CN106139310A - 输液泵 - Google Patents
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Abstract
门诊输液泵、泵组件、筒、托板、插管、插入工具和相关部件，以及它们的组合和相关方法。一种示例性药剂盒可以包括：桶，至少限定出具有总充填容积的药剂贮存体的实质部分；以及柱塞，相对于桶可移动，以便可控地从贮存体发放出量值为贮存体总充填容积的0.1％或以下的药剂，且单剂量精度高于正负20％；并且，所述精度是在小于八小时的发放时段内测得的。
Description
本申请是申请日为2011年9月23日、申请号为201180056620.1、发明名称为“输液泵”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本申请的装置和方法总体上涉及门诊(ambulatory)输液泵。
背景技术
门诊输液泵(这里也简称为“输液泵”)是相对较小的、至少大体自独立的装置，其用于将药物和其它可输液物质(统称“药剂”)引入患者体内。一些输液泵被构造成穿戴在带上或携带在衣服口袋中。其它输液泵被构造成以贴片状方式粘接于皮肤。输液泵有益在于，其可以例如用于在临床环境之外以不间断或甚至连续的方式皮下引入(或“输注”)药剂。输液泵还有益在于，其极大降低了皮下进入事件比如基于针头的注射的频率。可以通过输液泵引入的药剂的一个实施例是胰岛素的液体制剂，其是相对较大的用于治疗糖尿病的蛋白质分子。其它可以通过输液泵引入的示例性药剂包括，但不限于，治疗癌症的药物和抑制痛觉的药物。
许多传统输液泵改善了患者的健康状况和生命质量。尽管如此，本发明人认为传统输液泵可经受大范围的改进。例如，但不限于，本发明人认为希望的是，提供比传统输液泵小、精确和/或具备比传统输液泵大的操作灵活性的输液泵。
发明内容
根据本发明中至少一项的药剂筒包括具有总充填容积的药剂贮存体和柱塞，该柱塞可移动以便可控地从贮存体发放出量值为总充填容积的0.1％或以下的药剂，且单剂量精度高于正负20％。贮存体可以由筒的桶限定，和/或精度可以在小于八小时的发放时段内测得。本发明还包括一种设备，其包括与被构造成从筒驱动流体的泵组件相组合的这种筒、与能够附连于泵组件的托板相组合的这种筒、和与可以与贮存体流体连通的插管相组合的这种筒，其中这种泵组件、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与泵组件、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种筒。
根据本发明中至少一项的方法包括推压柱塞以便可控地从药剂贮存体发放出量值为贮存体总充填容积的0.1％或以下的药剂，且单剂量精度高于正负20％。精度可以在小于八小时的发放时段内测得。
根据本发明中至少一项的药剂筒包括桶和柱塞。桶至少限定出具有内表面和输出端口的药剂贮存体的实质部分。柱塞可以安置在桶内，包括柱塞本体，其外表面具有与桶的内表面之间具有紧许用间隙的一对外柱塞本体环，位于柱塞本体环之间的圆周凹陷区域，和O型环结构，其在圆周凹陷区域中并被桶的内表面压缩，具有一对彼此相隔的可压缩圆周环。本发明还包括一种设备，其包括与被构造成从筒驱动流体的泵组件相组合的这种筒、与能够附连于泵组件的托板相组合的这种筒、和与可以与贮存体流体连通的插管相组合的这种筒，其中这种泵组件、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与泵组件、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种筒。
根据本发明中至少一项的药剂筒包括限定出内径的桶和可在一段行程长度上移动的柱塞。行程长度与内径之比可以是大约1.0或以下。本发明还包括一种设备，其包括与被构造成从筒驱动流体的泵组件相组合的这种筒、与能够附连于泵组件的托板相组合的这种筒、和与可以与贮存体流体连通的插管相组合的这种筒，其中这种泵组件、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与泵组件、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种筒。
根据本发明中至少一项的药剂筒包括筒本体，其限定出药剂贮存体并且具有输出端口，歧管，其连接至筒本体，具有与输出端口流体连通的贯通孔洞。本发明还包括一种设备，其包括与被构造成从筒驱动流体的泵组件相组合的这种筒、与能够附连于泵组件的托板相组合的这种筒、和与可以与贮存体流体连通的插管相组合的这种筒，其中这种泵组件、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与泵组件、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种筒。
根据本发明中至少一项的系统包括输液泵组件、药剂筒和托板。输液泵组件可以包括外壳、外壳中的筒接收区域、和柱塞推进器。药剂筒可以包括柱塞、贯通孔洞和具有输出端口的药剂贮存体。托板可以被构造成附连于外壳。输液泵组件和药剂筒可以分别被构造成使得，当药剂筒被安置在筒接收区域中且托板被附连于外壳时，柱塞被可操作地与柱塞推进器对准。本发明还以单独方式包括所述系统中的泵组件、药剂筒和托板，及其任意和所有配对。
根据本发明中至少一项的输液泵系统包括一次性的第一部分和可再用的第二部分。一次性的第一部分包括药剂贮存体，位于贮存体中的药剂，和输液泵系统的全部药剂流体路径。可再用的第二部分包括马达并且不包括药剂流体路径的任何部分。一次性的第一部分和可再用的第二部分可以分别被构造成使得，可再用的第二部分可被定位于操作位置，在此马达的操作引起药剂被发放出药剂贮存体。本发明还以单独方式包括所述系统的一次性和可再用的部分。
根据本发明中至少一项的设备包括带有桶的药剂筒，其具有贮存体和柱塞，以及包括输液泵组件，其包括具有筒接收区域的外壳、柱塞推进器和用于驱动柱塞推进器的驱动机构。推进器可以是不可连接至柱塞的并且不能施加拉力于柱塞。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和药剂筒。本发明还包括一种系统，其包括与托板和/或插管相组合的这种设备，其中这种托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的药剂筒包括限定出贮存体的桶和柱塞，其安置在桶中，不包括允许泵组件柱塞推进器拉动柱塞的结构。本发明还包括一种设备，其包括与被构造成从筒驱动流体的泵组件相组合的这种筒、与能够附连于泵组件的托板相组合的这种筒、和与可以与贮存体流体连通的插管相组合的这种筒，其中这种泵组件、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与泵组件、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种筒。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括外壳，其包括药剂筒储存区域，具有药剂筒插入开口的第一面，与第一面相反并且具有筒观察开口的第二面，该输液泵组件还包括与筒储存区域关联的流体移位装置，和驱动机构，其驱动流体移位装置。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有相反的第一和第二面的泵外壳、柱塞推进器和沿一轴线双向移动柱塞推进器的驱动机构。第一面可以具有大致正交于轴线的插入开口，药剂筒可以通过该插入开口插入到插入位置中。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的设备包括输液泵组件和托板。输液泵组件可以包括具有相反的第一和第二面的外壳、柱塞推进器、和沿一轴线移动柱塞推进器驱动机构。第一面可以具有药剂筒插入开口，药剂筒可穿过该插入开口插入到外壳中的插入位置并且与柱塞推进器操作性地对准。托板可以是可附连于外壳的，以便在筒位于插入位置的状态下至少部分地覆盖插入开口。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和托板。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种设备，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的方法包括下述步骤：将具有药剂贮存体和柱塞的药剂筒穿过泵组件外壳插入开口沿着大致垂直于泵组件柱塞推进器驱动轴线的方向插入至插入位置，在此柱塞与柱塞推进器操作性地对准。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有药剂筒插入开口的外壳、限定出与插入开口连通的药剂筒容室的托架、和可移入和移出药剂筒容室的柱塞推进器。插入开口可以大致正交于柱塞推进器的纵向轴线。本发明还包括一种设备，其包括与具有柱塞的药剂筒相组合的这种泵组件，与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵设备包括具有外壳和柱塞推进器的输液泵组件和药剂筒。药剂筒可以是可在外壳中安置在插入位置的，并且具有带有外表面的筒前壁、药剂贮存体、和具有干侧的柱塞。输液泵组件还可以具有夹持器，其将贮存体夹持在柱塞干侧和筒前壁的外表面之间。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和药剂筒。本发明还包括一种系统，其包括与托板和/或插管相组合的这种设备，其中这种托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的输液泵设备包括具有外壳的输液泵组件和药剂筒。泵组件外壳可以具有限定出前侧角部的筒接收区域。药剂筒可以具有贮存体和堵塞传感器的不带电部位。堵塞传感器的带电部位可以安置在泵组件外壳中，位于药剂筒外侧并且靠近筒接收区域的前侧角部。输液泵组件还可以包括至少一个弹性件，其被安置成偏压位于插入位置的药剂筒进入接收区域的前侧角部。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和药剂筒。本发明还包括一种系统，其包括与托板和/或插管相组合的这种设备，其中这种托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括外壳，其中具有柱塞推进器和托架。托架限定出前侧区域和后端，并且可以包括第一和第二侧框架件，其附连在一起并且在托架的前侧区域形成筒接收容室，和齿轮盖，其在托架的后端通过至少一个紧固件附连至第一和第二侧框架件中的至少一个。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有筒插入开口和与插入开口连通的筒接收区域的外壳、牢固安装在筒接收区域中的刚性壁、接合药剂筒的后侧端部并将药剂筒抵靠着刚性壁推压到保持位置的装置。柱塞推进器和柱塞推进器驱动机构可以设置在外壳中。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括外壳，其具有筒接收区域，柱塞推进器和推进器驱动机构，和接触件，其被向前偏压从而其一端延伸到筒接收区域中。接触件，在筒位于筒接收区域中且柱塞推进器位于非后退位置的状态下，可以被阻挡相对于筒接收区域向后运动，并且因此而将筒锁定于筒接收区域。接触件，在柱塞推进器位于后退位置的状态下，可以能够相对于接收区域后退，由此允许筒被插入到或移离插入位置。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括外壳和联锁装置。外壳可以具有筒接收区域，柱塞推进器和柱塞驱动机构。联锁装置当筒位于插入位置且柱塞推进器位于非后退位置时防止从筒接收区域移除药剂筒，当筒位于插入位置且柱塞推进器位于后退位置允许药剂筒移离筒接收区域。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的操作泵模块的方法包括下述步骤：响应于接收到的来自遥控装置的指令，引起筒偏压件从该元件阻挡从泵模块移除药剂筒的阻挡状态改变至筒偏压件允许从泵模块移除药剂筒的释放状态。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有药剂筒接收区域外壳、安置在外壳中并且可移入和移出筒接收区域的柱塞推进器、和可滑动的锁，其可在第一位置和第二位置之间移动，该锁在第一位置不防止药剂筒被插入和移离筒接收区域，该锁当至少一部分推进器位于筒接收区域中时在第二位置防止药剂筒移离筒接收区域。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有药剂筒接收区域的外壳、安置在外壳中并且可在位于筒接收区域外面的原位和位于筒接收区域内的位置之间移动的柱塞推进器、操作性地连接至柱塞推进器的包括马达的驱动机构、和开关。开关可以相对于柱塞推进器定位，以使得，当柱塞推进器从柱塞推进器至少一部分位于筒接收区域中的位置后退至原位时，开关被启动。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有筒接收区域的外壳，可移入和移出筒接收区域的柱塞推进器，推进器驱动机构，其包括马达，和控制器。控制器可以被构造成在下述时间自动地引起马达将柱塞推进器撤出筒接收区域：(a)在从编码器接收到指示已经完成表示贮存体被排空的预定数目马达转数的信号之后，或(b)当没有编码器信号时。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的设备包括药剂筒和输液泵组件。药剂筒可以具有贮存体和柱塞。输液泵组件可以包括具有筒接收容室的外壳和限定出纵向轴线的柱塞推进器。柱塞推进器可以是从原位可移动至另一位置的，该柱塞推进器在原位允许药剂筒沿着大致垂直于柱塞推进器的纵向轴线的方向插入和移离筒接收容室，在该另一位置，柱塞推进器的至少一部分位于药剂筒中。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和药剂筒。本发明还包括一种系统，其包括与托板和/或插管相组合的这种设备，其中这种托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的设备包括输液泵组件、药剂筒和锁组件。输液泵组件可以包括外壳和柱塞推进器，其沿着推进器轴线移动柱塞推进器。药剂筒可以包括限定出药剂贮存体的桶和位于桶中的柱塞，并且被安置在外壳中以使得柱塞推进器被安置成推压柱塞。锁组件可以被构造成，当推进器的至少一部分位于筒中时，阻挡药剂筒沿着正交于推进器轴线的方向移离外壳。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件、药剂筒和锁组件。本发明还包括一种系统，其包括与托板和/或插管相组合的这种设备，其中这种托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的设备包括具有带筒接收区域的外壳的输液泵组件、可附连于外壳并具有开口和底表面粘合剂的托板、可移动件、和报警器。可移动件可以当托板通过粘合剂被附着于使用者的皮肤时通过使用者的皮肤而推动至第一位置，并且可以当托板在附着于皮肤之后与使用者的皮肤分离时被偏压至从托板中的开口延伸出来的第二位置。报警器可以响应于可移动件移动至第二位置而被启动。本发明还以单独方式包括所述设备中的各种部件，以及它们的任意和所有组合。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种设备，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的设备包括具有带筒接收区域的外壳的输液泵组件、控制器、报警器、可附连于外壳并具有底表面粘合剂的托板、和RF电路。RF电路可以包括发射天线和接收天线，并且被构造成发送信号至控制器，表示托板已经与使用者的皮肤分离。控制器可以启动报警器作为相应。本发明还以单独方式包括所述设备中的各种部件，以及它们的任意和所有组合。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种设备，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的设备包括具有带筒接收区域的外壳的输液泵组件、控制器、报警器、可附连于外壳并具有底表面粘合剂的托板、和电路。电路可以包括第一端子和与第一端子相隔的第二端子，该电路被构造成，当托板通过粘合剂被附着于皮肤时在第一和第二端子之间通过使用者的皮肤而完整连通，当托板变得与使用者的皮肤分离时断开，并且当托板变得与使用者的皮肤分离时发送信号至控制器。控制器可以启动报警器作为相应。本发明还以单独方式包括所述设备中的各种部件，以及它们的任意和所有组合。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种设备，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有筒容室的外壳、流体移位装置、和充电电池，其被配置成驱动流体移位装置，安装在外壳中在筒容室外侧。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的方法可以包括下述步骤：从组装好的装置，其包括具有药剂筒在其内的输液泵组件以及紧固于泵组件外壳的托板，将泵组件外壳移离托板，将泵组件上的充电端子连接至充电装置，以及对位于外壳中的充电电池充电。
根据本发明中至少一项的系统包括托板、插管、泵组件、电池充电单元、和控制器。泵组件可以包括外壳、药剂贮存体、流体移位装置、和用于位于外壳中的流体移位装置的充电电池。外壳可以是在插管维持紧固于托板并从托板向外延伸的状态下可从托板和插管分离的，以使得外壳处于分离状态。外壳，在分离状态下，可以操作性地连接至电池充电单元，以使得电池借助充电单元的充电通过控制器得到控制。本发明还以单独方式包括所述系统中的各种部件，以及它们的任意和所有组合。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有筒接收区域的外壳、柱塞推进器、操作性地连接至柱塞推进器的具有轴和线圈的步进马达、产生代表轴位置的编码器输出的可操作地连接至马达轴的编码器、操作性地连接至马达的电池、产生A/D转换器输出作为电池电压的数字表示的模拟到数字(A/D)转换器、和控制器。控制器可以(a)通过激励电路来操作以控制马达的操作并且对从电池施加给马达线圈的能量进行脉冲宽度调节，(b)读取编码器输出和(c)读取A/D转换器输出。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有药剂筒接收区域的外壳、流体移位装置、驱动流体移位装置的驱动机构、检测何时筒传感器元件位于筒接收区域中的预定位置的接收区域传感器、和可操作地连接至传感器和驱动机构的控制器。控制器可以被构造成防止驱动机构驱动流体移位装置，除非接收区域传感器检测到筒传感器元件位于预定位置。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括外壳、柱塞推进器、药剂贮存体、柱塞、用于驱动柱塞推进器并且具有步进马达和编码器的驱动机构、和控制器。控制器可以被构造成，根据具有多个发放操作模式的药剂发放过程，引起马达将推进器抵靠着柱塞推进，并且，对于发放操作中的至少一个而言，通过缓慢地降低波形的频率来引起马达从某一推进器推进速度变到停止，该波形传输至马达以维持恒定的马达可靠控制，并且因此而精确地控制马达转动的圈数因而控制推进器在停止前前进的精确距离。这种精确距离控制导致精确控制的药剂从贮存体的发放。本发明还包括一种系统，其包括与托板和/或插管相组合的这种设备，其中这种托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的方法包括下述步骤：用马达相对于药剂筒的柱塞推进柱塞推进器，以及控制马达扭矩以使得扭矩在具有下限和上限的范围内是连续的，下限的扭矩足以克服筒柱塞的静摩擦力并足以移动柱塞，上限足够低从而不会由于筒贮存体中的过度压力而引起经过柱塞密封件的泄漏。
根据本发明中至少一项的系统包括药剂筒、输液泵组件、托板、和插管。药剂筒可以具有药剂贮存体和歧管，其连接至药剂贮存体并且具有贯通孔洞。输液泵组件可以被构造成接收药剂筒。托板可以具有托板开口和底表面粘合剂，并且被构造成紧固于输液泵组件。插管可以将其尺寸设置成适于，当药剂筒在输液泵组件内就位且托板附连于输液泵组件时，穿过贯通孔洞和托板开口插入至插入位置。托板和插管可以分别被构造成在插管到达插入位置时使得托板和插管被紧固于彼此，以及当输液泵组件随后从托板移除时维持紧固于彼此。本发明还以单独方式包括所述系统中的泵组件、药剂筒、托板和插管，及其任意和所有配对。
根据本发明中至少一项的系统包括具有贮存体和歧管贯通孔洞的药剂筒，包括药剂筒接收区域、底表面、和底表面开口的泵组件，和被构造成紧固于泵组件的具有托板开口的托板。药剂筒、泵组件和托板可以分别被构造成使得，当托板在药剂筒位于筒接收区域中的状态下被紧固于泵组件时，托板将覆盖底表面开口并且托板开口将歧管贯通孔洞与对准。插管可以将其尺寸设置成适于插入到歧管贯通孔洞和托板开口中。本发明还以单独方式包括所述系统中的泵组件、药剂筒、托板和插管，及其任意和所有配对。
根据本发明中至少一项的输液泵插管包括插管头部，其具有底部开口、侧开口、在侧开口和底部开口之间的药剂流体路径、位于侧开口上方的上密封装置和位于侧开口下方的下密封装置，和插管管件，其连接至插管头部并且与药剂流体路径流体连通。插管头部和/或插管可以被构造成将输液泵插管紧固至输液泵托板中的开口。本发明还包括一种设备，其包括与被构造成从筒驱动流体的泵组件相组合的这种插管、与能够附连于泵组件的托板相组合这种插管、和与筒相组合这种插管，其中这种泵组件、托板和筒是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与泵组件、托板和筒中的两个或更多个相组合的这种插管。
根据本发明中至少一项的设备包括输液泵组件和托板。输液泵组件可以包括外壳，其具有筒接收区域、底部开口、和外壳电触头。输液泵组件还可以包括流体移位装置、驱动流体移位装置的驱动机构、和与外壳关联的可滑动的锁。可滑动的锁可以是可在解锁位置和锁合位置之间移动的，该锁在解锁位置不防止药剂筒被插入和移离筒接收区域，该锁在锁合位置防止药剂筒移离筒接收区域，并且可以具有突出部。托板可以被构造成至少部分地覆盖外壳底部开口，并且可以具有上表面、在上表面上的凹陷区域、和托板电触头。输液泵组件和托板可以分别被构造成使得(1)托板和外壳可以是可在托板电触头与外壳电触头电接触的状态下附连于彼此的，(2)托板和外壳能够只在可滑动的锁位于锁合位置且突出部与凹陷区域配合时附连于彼此。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和托板。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种设备，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的设备包括输液泵组件和托板。输液泵组件可以包括具有药剂筒接收区域的外壳，位于外壳中的流体移位装置，和可操作地连接至流体移位装置的驱动机构。托板可以是可附连于外壳的，限定底表面和插管开口，并且包括位于底表面的邻近用于插管的开口的第一粘合剂和位于底表面并且从开口分开一段距离的第二粘合剂，第一粘合剂是在人体皮肤上的粘合力度大于第二粘合剂的粘合剂。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和托板。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种设备，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的设备包括输液泵组件和托板。输液泵组件可以包括具有筒接收区域的外壳、流体移位装置、和流体移位装置驱动机构。托板可以包括板件，其具有顶部开口、边缘开口和位于顶部开口和边缘开口之间的托板流体路径，管件，其位于边缘开口处且与流体路径的一端连通，和连接器，其具有位于筒接收区域中的开口，该开口限定出在筒接收区域与托板流体路径之间的流体路径的至少一部分。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和托板。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种设备，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的方法包括借助于控制器基于托板识别装置进行托板类型判断，以及借助于控制器至少基于判断出的托板类型控制流体移位装置。
