CN110740770A - 从注射器的操作收获能量 - Google Patents

从注射器的操作收获能量 Download PDF

Info

Publication number
CN110740770A
CN110740770A CN201880039643.3A CN201880039643A CN110740770A CN 110740770 A CN110740770 A CN 110740770A CN 201880039643 A CN201880039643 A CN 201880039643A CN 110740770 A CN110740770 A CN 110740770A
Authority
CN
China
Prior art keywords
injector
reservoir
electrical energy
plunger
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880039643.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110740770B (zh
Inventor
K·H·J·德利莫雷
A·鲍曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of CN110740770A publication Critical patent/CN110740770A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110740770B publication Critical patent/CN110740770B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/31—Details
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14212—Pumping with an aspiration and an expulsion action
    • A61M5/1424—Manually operated pumps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • A61M5/1456—Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons with a replaceable reservoir comprising a piston rod to be moved into the reservoir, e.g. the piston rod is part of the removable reservoir
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/20—Automatic syringes, e.g. with automatically actuated piston rod, with automatic needle injection, filling automatically
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1869—Linear generators; sectional generators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/178—Syringes
    • A61M5/31—Details
    • A61M2005/3125—Details specific display means, e.g. to indicate dose setting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3317—Electromagnetic, inductive or dielectric measuring means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3379—Masses, volumes, levels of fluids in reservoirs, flow rates
    • A61M2205/3389—Continuous level detection
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/35—Communication
    • A61M2205/3576—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver
    • A61M2205/3584—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver using modem, internet or bluetooth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
    • A61M2205/52—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers with memories providing a history of measured variating parameters of apparatus or patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8237—Charging means
    • A61M2205/825—Charging means using mechanical generation of electricity, e.g. hand cranked generators

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Abstract

本文中公开的各种方法和装置涉及用于从注射器的操作收获能量并且将该能量用于各种目的的装置和技术。在各种实施例中，一种用于在注射器(100、300)的操作期间收获和使用电能的方法(400)可以包括：操作(402)所述注射器，其中，操作包括对所述注射器的柱塞(112)进行位移以将流体吸入所述注射器的储液器(114)中或从所述注射器的所述储液器排出流体；由与所述注射器集成的发电机(120、122)将与对所述柱塞进行位移相关联的运动转换(404)成电能；并且使用(406)所述电能中的至少一些电能来至少暂时地将与所述注射器的操作相关联的一个或多个数据点存储在与所述注射器集成的存储器部件(136)中。

