JP2000084075A - 薬剤液の圧力を監視する監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薬剤の圧力を監視することによって、できる
だけ早く注射器の故障の信頼性のある検出を可能にする
こと。 【解決手段】 本発明は、容器に受けられるピストンの
前進によってハウジング１に受けられ、ハウジングによ
って形成された容器２から一回分の薬剤を注入または注
射中に薬剤の圧力を監視する方法に関する。液圧の尺度
として作用するハウジングへのピストン６が及ぼす反力
が測定され、この反力はピストン６の駆動体の制御部に
送られる。この制御部２０は、測定された反力と所定の
基準力を比較し、比較の結果を考慮してモータ１１の駆
動体を制御する。この基準力は、反力の公称値であり、
直接的な公称値/実際値の比較は、測定された反力とそ
の公称値との間で実行される。さらに本発明は、この方
法を実行するために特に適した装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、注射または注入中
に投与すべき薬剤の圧力を監視する方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】薬剤の注入または注射中に、特に人間に
薬剤を投与するとき、投与すべき薬剤を正確に調量する
ことは、非常に重要である。もし、例えば、形態用注射
ポンプを用いたインシュリン治療における場合のよう
に、投与全体が自動的に行われる場合には、薬剤の投与
が適当に行われているかどうかを監視する必要がある。
監視における重要な可能性は、薬剤液の圧力を監視する
ことである。なぜならば、注射、注入装置の機械的及び
電子的な部品が適当に機能している場合には、液体の圧
力が所定の圧力の範囲内にある限りにおいて、薬剤投与
が適切に行われていると推測できるからである。薬剤投
与が適切に行われていない場合には、圧力を検出できな
いか、または検出があまりにおそいことによって、特に
医薬または獣医学の分野で活性物質の溶液の自動的な投
与の間に漏れやつまりが生じる危険性を呈する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】液体案内装置のつまり
を検出するために投与すべき液体の圧力を監視する注射
ポンプは、例えば、米国特許第4,562,751号及び国際特
許出願公開WO96/27398で知られている。これら２つの参
考文献は、ピストンによって薬剤を含む容器から薬剤液
を排出する注射ポンプに関する。このピストンは、容器
内で直線的に移動し、ピストンの移動軸線に平行に配置
されたスピンドル駆動体によって駆動される。スピンド
ル駆動部材が、長手方向の軸線の周りで回転可能に注射
ポンプのハウジングに取り付けられ、長手方向の軸線の
方向に移動可能なように支持されている。被駆動部材と
して作用し、スピンドル上を移動するナットが、回転し
ないようにハウジングに固定され、その直線的な移動の
間にそれに沿ってピストンを移動するようにピストンと
結合される。一方の端面の自由端によって、米国特許第
4,562,751号によるスピンドルは、しきい値圧力を越え
るとき、ポンプを停止するスラストスイッチに係合す
る。このしきい値圧力は、ピストンが容器内で可動でな
いか、または非常に大きな力でのみ到達される。このよ
うな場合、スピンドルは、ナット内の回転によって、ピ
ストンの移動方向と反対の方向に、スラストスイッチに
対して移動する。

【０００４】このような高圧リミット・スイッチの使用
時に、閉塞が経時的に指示されていないことを圧力監視
するこのようなタイプの圧力監視の利点として国際特許
出願公開第96,27398号に述べられており、最初に、連続
して投与されるべきいくつかの薬剤の分量は、スイッチ
のしき値の圧力を形成するために蓄積しなければならな
い。国際特許出願公開第96,27398号は、高圧リミットス
イッチを用いる代わりに力センサを用いることを示唆し
ており、この力センサは、測定した力に比例した信号、
しがって、容器内の液圧を出力する、圧力監視は、容器
内で前進中に、ピストンによって及ぼされる反力を測定
し、力センサによって出力された２つの出力信号を比較
することによって２つの異なる時間で力センサによる液
圧を検出することから成る。液圧の投与中に第１回目の
測定があり、その後の一回分の薬剤の投与前に第２回目
の測定が行われる。もし、２つの信号の間で所定の差を
達成できなければ、つまりがあることを示し、警告信号
が作動する。この差が所定の信号差を超える場合には、
容器内の圧力が低下し、実際には薬剤の液体が要求され
た通りに投与されたことを示す。このタイプの圧力監視
は、連続的に行われる。さらに、つまりだけを検出する
ことが可能である。

【０００５】本発明の目的は、注射または注入の間に投
与すべき薬剤の圧力を監視することによって、できるだ
け早く注射器の故障を信頼性のある検出を可能にするこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、容器に受けら
れるピストンを前進させることによって容器から一回分
の分量の薬剤を排出する注入または注射の間に、投与す
べき薬剤の圧力を監視することに基づいている。薬剤液
は、特に活性物質の溶液であることを理解すべきであ
る。この容器は、ハウジングに受けられるか、またはハ
ウジング自身によって形成される。液体の圧力を測定す
るとき、前進中にピストンによって生じ反力が測定さ
れ、この反力の測定値は、ピストンの駆動が可能なよう
に制御部に送られる。この制御部は、所定の基準力とこ
の測定された反力とを比較し、これから生じる比較結果
によってピストンの駆動体を制御する。