根据本发明中至少一项的系统包括外壳、流体移位装置和位于外壳的驱动机构、在外壳内并被配置成为驱动机构供电的充电电池、操作性地连接至充电电池并由外壳支撑的一对触头、和控制器。控制器可以从所检测到的电阻值判断是否所述一对触头操作性地连接至具有第一电阻值的第一托板的端子或连接至具有第二电阻值的第二托板的端子。控制器还可以响应于第一托板判断以与第一托板关联的第一模式操作驱动机构，以及响应于第二托板判断以与第二托板关联的第二模式操作驱动机构。本发明还包括一种系统，其还包括药剂筒和/或插管，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的套件包括第一托板、第二托板、和输液泵组件。第一托板可以具有第一托板目标图案，第二托板可以具有不同于第一图案的第二托板目标图案。输液泵组件可以包括发射器/检测器，其被构造成检测第一和第二托板图案，和控制器，其被构造成基于所检测到的托板图案判断第一和第二托板中的哪一个被附连于外壳。控制器还可以被构造成当第一托板被附连于外壳时以第一模式操作，当第二托板被附连于外壳时以不同于第一模式的第二模式操作。在一些实施方式中，所述目标可以是反射性的和/或被堵塞的目标。本发明还以单独方式包括套件的泵组件和托板组。本发明还包括一种套件，其包括托板组和药剂筒。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种套件，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的套件包括第一托板、第二托板、和输液泵组件。第一托板可以具有第一托板识别装置，第二托板可以具有第二托板识别装置。输液泵组件可以包括连接器组件，其操作性地连接至在被紧固于外壳的托板上的识别装置。控制器可以被构造成，基于所检测到的托板识别装置，判断第一和第二托板中的哪一个被附连于外壳。本发明还以单独方式包括套件的泵组件和托板组。本发明还包括一种套件，其包括托板组和药剂筒。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种套件，其中这种筒和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的系统包括药剂筒、输液泵组件、托板、和插管。药剂筒、输液泵组件、托板和插管可以分别被构造成使得，当药剂筒位于泵组件筒接收区域内且托板被附连于泵组件外壳时，插管能够穿过筒贯通孔洞和托板开口并且连接至托板，由此限定出托板-筒-插管单元。药剂筒、输液泵组件、托板和插管还可以被构造成使得，当泵组件推进器位于原位和锁位于非阻挡位置时，输液泵组件可从托板-筒-插管单元分离。本发明还以单独方式包括所述系统中的泵组件、药剂筒和托板，及其任意和所有配对。
根据本发明中至少一项的方法包括下述布置步骤：将药剂筒、输液泵组件、托板和插管布置进入组装好的系统，在此至少药剂筒和插管限定药剂发放流路单元，并且将输液泵组件从药剂发放流路单元移除。
根据本发明中至少一项的设备包括药剂筒和输液泵组件。药剂筒可以包括药剂贮存体、柱塞和输出端口。输液泵组件可以包括具有筒接收区域的外壳，柱塞推进器，驱动机构，其用于驱动柱塞推进器并且具有马达、导螺杆、操作性地布置在马达和导螺杆之间的齿轮组件、和编码器，和控制器。药剂筒可以是可穿过外壳中的开口插入到筒接收区域中到达插入位置的，在此，柱塞与柱塞推进器靠近但相隔。控制器可以被构造成在药剂筒位于插入位置的状态下执行柱塞推进器归零过程，其包括引起马达让柱塞推进器前进以接触柱塞、然后让柱塞推进器从柱塞后退预定距离。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和药剂筒。本发明还包括一种系统，其包括与托板和/或插管相组合的这种设备，其中这种托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的设备包括药剂筒和输液泵组件。药剂筒可以包括药剂贮存体、柱塞、输出端口、定位在输出端口处的可移除的密封件，输液泵组件可以包括外壳具有筒接收区域、柱塞推进器、和驱动机构。药剂筒可以在密封件位于密封位置的状态下穿过外壳中的开口插入到筒接收区域中到达插入位置，在此，柱塞与柱塞推进器靠近但分隔小段距离。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和药剂筒。本发明还包括一种系统，其包括与托板和/或插管相组合的这种设备，其中这种托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的输液泵方法，其可以是与包括柱塞推进器的输液泵组件和包括贮存体和柱塞的药剂筒关联的，该柱塞具有干侧和输出端口，包括下述步骤：推进柱塞推进器以使得柱塞推进器接触柱塞干侧，同时柱塞输出端口被密封，以及，响应于检测到柱塞推进器已经接触到柱塞，使马达的驱动方向反向以使柱塞推进器从柱塞干侧后退预定距离，作为柱塞推进器归零过程的一部分。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有筒接收区域的外壳、柱塞推进器、用于驱动柱塞推进器的马达、与马达关联的编码器、和控制器。控制器可以被构造成控制马达的操作，并且当电能没有传输至马达且控制器从编码器接收到被控制器解读为马达旋转反向信号的信号时调节药剂发放过程以补偿马达旋转反向的量。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括外壳、柱塞推进器、用于驱动柱塞推进器的具有马达和编码器的驱动机构、和控制器。控制器可以储存药剂发放过程，并且被构造成当马达不受电激励时从来自编码器的信号判断是否马达反向旋转并且在计入反向旋转量的前提下调节药剂发放过程。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有筒接收区域的外壳、柱塞推进器、用于驱动柱塞推进器的具有马达和齿轮组件的驱动机构、和控制器。控制器可以被构造成检测马达和/或齿轮组件的操作误差和/或检测马达未接收电能时的反向转动。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的方法包括下述步骤：从输液泵组件贮存体根据药剂发放过程发放药剂，以及调节药剂发放过程以补偿在电能没有传输至马达时发生的输液泵组件马达反向旋转的量。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有筒接收区域的外壳，柱塞推进器，推进器驱动机构，其具有马达、导螺杆、操作性地布置在导螺杆和马达之间的齿轮组件、和编码器，和控制器，其可操作地连接至马达。控制器可以被构造成，(1)引起马达以预定发放扭矩级别被供电，(2)响应于从编码器接收到表示当马达被供电成以低于预定发放扭矩级别的低扭矩级别运转时马达旋转的至少一个信号，当筒不在接收区域内时，判断出齿轮组件未正确操作。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括具有筒接收区域的外壳、柱塞推进器、用于驱动柱塞推进器的包括马达的驱动机构、和控制马达的操作控制器。控制器可以被构造成响应于接收到表示药剂贮存体被排空的信号而自动使推进器后退至原位。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的方法包括下述步骤：用柱塞推进器推压安置在输液泵组件中的药剂筒的柱塞，以使得柱塞推进器的一部分位于药剂筒内，并且，响应于通过输液泵组件判断出药剂筒被排空，将柱塞推进器从药剂筒内后退，而不需要来自使用者的执行此动作的指令。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括被构造成接收药剂筒的外壳，柱塞推进器，推进器驱动机构，其具有马达、导螺杆、齿轮组件、和编码器，和控制器。控制器可以被构造成执行齿轮组件核实过程，其包括下述子过程：(a)传送马达驱动脉冲序列至马达，指示将以反转方向施加至马达的扭矩小于70％的用于常规传输以向前方向施加的扭矩，并且因此而旋转马达，(b)如果来自编码器的信号表示马达与马达驱动脉冲序列基本同步，则判断出齿轮组件未正确操作，以及(c)如果来自编码器的信号表示马达与马达驱动脉冲序列不同步，则判断出齿轮组件正确操作。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的输液泵组件包括外壳、柱塞推进器、驱动机构和报警器。泵组件可以被构造成使得当下述条件中的一个、全部、或少于全部的任意组合被满足时，报警器被启动：(1)没有托板被附连于外壳，(2)附连于外壳的托板变得从使用者的皮肤分离，(3)在前进了对应于在推进器复位(归零)程序中预期柱塞干侧位置的预定距离或一定范围的预定距离之后，柱塞推进器不接触贮存体柱塞的干侧，(4)外壳中的温度超过预定温度，(5)马达电流太低，和(6)电池发生充电故障。本发明还包括一种设备，其包括与药剂筒相组合的这种泵组件、与能够附连于其的托板相组合的这种泵组件、和与插管相组合的这种泵组件，其中这种筒、托板和插管是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的，以及还包括一种系统，其包括与药剂筒、托板和插管中的两个或更多个相组合的这种泵组件。
根据本发明中至少一项的设备包括输液泵组件和遥控装置。输液泵组件可以包括控制器，其存储药剂发放过程信息，至少部分地基于药剂发放过程信息和编码器信号判断出发放过程中的时间余量，以及产生时间余量信号。替代地，或附加地，控制器可以被构造成判断出直至泵组件电池需要充电的时间余量值并产生时间余量信号。遥控装置可以包括使用者界面，可操作地连接至泵组件控制器，并且被构造成产生可由使用者检测到提示，其提示药剂发放过程中的时间余量和/或直至泵组件电池需要充电的时间余量。本发明还以单独方式包括所述设备中的泵组件和遥控装置。本发明还包括一种系统，其包括与药剂筒和/或插管相组合的这种设备和/或托板，其中这种筒、插管和托板是本文实施例的内容中描述的、本文权利要求限定的或本领域技术人员已知的。
根据本发明中至少一项的方法包括下述步骤：从遥控装置获知皮下发放过程中的时间余量值和/或直至泵组件电池需要充电的时间余量，判断，以时间余量末尾从所关联的输液泵移除药剂筒并用新的药剂筒更换移除的药剂筒方便还是不方便，和/或判断，在时间余量末尾充电泵组件电池方便还是不方便，并且，响应于判断出在时间余量末尾更换不方便，在药剂筒被排空之前更换药剂筒和/或在泵组件电池需要充电之前为其充电。
本发明的特征及其优点将变得显而易见，因为本发明通过参照结合附图考虑的以下详细描述将变得更好理解。
附图说明
示例性实施方式的详细描述将参照附图作出。
图1为示例性输液泵套件的分解立体图，其包括输液泵系统、插管和两个附加的托板，该输液泵系统具有输液泵组件、药剂筒、和托板。
图1A为示出示例性输液泵系统的使用的示意图。
图1B为示出示例性输液泵系统的使用的示意图。
图2为示出发放性能的精度曲线图。
图3为示例性药剂筒的分解立体图。
图3A为示例性药剂筒的内部的端视图。
图4为沿着图3中线4-4获得的剖视图。
图5为压力传感器的筒部分的分解立体图。
图6为另一示例性压力传感器的筒部分的剖视图。
图7为另一示例性压力传感器的示意性框图。
图8为另一示例性压力传感器的示意性框图。
图9为示于图3的示例性药剂筒中的柱塞部分的立体图。
图10为示于图9的柱塞的本体部分的立体图。
图11为示于图9的柱塞的密封件部分的立体图。
图12为示于图3的柱塞的剖视图。
图13为另一示例性柱塞的剖视图。
图14为具有移离凸片的药剂筒的简化视图。
图15为示例性泵组件的立体图。
图16为示于图15的示例性泵组件的仰视图。
图17为示于图15的示例性泵组件的立体图，其中筒被插入。
图18为示例性泵模块的立体图。
图19为示于图18的泵模块的立体图，其中端齿轮盖被省略。
图20为示例性托架的平面图。
图21为图20的托架的前视分解立体图。
图22为图20的托架的后视分解立体图。
图23为示于图19的泵模块的剖视图，其中部分充填的药剂筒定位于其中并且锁机构处于锁定位置。
图24为在图23中的线24-24上获得的剖视图。
图25为示于图19的泵模块的剖视图，其中空的药剂筒定位于其中并且锁机构处于释放位置。
图26为在图25中的线26-26上获得的剖视图。
图27为示于图23-26的锁机构的一部分的立面图。
图28为示于图19的泵模块的导螺杆、齿轮、推力轴承和推进器部分的剖视图。
图29为示出检测柱塞推进器何时处于原位的开关的简化视图。
图30为示例性泵模块的剖视图，其中省略多种结构并且显示药剂筒贮存体夹持力。
图31为示例性输液泵系统的立体图，其中泵组件被从药剂筒、插管和托板移除。
图32为替代的示例性托架和锁的立体图。
图33为包括处于解锁状态的示于图32的锁的示例性泵组件的剖视图。
图34为包括处于解锁状态的示于图32的锁的泵组件的另一剖视图。
图35为包括处于锁合状态的示于图32的锁的泵组件的另一剖视图。
图35A为沿着图35中的线35A-35A获得的剖视图。
图36为处于解锁位置的另一替代锁的简化剖视图。
图37为处于锁合位置的示于图36的锁的简化剖视图。
图38为示出抵靠着托架前壁偏压药剂筒的替代机构的简化视图。
图39为马达和编码器的示意图。
图40A为光学编码器系统的示意图。
图40B为另一光学编码器系统的示意图。
图40C为又一光学编码器系统的示意图。
图40D为再一光学编码器系统的示意图。
图40E为另一光学编码器系统的示意图。
图40F为又一光学编码器系统的示意图。
图40G为磁性编码器系统的示意图。
图40H为另一磁性编码器系统的示意图。
图40I为又一磁性编码器系统的示意图。
图41为示例性压力传感器配置的剖视图。
图42为示于图43的压力传感器配置的另一剖视图。
图43为示例性脱落检测器的剖视图。
图44为示于图43的脱落检测器的另一剖视图。
图45为另一示例性脱落检测器的剖视图。
图46为又一示例性脱落检测器的示意性表示图。
图47为再一示例性脱落检测器的示意性表示图。
图48为示例性输液泵系统的立体图，其中泵组件和药剂筒被从插管和托板移除。
图49为输液泵组件的立体图，药剂筒位于其中，附连于电池充电装置。
图50为示出在示例性电池充电方法过程中的充电温度的曲线图。
图51为示例性输液泵组件控制器的示意图。
图51A为示出示于图49的电池充电系统与示于图51的控制器的特定功能关系的框图。
图52为示出示例性马达扭矩控制方法的流程图。
图52A为示例性马达驱动桥电路的图表。
图53为示例性托板的立体图。
图54为包括示于图53托板的系统的一部分的剖视图。
图55为示于图54的系统的底部立体图，其中粘合剂衬垫被移除。
图56为示例性插管的立体图。
图57为穿过筒和紧固于托板的示于图56插管的剖视图。
图57A为示于图57的托板的剖视图。
图58为另一示例性插管的立体图。
图59为示于图58插管的剖视图。
图60为示例性泵组件外壳的一部分的立体图。
图61为示例性托板的一部分的立体图。
图62为示例性托板和输液器械的立体图。
图63为包括示于图62托板的系统的一部分的剖视图。
图64为示例性托板的立体图。
图65为包括示于图64托板的系统的一部分的剖视图。
图66为示例性托板的一部分的立体图。
图67为示例性托板的一部分的立体图。
图68为示例性托板的一部分的立体图。
图69为示例性泵组件的一部分的仰视图。
图70为示例性托板的一部分的立体图。
图71为示例性托板的一部分的立体图。
图72为示例性托板的一部分的立体图。
图73为示例性托板识别手段的简要表示图。
图74为示例性托板识别手段的简要表示图。
图75为示例性托板识别手段的简要表示图。
图76为示例性托板识别手段的简要表示图。
图77为示例性托板识别手段的简要表示图。
图78为示例性托板识别手段的简要表示图。
图79为示出示例性药剂筒移离和更换方法的流程图。
图80为示出插入到示于图33的示例性泵组件中的药剂筒的剖视图。
图81-83为示出示于图80泵组件和筒在示例性推进器归零过程期间的剖视图。
图84为示出从示于图83的筒移除插塞以及可附着于人体的托板附连至泵组件的剖视图。
图85为示出具有插管的插管插入器的剖视图，该插管插入器附连于包括示于图84的泵组件、托板和筒的示例性系统。
图86为示出患者皮肤被清洁的前视图。
图87为示出在插管插入前的在清洁皮肤上的示于图85系统的剖视图。
图88为示出在插管插入后的示于图87系统的剖视图。
图89为示出在皮肤上的示于图88的系统的剖视图，其中插管被插入且插入器被移除。
图90为示出示于图89系统借助于插管发放药剂的剖视图。
图91为示出示例性筒位置检查和推进器归零方法的流程图。
图92为示出具有堵塞检测的示例性发放方法的流程图。
图93为示出许多可以构成示于图92发放方法的一部分的示例性堵塞检测方法的流程图。
图94为示出示例性不带电马达反向旋转矫正方法的流程图。
图95为示出在示例性马达停止方法期间的马达转速的曲线图。
图96为示出示例性柱塞推进器自动后退方法的流程图。
图97为示出示例性齿轮组件核实方法的流程图。
图98为示例性遥控装置的立体图。
图99为示于图98的示例性遥控装置的框图。
图100为示出示例性报警情况的流程图。
具体实施方式
下面是目前所知的实现发明的最佳方式的详细描述。下面的描述没有任何限制意义，而是为了清楚地展示本发明的总体思想。
对示例性实施方式的详细描述被以下述方式规划：
I、介绍
II、示例性系统总览
III、示例性药剂筒
IV、示例性泵组件
A、示例性外壳
B、示例性泵模块总览
C、示例性托架
D、示例性柱塞推进器和驱动机构
E、示例性贮存器夹持器
F、示例性筒锁定和偏压设备
G、示例性编码器
H、示例性压力/堵塞传感器
I、示例性脱落检测器
J、示例性电池和电池充电器
K、示例性报警器
L、示例性系统控制器
M、示例性马达控制
V、示例性托板和插管
VI、示例性托板识别
VII、示例性基本操作
VIII、示例性成套操作方法
A、示例性筒位置检查
B、示例性推进器“归零”过程
C、示例性堵塞检测
D、用于不供电马达反向的示例性措施
E、示例性马达停止
F、示例性自动柱塞推进器后退过程
G、示例性齿轮组件核实过程
IX、示例性遥控装置和相关成套方法
各小节的标题和详细描述的总体规划仅仅是为了方便的目的，而不意于对本发明构成限制。
这里需要指出，本说明书描述了各式各样不同的结构和方法，主要是关于基于筒的输液泵，它们尤其良好地适用于皮下传输非常高浓度胰岛素(例如，下面描述的U-500胰岛素)。然而，应理解，本发明适用于各式各样不同的输液泵和药剂。举例而言，但不构成限制，本发明的许多方面也适用于并非基于筒的输液泵(例如，带有可再充填的贮存器的泵和单次使用泵)。另外，尽管所示实施方式可以是空筒，带有柱塞，流体移位装置，形式为柱塞推进器，和驱动机构，其包括马达，也可以包括其它流体移位装置，而不论采用的筒或贮存器的类型，活塞泵(例如，电磁泵)，MEMS泵，蠕动泵和任何其它适宜的泵以及对应驱动机构。本发明也适用于药剂，例如，止痛药，化疗和其它癌症相关药物，抗生素，激素，GLP-1，胰高血糖素，各种其它药物，其中包括大分子和蛋白质，其可能要求高级别的传输精度，以及相对高浓度胰岛素(即，U-200及以上)，诸如U-400胰岛素。
I、介绍
从大多数患者的角度看，门诊输液泵的两个重要方面是大小和便利性。如前所述，一些门诊输液泵经常适于佩戴于腰带上，装在口袋中，或以其它方式承载于一些类型的保持体中(集中起来称作袋装泵或袖珍泵)。这样的输液泵借助于细长管从贮存器传输流体至输液器械。借助于输液器械中的插管可以获得皮下入口。其它门诊输液泵适于在传输部位附着于皮肤(有时称作“贴片泵”)。这里，插管或其它皮下入口装置可以直接从输液装置延伸。对于这些使用模式，患者典型地喜欢尽可能小的泵，从而泵会更舒适，更不碍事，和更不明显。
一种商业供应的门诊输液泵是来自Insulet Corporation(地址Bedford，Massachusetts)的胰岛素泵。胰岛素泵的总体尺寸为大约62.5mm×42.9mm×17.7mm，即，总容积为大约47.5cc，贮存器容积为大约2.0cc。尽管这种泵相对较小，但许多患者仍喜欢更小的泵。减小贮存器容积为减小输液泵总体尺寸的简单方法。遗憾的是，当贮存器的容积减小时，其它所有元件同样第减小，这会引起便利性相应地减小，因为较小的贮存器需要更频繁地再充填或更换。
本发明人认识到，通过增加从其发放的药剂的浓度，能够采用更小的贮存器，而不需要相应地减小便利性。在示例性的胰岛素治疗方面，一些传统输液泵的贮存器可保持2毫升(ml)的U-100胰岛素。U-100胰岛素为每1ml含有100国际单位(IU)的胰岛素活性的胰岛素，相应地，2ml贮存器储存200IU。一个普通胰岛素剂量为0.5IU，其等价于每剂量发放5微升(μl)容积的U-100，每2ml贮存器400剂量，并且以普通剂量治疗大约4.5天。至少一些传统输液泵能够传送5μl/剂量，传输精度级别对于相对低浓度U-100胰岛素而言是可接受的。
然而，更高浓度胰岛素是商业供应的。RU-500胰岛素，可来自EliLilly and Company(地址Indianapolis，Indiana)，容纳着500IU/ml。尽管使用浓度胰岛素方便了使用小得多的贮存器(例如，在0.600ml贮存器中300IU)，并且对于给定剂数可以导致小得多的泵，但需要将胰岛素浓度增加到五倍(相比于U-100胰岛素)，这需要将流体传输精度提高到五倍。对于需要高于大约200IU/天的患者，U-500胰岛素目前通过注射施药，并且利用某些传统胰岛素泵。某些传统泵的精度对于要求大约200IU/天或以上的患者是不够的。例如，当大约3IU的U-100胰岛素在传输时损失时，这对应于30μl传输损失，传统胰岛素泵基本上会警示患者(例如，利用报警器)。使用U-500胰岛素，由于更高的胰岛素浓度，对于3IU的容积损失警示，可减小到六μl，而传统输液泵不能实现该级别的精度。
本发明人认识到，如果目标是以可接受级别的传输精度传输1μl/剂量，有许多因素需要解决。例如，六μl警示要求意味着本输液泵组件刚度必须很大(或“低柔顺度”)以确保在操作压力、摩擦、温度和诸如此类所有条件下的传输精度。在下面描述的示例性筒方面，位移可以是每0.001英寸行程大约1IU的U-500胰岛素，即，2.0μl/0.001英寸行程。本发明人认识到，能够影响药物传输过程中精度/准确性的因素可以包括：齿形旋转精度(摇摆和齿形一致性)；编码器解析度；马达反向驱动；编码器一致性(旋转间隙)；马达相位平衡；以及马达控制电路激励一致性(激励脉冲宽度精度和开关精度)。本发明人认识到，能够导致运动载荷下轴向(误差)的因素可以包括：推力轴承(内部运动)；推力轴承(支座中滑移)；导螺杆(轴向变形)；螺母相对导螺杆齿形偏移；柱塞本体压缩；柱塞本体相对密封件轴向滑移；柱塞密封件相对低摩擦层轴向滑移；推力轴承相对导螺杆轴向滑移；筒本体变形/轴向滑移；导螺杆相对横向齿轮轴向滑移；导螺杆相对横向齿轮轴向滑移；推杆相对螺母轴向变形；筒本体液压膨胀；检测隔膜液压偏移；输液器械液压膨胀；插管运动在筒中伸长或缩短流体路径；以及流体路径气泡压缩。这些因素之间的许多关联性将在下面通过适宜的文字描述。
本发明人认识到的另一便利性相关问题涉及这样的事实，即患者可能在一些情况下希望使用袖珍泵，而在另一些情况下希望使用贴片泵。除了额外的费用，两个不同的输液泵之间切换可以负面影响患者的药剂传输规律。尽管有一些患者希望来回切换，但仅仅是因为一些患者喜欢袖珍泵而另一些患者喜欢贴片泵，迫使制造商在两种不同的泵的设计、测试和获得批准之间作出选择，或者简单地死守市场之一。
II、系统总览
示例性门诊输液系统，大体上由图1中的附图标记10，11和12表示，包括药剂筒(或“筒”)100，门诊输液泵组件(或“泵组件”)200，和托板500，501和502之一。大体上讲，筒100可以被插入到泵组件200中，适宜的托板500-502可以被紧固于泵组件。为此，并且如下面在第V节更详细描述，托板500-502在所示应用中被构造成适于不同的系统操作模式。托板500为可附着于人体的托板，其可以与插管(例如，插管600在图56-57)结合使用，插管直接连接至筒100，从而所述系统10可以被用作“贴片泵”(图1A)。托板501被构造成连接筒100至输液器械503，从而所述系统11可以被用作“袖珍泵”，“腰带佩戴泵”或一些其它可佩戴泵(图1B)。托板502为药剂非传输托板，其可以在非使用期间被用于密封筒100(例如，借助于插塞504)，由此限定出非使用系统12。
