注射设备的尖端确定器制造技术

一种系统，该系统通过沿着路径(108)移动针，将来自两个源的光照射到路径的各个部分上，以及分析被针反射的从各个光源接收到的信号来确定皮下注射针(104)的尖端(106)的位置。

Tip determiner of injection equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】注射设备的尖端确定器领域本公开涉及一种用于确定针的尖端的位置的系统，并且特别地但不限于，涉及一种用于确定诸如自动注射器之类的医疗设备内的皮下注射针的尖端的位置的光学检测器系统。背景对于某些医疗状况的治疗可能需要频繁的药剂给药。通常使用具有皮下注射针的针筒完成的经皮注射是进行药剂给药的常见方法。自动化的手持式注射设备(自动注射器)允许用户将诸如针筒之类的药剂容器放置在自动注射器内部，并在自动注射器的致动之际将预定剂量的药剂注射到他们的体内。不同类型的注射(例如静脉内、肌肉内和皮下注射)需要不同的针刺深度。
技术实现思路
本专利技术的各方面和特征在所附权利要求中阐述。附图简述现在将参考附图说明本公开的示例，其中：图1示出了注射系统的示意图；图2示出了在针平面处的光分布图；图3示出了当针沿着轨迹前进时由信号生成器生成的信号的曲线图；图4示出了信号处理链；图5示出了由光源和信号生成器生成的信号的示意表示；图6示出了信号处理流程图；图7示出了针对信号生成器的电路设计的示例；图8示出了另一注射系统的示意图；图9示出了另一注射系统的示意图；图10示出了另一注射系统的示意视图；以及图11示出了又一示意性注射系统。在整个说明书和附图中，相同的附图标记指代相同的部件。详细描述图1示出了自动注射器100，以供检测自动注射器100的针104的尖端106的位置。自动注射器100具有壳体102，壳体102可以被打开以便插入要么具有针104要么接合了可移动针104的针筒或其他药剂容器(诸如药筒)103。针104是皮下注射针，其尖端106适合于刺穿患者的皮肤。自动注射器100可被用来将预定剂量的药剂注射到患者体内。一旦药剂已被给药并且针104从患者抽出，用户便可以打开壳体102并移除药剂容器103。此外，当需要再次注射时，用户可以打开壳体102，插入另一药剂容器，并重复该过程。自动注射器壳体102包含致动器112，该致动器可以是线性致动器并且可操作以使针104沿着针路径108移动。将针被放入自动注射器时，针的长轴位于针路径上。壳体102还包括孔110，针104可通过该孔突出超过壳体102以便对患者进行注射。致动器112的操作致使针104在A-B方向上移动，例如以便致使针104在B方向上朝孔110移动并最终突出超过它，或者替代地致使针104在相反方向上(在A方向上)移动，并在壳体102内后退回缩。自动注射器100还具有第一发光二极管(LED)114、第二LED116和光电二极管检测器118。LED和光电二极管检测器118被定位在印刷电路板(PCB)122上，并且被电耦合至处理器120。处理器120在根据下面描述的方法用于确定针尖106的位置时可以被称为位置确定器。致动器112也被电耦合到处理器120/位置确定器。致动器120基于移动的致动器组件的位置生成信号，并将该信号发送到处理器120。致动器112被布置成使针104沿着轨迹或路径108移动。在延伸阶段，致动器112沿着路径108朝向且穿过孔110驱动针104，直到针104的至少一部分(包括针尖106)在外部突出超过孔110。在该阶段期间，致动器112沿路径108以基本恒定的速度推进针104。例如，致动器112可以以6.6、10或20mms-1驱动针104。一旦针尖106突出超过壳体102的内部，其便可被用来刺穿患者的皮肤。致动器112可以继续使针104沿着路径108前进，直到达到所需的注射深度为止。致动器112还被布置成按压针筒或药筒的柱塞，以便经由针104将药剂给药到患者体内。在回缩阶段期间，致动器112可以使针104沿着路径108在与延伸阶段期间所使用的方向相反的方向上移动，以便从患者体内抽出针104并将其回缩到壳体102内部。LED114、116在PCB122的表面上彼此毗邻地定位。第一LED114被布置成在针路径108的第一部分115上发光。在图1中使用虚线示出了来自第一LED114的光。第二LED116被布置成在针路径108的第二部分117上发光。在图1中使用点状虚线示出了来自第二LED116的光。对于已被安装在自动注射器100中的针104，路径108一般大体上沿着针104的长轴延伸，但是其他路径可以被采用。从完全回缩的位置开始，当针104在延伸阶段沿路径108在A方向上移动时，针尖106遇到路径108的第一部分115，接着是路径108的第二部分117，并接着是孔110。在图1中，针尖106已前进通过路径108的第一部分115和第二部分117，但尚未到达孔110。自动注射器100还包括信号生成器130，该信号生成器包括光电二极管检测器118。光电二极管检测器118被定位在PCB122的表面上。光电二极管检测器118可以是宽接受角检测器。光电二极管检测器118可以接收和检测既被第一LED114发射又被针104反射的光。光电二极管检测器118还可以接收和检测既被第二LED116发射又被针104反射的光。光电二极管检测器118可以被布置在PCB122上的第一LED114和第二LED116附近以便接收由针104反射的光，所反射的光与其同针104的入射角成大致180°。这种布置可以减少由光电二极管检测器118接收的环境光的量。使用透镜124对来自每个LED的光进行阻挡和引导。透镜124是被安装在PCB122上的定制双锥形或棱镜部件。透镜124被定位在第一LED114和第二LED116上，从而允许创建包括源自每个LED的光平面的狭窄的光平面。这两个光平面在跨针行进的方向稍微分开的空间位置处具有强度最大值。透镜124允许由第一LED114和第二LED116发出的光被成形和准直。图2示出了实验上获得的来自针路径108处的每个LED的光强度分布的曲线图。y轴示出了由定位在沿针路径108的各个点处的检测器接收到的归一化光强度。这样的检测器通常不是自动注射器100的一部分，而是放置在沿针路径108的各个点处，以便绘制来自路径108处的每个光束的光强度分布。x轴示出了沿检测器的路径108的位置，以mm为单位且原点在零mm处，其代表了在由第一LED114发出的第一光束和由第二LED116发出的第二光束之间的沿路径108的位置。左侧的迹线202表示由第一LED114发出且由光检测器在沿针路径108的某些位置处检测到的光强度。右侧的迹线204表示由第二LED116发出且由光检测器在沿针路径108的某些位置处检测到的光强度。如本领域技术人员将领会的，来自第一LED114和第二LED116的相应光束在空间上是分开的。左侧202的迹线与路径108的第一部分相关联，其由第一LED114照明。右侧204的迹线与路径108的第二部分相关联，其由第二LED116照明。第一部分和第二部分可以在路径108上交叠，并且也可以包含路径108的不同区域。来自第一LED114的光的强度分布在路径的第一点206上可处于最大值。来自第二LED116的光的强度分布在路径的第二点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定医疗设备中的皮下注射针的尖端的位置的系统，所述系统包括：/n致动器，所述致动器被布置成使所述针的尖端在所述医疗设备内沿路径移动；/n第一光源，所述第一光源被布置成将光照射到所述路径的第一部分上；/n第二光源，所述第二光源被布置成将光照射到所述路径的第二部分上；/n信号生成器，所述信号生成器被布置成在所述针沿所述路径移动之后：/n基于来自所述第一光源的被所述针反射且在所述信号生成器处被接收的光来生成第一信号，以及/n基于来自所述第二光源的已被所述针反射且在所述信号生成器处被接收的光来生成第二信号；以及/n位置确定器，所述位置确定器被布置成基于所述第一信号和所述第二信号来确定所述针的尖端的位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170505 EP 17169782.41.一种用于确定医疗设备中的皮下注射针的尖端的位置的系统，所述系统包括：
致动器，所述致动器被布置成使所述针的尖端在所述医疗设备内沿路径移动；
第一光源，所述第一光源被布置成将光照射到所述路径的第一部分上；
第二光源，所述第二光源被布置成将光照射到所述路径的第二部分上；
信号生成器，所述信号生成器被布置成在所述针沿所述路径移动之后：
基于来自所述第一光源的被所述针反射且在所述信号生成器处被接收的光来生成第一信号，以及
基于来自所述第二光源的已被所述针反射且在所述信号生成器处被接收的光来生成第二信号；以及
位置确定器，所述位置确定器被布置成基于所述第一信号和所述第二信号来确定所述针的尖端的位置。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置确定器被布置成基于所述第一信号与所述第二信号之间的关系来确定所述针的尖端的位置，所述关系是所述针的尖端在所述路径上的位置的函数。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述位置确定器被布置成基于所述关系达到最大值时在所述路径上所处的位置来确定所述针的尖端的位置。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述位置确定器被布置成基于与所述关系达到最大值时在所述路径上所处的位置相对应的所述致动器的延伸位置和所述致动器的后续延伸位置来确定所述针的尖端在所述致动器的后续位置处的位置。


