注射設備的尖端確定器制造技術

一種系統，該系統通過沿著路徑(108)移動針，將來自兩個源的光照射到路徑的各個部分上，以及分析被針反射的從各個光源接收到的信號來確定皮下注射針(104)的尖端(106)的位置。

Tip determiner of injection equipment

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】注射設備的尖端確定器領域本公開涉及一種用于確定針的尖端的位置的系統，并且特別地但不限于，涉及一種用于確定諸如自動注射器之類的醫療設備內的皮下注射針的尖端的位置的光學檢測器系統。背景對于某些醫療狀況的治療可能需要頻繁的藥劑給藥。通常使用具有皮下注射針的針筒完成的經皮注射是進行藥劑給藥的常見方法。自動化的手持式注射設備(自動注射器)允許用戶將諸如針筒之類的藥劑容器放置在自動注射器內部，并在自動注射器的致動之際將預定劑量的藥劑注射到他們的體內。不同類型的注射(例如靜脈內、肌肉內和皮下注射)需要不同的針刺深度。
技術實現思路
本專利技術的各方面和特征在所附權利要求中闡述。附圖簡述現在將參考附圖說明本公開的示例，其中：圖1示出了注射系統的示意圖；圖2示出了在針平面處的光分布圖；圖3示出了當針沿著軌跡前進時由信號生成器生成的信號的曲線圖；圖4示出了信號處理鏈；圖5示出了由光源和信號生成器生成的信號的示意表示；圖6示出了信號處理流程圖；圖7示出了針對信號生成器的電路設計的示例；圖8示出了另一注射系統的示意圖；圖9示出了另一注射系統的示意圖；圖10示出了另一注射系統的示意視圖；以及圖11示出了又一示意性注射系統。在整個說明書和附圖中，相同的附圖標記指代相同的部件。詳細描述圖1示出了自動注射器100，以供檢測自動注射器100的針104的尖端106的位置。自動注射器100具有殼體102，殼體102可以被打開以便插入要么具有針104要么接合了可移動針104的針筒或其他藥劑容器(諸如藥筒)103。針104是皮下注射針，其尖端106適合于刺穿患者的皮膚。自動注射器100可被用來將預定劑量的藥劑注射到患者體內。一旦藥劑已被給藥并且針104從患者抽出，用戶便可以打開殼體102并移除藥劑容器103。此外，當需要再次注射時，用戶可以打開殼體102，插入另一藥劑容器，并重復該過程。自動注射器殼體102包含致動器112，該致動器可以是線性致動器并且可操作以使針104沿著針路徑108移動。將針被放入自動注射器時，針的長軸位于針路徑上。殼體102還包括孔110，針104可通過該孔突出超過殼體102以便對患者進行注射。致動器112的操作致使針104在A-B方向上移動，例如以便致使針104在B方向上朝孔110移動并最終突出超過它，或者替代地致使針104在相反方向上(在A方向上)移動，并在殼體102內后退回縮。自動注射器100還具有第一發光二極管(LED)114、第二LED116和光電二極管檢測器118。LED和光電二極管檢測器118被定位在印刷電路板(PCB)122上，并且被電耦合至處理器120。處理器120在根據下面描述的方法用于確定針尖106的位置時可以被稱為位置確定器。致動器112也被電耦合到處理器120/位置確定器。致動器120基于移動的致動器組件的位置生成信號，并將該信號發送到處理器120。致動器112被布置成使針104沿著軌跡或路徑108移動。在延伸階段，致動器112沿著路徑108朝向且穿過孔110驅動針104，直到針104的至少一部分(包括針尖106)在外部突出超過孔110。在該階段期間，致動器112沿路徑108以基本恒定的速度推進針104。例如，致動器112可以以6.6、10或20mms-1驅動針104。一旦針尖106突出超過殼體102的內部，其便可被用來刺穿患者的皮膚。致動器112可以繼續使針104沿著路徑108前進，直到達到所需的注射深度為止。致動器112還被布置成按壓針筒或藥筒的柱塞，以便經由針104將藥劑給藥到患者體內。在回縮階段期間，致動器112可以使針104沿著路徑108在與延伸階段期間所使用的方向相反的方向上移動，以便從患者體內抽出針104并將其回縮到殼體102內部。LED114、116在PCB122的表面上彼此毗鄰地定位。第一LED114被布置成在針路徑108的第一部分115上發光。在圖1中使用虛線示出了來自第一LED114的光。第二LED116被布置成在針路徑108的第二部分117上發光。在圖1中使用點狀虛線示出了來自第二LED116的光。對于已被安裝在自動注射器100中的針104，路徑108一般大體上沿著針104的長軸延伸，但是其他路徑可以被采用。從完全回縮的位置開始，當針104在延伸階段沿路徑108在A方向上移動時，針尖106遇到路徑108的第一部分115，接著是路徑108的第二部分117，并接著是孔110。在圖1中，針尖106已前進通過路徑108的第一部分115和第二部分117，但尚未到達孔110。自動注射器100還包括信號生成器130，該信號生成器包括光電二極管檢測器118。光電二極管檢測器118被定位在PCB122的表面上。光電二極管檢測器118可以是寬接受角檢測器。光電二極管檢測器118可以接收和檢測既被第一LED114發射又被針104反射的光。光電二極管檢測器118還可以接收和檢測既被第二LED116發射又被針104反射的光。光電二極管檢測器118可以被布置在PCB122上的第一LED114和第二LED116附近以便接收由針104反射的光，所反射的光與其同針104的入射角成大致180°。這種布置可以減少由光電二極管檢測器118接收的環境光的量。使用透鏡124對來自每個LED的光進行阻擋和引導。透鏡124是被安裝在PCB122上的定制雙錐形或棱鏡部件。透鏡124被定位在第一LED114和第二LED116上，從而允許創建包括源自每個LED的光平面的狹窄的光平面。這兩個光平面在跨針行進的方向稍微分開的空間位置處具有強度最大值。透鏡124允許由第一LED114和第二LED116發出的光被成形和準直。圖2示出了實驗上獲得的來自針路徑108處的每個LED的光強度分布的曲線圖。y軸示出了由定位在沿針路徑108的各個點處的檢測器接收到的歸一化光強度。這樣的檢測器通常不是自動注射器100的一部分，而是放置在沿針路徑108的各個點處，以便繪制來自路徑108處的每個光束的光強度分布。x軸示出了沿檢測器的路徑108的位置，以mm為單位且原點在零mm處，其代表了在由第一LED114發出的第一光束和由第二LED116發出的第二光束之間的沿路徑108的位置。左側的跡線202表示由第一LED114發出且由光檢測器在沿針路徑108的某些位置處檢測到的光強度。右側的跡線204表示由第二LED116發出且由光檢測器在沿針路徑108的某些位置處檢測到的光強度。如本領域技術人員將領會的，來自第一LED114和第二LED116的相應光束在空間上是分開的。左側202的跡線與路徑108的第一部分相關聯，其由第一LED114照明。右側204的跡線與路徑108的第二部分相關聯，其由第二LED116照明。第一部分和第二部分可以在路徑108上交疊，并且也可以包含路徑108的不同區域。來自第一LED114的光的強度分布在路徑的第一點206上可處于最大值。來自第二LED116的光的強度分布在路徑的第二點本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于確定醫療設備中的皮下注射針的尖端的位置的系統，所述系統包括：/n致動器，所述致動器被布置成使所述針的尖端在所述醫療設備內沿路徑移動；/n第一光源，所述第一光源被布置成將光照射到所述路徑的第一部分上；/n第二光源，所述第二光源被布置成將光照射到所述路徑的第二部分上；/n信號生成器，所述信號生成器被布置成在所述針沿所述路徑移動之后：/n基于來自所述第一光源的被所述針反射且在所述信號生成器處被接收的光來生成第一信號，以及/n基于來自所述第二光源的已被所述針反射且在所述信號生成器處被接收的光來生成第二信號；以及/n位置確定器，所述位置確定器被布置成基于所述第一信號和所述第二信號來確定所述針的尖端的位置。/n

