專利名稱：具有集成的熱電冷卻器的穿刺裝置的制作方法
具有集成的熱電冷卻器的穿刺裝置
背景技術(shù)：
穿刺裝置(例如，剌手指裝置)廣泛地用于醫(yī)療領(lǐng)域中，用于例如皮膚切開和采血的應(yīng)用。典型的穿刺裝置具有刺針(例如，刀片、針)和使其沿兩個相反的縱向方向移動的機(jī)構(gòu)或器具，以刺入病人的皮膚并然后從刺入的皮膚收回刺針。在一些配置中，所述刀片或針保持在待用位置，直到其被使用者觸發(fā)，使用者一般地為醫(yī)療技術(shù)人員或負(fù)責(zé)從病人采血的人員。在其他的配置中，在所述刀片或針的射出被觸發(fā)前，使用者需要將所述組件手動地設(shè)定到備用或待發(fā)位置。觸發(fā)后，所述刀片或針向著病人的皮膚(例如手指)射出并形成切口。刺針插入病人的皮膚經(jīng)常伴隨著局部的痛感。對于每天必須對其血液葡萄糖水平檢測五次或更多次的糖尿病人的情況，該局部痛感只能被放大。至今，降低穿刺疼痛的工作主要集中于在穿刺位置處控制刺入受治療者的皮膚的深度。例如，很多穿刺裝置包括深度控制機(jī)構(gòu)，其在穿刺操作期間，通過調(diào)節(jié)刺針尖行進(jìn)的距離或通過調(diào)節(jié)通過其突出刺針的端蓋的位置而改變刺入深度。盡管在穿刺裝置技術(shù)中的這些進(jìn)展一定程度上降低了與穿刺過程相關(guān)聯(lián)的疼痛，不過仍需要繼續(xù)改進(jìn)與穿刺過程相關(guān)聯(lián)的不舒適性以及減少疼痛。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開的穿刺裝置包括具有殼體壁的殼體，殼體壁具有第一端、限定了穿刺開口的第二端以及包括中心軸線的在所述第一端和第二端之間延伸的腔。所述殼體壁包括允許殼體壁蓄熱的材料。所述穿刺裝置還包括拍爾器件(Peltiler device),其用于從病人皮膚吸熱并將熱傳給殼體壁，所述珀爾器件具有熱側(cè)、冷側(cè)和中心孔，所述熱側(cè)具有與殼體壁熱接觸的熱表面，所述冷側(cè)具有與所述熱側(cè)互連的冷表面并適合于接收來自病人皮膚的熱并將熱傳給熱側(cè)，所述中心孔在熱表面和冷表面之間延伸通過珀爾器件。所述中心孔包括中心軸線，并且所述腔和所述中心孔的中心軸線大致共線。所述穿刺裝置另外還包括刺針，其平移地安裝在所述腔內(nèi)用于在至少待發(fā)位置(cocked position)和穿刺位置(lancingposition)之間移動，所述刺針具有用于在所述穿刺位置中與病人皮膚接觸的刺針尖。而且，安裝在所述殼體內(nèi)的電源電互連到珀爾器件。當(dāng)所述電源傳送電流通過所述珀爾器件時，所述冷側(cè)的溫度適于下降，所述熱側(cè)的溫度適于上升。所述殼體壁可以包括在所述第一端和第二端之間延伸的長度，所述珀爾器件可以包括在所述熱側(cè)和冷側(cè)之間延伸的長度。這里，所述殼體壁的長度可以比所述珀爾器件的長度大。所述殼體壁的長度可以在大約70-130mm之間，或大約90-110mm之間。所述穿刺裝置可以包括用于冷卻病人皮膚的冷卻環(huán)。所述冷卻環(huán)可以包括與所述冷表面熱接觸的第一表面、與病人皮膚接觸的相反的第二表面、以及在第一表面和第二表面之間延伸通過所述冷卻環(huán)用于在所述穿刺位置接收刺針尖的中心孔。所述冷卻環(huán)的中心孔可以具有中心軸線，并且所述腔的中心軸線、所述珀爾器件的中心軸線和所述冷卻環(huán)的中心軸線可以大致共線。至少大致全部所述冷表面可以與所述冷卻環(huán)的第一表面熱接觸。所述冷卻環(huán)的中心孔的直徑可以比所述珀爾器件的中心孔的直徑小。
