CH701492A1 - Verabreichungsvorrichtung mit einer Einrichtung zur Erfassung von Druckänderungen. - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Verabreichung eines fluiden Produkts offenbart, die zur Okklusionserkennung eine Einrichtung zur Druckerfassung aufweist. Diese Einrichtung umfasst ein verformbares Element (272), z.B. in Form einer Membran, und ein Übertragungselement (273), z.B. in Form eines Stössels. Ein Fluid in der Vorrichtung, insbesondere ein Hydraulikfluid, wirkt auf das verformbare Element (272) derart ein, dass das verformbare Element eine Druckkraft auf das Übertragungselement überträgt. Diese Druckkraft kann leicht mechanisch detektiert werden, um eine Okklusion zu erkennen.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verabreichung eines fluiden Produkts, insbesondere eines Medikaments in flüssiger Form. Eine solche Vorrichtung wird im Folgenden kurz als Verabreichungsvorrichtung bezeichnet.

STAND DER TECHNIK

[0002] Bei verschiedenen Krankheiten kann es erforderlich sein, einem Patienten ein in flüssiger Form vorliegendes Medikament, z.B. ein Insulinpräparat oder ein blutverdünnendes Medikament wie Heparin, über einen längeren Zeitraum hinweg zu verabreichen. Hierfür sind kompakte, tragbare, körperexterne Verabreichungsgeräte bekannt, die vom Patienten ständig in Körpernähe mitgeführt werden.

[0003] Für eine zuverlässige Versorgung des Patienten mit dem Medikament ist es wesentlich, dass Funktionsstörungen, die zu einer Unterversorgung mit dem Medikament oder einer vollständigen Unterbrechung der Verabreichung des Medikaments führen können, wirksam und sicher erkannt werden und zur Auslösung eines Alarms und/oder zum Abschalten des Geräts führen. Eine derartige Fehlfunktion kann insbesondere dadurch entstehen, dass eine Verstopfung (Okklusion) einer flüssigkeitsführenden Leitung, z.B. des Infusionssets, eintritt.

[0004] In der WO 2008/106 810 ist ein modulares Verabreichungsgerät angegeben, das eine wiederverwendbare Basiseinheit (Reusable-Teil) und eine wegwerfbare Kartusche (Disposable-Teil) aufweist. Die Basiseinheit enthält eine Antriebseinheit mit einem elektrischen Motor, einem Getriebe und einem Mitnehmer sowie die verhältnismässig teuren und komplexen Komponenten für die Bedienung und Steuerung des Geräts. Die Kartusche enthält eine Karpule mit dem Produkt sowie ein Hydrauliksystem. Wenn die Antriebseinheit aktiviert wird, bewirkt dies, dass ein Stopfen des Hydrauliksystems vorgeschoben wird, so dass das Hydraulikfluid aus einem Hydraulikreservoir in ein Verschiebereservoir verdrängt wird, das an den Karpulenstopfen angrenzt. Dies bewirkt wiederum, dass der Stopfen der Karpule vorgeschoben wird und das Produkt ausgestossen wird. Eine Okklusion äussert sich in einem stark ansteigenden Druck im Hydrauliksystem. Um Okklusionen zu erkennen, weist das Hydrauliksystem einen Blindkanal auf, in dem ein federbelasteter Schieber geführt ist. Bei Überschreitung eines Schwellendrucks im Hydrauliksystem wird der Schieber gegen die Federkraft verschoben. Diese Einrichtung zur Drucküberwachung ist jedoch verhältnismässig komplex und dadurch kostspielig in der Fertigung.

[0005] Ein grundsätzlich sehr ähnlich aufgebautes modulares Verabreichungsgerät ist in der WO 2008/106805 angegeben. Bei diesem Verabreichungsgerät wird ein Druckanstieg im Hydraulikreservoir detektiert, indem der Stopfen des Hydrauliksystems in einem Führungselement geführt ist, das sich bei Überschreiten eines Schwellendrucks gegen eine Federkraft entgegen der Vorschubrichtung des Stopfens verschiebt. Auch diese Einrichtung zur Drucküberwachung ist verhältnismässig komplex.

[0006] In der WO 00/72 900 wird ein gasbetriebenes Infusionsgerät angegeben. Dieses umfasst einen Gasgenerator mit einem Drucksensor, der durch eine elektrisch leitende, elastomere Membran gebildet wird. Bei einem Druckanstieg im Gasgenerator aufgrund einer Okklusion stülpt sich die Membran durch eine Öffnung nach aussen vor. Dadurch gerät sie in elektrischen Kontakt mit einer Elektrode, so dass ein Stromkreis durch die Membran hindurch geschlossen wird. An dieser Lösung ist nachteilig, dass die Membran elektrisch leitend sein muss und ausserdem leicht beschädigt werden kann.

[0007] In der EP 1 818 664 ist ein Infusionsgerät mit einem Infusionsset offenbart, in dessen Flüssigkeitspfad eine deformierbare Membran angeordnet ist. Bei einem Druckanstieg im Flüssigkeitspfad verformt sich die Membran. Diese Verformung wird optisch berührungslos detektiert. Nachteilig an dieser Lösung ist einerseits, dass die Okklusionserkennung erst im Infusionsset erfolgt. Dadurch können Okklusionen, die stromaufwärts von der Membran auftreten, nicht erkannt werden. Andererseits ist die optische Detektion relativ aufwändig und erfordert eine genaue Kalibration. Ausserdem ist die Membran vor der Montage des Infusionssets ungeschützt von aussen zugänglich und kann daher leicht beschädigt werden.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0008] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verabreichungsvorrichtung anzugeben, die eine einfache und sichere Okklusionserkennung ermöglicht. Die Einrichtung zur Okklusionserkennung soll ausserdem robust und vor Beschädigungen gesichert sein.

[0009] Diese und weitere Aufgaben werden durch eine Verabreichungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0010] Es wird also eine Vorrichtung zur Verabreichung eines fluiden Produkts, welche aufweist: ein Gehäuse; ein im oder am Gehäuse angeordnetes Fluidreservoir, das dazu ausgebildet ist, ein Fluid aufzunehmen und das mit einem Druck beaufschlagbar ist, um das fluide Produkt aus der Vorrichtung auszustossen, sowie ein (vorzugsweise gehäusefest angebrachtes) verformbares Element, das so angeordnet und ausgebildet ist, dass der im Fluidreservoir wirkende Druck eine Druckkraft auf das verformbare Element ausübt,

[0011] Um die auf das verformbare Element wirkende Druckkraft einfacher und zuverlässiger feststellen zu können und um das verformbare Element vor Beschädigungen zu schützen, weist die Vorrichtung ein Übertragungselement auf, welches relativ zum Gehäuse bewegbar ist und mit dem verformbaren Element derart in einer Wirkverbindung steht, dass die Druckkraft im Wesentlichen (d.h. abgesehen von Reibungskräften, Verformungskräften des verformbaren Elements und anderen Verlusten) vom verformbaren Element auf das Übertragungselement übertragbar ist. Diese Druckkraft kann in einfacher Weise mechanisch durch eine Detektionseinrichtung festgestellt oder gemessen werden. Das verformbare Element und das Übertragungselement bilden also gemeinsam eine Druckerfassungseinrichtung, wobei die Lage des Übertragungselements ein Indikator für den Fluiddruck im Fluidreservoir ist.

