Устройство введения лекарственных препаратов, способ определения доз лекарственного препарата, способ определения количества лекарственного препарата и носитель информации

010333 Область техники, к которой относится изобретение Данное изобретение относится к средствам введения в организм пациента лекарственных препаратов, в частности к аппаратам для подкожных инъекций лекарственных препаратов. Уровень техники Более конкретно, данное изобретение относится к аппарату, имеющему средство размещения (держатель), в который устанавливается содержащий лекарственный препарат сменный контейнер или картридж, контроллер и управляемое контроллером средство, осуществляющее инъекцию в организм пациента по крайней мере одной дозы содержащегося в контейнере лекарственного препарата. Такой аппарат описан, например, в заявке на патент US2002/0133113. Проблема, возникающая при использовании устройств этого известного типа, состоит в том, что количество содержащегося в контейнере лекарственного препарата редко оказывается кратным дозе,назначенной пациенту, так как дозы, назначаемые разным пациентам, обычно различны, а контейнеры с лекарственными препаратами являются стандартными компонентами. Таким образом, после введения максимально возможного для данного контейнера с лекарственным препаратом числа полных доз в указанном контейнере обычно остается некоторое количество лекарственного препарата. Этот остаток не может быть использован, а поэтому выбрасывается пациентом вместе с контейнером. Это означает потерю части лекарства. При большом числе используемых контейнеров с препаратами такие потери могут оказаться значительными. Раскрытие изобретения Задачей данного изобретения является сокращение потерь лекарственных препаратов. Для решения этой задачи изобретение предлагает устройство введения лекарственных препаратов, описываемое в п.1 прилагаемой формулы изобретения, способ определения доз лекарственных препаратов, описываемый в п.8 формулы изобретения, и носитель информации с компьютерным кодом, описываемый в п.15 формулы изобретения. Краткое описание чертежей Другие особенности и преимущества данного изобретения станут очевидными после чтения следующего далее подробного описания привилегированных воплощений, сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - вид в разрезе устройства с электронным управлением для инъекций лекарственных препаратов, соответствующего данному изобретению; фиг. 2 - схема потоков информации при работе контроллера, управляющего устройством, представленным на фиг. 1; фиг. 3 - блок-схема алгоритма, выполняемого контроллером, показанным на фиг. 2; и фиг. 4 и 5 - примеры графиков зависимости соответственно остатка В и среднего значения скорректированной дозы AD, рассчитанной алгоритмом, представленным на фиг 3, от числа контейнеров, использованных при работе устройства, представленного на фиг. 1. Осуществление изобретения Обратившись к фиг. 1 и 2, мы видим, что согласно изобретению переносное устройство с электронным управлением, предназначенное для подкожных инъекций жидких лекарственных препаратов, включает переносной корпус 1, в котором размещаются держатель 2 контейнера (средство размещения), электромеханический исполнительный модуль 3 и электронный контроллер 4. Держатель 2 контейнера служит для установки в нем сменного контейнера 5, содержащего жидкий лекарственный препарат. Исполнительный модуль 3 включает электромотор 6 и гибкий привод 7 поршня, приводимый в движение мотором 6. Гибкий привод 7 поршня представляет собой несжимаемую в продольном направлении, но изгибаемую трубку, проходящую через изогнутую направляющую трубку 8 и заканчивающуюся плоским толкателем 9. После установки контейнера 5 в держатель 2 и закрепления иглы 10 в нижней части держателя 2 таким образом, чтобы соответствующая область оболочки контейнера 5 была проколота иглой,гибкий привод поршня 7 перемещается мотором 6 таким образом, чтобы плоский толкатель 9 вошел в соприкосновение с поршнем 11, находящимся в контейнере 5. Тогда, если выполнены определенные условия, такие как контакт нижней поверхности 12 корпуса 1 с кожным покровом пациента, гибкий привод поршня 7 будет толкать поршень 11 с целью ввода одной дозы лекарственного препарата через иглу 10 каждый раз, когда будет нажата пусковая кнопка 13 "Начать инъекцию". Когда контейнер 5 окажется(или будет считаться) пустым, гибкий привод 7 поршня втягивается, чтобы дать возможность заменить контейнер 5. Обратимся к фиг. 2, на которой видно, что контроллер 4 (обычно представляющий собой микропроцессор с внутренней памятью) принимает сигналы от различных датчиков и кнопок, имеющихся в устройстве для инъекций, и управляет исполнительным модулем 3 в соответствии с программой, хранимой в контроллере 4. Датчики могут включать, в частности, датчик 14, служащий для распознавания присутствия контейнера 5 в устройстве и для считывания информации, например штрих-кода, с наружной оболочки контейнера 5, и датчик 15 для распознавания близости нижней поверхности 12 к коже пациента или контакта с ней. Кнопки устройства включают пусковую кнопку 13 "Начать инъекцию" и кнопки 16 настройки.-1 010333 Контроллер 4 может также управлять входящим в состав устройства для инъекций дисплеем 17, на который выводится информация для пациента или врача. Конструкция устройства для инъекций лекарственных препаратов, как таковая, не включается в предмет изобретения, а поэтому не будет далее описываться более подробно. В соответствии с данным изобретением программа, хранимая в контроллере 4, включает подпрограмму корректировки вводимой пациенту дозы лекарственного препарата, обеспечивающую сокращение потерь лекарственного препарата. Алгоритм, выполняемый этой подпрограммой, представлен на фиг. 3. Представленный алгоритм начинает свою работу с блока S0, в котором присваиваются начальные значения переменной В (ее роль будут объяснена ниже), переменной D, представляющей назначенную дозу D, выраженную, например, в мг, и предопределенной константе k, лежащей в диапазоне от 0 и 1 и представляющей точность дозирования; указанные значения сохраняются в контроллере 4. Назначенная доза D и точность дозирования k обычно вводятся в контроллер 4 врачом с помощью кнопки 16 настройки. В следующем блоке S1 проверяется, установлен ли контейнер 5 в устройстве для инъекций. Если контейнер в устройстве отсутствует, то алгоритм ждет, пока контейнер не будет установлен, а затем переходит к блоку S2. В блоке S2 определяется, является ли количество препарата в контейнере 5, установленном в устройстве (т.е. начальное количество лекарственного препарата, содержащегося в указанном контейнере),кратным назначенной дозе, т.е. равно ли оно назначенной дозе, умноженной на некоторое целое число N. Количество содержащегося в контейнере препарата может, например, предварительно вводиться в контроллер 4 пациентом или врачом с помощью кнопок 16 настройки, или же количество содержащегося в контейнере препарата может быть считано датчиком 14 с поверхности контейнера 5. Альтернативно,количество содержащегося в контейнере препарата может быть определено непосредственно самим устройством для инъекций примерно следующим способом: когда гибкий привод 7 поршня вступит в контакт с поршнем 11 контейнера (начальное положение втянутого привода известно), произойдет возрастание силы тока, потребляемого мотором 6, что будет обнаружено схемой 18 измерения силы тока; схема 19 счетчика числа оборотов мотора подсчитает число оборотов мотора 6, чтобы определить расстояние,на которое продвинулся гибкий привод 7 поршня, начиная с втянутого назад положения и до момента соприкосновения с поршнем 11 контейнера, и, таким образом, определит исходное положение поршня 11 в контейнере 5; исходя из данных об исходном положении и из известных размеров контейнера 5, может быть определено количество содержащегося в контейнере лекарственного препарата. Если на выходе блока S2 будет получен ответ "да", то может выполняться инъекция лекарственного препарата (блок S3). В соответствии с предписанным врачом расписанием инъекций пациенту будут сделаны N инъекций назначенной дозы препарата, после чего контроллер 4 сообщит пациенту через экран дисплея 17, что контейнер 5 пуст и должен быть заменен. В этом случае алгоритм вернется к блоку S1. Если на выходе блока S2 будет получен ответ "нет", то алгоритм перейдет к блоку S4. В блоке S4 значения некоторых переменных вычисляются следующим образом:DiffH = nH(HD-D),где Conc - концентрация (в мг/мл) содержащегося в контейнере лекарственного препарата, MaxlnjVol заранее определенная константа, выраженная в мл, представляющая максимальный объем, который устройство для инъекций может ввести за одну инъекцию, Cont - указанное выше количество содержащегося в контейнере препарата (в мг), INT - функция "целая часть", max - функция "максимум" и min - функция "минимум". Значение Conc может быть, например, предварительно введено в контроллер 4 пациентом или врачом с помощью кнопок 16 настройки или считано датчиком 14 с поверхности контейнера 5. Переменные LD и HD представляют соответственно более низкую дозу, чем назначенная доза, и более высокую дозу, чем назначенная доза. В отличие от назначенной дозы значения этих переменных,представляющих более низкую и более высокую дозу, делят нацело количество Cont содержащегося в контейнере препарата. LD - более низкая доза, которая равна LD, если LD больше, чем нижнее значение(D-kD), и равна (D-kD) в противном случае. HD - более высокая доза, которая равна HD, если HD меньше чем два предельных верхних значения, а именно (D+kD) и MaxDose, и равна (D+kD) илиMaxDose в противном случае. Точность k дозирования выбирается врачом или самим пациентом в зави-2 010333 симости от диагноза. Предельное значение MaxDose является техническим ограничением устройства. В следующем блоке S5 определяется, является ли абсолютное значение величины B+DiffL меньшим, чем абсолютное значение величины B+DiffH. Если ответ - "да", то скорректированная доза AD,соответствующая контейнеру 5, вставленному в устройство для инъекций, равна более низкой дозе LD,и переменной В присваивается новое значение B+DiffL (блок S6). Если ответ -"нет", то скорректированная доза AD равна более высокой дозе HD, и переменной В присваивается новое значение B+DiffH(блок S7). Так полученная скорректированная доза AD является дозой, которая будет вводиться в организм пациента вместо назначенной дозы D при каждой инъекции, пока в устройстве установлен данный контейнер 5. Далее может выполняться инъекция лекарственного препарата (блок S8). Пациент выполнит nL (если величина LD выбрана в качестве скорректированной дозы) или nH (если величина HD выбрана в качестве скорректированной дозы) инъекций скорректированной дозы препарата, в соответствии с предписанным врачом расписанием инъекций. После выполнения указанных nL или nH инъекций экран дисплея 17 проинформирует пациента о том, что следует заменить контейнер, а алгоритм возвратится к блоку S1. Блоки S1-S8 выполняются для каждого контейнера, устанавливаемого в устройство для инъекций. Пока назначенные дозы остаются неизменными, переменная В не сбрасывается в 0, даже если устройство для инъекций будет выключаться между инъекциями. Если в какой-либо момент величина назначенной дозы, хранящаяся в контроллере устройства, будет изменена, то алгоритм перейдет к блоку S0, где переменная В будет обнулена. Переменная В представляет собой "балансовый остаток": в ней накапливаются значения nAD(ADD), где nAD есть INT(Cont/AD) по мере того, как контейнеры сменяются в устройстве. Другими словами,переменная В представляет собой текущую (накопившуюся к данному моменту) разность между количеством лекарственного препарата, фактически введенного пациенту, и количеством лекарственного препарата, которое было бы введено, если бы доза не была изменена по сравнению с назначенной дозой. Эта разность (далее - баланс) может быть как положительной, так и отрицательной. Из сказанного может легко вывести следующее: если для каждого используемого контейнера скорректированная доза равна LD или HD, то потери лекарственного препарата сокращаются до нуля. Если, с другой стороны, скорректированная доза равна предельному верхнему значению (D+kD или MaxDose) или нижнему значению (D-kD) для хотя бы одного из используемых контейнеров при значении k, отличном от 0, и при значении MaxDose, отличном от HD, то потери лекарственного препарата не устранены, но средние потери сокращаются, по крайней мере, при большом числе используемых контейнеров,как будет показано ниже. Следует далее отметить, что решающее правило логического блока S5, которое учитывает значение переменной В, гарантирует, что среднее значение скорректированных доз, рассматриваемое как функция числа использованных контейнеров, сходится к назначенной дозе, т.е. что после использования некоторого числа контейнеров среднее значение скорректированных доз, введенных пациенту, оказывается все более близким к назначенной дозе. Для многих видов медикаментозного лечения, например при лечении задержки роста, не обязательно точное соответствие дозы, вводимой при каждой инъекции, дозе, назначенной врачом, при условии, что среднее значение всех доз, введенных за некоторый период, составляющий обычно одну или несколько недель, является, по существу, равным назначенной дозе. В данном изобретении такие допустимые отклонения в дозировании используются для снижения потерь лекарственных препаратов. Хотя решающее правило, применяемое в блоке S5, рассматривается авторами данного изобретения как оптимальное с точки зрения скорости сходимости среднего значения скорректированной дозы к значению назначенной дозы, следует отметить, что могут быть применены другие решающие правила, учитывающие значение переменной В. В варианте данного изобретения более низкая доза LD выбирается в качестве скорректированной дозы, если значение переменной В положительно, а более высокая дозаHD выбирается в качестве скорректированной дозы, если значение переменной В отрицательно или равно нулю. Другим свойством описанного выше алгоритма является то, что абсолютное значение переменной В никогда не превосходит 50% от назначенной дозы. Таким образом, разность между количеством лекарственного препарата, введенного пациенту, и количеством лекарственного препарата, которое пациент должен получать по предписанию врача, в любое время остается ограниченной. Как сказано выше, благодаря применению алгоритма, соответствующего данному изобретению, потери лекарственных препаратов сокращаются, по крайней мере, статистически. Выполненное авторами данного изобретения моделирование, при котором назначенная доза менялась от 0,01 до MaxDose, а точность дозирования - от 0 до 0,5, показало, в частности, что при числе используемых контейнеров, равном 24, имеет место следующее: потери лекарственного препарата W(AD), когда введенные дозы являются скорректированными дозами, каждая из которых