一种注射笔剂量控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种注射笔剂量控制方法及系统，包括电机推动模块、电机驱动装置、第一监测装置、第二监测装置、第一处理器、第二处理器；通过第一处理器读取第一监测装置的数值，计算出电机的转速，以及电机的总旋转角度，根据电机的旋转速度与旋转角度计算实际的注射速度以及注射药液量；并在注射过程中根据以上数值实时对输出至电机驱动的信号进行调整，确保注射速度与注射剂量在设置的范围内。本发明专利技术加入第二处理器读取第一监测装置的数值，对注射速度及注射精度进行二次确认，防止因第一处理器宕机而出现注射失控的情况；读取第二监测装置的数值，与第一监测装置的数据进行对比，防止监测装置失效而出现的注射过量的情况。防止监测装置失效而出现的注射过量的情况。防止监测装置失效而出现的注射过量的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种注射笔剂量控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，具体为一种注射笔剂量控制方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，对胰岛素、生长激素等药物的注射大多采用注射笔进行自我注射，电子式注射笔通过推杆机构推动卡式瓶的胶塞，从而利用针头向人体皮下肌肉注射药物，以达到治疗疾病的目的。
[0003]电子式注射笔往往只需病人独立操作即可自动完成注射的流程，多数注射场景位于病人家中，因此一般缺少专业医护人员在注射过程中进行监护以及指导，这也就要求注射笔能够精确控制注射的剂量，且在出现异常时，能够及时终止注射并进行提示，从而避免注射超量的情况出现。
[0004]在授权公告号为CN 104800932 B，授权公告日为2017.11.10的中国专利技术专利中，公开了一种药物信息监测装置和药物信息监测式注射装置，用于检测装有药物的注射笔的注射剂量，所述注射笔一端设有用于确定注射剂量的调节旋钮，其特征在于，所述药物信息监测装置包括的壳体、用于将所述调节旋钮的转动信息转换为药物注射剂量信息的旋转编码器以及控制组件，所述旋转编码器包括编码体以及与所述编码体转动连接的旋转块，所述编码体和所述控制组件电性连接并且均固定于所述调节旋钮，所述壳体罩设于所述编码体和所述控制组件外，所述壳体一端设有按钮，所述旋转块固定连接至所述按钮，所述编码体和所述控制组件固定于所述壳体内，所述壳体一端固定于所述调节旋钮，所述按钮转动连接于所述壳体另一端。其旋转编码器的编码体可随调节旋钮一起转动，在注射时记录转动圈数换算为药物信息并存储，数据采集误差小，使用和装配的精度要求低。
[0005]现有的注射笔，大多数都采用了闭环控制确保注射的精度，一但测量装置出现异常或处理器宕机，容易出现注射剂量不够或者超量的情况，若没有及时发现将会对患者生命健康造成危害。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种能够防止注射剂量不够或超量注射笔双闭环控制方法及系统，使注射笔注射药物时更加安全规范。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：本专利技术还提供了一种注射笔剂量控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1：获取药物注射参数，所述药物注射参数包括药液注射剂量与药液注射速度；
[0009]S2：系统将药物注射参数同步发送至第一处理器和第二处理器；
[0010]S3：由第一处理器、第二处理器向电机驱动装置输出信号，开始注射；第二处理器向电机驱动装置输出使能信号，第一处理器向电机驱动输出控制信号；电机驱动装置控制电机旋转，推动推杆开始注射；
[0011]S4：进行剂量监控；判断装置是否存在异常，包括以下步骤：
[0012]S41：第一处理器监控第一监测装置，不断调整电机转速，保持注射速度在设定范围内；
[0013]S42：第二处理器监控第一处理器，计算出实际注射速度和实际注射药液量，防止第一处理器异常导致注射失控；
[0014]S43：第二处理器监控第二监测装置，并与设定的速度数值进行比对，防止第一监测装置失效导致注射过量；具体为第二处理器读取第二监测装置的数值并进行如下计算：
[0015][0016]即可得出t时刻推杆的实际移动速度；第二处理器将得到的速度数值与设定速度进行对比，若差值超过40％时，判定为第一监测装置异常，停止向电机驱动装置输出使能信号，并进行报警提醒；其中a
整i
为注射笔的整机的加速度，a
杆i
为推杆的加速度，t为测量时间，Δt为所述第二监测装置的数据采集时间间隔；
[0017]S5：当注射达到S1中获取的药物注射剂量，第一处理器、第二处理器停止向电机驱动装置输出信号，注射结束。
[0018]需要说明的是，控制信号可以为PWM信号、电压信号、电流信号、或者协议通讯(USB、UART、SPI、I2C、CAN等等)中的任意一种。