换言之，使用相同的药剂筒(例如，筒100)和泵组件(例如，泵组件200)，使用者可以将所述系统构造成用作“袖珍泵”或“贴片泵”，通过简单地选择适宜的托板500或501和将托板附连至泵组件。使用者还可以从一种构型切换到另一种，在许多情况下不必从泵组件移除筒，而是通过简单地移除一个托板且更换为另一托板。
不论是否构造为“袖珍泵”或“贴片泵”，所述系统都可以被构造成根据通过医师借助于临床医生的编程单元提供的传输方案提供基础传输药剂。例如，所述系统可以包括程序，其存储一定数量的传输方案(例如与24小时传输周期相关的传输方案和用于特定状况诸如睡眠或疾病的传输方案)。每个传输方案规定长时间内的多重剂量(或泵“操作”)，例如在特定时间特定数量的剂量或每单位时间特定数量的剂量。在一些应用中，剂量可以是与筒柱塞最小可控位移关联的容积。所述系统还可以被构造成响应于来自患者遥控装置的指令提供推注传输。推注指令可以响应于下述条件发出：在糖尿病患者的情况下，高葡萄糖级别测量，在疼痛管理患者的情况下，疼痛级别增加，或一些其它症状。所述系统还可以被构造成执行其它功能，诸如结束药剂传输，响应于来自患者遥控装置的指令。
本申请的系统的在常规操作(例如，不与损坏和泄漏的筒关联的操作)期间不接触药剂的部件可以被认为是可再用部件，而在常规操作期间接触药剂并且可以限定药剂传输(或“流动”)路径一部分的部件，可以被认为一次性部件。在所示实施方式中，泵组件200，其包括结构诸如马达和各种机械结构，控制器和电池(并且可能更昂贵)，是可再用的，而筒100，托板500-502和插管600(如果有的话)是一次性的。
示例性系统10(和11)中的泵组件200不接触药剂，因为可从泵组件200外侧触及的筒100包括其自身歧管。因此，药剂可以从筒贮存器直接流动至相关插管或其它装置，不必接触泵组件。这样的构造出于多种原因是有利的。例如，从贮存器至插管(或输液器械管)的药剂传输路径部分可能变为堵塞或以其它方式需要维修。这样的维修在许多传统输液泵方面可能不方便和昂贵，因为泵机构(例如，活塞或蠕动泵)是药剂传输路径的一部分。本申请的系统减轻了一些传统输液泵的这一不良方面，通过从所述系统的可再用部分移除药剂流路。本申请的系统还相比于许多传统系统提供低价格的长期治疗，因为更多昂贵的部分是可再用的。
这里描述的输液泵解决了前面提到的精度/准确性问题和轴向运动问题，通过提供更精确、顺应性较低的输液泵。例如，通过筒的构造(例如，内径是恒定的，且柱塞被构造成精确地响应于驱动机构的运动被推动)，托架的刚度和驱动机构的精度，以及驱动机构的操作过程，允许量值为贮存器总充填容积的0.1％或以下的药剂被可控地发放，单剂量精度的范围为从正负(+/-)20％至+/-5％。该精度能够可在六至八小时或以下的发放时段内获得，导致的剂量精度为从+/-20％至+/-5％。发放量能够低至0.23-0.27μl/剂量。对于小体积，剂量能够被在短至两秒或以下的时间内发放，或对于较大体积，诸如与基础传输关联的，在较长时间内发放。
例如，300单位的U-500胰岛素(0.6mL或600μl)能够被提供于下面描述的筒之一的贮存器中，并且在两小时或以下稳定时段内，药剂能被从筒可控地发放，精度为+/-5％，且0.5单位每剂量(1.0μl/剂量)。如以曲线图示于图2，在短至六至八小时或以下的时间内获得单剂量精度高于+/-5％的能力显著优于国际电工委员会标准(IEC)针对输液泵和控制器安全性提出的标准(IEC60601-2-24)，其需要提供24小时稳定时段，甚至是在精度测量之前。换言之，尽管IEC60601-2传输测试提供了二十四小时稳定时段，但在此期间泵操作允许不被测试，本申请的泵，从临床角度看，可被测试，而不需要这样的稳定时段。这样的“时间相对准确性”优点在浓度药剂方面尤其重要，因为延长的过度传输或欠传输的负面效果被夸大。例如，对于使用小于一IU/小时的基础速率的人来说，六小时“时间相对准确性”在U-500胰岛素和类型-1糖尿病方面可能适宜。
精度能力与本申请的系统相关，并且对应的使用非常高浓缩药剂(例如，U-500胰岛素)和相对高浓缩药剂(例如，U-200至U-400胰岛素)的能力还导致了，如果期望如此的话，相比于传统泵显著减小的门诊输液泵尺寸。例如，对于大约14cc的总容积，下面描述的一种示例性泵组件100的尺寸为大约40mm×32mm×11mm。这显著小于前述胰岛素泵的大约47cc总容积。
III、示例性药剂筒
示例性系统，如前所述，是基于筒的系统，其中药剂筒100被插入到泵组件200中，并随后被从泵组件移除。筒100还可以，但不是必须如此，是预充填的和一次性的。出于多种原因，预充填的筒是有益的。举例而言，但不构成限制，一些使用者希望避免筒充填过程，因为不方便且趋向于涉及针。基于使用者的再充填还增加了气泡被引入筒的可能性，而通过筒和/或药剂制造商预充填可以通过例如真空充填过程实现，而不会任何实质性引入气泡。不带气泡在剂量精度方面是非常重要的，因为空气可压缩而液体药剂不会。例如，20μl的空气在5psi操作压力下的可压缩性为大约6μl，这能负面影响所述系统中的压力检测。如果所述系统被构造成警示使用者损失的剂量等于大约6μl(3IU，对于U-500胰岛素)，那么在警示使用者值钱之前6μl(3IU，对于U-500胰岛素)可能被拖延。此外，筒中存在20μl的空气导致在筒的使用寿命内患者不能接收10IU的U-500胰岛素。当U-500是所储存的药剂时，具有小于5μl气泡的预充填的筒是优选的。
如示于图3和4，示例性药剂筒100可以包括本体部分(或“桶”)102，其限定出药剂贮存器104，柱塞106，其通过摩擦力保持在本体部分内，和歧管108，其可以被用于以下面参照例如图57和63描述的方式将贮存器连接至例如插管和托板结构。药剂在图23中标记为附图标记101。柱塞106在本体部分102中移动以改变贮存器104的容积。特别地讲，柱塞106沿发放方向移动，其中贮存器容积减小，但在筒100使用期间不以导致增加容积的方式明显移动。筒100还可以被提供有插塞110，以防止在封装、运输、储存和搬运过程中从预充填的贮存器104(例如，真空预充填U-500胰岛素)泄漏，并且可被用于推进器归零过程如下面参照第VIII-B节所描述。
首先参看本体部分102，尽管本发明并不局限于任何特定形状，示例性本体部分102总体外形为圆柱体，并且具有圆柱形内表面112，其限定出圆柱形贮存器104(图3)。在其它应用中本体部分102和内表面112可以具有其它形状。举例而言，但不构成限制，本体部分102的总体外形和内表面112在横截面中的形状可以都是椭圆形的，或者在横截面中，本体部分的总体外形可以是矩形的，而内表面的形状可以是椭圆形的或圆形的。内表面112还可以非弯曲的，诸如在横截面中矩形的或正方形的。
示例性歧管108示于图3和4具有本体部分114，其限定出筒的贯通孔洞116和前壁117。贯通孔洞116直接连接至相对短贮存器输出端口118(即被连接，而不必借助附加管件)。贯通孔洞116和输出端口118有助于筒100和前述插管与具有插入到贯通孔洞中的部分的托板之间直接流体连接。贮存器输出端口118还可以平行于的方向柱塞运动(注意图54)。这样的定向导致随着柱塞106减小贮存器104中药剂的容积实现短的直接和高效药剂发放路径。
此外，如示于图4A，本体部分端壁119的内表面，即，当贮存器被排空时柱塞106抵靠的壁，可以包括圆环形凹坑121，用以俘获可能存在于贮存器中的气泡，并且防止它们排出筒100。在一种示例性应用中，圆环形凹坑121在横截面中为0.25mm深半圆形，距离输出端口118的圆周边缘0.5mm，且0.5mm宽(即，从ID至OD 0.5mm)。这样的气泡捕获减小了气泡被发放的可能性，并且相应地，减小药剂发放和堵塞检测受到气泡相关降低精度的负面作用的可能性。其它在端壁119处俘获气泡的方式包括，但不局限于，同心凹坑，亲水性过滤器和升高的输出端口。
至少一些示例性应用可以在各种方面采用压力数据。例如，压力传感器可以被用于在贮存器输出端口118的下游检测堵塞，此处的堵塞会阻碍或完全防止药剂流动。为此，药剂筒可以包括压力传感器本身中的一些或全部。在所示应用中，筒100包括压力传感器234的筒部分120，其将在后面在小节IV-H中参照图41和42描述。压力传感器还可以被用于检测筒存在于泵组件中，也如下面描述的。
示于图3和4的示例性压力传感器筒部分120包括压力传感器外壳122，其可以集成于(如图所示)或以其它方式连接至歧管108或由其承载，和的可检测结构124。的可检测结构124，其运动能够被检测，如下面描述的，被安装在压力传感器外壳凹坑126中，并且借助于孔眼128与贯通孔洞116连通，以便将的可检测结构暴露于贯通孔洞中的流体压力。如示于图5，示例性的可检测结构124具有可偏转部位130，其带有磁体132(例如，钕磁体)，弹性隔膜134(例如，硅酮隔膜)，其借助于套筒136承载着磁体，和隔膜约束环138(例如，烯烃聚合物约束环)。示例性的可检测结构124还具有罩140，其具有圆柱形抵接部142，孔洞144，在其中磁体132和套筒136被安置，和凸缘146。在组装过程中，的可检测结构124插入外壳凹坑126，直至约束环138抵靠凹壁148(图4)。罩140然后插入到凹坑126中，直至圆柱形抵接部142接合约束环138并且凸缘146与压力传感器外壳122(图1)平齐。隔膜134，其借助于孔眼128暴露于贮存器压力，响应于压力增加挠曲，诸如在发生堵塞时，由此移动磁体132。该运动通过压力传感器234的泵组件部分236(例如，霍尔效应传感器或磁阻传感器)被检测到，如下面在第IV-H节参照图41和42所描述。因此，在这种应用中，筒部分120可被认为是压力传感器234的“不带电”部分，泵组件部分236可被认为是“带电部分”。另外，更昂贵部分，例如，传感器，诸如霍尔效应或磁阻传感器，是可再用泵组件200的一部分。
大体上讲，空气(不是药剂)作用于隔膜134，因为空气垫在制造过程中形成在插塞110和隔膜之间。这就是说，传感器234，其包括筒部分120，可检测对应于因堵塞而被滞留的六μl的药剂(即，三IU的U-500胰岛素)或以下的柱塞推进药剂的压力变化。六μl的药剂大致对应于通过的可检测结构124偏移产生的体积(注意图42)。
另一示例性压力传感器的筒部分在图6中大体上由附图标记120a表示。筒部分120a可以是药剂筒100a的一部分，该药剂筒在其它方面与筒100相同。筒部分120a基本上类似于筒部分120，并且相似元件由相同附图标记表示。例如，筒部分120a包括的可检测结构124a。然而，这里隔膜134a包括柱136a，在其上圆柱形磁体132a被安装。换言之，不是将磁体132a安置在套筒中，该磁体132a限定出套筒。隔膜134a还包括一体安装件138a，其利用圆柱形楔142a被压配到凹坑126中。
还应指出，本压力传感器并不局限于参照图5和6描述的类型的装置。举例而言，但不构成限制，筒部分120b(图7)可以包括隔膜，其承载着透磁结构132b，其在相对于传感器的泵组件部分PAP中的线圈移动时使得线圈电感变化。类似的配置可以采用光学元件和对应光学传感器，且图7也可以被认为是它们的具体体现(其中光学元件由基准件132b代表)。另一示例性压力传感器可能形式为电开关，其包括泵组件部分PAP1，带有一对开关触头，和筒部分120c，带有隔膜，隔膜承载着电导体132c，当隔膜移动预定距离时(图8)该电导体连接触头。
关于尺寸，示例性筒100可以被构造成具有贮存器104，其容积为小于或等于大约1000μl，并且在一些应用中，大约500-700μl之间。为了便于观察，并且如前所述，600μl(0.600ml)贮存器可储存300单位的U-500胰岛素，对于每天使用大约40IU的胰岛素的患者，其对应于大约一星期所需的胰岛素。这样的容积可以借助于本体部分102实现，其内径为9.8mm，在一些情况下许用公差为+/-1.0mm，并且在另一些情况下许用公差为+/-0.1mm；外径为11.8mm，在一些情况下许用公差为+/-1.0mm，并且在另一些情况下许用公差为+/-0.10mm；行程长度(即，柱塞106从满位置到空位置行进的距离)为8.5mm+/-2.0mm；长度为17.5mm，在一些情况下许用公差为+/-1.0mm，并且在另一些情况下许用公差为+/-0.10mm。
这里应指出，本贮存器104的行程长度与内径之间比例可在大约1.0或以下。例如，在一些应用中，该比例可以是0.86，或可以在大约0.75(或以下)至大约1.0的范围内。
柱塞可以在与本申请的系统相关的剂量精度中扮演重要角色。示于图3和9-12的示例性柱塞106包括柱塞本体150，密封件152，和降摩擦层154，其提供柱塞106d的摩擦承载表面和桶内表面112之间低摩擦系数。
更具体地参看图10和12，柱塞本体150可为卷筒形，其中，其为实体结构，带有凹陷中部156和圆周环158。凹陷中部156和圆周环158沿圆周方向围绕轴线A延伸(图12)。凹入部159可提供于降摩擦层154的一部分。圆周环158和桶内表面112之间的间隙可相对较小，即，存在紧配合公差，以最小化柱塞摇摆。例如，环158的直径可能大约9.7mm，许用公差为+/-0.06mm；间隙可以是0.10mm，在一些情况下许用公差为+/-0.073mm，并且在另一些情况下许用公差为+/-0.12mm。柱塞本体150还具有向前和向后面对的(相对于在药剂发放期间的柱塞行进方向)表面160和162。换言之，参照贮存器104中的药剂，表面160为“湿侧”，表面162为“干侧”。向前面对表面160可提供有内凹的凹坑164，其至少大体与贮存器输出端口118对准。大致圆环形凹入部165从向后面对表面162延伸到柱塞本体150中。除了减小柱塞106d的重量，凹入部有助于在制造过程中从模具移除柱塞本体。
在其它应用中，柱塞本体可能在湿和/或干侧是平面的。这样的柱塞本体可能与在图34中简化示出的柱塞本体150类似。与桶的内表面交界的柱塞本体表面也可以是圆柱形的，也就是说，在横截面中是平面的而非修圆的。
参看图10-12，密封件152可安置在柱塞本体150和降摩擦层154之间，并且在圆周环158之间在柱塞本体凹陷中部156内。这样，在所示应用中密封件152作用于柱塞本体150以及降摩擦层154，并且径向和轴向受约束。密封件152，其可包括圆环形基部166和一对O型环168，还提供足够的力以抵靠着筒本体102的内表面112向外推压降摩擦层154，并且建立密封，用以在与本申请的系统和方法关联的压力下保持密封。另外，假定径向和轴向约束，密封件压缩量(和所引起的密封力)比其它情况下更可预测。
密封件152承受径向和轴向压缩力，以在降摩擦层154和柱塞本体150二者上提供密封负荷。径向和局部轴向压缩力还迫使降摩擦层154向外抵靠于筒的桶内表面112。过度压缩是不理想的，因为所产生的密封具有宽范围的静态/极限动摩擦力，因此压缩在工程上设计成位于可预测的范围内。
密封件152还可以被提供有多个突起170(图11和12)，诸如一体模制的突起，位于向前面对表面172(如图所示)和/或向后面对表面(未示出)上。突起170确保密封件152在柱塞本体圆周环158之间是轴向稳定的(或正确地受约束)，并且典型地被压缩于圆环形基部166中，如示于图12。以这种方式约束密封件152使得密封件更可能将精确跟踪柱塞本体150的运动，并且这又有助于精确减小贮存器容积。突起170还防止示例性密封件152在柱塞本体150中过度压缩，这可能导致在降摩擦层154上、并且因此在筒的桶102上的不可预测的支靠和不可预测的力。
这里需要指出，在所示实施方式中柱塞106不能连接(或“不可连接”)至柱塞推进器250(注意图45-47)，该柱塞推进器向前朝向输出端口118推压柱塞。换言之，并且参看图12，柱塞本体150不包括任何被(或可能)连接至柱塞推进器的结构部件。例如，柱塞本体150不包括无螺纹开口，螺纹开口，紧固件，磁抓持部，棘轮，或其它这样的构件。柱塞本体的干侧也可以是平面的(并且如前面提到的)。在没有这种可连接性的情况下，在任何情况下都不会有柱塞推进器250反向的运动向后牵拉柱塞106以及将药剂抽回和空气(如果有的话)进入贮存器104。柱塞106只能在被柱塞推进器250接触时和/或由于柱塞推进器的操作而向前移动。
尽管有很多种可能构造是不可连接至柱塞推进器的，示例性柱塞本体150简单地具有平滑的向后面对表面162，其可以是平面的(如图34中简单的示例性结构所示)或弯曲的。作为附加，或备选地，柱塞推进器250(注意图18，23和25)可以不可连接至柱塞，如下面在小节IV-D中所描述，为了相同的原因。
关于材料，示例性筒100的本体部分102、歧管108和柱塞本体150可由塑料、玻璃或玻璃和塑料的组合物形成，而密封件152可由橡胶，诸如溴化丁基橡胶形成。本体部分102和歧管108可一体地形成，或分开形成再结合于彼此(例如，通过超声或激光焊接)。一种适宜的塑料是环烯烃聚合物(COP)。然而，应当指出，将被存储于筒100中的特定药剂应当被考虑到。例如，每毫米的RU-500胰岛素容纳着500单位的生物合成人胰岛素，16mg丙三醇，2.5mg间甲酚作为防腐剂，并且氧化锌被计算以补充内源性锌而获得总锌含量0.017mg/100单位。氢氧化钠和/或盐酸可能在制造过程中添加以调节pH值。其它成分，诸如苯酚(防腐剂)，表面活性剂，和缓冲剂可能根据需要添加。这样，RU-500胰岛素可良好地适于长期储存在玻璃筒中，优于长期储存在塑料中。在这些情况下，如果由于塑料相比于玻璃的固有优点(例如，更轻，低价格，和更耐用)而希望储存在塑料筒(例如，COP筒)中，RU-500的生物等效物可采用。这里，RU-500的配方可调节，以增加胰岛素的稳定性，例如，通过改变防腐剂，改变稳定剂，和改变缓冲剂。
在至少一些应用中，筒本体部分102可由透明玻璃，透明COP或一些其它适宜的透明材料形成。有各种益处与透明的筒本体部分102关联。例如，如示于图17和后面描述于小节IV，泵组件200和筒100分别构造成使得，当筒插入泵组件时，本体部分102突伸穿过外壳顶壁214中的开口226。在一种应用中，筒100突伸量小于一mm(等于贮存器104容积的百分之五)。当例如药剂为胰岛素时，患者将能够看见贮存器104中的药剂并且容易判断，不论药剂是否模糊(这表明效力损失)，以及粗略估计原始药剂容积还有多大一部分保留在贮存器中。
示例性实施方式中的降摩擦层154可通过各式各样的方式形成。降摩擦层154可以是，例如，聚四氟乙烯(PTFE)套筒，其收缩包绕于柱塞本体150和密封件152(如示于图12)。与PTFE同族的乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)和氟化乙丙烯(FEP)，也可以采用。备选地，降摩擦层154可以采用低摩擦涂层或密封件152的表面修改的形式。涂层可由含氟聚合物形成，诸如FEP和PTFE。当与COP筒本体部分102和上面描述的柱塞106d的其它方面组合时，本降摩擦层154提供极限静摩擦力(静态摩擦)小于五磅，极限动摩擦力(动态摩擦)二到四或五磅。
关于示于图3的示例性插塞110，并且如上面所提及，插塞为可移除的密封装置，其在制造过程中借助于输出端口118插入筒贯通孔洞116，以防止在封装、运输、储存和搬运中从预充填的贮存器104泄漏。插塞110将典型地保持就位于贯通孔洞116中，直至筒100安置就位于泵组件200中并且准备就绪以待药剂发放。在这一点，插塞110将由使用者手工去除。尽管插塞110不局限于任何特定构造，示于图3的应用包括球根状头部174和柄部176。头部174可以具有盘部178和多个抓持突起180，而柄部176可以具有承载于圆柱形件184上的多个相隔密封环182。用于插塞110包括的适宜材料，但不局限于，溴化丁基橡胶。内部内芯(未示出)，诸如纤维内芯，在一些情况下可提供以便防止插塞在后面描述于小节VIII-B的推进器归零过程之后手工移离时撕裂。
在一些情况下，药剂和压力传感器隔膜(例如，隔膜134)之间在运输和储存中长期相互作用可能产生问题。相应地，在至少一些应用中，筒100和插塞110的相应构造应使得压力传感器孔眼128将通过完全插入的插塞的一部分与贮存器输出端口118隔离。例如，当插塞完全插入时，密封环182中的至少一个可位于压力传感器孔眼128和贮存器输出端口118之间。
另一示例性柱塞，其在图13中大体上由附图标记106a表示，包括柱塞本体150a，前侧(相对于的方向行进)O型环密封件152a，和与O型环密封件相隔的摩擦控制装置152b。摩擦控制装置152b的形式可以是O型环(如图所示)或在一些实施方式中形式为包覆成型件。摩擦控制装置152b提供柱塞106d对推压力(例如，来自柱塞推进器)的一致的可靠阻力，并且可以被构造成使得需要至少一磅力来推压和移动柱塞。这一功能可通过多种方式实现。例如，O型环密封件152a和摩擦控制装置152b可由不同的材料形成，和/或可能具有不同的形状，和/或可能具有不同的尺寸。例如O型环密封件152a可由氯丁基橡胶或溴化丁基橡胶制成，而摩擦控制装置152b由硅酮或聚四氟乙烯形成。
本申请的泵组件200的至少一些实施方式包括锁或其它机构，以在相关托板被去除时防止筒100简单地从泵组件脱出。这里，小量的推压力(经过图15中的顶部开口226)和/或拉力(经过图16中的插入开口218)被用于移除筒。转到图14，药剂筒(例如，筒100)可提供有牵拉凸片186，其在不需要拉力的那些情况下允许使用者从泵组件200牵拉筒和/或简单地使得筒更容易抓握。在所示例子中，牵拉凸片186具有主体部188，其牢固紧固于筒100和把手部分190。把手部分190可以包括低粘性粘合剂，以将其保持于筒本体直至使用时。备选地，把手部分190可以简单地自由悬挂或可被推到一边(s由点划线表示)。作为牵拉凸片186的替代和/或附加，向外偏压装置(诸如一或多个弹簧)可能安装于筒或位于筒容室内。拉出条带也可以被提供。
IV、示例性泵组件
简要地讲，示例性泵组件200可以包括外部壳体(“外壳”)，其在图15中大体上由附图标记202表示，和泵模块，其在图18中大体上由附图标记204表示，被安置在外壳内。可能被承载于外壳202外侧的其它结构包括，但不局限于，充电电池238，电路板控制器240和报警器242，如示于图18。当药剂筒100插入泵组件200时，如示于图23，药剂筒100的筒柱塞106将靠近且面对泵模块204的柱塞推进器250。的驱动机构252泵模块然后可以相对于筒柱塞106驱动推进器250，以便可控地和精确地从筒贮存器104发放药剂。
A、示例性外壳
首先参看图15-17，外壳202具有顶部206和底部208。顶部206，其包括两个侧壁210，两个端壁212，顶壁214，和它们之间修圆的角部，大致限定出内部容积，在其中泵模块204和其它泵组件部件被承载，以及泵组件200的总容积。底部208包括底壁216，其功能为覆盖内部容积的大部分，和底壁中的插入开口218，筒100穿过其插入筒接收(或“筒储存”)区域220。顶壁214的外表面限定出外壳202的“顶面”或“顶表面”，底壁216的外表面限定出外壳的“底面”或“底部表面”。在所示实施方式中，插入开口218抵靠与底壁的外表面平齐的薄边沿356。边沿356是泵模块204的托架244的一部分(图14)。
总体上讲，泵组件200的构造，特别地讲，外壳202和插入开口218的构造，应使得筒100穿过插入开口218插入并且进入筒接收区域220，沿着正交于柱塞推进器250以及柱塞推进器行进的轴线(注意图1和80)的方向。
外壳202的顶壁214还可以被提供有一或多个开口。例如，贯通孔洞开口224可提供于外壳顶壁214中，以提供通向筒贯通孔洞116(图3-4)的入口。这样的入口在插管插入过程中可能是必需的，诸如下面参照图45-48描述的。
在一些应用中，外壳202的顶壁214还可以被提供有用于筒本体102的开口226(或“筒本体开口226”)。在所示实施方式中贯通孔洞开口224和筒本体开口226会合为单一筒开口。这样的开口在其它实施方式中可能分开。如小节III中在示例性筒100方面所提出，开口有助于在由透明材料形成的筒中观察药剂和柱塞。此外，在所示实施方式中，泵组件200被构造(即，定尺寸，定形状，等)为使得，当筒位于筒接收区域220中时，相关筒(例如，筒100)的一部分可以突伸穿过筒本体开口226。例如，筒100和泵组件200相对构造可使得筒本体102略微突出(例如，大约0.40-1.00mm，或贮存器容积的百分之五)穿过外壳顶壁214中的开口226，如示于图17。然而，筒本体内表面112将被安置在顶壁214的内表面下面。筒本体开口226的长度基本上等于筒本体102的长度，具有适宜的间隙，而宽度在一定程度上小于筒本体的直径。例如，开口226的宽度可能大约为直径的60至90％，在所示应用中为直径的大约83％。
