用于流体收集中的致动和缩回的装置、系统和方法与流程

用于流体收集中的致动和缩回的装置、系统和方法
1.本技术是申请号为201680082347.2的分案申请，该母案的申请日为2016年12月21日，发明名称为用于流体收集中的致动和缩回的装置、系统和方法。
2.相关申请交叉引用
3.本技术要求2015年12月21日提交的、名称为“devices，systemsand methods for actuation and retraction in fluid collection(用于流体收集中的致动和缩回的装置、系统和方法)”的美国临时专利申请 62/270,550的优先权，在此通过引用其全部而将其并入本文。
技术领域
4.所公开的技术主要涉及体液的收集，并且尤其涉及用于将体液收集到接收器中的装置、系统和方法，并且在某些实施例中，通过用于完全刺血针穿透、刺血针安全储存及真空产生的导向机构，利用所收集的流体的力和能量的最小值来增加功能性。这些实施例对有效流体收集、安全性及生产制造具有影响。


背景技术：

5.用于收集体液的装置、系统和方法是用于日益发展的个体化医疗领域的必要装置。随着床边检测装置(point-of-care device)的不断改进，经常被忽视的区域在于来自未经训练的用户的样本的收集。目前，通常通过简单易用的方法或装置(如利用通用采血装置)、或者通过经过训练的人员(如利用静脉穿刺采血)获得生物样本。为了将体液转移至容器、接收器或分析装置，需要耗时的、易出错的、和/或繁琐的多个步骤。
6.因此，本领域需要用于流体处理和转移的、改进的微流体装置以及相关的系统和方法。


技术实现要素：

7.在此讨论的是收集装置以及供其使用的相关系统和方法的各种实施例。为简洁起见，这些实施例可以被描述为关于
″
收集器
″
，但是并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
8.在一示例中，收集器设置为包括：壳体，其包括近端、远端和腔；致动器，其设置在腔内；平台，其设置在腔内且在致动器的远侧；一次性使用的致动机构，其与平台操作性地连通；以及柱塞，其包括至少一个刺血针；其中，一次性的致动机构配置为将施加到致动器的线性力转换成作用于平台上的旋转力并向远侧推动柱塞。
9.本示例的实施方式可包括以下的一个或多个特征。收集器还包括设置在腔内的膜，其中膜配置为在腔内产生液封。在收集器中，膜包括膜腔和单向阀，单向阀配置为在膜腔内产生真空。在收集器中，膜包括波纹管。在收集器中，柱塞配置为在致动后缩回。在收集器中，平台包括至少一个突起，该至少一个突起与一次性的致动机构操作性地连通。在收集器中，一次性的致动机构包括至少一个致动器臂和至少一个长形导向件。在收集器中，一次性的致动机构配置为在致动期间通过所述突起使平台旋转。在收集器中，壳体包括至少一
个长形导向件，该至少一个长形导向件包括导向槽。收集器还包括弹簧，该弹簧配置为将至少一个突起推入导向槽中。在收集器中，至少一个致动器臂配置为向远侧推动所述突起，并且响应于致动而将突起从导向槽移出。收集器还包括可变宽度的导向面。在收集器中，所述至少一个突起包括突起面，该突起面配置为在突起被向远侧推动时使平台旋转。
10.在另一示例中，提供了一次性使用的流体收集器，该收集器包括：壳体，其包括近端、远端和腔；致动器，其包括设置在腔内的至少一个致动器臂；以及平台，其包括设置在腔内且在致动器的远侧的至少一个突起。该一次性使用的流体收集器还包括，其中至少一个致动器臂经由至少一个突起而与平台平移且旋转地连通。
11.本示例的实施方式可包括以下的一个或多个特征。在收集器中，壳体包括至少一个长形导向件，该导向件包括导向槽。收集器还包括弹簧，该弹簧配置为将至少一个突起推入导向槽中。在收集器中，至少一个致动器臂配置为向远侧推动所述突起，并且响应于致动而将突起从导向槽移出。收集器还包括可变宽度的导向面。在收集器中，所述至少一个突起包括突起面，该突起面配置为在突起被向远侧推动时使平台旋转。在该系统中，至少一个致动器臂与至少一个突起操作性地连通，以将来自臂的线性力转换成作用于平台上的旋转力。在该系统中，至少一个长形导向件包括导向凹口。在该系统中，至少一个致动器臂包括致动器卡件。该系统还包括致动机构，该致动机构配置为增加平台停留时间。该系统还包括膜环。
12.在另一示例中，提供了一种在医疗装置中使用的致动和缩回系统，该系统包括：壳体，其包括延伸穿过壳体的中央腔，并且包括设置在中央腔内的至少一个长形导向件；致动器，其包括在所述至少一个长形导向件附近向远侧延伸的至少一个致动器臂；平台，其设置在所述腔内，该平台包括至少一个突起；以及柱塞。
13.本示例的实施方式可包括以下的一个或多个特征。在该系统中，至少一个致动器臂与至少一个突起操作性地连通，以将来自臂的线性力转换成作用于平台上的旋转力。在该系统中，至少一个长形导向件包括导向凹口。在该系统中，至少一个致动器臂包括致动器卡件。该系统还包括致动机构，该致动机构配置为增加平台停留时间。该系统还包括膜环。