所述殼體壁的外徑可以至少大致等于所述珀爾器件的外徑。所述電源可以包括電池。所述殼體壁可以包括一種或多種金屬(例如，銅、鋁或其組合)。所述冷卻環(huán)可以包括鋁。本文還公開了一種裝置，包括細(xì)長的圓柱狀蓄熱器，所述蓄熱器具有第一端、限定了穿刺開口的第二端、在所述第一端和第二端之間延伸的腔、在所述第一端和第二端之間延伸的長度和沿著所述腔通過所述蓄熱器的中心延伸的縱向軸線。所述裝置還包括熱連接到所述蓄熱器的第二端的珀爾器件，并包括具有熱表面的熱側(cè)、具有冷表面的冷側(cè)、在所述熱表面和冷表面之間延伸的長度以及在所述熱表面和冷表面之間延伸通過珀爾器件的中心孔。所述珀爾器件的中心孔的中心軸線與所述腔的縱向軸線大致共線。此外，所述裝置包括冷卻換，其熱連接到所述珀爾器件并與所述蓄熱器相反。所述冷卻環(huán)包括延伸通過冷卻環(huán)的中心孔，所述冷卻環(huán)的中心孔的中心軸線與珀爾器件的中心孔的中心軸線和所述腔的縱向軸線共線。所述冷卻環(huán)包括與所述冷表面熱接觸的第一表面和與病人皮膚接觸的相反的第二表面，并且至少大致全部所述冷表面與所述冷卻環(huán)的第一表面熱接觸。所述裝置還包括刺針，所述刺針平移地安裝在所述蓄熱器內(nèi)，用于在至少待發(fā)位置和穿刺位置之間移動。所述刺針具有當(dāng)刺針處于穿刺位置時與病人皮膚接觸的刺針尖。電互連到珀爾器件的電池可以安裝在蓄熱器內(nèi)。當(dāng)作為病人皮膚上的穿刺步驟的一部分，使所述電池傳送電流通過所述珀爾器件時，所述珀爾器件可以適于從所述冷卻環(huán)接收聚集自病人皮膚的熱，并將該接收的熱傳給所述蓄熱器以冷卻病人皮膚。所述冷卻環(huán)的中心孔的直徑可以比所述珀爾器件的中心孔的直徑小。


圖1為根據(jù)一個實施例的穿刺裝置的透視圖。圖2為沿著圖1的線2-2截取的穿刺裝置的橫截面視圖，其中活塞和刺針處于松弛位置。圖3為與圖2相似的橫截面視圖，不過活塞和刺針處于備用位置(armedposition)。圖4為與圖3相似的橫截面視圖，不過活塞和刺針處于穿刺位置。圖5為穿刺裝置的另一個透視圖，為了清楚起見移除了一些部件。
具體實施例方式盡管本公開易受各種變型和替代方式影響，附圖中通過示例的方式已經(jīng)示出了其具體實施例并在本文中進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，并不意圖將本公開限制在所公開的具體形式，而是本公開覆蓋了落入如權(quán)利要求所限定的本公開的精神和范圍內(nèi)的所有變型、等同形式以及替代。例如，盡管已經(jīng)示出和詳述了允許刺針向后拉并然后“射”入病人人體組織的用于穿刺裝置的一種類型的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，然而應(yīng)當(dāng)意識到，很多其它類型和配置的觸發(fā)機(jī)構(gòu)也可以包括在本公開中。開始參考圖1-圖2，示出了根據(jù)一個實施例的用于從人體組織(例如皮膚)采血的穿刺裝置100。圖1顯示了穿刺裝置100的透視圖，圖2顯示了穿刺裝置100的橫截面視圖。穿刺裝置100可以大致包括殼體104、珀爾器件108(例如，熱電冷卻器)、冷卻環(huán)112、刺針116和活塞120，其中活塞120能夠在殼體104內(nèi)平移或滑動以允許刺針116刺入人體組織，其為穿刺程序(例如，皮膚刺穿)的部分。如以下將要更加全面描述的，珀爾器件108用于在刺入人體組織之前冷卻人體組織的特定部分，以減輕穿刺程序中通常遇到的局部痛感。殼體104可以包括殼體壁124，殼體壁124包括主體部122和尾部123、近端或第一端125、限定了穿刺開口 127的遠(yuǎn)端或第二端126以及內(nèi)腔或空腔128，其中活塞120可以沿著殼體104的縱向中心軸線132沿著或通過內(nèi)室或空腔128滑動或平移，以在至少備用位置、松弛位置和穿刺位置之間移動刺針116。殼體壁124可以包括內(nèi)表面129和外表面130。