[发明专利]无针经皮注射装置

说明书

一种用于注射物输送的设备包括：致动器，其包括联动装置、机械连接至所述联动装置的力生成机构、以及连接至所述力生成机构的控制器。所述力生成机构包括被动力生成器和主动力生成器。在操作中并且基于控制信号，所述控制器被配置为控制所述力生成机构来向所述联动装置提供输入力，其中所述输入力是所述被动力生成器所提供的第一力和所述主动力生成器所提供的第二力的组合。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月25日提交的美国申请14/952,056的优先权，上述申请的内容通过引用而全文并入于此。

背景技术

本发明涉及一种无针经皮注射装置。

诸如人等的生物体的皮肤用作防护屏障，其中该防护屏障防止病原体进入身体并且防止或者调节诸如血液和水等的流体离开身体以及其他作用。在现代医学领域，通常需要将诸如药物等的注射物输送通过皮肤并进入患者的血流中。传统地，将液体输送到患者体内是通过将针头通过患者皮肤插入患者体内的液体可进入患者血流的区域来实现的。

然而，使用针将液体输送到患者体内具有许多显著的缺点，诸如与被针刺穿相关联的疼痛、许多患者对针的恐惧、以及由于针的使用而发生的皮肤损伤和相关感染风险。

作为结果，已经开发出了无针经皮注射装置。这些装置使用注射液体或粉末的高压窄射流来穿透患者皮肤，从而避免用针刺穿患者皮肤的需要。

发明内容

在一般方面，一种用于注射物输送的设备包括：致动器，其包括联动装置、机械连接至所述联动装置的力生成机构、以及连接至所述力生成机构的控制器。所述力生成机构包括被动力生成器和主动力生成器。在操作中并且基于控制信号，所述控制器被配置为控制所述力生成机构来向所述联动装置提供输入力，其中所述输入力是所述被动力生成器所提供的第一力和所述主动力生成器所提供的第二力的组合。

各方面可以包括以下特征中的一个或多个。

所述控制器可被配置为控制提供至所述联动装置的输入力，包括控制所述主动力生成器所提供的第二力，以使所述致动器以目标速度移动。所述控制器可被配置为通过控制所述主动力生成器所生成的扭矩来间接地控制所述主动力生成器所提供的第二力，其中所述扭矩与所述第二力成比例。所述控制器可被配置为控制提供至所述联动装置的输入力，使得所述致动器的速度在所述设备的操作周期中实现目标速度曲线。所述设备可以包括用于测量所述致动器相对于参考位置的位移的位移传感器，其中所述控制器包括用于从所述位移传感器接收所述致动器的位移测量值的输入部，并且所述控制器被配置为基于所接收到的位移测量值来确定对所述致动器的速度的估计。

所述控制器可被配置为基于所接收到的位移测量值以及先前接收到的一个或多个位移测量值来确定对所述致动器的速度的估计。所述主动力生成器可以包括电磁马达。所述电磁马达可以包括电磁旋转马达。所述电磁马达可以包括电磁直线马达。所述被动力生成器可以包括用于储存机械能的能量存储元件，所述能量存储元件被配置为使所述被动力生成器向所述联动装置提供所述第一力。

所述能量存储元件可被配置为将机械能储存为压缩空气。所述能量存储元件可以包括用于储存所述机械能的弹簧。所述弹簧可以包括直接连接至所述联动装置的螺旋弹簧。所述螺旋弹簧能够被配置为处于所述螺旋弹簧不储存机械能的静止状态、以及处于所述螺旋弹簧储存机械能的压缩状态。所述螺旋弹簧能够被配置为处于所述螺旋弹簧不储存机械能的静止状态、以及处于所述螺旋弹簧储存机械能的展开状态。所述弹簧可以包括直接连接至所述马达并且经由所述马达间接连接至所述联动装置的扭力弹簧。所述弹簧可以包括直接连接至所述联动装置的扭力弹簧。所述弹簧可以包括梁弹簧。

所述设备可以包括用于保持注射物的腔室，其中所述致动器被设置在所述腔室内并且被配置为在操作期间经由所述联动装置对所述腔室中的注射物施加与所述输入力成比例的净力。所述联动装置可以包括滚珠丝杠。