专利名称：使用作用力施加组件的泵送流体输送系统和方法
使用作用力施加组件的泵送流体输送系统和方法
分案申请
本申请是申请号为200780007335.4的中国专利申请的分案申请，上述申请的申请日为2007年2月9日，发明名称为“使用作用力施加组件的泵送流体输送系统和方法”。技术领域
本申请总体涉及一种使用作用力施加组件的泵送流体输送系统和方法。
技术背景
由于吸收不良、肝脏代谢或者其它药物动力学因素，很多有潜在价值的包括生物制品的药物或者化合物不是口服有效的。另外地，一些治疗化合物，虽然它们能够经过口服吸收，有时要求如此经常地给药，以致患者难以保持预期计划。在这些情形中，经常采用或者能够采用肠胃外输送。
药品输送以及其它流体和化合物的输送的有效肠胃外路径，例如皮下注射、肌肉注射、和静脉内(IV)给药，包括利用针或者口针刺透皮肤。胰岛素是数以千万的糖尿病患者自行注射的治疗流体的一个实例。肠胃外输送药品的用户将受益于一种能够在一段时期自动输送所需药品/化合物的可配戴器件。
为此，已经对用于治疗物受控释放的便携式器件设计做出努力。已知这种器件具有储液器，例如药筒、注射器或者药袋，并且以电子方式受控。这些器件不利地具有多个缺点，包括故障率。减小这些器件的尺寸、重量和成本也是目前存在的难题。发明内容
在一个实施例中，本发明提供一种从管线分配治疗流体的方法。所述方法包括提供能够被连接到上游流体源的进口管线。所述进口管线在下游与泵送腔室流体连通。所述泵送腔室具有泵出口。所述方法还包括致动作用力施加组件，从而当加压泵送腔室以促动经过泵出口的流时限制流体通过进口倒流。
在相关实施例中，致动所述作用力施加组件包括使用作用力施加组件在工作冲程期间的行程以在单一机械动作中限制倒流并且加压泵送腔室。在另一相关实施例中，所述作用力致动组件的给定程度的行程限制倒流，并且更高程度的行程加压所述泵送腔室。
在另一相关实施例中，致动所述作用力施加组件包括通过堵塞所述进口管线而限制朝向流体源的倒流。可替代地或者另外地，所述方法还包括通过使用置于分配腔室与泵送腔室之间的无源阀门而防止流体从分配腔室反向流动到泵送腔室中。
可选地，致动所述作用力施加组件包括使用形状记忆致动器。还可选地，使用所述形状记忆致动器包括在形状记忆导线中感应(induce)相位改变，以围绕滑轮向作用力施加组件传递作用力。
在又一个实施例中，所述方法还包括测量与通过所述管线的流动有关的参数；并且基于所测量的参数调节泵的操作。可选地，测量与通过所述管线的流动有关的参数包括确定置于泵送腔室下游的弹性腔室的体积改变。可选地，测量所述参数包括使用声学体积测量。
在又一个实施例中，位于所述弹性腔室下游的弯曲流阻供应了足以引起弹性腔室响应于泵送而膨胀的流阻。
可替代地或者另外地，所述方法还包括引起流体通过弯曲流阻导管从泵出口向下游流动。所述导管可以具有各种形式。它可以具有至少两个弯头。它可以是盘绕的。它可以具有蛇形形状。可选地，所述导管具有基于流体的粘度和密度的至少一个为提供预定阻抗而选择的长度和内径。可选地，所述导管内径足够大，从而防止由于流体流动通过导管而产生堵塞。
在又一个实施例中，所述进口管线、泵送腔室、泵出口和作用力施加组件被封装在贴片大小的壳体中，并且致动所述作用力施加组件包括使用壳体中的处理器以引起作用力施加组件致动。
可选地，所述壳体具有最大尺寸，并且所述导管具有大于所述最大尺寸的长度。
在又一个实施例中，致动所述作用力施加组件包括使用形状记忆致动器进行感应。可选地，使用形状记忆致动器包括使用通过形状记忆致动器的具有不同长度的多个电路径中的一个，并且每一个电路径提供不同的致动作用力。
在又一个实施例中，所述作用力施加组件具有用于在促动流动通过泵出口中的正常操作的正常模式以及用于灌注泵送腔室的灌注模式。在该实施例中，使用形状记忆致动器包括在作用力施加组件正常模式期间使用形状记忆致动器的较短电路径并且在作用力施加组件灌注模式期间使用形状记忆致动器的较长电路径。
在又一个实施例中，所述作用力施加组件至少以基础模式和推注模式操作。当处于基础模式时，所述泵送腔室以基础速率输出流体。当处于推注模式时，所述泵送腔室以大于所述基础速率的推注速率输出流体。在作用力施加组件的基础模式期间使用较短的形状记忆致动器，而在作用力施加组件的推注模式期间使用较长的形状记忆致动器。
在又一个实施例中，致动所述作用力施加组件包括使用多个形状记忆致动器进行感应。可选地，使用多个形状记忆致动器包括利用它们提供备用操作。可选地，使用多个形状记忆致动器包括使用不同数目的形状记忆致动器以提供不同的致动作用力、冲程长度或者二者。可选地，使用多个形状记忆致动器包括使用至少两种不同长度的形状记忆致动器。
在又一个实施例中，所述作用力施加组件具有用于在促动流动通过泵出口中的正常操作的正常模式和用于灌注泵送腔室的灌注模式。在该实施例中，使用多个形状记忆致动器包括在作用力施加组件的正常模式期间使用较短的形状记忆致动器而在作用力施加组件的灌注模式期间使用较长的形状记忆致动器。
可选地，使用多个形状记忆致动器包括使用至少两种不同规格的形状记忆致动ο
在另一实施例中，本发明提供一种用于泵送流体通过管线的系统。在该实施例中， 所述系统包括泵送腔室，该泵送腔室具有能够被连接以提供与流体源流体连通的进口，以及泵出口。所述系统还包括适于向泵送腔室提供压缩冲程的作用力施加组件。在该实施例中，当从泵送腔室到泵出口压迫流体时，所述压缩冲程对于流体从泵送腔室通过进口的倒流产生限制。
可选地，所述作用力施加组件被联接到进口阀门致动器和泵致动器，从而当泵致动器使得流体从泵送腔室被压迫到泵出口时所述压缩冲程致动进口和流体源之间所联接的进口阀门，以关闭所述阀门。
可选地，所述作用力施加组件包括板，该板联接到阀门致动器、泵致动器以及马达，用于协调阀门致动器和泵致动器的操作。可选地，所述马达包括形状记忆致动器。还可选地，所述马达包括至少一个滑轮，所述滑轮用于折叠所述形状记忆致动器以使其适配于可再用部分中。可选地，所述作用力施加组件包括马达。
在另一相关实施例中，所述马达包括形状记忆致动器。可选地，所述形状记忆致动器被电联接，从而提供通过形状记忆致动器的具有不同长度的多个电路径，每一个电路径提供不同的致动作用力。可选地，所述作用力施加组件具有用于在正常泵送状态下操作所述泵送腔室的正常模式和用于灌注所述泵送腔室的灌注模式；在该情形中，在作用力施加组件的正常模式期间使用形状记忆致动器的较短的电路径而在作用力施加组件的灌注模式期间使用较长的电路径。
在另一相关实施例中，所述马达包括多个形状记忆致动器。可选地，所述多个形状记忆致动器提供作用力施加组件的备用操作。可选地，不同数目的形状记忆致动器被用于提供不同的致动作用力、冲程长度或者二者。可选地，所述多个形状记忆致动器包括具有至少两种不同长度的形状记忆致动器。可选地，所述作用力施加组件具有用于在正常泵送状态下操作泵送腔室的正常模式和用于灌注泵送腔室的灌注模式；在该情形中，在作用力施加组件的正常模式期间使用较短的形状记忆致动器而在作用力施加组件的灌注模式期间使用较长的形状记忆致动器。
在另一相关实施例中，所述多个形状记忆致动器包括具有至少两种不同规格的形状记忆致动器。