Description

从注射器的操作收获能量
技术领域
本发明总体上涉及医疗保健。更具体地，本文中公开的各种方法和装置涉及用于从注射器的操作收获能量并且将该能量用于各种目的的装置和技术。
背景技术
手动驱动的注射器普遍用于各种临床环境中，诸如急救室、重症监护病房(“ICU”)、普通病房和其他地方。注射器可以用于宽范围的应用，诸如药物施予和体液收集。注射器也可以例如由必须接受定期胰岛素注射的患有糖尿病的个体在临床环境之外(诸如在家中)使用。注射器使得流体能够被静脉内地、肌肉内地和/或皮下地注射到患者内和/或从患者抽出。
常规的手动驱动的注射器遭受各种缺点。注射器能够在使用之前和/或之后被不足地和/或不准确地标记。对于繁忙的医学人员，这能够使跟踪使用注射器对药物的施予变得麻烦。注射器被不正确地使用是常见的，并且一般不能精确地跟踪药物施予/使用能够导致不正确的剂量。此外，在没有确保注射器仅被使用一次或它们至少在使用之间被消毒的情况下，存在交叉污染的风险。
US8382703B1公开了一种压电式双注射器胰岛素泵，包括被配置为泵送胰岛素的单个压电电机。泵由单个控制器来控制。泵使用两个胰岛素储液器(以两个注射器的形式)，其中之一填充有快速起效的胰岛素，另一储液器填充有缓慢起效的胰岛素。
US4737151A公开了一种用于保持注射器的注射器注入器，所述注射器包括筒和柱塞。所述柱塞包括被接收在筒中的活塞。注入器包括具有托架支撑框架以在支撑框架的一端处接收注射器筒。
EP2283881A2公开了一种能够经由个人局域网(PAN)与主控制器或其他外部设备通信的可穿戴自包含药物输注或医学设备。所述医学设备利用PAN收发器以用于通过经由电容式耦合跨用户的身体传播电流同与用户的身体接触的其他设备(诸如生理传感器或主控制器)通信。
WO2016/162298A1公开了一种便携式模块，用于当所述便携式模块被附接到注射器时检测所述注射器的内含物的输注，所述注射器包括在纵向方向上延伸的筒和适于在所述筒内部沿着所述方向滑动的柱塞密封件。
发明内容
本公开涉及用于从注射器的操作收获能量并且将该能量用于各种目的的方法和装置。例如，在各种实施例中，与注射器柱塞的位移相关联的运动(用于注射和/或抽取流体)可以例如使用交流发电机或其他类似的器件被转换为电能。电能可以被存储在电容器或其他类似的能量存储器件中。在各种实施例中，存储的电能可以用于采集数据，诸如注射器的填充水平(例如，剂量)，并且将该数据存储在存储器中，将该数据无线地传输到远程计算设备，将信息绘制在低功率显示器(例如，电子墨水)上，使用注射器本身或远程计算设备的输出设备引起要发出的一个或多个警报，等等。
一般地，在一个方面中，一种用于在注射器的操作期间收获和使用电能的方法可以包括：操作所述注射器，其中，操作可以包括对所述注射器的柱塞进行位移以将流体吸入所述注射器的储液器或从所述注射器的所述储液器排出流体；由与所述注射器集成的发电机将与对所述柱塞进行位移相关联的运动转换成电能；并且使用所述电能中的至少一些来至少暂时地将与所述注射器的操作相关联的一个或多个数据点存储在与所述注射器集成的存储器部件中。
在各种实施例中，所述操作可以包括对所述注射器的所述柱塞进行位移以将流体吸入所述储液器中，并且所述方法还包括测量所述储液器的填充水平。在各种实施例中，所述一个或多个数据点可以包括所述填充水平。在各种实施例中，测量所述储液器的所述填充水平可以包括检测被包含在所述储液器内的电容器的电容。
在各种实施例中，所述操作可以包括对所述注射器的所述柱塞进行位移以从所述储液器排出流体器。在各种实施例中，所述方法还可以包括利用所述电能中的至少一些来将所述数据点中的一个或多个从与所述注射器集成的低功率无线收发器无线地传输到远程计算设备。在各种实施例中，所述低功率无线收发器可以是蓝牙低能量收发器或ZigBee收发器。
在各种实施例中，所述方法还可以包括利用所述电能中的至少一些来将所述数据点中的一个或多个绘制在与所述注射器集成的低功率显示器上。在各种实施例中，所述方法还可以包括利用所述电能中的至少一些来在与所述注射器集成的低功率无线收发器处从远程计算设备接收时间戳记。
在另一方面中，在各种实施例中，一种能量收获注射器可以包括：壳体；柱塞，其可相对于所述壳体位移以将流体吸入储液器中或从所述储液器排出流体；发电机，其与所述注射器集成，其中，所述发电机将与所述柱塞的位移相关联的运动转换成电能；以及存储器部件，其所述注射器集成，其中，所述存储器部件由所述电能中的至少一些来供电以存储与所述注射器的操作相关联的一个或多个数据点。
应该意识到，以下更详细讨论的前述概念和额外的概念的所有组合(假定这样的概念不相互不一致)被预期为本文公开的创造性主题的部分。具体而言，出现在本公开的结束处的请求保护的主题的所有组合被预期为本文公开的创造性主题的部分。还应该意识到，本文明确采用的也可以出现在通过引用并入的任何公开中的术语应该被赋予与本文公开的特定概念最一致的含义。
附图说明
在附图中，相似的附图标记通常贯穿不同的视图指代相同的部分。而且，附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在图示本发明的原理上。
图1图示了根据各种实施例的被配置有本公开的选定方面的范例手动驱动的注射器。
图2描绘了可以与根据各种实施例的被配置有本公开的选定方面的注射器集成的范例低功率显示器。
图3示意性地描绘了被配置有本公开的选定方面的注射器可以与例如由医学人员或其他用户操作的一个或多个计算设备无线地交换数据的环境。
图4描绘了根据各种实施例的执行本文中描述的各种技术的范例方法。
具体实施方式
常规的手动驱动的注射器遭受各种缺点。注射器能够在使用之前和/或之后被不足地和/或不准确地标记。对于繁忙的医学人员，这能够使跟踪使用注射器对药物的施予变得麻烦。注射器被不正确地使用是常见的，并且一般不能精确地跟踪药物施予/使用能够导致不正确的剂量。此外，在没有确保注射器仅被使用一次或它们至少在使用之间被消毒的情况下，存在交叉污染的风险。鉴于上述内容，本发明的各种实施例和实施方式涉及从注射器的操作收获能量，并且将该能量用于各种目的。