如所示的，殼體壁124可以為細(xì)長的圓柱構(gòu)件的形式，當(dāng)然，殼體壁124可以具有不同于圓形的橫截面(例如，正方形、六角形)。此外，殼體壁124也可以具有這樣的尺寸(例如，長度、厚度，即外徑和內(nèi)徑之間的差或內(nèi)表面129和外表面130之間的距離)，使得殼體壁124可以用作接收和散發(fā)接收自珀爾器件108的熱能的蓄熱器，以下將更加全面地描述。就此而言，殼體壁124可以由用于沿著殼體壁124的長度接收和傳導(dǎo)熱能的任意合適材料(例如，金屬)構(gòu)成。例如，已經(jīng)證實，銅和鋁都是用于此目的的合適材料。此外，任意合適的絕緣外殼或外套(例如塑料構(gòu)成的)可以圍繞殼體壁124的至少一部分、珀爾器件108和/或冷卻環(huán)112設(shè)置，以保護(hù)穿刺裝置100的各內(nèi)部部件，從而在殼體104上將熱能隔離，為使用者提供更舒適的握持，并且提供了能夠沉積或以其它方式形成用于其它目的的設(shè)計、標(biāo)識等的媒介。活塞120和殼體壁124的內(nèi)表面129之間的界面可以設(shè)計為，阻礙活塞120在空腔128中的滑動運(yùn)動的摩擦非常小。例如，活塞120和內(nèi)表面129可以制有或涂覆有合適的低摩擦材料(例如，聚四氟乙烯)。作為另一個示例，活塞120和內(nèi)表面129之間的界面可以由任意合適的液體潤滑劑潤滑并對空氣密封。也可以想到其它類型的低摩擦材料和潤滑劑?；钊?20的遠(yuǎn)端或第二端136可以包括腔140，刺針116的刺針塊144可以適當(dāng)?shù)毓潭?例如，螺紋連接、壓配合、焊接)在腔140中。刺針塊144可以包括位于其遠(yuǎn)端的刺針尖148。因此，當(dāng)活塞120向遠(yuǎn)側(cè)地向前滑動時，活塞120向前推刺針塊144，并因此向前推刺針尖148以刺入人體組織?？梢韵氲剑提槈K144和刺針尖148可以在每次穿刺步驟后替換為新的無菌的刺針塊144和刺針尖148。在任何情形下，活塞120的近端或第一端152可以包括向后延伸通過殼體壁124的尾部123中的孔160的軸156，軸156合適地附接到第一端或形成在其上。軸156可以包括凸緣157，并且還可以合適地互連到套管帽164，套管帽164具有包圍軸156和殼體壁124的尾部123的圓柱套管168。致動彈簧172可以位于活塞120和尾部123的后壁176之間，使得致動彈簧172的至少一部分設(shè)置在凸緣157的兩側(cè)上。這樣，當(dāng)活塞120向后移動時，活塞120和/或凸緣157壓縮后壁176上的致動彈簧172，所述彈簧儲存的勢能可以用于射出活塞120，并因此使刺針尖148刺入病人的組織中。為了使活塞120和刺針116準(zhǔn)備好進(jìn)入待發(fā)或備用位置，設(shè)置有懸臂180和觸發(fā)按鈕184(例如，推壓按鈕、杠桿)。懸臂180可以合適地附接到活塞120或可以形成為活塞120的部分，并可以被位于懸臂180和活塞120之間的彈簧188驅(qū)使向著殼體壁124的內(nèi)表面129離開活塞120。 可替代地，在懸臂180具有足夠的彈性，使得其本來就易于向著內(nèi)表面129 “彈性偏置”的情況下，可以不設(shè)置彈簧188。在任何情況下，殼體壁124的內(nèi)表面129可以包括適于接收懸臂180的突出部196的腔192。就此而言，當(dāng)從圖2所示的位置往后或向后(例如，經(jīng)由套管帽164)移動或拉活塞120時，懸臂180的突出部196最終將被推入腔180中，如圖3所示。當(dāng)向后的拉力終止時，壓縮的致動彈簧172向前驅(qū)使活塞120和/或凸緣157，并且突出部196卡在腔192的壁200上并由此被保持?