CN101534759A - 包括剂量控制装置的眼科注射装置 - Google Patents

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Abstract

一种注射装置，包括分配室、活塞、控制器、温度控制装置和存储器装置。该分配室具有内表面和外表面。该内表面限定用于接纳一定量物质的腔。该活塞与该分配室的内表面接合，该活塞能够在该分配室的腔中滑动，并且与该分配室的内表面流体密封。该控制器控制该注射装置的操作。该温度控制装置至少部分包围该分配室。该存储器装置具有存储于其上的参数。该控制器使用来自该存储器装置的参数来操作该注射装置。

Description

包括剂量控制装置的眼科注射装置
本申请是申请日为2007年3月20日的美国专利申请US11/688,573的部分继续申请，该申请US11/688,573是申请日为2006年10月16日的美国专利申请US11/581,629、申请日为2006年10月16日的美国专利申请US11/581,630、申请日为2006年10月16日的美国专利申请US11/581,591和申请日为2006年5月17日的美国专利申请US11/435,906的部分继续申请。
技术领域
本发明涉及一种向眼睛中注射药物的装置，尤其涉及带有剂量控制机构的眼科药物输送装置和操作该系统的方法。
背景技术
眼睛后段的一些疾病和状况对视力构成威胁。老年黄斑变性(ARMD)、脉络膜新生血管(CNV)、视网膜病变(例如，糖尿病视网膜病变、玻璃体视网膜病变)、视网膜病毒感染(例如，巨细胞(CMV)病毒感染)、葡萄膜炎、黄斑水肿、青光眼和视神经病变是其中的几个例子。
通过将药物注射到眼睛中可以治疗这些和其它疾病。典型地采用传统的注射器和针来手动进行这种注射。图1是用于将药物注射到眼睛中的现有注射器的透视图。在图1中，注射器包括针105、路厄式毂110、腔室115、活塞120、活塞杆125和拇指托130。正如所公知的，要被注射的药物位于腔室115中。推动拇指托130使得活塞120使药物通过针105排出。
在使用这种注射器时，需要外科医生用针刺入眼睛组织、保持注射器稳定并致动注射器活塞(在护士的帮助下或者不需要护士的帮助)，以将流体注射到眼睛中。流体流量是未受控制的。所注射的量典型地未以精确的方式进行控制，因为读取标尺受到视差的影响。由于“不稳定的”注射会导致组织损坏。
人们已经努力试图控制少量液体的输送。商业上可得到的流体分配器是美国罗得岛州的普罗维登斯市的EFD公司生产的ULTRATM正向移位分配器。ULTRA分配器典型地用在少量工业粘合剂的分配中。该分配器利用传统的注射器和常用的分配针头。采用步进电机和致动流体来致动注射器活塞。采用这种类型的分配器，所输送的量高度依赖于流体粘性、表面张力和特定分配针头。Cleveland，Ohio的ParkerHannifin公司发布了由加利福尼亚圣地亚哥的Aurora仪器液面控制(LLC)公司制造的用于药物开发应用的少量液体分配器。Parker/Aurora分配器利用了压电分配机构。尽管这种分配器是精确的，但是这种分配器很昂贵并且需要将电信号输送到分配机构。
美国专利No.6290690公开了一种用于将粘性流体(例如硅油)注射到眼睛中的眼科系统，该眼科系统同时在手术期间以流体/流体交换的形式从眼睛吸出第二种粘性流体(例如全氟碳液体)，以修复视网膜脱离或破裂。该系统包括具有活塞的传统注射器。该注射器的一端与气动压力源流体联接，该气动压力源提供恒定的气动压力，以致动活塞。注射器的另一端经由管道与输注套管流体联接，以输送要注射的粘性流体。
令人期望的是拥有一种用于眼科注射系统的剂量控制装置，该剂量控制装置保证在每次注射过程中输送适当的剂量。这样一种装置将会在注射过程中消除由于医务人员引起的给药误差，并且期望用于在药物临床试验过程中确保精确的给药。
发明内容
在符合本发明原理的一个实施例中，本发明是一种具有分配室、活塞、控制器、温度控制装置和存储器装置的注射装置。分配室具有内表面和外表面。内表面限定了接收一定量物质的腔。活塞与分配室的内表面接合，能够在分配室的腔内滑动，并且与分配室的内表面流体密封。控制器控制注射装置的操作。温度控制装置至少部分包围分配室。存储器装置具有存储于其上的参数。控制器使用来自存储器装置的这些参数操作注射装置。
在符合本发明原理的另一个实施例中，本发明是一种向眼睛中注射物质的方法，包括：确认针头部和有限次重复使用组件之间的连接；从针头部中的存储器装置上读取参数；基于这些参数操作有限次重复使用组件和针头部，以将物质输送到眼睛中。