【０００７】本発明によれば、基準力は、反力の公称値
であり、直接的な公称値/実際値の比較は、測定された
反力とその公称値との間で実行される。この少なくとも
１つの公称値が記憶され、この公称値は公称値/実際値
の比較を目的として、それと、放出動作中に特に投与ま
たはプライミング中に測定された実際の反力と比較する
ために制御部によって再び呼び出される。

【０００８】監視中に決定された故障の場合の反力時間
は、制御部によって可能な限り短い時間保持され、実際
に測定された反力とその公称値との間を直接的に比較
し、公称値とその実際値の差を測定する。

【０００９】好ましくは、この制御部は、実際の反力を
監視または制御し、及び、公称値と実際の値との間の受
け入れ可能な所定の差は、駆動体を停止させるように、
また警告の動作として作用する。本発明によるこの構成
とは別に、駆動体の制御の一部分としての制御は、従来
の制御のようなプログラムをスタートすることができ
る。

【００１０】好ましい実施例において、容器の外側と出
口の場所、例えば、注射針の前端との間に薬剤液の通路
に弁が配置され、この弁は、所定の圧力低下を起こす。
この圧力低下は、装置の実際の使用の間生じるすべての
状態の間に重力による容器からの液体の漏れが防止され
るように選択されることが好ましい。弁のような構造と
位置決めにおいて、ドイツ特許出願19723648号を参照
し、その内容はここに組み込まれている。この弁は、液
体導入装置全体を漏れの監視に誘導するように薬剤液の
出口場所にできる限りにおいて接近するように配置する
ことが好ましい。もし、弁が容器のすぐ後ろの薬剤液の
流通路に配置される場合には、これは他の好ましい実施
例に対応し、ピストンと弁との間の漏れを検出すること
ができる。

【００１１】さらに反力は、弁の動作と比較して無視す
ることができる。弁のモデルシリーズの圧力低下におけ
る公称上の値に基づいて生じる反力は、公称値として使
用することができる。制御部は、メーカによってこの公
称値を有するように調整される。実際の反力の許容範囲
は、それが使用するモデルの値の圧力低下における公称
値の広がりから生じる反力に対応するように予め選択さ
れる。この公称値の広がり範囲は、他の部品、例えば、
使用される駆動体の偏差を考慮するために上方及び下方
に延長される。しかしながら、弁の偏差は、最も重要な
決定因子である。つまり及び漏れに関する対応するしき
い値を得るために、偏差範囲は公差マージンによって増
大される。測定反力がこの方法で所定の公称値の範囲の
外側上方になるとき、つまりが想定される。もしそれが
所定の公称値の範囲の外側下方になるときには漏れが想
定される。定義された圧力低下を有する弁は、特に漏れ
を監視するために有利である。

【００１２】もしこのような弁が存在しないか、または
弁によってつくられた圧力低下がさらに作動力が良好な
近似では無視できないように大きい場合には、関連する
上方及び下方の制限を有する放出動作を考慮すべきいく
つかの公称値を予め選択することができる。休止位置か
ら前方に容器内でピストンを前方に移動するために加え
なければならない力に関する第１の公称値を予め決定す
ることができる。この力は、ピストンと容器の壁と流れ
抵抗との間の摩擦力に打ち勝つように延長されなければ
ならない力に対応する。薬剤液体の放出中の前進速度が
ほぼ一定なので、一定の前進位相のピストンは、カテー
テルが充填されたときに、その支持体に一定の反力を与
える。第２の公称値は、容器からその出口場所へのその
通路で出合うピストンのスライド摩擦及び流れ抵抗に打
ち勝つために必要な力に対応する。このような流れ抵抗
は、例えば、容器の狭い出口、それに接続されたカテー
テル及びカテーテルの自由端に接続された注射針を表
す。測定された反力が予め選択された最大限の量だけ第
１の公称上の値を超えるとき、つまりが推定される。ピ
ストンの前進中に測定された反力は、第２の公称上の値
より所定の量、小さいとき、漏れが推測されることが好
ましい。

【００１３】ピストンが、一回の投与中、投与の直前の
位置と、投与の直後の位置との間でピストンが移動する
前進距離時間にわたる公称値の距離の形態で公称値を選
択することができる。この場合、少なくとも１つの公称
値は、完全な公称値の輪郭またはコースの値である。ま
た、この輪郭の他の公称値は、比較することを目的とし
て使用することができる。

【００１４】ピストンまたはその装置の呼び水は、手動
によって行われるか、または自動で実行される。呼び水
の間に、ピストンは、薬剤が出口の場所を出るまで容器
内の設定位置から前進する。流体導入部分、特に容器、
接続されたカテーテル及び注射針は、呼び水が行われた
後、薬剤液で充填され、第１回目の分量の投与が生じ
る。呼び水の完了は、もし、薬剤液が出た後、上述した
第２の公称値に対応するか、しない場合、測定された反
力を監視する本発明によって圧力監視の部分として検出
することができる。容器の出口と針との間に弁が配置さ
れるとき、近似によって示される公称値は、弁の入り口
と弁の出口との間の圧力低下によって発生する反力に対
応する。

