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Die Erfindung betrifft eine Injektionseinrichtung für medizinische Zwecke sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Injektionseinrichtung.
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Injektionseinrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Ein Nadelschutz dient dazu, einen Verwender der Injektionseinrichtung vor einem versehentlichen Kontakt mit einer Injektionsnadel und insbesondere einer Verletzung durch dieselbe zu schützen. Vor einer Verwendung der Injektionseinrichtung wird der Nadelschutz von dem Verwender gegenüber einem Injektionsteil manuell verlagert oder entfernt, um die Injektionsnadel freizulegen. Üblicherweise erfolgt die Verlagerung des Nadelschutzes gegen den Druck einer vorgespannten Feder. Nachteilig sind hierbei ein Verletzungsrisiko durch den verlagerbaren Nadelschutz, beispielsweise durch Einklemmen, ein mögliches Herausschleudern von Teilen aus der Injektionseinrichtung beim Versagen von Teilen sowie eine verringerte Lebensdauer durch Ausfall von Verschleißteilen. Zudem erschwert eine veränderliche Länge der Injektionseinrichtung aufgrund des verlagerbaren Nadelschutzes die Handhabung. Hinzu kommt, dass aufgrund einer fehlenden Steuerbarkeit der Verlagerung des Nadelschutzes kein Zusatznutzen in Zusammenhang mit dem Nadelschutz und dessen Verlagerbarkeit relativ zu dem Injektionsteil verwirklicht werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Injektionseinrichtung für medizinische Zwecke und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Injektionseinrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Injektionseinrichtung für medizinische Zwecke geschaffen wird, welche ein Injektionsteil und ein Gehäuse aufweist. Das Injektionsteil ist dabei eingerichtet zur Anordnung einer Injektionsnadel an dem Injektionsteil. Das Gehäuse umgreift das Injektionsteil zumindest bereichsweise. Das Injektionsteil ist relativ zu dem Gehäuse verlagerbar. Zudem weist die Injektionseinrichtung eine Antriebseinrichtung auf, die eingerichtet ist, eine gesteuerte und/oder geregelte Relativverlagerung des Injektionsteils relativ zu dem Gehäuse zu bewirken. Die Antriebseinrichtung weist eine elektrische Krafterzeugungseinrichtung auf, die mit dem Injektionsteil mindestens in einem Betriebszustand wirkverbunden ist.
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Im Folgenden wird mit dem Ziel einer einfacheren Verständlichkeit der Begriff Steuern synonym für Steuern und Regeln verwendet. Mit axialer Richtung wird eine Längsrichtung der Injektionseinrichtung und vorzugsweise auch des Gehäuses bezeichnet, wobei die Längsrichtung vorzugsweise mit einer Symmetrieachse der bevorzugt zylindrischen Injektionseinrichtung zusammenfällt. Eine Umfangsrichtung umgreift die axiale Richtung konzentrisch. Eine radiale Richtung steht senkrecht auf der axialen Richtung. Ein bei einer Injektion bestimmungsgemäß dem Körper eines Patienten zugewandte Ende der Injektionseinrichtung wird als vorderer Teil bezeichnet. Dieser weist in distale Richtung. Ein in axialer Richtung gesehen gegenüberliegend angeordnetes Ende der Injektionseinrichtung wird als hinterer Teil bezeichnet und weist in proximale Richtung.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung ist vorgesehen, dass das Injektionsteil eine Führungshülse zur Aufnahme eines Primärpackmittels aufweist. Das Primärpackmittel ist bevorzugt eine Karpule, insbesondere eine Doppelkammerkarpule, oder eine Spritze, jeweils vorzugsweise aus Glas oder Kunststoff. Das Injektionsteil weist also besonders bevorzugt die Führungshülse einerseits und das in der Führungshülse angeordnete Primärpackmittel, insbesondere die Karpule oder die Spritze, welche durch die Führungshülse geführt und gehalten wird, andererseits auf. Zugleich wird das typischerweise aus einem zerbrechlichen oder leicht beschädigbaren Material bestehende Primärpackmittel durch die Führungshülse geschützt. Es wird alternativ ein Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Injektionsteil als Primärpackmittel ausgebildet ist. Dabei ist das Injektionsteil besonders bevorzugt als Karpule oder als Spritze ausgebildet. In diesem Fall kann auf die Führungshülse verzichtet werden, sodass die Injektionseinrichtung kostengünstiger und einfacher aufgebaut sein kann.
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Die Injektionseinrichtung weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Dadurch, dass die Relativverlagerung des Injektionsteils zu dem Gehäuse gesteuert bewirkt werden kann, ist es insbesondere möglich, das Injektionsteil automatisiert oder parametergesteuert zu verlagern, sodass eine manuelle Verlagerung nicht mehr nötig ist. Des Weiteren kann die gesteuerte Relativverlagerung des Injektionsteils gegenüber dem Gehäuse genutzt werden, um einen Zusatznutzen zu verwirklichen. Das Injektionsteil ist relativ zu dem Gehäuse vorzugsweise zumindest in eine Schutzstellung und in eine Injektionsstellung verlagerbar. Vorzugsweise kann das Injektionsteil in eine Mehrzahl von Zwischenstellungen, besonders bevorzugt in ein Kontinuum von Zwischenstellungen zwischen der Schutzstellung und der Injektionsstellung verlagert werden. Dabei zeichnet sich die Schutzstellung dadurch aus, dass das Gehäuse die Injektionsnadel vollständig derart übergreift, dass eine versehentliche Berührung der Injektionsnadel und insbesondere eine Verletzung durch diese ausgeschlossen sind, wobei sich die Injektionsstellung dadurch auszeichnet, dass die Injektionsnadel so weit freigelegt ist, dass eine Injektion mit der Injektionseinrichtung durchgeführt werden kann. Vorzugsweise lässt sich das Injektionsteil in eine Zwischenposition verfahren, die geeignet ist, dass ein Verwender der Injektionseinrichtung eine Schutzkappe von der Injektionsnadel abziehen kann, ohne sich hierbei verletzen zu können. Die gesteuerte Relativverlagerung schließt die Möglichkeit ein, das Injektionsteil in einer vorbestimmten Position aktiv festzuhalten. Weiterhin schließt die gesteuerte Relativverlagerung ein aktives Verlagern des Injektionsteils ein, beispielsweise um dieses von der Schutzstellung in die Injektionsstellung zu verlagern. Dabei ist die Relativverlagerung vorzugsweise parameterabhängig steuerbar, wobei insbesondere Verlagerungsweg, Verlagerungsgeschwindigkeit, Verlagerungsbeschleunigung, Verlagerungskraft und/oder Verlagerungsrichtung des Injektionsteils vorgegeben werden können. Bevorzugt wird weiterhin ein gesteuertes proximales Verlagern des Injektionsteils, um dadurch nach Abschluss der Injektion die Injektionsnadel aus der Haut des Patienten zu ziehen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung ist als Autoinjektor ausgebildet. Dabei ist ein Autoinjektor insbesondere eine Injektionseinrichtung, welche eingerichtet ist, eine von dem Injektionsteil umfasste Medikamentendosis im Rahmen einer einmaligen Injektion vollständig in den Körper des Patienten zu injizieren.
