D106發(fā)送到計算機108，計算機108可以將影響或以其它方式指示輸注設(shè)備102操作的控制信息通過CCD106發(fā)送到輸注設(shè)備 102。
[0036]仍然參考圖1，在各種不同實施方式中，傳感裝置104可以在遠離輸注設(shè)備102固定到用戶身體的位置固定到用戶的身體或植入用戶的身體。在各種不同的其它實施方式中，傳感裝置104可以并入輸注設(shè)備102。在其它實施方式中，傳感裝置104可以與輸注設(shè)備102隔開并且分離，并且可以，例如，作為CCD106的一部分。在這樣的實施方式中，傳感裝置104可以配置為接收生理樣本、分析物或類似物來測量用戶的生理狀況。
[0037]如上所述，在一些實施方式中，(XD106和/或計算機108可包括配置為執(zhí)行處理、遞送程序存儲，以及配置成以受由傳感裝置104測量的和/或從傳感裝置104接收的傳感數(shù)據(jù)影響的方式控制輸注設(shè)備102。通過在CCD106和/或計算機108中包含控制功能，輸注設(shè)備102可以使用更簡化的電子元件制成。然而，在其它實施方式中，輸注設(shè)備102可包括所有的控制功能，并且可在沒有CCD106和/或計算機108的情形下運行。在各種不同實施方式中，CCD106可以是便攜式電子裝置。此外，在各種不同實施方式中，輸注設(shè)備102和/或傳感裝置104可配置為發(fā)送數(shù)據(jù)到(XD106和/或計算機108以通過CCD106和/或計算機108對所述數(shù)據(jù)進行顯示或處理。
[0038]在一些實施方式中，(XD106和/或計算機108可以向用戶提供便于用戶對輸注設(shè)備102的后續(xù)使用的信息。例如，CCD106可以向用戶提供信息以讓用戶確定待給藥到該用戶身體的藥品的速率或劑量。在其它實施方式中，CCD106可提供信息到輸注設(shè)備102以自主地控制給藥到用戶身體的藥品的速率或劑量。在一些實施方式中，傳感裝置104可集成到CCD106中。這樣的實施方式可允許用戶通過提供例如他或她的血液樣本到傳感裝置104來評價他或她的生理狀況的方式監(jiān)測生理狀況。在一些實施方式中，傳感裝置104和(XD106可以在不使用或不需使用輸注設(shè)備102和傳感裝置104和/或CCD106之間的電線或電纜連接的情形下確定用戶的血液和/或體液的葡萄糖水平。
[0039]在一些實施方式中，檢測布置104和/或輸注設(shè)備102共同配置為使用閉環(huán)系統(tǒng)以將流體遞送給用戶。使用閉環(huán)系統(tǒng)的傳感裝置和/或輸注栗的例子可以在下述文獻但不限于下述文獻中找到，所述文獻為專利號為6,088,608,6,119,028,6,589,229,6,740,072,6,827，702，7，323，142，以及7，402，153的美國專利，所述文獻通過引用全部并入本文。在這樣的實施方式中，傳感裝置104配置為檢測或測量用戶的生理狀況，例如，血糖水平等。輸注設(shè)備102可以配置為響應(yīng)由傳感裝置104檢測到的生理狀況來遞送流體。接著，傳感裝置104可以持續(xù)檢測或以其它方式量化用戶的當前生理狀況，允許輸注設(shè)備102無限期地響應(yīng)由傳感裝置104當前(或者最近)檢測到的生理狀況持續(xù)地遞送流體。在一些實施方式中，傳感裝置104和/或輸注設(shè)備102可以配置為僅在一天中的部分時間，例如，僅在用戶睡覺或清醒時，使用閉環(huán)系統(tǒng)。
[0040]圖2至圖6圖示了適合用作圖1所示的輸注系統(tǒng)100的輸注設(shè)備102的流體輸注設(shè)備200的示例性實施方式。圖2至圖3描繪了流體輸注設(shè)備200的透視圖，該流體輸注設(shè)備200包括耐用殼體202和底座204。盡管圖2描繪了連接在一起的耐用殼體202和底座204，在實踐中，耐用殼體202和/或底座204可包括便于可移動連接的特征、結(jié)構(gòu)或元件(例如，棘爪、插銷、導(dǎo)軌、插槽、鍵槽、按鈕等等)并且容納可移動/可替換的流體儲液器206。如圖3所示，在示例性實施方式中，流體儲液器206與耐用殼體202配合并且由耐用殼體202收納。在作為選擇的實施方式中，流體儲液器206與底座204配合并且由底座204收納。
[0041 ]在示例性的實施方式中，底座204臨時附著至用戶的皮膚，如圖1所示，例如使用粘合材料層。在底座204固定到用戶的皮膚之后，可以使用適當配置的插入設(shè)備或裝置將流體遞送針或套管208插入用戶的身體。套管208充當與流體輸注設(shè)備200關(guān)聯(lián)的流體遞送通路的一部分。耐用殼體202收納流體儲液器206并且在耐用殼體202和底座204連接時將流體儲液器206相對于耐用殼體202和底座204保持在大體固定的位置和方向。耐用殼體202配置為以特定的方向固定至底座204以將流體儲液器206與耐用殼體202中形成的儲液器端口容納部接合。在【具體實施方式】中，流體輸注設(shè)備200包括使耐用殼體202相對于底座204定向、對齊和放置的一些特征，這樣當這兩個元件連接在一起時，流體儲液器206被推進到儲液器端口容納部中以接合密封組件并且建立流體密封。
[0042]在示例性實施方式中，流體儲液器206包括流體遞送端口 210，該端口與儲液器端口容納部配合以建立流體遞送通路。就此而言，流體遞送端口 210具有限定在其中的內(nèi)部211，該內(nèi)部的形狀配置為、尺寸配置為以及以其它方式配置為當流體儲液器206與底座204上的儲液器端口容納部接合時收納密封元件。密封元件形成流體輸注設(shè)備200的密封組件的一部分并且優(yōu)選地包括一個或多個密封元件和/或流體遞送針，所述流體遞送針配置為建立從儲液器206的內(nèi)部通過流體遞送端口 210和安裝帽212到套管208的流體連通，從而建立從儲液器206通過套管208到用戶的流體遞送通路。在圖示的實施方式中，流體儲液器206包括用于接收流體的第二流體端口。例如，第二流體端口213可包括可刺穿隔膜、排氣開口等等以便于患者、醫(yī)生、護理者等對流體儲液器206進行填充(或重新填充)。
[0043]如圖3所示，儲液器206包括用于容納流體的筒220和放置為將流體從儲液器206的筒220的內(nèi)部沿著穿過套管208的流體通路推向用戶的柱塞222(或塞子)。桿224與柱塞222機械連接或以其它方式接合，桿224具有配置為使桿224與容納在耐用殼體202中的驅(qū)動系統(tǒng)230的齒輪238機械連接或以其它方式接合的露出的齒225。就此而言，桿224充當作為齒條和齒輪結(jié)構(gòu)的一部分的齒條傳動部分。盡管可在本文中在桿224與柱塞222—體或者作為柱塞222的一部分的場景下對本發(fā)明主題進行描述，但在實踐中，桿224和柱塞222可以分別提供。
[0044]圖4至圖6描繪了耐用殼體202中設(shè)置的驅(qū)動系統(tǒng)230的透視圖和橫截面視圖。馬達驅(qū)動系統(tǒng)230的各方面可以與序號為13/049,803的美國專利申請中描述的類似。驅(qū)動系統(tǒng)230包括具有轉(zhuǎn)子530的馬達232，所述轉(zhuǎn)子530與齒輪組件236機械連接，齒輪組件236將轉(zhuǎn)子530的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為柱塞222沿著流體遞送端口 210的方向250的平移運動，從而將儲液器206中的流體遞送到用戶。因此，方向250在本文中可替換地作為流體遞送方向250。