【００１５】少なくとも１つの公称値と測定された反力
を比較することによって、容器に充填状況は自動的に決
定することができる。ピストンの移動軸に沿ったピスト
ンの正規の位置は、制御するために最初に利用可能であ
る。なぜならば、それは、プラットフォームに対してピ
ストン・駆動体、好ましくは、直線状の駆動体の正確な
位置を制御するからである。ピストンとピストン駆動体
の第１の接触は、少なくとも１つの公称値と測定された
反力との比較、特に弁の使用によって決定することがで
きる。

【００１６】他の好ましい実施例において、ピストン駆
動体は、ピストンに対する第１の接触時にそれが停止す
る方法で制御することによって予め調整される。この場
合、ピストンの位置、従って充填状態は、停止時の駆動
モータの公知の位置から特に簡単な方法で決定すること
ができる。自己停止型モータの使用、特に、プリセット
された、または所定の調整可能なスタートモータの周波
数を有するステップモータは、力の比較に関連して述べ
た本発明の他の特徴なしに、充填条件及び全体の利点を
決定するために特に有効である。スタート停止周波数
は、最大限の周波数であり、ステップ・モータの場合、
最大限のパルス周波数であり、この周波数でモータは、
所定の信号をスタートする。所定のモータにおいて、そ
れは、モータによって発生するモーメントに依存し、し
たがって、モーメント依存特性周波数ラインとして提供
される。

【００１７】呼び水中の圧力の監視は、反力において、
少なくとも１つの公称値の偏差において使用することが
好ましく、各装置は特別である。呼び水中の反力は、少
なくとも１つの公称値と比較され、この値は、メーカに
よってプリセットされており、好ましくは、制御部によ
ってアクセスされる非消去メモリに記憶される。

【００１８】もし、呼び水中に測定された反力が許容可
能な値の範囲内にある場合には、呼び水中に測定された
反力は、投与中に圧力モニタ用のメーカのプリセットさ
れた公称値の代わりに個々の公称上の値として使用され
る。この実施例において、制御部は、適用可能である。
圧力モニタの感度は適応性の制御部で増大する。

【００１９】本発明による圧力監視は、インシュリン治
療で使用されるような携帯用注射ポンプで使用すること
が最も好ましい。このタイプのインシュリン装置におい
て、薬剤液、例えば、インシュリンの投与が最も連続的
であり、短い時間間隔で長期にわたって、フレームが小
さく、正確な一回分の分量が多数の投与の形態で投与さ
れる点で連続的である。完全に連続的な注射は、個別の
注射のような期間の管理によって包含される。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態は、
図面を参照することによって次のように示される。

【００２１】図１は、インシュリン治療の携帯用注射ポ
ンプを示す。このポンプは、その駆動体は、本質的に、
ドイツ特許出願第19717107号に説明されている。この出
願の内容は、補足的に参照される。

【００２２】アンプル２状の形状の容器は、ポンプハウ
ジング１に受けられる。アンプル２はインシュリンで充
填される。ピストン６は、アンプルの出口３に向かう前
方の移動方向の直線運動可能にアンプル２に受けられ
る。ピストン６の前進は、ピストン６の後面にネジ溝付
のロッドとして構成される被駆動部材７を押すことによ
って達成される。被駆動部材７は、入れ子式に二段階に
構成されたスピンドル・駆動体の一部である。しかしな
がら、本発明は、ピストン駆動体に関しては制限されな
い。

【００２３】移動軸Ｖに沿ったピストン６の前進中、出
口３に固定されたカテーテル４と、カテーテル４の前方
の自由端に固定されたインシュリン針５を通してインシ
ュリンが排出される。アンプル２内の定められたベース
圧を調整するために、インシュリンの流通路内に弁３０
が配置されている。このような弁３０は、液体導体装置
２ないし５の一定に存在するベース圧を定めるだけでは
なく、液体導入装置２ないし５の液体柱の固有の重さに
よってアンプル２を自発的に排出することを防止するた
めに使用される。この実施の形態において、弁３０は、
取り外し可能なハウジングカバーＤで受けられ、このカ
バーＤによってアンプル２の挿入の後、アンプルの軸を
閉鎖する。

【００２４】被駆動部材７の駆動体は、被駆動部材とス
ピンドル駆動体のステップ・ダウン・トランスミッショ
ンを通して回転モータ１１によって実行される。スピン
ドル駆動体及びステップ・ダウン・トランスミッション
に関してドイツ国特許出願19717107号の参照が行われ
る。少なくともネジ溝ロッド７がハウジング１内を直線
的に案内され、スリーブの形態の被駆動部材７を包囲す
るスピンドル駆動体の２つの前方に取付られた駆動部材
の回転駆動がネジ溝が形成されたロッド７を前進させる
ように回転しないように固定される。

