Инъекционное устройство с ёмкостным бесконтактным датчиком

012864 Настоящее изобретение относится к инъекционному устройству, т.е. устройству для введения инъекции лекарства пациенту. Инъекционные устройства обычно имеют поверхность для контакта с кожей пациента, причем поверхность имеет проходящие через нее отверстия для пропускания через них иглы, соединенной с контейнером для лекарства внутри устройства. Целью изобретения является повышение безопасности использования и управления инъекционным устройством. С этой целью обеспечено инъекционное устройство для введения лекарства пациенту, содержащее поверхность, имеющую проходящее через нее отверстие для пропускания через него иглы, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит емкостной бесконтактный датчик для выявления близости или контакта человеческой кожи с упомянутой поверхностью. Емкостной датчик предпочтительно установлен таким образом, чтобы не обнаруживался простой контакт пальца с упомянутой поверхностью и/или чтобы такие материалы, как сухие ткани, сухая вата,сухая кожа, древесина, пластмасса, металл, керамика, газы также не выявлялись. Инъекционное устройство может включать в себя блок управления, который позволяет осуществлять инъекцию лекарства только при осуществлении обнаружения соответствующего участка кожи датчиком. При конкретной вышеупомянутой установке датчика, обнаружение можно осуществить и инъекцию можно провести, только когда устройство надлежащим образом размещено на достаточно крупном обнаженном участке человеческого тела, т.е., как правило, на участке тела, например, на руке, где можно осуществить инъекцию. Риски случайного выброса медикамента, таким образом, снижены. Инъекционное устройство может дополнительно включать в себя механизм для перемещения иглы между втянутым положением, внутри устройства, и рабочим положением, в котором игла выступает из отверстия. Является предпочтительным, чтобы блок управления позволял механизму перемещать иглу из втянутого положения в рабочее положение только при обнаружении соответствующего участка датчиком. Такая особенность в сочетании с вышеупомянутой установкой датчика предохраняет иглу от ее выдвижения до ее рабочего положения, когда инъекционное устройство остается на твердой поверхности,например на поверхности стола, которая может сломать иглу и поранить пользователя. Такая особенность также снижает риски, что когда пользователь работает с инъекционным устройством, кожа пользователя может быть случайно проколота иглой. Более конкретные варианты воплощения инъекционного устройства согласно изобретению указаны в прилагаемых зависимых пунктах формулы изобретения. Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут ясными при прочтении следующего подробного описания, сделанного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой частичный вид в перспективе снаружи устройства для инъекции лекарства согласно изобретению, некоторых внутренних деталей инъекционного устройства, которое, тем не менее, частично показан графически в виде пунктирных линий; фиг. 2 представляет собой вид сверху двух электродов емкостного бесконтактного датчика, включенного в инъекционное устройство согласно изобретению; фиг. 3 представляет собой диаграмму электронной схемы, к которой подключены электроды, показанные на фиг. 2; фиг. 4 представляет собой вид в перспективе, показывающий три электрода альтернативного варианта воплощения емкостного бесконтактного датчика, включенного в инъекционное устройство согласно изобретению. Фиг. 1 иллюстрирует кожух 1 устройства для инъекции лекарства согласно изобретению. Нижняя стенка 2 кожуха 1 содержит сквозное отверстие 3, допускающее прохождение иглы 3 а. Игла 3 а соединена с контейнером 3b для лекарства внутри кожуха 1. Механизм 3c, включающий в себя электродвигатель,также обеспечен внутри кожуха 1, предназначенного для вмещения в него и вертикального перемещения контейнера 3b для лекарства вместе с его иглой 3 а, так чтобы эти элементы 3 а, 3b могли занимать втянутое положение, - полностью внутри кожуха 1, и рабочее положение, в котором игла 3 а выступает из сквозного отверстия 3 для прокалывания кожи пациента. Более подробное описание элементов 3 а, 3b, 3 с можно найти в WO 2005/077441. В центральной части нижней стенки 2, прилегающей к сквозному отверстию 