專利名稱：具有用于輸送藥物液體的針盒的注射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器材的領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及用于向患者輸送藥物液體的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
通常用針和注射器進行通過注射將藥物液體輸送給患者。對于患有糖尿病的患者來說，一種治療形式包括餐前、進餐時或餐后的每天三次的胰島素注射給藥。已證實多種基本為獨立筆式藥物輸送裝置的研發(fā)在例如簡化注射程序、提高劑量的精確性、減輕受到意外針刺的機會、以及便于使用過的針的適當處置等方面對胰島素使用者極為有益。然而，改進仍在繼續(xù)探索中。

發(fā)明內(nèi)容
通常說來，本發(fā)明提出了用于向患者輸送藥物的設(shè)備和方法。
用于向患者輸送藥物液體的設(shè)備包括外部殼體；容納在殼體中并包含多個相互平行的藥物注射針的針盒；容納在殼體中的藥物筒，用于容納液體并包括用于使得所述液體進出的可密封的孔；容納在殼體中并可與藥物筒相接合以便于通過所述孔排出測定劑量液體的直接驅(qū)動組件；容納在殼體中并可與針盒相接合的推桿組件，用于在藥物筒中的液體通過可密封孔排出時將多個針中的一個部分地驅(qū)逐出殼體并打入患者體內(nèi)，之后在已通過針供給了測定劑量的液體之后停止液體通過可密封孔的排出時從患者體內(nèi)抽出針；殼體中的馬達裝置，用于驅(qū)動所述直接驅(qū)動組件和推桿組件；用于啟動所述直接驅(qū)動組件和推桿組件的電腦裝置；以及用于使得使用者能夠啟動所述設(shè)備的控制面板。
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于向患者輸送諸如胰島素等藥物液體的改進設(shè)備和方法。
從以下對于本發(fā)明實施例的描述中可明白本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明一個實施例所涉及的用于向患者輸送藥物液體的設(shè)備10的透視頂視圖，其中示出了處于關(guān)閉位置中的門12。
圖2是圖1設(shè)備10的頂側(cè)的平面圖，并示出了處于打開位置中的門12。
圖3是圖1設(shè)備10的底側(cè)的平面圖。
圖4是圖1設(shè)備10的透視頂視圖，其中為了清楚起見移除了殼體11和電路板36。
圖5是圖1設(shè)備10的分解的透視頂視圖，其中為了清楚起見移除了殼體11。
圖6是圖4設(shè)備10的底板31的分解的透視頂視圖。
圖7是圖4設(shè)備10的藥物筒35的透視圖。
圖8是圖7藥物筒35的分解透視圖。
圖9是圖7藥物筒35的端視圖。
圖10是沿箭頭方向所看到的沿線10-10所截的圖4藥物筒35和針盒32的側(cè)部橫截面圖，并示出了針組件174處于頂部預(yù)備位置。
圖11是圖10藥物筒35和針盒32的放大部分。
圖12是圖10針盒32的放大部分。
圖13是圖10藥物筒35和針盒32的側(cè)部橫截面圖，并示出了預(yù)備針組件174處于下部就位位置。
圖14是圖13藥物筒35和針盒32的放大部分。
圖15是圖8閥87的透視圖。
圖16是圖15閥87的平面圖。
圖17是沿箭頭方向所看到的沿線17-17所截的圖16閥87的側(cè)部橫截面圖。
圖18是沿箭頭方向所看到的沿線18-18所截的圖16閥87的側(cè)部橫截面圖。
圖19是本發(fā)明另一個實施例所涉及的圖4藥物筒35和針盒32的側(cè)部橫截面圖，示出了閥組件92。
圖20是圖4設(shè)備10的直接驅(qū)動組件34的透視圖。
圖21是圖20的直接驅(qū)動組件34的分解透視圖。
圖22是圖21直接驅(qū)動組件34的驅(qū)動螺母組件123的分解透視圖。
圖23是圖21驅(qū)動螺母組件123的底部透視圖。
圖24是圖21驅(qū)動螺母組件123的驅(qū)動螺母107的前視圖。
圖25是圖20直接驅(qū)動組件34的頂視圖。
圖26是沿箭頭方向所看到的沿線26-26所截的圖25直接驅(qū)動組件34的放大側(cè)部橫截面圖。
圖27是圖4設(shè)備10的針盒32的透視圖。
圖28是圖27的針盒32的分解底部透視圖，并僅示出了一個針組件174。
圖29是圖27的針盒32的分解頂部透視圖，并僅示出了一個針組件174。
圖30是圖29針盒32的針組件174的分解透視圖。
圖31是與圖4推桿組件33相接合的針盒32的透視圖。
圖32是圖31推桿組件33的分解透視圖。
圖33是圖31推桿組件33的分解透視圖。
圖34是與處于上部預(yù)備位置中的針盒32相接合的推桿組件33的工作部件的透視圖。
圖36是沿箭頭方向所看到的沿線36-36所截的圖35的針盒和推桿組件的側(cè)部橫截面圖。
圖37是圖34的針盒和推桿組件的透視圖，并示出其處于下部注射位置中。
圖38是圖37針盒和推桿組件的平面圖。
圖39是沿箭頭方向所看到的沿線39-39所截的圖38的針盒和推桿組件的側(cè)部橫截面圖。
圖40是圖34的針盒和推桿組件的透視圖，并示出其處于注射縮回位置中。
圖41是圖40針盒和推桿組件的平面圖。
圖42是沿箭頭方向所看到的沿線42-42所截的圖41的針盒和推桿組件的側(cè)部橫截面圖。
圖43是本發(fā)明另一個實施例所涉及的針盒的分解透視圖，示出了用于保護盒體171的無菌保護膜400。
圖44、45和46分別是圖34、37和40的推桿機構(gòu)33的底部透視圖。
圖47是本發(fā)明另一個實施例所涉及的用于向患者輸送藥物液體的設(shè)備的頂側(cè)的平面圖。
圖48是圖47設(shè)備的透視圖，其中示出了針盒拔取器與設(shè)備的其余部分相脫離，并且示出了插入到拔取器中之前的針盒。
圖49是圖47設(shè)備的底側(cè)的平面圖，其中外殼的出入門已被滑開從而露出電池組和藥物筒。
圖50是與設(shè)備的其余部分相脫離的圖47設(shè)備的針盒的頂部透視圖。
圖51是圖50針盒的頂部透視分解圖，其中僅示出了針組件的正常補充物的一個針組件。
圖52是圖51中所示的盒部件的底部透視圖。
圖53是處于將其裝配成針盒的中間階段的圖51部件的視圖。
圖54是概念上沿圖50的線54-54所截的針盒的橫截面圖，其中示出了一個針組件處于插入狀態(tài)下并與抽象示出的藥物筒和推桿組件相接合。
圖55是示出了與所述設(shè)備的其余部分相脫離的圖47設(shè)備的推桿組件的底部透視圖。
圖56是取自不同角度的圖55推桿組件的另一個底部透視圖。
圖57是取自另一個不同角度的圖55推桿組件的底部透視圖。
圖58是圖55推桿組件的底部的近似平面圖。
圖59是與所述設(shè)備的其余部分相脫離的圖47設(shè)備的藥物筒的前透視圖。
圖60是圖59藥物筒的后透視圖。
圖61是圖59藥物筒的前透視分解圖。
圖62是圖59藥物筒的后透視分解圖。
圖63是沿圖60的線63-63所截的藥物筒的截面圖。
圖64是藥物筒柱塞和驅(qū)動組件盒接合之前它們的圖示的、局部透視圖。
圖65是藥物筒柱塞和驅(qū)動組件盒接合之后它們的圖示的、局部透視圖。
圖66是具有用于針盒的針無菌狀態(tài)保持罩的替換圓盤傳送帶的截面的透視圖。
圖67是裝有填充適配器的藥物筒的前視圖。
圖68是裝載有圖67的裝有適配器的藥物筒的本發(fā)明設(shè)備的透視圖。
具體實施例方式
為了增進對本發(fā)明原理的理解，將參考附圖中所示的實施例，并將使用特定語言描述所述實施例。無疑，應(yīng)該理解的是，不應(yīng)認為其是對本發(fā)明保護范圍的限制，并且可設(shè)想如本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可正常發(fā)生的所示裝置中的任何替換或修正以及文中所示的本發(fā)明原理的任何進一步應(yīng)用。
現(xiàn)在參照圖1-3，其中示出了本發(fā)明一個實施例所涉及的用于向患者輸送藥物液體的設(shè)備10。設(shè)備10從其原理上被設(shè)計成用于輸送胰島素的，因此將結(jié)合胰島素作出其各種部件和操作方式的描述。無疑應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可用于任何所期望輸送的液體藥物。設(shè)備10包括在其頂側(cè)具有門12的外部殼體11，所述門12可下滑到打開位置(圖2)以露出使用者控制面板13。外部殼體11包括上半部殼體14和下半部殼體15，它們沿一個邊緣相互鉸接以使得殼體11能夠像書本一樣被打開。合適的棘爪或類似機構(gòu)(未示出)將上半部殼體14和下半部殼體15固定在一起。在打開殼體11的情況下，使用者可更換電池組、針盒或藥物筒，如下面所述的。在本實施例中，控制面板13包括顯示部分16、輸入墊17和啟動按鈕18。顯示部分16包括劑量相位指示器20、劑量單位指示器21、藥物容器水位22、剩余針指示器23以及電池組指示器24。顯示部分16可包括能夠顯示各種輸出信息的任何合適的顯示面板。劑量相位指示器20被構(gòu)造成用于示出以下三個數(shù)字中的一個1、2和3，用于表示接下來將分配三種預(yù)編程序劑量中的哪一種。在圖2中，示出了劑量數(shù)字1，它可對應(yīng)于每天的第一劑量或早餐時段的劑量，而數(shù)字2和3可對應(yīng)于第二和第三劑量，諸如午餐和晚餐時段的劑量。也可設(shè)想其他結(jié)構(gòu)，諸如(非限制性的)多于或少于三個劑量相位，或顯示一個或多個進餐時間顯示、獨立的快餐顯示、時間顯示、日期顯示、和/或各種圖標顯示。在下文中將描述控制面板13的元件和使用的進一步描述?？稍O(shè)想其他實施例，其中以各種其他不同的方式構(gòu)成控制面板13以便于為使用者提供操作信息和在給藥上的控制。例如(非限制性的)，可設(shè)想設(shè)備10包括將被鄰近于外部電腦的程序化的合適連接入口，以使得使用者與所述電腦隨時同步以下載設(shè)備的操作數(shù)據(jù)(使用歷史、當前藥物水平、電池組電平)等以及上載新程序。所述新程序可包括例如，從使用者的醫(yī)師那里得到的劑量水平上的改變。還可設(shè)想設(shè)備10包括無線性能從而能夠直接與使用者的電腦或使用者醫(yī)師或藥房的電腦無線連接以下載和上載所述信息。
設(shè)備10的下側(cè)27包括入口28和注射口29。入口28可用諸如塑料或玻璃等可看透材料覆蓋以使得使用者可看到藥物。在一個實施例中，期望入口28是可吸收紫外光的材料的以防藥物分解。在另一個實施例中，入口28可包括可打開(如通過滑動)以便于可看到透明的藥物筒及其內(nèi)容物的不透明門。