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】20170505 EP 17169782.41.一種用于確定醫療設備中的皮下注射針的尖端的位置的系統，所述系統包括：
致動器，所述致動器被布置成使所述針的尖端在所述醫療設備內沿路徑移動；
第一光源，所述第一光源被布置成將光照射到所述路徑的第一部分上；
第二光源，所述第二光源被布置成將光照射到所述路徑的第二部分上；
信號生成器，所述信號生成器被布置成在所述針沿所述路徑移動之后：
基于來自所述第一光源的被所述針反射且在所述信號生成器處被接收的光來生成第一信號，以及
基于來自所述第二光源的已被所述針反射且在所述信號生成器處被接收的光來生成第二信號；以及
位置確定器，所述位置確定器被布置成基于所述第一信號和所述第二信號來確定所述針的尖端的位置。


2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述位置確定器被布置成基于所述第一信號與所述第二信號之間的關系來確定所述針的尖端的位置，所述關系是所述針的尖端在所述路徑上的位置的函數。


3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述位置確定器被布置成基于所述關系達到最大值時在所述路徑上所處的位置來確定所述針的尖端的位置。


4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述位置確定器被布置成基于與所述關系達到最大值時在所述路徑上所處的位置相對應的所述致動器的延伸位置和所述致動器的后續延伸位置來確定所述針的尖端在所述致動器的后續位置處的位置。


5.根據任一前述權利要求所述的系統，其特征在于，所述第一和第二光源被布置成使得：
所述路徑上的第一點位于所述路徑的第一部分內，并且所述針路徑上的來自所述第一光源的光的強度在所述第一點處達最大值；以及
所述路徑上的第二不同的點位于所述路徑的第二部分內，并且所述針路徑上的來自所述第二光源的光的強度在所述第二點處達最大值。


6.一種用于確定醫療設備中的皮下注射針的尖端的位置的系統，該醫療設備被布置成沿著自動注射器系統內的路徑移動所述針的尖端，所述系統包括：
第一光源，所述第一光源被布置成照明所述路徑的相應部分；
第二光源，所述第二光源被布置成照明所述路徑的相應部分；
致動系統，所述致動系統被布置成當所述針被所述設備保持以使得所述針尖位于所述路徑上時致使：
來自第一光源的光沿著所述路徑掃描，以使得所述路徑的被來自所述第一光源的光照明的部分改變；以及
來自第二光源的光沿著所述路徑掃描，以使得所述路徑的被來自所述第二光源的光照明的部分改變；
信號生成器，所述信號生成器被布置成：
基于來自所述第一光源的被所述針反射且在所述信號生成器處被接收的光來生成第一信號，以及
基于來自所述第二光源的被所述針反射且在所述信號生成器處被接收的光來生成第二信號；以及
位置確定器，所述位置確定器被布置成基于所述第一信號和所述第二信號來確定所述針的尖端的位置。


7.一種用于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·塔沃，M·J·海耶斯，Q·勒馬斯內，F·珍妮洛特，
申請(專利權)人：阿雷斯貿易股份有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞士;CH