具有可拆卸泵单元的高精度注射器制造技术

本发明专利技术涉及一种数字注射器，该数字注射器与在医疗环境中实用的常规的聚合物一次性注射器结构一起使用。与注射器的较大体积相关的误差(其加剧了柱塞位置的微小误差)和聚合物柱塞的挠性和尺寸变化是通过直接测量注射器柱塞位置，而不是间接测量马达位置和注射器柱塞位置的推断来适应。这种直接测量消除了柱塞运动时马达、齿轮系和丝杠的机械公差(“堆积”)、由柱塞的挠性和注射器阻力和药物粘度的变化——例如，由于不同的药剂或当注射器被冷藏时——加剧的影响。数字注射器可以与马达单元结合以提供附加的多功能性。

【技术实现步骤摘要】
具有可拆卸泵单元的高精度注射器相关申请的交叉引用本申请要求2018年7月13日提交的美国临时申请No.62/697,632和2019年1月31日提交的美国临时申请No.62/799,475的权益，这两个申请均通过参引并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及用于医疗目的的注射器、特别是具有改进的精度的注射器。已知注射器用于在一段时间内向患者施用药剂、比如药物或造影剂。这种注射器包括在注射器管中滑动的柱塞。柱塞包括抵着注射器管的内表面紧密地配装的活塞状密封件。柱塞的移动减小了注射器管中的包含在柱塞密封件与注射器管的出口之间的体积，以提供正排量泵送作用。使用注射器对药物输送的控制通过印制在注射器管上的刻度来提供。这种刻度可能难以读取或解释，并且需要医疗护理专业人员记住起始位置并在需要给定剂量时计算注射器在刻度上的结束位置。存在“数字注射器”以用于实验室并且“数字注射器”消除了关于准确读取注射器的许多问题。这种数字注射器将具有高精度玻璃管的高精度小体积注射器与仪表化的操作器相结合，该仪表化的操作器可以由用户按压，从而使柱塞移动，同时电子地测量该操作器运动以在数字仪表上显示。注射器柱塞可以具有用以附接至操作器以消除任何松动和错误的特殊联接件，并且注射器柱塞可以由精密金属部件制造。这种注射器旨在要被清洁并且重复使用，而这由于成本、无菌性和药物的交叉污染在医疗环境中不实用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种数字注射器，该数字注射器可以与在医疗环境中实用的常规聚合物一次性注射器结构一起使用。与注射器的较大体积相关的误差(其加剧了柱塞位置的微小误差)和聚合物柱塞的挠性和尺寸变化是通过直接测量注射器柱塞位置，而不是间接测量马达位置和注射器柱塞位置的推断来适应。这种直接测量消除了柱塞运动时马达、齿轮系和丝杠的机械公差(“堆积”)、由柱塞的挠性和注射器阻力和药物粘度的变化——例如，由于不同的药剂或当注射器被冷藏时——加剧的影响。数字注射器可以与马达单元结合以提供附加的多功能性。具体地，在一个实施方式中，本专利技术提供了一种用于从注射器以经测量的方式输送液体药物传感器系统，该注射器为具有终止于针适配器的管状筒并且包括紧密配装的柱塞启动的弹性体活塞的类型，传感器系统具有：壳体，该壳体将管状筒可拆卸地接纳成沿着轴线从壳体延伸；柱塞，该柱塞以可滑动的方式被接纳以对应于弹性体活塞的运动而沿着轴线在壳体内移动；以及电子传感器，电子传感器附接至壳体并相对于壳体固定并且感测传感器元件以提供对柱塞相对于壳体沿轴线的运动的直接测量，从而提供指示柱塞的移动的电子信号。因此，至少一个实施方式的特征是提供一种医用注射器，该医用注射器提供柱塞位置的直接数字读出，由此允许使用标准的一次性注射器。柱塞的一部分可以延伸出壳体，以通过按压该柱塞部分来手动操作注射器。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是允许手动操作注射器，同时仍然提供对递送的药品量的累积测量。壳体可以设置有向外延伸的凸缘，该凸缘与使用者的手指接合以帮助按压柱塞部分。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是便于将柱塞手动压靠在附接的管状筒和弹性体活塞上。旋钮可以旋转驱动器使驱动器沿着轴线与柱塞的表面滚动接触，以使柱塞随着驱动器的旋转而移动。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是允许柱塞的精细受控运动，以在没有马达的情况下输送精确量的液体药剂。显示器可以由壳体支承并且可以与传感器通信以显示弹性体活塞的位移的指示。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是向医疗专业人员提供对分配的体积的容易理解的显示。显示器可以基于管状筒的横截面的预定尺寸提供各种体积单位。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是向医疗专业人员提供有用的体积变化信息，使得可以随时间控制输送并且可以确定剩余待输送的体积。马达单元可以接合柱塞以使柱塞随着马达的运动而移动。因此，本专利技术的至少一个实施方案的特征是提供自动液体药剂递送，以用于在没有人机互动——人机互动引入了人为误差和药品转移(drugdiversion)的风险——的情况下提供精确输送。控制器可以执行存储在存储器中的存储程序，以：基于期望的输送速率接收指示注射器柱塞的期望位移量的指令信号；接收指示注射器柱塞的实际位移量的位移信号；以及将位移信号与指令信号进行比较，以产生指示指令信号与位移信号之间的差异的误差信号。马达单元可以与控制器通信以基于误差信号控制电动马达。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是提供一种反馈控制系统，该反馈控制系统允许马达自动操作以消除机械公差叠加。壳体可以可释放地接纳马达单元。马达单元可包括独立电池。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是允许传感器单元在手动给药与马达单元的自动操作之间容易地互换。壳体还可包括电连接器，当马达单元被壳体接纳时，该电连接器连接马达单元和壳体。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是将关于马达单元泵送操作的信息自动传送到感测系统控制器，该感测系统控制器进一步给医疗保健专业人员提供寿命周期跟踪。马达单元可以包括电动马达，该电动马达旋转驱动器使驱动器沿着轴线与柱塞的表面滚动接触，以使柱塞随着驱动器的旋转而移动。驱动器可以是小齿轮，其与注射器柱塞上的轴向延伸的齿条接合，以使注射器柱塞沿着轴线移动。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是提供柱塞和活塞的直接驱动，从而减小柱塞的机械屈曲的影响。释放杆可以是可移动的，以使马达与注射器柱塞在第一位置接合，并使马达与注射器柱塞在第二位置脱开接合。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是允许柱塞能够自由移动，从而可以从管道移除空气。柱塞可以包括一组电子可读刻度，当传感器经过这些刻度时能够由传感器测量这些刻度。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是提供对柱塞轴运动的直接感测。柱塞和弹性体活塞中的至少一者可以包括至少一个标记，所述至少一个标记能够由传感器检测到，以确定传感器与标记之间的相对位置，其中，至少一个标记位于活塞中，并且传感器提供沿着轴线邻近于活塞的路径延伸的一组感测元件。纵向臂可以从壳体延伸并且位于管状筒的侧面以支承所述一组感测元件。传感器可以是至少一个电容传感器。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是提供对沿管状筒的弹性体活塞运动的直接感测。管状筒可通过可释放的扭锁附接至壳体。因此，本专利技术的至少一个实施方式的特征是允许感测系统与各种不同的预加载注射器管和弹性体活塞一起使用。应该理解的是，本专利技术不限于本文阐述的结构的细节和部件的布置。本专利技术能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或实施。前述方面的变化和修改都在本专利技术的范围内。还应理解，本文公开和限定的专利技术扩展到所提及的或根据文字和/或附图明显的各个特征中的两个或更多个特征的所有替代组合。所有这些不同的组合构成了本专利技术的各种替代方面。本文描述的实施方式解释了已知用于实施本专利技术的最佳模式，并且将使本领域其他技术人员能够利用本专利技术。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从注射器以测量的方式输送液体药剂的传感器系统，所述注射器为具有终止于针适配器的管状筒并且包括紧密配装的柱塞启动的弹性体活塞的类型，所述传感器系统包括：/n壳体，所述壳体将所述管状筒可拆卸地接纳成沿着轴线从所述壳体延伸；/n柱塞，所述柱塞以可滑动的方式被接纳以对应于所述弹性体活塞的运动而沿着所述轴线在所述壳体内移动；以及/n电子传感器，所述电子传感器附接至所述壳体并且相对于所述壳体固定并且感测所述柱塞的传感器元件以提供对所述柱塞相对于所述壳体沿所述轴线的运动的直接测量，从而提供指示所述柱塞的移动的电子信号。/n