可以理解，上述总体描述和以下详细描述仅仅是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求的本发明的进一步解释。以下描述以及本发明的实践阐述并暗示了本发明的其它优点和目的。
附图说明
并入本说明书中并构成本发明的一部分的附图说明了本发明的几个实施例，该附图并与说明书一起来解释本发明的原理。
图1是现有技术注射器的透视图。
图2是根据本发明一个实施例的包括药物输送针头部和有限次重复使用组件的眼科手持器(hand piece)的视图。
图3是根据本发明一个实施例的用在药物输送针头部中的存储器装置的电路图。
图4是根据本发明一个实施例的用于眼科手持器的药物输送针头部的分解剖视图。
图5是根据本发明一个实施例的药物输送针头部和有限次重复使用组件的剖视图。
图6是根据本发明一个实施例的剂量控制卡的透视图。
图7是根据本发明一个实施例的控制台、药物输送装置和剂量控制卡的透视图。
图8是根据本发明一个实施例的硬线存储器电路的电路图。
具体实施方式
现在对附图中示出的本发明的示例性实施例进行详细描述。在整个附图中，尽可能采用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。
图2描绘了根据本发明一个实施例的包括药物输送针头部和有限次重复使用组件的眼科手持器的一个视图。在图2中，该手持器包括针头部205和有限次重复使用组件250。针头部205包括针210、壳体215、活塞连接件225和可选发光体275。有限次重复使用组件250包括壳体255、开关270、锁定机构265和螺纹部分260。
针头部205能够与有限次重复使用组件250连接和从其上移除。在该实施例中，针头部205具有位于壳体215内表面上的螺纹部分，该螺纹部分旋在有限次重复使用组件250的螺纹部分260上。此外，锁定机构265使针头部205紧固在有限次重复使用组件250上。锁定机构265可以采用按钮、滑动开关或悬臂机构的形式。用于将针头部205联接到有限次重复使用组件250上的其它机构(例如包含彼此配合的结构特征的机构)在本领域是公知的并且落入本发明的范围内。
针210适于将物质例如药物输送到眼睛中。针210可以是任何公知的构造。作为优选，针210被设计成其热特性有益于特定药物输送应用。例如，当要输送加热后的药物时，针210的长度可以相对短一些(几毫米)，以便于进行适当的药物输送。
开关270适于向该系统提供输入。例如，可以采用开关270来起动系统或开启加热器。其它开关、按钮或者用户操纵的控制输入是公知的并且可以与有限次重复使用组件250和/或针头部205一起使用。
当准备要使用针头部205时，可选发光体275被照亮。可选发光体275可以从壳体215伸出，或者其可以被容纳在壳体215中，在可选发光体275被容纳在壳体215中的情况下，可以通过壳体215的透明部分看到可选发光体275。在其它实施例中，可以用指示器(例如液晶显示器、分段显示器或者指示针头部的状态或条件的其它装置)来代替可选发光体275。例如，可选发光体275也可以间歇脉动以指示其它状态(例如但不限于系统错误、电池完全充满、电池未完全充满或者在针头部205和有限次重复使用组件250之间的连接故障)。
图3是根据本发明一个实施例的用在药物输送针头部中的存储器装置的电路图。在图3中，该电路包括可选发光体275、熔丝375、控制器305、电源310和存储器装置315。控制器305控制电源310的操作并且读取存储在存储器装置315上的数据。
在图3的实施例中，可选发光体275是任何适当颜色的发光二极管。在其它实施例中，可选发光体275可以是灯、磷光灯或任何其它类似的电或电子光源。在其它实施例中，可选发光体275是任意类型的指示器，例如液晶显示器或分段显示器。
熔丝375是带有大于可选发光体275操作电流的额定电流的熔丝。熔丝375可以是普通的玻璃封装熔丝、印刷电路板上的导线(trace)熔丝或其它类似的提供熔丝功能的结构。例如，开关或转换电路可用于提供熔丝375的功能。熔丝375可在使用之后被烧断，以防止针头部的再利用。
电源310通常是带有相关电子件的可再充电电池。在其它情形中，电源310是一次性电池或仅仅是与独立电源的连接，例如开关模式电源。在该实施例中，电源310还包括与其相关联的充电和电流驱动电子件。
