DE60224167T2

DE60224167T2 - Elektronisch gesteuerte injektions- oder infusionsvorrichtung

Info

Publication number: DE60224167T2
Application number: DE60224167T
Authority: DE
Inventors: Andre Larsen; Thomas Pedersen; Christian Peter Enggaard; Henrik Bendsen; Michael Ejstrup Hansen; Claus Schmidt Moller; Carsten Bitsch Pedersen
Original assignee: Novo Nordisk AS
Current assignee: Novo Nordisk AS
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: EP2319565A3; EP1361908A1; JP4278382B2; EP1361908B1; US20020143288A1; EP2319565A2; DE60224167D1; WO2002064196A1; JP2004526486A; EP1808193A1; US7008399B2; ATE381360T1

Description

Die Erfindung betrifft elektrisch gesteuerte Injektionsvorrichtungen zur Injektion von medizinischen Präparaten in den menschlichen Körper.
Für Patienten, die unter Krankheiten leiden, die die Notwendigkeit der häufigen Verabreichung von flüssigem Medikament hervorrufen, das in den Patienten injiziert oder infundiert wird, wurden Verabreichungsvorrichtungen in der Form von Spritzen entwickelt, durch die eine Medikamentendosis durch den Patienten selbst leicht eingestellt und erfolgreich injiziert werden kann. Auch wurden Pumpen entwickelt, die kontinuierlich oder halbkontinuierlich pumpen, d. h. in wiederholten kleinen Dosen einen kleinen Fluss des Medikaments durch einen Katheter in den Körper des Patienten infundieren.
Um automatisch zu arbeiten, müssen die Pumpen mit einer Energiezufuhr ausgestattet sein, welche die Pumpe antreiben kann. Bei der Energiezufuhr handelt es sich hauptsächlich um eine elektrische Batterie, die einen elektrischen Motor versorgt, der einen Kolben zum sukzessiven Herausdrücken dessen Inhalts durch den Katheter in eine Patrone antreibt. Jedoch können Pumpen verschiedenartig als Membranpumpen oder als eine andere Art von zyklisch arbeitenden Pumpen gestaltet sein, wobei es jedoch die meisten Pumpen gemein haben, dass sie von einer Batterie elektrisch angetrieben und durch eine elektrische Schaltung gesteuert werden, die programmiert ist, um die Pumpe auf eine Weise anzutreiben, welche die Verabreichung des einwandfreien Medikamentenflusses sicherstellt. Die elektrische Schaltung kann des Weiteren Informationen von in der Pumpe verteilten Sensoren empfangen, um zu überprüfen, dass die Pumpe richtig arbeitet, und die Schaltung kann die Versorgung mit Energie auf eine Weise steuern, die das einwandfreie Arbeiten fördert.
Bei ursprünglichen Spritzen handelte es sich um mechanisch arbeitende Vorrichtungen, an denen der Patient eine gewünschte Dosis einstellen und danach die Dosis durch manuelles Niederdrücken eines Injektionsknopfs injizieren konnte. In der in WO 9730742 beschriebenen Vorrichtung wird die Dosiseinstellung und die Injektion noch manuell durchgeführt, jedoch werden Steuerfunktionen elektrisch durch in der Vorrichtung verteilte Sensoren durchgeführt, wobei die Sensoren Informationen an eine Steuerschaltung senden, durch welche die Vorrichtung überprüft wird.
Wie in WO 9733638 beschrieben, kann es sich bei den Sensoren um Schalter handeln, die „Aus"- oder „Ein"-Positionen belegen, welche die Positionen der mechanischen Teile der Vorrichtung wiedergeben. Auch können Impulsgeneratoren als Schalter verwirklicht sein, die abwechselnd geschlossen und geöffnet werden. Signale werden von den Sensoren an eine elektrische Schaltung gesandt, in der die Signale bewertet und entsprechende Meldungen an eine Anzeige gesandt werden, auf der der Zustand der Vorrichtung abgelesen werden kann.