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，觸發(fā)按鈕184位于突出部196上方的腔192中，并通常被觸發(fā)器彈簧204向著空腔128的中心軸線132 (例如垂直地)驅(qū)使(即，突出部196不與觸發(fā)按鈕184接觸)。然而，當(dāng)如上所述的突出部196進(jìn)入腔180中時，突出部196驅(qū)使觸發(fā)按鈕184遠(yuǎn)離中心軸線132，使得它突出越過殼體壁124的外表面130。之后，當(dāng)向著中心軸線132或向內(nèi)推動觸發(fā)按鈕184時(例如，通過使用者壓觸發(fā)按鈕184)，突出部196被從腔192的壁200驅(qū)離。結(jié)果，致動彈簧172向前驅(qū)動活塞120和/或凸緣157，并因此向著人體組織向前驅(qū)動刺針124以進(jìn)行穿刺,如圖4所示。在刺針尖148已經(jīng)刺入人體組織的時刻，致動彈簧172已經(jīng)延伸超過其松弛狀態(tài)(圖2所示)。因此，恰好在刺針尖148刺入人體組織后，致動彈簧172將趨向于向著圖2所示的松弛狀態(tài)向后移動。就此而言，致動彈簧172將相應(yīng)地拉凸緣157，這會將活塞120和刺針116拉回到圖2所示的位置，從而限制刺針尖148無意地刺入人體組織或另外的表面。作為凸緣157的替代或附加，“返回”彈簧(未示出)可以設(shè)置在a)刺針塊144和/或活塞120的第二端136與b)殼體104、珀爾器件108和/或冷卻環(huán)112的某些部分之間。就此而言，活塞120進(jìn)入圖4所示的穿刺位置的移動將壓縮返回彈簧，并在返回彈簧中儲存勢能。其后，在返回彈簧返回松弛狀態(tài)時，返回彈簧將驅(qū)使活塞120和刺針116遠(yuǎn)離人體組織，并返回圖2所示的松弛位置(或者至少到穿刺裝置100內(nèi)的某個收回位置)?？梢岳斫?，可以選擇這里所述各種彈簧(例如，基于類型、圈數(shù)、彈簧常數(shù)、直徑)以提供這里所述的功能?，F(xiàn)在參考圖1-圖5，珀爾器件108用于根據(jù)本領(lǐng)域公知的通過珀爾器件108傳送的電流，產(chǎn)生“熱”表面或“熱”側(cè)208和“冷”表面或“冷”側(cè)212，以用于降低與穿刺步驟相關(guān)聯(lián)的人體組織上的局部痛感，以下將詳細(xì)描述。也就是說，根據(jù)通過珀爾器件108接收的電流，熱側(cè)208的溫度適于上升，并且冷側(cè)212的溫度適于降低。熱側(cè)208和冷側(cè)212中的每個可以為任意合適的電絕緣熱傳導(dǎo)材料(例如，陶瓷板或基板)。如所示的，熱側(cè)208和冷側(cè)212可以大致為殼體壁124的橫截面形狀，并且可以被串聯(lián)的不一樣的金屬216，220的第一和第二塊或部所分開(例如，P型和N型的Bismuth Telluride方塊，圖5中最清楚地示出)。如本領(lǐng)域已知的，第一和第二金屬可以在熱側(cè)208和冷側(cè)212之間并聯(lián)地?zé)徇B接并且串聯(lián)地電連接，并且串聯(lián)的導(dǎo)電構(gòu)件224(例如，銅焊盤或跡線)可以合適地附接到熱側(cè)208和冷側(cè)212以及第一金屬216和第二金屬220，以維持珀爾器件108內(nèi)部的各種電連接。例如，焊接劑可以用于各連接接頭處，以增強(qiáng)電連接并將珀爾器件108保持在一起。在本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識到的任意合適配置中，可以設(shè)置比圖5所示的更多或更少的第一金屬216和第二金屬220以及導(dǎo)電構(gòu)件224。盡管熱側(cè)208和冷側(cè)212之間的相交部在圖2-圖4中示出為向著中心孔244會聚(即，相交部設(shè)置為不垂直于中心軸線132、232、248)，不過也可以想到， 該相交部也可以至少大致垂直于中心軸線132、232、248。