14.虽然公开了多个实施例，但是对于本领域技术人员而言，以下详细描述将使本公开的其他实施例变得显而易见，该详细描述示出并描述了所公开的装置、系统和方法的示例性实施例。如将实现的，所公开的装置、系统和方法能够在各种明显的方面进行修改，所有这些都不脱离本公开的精神和范围。因此，附图和详细描述本质上被认为是示例性的而非限制性的。
附图说明
15.图1a是根据一实施例的收集器的透视外部视图。
16.图1b是放置在对象的皮肤上的图1a的收集器的透视图。
17.图2a是收集器的示例性实施例的爆炸侧视图。
18.图2b是图2a的实施例的横截面图。
19.图2c是根据替代实施例的收集器的爆炸侧视图。
20.图2d是图2c的实施例的横截面图。
21.图3a是根据一实施例的收集器的内部部件的透视横截面图。
22.图3b是根据图3a的实施例的在致动之前的内部部件的横截面图。
23.图3c是根据图3a的实施例的在致动期间的内部部件的横截面图。
24.图3d是根据图3a的实施例的在缩回之后的内部部件的横截面图。
25.图4a是致动机构的一实施例的侧视图。
26.图4b是图4a的致动机构实施例在旋转期间的侧视图。
27.图4c是图4a的致动机构实施例在旋转期间的侧视图。
28.图4d是图4a的致动机构实施例在旋转期间的侧视图。
29.图4e是图4a的致动机构实施例在旋转期间的侧视图。
30.图5a是致动机构的另一实施例的侧视图。
31.图5b是图5a的致动机构实施例在旋转期间的侧视图。
32.图5c是图5a的致动机构实施例在旋转期间的侧视图。
33.图5d是图5a的致动机构实施例在旋转期间的侧视图。
34.图5e是图5a的致动机构实施例在旋转期间的侧视图。
35.图6a是包括导向切口实施例的致动机构的侧视图。
36.图6b是包括另一导向切口实施例的致动机构的另一侧视图。
37.图6c是包括另一导向切口实施例的致动机构的另一侧视图。
38.图6d是包括又一个导向切口实施例的致动机构的另一侧视图。
39.图7是展示了根据若干实施例的在远侧的打火位置(fired position) 所花费的平均时间的直方图。
40.图8a是图1a的实施例的俯视示意图，示出了处于突起锁中的突起。
41.图8b是图1a的实施例的俯视示意图，示出了处于缩回位置的突起。
42.图8c是图2a的实施例的俯视示意图，示出了处于突起锁中的突起。
43.图8d是图2a的实施例的俯视示意图，示出了处于缩回位置的突起。
44.图9a是根据示例性实施例的按钮、壳体和膜的透视横截面图。
45.图9b是根据示例性实施例的膜和柱塞的透视横截面图。
46.图10a是根据示例性实施例的处于预备位置(ready position)的收集器内的柱塞和膜的透视剖视横截面图。
47.图10b是根据示例性实施例的处于致动位置的收集器内的柱塞和膜的透视剖视横截面图。
48.图10c是根据示例性实施例的处于缩回位置的收集器内的柱塞和膜的透视剖视横截面图。
49.图11a是膜的单向阀的一实施例的俯视示意图。
50.图11b是膜的单向阀的另一实施例的俯视示意图。
51.图11c是膜的单向阀的另一实施例的俯视示意图。
52.图11d是示出图11a至图11c的实施例所生成的真空压力的直方图。
53.图11e是根据示例性实施例的在致动和缩回过程中的致动和真空产生的压力分布图。
54.图12a是根据示例性实施例的波纹管的特写横截面图。
55.图12b是根据包括脊的示例性实施例的膜和柱塞的特写横截面图。
56.图13a是根据示例性实施例的膜、基座、和柱塞的横截面图。
57.图13b是根据示例性实施例的膜、基座、和柱塞的横截面图。
58.图14a是根据示例性实施例的阈值止动件的特写透视剖视图。
59.图14b是根据示例性实施例的阈值止动件的另一特写的、四分之三透视剖视图。
60.图14c是根据示例性实施例的阈值止动件的另一特写侧剖视图。
61.图15a是根据另一示例性实施例的阈值止动件的特写透视剖视图。
62.图15b是图15a的实施方式的另一特写的、四分之三透视剖视图。
具体实施方式
63.本文公开或预期的各种实施例涉及一次性的装置、以及相关的系统和方法，其可由未经训练或经过最低程度训练的人员使用以收集体液且无缝地容纳体液。这些装置、系统和方法主要涉及针对体液的收集器，其在一端具有致动器或
″
按钮
″
，并且在相对端内设置有至少一个刺血针。在这些实施方式中，当按钮被按下时，致动机构展开-刺血针延伸以刺穿对象的皮肤来收集流体，并且致动器无法进一步使用。本文将对这些实施例的结构和功能做进一步的描述。
64.可以理解的是，本文公开的装置、方法和系统的各种实施例可以并入任何其他已知的医疗装置、系统和方法中或与任何其他已知的医疗装置、系统和方法一起使用。例如，本文公开的各种实施例可并入以下任何所公开的医疗装置和系统中或与以下任何所公开的医疗装置和系统一起使用： 2013年7月23日提交的、名称为