另一相关实施例另外地包括与泵出口串联的下游分配组件。在该实施例中，所述分配组件包括弹性分配腔室。可选地，所述实施例还包括用于测量与通过所述管线的流动有关的参数的传感器。可选地，所述泵送腔室、进口、出口以及作用力致动组件是尺寸适于作为贴片被配戴的流体输送器件的构件。
在另一相关实施例中，所述系统另外地包括位于分配组件下游的弯曲的高阻抗导管。所述导管可以以各种方式实现。它可以具有至少两个弯头。它可以是盘绕的。它可以具有蛇形形状。可选地，所述导管具有基于流体的粘度和密度的至少一个为提供预定阻抗而选择的长度和内径。可选地，所述导管内径足够大，从而防止由于治疗液体通过导管流动而引起堵塞。
在另一相关实施例中，所述系统还包括无源阀门，该无源阀门用于强制朝向输出的单向流动。可选地，所述无源阀门位于泵送腔室下游。可选地，所述无源阀门位于分配组件上游。
在另一相关实施例中，所述管线的至少一个部分与一次性构件形成一体，并且所述作用力施加组件与可拆离的可再用构件形成一体，并且所述一次性构件上的隔膜材料邻接所述可再用构件。可选地，所述隔膜材料覆盖所述管线中的限定泵送腔室、进口阀门以及无源阀门的区域，从而强制朝向输出进行单向流动。可选地，所述作用力施加组件引起变形作用力施加于覆盖限定阀门的每一个区域的隔膜材料，以实现阀门关闭。可选地，所述作用力施加组件引起变形作用力施加于覆盖限定泵送腔室的区域的隔膜材料，以实现从泵送腔室压迫流体。
在另一相关实施例中，在压缩泵送腔室以促动通过出口流动之前，所述作用力施加组件实现进口密封。可选地，所述作用力施加部件包括进口密封部件和泵压缩部件。所述作用力施加部件可以包括致动泵压缩部件并且还致动进口密封部件的驱动部件。为了致动进口密封部件，驱动部件可以压缩密封弹簧，从而不断地加载密封弹簧，即使当泵压缩部件在泵送腔室上施加泵送作用力时。
在又一个实施例中，所述系统还包括致动进口密封部件和泵压缩部件的驱动部件，所述进口密封部件包括位于驱动部件和密封部件的一体支撑件之间的密封弹簧。所述进口密封部件以可滑动方式位于驱动部件的开口中。所述泵压缩部件包括位于远侧压缩部件支撑件和驱动部件之间的回位弹簧。在该实施例中，在工作冲程期间，即使当朝向泵送腔室驱动泵压缩部件时，当驱动部件沿着密封部件的轴滑动时，所述驱动部件压缩密封弹簧以经由成一体的支撑件向密封部件传递驱动作用力。
在另一相关实施例中，即使当泵压缩部件在泵送腔室上施加泵送作用力时，所述密封弹簧也被压缩。
可选地，所述压缩部件还包括远侧限位器，该远侧限位器通过与所述支撑件的接触而限制返回冲程的。可选地，所述密封部件包括近侧延伸部，所述近侧延伸部延伸超过驱动部件的开口，从而在返回冲程期间，驱动部件接合并且使所述延伸部位移以允许流动通过进口。
在另一相关实施例中，所述作用力施加组件被形状记忆致动器致动。可选地，所述无源阀门包括提升阀，该提升阀利用提升阀偏压弹簧而被偏压在坐靠的隔膜上。可选地，所述机械优势有利于将提升阀提升。
在另一实施例中，本发明提供一种用于单向流动的阀门。在该实施例中，所述阀门包括具有进口和出口的第一部分，所述出口具有沿着周向设置的阀座；具有作用力施加部件的第二部分；以及分离第一和第二部分的隔膜。在该实施例中，所述作用力施加部件施加偏压力，从而以密封方式将隔膜保持为抵靠阀座，以限制朝向出口或者从出口的流动，除非在进口或者出口中的流体压力足以克服所述偏压力，由此使得所述隔膜脱离所述阀座并且形成通过所述阀门的流动。也在该实施例中，当隔膜被以密封方式保持到阀座时，相比于出口的下游流体，进口的上游流体接触隔膜的更大区域，由此对于上游流体赋予更大的机械优势并且引起阀门响应于进口处的较低压力以及出口中的较高压力而打开，并且促进从进口并且到出口的单向流动。
在另一相关实施例中，所述第一部分是一次性部分并且所述第二部分是可再用部分。可选地，所述作用力施加部件还包括弹簧和提升阀。可选地，所述阀门还包括用于调节弹簧作用力的机构。
本发明的这些方面并非旨在是排他性的并且当与所附权利要求和附图相结合进行阅读时本领域普通技术人员易于理解本发明的其它特征、方面和优点。
参考附图通过参考下面的详细说明，将更加易于理解本发明的前述特征，其中10
图1描绘具有贴片和无线手持用户接口组件的患者；
图2A是具有反馈控制的流体输送器件的概略图2B是具有反馈控制和储液器的流体输送器件的概略图3是具有非加压储液器的流体输送器件的概略图4A-4C是限流器的各种实施例的概略截面图5示出与限流器串联的弹性分配组件；
图6示出具有计量腔室和传感器的分配组件；
图7示出具有带分配弹簧的计量腔室和传感器的分配组件；
图8示出具有可替代声学路径的分配组件的截面视图9示出分配组件的概略视图10示出用于弹性可变容积分配腔室的膜片弹簧；
图IlA示出示例性基础流体输送的动力学分布；
图IlB示出示例性丸剂流体输送的动力学分布；
图IlC示出代表正常流体输送的动力学数据；
图11D-11F示出代表各种故障状态的动力学数据；
图12示出流体输送器件实施例的感测和反应过程的流程图13示出具有压力产生组件的流动管线的框图14示出具有阀门泵的流动管线的框图15A-15D示出泵送机构的概略图16示出泵送机构的概略图17概略示出能够具有多个泵送模式的包括形状记忆致动器的实施例的截面视图18概略示出包括两个形状记忆致动器并且能够具有多个泵送模式的实施例的截面视图19概略示出包括不同长度的形状记忆致动器的实施例的截面视图20A-20B概略示出用于接附形状记忆致动器的实施例；
图21A-21B概略示出用于将形状记忆致动器接附到泵送机构的实施例；
图22和23示出采用指状件的泵送机构；
图M示出采用旋转凸起的泵送机构；
图25示出采用柱塞和柱塞筒的泵送机构；
图沈示出处于膨胀状态的形状记忆致动器的视图27示出处于收缩状态的形状记忆致动器的视图28示出采用柱塞和柱塞筒的泵送组件以及具有杠杆的形状记忆马达的视图四示出采用柱塞和柱塞筒的泵送组件以及形状记忆马达的视图30示出采用柱塞和柱塞筒的泵送器件以及在柱塞轴中具有导线的形状记忆马达的视图31示出具有组合泵和储液器的流动管线实施例；
图32概略示出处于停歇位置的阀门泵的截面视图33概略示出处于中间位置的图32的阀门泵的截面视图34概略示出处于致动位置的图32的阀门泵的截面视图35概略示出用于阀门泵的泵送膜片的截面视图36示出用于泵送膜片的膜片弹簧的透视图37概略示出采用杠杆的阀门泵和形状记忆线致动器的截面视图38概略示出包括采用弹性柱形屈曲的阀门泵的实施例的截面视图39概略示出包括具有弹性部件和刚性支撑件的阀门泵屈曲的实施例的截面视图40概略示出在柔性隔膜上游具有膜片弹簧的处于停歇状态中的阀门泵的截面视图41概略示出处于中间状态的图40的阀门泵的截面视图42概略示出处于致动状态的图40的阀门泵的截面视图43概略示出在柔性隔膜上游具有膜片弹簧的阀门泵的截面视图，其中柔性隔膜周向地接附到作用力施加部件；
图44概略示出在柔性隔膜上游具有膜片弹簧的阀门泵的截面视图，它包括用于传递作用力的刚性球；
