一種柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其包括柔性微泵、控制系統、生理監測傳感器、儲藥盒、針頭。控制系統根據給藥曲線產生數字脈沖電壓，由此使柔性微泵驅動儲藥盒中的液體藥物通過針頭進入人體。生理監測傳感器實時測量人體生理信號，用于給藥反饋控制和/或長期健康跟蹤。控制系統根據人體生理信號調整數字脈沖電壓。本發明專利技術能夠實時測量人體脈相、呼吸等節律和血壓，作為日常生理健康監測和評價依據，同時也作為給藥效應反饋和控制的參考；流量可調、結構簡單，可適合多種容量的儲藥盒，用于多種慢性病治療；解決現有的采用電機驅動和螺紋傳動的方式進行推注的胰島素泵體積大、精度不高、笨重和價格昂貴的問題。

A portable automatic monitoring / feeding device for chronic diseases driven by flexible micro pumps

The invention discloses a portable automatic monitoring / feeding device for a chronic disease driven by a flexible micropump, comprising a flexible micropump, a control system, a physiological monitoring sensor, a storage kit and a needle head. The control system generates a digital pulse voltage based on the dosing curve, thereby enabling the flexible micropump to drive the liquid drug in the reservoir into the body through a needle. A physiological monitoring sensor measures human physiological signals in real time for feed back control and / or long-term health tracking. The control system adjusts the digital pulse voltage according to the physiological signal of human body. The invention realizes the real-time measurement of human arterial phase, breathing rhythm and blood pressure, as the basis for the daily physical health monitoring and evaluation, as well as the feedback and control of the reference drug effect; adjustable flow, simple structure, storage box may be suitable for a variety of capacity, for a variety of chronic diseases; resolve the current driven by the motor and screw thread the transmission mode of insulin pump infusion volume, the accuracy is not high, heavy and expensive problems.

【技術實現步驟摘要】
一種柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置
本專利技術涉及一種慢性病監測/給藥裝置，尤其涉及一種柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置。
技術介紹