Die elektronische Schaltung kann eine gängige im Handel erhältliche Schaltung oder ein integrierter Schaltungsblock sein, der gestaltet und hergestellt ist, um insbesonders in der fraglichen Vorrichtung verwendet zu werden. Sobald ein derartiger integrierter Schaltungsblock die Produktionsanlage als eine funktionierende Schaltung verlassen hat, ist sie sehr zuverlässig, und ein Versagen der Vorrichtung erfolgt hauptsächlich auf Grund der Verdrahtung und Verbindungen zu den Sensoren außerhalb der Schaltung. Insbesondere sind Sensoren auf der Basis von mechanischen Kontakten für Verschleiß, Staub und Oxidation ziemlich empfänglich.
Dieses Problem angehend, können elektronisch überwachte Vorrichtungen, durch welche eine Medikamentendosis eingestellt und injiziert werden kann, und in welcher Vorrichtungsverdrahtungen und -verbindungen außerhalb einer versiegelten integrierten elektrischen Schaltung auf ein Minimum, z. B. auf Anschlüsse zur Verbindung mit einer Energiequelle und einem Ausgang zu einer Anzeige, die in Bezug auf die Schaltung üblicherweise groß ist, reduziert sind, bereitgestellt sein.
Eine Injektionsvorrichtung, die optische, magnetische, piezoelektrische oder andere Mittel einsetzt, ist aus EP 1 095 668 bekannt. Diese Bezugsquelle offenbart eine Injektionsvorrichtung, in welcher eine Anzeige die Menge anzeigt, die injiziert wird. Diese Information basiert auf der Anzahl an Drehungen, die ein Einstellungsknopf beim Einstellen der Dosierung durchmacht. EP 1 095 668 offenbart des Weiteren einen Verschiebungssensor, der die Position einer Leitschraube erfasst und diese Information einem Mikroprozessor bereitstellt, der demgemäß die Medikation auf der Anzeige anzeigt, die in der Patrone bleibt. Jedoch kann sich in einigen Situationen die gewählte Dosis von der tatsächlich abgegebenen Dosis unterscheiden.
Folglich ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Injektionsvorrichtung mit einer elektronischen Anzeige zum Anzeigen von tatsächlich injizierte Dosen betreffenden Informationen bereitzustellen, auf der die abgegebenen Dosen einwandfrei überwacht werden.
Dies wird durch eine Injektionsvorrichtung nach Anspruch 1 erhalten.
Bei den Sensoren kann es sich um Lichtsensoren, z. B. Fotozellen, magnetische Sensoren, z. B. Hall-Elemente oder Spulen, in welchen ein Strom durch ein äußeres Magnetfeld induziert wird, Belastungszellen, die ein elektrisches Signal abgeben, wenn sie einen mechanischen Druck erkennen, handeln. Diese Sensoren haben es gemein, dass ihre elektrischen Zustände ohne Einbeziehen jeglicher verschleiß- und schmutzempfindlicher Schalter geändert werden. Es kann durch Bilden von so genannten Laserquellen sogar eine Emission von Licht durch den versiegelten elektronischen Schaltungsblock erhalten werden.
Der versiegelte Schaltungsblock, eine Energieversorgung für diesen Schaltungsblock und andere mit dem Schaltungsblock verbundene elektronische Bestandteile können in einem starren Teil der Vorrichtung aufgenommen sein. Dadurch werden bewegbare elektrische Verbindungen vermieden.
Der starre Teil der Vorrichtung kann geeigneterweise ein Knopf sein, der zum Einstellen oder Injizieren einer Dosis eines Medikaments verwendet werden kann.
Mindestens einer der Sensoren kann ein Hall-Element sein.
Ein derartiges Hall-Element kann durch einen an einem Teil der Vorrichtung fixierten bewegbaren Magneten signalisiert werden, um die Position dieses Teils in Bezug auf das den elektronischen Schaltungsblock aufnehmende Teil zu überwachen.