图45概略示出包括具有弹性泵叶片的阀门泵的实施例的截面视图46概略示出包括用于阀门泵的可替代形式的弹性泵叶片的实施例的截面视图47概略示出包括具有多个作用力施加部件的阀门泵的实施例的截面视图48概略示出处于停歇或者填充模式的包括直角杠杆驱动阀门泵和偏流阀的泵送机构；
图49概略示出处于致动状态的图48的泵送机构。
图50概略示出根据本发明实施例具有升高的阀座并且处于关闭位置的偏流阀的截面视图51概略示出处于打开位置的图50的偏流阀的截面视图52概略示出根据本发明实施例不具有升高的阀座并且处于打开位置的偏流阀的截面视图53概略示出处于关闭位置的图52的偏流阀的截面视图M概略示出根据本发明实施例作用于阀门出口附近的提升阀上的作用力；
图55以详细视图概略示出根据本发明实施例作用于阀门进口附近的提升阀上的作用力；
图56概略示出根据本发明实施例具有可调节开启压力的偏流阀；
图57和58示出利用非加压储液器的流动管线的概略图59A-59E示出在流体输送器件中的流体流动的概略图60A-60D示出在流体输送器件中的流体流动的分解概略图61A-61C示出在流体输送器件中的流体流动的概略图62A和62B示出独立器件的概略图63A-63C示出器件实施例的截面概略图64A-64D示出器件实施例的截面概略图65A-65B示出连接到流动管线的输液器件的实施例的截面概略图66A-66D示出将储液器插入器件中的序列的截面概略图67A-67F示出流体输送器件的实施例的概略图68是连接到患者的器件的便携式泵实施例的一个实施例的概略图69A-69B示出器件的壳体下侧的概略视图70-70D是描绘在流体输送器件实施例中可用的各种构件的视图71概略示出可以被组装以形成根据器件实施例的流体输送器件的构件；
图72示出具有声学体积测量构件的流体输送器件的侧视图73示出用于声学体积测量的印刷电路板；
图74示出器件实施例的图示视图75示出流体输送器件的实施例的图示截面视图76示出流体输送器件的实施例的分解图示视图77示出可以被组装以形成流体输送器件的一个实施例的构件的分解视图78示出流体输送器件的实施例的分解视图79示出流体输送器件的一个实施例的基部的顶视图80示出流体输送器件的一个实施例的顶部的下侧；
图81A-81C示出用于表示在顶部和基部之间夹住储液器20的过程的序列；
图82示出器件的分解顶视图83示出器件的一个实施例的底部的分解视图，其中示出流体路径组件、底部壳体和隔膜以及粘结剂；
图84示出基部的底视图，其中示出流体路径组件的底视图85A-85D示出器件实施例的分解、局部分解以及非分解视图86A示出具有输液器件以及所连接的分析物传感器的输液和传感器组件的概略图86B示出具有引入针的如图86A所示的输液和传感器组件的分解视图87A-87E示出输液和传感器组件的实施例被插入器件中的序列；
图88A-88B示出在输液和传感器组件的序列中的插入器器件的一个实施例；
图88C-88D示出图88A-88B的插入器的局部剖视图89A示出用于插入输液和传感器组件的插入器器件的一个实施例的前视图89B示出图89A的插入器件的后视图90示出用于输液和传感器组件的药筒的一个实施例的透视图91A-91C示出用于插入输液和传感器组件的插入器器件的前透视图和侧透视图92A-92F概略示出用于操作插入器机构的一个实施例的时序序列；
图92G示出在关闭位置中的具有制动件(catch)和压簧杠杆的插入器机构；
图92H示出在打开位置中的具有制动件和压簧杠杆的插入器机构；
图93A-93C示出用于将套管插入流体输送器件基部的时间序列；
图94A-94C示出用于在将套管一致地连接到流动管线时将套管插入基部的时序序列；13
图95示出用于保持流体输送器件的粘结剂贴片的顶视图96概略示出在粘结剂贴片下面的流体输送器件的截面视图97示出用于保持流体输送器件的两个交叠粘结剂贴片的透视图98示出两个半圆形粘结剂贴片部分的顶视图99示出保持流体输送器件的两个半圆形粘结剂贴片部分的透视图100示出被患者移除的半圆形粘结剂贴片部分的透视图101示出使用多个粘结剂部件和系绳而附于患者的流体输送器件的透视图102A示出用于组装器件的夹具；
图102B示出具有用于插入夹具的键孔的流体输送器件的基部；
图102C示出利用夹具组装的流体输送器件的截面视图103A示出用于组装流体输送器件的凸轮引导件的透视图1(X3B示出图103A的凸轮引导件的顶视图103C示出用于组装流体输送器件的夹销的透视图103D示出使用夹销和凸轮引导件组装的流体输送器件的实施例；
图104示出根据一个实施例的可塌陷储液器的截面视图105示出图104的储液器的透视图106A-106C示出根据一个实施例用于将隔膜固定到端帽以形成储液器的一系列步骤；
图107示出根据一个实施例的储液器填充站；
图108A-108B示出处于打开(108A)和关闭(108B)位置中的储液器填充站的实施例；
图109A示出用于流体输送系统的实施例的数据采集和控制方案的一个实施例的框图109B示出用于流体输送系统的实施例的数据采集和控制方案的一个实施例的框图
图IlOA示出描述根据一个实施例的流体输送器件的操作的流程图IlOB示出描述根据一个实施例的流体输送器件的操作的流程图111示出相互无线通信的用户接口和流体输送构件的框图112示出数据流视图，所述视图示出根据一个实施例的中间收发器的使用；
图113示出根据一个实施例的中间收发器的框图114示出根据一个实施例用于通用患者接口的数据流视图115示出根据一个实施例的处于解耦状态的流体输送器件的非一次性部分和蓄电池充电器；
图116示出根据一个实施例的处于对接状态的图115的流体输送器件的非一次性部分和蓄电池充电器；并且
图117是描绘根据本发明实施例用于测量在泵冲程中输送的液体体积的过程的流程图。
应该理解以上的图以及在其中描绘的元件未必按照一致的比例或者以任何比例绘制。
具体实施方式
定义。如在本说明和所附权利要求中所使用的，下面的术语将具有所示意的含义， 除非上下文另外要求
器件的“用户输入”包括器件用户或者其它操作员能够用来控制器件功能的任何机构。用户输入可以包括机械装置(例如开关，压钮)、用于与远程控制器通信的无线接口 (例如RF、红外)、声学接口(例如带有语音识别)、计算机网络接口(例如USB端口)以及其它类型的接口。
与用户输入有关的“按钮”，例如在下面讨论的所谓的“推注按钮(bolus button)”，可以是能够执行所需功能的任何类型的用户输入，并且不限于压钮。
“警报器”包括能够用来向用户或者第三方发出警报的任何机构。警报器可以包括听觉警报器(例如扬声器、蜂鸣器、语音发生器)、视觉警报器(例如LED、LCD屏)、触觉警报器(例如振动元件)、无线信号(例如针对远程控制器或者看管者的无线发射)或者其它机构。可以同时地、同步地或者顺序地使用多个机构发生警报，包括备用机构(例如，两个不同的音频警报器)或者互补机构(例如，音频警报器、触觉警报器和无线警报器)。
“流体”意指能够通过流动管线流动的物质，例如液体。
“阻抗”意指器件或者流动管线对于从中流过的流体流的阻碍。
“润湿”描述在正常流体输送操作期间与流体形成直接接触的构件。因为流体不限于液体，“润湿”构件并非一定变得湿润。
“患者”包括从作为医疗处理的一部分的流体输送器件接收流体或者以其它方式接收流体的人或者动物。