控制器305通常是与能够执行逻辑功能的电源、输入和输出管脚成一体的电路。在各种实施例中，控制器305是目标装置控制器。在这样一种情形中，控制器305执行目标指向特定装置或部件(例如加热器或电源)的特定控制功能。例如，加热器控制器具有控制加热器的基本功能。在其它实施例中，控制器305是微处理器。在这种情况下，控制器305是可编程的，使得其能用来控制该装置的一个以上部件。在其它情形中，控制器305不是可编程的微处理器，而是被配置用来控制执行不同功能的不同部件的特定目的控制器。在图3的实施例中，控制器305控制电源310并且从存储器装置315中读取数据。尽管控制器305在图1中被描述为一个部件，但是控制器305可以由多个不同部件或集成电路构成。
存储器装置315是硬线存储器装置，例如图8中所描述的。不同于典型的不能在没有数据损失的情况下经受伽马杀菌的半导体存储器(比如EEPROM或闪存)，存储器装置315能够在没有数据损失的情况下经受伽马杀菌。存储器装置315通常与一次性针头部或药物输送装置一起包装。这样一种包装在离开工厂前接受杀菌处理。为了保存存储在存储器装置315上的数据，存储器装置315是硬线的或者是能够抵抗通常使用的杀菌技术的，比如伽马杀菌。
图4是根据本发明一个实施例的用于眼科手持器的药物输送针头部的分解剖视图。在图4中，药物输送针头部包括壳体215、针210、可选发光体275、熔丝375、存储器装置315、活塞杆410、活塞头(或流体密封)415、机械联接接合面420、分配室405、分配室壳体425、温度控制装置450、热传感器460和可选路厄430。
在图4的实施例中，机械联接接合面被定位在活塞杆410的一端上。活塞头415被定位在活塞杆410的另一端上。活塞杆410和活塞头415共同形成活塞。分配室405由分配室壳体425和活塞头415封闭。活塞头415与分配室壳体425的内表面形成流体密封。针210与分配室405流体联接。以这种方式，位于分配室405中的物质可以由活塞头415触及并被推出针210。针210可由可选路厄430紧固于药物输送针头部或者可被永久性附接。温度控制装置450被定位在分配室壳体425上并且至少部分包围分配室405。壳体215形成药物输送针头部上的外罩并且至少部分封闭活塞杆410、活塞头415、分配室405和分配室壳体425。
要输送到眼睛中的物质(典型的是药物)位于分配室405中。以这种方式，该物质由分配室壳体425的内表面和活塞头415的一个面触及。典型地，分配室405是圆筒形的。温度控制装置450与分配室壳体425形成热接触。以这种方式，温度控制装置450适于加热和/或冷却分配室425的容纳物。通过电接合面(未示出)将电流施加到温度控制装置450。热传感器460提供温度信息，以辅助控制温度控制装置450的操作。
在本发明的一个实施例中，位于分配室405中的物质是预先装载到该分配室中的药物。在这种情况下，药物输送针头部适于作为单次使用消耗品。这种一次性产品可以在工厂中装配的同时装入一定剂量的药物。可以将精确量的物质预先装载在该输送装置中。
当将药物预先装载到分配室405中时，可以预先装载规定量的药物。例如，可将100微升的药物装载到分配室405中，并且可以分配多达100微升的任意量。在这种情况下，活塞(活塞杆410和活塞头415)可被移动一精确的距离，以将精确剂量的药物从分配室405输送通过针210并到眼睛中。这样提供了给药的灵活性和组装的便利性。
在其它实施例中，可以将不同的剂量预先装载到不同的针头部中。例如，可以将多达10微升的剂量以一微升的增量预先装载到不同针头部的分配室405中。可以通过选择含有预先装载在分配室405中的适当数量的药物的针头部来选择适当的剂量。
在操作中，图4的药物输送针头部附接于有限次重复使用组件(未示出)。该有限次重复使用组件给针头部提供动力并且点亮可选发光体275。在这样一种情形中，电流流经可选发光体275和熔丝375。机械联接接合面420与该有限次重复使用组件上的机械接合面相配合。可以从存储器装置315中读取剂量信息，比如药物类型、给药量、操作温度、注射速率、热膨胀系数、密度和其它信息。该剂量信息使控制器能够操作活塞，从而输送正确的剂量。当在活塞杆410上施加力时，使活塞头415移位。活塞头415的移位又使容纳在分配室405中的物质移位。该物质被从针210中推出。在该剂量被输送之后，控制器(未示出)引导要被发送通过熔丝375的增加了的电流。该增加了的电流烧断熔丝375，指示该针头部已用完而且要被丢弃。由于所描述的这一实施例的针头部是单次使用针头部，因此一旦熔丝375被烧断，该针头部将不再是可以操作的。此外，一旦熔丝375被烧断，则不能从存储器装置315中读取数据。