如所示的，珀爾器件108的熱側(cè)208與殼體壁124的第二端126熱接觸，使得當(dāng)電流通過珀爾器件108時，熱側(cè)208產(chǎn)生和接收的熱能可以直接傳遞至殼體壁124。這樣，殼體壁124可以用作蓄熱器，積蓄來自熱側(cè)208的熱能，并沿著殼體壁124的長度散發(fā)該熱能。當(dāng)殼體壁124從熱側(cè)208抽取越來越多的熱能時，熱側(cè)208可以能夠接受額外的熱能，其使得冷側(cè)212可以傳出越來越多的熱能，從而相應(yīng)地進(jìn)一步降低溫度。熱側(cè)208可以以任意合適的方式例如焊接、粘接等，熱互連到殼體壁124。在一種配置中，熱側(cè)208 (并且由此整個珀爾器件108)可以經(jīng)由螺紋連接(未示出)熱互連到殼體壁124。就此而言，例如，當(dāng)希望用新的無菌的刺針116替換刺針116，并然后重新附接以便于再次與殼體壁124熱連接時，珀爾器件108可以被方便地移除。還能夠看出，珀爾器件108包括具有中心軸線232的中心孔228，該中心軸線232在熱側(cè)208和冷側(cè)212之間延伸通過珀爾器件108，并且珀爾器件108的中心軸線232與殼體壁124的中心軸線132至少大致共線。該配置提供了多個優(yōu)點(diǎn)，例如提供了更加緊湊的穿刺裝置100(與具有位于穿刺裝置100的另一部分上的冷卻單元的穿刺裝置相反)，允許熱能直接從珀爾器件108傳遞至殼體壁124，并且位于圍繞刺針108并因此圍繞人體組織的刺入點(diǎn)周圍的人體組織的適當(dāng)位置。繼續(xù)參考圖1至圖4，穿刺裝置也可以包括任意合適形狀和尺寸的導(dǎo)熱冷卻環(huán)112，其熱互連到珀爾器件108的冷側(cè)212，并可作用為在人體組織的刺入點(diǎn)周圍接觸病人的人體組織。例如，冷卻環(huán)112可以大致為截頭圓錐體形狀，具有相反的第一表面236和第二表面240以及用于接收刺針尖148的中心孔244，中心孔244具有在相反的第一表面236和第二表面240之間延伸通過其的中心軸線248。如所看到的，第一表面236的至少大體上全部熱連接到珀爾器件108的冷側(cè)212。這允許熱能更多地從冷卻環(huán)112 (接收自人體組織)傳遞到冷側(cè)212，并最終傳遞到熱側(cè)208和殼體壁124。冷卻環(huán)112可以由合適的導(dǎo)熱材料(例如，鋁)構(gòu)成。與將熱側(cè)208與殼體壁124互連相似，冷卻環(huán)112可以以任意合適的方式，例如焊接、粘結(jié)、螺紋連接等，熱互連到冷側(cè)。還可以看出，冷卻環(huán)112的中心軸線248至少大體上與珀爾器件108的中心軸線232和殼體壁124的中心軸線132兩者共線。如前所述的，該配置提供了更加緊湊的穿刺裝置100，允許熱能更直接地從冷卻環(huán)112傳遞到冷側(cè)212，并允許冷卻環(huán)112圍繞刺針108，并因此在人體組織的刺入點(diǎn)周圍圍繞人體組織。還能夠看出，冷卻環(huán)的中心孔244大致沿從冷卻環(huán)112的第一表面236向著第二表面240的方向直徑減小。否則，冷卻環(huán)112的至少一部分的中心孔的直徑比珀爾器件108的小。就此而言，可以認(rèn)識到，冷卻環(huán)112的第二表面240可以設(shè)計成接觸大體上靠近人體組織中的刺入點(diǎn)的人體組織。這樣相對于人體組織中的刺入點(diǎn)定位冷卻環(huán)的第二表面240，可以使接近或靠近刺入點(diǎn)的人體組織進(jìn)一步變冷，從而進(jìn)一步降低了與穿刺步驟相關(guān)聯(lián)的局部疼痛。為了給珀爾器件108供電以允許冷卻環(huán)112使刺入點(diǎn)周圍的人體組織變冷，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意合適的電路、配線和部件。