參照圖4-圖6，除外部殼體11(已將其從圖中去除以便于描述其內(nèi)部部件)以外，設(shè)備10通常包括底板31、針盒32、推桿組件33、直接驅(qū)動組件34、藥物筒35以及電路板36。電路板36不僅包括控制面板13，而且還包括合適的電腦芯片、存儲器、連接部分等，用于接受程序；接收、儲存并處理來自于各種傳感器和控制面板的數(shù)據(jù)；向馬達輸出指令；向控制面板13輸出信息(如控制面板的各種結(jié)構(gòu)所需的)；以及提供外部交互式通信和控制(即，來自于程序員或使用者)。所有所述電路、電腦部件和連接部分都應(yīng)被安裝在電路板36的下側(cè)上。還可設(shè)想其他實施例，其中所有所述電路、電腦部件和連接部分都被承載在諸如(非限制性的)印刷電路板或撓性電路板等任何合適的裝置上，所述裝置將被安裝于電路板36的下側(cè)或外部殼體11中的任何容許空間內(nèi)?？稍O(shè)想文中所述的用于接收或產(chǎn)生信息或指令的各種元件都包括合適的連接部分，盡管未特別示出或描述所述連接部分。
底板31包括其尺寸能夠使得藥物筒35從中插入并進入其分隔間(由隱藏并精確地填塞在外部殼體11中的其他周圍部件限定)的中央開口39。開口39充分地向前延伸(在40處)，以使得針套管可從中穿過，如文中將描述的。底部31包括連接于其后端的包括裝有用于為設(shè)備10供應(yīng)電力的電池組42的電池組固定器41。替換實施例可考慮任何適合的電源，包括但不局限于可充電電池或蓄電池。若需要的話，筒支撐結(jié)構(gòu)43也連接于底板31，以便于使得藥物筒35適當?shù)鼐臀?。閂鎖槳44通過插銷45以可樞轉(zhuǎn)的方式被安裝于底部31，以使得閂鎖槳44能夠在打開位置(圖5)與從打開位置樞轉(zhuǎn)90度的關(guān)閉位置(未示出)之間樞轉(zhuǎn)以牢固地接合藥物筒35的下側(cè)從而保持其緊密并牢固地就位于設(shè)備10中的其分隔間中。筒存在限位開關(guān)46被安裝于電池組固定器41與開口39相對的位置中，以便于當藥物筒35由設(shè)備10固定時用信號通知電路板36。通過門銷49將盒門48安裝成可樞轉(zhuǎn)地就位在盒進出口50中，所述盒進出口50被限定在底板31的前端中。門48從其關(guān)閉位置(圖5)樞轉(zhuǎn)到打開位置(未示出)，這可使得針盒32可通過進出口50被插入并進入其分隔間(與藥物筒35一樣，由隱藏并精確地填塞在外部殼體11中的其他周圍部件限定)?？稍O(shè)想其他實施例，其中殼體11和設(shè)備10的其他部件被構(gòu)造成能夠使得電池組42、針盒32和藥物筒35的布置以及進出以各種不同的方式改變。例如(非限制性的)，殼體11后端處的門可允許電池組42的軸向插入和抽出。
參照圖4和7-13，藥物筒35通常包括筒外殼53、柱塞54、頭蓋55和底蓋56。外殼53通常是具有沿約100°切下的一部分以限定滑動窗57的圓柱形管。因此窗57由相對的直邊61和62以及連接前緣63限定。柱塞54的尺寸和形狀被制定成可被接收在外殼53中以進行套筒式運動。一對密封件64被置于槽65中以在柱塞54與外殼53之間提供流體密封。在其后側(cè)處，導(dǎo)緣67徑向向外延伸，其中導(dǎo)緣67限定了一對相對的缺口68和69，它們與滑動窗57的相對邊緣61和62對齊以沿外殼53中的直線、無旋的路徑引導(dǎo)柱塞54。柱塞54行進的最前方的限制是由柱塞54的前表面71何時以及是否接觸頭蓋55的內(nèi)側(cè)端面72限定的。柱塞54還在導(dǎo)緣67的正前方限定了弓形導(dǎo)槽，如所示的。在柱塞54被牢固地接收在外殼53中之后，后端蓋56被緊固地接收在外殼53的后端處，如所示的。
頭蓋55具有其尺寸適合于緊固地接收外殼53的中央開口73，如所示的。外殼53被牢固地粘接于頭蓋55。或者，可將頭蓋55和外殼53形成為一個同類單元。外殼53、頭蓋55和柱塞54一起限定出藥物腔74。頭蓋55包括一起限定了外部溝槽77的一對直立脊75和76，所述外部溝槽77被構(gòu)造成就位在直接驅(qū)動組件34的互補形弧78中。頭蓋55的底表面79是平坦的并且在組裝時位于外部殼體11的下半部15上。
頭蓋55還包括向前延伸的閥支架82。支架82包括具有圓周凸緣84和85的孔83。雙向閥87位于內(nèi)部凸緣84中，而定位環(huán)88位于上部外部凸緣85中從而牢固地將閥87保持在其凸緣84中。支架82還限定了在孔83和藥物腔74之間延伸的通路89。如圖15-18中所示以及文中將更詳細地描述的，雙向閥87被設(shè)計成在較小壓力(例如，1磅/平方英寸)下允許沿一個方向(進入到藥物腔74中的“填充”方向，90)的流動以防止在直到過渡壓力(例如，30磅/平方英寸)的壓力下沿相反方向(離開藥物腔74的“流出”方向，91)流動，并且只要沿那個方向超過了過渡壓力就允許沿流出方向91流動。僅在以充足的力使得柱塞54前進(到圖10中左側(cè))從而導(dǎo)致藥物腔74中的流體壓力超過過渡壓力時發(fā)生藥物通過閥87從藥物腔74中的流出。在一個實施例中，過渡壓力處于25磅/平方英寸和30磅/平方英寸之間，盡管該數(shù)值可依需要調(diào)節(jié)以使得設(shè)備10的操作最優(yōu)化。在一個實施例中，閥87的頂部與填充口的接合以及填充口導(dǎo)致的閥87頂部的變形減小了允許向外流出所需的過渡壓力。因此，在閥87頂部沒有變形的情況下過渡壓力可為45磅/平方英寸，但是在來自于填充口的接觸壓力以及其可能導(dǎo)致的變形下，所述過渡壓力降至25磅/平方英寸。支架82的替換實施例考慮了取代閥87的隔片或相似結(jié)構(gòu)，其中由刺穿所述隔片的針實現(xiàn)腔74中藥物的取用。例如(非限制性的)，參照圖19，其中示出了本發(fā)明替換實施例所涉及的用于完成針組件174和藥物腔73之間的流體路徑的閥組件92。如文中所述的，閥組件92包括具有隔片的閥塊395以及成對的針以取代圖10的雙向閥87布置。
參照圖5和20-26，其中示出了用于使得柱塞54在其外殼53中前進的直接驅(qū)動組件34。直接驅(qū)動組件34通常包括框架組件95、馬達組件96和螺旋傳動組件97?？蚣芙M件95包括前框架元件98、后框架元件99、傳感器墊板100和導(dǎo)桿101。前框架元件98限定了藥物筒35的頭蓋55就位于其中的弧78。前框架元件98還限定了分別用于接收馬達組件96和螺旋傳動組件97的前端的孔102和103。馬達組件96的前端被布置在孔102中并由諸如定位螺釘94等適當裝置緊固在那里。前框架元件98還包括通過螺釘105緊固于其上的限制托架104，并且限制托架104包括前部限制傳感器106，在螺旋傳動組件97的驅(qū)動螺母107與之接觸時發(fā)送信號，如文中所述的。馬達組件96的后端位于后部框架元件99所限定的弧108中并被隱蔽地夾緊在后框架元件99和底板31之間。后部框架元件99包括后部限制傳感器109，在驅(qū)動螺母107與之接觸時發(fā)送信號，如文中所述的。馬達組件96包括馬達110、齒輪頭111和編碼器112，所有這些都作為一個單元連接在一起。帶狀電纜114從馬達組件96處延伸并與電池組42相連接以提供電力以及與電路板36相連接以提供和接收信息和操作指令。在前框架元件98的前方，齒輪115a與馬達組件96的輸出軸116相連接。齒輪115a與連接于前軸承120的齒輪115b相嚙合以便于向螺旋傳動組件97傳輸動力。導(dǎo)桿101分別穿過前后框架元件中的孔117和118延伸。
螺旋傳動組件97包括螺紋軸119、前軸承120、后軸承121、適配器122和驅(qū)動螺母組件123。(在本實施例中，適配器122只用于通過后框架元件99適當?shù)匕惭b軸承121。在替換實施例中，軸承122的尺寸和形狀被制成便于在沒有使用適配器122的情況下適當?shù)嘏c后框架元件99相配)。驅(qū)動螺母組件123(圖21-23)通常包括驅(qū)動螺母107、螺母凸緣127以及傳感器引線128。驅(qū)動螺母107包括中央轂129和后板130。中央轂129具有中央、內(nèi)螺紋鏜孔132，并且驅(qū)動螺母107被螺紋接收在螺紋軸119上以便于當軸119轉(zhuǎn)動時在其上軸向移動。后板130從轂129的軸線處橫向延伸并在其一端處限定出向外的開口槽133。在其前側(cè)135上，后板130限定出弓形槽136，而在與其相對的轂129的側(cè)部上限定出孔137。
螺母凸緣127包括套筒140和從其處徑向延伸的臂141。臂141的外側(cè)端限定了磨圓的翼片142，其尺寸個形狀被構(gòu)造成可落入柱塞54的導(dǎo)槽70中并與之相接合。套筒140限定了其尺寸被構(gòu)造成可同軸地接收中央轂129并允許螺母凸緣127圍繞中央轂129自由轉(zhuǎn)動的中央孔143。然而，從臂141處向后延伸的銷144將螺母凸緣127相對于驅(qū)動螺母107的轉(zhuǎn)動限制于大約40°，銷144的外側(cè)端位于驅(qū)動螺母107的槽136中。定位環(huán)145將螺母凸緣127保持在中央轂129上的位置中，所述定位環(huán)145被接收在轂129前端處限定的圓周槽146中。盤簧(未示出)以所述彈簧的端部分別位于螺母凸緣127和驅(qū)動螺母107的孔147和148中的方式環(huán)繞套筒140以便于將螺母凸緣127偏壓到相對于驅(qū)動螺母107的其逆時針方向極端(如圖23中所示的)。因此，可使得螺母凸緣127轉(zhuǎn)動約40°(圖13中順時針方向，圖21中逆時針方向或向上)，但是它被偏壓以便轉(zhuǎn)動到其下部位置，如圖21中所示的。