图5是根据本发明一个实施例的药物输送针头部和有限次重复使用组件的剖视图。图5示出针头部205如何与有限次重复使用组件250接合。在图5的实施例中，针头部205包括存储器组件555、机械联接接合面420、活塞505、分配室壳体425、针头部壳体215、温度控制装置450、热传感器460、针210、分配室405、接合面530和针头接合面连接件520。有限次重复使用组件250包括机械联接件545、致动器杆510、致动器515、电源310、控制器305、有限次重复使用组件壳体255、接合面535和有限次重复使用组件接合面连接件525。
在针头部205中，机械联接件420位于活塞505的一端。活塞505的另一端形成分配室405的一端。活塞505适于在分配室405内滑动。活塞505的外表面与分配室壳体425的内表面流体密封。分配室壳体425包围分配室405。典型地，分配室壳体425具有圆筒形的形状。同样地，分配室405也具有圆筒形的形状。
针210与分配室405流体连接。在这种情况中，容纳在分配室405中的物质可以经过针210进入眼睛。温度控制装置450至少部分包围分配室壳体425。在这种情况下，温度控制装置450适于加热和/或冷却分配室壳体425和容纳在分配室405内的任何物质。换句话说，温度控制装置450与分配室壳体425热接触。接合面530连接温度控制装置450和针头接合面连接件520。
针头部205的组成部件(包括分配室壳体425、温度控制装置450和活塞505)至少部分由针头部壳体215封闭。在符合本发明原理的一个实施例中，密封件位于针头部壳体215的底表面上。以这种方式，活塞505与针头部壳体215密封。该密封防止容纳在分配室405中的任何物质被污染。出于医学目的，这样一种密封是需要的。该密封可位于活塞505或分配室壳体425上的任一点处。在这种情况下，针头部壳体215可以与分配室壳体425连接，形成气密密封或流体密封。在另一实施例中，针头部壳体215可以与活塞505在靠近机械联接接合面420留驻在该活塞505上的一端处密封。在这种情况下，气密密封或流体密封可以在活塞505上的一个位置和针头部壳体215之间形成。
此外，针头部205可以包含活塞止动机构。如图5所示，活塞505的底部(机械联接接合面420留驻其上的部分)适于接触分配室壳体425的底部。在这种情况下，当活塞505朝着针210向上前进时，机械联接接合面420也朝着针210向上前进。机械联接接合面420的顶表面接触分配室壳体425的底表面。在该实施例中，活塞505底端上的突起和分配室壳体425的底表面形成活塞止动机构。活塞505不能前进超过机械联接接合面420的顶表面与分配室壳体505的底表面接触的点。这样一种活塞止动机构能够提供安全特征，比如防止活塞505接触针210和可能将其逐出。在符合本发明原理的另一实施例中，这样一种活塞止动机构还可以包括锁定机构，从而使活塞505在从眼睛上移除针210时不能缩回或从针210移开。这样一种活塞锁定机构帮助在移除针210时防止物质逆流。
在有限次重复使用组件250中，电源310给致动器515提供动力。经由控制器305的一接合面(未示出)连接电源310和致动器515。致动器515与致动器杆510连接。当致动器515是步进电机时，致动器杆510与致动器515成一体。机械联接接合面545与致动器杆510连接。在该构造中，当致动器515使致动器杆510朝着针210向上移动时，机械联接接合面545也朝着针210向上移动。
控制器305经由接合面535与有限次重复使用组件接合面连接件525连接。有限次重复使用组件接合面连接件525位于有限次重复使用组件壳体255的邻近机械联接接合面545的顶表面上。以这种方式，有限次重复使用组件接合面连接件525和机械联接接合面545适于分别与针头接合面连接件520和机械联接接合面420连接。
控制器305和致动器515通过一接合面(未示出)被连接起来。该接合面(未示出)允许控制器305控制致动器515的操作。控制器305能够与可再充电的或不可再充电的电源310接合。控制器305可以控制提供给存储器组件555的电流或电压，例如，用以点亮可选发光体275和/或烧断容纳在存储器组件555内的熔丝375。
如前所述，针头部205适于与有限次重复使用组件250配合或附接。在图5的实施例中，位于活塞505底表面上的机械联接接合面420适于与位于有限次重复使用组件壳体255顶表面附近的机械联接接合面545连接。此外，针头接合面连接件520适于与有限次重复使用组件接合面连接件525连接。当针头部205以这种方式与有限次重复使用组件250连接时，致动器515和致动器杆510适于驱动活塞505朝着针210向上移动。此外，在控制器305和温度控制装置450之间形成接合面。信号可以通过接合面535、有限次重复使用组件接合面连接件525、针头接合面连接件520和接合面530从控制器305传送到温度控制装置450。
在操作中，当针头部205与有限次重复使用组件250连接时，控制器305控制致动器515的操作。致动器515被致动并且使致动器杆510朝着针210向上移动。接着，与机械联接接合面420连接的机械联接接合面545使活塞505朝着针210向上移动。然后使位于分配室405中的物质通过针210排出。
此外，控制器305控制温度控制装置450的操作。温度控制装置450适于加热和/或冷却分配室壳体425的外表面。由于分配室壳体425至少部分是热传导性的，所以加热分配室壳体425也加热了位于分配室405中的物质。可以通过接合面530、针头接合面连接件520、有限次重复使用组件接合面连接件525和接合面535将温度信息从热传感器460输送回控制器305。该温度信息可以用于控制温度控制装置450的操作。典型地，控制器305控制发送到温度控制装置450的电流量。当温度控制装置450是加热器时，发送到温度控制装置450的电流越多，它就越热。以这样一种方式，控制器305可以使用利用来自热传感器460的信息的反馈回路来控制温度控制装置450的操作。可以采用任何适当类型的控制算法(比如比例积分微分(PID)算法)来控制温度控制装置450的操作。
存储器组件555在针头部205中与接合面530连接。如有关图3和4所描述的，在本实施例中，存储器组件555包括可选发光体275、熔丝375和存储器装置315。存储器组件555中的存储器装置315通常是与图8中所描绘的相同的硬线存储器电路。存储器组件555中的存储器装置315被配置成存储容纳在分配室405中的药物的剂量信息。
控制器305还适于与存储器组件555接合。以这种方式，控制器305引导电流从电源310流向存储器组件555。控制器305还从容纳在存储器组件555中的存储器装置上读取数据。经过可选发光体275和熔丝375的电流点亮可选发光体275。在针头部205已用过之后(在物质已分配之后)，控制器305引导电源310输送增加了的电流，以烧断熔丝375且熄灭可选发光体275。指示针头部205已用过并且其应当被丢弃。此外，控制器305检查熔丝375看其是否被烧断。如果它已烧断，控制器305将针头部205定义为不可再使用。或者，熔丝375被设置成当它已烧断时，没有动力输送给针头部。在这种情况下，一旦熔丝375被烧断，则可选发光体275被熄灭并且针头部是不可再使用的。此外，一旦熔丝375被烧断，可以不再从存储器组件555中的存储器装置上读取数据。
在图5的实施例中，接合面530、针头接合面连接件520、有限次重复使用组件接合面525和接合面535全部在针头部205和有限次重复使用组件250之间形成数据接合面。以这种方式，来自热传感器460的信息可以经由这一系列的接合面和接合面连接件被传送回有限次重复使用组件250。此外，控制器305也可以经由这一系列接合面和接合面连接件读取存储在存储器组件555中的存储器装置上的数据。当针头部205与有限次重复使用组件250连接时，机械联接接合面545与机械联接接合面420连接而针头接合面连接件520与有限次重复使用组件接合面连接件525连接。针头接合面连接件520与有限次重复使用组件接合面连接件525的连接允许从热传感器460和存储器组件555中的存储器装置向控制器305传输信息或数据。
在符合本发明原理的一个实施例中，存储器组件555中的存储器装置存储药物类型、给药量、操作温度、注射速率、热膨胀系数、密度和其它信息。关于容纳在分配室405中的药物的信息被存储在存储器组件555中的存储器装置上。在这种情况下，控制器305能够从存储器组件555中的存储器装置上读取药物信息，并且能够以适于输送适当药物剂量的方式控制操作温度、注射速率和注射量以及能够针对用途潜在地识别为输送而装载的药物的类型。例如，可以在分配室405内容纳100微升。可以将说明20微升的剂量将被输送到眼睛中、被加热到70℃并且具有1.10的热膨胀系数的信息存储在存储器组件555中的存储器装置上。在这种情况下，控制器305从存储器组件555中的存储器装置上读取药物信息(20微升将被输送到眼睛中、操作温度是70℃以及热膨胀系数是1.10)。控制器305于是能够操作温度控制装置450将药物加热到70℃并且操作致动器515以输送该20微升的剂量。控制器305能够促使致动器515使致动器杆510和机械联接件545移动规定的距离，该距离与20微升的剂量和1.10的热膨胀系数相关。在这样一种情形中，使活塞505移动这一规定距离，从而仅使20微升的药物从针210排出到眼睛中。
