AT518695B1

AT518695B1 - Anordnung zur Bestimmung des Füllstands der Flüssigkeit in der Karpule

Info

Publication number: AT518695B1
Application number: ATA50465/2016A
Authority: AT
Inventors: Dipl Ing Lurf Robert; Martin Beisteiner Bsc; Ing Meindl Michael
Original assignee: Ait Austrian Inst Tech Gmbh
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2018-08-15
Also published as: AT518695A1; EP3458818A1; WO2017197420A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung des Füllstands der Flüssigkeit in der von einem Karpulenhalter getragenen Karpule 10 - wobei der Karpulenhalter eine Karpule trägt, - wobei die Karpule 10 eine Flüssigkeit, insbesondere einen Wirkstoff, enthält - wobei die Karpule 10 einen Kolben aufweist, mit dem die in ihr befindliche Flüssigkeit durch eine Austrittsöffnung ausbringbar ist, - wobei im Bereich der Austrittsöffnung der Karpule 10 ein Träger 13 vorgesehen ist, der ein mit einer Nadel 16 durchstechbares Septum 12 trägt und das Septum 12 vor der Austrittsöffnung der Karpule 10 fixiert, sodass das Septum 12 die Karpule 10 verschließt, - wobei eine Messschaltung 21 zur Messung der Kapazität im Bereich der Karpule 10 zur Bestimmung des Inhalts der Flüssigkeit in der Karpule 10 vorgesehen ist, - wobei ein das Septum 12 umgebendes leitfähiges, insbesondere metallisches, Abschirmelement 14, 15 vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Abschirmelement 14, 15 an die Messschaltung 21 angeschlossen ist und auf ein gegenüber einem Bezugspotential der Messschaltung 21 oder einer für die Messung verwendeten Erregungsspannung der Messschaltung 21 vorgegebenes Potential gelegt ist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung des Inhalts der Flüssigkeit in einer Karpule.

[0002] Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass solche Karpulen in einem Karpulenhalter angeordnet werden, wobei mittels des Karpulenhalters die in der Karpule befindliche Flüssigkeit durch eine Austrittsöffnung ausgebracht wird. Diese Austrittsöffnung ist üblicherweise durch ein Septum verschlossen. Hierbei handelt es sich normalerweise um einen nicht leitfähigen, elastischen Verschlussteil, der mit einer Nadel durchgestochen werden kann. Wird das Septum von einer Nadel durchstochen, kann die in der Karpule befindliche Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung durch die Nadel durchtreten, sodass die in der Karpule befindliche Flüssigkeit indiziert werden kann.

[0003] Aus der US 2011/0166510 A1 ist ein tragbares Infusions-Monitoringsystem bekannt, bei dem zur Ermittlung des Füllstands mittels Füllstandssensoren ein elektrisches Signal detektiert wird und von einem Mikroprozessor hinsichtlich des Füllstands und der Flüssigkeitsabgaberate ausgewertet wird.

[0004] Aus der AT 513452 A1 ist eine Abgabevorrichtung zur Abgabe von Flüssigkeiten bekannt, bei der zur Bestimmung des Füllstands zumindest zwei Messelektroden im Außenbereich des Behälters angeordnet sind und eine die Messelektroden mantelförmig umgebende Abschirmung in Form einer mit Leiterbahnen beschichteten Folie um den Behälter vorgesehen ist.

[0005] Aus der US 2003/0136189 A1 ist ein Pumpsystem umfassend eine Pumpe und eine Pumpenkammer bekannt, bei dem zur Bestimmung des Füllstands in der Pumpenkammer eine Veränderung in der Kapazität zwischen Kondensatorplatten, welche um die Pumpenkammer angeordnet sind, gemessen wird.

[0006] Wird die in der Karpule befindliche Flüssigkeit kapazitiv gemessen, so wird durch das Einbringen der Nadel in das durchstechbare Septum eine Veränderung des elektrischen Felds verursacht, die letzten Endes dazu führt, dass erhebliche Abweichungen des Kapazitätsmesswerts sowie damit einhergehende Abweichungen des Füllstandsmesswerts in der Karpule vorhanden sind. Auch wenn es möglich ist, mittels einzelner Detektions- oder Korrekturmaßnahmen die Einflüsse der Nadel auf die Messergebnisse zu reduzieren, bleibt aufgrund der Beeinträchtigung des elektrischen Feldes im Bereich der Karpule stets ein gewisser Restmessfehler.