Der versiegelte elektronische Schaltungsblock kann einen Timer umfassen, der einen ersten Eingang für ein Rücksetzsignal, einen zweiten Eingang für ein Signal, das eine Ausgabe aus dem Timer aktiviert, und einen Ausgang zu einer Anzeige, die die Ausgabe von der Zeit, die nach dem letzten Empfang eines Signals am ersten Eingang abgelaufen ist, anzeigt, umfasst, wobei die Injektionsvorrichtung des Weiteren mit einem mit dem ersten Eingang des Timers verbundenen Sensor, wobei der Sensor ein Signal abgibt, wenn der Injektionsknopf gedrückt wird, um die Kolbenstange zu bewegen, und mit einem Mittel zum wahlweisen Senden eines Signals an den zweiten Eingang, um die Ausgabe aus der elektronischen Schaltung zu aktivieren, bereitgestellt ist.
Die elektronische Schaltung im versiegelten Schaltungsblock kann derart gestaltet sein, dass ein zum zweiten Eingang gesandtes Signal die Energieversorgung des Hall-Elements und von anderen energieverbrauchenden Sensoren öffnet. Auf diese Weise können das Hall-Element und andere Sensoren nur mit Energie versorgt werden, wenn sie eine Überwachungsfunktion durchführen werden, wohingegen sie abgeschaltet sind, wenn die Vorrichtung aufbewahrt wird. Während der Aufbewahrung wird noch Energie dem Timer und den Speicherfunktionen zugeführt.
Die Schaltung kann des Weiteren derart gestaltet sein, dass ein Signal zum ersten Eingang gesandt wird, wenn ein Hall-Element im versiegelten Schaltungsblock eine Änderung der Position eines Magneten in Bezug auf das den versiegelten elektronischen Schaltungsblock aufnehmende Teil erfasst.
Das Mittel, das wahlweise ein Signal an den zweiten Eingang sendet, kann ein Schalter außerhalb des versiegelten Schaltungsblocks sein. Dieser Schalter kann ein gängiger Schalter in der Energieversorgung für das Hall-Element sein.
Ist die Vorrichtung derart gestaltet, dass das Hall-Element während der Einstellung einer Dosis nicht aktiviert ist, jedoch während der Injektion aktiviert ist, kann es die Anzahl an injizierten Einheiten zählen und gleichzeitig ein Signal an den ersten Eingang senden.
Der Magnet kann die Gestalt eines Rings mit einer Anzahl an abwechselnden Polen entlang seines Umfangs aufweisen.
Zum Messen der Größe einer injizierten Dosis ist es nötig, das Ausmaß der Drehung des Magnetrings in Bezug auf den den versiegelten Schaltungsblock aufnehmenden Knopf zu messen. Dies wird durch die Verwendung einer Anzahl an Hall-Elementen erhalten, die entlang eines Bogens von einem Kreis, der einem Abschnitt des Magnetrings folgt, positioniert ist. Zu Beginn der Drehung ist die relative Position des Magnetrings in Bezug auf die Hall-Elemente durch das Magnetfeld definiert, das durch die Hall-Elemente erfasst wird.
Auf der Basis des gemessenen Felds wird ein relativer Winkel, der Startwinkel, berechnet. Durch Drehung variiert das gemessene Feld mit dem Drehwinkel, und am Ende der Drehung wird der relative Winkel, der Endwinkel, berechnet. Diese Winkel sind in einer Tabelle über jeweilige erfasste Magnetfelder und Winkelpositionen zu finden. Eine derartige Tabelle kann im versiegelten Schaltungsblock eingeschlossen sein. Des Weiteren wird erfasst, wie oft Pole mit der gleichen Polarität durchlaufen wurden, und jedes Mal, wenn dies geschieht, wird der Winkel zwischen zwei Polen mit der gleichen Polarität zum Drehwinkel addiert, der als Endwinkel minus dem Startwinkel berechnet wird. Weiß man die Anzahl an Einheiten, die bei einer Drehung von 360° injiziert werden, kann der Drehwinkel leicht in injizierte Einheiten umgewandelt werden.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform werden 4 Hall-Elemente verwendet und kann der Magnetring 12 Pole aufweisen. Die Hall-Elemente können entlang eines Bogens von einem Kreis derart verteilt sein, dass ein erstes Hall-Element einem Nordpol zugewandt positioniert ist und ein drittes Hall-Element einem benachbarten Südpol zugewandt ist, ein zweites Hall-Element einer neutralen Zone zwischen dem Nordpol und dem Südpol zugewandt ist und ein viertes Hall-Element einer neutralen Zone zwischen dem Südpol und dem folgenden Nordpol zugewandt ist, d. h. die Länge des Kreisbogens beträgt 45°.