“套管”意指能够向患者灌输流体的一次性器件。如在这里使用的套管能够指代传统的套管或者针。
“分析物传感器”意指能够确定在患者中存在分析物的任何传感器。分析物传感器的实施例包括但不限于能够确定任何滤过性毒菌的、寄生的、细菌的或者化学的分析物的存在的传感器。术语分析物包括葡萄糖。分析物传感器可以与流体输送器件中的其它构件 (例如，非一次性部分中的控制器)和/或与远程控制器通信。
“分配组件传感器”意指用于确定在分配腔室中存在的流体体积的机构。
“尖锐物”意指能够刺穿或者戳穿动物皮肤，特别地是人的皮肤的任何物体。尖锐物可以包括套管、套管插入器件、分析物传感器或者分析物传感器插入器件。例如，在药筒中可以分别地提供或者可以一起地提供多个尖锐物。
“一次性”指的是预期在固定时期中使用，然后被丢弃并且更换的部件、器件、部分或者其它类似的。
“非一次性”指的是旨在具有不限使用时期的可再用部分。
“贴片大小”意指足够小的尺寸，以致于在输送所述器件中含有的物质期间利用例如粘结剂或者带子可以被固定到患者皮肤并且作为医疗器件而被配戴。小到可以用作移植物的医疗器件属于该定义的范围。
“通常存在的有限流阻”意指在流体输送的常规过程中，S卩，当不存在错误状态(例如，堵塞)时存在的有限流阻。
“无源”阻抗是在泵送循环期间不受有源控制的阻抗。
“声学体积测量”意指使用例如在美国专利No. 5，349，852和5，641，892中描述的声学技术以及在这里描述的技术的有关体积的定量测量。
“温度传感器”包括用于测量温度并且向控制器传送温度信息的任何机构。该器件可以包括用于测量例如皮肤温度、AVS温度、环境温度和流体温度的一个或者更多温度传感ο
在这里描述的器件、泵送机构、系统和方法的实施例涉及这样的流体输送，所述流体输送包括泵送和流体体积测量以及流体输送的致动和控制。所述器件的实施例包括用于流体输送的便携式或者非便携式器件。所述器件的一些实施例包括一次性的基部和非一次性的顶部。所述器件包括其中输液器件通过基部插入并且直接进入患者体内的实施例。这些器件实施例是贴片泵器件(patch pump device)。可以使用粘结剂、带子或者其它适当装置将贴片泵附着到患者。粘结剂可以具有保护性可剥离条带，所述条带可以在使用之前被移除以暴露出粘结剂。
然而，在其它实施例中，流体输送器件是其中管线被连接到流动管线的便携式器件。一般地，通过套管将管线连接到患者。
在其中使用一次性基部和非一次性顶部的一些实施例中，基部包括被润湿的部件，而非一次性顶部中所包括的部分通常为非润湿部件。
泵送机构的各种实施例包括上游进口阀、泵送致动部件、下游出口阀和可移动部件。在一些实施例中，使用相同器件实现泵送致动部件和下游阀门功能。泵送机构通过流动管线将流体从储液器泵送到出口。泵送机构通常与非加压储液器一起使用，然而，本发明范围不限于此。
在流体输送系统的一个实施例中，所述器件包括分析物传感器壳体。分析物传感器通过器件基部的分析物传感器壳体被引入患者体内。在这些实施例中，也通过器件基部的管罩引入输液器件。在这些实施例中，所述器件作为贴片泵被用户配戴。
所述系统一般地包括控制器，所述控制器可以包括无线收发器。因此，通过无线控制器器件可以完全地或者部分地控制所述器件。控制器器件可以通过无线通信从分析物传感器和/或流体输送器件接收信息。患者或者第三方能够使用所述控制器器件控制流体输送器件的功能。
在流体输送器件的一个实施例中，所述器件是胰岛素泵并且所述分析物传感器是血液葡萄糖传感器。接收与输送的胰岛素体积(或者在一定时间期间泵冲程的数目)和血液葡萄糖数据有关的信息的控制器有助于用户对所述泵机构的致动时间表进行编程。
在这里描述示例性的分配组件和体积感测器件。分配组件包括至少一个麦克风和扩音器。所述组件确定分配腔室中的体积改变以确定被泵送的流体体积。体积感测数据被用于确定流体输送器件的状态。因此，各种控制可以依赖于体积感测数据。
在本发明的实施例中，用户经由用户接口配置流体输送器件，从而使得流体输送器件以适当方式输送流体。在一个实施例中，用户接口为可以与所述贴片无线通信的独立的手持式用户接口组件。所述贴片可以是一次性的，或者部分地一次性的。
如上所述，所述器件实施例的示例性用途是用于向糖尿病患者输送胰岛素，但是其它用途包括输送任何流体。流体包括用于疼痛患者的镇痛剂、用于癌症患者的化学疗法以及用于代谢紊乱患者的酶。各种治疗流体可以包括小分子、天然产品、缩氨酸、蛋白质、核酸、碳水化合物、纳米颗粒悬浮液以及有关的在药物学方面可以接受的载体分子。治疗活性分子可以被改性以提高输送器件中的稳定性(例如，通过缩氨酸或者蛋白质的聚乙二醇化 (PEG化))。虽然这里的示意性实施例描述药品输送应用，但是实施例可以被用于其它应用，包括用于高输出量的分析测量(例如缩微实验室技术应用和毛细管色谱分析)的试剂的液体分配。为了下面说明的目的，术语“治疗剂，，或者“流体，，被互换地使用，然而，在其它实施例中，能够使用如上所述的任何流体。因此，在这里包括的器件和说明不限于治疗用途。
典型实施例包括用于保持流体供应的储液器。在胰岛素的情形中，储液器可以被方便地设为具有能够保持足以在一天或者多天中输送的胰岛素供应的尺寸。例如，储液器可以容纳大约1到2ml的胰岛素。对于大约90%的潜在用户，2ml胰岛素储液器可以相应于大约3天的供给。在其它实施例中，储液器能够具有任何尺寸或者形状并且能够适于容纳任何数量的胰岛素或者其它流体。在一些实施例中，储液器的尺寸和形状与储液器适于容纳的流体类型有关。流体储液器可以具有偏心的或者不规则的形状和/或可以被锁上从而防备错误安装或者使用。
流体输送器件的一些实施例适用于糖尿病患者使用，因此，在这些实施例中，器件输送用于补充或者更换患者胰岛β细胞的胰岛素。适用于胰岛素输送的实施例试图通过提供基础水平的流体输送以及推注水平的输送而模拟胰腺作用。通过使用无线手持式用户接口能够由患者或者另一方设定基础水平、推注水平和定时。另外地，能够响应一体的或者外部的分析物传感器(例如葡萄糖监视器件或者血液葡萄糖传感器)的输出而触发或者调节基础和/或推注水平。在一些实施例中，能够使用位于流体输送器件上的规定按钮或者其它输入装置由患者或者第三方触发推注。在另外的实施例中，推注或者基础水平能够通过位于流体输送器件上的用户接口被编程或者管理。
根据本发明示例性实施例，图1示出配戴流体输送器件10并且握持用于监视和调节流体输送器件10的操作的无线用户接口组件14的患者12。用户接口组件14 一般地包括用于输入信息(例如触摸屏或者小键盘)以及用于向用户传递信息的设备(例如LCD显示器、扬声器或者振动警报器)。流体输送器件一般足够小和轻，从而在数日中保持舒适地附着到患者。
在图1中，流体输送器件10被示为配戴在患者12的手臂上。在其它实施例中，流体输送器件10可以被配戴在患者身上的其它位置处，在这些位置处患者身体能够有利地利用被输送的特殊流体。例如，流体可以被有利地输送到患者腹部区域、腰部区域、腿或者其它部位。
