Ін’єктор з ємнісним датчиком наближення

1. Ін'єктор для здійснення ін'єкції лікарського засобу пацієнту, який має поверхню (5) із наскрізним отвором (3) для проходження голки (3а) та включає в себе ємнісний датчик (12, 13, 30) наближення для виявлення близькості шкіри людини до згаданої поверхні (5) або контакту з нею, який відрізняється тим, що згаданий ємнісний датчик наближення включає в себе електрод (12), один бік якого розташований поряд зі згаданим наскрізним отвором (3) та має увігнуту форму, яка відповідає частині контуру наскрізного отвору (3). 2. Ін'єктор за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає в себе керуючий пристрій (35), який дозволяє здійснення ін'єкції лікарського засобу лише тоді, коли спрацьовує датчик (12, 13, 30). 3. Ін'єктор за п. 2, який відрізняється тим, що додатково включає в себе механізм (3с) для переміщення голки (3а) між втягненим положенням усередині ін'єктора та робочим положенням, у якому голка (3а) висунута з наскрізного отвору (3), причому згаданий керуючий пристрій (35) дозволяє механізму (3с) переміщати голку (3а) з втягненого положення у робоче положення лише тоді, коли спрацьовує датчик (12, 13, 30). 2 (19) 1 3 96938 4 13. Ін'єктор за п. 12, який відрізняється тим, що другий електрод (13) має видовжену форму. 14. Ін'єктор за п. 13, який відрізняється тим, що другий електрод (13) розташований в U-подібному прорізі (18), визначеному першим електродом (12), та загалом паралельний ділянкам (19, 20) першого електрода (12), утвореним U-подібним прорізом (18). 15. Ін'єктор за п. 14, який відрізняється тим, що значення ширини (W 1, w2) згаданих ділянок (19, 20) та відстань (d) між дном (21) U-подібного вирізу (18) та боком (15) першого електрода (12), розташованим навпроти дна 21, більші за ширину (w) другого електрода (13). 16. Ін'єктор за будь-яким із пп. 13-15, який відрізняється тим, що бічний проміжок (g) між першим та другим електродами (12, 13) менший за ширину (w) другого електрода (13). 17. Ін'єктор за будь-яким із пп. 12-16, який відрізняється тим, що перший електрод (12) більший, ніж другий електрод (13). 18. Ін'єктор за будь-яким із пп. 9-17, який відрізняється тим, що згаданий засіб (30) для виявлення зміни згаданої ємності включає в себе першу електронну схему (32), яка подає періодичні імпульси на перший електрод (12). 19. Ін'єктор за п. 18, який відрізняється тим, що перша електронна схема (32) є інтегральним таймером (32), який має вихід, підключений до першого електрода (12), вхід запуску та пороговий вхід, причому як вхід запуску, так і пороговий вхід з'єднані з другим електродом (13). 20. Ін'єктор за п. 18 або п. 19, який відрізняється тим, що частота періодичних імпульсів залежить від згаданої ємності, і тим, що згаданий засіб (30) для виявлення зміни згаданої ємності додатково включає в себе другу електронну схему (34) для виявлення зміни згаданої частоти, зумовленої близькістю шкіри людини до датчика. 21. Ін'єктор за будь-яким із пп. 9-20, який відрізняється тим, що додатково включає в себе компенсувальний електрод (44) для обмеження електричного поля, утворюваного першим та другим електродами (40, 41), визначеною ділянкою. 22. Ін'єктор за п. 21, який відрізняється тим, що компенсувальний електрод (44) розташований у площині, паралельній площині, визначеній першим та другим електродами (40, 41), з'єднаний з другим електродом (41) та має форму, яка загалом відповідає контуру першого електрода (40). Винахід стосується ін'єктора, тобто пристрою для здійснення ін'єкції лікарського засобу в організм пацієнта. Ін'єктори, як правило, мають поверхню для контактування зі шкірою пацієнта, причому згадана поверхня має наскрізний отвір для проходження голки, приєднаної до контейнера з лікарським засобом, розташованого усередині пристрою. Метою винаходу є підвищення безпечності застосування та маніпулювання ін'єктором. З цією метою запропоновано ін'єктор для здійснення ін'єкції лікарського засобу пацієнту, причому згаданий ін'єктор має поверхню із наскрізним отвором для проходження голки, та відрізняється тим, що додатково включає в себе ємнісний датчик наближення для виявлення близькості шкіри людини до згаданої поверхні або контакту з нею. Ємнісний датчик за варіантом, якому віддається перевага, виконаний таким чином, що звичайний дотик пальця до згаданої поверхні не виявляється та/або такі матеріали, як сухі тканини, суха бавовна, суха вичинена шкіра, деревина, пластмаса, метал, кераміка, скло, не виявляються. Ін'єктор