DE69836026T2

DE69836026T2 - Injektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE69836026T2
Application number: DE69836026T
Authority: DE
Inventors: Barbara Los Angeles LIPPE; Anders Holte; Hans Himbert; Birger Hjertman; Bohdan Pavlu; Magnus Westermark; Rainer Bosse; Markus Adam
Original assignee: Pfizer Health AB
Current assignee: Pfizer Health AB
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: EP1001821B1; CN1177625C; JP2001513371A; CA2298739C; DK1001821T3; EP1001821A1; HUP0004832A3; CA2298739A1; ZA986966B; KR20010022678A; PL338447A1; KR100551504B1; NO20000580L; HU224991B1; AU738918B2; RU2192894C2; SE9702872D0; JP4149657B2; NO20000580D0; CN1266373A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Injektionsvorrichtung mit a) einem Gehäuse, b) einem spritzenartigen Behälter für eine Flüssigkeit, angeordnet in dem Gehäuse, wobei der Behälter eine Öffnung aufweist, c) einer Nadel, die mit der Öffnung zum Austausch von Flüssigkeit verbunden ist, wobei die Nadel ein vorderes Ende in Fließrichtung distal von dem Behälter und ein rückwärtiges Ende in Fließrichtung proximal zu dem Behälter aufweist, wobei das vordere und das rückwärtige Ende eine Achse dort dazwischen und eine Vorwärtsrichtung und eine Rückwärtsrichtung definieren, und d) einer Pumpe, angeordnet zur Abgabe von Flüssigkeit in einer Richtung von dem Behälter durch die Nadel.
Hintergrund
Obwohl Injektionsvorrichtungen zur Verwendung in einer großen Vielzahl von Anwendungen bekannt sind, ist die vorliegende Erfindung hauptsächlich auf Injektionsvorrichtungen bei Anwendungen gerichtet, bei denen das die Injektion empfangende Objekt fest oder halbfest ist, und worin die Orientierung der Injektionsvorrichtung relativ zu dem die Injektion empfangenden Objekt kritisch für das richtige Resultat der Injektion ist. Typische Anwendungen sind die Verabreichung von pharmazeutischen Zubereitungen an Menschen oder Tiere, wobei die Orientierung aus unterschiedlichen Gründen wichtig ist. In Abhängigkeit von der Natur der Zubereitung und des Behandlungszwecks ist das Zielgewebe für die korrekte biochemische Aktivität, die Verfügbarkeit und die Absorptionsdauer sehr wichtig. Die beabsichtigte Injektionsstelle kann z.B. subkutan, intramuskulär oder intravenös sein. Die verabreichte Dosis ist oft kritisch und eine fehlerhafte Behandlung kann sowohl von verlorener Zubereitung infolge z.B. unabsichtlicher Freisetzung durch die Nadel oder durch partielles Platzieren in dem falschen Gewebe resultieren. Umgekehrt können insbesondere größere Volumina absichtlich in verschiedenen Tiefen während der Nadelpenetration oder teilweise in langsam freisetzendem Gewebe und teilweise in rasch freisetzendem Gewebe verteilt werden.
Die Forderungen können auch unter Verwendung einfachster Injektionsvorrichtungen, wie der gewöhnlichen hypodermalen Spritze, erfüllt werden, wenn sie sich in den Händen eines fachmännischen Operateurs befinden, der auch medizinisch relevante Korrektivmaßnahmen im Falle von Unfällen und Fehlfunktion initiieren kann. Mehr oder weniger automatisierte Vorrichtungen existieren seit langem, um einem Laien mit begrenztem Training zu ermöglichen, Injektionen mit hinreichender Sicherheit in kritischen oder Notfallsituationen durchzuführen. Oft sind die Vorrichtungen nur für eine einmalige Verabreichung bzw. Injektion konzipiert. Es ist ein allgemeiner Trend bei der Langzeitmedikation, die Verabreichungsverantwortung dem Patienten zu überlassen – auch im Falle von Kindern oder Behinderten. Hier sind die Anforderungen noch höher. Die kontinuierliche Verabreichung von Medikamenten erfordert es, dass der Patient mit der wiederholten Dosierung umgehen kann, vielleicht unter Variation der Dosismenge und dem richtigen Ersetzen von leeren Patronen mit frischen in füllerartigen Injektionsvorrichtungen. Ein hoher Grad an Automatisierung und Kontrollen ist wünschenswert, um Fehler zu vermeiden, nicht nur bei den bloßen Injektionsschritten, sondern auch bei den kritischen Initiierungs- und Vorbereitungsstufen. Patienten, die auf tägliche Verabreichungen angewiesen sind, haben auch ein legitimes Bedürfnis nach Zweckmäßigkeit und nach Vorrichtungen, die diskret genug sind, um im täglichen Leben eingesetzt zu werden.
Die mechanische Automatisierung wird in gewöhnlichen Autoinjektoren bereitgestellt. Vom Anwender wird typischerweise erwartet, dass er die Vorrichtung in eine richtige Injektionsorientierung gegenüber der Haut positioniert und einen Startknopf bedient. Gespeicherte mechanische Energie, z.B. in einem Federsystem, kann anschließend die Selbstpenetration in das Gewebe, die Autoinjektion des Arzneimittels und möglicherweise auch das automatische Zurückziehen der Nadel ausführen. Einfachere Systeme können keine Autopenetration leisten, sondern setzen voraus, dass der Anwender die Nadel einführt. Somit geben die Vorrichtungen dem Operateur wenig Hilfe bei der Orientierung und der Lokalisierung der Vorrichtung in Bezug auf den Körper. Es sind auch Autoinjektionsgeräte bekannt, die erfordern, dass der Operateur bzw. Anwender die Vorrichtung gegen die Injektionsstelle drückt, um den Injektor auszulösen. Typische Beispiele sind in AU 563 551 , US 4 717 384 , EP 518 416 und WO 93/23110 offenbart. Die Hilfe, die durch solche Konstruktionen geleistet wird, ist beschränkt und nicht flexibel und kann daher nicht für verschiedene vorhersehbare Operations- oder Notfallsituationen angepasst werden. Die Auslösung durch Druck anstelle von Positionierung macht wünschenswerte Anpassungen noch schwieriger. Sobald einmal die Auslösung aufgetreten ist – entweder bewusst oder unbewusst – läuft die Operationssequenz irreversibel ab. Überdies sind Dislokationsrisiken im All-gemeinen bei mechanischen Vorrichtungen hoch, und zwar infolge von Rückpralleffekten und den involvierten erzwungenen Übergängen.
Automatisierte Vorrichtungen auf Grundlage von elektronischen oder elektromechanischen Prinzipien sind auch vorgeschlagen worden. Lässt man hier Infusionspumpen und ähnliche Injektionsvorrichtungen für primär den Krankenhaus- oder permanenten Gebrauch, bei dem die Orientierung der Vorrichtung im Allgemeinen nicht kritisch ist, außer Betracht, so betreffen mehrere frühere Patentschriften, wie z.B. EP 143 895 , EP 293 958 , DE 2 710 433 , WO 93/02720, WO 95/24233, WO 93/127261 und WO 97/14459 sowie unsere gleichzeitig anhängigen Anmeldungen SE 9602610-9 (US 60/021 397) und SE 9602611-7 (US 60/021 293) handhabbare Vorrichtungen für die direkte Wirkung gegenüber dem Körper. Die bekannten Vorrichtungen nutzen Automatisierungsprinzipien in mehrfacher Hinsicht aus, wie die präzise und reproduzierbare Injektion, die mit Elektromotoren möglich ist, die Autopenetration und das Mischen oder die Rekonstitution mit Motorunterstützung, die Kartuschenidentifizierung, die Probenanalyse, die Gewinnung von Injektionsdaten und ihre Manipulation, die Dosiseinstellung, die Injektororientierung relativ zu der Schwerkraft für richtiges Mischen oder Entlüftung etc. Trotz dieser Diversität betreffen die automatisierten Vorrichtungen dieser Klasse nicht die Orientie rung der Vorrichtung gegenüber dem die Injektion empfangenden Körper und lösen kein damit im Zusammenhang stehendes Problem.
Deshalb besteht nach wie vor ein Bedürfnis für Injektionsvorrichtungen, die den Anwender bei der die Orientierung der Vorrichtung betreffenden Handhabung unterstützen und Konsequenzen von Fehlern und einer daraus resultierenden falschen Anwendung verhindern oder lindern, und die insbesondere für Patienten nützlich sind, die sich Arzneimittel selbst verabreichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, ist die Vermeidung der Nachteile und Unzulänglichkeiten bekannter Injektionsvorrichtungen, wie sie beschrieben wurden, und einen Injektor bereitzustellen, welcher dem Anwender hilft, die Vorrichtung in Bezug auf die Injektionsstelle richtig zu orientieren. Die Vorrichtung ist flexibel und auf verschiedene Situationen der Handhabung und Operation anpassbar und kann die Konsequenzen nicht beabsichtigter Handlungen oder falscher Anwendung verhüten oder lindern, die Verabreichung der Zubereitung in das richtige Zielgewebe erleichtern und irreversible Injektionsverfahren vermeiden. Die Vorrichtung bietet Mittel zur Unterstützung der Orientierung, die mit elektronischen oder elektromechanischen Automatisierungsmitteln voll kompatibel sind. Die Erfindung kann solche Vorrichtungen mit großer Einfachheit in der Handhabung bereitstellen, die für die Selbstverabreichung bei Patienten geeignet sind oder ansonsten begrenzte Fertigkeiten und Übung verlangen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Die Injektionsvorrichtung weist einen schalterartigen Sensor und einen Umwandler auf, um ein elektromagnetisches Signal von dem Sensor abzuleiten. Das Signal ist sofort für jedes weitere elektronische oder elektromechanische Automatisierungsmittel, das an dem Injektor vorhanden ist, verfügbar und damit kompatibel und ein Verlassen auf rein mechanische Orientierungsmittel wird vermieden. Das Signal kann ohne Anforderungen an Druck oder hohe Kräfte gewonnen werden. Die Verwendung des transformierten Sensoroutputs ist hoch flexibel und kann an eine Vielzahl von Operationssituationen angepasst werden. Wenn es in der die Vorrichtung auslösenden Sequenz verwendet wird, kann eine unbeabsichtigte Initiierung vermieden werden, indem das Vorliegen einer vorbestimmten Eigenschaft, wie ein ausdauerndes oder wiederholtes Signal, gefordert wird, oder indem das Signal nur innerhalb eines engen Sequenzfensters operiert.
