胰岛素泵的电池管理

胰岛素泵制造商已经在降低功耗、延长电池使用寿命方面取得了很大进展。目前市场上使用的胰岛素泵每更换一次电池或充一次电可以工作3到10周，大多数胰岛素泵使用AA或AAA碱性电池，或者是锂电池。原电池(非充电电池)的使用非常普及，但使用可充电电池有助于节省长期成本。由于可充电电池的容量相对较低，充电次数也相对频繁一些。

受尺寸制约，多数胰岛素泵为了省去充电器而采用原电池供电。由于缺乏相应的电量计，电池电量指示计主要采用简单的电压测量法，有时还会结合温度测量。系统把电压、温度信号送入ADC进行量化，微控制器对这些数据进行处理并利用查找表确定电池的剩余电量。然后再将电量值送至显示器(通常是一个电池图标，在图标上分成几格显示剩余电量)，当电量跌落到最后一格时，胰岛素泵产生低电池电压报警。

编程特性

如上所述，患者需要根据具体需求调节药的剂量，这种调节要求通过一个相当简单的接口实现，例如，用户只需控制几个按键。用户还可以设置几种提示，帮助管理胰岛素的注射剂量。  

显示器/键盘

大多数胰岛素泵采用单色、定制字符的液晶显示器(LCD)，少数胰岛素泵采用了彩色显示屏。显示器提供关于胰岛素注射剂量、注射速度、电池剩余电量、时间、日期、提示信息及系统报警条件(例如：闭锁或胰岛素储量过低)等内容。FDA要求显示器在上电时进行自检，设计中需要内置自测功能。另外，通常还需要为用户提供触摸屏输入的视听响应。  

新型胰岛素泵包括连续监测显示功能，这些系统采用一个带有无线发送器的连续监测器，测量数据通过无线发送器传输，报告传感器检测的血糖值，以在适当的时候激活泵注射。胰岛素泵也会基于历史测量数据提供一个分析图形，指导胰岛素注射量的计算。

自检功能

按照FDA条例，所有胰岛素泵上电时必须首先运行自测试(POST)程序，对关键的处理器、电路、指示器、显示器、报警功能进行检测。有些POST操作需要用户进行观测，附加的自检电路有助于降低潜在的失效风险。  

例如，有些模块使用安全处理器监测主处理器的运行，一旦发现意外状况将立即发出报警信号；有些自检系统可能只是简单地监测电流，通过发光二极管(LED)的通、断指示。一旦电流跌落到所设置的门限以下，即可产生故障指示。比较常见的自检电路采用了看门狗定时器(WDT)，带有WDT功能的微处理器监控电路对程序的运行状况进行监控。医疗设备通常不允许把监控电路集成在微处理器IC自身内部，因为这种架构中监控电路可能与处理器同时发生故障。

监控电路是确保胰岛素泵在患者使用期间正常工作的关键，微控制器必须在所有电源达到容限范围并保持稳定之前处于复位状态。电压监控电路监测电源的过压和欠压条件，同时还需要检测电机的运行和停机状况(电机失效属于严重的系统故障，发出报警的优先级最高)。ADC可以内置于微处理器内部，也可采用外置微处理器，用于量化传感器(温度、电机加载、胰岛素泵压力和电池电压)的读数。

报警功能

胰岛素泵需要视听报警功能，以便在检测到故障、到达指定时间或触发某些预警条件时提醒用户。可以使用LED作为远端血糖监测和胰岛素泵的视觉指示器，绿光LED闪烁通常代表工作正常，红光LED信号则用来表示报警或预警状态。  

蜂鸣器必须配备自检电路，自检电路可以间接监测扬声器的阻抗是否处于正常范围；也可以在靠近扬声器的位置安装一个麦克风，直接产生一个音频输出检测该电平是否处于正常范围。构建报警和自检功能的设计中通常会用到各种运算放大器、比较器、音频放大器、麦克风放大器及其它元件。音频数/模转换器(DAC)可以产生独特的报警输出信号。

新型胰岛素泵中还会使用偏心旋转块(ERM)电机，产生振动报警。ERM电机驱动并不严格，但需要使用一个放大器或稳压器。安装电池时产生一次简短的ERM自检。

计时功能

考虑到对胰岛素注射安全性的严格要求，系统需要记录事件并对记录数据和流程的更改打上时标。该功能需要一个实时时钟(RTC)的支持，当然，时钟还可以提供闹钟功能。

静电放电

所有胰岛素泵必须满足IEC 61000-4-2静电放电(ESD)的保护要求，可以采用内置保护的器件实现，也可以在外部添加ESD线路保护器件。Maxim提供各种具有较高ESD保护功能的接口器件，同时也提供ESD保护二极管阵列。

接口

大多数胰岛素泵提供了数据端口，可以将数据送入计算机或下载升级固件。利用该功能，可以把历史数据输入到一个应用程序，传送到监护中心，以便获得有关糖尿病治疗的支持。USB口是最常见的数据接口，存储卡的数据端口应具备ESD保护、限流、逻辑电平转换等功能。

RF接口

如上所述，有些胰岛素泵采用RF接收器从葡萄糖连续监控仪获取数据。大多数胰岛素泵使用Bluetooth®或者是ISM波段的接收器。