【００２５】トランス・ミッションとモータ１１を備え
たスピンドル駆動体は、可動なプラットフォーム１０に
取付けられ、それ自身は全体として、ハウジング１に回
転しないように固定され、ピストンの前進方向及びその
方向と反対の方向に直線的に可動に取付けられる。第１
には、ハウジングにモータを固定するように取り付ける
ことが可能であり、トランスミッションとともにハウジ
ングにモータ１１を固定することが可能である。この場
合、ハウジング取付駆動部品と、例えば、可動なプラッ
トフォーム１０の取り付けられた入力段、例えば、前進
方向に対応する長さにわたって延びる相互固定する平歯
車との間に対応する軸係合が必要となる。

【００２６】液体導入装置２、３、４、５の可能な故障
を検出することを検出することができるようにするため
に、液体薬剤の圧力、特に、アンプル２の液圧を監視す
る。ハウジング１にピストン６によって影響を受ける反
力は、圧力の監視用に力センサ１３によって測定され、
プリセットされた反力の公称値と比較される。

【００２７】この力は、力センサ１３によって反力とし
て測定され、この力は、ネジ付ロッド７を通ってピスト
ン６から及ぼされ、可動なプラットフォーム１０のスピ
ンドル駆動体から、その可動性によって力センサ１３に
及ぼされる。この目的のために、可動なプラットフォー
ム１０は、ハウジング１のハウジング壁に浮くように支
持される。

【００２８】可動なプラットフォーム１０は、一対のO
リング、例えば、ゴム製リングの形態で弾性支持部材１
０ｂによってこのスリーブ１０aを包囲するハウジング
スリーブ部品にプラットフォームスリーブ１０aで長手
方向に可動に支持されている。このプラットフォームス
リーブ１０aは、駆動体スリーブとして構成されたスピ
ンドル駆動体の駆動部材を包囲する。可動プラットフォ
ームとハウジング１との間の接触は、これらのOリング
１０bを通して形成される。この移動軸Ｖに沿った移動
運動は、Oリング１０bの弾性変形においてのみ可動プラ
ットフォーム１０とハウジング１との間で生じる。Oリ
ング１０bは、ハウジング１に対しても、可動なプラッ
トフォーム１０に対しても移動しないが、弾性的にのみ
変形する。摩擦力は、フローティング支持体の形態によ
って最小限にされ、ピストン６の移動中に受ける力は、
力センサ１３に伝達される。Oリング１０bは、成形嵌合
及び圧力嵌合によってハウジング及びプラットフォーム
・スリーブ１０aの２つの対向面に関して固定される方
法で円周方向の溝で受けられる。しかしながら、それら
は、材料の接続によってこれら２つの表面の一方と、対
応する設定で接続することができ、また、２つの相互に
可動な表面の間で圧縮され、それによって摩擦的に保持
される。しかしながら、弾性変形力を除いて、摩擦力は
可動なプラットフォーム１０の移動時に作用しないこと
が補償されるべきである。

【００２９】この力センサ１３は、可動なプラットフォ
ーム１０の後端面とこの後端面と反対のハウジング壁１
０との間に配置される。ピストン６の移動Ｖの軸線に沿
って作動する反力が力センサ１３に直接作用するように
ピストン６の移動軸Ｖの軸線の延長部分に配置される。
この反力は、移動軸Ｖに対称的に加えられる。反力によ
る傾斜モーメントは、発生することはできない。

【００３０】力センサ１３は、図２に示したように分離
して示されている。それは、屈曲可能なビーム１４によ
って形成され、このビーム１４上の少なくとも一方の面
に薄いフィルムの延長測定ストリップ１５が配置されて
いる。、双方の対向するビーム面に配置することによっ
て測定値を増幅することができる。屈曲可能なビームの
形態において、１つのビーム面の２つの間隔を置いた平
行なウエブ１６a及び１６b(図１)がプラットフォームの
側面の直線状の支持体として示され、その間に延長測定
ストリップ１５を備えたビーム１４は、ピストン６によ
って得られた反力によって曲げられる。反力を加える場
所を正確に定義するために、他のウエブ１６cは、２つ
のウエブ２つのウエブ１６aと反対のハウジングの下側
からグラウンド・プレート１bから、これら２つのウエ
ブ１６a及び１６ｂ（図１）の間の中間に延びており、
その直線的なコンタクトが図２に示されている。この第
３のウエブ１６cの直線的なコンタクトは、移動軸線Ｖ
の延長部にウエブ１６a及び１６ｂに平行に配置されて
いる。この３つのウエブ１６a及び１６ｂに平行に配置
されている。この３つのウエブ１６a、１６ｂ及び１６
ｃは、ウエブ１６a、及び１６ｂに沿った反力ができる
限り直線的に導入され、軸受力は、屈曲可能なビーム１
４のウエブ１６ｃに直線的に作用する。これかまたはそ
れに近い他の断面形状も使用可能である。他のセンサ、
例えば、圧電センサは、静止測定処理のフレームワーク
内で延長測定ストリップの代わりに使用可能である。

【００３１】可動なプラットフォームの力センサ１３の
位置は、図３の２つの図面の組み合わせの視点から最も
明らかである。上方の図面は、ハウジング１の設定位置
の可動なプラットフォーム１０を示し、下方の図面は、
設定モジュールを別にして可動なプラットフォーム１０
を示す。力センサ１３の位置決め固定構成１６は、可動
なプラットフォーム１０の下側に配置される。この構成
１６は、力センサ１３並びに小さい固定プレート１５の
平行なウエブ１６a及び１６ｂを形成する。この力セン
サ１３は、ウエブ１６a及び１６bに対して正確な位置決
めを目的として２つの側方ノッチ１６dを備えており、
この切り欠きは、位置決め及び固定構成１６の案内構成
と協働する。この実施例において、突出及び固定構成１
６から突出したガイドピン１６は、２つのノッチ１６ｄ
の各々に配置される。

【００３２】共通の可動なプラットフォーム１０への駆
動体７ないし１１の位置決めは、製造上の利点がある。
すなわち、この駆動体は、可動なプラットフォーム１０
と完全にあらかじめ組み立てられるか、集約することが
できる。この可動なプラットフォーム１０は、ハウジン
グ１の後方の開放端面を通して全体としてハウジングに
連続的に挿入される。電源とモータ１１への制御部への
必要なコンタクトは、組み立て中につくられる。この実
施例において、モータは可動なプラットフォーム１０と
共に可動であり、接触導管の双方の端部及び可撓性接続
導管によってとられたプラグイン・コンタクトによって
形成される。モータ１１のコンタクトは、スライドコン
タクトとして形成することができる。可動なプラット・
フォーム１０の挿入後、ベースプレート１ｂが後方の解
放したハウジング端面に挿入され、ハウジング１に固定
される。第３のウエブ１６ｃがベースプレート１ｂに形
成される。最後に、ハウジング１は、カバー１aによっ
て閉鎖される。可動なプラトフォーム１０は、ハウジン
グ１に関してOリング１０bによってのみ、一方の側面の
第３のウアエブ１６ｃと肩部１ｃとの間で自由に浮き上
がるように支持され、この肩部１ｃは、ハウジングの側
面でピストン６の移動の方向で見るとき可動なプラット
フォーム１０の反対側にある。

【００３３】可動なプラットフォームの最初の取付位置
において、ネジ溝が形成されたロッド７とピストン６と
の間には接触はない。この最初の取付位置において、接
触が起こらない限りにおいて、可動なプラットフォーム
１０は、ハウジング側の肩部１ｃと力センサ１３との間
に小さい量のゆるみを有する。

【００３４】圧縮された反力を表す測定値、好ましくは
反力に比例した、好ましくは電気信号の形態の測定値が
力センサ１３から導管１７を通してモータ１１用の制御
部２０に送られる。実際に測定された反力を表す測定値
は、制御部２０の入力端Iで永久的に表される。この制
御部２０は、出力端O及び対応する制御導管または制御
バス１８を通してモータ１１に接続される。モータ１１
は、位置制御される。

【００３５】モータ１１は、物理的に予め定められたス
タート・ストップ周波数を備えたステップ・モータであ
る。スタート・ストップ周波数は、速度が過剰になった
とき、モータのトルクが低減する周波数と対応するモー
タ速度であり、もし、それがこの条件において比較的に
小さい抵抗に出合うならば、モータが停止する。停止し
た後、モータは、それ自身によってはスタートせず、そ
れが完全に停止するまでは、前後に揺動するのみであ
る。モータは、制御部２０の制御命令によってのみ再び
スタートするのみである。

【００３６】モータ１１の位置は、プロペラホイール１
１aと、このプロペラ・ホイール１１aと協働する光ビー
ムインタラプタとして機能する光センサによって監視さ
れる。制御部２０は、もし、制御インパルスがモータの
回転に導かれないならば、モータ１１を停止する。モー
タの位置は、少なくとも基準位置からいくつかの時間点
で生成される回転数の形で制御部２０に利用可能であ
る。またモータの位置は、プロペラ・ホイールの刃によ
って妨げられる数を計数する光センサに接続されたカウ
ンタによって決定することができる。可動なプラットフ
ォーム１０への相対的なネジ溝つきのロッドの位置は、
制御部へまた、アンプル２のピストン６の位置で利用可
能である。

【００３７】制御部分２０は、２つの永久メモリ２２及
び２３を備えたマイクロプロセッサ２１を含む。反力の
標準的な公称値のコースＳは、メモリ２２に記憶され
る。さらにメモリ２３は、注射ポンプの呼び水中に書き
込まれる。制御部２０は、インターフェイスI/Oによっ
てモータ１１、力センサ１３及び他の部品、特に電源に
接続される。力センサ１３への接続部分は、参照符号１
７によって示され、参照符号１８によってモータへの接
続部分を示す。