In ähnlicher Weise können irreversible Operationsverfahren vermieden werden, indem der Sensoroutput auch zum Zwecke des Außer-Betrieb-Setzens der Vorrichtung verwendet wird, z.B. um eine Injektion zu stoppen, wenn die Vorrichtung an eine unrichtige Stelle bewegt wird. Aus ähnlichen Gründen kann die Vorrichtung in Bezug auf das Zielgewebe selektiv gemacht werden, indem eine Injektion nur bei vorbestimmten Penetrationstiefen erlaubt ist. Handhabungs- bzw. Manipulationsfehler können vermieden werden, wenn das Signal verwendet wird, um den Anwender zu warnen oder aufmerksam zu machen, bevor Dislokationstoleranzen überschritten worden sind. Die gesamte Handhabung erleichtert die verfügbare Bedienung und macht die Vorrichtung in hervorragender Weise für Anwendungen geeignet, bei denen die Einfachheit sehr wichtig ist, wie in vielen Fällen der Selbstbehandlung durch Patienten. Die eingesetzten Prinzipien sind mit der meist manuellen oder automatischen Injektionsinitiierung, den Operations- und Terminierungsstufen kompatibel und können z.B. an automatische Penetration, Injektion und Nadelretraktion, sofern vorhanden, angepasst werden. Die Vorrichtung selbst muss nicht komplexer als durch andere Erwägungen erforderlich sein, insbesondere nicht wenn vorhandene Teile, wie eine Nadelabdeckung, auch für Sensorzwecke verwendet werden.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
Detaillierte Beschreibung
Wie bereits in der Einleitung erwähnt, kann der hier beschriebene Injektor für eine Vielzahl von Anwendungen innerhalb und jenseits des medizinischen Bereichs und für jeden Typ von Zubereitungen, wie Chemikalien, Zusammensetzungen oder Gemischen, in einem beliebigen Behälter und für jeden Zweck verwendet werden. Aus den dargelegten Gründen weist das System besonders wertvolle Vorteile im Zusammenhang mit medizinischen Injektionsvorrichtungen auf, bei denen die Einschränkungen hinsichtlich des Designs strenger als bei den meisten anderen Anwendungen sind. Aus Zweckmäßigkeit wird die Erfindung im Hinblick auf diese Anwendung beschrieben.
Die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung können für Verabreichungsvorrichtungen oder -systeme ganz allgemein angewendet werden. Das Material in dem Behälterinneren soll durch einen Verabreichungsmechanismus verabreicht werden, der hier als Pumpe bezeichnet wird, und jedes Material, das dieser Anforderung genügt, kann verwendet werden. Normalerweise ist das Material ein Fluid und vorzugsweise eine Flüssigkeit unter Einschluss von Materialien, die sich wie Flüssigkeiten verhalten, wie Emulsionen oder Suspensionen. Diese Betrachtungen betreffen die endgültige Zubereitung, während andere Komponenten, insbesondere Feststoffe, vor der endgültigen Zubereitung vorliegen können. Die Natur des Behälterinhalts soll Arzneimittel im weitesten Sinne einschließen und z.B. natürliche Komponenten oder Körperflüssigkeiten umfassen, mit denen der Behälter vorgefüllt ist oder die in den Behälter gesaugt werden, obwohl meistens das Arzneimittel fabrikmäßig hergestellt wird.
Die Erfindung kann dabei helfen, spezielle Probleme zu lösen, die im Zusammenhang mit empfindlichen Verbindungen stehen, die zum Zerfall oder zur Denaturierung unter mechanischer Beanspruchung, wie hohen Scherkräften, neigen. Verbindungen hohen Molekulargewichts können von diesem Typ sein, hoch molekulargewichtige Hormone, z.B. Wachstumshormone oder Prostaglandine. Die Erfindung kann auch dazu helfen, spezielle Probleme im Zusammenhang mit einem Arzneimittel zu lösen, das eine Stufe der Herstellung unmittelbar vor der Infusion erfordert, typischerweise ein Mischen von zwei oder mehreren Komponenten, die alle fluid sein können, oder einen Feststoff einschließen, wie z.B. wenn ein gefriergetrocknetes Pulver in einem Lösungsmittel aufgelöst wird, wie Hormone oder Prostaglandine.
Die Verabreichungsart kann auch variiert werden und die völlig kontinuierliche Infusion, die kontinuierliche Infusion mit variablem Fluss oder intermittierende Infusionen oder Injektionen mit wiederholten gleichen oder verschiedenen Dosierungen einschließen. Insbesondere bevorzugt in Kombination mit Automatisierungsmitteln kann die Verabreichungsart in einfacher Weise durch Anpassungen bei der Software oder ähnlicher Steuerung variiert werden. In tragbaren Vorrichtungen ist die intermittierende Verabreichung üblich. In ähnlicher Weise werden sie für mehr als eine oder mehrfache individuelle Dosierungen für die intermittierende Verabreichung konzipiert, obwohl Verabreichungsvorrichtungen auch für die Einfachverabreichung in Betracht gezogen werden können.
Zusätzlich zu den Grundfunktionen für die Abgabe kann die Injektionsvorrichtung bevorzugt andere wertvolle Merkmale einschließen, wie z.B. für die Initiierung des Behälters und seines Inhalts und zur Bereitstellung von zahlreichen Checks und Kontrollen sowohl des Behälters als auch der Elektronik und Mechanik der Pumpenteile.
Das Gehäuse
Das Gehäuse der Vorrichtung soll ganz allgemein verstanden werden und stellt hauptsächlich den Bezugspunkt – sofern nichts anderes angegeben ist – für Bewegungen und auch den Bezugspunkt für Kräfte dar, die durch Betätigungsmittel, welche diese Bewegungen durchführen, ausgeübt werden, wobei die Kraft zwischen dem Gehäuse und dem sich bewegenden oder gehaltenen Teil wirkt. Bewegliche Teile können in den Pumpenanordnungen oder z.B. in den Teilen, die das Mischen, die Autopenetration, den Nadelausstoß und -rückzug usw. durchführen, vorhanden sein. Die minimale funktionale Anforderung ist, dass das Gehäuse einen Träger oder eine Plattform für bewegliche Teile und Betätigungsmittel für die Bewegungen und Kräfte bietet. Wie üblich ist es jedoch bevorzugt, dass das Gehäuse einen Behälter bildet, der zumindest teilweise die Teile umfasst und vorzugsweise in einem solchen Umfang, dass nur diejenigen Merkmale, die zur Kontrolle oder Überwachung durch den Operateur konzipiert sind, äußerlich exponiert sind.
Der Behälter
Der Behälterteil gemäß der Erfindung ist vom Typ einer Spritze, kann aber, nicht gemäß der Erfindung, eine Vielzahl von Formen annehmen, wie eine An Rohr, Gefäß, flexibler Beutel, Phiole, Ampulle, Patrone, Carpoule, Spritzenkörper etc. Es gibt einige Vorteile bei der Verwendung von Körpern, die starr sind, zumindest an ihrer Öffnung oder an dem Teil, an dem sie an den Mechanismus befestigt sind, im Allgemeinen sind sie aber vorzugsweise starr, wie Phiolen, Ampullen oder Spritzenkörper. Übliche Behältermaterialien, wie Glas oder Plastik, können bevorzugt verwendet werden. Die Behälter können eine integrale oder Verbundstruktur aufweisen, dergestalt, dass sie beispielsweise ein äußeres Gehäuse oder jedwede andere Vielfachteil-Konstruktion für Verschlüsse, Befestigungen, Schutz usw. aufweisen, und „Behälter" bedeutet – wo auch immer hierin verwendet – dass ein Hilfsteil eingeschlossen sein kann. Der Behälter kann mit dem Gehäuse integral verbunden sein, z.B. zur Verwendung in Wegwerfinjektoren, wenn der Behälter wieder auffüllbar ist oder wenn der Behälter ein Teil des Pumpensystems, in den die zu injizierende Zubereitung von einer externen Quelle oder einem Kanal vor jedem Injektionsschuss gezogen werden kann. Der Behälter kann auch separat sein, z.B. um ersetzt zu werden, im Falle von vorgefüllten wegwerfbaren Behältern, für die einfache Sterilisation oder als Altmaterial im Falle des Wechsels des Inhalttyps oder des Patienten. Wie an sich bekannt, kann mehr als ein Behälter vorliegen, z.B. falls es erwünscht ist, ein Mischen vor der Injektion, ein Mischen während der Injektion, wenn von jedem Behälter ein Volumenteil gezogen wird, durchzuführen, oder im Fall der aufeinander folgenden Injektion verschiedener Komponenten.
Der Behälter weist mindestens eine Öffnung auf, durch die während der Hauptabgabeoperation der Vorrichtung die Medikation geführt wird, entweder von dem Behälterinneren zur Umgebung, z.B. zur Verabreichung des Medikaments an den Patienten, oder zu dem Behälter im Fall der Aspiration von Körperflüssigkeiten oder bei Vorbereitungsstufen, wie dem Füllen, Mischen oder Auflösen in dem Behälter, währenddessen die Öffnung vorhanden sein muss. Es ist möglich und in manchen Situationen bevorzugt, dass bestimmte Vorrichtungsoperationen, wie die Initiierung, stattfinden, bevor eine Verbindung geschaffen worden ist, und das Erfordernis der Öffnung wird dann als durch Mittel der Verbindung erfüllt angesehen, wie das Vorhandensein eines entfernbaren Verschlusses oder eines durchstoßbaren oder abbrechbaren Teils auf dem Behälter selbst, wie im Falle einer Ampulle oder eines Beutels, oder eines speziell konzipierten Teils, wie im Falle von penetrierbaren Membranen oder eines Septums. Sämtliche Verbindung kann durch eine Öffnung erfolgen, z.B. sowohl der Durchtritt des Medikaments als auch der Druckausgleich in einem festen Behälter oder durch Abgabe aus einem Behälter, der flexibel ist oder ein bewegliches oder deformierbares Teil aufweist, wobei nichts dagegen steht, dass weitere Öffnungen für gleiche Zwecke geschaffen werden, die mit der mindestens einen Öffnung identisch sein können, die aber auch völlig unterschiedlich sein können und z.B. für einen anderen Zweck, z.B. der Infusion, sein können oder bei denen es sich um einen Spritzentyp mit einer beweglichen Wand oder einem Kolben handelt.
Der Behälter kann eine einfache Flasche, Phiole oder Beutel sein, falls die Abgabevorrichtung so konzipiert ist, dass sie daraus abgemessene Mengen zur definierten Freisetzung kontinuierlich oder intermittierend entnimmt. Oftmals, und gerade in Verbindung mit der Selbstverabreichung, ist der Behältertyp aufwändiger gestaltet und üblicherweise in der Form einer Patrone, als Behälterteil eines Spritzentyps eines Abgabesystems, der noch aufwändiger im Fall von Patronen mit mehreren Kammern sein kann. Eine Patrone für die vorliegenden Zwecke schließt im Allgemeinen ein Gefäß mit einem vorderen Teil und einem hinteren Teil, die eine allgemeine Patronenachse definieren, einem Auslass für die Zubereitung an dem vorderen Teil und mindestens einer beweglichen Wand zu dem rückwärtigen Teil ein, wobei das Verschieben dieser Wand dazu führt, dass die Zubereitung dem Auslass zugeführt oder daraus ausgebracht wird. Die Gefäßform und die bewegliche Wand müssen aneinander angepasst ein. Das Gefäß kann einen im Wesentlichen konstanten Innenquerschnitt aufweisen, mit einer in ähnlicher Weise konstanten Gefäßachse zwischen den vorderen und rückwärtigen Teilen, was ein im Allgemeinen rohrenförmiges Gefäß ergibt, und am meisten bevorzugt ist der Querschnitt vom gewöhnlichen kreisförmigen Typ, was ein im Wesentlichen zylindrisches Gefäß ergibt. Die bewegliche Wand ist dann vorzugsweise ein im Wesentlichen formstabiler, obwohl möglicherweise elastischer, Körper, der versiegelnd an die innere Gefäßoberfläche angepasst und vorzugsweise vom Kolbentyp ist.
Zweifach- oder Mehrfachkammern-Patronentypen sind bekannt, z.B. für Zubereitungen, bei denen ein Vermischen von zwei oder mehreren Komponenten oder Vorstufen vor der Verabreichung erforderlich ist. Die Komponenten werden durch eine oder mehrere Zwischenwände von verschiedener bekannter Gestalt voneinander getrennt, wobei die Wände das Gefäß in mehrere Kammern unterteilen und manchmal parallel zur Patronenachse angeordnet werden, aber für gewöhnlich entlang der Achse gestapelt sind. Die Vereinigung der Komponenten kann erfolgen durch Aufbrechen, Penetration oder Öffnen einer Ventilkonstruktion in den Zwischenwänden, z.B. durch Einführen einer Spitze oder Nadel durch die Patronenvorderseite, durch oder am Ende der beweglichen Wand oder durch Mittel an der Patronenaußenseite (vergleiche z.B. die zitierte WO 93/02720). Bei einem anderen bekannten Design sind die Zwischenwand oder -wände vom Planger-Kolben-Typ und eine Fließverbindung zwischen den Kammern wird dadurch erreicht, dass der Kolben zu einem Beipass-Abschnitt bewegt wird, wo die Innenwand einen oder mehrere vergrößerte Abschnitte oder wiederholte Umfangsvertiefungen und Böden aufweist, und zwar in einer Weise, die einem Seitenfluss des Gehalts in der rückwärtigen Kammer in die vordere Kammer beim Verrücken bzw. der Entfernung der rückwärtigen beweglichen Wand gestattet (vergleiche z.B. US 4 968 299 oder WO 93/20868 und WO 95/11051). Die Kammern können Gas, Flüssigkeit oder Feststoffe enthalten. Im Allgemeinen ist mindestens eine Flüssigkeit vorhanden. Für gewöhnlich sind bei pharmazeutischen Anwendungen nur zwei Kammern vorhanden und typischerweise enthält die eine eine Flüssigkeit und die andere einen Feststoff, wobei der Letztgenannte während der Mischoperation aufgelöst und rekonstituiert wird.
Der Pumpenmechanismus
Der Mechanismus zur Abgabe eines Medikaments durch die Behälteröffnung sollte grundsätzlich mindestens einen Pumpentyp einschließen, der für die spezielle Art oder den Behälter und das Arzneimittel in Verwendung ausgewählt werden muss. Die Pumpe kann in dem Behälter jede Art von Druckquelle, wie mechanischem oder elektrolytischem Druckaufbau, und geeignete Ventilmittel zur Steuerung bzw. Kontrolle einschließen, wobei die Methode mit nahezu jeder Art von Behälter und jeder Art von Produkt verwendet werden kann, wie z.B. zur transdermalen Verabreichung von Pulver, gemäß den Beispielen der WO 94/24263, ähnlichen Verab reichung durch Flüssigkeitsstrahldüsen, gemäß den Beispielen der WO 94/2188 oder regulären Infusion durch eine Kanüle, gemäß den Beispielen der WO 88/09187. Jede Art von Behälter kann auch mit Pumpen verwendet werden, die auf peristaltischer Wirkung oder zentrifugaler Wirkung beruhen, obwohl auch für die allgemeine Verwendung Pumpen, die auf einer kontrollierten positiven Verschiebung beruhen, bevorzugt sind, und insbesondere solche Pumpen, die auf einer separaten Zylinder- und Kolbenwirkung beruhen, wie das durch die US 5 480 381 für Flüssigkeitsspritzdüsen oder durch die US 4 564 360 für eine manuell betriebene Vorrichtung auf Nadelbasis beispielhaft veranschaulicht wird. Der übliche Spritzenbehälter benötigt ein spezielles Pumpensystem. Entweder ist der Mechanismus für die Wirkung auf komplette Spritzen angepasst, die ihre eigenen Kolbenstangen aufweisen, indem der Kolben eingepasst und axial verschoben wird, wie das in der eingangs in Bezug genommenen US 4 978 335 beispielhaft veranschaulicht wird, was bevorzugt ist, wenn es gewünscht ist, Spritzen von verschiedenen Typen und Größen unterzubringen, oder aber der Mechanismus weist eine Kolbenstange auf, die mehr oder weniger direkt auf den Kolben eines Patronenbehälters einwirkt, wie das in der WO 95/26211, der EP 143 895 oder der EP 293 958 beispielhaft veranschaulicht wird, der kleiner und mehr an tragbare Vorrichtungen angepasst gemacht werden kann. Auch Zweifach- oder Mehrfachkammer-Patronen können eine ähnliche Vorrichtung für ihre verschiedenen Phasen benutzen, wie das durch die eingangs erwähnte WO 93/02720 beispielhaft veranschaulicht wird. Obwohl die verschiedenen diskutierten Pumpmechanismen mechanische Mittel zur Beeinflussung des Medikaments oder eines Kolbens einschließen können, kann das Mittel, wie eine Kolbenstange, durch jedes bekannte Mittel, wie Gasdruck, Vakuum, Hydraulik, Federn oder manuellen Betrieb, betrieben werden. Es ist bevorzugt, den Pumpmechanismus durch elektrische Vorrichtungen, wie einen Elektromotor – indirekt oder vorzugsweise direkt – zu betätigen, unter anderem aufgrund der Leichtigkeit der Anpassung an eine voll automatisierte Vorrichtung.
Der Mechanismus kann vorzugsweise weitere Komponenten mit einschließen. Der Mechanismus kann beispielsweise spezielle Mittel zur Sicherung der abgegebenen Dosismengen einschließen, z.B. durch direktes Abmessen des abgegebenen Medikaments, obwohl es im Allgemeinen bevorzugt ist, die Pumpe direkt oder indirekt dafür zu verwenden, z.B. durch Überwachung der axialen Verschiebung oder der Rotation einer Kolbenstangenachse auf an sich bekannte Weise. Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Mechanismus ein Kontrollsystem einschließt, das dazu dient, mindestens einen Teil der oben erwähnten Verabreichungsmuster, Initiierung von Behältern oder Patronen, Selbststeuerung oder Überwachung und mögliche Aufzeichnung der durchgeführten Operationsstufen durchzuführen. Solche Systeme sind im Stand der Technik bekannt und beispielhaft in der US 4 529 401 beschrieben und können auf eine Vielzahl von Arten konzipiert werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Kontrollsystem mindestens einen Teil des Sensorsystems antreibt und überwacht und die daraus erhaltenen Daten verarbeitet.
Der Proximitätssensor
Allgemein
Im Einklang mit dem Zweck, eine geeignete Position sicherzustellen, ist das Objekt das Injektionsziel, z.B. der Patient oder das Tier, welcher bzw. welches die abgegebene oder injizierte Zubereitung empfängt. Um dieses zu erreichen, ist es bevorzugt, dass der Sensor so positioniert wird, dass seine Position relativ zum vorderen Ende der Nadel gegeben ist. Es bringt Vorteile mit sich, die Erfindung im Zusammenhang mit Injektionsvorrichtungen mit einer gegebenen räumlichen Beziehung zwischen dem Vorderende der Nadel und dem Gehäuse zu verwenden. Die Nadel kann dabei noch beweglich in Bezug auf das Gehäuse sein, z.B. mit Nadelexposition und -retraktion, so wie es in Autoinjektoren üblich ist, oder einfach für den Zugang zur Nadel oder ihrer Abdeckung oder zur Einstellung der Penetrationstiefe, aber dann wird sie normalerweise auf eine vorbestimmte und vorhersehbare Art geführt. In diesen Fällen der Anordnung der Nadelvorderseite auf dem Gehäuse kann der Sensor an dem Nadelvorderende angeordnet werden. Vorzugsweise ist der Sensor in Bezug auf das Gehäuse fixiert. Die Erfindung ist mit Erfolg in Verbindung mit Injektoren auf Nadelbasis verwendet worden, wo die Lage aus den in der Einleitung diskutierten Gründen kritisch ist. Die hier gegebene Sensorposition soll nicht ausschließen, dass der Sensor selbst bewegliche Teile, wie im Fall eines Schalters, umfasst.