5.根据任一前述权利要求所述的系统，其特征在于，所述第一和第二光源被布置成使得：
所述路径上的第一点位于所述路径的第一部分内，并且所述针路径上的来自所述第一光源的光的强度在所述第一点处达最大值；以及
所述路径上的第二不同的点位于所述路径的第二部分内，并且所述针路径上的来自所述第二光源的光的强度在所述第二点处达最大值。


6.一种用于确定医疗设备中的皮下注射针的尖端的位置的系统，该医疗设备被布置成沿着自动注射器系统内的路径移动所述针的尖端，所述系统包括：
第一光源，所述第一光源被布置成照明所述路径的相应部分；
第二光源，所述第二光源被布置成照明所述路径的相应部分；
致动系统，所述致动系统被布置成当所述针被所述设备保持以使得所述针尖位于所述路径上时致使：
来自第一光源的光沿着所述路径扫描，以使得所述路径的被来自所述第一光源的光照明的部分改变；以及
来自第二光源的光沿着所述路径扫描，以使得所述路径的被来自所述第二光源的光照明的部分改变；
信号生成器，所述信号生成器被布置成：
基于来自所述第一光源的被所述针反射且在所述信号生成器处被接收的光来生成第一信号，以及
基于来自所述第二光源的被所述针反射且在所述信号生成器处被接收的光来生成第二信号；以及
位置确定器，所述位置确定器被布置成基于所述第一信号和所述第二信号来确定所述针的尖端的位置。


7.一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·塔沃，M·J·海耶斯，Q·勒马斯内，F·珍妮洛特，
申请(专利权)人：阿雷斯贸易股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH