DE10004314B4 - Aufladbare Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts und Ladestation für diese Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produktes mit:
a) einem Gehäuse (1);
b) einem von dem Gehäuse (1) aufgenommenen Behältnis (2) für das Produkt;
c) einem Fördermittel (6) zur Förderung des Produktes aus dem Behältnis (2);
d) einer elektrischen Antriebseinrichtung (7, 8, 11) für das Fördermittel (6); und
e) einer aufladbaren elektrischen Energiequelle (51);
gekennzeichnet durch
f) ein induktives oder kapazitives Koppelelement (52a) zum Aufnehmen von externer Energie, welches mit der aufladbaren elektrischen Energiequelle (51) verbunden ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts, sowie eine Ladestation für diese Vorrichtung.
• Infusionsgeräte, welche beispielsweise in der Diabetestherapie eingesetzt werden, weisen meistens ein Behältnis für ein zu injizierendes Produkt auf, wobei ein Fördermittel zur Förderung dieses Produkts aus dem Behältnis, sowie eine Antriebseinrichtung für das Fördermittel vorgesehen sind. Dabei wird das zu injizierende Produkt aus dem Behältnis über einen Katheter und eine daran angeschlossene Infusionsnadel hindurch subkutan verabreicht.
• Die Benutzer solcher Infusionsgeräte, welche sich ein injizierbares Produkt im Rahmen einer Therapie oder zu sonstigen Zwecken selbst verabreichen, legen im Allgemeinen großen Wert auf eine einfache Handhabung sowie eine diskrete und unauffällige Verwendbarkeit ihres Infusionsgeräts. Eine bequeme und einfache Handhabung des Geräts trägt auch zur Sicherheit in der Verabreichung des Produkts bei, da bei einfacher Ausgestaltung des Infusionsgeräts kaum Bedienungsfehler auftreten können.
• Aus der DE 198 09 483 A1 ist eine Infusionspumpe bekannt, welche durch in ein Batteriefach einlegbare Einwegbatterien- oder wiederaufladbare Batterien angetrieben wird.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts sowie eine Ladestation für diese Vorrichtung zu schaffen. welche einfach handhabbar ist und damit die Betriebssicherheit erhöht.
• Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 und die Ladestation nach Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produkts gemäß der Erfindung weist ein Gehäuse auf, wobei in dem Gehäuse ein Behältnis für das zu injizierende Produkt angeordnet ist. Ein Fördermittel zur Förderung dieses Produkts aus dem Behältnis wird dabei von einer elektrischen bzw. elektromechanischen Antriebseinrichtung angesteuert. In der Vorrichtung ist eine aufladbare elektrische Energiequelle, z.B. ein Akkumulator, vorgesehen, welcher die zum Betrieb der Vorrichtung erforderliche elektrische Energie zur Verfügung stellen kann. Weiterhin ist ein induktives oder kapazitives Koppelelement zum Aufnehmen von externer Energie vorgesehen, welches mit der aufladbaren elektrischen Energiequelle verbunden ist, um externe Energie von z.B. einer Ladestation zuführen zu können, welche während eines Ladevorgangs von der aufladbaren elektrischen Energiequelle aufgenommen und nach erfolgtem Aufladen beim Betrieb der Vorrichtung an die einzelnen Systeme, wie z.B. die elektrische Antriebseinrichtung, abgegeben wird.
• Das Vorsehen der aufladbaren elektrischen Energiequelle zusammen mit dem Koppelelement vereinfacht die Handhabung des erfindungsgemäßen Infusionsgerätes erheblich, da das gesamte Infusionsgerät einfach an eine geeignete Ladestation angeschlossen werden kann, um bei ganz oder teilweise entladener Energiequelle diese wieder aufzuladen und somit das Infusionsgerät wieder einsatzfähig zu machen. Es ist nun nicht mehr erforderlich, dass der Benutzer das Infusionsgerät selbst öffnet, um eine entladene Batterie durch eine neue zu ersetzen, was insbesondere bei technisch nicht begabten Benutzern zu Problemen führen kann. Da es nicht mehr erforderlich ist, einen mechanischen Eingriff in das Infusionsgerät vorzunehmen, also z.B. eine Abdeckklappe für die Batterie zu öffnen, können auch weitere Beschädigungen des gesamten Infusionsgerätes vermieden werden. Durch die Vermeidung von Batteriewechseln kann die Vorrichtung im Gehäuse auch im Hinblick auf Dichtigkeit gegen eindringende Feuchtigkeit besser gekapselt werden. Ein Benutzer kann das erfindungsgemäße Infusionsgerät einfach, nämlich ohne mechanischen Öffnungsvorgang, an eine geeignete Ladestation anschließen bzw. einstecken, um die Funktionsfähigkeit des Infusionsgerätes wieder herzustellen. Zudem bietet die mechanisch einfachere Konstruktion Vorteile, wenn das Gerät irrtümlicherweise fallengelassen wird.
• Gemäß einer Ausführungsform ist das Koppelelement ein induktives Element, wie z.B. eine Spule, so dass eine elektrische bzw. magnetische Energie von einer korrespondierenden Spule eines Ladegerätes auf die in dem Infusionsgerät vorgesehene Spule übertragen kann, um somit durch induktive Kopplung die elektrische Energiequelle aufzuladen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ermöglicht das Koppelelement eine kapazitive Kopplung. Allgemein ist für die Zwecke der Erfindung jedes Verfahren zur induktiven oder kapazitiven Übertragung elektrischer bzw. elektromagnetischer Energie von einer externen Energiequelle zu der in dem Infusionsgerät angeordneten aufladbaren elektrischen Energiequelle geeignet.
• Bevorzugt ist zwischen dem Koppelelement und der aufladbaren elektrischen Energiequelle ein Gleichrichterelement vorgesehen, welcher z.B. unter Verwendung einer oder mehrerer Dioden als Einweggleichrichter oder Brückengleichrichter ausgebildet sein kann. Ein solcher Gleichrichter ermöglicht es, dass bei Verwendung von Wechselspannung zum Aufladen der elektrischen Energiequelle immer eine Spannung mit richtiger Polung an die Energiequelle angelegt werden kann, um diese, wie gewünscht, aufzuladen, obwohl die Eingangsspannung bei z.B. einem induktiven Ladevorgang eine Wechselspannung ist. Ebenso ist ein solches Gleichrichterelement vorteilhaft, falls die aufladbare elektrische Energiequelle z.B. mittels eines Steckkontaktes unmittelbar an ein öffentliches elektrisches Netz mit Wechselstrom angeschlossen wird.
• Es können aber auch andere elektrische Elemente vorgesehen sein, welche zum Aufladen einer Energiequelle bzw. eines Akkumulators nützlich sein können, wie z.B. ein Transformator, geeignete Spannungsteiler, Step-Down-Konverter oder ähnliches.
• Bevorzugt ist an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein geeignetes Ausgabe- bzw. Anzeigemittel für den Ladezustand der aufladbaren Energiequelle vorgesehen, mit welcher vom Benutzer einfach festgestellt werden kann, ob noch ausreichend Energie vorhanden ist bzw. wie lange die in der Energiequelle gespeicherte Energie noch ausreicht. Ergänzend kann auch eine geeignete Anzeige- oder Alarmierungsvorrichtung vorgesehen sein, wenn der Akkumulator langsam leer wird bzw. nur noch Energie für einen vorgegebenen kürzeren Zeitraum gespeichert hat. So ist es z.B. möglich, einen Vibratormotor, einen Summer, einen akustischen Signalgeber, eine blinkende Anzeige, wie z.B. eine LED oder ähnliches, zu verwenden, um einem Benutzer, welcher das erfindungsgemäße Infusionsgerät z.B. am Körper unter der Kleidung trägt, mittels z.B. haptischer bzw. taktik erfühlbarer, spürbarer Signale anzuzeigen, dass innerhalb der nächsten Zeit der Akkumulator wieder aufgeladen werden sollte.
• Die erfindungsgemäße Ladestation ist zum Laden der oben beschriebenen Vorrichtung geeignet und weist eine Vorrichtung auf, über die Energie bereitgestellt werden kann. Diese Vorrichtung ist mit einem induktiven oder kapazitiven Koppelelement verbunden, welches mit dem Koppelelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung wechselwirken kann, um elektrische Energie von der Ladestation in die aufladbare elektrische Energiequelle des Infusionsgerätes einzuspeisen. Geeignete Koppelelemente können wie oben beschrieben ausgebildet sein; z.B. als induktive Elemente. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Aufladen einfach geeignet in die Ladestation gebracht oder angesteckt werden, um externe Energie in das Infusionsgerät einzuspeisen.
• Die Ladestation kann zum Bereitstellen von elektrischer Energie zum Aufladen eines Akkumulators z.B. selbst eine Vorrichtung zur Speicherung von elektrischer Energie, wie z.B. herkömmliche Batterien oder Akkumulatoren aufweisen, um diese Energie bei einem Ladevorgang an das erfindungsgemäße Infusionsgerät abzugeben. Dabei können diese Energiespeicher erheblich größer und damit schwerer und/oder voluminöser ausgebildet sein, da das Ladegerät nicht am Körper des Benutzers getragen wird. Eine solche Ausgestaltung des Ladegerätes ist z.B. zur mobilen Verwendung, wie z.B. auf Reisen, sinnvoll, da ein Benutzer das Infusionsgerät mit einer relativ leichten kleineren aufladbaren Energiequelle immer am Körper mit sich herumführen kann, wobei dieses Infusionsgerät zum Aufladen auf Reisen, z.B. in einem Flugzeug oder Zug, von einem Benutzer in die Ladestation gegeben werden kann, welche eine erheblich größere Menge an Energie mittels schwererer und/oder voluminöserer Akkumulatoren oder Batterien speichern kann. Dies ist aber unproblematisch, da das Ladegerät selbst nicht kontinuierlich am Körper des Benutzers mitgeführt wird.