може включати в себе керуючий пристрій, який дозволяє здійснення ін'єкції лікарського засобу тільки коли відбулося спрацювання датчика. Враховуючи вищезгадане спеціальне виконання датчика, його спрацювання відбудеться та здійснення ін'єкції буде дозволено тільки за умови належного розташування ін'єктора на достатньо великій оголеній ділянці людського тіла, тобто типовій ділянці тіла, такій як рука, де має відбуватися ін'єкція. Таким чином усувається ризик випадкового витиснення лікарського засобу. Ін'єктор може додатково включати в себе механізм для переміщення голки між втягненим положенням, усередині ін'єктора, та робочим положенням, у якому голка висувається з наскрізного отвору. За варіантом, якому віддається перевага, керуючий пристрій дозволяє механізму переміщати голку з втягненого положення у робоче положення тоді, коли відбулося спрацювання датчика. Така можливість, поєднана з вищезгаданою настройкою датчика, попереджує висування голки у її робоче положення доки ін'єктор залишається на твердій поверхні, такій як поверхня стола, яка може зламати голку та поранити користувача. Така можливість також зменшує ризик того, що шкіра користувача може бути випадково проколота голкою, коли користувач маніпулює ін'єктором. Більш конкретні варіанти здійснення ін'єктора за винаходом визначаються залежними пунктами прикладеної формули винаходу. Інші особливості і переваги цього винаходу стануть очевидними під час читання подальшого докладного опису, зробленого з посиланням на прикладені фігури, на яких: фіг.1 являє собою частковий вид у перспективі зовнішньої поверхні ін'єктора для здійснення ін'єкції лікарського засобу за винаходом, незважаючи на це певні внутрішні складові частини ін'єктора схематично та частково показані пунктирними лініями; фіг.2 являє собою вид зверху двох електродів ємнісного датчика наближення, який є складовою частиною ін'єктора за винаходом; фіг.3 являє собою електронну схему, до якої приєднані електроди, показані на фіг.2; 5 фіг.4 являє собою вид у перспективі, на якому показані три електроди альтернативного варіанта здійснення ємнісного датчика наближення, який є складовою частиною ін'єктора за винаходом; На фіг.1 показаний корпус 1 ін'єктора для здійснення ін'єкції лікарських засобів за винаходом. Нижня стінка 2 корпусу 1 має наскрізний отвір 3, який дозволяє проходження голки 3а. Голка 3а приєднана до контейнера 3b з лікарським засобом, розташованого усередині корпусу 1. Механізм 3с, який включає в себе електродвигун, також розташований усередині корпусу 1 для утримання та пересування вертикально контейнера 3b, який вміщує лікарський засіб, з голкою 3а, так що ці елементи 3а, 3b можуть займати втягнене положення, повністю усередині корпусу 1, та робоче положення, у якому голка 3a висувається з наскрізного отвору 3 для проколювання шкіри пацієнта. Більше подробиць про елементи 3а, 3b, 3c можна знайти у WO 2005/077441. У центральній частині нижньої стінки 2, прилеглої до наскрізного отвору 3, другий наскрізний отвір закритий електроізолювальним елементом 4 у вигляді полімерної плівки, приклеєної до зовнішньої поверхні нижньої стінки 2. Зовнішні поверхні полімерної плівки 4 та нижньої стінки 2 визначають спільно по суті плоску контактну поверхню 5, призначену для стикання зі шкірою пацієнта. Полімерна плівка 4 має увігнутий бік 6 та три прямі боки 7, 8, 9. Увігнутий бік 6 розташований поряд з наскрізним отвором 3 та повторює частину контуру цього наскрізного отвору 3. Прямі боки 7, 8 спільно визначають кут. Кут, визначений прямими боками 8, 9, зрізаний таким чином, щоб залишити місце для інфрачервоного випромінювача/приймача 10, передбаченого для передавання даних між ін'єктором та комп'ютером. Як видно на фіг.2, на зовнішній поверхні 11 полімерної плівки 4 (показаної тонкими лініями на фіг.2) розташовані два металеві електроди 12, 13 ємнісного датчика наближення, які лежать у одній площині. Два електроди 12, 13 приєднані до зовнішньої поверхні 11 полімерної плівки 4 та визначають плоску поверхню, паралельну полімерній плівці 4. Електрод 12 (один з електродів 12, 13) значно більший за інший електрод 13, тобто займає значно більшу площу вищезгаданої поверхні. Цей більший електрод 12 трохи менший за полімерну плівку 4 та має увігнутий бік 14 та три прямі боки 15, 16, 17, які відповідають та паралельні відповідно бокам 6-9 полімерної плівки 4. Більший електрод 12 додатково визначає U-подібний виріз 18 між увігнутим боком 14 та прямим боком 16, який розташований навпроти нього. Менший електрод 13 має видовжену форму, та розташований усередині U-подібного вирізу 18, у напрямку, по суті паралельному до ділянок 19, 20 першого електрода 12, утворених U-подібним вирізом 18. Ширина w1, w2 ділянок 19, 20 та відстань d між найглибшою частиною 21 U-подібного вирізу 18 та боком 15 більшого електрода 12, розташованим навпроти згаданої найглибшої частини 21, більші за ширину w другого електрода 13. Для того, щоб залишити місце для інфрачервоного випромінювача/приймача 10, ділянка 19, яка відповідає боку 16 96938 6 більшого електрода 12, коротша ніж ділянка 20, яка відповідає увігнутому боку 14, та перша пряма частина 22 меншого електрода 13, яка розташована на певній відстані від найглибшої частини 21 Uподібного вирізу 18, зсунута до увігнутого боку 14 відносно другої прямої частини 23 меншого електрода 13, яка розташована близько до найглибшої частини 21 U-подібного вирізу 18. Інший електричний контакт 25 приєднаний до більшого електрода 12, на його боці 17. Як видно на Фіг.3, кожний з двох електродів 12, 13 приєднаний за допомогою електричних контактів 25, 24 до електронної схеми 30 ємнісного датчика наближення, розташованого усередині корпусу 1 ін'єктора. Електронна схема 30 створена таким чином, що два електроди 12, 13 визначають спільно ємність та таким чином виявляють зміни згаданої ємності, зумовлені наближенням людського тіла. Завдяки формі та розміру електродів 12, 13, та особливо тому, що більший електрод 12 оточує менший електрод 13 у площі U-подібного вирізу 18, електричне поле між електродами 12, 13 має таку форму, що на нього можна легко впливати ззовні датчика, зокрема, людською тканиною. Коли людська тканина наближається до електродів 12, 13, то діелектрична проникність, яку виявляє електричне поле, змінюється, оскільки людська тканина має іншу діелектричну проникність, ніж повітря. Наслідком цього є зміна ємності, яка визначається електродами 12, 13. Великий розмір більшого електрода 12, який є вимірювальним електродом (менший електрод 13 є контрольним електродом), додатково підвищує чутливість датчика. Чутливість датчика крім того додатково підвищується невеликим бічним проміжком g між електродами 12, 13, який за варіантом, якому віддається перевага, менший за ширину w меншого електрода 13. Причому завдяки його увігнутому боку 14, який повторює контур наскрізного отвору 3, більший електрод 12 може бути розташований дуже близько до отвору 3, і датчик може таким чином більш точно виявити належне розташування ін'єктора на ділянці шкіри пацієнта, яка має бути проколота голкою 3а. Фактично датчик настроєний таким чином, щоб виявляти зміни ємності, яка визначається електродами 12, 13, коли достатній об'єм людської тканини потрапляє у електричне поле, утворюване електродами 12, 13. Згаданий достатній об'єм людської тканини, наприклад, може бути заданий так, що звичайний дотик пальця, а особливо дитячого пальця, до зовнішньої поверхні полімерної плівки 4 ін'єктора, яка знаходиться навпроти електродів 12, 13, не активує датчик, тоді як контакт із ділянкою шкіри пацієнта, куди треба зробити ін'єкцію, наприклад, рукою, активує датчик. Друга умова, яку задовольняє датчик, може полягати у тому, що такі матеріали, як дерево, пластмаса, скло, метал, кераміка, особливо у сухому (тобто не вологому) стані, а також суха тканина (суха бавовна) та суха вичинена шкіра не активують датчик, коли їх вводять у контакт із полімерною плівкою 4. Зокрема настройка може бути такою, що шкіра людини не виявляється через сухий одяг. Для спрощення виявлення різниці між шкірою людини та 7 іншими матеріалами, нижня стінка 2 ін'єктора має опори 31 (дивись фіг.1) для запобігання контакту поверхні 5, призначеної для контакту зі шкірою, із твердими поверхнями, такими як столи тощо, та які однак дозволяють контакт поверхні 5, призначеної для контакту зі шкірою, з м'якими об'єктами, такими як шкіра людини. Опори 31 дозволяють також зменшувати вплив навколишніх металевих поверхонь, наприклад, мідних, сталевих. При активуванні датчика керуючий пристрій у ін'єкторі дозволяє здійснення ін'єкції однієї дози лікарського засобу пацієнту після натиснення кнопки здійснення ін'єкції пацієнтом. Враховуючи вищезгадану спеціальну настройку датчика, датчик за винаходом підвищує безпеку пацієнта, оскільки датчик активується та здійснення ін'єкції дозволяється тільки за умови належного розташування датчика на шкірі людини. Розміщення пристрою на непридатній ділянці, такій як