参考图1，在横截面中描绘了被配置有本公开的选定方面的范例能量收获注射器100。注射器100可以包括外部壳体102(有时被称为“筒”)，外部壳体102包括内部104。壳体102可以在远端端部108处包括尖端110。尽管在图1中被描绘为简单的离开端口(例如，囗头上用于施予药物)，但是尖端110可以采取各种形式，诸如皮下注射针、喷射注射端口(例如，用于无针皮下注射)等等。
柱塞112(有时被称为“活塞”)可以至少部分地位于内部104内，并且可以沿着壳体102的纵轴(在图1中上下)可位移，以限定具有基于柱塞112相对于壳体102的位置确定的体积的储液器114。随着柱塞112从壳体102被抽出(即，在图1中被向上位移)，储液器114可以在体积上增长，并且可以吸入流体，假设尖端110被插入到液体药物的容器或在组织中。同样地，随着柱塞112被驱动到壳体102内(即，在图1中被向下位移)，储液器114可以在体积上减小，并且被包含其中的流体可以通过尖端110被排出。
如上面提及的，本文中描述的实施例通常涉及在注射器的操作期间收获能量并且将所收获的能量用于各种目的。因此，注射器100可以包括各种集成部件，其促进将与柱塞112的位移相关联的运动(例如，为了将流体吸入储液器114中和/或从储液器114排出流体)转换成电能。在图1中描绘的范例中，例如，铁磁元件120被设置在柱塞112上，例如在远端尖端处或附近。一系列导电线圈122也被缠绕在壳体102的一部分周围，例如，在围绕壳体102缠绕的套筒124中。柱塞112的位移可以引起铁磁元件120相对于导电线圈122的对应位移。根据法拉第定律，铁磁元件120相对于导电线圈122的移动可以在导电线圈122中诱发电流。形成该电流的电子的流可以例如利用电能向电容器126充电，该电能然后可以用于多种目的。在一些实施例中，上面描述的部件可以被改进为常规注射器。例如，如在图1中描绘的，许多部件(例如，板载电路134、电容器126、导电线圈122)可以被设置在套筒124上或内，套筒124可以被形成为外部壳体。这样的套筒124可以被放置在常规注射器的壳体周围，以便将常规注射器改进为被配置有本公开的选定方面。
收获的电能可以用于的一个非限制性目的是测量储液器114的填充水平。在一些实施例中，第一电容电极128可以被设置在柱塞112的尖端上或附近，并且第二电容电极130可以被设置在远端端部108附近的壳体102的内部104内。当柱塞112从壳体102被抽出以将流体吸入储液器114中时，电能被收获在电容器126内，如上面描述的。一旦用户已经将足够的流体吸入储液器114中并且由此已经停止从壳体102抽出柱塞112，收获的电能就可以例如响应于用户操作致动器132(例如，按钮或开关)而被放电，以确定第一和第二电容电极128、130之间的电容。该测量的电容可以指示储液器114的填充水平。
在各种实施例中，注射器100可以包括板载电路134，板载电路134可以包括例如特定形式的基本存储器部件136，用于存储与注射器100的操作相关联的一个或多个数据点。例如，在一些实施例中，上面确定的电容填充水平可以至少暂时地存储在存储器部件136中。存储器部件136可以采取可以或可以不被认为“低功率”的各种形式，因为仅需要最少量电能来从存储器部件读取和/或写入存储器部件。在一些实施例中，存储器部件136可以是非易失性的，并且可以包括以下中的一个或多个：随机存取存储器(“RAM”)、可编程只读存储器(“PROM”)、可擦PROM(“EPROM”)、电可擦PROM(“EEPROM”)、闪存(NAND或NOR)、铁电RAM(“FeRAM”)、可编程金属化单元(“CBRAM”)、并行随机存取机器(“PRAM”)、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(“SONOS”)、电阻式随机存取存储器(“RRAM”)、赛道存储器、Nano-RAM等等。
在一些实施例中，板载电路134还可以包括例如与存储器部件136可操作地耦合的收发器138(或在一些情况下，简单地发射器)。收发器138可以被配置为使用各种低能量无线技术与远程计算设备(未在图1中描绘)无线地通信，诸如蓝牙低能量(例如，蓝牙4.0)、ANT、ANT+、红外数据关联(“IrDA”)、ZigBee、Z-Wave、低功率Wi-Fi、近场通信(“NFC”)，EnOcean射频传输协议等等。在各种实施例中，至少被暂时地存储在存储器部件136中的一个或多个数据点可以由收发器138传输到一个或多个远程计算设备，诸如由用户(例如，患者和/或医学人员)操作的移动设备(例如，智能手机、膝上型计算机、平板电脑、可穿戴设备)。例如，之前描述的电容填充水平可以被传输到由使用注射器100施予药物(或抽出流体)医学人员携带的移动设备。在一些实施例中，在柱塞112位移到内部104内以从储液器114排出流体期间收获的电能可以用于为这些数据到一个或多个远程计算设备的无线传输供电。在一些实施例中，移动设备可以存储例如与由移动设备生成并从移动设备接收的时间戳记相关联的(一个或多个)数据点。
假设当柱塞112被位移以从储液器114排出流体(或将流体吸入储液器114中)时，15-25N的力F被施加。在注射器100的操作期间这样的力F在50-100mm的双向距离D内的施加可以产生以下等式来计算(总)收获的能量E总：
E总＝F×D＝(15-25N)*(0.050-0.100m)＝0.750-2.500J (1)
甚至考虑40％能量损失，所收获的净能量E净可以被估计如下：
E净＝0.6*E总＝0.6*(0.750-2.500)＝0.450-1.50J (2)
简单的能量预算计算可以用于确认足以使用收发器138传输一个或多个数据点的所生成的净能量E净的被收获：
E净≥E总–(EDA+EDS+Exmit+E损失) (3)
EDA表示执行数据采集(例如，电容填充测量)所需的能量。EDS表示至少暂时地存储一个或多个数据点所需的能量。Exmit表示传输一个或多个数据点所需的能量。E损失表示能量损失，其在假设40％能量损失的情况下可以被计算为0.4×E总。