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Ein anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung ist als Pen ausgebildet. Dabei ist ein Pen insbesondere eine Injektionseinrichtung, welche Einzeldosen eines von dem Injektionsteil umfassten Medikaments im Zuge einer Mehrzahl von Injektionen in den Körper des Patienten injizieren kann.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die zu der Relativverlagerung des Injektionsteils benötigte Kraft durch die elektrische Krafterzeugungseinrichtung bereitgestellt wird. Die elektrische Krafterzeugungseinrichtung bezieht ihre zum Betrieb erforderliche Energie aus einem Energiespeicher, vorzugsweise einer Batterie oder einem Akkumulator, welcher an der Injektionseinrichtung angeordnet, vorzugsweise darin integriert ist. Die elektrische Krafterzeugungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie mit dem Injektionsteil in mindestens einem Betriebszustand wirkverbunden ist. Es wird dabei eine Wirkverbindung bevorzugt, die die Relativverlagerung des Injektionsteils sowohl in proximale, als auch in distale Richtung umfasst, ebenso wie ein aktives Halten des Injektionsteils in einer vorbestimmten Position. Alternativ kann das Halten des Injektionsteils in einer vorbestimmten Position auch dadurch realisiert werden, dass eine separate Halteeinrichtung an der Injektionseinrichtung angeordnet ist, vorzugsweise darin integriert ist, welche eingerichtet ist, das Injektionsteil in einer vorbestimmten Position zu halten. In jedem Fall ist es möglich, die Relativverlagerung des Injektionsteils in sicherer und reproduzierbarer Weise zu bewirken.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die elektrische Krafterzeugungseinrichtung einen Elektromotor aufweist. Es handelt sich dabei um eine kostengünstige, technologisch reife und bauraumeffiziente Lösung. Der Elektromotor lässt sich darüber hinaus parametrierbar ansteuern. Er ist bevorzugt als Schrittmotor oder Servomotor ausgebildet.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Antriebseinrichtung an dem Gehäuse angeordnet ist, vorzugsweise darin integriert ist. Das Gehäuse weist dabei größere Querschnittsmaße auf als das Injektionsteil und dient insofern der besseren Greifbarkeit und Handhabbarkeit der Injektionseinrichtung durch den Verwender. Weiterhin wird das innerhalb des Gehäuses angeordnete Injektionsteil durch das Gehäuse vor Beeinträchtigung und/oder Beschädigung geschützt. Vorzugsweise weist das Gehäuse eine Drehsicherung auf, die eingerichtet ist zur Verhinderung einer Verdrehung des Injektionsteils relativ zu dem Gehäuse. Sie zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, dass das Gehäuse an seiner inneren Umfangsfläche wenigstens eine Längsnut, vorzugsweise eine Mehrzahl von Längsnuten aufweist, in welche wenigstens ein Führungsvorsprung, vorzugsweise eine Mehrzahl von Führungsvorsprüngen oder eine Führungsschiene eingreift, welche an dem Injektionsteil angeordnet ist. Umgekehrt kann die mindestens eine Längsnut auch an dem Injektionsteil vorgesehen sein und der wenigstens eine Führungsvorsprung oder die Führungsschiene an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses. Dadurch kann eine unerwünschte Relativdrehung des Injektionsteils vermieden und das Injektionsteil relativ zu dem Gehäuse sicher geführt werden. Dieses Ergebnis kann auch durch andere Maßnahmen herbeigeführt werden. Das Injektionsteil beziehungsweise eine Außenhülle um das Injektionsteil kann zum Beispiel die Außenkontur eines Vielkants aufweisen, die mit einer entsprechenden Innenkontur des Gehäuses zusammenwirkt.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung ein mechanisches Getriebe aufweist, das eingerichtet ist, zumindest in einem Betriebszustand die elektrische Krafterzeugungseinrichtung mit dem Injektionsteil wirkzuverbinden. Der Betriebszustand ist dabei ein Zustand, in dem das Halten und/oder die Relativverlagerung des Injektionsteils erforderlich sind. Mittels der Wirkverbindung ist es möglich, die axiale Relativverlagerung und das Halten des Injektionsteils zu bewirken. Ein mechanisches Getriebe wird vor allem aufgrund der günstigen Kosten, der technologischen Reife und der kompakten Bauform besonders bevorzugt. In einer ersten bevorzugten Variante des Ausführungsbeispiels ist das mechanische Getriebe als Stirnradgetriebe ausgebildet. Hierbei kämmt ein antriebsseitiges Ritzel mit einer Verzahnung, die auf dem Injektionsteil angeordnet ist. Die Drehachse des Ritzels ist vorzugsweise orthogonal zur axialen Richtung ausgerichtet. Das Ritzel kämmt hierbei mit der Verzahnung, vorzugsweise einer Zahnstange, die bevorzugt zumindest bereichsweise einen linienförmigen Bereich darstellt, der sich an einer äußeren Mantelfläche des Injektionsteils befindet und sich in axialer Richtung erstreckt. Weist das Injektionsteil die Führungshülse auf so ist die Verzahnung auf der Führungshülse angeordnet. Ist das Injektionsteil hingegen als Primärpackmittel ausgebildet, ist die Verzahnung auf dem Primärpackmittel angeordnet. Prinzipiell ist es möglich, dass sich die Verzahnung in Umfangsrichtung auf einen Sektor der äußeren Mantelfläche des Injektionsteils bis hin zum gesamten Umfang erstreckt. Besonders bevorzugt ist die Verzahnung mit dem Injektionsteil einstückig ausgebildet. Die axiale Länge der Verzahnung entspricht einer maximalen translatorischen Verlagerung des Injektionsteils. Die Anordnung des mechanischen Getriebes, insbesondere des Ritzels, die Länge der Verzahnung und eine axiale Anordnung der Verzahnung auf dem Injektionsteil sind bevorzugt so abgestimmt, dass das Injektionsteil in die Schutz- und Injektionsstellung verlagerbar ist. So kann beispielsweise ein am hinteren Ende des Gehäuses angeordnetes mechanisches Getriebe ein längeres Injektionsteil erfordern als ein am vorderen Ende des Gehäuses angeordnetes mechanisches Getriebe. Es ist möglich, dass einzelne Elemente der Antriebseinrichtung an verschiedenen Stellen des Gehäuses angeordnet sind. So ist es beispielsweise denkbar, dass das mechanische Getriebe im vorderen Teil des Gehäuses angeordnet ist, während die elektrische Krafterzeugungseinrichtung im hinteren Teil des Gehäuses angeordnet ist. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn die elektrische Krafterzeugungseinrichtung neben ihrer Funktion zu dem Relativverlagern des Injektionsteils noch weitere Funktionen, wie beispielsweise ein Einwirken auf das Primärpackmittel, beispielsweise ein Aktivieren eines Wirk- und/oder Hilfsstoffs durch Mischen oder ein Herauspressen desselben aus dem Primärpackmittel, übernimmt. Es ist auch denkbar, die Verzahnung in erhabener Ausführung als Führungsschiene oder auch in eingelassener Ausführung als Längsnut der Drehsicherung auszubilden. Bevorzugt ist das Stirnradgetriebe geradverzahnt ausgeführt. Es ist aber auch möglich, das Ritzel und/oder die Verzahnung auf dem Injektionsteil schrägverzahnt auszuführen. Je nach Steigungswinkel der Verzahnung und des Ritzels ergibt sich eine bestimmte Positionierung der Drehachse des Ritzels zur axialen Richtung. In einer Abwandlung ist das geradverzahnte Stirnradgetriebe auch als Reibgetriebe ausbildbar.