傳感器引線128是金屬導(dǎo)電元件，具有通過螺釘150緊固于螺母凸緣127的底部149。一對接觸臂151和152從底部149處向上延伸兵被隔開，并且其尺寸被制定成與接觸片153和154相接觸并完成電路，其中接觸片153和154被固定在傳感器墊板100的下側(cè)并與電路板36電連接(例如，通過配線，未示出)。在接觸臂151和152與接觸片153和154相接觸的情況下，螺母凸緣127的向上轉(zhuǎn)動向電路板36發(fā)出信號，即，螺母凸緣127處于上部位置中并且如下所述的，新藥物筒剛被插入。也可設(shè)想替換實施例，其中由任何其他適合的結(jié)構(gòu)(諸如(非限制性的)旋轉(zhuǎn)編碼器、光學傳感器、或各種機械接合傳感元件)檢測螺母凸緣127的角位置。在操作中，在感測到藥物筒35已被插入的情況下，無論所述藥物筒是滿的還是不夠滿的，設(shè)備10都啟動直接驅(qū)動組件34以與所述藥物筒35相接合，確切地說與所插入的藥物筒35的柱塞55(不管其位置)相接合，以準備立刻的藥物輸送注射。更具體地說，如果從設(shè)備10上移除了藥物筒35的話，來自于存在限位開關(guān)46和傳感器引線128的信號(或缺乏信號)被電路板36翻譯成為沒有藥物筒的情況，并且電路板36用信號通知馬達組件96轉(zhuǎn)動螺紋軸119(通過齒輪115a和115b)，這使得螺母組件123向前前進直到螺母組件123的后板130接合并觸發(fā)限制開關(guān)106，因此指引馬達組件96停止，并且設(shè)備10在該位置中等候直到插入藥物筒35。當藥物筒35被插入時，來自于存在限位開關(guān)46和傳感器引線128的正信號由電路板36接收并翻譯，這開動馬達組件96以使得螺母組件123向后移動，從而螺母凸緣翼片142沿藥物筒35下垂直到落入導(dǎo)槽70中，從而傳感器引線128與接觸片153和154背離以便剛好足以使得電路板36感測到這一點并停止馬達組件96。在藥物筒處于適當位置中的情況下，設(shè)備10的程序?qū)⒅笇?dǎo)順應(yīng)性檢查的性能(如果如此制定程序的話)或簡單地更新其內(nèi)部寄存器，其中設(shè)備10準備輸送其藥物。如果使用者需要比當時其設(shè)備10中更多的劑量(例如，準備短途旅行)的話，前述結(jié)構(gòu)和操作可使得使用者容易并快速地移除已部分使用的藥物筒35并插入滿或更滿的藥物筒35。參照圖20、21、25和26，青銅軸承120和121被牢固地連接在螺紋軸119的相對端處，并且軸承120和121被支撐以便于分別在前框架元件98的孔103中和后框架元件99的孔158中轉(zhuǎn)動。前軸承120后部處的凸緣159支撐在形成在孔103大直徑部分和小直徑部分之間所形成的凸緣160上，當驅(qū)動螺母組件123向后移動時凸緣159為軸119提供向前的止推支承。與對驅(qū)動螺母組件123向后移動的小阻力相反，驅(qū)動螺母組件123的向前移動通常伴隨著柱塞54的前進以便于從藥物筒35中推出藥物。由位于螺紋孔164中的滾珠軸承162和定位螺釘163提供對于所述增加的作用力的向后的止推支承，其中螺紋孔164與后軸承121位于其中的孔158相通。滾珠軸承162支撐在螺紋軸119的后端上，具有用于接收滾珠軸承162的杯狀前端的定位螺釘163可被調(diào)節(jié)成用于適當?shù)卦O(shè)定軸119的位置。盡管組件34被稱作“直接”驅(qū)動組件，但是所述組件可為任何結(jié)構(gòu)的，直接、間接或其他的，只要它能夠使得藥物筒或容器中的藥物從所述容器中被排出并最終通過針送入患者體內(nèi)就可以。
下面參照圖10-14和27到30，針盒32通常包括外殼底部169、罩陣列170、盒體171、鎖環(huán)172、蓋173和多個針組件(只示出了一個174)。外殼底部169通常是環(huán)形的，具有底板177、過渡為環(huán)形凸緣179的圓柱形壁178、之后后退到上部圓柱形壁180。包括凸緣183的中央柱182從底板177的中央向上延伸。在凸緣179的下面，一小對翼片184和185從壁178處向外延伸。翼片184和185之間形成的間隙的尺寸被制定成可接收藥物筒35的閥支架82的前端。翼片184和185還與設(shè)備10中其他相似構(gòu)成的結(jié)構(gòu)(未示出)相接合以確保針盒32在殼體11中的正確插入和定位。底盤179中限定的孔186的尺寸和位置(與翼片184和185徑向?qū)R)被制定成在設(shè)備10開動的情況下能夠使得針從中穿過。同樣地，圓柱形壁178限定了其尺寸和位置被制定成在設(shè)備10開動期間能夠使得針組件174向下延伸的凹槽187。如文中所述的，針組件174向下延伸之后通過由獨立馬達加載的彈簧機構(gòu)穿過孔186和狹縫187縮回(在注射完成之后)。上部圓柱形壁180也限定了其尺寸能夠使得間歇工件輪191與盒體171的外部邊緣相接合的凹槽188，如文中所述的。
盒體171是具有中央索引部分192和外部狹縫部分193的塑料十字輪。在狹縫部分193中限定有多個針組件狹縫194。在本實施例中，針盒171提供了一星期的針儲備，其中盒體171限定了21個有角度隔開的針組件狹縫194，21個相當于每天3次胰島素注射(每次對應(yīng)于三餐中的每一餐)乘以每周的七天。狹縫194是相同的，具有卵圓形形狀并一直穿過盒體171。狹縫194(以及相配的針組件174)可為任何期望形狀的，盡管非圓形對于防止針組件174在狹縫194中旋轉(zhuǎn)是優(yōu)選的。另外，卵圓形形狀使得用于每個針組件174的面積最大化。也就是說，卵圓形形狀相當于21個狹縫中每個占大約17.14°的扇形邊份額(360°/21)。在其中心處，盒體171限定了其尺寸被制定成可將中央柱182的上部、較小直徑部分197接收于其中的孔196，因而盒體171靜止并可使得頂部凸緣183轉(zhuǎn)動。較小直徑部分197(圖12)限定了扁平凹槽(198處)，其與從蓋173的中心向下延伸的環(huán)形柱200中所限定的互補形狀的中央孔190對齊。因此蓋173僅沿一個定向被接收在柱182和外殼底部169上，如所示的。在所述定向中，蓋173中限定的徑向柱塞狹縫202直接排列在外殼底部169的孔186和凹槽187上。蓋173限定了中央孔203，而柱182限定了螺紋孔204。諸如螺釘?shù)?未示出)合適的固定器穿過孔203和204教不嚴牢固地將蓋173連接于柱182。為了最大的安全性和可靠性，最好通過可阻礙或防止使用者接觸盒體171或容納在其中的針組件174的適當裝置將蓋173連接于外殼底部169。所述裝置的示例可包括(非限制性的)專有有頭螺釘、膠水、搭扣配合和超聲波焊接。蓋173也限定了位于中央孔203附近的弓形狹縫。在蓋173的下側(cè)上以及中央柱200周圍限定有一系列徑向向外延伸的略傾斜的斜坡209。
盒體171的中央索引部分192包括一對相對的懸臂210，每個都具有從其外側(cè)端向上延伸的倒鉤211。在針盒32完全裝配好并且蓋173緊固與外殼底部169的情況下，倒鉤211與蓋173下側(cè)上的斜坡209相接合以限制盒體171相對于蓋173僅沿一個方向-逆時針方向轉(zhuǎn)動，如圖29中所示的。
在懸臂210與中央孔196之間，中央索引部分192限定了鎖環(huán)隨動器槽213。槽213穿過圓的大約320°延伸。鎖環(huán)172是環(huán)形盤，也具有一對相對的懸臂214，每個都具有從其外側(cè)端向上延伸的倒鉤215。鎖環(huán)172還具有中央孔216和穿過鎖環(huán)172上部和下部兩者的柱217，如所示的。在裝配中，鎖環(huán)172位于盒體171與蓋173之間，其中蓋173的柱200同軸地穿過孔216，并且鎖環(huán)柱217向下延伸到盒體171的槽213中以及向上延伸到蓋173的弓形狹縫205中。在蓋173如此緊固于外殼底板169的情況下，倒鉤215與蓋173下側(cè)上的斜坡209相接合以便于當盒體171在鎖環(huán)172下面轉(zhuǎn)動時以及當柱217在槽213中隨動時克服所述轉(zhuǎn)動偏壓鎖環(huán)172。通過該階段，柱217的上部部分保持在弓形狹縫205的一端處(順時針方向最端部)，如圖27中所示的。但是當盒體171已轉(zhuǎn)動以通過其大多數(shù)針組件174(例如，通過21個針的第18個)時，柱217將到達槽213的順時針方向最端部220。盒體171的再進一步的轉(zhuǎn)動將迫使鎖環(huán)172沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，其中盒體171克服施加在倒鉤215與斜坡209、208之間的阻力。(應(yīng)該注意的是，懸臂214和倒鉤215的結(jié)構(gòu)阻止鎖環(huán)172相對于蓋173順時針轉(zhuǎn)動)。重要的是使用者知道何時其針儲備近乎用完。因此，當盒體171轉(zhuǎn)動以通過其最后的針組件174(例如，第19、第20和第21個針)時，柱217在弓形狹縫205中從順時針方向的最原始位置221、三個連續(xù)的位置沿逆時針方向移動，直到其到達相對的逆時針方向最端部位置222。這樣，當柱217處于弓形狹縫205的逆時針方向最端部位置222以及處于槽213的順時針方向最端部220時可物理地阻止盒體171進一步轉(zhuǎn)動。
如文中所述的，盒體171是限定了42個沿圓周邊緣均勻隔開的豎直索引槽225的(與21對照)雙十字輪盤，它能夠以二分之一增量進行索引。也就是說，有21個針組件狹縫194，每個狹縫194大約占17.14°(360°/21)。因此盒體171的每個全索引大約為17.14°。如文中所述的，這里所使用的雙十字輪組件通過僅將一個銷接合在十字輪293(圖33)上而允許二分之一的索引。當設(shè)備10處于兩次注射之間的靜止狀態(tài)時，以及在最后的針組件已用過之后，盒體171被自動地指引到針盒“安全位置”，該位置是越過針組件預(yù)備位置的二分之一索引。在針索引安全位置中通過進行柱塞狹縫202露出的盒體171的部分是兩個相鄰針組件狹縫194之間的區(qū)域或“槽脊(land)”228，而不是直接位于狹縫194之上。槽213和槽205的尺寸和位置具體被構(gòu)造成用于產(chǎn)生所述安全位置。在每個針組件174都偏離與上部和下部開口202和186對齊的二分之一進度的情況下，可在不涉及針會接合并損壞流量閥87或傷害使用者的前提下從設(shè)備10中取出針盒32。例如，進行四天短途旅行的使用者(需要4×3或12次注射)可能發(fā)現(xiàn)她僅剩五支未用過的針。在針盒32在設(shè)備10的靜止位置期間總是處于安全位置的情況下，使用者可安全地用滿著的或具有至少12支未用過的針的針盒32更換近乎空著的針盒32。在安全位置中的所述自動定位的另一個結(jié)果是，針盒32為獨立的用完可丟棄的單元并且不需要額外的容器來封閉已使用過的針-它們已被封在緊閉的外殼中并等待處置。
參照圖10、11、14和30，針組件174包括針頭接口230、針頭蓋231和針套管232。從其主體的相對端，接口230具有向下延伸的柱233和向下延伸的閥探示器234。豎直通路237一直穿過柱233并且豎直通路238一直穿過閥探示器234。針套管232被固定在通路237中以從那里向下延伸，如所示的。提供用于將針套管232固定于接口230的粘合劑的膠水容器234。當處于“準備”位置中時，在盒體171中針組件174仍完全處于其上部位置，并且針套管232向下延伸為剛好位于孔186上方?？?86最好足夠大以允許針套管232從中容易地通過，但是沒有大到足以使人的手指插入其中。