[0012] Das verformbare Element ist vorzugsweise elastisch verformbar, so dass es einem Druckanstieg eine elastische Gegenkraft entgegensetzt. Besonders bevorzugt ist das verformbare Element als elastische Membran ausgestaltet, die im unbelasteten Zustand vorzugsweise einen im Wesentlichen ebenen Bereich aufweist, der sich bei Druckänderungen aufwölbt. Das verformbare Element kann jedoch auch eine andere Form aufweisen und z.B. schon im entspannten Zustand kuppelartig gewölbt oder sackartig ausgebildet sein. Es kann dabei auch im Wesentlichen kräftefrei verformbar sein.

[0013] In bevorzugten Ausführungsformen ist die Druckkraft, die auf das Übertragungselement wirkt, stetig vom Fluiddruck abhängig, und zwar in einer beliebigen Stellung des Übertragungselements, sofern sich dieses innerhalb eines vorgegebenen Bereichs von Stellungen befindet. Bevorzugt ist dabei die Druckkraft nur schwach von der Stellung des Übertragungselements abhängig, besonders bevorzugt im Wesentlichen (d.h. abgesehen von der elastischen Rückstellkraft des verformbaren Elements und von Verlusten) von der Stellung des Übertragungselements unabhängig. Dies kann insbesondere dadurch realisiert sein, dass die Normalenfläche, die sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Übertragungselements erstreckt, die vom verformbaren Element überdeckt ist und über der das Fluid auf das verformbare Element einwirkt, bei einer Verformung des verformbaren Elements nicht ändert. Dadurch wird es möglich, die auf das Übertragungselement wirkenden Druckkräfte selbst dann zuverlässig durch eine Detektionseinrichtung zu messen, wenn Toleranzen bei der Positionierung der Detektionseinrichtung bestehen. Solche Toleranzen führen dann zwar unter Umständen zu einer veränderten Lage des Übertragungselements, jedoch zu keiner oder nur einer geringen Änderung der Druckkräfte, die auf das Übertragungselement wirken.

[0014] In bevorzugten Ausgestaltungen weist die Vorrichtung einen Kanal mit einem ersten und einem zweiten Ende auf, wobei das erste Ende des Kanals in das Fluidreservoir mündet und wobei das zweite Ende des Kanals in einen Aufnahmeraum mündet, der mindestens teilweise durch das verformbare Element begrenzt ist. Das verformbare Element begrenzt in diesem Fall also nicht unmittelbar das Fluidreservoir, sondern begrenzt einen Raum, der durch den Kanal mit dem Fluidreservoir kommuniziert. Dadurch kann das verformbare Element an einer geeigneten Stelle der Vorrichtung angeordnet werden, an der eine Detektion der übertragenen Kräfte einfach möglich ist. Dabei ist der Querschnitt des Kanals genügend gross gewählt, dass über die Länge des Kanals kein signifikanter Druckabfall stattfindet, der Fluiddruck an den beiden Enden des Kanals also im Wesentlichen gleich ist. In alternativen Ausgestaltungen ist es aber auch denkbar, dass das verformbare Element unmittelbar einen Teil des Fluidreservoirs begrenzt.

[0015] Diese Ausgestaltung mit einem Kanal ermöglicht eine alternative Ausführungsform, bei der die auf das Übertragungselement wirkende Druckkraft unstetig vom Fluiddruck abhängt und insbesondere beim erstmaligen Überschreiten eines Schwellendrucks sprungartig zunimmt. Dies wird dadurch möglich, dass die Druckerfassungseinrichtung wie folgt ausgebildet ist: Das verformbare Element weist eine Fläche auf, die grösser ist als die Querschnittsfläche des Kanals an seinem zweiten Ende. Solange der Druck im Fluidreservoir einen Schwellendruck nicht überschreitet, verschliesst das verformbare Element den Kanal an seinem zweiten Ende vollständig. Wenn der Schwellendruck erstmals überschritten wird, verformt sich das verformbare Element derart, dass es das zweite Ende des Kanals freigibt. Dadurch wirkt der Fluiddruck nun auf einen Bereich des verformbaren Elements ein, dessen Fläche grösser ist als die Querschnittsfläche des Kanals an seinem zweiten Ende.

[0016] Dadurch wirkt nach Überschreitung des Schwellendrucks plötzlich eine grössere Druckkraft auf das verformbare Element, so dass sich dieses weiter verformt, bis eine Gegenkraft, z.B. die elastische Gegenkraft des verformbaren Elements oder ein Anschlag, der die Bewegung des Übertragungselements begrenzt, eine weitere Verformung verhindert. Die Druckmesseinrichtung weist also beim erstmaligen Überschreiten des Schwellendrucks gewissermassen ein binäres Verhalten auf, mit einer verhältnismässig starken Kraftänderung auf das Übertragungselement.

[0017] Das Übertragungselement ist bevorzugt beweglich mit dem Gehäuse verbunden. Es ist vorzugsweise relativ zum Gehäuse geführt ausgebildet, insbesondere verschiebbar. Bevorzugt kann das Übertragungselement linear geführt sein, also gegenüber dem Gehäuse in einer reinen Translationsbewegung verschiebbar sein. Das Übertragungselement kann aber auch z.B. gegenüber dem Gehäuse verschwenkbar sein und dazu an einem Ende am Gehäuse angelenkt sein. Es ist auch denkbar, dass das Übertragungselement über eine elastische Verbindung mit dem Gehäuse verbunden ist, z.B. über einen elastischen Hebelarm. Bevorzugt ist das Übertragungselement aber ein Stössel, der relativ zum Gehäuse verschiebbar geführt ist und derart angeordnet ist, dass er durch eine Gestaltänderung des verformbaren Elements verschiebbar ist.

[0018] In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse einen Führungsbereich auf, mit einer zum Gehäuseinneren weisenden Innenseite und einer zum Gehäuseäusseren weisenden Aussenseite. Dieser Führungsbereich ist bevorzugt als eigenständiges Führungselement getrennt vom Gehäuse gefertigt, kann aber auch einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein. Das elastische Element ist dann auf der Innenseite des Führungsbereichs angeordnet, und das Übertragungselement ist derart in einer Öffnung des Führungsbereichs angeordnet, dass es das verformbare Element wenigstens teilweise überdeckt und dass es durch eine Verformung (Gestaltänderung) des verformbaren Elements in oder entgegen einer zur Aussenseite des Führungselements weisenden Richtung in der Öffnung bewegbar ist.

[0019] Das Fluidreservoir, dessen Druck überwacht wird, ist vorzugsweise nicht direkt ein Produktreservoir, in dem das zu verabreichende fluide Produkt untergebracht ist, sondern ein Hydraulikreservoir, das mit einem Hydraulikfluid (insbesondere einer inkompressiblen Hydraulikflüssigkeit) befüllt ist. Die Vorrichtung weist dann ausserdem einen Produktbehälter auf, um das fluide Produkt aufzunehmen, der Produktbehälter ist derart angeordnet, dass der Druck vom Hydraulikreservoir auf den Produktbehälter übertragbar ist, um das fluide Produkt aus dem Produktbehälter auszustossen. In alternativen Ausgestaltungen kann aber auch unmittelbar der Druck im Produktbehälter oder in einer Zu- oder Ableitung hiervon, z.B. im Schlauch eines Infusionssets überwacht werden, und das Fluid, dessen Druck erfasst wird, ist also unmittelbar das fluide Produkt.

[0020] Die vorstehend angegebene Verabreichungsvorrichtung kann vorteilhaft als wegewerfbare Kartusche («Disposable-Modul») zum Einsatz in einem Semi-Disposable-Gerät ausgebildet sein. Hierzu wirkt sie mit einer wiederwendbaren Basiseinheit («Reusable-Modul») zusammen, die die verhältnismässig teuren und komplexen Komponenten für den Antrieb und die Steuerung des Geräts enthält. Die Detektion der Druckkraft auf das Übertragungselement findet dann in der Basiseinheit statt.

