用于探测医疗流体容器中的活塞的感测系统技术方案

一种用于确定流体容器内的柱塞的位置的感测系统。该感测系统包括光源、光探测器和控制器。光源构造成向流体容器的筒体壁中发射光以使得筒体壁用作用以引导光在其中沿轴向行进的波导。光探测器定位成探测由光源发射、行进通过用作波导的筒体壁并且然后从柱塞的表面反射的反射光。控制器与光探测器通信以基于来自光探测器的所探测出的反射光的数据来确定柱塞表面的轴向位置。

Sensing system for detecting a piston in a medical fluid container

A sensing system for determining the position of a plunger in a fluid container. The sensing system comprises a light source, an optical detector and a controller. The light source is structured to emit light to the cylinder wall of the fluid container so that the cylinder wall acts to guide the light in which the waveguide travels in an axial direction. The photodetector is positioned to detect light emitted by the light source and passed through the cylinder wall used as a waveguide and then reflected from the surface of the plunger. The controller is in communication with the light detector to determine the axial position of the plunger surface based on the data of the reflected light from the photodetector.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于探测医疗流体容器中的活塞的感测系统
本专利技术涉及流体传送装置，具体涉及一种用于确定流体容器内的柱塞的位置的感测系统。
技术介绍
用于向患者传送流体药物的各种已知类型的装置采用具有可移动柱塞的药物填充容器，此类容器包括料筒和注射器。这些类型的装置包括但不限于诸如胰岛素泵的输注泵和诸如注射笔的药物注射器。药物料筒包括可移动柱塞，该可移动柱塞将药物在柱塞前方密封料筒的筒体内。料筒柱塞在通过料筒可安装在其中的传送装置的驱动机构行进时将药物从料筒压送通过料筒的出口以传送到用户。知道柱塞在容器内的轴向位置允许用户可潜在地获得各类信息。例如，柱塞的绝对位置可允许确定容器中剩余的药物的数量。此外，柱塞的轴向位置的变化可允许确定从容器分配的剂量。过去已研发了各种系统以采用某种方式确定容器内的柱塞的位置。一个这种类型的系统使用光学特性。美国专利No.6113578公开了容许注射器中的光学剂量测量的多种设计。虽然潜在地有用，但这些设计并非没有缺点。例如，这些设计由于它们需要大量工作构件而相对复杂。该复杂性会引起更大的与制造相关的成本。再者，该复杂性可能增加潜在失效模式的数量，并且需要比结合在希望保持小、紧凑和便携的装置中时期望多的空间。因此，希望提供一种柱塞感测系统，或采用这种感测系统的装置，其能克服现有技术的这些和其它缺点中的一个或多个缺点。
技术实现思路
在其一种形式中，本专利技术提供了一种用于确定流体容器内的柱塞的位置的感测系统，该流体容器包括由透光材料制成的筒体，该筒体在前出口端与后端之间沿轴向延伸，柱塞具有与筒体的壁的内表面不透流体地接合以将流体在柱塞前方密封在筒体中的至少一个周面区域，并且柱塞可在筒体内沿轴向朝前出口端前移以通过前出口端分配来自流体容器的流体。感测系统包括光源、光探测器和控制器。光源构造成向筒体壁中发射光以使得筒体壁用作用以引导光在其中沿轴向行进的波导。光探测器定位成探测由光源发射、行进通过用作波导的筒体壁并且然后从至少一个周面区域反射的反射光。控制器与光探测器通信以基于来自光探测器的所探测出的反射光的数据来确定所述至少一个周面区域在流体容器内的轴向位置。