如所示的，閥探示器234通常被構(gòu)造成具有光滑平坦的表面240，并且被構(gòu)造成使其通路238與閥87的狹縫241對齊。當從其上部備用位置(圖10和11)將針組件174向下壓迫到其下部就位位置(圖13和14)時，閥探示器234在充分的壓力(例如，約25磅/每平方英寸)下與閥87相接合從而使得閥87充分地變形，從而導(dǎo)致其中央狹縫241處的分離并與之形成密封。來自于藥物腔74的流體可通過狹縫241沿流出方向91自由流動并進入通路238。閥87可制成為多種形狀的以實現(xiàn)該作用，其中圖15-18的閥87為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)。閥87由文中所述的用于自密封的任何適合的材料制成。
針頭蓋231的底部具有與針頭接口230的底部互補的形狀以使得可將針頭接口230和針頭蓋231以圖11中所示的結(jié)構(gòu)牢固地粘接在一起，除針頭蓋231的底部具有限定在其中的小橫向溝道242。當針頭接口230和針頭蓋231如所示的那樣配合在一起時，針頭接口230和針頭蓋231將溝道242變成為在豎直通路237和238之間延伸的流體密封通路，從而完成從閥87、經(jīng)過通路238、溝道242和通路238并進入針套管232的流體路徑。在其頂部處，針頭蓋231包括直立T-桿243，其形狀用于與推桿組件33相接合。
參照圖11、14、28和29，罩陣列170是具有21個直立的倒轉(zhuǎn)漏斗狀罩246的均質(zhì)形成的硅酮環(huán)。每個罩246都是錐形的并具有緊密套在針柱233上的頂部從而與之作為整體移動。每個罩的底端都通過更細。更柔軟的膜部分漸變成環(huán)狀底部248。罩陣列170在使用前和使用后保護每個針套管232。另外，紙或相似組成的環(huán)形密封盤252被粘附于罩陣列170的底部以進一步防護污染物進入獨立罩246中，更重要的是，防止污染物進入其套管232中。在使用中，當對針組件170施加向下作用力時，套管232容易地刺透密封盤252(圖14)并穿過盒底板177中的孔186。
也可考慮替換實施例，其中，取代罩陣列170，其形狀更像密封盤252的無菌密封膜被構(gòu)造成用于在盒體171的下側(cè)封住開口。在圖43中示出了所述膜的一個示例。膜400基本具有外殼底部402的形狀并通過已知方式從盒體171的下側(cè)粘附于開口。膜400可由諸如高密度聚乙烯合成紙(Tyvek)、聚合物膜或無菌箔制成。
參照圖5、31-33和36，關(guān)于針盒32示出了推桿機構(gòu)組件33。在操作中，推桿組件33用于轉(zhuǎn)動針盒32的裝滿針的盒體171，以便于下推一個針組件174從而執(zhí)行期望的注射并從患者身上收回所述針組件174以完成注射周期。一般來說，推桿組件33包括框架組件261、推桿體262、動力組件263、轂組件264、搖桿組件265、觸發(fā)器組件266、以及傳感器組件267?？蚣芙M件261包括頂板269和多個支腿270。諸如螺釘(未示出)等適當?shù)木o固件穿過孔271以將頂板269連接于支腿270，并且支腿270以相似的方式連接于底板31。因此頂板269在底板31上方一定距離處被支撐。頂板269限定了成形槽274、所述成形槽274通向柱塞孔275并與柱塞孔275相通，所述柱塞孔275一直穿過頂板269。槽274和柱塞孔275的尺寸和形狀被構(gòu)造成用于接收推桿317的推桿臂。頂板269還包括傳感器孔276和傳感器安裝槽277和278。
推桿體262在頂板269后面被安裝于底板31。推桿體262限定了中央槽280以接收并支撐動力組件263，并且包括限定有主軸孔282的向前延伸的支架281。
動力組件263包括馬達285、齒輪頭286、以及具有帶斜面齒輪齒288的斜接小齒輪287。通過諸如螺釘(未示出)等適當?shù)姆绞綄ⅠR達285和齒輪頭286保持在推桿體262中。
轂組件264最好為基本關(guān)于心軸290同軸的獨立的、均質(zhì)模制單元。在心軸290底端291的正上方，安裝有螺旋凸輪292(見圖36)，并且在凸輪292的正上方安裝有十字輪機構(gòu)或十字輪。齒輪轂295被壓配合在心軸290的頂部上并位于其頂部的正下方。齒輪轂295限定了凸緣296，其上同軸地接收有一個斜面。齒輪297、以及在頂部同軸固定傘齒輪的是凸輪軸盤298。螺旋凸輪292關(guān)于其中心的半徑(當安裝有心軸290時)從最小半徑增加為最大半徑，最小和最大半徑之間的差相當于觸發(fā)器組件266的推桿335的推出距離或行程，如文中所述的。
十字輪293位于凸輪292的頂部上并包括下部凸輪盤300。在凸輪盤300的正上方，十字輪293包括十字輪轂301，十字輪轂301除一對平坦表面302和303以外從心軸290的軸線處具有基本恒定的半徑。一對栓釘306和307從凸輪盤300向上延伸，直接延伸到每個相對應(yīng)平坦表面302和303的前面。凸輪盤300包括徑向延伸的球形突出物308，這使得凸輪盤300在那里比在凸輪盤300上任何地方都具有更大的半徑。還考慮了替換實施例，其中通過諸如僅將凸輪盤300形成為具有更大直徑或通過具有一系列可將球形突出物或其他相似結(jié)構(gòu)布置于其中的孔從而人為地增加某一點處的直徑等其他方式在所述特定位置增加凸輪盤的半徑。在心軸290頂端的正下方，齒輪轂被壓配合以相對于心軸290保持固定，如圖36中所示的。
傘齒輪297限定了與斜接小齒輪287相嚙合并由斜接小齒輪287驅(qū)動的一圈有斜面的齒309。固定于傘齒輪297頂部的凸輪軸盤298限定了多個孔311-313。通過將心軸290的底端291接收在孔282中相對于推桿體262安裝整個轂組件264，其中轂組件264能夠自由轉(zhuǎn)動。
搖桿組件265包括搖桿316、推桿317以及柱塞318。搖桿316具有頂板320和一對相對的向下延伸的臂321和322。通過一對穿過每個臂321和322中的孔的有肩螺釘323將搖桿316安裝于推桿體262，這能夠使得搖桿316關(guān)于有肩螺釘323的軸自由地樞轉(zhuǎn)。臂321和322中的外側(cè)臂322向下延伸成比內(nèi)側(cè)臂321更遠并在其下端處限定了孔327和狹縫328，孔327和狹縫328都一直穿過臂322。通過諸如穿過搖桿316和推桿317中的對準孔的螺釘(未示出)等適當裝置將推桿317牢固地安裝于搖桿316的頂板320。從其安裝于搖桿316處，推桿317具有向前延伸的推桿臂329，其中限定有狹縫330。柱塞318具有與頂板269中的柱塞孔275緊密配合的非圓形截面。因此柱塞318被限于在柱塞孔275中豎直地往復(fù)運動。限定在柱塞318上部中的狹縫331的尺寸和形狀被構(gòu)造成用于將推桿臂329接收于其中。銷(未示出)穿過柱塞318的孔334并穿過推桿臂329的狹縫330，從而連接柱塞318以便于樞轉(zhuǎn)以及限制相對于推桿臂329的橫向移動。在其底部處，柱塞318限定了穿過柱塞318的寬度并且其形狀被構(gòu)造成用于接收任意一個針組件174的T-桿243的卵形通路。具體地，當針組件174在盒體171中相對于柱塞318橫向移動時，針組件174的T-桿243將滑動到相配卵形通路335中的緊配合中，從而將柱塞318與針組件174相接合以便于與之一起豎直移動。
觸發(fā)器組件266包括推桿335、第一和第二彈簧336和337、第一和第二鎖環(huán)338和339、滑動器340和閂鎖341。(圖32示出了修正滑動器340b，在其后側(cè)處具有翼，以便于在其沿推桿335滑動時提供輔助穩(wěn)定性，如文中所述的。)在其下側(cè)上，推桿體262限定了彈簧腔345。在后壁和前壁346和347中限定有邊界腔345，推桿體262限定了一對對準孔348和349。如圖36中所示的，推桿335穿過對準孔348和349，其前端被布置成用于與螺旋凸輪292相接合。彈簧336和337、鎖環(huán)338和339和滑動器340都按圖36中所示的順序被接收在推桿335上前壁和后壁346和347之間。第一和第二鎖環(huán)338和339被固定地布置于圓周槽中特定位置中以提供能量儲存以及釋放作用力，如下文中所述的。由于被適當?shù)夭贾迷谒鼈兊牟壑校虼随i環(huán)338和339不能沿推桿335軸向移動。因此，在如上述裝配的部件的情況下，向后推動推桿335將第一彈簧336壓縮在后壁396和第一鎖環(huán)338之間，如圖36中所示的。將推桿335保持在該位置中儲存勢能以備以后使用。
滑動器340是具有推桿335從中穿過的孔355的滑塊。從推桿335的側(cè)部處，滑動器340具有向外延伸的解扣桿356，其尺寸被構(gòu)造成可穿過搖桿316的狹縫328并在其中移動有限的距離。
在與彈簧腔345相同的側(cè)部上，并且與前壁347相鄰，推桿體262限定了小凹槽357，閂鎖341通過諸如銷(未示出)等適當裝置被樞轉(zhuǎn)地安裝于小凹槽357中。在如圖34中那樣安裝的情況下，閂鎖341由諸如盤簧或片簧(未示出)等適當裝置偏壓，以便于逆時針轉(zhuǎn)動，如文中結(jié)合推桿組件33的操作所描述的。閂鎖341主要具有前臂358和后臂359并關(guān)于其大致中心360樞轉(zhuǎn)。在內(nèi)側(cè)(或圖33中所示的逆時針側(cè))上，前臂358限定了凸輪面363(圖32)，其被布置成用于靠在十字輪293的下部凸輪盤300上。從其后臂359中，閂鎖341具有向外并還沿逆時針方向延伸的扳機銷364，如圖33中所示的。在如上述并如圖31-36中所示的那樣裝配的推桿組件33的情況下，閂鎖341被樞轉(zhuǎn)地安裝在凹槽357中并被彈簧偏壓以使得凸輪面363靠在十字輪293的下部凸輪盤300上，并使得后臂359尤其是扳機銷364靠在搖桿316的臂322的內(nèi)側(cè)表面上。前通孔327的路徑的尺寸和位置被制定成當搖桿316關(guān)于有肩螺釘323樞轉(zhuǎn)時與扳機銷364對齊，并且在十字輪293的適當角位置的上部，扳機銷364將直接與孔327對齊。之后，閂鎖341將樞轉(zhuǎn)，并且扳機銷364將進入通孔327。因此，在閂鎖341繼續(xù)偏壓在臂322上的情況下，扳機銷364將止住搖桿316的進一步移動(推桿臂329處于上部位置中)直到閂鎖341再次樞轉(zhuǎn)成遠離搖桿臂322。