одяг або тверда поверхня, не активує датчик, а отже натискання кнопки здійснення ін'єкції не спричинить витиснення лікарського засобу з пристрою. Більш детально, натискання кнопки здійснення ін'єкції за умови, що датчик не активований, не викличе висування голки 3а з наскрізного отвору 3. Це попереджує поломку голки 3а при її висуванні, коли ін'єктор розташований на твердій поверхні, такій як поверхня стола, або випадкове проколювання шкіри користувача при маніпулюванні ін'єктором. Як показано на Фіг.3, електронна схема 30 датчика за варіантом, якому віддається перевага, включає в себе інтегральний таймер 32, наявний на ринку під назвою Texas Instrument TLC555CDR та виконаний з можливістю подавання періодичних імпульсів на його вихід OUT. Більший електрод 12 з'єднаний з виходом OUT інтегрального таймера 32 через резистор R005 30 кОм і тому одержує періодичні імпульси через згаданий резистор. Менший електрод 13 з'єднаний безпосередньо з входом запуску TRIG та з пороговим входом THRES інтегрального таймера 32. Входи VDD та RESET інтегрального таймера 32 з'єднані з джерелом постійної напруги 3,3 В. Конденсатор С007 ємністю 100 нФ має першу клему, приєднану до "землі", та другу клему, з'єднану з входами VDD і RESET інтегрального таймера 32. Резистор R006 150 кОм має першу клему, з'єднану з виходом OUT інтегрального таймера 32 та з першою клемою резистора R005, та другу клему, з'єднану з меншим електродом 12 та з входами TRIG і THRES інтегрального таймера 32. Конденсатор С006 у 10 мФ має першу клему, приєднану до "землі", та другу клему, з'єднану з другою клемою резистора R005 та з більшим електродом 12. Схема напівпровідникового стабілітрона 33 також передбачена для захисту від електростатичного розряду (ESD). 96938 8 У електронній схемі, як показано на фіг.3, частота періодичних імпульсів, які подає інтегральний таймер 32, залежить від ємності, утворюваної двома електродами 12, 13. Коли людська тканина потрапляє у електричне поле, утворене електродами 12, 13, ємність, утворювана двома електродами 12, 13, змінюється, призводячи до зміни частоти періодичних імпульсів. Процесор 34, з'єднаний з виходом OUT інтегрального таймера 32, виявляє, коли частота стає нижче заздалегідь заданого порогового значення. Виявлення частоти нижче заздалегідь заданого порогового значення, відповідає активуванню датчика, тобто виявленню близькості об'єкта. Натискання кнопки здійснення ін'єкції після активування датчика змушує керуючий пристрій 35 керувати механізмом 3с так, що контейнер 3b, який вміщує лікарський засіб, з голкою 3а пересувається вниз у його робоче положення, а потім керує пересуванням поршня контейнера 3b, який вміщує лікарський засіб, за допомогою іншого механізму (не показаного) для витиснення лікарського засобу, а отже здійснення ін'єкції. Як видно на фіг.4, ємнісний датчик наближення, який використовують у альтернативному варіанті здійснення винаходу, включає в себе великий вимірювальний електрод 40 та невеликий контрольний електрод 41. Вимірювальний електрод 40 має таку саму форму, що й електрод 12, показаний на фіг.2. Контрольний електрод 41 утворений плоскою прямокутною частиною із зігнутої металевої стрічки 42, та лежить у одній площині з вимірювальним електродом 40 та оточений ним. Вимірювальний та контрольний електроди 40, 41 захищає полімерна плівка 43, як у варіанті здійснення, зображеному на фіг.2. Крім електродів 40, 41 датчик, використаний у цьому альтернативному варіанті здійснення, включає в себе третій компенсувальний електрод 44. Компенсувальний електрод 44 розташований у площині, паралельній площині, визначеній вимірювальним та контрольним електродами 40, 41, на певній відстані від електродів 40, 41, та з'єднаний з контрольним електродом 41. Фактично компенсувальний електрод 44 розташований на внутрішній поверхні плівки 43. Форма компенсувального електрода 44 по суті відповідає контуру вимірювального електрода 40. Призначенням компенсувального електрода 44 є обмеження електричного поля ємнісного датчика наближення ділянкою, де виявлення шкіри має відбутися. Компенсувальний електрод 44 таким чином запобігає тому, що маніпулювання ін'єктором, тобто тримання ін'єктора руками, буде виявлене як належне розташування пристрою на шкірі людини. Компенсувальний електрод 44 також екранує електричне поле. Це важливо для ін'єкторів, які живляться від акумуляторів. 9 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 96938 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601