[0007] Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe die Einflüsse, die die zumeist metallische Nadel auf die detektierte Kapazität und damit auf den detektierten Füllstand hat, weitestgehend zu minimieren. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0008] Anordnung zur Bestimmung des Füllstands der Flüssigkeit in der von einem Karpulenhalter getragenen Karpule

- wobei der Karpulenhalter eine Karpule trägt,

- wobei die Karpule eine Flüssigkeit, insbesondere einen Wirkstoff, enthält

- wobei im Bereich einer Austrittsöffnung der Karpule ein Träger vorgesehen ist, der ein mit einer Nadel durchstechbares Septum trägt und das Septum vor der Austrittsöffnung der Karpule fixiert, sodass das Septum die Karpule verschließt,

- wobei eine Messschaltung zur Messung der Kapazität im Bereich der Karpule zur Bestimmung des Inhalts der Flüssigkeit in der Karpule vorgesehen ist,

- wobei ein leitfähiges, insbesondere metallisches, Abschirmelement vorgesehen ist,

- wobei das Abschirmelement (14, 15) an die Messschaltung (21) angeschlossen ist und auf ein gegenüber einem Bezugspotential der Messschaltung (21) oder einer für die Messung verwendeten Erregungsspannung der Messschaltung (21) vorgegebenes Potential gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, /6

AT518 695 B1 2018-08-15 österreichisches patentamt dass die Karpule (10) einen Kolben aufweist, mit dem die in ihr befindliche Flüssigkeit durch die

Austrittsöffnung ausbringbar ist, und dass das Abschirmelement (14, 15) das Septum (12) umgibt.

[0009] Durch diese vorteilhafte Maßnahme wird erreicht, dass eine Messung des Füllstands unabhängig davon vorgenommen werden kann, ob sich eine Nadel im Septum der Karpule befindet oder nicht. Die Messung der Kapazität kann damit einfacher und mit geringerem elektronischen Messaufwand vorgenommen werden.

[0010] Eine besonders einfache Ausprägung einer Karpule sieht vor, dass der Träger des Septums leitfähig ist und das Abschirmelement ausbildet. Hierbei ist eine einfache Abschirmung der Nadel möglich.

[0011] Für beliebig ausgestaltete Karpulen kann auch vorgesehen sein, dass das Abschirmelement eine leitfähige Folie aufweist, die um das Septum gewickelt ist.

[0012] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den vorliegenden Zeichnungsfiguren näher dargestellt.

[0013] Fig [0014] Fig. 2 [0015] Fig. 3 [0016] Fig. 4 zeigt eine Karpule wie sie bei einer erfindungsgemäßen Anordnung verwendet wird.

zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung sowie die hierbei verwendete Messelektronik.

zeigt in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform mit einer alternativen Verschaltung.

zeigt eine alternative Ausgestaltung einer solchen Karpule mit Verwendung einer leitfähigen Folie.

[0017] In Fig. 1 ist eine Karpule dargestellt, wie sie bei einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung beispielsweise verwendet wird. Bei der Karpule 10 handelt es sich vorzugsweise um einen Behälter aus Glas oder Kunststoff, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die insbesondere einen Wirkstoff trägt. Beim Wirkstoff kann es sich beispielsweise um ein Arzneimittel handeln. Die Karpule 10 weist eine Austrittsöffnung auf, durch die die Flüssigkeit aus der Karpule 10 austreten kann. Die Austrittsöffnung ist durch ein Septum 12 verschlossen. Das Septum 12 verschließt die Austrittsöffnung der Karpule 10 dichtend. Soll die Flüssigkeit durch Fortbewegung eines Kolbens durch den Raum der Karpule 10 aus der Karpule 10 gepresst werden, so wird üblicherweise eine hohle Nadel 16 durch das Septum gestoßen, sodass die Flüssigkeit durch die hohle Nadel 16 aus der Karpule gebracht und vorteilhafterweise einer Person oder einem Tier injiziert werden kann.

[0018] Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann bestimmt werden, wie viel Flüssigkeit sich in der Karpule 10 befindet. Hierfür ist eine Messschaltung (Fig. 2) vorgesehen, die eine Kapazität im Bereich der Karpule 10 zur Nadel 16 hin misst. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck eine Elektrode 11 an der Behälterwand der Karpule 10 angeordnet. Vorteilhafterweise ist an einer der Elektrode 11 am Behälter der Karpule 10 gegenüberliegende weitere Elektrode angeordnet, wobei zur Bestimmung der Flüssigkeitsmenge in der Karpule 10 die Kapazität zwischen den beiden Elektroden 11 gemessen werden kann. Wird der Kolben durch den Körper der Karpule 10 zur Nadel 16 hin verschoben, so wird die Flüssigkeit aus der Karpule 10 entfernt und es strömt Luft in den Bereich hinter dem Kolben. Hierdurch verändert sich die elektrische Permittivität des Mediums zwischen den beiden Elektroden 11, sodass eine unterschiedliche Kapazität festgestellt werden kann, mit der in weiteren auf den Füllstand der Flüssigkeit in der Karpule 10 rückgeschlossen werden kann.