Die Sensorrichtung fällt mit der Injektionsrichtung zusammen.
Sensortyp
Die Auswahl des Sensortyps wird durch zahlreiche Umstände, wie den Sensorzweck, die Natur des Objekts und den Typ des Ziels, die weitere Signalverarbeitung, räumliche Überlegungen, verfügbare Energie, etc. diktiert. Allgemein geeignete Sensorprinzipien und -komponenten sind bekannt und können so wie sie sind oder mit Anpassungen im Design für die vorliegenden Zwecke verwendet werden.
Es mag wünschenswert sein, kontaktfreie Sensoren zu verwenden, die in der Lage sind, das Vorhandensein oder die Nähe zu einem Objekt auch mit einem Sensor in einer Entfernung von dem Objekt zu detektieren, z.B. um eine freie Positionierung in Bezug auf andere Vorrichtungsteile und Beschränkungen zu gestatten, um Operationszugang in begrenzten Räumen zu erhalten, um eine Kontamination des Sensors zu verhindern, um einen fragilen Sensor vor Beschädigungen zu schützen, um die Sensorfunktion an einen andernfalls kontaktfreien Injektortyp, z.B. vom Flüssigkeits-Spritzdüsen-Typ oder Pulverkanonen-Typ, anzupassen. Sensortypen für diesen Zweck können z.B. auf Hitze-, IR- oder Radio-Detektion basieren. Übliche Komponenten können verwendet werden, wie unter anderem beispielsweise Thermistoren, Thermoresistoren, IR-Empfänger, usw., wobei die Komponenten als solche oder die damit verknüpften elektronischen Schaltkreise auf eine bestimmte Target-Temperatur, z.B. die Temperatur der Körperoberfläche, eingestellt werden können. Bei Verwendung eines Transmitters, z.B. Radiostrahlung, IR oder Ultraschall, kann ein Empfänger so eingestellt werden, dass er ein Signal bei einem bestimmten Abstand auf der Basis von Amplitude, Frequenz, Phase oder Abschirmung, die durch das Ziel beeinflusst werden, liefert. Eine bevorzugte Methode ist die kapazitive oder induktive Detektion, die einfach, verlässlich und sowohl auf den Targettyp und die -entfernung eingestellt werden kann. Das gewünschte Signal kann von einer Veränderung in der Kapazität oder dem elektromagnetischen Feld abgeleitet werden, wenn dieser bzw. dieses durch das Target beeinflusst werden. Sämtliche der erwähnten Methoden können das Vorhandensein eines Objekts durch die Änderung des entsprechenden Parameters detektieren und auch das gewünschte elektromagnetische Signal bereitstellen, das durch Verwendung existierender und handelsüblicher Komponenten erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist auch Teile auf, die sich in Kontakt mit dem Objekt befinden, d.h. eine Buchse bzw. Manschette oder eine beliebige andere Abstandshalterstruktur zum Zwecke der Stabilisierung der Vorrichtung während der Injektion, wobei die Struktur in diesem Fall nicht vorhanden sein muss, um das Proximitätssignal zu liefern. Falls erwünscht, können die oben erwähnten Sensortypen auch in direktem Kontakt mit dem Objekt eingesetzt werden, entweder um auf zusätzliche Strukturen verzichten zu können, oder um zusätzliche Kontakthilfe zu schaffen.
Der Kontakt zwischen dem Injektor und dem Objekt ist erforderlich, wenn die Zubereitung in das Objekt durch einen Kanal, wie eine Nadel, Kanüle oder ein Infusionsröhrchen eingeführt werden soll. Wie angedeutet, ist es in vielen Situationen wünschenswert, einen zusätzlichen Kontakt zwischen dem Injektor und dem Objekt zu schaffen, z.B. um die Vorrichtung während der Injektion zu stabilisieren, um den Operateur durch Ablage der Vorrichtung auf dem Objekt oder sogar durch Anheften der Vorrichtung an das Objekt zu entlasten, um die Haut eines Patienten an der Injektionsstelle zu komprimieren oder zu strecken, um den Patienten von dem durch die Penetration verursachten Schmerz abzulenken, usw. Jeder der oben erwähnten Proximitätssensoren, die aus der Entfernung arbeiten, können auch in Kontakt mit dem Objekt, mit oder ohne einen vorstehenden Teil, wie beschrieben, verwendet werden. Im Falle des Kontakts kann der Sensor vorzugsweise in Form eines Kontaktsensors ausgestaltet werden. Der mechanische Kontakt kann z.B. als Druck registriert werden, der zwischen dem Sensor und dem Objekt ausgeübt wird, wenn die Teile die gewünschten vorbestimmten Relativpositionen zueinander haben, wobei das Verfahren auch so angepasst werden kann, dass es nur dann anspricht, wenn ein vorbestimmter Kontaktdruck vorliegt, z.B. durch richtige Injektion oder als Sicherheitsmaßnahme gegen Rückstoßkräfte. Der Sensor kann ein Messumformer für den wahren Druck, eine piezoelektrische Vorrichtung oder einen Schalter, vorgespannt mit beispielsweise mechanischen Mitteln, wie einem Federkraft- oder nachgebenden Schnappverschluss, umfassen. Die Druckregistrierung muss nicht große Bewegungen in irgendeiner Sensorkomponente involvieren. Der Kontakt kann alternativ als Verschiebung eines beweglichen Teils, der durch ein Objekt bei relativer Bewegung dazwischen hervorgerufen wird, registriert werden. Das Registrieren durch Verschieben kann einfach gestaltet werden und erfordert nur geringe Kräfte. Die Verschiebung kann ihrerseits als solche registriert werden, z.B. als ein in einer Spule durch die Bewegung induzierter Strom, der zusätzlich ein Geschwindigkeitssignal liefern kann. Erfindungsgemäß wird die Verschiebung als Stelle des beweglichen Teils registriert, wenn es sich in der kritischen Position befindet, was mit jedem Druckdetektor erfolgen kann, aber erfindungsgemäß wird ein schalterartiger Detektor verwendet. Jeder Schaltertyp kann eingesetzt werden, z.B. auf der Grundlage von optischer Detektion des beweglichen Teils in der kritischen Position, z.B. durch ein photoelektrisches Element oder einen IR-Transmitter und -Empfänger. Konventionelle mechanische Schalter können verwendet werden, die bewegliche Kontaktoberflächen aufweisen, z.B. Standard-Mikroschalter oder anwendungsspezifische Designs mit durch das bewegliche Teil offenen oder geschlossenen Kontaktmitteln. Aus Zuverlässlichkeitsgründen ist es bevorzugt, Schalterelemente zu verwenden, die indirekt in der Schalterposition beeinflusst werden, z.B. Hall-Elemente oder Zungen-Elemente, die durch einen Magneten beeinflusst werden, oder Relay-Elemente, die durch einen Induktionsstrom durch die Bewegung beeinflusst werden, und insbesondere solche, die verkapselt sind. Die Verschiebung kann nur ein Signal in der gewünschten Endposition liefern, was für viele Zwecke ausreichend ist, sie kann jedoch auch Signale entlang des Weges, entweder kontinuierlich oder an mehreren diskreten Stellen liefern, um z.B. die richtige Verwendung der Vorrichtung zu überwachen, oder zur einstellbaren Proximitätserfassung. Die Verschiebung des beweglichen Teils ist typischerweise größer als bei der Registrierung des Drucks, also mindestens 1 mm, vorzugsweise mindestens 2 mm und am meisten bevorzugt mindestens 4 mm.
Unabhängig von dem verwendeten Sensortyp kann der Sensor auf der Abgabevorrichtung als zusätzliche Komponente zu den für andere Zwecke erforderlichen vorgesehen werden. Es ist jedoch bevorzugt, die Strukturen für andere Zwecke und zusätzliches Sensorvermögen anzupassen, was am einfachsten mit Kontaktsensoren erfolgt. Oftmals ist es bevorzugt, den Sensor mit einem mit dem Vorrichtungskreis assoziierten Teil anzuordnen. Im Falle der kontaktfreien Abgabe, wie in Flüssigkeitsspritzdüsen, Pulverschussvorrichtungen, Sprays, Inhalatoren, usw. umfassen solche Vorrichtungen oft ein Führungs- oder Orientierungsteil für den Kontakt mit dem Objekt, wie eine Buchse oder Manschette oder eine Austrittsöffnung zur allgemeineren Verwendung oder ein Teil, das dem spezifischen Target-Organ angepasst ist, wie ein Mundstück, ein Augenbecher, usw. und es mag wünschenswert sein, den Sensor mit solchen Teilen zu verbinden. Ähnliche Teile können auch vorhanden sein und verwendet werden, wenn Abgabevorrichtungen mit Kontaktleitungen zu dem Objekt verwendet werden, hier wird jedoch vorzugsweise der Sensor mit diesen Leitungskomponenten verbunden, z.B. durch Einbeziehung von Röhrchen, Nadeln oder Kanülen. Erfindungsgemäß wird eine bewegliche Abdeckung über eine Nadel zur Einführung in ein Objekt verwendet, wobei die Abdeckung in Verbindung mit der Nadeleinführung zurückgezogen wird. Die Abdeckung kann vorhanden sein, um die Nadel gegen Beschädigung oder Kontaminierung zu schützen, um den Anwender vor einem versehentlichen Stich zu schützen oder die Nadel vor einem Patienten zu verbergen, um Angst zu reduzieren. Vorteilhafterweise ist der Sensor mit einer Abdeckung verbunden, so dass der Sensor auf eine bestimmte Art ein Signal in Erwiderung auf die Bewegung der Abdeckung liefert, so dass ein unterscheidbares Signal bei geeigneter Penetration der Nadel empfangen wird. Die Vorteile sind am meisten ausgeprägt, wenn das Gehäuse angefasst und für die Leitungspenetration verwendet wird, was üblicherweise der Fall ist bei Selbstverabreichung durch den Patienten und was normalerweise erfordert, dass die Leitung in Bezug auf das Gehäuse in allen Richtungen mit Ausnahme der axialen fixiert ist, indem eine Beweglichkeit, z.B. durch Autopenetration oder Entfernung des Nadelschutzes, beibehalten werden kann, aber in den meisten Fällen wird die Leitung auch in der axialen Richtung fixiert. Die Erfindung ist mit Vorteil mit einem Sensor mit einer beweglichen Nadelabdeckung für einen Injektor verwendet worden.
Bei allen beschriebenen Sensoranordnungen sollte der Sensor so positioniert werden, dass eine detektierbare Signaländerung erhalten wird, wenn der kritische Teil der Vorrichtung, welcher einen Bezugspunkt bildet, die gewünschte Position in Bezug auf das Target-Objekt erreicht hat. In Fällen des Nicht-Kontakts zwischen der Leitung und dem Objekt kann dies eine für die Verabreichung der Zubereitung geeignete Entfernung sein, entweder für eine konzentrierte Verabreichung für die Penetration oder für einen Flüssigkeitsstrahl oder als verteilte Verabreichung, wie bei einem Spray. Der Sensor kann ein Drucksensor für ein Teil sein, das gegen das Objekt in der geeigneten Position gestellt ist, oder ein Verschiebungssensor, der z.B. auf einer Unterlage, die eine Auslassöffnung oder einen einfachen Vorderschalter zum Vorschein bringt. Zur Penetration der Leitungen kann der Sensor ein Drucksensor sein, der so platziert wird, dass der durch das Objekt bei vorbestimmter Penetrationstiefe, z.B. an der Basis einer Nadel oder Kanüle, eingeschaltet bzw. aktiviert wird, oder ein Verschiebungssensor für eine Abdeckung, wie beschrieben, mit einer Signaländerung bei vorbestimmter Verschiebung der Abdeckung, d.h. durch einen Schalter an dem gewünschten Punkt.
Die Sensormessrichtung gemäß der Erfindung ist in Vorwärtsrichtung in Bezug auf die Nadel. Eine einzige Sensorrichtung kann bei den meisten Anwendungen ausreichend sein, obwohl die Verwendung von mehreren Sensoren benutzt werden kann, um die Position in anderen Dimensionen zu fixieren, z.B. von zwei Sensoren zur Bestimmung der Orientierung in einer vorgegebenen Ebene oder von drei Sensoren zur Bestimmung der Orientierung in allen drei Dimensionen, z.B. zum Betrieb der Vorrichtung in einem Hohlraum.
Signalverwendung
Das von dem Sensor empfangene Signal liegt in der Form eines elektromagnetischen Signals vor, das für die Proximitätsdaten, wie beschrieben, repräsentativ ist, oder wird dazu transformiert. Das elektromagnetische Signal kann auf elektromagnetischer Strahlung, wie ein optisches Signal, beruhen, ist aber vorzugsweise ein elektrisches Signal. Viele geeignete Komponenten für die Verwendung als Sensoren sind so konzipiert, dass sie einen Signaloutput liefern können, aber ansonsten in einem Kreis zur Sicherung eines Outputs insertiert sind. Jegliche inhärente, integrale oder separate Anordnungen dieser Art können als Umwandler für den Sensorausgang in ein elektromagnetisches Signal angesehen werden. Das so empfangene oder transformierte elektromagnetische Signal wird ganz allgemein in einem Prozessor zur Erzeugung eines Kontrollsignals verarbeitet. Das Kontrollsignal wird seinerseits verwendet, um die funktionale und operationale Komponente der Vorrichtung zu steuern. Die operationale Komponente kann jeglicher Art sein, obwohl einige typische Beispiele unten angegeben werden. Das Kontrollsignal kann jedweder Natur sein, wie mechanisch, optisch, usw., in Abhängigkeit von seiner weiteren Verwendung, es ist jedoch vorzugsweise ein elektrisches Signal.
Das Kontrollsignal kann verwendet werden, um dem Anwender eine Nachricht zu übermitteln, d.h. den Anwender vor einer falschen Stelle zu warnen oder ihn darauf hinzuweisen, bevor die Vorrichtung zur Abgabe aktiviert wird. Die Nachricht kann ein Ton, ein durch Fühlen empfindbares Signal, wie Vibration, ein visuelles Signal in Form einer Warnlampe oder eine kompliziertere Nachricht auf einem Display, usw. oder eine Kombination solcher Nachrichten sein.
Vorzugsweise wird das Kontrollsignal verwendet, um die Grundfunktion der Vorrichtung gegenüber den von dem Bediener vorgenommenen Handlungen zu kontrollieren bzw. zu steuern. Das Kontrollsignal kann verwendet werden, um, in Abhängigkeit von der geeigneten bzw. richtigen Proximitätsbedingung, die Vorrichtung zu aktivieren oder deaktivieren. Die Aktivierung/Deaktivierung kann durch eine elektromechanische Verknüpfung erfolgen, wie durch eine Relay-Vorrichtung, welche eine mechanische Funktion, z.B. einen Kolbenstangen- oder Pumpenmechanismus blockiert. Besser ist die Verwendung dieser Funktion in Verbindung mit Vorrichtungen mit mindestens einigen Automatisierungsmitteln zum Betrieb der Vorrichtung, wie ein Elektromotor, dessen Betrieb durch das Kontrollsignal bestimmt werden kann. Noch besser ist es, wenn die Vorrichtung weiter Prozessormittel zur Steuerung der Motormittel einschließt, z.B. um eine richtige Patronensteuerung, Initiierung, Abfolge von Aktionen, Dosierung, Feedback von Administrationsdaten etc. sicherzustellen, wobei in diesem Fall das elektromagnetische Signal dem Prozessor zur weiteren Flexibilität zugeführt werden kann, z.B. um dem Prozessor zu gestatten, ein Motoraktivierungs-Steuerungssignal nur dann abzugeben, wenn die Proximitätsbedingung erfüllt ist oder nur dann, wenn die oben erwähnten Initiierungsstufen richtig abgeschlossen worden sind oder der richtige Zustand positiv in einem Selbststeuerungsprogramm verifiziert worden ist. Eine vorhandene Prozessoreinheit kann hier als Prozessor zwischen dem elektromechanischen Signal und dem Kontrollsignal fungieren.
Das Kontrollsignal kann weiterhin verwendet werden, um die Vorrichtung tatsächlich zu betätigen, d.h. sobald der Sensor die vorbestimmte Proximitätsbedingung signalisiert, startet eine automatische Funktion. Was den gerade beschriebenen Aktivierungs/Deaktivierungszustand anbetrifft, so kann die Auslösefunktion für rein mechanische Betriebsmittel über einen elektromagnetischen Freisetzungsmechanismus, besser zusammen mit einem Elektromotor und am meisten bevorzugt mit einer Prozessor-gesteuerten Automatisierung in der Vorrichtung verwendet werden.
Die tatsächlich aktivierten oder ausgelösten Operationen können von unterschiedlicher Natur sein. Vorzugsweise wird mindestens die Injektion beeinflusst, in Vorrichtungen zur multiplen Dosierung vielleicht unter Einschluss mechanischer, aber vorzugsweise elektrischer Steuerung der abgegebenen Dosis. In Vorrichtungen vom Autoinjektor-Typ kann der Autopenetrationsschritt auch beeinflusst werden, vorzugsweise so, dass die Folge von Autopenetration und Autoinjektion gesteuert wird, möglicherweise mit einem letzten Schritt des Zurückziehens der Nadel. Autoinjektoren sind bekannt, die entweder auch während der Penetrationsphase die Zubereitung abgeben oder die die Injektion erst nach vollständiger Penetration ermöglichen, und die Erfindung ist mit beiden Betriebsarten kompatibel. Im Falle von Patronen mit mehreren Kammern mit Überfließ- oder Beipassanordnungen, die an sich bekannt sind, kann das Injektionsverfahren die Injektion verschiedener Zubereitungen in Folge umfassen, wie eines Anästhetikums und danach eines Wirkstoffs oder einer aktiven Komponente, gefolgt von einer Komponente zur Spülung.
Wenn der kritische Proximitätswert einstellbar gemacht wird, entweder elektronisch in dem Prozessor, z.B. durch Auswahl verschiedener elektromagnetischer Signale aus diskreten oder kontinuierlichen Outputs, oder mechanisch, z.B. durch Beweglichmachen des Sensors relativ zu dem Gehäuse, nimmt die Anwendungsflexibilität weiter zu. Die Vorrichtung kann an verschiedene Leitungscharakteristiken, z.B. Nadellängen, Verbindungsstücke und Aufbau, und an verschiedenen Injektionstiefen, z.B. den Gewebetyp, wie subkutan, intravenös, Fett oder Muskel, angepasst werden. Die Vorrichtung kann auch an die lokalen Bedingungen der Objekt-Targetlage angepasst werden, wie die notwendige lokale Penetrationstiefe für den Target-Gewebetyp, was manuell durch einen fachmännischen Operateur oder automatisch erfolgen kann, falls die Vorrichtung in einer bekannten Weise mit Mitteln zur Unterscheidung unterschiedlicher Targettypen, z.B. basierend auf der Penetrationskraft oder dem Injektionsdruck-Rückstoß, ausgerüstet ist.
Der Sensor kann verschiedene unterscheidbare elektromagnetische Signale für verschiedene Proximitätswerte liefern, wiederum als kontinuierliches Signal von einem Nicht-Kontaktsensor oder einem Kontaktsensor mit einem verschiebbaren Glied, welches kontinuierliche oder multiple diskrete elektromagnetische Signale entlang seines Wegs liefert. Nunmehr können fortgeschrittenere Verabreichungsmuster durch den Sensor unterstützt werden, z.B. Abgabe vorprogrammierter Mengen oder Komponenten im Fall von Vorrichtungen mit mehreren Kammern, in verschiedenen Tiefen, oder eine kontinuierliche Ausbreitung bzw. Verteilung eines größeren Volumens über einen Bereich von Penetrationstiefen.
Das elektromagnetische Sensorsignal kann vorzugsweise durch den Prozessor nicht nur hinsichtlich des absoluten Abstandswerts sondern auch hinsichtlich der Änderung des Abstandswerts über die Zeit verarbeitet werden, um weitere wertvolle Information zu liefern. In Verbindung mit einer gegebenen Penetrationskraft oder einer Injektions-Rückstoßkraft können die Daten auf die Natur des Objekts schließen lassen, z.B. auf den Gewebetyp oder auf eine falsche Anwendung, z.B. einen Schlag oder einen Stoß, anstelle der richtigen Penetration, oder einen Weg anzeigen, um den Anwender zu einer solchen vorbestimmten geeigneten Insertionsgeschwindigkeit zu führen.
Sämtliche der oben genannten Anwendungen des Sensorsignals werden durch das Vorhandensein von mindestens einigen elektromechanischen Mitteln in der Vorrichtung erleichtert, die nachstehend weiter beschrieben werden.
Signalverarbeitung
Im Allgemeinen sollte für die volle Einsetzbarkeit der Vorrichtung diese mit einer geeigneten Elektronik kombiniert werden, um die aktiven Elemente des Sensors anzusteuern bzw. zu betreiben und das elektromagnetische Signal daraus zu extrahieren. Die Prozessorelektronik sollte zumindest in der Lage sein, den Sensoroutput zu detektieren, entweder zur Extraktion von kontinuierlichen oder diskreten Daten, und sie über das Kontrollsignal zum Einsatz bringen, z.B. auf einen der als Beispiele angegebenen Arten, wobei der Prozessor für diese Zwecke das elektromagnetische Signal zumindest an eine Betriebskomponente adaptieren und/oder übersenden kann. Die bevorzugte Signalverarbeitung wird nachstehend beispielhaft erläutert.
Gemäß der Erfindung ist das Signal von dem Sensor ein einfaches einzelnes An/Aus-Signal, das von einer schalterartigen Sensorkomponente empfangen wird und das für viele Zwecke ausreichend sein kann, z.B. für einen einfachen Auslöse- oder Aktivierungsbefehl. Ein quasi-kontinuierliches Signal kann z.B. von mehrfachen An/Aus-Schaltern z.B. entlang eines Verschiebungsweges oder Niveaus mechanischen Druckwiderstands empfangen werden. Ein wahres kontinuierliches Signal kann von vielen Sensoren empfangen werden, wie von den erwähnten Nicht-Kontakttypen, von Druckumwandlern, piezoelektrischen Vorrichtungen oder Bewegungsmeldern auf Drossel- und Magnetbasis. Beispiele für die Verwendung dieser Antworten sind unter den vorhergehenden Überschriften gegeben worden.
Ein einfaches An/Aus-Signal kann als ein solcher Schalter verwendet werden, z.B. in einem einfachen, den Motor aktivierenden Schaltkreis, oder als analoges, aber vorzugsweise digitales Eingangssignal bei einer aufwändigeren Verarbeitung zur Automatisierung oder Steuerung. Ein quasi-kontinuierliches Signal kann in ähnlicher Weise für jeden der Mehrfachschalter mit unabhängigem Schaltkreis verwendet werden, um eine Unterscheidung dazwischen zu ermöglichen, oder als kontinuierliches Signal mit einer Frequenz von An/Aus-Pulsen, wenn die Schalter parallel angeordnet sind. Ein wirklich kontinuierliches Signal enthält noch mehr Information und kann auf andere Art als das An/Aus-Signal behandelt werden.
Obwohl sämtliche der Signaltypen in einer einfachen Art und Weise verwendet werden können, gibt es einige Vorteile bei der Verwendung des Signals auf komplexere Weise. Zuerst kann von dem Signal mehr Information für den Anwender entnommen werden. Zweitens kann die Signalinformation verwendet werden, um Zufallsfaktoren bei der Antwort der Vorrichtung zu kompensieren, um ein verlässlicheres, verarbeitetes Signal zu extrahieren. Drittens können vorherige Hardware-Merkmale durch Software ersetzt werden, z.B. um eine kleinere oder einfachere Vorrichtung zu erlauben.
Dementsprechend kann der Sensoroutput direkt oder indirekt hinsichtlich seines Signals, z.B. Amplitude, gegenüber einer variablen Funktion überwacht werden und die Funktion vor einer darauf beruhenden Aktivität verarbeitet werden. Die Variable kann Entfernung sein und eine Funktion in Abhängigkeit von der Entfernung liefern, z.B. wenn eine Bewegung als solche überwacht werden soll, vorzugsweise ist die Variable jedoch die Zeit und bildet eine Funktion des Signals in Abhängigkeit von der Zeit. Die erhaltene Funktion kann als kontinuierlich behandelt werden, es ist jedoch bevorzugt, dass Werte von dem Ausgang der Vorrichtung gesammelt werden, was mit einer bestimmten Frequenz zu unregelmäßigen, aber vorzugsweise regelmäßigen Zeitintervallen erfolgen kann. Die Erfassung kann auf verschiedene bekannte Arten erfolgen. Das Erfassen kann digital sein, in dem Sinn, dass die Amplitude mit einem Referenzniveau verglichen wird und entweder auf eine binäre 1 oder eine binäre 0 eingestellt wird, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Amplitude über oder unter dem Referenzniveau liegt, das variierend sein kann, vorzugsweise aber fixiert ist. Im Allgemeinen ist eine Analog-Erfassungsmethode unter anderen zur Extraktion von Mehrinformation aus den Rohdaten bevorzugt, bei der der Funktions-absolute Amplitudenwert wiederholt registriert wird. Der Analogwert kann in einem Analogprozessor verarbeitet werden, es ist jedoch am meisten bevorzugt, den Wert in eine digitale Form umzuwandeln und ihn in einem digitalen Prozessor zu verarbeiten. Das Signal kann in einer an sich bekannten Weise gefiltert werden, um bestimmte Frequenzbereiche oder Rauschen zu entfernen.
Die Funktionswerte können gespeichert und zu jeder Zeit und mit jeder Geschwindigkeit verarbeitet werden, aber bei den meisten Anwendungen ist eine Echtzeitverarbeitung im Allgemeinen bevorzugt, die einiges Speichern der Werte erfordern, um zu einer gegebenen Zeit simultan verarbeitet zu werden. Es ist bevorzugt, dass die Verarbeitung mindestens zwei, vorzugsweise drei und am meisten bevorzugt ein Mehrfaches an Funktionswerten zu einem Zeitpunkt beinhaltet. Die Verarbeitung kann in jeder bekannten Art eines analogen oder digitalen Prozessors erfolgen, der vorzugsweise einen Mikroprozessor, wie einen Standardmikroprozessor, oder einen Anwendungs-spezifischen integrierten Schaltkreis umfasst.
Die Verarbeitung kann so erfolgen, dass jede Art von Orts-Information gegenüber Zeit-Information zur Aufzeichnung oder sofortiger Aktion zu jedem der beispielhaft erwähnten Zwecke extrahiert wird. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Verarbeitung zusätzlich dazu dient, das Rohsignal aus der Vorrichtung zu modifizieren, um es für den beabsichtigten Zweck zuverlässiger zu machen, und einige dieser Modifikationen werden beispielhaft erläutert.
Die Verarbeitung kann ein Analoges zu einer physikalischen Dämpfung der Vorrichtung oder der Sensorbewegung leisten. Bei kontinuierlichen Ruhestellungen kann dies z.B. erreicht werden, indem bestimmte Frequenzen herausgefiltert, Bewegungen um einen Gleichgewichtspunkt ausgemittelt oder eine Regressionskurve extrapoliert wird bzw. werden. In diskreten Ruhestellungen kann ein ähnliches Ergebnis auf einer verzögerten oder wiederholten Kon trolle auf Amplituden, die einer stabilen Ruhestellung entsprechenden Position entsprechen, basieren.
Die Verarbeitung kann die Kalibrierung der Vorrichtung leisten, z.B. durch Aufzeichnung des aktuellen Outputs der Vorrichtung bei definierten Bedingungen, entweder statisch, z.B. für diskrete Stellungen, oder dynamisch für kontinuierliche Bewegungen, und/oder der Antwort der Vorrichtung auf verschiedene Störungen, z.B. in Bezug auf die Änderungen der Betriebsbedingungen, Umgebungsbedingungen etc.
Die Verarbeitung kann ein Analoges zur Bereitstellung physikalischer Hysterese für Bewegungen der Vorrichtung leisten, z.B. indem ein bestimmter Grad an Amplitudenänderung für das Aussenden eines Signals, entsprechend der Änderung von einer Position zu einer anderen, z.B. zur Unterdrückung von Frequenzschwankungen um einen Gleichgewichtspunkt, liefern.
Unabhängig davon, welche Prinzipien zur Signalverarbeitung angewandt werden, gibt es einige Möglichkeiten von speziellem Wert in dem vorliegenden Zusammenhang. Im Gegensatz zu mechanischen Lösungen sollte die Signalverarbeitung vorzugsweise eine Art von Reversibilität beim Betrieb liefern, d.h. nach dem Auslösen einer Operationsfolge, vielleicht auf Grundlage des Sensorzustands, sollte die Sequenz durch einen vorgeschriebenen Signalzustand von dem Sensor beeinflusst werden. Wenn z.B. das Sensorsignal anzeigt, dass die Position für die vorliegende Operationsphase, wie die Penetration oder Injektion, nicht mehr geeignet ist, sollte die Vorrichtung wenigstens ein Kontrollsignal abgeben können, das den Anwender warnt und ihn in die Lage versetzt, entsprechende Korrekturmaßnahmen durchzuführen, vorzugsweise die Operationsphase unter Beibehaltung der abgeschlossenen Korrektur anzuhalten und vorzugsweise auch eine erneute Berechnung oder Umprogrammierung des Prozessormittels zur Abgabe einer komplementären Dosis oder zusätzlichen Dosis, vielleicht abhängig von der kommenden Zeitverzögerung, bei der folgenden Injektion durchzuführen.
