Автоматизированное устройство подачи и способ его работы

Автоматизированное устройство подачи и способ его работы

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при инъекциях. Устройство включает кожух, емкость для текучей среды, размещенную в кожухе, где емкость имеет отверстие, трубку подачи, соединенную в жидкостной связи с отверстием, имеющую передний конец в отношении потока, отдаленный от емкости, и задний конец в отношении потока, ближайший к емкости, передний и задний концы определяют ось между ними и прямое и обратное направления, и насос, приспособленный для подачи текучей среды по меньшей мере в направлении от емкости по трубке. Устройство содержит датчик, способный изменять состояние по меньшей мере в одном отношении в ответ на заранее определенную близость объекта к датчику в направлении восприятия, преобразователь, отдельный или изготовленный за одно целое с датчиком, преобразующий по меньшей мере одно из состояний датчика в электромагнитный сигнал, и процессор, принимающий электромагнитный сигнал и выдающий управляющий сигнал в операционный компонент устройства. Технический результат заключается в гранулированном обеспечении подачи доз лекарственных препаратов. 3 с. и 54 з.п. ф-лы, 4 ил.

Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение касается устройства подачи, включающего в себя а) кожух, b) емкость для текучей среды, размещенную в кожухе, причем емкость имеет отверстие, с) трубку подачи, находящуюся в жидкостной связи с отверстием, причем трубка имеет передний конец относительно потока, отдаленный от емкости, и задний конец относительно потока, ближайший к емкости, где передний конец и задний конец определяют ось между ними и прямое направление и обратное направление, и d) насос, расположенный так, чтобы подавать текучую среду по меньшей мере в направлении от емкости по трубке. Изобретение также касается способа работы такого устройства.

Предпосылки создания изобретения Хотя известны устройства подачи, предназначенные для использования в большом многообразии применений, настоящее изобретение в основном имеет отношение к устройствам впрыскивания в применениях, где получающий инъекцию объект является твердым или полутвердым и в которых ориентация устройства впрыскивания относительно получающего инъекцию объекта является критической для надлежащего результата инъекции. Типичными применениями являются назначение фармацевтических препаратов людям или животным, где ориентация важна по разнообразным причинам. В зависимости от рода препарата и цели лечения "ткань - мишень" важна для правильной биохимической активности, пригодности и периода поглощения. Назначенным для инъекции местом может быть, например, подкожное, внутримышечное или внутривенное. Подаваемая доза часто бывает критической, и ошибочное лечение может произойти либо от утраченного препарата, например, из-за неумышленного освобождения иглы, либо из-за частичного ее расположения в ошибочной ткани. И наоборот, особенно большие объемы преднамеренно могут быть распространены на некоторой глубине во время проникновения иглы или частично в медленно освобождающей ткани и частично в быстро освобождающей ткани.

Эти требования также можно встретить при использовании самых простых устройств впрыскивания типа обыкновенного шприца для подкожных инъекций, когда он находится в руках квалифицированного оператора, который также может начать необходимые с медицинской точки зрения исправляющие мероприятия в случае поломок и неисправности. Давно уже существуют более или менее автоматизированные устройства, позволяющие непрофессионалу с ограниченным обучением делать инъекции с приемлемой безопасностью в критических или чрезвычайных ситуациях. Часто устройства разрабатывают только для единичных инъекций. Общее направление в долговременной медикаментозной терапии состоит в том, чтобы возложить ответственность за введение на самого пациента, также в случае детей или нетрудоспособных людей. В этом случае требования все еще повышенные. Непрерывная медикаментозная терапия требует, чтобы пациент справлялся с многократным дозированном, возможно, с изменяющимся установлением дозы и надлежащей заменой опорожненных патронов новыми, как в шприцах типа авторучки. Для избежания ошибок желательна высокая степень автоматизации и контроля не только на этапах простых инъекций, но также и на этапах критического установления и подготовки. Пациенты, зависящие от ежедневных введений, также имеют законную потребность в удобстве и устройствах, достаточно разрозненных, чтобы можно было их использовать в повседневной жизни.

