胰島素泵" title="胰島素泵" target="_blank">胰島素泵是一種便攜式醫(yī)療設(shè)備,，圖1中設(shè)備，胰島素泵還必須包含全面的自檢和故障顯示功能,，從而需要額外電路以及使用具有自檢功能的器件,。

　　便攜性

　　胰島素泵是可佩戴的設(shè)備，因此,，必須非常小而輕(圖2),。其體積通常約2×3×0.75英寸(5.7×7.6×1.9厘米)，重量為2和4盎司(57克和113克),。這些外形要求,，使設(shè)計(jì)師在選擇器件時(shí)，會優(yōu)先考慮其大小和功耗,。

　　圖1：胰島素泵系統(tǒng)功能框圖,；美信可提供藍(lán)色部分的解決方案。

　　為節(jié)省空間,，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師需要高度集成的方案和非常小的封裝,，如：芯片級封裝(如美信的UCSP封裝)和晶圓級封裝(WLP)。為使電池體積盡可能小,，設(shè)計(jì)師必須盡可能降低能耗,、提高效率。如果可能的話,，關(guān)閉那些在任何特定時(shí)間內(nèi)不使用的電路,，工作時(shí)再給其供電。

　　該系統(tǒng)的核心是一款高度集成的低待機(jī)功耗微控制器——如美信的MAXQ2010,、或其它制造商的類似微控制器,。16位微控制器MAXQ2010 ，當(dāng)工作在1MHz和2.7V時(shí),，功耗僅為1mA,，停機(jī)模式的功耗僅為370nA。這種低功耗特性對延長胰島素泵內(nèi)電池的工作壽命至關(guān)重要,。與大多數(shù)微控制器一樣,，MAX2010包括USART、定時(shí)器,、64kB基于閃存的程序存儲器,、2kBRAM、一些通用I/O引腳,、帶參考電壓的312.5k采樣/秒12位逐次逼近ADC,、160段LCD控制器及其它資源,。它還可快速從睡眠和停止模式喚醒，使胰島素泵能更好,、更快地服務(wù)用戶需求,。

　　圖2：典型的電池供電的胰島素泵。

　　胰島素泵子系統(tǒng)

　　胰島素以“單位”計(jì)量,，每cc(也即mL,，毫升)有100個(gè)單位(假定采用標(biāo)準(zhǔn)U-100濃度方法)。這意味著,，一個(gè)單位是10μL(微升),。基礎(chǔ)代謝率的數(shù)量級在單位/小時(shí)水平,，每3到10分鐘要對其進(jìn)行管控調(diào)適,，而單次劑量是幾個(gè)單位。典型的裝載胰島素容器的容量為200至300個(gè)單位,。

　　由于其超低流速，驅(qū)動(dòng)齒輪泵的電機(jī)是減速型的,，通常采用一個(gè)絲桿來非常緩慢地推動(dòng)容器活塞,，為此電機(jī)要轉(zhuǎn)動(dòng)很多轉(zhuǎn)。因此,，只需對電機(jī)進(jìn)行大致的角測量,。大多數(shù)主要的胰島素泵制造商使用光學(xué)編碼器和直流馬達(dá)，雖然步進(jìn)馬達(dá)也可用,。其它可能的方法包括采用基于MEMS的泵以使系統(tǒng)體積盡可能小,，或采用壓力泵以拿掉電機(jī)和去掉基于活塞的儲液槽。

　　壓力傳感器用來確保正常運(yùn)行及檢測堵塞,?；诠钁?yīng)變計(jì)，這些傳感器可提供毫伏級信號,，而不是綁定線應(yīng)變計(jì)提供的微伏級信號,。應(yīng)變計(jì)采用典型的橋配置，在大約電源電壓一半的共模電壓下,，提供差分信號,。

　　設(shè)計(jì)將采用帶差分可編程增益放大器(PGA)輸入的ADC，或集成在微控制器內(nèi)帶用于信號調(diào)制的外部差分或儀表放大器的ADC,。因?yàn)閴毫ψx數(shù)僅用于顯示正常運(yùn)行狀況,、并不用于計(jì)算給藥，所以不需要精密壓力測量,。