[0021] Die Erfindung bezieht sich also auch auf eine Vorrichtung zur Verabreichung eines fluiden Produkts, aufweisend: eine wiederverwendbare Basiseinheit mit einer Antriebseinrichtung zu Erzeugung einer Antriebsbewegung und gegebenenfalls mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung; und eine Vorrichtung der vorstehend angegebenen Art in Form einer auswechselbaren Kartusche, die mit der Basiseinheit lösbar verbindbar ist, und die ein Abtriebselement aufweist, das dazu ausgestaltet ist, mit der Antriebseinrichtung zusammenzuwirken, um die Antriebsbewegung von der Basiseinheit auf die Kartusche zu übertragen und das Fluidreservoir mit einem Druck zu beaufschlagen, wobei die Basiseinheit eine Detektionseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die auf das Übertragungselement der Kartusche wirkende Druckkraft zu detektieren.

[0022] Die Detektionseinrichtung wirkt also mechanisch mit dem Übertragungselement zusammen. Sie ist so ausgebildet und angeordnet, dass die auf das Übertragungselement wirkende Druckkraft auf die Detektionseinrichtung übertragbar ist.

[0023] Die Detektionseinrichtung weist vorzugsweise mindestens ein Element mit einer elektrischen Eigenschaft auf, die in Abhängigkeit von der auf das Übertragungselement wirkenden Druckkraft kontinuierlich oder zumindest in mehreren Schritten veränderlich ist, insbesondere eines der folgenden Elemente: einen piezoelektrischen Sensor, der dazu ausgebildet ist, bei einer Lageänderung des Übertragungselements ein elektrisches Signal, insbesondere eine piezoelektrisch erzeugte Spannung, abzugeben; oder einen Dehnungsmessstreifen, der dazu ausgebildet ist, eine elektrische Eigenschaft,

[0024] insbesondere seinen elektrischen Widerstand, bei einer Verformung zu ändern, und der so angeordnet ist, dass er durch eine Lageänderung des Übertragungselements verformbar ist.

[0025] Alternativ kann auch eine Detektionseinrichtung eingesetzt werden, die ein Element mit einer elektrischen Eigenschaft aufweist, die in Abhängigkeit von der auf das Übertragungselement wirkenden Druckkraft binär veränderlich ist, insbesondere eine Schnappscheibe oder einen elektrischen Schalter mit elektrischen Kontakten, wobei die Schnappscheibe bzw. der Schalter so angeordnet ist, dass die elektrischen Kontakte durch eine Lageänderung des Übertragungselements geöffnet oder geschlossen werden können.

[0026] Die Steuereinrichtung ist dann mit der Detektionseinrichtung elektrisch verbunden, um die veränderliche elektrische Eigenschaft festzustellen und daraus Steuersignale abzuleiten, insbesondere Signale zur Inkrementierung eines Zählers, Signale zur Abgabe eines optischen und/oder akustischen und/oder vibratorischen Alarmsignals, Signale zur Beendigung der Antriebsbewegung usw.

[0027] In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Basiseinheit und die Kartusche entlang einer Längsrichtung ineinander schiebbar ausgestaltet, um die Kartusche mit der Basiseinheit zu verbinden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Lageänderung des Übertragungselements im Wesentlichen quer zur Längsrichtung erfolgt, da Toleranzen in der Querrichtung auf einfache Weise kleiner gehalten werden können als in der Längsrichtung.

[0028] Eine solche Anordnung ist auch dann von Vorteil, wenn das Fluid unmittelbar auf das Übertragungselement wirkt (z.B. wenn das Übertragungselement als verschiebbarer Kolben dichtend zum Gehäuse geführt ist), bzw. wenn die Übertragung der Druckkraft auf das Übertragungselement auf andere Weise erfolgt als über ein verformbares Element. Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auch auf ein Verabreichungsgerät zur Verabreichung eines fluiden Produkts, aufweisend: eine wiederverwendbare Basiseinheit mit einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Antriebsbewegung; und eine mit der Basiseinheit lösbar verbindbare Kartusche mit einem Gehäuse, mit einem im oder am Gehäuse angeordneten Fluidreservoir zur Aufnahme eines Fluids und mit einem Abtriebselement, das dazu ausgestaltet ist, mit der Antriebseinrichtung zusammenzuwirken, um die Antriebsbewegung von der Basiseinheit auf die Kartusche zu übertragen und das Fluidreservoir mit einem Druck zu beaufschlagen, um das fluide Produkt aus der Kartusche auszustossen, wobei die Basiseinheit und die Kartusche entlang einer Längsrichtung ineinander schiebbar ausgestaltet sind, um die Kartusche mit der Basiseinheit zu verbinden, wobei die Kartusche ein bewegbares Übertragungselement in Form eines verschiebbaren Stössels aufweist, auf welchen durch den Druck des Fluids im Fluidreservoir eine Druckkraft übertragbar ist, und wobei die Basiseinheit eine Detektionseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die auf das Übertragungselement wirkende Druckkraft zu detektieren, und wobei das Übertragungselement im Wesentlichen quer zur Längsrichtung verschiebbar ist.

[0029] Bevorzugt weist auch dann die Vorrichtung einen Kanal mit einem ersten und einem zweiten Ende auf, wobei das erste Ende des Kanals in das Fluidreservoir mündet und wobei das zweite Ende des Kanals in einen Aufnahmeraum mündet, der eine grösseren Querschnitt als der Kanal aufweist, und das Übertragungselement ist dann derart am Aufnahmeraum angeordnet, dass das im Aufnahmeraum befindliche Fluid direkt oder indirekt die Druckkraft auf das Übertragungselement ausübt.

[0030] Die Betriebssicherheit kann bei Ausgestaltungen, in denen die Bewegung des Übertragungselements quer zur Richtung erfolgt, in der die Basiseinheit und die Kartusche zusammengeschoben werden, weiter erhöht werden, wenn die Basiseinheit in einem der Detektionseinrichtung benachbarten Bereich mindestens ein Fixierelement aufweist, und wenn die Kartusche mindestens eine dazu komplementäre Fixierstruktur aufweist, um die Basiseinheit und die Kartusche bezüglich einer Richtung quer zur Längsrichtung im Bereich der Detektionseinrichtung gegeneinander zu fixieren.