Die Magnetpole des Magnetrings erzeugen ein sinusförmiges Magnetfeld mit einer vollen Sinuswelle für jedes Paar Pole. Mit 12 Polen auf dem Magnetring entspricht ein Phasenwinkel von 360° für die Sinuskurve einer Drehung von 60°. Mit den wie beschrieben positionierten Hall-Elementen beträgt der Phasenwinkel an den jeweiligen Positionen des Hall-Elements 0°, 90°, 180° bzw. 270°.
Die Ausgänge vom ersten und dritten Hall-Element können mit Eingangsanschlüssen an einem ersten Differenzoperationsverstärker verbunden sein und die Ausgänge des zweiten und vierten Hall-Elements sind mit den Eingangsanschlüssen an einem zweiten Differenzoperationsverstärker verbunden, und Ausgangssignale von den Differenzoperationsverstärkern werden durch Analog/Digitalwandler und eine Normalisierungsschaltung zu einer Nachschlagtabel lenschaltung geführt, wobei ein Signal durch das andere geteilt wird, um eine Tangensfunktion zu erhalten, die als Eingang zu einer Tabelle verwendet wird.
Durch Koppeln der Hall-Elemente, die in Bezug zueinander magnetisch um 180° verschoben sind, an einen Differentialverstärker wird Immunität gegen äußere Magnetfelder erhalten. Durch die Verschiebung um 90° zwischen einem ersten Satz an Hall-Elementen, umfassend das erste und das dritte Hall-Element, und dem zweiten Satz an Hall-Elementen, umfassend das zweite und das vierte Hall-Element, wird eine Quadraturmessung erhalten, durch die ein Signal ein Sinussignal ist und ein weiteres ein Cosinussignal ist. Durch Teilung dieser Signale wird eine Tangensfunktion erhalten. Da der Tangenswert von den Amplituden der Sinus- und der Cosinussignale abhängt, ist der Sensor für Variationen in der Mai netfeldstärke unempfindlich und folglich vom Luftspalt zwischen dem Magnetring und dem Sensor unabhängig. Der erhaltene Tangenswert betrifft einen Magnetwinkel, der in der Tabelle zu finden ist. Auch muss die Anzahl, wie oft ein Magnetzyklus von 360° durchlaufen wurde, berücksichtigt werden. Auf der Basis davon kann der Drehwinkel für die Dosiseinstellungstrommel gefunden werden, wenn die Anzahl an Polen auf dem Ring bekannt ist.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen weiter detailliert beschrieben, wobei
1 ein Detail einer erfindungsgemäßen Injektionsvorrichtung mit einem integrierten Schaltungsblock darstellt
2 schematisch die relative Positionierung eines Magnetrings und einen vier Hall-Elemente enthaltenden versiegelten Schaltungsblock darstellt
3 ein Blockdiagramm der integrierten Schaltung darstellt, die die Ausgaben der Hall-Elemente in einen Drehwinkel des Dosierungsmechanismus umwandelt.
1 zeigt das nahe Ende einer Injektionsvorrichtung, umfassend einen kombinierten Dosiseinstellungs- und Injektionsknopf 1, wobei der Knopf zum Einstellen einer Dosis gedreht und zum Injizieren der eingestellten Dosis in eine axiale Richtung gedrückt wird. Der Knopf 1 ist an einem röhrenförmigen Element 2 derart fixiert, dass das Element 2 sowohl Dreh- als auch Axialbewegungen des Knopfs 1 folgt.