现在参考图2A，示出流体输送器件10的概略示意图，该器件具有从分配组件120 到泵送组件16的反馈环360。泵送组件16向分配组件120泵送流体；流体然后通过包括限流器340和输出部的出口组件17离开。所述输出部一般地包括套管并且通向患者。分配组件120可以包括弹性的可变容积分配腔室以及至少一个麦克风和扩音器，用于测量与随着时间通过所述输出部的流有关的参数。反馈环360使得可以基于由传感器进行的重复测量而调节泵送组件16的操作。限流器340在分配组件120和流动管线5010的输出部之间形成高阻抗。限流器340可以例如是窄孔管或者微管的一部分。
现在参考图2B，在一个实施例中，泵送组件16将流体从储液器20泵送到分配组件 120。
现在参考图3，示出采用流体力学原理的另一实施例的框图。流动管线310联接储液器20、泵送组件16、分配组件120以及出口组件17。出口组件17可以包括高阻抗限流器 340和输液器件5010，例如套管。限流器340的输出被送至输液器件5010，以便输送给患者。限流器340具有比流动管线310的位于分配组件120上游的部分更高的流阻。因此， 泵送组件16能够比流体能离开出口组件17的情况更快地将流体泵送到分配组件120中。 分配组件120可以包括具有弹性壁的可变容积分配腔室122。在下面给出的实施例中，弹性壁是隔膜。隔膜材料的实例包括硅树脂、NITRILE以及具有用于如在这里所述的发挥作用的所需弹性和特性的任何其它材料。另外地，其它结构可以用于相同目的。当由于泵送组件16的作用而接收到流体供给时，隔膜弹性将允许腔室122首先膨胀并且然后提供驱动分配组件120的流体内容物经过限流器340到达患者所需的输送压力。当配备有适当传感器 (在下面描述其实例)时，分配组件120可以测量通过可变容积分配腔室122的流体流并且可以通过反馈环360提供反馈以控制泵送组件16泵送或者部分地填充分配腔室122的定时和/或速率，由此以所需速率向患者输送所需剂量。
再次参考图3，另外地，限流器340防止流体流超过规定流率。进而，因为通过泵送组件16、分配组件120和限流器340的交互作用而完成加压流体输送，因此能够采用非加压储液器20。
仍然参考图3，反馈环360可以包括控制器501。控制器501可以包括处理器和用于致动泵送组件16以向分配组件120泵送流体的控制电路。控制器501从可以与分配组件120 —体形成的传感器重复地接收与流体流有关的参数，并且使用该参数控制泵送组件 16以实现通过输出部的所期望流动。例如，控制器501能够调节泵送组件16的致动定时或者程度，以实现所需的基础或者推注流率和/或输送所需的基础或者推注累积剂量。在确定泵送的定时或者程度时，控制器501可以使用传感器的输出(未示出)以估计流体流的速率、累积流量或者二者(以及很多其他量)，并且然后基于所述估计确定适当的补偿行为。在各种实施例中，可以脉冲地进行泵送，其能够以在10_9升每脉冲到微升每脉冲之间的任何速率进行输送。可以通过输送多个脉冲来实现基础或者推注剂量。(在下面示出并且描述基础和推注剂量的实例)。
使用局部可塌陷的非加压储液器20可以有利地防止当储液器中的流体耗尽时在储液器中积累空气。储液器20可以通过隔膜(未示出)被连接到流动管线310。在通气储液器中空气积累能够防止流体从储液器20流出，特别是当系统被倾斜使得在储液器中含有的流体和储液器20的隔膜之间介入空气包时。在如可配戴器件的正常操作期间，希望系统被倾斜。图104-106C描绘了储液器的一个实施例的各种实施例和视图。另外地，在下面包括对储液器进一步的说明。
现在参考图4A-4C，示出限流器340的各种实施例。现在参考图4A，限流器是模制流道340，它可以是在基部中的模制凹槽(未示出)。在一个实施例中，模制流道340的截面大致为0.009英寸。在该实施例中，限流器340被模制到设备中。现在参考图4B，作为限流器的可替代实施例示出微管340。在一个实施例中，微管具有大致0. 009英寸的内径。 模制流道和微管均使用具有小内径或者截面的长路径以给予流阻。现在参考图4C，示出了18作为限流器340的精确孔板。在一个实施例中，精确孔板是具有激光钻孔的板。在可替代实施例中，可以使用在本领域中已知的任何流阻器件或者方法。与具有可能通常被认为在功能意义上形成无限流阻的有源下游阀的现有技术流体输送系统不同，限流器340形成有限流阻。与可能有时由于堵塞而被阻碍的现有技术系统不同，本发明的阻抗在正常情况时也是存在的。由于流阻的有限性，在包括分配腔室122的实施例中，即使当分配腔室122膨胀时，流体也可能通过出口泄露。
图5-8概略示出分配组件120的示意性实施例的截面视图。应该理解，用于其它目的(例如工业过程)的流体输送属于本发明范围，并且以具体术语给出的说明仅仅是实例方式的。如图5所示，分配组件120可以包括可变容积分配腔室122和传感器550。可变容积分配腔室122包括弹性分配膜片125，它允许腔室122根据进出分配组件120的流体流而膨胀和收缩。在本发明的某些实施例中，如将在这里进一步讨论地，可变容积分配腔室122 可以被从分配组件120的其它元件拆离。利用双头箭头示出了允许腔室122膨胀和收缩的弹性分配膜片125的概念。计量腔室122被认为包括了在图5中利用箭头112指定的具有流体流特征的线路110的一部分。流体流112或者线路110的终止的位置或者特性均不限制如所附权利要求明确要求保护的本发明的范围。相比于当被泵送组件16泵送入腔室122 时流体进入腔室122的情况，限流器340使得流体更加缓慢地离开分配腔室122。结果，当流体供给进入时，分配腔室122膨胀并且被加压。由于分配腔室122的膨胀而变形的分配膜片125提供了输送计量体积使其经过限流器340而到达出口组件17所需的作用力。如以上所讨论，传感器550重复地测量能够与弹性分配腔室122的容积相关的参数，例如位移、 或者热力学变量或者容量。通过传感器550产生的体积测量可以用于通过反馈环控制泵送组件向分配腔室122泵送流体的定时和速率，从而适当的流体流被输送到出口组件17以及随后的管线，并且由此例如被输送到患者。传感器550可以采用例如声学体积感测(在下面更加详细地描述)或者用于确定体积或者体积相关参数的其它方法(光学或者电容性， 作为其它实例)。声学体积测量技术是授予DEKA Products Limited Partnership的美国专利No. 5，575，310和5，755，683以及于2006年4月5日提交的题目为“用于流动控制的体积测量方法”、系列号为No. 60/789，243的共同待审临时美国专利申请的主题，它们均通过引用方式而被结合在这里。利用该实施例能够在纳升范围中进行流体体积感测，因此有助于高度准确和精确地监视与输送。也可以使用用于测量流体流的其它可替代技术；例如， 基于Doppler (多普勒)的方法；使用与叶片阀或者挡板阀相组合的Hall (霍尔)效应传感器；使用应变梁(例如，与流体腔室上的柔性部件有关以用于感测柔性部件的挠曲)；使用利用板的电容性感测；或者热的飞行时间法(thermal time of flight method)。