假设ZigBee或低功率Wi-Fi用于无线传输，并且估计的能量损失是40％。在数据采集期间消耗的能量EDA(其可以被假设为是1.2-150μA，用于电容填充测量)和在暂时存储期间消耗的能量EDS的总和可以大约为0.250J。在一些实施例中，0.036J的电能Exmit可以在数据传输期间被消耗(针对低功率Wi-Fi/ZigBee的功率要求是每24字节数据36mJ。对于蓝牙低能量，其是更少的，0.147mJ)。假设E总是0.75J，其意味着E损失是0.3J。将上面阐述的值插入等式(3)示出了存在足够的净能量E净来采集、存储和传输数据：
0.45≥0.750J–(0.250J+0.036J±0.300J)＝0.164J(4)
上面的等式仅是范例，并不旨在为限制。如果注射器100更长，或如果更大的力用于对柱塞112进行位移(其能够通过改变壳体102的内表面的摩擦阻力来实现)，则甚至更多的能量可以被生成。
在一些实施例中，注射器100可以包括(例如，与板载电路134耦合并且在图1中示意性地描绘)一个或多个输出设备，诸如一个或多个发光二极管(“LED”)140和/或显示器142。尽管仅在图1中示意性地描绘，但是这些输出部件可以被定位于注射器100上(诸如壳体102的一部分上、柱塞112的近端(即图1中的顶部)上等等)的各个位置处。在一些这样的实施例中，例如，在注射器100被使用之后，一个或多个LED 140可以照亮(例如，具有红色)。在注射器的操作期间收获的至少一些电能可以用于激励一个或多个LED 140来指示，例如，注射器100已经被使用并且不应当被重新使用(或不应当在没有被首先灭菌的情况下被再次使用)。当例如医学人员处于混乱的情况下(诸如灾难、繁忙的病房等，其中，他们可能变得注意力分散)时，这样的简单指示器可以是特别有用的，。
显示器142可以采取各种形式的低功率显示器，诸如电子墨水显示器或小的粗糙的LED灯显示器(例如，覆盖可以小于例如20mm乘20mm的面积)。电子墨水屏幕可以仅需要少量的电能(诸如20-25mW)来为20mm乘20mm屏幕供电以绘制信息。此外，一旦图像已经被绘制，电子墨水屏幕就可以不需要额外的电能。因此，例如，一旦填充体积(例如使用上面描述的电容填充测量采样来检测)和时间(例如，经由收发器138从远程计算设备接收的时间戳记)被绘制，那些数据点可以保持在电子墨水屏幕上而不需要额外的电能。
在一些实施例中，电子墨水显示器142或其他类似的显示器可以被配置为是可由用户写入的。例如并且参考图2，描绘了显示器142，其包括用于药物A、药物B和抽出流体的三个预定义的用户输入字段或标记。这样的信息可以例如在仅那两种药物正被施予或流体正被抽出的情况下被显示。在一些实施例中，显示器上的文本可以是被印刷、涂绘和/或被粘附到显示器的被动标记，例如，作为粘贴标签。显示器142的部分(例如，在复选框内)可以是可写入的，如通过中间框中的对勾指示的。在其他实施例中，显示器上的文本可以例如使用电子墨水来绘制。医学人员可以针对哪个注射器100已经被使用或针对哪个注射器100旨在被使用将一个或多个框打对勾。这可以避免在没有标记注射器100的能力的情况下会是更可能的意外交叉污染和其他事故。在一些实施例中，显示器142可以用于绘制指示注射器100如何已经被使用或将会被使用的快速响应(QR)码、条形码或其他信息。
图3示意性地描绘了被配置有本公开的选定方面的注射器300可以与例如由医学人员或其他用户操作的一个或多个计算设备350(例如，智能手机、平板电脑、膝上型计算机、可穿戴设备等)无线地交换数据的环境。在一些此类实施例中，注射器300可以存储(例如，使用在操作期间收获的能量在存储器中)对注射器300已经用于例如施予药物或抽出流体的指示。该指示可以从注射器300被无线地传输到一个或多个远程计算设备350。如果医学人员试图重新使用注射器300，注射器300上的电路可以向一个或多个远程计算设备350发出无线警报，一个或多个远程计算设备350可以提供指示该注射器300不应当被重新使用的听觉、视觉和/或触觉反馈。
在其他实施例中，一个或多个远程计算设备350可以从注射器300无线地接收关于要被施予或已经施予的剂量(例如，基于上面描述的电容填充测量确定的)的信息。远程计算设备350可以例如经由与从注射器300无线地接收数据同时生成的时间戳记确定剂量被施予或将被施予的时间。远程计算设备350然后可以比较剂量和/或时间与规定剂量和/或时间，例如，通过查阅一个或多个电子医学记录(“EMR”)。如果实际/预期的剂量/时间不与规定的剂量/时间一致，则远程计算设备350可以发出警报，例如，通过提供听觉、视觉和/或触觉反馈，通过向医学人员或其他人发送短信等等。在一些实施例中，如果远程计算设备350还未从注射器300接收对药物的剂量已经在被规定时被施予(或流体的样本在预定时间被抽出)的指示，远程计算设备350可以类似地发出警报，所述警报可以包括听觉、视觉和/或触觉反馈以提醒用户施予药物(或抽出流体)。
一般来说，如本文中描述自动地收获能量并且将该能量用于存储关于所施予的剂量、时间和抽出的流体的体积等的信息和/或使该信息在一个或多个远程计算设备上可用可以具有多个技术优点。可以减轻医学人员在剂量被施予时和/或在流体被抽出时记录的负担中的至少一些。这继而可以减少否则可能由注意力分散等产生的错误。这也可以将医学人员否则将会执行数据录入所花费的时间分配到执行其他任务(例如，处置其他患者)。本文中描述的技术还降低患者接收不正确药物或流体被不正确地或错误地抽出的可能性。本文中描述的技术还可以帮助门诊患者(诸如必须周期性地接受胰岛素的糖尿病患者)确保他们遵循规定的处置方案。
图4描绘了根据各种实施例的执行本文中描述的各种技术的范例方法400。尽管以具体顺序示出了方法400的具体操作，但是这不旨在为限制。在各种实施例中，一个或多个操作可以被添加、省略和/或重新排序。
在方框402处，被配置有本公开的选定方面的注射器可以通过相对于壳体(例如，102)位移柱塞(例如，112)来操作。在一些实施例中，柱塞可以被位移，以从储液器(例如，114)排出流体，例如，以施予药物和/或起动注射器吸入流体。在其他实施例中，柱塞可以被位移，以从患者的组织吸入流体(诸如血液、间质液等)。在方框404处，与位移相关联的运动可以例如通过交流发电机和/或其他部件(例如，在图1中描绘的部件)被转换成电能。以此方式，电能可以在注射器的操作期间被收获。
