[发明专利]一种无针注射器最速位移曲线控制方法

说明书

无针注射器最速位移曲线控制方法，是对电机1的动子位移与时间按照动态规划曲线进行控制，实现注射器注射深度和剂量的设定。位移量由磁栅尺16进行测量，动态规划曲线由三部分最速位移曲线组成，第一部分最速位移曲线注射模式下，电机1的动子带动推杆8推动安剖瓶24内活塞，使瓶内药物产生瞬间高压脉冲，高速射流药液从安瓿瓶24喷嘴喷出，刺破皮肤产生注射孔；随后进入第二部分最速位移曲线注射模式下，推杆8推动安剖瓶24的活塞使瓶内药液压力迅速降低，并维持一段时间该压力值；然后第三部分最速位移曲线注射模式下,剩余药液以较高速度从安剖瓶24的喷嘴口喷出，穿过注射孔扩散进人体内。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其是使用三部分最速位移曲线构成的动态规划曲线进行注射器注射深度和注射剂量控制的方法。

背景技术

无针注射器采用高压射流原理，使药液汇聚成较细的液体流，瞬间穿透皮肤进入皮下组织的一种医疗注射器。无针注射器具有无痛、无交叉感染、药物吸收效率高、便携、低成本、易操作等优点，并能将药物穿透皮肤精确送达皮内、皮下或皮内等部位。

目前国内相关领域的专家已经开始重视无针注射技术，仅对以弹簧为动力源的无针注射器研究较为深入，但以弹簧、高压气体、弹药为动力源的无针注射器产品，普遍存在着驱动力可控性不强的缺陷。

对于新兴的基于电磁驱动的无针注射技术，国内还处于探索阶段，可持续的、稳定的、强大可控的动力源将成为竞争的核心领域。已出现的电机电磁驱动的无针注射器专利，对电机的位移控制与生物体的年龄、注射剂量间关联、电能的存储和释放方式的问题均没有提及。

发明内容

本发明涉及一款最速位移曲线控制的无针注射器，基于生物体的年龄、注射剂量参数实现肌肉、皮下或皮内注射深度和剂量调节。本发明涉及的无针注射器利用直线电气传动机构作为动力源，例如直线传动机构可以采用音圈电机电磁力作为动力源，但该直线电气传动机构不仅限于采用音圈电机。本发明的描述中我们以音圈电机电磁力作为动力源，动力源通过力传递零件实现动力源与安瓿瓶活塞的连接。力传递零件可以采用圆柱推杆零件，但不仅仅限于圆柱推杆零件。动力装置和推杆零件与安瓿瓶可分离，也可以与安剖瓿瓶一体化。采用驱动控制器可设定音圈电机所注入电压幅值和持续时间，注入电机的瞬间高压，通过注射器主轴推动注射器活塞将药液经过一个微米级的喷孔，形成高压射流，使流速获得足以刺破人体皮肤的压力，并在皮肤上形成一个微小创口，让持续喷出的药液射入皮肤并扩散到皮下组织。

本发明涉及一种无针注射器的高速射流能量供给，采用充电电路、电源和电源储能释放电路的方式，为执行机构提供瞬间脉冲动能，例如：电源储能释放电路可以采用电容为储能元件，但该电源储能释放电路不仅仅限于电容。例如：充电电路可以采用电阻和电容构成的充电电路，但该充电电路不仅仅限于由电阻和电容构成。同时，无针注射器通过多状态反馈闭环控制，以实现对药液的电动吸取、安瓿瓶内空气的排出。为避免储能元件中存储能量的损失，或在药液吸取、空气排出过程中使用了电源储能元件中的电能，通过开关切换控制方式，可实现电源单独供电或者电源、储能元件同时供电。例如：可以采用场效应管作为释放开关，但该电源储能释放电路不仅仅限于场效应管开关控制的方式。采用储能元件的方式，用控制电路实现对电能的存储与触发释放，可实现采用较小体积的电池和较小重量的电池为注射器提供高能量的瞬间脉冲触发注射。