″
methods，systems，anddevices relating to open microfluidic channels
″
的共同未决的美国专利第9,289,763号，2015年11月4日提交的、名称为
″
methods，systems，and devices relating to open microfluidicchannels
″
的美国申请第14/932,485号，2013年1月25日提交的、名称为
″
handheld device for drawing，collecting，and analyzingbodily fluid
″
的美国申请第13/750,526号，以及2015年8月3日提交的、名称为
″
devices，systems and methods for gravity-enhancedmicrofluidic collection，handling and transferring of fluids
″
的美国申请第14/816,994号，所有这些专利文件在此通过引用而全部并入本文。
65.转至具有更多细节的附图，图1a至图1b描绘了重力增强的流体收集装置或简称为
″
收集器
″
10的示例性实施例。如图1a至图1b所示，在示例性实施例中，收集器10通常包括壳体12，壳体12具有近端12a 和远端12b，致动器40穿过壳体中设置，致动器40具有按钮42。
66.在使用中，借助于对致动器40或
″
按钮
″
的单次施加力、使得该致动器或按钮进入收集器壳体12并到达静止处，收集器10提供了该收集器10的内部部件的致动和缩回。在示例性实施例中，收集器10用于促进对对象1的皮肤的穿刺，以通过适配件或联接部分35将流体收集在储存器34，在某些实施例中，该适配件或联接部分35也称为
″
环
″ꢀ
(collar)。
67.在示例性实施例中，储存器34可以通过联接部分35可拆卸地连接至壳体12，这使得储存器34是可拆除的，如所并入的参考文献中已描述的那样。在某些实施例中，储存器34可以是压合在适配件35上的标准的微量离心管(eppendorf tube)。如先前所述，例如通过引用而并入本文的美国申请第14/816，994号所述，在其他实施例中，储存器34也可以是定制的并利用毛细作用力或仅仅利用重力来填充。因此，管34可以作为用于容纳或聚集流体的、可拆卸的和标准化的储存器34，其可以被简单且容易地分离并插入现有的和已建立的
测试或实验室设备中。举例来说，在流体是血液的情况下，可以容易地将管34插入临床和实验室设备或进行诊断和/或生物标记检测的工作流程中。
68.图2a至图3c示出了可用于收集体液和容纳流体的收集器10的示例性实施例。图2a至图2d描绘了根据各种实施例的收集器10的内部部件。图3a至图3c描绘了使用中的收集器10的各种内部部件。
69.通常如图2a至图2d所示，在这些实施例中，收集器10包括具有致动器40的壳体12、平台60、膜80、柱塞90和基座110。如本文所述，在示例性实施例中，这些部件设置为通过壳体12的中央腔18而操作性地连通(如图2b、图2d和图3a所最佳展示)，以便于通过刺血针 130在基座110的远侧表面120对对象的皮肤进行刺穿来进行收集(如图 3a所最佳展示)。在使用中，收集器10通过对致动器40或
″
按钮
″
的单次施加力使致动器40或
″
按钮
″
进入收集器壳体12并且到达静止处，来提供收集器的内部部件的致动和缩回。
70.如图3a至图3c所示，缩回阶段将例如平台60的部件向近侧延伸到致动器40中(如图3c所示)，以便不向上推动按钮42。如关于图10a 至图10c进一步描述的，缩回还使得在膜80内产生真空，以促进流体抽吸。如图4a至图6d所示，并如下面将进一步详细描述的，在示例性实施例中，通过内部部件在规定距离内的平移运动来实现结合的致动和缩回。进一步地，在示例性实施例中，在缩回时，可以在致动器的密封部分内产生真空。
71.转到更详细的附图，在图2a至图3c的实施方式中，收集器10具有大致圆柱形的壳体12，壳体12具有近端14和远端16。如图2b和图 2d最佳所示，大致圆柱形的中央腔18限定在壳体12内且位于近端14 和远端16之间。如关于图4a至图6d进一步详细描述的，致动器40设置在腔18内，以便与平台60操作性地连通。
72.在这些实施例中，如图2a至图2d最佳所示，致动器40具有大致平坦的顶部按钮表面42和按钮壁43，以便形成
″
按钮
″
42，该
″
按钮
″ꢀ
42突出在壳体的近端14的上方(如40a所示)，同时处于所述
″
预备
″
位置，在如图3最佳所示(以及如下面关于图4a至图4e、图10a和图 14a至图14c所讨论的)。按钮壁43基本上由腔唇缘15包围(如图2a、图2b和图3a最佳所示)，腔唇缘15在壳体12的近端14处围绕所述中央腔18设置。某些实施例还具有如图2b和图2d所示的突起或阈值止动件45。关于图8a至图8c进一步讨论了致动器40和壳体12的这些部件。