例如現(xiàn)在參考圖5(注意，為了清楚起見，移除了穿刺裝置100的一些部件)，可以設(shè)置具有正極端子253和負(fù)極端子254的電池252形式的直流電源(例如3V電池，兩個1.5V電池，示意性地示出，并且可以合適地定位在殼體壁124的一部分中(或其它合適位置)。 在一種配置中，電池盒可以合適地定位成能夠通過可移動的或可滑動的門或蓋(未示出)進(jìn)入。此外，任意合適形式的開關(guān)256 (例如，推壓按鈕、搖臂開關(guān)、觸發(fā)器開關(guān))可以設(shè)置成從殼體壁124的外表面130 (或圍繞殼體壁124的任何外套或外殼)突出，以選擇性地允許來自電池252的電力到達(dá)珀爾器件108。微控制器260 (示意性地示出)還可以設(shè)置有任意合適的部件(例如，微處理器、存儲器、I/O端口、DC/DC轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器)，以例如控制遞送至珀爾器件108的電力和定時。珀爾器件108、電池252、開關(guān)256和微控制器260可以通過配線264合適地電互連，并且配線可以合適地通過殼體壁124內(nèi)的通道268(或其它合適位置)容納并纏繞。操作中，套管帽164可以收回或以其它方式向后拉，直到突出部196進(jìn)入并“鎖定”在腔192中。此后，珀爾器件108可以被開關(guān)256啟動，以將冷卻環(huán)112冷卻至選擇的皮膚不敏感的溫度。在一種配置中，可以設(shè)置刻度盤或其它的器件，以允許使用者選擇性地調(diào)節(jié)冷卻環(huán)112的溫度。微控制器260可以包含邏輯部，其能夠被操作以控制與通向珀爾器件108的電流相關(guān)的定時和電力。在任何情況下，穿刺裝置100可以這樣定位:冷卻環(huán)112的第二表面240接觸人體組織(例如皮膚)的一部分，使得中心孔244至少大體上對準(zhǔn)在期望被刺入的人體組織的具體部位上方。在經(jīng)過使人體組織變得不敏感的一段時間(例如3-5秒)后，觸發(fā)按鈕184可以被按下，這使得刺針尖148射入人體組織中。在一種配置中，溫度傳感器可以與穿刺裝置相關(guān)聯(lián)或嵌入穿刺裝置內(nèi)，以測量接近冷卻環(huán)112的人體組織中的溫度。當(dāng)溫度下降到對應(yīng)于疼痛敏感度降低的水平時，微控制器260可以發(fā)出指示可以按下觸發(fā)按鈕184的信號(例如，可聽到的、可觀察到的)。刺入發(fā)生后，刺針尖向后收回到冷卻環(huán)112的至少一部分中，上述的珀爾器件108和/或殼體壁124限制刺針尖148無意地刺入其它人體組織或表面。此時，穿刺裝置100可以準(zhǔn)備好再次使用(無菌化和/或替換冷卻環(huán)112、珀爾器件108、刺針116等)。本文公開的裝置可以通過任何合適的制造方法由任意合適的材料以及這樣的材料的組合構(gòu)成，制造方法例如鑄造、成型、機(jī)械加工、焊接、壓出等。如之前描述的，殼體壁124、珀爾器件108和冷卻環(huán)112的中心軸線132，232，248的對齊(和/或?qū)んw壁124、珀爾器件108和/或冷卻環(huán)112構(gòu)造成具有大體上相近的外徑)允許更加緊湊的“筆式”裝置，允許增大上述部件之間的熱能傳遞，并且將冷卻環(huán)112和珀爾器件108的冷卻和去敏效果直接集中在人體組織上的刺入點(diǎn)周圍。此外，a)殼體壁124和珀爾器件108的熱側(cè)208與b)冷卻環(huán)112和珀爾器件108的冷側(cè)212之間的大體上完全的平齊接觸進(jìn)一步設(shè)置成用于該增大的熱能傳遞(和/或因而更加有效的珀爾器件108)。