• Ebenso ist es möglich, die Ladestation mit einem Netzstecker zum Zuführen von externer Energie, z.B. aus einem öffentlichen Stromnetz, zu versehen, so dass das erfindungsgemäße Infusionsgerät über die Ladestation aus einem externen Stromnetz Energie aufnehmen kann. Ebenso ist eine Kombination von externer Energiezufuhr, z.B. über einen Netzstecker, und gespeicherter elektrischer Energie in der Ladestation selbst, z.B. mittels eines Akkumulators, möglich, um z.B. einen größeren und/oder voluminöseren Akkumulator einer Ladestation vor einer Reise über einen Anschluss der Ladestation an ein Stromnetz aufzuladen. Diese Ladesta tion mit größerem und/oder voluminöseren Akkumulator kann dann mehrere Male zum Aufladen des Infusionsgerätes, z.B. auf Reisen, verwendet werden, da der Aufladevorgang des kleineren Akkumulators in dem Infusionsgerät nur einen kleineren Teil der in dem größeren Akkumulator der Ladestation gespeicherten elektrischen Energie aufnimmt.
• Ebenso wie oben beschrieben, können geeignete elektrische Vorrichtungen, wie z.B. Transformatoren, Step-Up- bzw. Step-Down-Konverter oder Gleichrichtelemente in der Ladestation vorgesehen sein, um das Laden bzw. die Abgabe elektrischer Energie wie gewünscht zu steuern.
• Die Ladestation kann weiterhin Anzeige- und/oder Eingabemittel aufweisen, über welche dem Benutzer Informationen angezeigt werden können bzw. der Benutzer selbst bestimmte Eingaben tätigen kann. Dabei können z.B. über die Kopplung des Infusionsgerätes mit der Ladestation Signale aus dem Infusionsgerät selbst ausgegeben und an der Ladestation angezeigt werden, so dass dem Benutzer an der Ladestation der momentane Ladezustand des Infusionsgerätes, eine Information über bestimmte mögliche Betriebsarten des Infusionsgerätes, der Gerätetyp des Infusionsgerätes oder andere Informationen angezeigt werden können. Weiterhin ist es somit möglich, Informationen durch eine Eingabe des Benutzers an der Ladestation in das Infusionsgerät zu übermitteln und gegebenenfalls dort einzuspeichern, um z.B. bestimmte Betriebsarten des Infusionsgerätes zu programmieren, wie z.B. eine gewünschte Infusionsrate des zu injizierenden Produktes oder Zeitpunkte einer einmaligen erhöhten Abgabe des zu injizierenden Produktes, z.B. vor einer Mahlzeit. Es können jedoch auch andere Informationen über die Ladestation in das Infusionsgerät eingespeichert bzw. aus diesem ausgelesen werden.
• Die Übermittlung der Information kann auch optisch, z. B. über eine Infrarotschnittstelle, mittels Ultraschall, telemetrisch oder in sonst einer geeigneten Weise erfolgen, die keinen direkten Zusammenhang mit der Energieübertragung aufweisen muss.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
• 1 einen Längsschnitt einer Ladestation und einer Infusionspumpe mit erfindungsgemäß aufladbarer elektrischer Energiequelle und Koppelelement;
• 2 einen Längsschnitt einer Infusionspumpe mit Drucküberwachung und Vibratormotor;
• 3 einen Kraftsensor für die Pumpe nach den 1 und 2; und
• 4 ein Schemaschaltbild mit einem Vibratormotor, einer Eingabeeinrichtung, einem Lagesensor und einem Kraftsensor.
• 1 zeigt eine tragbare Infusionspumpe für eine Insulinbehandlung. Diese wird unter Bezugnahme auf 2 anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher beschrieben, wobei bezüglich der Ausgestaltung der Pumpe, insbesondere deren Antrieb, auf die deutsche Patentanmeldung Nr. 197 17 107 Bezug genommen wird. Die Lehre dieser Anmeldung ist durch diese Bezugnahme bezüglich der Pumpe und deren Antrieb Bestandteil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung.
• Anhand von 1 wird nachfolgend die Funktionsweise der erfindungsgemäß vorgesehenen aufladbaren elektrischen Energiequelle anhand eines Akkumulators 51 mit zugehöriger Ladestation 50 beschrieben, wobei auf 2 bezüglich der konkreten Funktionsweise der Insulinpumpe in einer bevorzugten Ausführungsform verwiesen wird.
• Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein Akkumulator 51 angeordnet, welcher über eine Diode 53, die als Gleichrichter wirkt, mit einem als Kopplungselement dienendem induktiven Element, z.B. einer Spule 52a, verbunden ist. Wird das Infusionsgerät in die Ladestation 50 eingebracht, so liegt das induktive Element 52a des Infusionsgerätes dem induktiven Element 52b der Ladestation in geeigneter Weise gegenüber, so dass über die induktive Kopplung dieser beiden Elemente 52a und 52b elektrische Energie von der Ladestation 50 in das Infusionsgerät übertragen werden kann, um den Akkumulator 51 aufzuladen. Auch ringförmige, konzentrische oder andere geeignete Anordnungen der Kopplungselemente sind möglich. Dabei ist das induktive Element 52b der Ladestation 50 mit einem Netzstecker 54 verbunden, welcher, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Transformators oder anderer Schaltelemente, direkt an ein Stromnetz angeschlossen werden kann. Das von dem induktiven Element 52b der Ladestation 50 erzeugte Wechselfeld induziert in dem induktiven Element 52a des Infusionsgerätes einen elektrischen Wechselstrom, welcher über die Diode 53 gleichgerichtet wird, so dass an den Akkumulator 51 eine Spannung mit der gezeigten Polung angelegt wird.