[0045]在示例性的實施方式中，馬達232實現(xiàn)為DC馬達，例如，能夠在輸注設(shè)備200的運行期間精確地控制柱塞222的位移量的步進馬達或無刷DC馬達。如圖4和圖5中最佳顯示的，在示例性實施方式中，馬達232的轉(zhuǎn)子530與旋轉(zhuǎn)軸402機械連接，而旋轉(zhuǎn)軸402與齒輪組件236的第一齒輪404機械連接。在圖4至圖5所示的實施方式中，第一齒輪404與旋轉(zhuǎn)軸402共軸和/或同心并且圍繞旋轉(zhuǎn)軸402放置，第一齒輪404固定至旋轉(zhuǎn)軸402或者以其它方式與旋轉(zhuǎn)軸402構(gòu)成一體，這樣第一齒輪404和旋轉(zhuǎn)軸402—起旋轉(zhuǎn)。齒輪組件236還包括具有露出的齒239的小齒輪238，所述露出的齒239配置為當儲液器206安裝在耐用殼體202中時與桿224上的露出的齒225緊密配合或以其它方式接合，這樣小齒輪238沿旋轉(zhuǎn)遞送方向350的旋轉(zhuǎn)或位移引起桿224和/或柱塞222沿流體遞送方向250的相應(yīng)的平動位移從而將流體遞送給用戶。
[0046]在流體輸注設(shè)備200的運行期間，當馬達232運轉(zhuǎn)以使轉(zhuǎn)子530旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸402與轉(zhuǎn)子530—起旋轉(zhuǎn)以使第一齒輪404相應(yīng)旋轉(zhuǎn)，第一齒輪404進而驅(qū)動齒輪組件236的齒輪，引起小齒輪238相應(yīng)旋轉(zhuǎn)或移動，小齒輪238進而使桿224移動。通過這種方式，旋轉(zhuǎn)軸402將轉(zhuǎn)子530的旋轉(zhuǎn)(或移動)轉(zhuǎn)換成齒輪組件236的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)(或移動)，這樣小齒輪238的齒239沿著流體遞送方向250向柱塞222的桿224的齒225施加作用力，從而使柱塞222沿著流體遞送方向250移動以及將儲液器206的筒220中的流體通過套管208提供的流體遞送通路分發(fā)、排出或以其它方式遞送給用戶。
[0047]參考圖5，在示例性實施方式中，傳感器500配置為測量、感應(yīng)或以其它方式檢測旋轉(zhuǎn)軸402和/或馬達232的轉(zhuǎn)子530的旋轉(zhuǎn)(或移動)。為了方便起見，但不限于，在本文中，可選地，傳感器500可以指馬達位置傳感器或轉(zhuǎn)子位置傳感器。傳感器500可以用于提供馬達232的閉環(huán)控制，例如，如在序號為13/425，174的美國專利申請中所描述的，該申請的主題通過引用全部并入本文。在示例性的實施方式中，旋轉(zhuǎn)軸402包括由馬達位置傳感器500可測量或以其它方式可檢測的可檢測特征。在圖示的實施方式中，旋轉(zhuǎn)部件(或輪)502配設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸402上并且包括由馬達位置傳感器500可測量或以其它方式可檢測的多個突出特征(或臂)504。在圖示的實施方式中，輪502與旋轉(zhuǎn)軸402共軸和/或同心并且圍繞旋轉(zhuǎn)軸402布置，并且輪502固定至旋轉(zhuǎn)軸402或者以其它方式與旋轉(zhuǎn)軸402構(gòu)成一體，這樣輪502和旋轉(zhuǎn)軸402—起旋轉(zhuǎn)。通過這種方式，輪502的旋轉(zhuǎn)(或移動)對應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸402和/或馬達232的轉(zhuǎn)子530的移動。