现在参考图6到9，示出其中传感器利用声学体积感测議技术的实施例。首先的讨论参考在图6和7中描绘的实施例。分配组件120具有传感器，它包括基准腔室127以及通过端口 1 连接到固定容积腔室129的可变容积测量腔室121。虽然可以利用如图6 和7所示的基准腔室127实施本发明，但是在本发明的某些其它实施例中，没有提供基准空间。应该理解，空间1 作为术语在这里被称作是“固定的”，但是在声学激发时间尺度上其实际容积可以稍微改变，如当利用扬声器膜片驱动被称作固定空间129的区域时。流体通过弹性分配腔室122从泵送组件16流动到输入部123，并且流出出口通道124。由于高的下游阻抗，当流体进入分配腔室122时，分配膜片125膨胀到可变容积腔室121中。可以布置在印刷电路板1 上的电子组件具有扩音器1202、感测麦克风1203和基准麦克风1201， 用于测量与可变容积腔室121中的气体(通常为空气)相关的声学参数，腔室容积由分配膜片125的位置限定。由扩音器134感应的声波经由端口 1 通过固定容积腔室1 行进到可变容积腔室121 ；声波还行进到基准腔室127。当分配膜片125随着流体流通过流动管线而移动时，可变容积腔室121中的空气体积改变，引起它的声学特性发生相关改变，这可以利用扩音器和麦克风1203探测。对于相同声学激励，基准麦克风1201可以探测固定基准空间127的声学特性。这些基准测量可以例如用于消除不精确性并且抵制声学激励中常见模式的不准确性以及其它错误。可以通过比较可变容积腔室121的测量容积与可变容积腔室121的初始容积而确定被移位的流体的体积。因为分配腔室122和可变容积腔室121 的总容积保持不变，还能够估计分配腔室122的绝对容积。
图6示出的实施例利用固有弹性的分配膜片125，而图7示出的实施例利用弹性分配弹簧130，所述弹性分配弹簧130当与分配膜片125组合时，增加了分配腔室122的弹性并且可以允许使用比在图5所示实施例中将要求的分配膜片更加柔顺(即，更低弹性的) 的分配膜片125。分配弹簧130 —般地定位成在膜片125的与分配腔室122相对的一侧上邻近于分配膜片125。
可替代地，为了减小来自麦克风的背景噪音，扩音器1202和感测麦克风1203可以经由分离的端口连接到可变容积腔室121。如在图8中概略示出，扩音器1202在经由扩音器端口 6020声学地耦合于可变容积腔室121的固定扩音器空间6000中产生压力波。压力波从扩音器1202，通过扩音器端口 6020行进到可变容积腔室121并且然后在被感测麦克风 1203记录之前通过麦克风端口 6010。扩音器端口 6020可以包括具有向外展开的孔隙6030 的管线部分6040。向外展开的孔隙6030用于对管线部分6040的所有轴向路径形成声波沿其行进的均勻长度。例如，管线部分6040可以具有柱体的几何形状，例如立柱体或者立圆柱体的几何形状。类似向外展开的孔隙也可以邻接管线部分以限定麦克风端口 6010。与图 6和7的AVS传感器不同，在图8的实施例中，从扩音器1202行进的压力波不具有到达感测麦克风1203的直接路径。因此，防止来自扩音器1202的压力波在不首先经过可变容积 121的情况下直接冲击感测麦克风1203。因此麦克风接收到降低的背景信号并且实现了更好的信/噪比。另外地，可以在图6-8的实施例的任何一个中包括上搁板6050，从而有利地减少基准腔室127的容积。
在将被进一步描述的实施例中，可以方便地分离分配组件的传感器和计量腔室部分，从而分配腔室是可拆卸的和一次性的。在此情形中，分配腔室位于贴片的一次性部分中，而传感器位于可再用部分中。分配腔室可以被弹性流体分配膜片(如在图6中作为122 和IM所示)界定。可替代地，如在图7中，分配腔室122可以被柔顺膜片125界定。在此情形中，分配弹簧130能够用于在分配腔室122上赋予弹性。当传感器550和分配腔室122 被置于一起时，分配弹簧130覆盖柔顺分配膜片125。分配弹簧130和分配膜片125可以交替地被采用，作为限定分配腔室122的单一部分。
如图9所示，示出分配组件的可替代实施例。在图9描绘的分配组件120的实施例中，可变容积测量腔室121与分配腔室122共享柔顺壁(这里示为柔顺膜片12 。端口 1 声学地将测量腔室121耦合到固定容积腔室129，从而形成由标号1290总体标注的声学邻接区域。可压缩流体(通常为空气或者另一气体)填充声学邻接区域1290并且被驱动部件1214激发，该驱动部件1214本身由致动器1216驱动。驱动部件1214可以是扬声器的膜片，例如听力辅助扬声器的膜片，在该扬声器中，致动器1216例如是音圈螺线管或者压电元件。在本发明范围中，驱动部件1214还可以与致动器1216是同延的(coextensive)，例如当驱动部件1214自身可以是压电元件时。驱动部件1214可以被包含在驱动器模块1212 中，该驱动器模块在驱动部件1214的远离固定空间1 的一侧上可以含有基准空间1220。 然而，在本发明实践中一般不采用基准空间1220。
基准麦克风1208被示为当信号麦克风1209声学地耦合至测量腔室121时与固定空间1 声学连通。测量区域121的容积可以由一个或者更多麦克风1208、1209基于其位于声学邻接区域1290中的相应位置处测量的压力变化(或者，等效地，声学信号)而提供的电子信号所确定。可以通过将一个或者更多麦克风处的响应相位与声学激发相位进行比较或者与在另一麦克风的位置处的响应相位进行比较，来执行相位测量。由处理器1210基于相位和/或如下面所讨论的振幅测量来确定测量区域121的容积并且由此推断出分配腔室122的容积，所述处理器从电源1211获取电力，所述电源被代表性地示为蓄电池。
为了精确输送微小量的治疗试剂，期望在每个泵冲程中输送小的但是非常准确计量的量。然而，如果在每一个泵冲程期间通过线路110泵送微小体积的流体，则计量过程要求极高的分辨率。因此，根据本发明的实施例，由传感器阳0以至少10纳升的分辨率测量容积的改变。在本发明的一些实施例中可以实现对于测量区域121的空置容积的0.01%分辨率的测量。根据本发明其它实施例，传感器550提供优于13纳升的分辨率。然而在其它实施例中，传感器550提供优于15纳升的分辨率，并且在另外的实施例中，提供优于20纳升的分辨率。在这种情形中，声学邻接区域1290的总容积可以小于130 μ 1，并且，在其它实施例中，小于10 μ 1。
根据本发明的各种实施例，可以使用对分配腔室122以及随后的可变容积腔室 121 (这里，也可以称为“计量空间”)的容积响应的在先建模，该在先建模基于由于进入输入部123的被泵送体积的流体填充分配腔室而进行的。虽然其它模型属于本发明范围，但是可以采用的一个模型将响应于被泵送的流入流体和具有固定流阻的出口的分配腔室122 中的流体体积表达为基线体积Vb和由峰值位移Vd表征的指数衰减体积之和，从而在测量期间的计量腔室容积被表征为时间t的函数，如下
r—
为了使得建模指数衰减(或者其它函数模型)的参数化拟合于一连串的声学测量，例如在图6到9中描绘的系统的响应推导如下。为了对响应进行建模，端口 1 的特征在于长度1和直径d。理想绝热气体的压力和体积能够通过PVy =K相关联，其中K是由系统初始状态限定的常数。
理想绝热气体定律能够通过根据平均压力P和体积V以及在那些压力之上的小的时变扰动P (t) ν (t)表述