73.继续图2a至图2d的实施例，中央腔18具有多个长形导向件20，该长形导向件20大致从近端14沿着内腔表面22设置。所描绘的长形导向件20(如图2b和图2d最佳所示)具有第一导向端24和第二导向端26。在示例性实施例中，第二导向端26还包括导向切口28和导向槽30，下面关于图4a至图4e讨论导向切口28和导向槽30的功能。如先前所述，例如通过引用而并入于本文的美国申请第14/816，994号所述，壳体12 还包括出口通道32，该出口通道32配置为在组装时与收集管34联接。
74.在某些实施方式中，致动器40还可以具有多个致动器臂44(如图2b 和图2d中所示)，致动器臂44还包括第一臂端46和第二臂端48。如图 2a、图2b和图2d所示，在某些实施方式中，在臂46和臂48之间可以设置有臂开口47。
75.在各种实施方式中，致动器臂44从顶部按钮表面42的下侧42a向远侧延伸，并且在这些实施例中，第二臂端48还包括致动器切口50。下面关于图4a至图4e和图5a至图5e进一步讨论致动器切口50。在图 2b和图2d的实施例中，壳体12的长形导向件20可以设置为邻近按钮 40的致动器臂44(如关于图4a至图4e所讨论的)，或者邻近腔18的与致动器臂44相关
的内部(如图2d所示并且如关于图5a至图5e所讨论的)，从而设置在臂44的
″
内部
″
。
76.在图2c至图2d的实施例中，还可在致动器切口50的一端设置致动器卡件51。在这些实施方式中，致动器卡件51可引入在某些实施方式中期望的、在致动和缩回过程中的短暂延迟。将关于图4a至图6d和图 8a至图8d进一步描述长形导向件20与腔18内的致动器臂44的各种关系。
77.在如图2a至图2d最佳所示的各种实施例中，平台60还包括顶部平台表面62和围绕平台腔66设置的大致圆柱形的平台壁64。在这些实施例中，平台壁64还包括围绕外壁表面64a径向设置的多个平台突起 70。如下面关于图4a至图6d进一步详细描述的，在示例性实施例中，这些平台突起70以与壳体12的导向切口28和导向槽30以及按钮40 的致动器切口50互补的方式成形。在如图2a至图2d所示的示例性实施例中，平台突起70基本上设置在平台60的远侧壁端72处，但是在替代实施例中，它们可设置在顶部平台表面62附近。
78.转到图3a，在组装收集器10时，平台60配置为设置在中央腔18 内。如图3a中最佳所示，在组装收集器10时，膜80配置为设置在平台腔66内。根据某些实施方式，膜80具有顶部膜表面82和围绕膜腔86 设置的大致圆柱形的膜壁84。如图2a至图2d所示，在示例性实施例中，膜80还包括大致圆形的膜唇缘88，膜唇缘88设置在膜壁84的远端上。如下面关于图9a至图9b和图10a至图10c所讨论的，在示例性实施例中，膜80和膜唇缘88用于在对象的皮肤(未示出)和膜腔86之间产生气密和/或液密密封。
79.在图2a至图3d的实施方式中，如下面关于图4a至图4e进一步详细描述的，在组装时柱塞90配置为设置在膜腔86内，以便与致动器 40、平台60和膜80操作性地连通。在这些实施例中，柱塞90和弹簧 100配置为收纳在基座110内的大致圆柱形的基座腔112中。可以理解的是，在使用中，基座110配置为设置在下置的对象皮肤上，以便在皮肤中产生张力，从而增强抽吸流体通过收集器10、进入收集管34的能力。
80.继续图2a至图3d的实施方式，柱塞90具有顶部柱塞表面92和多个柱塞本体94，柱塞本体94从顶部柱塞表面92的下侧92a向远侧延伸。在示例性实施例中，柱塞90具有柱塞联接腔96，柱塞联接腔96配置为与基座110在基座柱114上进行配合。在替代实施例中，柱塞90可以由膜80对准和导向。在示例性实施例中，弹簧100设置为围绕柱塞 90并且设置在基座110的基座腔112内，以便能够向近侧推动柱塞90。
81.在组装时，如图3a至图3d所示，致动器40和平台60操作性地连通，以便促进柱塞90的向下运动，并从而使得刺血针130(如图3a所示)延伸超过远侧表面120(在图1a至图1b中最佳示出)并进入对象的皮肤(未示出)。在各种实施例中，如图2a至图2b所示，基座110还包括一个或多个流体收集通道，有时称为流体的
″
网络
″
116。
82.在这些实施方式中，网络或通道116与基座腔112、孔132和收集管34流体连通，以便于例如通过包括在美国申请第13/949,108号以及上述并入的参考文献的其他教导中的、能够促进自发的毛细流动的、开放的微流通道，促进从收集孔132(如图3a所示)到收集管34的流体运动。可以理解的是，在各种实施方式中，收集孔132设置在基座110的远侧表面120上的基座腔112内。
83.图3a至图3b示出了已组装的收集器，其中致动器40和内部部件处于
″
预备
″
位置，这意味着收集器10还未被致动以收集任何流体，并且致动器40设置在腔15中的
″
上部
″