傳感器組件267包括通過諸如螺釘(未示出)等適當裝置被固定于頂板269的三個電路板368、369和370。電路板368被安裝在凹槽278中，并且包括布置在盒32的柱217(騎在槽205中)上的兩個反射/光學傳感器，從而檢測針盒32中的低針量或無針狀態(tài)。電路板369包括編碼器開關(guān)371，當針盒32被插入到設(shè)備10中時編碼器開關(guān)371被向下偏壓并且自然斷開。與之相反，當將針盒32從設(shè)備10中拉出時，開關(guān)371返回到其下部位置，這由主電路板36解釋成無針盒狀態(tài)。電路板370被安裝在頂板269的頂部，包括穿過頂板269中的傳感器孔276并與凸輪軸盤298上的四個孔311-314相接合的編碼器開關(guān)372。因此，當轂組件264轉(zhuǎn)動時，編碼器開關(guān)372(被偏壓到下部位置，但是由凸輪軸盤298支撐)掉落到孔311-314中從而登記凸輪軸盤298的角位置。替換實施例考慮了其他適合的傳感器裝置，諸如(但不局限于)光學傳感器和磁性傳感器。來自于電路板368-370和期望包含在設(shè)備10中的任何其他傳感器的信息被傳輸?shù)诫娐钒?6以便于進行處理。
在操作中，在設(shè)備10處于上部、待用位置中時，使用者按下按鈕18。轂組件264隨著凸輪盤298轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，以使得第二孔312在這一點處與編碼器開關(guān)372相接合，在所述點處，電路板被提醒這樣的內(nèi)容，即，盒32已轉(zhuǎn)動到待用位置，其中針組件174處于用于注射的位置中。當將針組件174放置于待用位置中時，下部凸輪盤300的最大半徑部分(308)已將閂鎖341的前臂358推出，即，樞轉(zhuǎn)閂鎖341以使得扳機銷364與搖臂322相脫離，因此搖臂322被偏壓從而借助于滑動器340如圖33中所示的沿順時針方向向前搖動，其中滑動器340由彈簧337偏壓并且由于用于滑動器340的銷被接合在搖臂322的狹縫328中。在其放松的情況下，搖臂322本身向前樞轉(zhuǎn)，迅速地向下推動針組件174以執(zhí)行插入。轂繼續(xù)轉(zhuǎn)動，但是當編碼器開關(guān)落入下一個孔313中時，由電路板36指令馬達停止。在所述點處針已被插入之后其他馬達組件96彈入以使得直接驅(qū)動組件移動并從藥物筒中排出藥物以執(zhí)行注射。
控制電路計算輸送注射物所需的時間。在已分配了期望劑量(如通過基于馬達的轉(zhuǎn)數(shù)和藥物筒的容積及表面面積等預(yù)定計算確定的)之后，直接驅(qū)動系統(tǒng)停止柱塞的前進，并且其他馬達動力組件263被啟動，這將使得轂組件264轉(zhuǎn)動。螺旋凸輪292轉(zhuǎn)動，這開始再次為推桿335預(yù)加載。當其放松搖桿316時，搖桿316就能夠自由地由滑動器340推動并且將針組件174驅(qū)動至注射狀態(tài)。發(fā)生注射并且轂組件再次開始轉(zhuǎn)動，但是后彈簧336處于完全加載狀態(tài)下。隨著轂組件開始再次轉(zhuǎn)動，下部連續(xù)凸輪292轉(zhuǎn)動直到峰值半徑部分經(jīng)過推桿335并且推桿能夠朝向螺旋凸輪的小直徑部分自由地向前彈射。從后彈簧336中釋放出來的能量向前推動滑動器340。當允許推桿335向前彈射時，后鎖環(huán)338接合滑動器340的后側(cè)并一起推動滑動器340和與推動器相接合的搖桿，這后退拉出針組件。當?shù)谒目?11到達編碼器開關(guān)372處時，通知控制電路以下內(nèi)容，即，螺旋凸輪292已轉(zhuǎn)動到它已釋放推桿的點處，一旦第四孔311到達板370上的編碼器開關(guān)之后，通知控制電路針已被拉出，之后轂組件繼續(xù)轉(zhuǎn)動并且螺旋凸輪克服彈簧的偏壓緩慢地向后推動推桿335，這再次為兩個彈簧預(yù)加載。該轂組件264的轉(zhuǎn)動還繼續(xù)使得十字輪293轉(zhuǎn)動，這使得針盒組件34轉(zhuǎn)動。栓釘(306或307)轉(zhuǎn)回半圈直到處于兩個針組件之間的槽脊(land)通過柱塞狹縫202露出。這樣，當板370的編碼器開關(guān)到達第一孔311處時，控制電路知道設(shè)備10已到達其原位置(下一個針組件174被提起并待用)。控制電路具有計時器，通過所述計時器監(jiān)控當編碼器從孔到孔之間接合時來自于編碼器的信號之間消逝的時間，因此如果發(fā)生盤298上任何兩點之間的時間量明顯偏離它所知道的歷史時間的話，那么就發(fā)出錯誤信息告知使用者裝置可能出現(xiàn)了問題。
替換實施例考慮了更多或更少針組件狹縫193以與任何期望的劑量構(gòu)成或時間表相對應(yīng)。除必須與具有不同數(shù)量針組件狹縫193的盒體171結(jié)合操作的那些方面以外，設(shè)備10的所有其他方面都可保持相同。例如(非限制性的)，僅具有14個狹縫193的盤171在每次注射之后需要轉(zhuǎn)動大約25.7°以指向下一個針組件。因此，盤171外部邊緣上的狹縫將相隔更遠，并且十字輪凸輪結(jié)構(gòu)將略有不同。
替換實施例考慮了將基板形成為外部殼體的一部分，而不是形成為與之分離的獨立部件。
再參照圖19，示出了本發(fā)明一個替換實施例所涉及的用于在藥物筒390和針盒391之間提供流體路徑的設(shè)備。除所示的以及所描述的以外，所述系統(tǒng)最好與圖10中所示的系統(tǒng)相同。所述系統(tǒng)包括針盒391和藥物筒390，藥物筒390與針盒391相接合以允許向下壓迫針組件392從而完成具有藥物腔74的流體路徑。取代雙向閥87，藥物筒391裝有閥塊395，閥塊395包括在一端具有隔膜397而在相對端具有向外延伸的針套管398的通路396。針套管398的尺寸和形狀被構(gòu)造成用于接合并刺穿設(shè)在藥物筒390中的互補隔膜401。替換實施例還考慮，將針隔膜布置通路369的兩端處，并且用于刺穿所述隔膜的針套管被布置在針組件392和藥物筒390中。取決于諸如成本、安全性、可靠性等其他利害關(guān)系，也可考慮并接受任何其他結(jié)構(gòu)。前表面399上的該進出口401的結(jié)構(gòu)以這種方式幫助通過相同進出口401而不是通過筒后部或通過柱塞本身填充藥物筒390。
還考慮了這樣的替換實施例，其中具有與文中所示的相同或改進形狀的藥物筒35被軸向插入設(shè)備10底部處的入口。
還考慮了這樣的替換實施例，用于使得柱塞54或活塞-汽缸類型藥物容器中的柱塞或活塞前進，包括(非限制性的)連接于活塞的后面并從其處徑向延伸以與驅(qū)動機構(gòu)接合的銷或臂。
參照圖47-49，其中示出了本發(fā)明另一個實施例所涉及的用于輸送諸如胰島素等藥物液體的設(shè)備500。設(shè)備500包括具有由用于賦予其美麗外觀的金屬皮或板構(gòu)成的頂表面504的外部外殼502。包括其拔取器520和觀察檢查板的外部外殼的其余部分由適合的耐用并且重量輕的材料制成，諸如注射模制塑料，所述材料可被構(gòu)造成用于提供用于安裝和容納設(shè)備的內(nèi)部部件的內(nèi)部部分。
設(shè)備500的頂部用作用于為使用者提供各種互作用型元件的控制面板，所述互作用型元件包括滑動通-斷開關(guān)506、可視顯示器508、啟動或注射鈕510、以及位于顯示器508側(cè)面的劑量調(diào)節(jié)鈕512和514。移動開關(guān)506以接通設(shè)備500使得顯示器508顯示輸送的建議劑量，即，編入設(shè)備控制系統(tǒng)中的缺省劑量。在使用者按下鈕510的情況下，可由使用者操作鈕512和514以分別從缺省劑量中減少或增加實際所要分配的劑量。顯示器508可為發(fā)光液晶顯示屏幕，控制系統(tǒng)在其上顯示諸如劑量或反饋的使用指令等信息。例如，當設(shè)備確定已輸送了劑量并且注射針已被收回時顯示器周圍的光源可閃爍，所述光源閃爍可伴有由設(shè)備中的振動元件(未示出)產(chǎn)生的設(shè)備的振動。
所述互作用型元件還包括覆蓋一行光源的半透明窗515。設(shè)備500的控制系統(tǒng)控制這些光源以便于選擇性地照亮窗的適當部分以便于為使用者提供各種類型的警報。例如，當藥物筒缺乏或已空時窗區(qū)域516被照亮、當針組件較少或耗盡時窗區(qū)域517被照亮、以及當電池電平低時窗區(qū)域518被照亮。
可移除的盒拔取器520裝有連接元件，允許滑動安裝于外殼502的其余部分，當如此安裝時所述拔取器形成設(shè)備500的前端部分。盒拔取器520限定了內(nèi)部中空部分522，該內(nèi)部中空部分522還構(gòu)成用完即可丟棄的針盒524的圓周。當使用者將盒524插入到中空部分522中時，盒外殼底部540的底板通過盒拔取器520的下側(cè)裝配到開口526中從而基本構(gòu)成設(shè)備外殼的底表面。盡管在圖48中所示的實施例中針盒是用完可丟棄的單元而盒拔取器是設(shè)備外殼的可重復(fù)使用的部分，但是在一個替換實施例中盒拔取器可與針盒整體形成并與之一起丟棄。
設(shè)備外殼502在其底側(cè)上包括進出門528，圖49中被示為處于縮回或滑出布置下，在該布置下使用者可接觸電源530和獨立藥物筒532兩者以便于進行更換。電池組530和藥物筒532都被放置于模制于設(shè)備外殼中的分隔間中，并且未示出的傳感器(諸如可操作地連接于設(shè)備500的電路板的機械開關(guān))被設(shè)在設(shè)備中以便于自動地辨認電池組和藥物筒中任意一個或兩者的存在或缺乏。當門528被關(guān)閉時，設(shè)備500的操作元件被保護性地封在外殼中。在圖49中，以虛線抽象觀察檢查板示出了設(shè)備500的推桿組件534和直接驅(qū)動組件536，并且大部分所述組件都被封在外殼中以防止使用者通過觀察檢查板528接觸它們。出于易于描述的目的，未示出設(shè)備500的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)可為可操作地連接于使用者互作用型元件和推桿組件及直接驅(qū)動組件的馬達并且包括其傳感器和各種適當?shù)倪B接部分的電路板，并且可以本領(lǐng)域中公知的方式被安裝在外殼中。
現(xiàn)在參照圖50-54，針盒524通常包括外殼底部540、底部密封隔膜542、基底或傳送帶544、針支撐密封隔膜546、外殼頂部548、以及多個針組件，其中在圖51-53中只示出了一個針組件550。外殼底部540是用塑料模制成的并且包括圓形底板552，漸變?yōu)榄h(huán)形凸緣的有角的環(huán)形或截頭圓錐體凸緣554，以及圓柱形壁558。組件柱560從底板552的中心向上突出，傳送帶544可圍繞組件柱560轉(zhuǎn)動。柱560的上端在561處被鎖定以便于為外殼頂部548提供支撐表面并用作用通過諸如螺釘或其他適合的固定系統(tǒng)(諸如搭扣連接)與之連接的點。較短的柱563也從底板552處以與柱560徑向隔開的關(guān)系向上突出。柱563用作傳送帶544的相應(yīng)設(shè)計的肩569的支柱從而在針盒使用壽命結(jié)束時阻止傳送帶的進一步轉(zhuǎn)動。底板552和凸緣554中的孔565(見圖54)在設(shè)備500啟動時允許皮膚穿入針向下穿過所述孔以輸送藥物。與孔565徑向?qū)R并在凸緣554、凸緣556和壁558中延伸的另一個開口566(見圖54)容納覆蓋藥物筒532的分配口的隔膜，以及在啟動期間允許隔膜穿入針向下穿過所述開口。穿過壁558的開口567與開口566成角度地隔開并且其尺寸被制定成能夠使得十字輪646可接合傳送帶544的外緣以便于指示。