我國人口正在邁入老齡化階段，老年人屬于冠心病、高血壓、糖尿病、哮喘、帕金森癥等疾病的高發人群。其中糖尿病、帕金森癥等屬于常見慢性非傳染性疾病，它雖然不能致命，卻會對患者造成身體和精神的雙重痛苦，也給患者家庭及社會帶來很大負擔。以糖尿病為例，截止到2016年中國的糖尿病患者在十年間平均發病率增長了近7倍，其中城市人口的發病率增長了近3倍，而農村人口增長了10倍之多，同時呈現出“年輕化”的趨勢。目前尚無根治糖尿病的方法，但通過多種治療手段可以很好的控制糖尿病，主要包括5個方面：糖尿病患者的教育，自我監測血糖，飲食治療，運動治療和藥物治療。其中最有效的方式是藥物治療，主要通過人工注射胰島素治療糖尿病。可穿戴設備屬于新興技術產業，市場上比較流行的諸如GoogleGlass、iWatch、小米手環等。但由于可穿戴設備用戶粘性差，目前整個行業仍然是概念炒作大于實際市場。如果將可穿戴設備與醫療產業相結合，一方面可以利用可穿戴設備的智能性、便捷性，另一方面與相關藥物結合可以治療上述多種慢性疾病。現有治療慢性病的醫療裝置中，針對糖尿病的胰島素泵最為常用。胰島素泵又稱為人工胰腺，主要由泵、小注射器和與之相連的輸液管以及引導針組成。小注射器可以容納微量的胰島素，注射器裝入泵中后，將相連的輸液管前端的引導針用注針器扎入患者的皮下組織，再由驅動泵的螺旋馬達推動小注射器的活塞，將胰島素輸注到體內。胰島素泵的基本用途是模擬胰腺的分泌功能，按照人體需要的劑量將胰島素持續地注入到病人的皮下，保持血糖穩定，以達到控制血糖的目的。專利文獻(CN200410015254.7、CN201420248561.9、CN201010579981.1和CN201310020626.4)給出了不同結構和功能的胰島素泵。作為胰島素泵的核心部件，微型馬達對藥物流量的精確控制至關重要。然而現有用于胰島素泵的微泵器件均為機械式馬達。絕大多數采用的是電機驅動和螺紋傳動的方式進行推注，不但精度受到限制，而且體積大、笨重且成本較高。從佩戴方式來看，由于現有胰島素泵類似于BP機，病人使用時，只能懸掛于胸前，給病人生活帶來諸多不便。新興的電活性聚合物材料(Electroactivepolymers，簡稱EAP)是一種新型功能材料。作為一種典型的電激活材料，IPMC在外加電激勵下可產生大變形，當激勵撤除后，它又能恢復到原始的形狀尺寸；此外，該材料在外力作用下發生形變，在一定條件下能產生相應的電信號。相對于傳統智能材料，IPMC材料具有質量輕、運動靈活、能耗低、易于成形以及經受大變形而不易疲勞損傷等突出優點，使其迅速成為智能材料領域內的一個研究熱點。因此，IPMC材料作為微泵元件能夠克服傳統驅動方式所帶來的不足。
技術實現思路
為了解決現有的采用電機驅動和螺紋傳動的方式進行推注的胰島素泵體積大、精度不高、笨重和價格昂貴的問題，本專利技術提供一種柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置。本專利技術的解決方案是：一種柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其包括柔性微泵、控制系統、生理監測傳感器、儲藥盒、針頭；該控制系統根據給藥曲線產生數字脈沖電壓，該柔性微泵根據該數字脈沖電壓驅動該儲藥盒中的液體藥物通過該針頭進入人體實現輸液；該生理監測傳感器實時測量人體生理信號，該人體生理信號用于給藥反饋控制和/或長期健康跟蹤，該控制系統根據該人體生理信號調整該數字脈沖電壓。作為上述方案的進一步改進，該監測/給藥裝置還包括與該控制系統電性連接的無線傳輸單元，該無線傳輸單元實現該控制系統的信號輸入與信號輸出。作為上述方案的進一步改進，該監測/給藥裝置還包括與該控制系統電性連接的顯示單元，該顯示單元在該控制系統的控制下顯示該生理監測傳感器的監測信息和該柔性微泵的給藥動態信息。作為上述方案的進一步改進，該監測/給藥裝置還包括給整個裝置各個部件供電的電源。作為上述方案的進一步改進，該監測/給藥裝置還包括實現該監測/給藥裝置腕/臂佩戴方式的表帶和安裝在該表帶上的表盤，該生理監測傳感器安裝在該表帶的內側，且在該表帶處于佩戴狀態時與人體接觸；該柔性微泵、該控制系統收容在該表盤內，該針頭安裝在該表盤的底板上；該監測/給藥裝置存在無線傳輸單元時，該無線傳輸單元也收容在該表盤內；該監測/給藥裝置存在顯示單元時，該顯示單元安裝在該表盤的頂面上；該監測/給藥裝置存在電源時，該電源也收容在該表盤內。作為上述方案的進一步改進，該監測/給藥裝置還包括實現該監測/給藥裝置貼附式佩戴方式的基底，該基底的正面安裝該柔性微泵、該控制系統、該儲藥盒，該基底的背面安裝該生理監測傳感器和該針頭，且在該基底處于貼附式佩戴狀態時，該生理監測傳感器和該針頭均與人體接觸；該監測/給藥裝置存在無線傳輸單元時，該無線傳輸單元也安裝在該基底的正面上；該監測/給藥裝置存在顯示單元時，該顯示單元也安裝在該基底的正面上；該監測/給藥裝置存在電源時，該電源也安裝在該基底的正面上。作為上述方案的進一步改進，該柔性微泵包括蓋板一、花瓣式IPMC驅動器及其兩側的兩層保護膜、蓋板二、微閥葉片層和微泵流體通道層；微閥葉片層嵌入在微泵流體通道層內并通過蓋板二封閉，花瓣式IPMC驅動器及其兩側的兩層保護膜通過蓋板一封裝在微泵流體通道層具有蓋板二的一側上。進一步地，花瓣式IPMC驅動器為可彎曲的單瓣膜狀IPMC驅動器，其瓣數為6～10個，構成的外圓直徑范圍為8～30mm；花瓣式IPMC驅動器經過蓋板二和微閥葉片層上的連通孔與微泵流體通道層的上通道連通，連通孔的孔徑與上通道的寬度相近且范圍為0.5～4mm。