位置，邻近壳体12的近端14。如下面关于图8a至图8c进一步讨论的，阈值止动件45可以用于在
没有施加来自用户的足够的向下的力的情况下防止致动器从预备位置的移动。
84.图3c至图3d描绘了在执行致动和缩回之后的收集器10，由于致动器40已被按下(用40b表示)，从而向远侧推动平台以便将柱塞90(图 3c所示)按压至最远侧的位置，然后如图3d所示，通过关于图4a至图 6d描述的一次性的致动机构150，将平台60缩回到致动器腔41中。
85.由图4a至图4e的实施方式中可知，各种收集器10的实施方式具有自锁或一次性的致动机构150，即防止收集器10的重复使用的机构 150。在这些实施方式中，致动机构150促进内部部件的致动和缩回，关键在于将线性运动转换成旋转运动，使得平台60能够脱离长形导向件 20/致动器臂44而旋转并且通过弹簧110缩回到致动器腔41中(如图3d 最佳所示)。
86.如图4a至图6d的实施方式所示，机构150通过将先前讨论的按钮 40的致动器臂44与壳体12的长形导向件20大致对齐而形成。在这些实施例中，如图4a和图4d所示，一次性的致动机构150开始时处于相对于平台突起60的预备位置(在通过按压或以其他方式驱动致动器40和致动器臂44而将一次性的致动机构150展开之前)。如图4c和图4e所示，如下面将详细描述的，在致动时，一次性的致动机构150起到将线性运动转换成旋转运动并转变到
″
点火
″
状态(在该状态致动机构150无法再展开)的作用。通过该方式，收集器10能够提供一次性使用的、自锁的致动机构150并且促进安全使用。
87.在操作中，自锁的一次性的致动机构150配置为防止平台60的旋转运动。即，当处于预备位置时(图4a、图5a、图6a和图6d所示)，平台突起70设置在突起锁152内，使得近侧突起端71嵌入突起锁152内，以防止任何横向运动。在某些实施例中，当致动器(在图3a中以40所示) 处于预备位置时(如图3和图4a所示)，通过致动器切口50和导向槽30 的对齐形成突起锁152。如图4a至图4e所示，在这些实施例中，致动器切口50包括基本平坦的切口面50a，切口面50a设置成与平面突起面 70a互补的角度，使得致动器臂44的远侧运动将横向地推动突起70。如关于图5a至图6d所描述的，也可能是其他配置。
88.回到图4a至图4e的实施例，突起70和突起锁152为互补的形状并且配置为使得突起70被弹簧的力向上推动(弹簧在图2a中以100示出并且该力在图4a至图4e中描绘为参考箭头a)，以便嵌入或以其他方式包含在突起锁152内。在这些实施方式中，当致动器处于预备位置时，突起70在突起锁152中保持在静止位置：突起70(并且相应地，平台60) 不能垂直地或水平地(旋转地)移动。
89.如图4b所示，当按下按钮表面42时，致动机构150通过远侧的且旋转的致动路径推动由突起70表示的平台60。致动器臂44被向远侧推动(如参考箭头b所示)。如图所示，该远侧运动破坏了突起锁152，因为在该实施例中，由于切口50的远侧运动经过槽30的远侧尖端，致动器切口50相对于导向槽30向远侧移位，从而在突起70上施加远侧的且旋转的力(旋转的力由参考箭头c示出)。共同地，参考箭头b的远侧运动和参考箭头c的旋转运动相应地表示
″
致动路径
″
的实施例(其也在图中以 154不同地示出)。对于本领域技术人员显而易见的是，可以调节平台60 的旋转阻力以及弹簧力以促进或防止突起70经由致动路径的运动。
90.如图4d所示，突起70在致动路径中的旋转运动(也在图8a至图 8b中示出)相应地将平台60向远侧且旋转地移动，远侧运动进一步被施加到柱塞90上，因此，将刺血针(在图3中以130表示)展开而刺入到对象皮肤的表面中。对于本领域技术人员而言显而易见的是，
在一次性的致动机构150中可以利用其他配置的致动器切口50、导向槽30和突起70。
91.如图4c和图4e所示，经过突起70的充分旋转运动，突起70移动而不与长形导向件20对齐，以便接下来在缩回路径154中向近侧推动。在某些实施例中，导向切口28通过提供成角度的平面28a(如图4c最佳所示)来辅助旋转运动和垂直运动，该平面28a有助于突起70进行此类运动。如图4e所示，因为突起70以及(从而)平台60不再位于突起锁 152内，所以现在能够通过弹簧力a自由地向上推动突起70以经过突起锁152。在该缩回路径154中，柱塞90和(相应地)(在顶部柱塞表面92 上的)膜80可以延伸到近侧位置，该近侧位置比它们在预备位置时的近侧位置(如图4d所示，在该近侧位置，突起位于突起锁152内)更近。
92.图5a至图5e描绘了致动机构150的替代实施例。在该实施例中，致动器臂44具有致动器卡件51，并且长形导向件20具有导向切口28，以控制突起70(以及如图3a所示，相应地控制平台)的横向运动。在这些实施方式中，致动器卡件51相对于切口面50a以非零的角度设置在致动器切口面50a的一端。因此，致动器卡件51包括卡件面51a，该卡件面 51a配置为阻止突起70向近侧前进。此外，在这些实施例中，致动器臂 44和长形导向件20可以形成突起锁152。然而，在这些实施例中，长形导向件20也可以相对于致动器臂44设置在装置腔的内部(如图2b所示)。