3, второе сквозное отверстие закрыто электроизолирующим элементом 4 в форме полимерной пленки, связанной с внешней поверхностью нижней стенки 2. Внешние поверхности полимерной пленки 4 и нижней стенки 2 вместе образуют практически плоскую контактную поверхность 5, предназначенную для касания кожи пациента. Полимерная пленка 4 имеет вогнутую сторону 6 и три прямые стороны 7, 8, 9. Вогнутая сторона 6 прилегает к сквозным отверстиям 3 и повторяет часть контура этого сквозного отверстия 3. Прямые стороны 7, 8 вместе образуют угол. Угол, образованный прямыми сторонами 8, 9, является усеченным для образования выхода из камеры для эмиттера/приемника 10 инфракрасного излучения, предусмотренного для передачи данных между инъекционным устройством и компьютером. Как видно на фиг. 2, полимерная пленка 4 (показанная в виде тонких линий на фиг. 2) поддерживает на своей внутренней поверхности 11 два копланарных металлических электрода 12, 13 емкостного-1 012864 бесконтактного датчика. Два электрода 12, 13 связаны с внутренней поверхностью 11 полимерной пленки 4 и задают плоскость, которая параллельна полимерной пленке 4. Один, 12, из двух электродов 12, 13 намного больше, чем другой электрод 13, т.е. занимает значительно большую площадь на вышеупомянутой площади. Этот больший электрод 12 немного меньше, чем полимерная пленка 4, и содержит вогнутую 14 сторону и три прямых стороны 15, 16, 17, которые соответствуют и параллельны относительно сторон 6-9 полимерной пленки 4. Больший электрод 12 дополнительно задает U-образную выемку 18 между вогнутой стороной 14 и ее противоположной прямой стороны 16. Меньший электрод 13 имеет вытянутую форму и расположен внутри U-образной выемки 18, в значительной мере параллельно направлению опорам 19, 20 первого электрода 12, образованного U-образной выемкой 18. Ширина w1, w2 опор 19, 20 и расстояние d между дном 21 U-образной выемки 18 и стороной 15 большего электрода 12 напротив упомянутого дна 21 больше, чем ширина w второго электрода 13. На выходе из камеры для инфракрасного эмиттера/приемника 10, опора 19, соответствующая стороне 16 большего электрода 12,короче, чем опора 20, соответствующая выпуклой стороне 14, а первая прямая часть 22 меньшего электрода 13, который удален от дна 21 U-образной выемки 18, смещена к выпуклой стороне 14 относительно второй прямой части 23 меньшего электрода 13, который находится близко к дну 21 U-образной выемки 18. Электрический контакт 24 соединен с меньшим электродом 13, на конце меньшего электрода 13, который удален от дна 21 U-образной выемки 18. Другой электрический контакт 25 соединен с большим электродом 12, на его стороне 17. На фиг. 3 видно, что каждый из двух электродов 12, 13 соединен через электрические контакты 25,24 с электронной схемой 30 емкостного бесконтактного датчика, обеспеченного внутри кожуха 1 инъекционного устройства. Электронная схема 30 спроектирована таким образом, что два электрода 12, 13 вместе задают емкость, и вследствие этого можно выявлять изменение упомянутой емкости, вызванное приближением человеческого тела. Благодаря форме и размерам электродов 12, 13, и в значительной мере благодаря факту, что больший электрод 12 окружает меньший электрод 13 в области U-образной выемки 18, электрическое поле между электродами 12, 13 имеет такую форму, что оно может легко подвергаться влиянию среды, окружающей датчик, в частности, со стороны тканей человеческого тела. Когда человеческая ткань приближается к электродам 12, 13, проницаемость, проявляемая электрическим полем, изменяется, поскольку человеческая ткань обладает проницаемостью, отличной от воздуха. Это приводит к изменению емкости, заданной электродами 12, 13. Большой размер большего электрода 12,который является измерительным электродом (меньший электрод 13 является электродом сравнения),дополнительно повышает чувствительность датчика. Чувствительность датчика еще более повышается вследствие малого бокового зазора g между электродами 12, 13, который, предпочтительно, меньше ширины w меньшего электрода 13. Более того, благодаря его вогнутой стороне 14, которая повторяет контур сквозного отверстия 3, больший электрод 12 можно располагать очень близко к сквозному отверстию 3, и датчик может, таким образом, более точно выявлять надлежащее расположение инъекционного