[发明专利]一种基于微流控泵的输注异常状态检测及控制系统

说明书

本发明提供了一种基于微流控泵的输注异常状态检测及控制系统，包括：微流控泵芯片，通过控制致动器件的振动以输出液体；压力传感器，位于所述微流控泵芯片输出口后的管路中，通过感知所述微流控泵芯片输出液体的压力变化而输出电信号；信号调理电路，用于将所述电信号进行信号调理，获得调理后的电信号；信号采集电路，用于将所述调理后的电信号从模拟信号转换为数字信号；信号处理单元，用于根据所述数字信号判断所述微流控泵芯片及输注管路的工作状态，当发现异常时，向报警单元发出信号；报警单元，用于根据所述信号发出报警；以及控制驱动单元，用于根据所述信号处理单元的输出来调整所述微流控泵芯片的输出状态。本发明可以精确控制微流控泵芯片，并准确检测微流控泵芯片的异常状态并及时报警。

技术领域

本发明涉及医疗、生物、化学、农业、美容、卫浴领域，尤其涉及一种基于微流控泵的输注异常状态检测及控制系统。

背景技术

微流控泵芯片作为微流控技术的一个重要组成部分，以其结构简单、体积轻薄、低频工作、低功耗等优点在医疗应用、生物、化学、农业、美容、卫浴等方面都有着广泛的前景。在实际工作中，与之相匹配的异常检测及控制系统是整个系统中非常重要的组成部分。尤其是对安全性、稳定性有很高要求的应用方面时，设备工作过程中各种状态都必须进行监控，防止异常状态比如管路堵塞、储液器打空、泵芯片失效、气泡驻留、液体渗漏等带来的潜在风险。

目前，市面上的电子注射泵大多采用机械的结构，使用活塞推进的方式输送液体。通过检测推杆的阻力，判断电子注射泵的不同工作状态。但是因为活塞阻力的存在，该方法灵敏度不高，而且会对液路施加一个较大的累积压力，在堵塞排除的瞬间可能造成短时间输注大剂量液体，有一定的安全隐患。

另外，有基于硅基MEMS工艺的微流控泵芯片内部集成了压力传感器。该方案解决了灵敏度问题。但是，集成在芯片内的压力传感器检测的是芯片内管路的压力变化，而输注异常同时也可能产生于芯片外的管路中，单单检测芯片内管路的压力变化是不够的，不同的外部管路设计，甚至输注软管的晃动都可能会影响测试精度，所以，该方案不能精确检测整个系统的异常输注状态。

发明内容

针对现有微流控泵系统在异常检测和精确控制方面的缺点，本发明提供了一种基于微流控泵的输注异常状态检测及控制系统。本发明方案能够实时监控微流控泵芯片和输送管路的工作状态，当发现工作异常时，停止或调整微流控泵芯片的工作并及时报警。

本发明的基于微流控泵的输注异常状态检测及控制系统，包括：

微流控泵芯片，通过控制致动器件的振动以输出液体；

压力传感器，位于所述微流控泵芯片输出口后的管路中，通过感知所述微流控泵输出液体的压力变化而输出电信号；

信号调理电路，用于将所述电信号进行信号调理，获得调理后的电信号；

信号采集电路，用于将所述调理后的电信号从模拟信号转换为数字信号；

信号处理单元，用于根据所述数字信号判断所述微流控泵芯片及输注管路的工作状态，当发现异常时，向报警单元发出信号；

报警单元，用于根据所述信号发出报警；以及

控制驱动单元，用于根据所述信号处理单元的输出来调整所述微流控泵芯片的输出状态。

优选地，所述微流控泵芯片进一步包括致动器件、泵腔、连接机构、入口阀和出口阀，所述泵腔供液体通过，所述致动器件作为驱动源。

优选地，所述压力传感器由压敏材料、阻隔层、上盖、底盖和感应腔室构成。

优选地，所述压力传感器安装在一个单独的腔室中，或者集成在输送管路上成为管路的一部分。

优选地，可以集成多个压力传感器，位于微流控芯片输入口之前、微流控泵芯片中、微流控泵芯片输出口之后，从而对整个液路进行监控。