在符合本发明原理的一个实施例中，控制器305具有连同操作温度、热膨胀系数、药物类型和其它有关信息一起存储于其上的各种不同的活塞距离。这些活塞距离的每一个都与不同的剂量相关。例如，一个活塞距离可以与20微升的剂量关联而另一更大的活塞距离可以与40微升的剂量关联。以这种方式，控制器305可以利用该规定活塞距离控制致动器515、致动器杆510、机械联接接合面545和机械联接接合面420，以使活塞505移动该规定距离。换句话说，控制器305从存储器组件555中的存储器装置上读取剂量信息，查找与该剂量相关联的活塞距离，并且利用活塞505必须行进以输送给定剂量药物的这一距离。由于致动器杆510和机械联接接合面545与机械联接接合面420连接，因而致动器杆510的移动产生活塞505的相应移动。当致动器515是步进电机时，控制器305控制致动器515的移动，以致使活塞505移动适当的距离，从而通过针210从分配室405向眼睛中输送所需的剂量。
在另一符合本发明原理的实施例中，控制器305可以计算活塞505必须被移动以输送所需剂量的距离。例如，如果控制器305从存储器装置上连同存储器组件555中的操作温度和热膨胀系数一起读取与20微升的药物剂量相应的剂量信息，则控制器305可以利用该信息计算活塞505必须被移动的适当距离。由于分配室405的容量以及装载在分配室405内的药物量是已知的，因此可以由控制器305计算活塞505必须被移动以输送所需剂量的距离。当分配室405具有圆筒形的形状时，分配室的容量可通过利用圆筒横截面积(圆形面积)乘以分配室的高度来计算。这一简单的数学公式可以用于计算分配室405的总容量。由于分配室405的横截面积对于任何给定的应用都是恒定的，因此可以为任何给药量计算与活塞505行进的距离相应的高度。
例如，假设在被加热到给定操作温度时按1.1(热膨胀系数)膨胀以产生100微升的药物的100mg的药物被装载到分配室405中并且分配室405的横截面积是10。当分配室405是圆筒形时，该圆筒的高度也是10。为输送20微升的剂量，该剂量与分配室405总容量的20％相应，必须朝着针210使活塞505向上移动的距离为2。换句话说，在药物膨胀之后，20微升的剂量与分配室405总容量的20％相应。在这样一种情形中，活塞505应当朝着针210向上移动的距离等于分配室405总高度的20％。控制器305于是能够控制致动器515，使得致动器杆510驱动活塞505向上移动分配室405总高度的20％的距离。
此外，控制器305可以读取关于活塞505应当移动的速率的信息，以便准确输送一定剂量的药物。在这样一种情形中，控制器305从存储器组件555读取关于药物输送速率的信息并且利用该信息操作致动器515以该速率驱动活塞505。活塞505移动的速率可以是固定的或可变的。在一些应用中，可能需要比在其它应用中更快地移动活塞505。例如，当容纳在分配室405中的药物是在被注入眼睛睛中之前应当被加热的药物时，可能需要以使得加热后的药物不会冷却和阻塞针210的速率驱动活塞505。在其它应用中，可能需要缓慢地移动活塞505，以便改善容纳在分配室405中的药物的输送。
还需要包括在存储器组件555中的存储器装置上的剂量信息，使得给药误差不太可能出现。在这样一种情形中，可以在工厂中制造许多不同的药物输送针头部205并且为其装载药物。也可以在工厂中将剂量信息装载到存储器组件555中的存储器装置上。可以制造和载运许多不同的针头部，每个都具有相同数量的容纳在分配室405内的药物，但具有存储在存储器组件555中的存储器装置上的不同的剂量信息。或者，可以制造和载运许多不同的针头部，每个具有不同数量的容纳在分配室405内的药物，具有存储在存储器组件555中的存储器装置上的相应剂量信息。于是医生可以定购具有存储器组件555中的存储器装置上的所需剂量信息的针头部205。可以在包装上清楚地标注，以识别剂量信息，从而给患者服用适当的剂量。在存储器组件555位于分开的卡600上的情况中，该卡600可以与药物输送装置405一起被包括。
在本发明的其它实施例中，存储器装置555包含关于针头部的特性和/或药物本身的特性的信息。例如，存储器装置555可以包含药物标识。这样一种标识可以用于正确地识别容纳在该针头部中的药物。当许多不同的药物容纳在许多不同的针头部中时，药物标识能够用以确定特定针头部中的药物类型。药物标识可以与关于输送药物的最佳模式的信息配对。例如，当药物悬浮在相变复合物中时，药物标识可以包括关于输送药物的最佳方式的信息。该附加信息可以包括剂量信息、输送速率信息、热膨胀系数和温度控制信息。例如，可能需要在其达到固定温度后以固定的速率输送药物和相变复合物。在这样一种情形中，存储在存储器装置555上的信息可以作为控制器305的输入，以最佳地控制药物的输送。