В обычных автовпрыскивателях обеспечена механическая автоматизация. Обычно ожидается, что пользователь должен помещать устройство в нужной для инъекции ориентации напротив кожи и приводить в действие пусковую кнопку. Запасенная механическая энергия, например, в пружинной системе может после этого выполнить автопроникновение в ткань, автоинъекцию лекарственного препарата и, возможно, также автоматическое втягивание иглы. Более простые системы могут не обеспечивать автопроникновение, а предполагают выполнение пользователем введения иглы. Следовательно, устройства обеспечивают оператору небольшую помощь в ориентировании и расположении устройств относительно тела. Кроме того, известно, что автовпрыскиватели требуют, чтобы для приведения в действие инжектора оператор нажимал на устройство напротив места инъекции. Типичные примеры раскрыты в патентах AU 563551, US 4717384, ЕР 518416 и WO 93/23110. Помощь, обеспечиваемая такими конструкциями, ограничена и негибкая, и ее нельзя приспосабливать к различным поддающимся предвидению оперативным или опасным ситуациям. На основании скорее давления, а не положения приведение в действие делает желательные приспосабливания все еще более трудными. Обычно, как только произойдет преднамеренное или непреднамеренное приведение в действие, неотвратимо происходит ряд операций. Кроме того, в механических устройствах обычно бывает высоким риск смещения из-за эффекта отдачи и вносимых принудительных перемещений.

Также были предложены автоматизированные устройства, основанные на электронных или электромеханических принципах. Не рассматривая здесь инфузионные насосы и аналогичные устройства для инъекций, предназначенные прежде всего для использования в больницах или долговременного использования, где ориентация устройства обычно не бывает критической, несколько предшествующих описаний патентов, представляемых, например, в работах ЕР 143895, ЕР 293958, DE 2710433, WO 93/02720, WO 95/24233 и WO 97/14459, а также наших одновременно рассматриваемых заявках SE 9602610-9 (US 60/021397) и SE 9602611-7 (US 60/021293), касается удерживаемых в руках устройств для непосредственного воздействия на тело. В известных устройствах используется преимущество принципов автоматизации в отдельных отношениях, таких как точные и воспроизводимые инъекции, возможно, электродвигателями, автопроникновение с помощью двигателя и смешивание или воспроизведение, идентификация патрона, простой анализ, сбор и манипулирование данными по инъекциям, установка дозы, ориентация инжектора относительно силы тяжести для надлежащего смешивания или удаления воздуха и т. д. Несмотря на это разнообразие, автоматизированные устройства в этом классе не имеют дело с ориентацией устройства в зависимости от получающего инъекцию тела и не решают никакие относящиеся к ней проблемы.

В соответствии с этим все еще сохраняется потребность в устройствах для инъекций, помогающих пользователю в ориентации устройства, связанной с этапами манипулирования, и предотвращающих или улучшающих последствия появляющихся вследствие этого ошибок и неправильного применения, особенно полезных для пациентов, пользующихся самолечением. Хотя настоящее изобретение имеет более общую пользу, оно будет в основном описано относительно этой предпосылки его создания.

Краткое изложение сущности изобретения Главная цель настоящего изобретения - избежать описанных недостатков и несовершенства известных устройств для инъекций. Более конкретной целью является создание впрыскивателя, помогающего пользователю в части надлежащей ориентации устройства относительно места инъекции. Другая цель состоит в том, чтобы получить устройство, являющееся гибким и приспосабливаемым для различных ситуаций манипулирования и операций. Еще одной целью является предотвращение или улучшение последствия неумышленных действий или неправильного употребления. Другой целью является облегчение введения препарата в правильную ткань - мишень. Еще одной целью является избежание необратимых процессов инъекции. Дополнительной целью является избежание зависимости от полностью механических средств ориентации. Еще одной целью является создание средства, помогающего в ориентации, полностью совместимое с электронным или электромеханическим средством автоматизации. Еще одной целью является получение таких устройств, которые просты в обращении и подходят для самолечения пациентов или, в противном случае, требуют ограниченной квалификации и обучения.