描述于前面段落中的筒/泵组件关系的一个重要优点是尺寸减小。允许筒100的一部分突伸穿过筒本体开口226，就不必容置筒在外壳顶壁214的内表面下面的部分，这又允许减小泵组件200的总厚度(或“轮廓”)。减小量等于突起的长度、外壳顶壁214的厚度和在“筒包围”应用中顶壁内表面和筒之间必然具有的任何间隙之和。在门诊输液泵方面，每个地方减小尺寸都是重要，这会带来显著的节约。
泵组件200还可以构造(即，定尺寸，定形状，等)为使得，当筒位于筒接收区域220中时，相关筒(例如，筒100)的一部分突出穿过外壳202的底部表面上的插入开口218。在这样的应用中，相关托板(例如，托板500)可提供有孔眼508(或凹坑)以容置筒的突出部分，如后面参照图53-55在小节V中所描述。典型地，尽管不是必要的，筒100将不突出明显超出托板底部表面或根本就不突出超出托板底部表面。筒突伸穿过插入开口218提供了与外壳顶壁214中的筒开口226相同的尺寸相关优点，这可以减少外壳202的厚度。
多个电触头228，230和232可以延伸穿过外壳底部208(或被承载于其上)，如示于图16。如后面更详细描述于小节IV-J和VI，触头中的两个(例如，触头228和230)可以被用于电连接泵组件200至电池充电器(例如，图49中的充电器700)，并且全部触头，至少在一些应用中，可在所描述的托板识别过程中被泵组件使用。
关于尺寸，示例性外壳202的一些实施方式可以具有下述尺寸：长度尺寸为42mm+/-1.0，42mm+/-0.10，40+/-1.0mm，40+/-0.10mm或40+/-5.0mm；宽度尺寸为34mm+/-1.0，34mm+/-0.10mm，32mm+/-1.0mm，32mm+/-0.10mm或32mm+/-5mm；总厚度或高度尺寸为11mm+/-1.0mm或11mm+/-0.10mm；以及壁厚度尺寸量级为1.0mm+/-0.10mm。适宜的外壳材料包括，但不局限于，塑料或其它材料，弹性模量为0.2-1.0百万psi。
B、示例性泵模块总览
如前面参照图15所描述，示例性泵组件200的内部部件可以包括，泵模块204，充电电池238，电路板控制器240和报警器242，等等。下面参照图18-39描述示例性泵模块。其它部件可以包括压力传感器的泵组件部分236。
C、示例性托架
简要地讲，并且参看图18，示例性泵模块204可以具有刚性托架244，其被构造成形成筒容室246，筒容室限定出筒接收区域220，柱塞推进器(或“推进器”)250，其沿发放方向驱动筒柱塞106(图25)，和驱动机构252，用于沿发放(或“向前”)方向和后退方向驱动柱塞推进器。刚性托架244可以提供低柔顺度、非常刚性的安装结构用于接收，和相对于柱塞推进器250牢固保持药剂筒100，等等，并且显示于图23和25。
托架244，并且因此而泵模块204，可通过模制、卡扣、钩住、结合或利用紧固件附连至泵组件外壳202的底部208。如可见于图16，当托架244被安置在外壳202中时，大的底部开口248直接与药剂筒接收区域220连通。示例性托架244还包括相对的较小的顶部开口254，其直接与外壳202顶壁中的开口226连通，如示于图15和17。
转到图20，示例性托架244的部件，如后面更着重详细描述，可以包括第一侧框架件256，第二侧框架件258，端部齿轮盖260，两个长的紧固件262，两个较短的紧固件264，连接器杆266(图21)，和两个弹簧偏压夹子268。示例性刚性托架244被以分解图的形式显示于图21和22以展示各托架部件和它们的组件。
第一侧框架件256，示于图21和22，可以包括第一侧纵向部分270，后横向弯腿部272，鼓出部分274，第一向前凹陷区域276，限定出筒容室246一部分，和第一前侧横向部分278，限定出筒容室246另一部分。纵向部分270具有外侧细长凹陷区域280，终止于鼓出部分274，其具有通孔282。圆形的纵向开口350的第一半体284(图18)可由第一侧框架件256形成在筒容室246的后部。纵向部分270可以在筒容室246中的前侧部位具有侧贯通开口或窗287。在一些实施方式中，开口287可由透明的罩盖诸如透明的薄膜密封。弯腿部272可以具有后侧面290中的两个大的紧固件开口(或“孔”)286和两个小的紧固件开口288。接合部分292从纵向部分270和前侧横向部分278向内延伸，并且进入筒容室246。前侧横向部分278可以具有侧开口294。顶部和底部本体板部分296，298从纵向部分270向内，从弯腿部272向前和从筒容室246向后延伸。
第二侧框架件258，示于图21和22，可以包括第二侧纵向部分300，第二向前凹陷区域302，限定出筒容室246的一部分，和第二前侧横向部分304，限定出筒容室246的一部分并且具有横向通孔306。接合部分308从第二侧纵向部分300和第二前侧横向部分304延伸到筒容室246中。如示于图21，两个相隔凹陷区域310可形成在第二侧纵向部分300的内侧表面和筒容室246处，且侧向贯通开口312可形成在这些凹陷区域的上端，如可见于图22。大的纵向开口350的第二半体314可形成在筒容室246的后部，如示于图21。纵向贯通开口316可邻近于开口的第二半体314，如可见于图21，并且穿过第二侧框架件258的壁318。壁318形成筒容室246的后壁320的一部分(图18)。第二侧框架件258的后端可以包括延伸在顶部和底部本体板部分324，326之间和从第二侧纵向部分300向内的壁322。如可见于图22，壁322可以包括上下开口328，330。
这里可指出，参照图16和17，托架接合部分292，308至少以实质性部分限定托架244的顶部开口254的周边。接合部分292，308还可以形成用于药剂筒100的抵接表面，以当筒的一小部分延伸穿过外壳开口226时阻挡药剂筒的顶表面撞击外壳202(图17)。
示例性端部齿轮盖260，示于图21和22，可由具有鼓出部分334和平坦向内后侧面336的本体部分332形成。首先参看图21，向内后侧面336可以包括两个小的凹坑开口328，330，第一个位于鼓出部分334中，第二个靠近第一个，以及中央圆形大的凹坑开口338。本体部分332的外侧后表面可以具有两个凹陷井340，每个与相应的贯通开口342连通，和两个凹陷井346，每个与相应的贯通开口348连通，如示于图21。
托架244的示例性构造允许托架可被随后拆解和重新组装，以便，例如，回收、维修和/或更换泵模块204的部件。
托架部件的组装可通过图21和22与图18和20的比较而理解，在图21和22中以点划线着重表示。组装步骤的次序可能相对于后面描述的那些变化，这一点可被本领域技术人员理解。下面参照例如图23和25描述驱动机构252(图18)和驱动线路344(图25)的部件在托架244中和相对于托架244的操作位置。
作为示例性组件方法的一部分，弹簧夹子268的底端被配合到(或以其它方式固定在)相应的凹陷区域310的底端中。夹子268被略微压缩，并且它们的上端被插入到相应的凹陷区域310的上端中并且进入相应的开口312。夹子268由此被压缩和略微鼓入筒容室246中，如可见于图18和19。因此，当药剂筒100位于筒容室246中时，弹簧夹子268筒100偏压至和抵靠于筒容室的相对壁。这不但有助于插入和可释放地保持筒100于筒容室246中，而且还推压筒100更靠近于托架窗287以将堵塞传感器部件保持在固定关系，如详细描述于小节IV-H。
作为托架组装过程的一部分，第一和第二侧框架件256，258被安置在一起。当安置在一起时，连接器杆266穿过通孔306并且进入开口294，由此将第一和第二横向部分278，304连接在一起。备选地，连接器杆266可以被插入到通孔306中，第一和第二侧框架件256，258安置在一起，然后连接器杆266被推压进入开口294。
通过将第一和第二侧框架件256，258安置在一起，且端部齿轮盖260抵靠着第一侧框架件256的弯腿部272的后侧面290安置，从图中可以理解，许多孔或开口将对准，以便向它们操作性地插入相应的紧固件。具体地讲，参看图22，孔286，330，342将对正以便在其中接收紧固件262，紧固件的头部263布置在井340中；表情，孔288，348将对正，以便在其中接收紧固件264，以便在其中接收头部265布置在井346中。头部263和265布置在它们的相应的井中，并且不延伸出来超出端部齿轮盖260的外表面包络而暴露，如可见于图20。
参看图22，两个较长的紧固件262穿过端部齿轮盖260和第一和第二侧框架件256，258中相应的孔342。与此对照，两个较短的紧固件264不延伸到第二侧框架件258中，而是仅穿过端部齿轮盖260和第一侧框架件256中的空。这种构造具有的优点是，紧固件262，264不但将齿轮盖260附连至第一和第二侧框架件256，258，而且还将侧框架件的后侧端部在一起且具有相对紧凑结构。
当托架244被组装时，第一和第二半体284，314(图21)组合形成圆形的纵向开口350(图18)。开口350延伸于筒容室246和托架室352之间，示于图21。室352的顶表面通过结合顶板部分296，324而形成，底部表面通过结合底板部分298，326而形成。开口316(图18)，其邻近于开口350，也延伸于筒容室246和室352之间。
如从图中可以理解，包括图18，19和20，第一侧框架件256和端部齿轮盖260的鼓出部分274，334分别被类似地构造成使得，当端部齿轮盖260被附连于第一侧框架件256时，鼓出部分274，334配合且形成连续平滑的弯曲表面。
当第一和第二侧框架件256，258配合时形成的筒容室底部开口248(图18)可以具有大致矩形的形状，具有三个直角角部和一个修圆的角部354，显示于图18和20的底部透视图中。底部开口248可由边沿356形成或限定，如图所示，例如在图19和20中，和如上面描述的。开口248和筒容室246本身可以被构造成在其中接收相对紧配合的药剂筒100。开口248，筒容室246和药剂筒100可被构造成使得仅存在一种定向，沿该定向筒100可以被插入到筒容室312中。
关于材料，托架244可由例如陶瓷，充填有加固材料的塑料，玻璃纤维增强塑料，碳纤维增强塑料，铝，钢，钛或其它金属制成。托架244可由弹性模量大于1百万psi，3百万psi，1千万psi或10-30百万psi的材料形成。这种刚度显著大于外壳202本身的材料。转到尺寸，在一些应用中，托架244可以具有长度为40mm+/-1.0，40mm+/-0.10mm或37.0-41.0mm；厚度为9mm+/-1.0，9mm+/-0.10mm或8.9-9.1mm；以及宽度为16mm+/-1.0，16mm+/-0.10mm，或15.8-16.2mm。接下来，筒容室246可以具有长度为19mm+/-1.0，19mm+/-0.10mm或18.8-19.2mm，宽度为12mm+/-1.0，12mm+/-0.10mm或11.8-12.2mm。筒容室246还可以有助于将药剂筒100中的药剂101(图23)与充电电池238(图18)在发放和/或充电过程中产生的热量隔开。
作为一个例子，本托架244的配置和结构可以提供框架和驱动线路的刚度，该刚度足以承受十磅轴向负荷而经历200,000旋转周期(转数)或400轴向周期后延长不大于0.0005英寸。轴向周期是指螺母364沿导螺杆360行进(如下面参照图23和25描述的)。
D、示例性柱塞推进器和驱动机构
示于图18的示例性泵模块204包括，如前所述，柱塞推进器250，用以沿发放方向推压筒柱塞106，和驱动机构252，用于驱动柱塞推进器。大体上讲，在一些情况下，示例性驱动机构252可以包括马达358，导螺杆360(图23)，操作性地布置在马达和导螺杆之间的齿轮组件362(图19)，将推进器附连至导螺杆的驱动螺母364(图23)，和推力轴承370(图23)。这些部件中的每个将在后面更详细描述。
如示于例如图23，示例性柱塞推进器250可以具有中空的大致圆柱形结构，其包括柱塞接合表面366。在一些情况下，推进器250可以具有凸缘(未示出)，用以防止推进器随导螺杆360旋转。此外，如前面在小节III中在示例性药剂筒100方面指出，示例性推进器250可以被构造成使得其不能连接(或“不可连接”)至筒柱塞106。换言之，并且参看图23，示例性柱塞推进器250不包括任何结构部件被(或能够被)连接至柱塞推进器。例如，柱塞推进器不包括外螺纹，紧固件，磁抓持部，棘轮，或其它这样的构件。柱塞接合表面366可以时，例如，简单的平面的，如图所示。在没有可连接性的情况下，在任何情况下都不会有柱塞推进器250的反向运动向后牵拉柱塞106并将药剂抽回到贮存器104中。
用于柱塞推进器250的适宜材料包括，但不局限于，不锈钢，聚苯乙烯和聚碳酸酯。尺寸将对应于总系统的其它方面。例如，柱塞推进器250可以具有外径(或其它“厚度”尺寸)为6mm+/-1mm，行进长度为8.5mm+/-2.0mm。
关于驱动机构252，并且参看马达，尽管本发明并不局限于任何特定马达，示例性马达358可以是步进马达，例如，Faulhaber ADM 0620马达等。Faulhaber ADM 0620马达具有6mm直径，行星齿轮箱256倍减速，并且这种马达的详细说明在www.faulhaber.com给出。在一些情况下步进马达可以比DC马达更精确地控制角位移和速度。除了步进马达以外的其它马达，包括DC马达，可能用于本申请的泵组件中。
转到导螺杆，并且参看图23，示例性导螺杆360通过驱动螺母(或“限位螺母”)364被连接至柱塞推进器350，以使得导螺杆360的旋转运动可被转化为推进器250的轴向运动。换言之，驱动螺母364与导螺杆360接触并且推动推进器250。示例性驱动螺母364可与推进器250模制在一一起或可压入推进器凸缘中。备选地，推进器250和驱动螺母364可由相同材料一体地机加工出来，或者推进器可被模制有内部螺纹。
导螺杆360和驱动螺母364可由下述材料制成，其在十磅负荷下经历200,000旋转周期或400轴向周期后允许轴向运动位于示例性0.0005英寸的总托架“拉伸”预算内。导螺杆360旋转中的齿形精度可以高于0.0005”，以防止明显损失传输增量，并且可以具有70％机械效率。导螺杆360的直径可相对较小(例如，3.0mm)，以有助于最小化泵模块204的尺寸。示例性导螺杆360的螺纹368可以是Acme螺纹，以提供高效率和精度，并且可以具有0.5mm螺距(大约0.020英寸/转)。
示例性驱动线路344可由限位螺母364，导螺杆360和推力轴承370限定，如示于图28。推力轴承370可位于导螺杆360的非螺纹轴端372上。推力轴承370还可以被选择，例如，以允许在10磅轴向负荷下轴向运动位于示例性0.0005英寸总托架“拉伸”预算内，且具有轴向长度为2mm，内径为2mm，外径为6mm。
推力轴承可为传统球轴承，角接触轴承，或如示于图28，可为组合径向/推力轴承，由附图标记370代表的类型。推力轴承370可以包括球轴承374，引导球轴承的保持架376，推力垫圈378，和径向球轴承380，其骑跨在推力垫圈上并且还骑跨在驱动齿轮382的推力面上。径向球轴承380可以沿后退方向接收导螺杆360的推力。驱动齿轮382可以与导螺杆360的一部分诸如非螺纹轴端372一体地机加工出来，或焊接或结合于其上。径向轴承384可压到上轴372，并且为了承受轴向力，压入或结合到托架244的后壁中，或具体地讲，齿轮盖260中的开口338(图21)中。作为一个例子，组合径向/推力轴承370可以被构造成在药剂101从药剂筒100发放中承受十磅轴向力，在推进器250后退中承受四磅轴向力。
转到图19，其显示了示例性泵模块204，其中齿轮盖260从其去除以便于解释的目的，导螺杆360上的驱动齿轮382横向传动齿轮系384的三个齿轮之一。其它两个齿轮可以是行星齿轮箱输出齿轮386和操作性地布置在驱动齿轮382和输出齿轮386之间的横向齿轮388。如示于图21，横向齿轮388的轴390固定于齿轮盖开口392中，且齿轮388在轴390上自由旋转。齿轮盖和第一侧件的鼓出部分336，274限定横向传动齿轮系384的齿轮箱的一部分。润滑剂可提供于齿轮箱中，以减少其内齿轮之间的摩擦。
横向传动齿轮系384可被选择为承受齿形负荷为马达358处的10mNm输出扭矩。旋转中的齿形精度可优于0.0005英寸，以防止明显损失传输增量(通过更靠近于马达输出的齿轮比减量)。横向传动齿轮系384可以具有2：1的齿轮比。
示例性齿轮组件362可以还包括行星齿轮箱394。行星齿轮箱394可选择为承受齿形负荷为马达358处的10mNm输出扭矩，并且可以具有256：1的齿轮比。
如示于例如图18和19，驱动机构252可以还包括编码器396，其安置在马达358的轴上，与行星齿轮箱394相对。编码器396可被用于限定/解析马达轴的转数(或“角位移”)和/或旋转方向。位移/方向信息被发送至控制器240和用于控制泵组件200的各种操作，如后面更详细描述于小节IV-L(以及其它地方)。简要地讲，在常规操作期间，控制器240发送成对激励信号至马达358(步进脉冲)，同时监视从编码器396返回的脉冲链。例如，对于特定发放操作，编码器信号(或“滴答信号”)的数量可被计算，编码器396被近乎实时监视，以判断其是否按预期移动。编码器396还可以被用于检测齿轮组件问题以及马达操作误差。
还如示于图18和19，马达358，行星齿轮箱394，和编码器396一起限定出圆柱体。该圆柱体以紧凑方式部分地配合在托架第一侧框架件256的外凹陷表面280中且抵靠着它。转到图23和25，从俯视图中看，示例性驱动机构252限定出U形，U形的一条腿由马达358、行星齿轮箱394和编码器396的纵向轴线限定，U形的另一条腿由导螺杆360的纵向轴线限定。在所示实施方式中，这两个轴线(或U形的腿)只分开9.5+/-1.0mm。U形的底部至少大体由横向传动齿轮系384限定。
在至少一些情况下，可能希望检测何时柱塞推进器250位于示于图18和29的完全后退位置(或“原位”)。这可通过多种方式实现。用于实施后退位置检测功能的一种示例性结构为示于图29的位置检测器398。示例性位置检测器398包括开关400，其可以在开口350后面安装于托架244上，和凸缘402，其可由推进器250承载。当推进器250位于示于图29的后退位置时，开关400由凸缘402闭合，并且发送信号至控制器240表示推进器250位于原位。当推进器250不位于原位且其部分位于筒容室246内时，开关打开。
在其它实施方式中，不同的类型的开关可被采用，或者凸缘可被省略且开关安置成使得当推进器250位于后退位置时其将被推进器250闭合。例如，开关触头(例如金属化图案)可被承载于托架244上，且导电垫可能承载于凸缘402上。非机械检测器，诸如磁检测器和光学检测器，可被使用以取代开关。此外，不论何种类型的检测器被采用，检测器可以被构造成当推进器250不在后退位置时提供信号至控制器240。
另一备选方案是当马达358沿反向返回时简单地检测马达编码器396不转动。为此，硬质机械止挡(未示出)可被提供在当推进器到达原位时阻止推进器250且使驱动机构252停转的位置。这样的硬质机械止挡可以是非联动的，即，被构造成使得驱动机构252能够通过止挡停转，但也能够容易地反向，而不必机构联动。到原位可通过后退推进器250以受控的扭矩和速度实现，直至推进器碰到硬质机械止挡，由此停转马达358。马达停转可响应于编码器396表示不旋转被识别。预期的停转(原位)位置可通过装置被记忆并且与实际停转位置进行比较，以实现附加控制，或在至少一些应用中，马达358可被给予反向位移指令，反向位移大于驱动机构252的总可能行程，并且基于马达的停转判断实际(原位)位置。这里描述的用于增加马达扭矩响应于马达停转以确定停转位置的各种技术可被用于改进通过在硬止挡停转处判断原位的技术。
E、示例性贮存器夹持器
在示例性应用中，托架244和驱动线路344的配置、构造和材料在一起产生力“夹持器”，其在图30大体上由附图标记404表示。夹持器404将贮存器104夹持在柱塞106的干侧和筒前壁117的外表面之间。换言之，贮存器104的两端被以下述方式保持，即贮存器相对柱塞推进器250的运动(例如，由于筒运动)可被防止，并且相应传输精度损失被防止。
粗箭头406在图30中表示作为马达358旋转的结果与推进器250推压柱塞106相关的作用力。细箭头408表示反作用面，源于柱塞106，沿相反方向行进穿过驱动线路344、然后向前穿过紧固件262和264，并且穿过托架244至筒100的前壁117。位于前壁117的外表面上且与作用力406相对的反作用面410由此产生。力“夹持器”404可大致构造为一对相对面对的C形夹持器，如能够从图30所理解。
随着筒柱塞106通过推进器250朝向前壁117前进，通过夹持器404施加的贮存器104的夹持位移增量式调节。例如，夹持位移可以以0.001英寸增量式调节。示例性夹持器404可以施加夹持位移，例如，在整个零至十磅范围内的力下以精度高于2％。
F、示例性筒锁定和偏压设备
在至少一些应用中，提供结构以当柱塞推进器250位于筒100中时阻挡筒从泵组件移除，并且当推进器后退时允许筒在泵组件中插入和移离容室。
这种结构的一个例子是可分离的线性单向离合器(或“锁合机构”，或“联锁装置”)，其在图23-27中大体上由附图标记412表示。当柱塞推进器250位于筒中时，离合器412阻挡筒(例如，筒100)从泵模块204移除，但当推进器位于后退“原位”位置时允许筒插入和移离筒容室246。
首先参看图24，示例性离合器412可以包括第一螺旋弹簧414，第一销或细长件416，第二螺旋弹簧418，第二销或细长件420，和“跷跷板型”肘节球422。第二细长件420可以包括摩擦接合表面428(图27)。第一螺旋弹簧414被安置在第一细长件416内侧以形成偏压第一元件424的弹簧。第二螺旋弹簧418被安置在第二细长件420中以形成偏压第二元件426的弹簧。
在一示例性应用中，第一和第二弹簧414，418每个可以具有一至两磅的弹簧力。第一弹簧414可以具有一mm直径，第二弹簧418也可以具有一mm直径。第一和第二细长件416，420可以具有相应的长度为12.5和7.25mm。第二细长件420可一是两mm直径钢棒，摩擦接合表面428可一是两至五度倾斜表面。
关于示例性离合器412的操作，弹簧偏压第一元件424的模式可判断离合器412位于锁定状态(图23和24)还是非锁定状态(图25和26)。当推进器250位于非后退位置时，弹簧偏压第二元件426保持弹簧偏压第一元件424于与摩擦接合表面428摩擦接触锁定状态。筒100由此锁合就位于筒容室246中。
当推进器250被移动到后退原位时肘节球422作肘节式动作。肘节作用导致弹簧偏压第二元件426移动至摩擦接合表面426脱离弹簧偏压第一元件424与摩擦接触的位置。在这种非锁定或解锁状态(图25和26)，筒100可能从筒容室246去除或插入到其中。在这种完全后退模式下，当其中的第一螺旋弹簧414的弹簧力通过插入到筒容室246中或从其去除筒100的力而被克服时，弹簧偏压第一元件424后退。
弹簧偏压第一元件424可以在筒插入侧具有带六十度斜面432的图案化端部430，例如，如示于图24。该斜面432有助于筒容易插入，具有圆角半径，在此弹簧偏压第一元件424在小的槽(未示出)中接合筒100以实现锁扣作用。图18显示了弹簧偏压第一元件424的端部428突出或延伸到筒容室246中，以六十度斜面432向上布置。如此安置，当药剂筒位于筒接收区域中时弹簧偏压第一元件424将接合药剂筒内表面112(图23)，并且，在筒的外部和托架的内部之间紧配合的情况下，移离将被防止。
更特别地，当离合器412位于示于图23和24的锁定状态时，第二元件426与第一元件424以大致五度在0.1至0.5磅轻弹簧力下相交，偏压弹簧朝向弹簧偏压第一元件424偏压第二元件426。也就是说，第二元件426被朝向第一元件424弹簧偏压，并且因此而操作类似于单向滚子离合器。首先参看图24，第一元件424位于上面，第二元件426在下面，并且以大致五度在0.1至0.5磅的轻弹簧偏压力下相交。当推进器250在不同于完全后退原位(图25)的任何其它位置时，第二元件426通过与第一元件424摩擦而自身获得能力，由此防止第一元件424向后运动。然后，当推进器250位于完全后退位置时，第二元件426通过半球肘节422略微向前移动，释放与第一元件424的摩擦接触。弹簧偏压第一和第二元件424，426由此位于显示于图26的位置。
换言之，当推进器250完全后退时，第一元件424被以一至两磅弹簧力朝向筒100偏压，并且作用类似于弹簧柱塞卡扣。在这种完全后退模式下，当弹簧力通过筒插入或去除被克服时，第一元件424能够后退。然后当推进器250未完全后退时，第二元件426锁定第一元件424而不能向后运动且阻挡筒插入和去除。