93.如图5a至图5e所描绘的，并且如本领域技术人员所理解的，当致动器臂44(图1a所示)被按下时，突起70在卡件51的方向上被横向地推动并且穿过卡件面51a，近侧突起端71的向近侧前进被短暂地阻止或延迟，从而使突起70和平台60稍微地形成
″
跳板
″
或以其他方式在远侧位置停留稍微长的时间，从而增加柱塞(图10b所示)处于远侧位置的总时间。如下所讨论的，这种增强的致动持续时间具有益处。
94.如图5a所示，在预备位置，一次性的致动机构150再次配置为防止平台60的旋转运动。即，在预备位置时，平台突起70设置在突起锁 152内，突起锁152由导向槽30和可选的致动器切口50形成。在示例性实施例中，突起70和突起锁152具有互补的形状并且配置为使得突起 70被弹簧的力(如附图标记a所示)向上推动，以便嵌入突起锁152内，从而再次将突起70和平台60保持在静止位置。
95.如图5b至图5c所示，当按钮表面(在图1b中以42示出)被按下时，致动器臂44被向远侧推动而到达
″
点火
″
状态，从而经由远侧的和旋转的致动路径(在参考箭头c处示出)推动平台60和突起70。如图5c所示，在突起70横向运动之后，近侧突起端71被带入而与致动器卡件51接触。因此，如参考箭头d所示，近侧突起端71横穿卡件面51a，从而在向近侧推动致动器臂44时，延迟平台的近侧释放和缩回。在该实施例中，近侧突起端71继续横向(参考箭头c)去到远侧的导向切口端28b(在图5c 至图5d中示出)，从而使得在图5e中，突起70在弹簧力a的推动下越过突起锁152自由地向上运动。
96.图6a至图6d描绘了包括各种导向切口28配置的一次性的致动机构150的各种实施例。图6a描绘了与平坦的突起面70a的角度互补的导向切口28。在图6b中，导向切口28c以这样的角度设置：该角度小于突起面70a相对于对象皮肤的表面(未示出)的角度。在该实施例中，导向切口28c将引起比横向的力更大的相对向下的力，从而减缓突起70的横向运动并增加缩回的时间。
97.在图6c至图6d中，导向切口28d、28e具有第一导向面28f和第二导向面28g。在这些配置中，第一导向面28f可以具有可变宽度(如通过比较图6c和图6d所示)，并且第二导向面
28g是成角度的，以便允许如前所述的、向上的突起70运动。在这些实施例中，由此可以通过要求近侧突起端71在向近侧自由地释放之前横向地横穿第一导向面28f 来控制致动的持续时间。
98.图7描绘了与没有卡件的实施例(图4a至图4e)和具有可变宽度的导向面的实施例(图6c至图6d)相比，具有致动器卡件51(如图5a至图5e 所示)的实施例在致动状态下的停留时间(以毫秒为单位)的差异，即，图 4a至图4e中的实施例具有1ms的平均停留时间，图5a至图5e的实施例具有137ms的平均停留时间，图6a至图6d的实施例具有317ms的平均停留时间。
99.如图8a至图8b所示，在图1a、图2a和图4a至图4e的实施例中，致动器臂44和长形导向件20相邻地设置在腔18内，两者都位于沿着腔18的内壁的位置。然而，如图8c至图8d所示，在图1b、图2b 和图5a至图5e的实施例中，长形导向件20可相对于致动器臂44靠向中心地设置在腔中(即，长形导向件20可以设置得更远离腔18的内壁而更靠近其中心)。
100.再看这些部件的致动后缩回，可利用柱塞和膜的向近侧运动在收集器10内产生真空，以便促进流体收集。图9a至图10c描绘了致动器40 和壳体12以及膜80和柱塞90的其他视图。如下面关于图10a至图 10c所述，在示例性实施例中，膜80是统一的膜本体80，其由柔性材料单件构成，所述柔性材料例如硅树脂(silicone)，橡胶，热塑性弹性体 (
″
thermoplastic elastomer，tpe
″
)，热塑性硫化橡胶 (
″
thermoplastic vulcanizate，tpv
″
)或热塑性聚氨酯 (
″
thermoplastic polyurethane，tpu
″
)，以便能够响应于平台60和柱塞90的运动而灵活运动。
101.同样如图9a至图15b所示，在收集器10的示例性实施例中，膜 80围绕柱塞90、收集孔132、基座110、远侧表面120以及任何用于将收集的流体输送到收集管34的流体通道或通路的网络116，在膜腔86 内形成液密和气密密封87(如图10a至图10c和图13b中最佳所示)，其中收集管34可包含在所述网络116中。这些实施方式可以并入任何先前所描述的方法、装置和系统，例如在所并入的参考文献中的用于流体收集、输送和存储的方法、装置和系统，所并入的参考文献包括美国专利第 9,289,763号，美国申请第14/932,485号，美国申请第13/750,526号和美国申请第14/816,994号中的所有公开内容。