再進一步地，微閥葉片層的入口通道和出口通道分別采用兩個單向彎曲的被動閥。作為上述方案的進一步改進，該儲藥盒與該柔性微泵的連接通道中含有氣體過濾膜，防止注射過程中該儲液盒中的氣泡進入該柔性微泵。本專利技術具有以下有益效果：(1)能夠實時測量人體脈相、呼吸等節律和血壓，作為日常生理健康監測和評價依據，同時也作為給藥效應反饋和控制的參考；(2)采用智能材料設計核心驅動元件--微泵，流量可調、結構簡單，可適合多種容量的儲藥盒，用于多種慢性病治療；將其集成到腕式裝置表盤內部，簡化給藥裝置的結構，方便佩戴；(3)集成無線個人網絡收發模塊，傳輸健康指標和給藥數據到個人智能設備終端，用于長期健康狀態跟蹤和治療；(4)本專利技術還可同時拓展給藥裝置的治療應用面，不僅僅限于糖尿病的治療，本專利技術在保證性能可靠的基礎上，還能夠實現穿戴裝置的小型化、輕量化和低成本推廣。附圖說明圖1為本專利技術柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置的構成示意圖。圖2為本專利技術實施例1的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置的三維立體示意圖，其實現該裝置的腕/臂佩戴方式。圖3為圖2中表盤的構成示意圖。圖4為本專利技術實施例2的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置的正面示意圖，其實現該裝置的貼附式佩戴方式。圖5為圖4中慢性病便攜式自動監測/給藥裝置的背面示意圖。圖6為圖1中柔性微泵的三維立體結構示意圖。圖7為圖6中的剖面結構示意圖。圖8為圖6中花瓣式IPMC驅動器的平面示意圖。具本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其特征在于：其包括柔性微泵、控制系統、生理監測傳感器、儲藥盒、針頭；該控制系統根據給藥曲線產生數字脈沖電壓，該柔性微泵根據該數字脈沖電壓驅動該儲藥盒中的液體藥物通過該針頭進入人體實現輸液；該生理監測傳感器實時測量人體生理信號，該人體生理信號用于給藥反饋控制和/或長期健康跟蹤，該控制系統根據該人體生理信號調整該數字脈沖電壓。

【技術特征摘要】
1.一種柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其特征在于：其包括柔性微泵、控制系統、生理監測傳感器、儲藥盒、針頭；該控制系統根據給藥曲線產生數字脈沖電壓，該柔性微泵根據該數字脈沖電壓驅動該儲藥盒中的液體藥物通過該針頭進入人體實現輸液；該生理監測傳感器實時測量人體生理信號，該人體生理信號用于給藥反饋控制和/或長期健康跟蹤，該控制系統根據該人體生理信號調整該數字脈沖電壓。2.如權利要求1所述的柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其特征在于：該監測/給藥裝置還包括與該控制系統電性連接的無線傳輸單元，該無線傳輸單元實現該控制系統的信號輸入與信號輸出。3.如權利要求1所述的柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其特征在于：該監測/給藥裝置還包括與該控制系統電性連接的顯示單元，該顯示單元在該控制系統的控制下顯示該生理監測傳感器的監測信息和該柔性微泵的給藥動態信息。4.如權利要求1所述的柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其特征在于：該監測/給藥裝置還包括給整個裝置各個部件供電的電源。5.如權利要求1至4中任意一項所述的柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其特征在于：該監測/給藥裝置還包括實現該監測/給藥裝置腕/臂佩戴方式的表帶和安裝在該表帶上的表盤，該生理監測傳感器安裝在該表帶的內側，且在該表帶處于佩戴狀態時與人體接觸；該柔性微泵、該控制系統收容在該表盤內，該針頭安裝在該表盤的底板上；該監測/給藥裝置存在無線傳輸單元時，該無線傳輸單元也收容在該表盤內；該監測/給藥裝置存在顯示單元時，該顯示單元安裝在該表盤的頂面上；該監測/給藥裝置存在電源時，該電源也收容在該表盤內。6.如權利要求1至4中任意一項所述的柔性微泵驅動的慢性病便攜式自動監測/給藥裝置，其特征在于：該監測/給藥裝置還包括實現該監測/給藥裝置貼附式...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱子才，常龍飛，王延杰，卞長生，
申請(專利權)人：蘇州艾伊帕微動力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32