【００３８】呼び水中に、ネジ溝付のロッド７がスター
ト状態からピストン６に駆動され、このスタート状態
は、アンプル２が、ハウジング１に挿入され、出口３の
閉鎖膜が接続針によって貫通される。モータ１１は、ピ
ストン６に接触するまで、スタート・ストップ周波数以
上で非常に迅速な速度で走行する。モータ１１は、迅速
な速度で、スタート・ストップ周波数の少なくとも二倍
の大きさが好ましいパルス周波数で作動する。ネジ溝が
形成されたロッドがプランジャを備えたピストン６と接
触するやいなや、モータは自動的に停止する。なぜなら
ば、スタートストップ周波数以上のトルクは、ネジ溝が
形成されたロッド７及びピストン６を駆動するためには
十分ではないからである。モータ１１の停止位置は、制
御部に登録され、薬剤の排出のためにベース位置に記憶
される。使用するアンプルタイプにおいて、適当な基準
値が特定のピストン位置の制御部２０に記憶される場合
には、制御部２０は、この基準値とピストンに対して駆
動中に決定された実際のピストン位置との比較からアン
プルが完全に充填されているか、または例えば半分充填
されているかを決定することができる。

【００３９】スタート・ストップ周波数を有するステッ
プモータは好ましいが、予め調整されたスタート・スト
ップ周波数を有するステップモータを必ずしも使用する
必要はない。アンプル２のピストン位置は、力センサ１
３によって決定することができる。なぜならば、ピスト
ン６に対する駆動中、可動なプラットフォーム１０のフ
ローティング支持体によって反力が蓄積され、その最後
に、ウエブ１６ｃに対して力センサ１３によって可動な
プラットフォーム１０を押す。それによって、屈曲力セ
ンサ１３は、反力について測定値を発する。この測定さ
れた値によって、制御部２０は、ネジ溝が形成されたロ
ッド７がピストン６に接触しているかどうかを決定し、
この位置において、ピストン６はアンプル内で見いださ
れる。

【００４０】この実施例において、モータ１１は、ステ
ップモータであり、このステップモータは、ピストン６
がアンプル２を前進させるように上述した停止の後、再
び自動的にスタートされる調整可能なスタート・ストッ
プ周波数を備えている。プライミングの一部として、ピ
ストン６は、インシュリンが注射針５の出口場所から出
るまで出口に向かってアンプル内で押される。液体の出
現が安全に決定されるや否や、ネジ溝が形成されたロッ
ド、従って、ピストン６は、移動Vの共通軸線に沿って
その時間点に到達する移動位置で停止される。この停止
は、出現がユーザによって、制御部２０によって自動的
に観察されるとき、手動で実行することができる。

【００４１】本発明の圧力監視によって、１つまたは複
数の公称値又は反応力の公称値の線の呼び水自身を使用
することが可能になり、呼び水中につくられた公称上の
値は、各注射または射出装置において特別なものであ
る。圧力モニタの個別化を可能にするために、メモリ２
３は、プログラム可能であり、好ましくは、いわゆる、
EPROM若しくはフラッシュ-ROMである。標準の公称値を
記憶するメモリ２２は、リードオンメモリとして形成さ
れる。原理的には、もちろん、メモリ２２及び２３の双
方は、１つのプログラマブルメモリとして形成され、そ
れによって、標準の公称値は、それら自身のメモリ領域
に割り当てられ、このメモリ領域は、消去可能な手順か
ら例示される。

