胰岛素泵的设计

  作者:AshaGanesa 时间:2013-08-02来源:电子产品世界

  图3显示的是胰岛素泵的方块图。

  该设备包含:

  · 控制单元:用于控制活塞位置的处理模块(如图3所示)。
  · 储存器:用于储存胰岛素的储存器或储存盒。容量一般为2-3 ml(200-300个胰岛素单位)。储存器内的胰岛素快要用尽时需要重新灌输。
  · 一次性输液套件:一次性输液套件包含一个位于皮下(插入注射针头的皮肤以下)的注射套管(带注射针头的导管),以及一个用于连接胰岛素储存器和套管的导管系统(类似于带活塞和针头的常见注射器)。

  持续血糖监视仪是一种用于控制和管理糖尿病的相关附属产品。该设备可以通过皮下传感器提供实时的血糖水平监视。该传感器一次放入后可以维持多天,减少了患者多次测试血样的痛苦。未来的发展趋势是推出一种带有血糖监视仪的闭环系统,作为反馈传感器用以改变剂量比率。还可以利用可编程SoC [3]设计反馈循环中所用的血糖监视仪。可使用单独的SoC,或者将整个闭环系统集成在一个SoC中。

  使用可编程SoC(PSoC)实现胰岛素监视仪

  图4显示的是处理器(此处采用的是赛普拉斯PSoC系列中的SoC)、储存器和输液套件之间的连接方块图。

  第1部分:控制胰岛素注射

  如前面所谈到的,需要由逻辑来控制活塞的位置。可以使用直流电机或者步进电机推进螺栓,依次推动活塞。因为胰岛素的注射剂量非常小,所以要求电机在多转数下非常缓慢地推进活塞。这需要使用齿轮逻辑才能实现。

  注意:该电机控制逻辑不能用作开环系统,因为负载变化会导致速度变化。因此,可利用一些反馈传感器(例如旋转编码器)监视电机当前的运转速度,并利用逻辑将其与所需的速度进行比较,并相应更改电机驱动控制中的某些设置。链接[4]提供了详细的实施说明,以介绍如何在使用PSoC3/5时利用旋转编码器来监视和控制电机速度。

  因为单次注射时的胰岛素剂量较大,而基准注射时的剂量较小,所以单次注射时电机的驱动速度较快,而基准注射时的电机的驱动速度较慢。因此,逻辑程序必须可以在两种模式之间转换。

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关键词: 胰岛素泵 SoC PSoC

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