在其另一种形式中，本专利技术提供了一种药物输送装置，其包括：壳体，该壳体包括容器保持器；被保持在容器保持器内的药物容器，该药物容器包括筒体和柱塞，筒体由透光材料制成并且在前出口端与后端之间沿轴向延伸，该柱塞具有与筒体的壁的内表面不透流体地接合以将药物在柱塞前方密封在筒体内的至少一个周面区域；在壳体内的前移机构，该前移机构可操作成使柱塞在筒体内前移以通过前出口端分配来自药物容器的药物；光源，该光源安装在壳体内以向筒体壁内发射光，使得筒体壁用作用以引导光在其中沿轴向行进的波导；光探测器，该光探测器安装在容器保持器内以探测由光源发射、经用作波导的筒体壁行进并且然后从至少一个周面区域反射的反射光；和安装在壳体内的控制器，该控制器与光探测器通信以基于来自光探测器的所探测出的反射光的数据来确定所述至少一个周面区域在药物容器内的轴向位置。本专利技术的一个优点在于可提供简单以便具有相对低的制造成本的用于感测容器内的柱塞的系统。本专利技术的另一个优点在于可提供一种允许确定容器内的柱塞位置和移动的用于感测容器内的柱塞的系统。本专利技术的再另一个优点在于可提供允许确定柱塞的压缩的用于感测柱塞的系统。本专利技术的再另一个优点在于可提供用于感测容器内的柱塞的系统，该系统需要有限的空间以便允许该系统结合在其中的输送装置保持紧凑并且容易操纵。附图说明通过参照以下结合附图对本专利技术的实施例的描述，本专利技术的上述和其它优点和目的以及实现它们的方式将变得更加明显，并且本专利技术本身将更好理解，在附图中：图1是本专利技术的感测系统以及有利地与这种系统联用的容器的示意图；图2是在部分截面侧视图中示出的以操作构型设置在药物料筒周围的图1的感测系统的选择性构件的概略图；图3是图2的构件和料筒的概略图，其中示出了光路；图4是与图2相似但示出采用滤光元件的本专利技术的替代感测系统的概略图；图5是配备有本专利技术的感测系统的注射笔的透视图，该笔被示出装载有药物料筒；图6是图5的选择性构件的分解透视图；图7是适于不同地构成的料筒的本专利技术的替代感测系统的选择性构件的在概念上与图2相似的概略图；图8是适于另一不同地构成的料筒的本专利技术的再另一替代感测系统的选择性构件的在概念上与图2相似的概略图；图9是本专利技术的再另一替代感测系统的选择性构件的在概念上与图2相似的概略图；图10是本专利技术的再另一替代感测系统的选择性构件的在概念上与图2相似的概略图；以及图11是通过相对于未设置诸如凸起的表面变化的筒体成规定角度引导其光的向筒体壁——光被引导到其中——中发射光的光源的视图。在全部若干视图中对应的附图标记表示对应的部件。虽然附图表示本专利技术的实施例，但附图不一定按比例绘制，并且在一些附图中某些特征可能被夸大或省略以更好地图示和说明本专利技术。具体实施方式在图1中，示意性地示出了供总体上以25表示的容器使用的总体上以20表示的本专利技术的感测系统的第一实施例。感测系统20包括光源30、光探测器35和控制器40。光源30定位成通过如虚线42所示向容器壁中提供光而与容器25可操作地交互。光探测器35定位成通过探测如虚线44所示从容器反射的光而与容器25可操作地交互。控制器40控制感测系统20的操作并且可以是系统20可安装在其中的装置的总控制系统的一部分。控制器40使用从光探测器35接收的数据来确定与容器有关的信息，诸如可用于计算容器内的流体的容器内的柱塞的位置，或用于确定容器的输出的柱塞位置的变化，或柱塞压缩。图1中作为控制器40示出的框也可看作用于需要外部电源来操作的感测系统20的元件的电源。控制器40被示出在46与光源30并且在48与光探测器35可操作地连接。连接46和48允许控制器40使光源30和光探测器35仅在柱塞位置确定时工作，由此在能量由外源提供而不是如下所述由环境光提供时保存这种能量。可采用多种合适的方式中的一种或多种方式提供任何必要的电力，诸如通过固定或可充电电池，或外部电源，或超级电容器，或诸如太阳能、电感、强制/自由对流气流、无线电频率、振动或动能的能量回收系统，或热电。连接48也表示光探测器35的输出用以到达控制器40用于处理的数据线。参照图2，光源30和光探测器35被抽象地示出并且处于沿感测系统20有益地适用的一种形式的流体容器25的操作位置。感测系统20基于光学特性并且构造成使用容器25的壁作为波导以便允许容器柱塞的一个或多个部分的位置确定。容器25在图2中被示出为可用于例如药物注射笔中的标准药物填充料筒。