半球肘节422可由两mm直径钢球形成，并且可以支靠于球形凹坑434中，诸如机加工于托架244的表面中的。当推进器250完全后退且接合半球肘节422时，半球肘节422由此能够向前肘节式驱动第二元件426，如能够从图23中的箭头436，438，440所理解。除了示例性半球形肘节422，其它肘节型或“跷跷板型”结构也可使用。离合器412还自调节以实现筒100间隙。
推进器250和弹簧偏压第一元件424可提供有O型环密封表面(未示出)以有助于使得离合器412防水。
当贮存器104被排空(见图25)时推进器250可自动地后退，如本说明书中后面讨论，这由此在贮存器被排空时自动地引起离合器412非锁定。备选地，通过操作遥控装置1000(例如，见图81)，在贮存器104被排空之前患者可以引起推进器250后退，如果患者希望在其排空之前移除药剂筒100并更换上新的筒100。这种推进器250由患者后退的指令还引起离合器412解锁。
从另一角度描述离合器412的机理，该机构的功能为联锁装置用以当筒100位于插入位置且推进器250位于非后退位置时防止药剂筒100从接收区域220移除，并且当筒100位于插入位置且推进器250位于后退位置时其允许药剂筒100从接收区域220移除。当推进器250位于后退位置时联锁装置/离合器412自动地释放筒100，且当推进器250前进离开后退位置时自动地锁定筒100。
此外，前述轻弹簧偏压在系统10方面的一种示例性优点示于图31。当示例性贴片泵系统10的使用者希望更换筒100、托板500和插管600时，泵组件200可以简单地被牵拉脱离托板。托板粘合剂(如下面描述的)将托板500保持于皮肤，插管锁(如下面描述的)将插管保持至托板，且插管和筒贯通孔洞之间的摩擦接合将筒保持至插管。换言之，所述系统的可再用部分容易且便利地从一次性部分分开。
从又一角度考察操作离合器412，通过操作遥控装置1000，筒偏压件(弹簧偏压第一元件424)可从筒偏压件(弹簧偏压第一元件424)阻挡药剂筒100从泵模块204移除的阻挡状态改变至筒偏压件(弹簧偏压第一元件424)不防止药剂筒100从泵模块204去除的释放状态。离合器412向前偏压筒100，在筒100插入到容室246中期间用作弹簧柱塞卡扣，并且在使用期间防止向后运动。
当处于锁定状态时，弹簧偏压第一元件424可以接合和在筒容室246中向前偏压药剂筒100。筒100由此被偏压至“保持”位置，以将筒100牢固紧固就位，诸如抵靠着托架的刚性壁，以便实现精确和准确的药剂发放。第一元件424可以向前偏压筒100，并且因此而更靠近于托架窗287(见图20)，以固定各种堵塞传感器部件的相对位置，如本说明中在后面更详细讨论。
当柱塞推进器位于筒中时阻挡筒从泵组件移除、并且当推进器后退时允许筒插入和移离泵组件中的容室的另一示例性结构是在图32-35A大体上由附图标记412a表示的滑动锁机构(或“滑动锁”)。示例性锁412a将在下面在泵组件200’和托板500’方面进行描述，它们与泵组件200和托板500基本相同但做了小量修改以适合于锁412a，并且相似元件由相同附图标记表示。关于小量修改，如下面相关描述，泵组件外壳202’包括具有锁槽209的底部208’，托架244’包括次要调整，柱塞推进器250’包括凹坑468，且托板500’包括锁凹入部509。
滑动锁412a被构造成当推进器250’至少部分地位于筒100中时，诸如在发放过程期间，将筒100紧固就位。除了将药剂筒100紧固在泵模块204’内，当推进器250’至少部分地位于筒100中时滑动锁412a将筒向前偏压至“保持位置”而抵靠着刚性托架前壁245。这样的偏压有助于精确和准确的药剂发放，并且确保筒将精确地相对于托架窗287(图20)安置。
转到示例性滑动锁412a的部件，并且参看表示于图32中的底部透视图，滑动锁包括可滑动的锁件442，具有底部侧向本体件444以及从本体件的相反两端向上延伸的一对腿446(示出一个)。一对抵接凸片448分别从腿446向后延伸。底部侧向本体件444包括一对凸缘部分452和弧形(外凸)手指凸片456，带有摩擦脊458，当没有托板附连时(图33和34)可被使用者操作性地触及。
一对棒460(其中一个未示出)纵向延伸通过腿446中的孔，并且棒的前端固定于托架244的壁、诸如后壁320(图18)中。棒460的后端紧固在托架凸缘462中。一对偏压弹簧464(其中一个未示出)分别在腿446和凸缘462之间围绕棒460，并且将可滑动的锁件442向前朝向托架筒容室246和常规向前偏压位置偏压。
当锁件442位于常规向前偏压位置时，凸缘部分452的端部将延伸到筒容室246的开口上方，由此阻挡药剂筒(例如，筒100)插入到泵组件200’中以及筒从泵组件移除。当推进器250a位于后退原位时，可滑动的锁件442是非锁定的(如下面描述的)，并且使用者能够抵抗着弹簧464(图32和33)的偏压力在容置槽209中向后滑动锁件。当凸片448抵接后凸缘462(图32)时，锁件442到达向后位置。这里，凸缘部分452不再覆盖筒容室246的开口和阻止筒插入(或去除)。
转到图33，示例性滑动锁412a可以还包括锁定设备466。示例性锁定设备466可以包括柱塞推进器250’中的凹坑468，侧向本体件444中的凹坑470，托架244’中的孔472，和孔中承载的可移动球474。当锁412a位于示于图33所示使用者将侧向本体件444滑动至向后位置导致的状态时，可移动球474将被安置在推进器凹坑468内。在筒100插入筒容室246且使用者释放侧向本体件444后，弹簧464将侧向本体件推压至示于图34的位置。这里，可移动球474将与推进器凹坑468和侧向本体件凹坑470都对准。取决于泵组件200’的旋转定向，可移动球474将要么位于推进器凹坑468中要么位于侧向本体件凹坑470中。当托板500’被附连时，如示于图35，使用者将不再能够触及锁412a，且手指凸片456将被安置在托板凹坑509(图35A)中。在柱塞推进器250’通过导螺杆360的操作向前移动时，可移动球474将被保持在侧向本体件凹坑470中，并且在球的一部分还位于托架孔472中的状态下，侧向本体件444将保持就位并且锁412a将位于锁定状态。使用者将不能打开锁412a，直至推进器250’返回到原位。
应当指出，手指凸片456和托板槽509之间的关系还有助于托板500’相对于泵组件200’正确对正，以及，例如，泵组件上的与托板识别过程关联的结构(例如，图16中的电触头228，230和232)和托板上的相应结构(例如，图1中的识别装置582-0，582-1和582-2)之间正确对正(描述于小节VI后面参照图66-78)。
当柱塞推进器位于筒中时阻挡筒从泵组件移除、并且当推进器后退时允许筒插入和移离泵组件中的容室的另一示例性结构是在图36和37大体上由附图标记412b表示的滑动锁机构(或“滑动锁”)。锁412b可以与例如这里描述的筒、泵组件和托板结合使用，存在小量修改，如下面描述的。示例性锁412b在下面在筒100’和泵组件托架244方面进行描述，该筒基本上与筒100相同，但做了小量修改以适应于锁412b。相似元件由相同附图标记表示。关于小量修改，如下面相关描述，筒本体102包括槽478，托架壁318包括纵向孔眼486。
示例性锁412b可以包括锁元件476，其由托架244承载，通过弹簧480被偏压到后退非阻挡位置。在所示实施方式中，锁元件476包括凸缘部分482和减薄延展部分484。弹簧480可布置在托架壁318(或一些其它固定结构)和凸缘部分482之间。减薄延展部分484延伸穿过纵向孔眼486。
锁组件412b可以还包括滑动锁张紧器488，其沿着推进器的纵向轴线相对于推进器250滑动。凸缘或其它结构490可以被紧固于推进器250，或一体地形成其一部分，并且可以被安置在滑动锁张紧器488后面。张紧器弹簧492可布置在滑动锁张紧器488和凸缘490之间。张紧器弹簧492的弹簧刚度可大于锁弹簧480。随着推进器250被驱动进入和抵靠于柱塞106，锁弹簧480快速压缩，推进延展部分484进入筒槽478(图37)，由此防止筒沿着正交于柱塞250纵向轴线的方向移动。张紧器弹簧492吸收附加推进能量。当柱塞250返回原位(图36)时，弹簧480的偏压力将延展部分484牵拉离开筒槽478，由此将锁解锁。
离合器412(图16-20)和滑动锁机构412a(图27-27C)，除了实施锁合/锁定功能，也执行推压功能。锁组件412b(图36-37)可以被配置成执行推压功能。它们都是用于执行下述功能的结构的例子，即推压(或“偏压”)药剂筒(例如，筒100)抵靠于壁，更具体地讲，接合筒的后侧端部且推压位于泵组件中插入位置的药剂筒抵靠于刚性壁而处在保持位置。刚性壁可以，例如，是托架244的前壁。其它实施这些功能的结构的例子在图38由附图标记494示意性表示。这些结构包括，但不局限于，螺旋弹簧，片簧，干涉突起，干涉配合，和可变形弹性件。这样的结构可以附连于筒容室246的后壁320或一些其它结构。
G、示例性编码器
本申请的系统控制构件的一个方面，可应用于这里描述的各式各样的控制成套方法，用于监视马达358的轴的实际运动。具体地讲，马达轴的转数(或“角位移”)和/或旋转方向被解析。出于清楚地目的，马达轴的旋转被简单地称作马达旋转。向前方向的转数可被用于判断药剂已被发放的量。例如，在一些应用中，14.4圈可以等于一μL，相应地，可以等于0.50IU的U-500胰岛素发放。
各式各样不同的设备可以被用于监视马达358的角位移和旋转方向，从而控制器240能够，例如，判断马达是否按预期移动。尽管本发明采用编码器来执行此功能，其它设备，也可能采用，包括，但不局限于，监视马达的线圈电流。还应指出，本发明并不局限于任何特定类型的编码器。
在示例性实施方式中，编码器396可以被安置在马达358的轴上，以所示方式，例如，在图18中。马达/编码器关系被示意性表示在图39中，并且各种示例性编码器在下面参照图40A-40I被描述。简要地讲，在至少一个实施方式的常规操作期间，控制器240发送成对脉冲/相位激励信号(使步进脉冲)至马达358，同时监视从编码器396返回的脉冲链。与示例性编码器关联的脉冲链还被表示于图40A-40I。编码器396被近乎实时监视，以判断其与马达轴357关联的(并且因此而与马达358关联)的可移动部分是否按预期移动。
首先参看图40A，示例性编码器396a可以是光学编码器。这样的编码器可以具有光发射器397，光检测器399，和一或多个光学遮断器401。遮断器401被安置和/或构造成使得当编码器396a的带有遮断器的部分沿向前方向而非向后方向旋转时不同的波形被产生，如图所示。示例性编码器396a中的光学遮断器401形式为两个阻断凸片，二者相隔不同于180度的角度。转到图40B，示例性编码器396b具有两个编码器开口401b，二者相隔不同于180度的角度。示例性编码器396c具有两个反射表面401c，也相隔不同于180度的角度，被显示于图40C。图40D中的示例性编码器396d具有单一编码器开口401d，其具有不对称形状以形成不同的向前和反向波形。示例性编码器396e(图40E)中的阻断凸片401e也是不对称的，因此，由此产生的波形沿向前方向和反向不同。图40F中的示例性编码器396f具有不同尺寸的开口401f，以导致沿向前方向和反向不同的波形。
转到图40G-40I，其它示例性编码器采用磁检测器。这样的编码器可以包括检测磁场变化的传感器，诸如霍尔效应传感器或磁阻传感器，和磁体结构，位于马达轴上或与马达轴一起旋转以产生沿旋转向前方向和反向不同的磁场。为此，示于图40G的示例性编码器396g包括传感器403，和磁体结构405g，具有S-N-S磁畴，以产生所示信号波形。示例性编码器396h(图40H)包括磁体结构405h，具有S-N-S磁畴和N-S-N磁畴。另一示例性编码器，其在图40I中大体上由附图标记396i表示，具有旋转轴线穿过两个棒状磁体结构405i。另一示例性编码器396j被示于图51。这里，旋转部分405j包括单一磁体，且设有一对传感器403a和403b。另一示例性编码器可能形式为光学编码器，具有一对传感器。
H、示例性压力/堵塞传感器
如上面描述于小节III，压力传感器可提供插管或输液器械管中堵塞检测，等等。堵塞可以由任何数量的原因引起，包括，但不局限于，泵组件相对于布署的插管运动导致的插管扭结，输液器械管扭结，或在插管的出口端形成凸粒。用于检测压力的结构还可以被用于，例如，检测药剂筒在泵组件中存在和对正。在至少一些应用中，压力传感器的一部分可以是药剂筒的一部分，压力传感器的另一部分可以是泵组件的一部分。关于药剂筒压力传感器部分，各式各样不同的实施方式在上面参照图3-8描述于小节III。另外，尽管术语“压力传感器”被采用，因为当流体被泵送进入完全或部分堵塞的管腔时压力趋向于增加，传感器可以简单地是以特别区域响应于预定压力阈值或预定容积增加的装置，而非传感器，其能够测量各种压力范围内的压力。另外，实际压力可能不需要判断。例如，对于被校准为在预定范围的压力产生预定范围输出的传感器，可能判断要判断压力变化；率(其可代表堵塞)，而不必判断实际压力。
现在参看图41和42，示例性压力传感器234包括筒部分120a，其与上面描述于小节III的药剂筒100a关联，和泵组件部分236。筒部分120a可以包括带有磁体132a的可检测结构124a，其由弹性隔膜134a承载，等等。隔膜134a，其借助于孔眼128暴露于贮存器压力，响应于压力增加挠曲，由此引起磁体132a的运动。泵组件部分236，其位置相对于药剂筒100a固定，可以是响应于相邻磁场变化的传感器(例如，霍尔效应传感器或磁阻传感器)。随着磁体132a相对于泵组件部分236移动，传感器响应于相邻磁场的相关变化(例如，使输出电压变化或电阻变化)。泵组件部分236被可操作地连接至控制器240，并且控制器可以被构造成使传感器响应与贯通孔洞116中压力变化一致。为此，泵组件部分236能够被安装在与控制器关联的电路板上，和/或可被认为是传感器的带电部位。
关于压力传感器234的操作，首先需要指出，流体传输过程将被如此执行，例如，插管连接器插塞(例如，插塞602在图57)或用于输液器械的连接器插塞550(图63)安置在筒贯通孔洞116内。这些结构被从图41和42略去以简化图示。在图41中可检测结构124a被显示处在“静态”位置，其可对应于筒贯通孔洞116中几乎或完全没有压力。磁体132a和泵组件部分236之间的距离为D1。随着筒贯通孔洞116中的压力增加，隔膜134a的偏移导致磁体132a和泵组件部分236之间的距离减小，并且相关传感器相应地作出响应。与损失传输六μl的药剂关联的压力变化(例如，5psi)，其可被认为是堵塞的结果，在所示实施方式中将磁体132a和泵组件部分236之间的距离减小一个量ΔD而变为D2。
当然，这里讨论的内容同样适用于描述于小节III的示例性药剂筒100(具有筒部分120a)。另外，如上面在图3-8方面所讨论，其它示例性的可检测结构布置包括，但不局限于，透磁结构，承载于隔膜上并且相对于线圈可移动；以及光学元件，承载于隔膜上并且相对于光学传感器可移动；以及电导体，承载于隔膜上并且相对于一对开关触头可移动。还应指出，关于各种包括压力传感器的应用，本发明并不局限于包括隔膜的压力传感器布置，或包括筒部分和泵组件部分的压力传感器布置。例如，药剂筒可以包括借助于电触头与泵组件连通的压力传感器。
在磁体或其它可检测结构行进距离非常短的情况下(例如，ΔD＝大约0.1至1mm)，药剂筒(例如，筒100或100a)相对于传感器234的泵组件部分236的位置变化可以负面影响测量精度。相应地，在至少一些应用中，各种结构被提供以定位和保持药剂筒于筒接收区域220中的预定位置，例如，上面参照图18，23-26和32-35A描述的弹簧偏压夹子268和锁412和412a。这里需要指出，通过维持传感器部件之间期望的空间关系，诸如压力传感器筒部分120a、泵组件部分236和窗287之间(图41)，上面描述的本申请的泵组件的“低系统柔顺度”方面贡献于传感器测量精度。
I、示例性脱落检测器
本发明人认识到，与任何贴片泵关联的一个问题是在患者不知情的情况下可能从患者的皮肤完全或部分脱离(即，“脱落”)。这样的完全或部分脱离可导致插管弯曲或以其它方式与药剂传输干涉。
下面参照图43-47描述各式各样机构用于检测何时贴片泵已脱离，并且提供适宜信号至所述系统控制器(例如，控制器240)。所述系统控制器可以采取各种步骤，例如，响应于脱落信号，启动报警器和/或停止马达。尽管不局限于用于任何特定类型的贴片泵，下面在贴片泵系统方面描述检测机构以简化解释，该贴片泵系统的其它方面与上面描述的系统10(图1和54)相同。相似元件由相同附图标记表示。其它示例性应用包括，但不局限于，不包括托板的贴片泵。
如示于例如图43和44，示例性泵组件200a提供有位于外壳202a中的开关型检测器650，且示例性托板500a被提供有延伸穿过板件506的检测器孔眼505。示例性检测器650可以包括开关652和可移动开关致动器654。开关652可以是独立式结构，其被偏压到打开状态(图43)以及响应于与开关致动器接触而闭合(图44)。在其它应用中，开关中的一些或全部可被相关开关致动器承载。开关致动器654，其通过弹簧656或其它偏压装置被偏压到伸出位置(图44)，可以包括抵接部658，其在托板500a被紧固于皮肤且泵组件200a被紧固于托板(图43)时支靠在皮肤表面S上。检测器孔眼205被提供在外壳202a上，以允许开关致动器654的运动。抵接部658被承载于柱660的一端上，止挡662被承载于另一端上。止挡662限制开关致动器654的行进，并且在“脱落”过程中接合开关652。
通过如此构造，当托板500a被紧固于皮肤且泵组件200a被紧固于托板(图43)时，致动器654将脱离与开关652接触。随着由于粘合剂542失效(图44)或拉力作用于托板或泵组件上导致托板500a从皮肤表面S分开，或由于泵组件200a与托板之间连接失效而导致分离，弹簧656的偏压力将止挡662朝向开关652移动直至发生接触，开关被闭合，且信号被发送至控制器。
通过调节开关致动器654在闭合开关656之前需要行进的距离D，示例性开关型检测器650可被校准，以在至少一些情况下限定发送到控制器240信号被触发和随后患者警示所需分开的量值。在所示应用中，距离D可以为大约0.5至2.0mm。
另一示例性脱落检测器布置在图45中大体上由附图标记650a表示。示例性检测器650a包括传感器664，其位于泵组件200b的外壳202b内或被其承载，并且可移动受检测结构666，其由托板500b承载。传感器的类型取决于受检测结构的类型。在示例性应用中，受检测结构包括磁体668，相应地，传感器664为传感器，其被构造成检测磁场变化，诸如，例如，霍尔效应传感器或磁阻传感器。外壳202b还包括凹入部207以容置受检测结构666。
磁体668(或其它受检测结构)承载于托板上的方式可以改变。如示于例如图45，磁体668被承载于柱670上，柱延伸穿过板件506中的检测器孔眼505。密封件672可承载于柱670上。钢盘674被板件506承载。弹性体片材676和678可以被紧固于板件506，以包围磁体668、柱670和钢盘674。
通过如此构造，当托板500b被紧固于皮肤且泵组件200b被紧固于托板(未示出)时，受检测结构666将相对靠近传感器664。随着由于托板粘合剂失效(未示出)，托板500b和附连的泵组件200b与皮肤表面S分开，磁体668和钢盘674之间的磁引力将牵拉磁体背离传感器664。当它们之间距离增加至距离D，传感器664经受到的磁场变化量值将使得信号被发送至控制器。如果泵组件200b与托板500b由于它们之间连接失效而分开，传感器664将经历相邻磁场中的类似变化。
通过调节受检测结构666(例如，磁体668)的适宜部分触发将要发送给控制器的信号并且在至少一些情况下提供患者警示之前需要行进的距离D，示例性传感器型检测器650a可被校准。在所示应用中，距离D可为大约0.5至2.0mm。
另一示例性检测器，其在图46中大体上由附图标记650b表示，形式为RF电路，具有发射天线680，接收天线682，和RF能量源684。RF能量源可通过所述系统电池238供电。接收天线682被相对于发射天线680安置，以使得随着托板变得与使用者的皮肤表面S分离，接收的RF场幅值变化，如图所示，通过波形A1和A2。例如，A1可为A2大约两倍。抵靠着皮肤时接收的RF场比在空气中具有更大的幅值。响应于幅值减小，RF电路发送信号至控制器。发射天线680可被安装在托板和泵组件(未示出)之一中，接收天线682可安装在托板和泵组件之一中，并且发射天线和接收天线能够都埋入托板500c(如图所示)中。在RF能量源由托板承载的那些情况下，借助于泵组件电触头228和230(图16)和托板触头228BP和230BP(图66)，可供电
另一示例性检测器，其在图47中大体上由附图标记650c表示，形式为电路，具有第一电端子686和与第一端子相隔的第二电端子688，和承载于上的托板500c’。当相关托板500c’通过托板粘合剂被附着于皮肤表面S时，在第一和第二端子686和688之间通过使用者的皮肤形成完整电路，并且当托板变得从皮肤分开时，电路断开。当电路断开时，信号被发送至控制器。在所示实施方式中，第一和第二端子686，688可能形式为承载于托板500c’底部表面上的导电垫。“脱落”信号可能是电压信号，并且示例性电路被构造成将电路的电流转化为电压信号。
J、示例性电池和电池充电器
驱动马达的电池可以是充电电池，诸如充电锂聚合物电池或充电锂离子电池。至少一些应用将采用充满时的开路电压为大致4.2伏，或4.18-4.24伏的充电电池。锂聚合物和锂离子电池的一个优点是它们能够由患者快速充电，具有高能量密度，且具有理想的线性衰减而有助于精确显示充电状态。转到图49，示例性电池238可在与筒容室246分开的容室中承载于泵组件外壳202内。此外，因为电池238是可充电的且外壳包括外部充电触头228和230，示例性外壳202不包括门或盖以提供通向电池的入口，并且示例性外壳可被密封(即，即在不被破坏的情况下就不能被打开)。
在至少一些情况下，使用者可能试图在筒100中有药剂时对电池238充电。要注意筒100将被锁定在泵组件200中，只要柱塞推进器250不是位于完全后退位置，如前面参照例如图23-26所讨论。在如此锁定的状态下，当使用者将泵组件从托板上拉掉时，筒100和泵组件200将以示于图48的方式与“贴片泵”托板500和插管600分开，同时托板和插管保留在使用者皮肤表面S上。类似的分开将发生在“输液器械”托板501和“非传输”托板502(图1)方面。
在电池238与药剂筒100相对紧密相邻的状态下，来自电池238的热量有可能在充电期间增加药剂温度，尤其是在快速充电时。药剂温度对某些药剂诸如胰岛素可能有影响，例如，胰岛素在大约37℃受损且有效性变得不确定。相应地，温度传感器239(例如，电热调节器或热电偶)也可以以下述方式承载于泵组件外壳202内，即温度传感器可检测筒100中药剂的温度(或至少能够代表药剂温度的温度)。例如，温度传感器239可承载于与示例性控制器240(图18)关联的电路板上或托架244(图18)上。在一些筒应用中还可以包括温度检测设备，诸如延伸至贮存器的热管(未示出)。温度信息可提供给控制器240，或提供至另一控制器，以基于温度调节电池充电过程，如下面描述的。
电池充电器的一个例子，其在图49大体上由附图标记700表示，包括外壳704中的充电电路702(例如，控制器和电源电路)。充电器外壳704的顶部可能构造成类似于托板500的方式。为此，外壳704的顶部可包括板706，筒凹坑708，一对相对的连接器712，钩714，和电触头228R和230R。在一些应用中，温度传感器739可提供凹坑708处或附近，以在充电期间检测中筒100药剂的温度。电源和数据连接器716和718也可以被提供。
泵组件200和电池充电器700的相应构造使得，当泵组件被安置在板部706上，使得端壁212抵接于钩714时，泵组件充电触头228和230被电连接至充电器触头228R和230R。另外，当筒100在充电过程期间位于泵组件200内时，筒的桶102将支靠在凹坑708中以确保正确电触头228/230和228R/230R对正。凹坑708还可以被构造成容置与锁412a(图32)关联的手指凸片456。
充电过程可能被与泵组件控制器240关联的电路237、充电器控制器702、单独的电路或一些它们的组合控制，它们集中起来称作“充电控制器”。充电控制器702可以基于温度传感器239和/或温度传感器739检测的温度调节电池238的充电。例如，对快速充电电池238的希望被权衡为大于避免药剂损失的希望，充电控制器可以被构造成将检测的温度维持在温度范围内，对于特定药剂的其高于预定阈值和低于预定最大值。在示例性的胰岛素和锂聚合物电池方面，阈值温度可以是37℃(或从例如36.6-37.4℃的范围)，且预定最大温度可以在例如45-50℃的范围内。