[0048]在示例性的實施方式中，傳感器500實現(xiàn)為配置成測量、感應(yīng)或以其它方式檢測旋轉(zhuǎn)軸402和/或馬達232的轉(zhuǎn)子530的增量旋轉(zhuǎn)的增量位置傳感器。例如，根據(jù)一種或多種實施方式，傳感器500實現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)編碼器。在作為選擇的實施方式中，傳感器500可以使用任何其它合適的傳感器實現(xiàn)，例如(但不限于)，磁性傳感器、光學(xué)傳感器(或其它光檢測器)、觸覺傳感器、電容傳感器、電感傳感器和/或類似傳感器。在示例性的實施方式中，增量位置傳感器500可以配置為通過輪502計算或以其它方式感測馬達232的增量旋轉(zhuǎn)，例如，通過對突出特征504每次經(jīng)過傳感器500的次數(shù)進行計數(shù)。就此而言，當突出特征504的數(shù)量等于或以其它方式對應(yīng)步進馬達232的離散馬達步數(shù)時，增量位置傳感器500對旋轉(zhuǎn)軸402和/或馬達232的轉(zhuǎn)子所走的馬達步數(shù)進行計數(shù)或以其它方式進行感應(yīng)。在一些實施方式中，傳感器500包括設(shè)置在輪502的對側(cè)的發(fā)射器510和檢測器512以便突出特征504的至少一部分在輪502旋轉(zhuǎn)時經(jīng)過發(fā)射器510和檢測器512之間。就此而言，傳感器500可以對每次突出特征504中斷從發(fā)射器510到檢測器512的傳輸時的情況進行檢測或以其它方式進行計數(shù)?；蛘?，傳感器500可以對每次從發(fā)射器510到檢測器512的傳輸(例如，通過突出特征504之間的間隙)是連續(xù)的或以其它方式完成的情況進行檢測或以其它方式進行計數(shù)。
[0049]現(xiàn)在參考圖7，如上面在圖1場景下所述，在示例性的實施方式中，輸注設(shè)備702(例如，輸注設(shè)備102、200)配置為實施將用戶的身體704的生理狀況調(diào)節(jié)為期望(或目標)值的閉環(huán)控制系統(tǒng)700。在一種或多種示例性實施方式中，所述被調(diào)節(jié)的生理狀況由與輸注設(shè)備702通信連接的傳感裝置706(例如，傳感裝置104)感應(yīng)、檢測、測量或以其它方式量化。然而，應(yīng)當注意的是，在作為選擇的實施方式中，通過控制系統(tǒng)700調(diào)節(jié)的生理狀況可以與通過傳感裝置706獲取的測量值相關(guān)。例如，被調(diào)節(jié)的生理狀況可以是血糖水平或受用戶的身體活動影響的另外的生理狀況，傳感裝置706可以實現(xiàn)為提供指示用戶所展現(xiàn)的物理活動的水平的測量值的心率監(jiān)測器、陀螺儀、加速計以及另外合適的生理傳感器。應(yīng)理解的是，圖7是為了說明目的對控制系統(tǒng)700的簡化表示，并且不意圖以任何方式限定本文所描述的主題。就此而言，在多個傳感裝置706互相結(jié)合使用的情形下可以通過控制系統(tǒng)700實施更為復(fù)雜的控制方案。例如，血糖傳感裝置可以與心率監(jiān)測器一起使用以實施通過考慮用戶的物理活動水平的方式基于測量的血糖水平調(diào)節(jié)用戶血糖水平的控制方案。也就是說，為了說明的清楚和簡便起見，在此可以在控制系統(tǒng)700具有感應(yīng)、檢測、測量或其它方式量化被調(diào)節(jié)的生理狀況的單個傳感裝置706的場景下對本發(fā)明的主題進行描述。