Wird der Knopf 1 zum Einstellen einer Dosis gedreht, wird auch das röhrenförmige Element 2 gedreht. Das röhrenförmige Element 2 weist einen Flansch 3 auf, der eine Anzahl an Λ-förmigen Zähnen 4 trägt, die in entsprechende Vertiefungen in einem inneren Umfangsflansch 5 in einer mit dem röhrenförmigen Element 2 konzentrischen Dosiseinstellungstrommel 6 eingreifen, sodass die Trommel 6 mit dem röhrenförmigen Element 2 und dem Knopf 1 gedreht wird, wenn der Knopf zum Einstellen einer Dosis gedreht wird. Wird die Dosiseinstellungstrommel 6 gedreht, wird sie auf Grund einer nicht dargestellten Gewindeverbindung zwischen der Trommel 6 und einem nicht dargestellten Gehäuse, das die Dosiseinstellungstrommel 6 und das röhrenförmige Element 2 konzentrisch umgibt, aus dem Gehäuse geschraubt und hebt den Knopf 1 vom Ende des Gehäuses ab.
Der Knopf 1 nimmt eine elektronische Einheit auf, die auf einer Schalttafel 15 montiert ist und einen versiegelten Schaltungsblock 10 umfasst, der durch eine Batterie 11 durch Kontakte 12 und 13 mit Energie versorgt wird. Vom Schaltungsblock 10 werden Ausgangssignale durch ein Kabel mit mehreren Drähten zu einer LCD-Anzeige 14 gespeist. Des Weiteren weist der versiegelte Schaltungsblock 10 eine integrierte magnetisch empfindliche Komponente 17 auf, die ein Signal abgeben kann, wenn sie in Bezug auf einen Magnetring 7 am oberen Ende der Dosiseinstellungstrommel 6 bewegt wird. Der Magnetring 7 ist magnetisiert, um eine Anzahl an abwechselnden Magnetpolen entlang seines Umfangs aufzuweisen. Wenn sich die Dosiseinstellungstrommel in Bezug auf den Knopf 1 dreht, gibt der Sensor 17 ein Signal ab, das das durch diesen Sensor erkannte Magnetfeld wiedergibt. Die Endwand des Knopfs 1 ist mit einem aus einem transparenten Material hergestellten Fenster 8 bereitgestellt, um die Betrachtung der Anzeige 14 zu ermöglichen.
Die elektronische Schaltung im versiegelten Schaltungsblock 10 umfasst einen Timer, der gestartet wird, wenn eine Dosis injiziert wird und dessen Zustand für eine Weile in der Anzeige 14 dargestellt wird, wenn der Knopf 1 durch Drücken des Fensters 8 gedrückt wird, sodass die elektronische Einheit im Knopf 1 gegen die Kraft einer Feder bewegt wird, wodurch ein Knopf eines Schalters zum Aktivieren des Schalters gedrückt wird.
Ist der Schalter aktiviert, kann er ein Signal abgeben, das eine Ausgabe der Stoppuhr veranlasst. Ist der Sensor 17 ein Hall-Element, kann der Schalter eine Hauptschalteröffnung für die Energieversorgung dieses Hall-Elements sein.
Die Injektion wird durch den Sensor 17 erfasst, wenn der Ring 7 mit abwechselnden Magnetpolen in Bezug auf den Knopf 1 gedreht wird. Während des Einstellens einer Dosis wird eine derartige relative Drehung nicht durchgeführt. Zu Beginn seiner Drehung wird der Knopf in Bezug auf die Dosiseinstellungstrommel 6 axial bewegt, bis die Zähne 4 auf dem Flansch 3 des röhrenförmigen Elements 2 aus dem Eingriff mit den Vertiefungen im Flansch 5 der Dosiseinstellungstrommel 6 bewegt sind.
Wird der Knopf 1 gedrückt, stellt die Aktivierung des Schalters ein Signal bereit, das direkt oder indirekt den Schaltungsblock 10 veranlasst, die Anzeige 14 für eine Weile zu aktivieren, um den Zustand des Timers darzustellen. Als Test werden alle Segmente kurz eingeschaltet, um zu zeigen, dass sie alle betriebsbereit sind, bevor die Information dargestellt wird.