(P+p (t)) (V+v (t)) Y =K
对该等式微分得到
= 0
或者，简化得到
冲)
如果声学压力水平比环境压力小得多，则所述等式能够被进一步简化为
ρ( + ψν( = 0
应用理想气体定律，P = P RT,并且将其代替压力而给出以下结果
Jj (*) + ￡§> = i
能够根据声音速度Λ-^^ΚΓ将其写为
#{f) + -^v(l) = 0
而且，关于一定体积的声学阻抗被定义为
‘外)fJll,, s Xpai)
根据一组模型，在假定端口中的所有流体实质上作为沿着轴向方向往复的刚性柱体而移动的情况下，对声学端口进行建模。假定通道(端口 128)中的所有的流体以相同速率行进，假定所述通道具有恒定截面，并且进入和离开通道的流体导致的“端部效应”被忽略。
假定是= 形式的层流摩擦，作用在所述通道中的流体物质上的摩擦作用力能够被写为
F = RpA2X。
然后能够对于通道中的流体动力学写出二阶微分等式
pLAx = ΔρΑ - RpA1X
或者，根据体积流率V S= 一......................V 寺 Op..........L·P^t然后通道的声学阻抗能够被写为ν A \ L使用在上面定义的体积和端口动力学，能够通过下面的等式系统描述声学体积传感器系统(其中指标k代表扬声器，并且r代表共振器)
P6 -i^-V*■ο
根据相同的约定，.Vjt>0 => Λ< Ojj. 11 V, > (
Pi .........'.-￠,) — ◎
另夕卜，化 >0 =i> <0
Ji2+ ^yr=O厂2
如果P2大于P1，则体积趋于沿着正方向加速。
权利要求
1.一种从管线分配治疗流体的方法，包括提供能够被连接到上游流体源的进口管线，所述进口管线在下游与泵送腔室流体连通，所述泵送腔室具有泵出口 ；以及致动作用力施加组件，从而当加压所述泵送腔室以促动经过所述泵出口的流时限制流体通过所述进口倒流。
2.根据权利要求1的方法，其中，致动所述作用力施加组件包括使用所述作用力施加组件在工作冲程期间的行程，以在单一机械动作中限制倒流并且加压所述泵送腔室。
3.根据权利要求2的方法，其中，所述作用力致动组件的给定程度的行程限制倒流，并且更高程度的行程加压所述泵送腔室。
4.根据权利要求1的方法，其中，致动所述作用力施加组件包括通过堵塞所述进口管线而限制朝向所述流体源的倒流。
5.根据权利要求1的方法，还包括通过使用置于分配腔室与所述泵送腔室之间的无源阀门而防止流体从所述分配腔室反向流动到所述泵送腔室中。
6.根据权利要求1的方法，其中，致动所述作用力施加组件包括使用形状记忆致动器。
7.根据权利要求6的方法，其中，使用所述形状记忆致动器包括在形状记忆导线中感应相位改变，以围绕滑轮向所述作用力施加组件传递作用力。
8.根据权利要求1的方法，还包括测量与通过所述管线的流动有关的参数；并且基于所测量的参数调节所述泵的操作。
9.根据权利要求8的方法，其中，测量与通过所述管线的流动有关的参数包括确定置于所述泵送腔室下游的弹性腔室的体积改变。
10.根据权利要求9的方法，其中，测量所述参数包括使用声学体积测量。
11.根据权利要求10的方法，其中，位于所述弹性腔室下游的弯曲流阻提供足以引起所述弹性腔室响应于泵送而膨胀的流阻。
12.根据权利要求8的方法，还包括引起流体通过弯曲流阻导管从所述泵出口向下游流动。
13.根据权利要求12的方法，其中，所述导管具有至少两个弯头。
14.根据权利要求12的方法，其中，所述导管是盘绕的。
15.根据权利要求12的方法，其中，所述导管具有蛇形形状。
16.根据权利要求12的方法，其中，所述导管具有基于所述流体的粘度和密度的至少一个，为提供预定阻抗而选择的长度和内径。
17.根据权利要求16的方法，其中，所述导管内径足够大，从而防止由于流体流动通过所述导管而产生堵塞。
18.根据权利要求1的方法，其中，所述进口管线、所述泵送腔室、所述泵出口和所述作用力施加组件被封装在贴片大小的的壳体中，并且致动所述作用力施加组件包括使用壳体中的处理器以弓I起致动所述作用力施加组件。
19.根据权利要求12的方法，其中，所述壳体具有最大尺寸，并且所述导管具有大于所述最大尺寸的长度。
20.根据权利要求1的方法，其中，致动所述作用力施加组件包括使用形状记忆致动器进行感应。
21.根据权利要求20的方法，其中，使用形状记忆致动器包括使用通过所述形状记忆致动器的具有不同长度的多个电路径中的一个。
22.根据权利要求21的方法，其中，所述作用力施加组件具有用于在促动流动通过所述泵出口中的正常操作的正常模式以及用于灌注所述泵送腔室的灌注模式，并且其中，使用所述形状记忆致动器包括在所述作用力施加组件的正常模式期间使用所述形状记忆致动器的较短的电路径而在所述作用力施加组件的灌注模式期间使用所述形状记忆致动器的较长的电路径。
23.根据权利要求20的方法，其中，致动所述作用力施加组件包括使用多个形状记忆致动器进行感应。
24.根据权利要求23的方法，其中，使用多个形状记忆致动器包括使用它们以提供备用操作。
25.根据权利要求23的方法，其中，使用多个形状记忆致动器包括使用不同数目的形状记忆致动器以提供不同的致动作用力或者冲程长度。
26.根据权利要求23的方法，其中，使用多个形状记忆致动器包括使用至少两种不同长度的形状记忆致动器。
27.根据权利要求23的方法，其中，所述作用力施加组件具有用于在促动流动通过所述泵出口中的正常操作的正常模式以及用于灌注所述泵送腔室的灌注模式，并且其中，使用多个形状记忆致动器包括在所述作用力施加组件的正常模式期间使用较短的形状记忆致动器和在所述作用力施加组件的灌注模式期间使用较长的形状记忆致动器。
28.根据权利要求23的方法，其中，使用多个形状记忆致动器包括使用至少两种不同规格的形状记忆致动器。
29.一种用于泵送流体通过管线的系统，所述系统包括泵送腔室，其具有能够被连接以提供与流体源流体连通的进口，以及泵出口 ；以及作用力施加组件，其适于向所述泵送腔室提供压缩冲程，其中，当从所述泵送腔室到所述泵出口促动流体时，所述压缩冲程对于流体从所述泵送腔室通过所述进口的倒流产生限制。
30.根据权利要求四的系统，其中，所述作用力施加组件被联接到进口阀门致动器和泵致动器，从而当所述泵致动器使得流体从所述泵送腔室被促动到所述泵出口时，所述压缩冲程致动在所述进口和所述流体源之间所联接的进口阀门，以关闭所述阀门。
31.根据权利要求30的系统，其中，所述作用力施加组件包括板，所述板联接到所述阀门致动器、所述泵致动器以及马达，用于协调所述阀门致动器和所述泵致动器的操作。
32.根据权利要求31的系统，其中，所述马达包括形状记忆致动器。
33.根据权利要求32的系统，其中，所述马达包括至少一个滑轮，所述滑轮用于折叠所述形状记忆致动器以使其适配于可再用部分中。
34.根据权利要求四的系统，其中，所述作用力施加组件包括马达。
35.根据权利要求34的系统，其中，所述马达包括形状记忆致动器。
36.根据权利要求35的系统，其中，所述形状记忆致动器被电联接，从而提供通过所述形状记忆致动器的具有不同长度的多个电路径。