[0031] Insbesondere kann das Fixierelement der Basiseinheit in Längsrichtung vorstehend ausgebildet sein, z.B. stiftförmig, und die Fixierstruktur der Kartusche kann eine Öffnung aufweisen, in welche das Fixierelement in Längsrichtung einschiebbar ist. Selbstverständlich ist aber auch eine inverse Anordnung möglich, bei der die Fixierstruktur aus der Kartusche vorsteht und in eine Öffnung der Basiseinheit eingreift. Auch andere Ausgestaltungen der Fixierung sind möglich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0032] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: <tb>Fig. 1<sep>ein wegwerfbare Kartusche («Disposable-Modul») in perspektivischer Ansicht; <tb>Fig. 2<sep>einen zentralen Längsschnitt durch die Kartusche; <tb>Fig. 3<sep>einen Querschnitt durch die Kartusche in der Ebene III-III; <tb>Fig. 4<sep>den Ausschnitt A der Fig. 2in vergrösserter Darstellung; <tb>Fig. 5<sep>eine wiederverwendbare Basiseinheit («Reusable-Modul») im zentralen Längsschnitt, in einer stark vereinfachenden, schematischen Darstellung; <tb>Fig. 6<sep>eine perspektivische Ansicht der Basiseinheit; <tb>Fig. 7<sep>den Ausschnitt B der Fig. 5in vergrösserter Darstellung; <tb>Fig. 8<sep>einen zentralen Längsschnitt durch das vollständige, zusammengesetzte Verabreichungsgerät; <tb>Fig. 9<sep>eine perspektivische Ansicht des Verabreichungsgeräts; <tb>Fig. 10<sep>den Ausschnitt C der Fig. 8in vergrösserter Darstellung; <tb>Fig. 11<sep>eine Detailansicht eines Verabreichungsgeräts mit einer Detektionseinrichtung mit Piezoelement; <tb>Fig. 12<sep>eine Detailansicht eines Verabreichungsgeräts gemäss einer alternativen Ausführungsform, mit der Detektionseinrichtung der Fig. 11; <tb>Fig. 13<sep>eine Detailansicht eines Verabreichungsgeräts mit einer Detektionseinrichtung mit Dehnungsmessstreifen; <tb>Fig. 14<sep>eine Detailansicht eines Verabreichungsgeräts gemäss einer alternativen Ausführungsform, mit der Detektionseinrichtung der Fig. 13; <tb>Fig. 15<sep>eine Detailansicht eines Verabreichungsgeräts mit einer Detektionseinrichtung mit Schnappscheibe; und <tb>Fig. 16<sep>eine Detailansicht eines Verabreichungsgeräts mit einer Detektionseinrichtung mit elektrischem Schalter.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0033] Im Folgenden werden Richtungsangaben wie folgt verwendet: Unter der distalen Richtung ist jeweils lokal diejenige Richtung zu verstehen, in der sich ein bestimmtes an der Verabreichung beteiligtes Bauteil während der Verabreichung des Produkts bewegt bzw. die jeweilige lokale Strömungsrichtung der beteiligten Fluide. Bezüglich der absoluten Raumrichtungen kann die distale Richtung also je nach Position im Gerät unterschiedlich sein. Die proximale Richtung ist dann die jeweils entgegengesetzte Richtung. Als distales Ende der gesamten Verabreichungsvorrichtung wird dasjenige Ende bezeichnet, an dem das Infusionsset angeschlossen wird und das Produkt ausgestossen wird.

[0034] In den Fig. 1 bis 4 ist in verschiedenen Ansichten eine wegwerfbare Kartusche 200 («Disposable-Modul») eines Verabreichungsgeräts dargestellt. Die Kartusche weist ein Gehäuse 210 auf, das in zwei durch eine Trennwand 214 (Fig. 2) getrennte zylindrische Bereiche 211, 212 gegliedert ist. Ein proximaler Endbereich 213 verbindet die beiden Bereiche 211, 212 und steht dabei teilweise seitlich (lateral) über diese zylindrischen Bereiche 211, 212 vor.

[0035] Im ersten Gehäusebereich 211 ist ein Produktbehälter 251 in Form einer Glaskarpule untergebracht, die an ihrem distalen Ende durch einen Verschluss 253 und an ihrem proximalen Ende durch einen verschiebbaren Produktstopfen 252 verschlossen ist. Der Verschluss 253 weist ein durchstechbares Septum auf, das durch eine Bördelkappe auf dem distalen Ende des Karpulenkörpers gehalten ist. Der Produktbehälter begrenzt ein Produktreservoir 250, in dem das zu verabreichende Produkt aufgenommen ist. Hierbei handelt es sich in der Regel um ein in fluider Form vorliegendes Medikament, z.B. ein Insulinpräparat, ein Hormonpräparat, einen Gerinnungshemmer usw.

[0036] An seinem proximalen Ende liegt der Produktbehälter 250 an einer ringförmigen Behälterdichtung 255 an. An seinem distalen Ende wird der Produktbehälter 250 in axialer Richtung durch einen aufgeschraubten Nadeladapter 260 fixiert, der den Produktbehälter an seiner Schulter 254 in die proximale Richtung presst. Der Nadeladapter 260 hält eine Hohlnadel 261, welche das Septum des Verschlusses 253 durchsticht. Nach aussen hin ist der Nadeladapter 260 als männlicher Luer-Lock-Anschluss ausgebildet. In diesen ist das entsprechende weibliche Gegenstück in Form eines Lueranschlusses 310 eines Infusionssets 300 eingeschraubt. Diese Art der Verbindung ist genormt und ermöglicht den Einsatz eines beliebigen entsprechend genormten Infusionssets.

[0037] Im zweiten Gehäusebereich 212 ist ein Hydraulikreservoir 231 ausgebildet, das proximal von einem Hydraulikstopfen 230 begrenzt ist. Lateral (in Umfangsrichtung) ist das Hydraulikreservoir unmittelbar durch eine zylindrische Innenwand des Gehäuses 210 begrenzt. In distaler Richtung (in der Fig. 2 links) ist das Hydraulikreservoir teils durch den Endbereich 213 des Gehäuses, teils durch einen Deckel 240 begrenzt. Zwischen den inneren Gehäusestrukturen und dem Deckel 240 ist ein Hydraulikkanal 241 ausgebildet, dessen Querschnitt genügend gross ist, um den Durchfluss eines im Hydraulikreservoir 231 befindlichen Hydraulikfluids (eine inkompressible Flüssigkeit, z.B. ein geeignetes Öl oder angefärbtes Wasser) nicht nennenswert zu behindern. Der Hydraulikkanal 241 mündet in einen axialen Kanal 242, der in einem Gehäusebereich 215 ausgebildet ist. Dieser Kanal mündet in ein Verschiebereservoir 256, das in axialer Richtung einerseits vom Gehäusebereich 215, andererseits vom Produktstopfen 252 begrenzt ist. In Umfangsrichtung (lateral) wird das Verschiebereservoir 256 demjenigen Bereich der Glaskarpule begrenzt, der proximal vom Produktstopfen 252 liegt. Das Volumen des Verschiebereservoirs ist von der Stellung des Produktstopfens 252 abhängig. In der Fig. 2, vor Beginn der Verabreichung, weist das Verschiebereservoir 256 ein sehr kleines Volumen auf.

[0038] Der Hydraulikstopfen 230 ist mit einer Vorschubhülse 232 drehbar, aber axial verschiebefest verbunden. Die Vorschubhülse 232 weist über den grössten Teil ihrer Länge ein Aussengewinde auf, das mit einer verhältnismässig kurzen Kolbenmutter 220 in Eingriff steht. Die Kolbenmutter 220 ist ortsfest im Gehäuse 210 gehalten. Wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, wirkt die Vorschubhülse 232 als Abtriebselement für die Antriebseinrichtung einer Basiseinheit.

[0039] Vom Hydraulikreservoir 231 zweigt nahe seinem distalen Ende ein kurzer, sich lateral, quer zur Vorschubsrichtung des Hydraulikkolbens 230 nach aussen erstreckender Kanal 271 ab, der in der Fig. 4 besonders gut erkennbar ist. Dieser mündet in einen Aufnahmeraum, in den ein elastisches Element in Form einer Membran 272 aus einem gummielastischen Material mit einem kreisringförmigen, umlaufend verstärkten Rand eingelegt ist. Die Membran 272 ist in diesem Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass sie auf dem äusseren Ende des Kanals 271 unmittelbar aufliegt und den Kanal dadurch nach aussen hin verschliesst. Auf der Membran 272 liegt ein Übertragungselement in Form eines formstabilen, knopfartigen Stössels 273 auf. Ein gehäusefestes Führungselement in Form einer Fixierkappe 274 hält einerseits den umlaufenden Rand der Membran 272 ortsfest im Aufnahmeraum, andererseits führt die Fixierkappe den Stössel 273 derart relativ zum Gehäuse, dass dieser lediglich eine Verschiebung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs ausführen kann, d.h. die Fixierkappe 274 begrenzt den Verschiebeweg des Stössels 273. Durch den Stössel 273 und die Fixierkappe 274 ist die Membran 272 von aussen her vollständig überdeckt und dadurch vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt. Der Kanal 271, die Membran 272 und der Stössel 273 bilden gemeinsam eine Druckerfassungseinrichtung 270, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.