102.在图9a至图15b的这些实施例中，柱塞90还包括中心阀开口95。中心阀开口95配置为允许气体通路通过柱塞联接96进入膜腔86，作为下面描述的单向阀160的一部分。
103.如图10a所示，收集器10处于
″
预备
″
位置。在图10b中，收集器10已经通过用户按下致动器40而致动，因此使得柱塞90处于最远侧位置。柱塞90向远侧位置的运动使得刺血针130通过收集孔132而延伸超过基座110的远侧表面120(如图10b最佳所示)。如先前所述的，例如关于全部内容通过引用而并入本文的美国申请第14/816,994号所述，通过收集器10的致动，刺血针130能够刺穿对象的皮肤并且使流体200开始流入收集孔132、通路或网络116并最终进入收集管34。在图10c中也示出了收集位置，其中柱塞90已经通过经由缩回路径向近侧延伸越过预备位置，并且流体200已经被收集在收集管34中。
104.如上所讨论并且如图10a至图10c所示，在膜腔86内产生真空有助于促进流体流动。在某些实施例中，膜80还包括出口通道32(在图9b 中最佳示出)，该出口通道32配置为与收集管(例如在图1a至图1b中以 34示出)或另一收集系统(如先前所述的，例如关于美国申请第 14/816,994号的收集系统)具有流体的和密封的连通。在各种实施方式中，圆形膜
唇缘88设置为固定地附接到基座110并且产生气密和液密密封 87。在示例性实施例中，由于密封87，膜腔86可以保持无菌，而中央腔的其余方面不需要保持无菌。
105.重要的是，因为膜80是柔性的并且可以变形，因此使得膜腔86的内部容积发生变化，该容积变化可以改变腔86的液密和气密密封87内的压力。在如图9b最佳示出的示例性实施例中，膜80还包括单向阀 160，该单向阀160配置为允许包含在膜腔86内的空气响应于平台60 的向下运动而逸出。在一些实施方式中，该单向阀160可以由至少一个狭缝161构成。如图10a至图11c所示，在各种实施例中，单向阀160 可具有一个或多个单向阀开口166或狭缝161，该一个或多个单向阀开口166或狭缝161以各种配置(例如图11a至图11c所示的配置)围绕顶部膜表面82设置。对于本领域技术人员来说是显而易见的是，其他实施例是可能的。
106.返回图10b，响应于致动，柱塞90被向远侧推动，并且膜80被压缩。然而，因为膜腔86内的空气被从中心阀开口95推出而通过单向阀 160的狭缝161或开口166，所以膜腔86内的压力基本上保持为大气压力。因为在平台60周围或致动器40和壳体12之间没有这种密封，所以中央腔(在图2a至图2b中以18示出)在通过该运动向远侧变形时也继续处于或接近大气压力。基本上同时地，刺血针130刺穿对象的皮肤，从而引起来自对象的皮肤的流体收集。
107.如上文关于图4c和图4e所述，在完成致动过程之后，如图10c 所示，由弹簧100通过缩回路径将柱塞90向近侧推动。柱塞90的这种向上的近侧运动引起顶部膜表面82的远离圆形膜唇缘88和基座110的远侧表面120的相应运动(图1a至图1b所示)。该运动导致膜腔86容积的扩大。单向阀160(其可以是如图11a至图11c所示的以各种配置设置的狭缝161或单向阀开口166)防止空气进入膜腔86。膜腔86内造成的压降产生相对于大气压力的真空，从而促使流体从对象流入收集孔132。同样，这也是因为单向阀160配置为使得其不允许空气进入膜腔86。这样，致动后缩回可以产生促进流体收集的真空。
108.如图10a至图10c所示，某些实施例的顶部膜表面82具有波纹管 162，该波纹管162促进膜80的运动以及膜腔86的容积的增加。在这些实施例中，波纹管162可以允许膜80在各个位置之间容易地运动而不会对膜80造成不必要的拉伸。这允许将空气更有效地移出膜腔86，并且可以分别通过致动路径和缩回路径向远侧和向近侧引导柱塞90。因此，当柱塞90沿着圆柱形膜壁84运动时，可以在不妨碍柱塞90的操作路径的情况下实现波纹管162的运动。
109.如图11a至图11c所示，分别具有一个或多个狭缝161或开口 166的各种单向阀160配置均是可能的。图11d表明各种膜80配置中的每一种配置可导致生成以千帕斯卡(kpa)计的真空压力的变化。
110.在图11e中示出了用于致动和真空产生的压力分布图。在该示例中，评估装置的致动和缩回期间随着时间的推移的膜80内的压力(以kpa为单位)。结果表明了装置内的压力的初始增加，其后是保持相对恒定的真空压力的持续期，但在某些实施例中，在所示的20秒的过程中真空压力可略微衰减。对于本领域技术人员显而易见的，并且如先前所讨论的，装置内这种真空的产生促进了血液抽吸。
111.在图12a的实施例中，波纹管162采用滚动膜设计。该设计是u 形膜(以162示出)，其允许波纹管162在致动期间沿外壁167和内壁 168滚动(如图10a至图10c所示)。在示例性实施例中，波纹管配置为在缩回期间伸长，以允许在膜腔86内部产生真空。在空气排出过程