равна одному из упомянутых выше верхних и нижних значений, оказываются-3 010333 более чем в 90% случаев меньшими, чем потери лекарственного препарата W(D), наблюдаемыми в тех случаях, когда вводимая доза постоянна и равна назначенной дозе; потери лекарственного препарата W(AD) всегда ниже, чем W(D)+1%; абсолютная величина разности между средней скорректированной дозой и назначенной дозой не превосходит 2% от назначенной дозы,где потери лекарственного препарата определяются следующим образом: где ri - остаток препарата в данном i-м контейнере после введения всех полных доз, содержавшихся в данном i-м контейнере, и Conti - количество препарата в i-м контейнере. Другие результаты описанного моделирования состоят в том, что после использования 100 контейнеров потери лекарственного препарата W(AD) всегда оказываются меньшими, чем W(D)+0,2%, и в том, что после использования 200 контейнеров потери лекарственных препаратов W(AD) всегда оказываются меньшими, чем W(D)+0,1%. В варианте данного изобретения, который может быть использован в случаях, когда врач допускает более значительные различия между вводимыми дозами и назначенной дозой, и отсутствуют технические ограничения на объем лекарственного препарата, вводимого с помощью устройства за одну инъекцию, переменные, представляющие верхний предел MaxDose и точность дозирования k, могут быть опущены. Потери лекарственного препарата в таком варианте всегда равны нулю. Для иллюстрации данного изобретения ниже приводится численный пример, показывающий выполнения алгоритма, представленного на фиг. 3. Количество препарата в каждом контейнере (Cont) = 7,9 мг. Назначенная доза (D) = 4 мг. Точность дозирования (k) = 0,1 (10%). Число (n) полных доз (D) в каждом контейнере = INT(Cont/D) = 1.HD = D+kD = 4,4 мг. На фиг. 4 и 5 соответственно представлены графики баланса В и среднего значения скорректированных доз как функций от числа использованных контейнеров. Данное изобретение было описано выше применительно к устройству для введения пациенту лекарственных препаратов с помощью подкожных инъекций. Однако очевидно, что изобретение применимо к другим средствам ведения препаратов, например к устройствам, которые обеспечивают пациента соответствующими дозами лекарственных препаратов, принимаемых перорально. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство введения лекарственных препаратов, содержащее средства (2) размещения сменного контейнера (5) с лекарственным препаратом, контроллер (4) и средства (3; 6, 7) введения пациенту по крайней мере одной дозы лекарственного препарата, содержащегося в указанном контейнере (5), управляемое указанным контроллером (4), отличающееся тем, что указанный контроллер (4) содержит средство определения скорректированной дозы AD лекарственного препарата для каждого установленного в устройстве контейнера (5) с лекарственным препаратом при количестве лекарственного препарата, содержащегося в установленном контейнере (5), не кратном величине назначенной дозы D, при этом скорректированная доза лекарственного препарата является дозой, которая вводится средствами введения (3; 6, 7) вместо назначенной дозы при каждом использовании устройства при установленном контейнере (5),причем скорректированная доза определена путем выбора из первой дозы, которая является большей,чем назначенная доза, и второй дозы, которая является меньшей, чем назначенная доза, причем выбираемые дозы являются функцией переменной В, которая является накопителем значения nAD(AD-D),где nAD есть INT(Cont/AD), a Cont является количеством лекарственного препарата в установленном в устройстве контейнере. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что значение скорректированной дозы является одним из двух значений: значения первой дозы и значения второй дозы, для которого абсолютная величина переменной В оказывается меньшей. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скорректированная доза равна первой дозе, если переменная В принимает отрицательное значение, и равна второй дозе, если переменная В принимает положительное значение. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что первая доза равна Cont/n, а вторая доза равна Cont/(n+1), где n равно INT(Cont/D).-4 010333 5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что первая доза является равной минимуму из (Cont/n) и по крайней мере одного ограничивающего сверху значения, а вторая доза равна максимуму из Cont/(n+1) и по крайней мере одного ограничивающего снизу значения. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что указанное по крайней мере одно ограничивающее сверху значение включает значение (D+kD), a указанное по крайней мере одно нижнее значение включает значение (D-kD), где k - заранее заданная константа в диапазоне между 0 и 1. 7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что представляет собой инъекционное устройство с электронным управлением для подкожных инъекций лекарственных препаратов в организм пациента. 