[0019] Darüber hinaus ist bei der in Fig. 1 dargestellten Karpule 10 ein metallischer Verschluss vorgesehen, der im Bereich der Austrittöffnung das Septum umgibt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese metallische Ummantelung als Abschirmelement 14 verwendet.

[0020] Das Abschirmelement 14 ist kontaktiert und an eine Verarbeitungseinheit 20 umfassend eine Messschaltung 21 angeschlossen, wobei das Abschirmelement 14 auf ein gegenüber

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[0021] Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, dass das Abschirmelement 14 nicht auf die Systemmasse GND der Messschaltung gelegt wird, sondern auf ein gegenüber einem Bezugspotential der Messschaltung V_M vorgegebenes Potential gelegt wird (Fig. 3). Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Spannung am Abschirmelement 14 derart festgelegt wird, dass das Abschirmelement 14 auf ein gegenüber einer Erregungsspannung vorgegebenes Potential gelegt wird. Eine solche Erregungsspannung kann beispielsweise eine Wechselspannung sein, mit der die Kapazität zwischen den beiden Elektroden 11 gemessen wird. Insgesamt ist es bei sämtlichen der vorgeschlagenen Maßnahmen möglich die elektrostatischen Einflüsse einer durch das Septum 12 durchgeführten metallischen Nadel 16 auf die Messung der Kapazität zwischen den beiden Elektroden 11 und letztendlich auf die Bestimmung des Füllstands der Flüssigkeit in der Karpule 10 zu reduzieren. Der Träger des Septums ist leitfähig und bildet im vorliegenden Fall das Abschirmungselement 14 aus. Wie auch in Fig. 3 dargestellt, leitet die Messeinheit 21 die ermittelten Messwerte an einem Mikrokontroller 22 weiter. Die Messwerte können über eine Datenübertragungseinheit 23 an ein externes Datenkommunikationsgerät übertragen werden.

[0022] Eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Karpule verwendet anstelle eines leitfähigen Septumträgers, wie in Fig. 1 dargestellt eine leitfähige an die Verarbeitungseinheit 20 angeschlossene Folie 15, die um das Septum gewickelt ist (Fig. 4). In diesem Fall braucht der Träger des Septums 12 nicht leitfähig ausgeführt zu sein: Sofern auch der Träger des Septums 12 leitfähig ausgebildet ist, wird die Unterdrückung der Einflüsse einer metallischen Nadel 16 auf die Kapazitätsmessung bzw. die Füllstandsbestimmung weiter unterdrückt.

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Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zur Bestimmung des Füllstands der Flüssigkeit in der von einem Karpulenhalter getragenen Karpule (10)

-wobei der Karpulenhalter eine Karpule trägt,

- wobei die Karpule (10) eine Flüssigkeit, insbesondere einen Wirkstoff, enthält

- wobei im Bereich einer Austrittsöffnung der Karpule (10) ein Träger (13) vorgesehen ist, der ein mit einer Nadel durchstechbares Septum (12) trägt und das Septum (12) vor der Austrittsöffnung der Karpule (10) fixiert, sodass das Septum (12) die Karpule (10) verschließt,

-wobei eine Messschaltung (21) zur Messung der Kapazität im Bereich der Karpule (10) zur Bestimmung des Inhalts der Flüssigkeit in der Karpule (10) vorgesehen ist,

-wobei ein leitfähiges, insbesondere metallisches, Abschirmelement (14, 15) vorgesehen ist,

-wobei das Abschirmelement (14, 15) an die Messschaltung (21) angeschlossen ist und auf ein gegenüber einem Bezugspotential der Messschaltung (21) oder einer für die Messung verwendeten Erregungsspannung der Messschaltung (21) vorgegebenes Potential gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Karpule (10) einen Kolben aufweist, mit dem die in ihr befindliche Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung ausbringbar ist, und dass das Abschirmelement (14, 15) das Septum (12) umgibt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (14) des Septums (12) leitfähig ist und das Abschirmelement ausbildet.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement eine leitfähige Folie (15) aufweist, die um das Septum (12) gewickelt ist.