密封隔膜542是由多層、針可刺透膜制成的，并沿著傳送帶544的下側(cè)為針組件提供了無菌屏障。隔膜542包括通過截頭圓錐區(qū)域571相互連接的環(huán)形凸緣570和大直徑環(huán)形凸緣572。凸緣570的下側(cè)可裝有通過外殼底板孔565可看到的一圈標記，以指示出針盒的哪一個針準備用于接下來的插入，或指示出保留在盒中的未使用針的數(shù)量。
傳送帶544是模制有位于較小直徑盤部分577下面的中央、指示盤-部分575的整體塑料。盤部分577圓周周圍的等角度隔開的凹痕被設(shè)計成用于接收針支撐密封隔膜546的對準調(diào)整片594。在其圓周周圍，傳送帶部分575包括22個具有側(cè)面凹口581的等角度隔開的定向片579，所述側(cè)面凹口581用于與推桿組件534的傳送帶前進機構(gòu)相接合以提供指示特征。傳送帶544的中心徑向區(qū)域包括一圈徑向定位的、卵形狹縫580，所述狹縫580貫穿傳送帶的高度。每個狹縫580都適合于容納多個針組件550中的一個。在所示的實施例中，形成有21個同樣的狹縫580，并且還提供了一個實心的或非狹槽的空間582。以這種方式，提供了22個角位置，其中非狹槽的空間582在針盒使用壽命的終點與外殼開口566對齊以便于針盒的安全處置。傳送帶544的直立盤部分585包括柱-接收軸向通孔586、弓形棘齒臂588以及直立標簽元件589周圍的中心軸承環(huán)587。
標簽元件589由設(shè)備控制系統(tǒng)用于確定針盒狀況。具體地，標簽元件589的上表面適合于與設(shè)備外殼中未示出的感測機構(gòu)協(xié)作以確定足夠的針儲備。例如，如果光學檢測器為感測機構(gòu)的話，標簽元件589的上表面可被覆以光反射膜。當可由位于外殼孔616下面但不位于外殼孔617下面的所述感測機構(gòu)辨認所述標簽元件589時，設(shè)備控制系統(tǒng)認為新針盒已被裝載到設(shè)備500中。當可由位于外殼孔617下面但不位于外殼孔616下面(在針盒相繼使用期間在其已轉(zhuǎn)動后會出現(xiàn)所述布置)的所述感測機構(gòu)辨認所述標簽元件589時，設(shè)備控制系統(tǒng)認為針儲備到了較低水平，諸如只剩三個或更少的針，并通過照亮窗區(qū)域517將這種情況告知使用者。當再使用設(shè)備之后可由位于外殼孔617和616兩者下面的所述感測機構(gòu)辨認所述標簽元件589時，控制系統(tǒng)認為針盒已達到其使用壽命終點，并將這種情況告知使用者以及防止在新針盒插入之前使用設(shè)備。
針支撐密封隔膜546是由諸如硅酮的整塊彈性體材料制成的，并且包括具有放置于凹痕578中的懸片594的環(huán)形凸緣592。通過凸緣592提供與21根針中的每個一一對應(yīng)的多個卵形開口，并且每個開口都由直立罩或卷密封596環(huán)繞。每個卷密封596頂部區(qū)域處的面向內(nèi)側(cè)的表面上的圓周邊或唇緣都適合放置于針接口外圍周圍的槽中，如圖54中進一步示出的。當每個密封596從凸緣592中向上前進時它都在開口尺寸中向內(nèi)漸縮，并在鄰近凸緣592的位置處具有更薄的區(qū)域，這種設(shè)計可在罩在598處保持附于其上的特定針組件550在其注射使用期間被插入時使得罩折疊或自身卷起，如圖54中所示的。
凸緣592的下表面593被緊固于連續(xù)地圍繞每個狹縫580的傳送帶544的上表面，以使得密封隔膜546在用于每個針組件的傳送帶的上方構(gòu)成獨立的、無菌的上部腔室。相似地，密封隔膜542的上表面被緊固于圍繞每個狹縫580的傳送帶的下側(cè)，以便于在用于針的傳送帶的下面構(gòu)成獨立的、無菌的下部腔室，從而在使用之前保持針的無菌性。
在替換實施例中，針盒的外殼可裝有具有密封隔膜的傳送帶，如圖66中所示的。在所述實施例中，針組件被容納在作為獨立單元構(gòu)成的罩850中，所述罩850為每個針提供獨立的分隔間。在針盒組裝期間，裝有針的罩850作為一個單元從下面被插入到修正傳送帶852中，如抽象地示出的，之后被裝配到保護性外殼中。
再參照圖50到54，每個針組件550都包括具有圓周槽601的塑料針接口600，所述圓周槽601包括唇緣598以提供保持無菌性的密封。多角度的、通常為J形狀的管腔或針602包括相互為垂直相隔關(guān)系的具有皮膚刺入針尖603A的端部長度以及具有隔膜刺入針尖604A的平行的、相對端長度604。端部長度602和604由有角度連接區(qū)域605跨接。針62是彎曲成所示形狀并固定于(諸如通過壓配合或通過粘合劑)互補凹槽中接口600的31規(guī)格針。接口600的上部部分包括其較長支腿徑向向外延伸的L形指狀物607，并且所述指狀物607與轂主體606一起限定了徑向向外開口的中空部分608。中空部分608接收推桿組件534的徑向定向的推桿元件，如下所述的。中空部分608的該徑向定向允許針組件524在針組件使用壽命的任何階段容易地脫離與推桿組件的接合，從而可取出僅剩少量未使用針的針盒并且如果需要的話用新的裝滿針的針盒更換舊針盒。
外部或外殼頂部548包括作為設(shè)在外殼底部540的抓持部分555的補充的抓持部分610，所述抓持部分可允許所裝配的針組件524的使用者準備處理。外殼頂部548的下側(cè)模制有帶孔的突出部611，其尺寸和形狀被制定成用于接收鍵控柱560，并且突出部的孔穿過頂壁609以允許緊固件的插入。用于推桿組件的凹槽孔穿過頂壁609和頂部外殼的弓形直立壁部分614兩者。一對窗或口616和617推桿外殼頂壁609構(gòu)成以允許通過未示出的感測機構(gòu)感測標簽元件589。頂壁609的下側(cè)也包括具有外部徑向圓周621的懸環(huán)620，所述外部徑向圓周621用作用于阻止在使用期間針組件被推桿組件無意中徑向向內(nèi)壓迫得太遠的止檔。環(huán)620徑向向內(nèi)的環(huán)狀突出部分611具有一系列棘輪齒，傳送帶棘輪臂588從下方與之相接合以便于適當?shù)夭贾脗魉蛶Р⒃谑褂闷陂g防止傳送帶在外殼中沿錯誤方向轉(zhuǎn)動。
盡管在圖51-53中僅示出了一個針組件550，但是21個狹縫580中的每一個最初都裝有針。作為針盒的期望用途，可提供具有任何數(shù)量的其中裝有針的狹縫的針盒。例如，如果期望設(shè)備500輸送兩倍日劑量藥物，并且期望在針盒被移除并丟棄之前能夠使用一周的話，在每所述針盒中可提供14根針。
現(xiàn)在參照圖55-58，其中示出了設(shè)備500的通常表示為534的推桿組件。推桿組件534被設(shè)計成在注射期間快速地將一個針組件的尖部插入使用者體內(nèi)并且同時在相同的向下動作中進行藥物供應(yīng)，之后在完成藥物注射之后快速地將所插入的針尖抽回到針盒中，之后指引針盒準備針盒中下一個可用的針組件以備下一次注射的使用。
桿組件534包括具有主體630的剛架，從其中向上突出有支撐凸緣632。向后的基架凸緣634和L形基架凸緣636從框架體630上懸下并接收緊固件以便于牢固地將框架固定于例如設(shè)備外殼。支撐凸緣632支撐馬達638和可操作地連接于馬達的齒輪頭639。具有齒輪齒642的斜接小齒輪641被固定于齒輪頭639的輸出軸以便于當馬達由設(shè)備500的控制系統(tǒng)可控地操縱時轉(zhuǎn)動。
小齒輪641通過齒輪齒642與齒輪齒645的嚙合驅(qū)動傘齒輪644的轉(zhuǎn)動。傘齒輪644可與十字輪盤646和凸輪盤650共同轉(zhuǎn)動。在所示的實施例中，可通過固定于十字輪盤的軸向突出的中央轂的傘齒輪、通過固定于凸輪盤650的軸向突出的中央轂的十字輪盤、以及通過壓配合并粘接于軸向穿過并支撐齒輪644和盤646及650的桿651的凸輪盤實現(xiàn)所述共同轉(zhuǎn)動。桿651被安裝于設(shè)備外殼以便于可轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)可容易地取代用于所述共同轉(zhuǎn)動的其他方式。
具有徑向突出銷647的十字輪盤646被布置成裝在已安置好的針盒524的開口567中以便于與傳送帶544的調(diào)整片579和凹口581相接合。凸輪盤650與十字輪盤646豎直或軸向相隔以提供閂鎖元件660的前向臂659從中穿過的空間。凸輪盤650包括具有徑向?qū)R的端面的弓形、徑向突出部分或凸輪部分652。凸輪盤650的上表面656已加工有與前向臂659上的跟隨器相合的凸輪軌道。閂鎖元件660以可樞轉(zhuǎn)的方式在661處連接于框架。閂鎖元件660的后向臂662包括適合于與在框架體630下面延伸的滑動器666的有凹槽的閂鎖表面664的互補元件閂鎖接合的面向內(nèi)的閂鎖元件(未示出)?；瑒悠?66中的通孔接收在相對端處牢固地連接于基架凸緣634、636的導(dǎo)桿668。如下面進一步描述的，在操作期間滑動器666沿導(dǎo)桿668前后滑動。
滑動器666裝有牢固地固定于其上并且從框架體630處橫向突出的金屬支架670。支架670的那排齒面向上。滑動器666包括滑動地接收推桿674的另一個通孔，所述推桿674通過框架凸緣634、636在鏜孔中滑動。推桿674的前端沿其具有凸輪部分652的外圓周與凸輪盤650鄰接。鎖環(huán)676被軸向固定在推桿674上，并且螺旋狀壓縮彈簧678被裝在鎖環(huán)676與框架凸緣634的前向面677之間。彈簧678與推桿674同軸并用于在完成藥物注射之后向上偏壓推桿。第二鎖環(huán)680被軸向固定在推桿674上并與滑動器666的前向面682一起俘獲第二螺旋狀壓縮彈簧684，所述第二螺旋狀壓縮彈簧684與推桿674同軸并用于在注射開始時向下偏壓推桿。
推桿組件534還包括一對固定在設(shè)備外殼中并可滑動地支撐金屬滑塊690和691的平行導(dǎo)桿687和688。橫向延伸臂692與滑塊690、691一起形成并剛性地跨接滑塊690、691。臂692包括向前突出的推桿694，推桿694包括上部吊耳696和與之豎直相隔的下部吊耳697，上部吊耳696和下部吊耳697一起限定了構(gòu)造成用于接收針組件指狀物607的凹槽699。由控制系統(tǒng)使用當處于圖55-58中所示的向上、非插入位置中時與設(shè)備控制系統(tǒng)形成回路并安裝成用于感測橫向臂692的未示出機械開關(guān)或其他適合的感測元件以確定推桿組件的布置從而控制設(shè)備500。