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In einer anderen bevorzugten Variante des Ausführungsbeispiels ist das mechanische Getriebe als Schneckengetriebe ausgebildet. Eine Zylinderschnecke ist hierbei radial von dem Injektionsteil beabstandet angeordnet, ihre Drehachse liegt vorzugsweise parallel zur Längsachse. Einem Schneckenrad entspricht vorzugsweise eine Verzahnung, bevorzugt eine Zahnstange. Die Verzahnung ist an der äußeren Mantelfläche des Injektionsteils in axialer Richtung angeordnet, vorzugsweise daran einstückig ausgebildet. Je nach Ausgestaltung des Injektionsteils ist die Verzahnung auf der Führungshülse oder dem Primärpackmittel angeordnet. Die Zylinderschnecke kämmt mit der Verzahnung auf dem Injektionsteil, sodass die rotatorische Bewegung der Zylinderschnecke die Relativverlagerung des Injektionsteils bewirkt. Die Anordnung des mechanischen Getriebes, insbesondere der Zylinderschnecke, an dem Gehäuse und die Länge der Zylinderschnecke sowie eine axiale Anordnung der Verzahnung an dem Injektionsteil und die axiale Länge der Verzahnung auf dem Injektionsteil sind vorzugsweise so abgestimmt, dass die erforderliche Relativbewegung des Injektionsteils gemäß dem bestimmungsgemäßen Gebrauch realisiert werden kann. In einer anderen Variante mit verändertem Verzahnungssteigungswinkel liegt die Drehachse der Zylinderschnecke nicht parallel zur Längsachse des Injektionsteils, sondern in einem Winkel versetzt dazu. Schneckengetriebe können selbsthemmend ausgelegt werden, was in diesem Ausführungsbeispiel ein gewünschter Effekt ist. Dabei führt eine Kraft auf das Injektionsteil in axialer Richtung nicht zu einer ungewollten Verlagerung des Injektionsteils, das heißt eine Umsetzung einer Längsverlagerung der Zahnstange in eine Drehverlagerung der Zylinderschnecke wird verhindert. Hierzu wird vorzugsweise ein hinreichend kleiner Steigungswinkel der Zylinderschnecke gewählt, so dass bevorzugt ein Wirkungsgrad kleiner 0,5 realisiert wird. Im Fall eines Teileversagens am Antriebsstrang kann das Injektionsteil dann sicher in seiner Position gehalten werden. Eine damit erzielte starke Untersetzung erweist sich auch vorteilhaft in Hinblick auf eine sehr präzise axiale Positionierbarkeit des Injektionsteils.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Antriebseinrichtung einen Doppelstößel aufweist. Ein erster Teil des Doppelstößels ist eine Koppelhülse, die eingerichtet ist, zumindest in einem Betriebszustand die elektrische Krafterzeugungseinrichtung mit dem Injektionsteil wirkzuverbinden. Ein zweiter Teil des Doppelstößels ist ein Kolben, der eingerichtet ist zum Einwirken auf das Primärpackmittel, welches das Injektionsteil aufweist. Die Koppelhülse umgreift dabei den Kolben zumindest bereichsweise. Die Koppelhülse und der Kolben sind jeweils separat verlagerbar ausgeführt. Die Außenmaße des Kolbens sind auf die Innenmaße der Koppelhülse dergestalt abgestimmt, dass die Koppelhülse den Kolben zumindest bereichsweise umgreifen kann und der Kolben vorzugsweise durch die Koppelhülse durchführbar ist, wobei der Kolben in der Koppelhülse axial relativverlagerbar ist. Die Außenmaße der Koppelhülse und die Innenmaße des Gehäuses sind dabei dergestalt aufeinander abgestimmt, dass das Gehäuse die Koppelhülse zumindest bereichsweise vorzugsweise führend umgreifen kann. Eine axiale Relativverlagerung der Koppelhülse zum Gehäuse ist möglich. Der Doppelstößel ist hinter dem Injektionsteil angeordnet. Die Koppelhülse und das Injektionsteil sind eingerichtet zur Realisierung einer Wirkverbindung. Durch die axiale Relativverlagerung der Koppelhülse in Richtung des Injektionsteils kann ein Zustand erreicht werden, an dem die Koppelhülse das Injektionsteil in vorbestimmter Weise kontaktiert. Weist das Injektionsteil die Führungshülse auf, welche das Primärpackmittel umgreift, ist eine Kontaktierung der Koppelhülse und der Führungshülse und/oder des Primärpackmittels möglich. Die Führungshülse und/oder das Primärpackmittel werden dabei vorzugsweise an einer hinteren Seitenfläche der jeweiligen Mantelfläche kontaktiert. Dadurch ist es möglich, die Krafteinleitung als Druckkrafteinleitung in das Injektionsteil zur Relativverlagerung so zu realisieren, dass die Führungshülse und/oder das Primärpackmittel keinen unzulässigen Biegekräften ausgesetzt sind und eine Materialbeschädigung verhindert wird. Ist das Injektionsteil hingegen als Primärpackmittel ausgebildet, so erfolgt eine Kontaktierung der Koppelhülse mit dem Primärpackmittel. Die Koppelhülse ist damit eingerichtet zu der Relativverlagerung des Injektionsteils mittels Einleiten einer Druckkraft in das Injektionsteil in distaler Richtung, wodurch es möglich ist, das Injektionsteil aus der Schutzstellung in die Injektionsstellung zu verlagern. Die Kontaktfläche zwischen der Koppelhülse und dem Injektionsteil, insbesondere der Führungshülse und/oder dem Primärpackmittel, ist bevorzugt vorbestimmt und so ausgestaltet, beispielsweise mittels Formschluss, dass eine sichere Führung des Injektionsteils durch die Koppelhülse realisiert wird. Bevorzugt wird die Koppelhülse in dem Gehäuse geführt, um das Einbringen einer Relativverdrehung in das Injektionsteil zu verhindern. Dabei ist vorzugsweise in das Gehäuse auf der Innenseite mindestens eine Längsnut eingebracht, in die mindestens ein Führungsvorsprung eingreift, der an einer äußeren Mantelfläche der Koppelhülse angeordnet ist. Ebenso ist es möglich, dass mindestens eine Längsnut auf der äußeren Mantelfläche der Koppelhülse angeordnet ist, in die mindestens ein Führungsvorsprung eingreift, der an der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist. Die Injektionseinrichtung zeichnet sich auch dadurch aus, dass eine Relativverlagerung des Injektionsteils in proximaler Richtung realisierbar ist. Hierbei werden zwei Lösungen bevorzugt, die separat oder gemeinsam realisierbar sind. Eine erste Alternative stellt eine axiale Kopplung der Koppelhülse mit dem Injektionsteil dar. In diesem Fall erfolgt eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung, die vorzugsweise als lösbare Verbindung, beispielsweise eine Verrastung, ausgebildet ist, zwischen der Koppelhülse und dem Injektionsteil. Es wird hierdurch möglich, das Injektionsteil aus der Injektionsstellung in die Schutzstellung zu verlagern. In diesem Fall ist die Koppelhülse auch zur Übertragung von Druck- und Zugkräften ausgebildet. Eine zweite Alternative besteht darin, dass mittels einer vorgespannten Feder eine Kraft in proximaler Richtung in das Injektionsteil eingeleitet wird. Ein Federelement ist dabei bevorzugt zwischen einem vorderen Endbereich des Injektionsteils und einem vorderen Endbereich des Gehäuses angeordnet. Der vordere Endbereich des Gehäuses ist dabei vorzugsweise dergestalt ausgebildet, dass zwischen einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses und einer Öffnung, durch die die Injektionsnadel durchführbar ist, ein erster Auflagebereich angeordnet, vorzugsweise ausgebildet, ist, der im Falle eines zylindrischen Gehäuses und einer kreisförmigen Öffnung eine kreisringförmige Form aufweist. Die Positionierung des Federelements auf dem ersten Auflagebereich, welcher integral mit dem Gehäuse ausgebildet ist, verhindert ein Austreten des Federelements aus dem Gehäuse. Auf dem vorderen Endbereich des Injektionsteils, vorzugsweise auf einem Zusatzelement, ist eine zweite Auflagefläche vorgesehen. Das Federelement kann dann in einer vorbestimmten Position in einem vorgespannten Zustand zwischen dem Injektionsteil und dem Gehäuse angeordnet sein. Erfolgt nun durch Einleitung von Druckkraft durch die Koppelhülse auf das Injektionsteil eine Relativverlagerung des Injektionsteils in distaler Richtung, so erfolgt dies gegen eine Federkraft des Federelements. Die Druckkraft muss somit größer sein als die Federkraft. Die Relativverlagerung des Injektionsteils in proximaler Richtung kann erfolgen, indem die Druckkraft unter ein Niveau der Federkraft reduziert wird, sodass durch die Federkraft die proximale Relativverlagerung des Injektionsteils bewirkt werden kann. Die Steuerung der proximalen