【００４２】図４は、メモリ２２に記憶されたような時
間Ｔにわたってプロットされた標準の公称値の線Ｓの時
間と力のグラフを示す。連続線として配置された標準の
公称値の線Ｓに加えて、公称値のコースＳ′が呼び水中
に生じ、その後生じる破線として表されている。アンプ
ルの交換後に、装置の第１の切り替えを表す時間Ｔの点
から計算される時間Ｔにおいて、記憶されたプログラム
の実行中のピストンが反力Ｓ′をつくる。標準の公称値
線Ｓは、１つのモデルのすべての装置において同じであ
る。モニタ用で顕著な少なくとも１つの公称値線Ｓは、
装置のメーカーによってプリセットされ、すなわち、注
射ポンプは、この方法において予め調整される。標準の
公称値線Ｓは、メーカーによってシミュレーションを通
して、経験的に決定され、メモリ２２に記憶される。標
準的な公称値線Ｓは、呼び水を含み、その監視用に使用
される。呼び水中に、各ポンプ用に特定であり、個々の
公称値線Ｓ′として機能する反力線は、後の放出動作Ａ
で連続して示されている。呼び水過程は、設定位置、時
間Ａの点での基準位置からスタートする。呼び水におい
て、ネジ溝が形成されたロッド７は、時間点Ｂの位置の
ピストン６に対しての設定位置から最初に駆動される。
時間ＡとＢとの点の間の距離は、例えば、毎秒1200ステ
ップまたはパルス（pps＝パルス/秒）の高速でモータ１
１によってカバーされる。時間Ｂの点の位置は決定さ
れ、記憶される。プログラムの残り全体において、モー
タは、例えば200ppsで駆動される。反力がＣの場合で、
接触摩擦を打ち勝つために必要な力を越えると、ピスト
ン６は、アンプル２内で移動し始める。さらに、反力
は、時間Ｄでの位置の場合である薬剤で弁３０が充填さ
れるまで、さらに増大する。弁のカウンタ圧力ＰＶに打
ち勝つために必要な反力すなわち公称値Ｓは、Ｋと称さ
れ、呼び水中に測定された弁はＫ′と称される。その
後、弁３０の下流を充填する。針での最初の流体の排出
の直前に、最大限の弁が時間Ｅの点の位置に到達され
る。モータは、流体の排出が観察された後に、Ｆでユー
ザによって停止される。液体の放出が起こった後、特に
ユーザによる装置の停止の後に、反力は、再びＫ′に低
下する。観察するか、またはＧでの減少を決定すること
によって自動的に流体放出を決定した後、測定された
Ｋ′は、注射ポンプの個別的な公称値として記憶され、
もし関係Ｌ＜Ｋ′＜Ｉが課される場合には、ＩとＬは、
１つのモデルの注射ポンプにおいて可能な測定された反
力の制限であり、装置のモデルの標準的な公称値Ｋから
引き出される。Ｌは、Ｋの約２０％下であり、ＩはＫの
約５０％上である。Ｉは、閉塞しきい値であり、Ｌは漏
れしきい値である。次に起こるピークは、薬剤投与の時
間Ｔの点で個別の投薬時の反力値を表す。許容可能な最
大限の変位Ｉ−Ｋ及びＫ−Ｌ又は範囲の制限Ｉ及びＬの
形態で直接、１つの組の公称値として満足させる。監視
は実際の条件に正確に適応され、個々の公称値Ｋ′に組
の公称値を最適に適用することによって再び行われる。
Ｋ′からの許容可能な最大限の変位Ｉ′−Ｋ′及びＫ′
−Ｌ′は、Ｋからの変位よりさらに小さい。なぜなら
ば、装置が関連する公差は、個々の公称値Ｋ′への遷移
によってすでに補償されているからである。

【００４３】また、呼び水は、標準的な公称値線Ｓと、
または公称値Ｋとのみ比較によって完全に自動化され
る。呼び水の完成及びそれによって決定されたアンプル
２の完全な条件を注射ポンプのディスプレイでユーザに
表示することができる。可能な閉塞、好ましくは、漏れ
の認識時に、モータ１１は、導管１８を通して制御部２
０によって停止される。このような故障は、対応するデ
ィスプレイ装置及び警告装置によってユーザの注意を喚
起することができる。

【００４４】直接的な力の測定による本発明による圧力
監視とアンプル２に存在する液圧を表す力センサ１３に
よる測定される値の出力と、公称値との比較は、承認し
がたい圧力条件の非常に迅速な認識を可能にする。さら
に本発明は、いわゆる中間ステップによって、個々の公
称値又は公称値の値の線が実際の投与中に比較するため
につくられるモニタリングの非常に細かな調整を可能に
する。それによって圧力モニタの信頼性は、著しく増大
する。最後に、本発明による圧力監視は、つまりだけで
なく、漏れも認識することができ、それ以上に、呼び水
も自動化され、アンプルの充填状態をも自動的に決定す
ることができるという点で多数の側面において都合よく
使用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧力監視装置を有する注射ポンプの断面図であ
る。

【図２】図１によるポンプの圧力センサの斜視図であ
る。

【図３】圧力センサを有する図１によるポンプの可動な
プラットフォームの斜視図である。

【図４】呼び水中に決定されるような標準的な公称値及
び個々の公称値を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ポンプハウジング ２ アンプル ３ アンプル出口 ６ ピストン ７ 被駆動部材 １０ プラットフォーム １１ モーター １３ 力センサ １６a、１６b、１６c ウエブ ２０ 制御部 ３０ 弁

フロントページの続き (71)出願人 598040145 Ｂｒｕｎｎｍａｔｔｓｔｒａｓｓｅ ６, 3401 Ｂｕｒｇｄｏｒｆ，Ｓｗｉｔｚｅｒ ｌａｎｄ (72)発明者 エリッヒ・イムホフ スイス国ツェーハー−3427 ウッツェンス トルフ，キルフシュトラーセ ９ベー