在方框406处，在注射器的操作期间收获的电能中的至少一些可以用于至少暂时地将一个或多个数据点存储在与注射器集成的存储器部件136中。这些数据点可以包括但不限于电容填充测量结果、使用其他手段(例如，用户输入、磁性检测、浮动检测、重力检测等)获得的填充测量结果、时间戳记(例如，从远程计算设备接收)、所施予的药物的类型(其可以或可以不是用户输入)、所抽出的流体的类型(其可以或可以不是用户输入)等等。
在方框408处，在注射器的操作期间收获的电能中的至少一些可以用于将前述数据点中的一个或多个传输到远程计算设备。额外地或备选地，在一些实施例中，在注射器的操作期间收获的电能中的至少一些可以用于为接收器(例如，收发器138)供电，以从远程计算设备接收一个或多个数据点(例如，时间戳记、药物标识符等)。在方框410处，在注射器的操作期间收获的电能中的至少一些可以用于将一个或多个数据点或其他信息绘制在低功率显示器(例如，142)上或激励一个或多个LED(例如，140)。
尽管本文中已经描述和图示了若干创造性实施例，但是本领域普通技术人员将容易想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文描述的优点中的一个或多个的各种其他模块和/或结构，并且这些变化和/或修改中的每个被认为是在本文描述的创造性实施例的范围内。更具体地，本领域技术人员将容易意识到，本文中所描述的所有参数、尺度、材料和配置意味着是示范性的，并且实际参数、尺度、材料和/或配置将取决于教导被使用的一个或多个特定应用。本领域的技术人员将认识到，或者能够仅仅使用常规实验来确定本文描述的特定创造性实施例的许多等价方案。因此，应理解的是，前述实施例仅通过范例呈现，并且在权利要求及其等价方案的范围内，可以以与具体描述和要求保护的方式不同的方式来实践创造性实施例。本公开创造性实施例涉及本文描述的每个个体特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互不一致，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合都包括在本公开的创造性范围内。
如本文所定义和使用的所有定义应被理解为在字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或所定义的术语的普通含义上控制。
如本文中在说明书和权利要求书中所使用的词语“一”和“一个”应被理解为意指“至少一个”，除非明确相反指示。
如在本说明书和权利要求书中所使用的短语“和/或”应该被理解为是指如此联合的元素中的“任一个或两者”，即在一些情况下联合存在并且在其它情况下分离存在的元素。利用“和/或”列出的多个元素应该以相同的方式解释，即如此联合的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句特别识别的元素，其他元素可以任选地存在，不管与具体识别的那些元素相关还是不相关。因此，作为非限制性范例，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“A和/或B”的引用在一个实施例中可以仅指A(任选地包括除了B之外的元素)；在另一个实施例中，仅指B(任选地包括除了A之外的元素)；在又一个实施例中，指A和B两者(任选地包括其他元素)；等等。
如在本说明书和权利要求书中所使用的，“或”应当被理解为具有与上面所定义的“和/或”相同的含义。例如，当在列表中分离项目时，“或”或“和/或”应被解释为包含性的，即包括多个元素或元素列表中的至少一个元素，但也包括多于一个元素，以及任选的其他未列出项目。仅清楚地指示为相反的术语，诸如“仅一个”或“确切地一个”，或者，当在权利要求中使用时，“由...组成”，将指包括多个元素或元素列表中的确切地一个元素。通常，如本文使用的术语“或”仅当前面有排他性术语(例如“任一个”，“...中的一个”，“...中的仅一个”，或者“...中的确切地一个”)时才应解释为指示排他性备选(即，“一个或另一个但是并非两者”)。当在权利要求中使用时，“实质上由...组成”应当具有其在专利法领域中使用的普通含义。
如本文中在说明书和权利要求书中所使用的，涉及一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应该被理解为是指选自元素列表中的元素中的任何一个或多个的至少一个元素，但是不必包括元素列表内具体列出的每一个元素和每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中的元素的任何组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”涉及的元素列表内具体识别的元素之外元素可以任选地存在，而不管与具体识别的那些元素相关还是不相关。因此，作为非限制性范例，“A和B中的至少一个”(或者等价地，“A或B中的至少一个”，或者等价地“A和/或B中的至少一个”)可以在一个实施例中指至少一个、任选地包括多于一个A，而不存在B(并且任选地包括除了B之外的元素)；在另一个实施例中，指至少一个、任选地包括多于一个B，而不存在A(并且任选地包括除了A之外的元素)；在又一个实施例中，指至少一个、任选地包括多于一个A，以及至少一个、任选地包括多于一个B(并且任选地包括其他元素)；等等。
还应该理解，除非明确地相反指示，在本文所要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序不必限于叙述该方法的步骤或动作的顺序。
在权利要求书以及上面的说明书中，所有的过渡性短语，诸如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“带有”等等应被理解为是开放式的，即意味着包括但不限于。只有过渡性短语“由...组成”和“实质上由...组成”应分别是封闭式或半封闭式过渡短语，如美国专利局专利审查程序手册第2111.03节所阐明的。应该理解，依照专利合作条约(“PCT”)的规则6.2(b)在权利要求中使用的特定表达和附图标记不限制范围。