还应指出，如果泵外壳202内的温度低，电池238可能难以提供足够的电流。因此，温度传感器239可被用于在泵组件200的操作期间监视温度。如果温度太低，报警器可通过控制器240启动。
充电过程的调节可通过下述方式实现，例如，基于检测的温度选择性地增加或减小电池238充电的速度(例如，通过控制电流)。例如，并且参看图50，调节过程可被设计成以下述方式执行温度控制，即防止检测的温度超过预定最大温度(TMAX)，如图中以点划线表示。为此，随着温度到达低于最大温度TMAX的调节温度(TMOD)，充电速度减小，以将温度在最大温度TMAX或低于它。
在至少一些应用中，充电控制器可以被构造成识别和/或防止充电故障，诸如电池过度充电，这可能引起电池膨胀，放气，和以其它方式导致泵组件中的其它部件产生应力。
这里应指出，本申请的泵组件和电池充电器并不局限于通过使用电触头实现直接电连接的那些。举例而言，但不构成限制，感应耦合可被采用。这里需要指出，本申请的泵组件的至少一些应用可被构造成接受可更换的电池。然而，这样的应用将要求采用防水电池容室盖。
K、示例性报警器
如前所述参照图18，示例性泵组件200可以包括报警器242，其承载于外壳202内。报警器可以是音频的(例如，蜂鸣器)，可触知的(例如，振动器)，可视的(例如，LED，具有延伸穿过外壳202的部分)，和/或任何它们的组合。在示例性实施方式中，多种条件可以导致报警器启动。例如，如后面描述于小节IX，报警条件包括，但不局限于，电池电量低或用尽，堵塞，贮存器容纳物少或空，硬件自测试，固件误差，没有托板，装置脱落，电池充电温度过高，不能发现柱塞，和/或充电故障。
L、示例性系统控制器
这里描述的示例性泵组件可以包括控制器，其被构造成执行这里描述的各种控制功能。控制器还可以操作/执行算法，用于定期安全检查，诸如存储器校验总和，硬件核实自测试，以及诸如此类。本发明并不局限于任何特定类型的控制器，并且包括那些当前可获取或将来被研制出的。举例而言，但不构成限制，这种新控制器可能形式为微控制器，且存储固件程序。微控制器可以包括下述中的一些或全部：微处理器或其它中央处理单元(CPU)，其它数字和/或模拟控制电路，数字和/或模拟通信电路，和存储器，诸如静态随机存取存储器(SRAM)，闪存，和同步动态随机存取存储器(SDRAM)，等等。控制器可以采用任何适宜的控制原理，包括，但不局限于，比例，适应性，神经网络，模糊逻辑，和/或比例积分微分(PID)。微控制器还可以支持通过RF界面固件升级。
一种示例性控制器在图18中大体上由附图标记240表示，并且在这里参照图51借助于与其相连的各种系统部件进行描述。示例性控制器240可以包括微控制器(在图51中标为μ-C)，带有CPU，闪存，SRAM，和内置式RF收发器。在控制器中构建RF电路可通过将所有部分布置在单一芯片中而为控制器减小尺寸。适宜的微控制器的一个例子是TexasInstruments CC2530微控制器。
一对振荡器晶体249分别提供用于RF收发器和微控制器的时钟源。用于微控制器电源的滤波电容显示于247。
如上面和后面所讨论，各式各样的装置可被可操作地连接至控制器240。首先参看图51，这样的装置可以包括位置检测器398(图29)，其检测何时柱塞推进器250位于完全后退(或“原位”)位置，源于编码器的一或多个传感器，用以监视马达轴旋转(例如，编码器396j的传感器403a和403b)，和温度传感器239，其可以是电热调节器，产生可变模拟电压，连接至模拟ADC输入。
关于电源，充电触头228，230将电池238连接至电池充电器700(图49)。充电电压通过分配电路243被分配至电池238和电压调节器231。保护电路241被提供给电池238，并且调节器231调节传输至微控制器的电能。充电器控制器237，如果存在，可被用于控制电池238充电，在电池充电器700不执行此功能的情况下。分压器245将电压降低到与微控制器的模拟输入相容的程度，并且允许微控制器读取全范围的输出电池238。为了保存电池电源，分压器245只在电池电压被检测时被启用。当分压器245被启用时，相关针上的电压为电池电压*Rb/(Ra+Rb)。因此，电压为实际电池电压的分数表示，从而针的输入范围不被超过。模拟到数字转换器输入端检测该电压。微控制器的内置式模拟到数字转换器将电压转化为数字值(例如，10字节数字值)。
在开关型脱落检测器(例如，图43和44中的检测器650)被采用的应用中，到R4的输入为数字输入，其检测相关开关S3的启动。该输入允许微控制器检测穿过外壳202突出的检测器部分(例如抵接部658)的位置，并且可被编程，以将微控制器从极低功率状态唤醒。
报警器242，其可以是音频的，可触知的和/或可视的，具有激励电路以增加发送给它的电流激励。静音开关1004还可以被提供，例如，在泵组件外壳202上，以使音频报警器静音。
发送和接收天线1002被提供，以与例如遥控装置1000通信。用于天线1002的阻抗匹配电路1003从收发器接收其电源。
M、示例性马达控制
转到马达控制，并且参看图51，马达358(例如，步进马达)通过马达线圈C1，C2的相启动。各相被以正确顺序激励而以理想的速度和沿理想的方向驱动马达358。联锁装置电路361为简单漏脉冲检测器，其能够组合可再触发型单稳定多振荡器集成电路，诸如74HC123CMOS装置，来自NXP Semiconductors。联锁装置电路361通过销365被启用，所述销从高到低连续摇摆，并且微控制器的软件引起销摇摆。因此，如果软件停止发挥功能，销将不摇摆，且马达358将通过联锁装置电路361自动地停用，出于安全原因。更特别地，输出365使得马达联锁装置电路361被启用，防止因软件锁住而过度传输药剂。
脉冲宽度调制(PWM)电路363是由马达启用输出，其使得激励器DR1，DR2的信号能够到达马达358。换言之，PWM电路363调节从电池238施加给马达线圈C1，C2的电能。这种脉冲宽度调节的输出能够控制马达电流，取决于编程扭矩和电池238的电压。电路363操作频率为马达相位的十至一百时间倍，并且避免不得不使用马达电压调节器。
激励器DR1，DR2对马达358的线圈C1，C2通电，并且改变它们的极性。假定联锁装置电路361已被启用且输出F位于逻辑1，则当输出C为逻辑1且A为逻辑0时激励器DR1被启用而不需给线圈C1正驱动。类似地，当输出B为逻辑1且D为逻辑0时，通过给线圈C2正驱动，激励器DR2被启用。在相同的条件下，当输出C为逻辑0且A为逻辑1时，通过给线圈C1负驱动，激励器DR1被启用。类似地，当输出B为逻辑0且D为逻辑1时，通过给线圈C2负驱动，激励器DR2被启用。如果A＝C，激励器DR1被停用。类似地，如果B＝D，激励器DR2被停用。如果输出F为逻辑0或如果联锁装置电路361被停用，两个激励器被停用，而不论输出A-D的状态如何。当PWM电路363的输出F以给定占空比输出脉冲时，进行脉冲宽度调节。如果F以75％占空比输出脉冲，则线圈将以通过A-D选择的极性接通，有效电压为电池电压的75％。
图51A为框图，展示了图51中显示的一些元件/部件的功能关系，特别地讲，电池充电系统与所述系统其它部件之间的关系。电池充电系统，如图中左下方以点划线框所示，包括电池238，电池保护电路241，电源连接器228，230，和充电电路237。如可见于图51A，单向电池充电系统通过分压器245连接至微控制器。马达激励器DR1，DR2从电池接收电能且驱动马达358，马达位置通过位置检测编码器396j被检测。当微控制器中有软件问题时，联锁装置电路361提供马达激励器DR1，DR2的安全截断。振荡器晶体249为微控制器和RF收发器提供时钟功能。微控制器控制报警器242的操作。天线1002借助于天线电路1003被连接至微控制器。
供给马达358的电源可能控制在具有下限和上限的范围内，在下限可以提供充分的扭矩来克服驱动线路无效和轴向筒摩擦，并且移动柱塞106，而上限足够低从而不会引起通过柱塞密封件152的泄漏。图52为流程图，显示示例性低扭矩马达控制过程。参看此图，具有一定数量的编码器的固件计数器计算所需的推进器前进距离，对应于理想的药物剂量的负荷，被载入控制器240(步骤S001)。马达358被激励(步骤S002)，并且编码器396被监视(步骤S003)。如果没有马达旋转被检测到(步骤S004)，则激励电流被向上调节以增加马达扭矩(步骤S005)，并且过程返回到前述马达激励步骤(步骤S002)。另一方面，如果马达旋转被检测到，计数器被减(步骤S006)。
如果计数器不为零(步骤S007)，则激励电流被向下调节，以限制马达扭矩并且储存能量(步骤S008)，并且过程返回到前述马达激励步骤(步骤S002)。如果计数器为零(步骤S007)，则对于马达激励中断后随后检测到马达旋转的情况，在越过固件计零后的附加马达步骤中马达激励持续，(步骤S009)。在完成附加马达步骤后，传输由此结束(步骤S010)。
在上述向上调节和向下调节步骤中提到的激励电流调节方法随所用方法而改变。方法的例子有(a)脉冲宽度调节，和(b)可编程线性或开关型电压调节器。使用电压调节器上下调节，可增加或减小输出至线圈激励器的电压。对于脉冲宽度调节方法，向下调节减小占空比，向上调节增加占空比。
换言之，脉冲宽度调节是单向的以控制能量消耗并且提供规定的(例如，10磅)停止极限。停止极限太低将不能提供针对驱动线路和筒无效的充分性能，而停止极限抬高则会引起筒过度驱动，并且潜在地产生过度贮存器压力，这会在推进器“归零”过程中(参照图91描述于小节VIII-B)或在堵塞发生时(参照图92和93描述于小节VIII-C)引起泄漏通过筒密封件152。
根据示例性实施方式，马达358总是在脉冲宽度调节或其它扭矩控制方法下操作，因为马达被设计有将被控制的过度扭矩。脉冲宽度调节是一种有效方法以控制扭矩。为马达提供电子驱动是重要的，以最小化电池放电，以及控制马达提供给所述系统的扭矩并且迫使导螺杆360在所有情况下适应于筒100，例如，后退，到原位，归零，返回，和堵塞检测。
首先参看图52A，图51中的激励器DR1，DR2之一被显示连接至相关马达绕组。Rs为电流检测电阻(大约1Ω)，用途为直接检测线圈电流，Vs为电流检测电压。电感器(L)为马达绕组的电感，负荷(R)为绕组电阻。开关359c为FET激励器，二极管359a和359b为位于FET激励器中的本征背对背二极管。这些部件大体形成基本降压型开关调节器的组成元件，其中R为负荷。当本图中(并且在图51中)显示的ENABLE条为逻辑0(真状态)时，开关359c接通，并且由此电源提供给电路其余部分，由此使得线圈激励器启用。如果开关359c通断速度快于R/L，则施加到负荷R的电压将被以降压型开关调节器的方式有效地减小。在开关359c接通时，电感L通过其电流爬坡充电，由此限制施加给负荷R的电压。在开关359c断开时，电感L通过其电流下坡放电，由此持续地供应电压至负荷R。电感L通过负荷R和本征背对背二极管359a和359b放电。这种电路可被进一步增强，通过添加跨越本征背对背二极管359a和359b的Schottky二极管，以在开关359c断开时当电感L通过它们放电时减少压降。这与Schottky二极管在降压型开关调节器中的作用很大程度上相同。
所基于的方程为：Veff＝D*Vbatt，其中Veff为施加给线圈电阻R的有效电压，D为脉冲宽度调制占空比，Vbatt为电池电压。如果电池238被完全充电至4.0伏，且马达358将一直运行，直到电池电压仅为3.0伏，则以75％占空比进行脉冲宽度调制。施加给线圈电阻R的有效电压为0.75*4.0＝3.0伏。随着电池电压降至3.0伏，占空比将增加至100％，且没有开关操作。开关的频率将通过L/R时间常数确定。对于示例性马达L＝3.5mH且R＝30Ohm，L/R＝117μs。频率周期小于时间常数，以确保电感电流相对线性上坡下坡。这确保等式Veff＝D*Vbatt保持正确。该方法能够被用于进一步减小施加给线圈电阻的有效电压，如有必要。这能够被用于限制贮存器中的压力。由于存储的能量，传统降压类型开关调节器中所用的跨越负荷R的滤波电容不再需要。可简单地保持充电以减少电压波动，而马达实际以电流而非电压操作。在前面的描述中，线圈电流正比于有效电压Veff，因为该电压被认为仅是跨越线圈负荷电阻部分R两侧的电压。因此，例如，如果施加给R的有效电压减小25％，电流也减小25％。
脉冲宽度调节系统可以包括模拟到数字(A/D)转换器，其将电池电压转化为数字表示。控制器(a)通过激励电路操作，以控制马达的操作，并且脉冲宽度调节从电池施加给马达线圈的电能，(b)读取编码器的数字输出，和(c)读取A/D转换器的数字输出。
控制器240可以包括第一软件算法，其被配置成使用马达位置的数字表示而对控制器中的第一数字计时器/计数器电路进行编程，以提供低电平信号输出而启用马达358的激励器DR1，DR2，从而有助于形成马达线圈C1，C2的电压序列，以产生期望的马达旋转。控制器240可以还包括第二软件算法，其使用A/D转换器的输出而对控制器中的第二数字计时器/计数器电路进行编程，以提供低电平信号输出，从而进一步实现马达358的激励器DR1，DR2的启用，以有助于脉冲宽度调制施加给马达358的线圈C1，C2的电压。
第一软件算法的步骤可以是下面的：(1)通过读取编码器396判断马达轴的位置；(2)判断旋转的方向(向前/传输或反向/后退)；(3)判断所需的转数(传输多少药物或后退多远)；(4)根据马达制造商规定限定的顺序通过以+或-激励线圈相A和B使马达358步进；以及(5)以一定速度重复步骤(4)，该速度是通过研制过程中的分析和特征化确定的，以确保以常规载荷运动，直至从编码器396读取到期望的转数。步骤(4)和(5)可由第一数字计时器/计数器电路执行，其中输出被连接至马达线圈C1，C2的激励器DR1，DR2，而同时微控制器读取编码器396的输出。
第二软件算法的步骤可以是下面的：(1)判断所需的有效马达线圈电压(Veff)(例如，2.7伏使马达358沿向前方向运行，1.1伏使马达沿反向方向运行；实际电压将在研制过程中的分析和特征化后确定)；(2)读取A/D转换器输出，含有电池电压(Vbatt)的数字表示；(3)计算Veff/Vbatt；以及(4)对第二数字计数器/计时器电路编程，以输出数字脉冲波形，占空比Veff/Vbatt的频率为第一软件算法的步骤(5)中的速度的10至100倍。第二数字计时器电路的输出将被作为马达线圈激励器DR1，DR2二者的全局使能信号。
因此，尽管电路判断出例如在特定时间，线圈相A应当以+Vbatt激励而线圈相B应当以-Vbatt激励，第二计时器的输出为闸信号，其判断何时激励器被实际启用而以选择级别驱动线圈。结果是线圈相A将以+Vbatt激励，但以占空比Veff/Vbatt通断，线圈相B也类似地激励。该通断速度远高于激励器DR1，DR2切换线圈相极性以执行引起马达358旋转的规定操作序列。效果是将电流限制在Veff/Vbatt乘以如果100％旋转时间内满电池电压被施加给线圈将使用的电流量。
因此，能够通过限制施加给马达线圈C1，C2的电流来限制扭矩。其它限制电流的方式可使用恒定的电流源。然而，这可能有些复杂且浪费电池能量。恒定的电压源可被使用。由于线圈电阻限制电流，因此限制电压将有效地限制电流。这可以通过两种途径之一实现。线性电压调节器可被采用，尽管这可能导致电池不必要地放电。备选地，开关电压调节器可被采用，这更为高效，因为它利用线圈储存能量，但包括更多部件。
V、示例性托板和插管
如前所述，并且如示于例如图1，本输液系统可以包括各式各样不同的托板中的任何一个与筒(例如，筒100)和泵组件(例如，泵组件200)组合。每个托板可被构造成适于不同的系统操作模式。托板500为可附着于人体的托板，其可以与直接连接至筒100的插管诸如插管600(图56-57)结合使用，从而所述系统可以被用作“贴片泵”。托板501被构造成将筒100连接至输液器械503，从而所述系统可以被用作“袖珍泵”，“腰带佩戴泵”，或一些其它可佩戴泵。托板502为药剂非传输托板，其包括插塞504，可被用于在非使用期间密封筒100。此外，并且如后面描述于小节VI，泵组件(例如，泵组件200)和托板(例如，托板500-502)可分别被构造成使得泵组件可判断各式各样托板中的哪一个被附连于泵组件，然后准备根据与该托板关联的操作模式进行操作。另外，尽管示例性托板在这里在示例性筒100和示例性泵组件200方面被描述，本申请的托板可以与其它筒结合使用，靠基于筒的泵，和不基于筒的泵。
转到图53-55，示例性可附着于人体的托板500可以包括板件506，其被构造成覆盖外壳底部208中的插入开口218(图16)。筒孔眼508(或简单地凹坑)可被提供以容置药剂筒诸如筒100，或可被省略，并且插管孔眼510可被提供以允许插管从中穿过，否则的话板件506将堵住插管。还应指出，筒100、泵组件200和托板500分别被构造成使得筒歧管108的一部分将支靠于板件506。
示例性托板500还包括执行将托板紧固至相关泵组件功能的结构。例如，在示于图53-55的实施方式中，托板500包括一对相对的连接器512，和钩514。连接器512摩擦接合泵组件外壳202的侧壁210，并且可以具有接合部分516，支撑部分518，用于将接合部分连接至板件506，和突起520，用于接合使用者的手指。缝隙522，被设置在支撑部分518的每侧，允许支撑部分沿箭头P所示方向枢转。当连接器处在无应力状态时，接合部分516之间的距离小于外壳侧壁210外表面之间的距离。这样，当外壳202和托板500被压在一起时(图54-55)，由此将连接器512从它们的无应力状态枢转出来，接合部分将施加力F于外壳侧壁210，所述里足以提供足够的摩擦接合以防止常规使用期间分开。钩514可以包括接合部分526和支撑部分524，并且缝隙528可被设置在支撑部分524的每侧，如果需要钩有挠曲性的话。
在将托板500附连至泵组件200期间，外壳端壁212的底部角部可以与钩514限定的空间528对准。托板500和泵组件200然后相对于彼此移动(例如，围绕钩214枢转)至示于图54-55的位置，在此连接器512摩擦接合外壳侧壁210和将托板紧固至泵组件。
在至少一些实施方式中，托板和相关插管可以被构造成将它们自身紧固到彼此。其结果是，泵组件(例如，泵组件100)和药剂筒(例如，筒200)可在一起随单元从托板去除，而插管维持紧固于托板上，如前面参照图31所述。这允许，例如，泵组件电池被充电，而不必移除筒。使用者还可以使用这种能力而将托板和插管从其身体移除、然后为所述系统在不同位置重新布署新的托板和插管。
一种示例性托板和插管构造示于图55A-57。示例性托板500”基本上与托板500相同，并且相似元件由相同附图标记表示。此外，带有配合表面513的凹坑511被围绕插管孔眼510安置在板件506的底侧(即，粘合剂侧)。凹坑511被用于以下面描述的方式将插管紧固至托板500”。
示例性插管600被构造成建立药剂筒(例如，筒100)和患者之间的流体连接。示例性插管600还被构造成与凹坑511协作，以使得插管相对于托板501的轴向运动被防止，至少沿去除方向，在插管已被布署到患者身体中后。
关于流体连接，插管600可以包括连接器插塞602(或“头部”)，其被构造成被插入到筒贯通孔洞116中。示例性连接器插塞602可以包括具有内部管腔606的圆柱形件604，连接至内部管腔的至少一个进入端口608，位于至少一个进入端口608的相反两侧的O型环或其它密封件610。插管管件612可连接至连接器插塞602。示例性密封件610可集成于圆柱形件604，或由橡胶或其它适宜密封件材料形成的被承载于其上的可分开结构。
转到与托板凹坑511协作，示例性插管600包括锁(或“钩”)614。尽管锁可以具有任何适宜的构造，示例性锁614为弹性结构，其包括锁表面616和位于锁表面下面的截锥形支承618。随着插管600以上面参照图45-49描述的方式被布署通过药剂筒贯通孔洞116，锁614将偏转。这里，插入器套针(例如，图85中的套针812)将被推压通过圆柱形件604的顶部，通过内部管腔606，并且穿过插管管件612，而插入器驱动结构(例如，图85中的可移动件802)推压圆柱形件的顶部。一旦弹性锁614穿过插管孔眼510，其将返回其松弛状态，并且锁表面616将抵接托板凹坑511中的配合表面513(图57)。截锥形支承618然后将防止插管600通过插管孔眼510被拉回。
还应指出，凹坑511和锁表面616的相应尺寸(例如，直径)基本相同。该关系产生紧配合以有助于防止托板500”相对于插管600的侧向运动。
还应指出，相关插入器例如图85中的插入器800的构造，可防止插管600向下运动超出示于图57的位置。在其它应用中，插管和/或托板可提供有执行这种功能的结构。
示于图58和59的示例性插管600a基本上与插管600相同，并且相似元件由相同附图标记表示。此外，插管600a包括隔膜620。隔膜620，由比圆柱形件604软的材料形成，有助于插入器套针平滑通过而到达内部管腔606。
示例性插管600和600a的尺寸将取决于预期的患者以及药剂筒的构造。例如，圆柱形件604可以具有直径为4mm+/-1mm，长度为7mm+/-1mm，而插管管件612可以具有外径为0.5mm，内径为0.2mm，长度为6-10mm。关于结构和材料，插塞602和插管管件612可形成为两个分开的件(如图所示)，并由两种不同材料形成，或一体地形成。用于一体地形成单一插管的适宜材料包括，但不局限于，FEP，PTFE，COP，医用级别塑料，和聚丙烯。在两件式构造中，用于圆柱形件604和一体弹性锁614的适宜材料包括，但不局限于，PTFE，COP，医用级别塑料，和聚丙烯，而插管管件612可由下述材料形成，诸如PTFE，FEP和其它氟聚合物，和金属，诸如不锈钢。
用于将插管紧固至托板的其它示例性构件包括，但不局限于，其它类型的锁，包括具有设在托板或设在托板和插管二者上的可偏转结构的锁，以及各种装置，诸如摩擦装置，粘合剂，枢转结构和滑动结构。一种锁合构造还可以与插管管件关联，作为插管插塞的替代或附加。插管锁还可以省略，并且筒贯通孔洞和插管插塞分别被构造成通过摩擦维持相对定位。这种无锁构造的一个例子如下面参照图85描述。
本申请的托板和泵组件并不局限于任何特定连接器构造。一种备选方案是示于图60和61的联锁构造，其可以用于这里描述的任何泵组件和托板。联锁构造在一定程度上类似于示于图53-55的摩擦构造，并且相似元件由相同附图标记表示。然而，这里连接涉及机械联锁装置，而不仅是摩擦。更具体地讲，可附着于人体的托板500”’包括一对相对的连接器512a(示出一个)，和钩514(未示出)。示例性连接器512a具有前述突起520以及孔眼530。)相关泵组件外壳202’的侧壁(示出一个具有对应配合结构532，每个具有突起534，其定尺寸和形状为可配合在孔眼530中。在所示应用中，配合结构532承载于凹坑536中，并且具有凸轮面538和平坦面540。随着托板500”’被连接至在其它方面与泵组件200相同的泵组件200’，突起520将接合凸轮表面538，由此枢转连接器512a，直至孔眼530与配合结构532对准。相对的连接器512a的弹性然后引起它们移动进入凹坑536并且利用突起534产生机械联锁(或锁合状态)。还应指出，示于图53-55，60和61的构造能够被颠倒，即，外壳上的连接器结构转移到托板，且托板上的连接器结构转移到外壳，和/或连接器结构能够为与不同的外壳壁关联。连接器的数量还可以增加和减小，并且其它锁合构造可采用。
本申请的托板和泵组件并不局限于上面描述用于将托板紧固至相关泵组件的示例性结构。用于将托板紧固至泵组件的其它适宜的结构包括，但不局限于，导向的滑动附连结构，机械紧固件，磁体结构，钩环附连结构，螺合构造，和低粘性压力敏感粘合剂。另外，泵组件或托板可提供有可供它们中的另一个插入的凹槽。
可附着于人体的托板500将在筒100和泵组件200与其组合之前、组合期间和/或组合之后附着于患者的皮肤。为此，板件506的底部表面携带着粘合剂层542(图55)，用于将托板500可释放地附连至患者的皮肤。粘合剂层542可以覆盖底部表面的全部或不到全部。可移除的衬544(图54)可以被用于覆盖粘合剂层542，直至使用时。
本发明人认识到，可能难以保持插管固定和竖立在创口中，因为皮肤可能是粗糙的和非平面的，并且创口区域可能是软的、湿的和可变形的，并且不能将插管保持固定和竖立在创口中可能引起插管弯曲和堵塞。靠近插管的强粘合剂可保持插管固定和牢固。然而，强粘合剂经常是刺激性的、甚至损伤皮肤。因此，尽管粘合剂层542可以由单一类型的粘合剂构成，示例性托板500可以在粘合剂层542包括一种以上类型的粘合剂，每种不同的目的。在所示实施方式中，粘合剂层具有第一粘合剂546和第二粘合剂548，其强于(或“粘合强度”)高于第一粘合剂。第一粘合剂546占据的粘合剂层542主体，并将托板主体以足够的强度保持在皮肤上，以防止在常规使用期间分开。粘合强度更高的第二粘合剂548围绕插管开口510并且保持插管固定和牢固。