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薬剤液が容器（２）から放出可能であ
   り、当該容器は、ハウジング（１）に受けられるか若し
   くはハウジングによって形成され、前記容器（２）に受
   けられたピストン（６）の前進を介して前記薬剤液が放
   出可能である、一回分の分量の投与すべき前記薬剤液の
   注入又は注射中に前記薬剤液の圧力を監視する方法であ
   って、 （ａ）前記圧力の尺度として作用する前記ハウジング
   （１）への前記ピストン（６）によって及ぼされる反力
   を測定し、当該反力を前記ピストン（６）の駆動体（７
   ないし１１）の制御部（２０）に送ることと、 （ｂ）前記制御部（２０）は、前記測定した反力と所定
   の基準力とを比較し、比較した結果を考慮して前記ピス
   トン（６）の駆動体（７ないし１１）を制御すること
   と、を有する方法において、 （ｃ）前記基準力は、反力において公称値（Ｓ；Ｓ′）
   であり、直接の公称値/実際値の比較は、前記測定され
   た反力と前記公称値（Ｓ；Ｓ′）との間で実行されるこ
   とを特徴とする薬剤液の圧力を監視する方法。
2. 【請求項２】 前記測定された反力との比較において依
   存される公称値（Ｓ′）は、前記ピストン（６）の呼び
   水中の測定によって決定され、前記ピストン（６）は、
   前記容器（２）の設定位置から第１回目の投与のスター
   ト位置で薬剤液の放出まで変位することを特徴とする請
   求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記呼び水中に測定される反力は、所定
   の標準の公称値（Ｓ）と比較され、標準の公称値（Ｓ）
   に対する所定の最大限の許容可能な差に応じて投与中新
   しい公称値（Ｓ″）として使用されることを特徴とする
   請求項１または２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記容器（２）と注射または注入針
   （５）との間の薬剤液の流れ断面積において、圧力低下
   （ＰＶ）が発生することを特徴とする請求項１ないし３
   に記載の方法。
5. 【請求項５】 第１回目の投与のスタート位置において
   薬剤液が放出されるまで前記ピルトン（６）が前記容器
   の設定位置から前進する、前記ピストン（６）の呼び水
   中に、前記ピストン（６）に対する駆動体（７ないし１
   １）の最初の接触を検出し、この接触時に前記容器の充
   填条件を前記駆動体（７ないし１１）の位置から決定す
   ることを特徴とする請求項１ないし４に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記駆動体（７ないし１１）のステップ
   モータ（１１）のスタート・ストップ周波数は、前記ピ
   ストン（６）の前記駆動体（７ないし１１）の第１回目
   の接触時に捕捉され、前記容器（２）の充填条件が接触
   時に保持されたモータ（１１）の位置から決定されるこ
   とを特徴とする請求項１ないし５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記反力の第１の公称値と第２の公称値
   は、前記第１の公称値が前記休止位置から前記ピストン
   （６）の変位について及ぼされる反力を表し、前記第２
   の公称値が、前記ピストン（６）の変位中に一定の値を
   用いる反力を表すことを特徴とする請求項１ないし６に
   記載の方法。
8. 【請求項８】 （ａ）容器（２）内に受けられるか、若
   しくは前記容器（２）を形成するハウジング（１）と、 （ｂ）前記圧力の尺度として作用し、前記ピストン
   （６）によって前記ハウジング（１）に与えられる反力
   を測定し、前記反力を測定値として出力する力センサ
   （１３）と、 （ｃ）所定の基準値と測定値とを比較し、比較の結果を
   考慮して前記ピストン（６）の駆動体（７ないし１１）
   を制御する制御部（２０）と、を備えた、前記容器
   （２）に受けられたピストン（６）の前進によって容器
   （２）から注入若しくは注射の目的で一回分の分量が放
   出される薬剤液の圧力を監視する装置において、 前記反力の少なくとも１つの公称値（Ｓ；Ｓ′）は、前
   記制御部（２０）のメモリ（２２，２３）に記憶され、
   測定された反力に関して公称値と実際値との比較のため
   に使用されることを特徴とする薬剤液の圧力を監視する
   装置。
9. 【請求項９】 前記反力の標準的な公称値（Ｓ）は、制
   御部（２０）の第１のメモリ（２２）に記憶され、前記
   反力は、前記ピストン（６）の呼び水中に、力センサ
   （１３）によって測定され、前記標準の公称値（Ｓ）と
   比較され、前記標準の公称値と前記制御部（２０）の第
   ２のメモリ（２３）に記憶されたこの反力との間の最大
   限の所定の許容可能な差によって、注射または注入中に
   公称値/実際値に関する装置の特定の公称値（Ｓ′）と
   して使用されることを特徴とする請求項１ないし８に記
   載の装置。
10. 【請求項１０】 前記力センサ（１３）は、前記ピスト
    ン（６）の変位軸（Ｖ）に整列して配置されることを特
    徴とする請求項８または９に記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記ピストン（６）に直接作用する被
    駆動部材（７）及び前記被駆動部材（７）と直接結合さ
    れる駆動体（７ないし１１）の駆動部材は、前記ハウジ
    ング（１）内で浮くように直線的に移動可能であること
    を特徴とする請求項８ないし１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記被駆動部材の駆動用モータ（１
    １）は、ハウジング（１）内で浮くように直線的に移動
    可能であることを特徴とする請求項１ないし１１に記載
    の装置。
13. 【請求項１３】 前記力センサは屈曲可能なビーム（１
    ４）を含み、前記ビームに作用する反力によって生じる
    屈曲は、伸長若しくは圧縮に対応する測定値を出力する
    請求項８ないし１２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記容器（２）と注入若しくは注射針
    （５）との間の薬剤液の流れ断面に弁（３０）が配置さ
    れ、前記弁（３０）は弁（３０）によって定義された圧
    力を越えるときにのみ針（５）の方向に薬剤液の流れを
    可能にすることを特徴とする請求項８ないし１３に記載
    の装置。