[0050]在圖示的實施方式中，輸注設(shè)備702包括與馬達710(例如，馬達232)連接的控制模塊708，其中，馬達操作為使儲液器712(例如，儲液器206)中的柱塞(例如，柱塞222)移動。盡管圖7描述了儲液器712位于輸注設(shè)備702的外側(cè)，但在實踐中，如在上述的圖2至圖6的場景下所描述的，在控制系統(tǒng)700的工作期間儲液器712通常被插入到輸注設(shè)備702的殼體內(nèi)或以其它方式設(shè)置在輸注設(shè)備702的殼體內(nèi)。如上所述，柱塞的的移動導(dǎo)致能夠影響用戶的身體704的生理狀況的流體通過流體遞送通路(例如，通過套管208)遞送到用戶的身體704。為了支持閉環(huán)控制，控制模塊708在輸入端707接收或者以其它方式獲取用于用戶的身體704的生理狀況的期望值(例如，目標值或命令值)。在示例性的實施方式中，輸注設(shè)備702存儲或以其它方式保存目標值(例如，在數(shù)據(jù)存儲元件中)，然而，在一些作為選擇的實施方式中，可以從外部元件(例如，CCD106和/或計算機108)接收所述目標值。
[0051]圖示的控制模塊708實施或以其它方式提供比例-積分-微分(PID)控制以至少部分地基于期望值和從檢測布置706獲取的身體704的生理狀況的測量值之間的差值確定或以其它方式產(chǎn)生用于操作馬達710的遞送命令。就此而言，PID控制試圖將測量值和期望值之間的差值最小化，從而將測量值調(diào)節(jié)為期望值。例如，控制模塊708可以將PID控制參數(shù)應(yīng)用到輸入端707處的目標血糖水平和從傳感裝置706接收到的身體704的測量的血糖水平之間的差值以確定遞送命令?；谒鲞f送命令，控制模塊708操作馬達710以將胰島素從儲液器712遞送到用戶的身體704以影響用戶的血糖水平，從而減小后續(xù)測量的血糖水平和目標血糖水平之間的差值。
[0052]仍然參考圖7，圖示的控制模塊708包括或以其它方式實施求和模塊720，該求和模塊配置為確定輸入端707處獲取的目標值和從傳感裝置706獲取測量值之間的差值，例如，通過從測量值中減去目標值。求和模塊720的輸出表示測量值和目標值之間的差值，該差值隨后提供到比例項路徑、積分項路徑和微分項路徑中的各路徑。比例項路徑包括將差值乘以比例增益系數(shù)KP以獲取比例項的增益模塊722。積分項路徑包括對差值進行積分的積分模塊724和將積分后的差值乘以積分增益系數(shù)!^以獲取積分項的增益模塊726。微分項路徑包括確定差值的微分的微分模塊728和將差值的微分乘以微分增益系數(shù)Kd以獲取微分項的增益模塊730。比例項、積分項和微分項隨后被相加或以其它方式組合以獲取用于操作馬達的遞送命令。屬于閉環(huán)PID控制和確定增益系數(shù)的各種不同實施細節(jié)在美國專利第7，402，153號中有更為具體的描述，該專利通過引用并入。
[0053]應(yīng)當再次注意的是圖7是為了說明目的對控制系統(tǒng)700的簡化表示并且其不意圖以任何方式限制本文描述的主題。就此而言，根據(jù)所實施的具體控制方案而定，控制系統(tǒng)700的實際實施方式可包括配置為補償、校正或以其它方式考慮由輸注設(shè)備702和/或傳感裝置706所經(jīng)受和/或展示的各種不同操作情況的任何數(shù)目的控制參數(shù)，例如，一個或多個特定患者的控制參數(shù)(例如，胰島素敏感度因子、每日胰島素需求量、胰島素限制、參考基準速率、參考空腹血糖、活性胰島素作用時間、藥代動力學(xué)時間常數(shù)等等)或者美國專利第7，402，153號中描述的調(diào)整參數(shù)中的一種或多種。在一些實施方式中，使用一個或多個特定患者控制參數(shù)計算或以其它方式確定在輸入端707提供的并且由控制系統(tǒng)700使用以產(chǎn)生遞送命令的目標值。例如，輸入端707處的目標血糖值可以至少部分地基于特定患者的參考基準速率和特定患者的每日胰島素需求進行計算。盡管圖7描繪了PID控制，但本文描述的主題不限于PID控制。此外，控制系統(tǒng)700可包括配置為對傳感裝置706的輸出進行濾波或其他處理的元件。因此