【技术特征摘要】
20180713 US 62/697,632;20190131 US 62/799,4751.一种用于从注射器以测量的方式输送液体药剂的传感器系统，所述注射器为具有终止于针适配器的管状筒并且包括紧密配装的柱塞启动的弹性体活塞的类型，所述传感器系统包括：
壳体，所述壳体将所述管状筒可拆卸地接纳成沿着轴线从所述壳体延伸；
柱塞，所述柱塞以可滑动的方式被接纳以对应于所述弹性体活塞的运动而沿着所述轴线在所述壳体内移动；以及
电子传感器，所述电子传感器附接至所述壳体并且相对于所述壳体固定并且感测所述柱塞的传感器元件以提供对所述柱塞相对于所述壳体沿所述轴线的运动的直接测量，从而提供指示所述柱塞的移动的电子信号。


2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述柱塞的一部分延伸出所述壳体，以通过按压所述柱塞的部分来手动操作所述注射器。


3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，所述壳体设置有向外延伸的凸缘，所述凸缘与使用者的手指接合以帮助按压所述柱塞的部分。


4.根据权利要求2所述的传感器系统，还包括旋钮，所述旋钮旋转驱动器使驱动器沿着所述轴线与所述柱塞的表面滚动接触，以使所述柱塞随着所述驱动器的旋转而移动。


5.根据权利要求1所述的传感器系统，还包括显示器，所述显示器由所述壳体支承并与所述传感器通信以显示所述弹性体活塞的位移的指示。


6.根据权利要求5所述的传感器系统，其中，所述显示器基于所述管状筒的横截面的预定尺寸提供体积单位。


7.根据权利要求1所述的传感器系统，还包括与所述柱塞接合的马达单元，以使所述柱塞随着马达的运动而移动。


8.根据权利要求7所述的传感器系统，还包括控制器，所述控制器执行存储在存储器中的存储程序以：
基于期望的输送速率接收指示所述注射器的柱塞的期望位移量的指令信号；
接收指示所述注射器的柱塞的实际位移量的位移信号；以及
将所述位移信号与所述指令信号进行比较，以产生指示所述指令信号与所述位移信号之...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝阳，毛振华，张梅，弗雷德里克·李，
申请(专利权)人：西诺医药有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US