Relativverlagerung ebenso wie eines Haltens des Injektionsteils erfolgt dabei bevorzugt durch Steuerung der Relativverlagerung der Koppelhülse in proximaler Richtung. In diesem Fall reicht es, wenn die Koppelhülse auf die Übertragung von Druckkräften ausgelegt ist. Durch Realisierung einer der beiden oder beider beschriebener Alternativen ist es demzufolge in einfacher und sicherer Weise möglich, die Relativverlagerung des Injektionsteils in proximaler Richtung zu realisieren, und damit insbesondere ein Herausziehen der Injektionsnadel aus der Haut des Patienten zu realisieren. Der Kolben, den der Doppelstößel aufweist, ist dabei dergestalt hinter dem Injektionsteil angeordnet, dass er mit dem Endstopfen des Primärpackmittels fluchtet. Die Maße des Kolbens sind dabei so ausgestaltet, dass eine Wirkverbindung mit dem Endstopfen realisierbar ist, sodass eine Relativverlagerung des Kolbens in distaler Richtung eine Relativverlagerung des Endstopfens bewirkt, um auf das Primärpackmittel einzuwirken. Die elektrische Krafterzeugungseinrichtung, welche die Antriebseinrichtung aufweist, ist hierbei bevorzugt in dem hinteren Teil des Gehäuses angeordnet, vorzugsweise darin integriert. Alternativ kann die Antriebseinrichtung auch in einem anderen Teil des Gehäuses angeordnet sein. Sie ist zumindest in einem Betriebszustand mit der Koppelhülse wirkverbunden, wobei sie dadurch mit dem Injektionsteil wirkverbunden ist und geeignet ist, eine Relativverlagerung des Injektionsteils zu bewirken. Vorzugsweise ist zwischen der elektrischen Krafterzeugungseinrichtung und der Koppelhülse ein mechanisches Getriebe angeordnet, welches eingerichtet ist zur Umsetzung einer Drehbewegung der elektrischen Krafterzeugungseinrichtung in die translatorische axiale Relativverlagerung der Koppelhülse. Beispielsweise kann das mechanische Getriebe so aufgebaut sein, dass ein antriebsseitiges Ritzel mit einer Zahnstange kämmt, die an der äußeren Mantelfläche der Koppelhülse angeordnet ist. Auch andere Getriebevarianten, beispielsweise Schnecken- oder Spindelgetriebe sind denkbar. Durch Ansteuern der Antriebseinrichtung, insbesondere eines ersten Antriebsstrangs, ist es möglich, die gesteuerte Relativverlagerung des Injektionsteils in proximaler und distaler Richtung ebenso wie das Halten des Injektionsteils in einer vorbestimmten Position zu bewirken. Es ist weiterhin denkbar, dass die Antriebseinrichtung einen zweiten Antriebsstrang aufweist, der eingerichtet ist, eine Relativverlagerung des Kolbens zu realisieren. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Antriebsstrang jeweils separat ansteuerbar. Der Vorzug dieses Ausführungsbeispiels der Injektionseinrichtung manifestiert sich unter anderem in einer besonders schlanken Ausführung der Injektionseinrichtung, welche eine besonders ergonomische Gestaltung des Gehäuses ermöglicht.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine Kupplung aufweist, die eingerichtet ist, zumindest in einem Betriebszustand die elektrische Krafterzeugungseinrichtung mit dem mechanischen Getriebe wirkzuverbinden. Die Kupplung kann eine starre, elastische, bewegliche und/oder lösbare Verbindung der elektrischen Krafterzeugungseinrichtung mit dem mechanischen Getriebe darstellen. Bevorzugt ist es möglich, durch gesteuertes Schleifenlassen der Kupplung bei einem Einkuppeln und/oder bei einem Auskuppeln eine Steigerung oder Verringerung der Geschwindigkeit der Drehbewegung zu bewirken. Weiterhin ist bevorzugt möglich, dass die Kupplung eingerichtet ist zum Blockieren des Injektionsteils durch Blockieren vorzugsweise des abtriebsseitigen Kraftflusses des Antriebsstrangs. Bevorzugt kann weiterhin eine Überlastschutzfunktion realisiert werden, indem ein Schlupf im Antriebsstrang zwischen der elektrischen Antriebseinrichtung und dem mechanischen Getriebe bei Überschreiten eines vorbestimmten maximalen Drehmoments zugelassen wird. Bevorzugt kann eine gesteuerte Unterbrechung der Wirkverbindung zwischen der elektrischen Antriebseinrichtung und dem mechanischen Getriebe realisiert werden, um, beispielsweise bei Ausfall der Energieversorgung, die zu der Verlagerung des Injektionsteils notwendige Krafteinleitung manuell zu realisieren. Dabei ist es vorzugsweise möglich, über eine geeignete Einrichtung manuell eine Drehbewegung antriebsseitig über einen Bypass in das mechanische Getriebe einzubringen, beispielsweise durch Drehen eines Handrades, um dadurch die axiale Relativverlagerung des Injektionsteils zu bewirken.
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Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, die eingerichtet ist zum Ansteuern der Antriebseinrichtung, um die Relativverlagerung des Injektionsteils zu steuern. In dieser Weise ist besonders sicher und insbesondere parametrierbar die Relativverlagerung des Injektionsteils steuerbar. Besonders bevorzugt ist die Steuereinrichtung eingerichtet zu einer Positionsbestimmung des Injektionsteils relativ zu dem Gehäuse. Die Positionsbestimmung kann insbesondere genutzt werden, um zu prüfen, in welcher Stellung das Injektionsteil angeordnet ist, und/oder um eine maximale Freigabelänge und damit insbesondere eine maximale Eindringtiefe der Injektionsnadel in den Körper des Patienten zu definieren. Die Positionsbestimmung wird bevorzugt mittels Messung der Umdrehungen des Elektromotors, insbesondere eines Schrittmotors, und/oder durch Auslesen eines Drehgebers an einem geeigneten Element an dem Antriebsstrang realisiert, wobei die Position des Injektionsteils hierdurch ermittelt und rückgemeldet wird. Dabei ist die maximale Eindringtiefe der Injektionsnadel besonders bevorzugt patientenabhängig und/oder abhängig von einer Injektionsart parametrierbar, wobei beispielsweise verschiedene Eindringtiefen für Patienten mit verschiedenem Body-Maß-Index (BMI) sowie für verschiedene Injektionsarten, insbesondere eine subkutane, intrakutane, intradermale, intraarterielle, intravenöse, intramuskuläre oder andere Injektion, vorgegeben werden können. Dabei kann die Steuereinrichtung vorzugsweise durch einen Arzt, medizinisches Personal oder den Verwender der Injektionseinrichtung über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle bedient, insbesondere parametriert werden. Weiterhin ist es bevorzugt möglich, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, das Injektionsteil gesteuert während des Eindringens der Injektionsnadel in das Körpergewebe des Patienten aktiv in distale Richtung zu verlagern, nach beendeter Injektion aktiv in proximale Richtung zu verlagern, um die Injektionsnadel aus der Haut des Patienten zu ziehen, und/oder das Injektionsteil an einer vorbestimmten Position zu halten.
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Es wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Injektionseinrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Injektionseinrichtung mindestens einen Sensor aufweist, der eingerichtet ist, Betriebsdaten, Positionsdaten und/oder weitere Daten zu erfassen. Der mindestens eine Sensor ist dabei mit der Steuereinrichtung wirkverbunden, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist zur Verarbeitung von Sensordaten zur Steuerung insbesondere der Verlagerung des Injektionsteils relativ zu dem Gehäuse. Denkbar ist auch eine Ansteuerung des Kolbens zum Einwirken auf das Primärpackmittel. Ein erster Sensor ist dabei insbesondere eingerichtet, ein Aufsetzen des Gehäuses auf der Haut des Patienten zu detektieren, wobei der erste Sensor in diesem Fall bevorzugt als Drucksensor, Berührungssensor oder Abstandssensor ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann mittels eines zweiten Sensors, der als Abstandssensor ausgebildet ist, der Abstand der Injektionseinrichtung von einer vorgesehenen Einstichstelle auf der Haut des Patienten detektiert werden. Der erste und der zweite Sensor können derselbe Sensor sein. Mittels auf diese Weise ermittelter Daten ist es besonders effektiv und sicher möglich, die Relativverlagerung zwischen der Injektionseinrichtung und der Haut des Patienten zu überwachen, um beispielsweise die Eindringtiefe der Injektionsnadel zu überwachen.