此外，提供細(xì)長的蓄熱器形式的殼體壁124有利地允許來自珀爾器件108的熱側(cè)208的熱向外散出并沿著殼體壁的長度分配，而不需要例如散熱器、風(fēng)扇等。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了在殼體壁124中蓄積足夠的熱能，可以設(shè)置長度在大約70-130mm之間、或在另一種配置中長度在大約90-110mm之間的殼體壁，使得冷卻環(huán)112的溫度可以降低至期望的程度。本文中詳述的任意實施例、配置等(單獨(dú)任一個或與其它實施例、配置等的組合)可以用于任意的公開方面。僅僅根據(jù)通常接受的先行詞基慣例介紹特征不將該對應(yīng)的特征限制為單數(shù)(例如，表明裝置包括“珀爾器件”不僅意味著該裝置只包括單個珀爾器件)。此外，任何沒有使用例如“至少一個”的短語也不將該對應(yīng)特征限制為單數(shù)(例如，表明穿刺裝置包括“一珀爾器件”不僅意味著該穿刺裝置只包括一個單獨(dú)的珀爾器件)。對于具體的特征使用的術(shù)語“至少大體上”、“至少部分地”、“大致上”或相似措辭包含其對應(yīng)的特性和想到的各種變型。例如，殼體壁、 珀爾器件和冷卻環(huán)的中心軸線“大致上共線”或“至少大致上共線”同時包含除中心軸線共線外的中心軸線共線的想到的變型。最后，與短語“在一個實施例中”結(jié)合引用的特征不將該特征限制到單個的實施例中。盡管附圖和前述描述中已經(jīng)詳細(xì)地描述和示出了本公開，這樣的示例和描述應(yīng)考慮為示例性的而不是限制于字面意思。例如，上文描述的某個實施例可以與其它所描述的實施例結(jié)合和/或以其它方式配置(例如，方法步驟可以以其它順序執(zhí)行)。因而， 應(yīng)當(dāng)理解，所示出和描述的優(yōu)選實施例及其變型以及所有的改進(jìn)和變型都在希望包含的本公開的精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種穿刺裝置，包括: 殼體，該殼體包括殼體壁，所述殼體壁具有第一端、限定了穿刺開口的第二端和包括中心軸線的在所述第一端和第二端之間延伸的腔，其中所述殼體壁包括允許殼體壁蓄積熱的材料； 珀爾器件，該珀爾器件用于從病人皮膚吸熱并將熱傳給所述殼體壁，所述珀爾器件包括: 熱側(cè)，具有與所述殼體壁熱接觸的熱表面； 冷側(cè)，具有互連到熱側(cè)的冷表面，所述冷側(cè)適于接收來自病人皮膚的熱，并將熱傳給所述熱側(cè)；和 中心孔，在熱表面和冷表面之間延伸通過所述珀爾器件，其中所述中心孔包括中心軸線，并且其中所述腔與所述中心孔的中心軸線大致共線； 刺針，該刺針平移地安裝在所述腔內(nèi)用于在至少待發(fā)位置和穿刺位置之間移動，所述刺針具有用于在所述穿刺位置中與病人皮膚接觸的刺針尖；和 電互連到所述珀爾器件的電源，該電源安裝在所述殼體內(nèi)，其中當(dāng)所述電源傳送電流通過所述珀爾器件時，所述冷側(cè)的溫度適于下降，并且所述熱側(cè)的溫度適于上升。
2.如權(quán)利要求1所述的穿刺裝置，其中所述殼體壁包括在所述第一端和第二端之間延伸的長度，所述珀爾器件包括在所述熱側(cè)和冷側(cè)之間延伸的長度，其中所述殼體壁的長度大于所述拍爾器件的長度。
3.如權(quán)利要求2所述的穿刺裝置，其中所述殼體壁的長度在大約70-130_之間。
4.如權(quán)利要求3所述的穿刺裝置，其中所述殼體壁的長度在大約90-1IOmm之間。
5.如權(quán)利要求1所述的穿刺裝置，還包括用于冷卻病人皮膚的冷卻環(huán)，所述冷卻環(huán)包括與所述冷表面熱接觸的第一表面、與病人皮膚接觸的相反的第二表面和延伸通過冷卻環(huán)位于所述第一表面和第二表面之間的中心孔，所述中心孔用于在所述穿刺位置接收所述刺針尖，其中所述冷卻環(huán)的中心孔包括中心軸線，其中所述腔的中心軸線、所述珀爾器件的中心軸線和冷卻環(huán)的中心軸線大致上共線。