以这样一种方式，可以使一套最佳输送设定与特定的药物关联。这些输送设定包括温度设定和输送速率设定。药物可以在固定或可变速率下被热改变，并且可以达到一个或多个温度。例如，可以将相变复合物/药物的混合物在30秒的时段内从室温加热到55摄氏度。其被加热的速率可以是稳定的(或多或少的线性)或非线性的。一旦达到稳态温度，关于输送速率的信息使得控制器305能够操作致动器515，以在该速率下移动活塞415。例如，可能需要在相对较快的速率下(例如在不到1秒的时间内输送整个剂量)输送相变复合物/药物的混合物，以致其在眼睛中形成大致球形的药块。这样一种药块可以在已知的速率下渐渐被消蚀，以在延长了的时段内输送药物。在其它情形中，可以缓慢地起动活塞415，以致在更长的时段内(例如在几秒内)输送相变复合物/药物的混合物。在这样一种情形中，该混合物在进入眼睛中时冷却并且形成圆柱体。随着时间的过去，该圆柱形提供更大的药物表面面积和更高的药物释放速率(也即，该圆柱体比球体消蚀得更快)。
在本发明的其它实施例中，存储器装置555包含关于针头部特性的信息。例如，关于针210的长度和规格的信息可以存储在存储器装置555上。关于温度控制装置的类型(例如加热器及其动力或电流)的信息也可以存储在存储器装置555上。当输送药物到眼睛中时，针210的长度和规格可以是控制器305的重要输入值，从而能够正确地输送药物。例如，更大规格或更长的针包含更大的容量，药物通过该针排出到达眼睛中。不同针的变动容量可能影响被输送药物的量。可能必须通过控制活塞415的移动补偿不同的针尺寸。例如，使用具有几个毫米长度的25或27规格的针需要活塞415移动规定的距离以输送规定量的药物。使用具有1厘米或更长长度的23规格的针需要活塞415行进不同的距离以输送相同的规定量的药物。同样地，针210的构造也可能影响操作温度控制装置450的方式。使用更长或更大的针可能需要相变物质被加热到略高于使用更小或更短的针时的情况。
以这种方式，许多不同参数中的任意一个参数可以存储在存储器装置555上。这些参数可以由控制器305使用，以最佳控制该系统，将药物精确地输送到眼睛中。这些参数也可用于实现安全特征。例如，当药物类型存储在存储器装置555上时，可以在注射程序校验该信息。校验和或CRC也可被包含在存储器装置555上，以验证存储于其上的数据的精确性和完整性。
存储在存储器装置555上的参数可以用于操作该系统，以执行最佳的注射。在一个方法中，确认针头部和有限次重复使用组件之间的连接。从存储器装置555读取一个或多个参数。基于该参数控制注射。如前所述，这些参数包括但不限于剂量信息、输送速率信息、针规格、针长度、温度控制装置信息、药物信息、热膨胀信息和校验和。
图6是根据本发明一个实施例的剂量控制卡的透视图。在图6的实施例中，剂量控制装置600具体实施为存储器卡型装置。在剂量控制装置600中实现与图5的存储器组件555相同的前述结构和功能。如前所述，剂量控制装置600包含熔丝、发光体和存储器装置(未示出)。剂量控制装置600具有连接件端605、主体610和发光端615。在该实施例中，连接件端605适于与控制台箱体700连接和通信。发光体275与发光端615结合在一起。
图7是根据本发明一个实施例的控制台、药物输送装置和剂量控制卡的透视图。在图7中，控制台箱体700包括狭槽715、端口720、按钮725和指示器730。狭槽715适于接纳剂量控制卡600的连接件端605。注射装置705具有连接件710。端口720适于接纳连接件710。控制台箱体700包括控制注射装置705操作的控制器(未示出)。除了电源、控制器和可能的几个指示器或发光体之外，注射装置705包括图5所示实施例的组成部件。那些组成部件被容纳在控制台箱体700中。此外，加热器是可选的，正如它在前述装置中是可选的一样。
在操作中，医务人员从已灭菌的包装(未示出)中取出注射装置705和剂量控制装置600。注射装置705通过连接件710与端口720的连接而连接于控制台箱体700。剂量控制装置600被插入狭槽715中。控制台箱体700中的控制器(未示出)从剂量控制装置600上的存储器装置上读取剂量信息。控制台箱体700中的控制器于是操作注射装置705，从而以前述方式输送适当的剂量。