滑塊690包括面向后的支架702，具有與在709處樞轉(zhuǎn)地安裝于推桿組件框架的小齒輪部分708的齒輪齒706嚙合接合的齒704。與小齒輪部分708共同轉(zhuǎn)動的更小直徑的小齒輪710也在709處樞轉(zhuǎn)地安裝于所述框架。小齒輪部分708和小齒輪710可整體形成，或者可獨立地形成并固定在一起，從而關(guān)于樞軸709一起轉(zhuǎn)動。沿小齒輪710外部徑向圓周的齒輪齒712與滑動器支架670的齒671嚙合接合。
在準備注射時，通過使得馬達638操作以通過介入輸送部件驅(qū)動凸輪盤650的轉(zhuǎn)動直到凸輪部分向后驅(qū)動推桿674，使得推桿組件534由設(shè)備控制系統(tǒng)控制。當推桿674向后移動時，彈簧678被壓縮在凸緣面677上，并且由于滑動器666被閂鎖元件660閂鎖而相對于框架保持固定，因此彈簧684被壓縮在滑動器面682上。當隨后由使用者按下注射按鈕以開始注射時，控制系統(tǒng)使得馬達638開始轉(zhuǎn)動凸輪盤650從而使得閂鎖元件660(由于其所遵循的凸輪軌道的結(jié)構(gòu))關(guān)于661樞轉(zhuǎn)并與滑動器666相脫離，從而當由壓縮彈簧684偏壓時允許滑動器666快速向后移動。當滑動器666向后移動時，支架670向后移動，這使得小齒輪710和小齒輪部分708轉(zhuǎn)動以向下驅(qū)動支架702，從而向下驅(qū)動如圖54中所示的由推桿694接合的針組件。當直接驅(qū)動組件已從藥物筒中壓迫出適當劑量的藥物從而完成藥物注射時，控制系統(tǒng)使得馬達638進一步轉(zhuǎn)動凸輪盤650從而使得凸輪部分端面653轉(zhuǎn)動過推桿674的前端，從而在壓縮彈簧678的作用下使得推桿相對于框架快速向前移動。當推桿674向前移動時，滑動器666由鎖環(huán)67抵靠并被向前驅(qū)動，這使得支架670向前移動并使得小齒輪710和小齒輪部分708轉(zhuǎn)動以向上移動支架702和推桿694，從而分別從使用者體內(nèi)和藥物筒中自動地抽出針尖603A和604A。使得凸輪盤650繼續(xù)轉(zhuǎn)動以準備下游側(cè)注射，在此期間閂鎖元件660(由于其所遵循的凸輪軌道的形狀)關(guān)于661向回樞轉(zhuǎn)以重新接合或重新鎖定滑動器666。
參照圖59-63，其中示出了尤其適于用在設(shè)備500中的藥物筒532。具有不會迫使非常規(guī)材料與藥物相接觸(可具有對于所述藥物具有長儲存期的含義)的適合形狀的藥物筒532包括由塑料制成的管狀外殼或護套730。外殼730包括在壁734處逐步減小為包含滑動窗738的小直徑部分736的大直徑部分732。外殼730的前端由具有剛性塑料基片的聯(lián)合模制帽740蓋住，所述聯(lián)合模制帽740包括具有安裝環(huán)744和徑向偏移中空凸起746的盤狀主體742。凸起746的偏移形成這樣一種藥物筒形狀，即，在使用中用作用于幫助藥物筒適當插入設(shè)備外殼中相應(yīng)地構(gòu)成的分隔間中的鍵控。在制造期間安裝環(huán)744被牢固地固定于護罩部分732的前端。
在制造期間聯(lián)合模制于剛性基片的帽740的密封材料形成杯狀元件750、凸起襯752、以及密封盤754。密封材料可為提供適當?shù)拿芊馓匦圆⑶铱膳c所容納藥物相容的一種或多種材料，諸如聚異戊二烯或丁基橡膠。杯狀元件750覆蓋凸起部分746的小尺寸端部區(qū)域747并填充凸起開口756、757和758以提供流體密封，并用作開口756和757的可刺透隔膜。開口756用作藥物筒532的分配口。對于下面所述的本發(fā)明的一種形式來說，開口757從開口756處被設(shè)置成直接橫過凸起中空部分760并可用作填充口。開口758有助于聯(lián)合模制處理。襯752填塞中空部分760并穿過盤狀主體742中的偏心開口762，其中它終止于填塞盤狀主體742內(nèi)表面的密封盤754中。插塞部分764密封地填充盤狀主體742的中心開口766，所述中心開口766可用作輔助填充口。輔助插塞部分768和769密封地裝配在主體742中的開口中并確保聯(lián)合模制部分之間的可靠連接。
由玻璃制成的圓柱形套筒772被保護性地裝在護罩730中并且包括內(nèi)表面774，彈性密封776沿著所述內(nèi)表面密封地滑動。密封776是由常規(guī)材料制成的并且被安裝在彈性塑料柱塞778上。套筒772提供了用于由設(shè)備500分配的藥物的容器773。可提供對于使用者預(yù)填充的容器，或者可在其使用前由使用者填充，諸如在藥物筒被裝填到設(shè)備中之前用注射器類型的裝置由使用者填充，或者使用諸如下面參照圖67和68所述的設(shè)備填充。密封776與柱塞778的連接，即，779處示為搭扣配合于密封的中空部分中的插塞允許密封776通過柱塞778在套筒772中向前或向后移動。如果要求這種向前或向后的柱塞受迫運動的話，諸如當以參照圖67和68所述的以下方式進行填充時，也可使用其他形式的密封/柱塞連接。套筒772以其后端782靠著外殼壁734內(nèi)表面并且其前環(huán)形端780與密封盤754的環(huán)形唇緣密封接合的方式被俘獲。密封盤754的中心區(qū)域從唇緣784的內(nèi)側(cè)軸向突出以進一步通過玻璃套筒772密封。
柱塞778包括從其后向端縱向延伸的平行狹縫790和791以限定出可凸輪操縱的指狀物793。指狀物793后端處的唇緣795在滑動窗738中徑向向外突出。
柱塞指狀物793和唇緣795被協(xié)同地設(shè)計有設(shè)在直接驅(qū)動組件536上的接合元件。如圖64和65的局部圖中抽象地示出的，直接驅(qū)動組件536包括被可轉(zhuǎn)動地固定并可沿所述組件的馬達轉(zhuǎn)動螺紋軸前后位移的滑架800。只示出了設(shè)備500的直接驅(qū)動組件的滑架800，因為所述直接驅(qū)動組件基本與例如圖20和21中所示的設(shè)備10的直接驅(qū)動組件相同，但是用滑架800和下面所述的其控制更換設(shè)備10的樞轉(zhuǎn)臂和相關(guān)傳感器支架。
滑架800包括用于凸輪操縱目的的有角度的后向面802。凸輪操縱面802通向其中具有凹痕806的肩部804。當最初裝填藥物筒時，滑架800被控制成處于前向位置中，之后使其向后移動。由于滑架800如此移動，因此直接驅(qū)動組件的馬達經(jīng)歷到最小阻力，直到凸輪操縱面802最初接觸柱塞唇緣795。直接驅(qū)動組件馬達繼續(xù)使得滑架800向后移動并且在這種情況下徑向向內(nèi)凸輪操縱柱塞指狀物793，該凸輪操縱需要由設(shè)備控制系統(tǒng)感測的輔助馬達推力。馬達推力可以增長級繼續(xù)直到馬達已使得滑架充分地向后位移，從而使得柱塞唇緣795(由于柱塞指狀物793結(jié)構(gòu)的彈力)彈壓在凹痕806中。由于柱塞指狀物的凸輪操縱已終止導(dǎo)致的馬達推力的增加由設(shè)備500的控制系統(tǒng)識別，之后控制組件馬達以停止滑架800的向后移動之后在設(shè)備的正常使用過程中向前移動滑架。
參照圖67和68，描述使用本發(fā)明設(shè)備以準備用裝在標準藥瓶中的藥物進行填充的一種方法?？稍诎b中提供全都可填充以一個藥瓶中內(nèi)容物的多個藥物筒。對于十毫升藥瓶來說，四個相同的藥物筒可構(gòu)成所述包裝。在圖67中示出了所述包裝的一個藥物筒820，并與以上結(jié)合圖59-63所述的藥物筒相似。藥物筒820以其柱塞處于內(nèi)縮位置的方式被提供在所述包裝中，從而其可填充藥物的容器最初充滿空氣。藥物筒820被提供為與通常表示為824的針適配器預(yù)連接。適配器824包括以可移除的方式連接于藥物筒的安裝環(huán)826。安裝環(huán)826通過撓性板828和829被連接于具有適于以可放松的方式固定藥瓶的撓性指狀物831的藥瓶安裝環(huán)830。安裝環(huán)830攜有雙端針832，所述針832具有在安裝環(huán)830中延伸并被布置成用于在將藥瓶安裝于安裝環(huán)830時刺透藥瓶840的隔膜的第一端。當適配器824被布置在圖67中所示的其供應(yīng)狀態(tài)下時相對的針端部與藥物筒820的隔膜相隔。閂鎖元件834和835分別被設(shè)在安裝環(huán)826和830上。
為了填充藥物筒820，使用者將藥物筒820插入到圖68中所示的設(shè)備500′中并關(guān)閉觀察檢查板528′，所述觀察檢查板或者所述外殼的內(nèi)部被設(shè)計成可以可放松的方式接合適配器安裝環(huán)826。在設(shè)備500′布置在支撐表面上以使得設(shè)備的下側(cè)面向上的情況下，如圖68中所示的，由使用者將藥瓶840人工地插入到藥瓶安裝環(huán)830中，使得針832刺透藥瓶隔膜，之后施加向下作用力以朝向安裝環(huán)826驅(qū)動安裝環(huán)830，從而接合閂鎖元件834和835，在該運動期間針832刺透藥物筒填充口的隔膜。
之后使用者按下設(shè)備500′上的填充按鈕以開始填充循環(huán)。直接驅(qū)動組件首先使得藥物筒柱塞一直向前前進，從而將最初存在于藥物筒容器中的空氣壓迫到藥瓶840中以便于為其增壓。之后直接驅(qū)動組件使得藥物筒柱塞縮回以從藥瓶中為藥物筒回填藥物。為了避免在填充的藥物筒中具有氣泡，最好由整體結(jié)合于裝置中的傳感器監(jiān)控設(shè)備的定向，所述傳感器僅在圖68中所示的設(shè)備500′處于適當定位的中的狀態(tài)下允許發(fā)生所述填充循環(huán)。在完成填充循環(huán)之后，使用者可將帶有藥瓶的針適配器與藥物筒820相脫離，如果需要的話關(guān)閉觀察檢查板，之后以正常程序使用設(shè)備500′。將針適配器824從藥瓶840上拉斷并將其放置到合適的容器中，留下已部分耗空的藥瓶840以備隨后的日子結(jié)合包裝中的其他藥物筒重新使用，其中其他每個空藥物筒都備有其自己的一次性針適配器。
為了使得設(shè)備500′的電池壽命最大化，可使用修正的柱塞前進/縮回形狀，它可使得設(shè)備消耗的能量最小化。例如，使得藥物筒柱塞僅在藥瓶填充空氣過程的中途前進是可取的，之后可使得柱塞完全縮回以部分地填充容器，之后在藥物筒中完全前進并完全縮回以填充容器。