Wurde eine Dosis eingestellt, bringt ein weiteres Drücken des Knopfs 1 die Zähne 4 aus dem Eingriff mit den Vertiefungen im Flansch 5 auf der Dosiseinstellungstrommel 6, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Dosiseinstellungstrommel in Bezug auf den Knopf 1 dreht, wobei die relative Drehung durch den Sensor 17 erfasst wird, der ein Signal im integrierten Schaltungsblock 10 erzeugt, das anzeigt, dass eine Injektion erfolgt ist. Wird der Knopf 1 nach einer Injektion losgelassen, werden alle Segmente eines nach dem anderen kurz eingeschaltet.
Die beschriebene Ausführungsform ermöglicht die Integration von allen elektronischen Bestandteilen im Knopf 1, sodass nur der Magnetring 7 in der Vorrichtung außerhalb des Knopfs bereitgestellt sein muss. In anderen Ausführungsformen, in welchen sich während der Injektion keine Teile drehen, kann die Injektion durch Verwendung eines Sensors erfasst werden, der die Bewegung einer mit abwechselnden Polen magnetisierten Kolbenstange erkennt. In noch anderen Ausführungsformen, wobei der Knopf immer der Drehung der Dosiseinstellungstrommel folgt, kann die zu erfassende Drehung die relative Bewegung zwischen dem Knopf und einem Fingerkissen am Ende des Knopfs sein, wobei das Fingerkissen dem Knopf während der Dosiseinstellung folgt, jedoch in Bezug zu welcher der Knopf während der Injektion gedreht wird. Die Schaltung kann derart programmiert sein, dass eine derartige relative Bewegung nur als ein Hinweis auf eine Injektion genommen wird, wenn der Knopf gedrückt ist.
Wenngleich nur magnetisch wirkende Signalerzeuger erwähnt sind, liegt die Verwendung von anderen, z. B. optischen Signalerzeugern und Sensoren im Umfang der Erfindung. Auch kann der Knopf, in den die elektrischen Bestandteile integriert sind, wenngleich er als ein fixiertes Teil der Vorrichtung beschrieben ist, abnehmbar sein, sodass er von einer möglichen Wegwerfinjektionsvorrichtung bewegt und an eine neue befestigt werden kann, nur müssen die Vorrichtungen mit den nötigen Signalgebern zum Erzeugen von Signalen von den Sensoren bereitgestellt sein. Dies kann geeigneterweise durch Gießen eines derartigen Signal gebers in die Spritzen unter Verwendung eines gussfähigen magnetischen Kunststoffmaterials erhalten werden.
2 zeigt schematisch den Magnetring 7 vom Ende der Vorrichtung gesehen und zeigt die Positionen eines ersten 21, eines zweiten 22, eines dritten 23 und eines vierten 24 Hall-Elements im versiegelten Schaltungsblock 10 in Bezug auf die Pole des Magnetrings 7. Diese Position kann als eine Startposition gesehen werden, von der der Knopf während der Einstellung einer Dosis weg geschraubt wird und zu der der Knopf zurückkehrt, wenn eine eingestellte Dosis injiziert wurde. In der dargestellten Ausführungsform ist der Ring 7 magnetisiert, um entlang seines Umfangs ein sinusförmiges Magnetfeld bereitzustellen, das zwischen zwei Polen mit der gleichen Polarität um 360° schwankt. Mit zwölf Polen entlang des Umfangs des Rings entspricht ein Magnetwinkel von 360° einer Drehung des Knopfs von 60°.
Beim Versorgen mit Energie während der Injektion einer eingestellten Dosis arbeiten die Hall-Elemente 21–24 mit dem Magnetring 7 zusammen, um die relative Drehung des Knopfs 1 in Bezug auf die Trommel 6 zu überwachen, wenn die Länge dieser Drehung proportional zur Anzahl an injizierten Dosen ist. In der in 2 dargestellten Ausführungsform erfolgt diese Überwachung durch Leiten des Ausgangssignals vom ersten 21 und dritten 23 Hall-Element zu den Eingängen eines Differenzoperationsverstärkers 25, wie in 3 dargestellt. Das Ausgangssignal vom Operationsverstärker 24, bei dem es sich um ein Analogsignal handelt, das proportional zum Cosinus des Phasenwinkels der Drehung in Bezug auf die Startposition ist, wird durch einen A/D-Wandler 27 digitalisiert. Es sollte angemerkt werden, dass dieser Phasenwinkel in Bezug auf die Magnetpole berechnet wird, sodass eine Drehung, die das Hall-Element von einem Pol mit einer Polarität zum nächsten Pol mit der gleichen Polarität bringt, als ein Phasenwinkel von 360° definiert ist, der in dem dargestellten Beispiel einer Drehung der Trommel 6 von 60° entspricht.