Der praktische bzw. bequeme Gebrauch der Reversibilitätseigenschaft bzw. -funktion würde auch von dem oben erwähnten Hysteresemerkmal profitieren, d.h. die Vorrichtung sollte einige Toleranzen zwischen dem Aktivieren und Desaktivieren oder der Operation und Umkehr gestatten. Dieses Merkmal kann durch ein wie oben beispielhaft erläutertes Signalverarbeitungsmittel bereitgestellt werden, aber auch durch ein Sensordesign, z.B. indem einem schalterartigen Sensor Kontaktoberflächen der gewünschten Länge gegeben werden oder durch einen bistabilen Schalter oder mit einer mechanischen Vorspannung, der einen gewissen inaktiven Druckbereich aufweist.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung auch mit Automatisierungs- oder Prozessormitteln ausgerüstet, die auf den Sensorausgang nur in einem vorbestimmten Fenster in der Operationssequenz antworten, z.B. nach einer richtigen Patronenidentifizierung, dem Mischen, der Entlüftung, Verzögerung, Dosiseinstellung etc. Das Mittel kann auch auf einen Sensoroutput antworten, der bestimmten charakteristischen Kriterien genügt, z.B. Änderungsgeschwindigkeit, fortge setzte stabile Änderung oder Wiederholung der Änderung, um zwischen einem richtigen und einem falschen Zustand, unabsichtlicher oder absichtlicher Antwort bzw. Bestätigung zu unterscheiden.
Hardware
Das erfindungsgemäße Sensorsystem ergibt auch in vollständig manuell betriebenen Abgabevorrichtungen oder in mechanisch betriebenen Vorrichtungen, wie manuell aufgezogenen Federsystemen, Vorteile, z.B. wenn das Sensorsignal zum Zwecke der Alarmierung, Anzeige und Signalerhebung verwendet wird. Es ist bereits erwähnt worden, dass das Sensorsignal vorzugsweise in automatisierten Vorrichtungen eingesetzt wird, wobei zu diesem Zweck die Vorrichtung ein Betätigungsmittel aufweisen sollte, das mindestens eine elektromechanische Vorrichtung mit Mitteln zum Speichern von Energie, wie eine Batterie, für Betriebszwecke aufweist. Die Verbindung zwischen dem Sensor und der elektromechanischen Vorrichtung kann von verschiedener Art sein. Das Sensorsignal kann ein einfacher Schalter sein, welcher direkt die elektromechanische Vorrichtung beeinflusst. Um die beschriebenen zusätzlichen Funktionen zu ermöglichen, kann eine komplexere Verbindung erforderlich sein, entweder ein fest verdrahteter Schaltkreis mit diskreten Komponenten oder vorzugsweise ein allgemeines Prozessormittel, wie ein Allzweckmikroprozessor, oder ein Anwendungs-spezifischer integrierter Schaltkreis.
Die elektromechanische Vorrichtung kann jede Vorrichtung sein, die durch ein elektrisches Mittel zur Erzeugung einer mechanischen Kraft beeinflusst werden kann. Die elektromechanische Vorrichtung kann ein Relay oder eine Vorrichtung vom Solenoid-Typ oder vorzugsweise ein Elektromotor sein. Vorzugsweise wird mindestens der Pumpmechanismus durch das elektromechanische Mittel bzw. die elektromechanische Vorrichtung gesteuert oder beeinflusst. Vorzugsweise sind auch andere Funktionen durch elektrische Mittel, Penetrationsmittel mit möglichen Rückstellmitteln steuerbar. Aus Gründen der Einfachheit müssen diese zusätzlichen Einrichtungen keine eigenen elektromechanischen Antriebsmittel aufweisen, sondern können durch mechanische Mittel, wie Federn, die manuell gespannt sind, oder durch einfache elektromechanische Mittel betrieben werden. Aus Gründen der höchsten Flexibilität sollte jedoch für solche zusätzlichen Funktionen mindestens ein elektromechanisches Betätigungsmittel, z.B. Solenoide, vorhanden sein.
Zusammenfassung der Zeichnungen
Die 1A und 1B illustrieren schematisch eine bevorzugte Vorrichtung mit einem Sensor in Form einer abnehmbaren bzw. verschiebbaren Nadelabdeckung, wobei die 1A und die 1B die Abdeckung in vorgeschobener bzw. zurückgezogener Stellung zeigen.
Die 2A, 2B und 2C illustrieren schematisch einen Schaltkreis mit Schaltern, welche zwischen zwei verschiedenen Nadelschutzvorrichtungen kooperieren.
Die 3A und 3B zeigen in zwei Ansichten ein bevorzugtes Design für eine Nadelabdeckung unter Verwendung der in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Prinzipien.
Die 4A bis 4D illustrieren schematisch alternative Schaltelemente.
Beschreibung der Zeichnungen
Die 1A und 1B illustrieren schematisch eine bevorzugte Vorrichtung mit einem Sensor, welcher eine verschiebbare bzw. entfernbare Nadelabdeckung aufweist. Die Vorrichtung wird im Allgemeinen mit 1 bezeichnet und umfasst ein Gehäuse 2, einen spritzenartigen Container bzw. Behälter 3 mit einem vorderen Ende mit einer Injektionsnadel 4 und einer rückwärtigen Öffnung mit einem darin eingeschobenen Kolben 5. Der Kolben wird durch einen Stempel 6 bewegt, welcher durch einen Elektromotor 7 betrieben wird. Über der Nadel 4 ist eine Abdeckung 8 angeordnet, und zwar coaxial mit der Nadel und axial entlang der Nadel verschiebbar, so dass die Nadel durch das Loch 9 in der Frontabdeckung exponiert werden kann. An der Abdeckung befestigt oder integral damit verbunden ist eine Struktur 10, die so angepasst ist, dass sie das Schaltelement 11 an dem Gehäuse 2 betätigen kann. In 1A befindet sich die Abdeckung 8 in ihrer vordersten Position und schirmt die gesamte Nadel 4 ab, wobei die Abdeckstruktur 10 mit dem Schalter 11 entkoppelt ist. In 1B ist die Vorderseite der Vorrichtung 1 gezeigt, wenn sie in Kontakt mit einem Objekt 12 gebracht wird, was bewirkt, dass sich die Abdeckung zu einer rückwärtigen Stellung zurückbewegt, in der die Nadel in das Objekt eingedrungen ist, und die Struktur 10 ist mit dem Schalter 11 gepasst bzw. gekoppelt. Vorzugsweise kann die Abdeckung durch eine Feder (nicht gezeigt) zu der vordersten Stellung, welche in 1A gezeigt ist, geneigt bzw. gezogen werden. Vorzugsweise kann die Struktur 10 ein kleiner Magnet sein, der in eine Abdeckung aus Kunststoffmaterial eingeschmolzen ist, und der Schalter 11 kann eine Komponente sein, die in Erwiderung auf ein magnetisches Feld öffnet und schließt, wie ein Zungenschaltelement, welche bzw. welches ein An-/Aus-Signal in einem Stromkreis liefert. Es ist klar, dass die beschriebene Anordnung einen Proximitätssensor bildet, indem eine Zustandsänderung erzeugt wird, wenn die Abdeckung durch das Objekt 12 in eine rückwärtige Position verschoben worden ist, in der der Schalter 11 durch die Struktur 10 beeinflusst wird. Der Schalter 11 ist in Bezug auf sowohl das Gehäuse 2 und die Nadel 4 fest angeordnet, somit weist die gemessene Proximität eine vorbestimmte Beziehung zu diesen Teilen auf, und zwar hier mit einer gegebenen Penetrationstiefe für die Nadel. Klar ist auch, dass die Zustandsänderung inhärent in ein elektromagnetisches Signal umgewandelt wurde und zwar hier in der Form eines An-/Aus-Signals, das über die Verbindung bzw. Leitung 13 übertragen wird. Das Signal kann so wie es ist verwendet werden, wie das durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet ist, z.B. um direkt den Motor 7 zu aktivieren, vorzugsweise wird das Signal auf aufwändigere Weise verarbeitet, was durch die durchgezogene Linie angedeutet ist, die zu einem speziellen Prozessor 15 führt. Der Prozessor 15 kann einer von denjenigen sein, die vorher in der Beschreibung als Beispiele erwähnt wurden und die als Beispiel gegebenen Funktionen ausführt. Vorzugsweise ist die Vorrichtung zumindest teilweise automatisiert, z.B. mit Behältersteuerungsroutinen, Behälterinitiierungsroutinen, Dosiseinstell- und Überwachungsroutinen, Selbststeuerungsroutinen und benachrichtigenden Routinen etc., und derselbe Prozessor wird für wenigstens einige dieser Routinen und für die vorliegenden Zwecke verwendet, wie einfach eine Überprüfung auf ein anhaltendes Signal, um ein versehentliches Auslösen zu verhindern und/oder eine positive Verifikation einer der erwähnten automatischen Funktionen. Dargestellt ist ein erstes Ausgangskontrollsignal 16, ein aktivierender Motor 7 und ein zweites Kontrollsignal 17, das die Nachricht auf einem Display 18 steuert. Der Prozessor 15 kann angeordnet sein, um die Kontrollsignale bei Empfang eines entsprechenden elektromagnetischen Signals 13 auszulösen oder vorzugsweise auch ein durch Knopfdruck erzeugtes Operationssignal 19 abzuwarten, um dadurch das richtige elektromagnetische Signal 13 nur als auslösendes Signal vor der manuellen Auslösung zu behandeln. In beiden Fällen ist es bevorzugt, dass der Prozessor 15 die Leitung 13 weiterhin überwacht, um jede signifikante Positionsabweichung zu detektieren, wodurch eine Änderung in den Kontrollsignalen ausgegeben wird, z.B. eine Warnnachricht über die Leitung 17 und vielleicht eine Unterbrechung des Aktivierungssignals 16 für den Motor.