6.如權(quán)利要求5所述的穿刺裝置，其中至少大致全部所述冷表面與所述冷卻環(huán)的第一表面熱接觸。
7.如權(quán)利要求5所述的穿刺裝置，其中所述冷卻環(huán)的中心孔的直徑比所述珀爾器件的中心孔的直徑小。
8.如權(quán)利要求1所述的穿刺裝置，其中所述殼體壁的外徑至少大致等于所述珀爾器件的外徑。
9.如權(quán)利要求1所述的穿刺裝置，其中所述電源包括電池。
10.如權(quán)利要求1所述的穿刺裝置，其中所述殼體壁包括一種或多種金屬。
11.如權(quán)利要求1所述的穿刺裝置，其中所述殼體壁包括銅、鋁以及它們的組合中的至少一種。
12.如權(quán)利要求1所述的穿刺裝置，其中所述冷卻環(huán)包括鋁。
13.一種裝置，包括: 細(xì)長的圓柱狀蓄熱器，所述蓄熱器包括第一端、限定了穿刺開口的第二端、在所述第一端和第二端之間延伸的腔、在所述第一端和第二端之間延伸的長度和沿著所述腔通過所述蓄熱器的中心延伸的縱向軸線； 珀爾器件，該珀爾器件熱連接到所述蓄熱器的第二端，所述珀爾器件包括具有熱表面的熱側(cè)、具有冷表面的冷側(cè)、在所述熱表面和冷表面之間延伸的長度以及在所述熱表面和冷表面之間延伸通過珀爾器件的中心孔，其中所述珀爾器件的中心孔的中心軸線與所述腔的縱向軸線大致共線； 冷卻環(huán)，所述冷卻環(huán)熱連接到所述珀爾器件并且與所述蓄熱器相反，所述冷卻環(huán)包括延伸通過冷卻環(huán)的中心孔,其中所述冷卻環(huán)的中心孔的中心軸線與所述珀爾器件的中心孔的中心軸線和所述腔的縱向軸線共線，其中所述冷卻環(huán)包括與所述冷表面熱接觸的第一表面和與病人皮膚接觸的相反的第二表面，并且其中至少大致全部所述冷表面與所述冷卻環(huán)的第一表面熱接觸；和 刺針，該刺針平移地安裝在所述蓄熱器內(nèi)用于在至少待發(fā)位置和穿刺位置之間移動，所述刺針具有當(dāng)所述刺針處于所述穿刺位置時與病人皮膚接觸的刺針尖。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，還包括電互連到所述珀爾器件的電池，所述電池安裝在所述蓄熱器內(nèi)，其中當(dāng)作為病人皮膚上的穿刺步驟的部分，使所述電池傳送電流通過所述珀爾器件時，所述珀爾器件適于從所述冷卻環(huán)接收聚集自病人皮膚的熱，并將該接收的熱傳給所述蓄熱器以冷卻病人皮膚。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述冷卻環(huán)的中心孔的直徑比所述珀爾器件的中心孔的直徑小。`
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有集成的熱電冷卻器的穿刺裝置。所述熱電例如珀爾，所述穿刺裝置例如筆。該穿刺裝置包括具有內(nèi)腔的細(xì)長的蓄熱器，其上具有刺針的活塞沿著該內(nèi)腔前后平移。珀爾器件和冷卻環(huán)熱互連到蓄熱器的一端并包括使刺針可通過其延伸的中心孔。穿刺裝置還包括用于向珀爾器件供給并調(diào)節(jié)電力的集成電池和微控制器。當(dāng)電流被傳送通過珀爾器件時，珀爾器件的冷側(cè)以及因此冷卻環(huán)傳出熱能并且溫度降低。接著，冷卻環(huán)可以放置在人體組織(例如，皮膚)周圍一段時間(例如，3-5秒)以使人體組織不敏感，然后刺針可以射出以刺入人體組織。
文檔編號A61B5/151GK103099626SQ201210445129
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者L.施特拉, M.德安杰利 申請人:弗萊克斯電子有限責(zé)任公司