Claims (15)

1.一种用于在注射器(100、300)的操作期间收获和使用电能的方法，包括：
操作(402)所述注射器，其中，操作包括对所述注射器的柱塞(112)进行位移以将流体吸入所述注射器的储液器(114)中或从所述注射器的所述储液器排出流体；
由与所述注射器集成的发电机将与对所述柱塞进行位移相关联的运动转换(404)成电能；并且
使用(406)所述电能中的至少一些电能来至少暂时地将与所述注射器的操作相关联的一个或多个数据点存储在与所述注射器集成的存储器部件(136)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述操作包括对所述注射器的所述柱塞进行位移以将流体吸入所述储液器中，并且所述方法还包括测量所述储液器的填充水平。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或多个数据点包括所述填充水平。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，测量所述储液器的所述填充水平包括检测被包含在所述储液器内的电容器的电容。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述操作包括对所述注射器的所述柱塞进行位移以从所述储液器排出流体，并且所述方法还包括利用所述电能中的至少一些电能来将所述数据点中的一个或多个数据点从与所述注射器集成的低功率无线收发器(138)无线地传输(408)到远程计算设备(350)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述低功率无线收发器是蓝牙低能量收发器或ZigBee收发器。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括利用所述电能中的至少一些电能来将所述数据点中的一个或多个数据点绘制(410)在与所述注射器集成的低功率显示器(142)上。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括利用所述电能中的至少一些电能来在与所述注射器集成的低功率无线收发器(138)处从远程计算设备无线地接收(408)时间戳记。
9.一种能量收获注射器，包括：
壳体(102)；
柱塞(112)，其能相对于所述壳体位移以将流体吸入储液器(114)中或从所述储液器排出流体；
发电机(120、122)，其与所述注射器集成，其中，所述发电机将与所述柱塞的位移相关联的运动转换成电能；以及
存储器部件(136)，其与所述注射器集成，其中，所述存储器部件由所述电能中的至少一些电能供电以存储与所述注射器的操作相关联的一个或多个数据点。
10.根据权利要求9所述的能量收获注射器，其中，所述位移包括用于将流体吸入所述储液器中的所述柱塞的位移，并且所述一个或多个数据点包括使用所述电能中的至少一些电能检测到的所述储液器的填充水平。
11.根据权利要求10所述的能量收获注射器，还包括所述储液器内的两个或更多个电容电极(128、130)，其中，所述储液器的所述填充水平是通过检测所述两个或更多个电容电极的电容来测量的。
12.根据权利要求9所述的能量收获注射器，还包括与所述注射器集成的低功率无线收发器(138)，其中，所述位移包括用于从所述储液器排出流体的所述柱塞的位移，并且所述电能中的至少一些电能被用于将所述数据点中的一个或多个数据点从所述低功率无线收发器无线地传输到远程计算设备(350)。
13.根据权利要求12所述的能量收获注射器，其中，所述低功率无线收发器是蓝牙低能量收发器、ZigBee收发器或EnOcean收发器。
14.根据权利要求9所述的能量收获注射器，还包括与所述注射器集成的低功率显示器(142)，其中，所述电能中的至少一些电能被用于将所述数据点中的一个或多个数据点绘制在所述显示器上。
15.根据权利要求9所述的能量收获注射器，还包括与所述注射器集成的低功率无线收发器(138)，其中，所述电能中的至少一些电能被用于在所述低功率无线收发器处从远程计算设备(350)无线地接收时间戳记。
CN201880039643.3A 2017-06-15 2018-06-06 从注射器的操作收获能量 Active CN110740770B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17176225.5 2017-06-15
EP17176225.5A EP3415186A1 (en) 2017-06-15 2017-06-15 Harvesting energy from operation of a syringe
PCT/EP2018/064821 WO2018228876A1 (en) 2017-06-15 2018-06-06 Harvesting energy from operation of a syringe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110740770A true CN110740770A (zh) 2020-01-31
CN110740770B CN110740770B (zh) 2022-08-23