[0040] In den Fig. 5 bis 7 ist eine zur wegwerfbaren Kartusche 200 komplementäre wiederverwendbare Basiseinheit 100 («Reusable-Modul») dargestellt. Die Basiseinheit 100 weist ein Gehäuse 110 auf, das einen ersten teilzylindrischen Aufnahmebereich 111 zur teilweisen Aufnahme des ersten Gehäusebereichs 211 der Kartusche sowie einen zweiten, zylindrischen Aufnahmebereich 112 zur Aufnahme des zweiten Gehäusebereichs 212 der Kartusche aufweist. Aus einer Anschlagfläche 115 stehen zwei parallele Fixierstifte 113 vor, die dazu dienen, in komplementäre Fixieröffnungen 216 der Kartusche (Fig. 1 und 3) einzugreifen. Ebenfalls axial über die Anschlagfläche vorstehend ausgebildet ist ein proximaler Endbereich 114 des Gehäuses, in der eine nachfolgend noch näher beschriebene Detektionseinrichtung 400 (Fig. 7) untergebracht ist, die über elektrische Leitungen 401 mit einer hier nur sehr stark schematisch dargestellten Steuereinrichtung 120 verbunden ist.

[0041] Die Steuereinrichtung 120 umfasst insbesondere eine Stromquelle (z.B. eine Alkali-Batterie oder einen wiederaufladbaren Akku), einen elektronischen Schaltkreis zur Steuerung der einer nachfolgend noch beschriebenen Antriebseinrichtung, ein mit dem elektronischen Schaltkreis verbundenes Display (nicht dargestellt; hierbei kann es sich z.B. um ein LCD-Display oder im einfachsten Fall um eine oder mehrere Leuchtdioden handeln), Bedienelemente wie z.B. eine oder mehrere Tasten (nicht dargestellt; hierbei kann es sich z.B. um Folientasten handeln), sowie optional akustische und/oder taktile Ausgabeeinrichtungen, z.B. einen Lautsprecher, einen Summer und/oder eine Vibrationseinrichtung. Derartige Steuereinrichtungen für medizinische Verabreichungsgeräte sind an sich bekannt.

[0042] Ausserdem umfasst die Basiseinheit 100 die schon erwähnte Antriebseinrichtung 130, die ebenfalls nur sehr schematisch dargestellt ist. Diese umfasst einen elektrischen Motor (z.B. einen Schrittmotor oder einen DC-Motor), ein Getriebe zur Untersetzung der Antriebsbewegung des Motors, und einen auf der Ausgangswelle des Getriebes montierten Mitnehmer 131. Mindestens das Getriebe befindet sich in einem fingerartigen Bereich 116 des Gehäuses, an dessen Ende der drehbare Mitnehmer 131 (z.B. ein Rad mit auf seinem Umfang angeordneten Mitnehmerrippen) angeordnet ist. Durch einen Deckel 117 ist das Gehäuse an seinem distalen Ende verschlossen.

[0043] In den Fig. 8 bis 10 sind die Basiseinheit 100 und die Kartusche 200 in zusammengesetztem Zustand dargestellt. Die Kartusche ist so weit in Längsrichtung in die Basiseinheit eingeschoben, dass der proximale Endbereich 213 der Kartusche 200 in seinem seitlich überstehenden Bereich auf der Anschlagfläche 115 der Basiseinheit 100 aufliegt. Der fingerartige Bereich 116 ragt in die Vorschubhülse 232 hinein. Dabei stehen die Mitnehmerrippen des Mitnehmers 131 mit entsprechenden Längsnuten auf der Innenseite der Vorschubhülse 232 in Eingriff, um die Drehbewegung des Mitnehmers 131 auf die Vorschubhülse 232 zu übertragen.

[0044] Aufgrund des Gewindeeingriffs der Vorschubhülse 232 mit der Kolbenmutter 220 führt die Vorschubhülse 232 eine Schraubenbewegung in die distale Richtung aus, wenn der Mitnehmer 131 durch die Antriebseinrichtung 130 in Drehung versetzt wird. Hierdurch wird der Hydraulikstopfen 230 in die distale Richtung vorgeschoben. Dadurch entsteht ein Druckanstieg um Hydraulikreservoir 231, und das Hydraulikfluid wird aus dem Hydraulikreservoir 231 über den Hydraulikkanal 241 in das Verschiebereservoir 256 verdrängt. Hierdurch wiederum wird der Produktstopfen 252 vorgeschoben, so dass ein Ausstoss des Produkts durch die Hohlnadel 261 hindurch in den Katheter 320 erfolgt. In der Regel erfolgt ein solcher Ausstoss jeweils nur für wenige Sekunden im Abstand von z.B. 20 Minuten.

[0045] Wenn nun eine Okklusion der Hohlnadel 261 oder des Infusionssets 300 vorliegt, oder wenn der Produktstopfen 252 aufgrund übermässiger Stopfenreibung festsitzt, kann das Hydraulikfluid dem Vorschub des Hydraulikkolbens 230 nicht ausweichen, und der Druck im Hydraulikreservoir steigt bei weiter wirkendem Antrieb stark an. Sobald ein gewisser Schwellendruck überschritten wird, wölbt sich die Membran 272 in ihrem zentralen Bereich nach aussen und schiebt den Stössel 273 nach aussen vor. Dadurch betätigt der Stössel die Detektionseinrichtung 400, welche ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 120 abgibt. In der Steuereinrichtung werden daraufhin geeignete Massnahmen getroffen, z.B. eine oder mehrere der folgenden Massnahmen: Inkrementieren eines Okklusionszählers; Ausgeben eines Warn- oder Alarmsignals; Stoppen der Antriebseinrichtung; usw.

[0046] In der Ausführungsform der Fig. 1-10 bewirkt die Anordnung der Membran 272 unmittelbar auf dem Ende des Kanals 271 dabei eine Art binäres Verhalten. Solange der Druck im Hydraulikreservoir den Schwellendruck unterschreitet, verschliesst die Membran das Ende des Kanals 271, und auf die Membran wirkt eine Kraft, die dem Druck multipliziert mit der Querschnittsfläche des Kanals an seinem membranseitigen Ende entspricht. In dem Moment, in dem der Schwellendruck überschritten wird, genügt diese Kraft dazu, die Membran nach aussen aufzuwölben. Dadurch wirkt nun plötzlich das Hydraulikfluid auf einer sehr viel grösseren Fläche auf die Membran ein, nämlich in dem gesamten aufgewölbten Bereich der Membran. Die dadurch auf die Membran wirkende Druckkraft ist dadurch plötzlich sehr viel grösser als zuvor, und die Membran wölbt sich dadurch so lange weiter auf, bis der Stössel 273 in Anschlag mit der Fixierkappe 274 gerät und somit seine Endposition einnimmt. Erst wenn der Druck im Hydraulikreservoir wieder erheblich gefallen ist, gelangt die Membran 272 aufgrund ihrer Elastizität in ihre Ausgangsstellung zurück und verschliesst erneut den Kanal 271.