由于感测系统20可适于探测其它不同地构成的容器中、例如具有从柱塞延伸并且突伸超出注射器筒体的可驱动杆的常规注射器中的柱塞，所以图2所示的容器和文中对其的说明应认为是说明性的而不是限制性的。光源30提供沿轴向被引导到容器壁中以便引起料筒柱塞的与料筒筒体密封地接触的部分的照明的可见光。在替代实施例中，代替可见光，光波长可改为在红外至紫外波长范围内，感测系统的其余部分和料筒的材料被选择成与其适合即可。合适的光源30可以是与筒体壁对齐并且仅在容器筒体的外周的一小段处将其光导入容器壁内的单个灯。合适的光源30可以替代地由多个灯而不是仅一个灯提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定流体容器内的柱塞的位置的感测系统，所述流体容器包括由透光材料制成的筒体，所述筒体在前出口端与后端之间沿轴向延伸，所述柱塞具有与所述筒体的壁的内表面不透流体地接合以将流体在所述柱塞前方密封在所述筒体中的至少一个周面区域，所述柱塞能在所述筒体内沿轴向朝前出口端前移以通过所述前出口端分配来自所述流体容器的流体，所述感测系统包括：光源，所述光源构造成向所述筒体壁中发射光以使得筒体壁用作用以引导光在其中沿轴向行进的波导；光探测器，所述光探测器定位成探测由所述光源发射、行进通过用作波导的所述筒体壁并且然后从所述至少一个周面区域反射出来的反射光；和控制器，所述控制器与所述光探测器通信以基于来自所述光探测器的所探测出的反射光的数据来确定所述至少一个周面区域在所述流体容器内的轴向位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.02 US 62/044,4861.一种用于确定流体容器内的柱塞的位置的感测系统，所述流体容器包括由透光材料制成的筒体，所述筒体在前出口端与后端之间沿轴向延伸，所述柱塞具有与所述筒体的壁的内表面不透流体地接合以将流体在所述柱塞前方密封在所述筒体中的至少一个周面区域，所述柱塞能在所述筒体内沿轴向朝前出口端前移以通过所述前出口端分配来自所述流体容器的流体，所述感测系统包括：光源，所述光源构造成向所述筒体壁中发射光以使得筒体壁用作用以引导光在其中沿轴向行进的波导；光探测器，所述光探测器定位成探测由所述光源发射、行进通过用作波导的所述筒体壁并且然后从所述至少一个周面区域反射出来的反射光；和控制器，所述控制器与所述光探测器通信以基于来自所述光探测器的所探测出的反射光的数据来确定所述至少一个周面区域在所述流体容器内的轴向位置。2.根据权利要求1所述的感测系统，其中，所述光源构造成将光引导到所述筒体壁的轴向端面中。3.根据权利要求2所述的感测系统，其中，所述筒体壁的所述轴向端面位于所述后端处。4.根据权利要求3所述的感测系统，其中，所述光源定位成定心在所述壁的沿径向测定的厚度上。5.根据权利要求3所述的感测系统，其中，所述光源定位成与所述轴向端面邻接。6.根据权利要求3所述的感测系统，其中，所述光源是单个照射元件。7.根据权利要求6所述的感测系统，其中，所述单个照射元件是发光二极管。8.根据权利要求1所述的感测系统，其中，所述光探测器沿所述轴向延伸以允许所述筒体沿其定位，并且其中滤光元件位于所述光探测器与所述筒体壁之间。9.根据权利要求1所述的感测系统，其中，所述光源构造成将光引导到与所述筒体壁一体地形成并从其沿径向突出的凸起中。10.根据权利要求9所述的感测系统，其中，所述凸起围绕所述筒体壁的圆周连续地延伸。11.根据权利要求9所述的感测系统，其中，所述光源构造成将光引导到从所述筒体壁径向向外突出的凸起中。12.根据权利要求11所述的感测系统，其中，所述光源构造成将光引导到包括所述筒体壁的手指能抓握的凸缘的所述凸起中。13.根据权利要求12所述的感测系统，其中，所述凸缘围绕所述筒体壁的圆周连续地延伸。14.根据权利要求1所述的感测系统，其中，所述至少一个周面区域包括在轴向上间隔开的第一和第二周面区域，并且其中所述控制器确定所述第一周面区域的第一轴向位置和所述第二周面区域的第二轴向位置，所述控制器构造成基于所述第一和第二轴向位置来确定柱塞压缩。15.根据权利要求1所述的感测系统，其中，所述光探测器构造成围绕所述筒体壁延伸。16.根据权利要求15所述的感测系统，其中，所述光探测器具有螺旋构型。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·F·福拉尼，R·C·马萨里，M·莫亚拉德，
申请(专利权)人：伊莱利利公司，
类型：发明
国别省市：美国,US