37.根据权利要求36的系统，其中，所述作用力施加组件具有用于在正常泵送状态下操作所述泵送腔室的正常模式和用于灌注所述泵送腔室的灌注模式，并且其中在所述作用力施加组件的正常模式期间使用所述形状记忆致动器的较短的电路径和在所述作用力施加组件的灌注模式期间使用较长的电路径。
38.根据权利要求34的系统，其中，所述马达包括多个形状记忆致动器。
39.根据权利要求38的系统，其中，所述多个形状记忆致动器提供所述作用力施加组件的备用操作。
40.根据权利要求38的系统，其中，不同数目的形状记忆致动器被用于提供不同的致动作用力或者冲程长度。
41.根据权利要求38的系统，其中，所述多个形状记忆致动器包括具有至少两种不同长度的形状记忆致动器。
42.根据权利要求41的系统，其中，所述作用力施加组件具有用于在正常泵送状态下操作所述泵送腔室的正常模式以及用于灌注所述泵送腔室的灌注模式，并且其中在所述作用力施加组件的正常模式期间使用较短的形状记忆致动器而在所述作用力施加组件的灌注模式期间使用较长的形状记忆致动器。
43.根据权利要求41的系统，其中，所述作用力施加组件至少以基础模式和推注模式操作，当处于所述基础模式时，所述泵送腔室以基础速率输出流体，并且当处于所述推注模式时，所述泵送腔室以推注速率输出流体，所述推注速率大于所述基础速率，其中在所述作用力施加组件的基础模式期间使用较短的形状记忆致动器而在所述作用力施加组件的推注模式期间使用较长的形状记忆致动器。
44.根据权利要求38的系统，其中，所述多个形状记忆致动器包括具有至少两种不同规格的形状记忆致动器。
45.根据权利要求四的系统，还包括与所述泵出口串联的下游分配组件，所述分配组件包括弹性分配腔室。
46.根据权利要求45的系统，还包括用于测量与通过所述管线的流动有关的参数的传感器。
47.根据权利要求四的系统，其中，所述泵送腔室、所述进口、所述出口以及所述作用力致动组件是尺寸适于作为贴片被配戴的流体输送器件的构件。
48.根据权利要求45的系统，还包括位于所述分配组件下游的弯曲的高阻抗导管。
49.根据权利要求48的系统，其中，所述导管具有至少两个弯头。
50.根据权利要求48的系统，其中，所述导管是盘绕的。
51.根据权利要求48的系统，其中，所述导管具有蛇形形状。
52.根据权利要求48的系统，其中，所述导管具有基于流体的粘度和密度的至少一个， 为提供预定阻抗而选择的长度和内径。
53.根据权利要求48的系统，其中，所述导管的内径足够大，从而防止由于治疗液体通过所述导管流动而引起堵塞。
54.根据权利要求四的系统，还包括用于强制朝向所述输出的单向流动的无源阀门。
55.根据权利要求M的系统，其中，所述无源阀门位于所述泵送腔室的下游。
56.根据权利要求55的系统，其中，所述无源阀门位于所述分配组件的上游。
57.根据权利要求四的系统，其中，所述管线的至少一个部分与一次性构件形成一体， 并且所述作用力施加组件与可拆离的可再用构件形成一体，并且所述一次性构件上的隔膜材料邻接所述可再用构件。
58.根据权利要求57的系统，其中，所述隔膜材料覆盖所述管线中的限定所述泵送腔室、进口阀门以及无源阀门的区域，从而强制朝向所述输出的单向流动。
59.根据权利要求58的系统，其中，所述作用力施加组件使得变形作用力施加于覆盖限定了所述阀门的每一个区域的隔膜材料，以实现所述阀门的关闭。
60.根据权利要求58的系统，其中，所述作用力施加组件使得变形作用力施加于覆盖限定了所述泵送腔室的区域的隔膜材料，以实现从所述泵送腔室促动流体。
61.根据权利要求四的系统，其中，在压缩所述泵送腔室以促动通过所述出口流动之前，所述作用力施加组件实现所述进口的密封。
62.根据权利要求61的系统，其中，所述作用力施加部件包括进口密封部件和泵压缩部件。
63.根据权利要求62的系统，其中，所述作用力施加部件包括驱动部件，所述驱动部件致动所述泵压缩部件并且还经由密封弹簧致动所述进口密封部件，从而即使当所述泵压缩部件在所述泵送腔室上施加泵送作用力时所述作用力施加部件也不断地加载所述密封弹ο
64.根据权利要求62的系统，还包括致动所述进口密封部件和所述泵压缩部件两者的驱动部件，所述进口密封部件包括位于所述驱动部件和所述密封部件的一体支撑件之间的密封弹簧，所述进口密封部件以可滑动方式位于所述驱动部件的开口中，所述泵压缩部件包括位于远侧压缩部件支撑件和所述驱动部件之间的回位弹簧，其中在工作冲程期间，即使当朝向所述泵送腔室驱动所述泵压缩部件时，当所述驱动部件沿着所述密封部件的轴滑动时，所述驱动部件压缩所述密封弹簧以经由成一体的支撑件向所述密封部件传递驱动作用力。
65.根据权利要求64的系统，其中，即使当所述泵压缩部件在所述泵送腔室上施加泵送作用力时，所述密封弹簧也被压缩。
66.根据权利要求65的系统，其中，所述压缩部件还包括通过与所述支撑件的接触而限制返回冲程的远侧限位器。
67.根据权利要求65的系统，其中，所述密封部件包括近侧延伸部，所述近侧延伸部延伸超过所述驱动部件的开口，从而在返回冲程期间，所述驱动部件接合并且使所述延伸部位移以允许流动通过所述进口。
68.根据权利要求四的系统，其中，所述作用力施加组件被形状记忆致动器致动。
69.根据权利要求M的系统，其中，所述无源阀门包括提升阀，所述提升阀利用提升阀偏压弹簧而偏压在所坐靠的隔膜上。
70.根据权利要求69的系统，其中，一种机械优势有利于所述提升阀的提升。
71.一种用于单向流动的阀门，所述阀门包括具有进口和出口的第一部分，所述出口具有沿着周向设置的阀座；具有作用力施加部件的第二部分；以及分离所述第一部分和所述第二部分的隔膜，其中，所述作用力施加部件施加偏压力，从而以密封方式将隔膜保持为抵靠所述阀座以限制朝向所述出口的流动或者从所述出口的流动，除非在所述进口或者所述出口中的流体压力足以克服所述偏压力，由此使得所述隔膜脱离所述阀座并且形成通过所述阀门的流动，其中，当所述隔膜以密封方式被保持到所述阀座时，与所述出口下游的流体相比，所述进口上游的流体接触所述隔膜的更大区域，由此对于所述上游流体赋予更大的机械优势并且使得所述阀门响应于所述进口处的较低压力以及所述出口中的较高压力而打开，并且促进从所述进口并且到所述出口的单向流动。
72.根据权利要求71的阀门，其中，所述第一部分是一次性部分并且所述第二部分是可再用部分。
73.根据权利要求71的阀门，其中，所述作用力施加部件还包括弹簧和提升阀。
74.根据权利要求73的阀门，还包括用于调节弹簧作用力的机构。
全文摘要
本发明涉及使用作用力施加组件的泵送流体输送系统和方法。特别地，一种从管线分配治疗流体的方法，包括提供能够被连接到上游流体源的进口管线。所述进口管线在下游与泵送腔室流体连通。所述泵送腔室具有泵出口。所述方法还包括致动作用力施加组件，从而当加压泵送腔室以促动流动通过泵出口时限制流体通过进口倒流。一种相应的系统采用所述方法。
文档编号B67D7/08GK102512725SQ20111041534
公开日2012年6月27日 申请日期2007年2月9日 优先权日2006年2月9日
发明者埃里克·伊顿, 拉里·B·格雷, 迪安·卡门 申请人:德卡产品有限公司