图8是根据本发明一个实施例的硬线存储器电路的电路图。在该实施例中，7个熔丝(F1、F2、F3、F4、F5、F6和F7)、6个电阻(R1、R2、R3、R4、R5和R6)和一个LED(L7)用于存储剂量数据。图8的实施例还包括6个接线端(T1、T2、T3、T4、T5和T6)、配电线路810和地线820。熔丝F7和LED L7与图3和4中的熔丝375和可选发光体275相应。
图8的实施例能够存储5比特的数值和校验和。如作为公知的，可以在这6个电阻的每个上读取施加到配电线路810上的电压。如果与特定电阻串联的熔丝被烧断，则在该电阻上不会读取到电压。这两个状态(在电阻上的电压存在或不存在)与二进制数中的1或0对应。在图8的实施例中，这些电阻中的5个包含剂量数据。该剂量数据是32个不同数值的一个。第六个电阻保存校验和信息。
例如，如果熔丝F2和F3被烧断而熔丝F1、F4、F5和F6未被烧断，则在电阻R2和R3上没有电压(或0电压)存在而在电阻R1、R4、R5和R6上存在全电压(+5伏)。在该例子中，5比特与第一到第五电阻(R1-R5)相应，而校验和与第六电阻(R6)相应。每个电阻上的电压在各自的接线端(T1-T6)和地线820之间读取。在该情形中，该5比特二进制数是10011或19，而校验和是1。控制器读取该数值和校验和，根据该校验和确定该数值是否正确，然后基于该数值确定剂量。在该情形中，剂量控制装置限定32个不同的剂量水平。数值19可与48微升的剂量相应。在这样一种情形中，可由剂量控制装置限定从10到72微升以两微升增量的剂量。于是控制器能够操作活塞以输送48微升。在该剂量被输送后，熔丝可被烧断，而该卡可以是不可再操作的，如前所述。
从上文中可以认识到本发明提供改进了的向眼睛中输送精确数量物质的系统。本发明提供能够输送精确剂量的药物输送装置。针头部与通用的有限次重复使用手持器组件连接。剂量控制装置上的信息引导注射装置输送适当的剂量。在此通过示例图解了本发明，而本领域普通技术人员可以进行各种不同的修正。
考虑到这里所公开的本发明的说明和实践，本发明的其它实施例对本领域技术人员而言将是显而易见的。说明和示例仅打算被视为示范性的，由下面的权利要求指示本发明的确切范围和精神。

Claims (14)

1.一种注射装置，该注射装置包括：
具有内表面和外表面的分配室，所述内表面限定接纳一定量的物质的腔；
与所述分配室的内表面接合的活塞，该活塞能够在所述分配室的腔内滑动，所述活塞与所述分配室的内表面流体密封；
用于控制所述注射装置的操作的控制器；
至少部分包围所述分配室的温度控制装置；以及
具有存储在其上的参数的存储器装置；
其中所述控制器使用来自所述存储器装置的参数来操作所述注射装置。
2.如权利要求1所述的注射装置，还包括：
熔丝，使得在已从所述分配室输送所述物质之后，该熔丝被烧断，使得所述注射装置失去作用。
3.如权利要求1所述的注射装置，还包括：
与所述分配室流体联接的针。
4.如权利要求2所述的注射装置，还包括与所述熔丝串联的发光体。
5.如权利要求1所述的注射装置，还包括：
用于驱动所述活塞的致动器。
6.如权利要求1所述的注射装置，其中所述存储器装置包括：
串联连接的至少一个熔丝和至少一个电阻。
7.如权利要求1所述的注射装置，其中所述参数是到所述控制器的输入，以控制所述注射装置以预定的方式输送所述物质。
8.一种向眼睛中注射物质的方法，该方法包括：
确认针头部和有限次重复使用组件之间的连接；
从所述针头部中的存储器装置上读取参数；
基于所述参数操作所述有限次重复使用组件和所述针头部，以将物质输送到眼睛中。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述参数从由以下参数构成的参数组中选择：剂量信息、输送速率信息、针规格、针长度、温度控制装置信息、药物信息、热信息和校验和。
10.如权利要求8所述的方法，还包括：
读取药物信息；
使用所述药物信息确定最佳输送算法；以及
使用所述最佳输送算法输送所述药物。
11.如权利要求8所述的方法，还包括：
读取剂量信息和剂量速率信息；以及
根据所述剂量信息和所述剂量速率信息控制致动器，以使活塞移动，从而输送适当的药物剂量。
12.如权利要求8所述的方法，还包括：
读取针规格信息和针长度信息；以及
根据所述针规格信息和所述针长度信息控制致动器，以使活塞移动，从而输送适当的药物剂量。
13.如权利要求8所述的方法，还包括：
读取热信息；以及
控制温度控制装置，使物质热变化。
14.如权利要求8所述的方法，还包括：
读取校验和；以及
评估所述校验和，以验证从所述存储器装置上读取的信息的完整性。
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