在所示例子中，第二粘合剂546可以覆盖插管开口510周围0.75–1.25mm，鼓出并且与相邻角部板件506相交。第二粘合剂也可以覆盖底部表面的1-10％。关于相对强度，在一个例子中，第一粘合剂544的剥离强度可为60盎司/英寸宽度+/-20盎司/英寸宽度，第二粘合剂的剥离强度可以高于第一粘合剂50-100％。在另一例子中，第一粘合剂的剥离强度可以是更强的第二粘合剂的剥离强度的80％。
托板500的尺寸可以对应于相关泵组件的那些。在上面描述的示例性泵组件200方面，板件可能1mm厚，长度/宽度关系为诸如42mm×34mm，40mm×32mm，和/或39.0-43.0mm×31.0-35.0mm。
示于图62和63的示例性输液器械托板501基本上类似于可附着于人体的托板500，并且相似元件由相同附图标记表示。例如，托板501可以包括板件506’，筒孔眼508(或凹坑)，和连接器512(或上面描述的任何其它连接器结构)。然而，这里托板501可以包括输液器械，诸如输液器械503(如图所示)，或可以简单地被构造成连接至输液器械。托板501还可以没有粘合剂层。
托板501在所示例子中包括建立流体连接的结构，其从药剂筒，诸如筒100，延伸至输液器械503。为此，并且参看图62和63，托板501可以具有连接器插塞550，其被构造成被插入到筒贯通孔洞116中。示例性连接器插塞550包括具有内部管腔554的圆柱形件552，围绕圆柱形件外周安置且连接至内部管腔的多个进入端口556，和位于进入端口556的相反两侧的O型环或其它密封件558。示例性连接器插塞550可集成于板件506’，或可为紧固到它的分开结构。示例性密封件558可集成于圆柱形件552，或为由橡胶或其它适宜密封件材料形成的被承载于其上的可分开结构。板件506’中的管腔560延伸到输出端口562。
托板501、泵组件(例如，泵组件200)和筒(例如，筒100)可分别被构造成使得，当所述系统11被组装时，连接器插塞550将被安置在筒贯通孔洞116内，借助于位于贮存器输出端口118的相反两侧的连接器插塞密封件558。从输出端口118流入贯通孔洞116的流体将进入端口556，流经内部管腔554、托板管腔560和输出端口562到达输液器械503。
示例性输液器械503(图62)，其可以是任何传统输液器械，可以具有毂564，从毂延伸的插管566，带有粘合剂背衬的挠性翼型基部568，和流体管570。带有盘型基部的输液器械也可以采用。粘合剂可以是单一类型的粘合剂，或可以时两个或以上不同的粘合剂，如上面描述的。管570可以是可去除的或永久性连接至输出端口562。管570还可以具有任何适宜的长度(例如，42英寸)。在毂和流体管可分开的情况下，连接器572和574可提供在毂564和流体管570上。
转到示于图64和65的示例性药剂非传输托板502，可能有这样的情况，即使用者选择不使用泵组件传输药剂和希望重新插堵药剂筒以防止泄漏。这样的非传输周期可以与下述情况关联，例如，交替使用泵或注射器传输药剂，或将泵组件运输到服务中心。
示于图64和65的药剂非传输托板502基本上类似于可附着于人体的托板500，并且相似元件由相同附图标记表示。在筒100和泵组件200的尺寸小的情况下，使用者可以发现利用药剂非传输托板502比插塞110更容易重新密封筒。
示例性托板502可以包括板件506，筒孔眼508(或凹坑)，和连接器512(或上面描述的任何其它连接器结构)。然而，这里托板502可以还包括插塞504，其被构造成防止从泵组件(例如，组件100)中携带的药剂筒(例如，筒100)流动。托板502还可以没有粘合剂层。
示例性插塞504包括圆柱形件578和两个或以上O型环或其它密封件580。示例性插塞504可集成于板件506，或可以是紧固在其上的分开结构。示例性密封件580可集成于圆柱形件578，或由橡胶或其它适宜密封件材料形成的被承载于其上的可分开结构。托板502，泵组件(例如，泵组件200)和筒(例如，筒100)可分别被构造成使得，当所述系统12被组装时，插塞504将被安置在筒贯通孔洞116内，借助于密封件580位于的相反两侧的贮存器输出端口118，由此防止流动。
还应指出，本发明包括套件，其包含各种托板的组合，托板中的至少两个彼此不同。此外，套件可以还包括上述组合与泵组件和/或药剂筒和/或插管的这样的组合。例如，套件可以包括一或多个每种托板500和502，套件可以包括一或多个每种托板501和502，套件可以包括一或多个每种托板500，501和502。此外，套件可以还包括上面句子中所述组合与泵组件和/或一或多个药剂筒和/或一或多个插管的组合。这样的套件中的托板可以还包括后面描述于小节VI的检测构件。本套件的组成部件(例如，各种托板的组合)可存储在公共封装中，如有必要，每个部件带有单独的封装，并且在公共封装中提供给使用者。可提供于这种套件中的其它构件包括，但不局限于，插入器，被预加载有插管和清洁布。充电器也可以被提供于包括泵组件的套件中。
VI、示例性托板识别
这里应指出，在触发方面，与输液系统“贴片泵”构造关联的发放过程可包括泵组件200和托板500(图53)，与前述与可包括泵组件200和托板501(图62-63)的“袖珍泵”构造关联的发放过程基本相同。对于“贴片泵”构造，触发不是必须的，因为相关插管的容积非常小的，且插管和药剂筒(图50)之间有直接连接。然而，在“袖珍泵”构造中在启动药剂传输之前，需要触发来充填输液器械管(例如，图62-63中的管570)。为充满全部输液器械管，20-30μl可能是必需的，并且相应地，触发过程可能涉及向管快速传输10-15IU的U-500胰岛素。本发明人认识到，有益的是，当所述系统位于“贴片泵”构造中时，其中插管被安置成基本上直接从药剂筒向患者传输药剂，防止使用者启动触发过程，因为向患者快速传送10-15IU的胰岛素可能负面影响患者健康。
为防止这样的不理想的问题出现，至少一些本申请的托板可提供有托板识别装置，并且至少一些本申请的泵组件可提供有以下述方式与托板识别装置协作的结构，即泵组件控制器可实现“托板类型”判断。例如，托板识别装置可由托板承载，并且可以是借助于泵组件可检测的，并且可彼此区分开。一旦做出“托板类型”判断(例如，托板500或托板501)，泵组件将以适合于所附连托板的方式或操作模式进行操作。例如，如果托板500被检测到，控制器将不包括触发作为传输过程的一部分，并且在一些应用中，将防止使用者手工实施触发过程。另一方面，如果托板501被检测到，则传输过程可以包括适宜触发输液器械管。
各式各样不同的托板识别构件和识别成套方法可被采用，并且本发明并不局限于任何特定构件和成套方法。示出的这样的构件和识别成套方法的各种例子在后面给出。
在示于图1和66-68的示例性的应用中，托板500，501和502分别具有识别装置582-0，582-1和582-2，每个包括一对电触头。当托板被紧固于泵组件时，电触头被安置成使得每对将与泵组件(图16)关联的三电触头228，230和232中相应的两个对准(以及与其接触或以其它方式电连接)。电触头228和230还可以被用于泵组件电池238充电，如前面提到的。例如，托板识别装置582-0可以包括电触头对228BP/230BP(图66)，其将与泵组件电触头对228/230对正，托板识别装置582-1可以包括电触头对230BP/232BP(图67)，其将与泵组件电触头对230/232对正，托板识别装置582-2可以包括电触头对228BP/232BP(图68)，其将与泵组件电触头对228/232对正。每对中的电触头，可以安置在凹坑584中，通过导体586电连接于彼此。导体586可由低电阻材料形成并且可覆盖有适宜的电绝缘体。
在使用期间，并且在托板已被紧固于泵组件(例如，泵组件200)之后，泵组件控制器(例如，控制器240)将引起电压被跨越泵组件电触头228，230和232施加，并且可以测量触头对228/230，230/232和228/232之间的电阻(或另一适宜的变量)。与两个托板电触头接触的对在它们之间将具有低电阻，其它两对在它们之间将具有极高(例如，无穷大)电阻。泵组件控制器可以存储信息，其表示触头对228/230处的低电阻代表托板500，触头对230/232处的低电阻代表托板501，触头对228/232处的低电阻代表托板502。因此，可以通过简单地判断三个泵组件电触头中哪两个在它们之间具有低电阻路径实现“托板类型”判断。
转到图69-72，示例性泵组件200d基本上与泵组件200相同，托板500d，501d和502d分别基本上与托板500，501和502相同。相似元件由相同附图标记表示。然而，这里泵组件200d只包括两个充电相关的电触头228和230，且托板500d，501d和502d分别包括托板识别装置588-0，588-1和588-2，每个具有两个电触头，即，电触头228BP和230BP。电触头228BP和230BP，在托板被附连于泵组件时将接触或以其它方式电连接触头228和230，可被连接具有不同电阻值的电阻R1，R2和R3。电阻值可显著不同，以减少误差可能性。例如R1可能为10kΩ，R2可能为22kΩ，R3可能为68kΩ。另外，在所示应用中，电触头228BP和230BP被承载于凹坑590中。电阻值于托板类型的对应信息可由泵组件控制器存储。在使用期间，并且在托板已被紧固于泵组件(例如，泵组件200d)之后，泵组件控制器将引起电压被跨越电触头228和230施加，并且电触头228BP和230BP之间的电阻将被测量。基于这种电阻测量和将测量值与所储存的信息相比较，可实现“托板类型”判断。
上面描述的示例性电触头可由诸如铜或镍等材料形成。另外，尽管电触头的表面在所示实施方式中是大致平面的，电触头并不局限于任何特定构造。例如，相对的金属半球被可采用，且正确地容置在泵组件和托板上。
其它示例性托板识别构件被示于图73-75。这里，托板500e，501e和502e，在其它方面分别与托板500，501和502相同，携带着具有不同的可光学识别目标图案的托板识别装置591-0，591-1和591-2。例如，可光学识别目标可以是反射性目标592a和堵塞目标592b。相关泵组件(例如，泵组件200d)可提供有发射器/检测器593，其“读取”可光学识别目标的图案，并将图案信号发送至泵组件控制器(例如，控制器240)，以指示已被读取的图案(例如，对于示于图74的图案，0,1,1)。图案与“托板类型”之间的对应信息可由泵组件控制器存储，控制器可以基于图案信号识别托板。此外，托板识别装置591-0，591-1和591-2可携带于或直接形成于托板上，或可承载于紧固在托板上的结构(例如印花)上。
其它示例性托板识别构件被示于图76。这里，托板500f，501f和502f，在其它方面分别与托板500，501和502相同，携带着托板识别装置594-0，594-1和594-2，形式为具有不同谐振频率的谐振电路。相关泵组件(例如，泵组件200d)可提供有RF发射器595，包括RF发射器天线，检测器-解调器，和RF电子器件。RF发射器595可以被用于检测与其接近的谐振电路的频率，并且提供这样的频率信息至控制器。用于托板识别装置594-0，594-1和594-2的示例性谐振频率包括，但不局限于，10kHz，20kHz和30kHz，并且频率与“托板类型”之间的对应信息可由控制器存储。
还有其它示例性托板识别构件被示于图77。这里，托板500g，501g和502g，在其它方面分别与托板500，501和502相同，携带着托板识别装置596-0，596-1和596-2，形式为产生不同磁场的磁体。相关泵组件(例如，泵组件200d)可提供有传感器597，诸如霍尔效应传感器或磁阻传感器，其读取相关托板识别装置的磁场，并且发送对应于检测到的磁场的信号至控制器。磁场于“托板类型”之间的对应信息可由控制器存储。
转到图78，这里示出的示例性托板识别构件包括托板识别装置598-0，598-1和598-2，形式为RFID标识，每个响应于被查询而发射不同的识别数据。托板识别装置598-0，598-1和598-2分别由在其它方面与托板500，501和502的相同托板500h，501h和502h承载。相关泵组件(例如，泵组件200d)可提供有RFID读取器599，其查询相关识别装置，并且发送对应于识别数据的信号至控制器。
本申请的托板和泵组件并不局限于上面描述的示例性识别构件。举例而言，但不构成限制，其它识别构件包括板部上的突起，其按压按钮，或泵组件外壳底部表面上的按钮的组合。另一例子包括可按下的销，它们从泵组件外壳底部表面延伸，以使得它们可由附连的托板按下。这里，不同的托板可提供有不同的凹入部的组合，在托板附连时凹入部将与销对准，以防止它们被按下。还应指出，本申请的托板和泵组件并不局限于要求托板在识别过程之前完全或部分附连于泵组件的识别构件。可采用那些仅要求适宜接近度的构件(包括那些涉及RFID技术的)。
VII、示例性基本操作和用途
在最基本级别，使用示于图1的示例性输液泵系统10(或11)涉及向泵组件中插入新的药剂筒100，将托板500(或501)连接至泵组件，获取皮下入口，和启动药剂传输操作。在一些情况下，使用可以涉及附加步骤，诸如移除先前插入的筒(不论是否空的)和电池充电。本申请的系统的基本操作的各种方面在下面描述。每次所述系统被布署时，并不要要求系统操作的全部步骤，并且一些步骤的次序可改变。在上面描述的筒100，泵组件200’和贴片泵托板500’的示例性方面，通过使用流程图(图79)以及通过将示例性系统本身显示于各种状态(图80-90)，操作也在下面描述。然而，所做讨论同样适用于其它贴片泵应用，以及适用于袖珍泵应用，仅需小量修改。另外，除非另加指出，由泵组件200’执行的动作和判断被控制器240(图18和84)控制，而为了简明省略了对控制器的参考。
首先参看图79，使用本申请的系统可以涉及从泵组件移除筒。这可以发生(在一些情况下自动地)在柱塞推进器250’位于推进器行程的末端(步骤S101)且“更换筒”报告被提出(步骤S102)时，或当控制器从遥控装置1000接收使用者启动的“更换筒”信号(步骤S103)时。使用者可能希望在排空之前更换筒，出于多种原因，例如，适合于使用者的睡眠或旅行日程，当药剂变得模糊或以其它方式展现效力损失时，当出现发放问题时，或由于规定的药剂变化时。不论是自动还是使用者启动的，柱塞将被返回到完全后退原位(步骤S104)。使用者然后可以获得新的筒100，新的托板500’，新的插管和插入器，遥控装置1000(如果不是已有的话)，和电池充电器700(步骤S105)。筒100，泵组件200’，托板500’和插管然后可以被从皮肤去除，并且托板，筒和插管被废弃(步骤S106和S107)。电池238可由充电器700充电(步骤S108)，以上面参照图49-50描述于小节IV-J的方式。
新的筒100然后可以被插入泵组件200’中(步骤S109)。特别地讲，如示于图80，因为推进器250’位于后退原位，可滑动的锁412a是非锁定的，且锁件442能够被推压到向后位置，由此便于筒插入，如上面参照图32-35A在第IV-F节所描述。锁件442在释放后将返回锁定位置(图81)，由此推压筒100抵靠于托架244。
如果使用者希望执行后面参照图91描述于小节VIII-B的推进器归零过程(或“归零过程”)，插塞110可以保留在筒贯通孔洞116中(步骤S110)。归零过程还可以是泵操作的自动方面。使用者可以使用，例如，遥控装置1000以启动归零过程(图81)，其主要涉及使推进器250’(图82)前进，由此将锁412a锁定并且将筒100抵靠着托架244刚性地固定在筒接收区域220中的保持位置。如果归零过程的结果为负，推进器250’后退(图83)，由此将锁412a解锁。药剂筒100被去除和废弃，新的筒被插入，并且归零过程被重复(步骤S111，S112，S113和S114)。备选地，如果归零过程的结果为正，推进器250’后退，插塞110被去除，而托板500’可以被紧固于泵组件200’，如示于图84(步骤S115和S116)。如上面参照图35A在小节IV-F中所讨论，可滑动的锁件442将支靠于托板锁凹入部509中，以正确地对正泵组件200’和托板500’。
插管插入器(或“插入器”)然后可以被紧固于泵组件200’(步骤S117)。一种示例性插入器，其在图85中大体上由附图标记800表示，可以包括位于外壳804中的可移动件802，和触发器型致动器806，其作用于可移动件。示例性致动器806可以具有可旋转触发器808和被压缩的弹簧或其它偏压装置810。套针812被承载于可移动件802上。插管600’被预安装在套针812上，以使得套针的锋利端部延伸超出插管管件612。插入器800还可以被构造成在插管被布署后将套针后退回到外壳804中。
这里应指出，示例性插管600’基本上类似于上面参照图56-57描述于小节V的插管600，并且相似元件由相同附图标记表示。然而，这里插管600’不包括锁。相反，筒贯通孔洞116和插管插塞602’的相应构造(例如，形状，尺寸和材料)使得，在插管布署后，它们之间的摩擦可维持相对定位。插管插塞602’还可以由两种不同材料形成，例如，刚性更大的内部材料以提供结构支撑，较软的外部材料用于密封。当然，关于插管600’布署的讨论同样适用于插管600，插管600a和/或可以与本申请的泵组件和托板结合使用的任何其它插管。
使用者可以清洁将被贴附托板500’的皮肤表面S，并且衬544可被去除以暴露粘合剂层542，如示于图85和86(步骤S118和S119)。转到图87，包括筒100，泵组件200’，托板500’，插管600’和插入器800的单元可贴附于皮肤表面S(步骤S120)。插入器致动器806然后可以通过旋转触发器808而被启动(图88)，由此允许弹簧810朝向患者驱动可移动件802(步骤S121)。插管插塞602’将被正确地支靠在筒贯通孔洞116中，并且插管管件612将被皮下布署，在可移动件行程的末端。插入器800然后可以被去除(图89，步骤S122)。
在一些应用中，泵组件可提供有执行判断是否插管被正确地插入的功能(步骤S123)的结构(未示出)。如果未被正确插入，误差信息将被提供给使用者(步骤S124)。
最后，如示于图90，遥控装置1000可以被用于启动特定药剂传输操作(步骤S125)。传输操作可以随从于预定传输方案(例如特定基础速度，一系列时间相隔的推注传输，或一些它们的组合)，其等价于根据方案传输药剂要求的马达旋转，以特定速度和时间。方案可由使用者利用遥控装置1000输入并由控制器240存储。例如，如下面描述的，遥控装置可以存储一定数量的不同的传输方案和推注传输方式，由此患者能够做出选择。这样的方案可以对应于，例如，并且取决于药剂，预期有剧烈运动的日子，没有剧烈运动的日子，发生疼痛增大，等等。备选地，或作为附加，存储于控制器的方案可通过临床医生的编程单元设置。
上面的讨论也适用于使用“袖珍泵”系统11。对上面描述的过程所做小量修改包括，例如，使用托板501，布署输液器械503而不是插管，和触发输液器械管。
VIII、示例性成套操作方法
这里提供的各种成套方法在示例性结构方面描述于前面个节，并且示于图1-90，仅仅是出于解释的目的。尽管本申请的成套方法可以采用上面描述的结构，但并不局限于此。此外，与下面描述的成套方法关联的报警，报告和其它通知可以以音频，视频和/或触感形式提供。泵组件可以提供音频，视频和/或触感通知。遥控装置还可以提供音频，视频和/或触感通知，作为任何通过泵组件提供的通知的替代或附加。此外，本发明的实施方式可以采用下面描述的成套方法任何之一，或全部下面描述的成套方法，或下面描述的成套方法中的一些的任何组合和全部的组合。
A、示例性筒位置检查
由于上面描述的系统尺寸相对较小，本发明人认识到，理想的是判断是否筒(例如，筒100)已被正确地插入到泵组件(例如，泵组件200)的筒接收区域中(或“安置在其中”或“支靠在其中”)。例如，当筒被初始插入到泵组件中，并且在后面描述于小节VIII-B是推进器归零过程之前，可能希望进行这样的判断。其它过程，诸如推进器归零过程，也可以在位置检查之后自动地开始。
各式各样的结构可用于这样的位置检查。例如，上面参照图41和42描述于小节IV-H，示例性筒和泵组件可提供有压力传感器234，其包括位于筒部分120上的可检测结构(例如，磁体)和位于泵组件部分236上的响应于可检测结构的检测器(例如，响应于磁场变化的传感器)。筒部分120在筒接收区域228中(并且相对于托架窗287)的预压缩“静态”位置也被紧密控制，例如，通过弹簧偏压夹子268，锁412和412a和结构494，如上面参照图18，23-26，32-35A和38描述于小节IV-F。其结果是，控制器240可以使用来自泵组件部分236的信号判断是否筒已被正确地安置。在示例性的基于磁体的传感器方面，控制器将测量到的磁场信号于预期的磁场信号相比较，以判断是否筒被正确地安置。
这样，并且参看图91，检查筒位置的方法可以包括压力传感器234的泵组件部分236的输出采样(步骤S201)，和判断是否输出高于预定阈值且稳定(步骤S202)。如果不是，则可提供“筒未安装”警示(步骤S203)，从而使用者能够采取适宜的行动，诸如插入新的筒或将泵返回给制造商。如果筒被正确地安置，则所述系统将继续进行后续过程，诸如下面描述的推进器归零过程。
这里需要指出，在其它应用中，除压力传感器234之外的结构可被用于判断是否筒100被正确地安置在泵组件200中。例如，筒的桶102可提供有在下面描述的推进器归零过程中不与贮存器隔离的压力响应结构，对照于通过插塞110隔离的传感器筒部分120。这里，基于压力的筒位置检查可在推进器归零过程开始时执行。开关，电触头或其它装置也可以采用。
B、示例性推进器“归零”过程
如前面通过大篇幅讨论，准确性对于涉及高度浓缩药剂诸如U-500胰岛素的发放过程非常重要。本发明人认识到，发放精度的一个方面与柱塞推进器必须行进的距离关联，该距离从初始原位开始，在其将接合筒柱塞并且开始从贮存器中将药剂驱动出来。由于与筒制造和筒在泵组件中初始支靠有关可能存在一些间隙，该距离可能不同。因此，基于估计/测量制造时的该距离进行发放过程在一些情况下可能导致传输不足或过度传输。
下面描述的推进器归零过程减轻了这一问题，通过在实际计量之前精确地判断和/或设置柱塞推进器250在接合筒柱塞106之前需要行进的精确距离。这个过程可在每次筒100插入泵组件200时执行，或者在至少一些情况下，在筒的位置被检查之后被执行，以描述于前面节中的方式。大体上讲，当从筒100流动通过插塞110被阻止时归零过程被执行。在柱塞推进器250完全支靠于筒并且产生马达停顿的状态下，测试负荷(例如，十磅)被施加给筒100。筒100在泵组件200中错开或偏移，诸如用于隆起的芯片或其它配合表面上的碎屑，被去除或通过筒在测试负荷下局部变形而吸纳，由此在药剂传输期间排除随后筒运动。马达停顿被假定归因于液压锁，并且因此表示柱塞推进器250接合插塞堵住的筒100的柱塞106。
再次参看图81-83和91，归零过程的一种示例性应用可与泵组件200’结合实施。归零过程，其同样适用于泵组件200，开始于通过使柱塞推进器250’前进到与筒柱塞106接合(图81)以增加流体路径压力(步骤S204)。编码器396或其它监视装置被采样以判断随着推进器250’继续前进是否马达停顿发生(步骤S205和S206)。这样的停顿的一个例子被示于图82。推进器250’可从原位(图18)前进直到预定赋予距离(例如，0.5mm)，其对应于预定数目的编码器信号。赋予距离为这样的距离，其中扭矩足以使得在常规条件与筒柱塞106接触。
推进器可初始以相对高速度前进、然后以相对低速度(例如，高速度的1/2)前进，直至没有了编码器信号，这说明马达不转动。高速度能够发生在0.3mm的距离，低速度能够发生在0.2mm的距离。低速度为“搜索”速度，用于赋予距离的一部分，在该部分可预见推进器250’将要接触到柱塞106。低速度减小撞击力。高速度被用于在赋予距离的一部分中的速度提升过程，在该部分推进器250’不大会接触柱塞106。另外，推进器250’可以受控的扭矩或受限制的力前进，从而马达将以可靠结果可能的最小量的力停顿，以便减少作用于所述系统的负荷(例如，轴承和电池)。
如果马达停顿在赋予距离内不发生，所述系统控制器240可以判断出相关筒100可能不是新的，不满，不正确制成或充填，或以其它方式失效，并且可以排除其使用(步骤S208)。在筒不满的情况下，采用排除法是有效的，因为，例如，相关发放过程可能是基于带有已知体积的药剂的满筒的。
如果马达358停顿在可接受的编码器计数范围内，即，在赋予距离或之前，则推进器250’通过马达沿反向返回而后退预定距离，从而结束过程(步骤S209)。推进器后退的一个例子被示于图83。后退距离可以是，例如，0.001至0.005英寸(0.025mm至0.125mm)。后退距离还可以等价于发放药剂，例如，1至20μl，或5.5至6.5μl。在任何情况下，在开始计量时，柱塞推进器和柱塞之间的距离被精确地设定，并且可以在柱塞推进器的运动被控制时被计入。