Эти цели достигаются в заявленных устройстве и способе, имеющих отличительные признаки, изложенные в прилагаемой формуле изобретения.

Некоторые из вышеупомянутых целей достигнуты благодаря обеспечению устройства для инъекций бесконтактным датчиком и преобразователем для получения электромагнитного сигнала с датчика. Сигнал сразу же становится пригодным и совместимым с любыми другими электронными или электромеханическими средствами автоматизации, имеющимися на шприце, и удается избежать расчета исключительно на механические средства ориентации. Сигнал можно получать без необходимости в надавливании или больших усилий. Использование преобразованного выходного сигнала датчика является очень гибким и может приспосабливаться ко множеству оперативных ситуаций. Если в устройстве используется последовательность приведения в действие, можно избежать неумышленного инициирования путем требования наличия заранее определенной характеристики, такой как непрерывный или повторяемый сигнал, или создания сигнала, действующего только в пределах узкого окна последовательности. Аналогично этому можно избежать необратимых процессов действия посредством использования выходного сигнала датчика также для блокирования устройства, например, с целью прекращения инъекции, если устройство переместилось в ненадлежащее положение. По аналогичным причинам устройство можно делать селективным относительно ткани - мишени, позволяя делать инъекцию только на заранее определенных глубинах проникновения. Ошибки при манипуляции можно предотвращать, если используется сигнал предупреждения или уведомления пользователя прежде, чем будут пропущены заданные допуски смещения. Общее манипулирование облегчает доступное обслуживание, делая устройство великолепно подходящим для применений, где простота является жизненно важной, как во многих случаях самолечения пациентов. Используемые принципы совместимы с большинством этапов ручного или автоматического инициирования, проведения и завершения инъекции, и их можно, например, приспособить к автоматическому проникновению, впрыскиванию и втягиванию иглы, когда они имеются. Само устройство не должно быть более сложным, чем требуется по другим соображениям, особенно при использовании существующих деталей типа колпачка для иглы также с целью считывания.

Дополнительные цели и преимущества изобретения будут очевидны из приведенного ниже подробного описания.

Подробное описание изобретения Как указано во введении, описываемый здесь впрыскиватель можно использовать для ряда целей в пределах и вне медицинской области и для любого типа препаратов, таких как химикаты, составы или смеси, в любой емкости и поставляемые для любой цели. По кратко изложенным выше причинам система имеет некоторые особые значения в связи с медицинскими устройствами подачи, где, кроме того, конструктивные ограничения являются более серьезными, чем при большинстве других применений. Для удобства изобретение будет описано, исходя из этого применения.

Принципы настоящего изобретения можно использовать для устройств или систем подачи в широких пределах. Трубкой подачи из устройства может быть канал вливания или любое проводящее средство типа трубочки или катетера, иглы или канюли или не имеющей иглы системы, основанной на пульверизаторе для жидкости или распылителе частиц с газообразной движущей силой. Содержащийся в емкости материал должен подаваться при помощи механизма подачи, также называемого здесь насосом, и можно использовать любой материал, отвечающий этому требованию. Обычно материал представляет собой текучую среду и предпочтительно жидкость, включая материалы, ведущие себя как жидкости, типа эмульсий или суспензий. Эти наблюдения касаются заключительного препарата, в то время как до заключительного приготовления могут присутствовать другие компоненты, а именно твердые вещества. Также должно быть понятно, что тип содержимого емкости должен включать в себя лекарственный препарат в широком смысле и охватывать, например, природные компоненты и общую воду организма, предварительно заполняющие или выводимые в емкость, хотя наиболее часто лекарственный препарат имеет фабричное изготовление. Изобретение может помогать в решении специальных проблем в связи с чувствительными соединениями, склонными к разложению или денатурации под действием механического напряжения, типа больших сдвиговых усилий. Таким типом могут быть составы с большим молекулярным весом, гормоны с большим молекулярным весом, например соматотропные гормоны или простагландины. Изобретение может также помогать в решении специальных проблем в связи с лекарственными препаратами, требующими этапа приготовления непосредственно перед вливанием, обычно смешивания двух или больше компонентов, которые все могут быть текучими средами или могут включать в себя твердое вещество, как при растворении лиофилизированного порошка в растворителе типа гормонов или простагландинов.

Способ введения также можно изменять в широких пределах, и он может включать в себя полностью непрерывное вливание, непрерывное вливание с изменяющимся потоком или прерывистые вливания, или инъекции с повторяемыми либо равными, либо варьирующимися дозами. Особенно при объединении со средствами автоматизации способ введения предпочтительным образом можно легко изменять с помощью приспособлений в программном обеспечении или аналогичного управления. В портативных устройствах обычно используется прерывистое введение. Аналогично этому, хотя устройства подачи можно также рассматривать для единственного действия дозирования, обычно их конструируют больше, чем для одной или множества отдельных доз для прерывистого введения.

В дополнение к основным функциям для целей подачи система подачи предпочтительно может включать в себя другие ценные особенности типа возможности инициирования емкости и ее содержимого и обеспечения различных проверок и управления как емкостью, так и электронной и механической частями насоса.

Изобретение можно применять к устройствам подачи в стационарных или долговременных установках. По причинам, которые будут объяснены ниже, изобретение дает особые преимущества в устройствах подачи, предназначенных для амбулаторных целей, особенно в устройствах, которые являются автономными с встроенными средствами накопления энергии, двигателя и процессора, и, в частности, в небольших переносных устройствах подлинно портативного типа.

Как упомянуто во введении, предпочтительное устройство подачи обычно может, например, содержать по меньшей мере а) кожух, b) емкость, с) трубку подачи, находящуюся в жидкостной связи с емкостью, и d) насос, предназначенный для подачи текучей среды по меньшей мере из емкости по трубке.

Кожух Кожух устройства следует понимать в общем смысле, и в основном он представляет собой точку опоры, если не указано иначе, для перемещений, а также точку опоры для сил, прикладываемых средством приведения в действие, осуществляющим упомянутые перемещения там, где прикладывается сила между кожухом и перемещающей или закрепленной деталью. Движущиеся детали могут присутствовать в устройствах насоса или, например, в деталях, выполняющих смешивание, автопроникновение, выброс и втягивание иглы и т.д. Минимальное функциональное требование заключается в том, что кожух обеспечивает опору или платформу для движущихся деталей и средство приведения в действие, обеспечивающее перемещения и усилия. Однако, как обычно бывает на практике, кожух предпочтительно образует емкость, по меньшей мере частично заключающую детали, а также предпочтительно до такой степени, что с внешней стороны находятся только детали, предназначенные для управления или контролирования оператором.

Емкость Деталь емкости следует понимать в широком смысле, и она может иметь разнообразные формы типа трубочки, сосуда, мешка с эластичными стенками, пузырька, ампулы, патрона, корпуса шприца и т.д. любого вида. Имеются некоторые преимущества в использовании емкостей, которые являются жесткими по меньшей мере у их отверстия или детали для крепления к механизму, но предпочтительно полностью жесткими типа пузырьков, ампул или корпусов шприцев. В качестве материалов емкостей предпочтительно можно использовать обыкновенные материалы, такие как стекло или пластмасса. Емкость можно изготавливать за одно целое или в виде составной конструкции, например, включающей в себя внешний кожух, или любой другой конструкции, состоящей из множества деталей для закрывания, крепления, защиты и т.д., и всякий раз, когда здесь используется термин "емкость", его следует понимать включающим в себя любую вспомогательную деталь. Емкость может быть изготовлена за одно целое с кожухом, например, для использования в одноразовых впрыскивателях, когда емкость является перезаряжаемой или когда емкость является частью нагнетаемой системы, неоднократно втягивающей препарат, подлежащий впрыскиванию из внешнего источника или канала перед каждым действием инъекции. Емкость также может быть отдельной, например, для обеспечения возможности ее замены в случае одноразовых предварительно наполненных емкостей, для простой стерилизации или выбрасывания в случае замены типа емкости или пациента. Как известно само по себе, может присутствовать больше одной емкости, например, в случае, если желательно осуществлять смешивание перед инъекцией, смешивание во время инъекции при получении частичного объема из каждой емкости или в случае последовательного введения различных компонентов.

Емкость имеет по меньшей мере одно отверстие, через которое лекарственное средство проходит во время основной операции подачи устройства либо из внутренней части емкости наружу, например, для введения лекарственных препаратов пациенту, либо в емкость в случае аспирации жидкостей организма или на этапах приготовления, таких как заполнение, смешивание или растворение в емкости, во время которых необходимо наличие отверстия. Возможно и даже во многих ситуациях предпочтительно, чтобы некоторые операции устройства типа инициирования происходили до установления связи, и затем потребность в отверстии должна рассматриваться удовлетворяемой средством приготовления для создания связи типа наличия удаляемой крышки или прокалываемой или разрываемой детали на самой емкости, как в случае ампулы или мешка, или специально сконструированной детали, как в случае проницаемых мембран или перегородки. Вся связь может происходить через одно отверстие, например, и прохождение лекарственного препарата, и уравнивание давления в жесткой емкости, или путем подачи из емкости, которая является гибкой или имеет подвижную или деформируемую часть, но ничто не препятствует тому, чтобы для подобных целей были предусмотрены дополнительные отверстия, которые могут быть идентичны по меньшей мере одному отверстию, но которые могут полностью отличаться и, например, быть приспособленными для другой цели, например для вливания или введения с помощью шприца с подвижной стенкой или поршнем.

Емкость может представлять простую бутылку, пузырек или мешок в случае, если устройство подачи устроено так, чтобы непрерывно или периодически извлекать оттуда дозированные количества для подачи согласно указаниям. Часто и особенно в связи с самолечением тип емкости является более сложным, и обычно он имеет форму патрона, являющегося частью емкости типа шприца системы подачи, которая может быть еще более сложной в случае многокамерных патронов. Можно в общем считать, что патрон для представленных целей может включать в себя сосуд, имеющий переднюю часть и заднюю часть, определяющие общую ось патрона, выпускное отверстие для препарата, расположенное в передней части, и по меньшей мере одну подвижную стенку, расположенную в задней части, причем смещение этой стенки вызывает перемещение препарата к выпускному отверстию или выталкивает препарат через него. Форма сосуда и подвижная стенка должны быть взаимно пригнаны. Сосуд может иметь по существу постоянное внутреннее поперечное сечение с аналогичной постоянной осью сосуда между передней и задней частями, обеспечивающими в общем сосуд в форме трубочки, и наиболее предпочтительно поперечное сечение имеет общий круглый вид, что обеспечивает по существу цилиндрический сосуд. В этом случае подвижная стенка предпочтительно имеет по существу постоянную форму, хотя может иметь упругое тело, уплотняющим образом подогнанное к внутренней поверхности сосуда, и предпочтительно поршневого типа.

Известны патроны двух- или многокамерного типа, например, для препаратов, требующих перед введением смешивания двух или больше компонентов или исходных веществ. Компоненты хранятся, отделяемые одной или более промежуточными стенками различных известных конструкций, эти стенки делят сосуд на отдельные камеры, иногда размещенные параллельно вдоль оси патрона, но наиболее часто в пакетированной связи вдоль оси. Может иметь место унификация компонентов благодаря разрушению, проникновению или открыванию конструкции клапана в промежуточных стенках, например, путем введения штифта или иглы через переднюю часть патрона, сквозь заднюю подвижную стенку или около нее или с помощью средства с внешней стороны патрона (сравните, например, с упоминаемой работой WO 93/02720). В другой известной конструкции промежуточная стенка или стенки имеют плунжерный тип, и связь по потоку между камерами выполняется посредством перемещения плунжера к обходной секции, где внутренняя стенка имеет одну или несколько увеличенных секций или повторных периферийных канавок и фасок, расположенных так, чтобы обеспечить возможность протекания содержимого задней камеры в переднюю камеру при смещении задней подвижной стенки (сравните, например, с работами US 4968299 или WO 93/20868 и WO 95/11051). Камеры могут содержать газ, жидкость или твердое вещество. Обычно присутствует по меньшей мере одна жидкость. Наиболее часто в фармацевтических применениях присутствуют только две камеры и обычно содержат одну жидкость и одно твердое вещество, причем последнее растворяется и воспроизводится во время операции смешивания.

Трубка В общих чертах трубка подачи соединена в жидкостной связи с отверстием емкости и имеет передний конец относительно потока, отдаленный от емкости, и задний конец относительно потока, ближайший к емкости. В самой основной форме трубку можно рассматривать как продолжение отверстия емкости. В этом смысле передний конец может иметь любой вид, включающий соединение с другой трубкой, например любой из упомянутых общих инфузионных каналов. Однако передний конец предпочтительно является завершением канала впрыскивания, приспосабливаемого для подачи препарата к целевому месту, например на пациенте или внутри него, и для этой цели по меньшей мере последняя, самая передняя часть трубки должна подходить для подачи к месту. В зависимости от используемого механизма подачи передний конец может быть сконструирован не для непосредственного контакта с целевым местом, как в случае пульверизаторов для жидкости, распылителей или напылителей порошка, где передний конец может быть отверстием или насадкой для расположения на расстоянии от цели или на поверхности цели, несмотря на то, что истинная цель находится ниже этой поверхности. В других примерах передний конец сконструирован для проникновения в цель, как в случае канюль или обыкновенных игл. Канал между передним и задним концами может быть искривлен или изогнут, как в случае гибкой трубочки для вливания, или во встроенном неразъемном соединении, хотя во многих применениях желательно, чтобы трубка была по существу прямой, как в случае иглы на шприце. В общем по меньшей мере последняя, самая передняя часть трубки определяет в смысле потока выходную ось и прямое и обратное направления. Изложения в отношении расположения и направления будут даваться относительно них, если не указано иначе.

Механизм насоса Механизм для подачи лекарственных препаратов через отверстие емкости в основном включает в себя по меньшей мере один тип насоса, который следует выбирать для специального вида или емкости и используемого лекарственного препарата. Насос может включать в себя любой вид источника давления типа механического или электролитического устройства повышения давления в емкости и средство подходящего клапана для управления, причем этот способ можно использовать фактически с любым видом емкости и любым видом изделия типа введения порошка сквозь кожу, как приведено в качестве примера в работе WO 94/24263, подобно подаче через пульверизатор для жидкости, как представлено в качестве примера в работе WO 94/2188, или обычным вливанием через трубочку, как представлено в качестве примера в работе WO 88/09187. Любой вид емкости также можно использовать с насосами, основанными на перистальтическом или центробежном действии, хотя также предпочитаются для обычного использования насосы, основанные на управляемом положительном смещении, и особенно такие насосы, которые основаны на раздельном действии цилиндра и поршня, как приведено в качестве примера в работе US 5480381 для пульверизатора жидкости или в работе US 4564360 для устройства, основанного на управляемой вручную игле. Емкость для обыкновенного шприца требует специализированной насосной системы. Либо механизм приспосабливают для воздействия на полные шприцы, имеющие свои собственные поршневые штоки, путем зацепления и смещения в осевом направлении упомянутого штока, как приведено в качестве примера в упомянутом вначале патенте US 4978335, что может быть предпочтительным, когда желательно приспосабливать шприцы многих различных типов и размеров, либо механизм имеет поршневой шток, действующий более или менее непосредственно на поршень емкости патронного типа, как приведено в качестве примера в работах WO 95/26211, ЕР 143895 или ЕР 293958, который можно делать меньшего размера и лучше приспосабливаемым к портативным устройствам. Кроме того, в двойных или многокамерных патронах можно использовать подобные устройства для их различных фаз работы, как приведено в качестве примера в упомянутой вначале работе WO 93/02720. Хотя различные обсуждаемые механизмы насосов могут включать в себя механические средства для воздействия на лекарственный препарат или поршневое средство, например поршневой шток, их можно приводить в действие любыми известными способами, типа газового давления, вакуума, гидравлики, пружин или работы вручную. Приводить в действие механизм насоса предпочитают косвенно или предпочтительно непосредственно электрическими устройствами типа электрического двигателя, между прочим, из-за их легкости приспосабливания к полностью автоматизированному устройству.