Gleichermaßen sind das zweite 22 und das vierte 24 Hall-Element an die Eingänge eines Differenztialoperationsverstärkers 26 gekoppelt, von dem das Ausgangssignal, das proportional zum Sinus des Phasenwinkels ist, durch einen Analog/Digitalwandler 28 gesandt wird. Die Signale von den AD-Wandlern 27 und 28 werden in einer Schaltung 29 normalisiert, die zwei Ausgangsanschlüsse 30 und 31 aufweist, die Signale abgeben, die eine Nachschlagtabelle in einer Schaltung 32 ansteuern können, um einen Ausgang 33 bereitzustellen ein Ausgangssignal, das den Drehwinkel der Trommel 6 in Bezug auf den Knopf 1 anzeigt. Wenn die Anzahl an Einheiten, die pro Drehung der Trommel 6 um 360° zu injizieren sind, festgestellt wird, kann der Ausgang von der Tabelle zur Berechnung der Anzahl an Einheiten, die injiziert wurden, verwendet werden.
Die Operationsverstärker 25 und 26, die A/D-Wandler 27 und 28, die Normalisierungsschaltung und die Nachschlagtabelle können alle im versiegelten Schaltungsblock integriert sein. Das Ausgangssignal von der Tabelle 32 kann auch intern im Schaltungsblock 10 in einem Speicher gespeichert werden, von dem ein gleichermaßen integrierter Antrieb für die Anzeige 14 angetrieben wird, um zu bewerkstelligen, dass die Anzeige die letzte injizierte Dosis darstellt.
Andere Verteilungen und Anzahlen an Magnetpolen, andere Anzahlen und Konstellationen an Sensoren und andere Handhabungs- und Berechnungsschaltungen können ohne Abweichen vom Umfang der Erfindung verwendet werden.

Claims

Elektrisch gesteuerte Vorrichtung zur Injektion von medizinischen Präparaten in den menschlichen Körper, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: – ein erstes Knopfmittel (1) zum Einstellen einer zu injizierender Medikamentendosis und ein zweites Knopfmittel (1) zum Injizieren einer eingestellten Dosierung, wenn das zweite Knopfmittel (1) gedrückt wird, wodurch entsprechend der Injektionsbewegung ein erstes Teil (6) der Vorrichtung in Bezug auf ein zweites Teil (1, 2) der Vorrichtung bewegt wird, – Sensoren (17, 21, 22, 23, 24), die in einem versiegelten Schaltungsblock (10) integriert und im zweiten Teil (1, 2) der Vorrichtung aufgenommen sind, wobei die Sensoren (17, 21, 22, 23, 24) in einer nicht kontaktierenden Weise angepasst sind, um die Bewegung des ersten Teils (6) in Bezug auf das zweite Teil (1, 2) zu überwachen, – eine versiegelte elektrische Schaltung, die Signale von den Sensoren (17, 21, 22, 23, 24) empfängt und zum Berechnen einer Dosis auf der Basis der empfangenen Signale konfiguriert ist, und – eine Anzeige (14) zum Anzeigen der durch die versiegelte elektrische Schaltung bereitgestellten Informationen, dadurch gekennzeichnet, dass – die relative Bewegung des ersten Teils (6) in Bezug auf das zweite Teil (1, 2) auf die Injektionsbewegung reagierend proportional zur Größe der injizierten Dosis ist, – die versiegelte elektrische Schaltung (10) konfiguriert ist, um die Größe der tatsächlich injizierten Dosis auf der Basis der Überwachung der relativen Bewegung zu berechnen, und – die Vorrichtung zum Anzeigen der tatsächlich injizierten Dosis konfiguriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der versiegelte Schaltungsblock (10), eine Stromzufuhr (11) für den Schaltungsblock (10) und andere mit dem versiegelten Schaltungsblock (10) verbundene elektrische Komponenten in einem starren Teil (1, 2) der Vorrichtung aufgenommen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das starre Teil (1, 2) der Vorrichtung das erste und das zweite Knopfmittel (1) ist, das in Kombination einen Dosiseinstellungs- und Injektionsknopf (1) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (17, 21, 22, 23, 24) ein Hall-Element ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hall-Element (17, 21, 22, 23, 24) durch einen an ein Teil (6) der Vorrichtung fixierten Magneten (7) signalisiert wird, um die Position dieses Teils (6), die in Bezug auf das den versiegelten Schaltungsblock (10) aufnehmende Teil (1, 2) bewegbar ist, zu überwachen.