前进-后退过程能够被重复少量几次，以应对，例如，导螺杆360和螺母364之间界面的可变性(图23)。前进-后退过程还能够这样重复，即，使用较小的力(例如，两个磅)然后使用较大的力(例如，四至五磅)，以确认第一马达停顿是由于扭矩而非一些其它原因。重复过程增加了柱塞推进器250’和柱塞106的干侧之间的“零”距离将被精确建立的可能性。
C、示例性堵塞检测
示例性筒和泵组件中的各种结构可以被用于检测筒、插管或输液器械管中的堵塞。尽管准确堵塞检测可能在任何输液泵中都是理想的，但在非常高浓度药剂被发放的情况下尤其理想。例如，一些传统胰岛素泵在大约30μl的传输损失时警示患者，而不必有过多数量的误报警器。虽然这一级别的保真能力可能在U-100胰岛素方面是适当的，其中30μl等于3IU的胰岛素，但在U-500方面可能导致更容易产生问题的15IU的损失传输。堵塞还可以导致其它不理想的结果。例如，在存在堵塞时持续驱动马达可以导致筒泄漏和/或驱动机构各种方面的损失。上面描述的结构和成套方法解决了这些问题，如下面描述。
一种示例性发放方法，其包括堵塞检测，被示于图92和93。堵塞检测的示例性方法方面包括监视马达编码器396以及监视压力传感器234。然而，应当指出，在其它应用中，在堵塞检测方面可以只监视二者之一。
首先参看图92，在计量操作起始阶段，控制器240的固件计数器被加载对应于理想药物剂量的推进器250前进距离的所需数量的编码器计数(步骤S301)。例如，在一些应用中，单一剂量1μl(或0.50IU)的U-500胰岛素等价于14.4马达圈数。换言之，在示于图23，14.4的示例性实施方式方面，马达圈将引起驱动螺杆360驱动柱塞推进器250(和筒柱塞106)充分的距离以迫使1μl从贮存器104排出。
马达旋转开始，这引起推进器250前进，并且响应于来自编码器396的信号，计数器被减(步骤S302)。检测到来自压力传感器234的压力和/或来自编码器396的信号增加表示停顿的马达358，导致产生“堵塞”报告(步骤S303，S304和S305)。在至少一些应用中，马达358将还被禁用(即，马达激励停止)。各种示例性堵塞检测器在上面参照图41和42被更详细描述于小节IV-H。响应于检测到堵塞，使用者可发命令以移除和更换筒100以及托板500(和相关插管)或托板501。另外，在至少一些应用中，响应于所检测到的堵塞，柱塞推进器250将自动地从筒后退和返回到原位，如下面参照后面第VIII-F节所描述。这使得所述系统准备好筒移离和更换。
若没有堵塞，发放操作将持续直至计数器到达零(步骤S306)，这表示理想的剂量已被传输。在这一点，控制器240将控制马达358旋转直至来自编码器396的下一步骤计数，并随后禁用马达(步骤S307和S308)。然而，控制器240可以持续监视编码器396(步骤S309)以判断在没有马达激励的状态下是否编码器(和马达358)旋转(步骤S310)。如果在没有马达激励的状态下马达358的向前旋转被检测到(步骤S311)，这表示马达358至少试图驱动沿发放方向柱塞推进器250，错误被报告(步骤S312)。如果在没有马达激励的情况下反向旋转被检测到，这代表柱塞推进器背离筒柱塞移动，由于例如系统负荷或柔顺度，适宜数量的编码器计数将被添加至下一发放剂量(步骤S313)。
如前面所提及，通过监视马达358的旋转(例如，借助于编码器396)和/或通过监视压力(例如，利用传感器234)，堵塞可被检测。关于压力，压力变化的预定速度(或ΔP/ΔT)或压力高于预定阈值，可表示堵塞。本方法可以采用旋转、ΔP/ΔT和阈值之一、任意两个或全部三个，如示于图93。在发放操作中通过控制器240对编码器396连续采样，马达旋转可被监视(步骤S401)。如果在发放操作期间编码器396没有检测到马达358的旋转，控制器240将认为马达358是停顿的，由于堵塞等等(步骤S402)，并且相应地报告(步骤S403)。备选地，或作为附加，控制器240可以重复对压力传感器234的输出采样(步骤S404)，并且使用最新的值、紧邻前一值和它们之间的时间周期来产生ΔP/ΔT值(步骤S405)。如果对于预定时间周期(例如，2s)，ΔP/ΔT值维持超过预定量值(例如，2psi/s)，控制器240将认为压力增加是由于堵塞(步骤S406)，并且相应地报告(步骤S403)。备选地，或作为附加，控制器240可以重复对压力传感器234的输出采样(步骤S407)，并将输出与预定阈值比较(步骤S408)。在一些情况下，控制器240将响应于超过阈值(例如，预期的“堵塞”值)的任何采样提供“可能堵塞”警示，并且，不论是否“可能堵塞”警示被提供，随后采样都将被用于判断状况是否持续(步骤S409)。如果“超过阈值”状况持续预定周期(例如，1s)，并且如果随后采样与先前采样的比较不代表将要减小到低于阈值值，则控制器240将认为压力增加是由于堵塞(步骤S410)，并且相应地报告(步骤S403)。
D、用于不供电马达反向的示例性措施
本发明人认识到，可能存在这样的情况，不供电马达意外沿反向旋转，由于，例如，系统负荷或柔顺度。这样的负荷和柔顺度可能与齿轮中积累的力有关，当马达不通电时，这种力本身通过齿轮沿反向方向转动而释放。当这种情况发生时，马达沿反向被转动。在齿轮组件的另一端，先前已经与筒柱塞接合的柱塞推进器可以(或可以不)牵拉背离柱塞。在下一传输过程(或“剂量”或“传输周期”)中马达初始转动将主要简单地在齿轮中重新积累力，并且如果即使不是已经发生，也将会反向带动推进器以接触柱塞。其结果是，以该剂量实际传输至患者的药剂体积将小于预期的。
为了应对或校正在其它情况下可能因这种状况导致的传输误差，泵组件可以包括编码器396，其检测马达沿向前方向和反向二者的旋转。控制器240可以被构造成从编码器信号判断反向旋转量，并且相应地调节发放过程从而净结果总是预期的结果。
这样的校正过程的一个例子被示于图94。在开始发放过程时(步骤S501)，对应于预期传输放大马达圈数被计算和设定(步骤S502)。使用前面的例子，单一剂量1μl(或0.50IU)的U-500胰岛素可等价于14.4马达圈数。控制器240将控制马达358操作设定数量的圈数(步骤S503)，除非下面参照图100描述的其它报警器条件之一发生。控制器240然后将马达358断电，且马达维持不带电，直至下一计量(步骤S504)。如果马达358沿反向转动，如来自相关编码器396的信号所证实，反向旋转的圈数(或“反向计数”)将被计数并且存储，直至下一计量(步骤S505和S506)。当下一计量开始时，反向计数将被添加至计算且设定下一计量的旋转圈数(步骤S503)。例如，如果在等价于14.4马达圈数的计量之前有2圈反向旋转，控制器将控制马达为计量执行16.4圈旋转。
E、示例性马达停止
本发明人认识到，马达控制能够影响药剂传输精度的另一方面是马达停止。简要地讲，当控制器切断马达的电源供应后，马达将持续旋转，此时处于无控制状态，由于其自身惯性和驱动机构其它旋转方面的惯性。随着马达持续旋转，柱塞推进器将沿向前发放方向持续行进，由此驱动筒柱塞。尽管可以简单地在传输周期结束之前的少量几圈切断电源，精确数量的“额外”前期切断圈数难以精确和一致地估计。这样，由于的非受控运动柱塞推进器，计量之间的简单的马达通断动作，可导致传输不足和/或过度传输误差。
一种利用控制器诸如控制器240控制马达诸如步进马达358的示例性方法以曲线图示于图95。特别地讲，马达速度从发放过程(例如，单一剂量)开始时的零增加，并且然后维持在恒定的速度。在发放过程结束之前的预定点(例如，之前三圈)，其在图95中标为“开始马达停止过程”，传输至马达358的功率波形的频率将缓慢地减小。随着柱塞推进器250速度减小从其推进速度至完全停止，此时速度为零且计量结束，对马达358的可靠控制一致被维持。以这种方式维持马达358可靠控制允许与马达停止关联的圈数被精确地控制，如图95中的向下倾斜的粗实线所示。其结果是，与停止关联的预期圈数将作为实际圈数，推进器行进距离将作为预期的距离，发放精度将被维持。出于比较的目的，在相同的预定点通过简单地切断电源停止马达可以导致旋转过多或过少，如图中虚线所表示。其结果是，柱塞行进距离(和发放体积)可能高于或低于预期的。
相应地，通过采用上面描述的停止方法，控制器可根据具有多个单独的发放操作的药剂发放过程引起马达358将推进器250抵靠着药剂贮存器柱塞106推进，而不会有停止相关的精度损失。另外，发放过程结束之前的预定点，在此功率波形的频率可以开始减小，可以从系统到系统不同。尽管在所示例子中三圈减速周期被采用，圈数可增加或减小，并且不必是整圈。
F、示例性自动柱塞推进器后退过程
出于便利性和安全的目的，本申请的泵组件可以被构造成，当筒到达空的状态后，这可以通过编码器计数或马达停顿正式，和/或当马达由于堵塞或其它机械问题而停顿时，使得柱塞推进器被自动地退出相关药剂筒回到原位。
首先参看图96，控制器240将监视编码器396以判断是否马达358已经停顿或编码器计数达到表示空筒的圈数(步骤S601)。这样的停顿可通过编码器计数中断而被证实，并且可能例如为柱塞推进器250驱动筒柱塞106进入筒端壁119(图25)、或堵塞、或机械问题的结果。“排空”数值能反映可能导致例如筒柱塞106到达端壁119的马达旋转圈数(图3A)。然而，为了防止驱动机构受损，这可能是由于柱塞推进器250重复驱动筒柱塞进入固定壁的结果，“排空”数值可能反映的是略微小于实际马达旋转圈数。还应指出，在相关筒的使用寿命期间，编码器计数可调节，以便计入不供电反向马达旋转，以上面参照图94描述的方式。
尽管还存在其它情况，只要马达358没有停顿且编码器计数不表示空的筒，发放将被允许持续(步骤S602)。如果，另一方面，马达358已经停顿或编码器计数代表空的筒，则控制器240将控制马达沿反向的推进器后退方向运行(步骤S603和S604)。相比于使用者启动的后退，后退速度可相对低，以便储存电池电能。例如，相对低速后退可以占据1分钟，或1.5和2.5分钟之间，而使用者启动的相对快速后退可以占据30秒，或20和40秒之间。通过低速自动后退对于使用者是不便利的，因为其自动发生时使用者很有可能不得不等待其结束，这与使用者启动的后退中是一样的。
至少在初始阶段，后退将以满后退速度金星(步骤S605)。当推进器250接近完全后退原位时，速度可减小至低速度(步骤S606)。例如，在与完全后退位置相距对应于总推进器行进距离(即，完全后退和完全伸出之间的距离)的10％的距离时，速度可减小。后退将持续，直至控制器240判断出推进器已经到达完全后退位置(例如，通过图29中的位置检测器398)，此时马达358将被停止(步骤S607和S608)。为此，应当指出，推进器行进距离的最后10％中的低速度减小了推进器250、开关398或其它位置检测器因冲击而受损的可能性。
G、示例性齿轮组件核实过程
本申请的泵组件200的一个可能要求定期操作核实的方面是齿轮组件(例如，图19中的齿轮组件362)，以及例如其界面。一种示例性齿轮组件核实过程(“GAV过程”)被示于图97。当泵组件中没有药剂筒时，示例性GAV过程将典型地被由控制器执行，以便避免药剂被意外发放的可能性。例如，控制器可以被构造成，每次柱塞推进器返回到完全后退原位(例如，抵靠着硬止挡)时，其通常与筒去除有关，或在推进器归零过程期间，执行GAV过程。备选地，或作为附加，GAV过程可以是通过遥控装置1000的操作启动的使用者可执行的过程。
在启动GAV过程后(步骤S701)，控制器240可以判断是否筒100位于泵组件200内，例如，通过类似于上述描述于小节VIII-A的方法。然而，这里控制器只需要判断筒位于是否泵组件中即可，而不需要判断是否筒精确地安置在筒接收区域内。如果筒存在，则过程断开，且误差信息被提供给使用者(步骤S702和S703)。如果筒不存在，则控制器240判断是否柱塞推进器250位于完全后退原位，并且如果出于一些原因不是这样，控制器自动地后退柱塞推进器(步骤S704和S705)。备选地，使用者可通过遥控装置1000的操作发命令以后退推进器250。
然后，通过马达358沿反向方向转动，相对低扭矩被施加给齿轮组件362(步骤S706)。例如，在常规传输期间沿向前发放方向施加的扭矩(例如，5-10mNm)的大约20-70％(或50％)，或低于20％，可沿反向方向施加。这可以上面描述于小节IV-M的方式通过控制电源实现。这里应指出，可能有一些积累的齿轮压缩，这将允许马达反向旋转，即使柱塞推进器已被完全后退的事实。其它状况将在下面描述。
功率脉冲将在对应于预定马达圈数(例如，50圈)的周期中维持。来自编码器396的信号，并且因此而马达旋转，可被监视。如果编码器信号表示马达358已经旋转了至少预定数目的圈数(例如，20圈)，精确地同步于马达驱动脉冲序列，控制器240判断出马达从齿轮组件362脱开并且产生“驱动误差”信号(步骤S707和S708)。如果，另一方面，编码器信号表示小于预定数目的圈数已被转过，并且驱动脉冲和编码器信号之间不存在1：1关系，则控制器判断出齿轮组件362完整无损，并且产生“驱动OK”信号(步骤S709)。换言之，并且有时知觉地计入，如果来自编码器396的信号表示马达358与马达驱动脉冲顺序同步，则控制器240判断出齿轮组件362未正确操作，并且如果来自编码器的信号表示马达与马达驱动脉冲顺序不同步，则判断出齿轮组件正确操作。
在柱塞推进器250已被完全后退并且在常规情况下没有可能允许马达358反向旋转的积累齿轮压缩的情况下，过程可略微调节。这里，马达358可首先沿向前方向驱动、然后沿向后方向多次，以确认在相同数量的脉冲后马达是否停顿(例如，通过图29中的开关398判断)。
如前面所提及，每次马达358停顿时GAV过程可被执行。在归零期间，并且在一些实施方式中在回到原位期间，马达358以受控的扭矩停顿，要么抵靠着柱塞(归零)或抵靠着硬止挡(到原位)。在这样过程中，马达358以已知受控的扭矩被前进机构控制，同时马达编码器396被监视着旋转。正确操作需要所述系统停顿(在驱动马达358时编码器396停止转动)在预定位置。如果在激励信号被发送给马达358的同时编码器396持续表示马达旋转，经过了预期的马达停顿区间，则表明齿轮组件故障的可能性。
IX、示例性遥控装置和相关成套方法
本输液泵可以与各式各样不同的遥控装置结合使用。这样的遥控装置可以被用于，例如，允许使用者发送指令至泵组件或有助于之间泵组件和使用者通信(例如，报警器条件信息或关于泵组件状态的其它信息)。
特定类型的遥控装置可以取决于对于特定使用者的理想功能级别。具有一至四个按钮的钥匙圈型遥控装置可提供于下述情况下，其中使用者的控制选项受限于例如开始和停止药剂传输过程和将柱塞推进器从筒后退。在相关技术的另一端，带有全功能使用者界面的商业供应装置(例如，键盘和显示器，或触摸屏显示器)，诸如移动电话和个人数字助理，可被编程以提供理想级别的遥控装置功能。
一种示例性遥控装置，其在图98和99中大体上由附图标记1000表示，被构造和尺寸设置成适于容易在使用者的手中抓持和操控。示例性遥控装置1000可以包括电源1006(例如，一或多个可更换的或充电电池)，发送和接收天线1008，其配制成适于与泵组件中的对应发送和接收天线一起使用(例如，图51中的天线1002)，和使用者界面1010。可通过控制器1012(例如微处理器，存储器，固件和/或软件)控制操作。泵组件200和遥控装置1000之间的通信可能形式为基于RF(如上面描述的)或其它通信介质诸如红外线和磁的通信。使用者界面1010可以包括视频显示器1014(例如，LCD显示器)和多个按钮1016(例如，开关，薄膜开关，等)。报警器装置1018，其可以是音频的(例如，蜂鸣器)，可触知的(例如，振动器)，视频的(例如，LED)，或任何它们的组合，也可以被提供。
示例性遥控装置1000可以还包括端口或连接器1020(例如，USB连接器)，其允许与，例如，个人计算机，打印机，或临床医生的编程器通信。
示例性遥控装置1000还可以被提供有接近传感器1022，其在被启动后，检测遥控装置和泵组件200之间的距离。如果距离太大，控制器1012可以启动报警器装置1018，以便提醒使用者保持遥控装置1000在手边。
示例性遥控装置1000可以被构造成有助于实施下述操作中的一个、一些或全部：(1)遥控装置1000通断，(2)将遥控装置1000与泵组件200关联(或“赋予”)，(3)获得状态信息诸如电池充电级别，药剂级别，和/或报警器条件，(4)将泵组件报警器消音，(5)对选项进行选择，选项可以与泵组件报警器关联，诸如报警器类型(音频，可触知的，和/或视频)和报警器强度/体积，(6)连接遥控装置至计算机例如，以便升级遥控装置或泵组件固件，加载和删除存储在泵组件或遥控装置中的传输方案，和以其它方式对泵组件或遥控装置重新编程，和(7)选择药剂选项，诸如药剂浓度。
可由遥控装置1000的操作执行的其它操作包括(1)选择和启动存储药剂传输方案，(2)增加和减小药剂计量速度，(3)将柱塞推进器从筒后退至原位，和/或(4)暂停发放操作。使用者可以暂停传输，以便移除或更换患者施加结构(例如筒，插管或托板)，调节以适合于目前或可预见到的变化身体状况(例如，低葡萄糖，剧烈运动)，随从于医师的建议，或出于任何其它原因将泵组件从人体断开。
示例性遥控装置1000可以被构造成基于来自泵组件控制器(例如，控制器240)的信息产生提示，表示电流发放过程的时间余量值，和/或直至下一筒更换的时间量，和/或直至泵组件电池需要充电的时间量。所述提示可能是音频，视频，可触知的或它们的组合。时间余量指示器，诸如遥控装置视频显示器1014上的示例性时间提示1024(图98)，出于多种原因可能是有用的。例如，在下一筒更换和/或电池充电之前得知时间余量允许患者判断，至少基于当天时间和将要发生的事情(例如，行进或睡眠)，是否在发放过程结束之前更换药剂筒和/或在必须时间点之前对电池充电是更便利的。
一种示例性类型的视频时间余量指示器是饼状图风格的“剩余小时数”表1024和1025，示于图98。任何其它适宜的视频提示可采用。只要显示器1014被启动，视频提示1024和/或1025可被显示，响应于使用者查询被显示，定期被显示，和/或响应于预定事件(例如，当8小时剩余时)被显示。
示例性遥控装置1000可以被构造成基于来自泵组件控制器的信息产生提示，以表示筒中药剂余量。所述提示可能是音频，视频，可触知的，或它们的组合。只要显示器1014被启动，示例性视频“容积维持”提示1026可被显示，响应于使用者查询被显示，定期被显示，和/或响应于预定事件(例如25％剩余)被显示。
剩余时间计算可由泵组件控制器240执行，并且基于，例如，对于相关筒的总传输持续时间(考虑到传输程序和筒容积)和基于实际传输时间得出的总传输持续时间已被经历的部分(即，计入使用者停止，如果有的话)。备选地，或作为附加，计算可基于相关筒的初始容积，完全传输初始容积必须的马达总圈数，在计算之前已经转过的马达圈数(可通过，例如，编码器信号确认)，和基于传输程序在总圈数达到之前的时间量。通过控制器240执行的剩余容积(而非剩余时间)计算可基于相关筒的初始容积，完全传输初始容积必须的马达圈数，和在计算之前已经转过的马达圈数(可通过，例如，编码器信号确认)。这里，由遥控装置1000从泵组件控制器240接收的信息将作为实际时间/容积信息被显示。
还应指出，上面描述的计算可由遥控装置控制器1012执行。这里，由遥控装置1000从泵组件控制器240接收的信息可以简单地是编码器信息。所有其它信息(例如开始时间，程序被执行，等)可以从遥控装置本身容易得到。
此外，在实际计算方面，基于编码器信息和与发放过程关联的预编程查表，泵组件控制器240和/或遥控装置控制器1012可被预编程以自动地产生时间和/或容积提示。
关于直至电池238需要充电的时间量，泵组件可提供有电池管理芯片(或其它适宜的电池管理设备)，其判断何时必须充电。例如，当电池电压减小从完全充电电压至低于完全充电电压的预定电压时，充电可能是必须的。时间余量值可通过电池管理设备基于诸如电池年龄，电池温度，和发放过程等因素估计。电池管理设备可以是泵组件控制器240的一部分，或可操作地连接至泵组件控制器240。控制器240被构造成产生信号，表示直至电池将要求充电的时间余量值。
一种示例性方法如下面描述，其可以源于使用通过泵组件和/或遥控装置提供的信息。使用者从遥控装置(例如，遥控装置1000)获知相关输液装置(例如，筒100和泵组件200)上运行的药剂发放程序剩余时间(或药剂)量。该信息可通过遥控装置1000以音频，视频和/或可触知的形成(例如，以时间提示1024和/或容积维持提示1026)提供。患者然后基于预见到的一或多种行为判断是否最好立即移除尚未排空的药剂筒和更换上新的药剂筒，还是在将来，或在发放过程已完成且筒被排空后这样做。还有一种可能，在剩余时间末端，使用者预期到某种行为(例如，睡眠，旅行，锻炼，出席社交或商业活动)，这使得筒更换不方便或不可能。因此，使用者可以决定最好在筒被排空之前更换、然后就这么做。
转到图100，示例性遥控装置1000可以被用于警示使用者，具体地讲识别，各式各样报警起因(或“条件”)。示例性遥控装置1000可以被用于建议响应于报警器要采取的动作。报警起因和建议动作可以以音频或视频形式提供。示例性报警起因在图100中表示为AC1-AC16，并且跟随着建议动作。“R和R”在图100中用于表示“移除和更换”，并且对“插管/托板”的参考同样涉及参考“贴片泵”型托板(例如，托板500)，其与分开的插管结合使用，和“袖珍泵”型托板(例如，托板501)，其可具有它们自身的插管作为附连输液器械的部分。
示例性报警起因(或“条件”)可以包括下述中的一些或全部，但不局限于：泵组件100(和/或托板500)从使用者的皮肤脱落(AC-1)，电池的低充电级别(AC-2)，与声换能器或其它报警器(AC-3)关联的错误，完全耗尽电池(AC-4)，电池故障(AC-5)，堵塞(AC-6)，遥感故障(AC-7)，马达故障，该马达电流太低(AC-8)，托板/泵组件脱离连接(AC-9)，固件校验总和错误(AC-10)，变量校验总和错误(AC-11)，贮存器低充填量(AC-12)，贮存器空(AC-13)，电池故障(AC-14)，归零过程错误(AC-15)，和温度(例如外壳202中的)高于预设极限(AC-16)。其它报警条件可以包括与压力检测硬件和传输决定硬件关联的错误。
尽管这里公开的发明参照上面的优选实施方式进行了描述，但对上面描述的优选实施方式的众多修改和/或添加对于本领域技术人员而言容易理解。本发明的范围意欲涵盖所有这些修改和/或添加，并且本发明的范围仅通过所附权利要求书限定。
最后，关于这里可能使用的术语，不论是在说明书还是在权利要求书中，需要注意下列方面。术语“包括”，“包含”，“承载”，“具有”，“含有”，“涉及”，以及诸如此类，是开放式的，并且意味着“包括但不局限于”。序数术语诸如权利要求书中的“第一”，“第二”，“第三”本身之间并不表明所要求保护的某一元素相对于另一元素具有任何优先性，上下位，或级别，也不是表示所实施的方法中的先后步骤。相反，这些术语仅仅是为了将具有某个名称的所要求保护的元素与具有相同名称(但序数不同)的所要求保护的另一元素区分开。“和/或”意味着列举的各个项目是备选的，备选方案还包括列举的各个项目之间的任何组合。术语“几乎”，“大约”，“基本上”和“大致”是指允许从任何精确尺寸、测量值和配置有一定量的变化，应当理解为包含在这里公开的发明的描述和应用范围内。术语诸如“顶”，“底”，“上”和“下”是为了方便地指明各部件之间相对于彼此的空间关系，而非规定专门的空间或重力方向。因此，这些术语涵盖了各组成部分之间的组件，而不论组件是否以途中专门示出且在本说明书中描述的方位定位，是否上下颠倒，或从这些位置以任何其它旋转角度定向。
Claims (6)
1.一种输液泵组件，包括：
外壳，其中具有药剂贮存体和柱塞；
柱塞推进器；
驱动机构，具有马达并且用于驱动柱塞推进器，以及
控制器，可操作地连接至驱动机构；
控制器被构造成根据具有多个发放操作模式的药剂发放程序引起马达将推进器抵靠着柱塞推进；以及
控制器被构造成，对于所述发放操作模式中的至少一个，通过缓慢地减小传输至马达的波形的频率而引起马达从推进器推进速度变到停止，以维持恒定的马达可靠控制，并且因此而精确地控制停止前马达转动的圈数，并且因此而控制柱塞推进器前进的精确距离，以提供从药剂贮存体精确控制的药剂发放。
2.如权利要求1所述的输液泵组件，其中，马达包括步进马达。
3.如权利要求2所述的输液泵组件，其中，驱动机构中包含编码器。
4.如权利要求3所述的输液泵组件，其中，柱塞推进器、驱动机构、编码器和控制器承载于外壳中。
5.如权利要求1所述的输液泵组件，其中，马达包括DC马达。
6.如权利要求1所述的输液泵组件，其中，控制器通过监视马达的线圈电流而监视马达的角位移和旋转方向。
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