[0047] Während die Detektionseinrichtung 400 in den Fig. 5 bis 10nur sehr stark schematisch angedeutet ist, ist in der Fig. 11ein konkretes Ausführungsbeispiel für eine solche Detektionseinrichtung dargestellt. Dabei ist die Detektionseinrichtung gesamthaft mit der Bezugsziffer 410 bezeichnet. Diese Einrichtung umfasst ein piezoelektrisches Element 412 (im Folgenden kurz als Piezoelement bezeichnet), das bei einer Kompression ein elektrisches Signal abgibt. Dieses Piezoelement 412 ist zwischen einem in einer Öffnung des Gehäuses der Basiseinheit gehaltenen Metalleinsatz 411 und einer Fixierschraube 413 gehalten. Der Metalleinsatz 411 weist einen verhältnismässig dünnwandigen deformierbaren Bereich 414 auf, von dem aus sich eine Ringwand 415 nach oben erstreckt. In einem dem deformierbaren Bereich 414 abgewandten Ende der Ringwand 415 ist ein Innengewinde ausgebildet, in das die Fixierschraube 413 so weit eingeschraubt ist, dass das Piezoelement 412 zwischen dem deformierbaren Bereich 414 und der Fixierschraube 413 sicher gehalten ist. Durch eine seitliche Öffnung sind die Anschlussleitungen 401 des Piezoelements zur Steuereinrichtung 120 geführt.

[0048] Wenn nun der Stössel 273 aufgrund einer Okklusion durch die Membran 272 vorgeschoben wird, verformt er den deformierbaren Bereich 414 des Metalleinsatzes und erzeugt so eine Kraft auf das Piezoelement 412 entlang seiner Vorschubrichtung. Hierdurch wird im Piezoelement 412 eine elektrische Spannung (allgemeiner ausgedrückt, ein elektrisches Signal) erzeugt, das von der Steuereinrichtung 120 empfangen und ausgewertet wird.

[0049] Selbstverständlich kann dabei das Piezoelement auch anders montiert sein. Insbesondere braucht der Einsatz 411 nicht aus Metall zu bestehen, sondern kann z.B. auch aus einem genügend elastischen Kunststoffmaterial gefertigt sein. Statt der Fixierschraube 413 kann auch ein anderes Element als Fixierelement auf der dem Stössel 273 abgewandten Seite des Piezoelements 412 vorgesehen sein, solange dieses eine genügende Gegenkraft aufnehmen kann. Der Einsatz 411 braucht dabei nicht direkt mit dem Fixierelement verbunden zu sein, sondern diese Teile können auch getrennt voneinander gehäusefest gehalten sein. Selbstverständlich kann auch die Durchführung der Anschlussleitungen 401 anders als hier dargestellt erfolgen.

[0050] In der Fig. 12 ist eine alternative Ausführungsform des Verabreichungsgeräts illustriert, bei der in der Detektionseinrichtung ebenfalls ein Piezoelement zum Einsatz kommt.

[0051] Bezüglich der Detektionseinrichtung wird auf die obenstehende Beschreibung der Fig. 11verwiesen. Unterschiede bestehen jedoch in der Ausgestaltung der Druckerfassungseinrichtung in der Kartusche. Die Membran 272 weist in dieser Ausführungsform einen verdickten Rand auf, der beidseits über die eigentliche Membranfläche vorsteht. Dadurch liegt die Membran nicht mehr unmittelbar auf dem Ende des Kanals 271 auf, sondern verschliesst den Aufnahmeraum beabstandet vom Ende des Kanals 271. Statt einer einstückig mit dem verdickten Rand gefertigten Membran kann z.B. auch eine Membran mit einem angespritzten ringförmigen Halter zum Einsatz kommen, oder die Membran kann durch eine geeignete Ausgestaltung des Aufnahmeraums, z.B. durch eine ringförmige Auflagefläche für die Membran, beanstandet zum Ende des Kanals angeordnet sein.

[0052] Bei einer Verformung der Membran 272 bleibt der wirksame Querschnitt, über den eine Druckkraft in der Verschiebungsrichtung des Stössels 273 auf die Membran wirkt, im Wesentlichen unverändert. Selbst wenn sich die Membran aufwölbt, bleibt nämlich die Normalenfläche, die senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Stössels 273 verläuft und von der Membran überdeckt ist, unverändert. Diese Fläche entspricht im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der Querschnittsfläche des Stössels 273.

[0053] Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, den Druck im Hydraulikreservoir nicht nur binär zu detektieren, sondern kontinuierlich zu messen. Im Betrieb des Verabreichungsgeräts liegt der Stössel 273 permanent an der Detektionseinrichtung 410 an. Bei einem Druckanstieg im Hydraulikreservoir vergrössert sich die auf den Stössel 273 wirkende Kraft und kann von der Detektionseinrichtung 410 gemessen werden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Vergrösserung der im Piezoelement generierten piezoelektrischen Signale. Die gemessene Druckkraft ist im Wesentlichen direkt proportional zum Druck im Hydraulikreservoir.

[0054] Dieses Verhalten bleibt selbst dann bestehen, wenn zwischen der Basiseinheit 100 und der Kartusche 200 gewisse Toleranzen in den Abmessungen bestehen. Im Beispiel der Fig. 12 schliesst die Kartusche in lateraler Richtung exakt an die Basiseinheit an. Wenn stattdessen ein gewisser Spalt zwischen der Basiseinheit und der Kartusche bestehen würde, würde dies lediglich dazu führen, dass der Stössel 273 aufgrund des Drucks im Hydraulikreservoir etwas weiter in seiner Verschiebungsrichtung, d.h. in Richtung der Basiseinheit 100 vorgeschoben wäre und die Membran 272 entsprechend etwas aufgewölbt wäre. Nach wie vor wäre aber die vom Stössel 273 übertragene Kraft im Wesentlichen proportional zum Druck im Hydraulikreservoir. Diese Kraft wäre lediglich um die elastische Rückstellkraft der Membran vermindert, die auf die Membran wirkt, sobald diese aus ihrer ebenen Form heraus verformt ist. Durch eine geeignete Wahl des Materials und der Abmessungen der Membran kann diese Kraft jedoch sehr klein im Verhältnis zur Druckkraft gewählt werden. Im Idealfall ist die Membran in dieser Ausführungsform kräftefrei verformbar, und die auf den Stössel wirkende Druckkraft ist über seinen gesamten Verschiebeweg bis hin zum Anschlag, der durch das Fixierelement 274 gebildet wird, konstant und unabhängig von der Stellung des Stössels.

[0055] Je grösser die Gehäusetoleranzen sind, umso mehr wird die Stellung des Stössels 273 und damit die Form der Membran 272 im zusammengesetzten Zustand des Verabreichungsgeräts von Kartusche zu Kartusche schwanken. Da bei einer Verschiebung des Stössels 273 und der damit einhergehenden Verformung der Membran unvermeidlich Hydraulikfluid durch den Kanal 271 fliesst, hat eine Verschiebung des Stössels 273 unvermeidlich auch Rückwirkungen auf den Druck, der im Hydraulikreservoir wirkt. Durch geeignete Wahl der Abmessungen der Membran und durch eine Minimierung der Toleranzen kann dieser Effekt jedoch klein gehalten werden.

[0056] Eine alternative Ausführungsform einer Detektionseinrichtung 420 ist in den Fig. 13und 14 illustriert. Hier ist ebenfalls ein Einsatz 421 vorhanden, der grundsätzlich ähnlich wie der Einsatz 411 der ersten Ausführungsform aufgebaut und angeordnet ist. Insbesondere weist auch dieser Einsatz einen zentralen deformierbaren Bereich auf. Auf diesen Bereich ist ein Dehnungsmessstreifen 422 aufgeklebt, welcher bei einer Verformung (Biegen, Dehnen, Ziehen, Stauchen und/oder Verdrehen) seine elektrischen Eigenschaften, insbesondere seinen elektrischen Widerstand, verändert. Wenn der deformierbare Bereich bei einer Okklusion durch den Stössel 273 verformt wird, so wird diese Verformung auf den Dehnungsmessstreifen übertragen und wird dadurch durch die Steuereinrichtung 120 messbar. Auch in dieser Ausführungsform kann das Verhalten der Druckerfassungseinrichtung in der Kartusche wie vorstehend binär sein (Fig. 13), oder der Druck kann kontinuierlich messbar sein (Fig. 14).