[0019]本专利技术进一步设置为：步骤S41中第一处理器监控第一监测装置，具体为第一处理器读取第一监测装置的数值，计算出电机的转速及总旋转角度，根据电机的旋转速度与旋转角度计算实际的注射速度以及注射药液量；并在注射过程中根据以上数值实时对输出至电机驱动装置的信号进行调整，确保注射速度与注射剂量在设置的范围内。
[0020]本专利技术进一步设置为：步骤S42中第二处理器监控第一处理器具体为，第二处理器读取第一监测装置计算出电机的转速，记录电机的旋转圈数，根据电机的旋转速度与旋转圈数计算实际的注射速度以及注射药液量，若注射过程中的实际注射速度与设定注射速度偏差超过10％，或者注射剂量超出设定值的5％时，判定为第一处理器异常，将停止向电机驱动输出使能信号，并进行报警提醒。
[0021]一种注射笔剂量控制系统，所述的注射笔剂量控制系统涉及的装置包括电机推动模块、电机驱动装置、第一监测装置、第二监测装置、第一处理器、第二处理器和PCBA；
[0022]所述电机推动模块包括电机主体、减速箱、丝杆、推杆；
[0023]所述第一处理器、第二处理器和电机驱动装置均安装在PCBA上；
[0024]所述第一监测装置为电机编码器，所述第二监测装置为两个加速度传感器，包括第一加速度传感器和第二加速度传感器。
[0025]本专利技术进一步设置为：所述减速箱两端分别连接至电机主体与丝杆，减速比为Y：1；所述丝杆通过外螺纹与推杆内螺纹连接，当丝杆旋转时，其螺纹带动推杆平行移动；所述推杆底部接触卡式瓶胶塞，通过推动胶塞完成注射的过程。
[0026]需要说明的是，所述电机主体优选直流有刷电机或步进电机。
[0027]通过电机驱动装置调整输入电压的极性能够控制电机的正反转，通过电机驱动装置调整输入电压的占空比能够控制电机的旋转速度。即电机主体主轴旋转Y圈，丝杆旋转1圈，通过减速箱的设置，提高电机的控制精度以及旋转扭力。
[0028]本专利技术进一步设置为：所述电机编码器包括两个霍尔传感器和一个圆盘磁铁，霍尔传感器安装至电机主体的尾部，电机尾部伸出的旋转轴连接圆盘磁铁；所述的第一监测装置分别与所述的第一处理器和第二处理器电性连接。
[0029]本专利技术进一步设置为：第一加速度传感器安装于机身PCBA上，用于测定整机的加速度，第二加速度传感器固定于推杆上，用于测定推杆的加速度。
[0030]二者采集方向均以推杆向下推出的方向为正方向，通过读取二值数值，可以计算出推杆相对于机身的相对移动速度。
[0031]本专利技术进一步设置为：所述的加速度传感器为单轴加速度传感器或三轴加速度传感器中任一加速度传感器。
[0032]本专利技术进一步设置为：所述第一处理器和第二处理器与所述的电机驱动装置连接，所述的电机驱动装置与电机主体电性连接。
[0033]综上，本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0034]1、本专利技术技术方案能够实现电机的闭环控制，从而精确控制注射剂量及注射速度。能够避免注射剂量不够或者超量的情况出现。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种注射笔剂量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取药物注射参数，所述药物注射参数包括药液注射剂量与药液注射速度；S2：系统将药物注射参数同步发送至第一处理器和第二处理器；S3：由第一处理器、第二处理器向电机驱动装置输出信号，开始注射；第二处理器向电机驱动装置输出使能信号，第一处理器向电机驱动输出控制信号；电机驱动装置控制电机旋转，推动推杆开始注射；S4：进行剂量监控；判断装置是否存在异常，包括以下步骤：S41：第一处理器监控第一监测装置，不断调整电机转速，保持注射速度在设定范围内；S42：第二处理器监控第一处理器，计算出实际注射速度和实际注射药液量，防止第一处理器异常导致注射失控；S43：第二处理器监控第二监测装置，并与设定的速度数值进行比对，防止第一监测装置失效导致注射过量；具体为第二处理器读取第二监测装置的数值并进行如下计算：即可得出t时刻推杆的实际移动速度；第二处理器将得到的速度数值与设定速度进行对比，若差值超过40％时，判定为第一监测装置异常，停止向电机驱动装置输出使能信号，并进行报警提醒；其中a
整i
为注射笔的整机的加速度，a
杆i
为推杆的加速度，t为测量时间，Δt为所述第二监测装置的数据采集时间间隔；S5：当注射达到S1中获取的药液注射剂量，第一处理器、第二处理器停止向电机驱动装置输出信号，注射结束。2.根据权利要求1所述的一种注射笔剂量控制方法，其特征在于，步骤S41中第一处理器监控第一监测装置，具体为第一处理器读取第一监测装置的数值，计算出电机的转速及总旋转角度，根据电机的旋转速度与旋转角度计算实际的注射速度以及注射药液量；并在注射过程中根据以上数值实时对输出至电机驱动装置的信号进行调整，确保注射速度与注射剂量在设置的范围内。3.根据权利要求1所述的一种注射笔剂量控制方法，其特征在于，步骤S42中第二处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：康建伟，刘亚宁，
申请(专利权)人：巨翊科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：