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der versiegelte Schaltungsblock (10) einen Timer und einen ersten Eingang für ein Rücksetzsignal, einen zweiten Eingang für ein Signal, das ein Auslesen aus der elektronischen Schaltung aktiviert, und einen Ausgang zu einer Anzeige (14), die die Ausgabe von der Zeit, die nach dem letzten Empfang eines Signals am ersten Eingang abgelaufenen ist, anzeigt, umfasst, der versiegelte Schaltungsblock (10) des Weiteren mit einem mit dem ersten Eingang verbundenen Sensor (17, 21, 22, 23, 24) bereitgestellt ist, wobei der Sensor ein Signal abgibt, wenn das zweite Knopfmittel (1) gedrückt ist, um eine eingestellte Dosis zu injizieren, und mit einem Mittel zum wahlweisen Senden eines Signals an den zweiten Eingang, um die Ausgabe der elektronischen Schaltung zu aktivieren, bereitgestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die versiegelte elektronische Schaltung derart gestaltet ist, dass ein zum zweiten Eingang gesandtes Signal die Energieversorgung des Hall-Elements (17, 21, 22, 23, 24) und von anderen Energie verbrauchenden Sensoren öffnet.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hall-Element (17, 21, 22, 23, 24) gestaltet ist, um ein Signal zum ersten Eingang zu senden, wenn es eine Änderung der Position des Magnets (7) in Bezug auf das die versiegelte elektronische Schaltung aufnehmende Teil (1, 2) erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel, das wahlweise das zweite Signal sendet, ein Schalter außerhalb des versiegelten Schaltungsblocks (10) ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 5–9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet die Gestalt eines Magnetrings (7) aufweist, der ein sinusförmiges Magnetfeld entlang des Umfangs darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl an Hall-Elementen (17, 21, 22, 23, 24) bereitgestellt ist, wobei die Hall-Elemente entlang eines Kreisbogens positioniert sind, der einem Abschnitt des Magnetrings (7) folgt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vier Hall-Elemente (17, 21, 22, 23, 24) bereitgestellt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogen eines Kreises dem 1,5-Fachen des Bogens zwischen zwei Polen entspricht, und dass ein erstes und ein viertes Hall-Element (21, 24) an gegenüberliegenden Enden des Bogens positioniert sind und ein zweites und ein drittes Hall-Element (22, 23) zwischen den Enden des Bogens positioniert sind, sodass die vier Hall-Elemente (17, 21, 22, 23, 24) mit gleich weit entfernten Abständen entlang des Bogens eines Kreises angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Polen 12 ist und die Länge des Kreisbogens 45° beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge vom ersten und dritten Hall-Element (21, 23) mit Eingangsanschlüssen an einem ersten Differenzoperationsverstärker (24) verbunden sind und die Ausgänge des zweiten und vierten Hall-Elements (22, 24) mit den Eingangsanschlüssen an einem zweiten Differenzoperationsverstärker (25) verbunden sind, und Ausgangssignale von den Differenzoperationsverstärkern (24, 25) durch Analog/Digitalwandler (27, 28) und eine Normalisierungsschaltung (29) zu einer Nachschlagtabellenschaltung (look-up table circuit) (32) führen, wobei ein Signal durch das andere geteilt wird, um eine Tangensfunktion zu erhalten, die als Eingang zu einer Tabelle verwendet wird.