[0057] In der Fig. 15 ist eine weitere Ausführungsform einer Detektionseinrichtung illustriert, bei der die Detektion binär über eine Schnappscheibe erfolgt. In einer Gehäuseöffnung der Basiseinheit ist eine bewegliche Membran 431 aus einem elastischen Kunststoff montiert. In ihrem zentralen Bereich trägt die Membran einen verformungsfesten Stössel 432. Dieser wirkt bei einer Verformung der Membran 431 auf eine Schnappscheibe 433, die auf einer Platine 434 gehalten ist. Wenn nun der Stössel 273 der Kartusche bei einer Okklusion vorgeschoben wird, verformt er die Membran 431. Diese Verformung wird über den Stössel 432 auf die Schnappscheibe 433 übertragen, wodurch diese umschnappt und einen elektrischen Kontakt schliesst. Geeignete Schnappscheiben sind seit langem bekannt. Diese Ausführungsform der Detektionseinrichtung eignet sich insbesondere in Verbindung mit einer binär arbeitenden Druckerfassungseinrichtung der Kartusche, kann aber auch mit einer kontinuierlich arbeitenden Druckerfassungseinrichtung eingesetzt werden.

[0058] In der Fig. 16 ist eine weitere Ausführungsform einer Detektionseinrichtung illustriert, bei der die Detektion binär über einen Schalter erfolgt. Wiederum ist eine Membran 441 mit Stössel 442 vorhanden. Diese wirkt nun aber nicht auf eine Schnappscheibe, sondern auf einen normalen Tastschalter 443, der auf einer Platine 444 gehalten ist und der bei einer entsprechenden Verformung der Membran 441 in einer ebenfalls rein binären oder digitalen Weise einen Kontakt schliesst oder öffnet. Auch hier kann entweder eine binär arbeitende Kartusche oder eine Kartusche mit kontinuierlich arbeitender Druckerfassung zum Einsatz kommen.

[0059] Selbstverständlich ist bei allen genannten Detektionseinrichtungen eine Reihe von Abwandlungen möglich. So kann insbesondere auch hier die Anordnung und Montage der einzelnen Komponenten ohne weiteres geändert werden, ohne die grundsätzliche Funktionsweise zu verändern. Natürlich können auch völlig andersartige Detektionseinrichtungen zum Einsatz kommen.

[0060] In allen vorstehenden Ausführungsbeispielen werden die Basiseinheit 100 und die Kartusche 200 bei der Montage entlang einer Längsrichtung zusammengeschoben, während die Bewegung des Stössels 273 in einer Richtung erfolgt, die quer zur Längsrichtung liegt. Während dies nicht zwingend so sein muss, ist eine solche Bewegungsübertragung in Querrichtung besonders vorteilhaft, weil die relative Lage der Gehäusebereiche der Basiseinheit und der Kartusche, in denen die Drucküberwachungseinrichtung 270 und die Detektionseinrichtung 400 angeordnet sind, bezüglich der Querrichtung wesentlich besser definiert ist als bezüglich der Längsrichtung. Durch diese Anordnung wird also eine bessere Präzision und damit höhere Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit der Okklusionserkennung erreicht. Die Präzision wird dadurch noch weiter verbessert, dass im Bereich der Drucküberwachungseinrichtung 270 und der Detektionseinrichtung 400 die Fixierstifte 113 an der Basiseinheit und die dazu komplementären Öffnungen 216 an der Kartusche vorhanden sind, die in diesem Bereich eine zusätzliche Lagefixierung in Querrichtung bewirken. Eine solche Anordnung ist auch dann vorteilhaft, wenn zur Druckerfassung ein Stössel unmittelbar dichtend am Gehäuse geführt ist, ohne dass eine Membran vorhanden ist.

[0061] Die vorstehend beschriebene Drucküberwachung auf hydraulisch-mechanischem Weg kann vorteilhaft mit einer Funktionsüberwachung durch die Messung von Motorparametern, insbesondere des Motorstroms, kombiniert werden, um Redundanz zu erreichen. Hierzu kann vorgesehen sein, den Motorstrom im Verlauf jedes Verabreichungszyklus zu messen. Wenn der Motorstrom gegenüber früheren Verabreichungszyklen stark ansteigt oder einen gewissen Absolutwert überschreitet, deutet dies ebenfalls auf eine Okklusion hin. Indem sowohl der Druck im Hydraulikreservoir als auch der Motorstrom überwacht werden, kann die Funktionssicherheit der Verabreichungsvorrichtung nochmals verbessert werden.

[0062] Aus den vorstehenden Ausführungen wird deutlich, dass die Erfindung in keiner Weise durch die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt ist und vielfältige Abwandlungen möglich sind.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0063] <tb>100<sep>Basiseinheit <tb>110<sep>Gehäuse <tb>111<sep>erster Aufnahmebereich <tb>112<sep>zweiter Aufnahmebereich <tb>113<sep>Fixierstift <tb>114<sep>proximaler Endbereich <tb>115<sep>Anschlagfläche <tb>116<sep>fingerartige Struktur <tb>117<sep>Deckel <tb>120<sep>Steuereinrichtung <tb>130<sep>Antriebseinrichtung <tb>131<sep>Mitnehmer <tb>200<sep>Kartusche (Disposable) <tb>210<sep>Gehäuse <tb>211<sep>erster Bereich <tb>212<sep>zweiter Bereich <tb>213<sep>proximaler Endbereich <tb>214<sep>Trennwand <tb>215<sep>Gehäusebereich <tb>216<sep>Fixieröffnung <tb>220<sep>Kolbenmutter <tb>230<sep>Hydraulikstopfen <tb>231<sep>Hydraulikreservoir <tb>232<sep>Vorschubhülse <tb>234<sep>Hohlraum <tb>240<sep>Deckel <tb>241<sep>Hydraulikkanal <tb>242<sep>axialer Kanal <tb>250<sep>Produktbehälter <tb>251<sep>Produktreservoir <tb>252<sep>Produktstopfen <tb>253<sep>Verschluss <tb>254<sep>Schulter <tb>255<sep>Behälterdichtung <tb>256<sep>Verschiebereservoir <tb>260<sep>Adapter <tb>261<sep>Nadel <tb>270<sep>Drucküberwachungseinrichtung <tb>271<sep>Fluidkanal <tb>272<sep>Membran <tb>273<sep>Stössel <tb>274<sep>Fixierkappe <tb>300<sep>Infusionsset <tb>310<sep>Anschluss <tb>320<sep>Katheter <tb>400<sep>Detektionseinrichtung <tb>401<sep>Leitung <tb>410<sep>Detektionseinrichtung <tb>411<sep>Metalleinsatz <tb>412<sep>Piezoelement <tb>413<sep>Fixierschraube <tb>414<sep>deformierbarer Bereich <tb>415<sep>Ringwand <tb>420<sep>Detektionseinrichtung <tb>421<sep>Metalleinsatz <tb>422<sep>Dehnungsmessstreifen

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Verabreichung eines fluiden Produkts, aufweisend: ein Gehäuse (210); ein im oder am Gehäuse (210) angeordnetes Fluidreservoir (231), das dazu ausgebildet ist, ein Fluid aufzunehmen und das mit einem Druck beaufschlagbar ist, um das fluide Produkt aus der Vorrichtung auszustossen, sowie ein verformbares Element (272), das derart angeordnet ist, dass der im Fluidreservoir (231) wirkende Druck eine Druckkraft auf das verformbare Element (272) ausübt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Übertragungselement (273) aufweist, welches relativ zum Gehäuse (210) bewegbar ist und mit dem verformbaren Element (272) derart in einer Wirkverbindung steht, dass die Druckkraft im Wesentlichen vom verformbaren Element auf das Übertragungselement (273) übertragbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das verformbare Element (272) elastisch verformbar ist, insbesondere eine elastische Membran ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Übertragungselement (273) ein Stössel ist, der relativ zum Gehäuse verschiebbar geführt ist und derart angeordnet ist, dass er durch eine Verformung des verformbaren Elements (272) verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das verformbare Element (272) auf einer Innenseite eines Führungsbereichs (274) des Gehäuses angeordnet ist, und wobei das Übertragungselement (273) derart in einer Öffnung des Führungsbereichs (274) angeordnet ist, dass es das verformbare Element (272) wenigstens teilweise überdeckt und dass es durch eine Gestaltänderung des verformbaren Elements (272) entlang oder entgegen einer zur Aussenseite des Führungsbereichs (274) weisenden Richtung in der Öffnung bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Übertragungselement (273) geeignet ist, einen Bereich von Stellungen einzunehmen, in dem die Druckkraft, die auf das Übertragungselement (273) wirkt, stetig vom Fluiddruck abhängig ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen Kanal (271) mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende des Kanals in das Fluidreservoir (231) mündet und wobei das zweite Ende des Kanals in einen Aufnahmeraum mündet, der einen grösseren Querschnitt als der Kanal aufweist und mindestens teilweise durch das verformbare Element (272) begrenzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das verformbare Element (272) eine Fläche aufweist, die grösser ist als die Querschnittsfläche des Kanals (271) an seinem zweiten Ende, wobei das verformbare Element (272) den Kanal (271) an seinem zweiten Ende verschliesst, solange der Druck im Fluidreservoir einen Schwellendruck nicht überschreitet, und wobei das verformbare Element (272) durch eine Überschreitung des Schwellendrucks derart verformbar ist, dass es das zweite Ende des Kanals freigibt, so dass der Druck des Fluids auf einen Bereich des verformbaren Elements (272) wirkt, dessen Fläche grösser ist als die Querschnittsfläche des Kanals (271) an seinem zweiten Ende.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluidreservoir (231) ein Hydraulikreservoir ist, das mit einem Hydraulikfluid befüllt ist, wobei die Vorrichtung ausserdem einen Produktbehälter (250) aufweist, um das fluide Produkt aufzunehmen, und wobei der Produktbehälter (250) derart angeordnet ist, dass der Druck vom Hydraulikreservoir auf den Produktbehälter (250) übertragbar ist, um das fluide Produkt aus dem Produktbehälter (250) auszustossen.

9. Verabreichungsgerät zur Verabreichung eines fluiden Produkts, aufweisend: eine wiederverwendbare Basiseinheit (100) mit einer Antriebseinrichtung (130) zur Erzeugung einer Antriebsbewegung; und eine Vorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Form einer auswechselbaren Kartusche, die mit der Basiseinheit (100) lösbar verbindbar ist, und die ein Abtriebselement (232) aufweist, das dazu ausgestaltet ist, mit der Antriebseinrichtung (130) zusammenzuwirken, um die Antriebsbewegung von der Basiseinheit (100) auf die Kartusche (200) zu übertragen und das Fluidreservoir (231) mit einem Druck zu beaufschlagen, wobei die Basiseinheit (100) eine Detektionseinrichtung (400; 410; 420; 430; 440) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die auf das Übertragungselement (273) der Kartusche (200) wirkende Druckkraft zu detektieren.

10. Verabreichungsgerät nach Anspruch 9, wobei die Detektionseinrichtung (400; 410; 420; 430; 440) mindestens ein Element (412; 422; 433; 443) mit einer elektrischen Eigenschaft aufweist, die durch die auf das Übertragungselement (273) wirkende Druckkraft kontinuierlich oder in mehreren Schritten veränderlich ist, insbesondere eines der folgenden Elemente: einen piezoelektrischen Sensor (412) oder einen Dehnungsmessstreifen (422).

11. Verabreichungsgerät nach Anspruch 9, wobei die Detektionseinrichtung (400; 410; 420; 430; 440) mindestens ein Element (412; 422; 433; 443) mit einer elektrischen Eigenschaft aufweist, die durch die auf das Übertragungselement (273) wirkende Druckkraft binär veränderlich ist, insbesondere eines der folgenden Elemente: eine Schnappscheibe (433) oder einen elektrischen Schalter (443).

12. Verabreichungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Basiseinheit (100) und die Kartusche (200) entlang einer Längsrichtung ineinander schiebbar ausgestaltet sind, um die Kartusche (200) mit der Basiseinheit (100) zu verbinden, und wobei die Lageänderung des Übertragungselements (273) im Wesentlichen quer zur Längsrichtung erfolgt.

13. Verabreichungsgerät nach Anspruch 12, wobei die Basiseinheit (100) in einem der Detektionseinrichtung (400; 410; 420; 430; 440) benachbarten Bereich mindestens ein Fixierelement (113) aufweist, und wobei die Kartusche (200) mindestens eine dazu komplementäre Fixierstruktur (216) aufweist, um die Basiseinheit (100) und die Kartusche (200) bezüglich einer Richtung quer zur Längsrichtung im Bereich der Detektionseinrichtung (400; 410; 420; 430; 440) gegeneinander zu fixieren.

14. Verabreichungsgerät zur Verabreichung eines fluiden Produkts, aufweisend: eine wiederverwendbare Basiseinheit (100) mit einer Antriebseinrichtung (130) zur Erzeugung einer Antriebsbewegung; und eine mit der Basiseinheit lösbar verbindbare Kartusche (200) mit einem Gehäuse (210), mit einem im oder am Gehäuse (210) angeordneten Fluidreservoir (231) zur Aufnahme eines Fluids und mit einem Abtriebselement (232), das dazu ausgestaltet ist, mit der Antriebseinrichtung (130) zusammenzuwirken, um die Antriebsbewegung von der Basiseinheit (100) auf die Kartusche (200) zu übertragen und das Fluidreservoir (231) mit einem Druck zu beaufschlagen, um das fluide Produkt aus der Kartusche (200) auszustossen, wobei die Basiseinheit (100) und die Kartusche (200) entlang einer Längsrichtung ineinander schiebbar ausgestaltet sind, um die Kartusche (200) mit der Basiseinheit (100) zu verbinden, wobei die Kartusche ein bewegbares Übertragungselement (273) in Form eines verschiebbaren Stössels aufweist, auf welchen durch den Druck des Fluids im Fluidreservoir eine Druckkraft übertragbar ist, und wobei die Basiseinheit (100) eine Detektionseinrichtung (400; 410; 420; 430; 440) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die auf das Übertragungselement (273) wirkende Druckkraft zu detektieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (273) im Wesentlichen quer zur Längsrichtung verschiebbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Vorrichtung einen Kanal (271) mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende des Kanals in das Fluidreservoir (231) mündet und wobei das zweite Ende des Kanals in einen Aufnahmeraum mündet, der eine grösseren Querschnitt als der Kanal aufweist, und wobei das Übertragungselement (273) derart am Aufnahmeraum angeordnet ist, dass das im Aufnahmeraum befindliche Fluid direkt oder indirekt die Druckkraft auf das Übertragungselement (273) ausübt.