Family

ID=59067588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880039643.3A Active CN110740770B (zh) 2017-06-15 2018-06-06 从注射器的操作收获能量

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11305066B2 (zh)
EP (2) EP3415186A1 (zh)
JP (1) JP7257339B2 (zh)
CN (1) CN110740770B (zh)
WO (1) WO2018228876A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11331429B2 (en) * 2017-05-05 2022-05-17 Sanofi Cartridge for dosage sensing
US20230398290A1 (en) * 2020-10-30 2023-12-14 Analog Devices, Inc. Capacitive sensing for drug delivery

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003090663A1 (en) * 2002-04-24 2003-11-06 Intelligent Devices Inc. Piezo-electric content use monitoring system
US20090216292A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 Benjamin David Pless Devices, methods, and systems for harvesting energy in the body
US20110009812A1 (en) * 2009-07-07 2011-01-13 Relox Medical, Llc Method and apparatus for syringe injection of fluids
US8382703B1 (en) * 2011-10-18 2013-02-26 King Saud University Piezoelectric dual-syringe insulin pump
CN104936638A (zh) * 2012-11-30 2015-09-23 欧文蒙福德有限公司 具有带有用于其的压电换能器和字母数字段电子显示器的剂量编码器的笔型药物注射器
CN105268057A (zh) * 2014-06-04 2016-01-27 格雷斯海姆雷根斯堡股份有限公司 用于给药的设备
WO2016162298A1 (en) * 2015-04-07 2016-10-13 Albert Sinfreu Alay Portable module for detecting an infusion of the contents of a syringe
WO2016176308A1 (en) * 2015-04-29 2016-11-03 Graco Minnesota Inc. Lubrication injector with energy harvesting