設(shè)備500的控制系統(tǒng)可預(yù)形成自動校準程序，從而減少用于從藥物筒中清除氣泡的引動步驟的需要。當首先將藥物筒插入到這樣一種編有程序的設(shè)備500中并且沒有針刺透藥物筒的分配孔時，直接驅(qū)動組件被操縱以使得藥物筒柱塞壓縮藥物筒容器中的藥物。在該壓縮期間，控制系統(tǒng)監(jiān)控由驅(qū)動組件馬達牽引的時間和電流，之后將所述時間和電流與設(shè)備電子中預(yù)編程序的查表相比較，并加以根據(jù)經(jīng)驗確定的數(shù)據(jù)從而使得時間/電流關(guān)系與具體氣泡尺寸相關(guān)。如果在藥物筒中存在太多空氣的話，諸如通過在針組件被縮回之前增加所插入針的保持時間，或通過給使用者提供警告通知，控制系統(tǒng)使用確定的氣泡尺寸以對劑量形式作出適當?shù)母淖儚亩_保精確劑量。
文中所提及的用于某些部分的材料在當前實施例中僅作為示例。也可考慮替換實施例，其中可使用替換材料，尤其是可出現(xiàn)相似和/或改進的結(jié)果。
雖然在附圖和前述描述中已示出并詳細描述了本發(fā)明，應(yīng)認為示出了本發(fā)明但在特征方面不受限制，應(yīng)該理解的是，僅示出并描述了優(yōu)選實施例和一些替換實施例，落在本發(fā)明精神內(nèi)的所有改變和修正都應(yīng)受保護。
權(quán)利要求
1.一種用于向患者輸送藥物液體的設(shè)備，其包括外部殼體；容納在所述殼體中并包含多個相互平行的藥物注射針的針盒；容納在所述殼體中的藥物筒，用于容納液體并包括用于使得所述液體進出的可密封的孔；容納在所述殼體中并可與藥物筒相接合以便于通過所述孔排出測定劑量液體的直接驅(qū)動組件；可與針盒相接合的推桿組件，其用于在所述藥物筒中的液體通過可密封孔排出時將所述多個針中的一個部分地驅(qū)逐出所述殼體并打入患者體內(nèi)，之后在已通過針供給了測定劑量的液體之后停止液體通過可密封孔的排出時從患者體內(nèi)抽出針；馬達裝置，其用于驅(qū)動所述直接驅(qū)動組件和所述推桿組件；用于啟動所述直接驅(qū)動組件和所述推桿組件的電腦裝置；以及用于使得使用者能夠啟動所述設(shè)備的控制面板。
2.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述針盒包括容納的傳送帶，用于在所述外部殼體中圍繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，其中所述針盒傳送帶的所述轉(zhuǎn)動軸與所述藥物注射針平行，所述傳送帶包括多個針口，每個所述針口的尺寸和形狀都被構(gòu)造成用于接收一個注射針。
3.依照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述針盒包括當以可移除的方式安裝于其中時相對于所述殼體以可轉(zhuǎn)動的方式固定的盒外殼，所述傳送帶安裝在盒外殼中以便于在其中關(guān)于所述轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。
4.依照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述針口每個都具有內(nèi)部形狀，其中多個針組件包括所述多個注射針，其中所述針組件每個都具有與其內(nèi)部形狀互補的外部形狀，并且所述針組件被接收在所述針口中以便于在其中往復(fù)移動。
5.依照權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述可密封的孔包括可針刺的隔膜，其中每個針組件都包括平行布置并指向與其相關(guān)的注射針相同的方向的隔膜刺透針，每個所述隔膜刺透針和其相關(guān)的注射針都處于互為流體連通的狀態(tài)下。
6.依照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述傳送帶限定出多個構(gòu)造成用于與所述推桿組件的十字輪相接合的索引凹槽。
7.依照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述針盒還包括用于允許傳送帶僅沿一個方向轉(zhuǎn)動的裝置。
8.依照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述針盒包括與所述電腦裝置協(xié)作的裝置，以便于檢測傳送帶關(guān)于其轉(zhuǎn)動軸的至少某些角位置。
9.依照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述針盒外殼限定了其尺寸和形狀允許所述推桿組件的元件從中往復(fù)移動以與注射針驅(qū)動接合的開口。
10.依照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，每個注射針由卷密封支撐，在所述推桿組件使得所述注射針移動期間所述卷密封適于彈性變形。
11.依照權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個卷密封包括與之整體形成的普通環(huán)形基底。
12.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述直接驅(qū)動組件包括可與所述藥物筒的柱塞相接合的馬達驅(qū)動滑架，所述滑架包括在將所述滑架可操作地附于所述柱塞期間適于偏壓所述柱塞的彈性元件的凸輪操縱表面。
13.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述推桿組件包括安裝在推桿上的滑動器，以及第一和第二偏壓彈簧，所述第一偏壓彈簧適于使得未鎖定滑動器在第一方向上沿所述推桿移動，所述第二偏壓彈簧適于使得所述推桿臂和所述滑動器沿與所述第一方向相反的第二方向移動。
14.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述推桿組件包括可轉(zhuǎn)動的盤適于在壓縮所述第二偏壓彈簧的同時凸輪操縱所述推桿。
15.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述推桿組件包括包括第一支架的滑動器、包括第二支架的注射針位移推桿、以及分別接合所述第一和所述第二支架的第一和第二小齒輪部分，以便于將所述滑動器的運動轉(zhuǎn)化為所述推桿的運動。
16.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述藥物筒包括可在筒主體中沿通常垂直于注射針的方向位移的活塞，以及朝向所述筒主體開口的中空突出部分并具有可進出所述突出中空部分并由至少一個可針刺隔膜覆蓋的第一和第二口，由所述至少一個隔膜覆蓋的所述第一口用作可密封的孔，由所述至少一個隔膜覆蓋的所述第二口用作填充口。
17.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述外部殼體包括能開口的拔取工具，其尺寸被制定成以可插入的方式接收所述針盒。
18.依照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述針盒整體形成為外部殼體的能開口的拔取工具，從而可作為整體被用完丟棄。
19.一種用在用于向患者輸送藥物液體的設(shè)備中的針盒，包括包括頂部和底部的外殼；傳送帶，其安裝成用于在所述外殼中關(guān)于轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動并限定了以環(huán)形陣列布置的多個狹縫；多個針組件，每個都容納具有平行布置并面對相同方向的注射針尖和隔膜刺透針尖的針套管，所述針組件的注射針尖平行于所述轉(zhuǎn)動軸，每個所述針組件都被接收在相應(yīng)一個傳送帶狹縫中以便于在其中沿與所述轉(zhuǎn)動軸平行的方向往復(fù)移動；其中，所述外殼底部限定了其尺寸允許注射針尖從中穿過的一個孔，并且所述外殼頂部限定了其尺寸和形狀允許推桿元件通過其進入以與一個針組件相接合并使其往復(fù)移動的開口。
20.依照權(quán)利要求19所述的針盒，其特征在于，所述傳送帶限定了X數(shù)量個狹縫，具有圓周邊緣并在所述圓周邊緣中限定了X數(shù)量個索引凹槽。
21.依照權(quán)利要求19所述的針盒，其特征在于，所述狹縫通常是卵形的并沿徑向定向。
22.依照權(quán)利要求19所述的針盒，其特征在于，所述多個針組件中的每個都通過連接于所述傳送帶的不同卷膜被保持在其各自的狹縫中。
23.依照權(quán)利要求22所述的針盒，其特征在于，所述不同卷膜密封與密封地安裝于每個所述狹縫周圍的所述傳送帶的環(huán)狀基底整體形成。
24.依照權(quán)利要求19所述的針盒，還包括用于強制所述傳送帶在所述外殼中僅沿一個方向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動控制裝置。
25.依照權(quán)利要求24所述的針盒，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動控制裝置包括限定在外殼頂部下側(cè)上的棘齒。
26.依照權(quán)利要求25所述的針盒，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動控制裝置包括所述傳送帶，所述傳送帶具有至少一個懸臂，其尺寸和形狀被構(gòu)造成與所述外殼頂部的所述棘齒相接合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于向患者輸送藥物液體的設(shè)備，包括外部殼體；容納在殼體中并包含多個相互平行的藥物注射針的針盒(524)；容納在殼體中的藥物筒，用于容納液體并包括用于使得所述液體進出的可密封的孔；容納在殼體中并可與藥物筒相接合以便于通過所述孔排出測定劑量液體的直接驅(qū)動組件；容納在殼體中并可與針盒相接合的推桿組件，用于在藥物筒中的液體通過可密封孔排出時將多個針中的一個部分地驅(qū)逐出殼體并打入患者體內(nèi)，之后在已通過針供給了測定劑量的液體之后停止液體通過可密封孔的排出時從患者體內(nèi)抽出針；殼體中的馬達裝置，用于驅(qū)動所述直接驅(qū)動組件和所述推桿組件；用于啟動所述直接驅(qū)動組件和推桿組件的電腦裝置；以及用于使得使用者能夠啟動所述設(shè)備的控制面板。
文檔編號A61J1/20GK1980703SQ200580010692
公開日2007年6月13日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者A·C·布勒斯, A·G·卡拉哈利奧斯, K·A·里特舍爾, A·L·老沙夫 申請人:伊萊利利公司