Механизм предпочтительно может включать в себя дополнительные компоненты. Например, механизм может включать в себя специальные средства для гарантирования подаваемых доз, например, путем прямого измерения подаваемых лекарственных препаратов, хотя обычно предпочитают непосредственно или косвенно использовать для этого насос, например, путем контроля осевого смещения или вращения оси поршневого штока по существу известным способом. В частности, механизм предпочтительно включает в себя систему управления, функционирующую для выполнения по меньшей мере части вышеупомянутых этапов введения препарата, инициирования емкостей или патронов, самоуправления или наблюдения и возможной регистрации проводимых операционных этапов. Такие системы известны в технике, как приведено в качестве примера в патенте US 4529401, и могут быть сконструированы различными способами. Для целей настоящего изобретения предпочтительно, чтобы система управления приводила и контролировала по меньшей мере часть датчиковой системы и обрабатывала полученные с нее данные.

Бесконтактный датчик Общие положения Принципы настоящего изобретения можно использовать в связи с любым впрыскивателем всякий раз, когда желательно установить расстояние или ориентацию между любой из его деталей и объектом. Объектом может быть оператор, например, с целью блокирования устройства, если присутствие оператора не будет положительно подтверждено. Объектом может быть часть линии связи, например, чтобы гарантировать надлежащую передачу в случае обмена данными.

В соответствии с основным назначением, заключающимся в обеспечении надлежащего местоположения, целью впрыскивания является объект, например пациент или животное, для получения подаваемого или впрыскиваемого препарата. Для выполнения этого датчик предпочтительно располагают так, чтобы обеспечить его местоположение относительно переднего конца трубки. В случае, если передний конец трубки относительно кожуха не задается, как при использовании трубки в виде гибкого шланга, может потребоваться фиксированное расположение датчика относительно переднего конца, чтобы помочь пользователю в локализации этого конца. Такое приспособление также может нуждаться в проводах или другой линии связи с кожухом в случае, если сигнал должен использоваться или обрабатываться средствами автоматизации в кожухе. Имеются преимущества в использовании изобретения в связи с устройствами инъекции в заданной пространственной связи между передним концом трубки и кожухом. Трубка все еще может быть подвижной относительно кожуха, например, в случае выдвижения и втягивания иглы, как в обычных автовпрыскивателях, или просто для доступа к игле или ее колпачку или регулирования глубины проникновения, но в этом случае обычно осуществляется направление заранее определенным и предсказуемым способом. В этих случаях расположения переднего конца трубки на кожухе датчик можно располагать у упомянутого переднего конца трубки. Датчик предпочтительно устанавливают неподвижно относительно кожуха. Изобретение успешно используется в связи с основанными на игле впрыскивателями, где местоположение является критическим по причинам, обсуждавшимся во введении. Приводимые здесь расположения датчика не должны исключать того, что сам датчик содержит подвижные детали, как в случае переключателя.

Считывание направления относительно цели впрыскивания зависит от назначения расположения устройства, и направление считывания может быть полностью независимым от направления подачи или впрыскивания, например при впрыскивании в показанных выше независимых ситуациях впрыскивания. Кроме того, когда требуемая ориентация устройства связана с направлением инъекции, направление считывания может отличаться от направления инъекции, например быть нормальным или противоположным относительно него, например, если имеется опорная поверхность, отличающаяся от поверхности цели инъекции, как при работе в полости тела или относительно крепления. В менее сложных ситуациях предпочитают, чтобы направление считывания имело по меньшей мере один компонент, параллельный направлению инъекции или оси трубки у переднего конца согласно определению. Направление считывания под углом к направлению инъекции, особенно под острым углом, можно использовать, например, для гарантирования надлежащего исходного положения при введении иглы сбоку или наклонно к поверхности объекта, как это происходит при введении иглы или канюли на некотором безопасном расстоянии, хотя и на ограниченную глубину, или когда доступ к телу не позволяет приблизиться более перпендикулярно, как это бывает при стоматологических применениях. В большинстве применений предпочитают делать направление считывания по существу параллельным направлению инъекции.

Выбор датчика Выбор типа датчика может быть продиктован многочисленными обстоятельствами, такими как цель считывания, характер объекта и тип цели, дальнейшая обработка сигнала, пространственные соображения, имеющаяся энергия и т. д. Обычно подходящие принципы и элементы считывания известны и могут использоваться как таковые или с приспособлением конструкции для поставленных целей.

Может оказаться желательным использовать бесконтактные датчики, способные обнаружить присутствие объекта или близость к нему, также при нахождении датчика на расстоянии от объекта, например, чтобы обеспечить возможность свободного расположения относительно других деталей и ограничений устройства для сохранения операционного доступа в ограниченных пространствах, чтобы предотвратить загрязнение датчика, защитить хрупкий датчик от повреждения, приспособить считывание к другому типу бесконтактного инжектора, например типа пульверизатора жидкости или распылителя порошка и т.д. Типы датчиков для этой цели могут быть основаны, например, на восприятии теплового, инфракрасного или радиоизлучения. Можно использовать общие компоненты, такие как термисторы, терморезисторы, приемники инфракрасного излучения и т. д. , но не ограничиваться ими, и эти компоненты сами по себе или подсоединенные к ним электронные схемы можно настраивать на определенную температуру цели, например температуру поверхности тела. При включении передающего устройства, например радио, инфракрасного или ультразвукового излучения, можно устанавливать приемное устройство для получения сигнала на определенном расстоянии, основываясь на амплитуде, частоте, фазе или экранировании, вносимых целью. Предпочтительным способом является емкостное или индуктивное считывание, которое является простым, надежным и приспосабливаемым как к типу цели, так и к расстоянию. Требуемый сигнал может быть получен от изменения емкости или электромагнитного поля под влиянием цели. Все упомянутые способы способны обнаружить наличие объекта благодаря изменению соответствующего параметра, а также обеспечить желательный электромагнитный сигнал, необходимый при использовании существующих и имеющихся в продаже компонентов. Ничто не исключает того, что устройство также содержит детали, способные соприкасаться с объектом, например втулку или любую другую конструкцию распорки, с целью содействия в стабилизировании устройства во время инъекции, и эту конструкцию в этом случае не обязательно устраивать так, чтобы обеспечить сигнал близости. Когда желательно, вышеупомянутые типы датчиков также можно использовать в непосредственном соприкосновении с объектом, либо для устранения необходимости в дополнительных конструкциях, либо для обеспечения дополнительной помощи при контакте.

Контакт между впрыскивателем и объектом необходим, когда препарат подлежит введению в объект через канал типа иглы, канюли или трубочки вливания. Как показано, во многих ситуациях желательно иметь дополнительный контакт между впрыскивателем и объектом, например, чтобы стабилизировать устройство во время инъекции, помочь оператору посредством устанавливания устройства на объекте или даже присоединения устройства к объекту, прижать или оттянуть кожу пациента в месте инъекции, отвлечь пациента от боли проникновения и т. д. Любой из вышеупомянутых бесконтактных датчиков, функционирующих на расстоянии, можно использовать также в соприкосновении с объектом, с выст