устройства на области кожи пациента, которую прокалывают иглой 3a. На практике датчик установлен для выявления изменения емкости, создаваемой электродами 12, 13,когда в электрическом поле, генерируемом электродами 12, 13, попадает достаточный объем человеческой ткани. Упомянутый достаточный объем человеческой ткани можно определять таким образом, чтобы, например, простой контакт пальца, например, пальца ребенка, с внешней поверхностью полимерной пленки 4 инъекционного устройства, находящегося напротив электродов 12, 13, не активировал датчик, и в то же время, чтобы контакт области, где кожа пациента, в которой осуществляется введение инъекции,например, на руке, также не активировал датчик. Другое условие, выполняемое датчиком, может состоять в том, что такие материалы, как древесина, пластмасса, стекло, металл, керамика, в частности, в сухом (т.е., не влажном) состоянии, а также сухой текстиль (сухой хлопок) и сухая кожа не активируют датчик, когда их приводят в контакт с полимерной пленкой 4. В частности, установка устройства может быть такова, что человеческая кожа не обнаруживается через сухие ткани. Для облегчения различения человеческой кожи и других материалов, нижняя стенка 2 инъекционного устройства снабжена ножками 31 (см. фиг. 1) для предотвращения контакта контактной поверхности 5 с кожей с плоскими жесткими поверхностями, такими как столы и т.д., при допущении контакта контактной поверхности 5 с кожей с мягкими объектами, такими как человеческая кожа. Ножки 31 также позволяют снижать влияния со стороны окружающей среды, например, металлических поверхностей, таких как медь и железо. Активация датчика заставляет блок управления в инъекционном устройстве осуществлять инъекцию одной дозы лекарства пациенту после нажатия пациентом кнопки для запуска введения инъекции. При вышеуказанных параметрах, датчик согласно изобретению повышает безопасность пациента, поскольку датчик активируется, а инъекция осуществляется только при надлежащем размещении инъекционного устройства на коже пациента. Размещение устройства на неподходящей поверхности, например,на тканях или на жесткой поверхности, не будет способствовать активации датчика, и поэтому, нажатие кнопки не будет вызывать выброс лекарства из устройства. Конкретнее, нажатие кнопки для запуска введения инъекции в условиях, когда датчик не активирован, не будет вызывать выдвижение иглы 3 а из сквозного отверстия 3. Это предотвращает поломку иглы 3 а при ее выдвижении, когда инъекционное-2 012864 устройство размещено на жесткой поверхности, например, на поверхности стола, или случайное прокалывание кожи пользователя при эксплуатации инъекционного устройства. Как показано на фиг. 3, электронная схема 30 датчика содержит согласно предпочтительному варианту изобретения схему 32 синхронизации, серийно выпускаемую под маркой Texas InstrumentTLC555CDR и сконфигурированную для передачи периодического сигнала на ее выводное устройствоOUT. Больший электрод 12 соединен с выводным устройством OUT схемы 32 синхронизации через резистор R005, с сопротивлением 30 кОм, и поэтому выводное устройство получает периодический сигнал через упомянутый резистор. Меньший электрод 13 соединен непосредственно с устройством для ввода сигнала запуска TRIG и с устройством для порогового ввода THRES схемы 32 синхронизации. Вводные устройства VDD и RESET схемы 32 синхронизации подключены к постоянному напряжению 3,3 В. Конденсатор С 007, с емкостью 100 нФ, имеет первый зажим, подключенный к заземлению, и второй зажим,подключенный к водным устройствам VDD и RESET схемы 32 синхронизации. Резистор R006, с емкостью 150 кОм, имеет первый зажим, подключенный к выводному устройству OUT схемы 32 синхронизации и к первому зажиму резистора R005, и второй зажим, подключенный к меньшему электроду 13 и к водным устройствам TRIG и THRES схемы 32 синхронизации. Конденсатор С 006, с емкостью 10 мкФ,имеет первый зажим, подключенный к заземлению, и второй зажим, подключенный ко второму зажиму резистора R005 и к большему электроду 12. Для защиты электростатического разряда (ЭСР) также обеспечена схема 33 диода Зенера. В электронной схеме, показанной на фиг. 3, частота выходного периодического сигнала, принимаемого схемой 32 синхронизации, зависит от емкости, созданной двумя электродами 12, 13. Когда человеческая ткань попадает в электрическое поле, генерируемое электродами 12, 13, емкость, образованная электродами 12, 13 изменяется, что приводит к изменению частоты периодического сигнала. Процессор 34, подключенный к выводному устройству OUT схемы 32 синхронизации, осуществляет обнаружение при наличии частоты ниже предварительно выбранного порога. Выявление частоты ниже предварительно заданного порога соответствует активации датчика, т.е. выявлению близости объекта. Активация датчика с последующей эксплуатацией кнопки для запуска процесса введения инъекции заставляет блок 35 управления регулировать механизм 3 с, вследствие чего контейнер 3b для лекарства с иглой 3 а перемещается вниз к его рабочему положению, а затем регулировать движение поршня контейнера 3b для лекарства через другой механизм (не показан) для выдавливания лекарства, а следовательно для осуществления инъекции. Из фиг. 4 видно, что емкостной бесконтактный датчик, используемый в альтернативном варианте воплощения изобретения, содержит большой, измерительный электрод 40 и маленький, сравнительный электрод 41. Измерительный электрод 40 имеет ту же форму, что и электрод 12, показанный на фиг. 2. Сравнительный электрод 41 образован плоской прямоугольной частью изогнутой металлической полосы 42, и он лежит в одной плоскости и окружен измерительным электродом 40. Измерительный и сравнительный электроды 40, 41 защищены полимерной пленкой 43, как и в варианте воплощения согласно фиг. 2. Помимо электродов 40, 41, датчик, используемый в данном альтернативном варианте воплощения, содержит третий, компенсационный электрод 44. Компенсационный электрод 44 расположен в плоскости, параллельной плоскости, образованной измерительным и сравнительным электродами 40, 41,на некотором расстоянии от электродов 40, 41, и соединен со сравнительным электродом 41. Фактически, компенсационный электрод 44 расположен на внутренней поверхности второй пленки 45, которая параллельна пленке 43 и расположена на внутренней стороне пленки 43. Форма компенсационного электрода 44, по существу, соответствует контуру измерительного электрода 40. Назначением компенсационного электрода 44 является ограничение электрического поля емкостного бесконтактного датчика областью, где выявление кожи должно иметь место. Компенсационный электрод 44, таким образом, предохраняет это инъекционное устройство при ручном управлении инъекционного устройства от срабатывания непосредственно на размещение устройства на человеческой коже. Компенсационный электрод 44 также экранирует электрическое поле. Это очень важно для инъекционных устройств, которые работают от батарей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Инъекционное устройство для осуществления инъекции лекарства пациенту, включающее поверхность (5), имеющую сквозное отверстие (3) для прохождения через него иглы (3 а), и емкостной бесконтактный датчик (12, 13, 30) для обнаружения близости или контакта человеческой кожи с упомянутой поверхностью (5), отличающееся тем, что упомянутый емкостной бесконтактный датчик содержит электрод (12), одна сторона которого прилегает к упомянутому сквозному отверстию (3) и имеет вогнутую форму, которая повторяет часть контура сквозного отверстия (3). 2. Инъекционноеустройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок (35) управления, который позволяет осуществлять инъекцию лекарства, только когда происходит обнаружение датчиком (12, 13, 30). 3. Инъекционное устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительно содержит механизм (3 с) для перемещения иглы (3 а) между втянутым положением внутри устройства и рабочим положением, при-3 012864 котором игла (3 а) выступает из сквозного (3) отверстия, причем блок (35) управления позволяет механизму (3 с) перемещать иглу (3 а) из втянутого положения в рабочее положение, только когда происходит обнаружение датчиком (12, 13, 30). 4. Инъекционное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что упомянутый емкостной бесконтактный датчик (12, 13, 30) установлен таким образом, чтобы простой контакт пальца с упомянутой поверхностью (5) не обнаруживался. 5. Инъекционное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что упомянутый емкостной бесконтактный датчик (12, 13, 30) установлен таким образом, чтобы сухие ткани, по существу, не выявлялись. 6. Инъекционное устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что упомянутый емкостной бесконтактный датчик (12, 13, 30) установлен таким образом, чтобы, по существу, не обнаруживался ни один из следующих материалов: сухая вата, сухая кожа. 7. Инъекционное устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что упомянутый емкостной бесконтактный датчик (12, 13, 30) установлен таким образом, чтобы, по существу, не обнаруживался ни один из следующих материалов: древесина, пластмасса, металл, керамика, стекло. 8. Инъекционное устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что на упомянутой поверхности (5) обеспечены ножки (31) для предотвращения контакта упомянутой поверхности (5) с жесткой поверхностью при допущении контакта упомянутой поверхности (5) с человеческой кожей. 9. Инъекционное устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что упомянутый емкостной бесконтактный датчик содержит первый электрод (12), представляющий собой указанный электрод (12),второй электрод (13), образующий емкость с первым электродом (12) и средством (30) обнаружения изменения упомянутой емкости вследствие близости человеческой кожи к датчику. 10. Инъекционное устройство по п.9, отличающееся тем, что первый и второй электроды (12, 13),по существу, являются копланарными и расположены в плоскости, параллельной упомянутой поверхности (5). 11. Инъекционное устройство по п.10, отличающееся тем, что упомянутый первый и второй электроды (12, 13) расположены на внутренней поверхности (11) изоляционного элемента (4), причем упомянутый изоляционный элемент (4) имеет внешнюю поверхность, образующую по меньшей мере часть упомянутой поверхности (5), имеющей упомянутое сквозное отверстие (3). 12. Инъекционное устройство по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что первый электрод (12) окружает, по меньшей мере, частично второй электрод (13). 13. Инъекционное устройство по п.12, отличающееся тем, что второй электрод (13) имеет удлиненную форму. 14. Инъекционное устройство по п.13, отличающееся тем, что второй электрод (13) расположен вU-образной выемке (18), образованной первым электродом (12), и практически параллелен опорам (19,20) первого электрода (12), образованного U-образной выемкой (18). 15. Инъекционное устройство по п.14, отличающееся тем, что ширина (w1, w2) упомянутых опор(12), противоположного упомянутому дну (21), больше, чем ширина (w) второго электрода (13). 16. Инъекционное устройство по любому из пп.13-15, отличающееся тем, что боковой зазор (g) между первым и вторым электродами (12, 13) меньше, чем ширина (w) второго электрода (13). 17. Инъекционное устройство по любому из пп.12-16, отличающееся тем, что первый электрод (12) больше, чем второй электрод (13). 18. Инъекционное устройство по любому из пп.9-17, отличающееся тем, что упомянутое средство(30) для выявления изменения упомянутой емкости содержит первую электронную схему (32), которая передает периодический сигнал на первый электрод (12). 19. Инъекционное устройство по п.18, отличающееся тем, что первая электронная схема (32) представляет собой схему (32) синхронизации, имеющую выводное устройство, подключенное к первому электроду (12), устройству ввода сигнала запуска и устройству порогового ввода, причем устройство ввода сигнала запуска и устройство порогового ввода подключены ко второму электроду (13). 20. Инъекционное устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что частота периодического сигнала зависит от упомянутой емкости, причем упомянутое средство (30) для обнаружения изменения упомянутой емкости дополнительно содержит вторую электронную схему (34) для обнаружения изменения упомянутой частоты, благодаря близости человеческой кожи к датчику. 21. Инъекционное устройство по любому из пп.9-20, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит компенсационный электрод (44) для ограничения электрического поля, генерируемого первым и вторым электродами (40, 41), на заданной области. 22. Инъекционное устройство по п.21, отличающееся тем, что компенсационный электрод (44) расположен в плоскости, параллельной плоскости, образованной первым и вторым электродами (40, 41),соединен со вторым электродом (41) и имеет форму, которая, по существу, соответствует контуру первого электрода (40).