中，较硬的材料，例如超过肖氏硬度(shore)30a的材料可以是有效的。还如图12a中所示，在某些实施例中，柱塞90包括膜开口98，该膜开口98 配置为固定膜部件构件169。在这些实施方式中，构件169是膜的一部分，其以插塞的方式装配到开口中，以便提供膜80和波纹管162的增强的稳定性并且促进在膜腔86内的适当的密封的形成。
112.在各种替代实施例中，以及图12b的实施例中，膜80和柱塞90 之间的连接可包括柱塞的近侧面90a上的至少一个脊。在该实施例中，柱塞90具有邻近中心阀开口95的内脊91和邻近波纹管162的外脊93。在这些实施例中，内脊91可促进膜80和柱塞90之间的密封的形成，以便于阀狭缝161或开口166的打开和关闭。
113.如图12b所示，外脊93可以通过减少或消除膜80和内脊91(在图 12b中为膜部分81)之间的张力上升来防止隆起。在致动期间，平台60 被向远侧推动(如参考箭头b所示)，然后在缩回期间被弹簧的力向近侧推动(如参考箭头a所示)。在致动和缩回期间，在膜部分81中可以产生张力，并且该张力能够限制膜80在致动过程期间释放空气的能力(如上文关于图9a至图11e所述)。
114.因此，如图12b所示，外脊93配置为使膜80的在内脊91和外脊之间的部分与基本垂直于致动方向(由参考箭头a和b示出)的平面(由参考线m示出)对齐，从而防止内脊91周围的隆起。
115.在图13a的实施方式中，基座110还包括围绕膜80装配的膜环 83。在这些实施方式中，相对刚性的膜环83用于将柔性的膜80压缩或以其他方式固定在柱塞90周围。
116.可以理解的是，膜环83可有效地保持膜密封87并防止空气从膜通过单向阀排出。在这些实施方式中，膜环83还防止平台60在膜80上
″
摩擦
″
。
117.在图13b中，示出了具有可操作地集成为一体的外模89的膜80。在这些实施方式中，顶部的柔性部分包括弹性膜89a，弹性膜89a围绕柱塞向远侧延伸，其中弹性膜89a与刚性的下凸缘89b一体成型。在各种实施方式中，下凸缘89b为聚丙烯或一些其他类似的材料。
118.如图14a至图14c所示，在某些实施例中，致动器40具有阈值止动件45。在示例性实施例中，阈值止动件45是设置在按钮壁43上的突部45a。如上所述，在使用之前，在
″
预备
″
位置时，致动器的按钮 40a位于壳体12的近端14上方，按钮壁43还基本上与壳体的腔唇缘 15对齐。如图14a至图14c所示，突部45a设置为使其在顶侧15a上抵靠腔唇缘15。
119.在图14a至图14c的实施例中，阈值止动件45和/或腔唇缘15可由可变形材料构成，例如热塑性塑料(例如聚丙烯、聚乙烯或丙烯腈丁二烯苯乙烯(
″
acrylonitrile butadiene styrene，abs
″
)或tpe)，使得除非施加足以使阈值止动件45和/或腔唇缘15变形的力，否则物理地防止致动器40的向远侧运动。因此，在没有向按钮40a施加足够的向下或向远侧的力的情况下，该阈值力要求将致动器40保持在
″
预备
″
位置。在替代实施例中，阈值止动件45可由本领域已知的材料制成，以响应阈值力而断裂。
120.在各种替代实施方式中，并且如图15a至图15b所示，阈值止动件45设置在至少一个长形的悬臂170的端部处。与图14a至图14c的实施方式不同的是，这些实施方式中的悬臂170设置在腔18内，进一步远离盖12，而不是(如图14a至图14c所示的那样)设置在按钮40的表面上。在该实施方式中，阈值止动件45与平台60(而不是与按钮40)操作性地连通，从而将整个子组件保持在一起作为子单元，通过允许该单元在组装过程的运动期间保持静止而进一步简化组装过程。可以理解的是，该配置允许更大的阈值止动件45和更高或更低的压力
公差。
121.因为在这些实施例中需要足够的力来引起致动，所以收集器10可以防止意外致动并且确保所施加的致动力足以破坏对象的皮肤并使得进行流体抽吸。进一步地，因为致动路径独立于缩回路径(如上文关于图4a至图4e所述)，所以可以将收集器10的内部部件带到不能被重新致动的位置，从而防止后续的使用。
122.进一步地，收集器10使得能够控制致动所需的力量并相应地控制致动所需的速度。这是因为可以通过如上文关于图4a至图4e所描述的、平台60旋转和弹簧阻力来控制阈值止动件45和致动机构150。这种控制使得能够实现刺血针130或针刺入对象的皮肤时的精确定位。这是因为设计的刺血针投掷距离会影响从组织提取的体液的体积和类型，特别是所抽吸的血液与间质液的比率。在某些实施例中，该设计距离可以在 1mm和5mm之间。
123.尽管已经参考优选的实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离所公开的装置、系统和方法的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。