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Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Injektionseinrichtung für medizinische Zwecke geschaffen wird, wobei eine Relativverlagerung eines eine Injektionsnadel aufweisenden Injektionsteils zu einem Gehäuse gesteuert und/oder geregelt wird. Dies geschieht, indem eine Antriebseinrichtung angesteuert wird, die mit dem Injektionsteil mindestens in einem Betriebszustand wirkverbunden ist. Besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens eine Injektionseinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele betrieben. Im Rahmen des Verfahrens ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Injektionseinrichtung erläutert wurden. Im Folgenden wird mit dem Ziel einer besseren Verständlichkeit und Einfachheit im Zusammenhang mit der Relativverlagerung der Begriff Steuern synonym für Steuern und Regeln verwendet. Dabei schließt die Steuerung der Relativverlagerung zwischen dem Injektionsteil und dem Gehäuse insbesondere ein, dass das Injektionsteil relativ zu dem Gehäuse in einer vorbestimmten Position gehalten wird.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Injektionsteil in eine Position verfahren wird, bei der die Injektionsnadel in einem vorbestimmten Abschnitt freigelegt wird. Um die Sicherheit der Injektionseinrichtung zu erhöhen, ist eine Schutzkappe vorgesehen, die noch innerhalb des Gehäuses auf der Injektionsnadel angeordnet ist, sodass diese auch bei in proximaler Richtung verlagerten Injektionsteil – also insbesondere in der Injektionsstellung desselben – noch nicht frei zugänglich ist. Vielmehr muss dann zunächst die Schutzkappe von der Injektionsnadel abgezogen werden. Indem das Injektionsteil in eine vorbestimmte Position verlagert wird und damit die Injektionsnadel in dem vorbestimmten Abschnitt freigelegt wird, ist es einem Verwender sicher möglich, die Schutzkappe zu greifen und von der Injektionsnadel abzuziehen.
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Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass geprüft wird, ob die Injektionsnadel einen vorbestimmten Einstichweg zurückgelegt hat. Dabei kann geprüft werden, ob die Injektionsnadel mit einer – vorzugsweise parametrierbaren – Eindringtiefe in den Körper eines Patienten eingedrungen ist. Die Eindringtiefe ist dabei insbesondere in Abhängigkeit von einem konkreten Patienten und/oder von einer Injektionsart parametrierbar. Zur Prüfung des vorbestimmten Einstichwegs ist vorzugsweise eine Position einer Stirnfläche des Gehäuses genau auf Höhe einer Spitze der Injektionsnadel oder vorzugsweise etwas oberhalb bekannt, wobei das Injektionsteil dergestalt verlagert wird, dass zu Beginn einer Injektion die Spitze der Injektionsnadel in einer Ebene einer Öffnung des Gehäuses, mithin deckungsgleich mit der Stirnfläche, liegt. Die Injektionseinrichtung wird dann mit der Stirnfläche auf die Haut des Patienten aufgesetzt. Die Positionsbestimmung des Injektionsteils wird bevorzugt mittels Messung der Umdrehungen eines Elektromotors, den eine elektrische Krafterzeugungseinrichtung aufweist, die die Antriebseinrichtung aufweist, und/oder mittels Auslesen eines Drehgebers an einem geeigneten Element am Antriebsstrang realisiert, wobei eine Position des Injektionsteils hierdurch ermittelt und rückgemeldet wird. Anschließend kann die Injektionsnadel in den Körper des Patienten hineinverlagert werden, wobei das Injektionsteil relativ zu dem Gehäuse in distaler Richtung verlagert wird. Dabei kann das Erreichen einer vorbestimmten Endposition des Injektionsteils detektiert werden, wobei der Weg zwischen der bekannten Position auf Höhe der Spitze der Injektionsnadel und der vorbestimmten Endposition dem vorbestimmten Einstichweg entspricht. Es ist möglich, dass das Injektionsteil an der vorbestimmten Endposition aktiv gehalten oder arretiert wird. Beispielsweise kann bei Erreichen der vorbestimmten Endposition ein bestimmtes Signal vorzugsweise durch die Steuereinrichtung erzeugt werden. Das Halten oder Arretieren des Injektionsteils wird vorzugsweise durch Anhalten, insbesondere Blockieren, des Motors, durch Blockieren mittels der Kupplung und/oder einer weiteren Einrichtung bewirkt. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Injektionsteil bereits zu Beginn der Injektion auf die vorbestimmte Endposition verlagert wird, wobei dann die Injektion derart erfolgt, dass die Injektionseinrichtung mit der Injektionsnadel von dem Verwender bis zum Erreichen eines Hautkontakts mit der Stirnfläche des Gehäuses in den Körper des Patienten geführt wird.
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Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine maximale Eindringtiefe für die Injektionsnadel vorgegeben wird. Dies entspricht der bereits zuvor erläuterten Ausführungsform des Verfahrens, wobei das Injektionsteil beim Erreichen einer vorbestimmten Endposition, welche die maximale Eindringtiefe definiert, gehalten oder arretiert wird. Dabei ist ein weiteres Eindringen der Injektionsnadel in das Körpergewebe des Patienten aufgrund des gesperrten Injektionsteils nicht mehr möglich. Dadurch kann vermieden werden, dass die Injektionsnadel durch den Verwender versehentlich zu tief in das Körpergewebe vorgeschoben wird. Insbesondere kann so eine Verletzung von unter einem bestimmungsgemäßen Injektionsort angeordneten Bereichen des Körpers vermieden werden. Es ist auch bevorzugt möglich, dass mittels einer Messung einer erforderlichen Kraft zum Vorschieben der Injektionsnadel detektiert werden kann, in welchem Teil des Körpergewebes des Patienten sich die Injektionsnadel befindet, beispielsweise in Fett- oder in Muskelgewebe. Dadurch kann vorzugsweise eine Endposition des Injektionsteils im Sinne des bestimmungsgemäßen Injektionsortes während des Eindringens der Injektionsnadel in die Haut des Patienten ermittelt werden.
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Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass mittels mindestens eines Sensors ein Aufsetzen auf einer Einstichstelle detektiert wird. Dies unterstützt insbesondere die Prüfung, ob die Injektionsnadel tatsächlich den vorbestimmten Einstichweg zurückgelegt hat. Das Aufsetzen der Stirnfläche des Gehäuses auf der Haut des Patienten kann durch einen ersten Sensor detektiert werden, der bevorzugt als Druck-, Berührungs- oder Abstandssensor ausgebildet ist. Beispielsweise kann im Fall einer Berührung der Haut mit der Stirnfläche des Gehäuses vorzugsweise durch die Steuereinrichtung ein bestimmtes Signal erzeugt werden, alternativ oder zusätzlich bei Ausbleiben einer Rückmeldung des ersten Sensors hinsichtlich der Berührung der Stirnfläche des Gehäuses mit der Haut ein vorzugsweise anderes bestimmtes Signal erzeugt werden. Es kann ein zweiter Sensor, der als Abstandssensor ausgebildet ist, eingerichtet sein zur Erkennung eines Abstands der Injektionseinrichtung zu der vorgesehenen Einstichstelle auf der Haut des Patienten. Dies dient beispielsweise bei bereits vor der Injektion in distale Richtung verlagertem Injektionsteil dazu, das Erreichen der vorbestimmten Eindringtiefe der Injektionsnadel in die Haut des Patienten zu detektieren. Damit kann vorzugsweise in einem Betriebszustand eine kontinuierliche Messung des Abstands der Injektionseinrichtung mit der vorgesehenen Einstichstelle auf der Haut des Patienten erfolgen und damit das Erreichen der vorbestimmten Eindringtiefe überprüft werden. Dabei ist es bevorzugt möglich, bei Erreichen der vorbestimmten Eindringtiefe vorzugsweise durch die Steuereinrichtung ein bestimmtes Signal zu erzeugen, beispielsweise ein optisches Signal, akustisches Signal oder Vibrationssignal. Der erste und der zweite Sensor können derselbe Sensor sein.