• In der Ladestation 50 ist eine Steuerung 57 vorgesehen, welche auch Informations- und/oder Energie-Speicherelemente aufweisen kann und mit dem Koppelelement 52b der Ladestation 50 verbunden ist. Ebenso ist in dem Infusionsgerät eine Steuerung 58 vorgesehen, welche ebenfalls Informations-Speicherelemente aufweisen kann und mit dem Koppelelement 52a des Infusionsgerätes verbunden ist. Über eine geeignete Modulation der an den jeweiligen Koppelelementen 52a bzw. 52b anliegenden Signale können Informationen zwischen den einzelnen Steuervorrichtungen 57 und 58 von Ladestation bzw. Infusionsgerät ausgetauscht werden. Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich zu den Koppelelementen zur Übertragung elektrischer Energie separate Koppelelemente zur Übertragung von Information zwischen Ladestation 50 und Infusionsgerät vorzusehen.
• Die Ladestation 50 weist eine Anzeigevorrichtung 55 sowie eine Eingabevorrichtung 56 auf, welche jeweils mit der Steuerung 57 verbunden sind. Es ist denkbar, die Eingabevorrichtung 56 integral mit der Anzeigevorrichtung 55, z.B. als Touch- Screen, auszugestalten. Ein Benutzer kann somit Informationen aus dem Speicher der Steuerung 58 des Infusionsgerätes über die Kopplung durch die Koppelelemente 52a und 52b an der Ladestation 50 auslesen bzw. Informationen an der Ladestation 50 selbst eingeben, welche in das Infusionsgerät eingespeichert werden, um sich z.B. bestimmte Informationen bezüglich des verwendeten Infusionsgerätes anzeigen zu lassen und bestimmte Betriebsarten des Infusionsgerätes an der Ladestation 50 über die Eingabevorrichtung 56 einzugeben. Damit können z.B. die Infusionsrate oder andere Betriebsparameter des Infusionsgeräts an der Ladestation eingestellt werden.
• Am oberen und unteren Bereich der Ladestation 50 können geeignete Halte- bzw. Klippelemente 60a und 60b vorgesehen sein, um das Infusionsgerät mechanisch fest mit der Ladestation 50 zu verbinden, um die jeweiligen Koppelelemente 52a, 52b lagefest zu positionieren, wobei nach erfolgtem Ladevorgang bzw. erfolgter Programmierung des Infusionsgerätes über die Ladestation 50 die Halteelemente 60a und 60b wieder gelöst werden können. Auch andere Arten einer mechanischen Befestigung bzw. Anordnung des Infusionsgerätes an der Ladestation 50 sind möglich.
• 2 zeigt allgemein eine tragbare Infusionspumpe für die Insulinbehandlung mit einem Pumpengehäuse, in welchem ein Behältnis in Form einer Ampulle 2 aufgenommen ist. Zur Vereinfachung ist der in 1 gezeigte Akkumulator 51 nicht dargestellt. Die Ampulle 2 ist mit Insulin gefüllt. Ein Fördermittel in Form eines Kolbens 6 ist in der Ampulle 2 in eine Vorschubrichtung auf einen Ampullenauslass 3 zu geradverschiebbar aufgenommen. Der Vorschub des Kolbens 6 wird durch Andruck eines als Gewindestange ausgebildeten Abtriebsglieds 7 auf eine rückwärtige Fläche des Kolbens 6 bewirkt. Das Abtriebsglied 7 ist Teil eines Spindeltriebs 8, der teleskopierbar bevorzugt zweistufig ausgebildet ist.
• Beim Vorschieben des Kolbens 6 entlang einer Verschiebeachse V wird Insulin über einen am Auslass 3 angeschlossenen Katheter 4 und eine am vorderen freien Ende des Katheters 4 befestigte Infusionsnadel 5 ausgeschüttet. Um in der Ampulle 2 einen definierten Basisdruck einzustellen, ist auf dem Strömungsweg des Insulins ein Ventil 25 angeordnet. Solch ein Ventil kann nicht nur zur Definition eines im Fluidführungssystem 2–5 stets herrschenden Basisdrucks verwendet werden, sondern auch zum Verhindern einer Selbstentleerung der Ampulle 2 unter dem Eigengewicht der Flüssigkeitssäule im Fluidführungssystem 2–5. Bevorzugt ist das Ventil 25 so ausgelegt, dass es solch eine unerwünschte Selbstentleerung unter den im praktischen Gebrauch der Infusionspumpe auftretenden Bedingungen sicher verhindert. Im Ausführungsbeispiel ist das Ventil 25 in einem abnehmbaren Gehäusedeckel D aufgenommen, mit dem ein Ampullenfach nach Einsetzen der Ampulle 2 verschlossen wird.
• Der Antrieb des Abtriebsglieds 7 erfolgt mittels eines elektrischen Antriebsmotors 11 über ein Untersetzungsgetriebe auf den Spindeltrieb 8 mit dem Abtriebsglied 7. In Bezug auf den Spindeltrieb und das Untersetzungsgetriebe wird auf die bereits erwähnte deutsche Patentanmeldung Nr. 197 17 107 verwiesen. Zumindest das Abtriebsglied 7 ist im Gehäuse 1 verdrehgesichert geradgeführt, so dass ein Drehantreiben von zwei vorgelagerten Antriebsgliedern des Spindeltriebs, die das Abtriebsglied 7 hülsenförmig umgeben, einen Vorschub der Gewindestange 7 bewirkt.
• Der Spindeltrieb 8 ist zusammen mit dem Getriebe und dem Motor 11 auf einer Verschiebeplattform 10 gelagert, die ihrerseits als Ganzes im Gehäuse 1 verdrehgesichert geradverschiebbar in und gegen die Vorschubrichtung des Kolbens gelagert ist. Es wäre grundsätzlich auch möglich, den Motor 11 gehäusefest anzuordnen, ebenso wäre eine gehäusefeste Anordnung des Motors 11 zusammen mit dem Getriebe möglich. In diesem Fall müsste zwischen der gehäusefesten Antriebskomponente und der dann auf der Verschiebeplattform 10 gelagerten Eingangsstufe des Spindeltriebs 8 ein entsprechender Verschiebeeingriff, beispielsweise eine sich längs der Vorschubrichtung über eine entsprechende Länge erstreckende Stirnradverzahnung, vorgesehen sein.
• Um etwaige Fehlfunktionen im Fluidführungssystem 2, 3, 4, 5 feststellen zu können, wird der Druck des Produktfluids, insbesondere der Fluiddruck in der Ampulle 2, überwacht. Für die Drucküberwachung wird eine vom Kolben 6 auf das Gehäuse 1 ausgeübte Reaktionskraft mittels eines Kraftsensors 13 gemessen und mit einem vorgegebenen Sollwert für die Reaktionskraft verglichen. Eine Kalibrierung des Sollwerts wird in der deutschen Patentanmeldung Nr. 198 40 992 beschrieben, die diesbezüglich in Bezug genommen wird.
• Als Reaktionskraft wird mittels eines Kraftsensors 13 die Kraft gemessen, die vom Kolben 6 auf die Gewindestange 7 und über den Spindeltrieb auf die Verschiebeplattform 10 und infolge deren Verschiebbarkeit auf den Kraftsensor 13 ausgeübt wird. Zu diesem Zweck ist die Verschiebeplattform 10 an Gehäusewandungen im Gehäuse 1 schwimmend gelagert.
• Hierzu ist die Verschiebeplattform 10 mit einer Plattformhülse 10a in einem diese Hülse 10a umgebenden Gehäusehülsenteil längsverschiebbar mittels elastischen Lagerelementen 10b in Form eines Paars von O-Ringen, beispielsweise Gummiringe, abgestützt. Die Plattformhülse 10a umgibt als Antriebshülsen ausgebildete Antriebsglieder des Spindeltriebs. Ein Kontakt zwischen der Verschiebeplattform 10 und dem Gehäuse 1 wird nur über diese O-Ringe 10b hergestellt. Eine Verschiebebewegung entlang der Verschiebeachse V findet zwischen der Verschiebeplattform 10 und dem Gehäuse 1 nur im Rahmen der elastischen Verformung der O-Ringe 10b statt. Die O-Ringe 10b selbst werden weder gegenüber dem Gehäuse 1 noch gegenüber der Verschiebeplattform 10 verschoben, sondern lediglich elastisch verformt. Durch diese Ausbildung der schwimmenden Lagerung werden die Reibungskräfte minimiert und die bei dem Verschieben des Kolbens 6 aufgebrachte Kraft weitestgehend unverfälscht auf den Kraftsensor 13 übertragen. Die O-Ringe 10b sind in umlaufenden Nuten der Plattformhülse 10a aufgenommen und auf diese Weise gegenüber diesen beiden sich gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses 1 und der Plattformhülse 10a durch Formschluss einerseits und Kraftschluss andererseits fixiert. Sie könnten jedoch auch mit einer dieser beiden Flächen stoffschlüssig verbunden sein und sie könnten auch bei entsprechender Montage zwischen den beiden gegeneinander sich bewegenden Flächen zusammengedrückt und derart nur kraftschlüssig gehalten werden. Allerdings sollte dennoch gewährleistet sein, dass mit Ausnahme der elastischen Verformungskräfte keine weiteren Reibungskräfte beim Verschieben der Verschiebeplattform 10 wirken.
• Der Kraftsensor 13 ist zwischen einer rückwärtigen Stirnfläche der Verschiebeplattform 10 und einer dieser rückwärtigen Stirnfläche gegenüberliegenden Wandung des Gehäuses 1 angeordnet. Er ist ferner in der Flucht der Verschiebeachse V des Kolbens 6 angeordnet, so dass die längs der Verschiebeachse V des Kolbens 6 wirkende Reaktionskraft unmittelbar auf den Kraftsensor 13 wirkt. Die Reaktionskraft wird symmetrisch bezüglich der Verschiebeachse V eingeleitet. Ein Kippmoment durch die Reaktionskraft kann daher nicht entstehen.
• In 3 ist der Kraftsensor 13 allein dargestellt. Er wird durch einen Biegebalken 14 gebildet, auf dem wenigstens an einer Balkenoberfläche ein Dünnfilm-Dehnungsmessstreifen 15 aufgebracht ist. Eine Messwertverstärkung könnte durch Aufbringen auf beiden sich gegenüberliegenden Balkenoberflächen erzielt werden. Vier Leitungen einer Brückenschaltung sind mit 17 bezeichnet. In Ausbildung des Biegebalkens sind an der einen Balkenoberfläche voneinander parallel beabstandet zwei Stege 16a und 16b (2) als plattformseitige, linienförmige Auflagen angedeutet, zwischen denen der Balken 14 mit dem Dehnungsmessstreifen 15 durch die vom Kolben 6 ausgeübte Reaktionskraft gebogen wird. Zur exakten Definition des Ortes der Einleitung der Reaktionskraft ragt von einer Bodenplatte 1b von der den beiden Stegen 16a und 16b gegenüberliegenden Unterseite des Gehäuses 1 ex akt in der Mitte zwischen diesen beiden Stegen 16a und 16b ein weiterer Steg 16c ab (2), dessen linienförmige Auflage in 3 angedeutet ist. Die linienförmige Auflage des dritten Stegs 16c liegt in der Flucht der Verschiebeachse V und parallel zu den Stegen 16a und 16b. Die drei Stege 16a, 16b und 16c sind im Auflagebereich im Querschnitt rund, so dass die Reaktionskraft entlang der Stege 16a und 16b möglichst exakt linienförmig eingeleitet wird und auch die Auflagerlast linienförmig bei dem Steg 16c auf den Biegebalken 14 wirkt. Andere Querschnittsformen, die dies bewirken oder annähern, sind auch geeignet. Andere Sensoren, beispielsweise piezo-resistive Sensoren, wären statt Dehnungsmessstreifen im Rahmen eines statischen Messverfahrens ebenfalls verwendbar.
• Vom Kraftsensor 13 wird ein die aufgeprägte Reaktionskraft repräsentierender, vorzugsweise zur Reaktionskraft proportionaler Messwert, vorzugsweise in Form eines elektrischen Messwertsignals, über eine Leitung 17 auf die Steuerung 20 für den Motor 11 ausgegeben. Der die aktuell gemessene Reaktionskraft repräsentierende Messwert liegt permanent an einem Eingang I der Steuerung 20. Über einen Ausgang O und eine entsprechende Steuerungsleitung bzw. einen Steuerungsbus 18 ist die Steuerung 20 mit dem Motor 11 verbunden. Der Motor 11 wird positionsgesteuert.
• In dem Gehäuse 1 ist ein Vibratormotor 30 angeordnet. Der Vibratormotor 30 ist starr an dem Gehäuse 1 befestigt. Im Ausführungsbeispiel ist er in einem Verschlussstopfen des Gehäuses 1 befestigt, vorzugsweise steif, damit die Vibrationen auf das Gehäuse 1 übertragen werden. Der Vibratormotor 30 ist mit dem Ausgang O der Steuerung 20 über eine Leitung 18a verbunden, d.h. er wird von der Steuerung 20 über die Leitung 18a angesteuert.
• Wird mit Hilfe des Kraftsensors 13 von der Steuerung 20 durch Vergleich der gemessenen Reaktionskraft mit einem Höchstwert eine Occlusion festgestellt, so wird der Vibratormotor 30 von der Steuerung 20 über die Leitung 18a angesteuert und gibt ein die Occlusion anzeigendes, charakteristisches Vibrationssignal über das Gehäuse 1 ab. Ebenso kann mit dem Vibratormotor 30 z.B. angezeigt werden, dass nur noch eine bestimmte Energiemenge in dem Akkumulator vorhanden ist und dieser aufgeladen werden sollte.
• Der Antriebsmotor 11 ist ein Schrittmotor mit physikalisch vorgegebener Start-Stopp-Frequenz. Hierbei handelt es sich um eine Frequenz und dementsprechende Motordrehzahl, bei deren Überschreiten das Motordrehmoment abnimmt, wodurch der Motor 11 stillgesetzt wird, falls er in diesem Zustand einen vergleichsweise geringen Widerstand erfährt. Nach dem Stillsetzen fährt er nicht mehr selbsttätig an, sondern schwingt nur noch hin und her, bis er ganz abgestellt wird. Durch einen Steuerungsbefehl der Steuerung 20 wird er anschließend wieder angefahren.
