体注入物1的流动。
81.更具体地，例如，所述人体注入物阻流装置60可包括：第一阀门旋钮旋转装置61，其用于旋转设置于所述导管装置40的光学部40
‑
2前端的第一阀门v1的第一旋钮n1；以及第二阀门旋钮旋转装置62，其用于旋转设置于所述导管装置40的所述光学部40
‑
2后端的第二阀门v2的第二旋钮n2。
82.因此，能够在阻断容纳于所述光学部40
‑
2内部的所述人体注入物1的流动的状态，更精密地检测所述人体注入物1的污染情况。
83.与此同时，如果判定所述人体注入物1受到污染，则对此提出警示并通过如上所述的人体注入物阻流装置60，事先阻断受到污染的所述人体注入物1注入到人体或者动植物的生命体内。
84.因此，通过实时或者周期性地判断细菌或者微生物引起的污染，从而能够提前预防医疗事故。
85.另外，如图2和图3所示，根据本发明另一部分实施例的人体注入物输送装置200可进一步包括压力调节装置70，其形成于所述本体10且用于调节所述导管装置40内部的压力或者流量。
86.因此，利用所述压力调节装置70精密地调节所述导管装置40内部的液压或者流量，从而能够控制注入到人体或者动植物的生命体的所述人体注入物1的量。
87.此外，例如，如图2和图3所示，根据本发明另一部分实施例的人体注入物输送装置200可进一步包括控制单元80,其向如上所述的抽送单元20、所述人体注入物污染感测单元30、所述激光源单元31、所述摄像机单元32、所述阀门v、所述人体注入物阻流装置60、所述第一阀门旋钮旋转装置61、所述第二阀门旋钮旋转装置62、所述压力调节装置70等输入信号。
88.因此，利用所述控制单元80实时或者周期性地判断所述人体注入物1是否受到污染，如果判定为未受到污染，则通过控制所述抽送单元20将所述人体注入物1正常注入到人体或者动植物的生命体内部，如果判定为受到污染，则可终止所述人体注入物1的注入并向使用者提出警示以采取后续措施。
89.另外，如图2和图3所示，根据本发明部分实施例的导管装置40可应用于如上所述的本发明的所述人体注入物输送装置100、200，可包括：非光学部40
‑
1，其为柔性材料以对应所述抽送单元20；光学部40
‑
2，其为透光性材料以对应所述人体注入物污染感测单元30；以及阀门v，其一侧连接有所述非光学部40
‑
1而另一侧连接有所述光学部40
‑
2且能够阻断所述人体注入物1的流动。
90.其中，如图2和图3所示，所述阀门v可包括形成于所述光学部40
‑
2前端的第一阀门v1及形成于所述光学部40
‑
2后端的第二阀门v2。
91.因此，使用者将本发明的所述导管装置40安装到所述框架f并作为一次性部件进行使用之后，可轻易地从所述框架f上拆除所述导管装置40后将其废除，因此使用起来方便
卫生。
92.图4是根据本发明部分实施例的人体注入物的注入方法的流程图。
93.如图4所示，根据本发明部分实施例的人体注入物的注入方法，该方法利用人体注入物输送装置100、200,所述输送装置包括本体10；抽送单元20，其设置于所述本体10且在导管装置40内部形成压力差以能够输送人体注入物1；以及人体注入物污染感测单30，其设置于所述本体10且利用所述人体注入物1的光学特性能够以非接触方式感测细菌或者微生物引起的污染。所述方法可包括以下步骤：利用所述抽送单元20输送所述人体注入物1(s1)；利用阀门v阻断或者控制所述人体注入物1的流动(s2)；利用所述人体注入物污染感测单元30感测所述人体注入物1的光学特性(s3)；利用所述光学特性判断细菌或者微生物引起的污染(s4)；当判定为受到细菌或者微生物的污染(s5)时，终止所述人体注入物1的输送并对此提出警示(s6)；以及提问是否继续如上所述的一系列过程，如果是，则实时或者周期性地反复进行(s7)。
94.另外，本发明的人体注入物输送装置及方法并非只局限于人体，同样可应用于动物或者植物。
95.本发明参照附图所示的一实施例进行了说明，但是这只是示例性的，本技术领域具有一般知识的技术人员可以理解，基于此可进行各种变形并实施等同的其他实施例。因此，本发明的真正的技术保护范围应根据附上的权利要求书的技术思想而决定。
96.【产业上的可利用性】
97.根据如上所述的本发明的一实施例，在向人体或者动植物的生命体内部注射人体注入物之前能够实时或者周期性地判断细菌或者微生物引起的污染，从而能事先预防医疗事故。