Die 2A, 2B und 2C illustrieren schematisch einen Schaltkreis mit Schaltern, die mit zwei verschiedenen Nadelschutzeinrichtungen kooperieren. Der Schaltkreis 20 soll in einer Abgabevorrichtung des in 1 beschriebenen allgemeinen Typs verwendet werden und kann für jeden hierin beschriebenen Zweck Schaltkreise und Komponenten umfassen (nicht gezeigt). Gegenwärtig ist von Interesse, dass der Schaltkreis erste und zweite Schalter 21 und 22 aufweist, welche zusammen mit den in den 2B bzw. 2C illustrierten zwei verschiedenen Nadelabdeckungen 23 und 26 Teile eines Sensorsystems bilden. Die in 2B gezeigte Nadelabdeckung 23 weist einen oberen längeren Arm 24, welcher mit dem ersten Schalter 21 zusammenwirkt, und einen unteren kürzeren Arm 25 auf, welcher mit einem zweiten Schalter 22 zusammenwirkt. Wenn die Nadelabdeckung 23 auf der Abgabevorrichtung richtig montiert ist, ist der längere Arm 24 so angeordnet, dass er den ersten Schalter 21 permanent schließt, und zwar unabhängig von den Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen der Abdeckung, wodurch es der Elektronik ermöglicht wird, das Vorhandensein und die richtige Installation der Abdeckung sowie des installierten Abdeckungstyps zu verifizieren. Der kurze Arm 25 ist so angeordnet, dass der zweite Schalter 22 nur dann geschlossen wird, wenn die Nadelabdeckung zu einer rückwärtigen Position bewegt worden ist, während der Schalter unbeeinflusst bleibt, wenn die Nadelabdeckung in eine vordere Stellung geschoben wird. Klar ist, dass in der in 2B gezeigten Situation der erste Schalter 21 als Kontrolle wirkt, während der zweite Schalter 22 als Teil des Sensorsystems arbeitet. Die in 2C gezeigte Nadelabdeckung 26 ist ähnlich der von 2B, mit der Ausnahme, dass hier der obere Arm 27 – für das Zusammenwirken mit dem ersten Schalter 21 – der kurze Arm ist und der untere Arm 28 – für das Zusammenwirken mit dem zweiten Schalter 22 – der längere Arm ist. Klar ist, dass in der Situation, die in 2C gezeigt ist, der zweite Schalter 22 als eine Steuerung bzw. Kontrolle arbeitet, während der erste Schalter 21 als Teil des Sensorsystems arbeitet. Klar ist auch, dass die in 2 beschriebene Anordnung in der Lage ist, zwischen dem Typ der Nadelabdeckung, 23 oder 26, zu unterscheiden und installiert worden ist, um ein unterschiedliches Verhalten der Vorrichtung möglich zu machen und zwar in Abhängigkeit davon, welche Nadelabdeckung verwendet wird. Eine bevorzugt Verwendung dieser Funktion ist es, die Vorrichtung dazu zu bringen, automatisch ein Fluid abzugeben, wenn die Nadelabdeckung zu einer rückwärtigen Position geschoben worden ist, wobei keine weiteren Aktionen erforderlich sind, wenn einer der Nadelabdeckungstypen 23 bzw. 26 installiert wird, während, wenn der andere Nadelabdeckungstyp installiert wird, die Vorrichtung nur betätigt wird, wenn die Nadelabdeckung zu der rückwärtigen Position bewegt wird, so dass eine weitere Aktion erforderlich ist, um die Abgabe tatsächlich auszulösen, vorzugsweise die Aktivierung eines manuell zu betätigenden Knopfes. Obwohl die Nadelabdeckungen 23 und 26 als unterschiedliche Teile beschrieben worden sind, ist es in gleicher Weise möglich, eine einzelne Nadelabdeckung mit zwei unterschiedlichen Sätzen von Armen auszurüsten, die selektiv mit Schaltern ausgerichtet bzw. gekoppelt werden können, z.B. durch Anordnung der Armstrukturen von 2B bzw. 2C auf diametral entgegen gesetzten Seiten einer einzelnen Nadelabdeckung und durch Vornahme von Umwandlungen dazwischen durch 180 Grad-Drehungen der Nadelabdeckung.
Die 3A und 3B zeigen in zwei Ansichten ein bevorzugtes Design für eine Nadelabdeckung unter Verwendung der in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Prinzipien. Wie sich am besten in 3 erkennen lässt, umfasst die Nadelabdeckung 30 einen Körper 31 mit einem vorderen Loch 32 zu Exposition einer Nadel, wenn die Nadelabdeckung zurückbewegt wird. Am rückwärtigen Ende sind Beine 33 und 34 zum Anbringen der Nadelabdeckung an verlängerte Schlitze (nicht gezeigt) an der Abgabevorrichtung angeordnet, wobei das Anbringen durch die federartige Natur der Beine und den Schnappverschluss 35 erleichtert wird. Geführt durch die Schlitze kann sich die Nadelabdeckung 30 zwischen einer Vorwärts- und Rückwärtsposition hin- und herbewegen. Wie man am besten in 3A sieht, ist eine Kontaktstruktur 36 auf dem Körper 31 der Nadelabdeckung 30 angeordnet. Die Kontaktstruktur 36 sorgt für einen langen Arm 37 und einen kurzen Arm 38. Die Arme 37 und 38 weisen dieselbe Funktion wie die in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Arme auf, d.h. der lange Arm 37 drückt einen Schalter auf der Vorrichtung permanent herunter und der kurze Arm 38 drückt einen weiteren Schalter auf der Vorrichtung nur dann herunter, wenn die Nadelabdeckung 30 in eine rückwärtige Position gebracht worden ist, in der eine geeignete Nadellänge durch das Loch 32 außerhalb der Nadelabdeckung exponiert wird.
Die 4A bis 4D illustrieren schematisch alternative Schalterelemente zur Verwendung in einem Sensor. In sämtlichen Figuren ist der Hauptteil des Schalterelements auf einem Träger 40 in Bezug auf ein Abgabevorrichtungsgehäuse fixiert aufgebracht, wobei ein Teil 41 relativ zu dem Träger 40 beweglich ist, obwohl das Gegenteil auch denkbar ist. Der bewegliche Teil 41 kann eine Nadelabdeckung oder jedes andere beschriebene Sensorteil sein. Das bewegliche Teil 41 soll von links nach rechts in den Zeichnungen verschiebbar sein. In 4A beherbergt das Schaltelement 42 eine bi-stabile Kontaktplatte, die von einem Zustand in den anderen springt, wenn sie durch das bewegliche Teil 41 heruntergedrückt wird. In 4B wird das Schaltelement 43 in ähnlicher Weise leitend, wenn eine federartige leitende Matte über einen Spalt in einem Leitungsmuster auf den Träger 40 gedrückt wird. In 4C umfasst das Schaltelement 44 ein gegenüber einem Magnetfeld sensitives Teil, wie ein Hall-Element oder ein Zungenelement, und der bewegliche Teil 41 umfasst ein magnetisches Element, das eine Zustandsänderung in dem Schalter 44 herbeiführen kann. In 4D umfasst der Schalter einen Strahlungs(z.B. IR)transmitter 46 und einen Strahlungsempfänger 47, welcher eine Änderung in der empfangenen Strahlung detektiert, die durch das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit des beweglichen Teils 41 über dem Empfänger hervorgerufen wird.

Claims

Injektionsvorrichtung (1) mit a) einem Gehäuse (2), b) einem spritzenartigen Behälter (3) für eine Flüssigkeit angeordnet in dem Gehäuse, wobei der Behälter eine Öffnung aufweist, c) einer Nadel (4), die mit der Öffnung zum Austausch von Flüssigkeiten verbunden ist, wobei die Nadel (4) ein Vorderende in Fließrichtung distal von dem Behälter (3) und ein rückwärtiges Ende in Fließrichtung proximal zu dem Container aufweist, wobei das vordere und das rückwärtige Ende eine Achse dort dazwischen und eine Vorwärtsrichtung und eine Rückwärtsrichtung definieren und d) einer Pumpe (5, 6) angeordnet zur Abgabe von Flüssigkeit in einer Richtung von dem Container durch die Nadel, einem schalterartigen Sensor (10, 11), der den Sensorzustand in ein elektromagnetisches Signal umwandeln kann, einem Prozessor (15), welcher das elektromagnetische Signal empfängt und ein Kontrollsignal (16) zu einer Betriebskomponente der Vorrichtung abgibt, wobei die Betriebskomponente eine Benachrichtigungsvorrichtung (18) enthält, die vorgesehen ist, um dem Anwender eine Nachricht zu übermitteln, oder eine elektromechanische Vorrichtung (7), worin der Sensor (10, 11) in der Lage ist, den Zustand als Antwort auf eine vorbestimmte Nähe eines Objekts (12) zu dem Sensor in Vorwärtsrichtung zu ändern, einer Nadelabdeckung (8) angeordnet über der Nadel in einer erweiterten bzw. verlängerten Position der Abdeckung und verschiebbar entlang eines Wegs im Wesentlichen axial in Bezug auf die Nadel, wobei der Sensor (10, 11) in der Lage ist, den Zustand als Antwort auf das Vorhandensein der Nadelabdeckung an einer vorbestimmten zurückgezogenen Position entlang des Weges zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spritzenartige Behälter (3) ein in die Länge gezogenes Gehäuse und eine bewegliche Wand (5) umfasst, die darin angeordnet ist und eine Kammer zwischen der Behälteröffnung und der beweglichen Wand (5) begrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dass der spritzenartige Behälter (3) in mindestens zwei Kammern durch mindestens eine Zwischenwand geteilt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (5, 6) einen Zylinder und einen Kolben (5) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (5, 6) elektrisch betrieben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor signalverarbeitende Schaltkreise so umfasst, dass eine Funktion des Signals in Abhängigkeit von der Zeit verarbeitet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen manuellen Schalter umfasst und dass der Prozessor (15) so angeordnet ist, dass das Kontrollsignal (16) nur dann abgegeben wird, wenn der Schalter aktiviert ist oder worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollsignal (16) verwendet wird, um die elektromechanische Vorrichtung (7) zu aktivieren oder deaktivieren.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanische Vorrichtung (7) ein Relais, Solenoid, Elektromotor oder eine Kombination davon einschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromechanische Vorrichtung (7) so angeordnet ist, dass mindestens die Pumpe (5, 6) angesteuert oder ausgelöst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (4) in Bezug auf das Gehäuse (2) beweglich angeordnet ist und dass die elektromechanische Vorrichtung (7) zur Ansteuerung oder Auslösung der Bewegung angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die angesteuerte oder ausgelöste Bewegung in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsänderungen des Sensors ohne Penetration der Nadel in das Objekt (12) stattfinden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10, 11) mit der vorherbestimmten Proximitätsposition in Bezug auf das Gehäuse (2) fixiert angeordnet ist.