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Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Gehäuse zumindest für eine vorbestimmte Zeitdauer zu Vibrationen, vorzugsweise mittels der Antriebseinrichtung, angeregt wird. Dies kann beispielsweise durchgeführt werden, um das Ende einer vorbestimmten Injektionsdauer anzuzeigen. Es ist aber auch möglich, dass das Gehäuse während des Eindringens der Injektionsnadel in das Körpergewebe des Patienten zu Vibrationen angeregt wird, um das Eindringen der Injektionsnadel zu erleichtern, wenn das Gehäuse auf der Haut des Patienten aufliegt. Dabei kann das Gehäuse insbesondere zu hochfrequenten Schwingungen angeregt werden, um die Eigenschaften des Körpergewebes und der Haut in für das Eindringen der Injektionsnadel günstiger Weise zu beeinflussen. Eine ähnliche Vorgehensweise ist beispielsweise von Rasierklingen bekannt, welche zu Vibrationen angeregt werden können, um die Rasur zu erleichtern oder gründlicher zu gestalten. Es ist aber auch möglich, dass das Gehäuse bereits vor dem Eindringen der Injektionsnadel in das Körpergewebe des Patienten zu Vibrationen angeregt wird, um den Patienten abzulenken und dadurch eine eventuell vorhandene Angst vor der Injektion zu überwinden und zusätzlich oder alternativ eine Wahrnehmung des Einstichs seitens des Patienten dadurch zu reduzieren, dass sich die Wahrnehmung des Einstichs mit der Wahrnehmung der Vibration überlagert.
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Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Injektionsteil nach erfolgter Injektion aktiv in proximaler Richtung verlagert wird, um die Injektionsnadel aus der Injektionsstellung zurückzuverlagern. Dies spricht insbesondere an, dass das Injektionsteil durch proximale Relativverlagerung von dem Körper des Patienten wegbewegt wird, wobei zugleich die Injektionsnadel aus dem Körpergewebe des Patienten zurückgezogen wird. Der Verwender und insbesondere der Patient, welcher die Injektionseinrichtung selbst bedient, muss dann die Injektionsnadel nach beendeter Injektion nicht aus eigener Kraft aus dem Körpergewebe herausziehen, sondern diese wird vielmehr durch aktive Verlagerung des Injektionsteils herausgezogen. Auch kann eine zu lange Verweildauer der Injektionsnadel im Körper des Patienten vermieden werden. In besonders bevorzugter Weise kann im Rahmen des Verfahrens eine Zeitsteuerung für die Injektionsdauer vorgesehen sein. Dabei ist es möglich, dass das Erreichen der maximalen Eindringtiefe der Injektionsnadel in das Körpergewebe detektiert wird, wonach die Injektion gestartet oder jedenfalls ein Beginn der Injektion angenommen wird. Nach einer vorbestimmten, insbesondere parametrierbaren Zeitdauer kann dann das Injektionsteil in proximaler Richtung verlagert werden, um vorzugsweise zugleich die Injektionsnadel aus dem Körpergewebe herauszuziehen. Das Ende der Injektion kann auch durch eine kurze Bewegung, insbesondere Vibration, des Gehäuses angezeigt werden.
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Die Beschreibung der Injektionseinrichtung einerseits und des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Injektionseinrichtung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Injektionseinrichtung. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Injektionseinrichtung erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, welcher durch wenigstens ein Merkmal der Injektionseinrichtung bedingt ist. Die Injektionseinrichtung zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Injektionseinrichtung in einer ersten Funktionsstellung;
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2 das Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung gemäß 1 in einer zweiten Funktionsstellung;
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3 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Injektionseinrichtung in einer ersten Funktionsstellung;
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4 das Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung gemäß 3 in einer zweiten Funktionsstellung;
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5 eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Injektionseinrichtung in einer ersten Funktionsstellung;
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6 das Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung gemäß 5 in einer zweiten Funktionsstellung und
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7 das Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung gemäß 5 und 6 in einer dritten Funktionsstellung.
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1 zeigt eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Injektionseinrichtung 1 im Längsschnitt. Hierzu weist die Injektionseinrichtung 1 ein Injektionsteil 3 auf, welches eine Injektionsnadel 5 aufweist. Die Injektionseinrichtung 1 weist zudem eine Antriebseinrichtung 7 auf. Die Antriebseinrichtung 7 ist eingerichtet, eine gesteuerte Relativverlagerung des Injektionsteils 3 zu einem Gehäuse 9 in axialer Richtung, also in 1 vertikal, zu bewirken. Die Antriebseinrichtung 7 weist dabei eine elektrische Krafterzeugungseinrichtung 11 auf, welche vorzugsweise einen Elektromotor aufweist, der in 1 nicht dargestellt ist. Die elektrische Krafterzeugungseinrichtung 11 ist mindestens in einem Betriebszustand mit dem Injektionsteil 3 wirkverbunden. Die Wirkverbindung zwischen der elektrischen Krafterzeugungseinrichtung 11 und dem Injektionsteil 3 wird bevorzugt durch ein mechanisches Getriebe realisiert, das als Stirnradgetriebe 13 ausgebildet ist. Im Stirnradgetriebe 13 kämmt ein antriebsseitiges Ritzel 15 mit einer Verzahnung 17. Die Verzahnung 17 ist dabei vorzugweise als Zahnstange ausgebildet und auf dem Injektionsteil 3 angeordnet. Es ist denkbar, dass ein vorbestimmter Endpunkt der Relativverlagerung des Injektionsteils 3 durch ein Endanschlagselement bestimmt wird, das auf dem Injektionsteil 3 angeordnet ist, das in 1 allerdings nicht dargestellt ist. Das Endanschlagselement ist dafür eingerichtet, eine axiale Verlagerbarkeit des Injektionsteils 3 über den vorbestimmten Endpunkt hinaus dadurch zu verhindern, dass das Endanschlagselement an dem vorbestimmten Endpunkt auf ein Endanschlagsgegenstückelement trifft, welches fest an dem Gehäuse 9 angeordnet ist. Es ist denkbar, dass der axiale Bewegungsspielraum des Injektionsteils 3 in proximaler wie in distaler Richtung durch zwei derartige Einrichtungen definiert wird. Zwischen dem Ritzel 15 und der elektrischen Krafterzeugungseinrichtung 11 ist bevorzugt eine Kupplung der im vorhergehenden Text beschriebenen Art angeordnet, die in 1 nicht dargestellt ist. Die Injektionseinrichtung 1 weist das Gehäuse 9 auf, welches das Injektionsteil 3 umgreift. Dabei erhöht das Gehäuse 9 den Bedienkomfort der Injektionseinrichtung 1 und schützt zugleich das Injektionsteil 3 vor einer Beschädigung. Das Injektionsteil 3 ist in dem Gehäuse 9 geführt, wobei bevorzugt eine in 1 nicht dargestellte Drehsicherung der im vorhergehenden Text beschriebenen Art vorgesehen ist. Damit kann das Injektionsteil 3 in einer definierten Drehstellung – in axialer Richtung gesehen – gegenüber dem Gehäuse 9 gehalten werden. Damit kann eine bestimmte Position des Gehäuses 9 einer bestimmten Position einer Öffnungsebene einer Spitze der Injektionsnadel 5 zugeordnet werden, um einem Verwender die Handhabung der Injektionseinrichtung 1 zu erleichtern. Die Antriebseinrichtung 7 ist im Gehäuse 9 angeordnet, vorzugsweise im Gehäuse 9 integriert. Die Injektionseinrichtung 1 weist bevorzugt eine Steuereinrichtung auf, die vorzugsweise eingerichtet ist zum Ansteuern der Antriebseinrichtung 7, um die Relativverlagerung des Injektionsteils 3 zu steuern. Dabei ist die Steuereinrichtung bevorzugt eingerichtet, eine Position des Injektionsteils 3 relativ zu dem Gehäuse 9 zu bestimmen. Die Position des Injektionsteils 3, respektive eine entsprechende Stellung des Ritzels 15 sowie die Endpunkte des Injektionsteils 3 in proximaler und distaler Richtung sind vorzugsweise in der Steuereinrichtung hinterlegt. Damit kann die Relativverlagerung derart gesteuert werden, dass das Injektionsteil 3 nicht ungewollt über die bestimmten Endpunkte hinaus verlagert wird. Die Injektionseinrichtung 1 weist bevorzugt mindestens einen Sensor auf, der bevorzugt am Gehäuse 9 und/oder an einer anderen Stelle der Injektionseinrichtung 1 angeordnet, vorzugsweise in ein Bauteil integriert ist. Er ist in 1 nicht dargestellt. Der mindestens eine Sensor ist bevorzugt eingerichtet, ein Aufsetzen des Gehäuses 9 auf einer vorgesehenen Einstichstelle zu detektieren und/oder einen Abstand der Injektionseinrichtung 1 zu einer Einstichstelle zu ermitteln. Er ist mit der Steuereinrichtung wirkverbunden, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist zur Verarbeitung von Sensordaten zur Steuerung insbesondere der Relativverlagerung des Injektionsteils 3. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Injektionsteil 3 als Primärpackmittel 19 ausgebildet, besonders bevorzugt als Karpule 21, wie in 1 dargestellt, oder als Spritze. Insbesondere handelt es sich bei der Karpule 21 um eine Doppelkammerkarpule. Die Injektionsnadel 5 ist vorzugsweise für eine mehrfache Verwendung der Karpule 21 lösbar mit dem Primärpackmittel 19 verbunden und durchsticht ein Septum 23 der Karpule 21, wenn die Injektionsnadel 5 bestimmungsgemäß auf die Karpule 21 aufgesetzt wird. Alternativ ist auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem das Injektionsteil 3 eine Führungshülse aufweist, in welcher das Primärpackmittel 19 geführt und gehalten wird. In einer weiteren, hier nicht dargestellten Funktionsstellung, ist das Injektionsteil 3 soweit in axialer Richtung aus seiner in 1 dargestellten Schutzstellung in distale Richtung verlagert, das eine Schutzkappe 25 durch den Verwender manuell von der Injektionsnadel 5 abgezogen werden kann. In dieser Position – hier als Abziehstellung bezeichnet – ist zum einen gewährleistet, dass die Schutzkappe 25 von dem Verwender ergriffen und abgezogen werden kann, zum anderen kann sich der Verwender nicht versehentlich an der Injektionsnadel 5 verletzen, da diese nicht über eine Öffnung 27 hinausragt. Diese Position des Injektionsteils 3 ist dann vorzugsweise auch eine Position, welche das Injektionsteil 3 zu Beginn einer Injektion einnimmt. Die Öffnung 27 und insbesondere eine Stirnfläche 29 sind dann gerade auf Höhe einer Spitze der Injektionsnadel 5 angeordnet. Somit kann ein vorbestimmter Einstichweg sichergestellt und/oder geprüft werden, wenn das Injektionsteil 3 zu Beginn der Injektion in einer definierten vorbestimmten Relativposition zu dem Gehäuse 9 angeordnet ist. Wird die Injektionseinrichtung 1 nach Abzug der Schutzkappe 25 in eben jener Position des Injektionsteils 3 mit der Stirnfläche 29 auf die Haut des Patienten aufgesetzt, liegt die Spitze der Injektionsnadel 5 in der Ebene der Öffnung 27. Eine von dieser Position aus gemessene Relativverlagerung des Injektionsteils 3 in distaler Richtung zeigt dann zugleich den Einstichweg der Injektionsnadel 5 in das Körpergewebe des Patienten an, sodass eine Eindringtiefe bestimmt und die Einhaltung des vorbestimmten Einstichwegs geprüft werden kann. Wichtig ist, dass bei der Injektionseinrichtung 1 das Injektionsteil 3 relativ zu dem Gehäuse 9 in gesteuerter Weise verlagerbar oder auch an einer vorbestimmten Position festhaltbar ist, indem die Antriebseinrichtung 7 in geeigneter Weise angesteuert wird.
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2 zeigt das Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung 1 gemäß 1 in einer zweiten Funktionsstellung. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist in der in 2 dargestellten Funktionsstellung das Injektionsteil 3 maximal weit in distale Richtung verlagert, sodass ausgehend von der Öffnung 27 eine maximale Injektionslänge der Injektionsnadel 5 freigegeben ist. Zudem ist die Schutzkappe 25 abgezogen. In diesem Fall ragt die Injektionsnadel 5 über die Öffnung 27 hinaus, sodass sie in das Körpergewebe des Patienten eindringen kann oder bereits eingedrungen sein kann. Es ist möglich, dass mithilfe der Antriebseinrichtung 7 eine maximale Eindringtiefe der Injektionsnadel 5 in das Körpergewebe des Patienten limitiert wird, indem eine Zwischenstellung zwischen der Abziehstellung, wobei die Schutzkappe 25 abgezogen ist, und der in 2 dargestellten Stellung eingenommen wird. Das Injektionsteil 3 kann dann mithilfe der Antriebseinrichtung 7 in einer vorbestimmten Position, beispielsweise entsprechend der maximalen Eindringtiefe, gehalten werden, sodass ein weiteres Eindringen der Injektionsnadel 5 in das Körpergewebe verhindert werden kann. Dabei ist die maximale Eindringtiefe der Injektionsnadel 5 vorzugsweise parametrierbar und insbesondere in der Steuereinrichtung hinterlegbar. Wie bereits angesprochen, kann die Eindringtiefe, mithin der vorbestimmte Einstichweg, mittels einer geeigneten Ansteuerung der Antriebseinrichtung 7 limitiert werden, insbesondere in parametrierbarer Weise. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Injektionsnadel 5 nach erfolgter Injektion durch aktives Verlagern des Injektionsteils 3 in proximaler Richtung aus dem Körpergewebe herausgezogen wird. Dabei kann eine Verweildauer des Injektionsteils 3 in einer vorbestimmten Injektionsstellung parametriert werden, insbesondere kann eine vorbestimmte Haltezeit und/oder Injektionszeit programmiert werden. Weiterhin ist es bevorzugt möglich, dass das Gehäuse 9, vorzugsweise mittels der Antriebseinrichtung 7, zu Vibrationen angeregt wird. Dies kann beispielsweise zum Anzeigen eines Endes der vorbestimmten Injektions- oder Haltezeit genutzt werden. Es können dem Gehäuse 9 aber auch Vibrationen während des Eindringens der Injektionsnadel 5 in das Körpergewebe aufgeprägt werden, wodurch gegebenenfalls das Eindringen der Injektionsnadel 5 in das Körpergewebe erleichtert wird und eine Schmerzreduktion möglich ist. Durch aktive Steuerung der Relativverlagerung des Injektionsteils 3 ist es auch möglich, eine Einstechgeschwindigkeit der Injektionsnadel 5 in das Körpergewebe zu beeinflussen, insbesondere in parametrierbarer Weise festzulegen.
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3 zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Injektionseinrichtung 1 in einer ersten Funktionsstellung. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Es ist eine Ausführung des Injektionsteils 3 ausgebildet als Primärpackmittel 19, insbesondere als Karpule 21, gezeigt. 3 unterscheidet sich von den 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass das mechanische Getriebe als Schneckengetriebe 31 ausgebildet ist. Das Schneckengetriebe 31 dient der Übertragung der Kraft seitens der elektrischen Krafterzeugungseinrichtung 11 und dem Injektionsteil 3. Konkret wird eine Kraftübertragung über eine antriebsseitige Zylinderschnecke 33 realisiert, die mit der Verzahnung 17‘ auf dem Injektionsteil 3, in dieser Darstellung dem Primärpackmittel 19, kämmt. In einer bevorzugten Variante ist die Zylinderschnecke 33 selbsthemmend ausgeführt. Die Verzahnung 17‘ ist zumindest bereichsweise auf der äußeren Mantelfläche des Injektionsteils 3 angeordnet, vorzugsweise damit einstückig ausgebildet. Zur Verhinderung einer Drehbewegung des Injektionsteils 3 relativ zu dem Gehäuse 9 wird bevorzugt eine Drehsicherung gemäß der beschriebenen Art realisiert. Es wird bevorzugt vorgesehen, eine Kupplung, welche in 3 nicht dargestellt ist, zwischen dem Schneckengetriebe 31 und der elektrischen Krafterzeugungseinrichtung 11 mit der bereits beschriebenen Funktionalität anzuordnen.
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4 zeigt das Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung gemäß 3 in einer zweiten Funktionsstellung. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. 4 unterscheidet sich von 3 im Wesentlichen dadurch, dass das Injektionsteil 3 weitgehend in distale Richtung verlagert ist und die Schutzkappe 25 abgezogen ist. Das Injektionsteil 3 befindet sich noch nicht in, in distaler Richtung, maximal ausgefahrenem Zustand. Es ist demnach möglich, das Injektionsteil 3 mit der Injektionsnadel 5 noch weiter in distaler Richtung zu verlagern, um dadurch die Eindringtiefe der Injektionsnadel 5 weiter zu vergrößern. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, das Injektionsteil 3 in eben jener Stellung zu halten, weil die maximale Eindringtiefe der Injektionsnadel 5 in das Körpergewebe des Patienten bereits erreicht ist.