• Die Position des Motors 11 wird mittels eines auf der Motorrotorachse befestigten Flügelrads 12 und eines damit zusammenwirkenden optischen Sensors, für den das Flügelrad 12 als Lichtschrankenunterbrecher dient, überwacht. Die Steuerung 20 stellt den Motor 11 ab, falls ein Steuerungsimpuls nicht zu einer Motordrehung führt. Der Steuerung 20 ist die Motorposition zumindest in Form der Anzahl der zu jedem Zeitpunkt aus einer Referenzposition heraus zurückgelegten Umdrehungen bekannt. Gegebenenfalls kann die Motorposition auch mittels eines an den optischen Sensor angeschlossenen Zählwerks ermittelt werden, das die Zahl der Unterbrechungen durch die Flügel des Flügelrads 12 hochzählt. Damit kennt die Steuerung auch die Position des Abtriebsglieds 7 relativ zur Verschiebeplattform 10 und letztlich auch die Position des Kolbens 6 in der Ampulle 2.
• Die Steuerung 20 kann z.B. integral mit der in 1 gezeigten Steuerung 58 ausgebildet sein und umfasst einen Mikroprozessor 21 mit zwei nicht flüchtigen Speichern 22 und 23. Weiterhin kann sie z.B. über die in 1 gezeigten Koppelelemente 52a, 52b von der Ladestation 50 aus programmiert oder ausgelesen werden. Im Speicher 22 ist ein Standard-Sollwertverlauf S für die Reaktionskraft ge speichert. Der weitere Speicher 23 wird bei einem Primen der Infusionspumpe beschrieben. Die Steuerung 20 ist über eine Schnittstelle I/0 mit dem Motor 11, dem Kraftsensor 13 und weiteren Komponenten, insbesondere dem Akkumulator als Energiequelle, verbunden. Die Verbindung zum Kraftsensor 13 ist mit dem Bezugszeichen 17 und die zum Motor 11 mit dem Bezugszeichen 18 angedeutet.
• 4 zeigt die Einbettung des Vibratormotors 30 in die Drucküberwachung und Überwachung des Antriebsmotors 11. Ferner ist der Vibratormotor 30 über die Steuerung 20 mit einer Eingabeeinrichtung 40 am Infusionsgerät oder über die Koppelelemente 52a, 52b mit der Eingabeeinrichtung 56 an der Ladestation 50, z.B. zum Testen der Funktion des Infusionsgerätes verbunden. Die Drucküberwachung erfolgt mittels des Kraftsensors 13, dessen Messwertsignal über die Leitung 17 zur Steuerung 20 gelangt. Falls die Steuerung 20 durch Vergleich der von dem Kraftsensor 13 gemessenen Kraft mit einem Maximalwert eine Occlusion feststellt, schaltet sie über die Leitung 18a den Vibratormotor 30 ein. Der Benutzer kann den Vibratormotor über eine Leitung 31 mittels der Eingabeeinrichtung 40 und/oder 56 manuell abschalten. Im Falle einer mit Hilfe des Sensors 12 festgestellten Fehlfunktion des Motors 11 wird der Vibratormotor 30 ebenfalls von der Steuerung 20 eingeschaltet. Insbesondere schaltet sie den Vibratormotor 30 ein, wenn sie wie vorstehend beschrieben den Motor 11 abschaltet. Die Antriebsüberwachung erfolgt mittels des Flügelrads und des damit zusammenwirkenden optischen Sensors, die zusammen in 4 mit den Bezugszeichen 12 bezeichnet sind.
• Die Eingabeeinrichtung 40 am Infusionsgerät oder die Eingabeeinrichtung 56 an der Ladestation 50 wird durch eine Tastatur, einen Touchscreen oder sonst ein geeignetes Eingabemittel gebildet. Mit den Bezugszeichen 41, 42 und 43 sind stellvertretend für weitere die einzelnen Eingabemittel der Eingabeeinrichtung 40 bezeichnet, die entweder durch Tasten oder Tastenfelder gebildet werden. Jedes der Eingabemittel der Eingabeeinrichtung 40 ist mit dem Eingang I der Steuerung 20 über je eine Leitung 45 elektrisch verbunden. Stellvertretend für die mehreren Leitungen 45 ist nur eine Leitung bis zur Steuerung 20 durchgezeichnet. Die Steuerung 20 gibt über die Verbindungsleitung 18a in Abhängigkeit von dem aktuell gerade betätigten Eingabemittel der Eingabeeinrichtung 40 ein individuelles Steuersignal ab, und der Vibratormotor 30 erzeugt in Abhängigkeit von diesem Steuersignal ein für jedes der Eingabemittel charakteristisches Vibrationssignal.
• Beim Primen wird aus einem Ausgangszustand, in dem die Ampulle 2 in das Gehäuse 1 eingesetzt und ihre Verschlussmembran am Auslass 3 durch eine Verbindungsnadel durchstochen wurde, die Gewindestange 7 auf den Kolben 6 zu verfahren. Bis zum Anstoßen an den Kolben 6 fährt der Motor 11 im Schnellgang deutlich oberhalb der Start-Stopp-Frequenz. Im Schnellgang wird er mit einer Pulsfrequenz betrieben, die vorzugsweise wenigstens doppelt so groß wie seine Start-Stopp Frequenz ist. Sobald die Gewindestange 7 mit Ihrem Stempel an den Kolben 6 anstößt, stellt sich der Motor 11 selbsttätig ab, da sein Drehmoment oberhalb der Start-Stopp-Frequenz nicht ausreicht, die Gewindestange 7 und den Kolben 6 anzutreiben. In der Steuerung 20 wird die Stoppposition des Motors 11 registriert und als Nullposition für die Produktausschüttung gespeichert. Falls für den verwendeten Ampullentyp in der Steuerung 20 ein geeigneter Referenzwert für eine bestimmte Kolbenposition gespeichert ist, kann die Steuerung 20 durch Vergleich mit diesem Referenzwert aus der beim Anfahren an den Kolben festgestellten tatsächlichen Kolbenposition ermitteln, ob es sich bei der Ampulle 2 um eine volle oder beispielsweise halb volle Ampulle handelt. Dies kann sowohl vor Inbetriebnahme am Benutzer oder bereits in der Ladestation erfolgen.
• Im Ausführungsbeispiel wird der als Schrittmotor mit einstellbarer Start-Stopp-Frequenz ausgebildete Motor 11 nach dem vorbeschriebenen Stillsetzen automatisch wieder angefahren, so dass nun der Kolben 6 in der Ampulle 2 vorgeschoben wird. Im Zuge des Primens wird der Kolben 6 in der Ampulle 2 auf den Auslass 3 zu so lange verschoben, bis Insulin an der Austrittsstelle der Infusionsnadel 5 austritt. Mit dem Wiederanfahren des Motors 11 wird der Vibratormotor 30 von der Steuerung 20 angesteuert und dadurch eingeschaltet. Durch die Vibration des Vibratormotors 30 werden in dem Fluidführungssystem der Vorrichtung festsitzende Gasbläschen gelöst, so dass mit Abschluss des Primens eine sichere Entlüftung des Fluidführungssystems gewährleistet ist. Sobald der Fluidaustritt sicher festgestellt ist, wird das Abtriebsglied 7 und damit auch der Kolben 6 in der gerade erreichten Verschiebeposition entlang der gemeinsamen Verschiebeachse V stillgesetzt. Das Stillsetzen kann manuell über Eingaben an der Ladestation oder dem Infusionsgerät erfolgen, wenn der Austritt vom Verwender beobachtet wird, oder auch automatisch durch die Steuerung 20 bzw. 57 oder 58. Mit dem Stillsetzen, insbesondere durch Abschalten des Motors 11, wird gleichzeitig auch der Vibratormotor 30 von der Steuerung 20 über die Leitung 18a stillgesetzt bzw. abgeschaltet. Der Vibratormotor 30 ist dann wieder bereit für den Empfang von Steuersignalen, beispielsweise im Falle einer festgestellten Occlusion oder zur Bestätigung von Eingaben mittels der Eingabeeinrichtung 40 oder über die Ladestation 50.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produktes mit: a) einem Gehäuse (1); b) einem von dem Gehäuse (1) aufgenommenen Behältnis (2) für das Produkt; c) einem Fördermittel (6) zur Förderung des Produktes aus dem Behältnis (2); d) einer elektrischen Antriebseinrichtung (7, 8, 11) für das Fördermittel (6); und e) einer aufladbaren elektrischen Energiequelle (51); gekennzeichnet durch f) ein induktives oder kapazitives Koppelelement (52a) zum Aufnehmen von externer Energie, welches mit der aufladbaren elektrischen Energiequelle (51) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleichrichterelement, insbesondere eine oder mehrere Dioden (53), zwischen die aufladbare elektrische Energiequelle (51) und dem Koppelelement (52a) geschaltet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeige- bzw. Ausgabeeinheit für den Ladezustand der aufladbaren elektrischen Energiequelle (51) vorgesehen ist, insbesondere ein Vibratormotor (30) und/oder eine optische Anzeige.
4. Ladestation für eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit: a) einer Vorrichtung (54) zum Bereitstellen von Energie; und b) einem induktiven oder kapazitiven Koppelelement (52b), welches mit der Vorrichtung (54) zum Bereitstellen von Energie verbunden ist und mit dem Koppelelement (52a) der Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produktes koppelbar ist, um Energie zu übertragen.
5. Ladestation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Bereitstellen von Energie eine Batterie, ein Akkumulator, ein Kondensator oder ein Netzstecker (54) ist oder umfasst.
6. Ladestation nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabevorrichtung (56) zur Eingabe von Daten durch einen Benutzer vorgesehen ist, welche mit dem Koppelelement (52b) zum Übertragen von eingegebenen Informationen auf die Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produktes verbunden ist.
7. Ladestation nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigeeinheit (55) vorgesehen ist, welche mit dem Koppelelement (52b) verbunden ist, um Informationen bezüglich der Ladestation und/oder der Vorrichtung zur dosierten Verabreichung eines injizierbaren Produktes anzuzeigen.