8. Способ определения доз лекарственного препарата, осуществляемый контроллером (4) устройства введения лекарственных препаратов, содержащего средства (2) размещения сменного контейнера (5) с лекарственным препаратом и средства (3; 6, 7) введения пациенту по крайней мере одной дозы лекарственного препарата, содержащегося в указанном контейнере (5), управляемые указанным контроллером(4), отличающийся тем, что при количестве лекарственного препарата, содержащегося в установленном контейнере (5), не являющимся кратным величине назначенной дозы D, определяют скорректированную дозу AD лекарственного препарата для каждого контейнера (5) с лекарственным препаратом, установленном в устройстве, причем скорректированная доза лекарственного препарата является дозой, которую вводят с помощью указанных средств введения (3; 6, 7) вместо назначенной дозы при каждом использовании устройства при установленном контейнере (5), при этом указанную скорректированную дозу определяют путем выбора из первой дозы, которая является большей, чем назначенная доза, и второй дозы,которая является меньшей, чем назначенная доза, причем указанные выбираемые дозы являются функцией переменной В, которая является накопителем значения nAD(AD-D), где nAD равно INT(Cont/AD),a Cont является количеством лекарственного препарата в установленном в устройстве контейнере. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что значение скорректированной дозы является одним из двух значений: значения первой дозы и значения второй дозы, для которого абсолютная величина переменной В оказывается меньшей. 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что скорректированная доза равна первой дозе, если переменная В принимает отрицательное значение, и равна второй дозе, если переменная В принимает положительное значение. 11. Способ по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что первая доза равна (Cont/n), а вторая доза равна Cont/(n+1), где n равно INT(Cont/D). 12. Способ по любому из пп.8-10, отличающийся тем, что первая доза является равной минимуму из(Cont/n) и по крайней мере одного верхнего граничного значения, а вторая доза равна максимуму из(Cont/(n+1 и по крайней мере одного нижнего граничного значения. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что по крайней мере одно верхнее граничное значение включает значение (D+kD), а указанное по крайней мере одно нижнее граничное значение включает значение (D-kD), где k - заранее заданная константа в диапазоне между 0 и 1. 14. Способ по любому из пп.8-13, отличающийся тем, что средства (3, 6, 7) введения препарата содержат мотор (6) и гибкий привод (7), а контейнер (5) содержит поршень (11), при этом количество лекарственного препарата, содержащегося в указанном контейнере (5), определяют путем приведения гибкого привода (7) поршня в контакт с поршнем (11) указанного контейнера (5) при движении гибкого привода с его известного, втянутого, положения, и распознают возникновение указанного контакта посредством измерения силы тока, проходящего через электромотор (6), связанный с указанным гибким приводом (7) поршня, затем посредством подсчета числа оборотов указанного электромотора (6) определяют расстояние, пройденное гибким приводом (7) поршня от его втянутого положения до контакта с указанным поршнем (11), тем самым определяют положение указанного поршня (11) в указанном контейнере (5) с лекарственным препаратом и по указанному положению указанного поршня (11) определяют количество лекарственного препарата, содержащегося в указанном контейнере (5). 15. Носитель информации, содержащий программный код, выполняемый контроллером (4) устройства введения лекарственных препаратов, содержащего средства (2) размещения сменного контейнера (5) с лекарственным препаратом и средства (3; 6, 7) введения пациенту по крайней мере одной дозы лекарственного препарата, содержащегося в контейнере (5), управляемые указанным контроллером (4), отличающийся тем, что он содержит программный код для осуществления способа по любому из пп.8-14. 16. Способ определения количества лекарственного препарата, содержащегося в контейнере (5) с лекарственным препаратом, имеющем поршень (11), установленном в устройстве введения лекарственных препаратов, содержащем гибкий привод (7) и электромотор (6), связанный с указанным гибким приводом (7), отличающийся тем, что указанный гибкий привод (7) поршня приводят в контакт с поршнем(11) контейнера, распознают возникновение контакта посредством измерения силы тока, проходящего через электромотор (6), затем посредством подсчета числа оборотов указанного электромотора (6) определяют расстояние, пройденное гибким приводом (7) поршня от его втянутого положения до контакта с поршнем (11), и тем самым определяют положение указанного поршня (11) в указанном контейнере (5) с-5 010333 лекарственным препаратом и по указанному положению поршня (11) определяют количество лекарственного препарата, содержащегося в указанном контейнере (5).