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5 zeigt eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Injektionseinrichtung 1 in einer ersten Funktionsstellung. Dieses Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung 7 einen Doppelstößel 35 aufweist. Ein erster Teil des Doppelstößels 35 ist als Koppelhülse 37 ausgebildet. Die Koppelhülse 37 ist eingerichtet, zumindest in einem Betriebszustand die elektrische Krafterzeugungseinrichtung 11, die in 5 nicht dargestellt ist, mit dem Injektionsteil 3 wirkzuverbinden. Der Doppelstößel 35 weist zudem ein zweites Teil auf, nämlich einen Kolben 39. Der Kolben 39 ist eingerichtet, auf das Primärpackmittel 19 einzuwirken. In dieser Darstellung ist die Koppelhülse 37 dergestalt angeordnet, dass sie an ihrem vorderen Ende die hintere Seitenfläche der Mantelfläche des Primärpackmittels 19, insbesondere die Karpule 21, kontaktiert. Die Koppelhülse 37 wird zumindest bereichsweise durch ein Gehäuseteil 9‘ umgriffen, wobei das Gehäuseteil 9‘ lösbar mit dem Gehäuse 9 verbunden ist. Die Koppelhülse 37 wird vorzugsweise im Gehäuseteil 9‘ geführt, vorzugsweise nach Art der bereits beschriebenen Drehsicherung. Die Koppelhülse 37 umgreift zumindest bereichsweise den Kolben 39, bevorzugt wird dieser in der Koppelhülse 37 geführt. Das vordere Ende des Kolbens 39 ist in dieser Darstellung mit der hinteren Seitenfläche des Endstopfens 40 des Primärpackmittels 19, das hier als Doppelkammerkarpule ausgebildet ist, wirkverbunden. Das Injektionsteil 3 zeichnet sich zudem dadurch aus, dass es eine Führungshülse 41 aufweist, welche das Primärpackmittel 19, insbesondere die Karpule 21 umgreift. Die Führungshülse 41 sitzt dabei mit ihrem hinteren Ende auf einem Flansch 43 des Gehäuseteils 9‘ auf, der hier auch der Verbindung mit dem Gehäuse 9 dient. Der Flansch 43 bildet somit ein hinteres Endanschlagselement, welches eine Axialverlagerung des Injektionsteils 3 in proximale Richtung begrenzt.
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6 zeigt eine Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der Injektionseinrichtung gemäß 5 in einer zweiten Funktionsstellung. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei ist in der gezeigten Funktionsstellung das Injektionsteil 3 gegenüber der Position in 5 in distaler Richtung verlagert. Diese Verlagerung kann bevorzugt dadurch bewirkt werden, dass die Koppelhülse 37 eine Druckkraft in distaler Richtung auf das Injektionsteil 3 ausübt. Die Relativverlagerung des Injektionsteils 3, insbesondere die Relativverlagerung der Koppelhülse 37, wird dabei bevorzugt durch die Steuereinrichtung gesteuert. Die Steuereinrichtung ist dabei eingerichtet, von dem mindestens einen Sensor Signale zu empfangen, die in der Steuereinrichtung verarbeitet werden können. Der Sensor ist wiederum eingerichtet, Betriebsdaten, Positionsdaten, und/oder weitere Daten der Injektionseinrichtung 1 zu erfassen, beispielsweise ein Aufsetzen des Gehäuses 9 mit der Stirnfläche 29 auf der Haut eines Patienten oder einen Abstand der Injektionseinrichtung 1, insbesondere der Stirnfläche 29, von der vorgesehenen Einstichstelle. Der Sensor ist dabei vorzugsweise mit der Steuereinrichtung wirkverbunden. Die Relativverlagerung der Koppelhülse 37 wird dabei bevorzugt durch die Antriebseinrichtung 7 bewirkt, welche in 6 nicht dargestellt ist, und welche durch die Steuereinrichtung angesteuert wird. Das Injektionsteil 3 ist dabei so weit in distaler Richtung verlagert, dass die Injektionsnadel 5 bereits mit ihrer Spitze die Öffnung 27 überragt. Die Injektionsnadel 5 wird durch die Schutzkappe 25 umhüllt. In der hier gezeigten Funktionsstellung wurde – im Vergleich zu 5 – der Kolben 39 synchron mit der Koppelhülse 37 in axialer Richtung distal verlagert. Es hat sich mithin keine Relativverlagerung des Endstopfens 40 des Primärpackmittels 19 relativ zu der Führungshülse 41 ergeben.
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7 zeigt das Ausführungsbeispiel der Injektionseinrichtung 1 gemäß 5 und 6 in einer dritten Funktionsstellung. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Diese Funktionsstellung unterscheidet sich von der in 6 gezeigten Funktionsstellung durch die abgezogene Schutzkappe 25 und einen in distaler Richtung verlagerten Kolben 39, wobei die Verlagerung relativ zu der Koppelhülse 37 und relativ zu der Führungshülse 41 sowie zu dem Primärpackmittel 19, insbesondere der Karpule 21, vollzogen ist. Der Endstopfen 40 ist dabei durch den Kolben 39 in distale Richtung gedrückt worden, wodurch ein Einwirken auf das Primärpackmittel 19, insbesondere die Karpule 21, vollzogen wurde. Die Spitze der Injektionsnadel 5 überragt die Öffnung 27 in distaler Richtung. Die Injektionsnadel 5 ist jedoch noch nicht maximal in distaler Richtung verlagert. Um das Injektionsteil 3 in proximaler Richtung zurückzuverlagern, werden zwei Lösungen bevorzugt, die gemeinsam oder alternativ bevorzugt in dem Ausführungsbeispiel realisiert sind. In einer ersten Alternative besteht eine axiale Kopplung der Koppelhülse 37 mit dem Injektionsteil 3, in dieser Variante des Ausführungsbeispiels mit dem Primärpackmittel 19, insbesondere der Karpule 21. Dabei ist ein Kontaktbereich 44 eingerichtet zur Übertragung von Zugkräften. In einer zweiten Alternative wird zwischen dem Gehäuse 9, insbesondere einem ersten Auflagebereich 45 und dem Injektionsteil 3, insbesondere einem Zusatzelement 47, auf welchem ein zweiter Auflagebereich 49 angeordnet ist, ein vorgespanntes Federelement angeordnet, welches in 7 nicht dargestellt ist. Hierdurch ist es bevorzugt möglich, eine Federkraft als Druckkraft in proximaler Richtung über den gesamten Bereich der Relativverlagerung in das Injektionsteil 3 einzuspeisen und eine Relativverlagerung in proximaler Richtung zu bewirken, wobei die Koppelhülse 37 dabei proximal verlagert wird.
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Insgesamt zeigt sich, dass sowohl die Sicherheit als auch der Injektionskomfort bei der Verwendung einer Injektionseinrichtung durch die hier vorgeschlagene Injektionseinrichtung 1 sowie das Verfahren zur Verwendung einer Injektionseinrichtung erhöht werden können. Besonders vorteilhaft ist, dass die Länge der Injektionseinrichtung konstant bleibt. Dadurch, dass insbesondere ein Verkürzen der Injektionseinrichtung bei der Einführung der Injektionsnadel in das Körpergewebe des Patienten vermieden wird, ist ein Nachführen der Injektionseinrichtung durch den Verwender nicht erforderlich, was die Benutzerfreundlichkeit steigert. Die Injektion kann damit aktiv gesteuert werden, ohne dass dies der Patient, abgesehen von dem Einstich, wahrnimmt. Ein weiterer Vorteil hinsichtlich der Robustheit der Injektionseinrichtung ist, dass das Gehäuse die Funktion eines Nadelschutzes übernimmt und damit eine im Vergleich zu dem Gehäuse leichtere Beschädigbarkeit eines separaten Nadelschutzes vermieden wird.