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4737151A (en) * 1986-07-25 1988-04-12 Clement John G Syringe injector
US5176642A (en) 1991-03-11 1993-01-05 Mectra Labs, Inc. Vacuum powdered syringe
US20060063522A1 (en) * 2004-09-21 2006-03-23 Mcfarland Norman R Self-powering automated building control components
DE102005059508A1 (de) * 2005-12-13 2007-06-14 Tecpharma Licensing Ag Stromerzeugender Pen
WO2009024562A1 (en) 2007-08-17 2009-02-26 Novo Nordisk A/S Medical device with value sensor
US8939928B2 (en) * 2009-07-23 2015-01-27 Becton, Dickinson And Company Medical device having capacitive coupling communication and energy harvesting
US8394053B2 (en) 2009-11-06 2013-03-12 Crisi Medical Systems, Inc. Medication injection site and data collection system
WO2013012526A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 Mallinckrodt Llc Injection system with capacitive sensing
AT512504B1 (de) 2012-03-22 2013-09-15 Seibersdorf Labor Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Kapazität
US8928161B2 (en) 2012-05-25 2015-01-06 Kcf Technologies, Inc. Apparatuses and methods for harvesting energy from prosthetic limbs
US11219719B2 (en) * 2012-08-28 2022-01-11 Osprey Medical, Inc. Volume monitoring systems

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003090663A1 (en) * 2002-04-24 2003-11-06 Intelligent Devices Inc. Piezo-electric content use monitoring system
US20050223826A1 (en) * 2002-04-24 2005-10-13 Michael Petersen Piezo-electric content use monitoring system
US20090216292A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 Benjamin David Pless Devices, methods, and systems for harvesting energy in the body
US20110009812A1 (en) * 2009-07-07 2011-01-13 Relox Medical, Llc Method and apparatus for syringe injection of fluids
US8382703B1 (en) * 2011-10-18 2013-02-26 King Saud University Piezoelectric dual-syringe insulin pump
CN104936638A (zh) * 2012-11-30 2015-09-23 欧文蒙福德有限公司 具有带有用于其的压电换能器和字母数字段电子显示器的剂量编码器的笔型药物注射器
CN105268057A (zh) * 2014-06-04 2016-01-27 格雷斯海姆雷根斯堡股份有限公司 用于给药的设备
WO2016162298A1 (en) * 2015-04-07 2016-10-13 Albert Sinfreu Alay Portable module for detecting an infusion of the contents of a syringe
WO2016176308A1 (en) * 2015-04-29 2016-11-03 Graco Minnesota Inc. Lubrication injector with energy harvesting

Also Published As

Publication number Publication date
US11305066B2 (en) 2022-04-19
CN110740770B (zh) 2022-08-23
JP7257339B2 (ja) 2023-04-13
EP3638343A1 (en) 2020-04-22
EP3638343B1 (en) 2021-09-01
US20200129701A1 (en) 2020-04-30
JP2020523160A (ja) 2020-08-06
EP3415186A1 (en) 2018-12-19
WO2018228876A1 (en) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11172877B2 (en) Integrated injection system and communication device
JP6851360B2 (ja) 注入デバイス用高性能アダプタ
CN107073207B (zh) 连续葡萄糖监测注射装置
ES2919860T3 (es) Dispositivo de inyección configurado para acoplarse a un dispositivo móvil
US11896808B2 (en) Smart vial adapter and method
CN110740770B (zh) 从注射器的操作收获能量
KR20160133774A (ko) 전자식 휴대용 실린더형 의약품 주입펌프 및 이를 이용한 의약품 주입방법
EP3539593A1 (en) Docking station for drug delivery device
EP3630231B1 (en) Smart syringe using nfc communication and capacitance detection
KR101842598B1 (ko) 충격 파손 진단이 가능한 전자식 휴대용 실린더형 의약품 주입펌프
EP4197572A1 (en) Thermoelectric generator for powering autoinjector
US20220265934A1 (en) Syringe with disposable body and reusable cap enabling dose capture
KR20230059937A (ko) 프리필드 시린지 및 프리필드 시린지로부터 약물정보를 독취하는 자동 주사기

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant