DE102019202378A1 - Medikamenten-Verabreichungssystem - Google Patents

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medication delivery
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Pardhasaradhi Vemulamada
Soon Yee Chang
Claudia Kruse
Matthias Mahlich
Philipp Troebner
Suresh Palale
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es wird ein Arzneimittelverabreichungssystem offenbart, das Folgendes enthält: ein längliches Gehäuse, das eine Einstellungsstruktur zum Einstellen einer Dosis eines Medikaments über eine Winkelposition enthält; und eine Sensorstruktur zum Bestimmen der Dosis, die einen Magneten und einen Magnetsensor enthält, die so angeordnet sind, dass eine Winkelposition und/oder eine Verschiebung des Magnetsensors bezüglich des Magneten als eine Funktion des elektrischen Widerstands des Magnetsensors bestimmt werden kann. Die Sensorstruktur ist bezüglich der Einstellungsstruktur so angeordnet, dass die Winkelposition der Einstellungsstruktur als eine Funktion der Winkelposition und/oder der Verschiebung des Magnetsensors bestimmt wird. Ferner wird eine Sensorstruktur offenbart, die Folgendes enthält: eine flexible Folie, die einen Magnetsensor enthält, in einer Zylinderformkonfiguration, die eine Achse umfasst; und einen an einer parallel zu oder kollinear mit der Achse verlaufenden Linie angeordneten Magneten.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Medikamenten-Verabreichungssystem, das eine Sensorstruktur umfasst, und die für das Medikamenten-Verabreichungssystem geeignete Sensorstruktur.
  • STAND DER TECHNIK
  • Herkömmliche Medikamenten-Verabreichungssysteme haben keine Dosisdetektionsfunktion. Zum Beispiel kann die Verwendung herkömmlicher Insulinpens erfordern, dass der Benutzer die Dosis manuell aufzeichnet, um die Injektionen zu verfolgen. Ein so genannter „intelligenter Insulinpen“ enthält einen zusätzlichen Adapter, der als eine Kappe auf dem Stift hinzuzufügen ist. Das Modul detektiert eine Betätigung der Vorrichtung und das Verabreichungsereignis. Solche Systeme enthalten ein optisches Bewegungsdetektionssystem zum Detektieren der Betätigung der Injektionsvorrichtung oder Linearpotentiometer zum Messen von Positionsänderungen eines Dosiswählers zum Bestimmen der von einem Benutzer injizierten Dosis. Diese Systeme sind relativ sperrig und teuer.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Deshalb besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines verbesserten Medikamenten-Verabreichungssystems zum Bestimmen und Verfolgen der Dosis, das weniger sperrig ist und leichter und zu geringeren Kosten herzustellen ist.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Medikamenten-Verabreichungssystem. Das Medikamenten-Verabreichungssystem kann ein längliches Gehäuse enthalten. Das längliche Gehäuse kann eine Einstellungsstruktur enthalten, die dazu konfiguriert ist, eine Dosis eines Medikaments über eine Winkelposition einzustellen. Das Medikamenten-Verabreichungssystem kann eine Sensorstruktur enthalten. Die Sensorstruktur kann dazu konfiguriert sein, die Dosis zu bestimmen. Die Sensorstruktur kann einen Magneten und einen Magnetsensor enthalten, die so angeordnet sind, dass eine Winkelposition und/oder eine Verschiebung des Magnetsensors bezüglich des Magneten als eine Funktion des elektrischen Widerstands des Magnetsensors bestimmt werden kann. Der Magnet kann ein Permanentmagnet sein. Die Sensorstruktur kann bezüglich der Einstellungsstruktur so angeordnet sein, dass die Winkelposition der Einstellungsstruktur als eine Funktion der Winkelposition und/oder der Verschiebung des Magnetsensors bestimmt werden kann.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Sensorstruktur zum Bestimmen von Axial- und Winkelpositionen. Die Sensorstruktur kann eine flexible Folie enthalten, die zur Anordnung in einer Zylinderformkonfiguration, die eine Achse umfasst, konfiguriert ist. Die Sensorstruktur kann einen an einer Linie angeordneten Magneten enthalten, wobei die Linie parallel zu oder kollinear mit der Achse sein kann. Die flexible Folie kann einen Magnetsensor enthalten. Die flexible Folie und der Magnet können so konfiguriert sein, dass der Magnet bezüglich der flexiblen Folie in der Zylinderformkonfiguration entlang der Linie verschoben werden kann.
  • Figurenliste
  • In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Medikamenten-Verabreichungssystems 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Sensorstruktur 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
    • 3A eine andere schematische Darstellung einer Sensorstruktur 300, die auf einem zylindrischen Abschnitt des Medikamenten-Verabreichungssystems gewickelt ist, gemäß einigen Ausführungsformen;
    • 3B eine schematische Darstellung einer Anordnung 326, die zum Beispiel auf einer auf dem zylindrischen Abschnitt gewickelten flexiblen Folie 350 angeordnet sein kann;
    • 4 eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Sensorstruktur 420 in einer Seitenansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende detaillierte Beschreibung beschreibt spezielle Details und Ausführungsformen, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, damit einem Fachmann ermöglicht wird, die Erfindung auszuüben. Es können andere Ausführungsformen verwendet und Änderungen durchgeführt werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Ausführungsformen schließen einander nicht zwangsweise aus, da einige Ausführungsformen mit einer oder mehreren anderen Ausführungsformen zur Bildung neuer Ausführungsformen kombiniert werden können.
  • Merkmale, die in dem Kontext einer Ausführungsform beschrieben werden, können entsprechend auf die gleichen oder ähnliche Merkmale in den anderen Ausführungsformen anwendbar sein. Merkmale, die im Kontext einer Ausführungsform beschrieben werden, können entsprechend auf andere Ausführungsformen anwendbar sein, selbst wenn sie in diesen anderen Ausführungsformen nicht explizit beschrieben werden. Des Weiteren können Ergänzungen und/oder Kombinationen und/oder Alternativen, wie für ein Merkmal im Kontext einer Ausführungsform beschrieben, entsprechend auf das gleiche oder ein ähnliches Merkmal in den anderen Ausführungsformen anwendbar sein.
  • Die hier veranschaulichend beschriebene Erfindung kann bei Fehlen irgendeines Elements oder irgendwelcher Elemente, einer Beschränkung oder von Beschränkungen, die hier nicht speziell offenbart werden, auf geeignete Weise ausgeübt werden. Dementsprechend sind zum Beispiel die Begriffe „umfassen“, „beinhalten“, „enthalten“ usw. weitreichend und ohne Einschränkung zu lesen. Das Wort „umfassen“ oder Variationen, wie etwa „umfasst“ oder „umfassend“, werden entsprechend so verstanden, dass sie die Einbeziehung einer genannten ganzen Zahl oder einer Gruppe von ganzen Zahlen implizieren, aber nicht den Ausschluss einer beliebigen anderen ganzen Zahl oder Gruppe von ganzen Zahlen. Außerdem wurden die hier benutzen Begriffe und Ausdrücke als Begriffe der Beschreibung und nicht der Einschränkung verwendet, und es besteht bei der Verwendung solcher Begriffe und Ausdrücke nicht die Absicht, irgendwelche Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder Teile davon auszuschließen, sondern es versteht sich, dass verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der beanspruchten Erfindung möglich sind. Dementsprechend versteht es sich, dass, obgleich die vorliegende Erfindung speziell durch beispielhafte Ausführungsformen und optionale Merkmale offenbart wurde, Modifikationen und Variationen der darin ausgeführten Erfindungen, die hier dargestellt sind, von einem Fachmann herangezogen werden können und dass solche Modifikationen und Variationen als sich innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung befindend betrachtet werden.
  • Das Medikamenten-Verabreichungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Behältnis oder ein Mittel zur Aufnahme eines Behältnisses, zum Beispiel eine ein zu verabreichendes Medikament enthaltende Patrone, enthalten. Das Medikamenten-Verabreichungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann einen Auslass zum Zuführen des Arzneimittels, zum Beispiel von einem Einlass, enthalten. Der Einlass kann zum Beispiel mit der Patrone (sofern vorhanden) gekoppelt sein.
  • Das Medikamenten-Verabreichungssystem gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann einen Ausstoßmechanismus enthalten, der dazu konfiguriert ist, die Arzneimitteldosis zum Beispiel durch den Auslass abzugeben.
  • Das längliche Gehäuse kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen einen Aktuator, zum Beispiel einen Dosierknopf, enthalten, der dazu konfiguriert ist, den Ausstoßmechanismus zur Abgabe der Medikamentendosis anzutreiben. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist mindestens ein Teil der Aktuatorverschiebung axial. Der Begriff „axial“ kann innerhalb des Kontext der vorliegenden Offenbarung entlang der Längserstreckung des länglichen Gehäuses oder parallel dazu bedeuten.
  • Innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung und gemäß verschiedenen Ausführungsformen bezieht sich eine Änderung der Position zwischen dem Magneten und dem Magnetsensor auf eine relative Änderung der Position bezüglich einander. Mindestens einer von dem Magneten und dem Magnetsensor kann als eine Referenz dienen und kann an einer festen Stelle einer Einstellungsstruktur und/oder eines Gehäuses befestigt sein, so dass die Dosis bestimmt werden kann. Der andere von dem Magneten und dem Magnetsensor kann so an der Einstellungsstruktur befestigt sein, dass die relative Position oder eine relative Änderung der Position zwischen dem Magneten und dem Magnetsensor zur Bestimmung der Dosis verwendet werden kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Magnetsensor eine Anordnung von Sensoren sein. Innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung und gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich der Begriff „Verschiebung“ auf eine Änderung der Position entlang der längsten Abmessung oder Achse des länglichen Gehäuses beziehen. Innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung und gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich der Begriff „Winkelposition“ auf eine Winkelposition an einer Querschnittsebene des länglichen Gehäuses beziehen, wobei die Querschnittsebene im Wesentlichen orthogonal zu der längsten Abmessung oder Achse des länglichen Gehäuses verläuft. Somit kann die „Winkelposition“ auch als „Querschnittswinkelposition“ oder „Radialwinkelposition“ bezeichnet werden. Die Winkelposition kann den Winkel bedeuten, der durch Drehen eines Magneten um den Sensor von einem vordefinierten Winkel gebildet wird, wobei der vordefinierte Winkel ein zuvor bestimmter Winkel oder ein ursprünglicher Winkel sein kann, zum Beispiel kann der ursprüngliche Winkel einer vorbestimmten Dosis, zum Beispiel 0 ml, entsprechen, wobei der Winkel mit der Querschnittsebene in einer Ebene liegt. Bei verschiedenen Ausführungsformen muss der Magnet in solch einer Position angeordnet sein, dass ein Magnetfeld oder eine Änderung des Magnetfelds des Magneten an der Position des Sensors durch den Sensor detektiert werden kann. Wenn der Sensor zum Beispiel eine bevorzugte Erfassungsachse hat, zu der das Magnetfeld parallel sein sollte, um das stärkste Signal zu erhalten, dann sollte der Magnet so angeordnet sein, dass mindestens eine Komponente des Magnetfelds im Wesentlichen parallel zu der Erfassungsachse verläuft. Für den Fachmann kann anhand der vorliegenden Offenbarung ersichtlich sein, dass statt auf der Achse angeordnet zu sein, der Magnet und der Magnetsensor beide außeraxial angeordnet sein können und die Bestimmung des Winkels jeweilige mathematische Einstellungen erfordern kann.
  • Die in den Ansprüchen in Klammern enthaltenen Bezugszeichen dienen dem besseren Verständnis der Erfindung und wirken sich nicht einschränkend auf den Schutzumfang der Ansprüche aus.
  • Die vorliegende Offenbarung gestattet die Herstellung einer Sensorstruktur unter Verwendung von auf Polymermaterialien basierender Elektronik, die zum Detektieren der Magnetfeldänderung, zum Beispiel basierend auf der Positionsänderung bei Änderung eines Dosierwählers oder Dosierknopfs, verwendet wird. Die Sensorstruktur kann aufgrund der Implementierung von Polymerelektroniktechnologie mit reduzierten Verarbeitungsschritten eine kostengünstigere und umweltfreundlichere Produktion haben.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Medikamenten-Verabreichungssystems 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Medikamenten-Verabreichungssystem 100 kann ein längliches Gehäuse 200 enthalten. Wie in 1 als Veranschaulichung gezeigt wird, ist das Gehäuse 200 in der Vertikalrichtung länglich. Ein längliches Gehäuse kann zum Beispiel das Ergreifen des Gehäuses mit der Hand für Medikamentenapplikation erleichtern. Das Gehäuse 200 kann eine Einstellungsstruktur 210, zum Beispiel einen Dosiswähler, enthalten, und die Einstellungsstruktur 210 kann dazu konfiguriert sein, eine Dosis eines Medikaments über eine Winkelposition 212 einzustellen. Zum Beispiel kann die Einstellungsstruktur 210 von einem Benutzer um eine Gehäuseachse bezüglich eines festen Abschnitts des Gehäuses gedreht werden, bis die gewünschte Winkelposition ausgewählt ist, wie zum Beispiel in 1 veranschaulicht wird, wobei ein oberer Teil des Gehäuses bezüglich eines festen Teils des Gehäuses 230 um die Achse 202 gedreht werden kann. Ferner kann die Einstellungsstruktur 210 Markierungen zur Anzeige der ausgewählten Dosis (zum Beispiel 1 ml, 1,5 ml, 2 ml) enthalten. Das Medikamenten-Verabreichungssystem 100 kann eine Sensorstruktur 300 umfassen. Die Sensorstruktur 300 kann einen Magneten 310 und einen Magnetsensor 320 umfassen. Der Magnet 310 und der Magnetsensor 320 sind so angeordnet, dass eine Winkelposition oder eine Verschiebung des Magnetsensors bezüglich des Magneten als eine Funktion des elektrischen Widerstands des Magnetsensors bestimmt werden kann.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Einstellungsstruktur zwei Teile enthalten, die bezüglich einander beweglich sind. Die beiden Teile können drehbar und/oder linear beweglich sein. Die Drehung kann zum Beispiel dazu erfolgen, eine Einstellung einer Winkelposition durch Drehung um eine Achse zu ermöglichen. Die Linearbewegung kann zum Beispiel dazu erfolgen, eine Verschiebung in Richtung der Achse zu ermöglichen. Einer der beiden Teile kann bezüglich des Gehäuses unbeweglich sein und kann zum Beispiel Teil des Gehäuses, zum Beispiel ein äußerer Teil des Gehäuses, sein. Der andere Teil der beiden Teile kann bezüglich des Gehäuses beweglich sein, zum Beispiel an einer Komponente angeordnet sein, die zum Beispiel von dem Gehäuse teilweise umgeben ist und von einem Benutzer bezüglich des Gehäuses bewegt werden kann. Einer der beiden Teile kann den Magneten enthalten, und der andere der beiden Teile kann den Magnetsensor enthalten. Die beiden Teile können aus Kunststoff hergestellt sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Magnet an dem Dosierknopf angeordnet, zum Beispiel daran befestigt, sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Magnetsensor in dem Gehäuse angeordnet, zum Beispiel darin gewickelt, sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Medikamenten-Verabreichungssystem 100 die Sensorstruktur 300 und die Einstellungsstruktur 210 enthalten; die Sensorstruktur 300 kann bezüglich der Einstellungsstruktur 210 so angeordnet sein, dass die Winkelposition 212 der Einstellungsstruktur 210 als eine Funktion der Winkelposition und/oder der Verschiebung des Magnetsensors bestimmt werden kann.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „Magnetsensor“ einen, zwei, drei oder mehr Sensoren oder eine Anordnung von Sensoren enthalten.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „Anordnung von Sensoren“ 3 oder mehr, vorzugsweise 4 oder mehr, Sensoren in einer systematischen Anordnung, zum Beispiel in Reihen und Spalten, bedeuten.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Begriff „Sensor“ oder „Sensoren“, ohne dass „Magnet-“ vorausgeht, einen Sensor bedeuten, der dazu verwendet werden kann, ein Magnetfeld zu messen, zum Beispiel einen Wandler, der eine andere physikalische Eigenschaft als ein Magnetfeld als Reaktion auf ein Magnetfeld ändert. Zum Beispiel ist ein magnetoresistiver Sensor einen Wandler, der einen Widerstand (den Magnetowiderstand) als Reaktion auf ein Magnetfeld ändert. Zum Beispiel ist ein GMR-Sensor ein Wandler, der einen elektrischen Widerstand (den Riesenmagnetowiderstand) als Reaktion auf ein Magnetfeld ändert. GMR steht für Giant Magneto Resistance (Riesenmagnetowiderstand).
  • 2 zeigt näher die Anordnung zwischen dem Magneten und dem Magnetsensor gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 2 zeigt schematisch einen Magneten 310 und einen Magnetsensor 320. Der Magnetsensor kann auf einem Umfang oder Bogen davon, zum Beispiel in eine Richtung 322, bewegt und um einen Winkel ΔΦ zum Beispiel in eine Winkelposition P1, P2 oder Px verschoben werden. Der Magnet kann an einer Achse oder parallel zu einer Achse des Umfangs oder Bogens davon angeordnet sein. Die Axialposition Δy des Magneten 310 bezüglich der Umfangsebene des Sensors 320 kann zum Beispiel entlang der Richtung 324 geändert werden. Da die Bewegung relativ ist, kann der Magnetsensor statt des Magneten bewegt werden. Ferner können der Magnet und der Magnetsensor hinsichtlich ihrer Position ausgetauscht werden, solange die relativen Bewegungen durchgeführt werden können.
  • Bei einigen Ausführungsformen können die relativen Bewegungen des Magneten und des Magnetsensors auf die axiale Bewegung und die Winkelbewegung beschränkt sein, wobei die Winkelbewegung ferner auf die Richtung 322 beschränkt sein kann.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Winkel ΔΦ bestimmt werden, wenn die Axialposition Δy eine bekannte Position, zum Beispiel eine Ruhestellung, ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Winkelposition des Magnetsensors bezüglich des Magneten zum Beispiel als eine Funktion des elektrischen Widerstands des Magnetsensors bestimmt werden. Und da die Sensorstruktur bezüglich der Einstellungsstruktur angeordnet sein kann, kann die Winkelposition der Einstellungsstruktur zum Beispiel als gleich der Winkelposition des Magnetsensors oder zum Beispiel um einen konstanten Winkel davon verschoben bestimmt werden. Die Winkelposition der Einstellungsstruktur kann wiederum dazu verwendet werden, die ausgewählte Dosis zu bestimmen.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Verschiebung des Magnetsensors bezüglich des Magneten zum Beispiel als eine Funktion des elektrischen Widerstands des Magnetsensors bestimmt werden. Und da die Sensorstruktur bezüglich der Einstellungsstruktur angeordnet sein kann, kann die Verschiebung der Einstellungsstruktur zum Beispiel als gleich der Verschiebung des Magnetsensors oder zum Beispiel um einen konstanten Abstand davon verschoben bestimmt werden. Die Axialposition der Einstellungsstruktur kann wiederum dazu verwendet werden, die ausgewählte Dosis zu bestimmen. Das Muster der Verschiebungsänderung kann zur Bestimmung des Auslösers oder der Abgabe der Dosis verwendet werden, zum Beispiel kann ein Drücken auf den Aktuator einer schnellen Verschiebungsänderung entsprechen.
  • Transienten des Magnetfelds und folglich der Widerstand des Magnetsensors können zum Identifizieren des Auslösers, das heißt der Applikation einer Dosis, verwendet werden, wobei langsamere Änderungen, in der Regel in einer einzigen Richtung über einen bestimmten Zeitraum, dazu verwendet werden können, die Winkelposition des Magnetsensors bezüglich des Magneten zu bestimmen und somit die ausgewählte Dosis zu bestimmen.
  • 3A zeigt ein Schema einer Sensorstruktur 300, die einen Magneten 310, einen Magnetsensor 320, der eine Anordnung von Sensoren 326 enthält (in 3B ausführlicher veranschaulicht), enthält. Jeder Magnetsensor der Anordnung von Sensoren 326 kann zum Beispiel ein GMR-Sensor sein. Durch Verwendung einer Anordnung von Sensoren können die axiale Verschiebung und die Winkelposition unabhängig bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Anordnung von Sensoren in einer zylindrischen Konfiguration angeordnet sein, und es kann ein Magnet außerhalb der Anordnung der zylindrischen Konfiguration angeordnet sein. Gemäß der Bestimmung der Position des Magnetsensors in der Anordnung mit der stärksten Anzeige (zum Beispiel GMR-Sensor mit dem höchsten Magnetowiderstand) ist es möglich, die Verschiebung und Winkelposition der Anordnung von Sensoren gleichzeitig zu bestimmen. Es kann eine weitere Präzision bei der Verschiebung Winkelposition erhalten werden, indem mehr als ein Magnetsensor betrachtet wird, zum Beispiel Messen des Widerstands von mehr als einem GMR-Sensor der Anordnung von Sensoren. Die Verschiebung und/oder Winkelposition kann zum Beispiel durch Interpolation berechnet werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann sich die Anordnung von Sensoren mindestens in zwei Dimensionen erstrecken; wenn die Anordnung von Sensoren zum Beispiel zur Anpassung an das Gehäuse gewickelt ist (zum Beispiel in einer zylindrischen Form gewickelt ist), dann können die Magnetsensoren in bestimmten, zum Beispiel regelmäßigen, Winkeln und bestimmten, zum Beispiel regelmäßigen, axialen (oder parallel zur Achse verlaufenden), Abständen angeordnet sein.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Anordnung von Sensoren zum Beispiel 4 oder mehr GMR-Sensoren enthalten.
  • Eine Anordnung von Sensoren gemäß der vorliegenden Offenbarung bietet den Vorteil, dass Magnetsensoren verwendet werden können, die keine Magnetkompassfunktion haben, zum Beispiel magnetoresistive Sensoren, wie beispielsweise GMR-Sensoren. Diese Sensoren können als ein Stapel von Schichten mit mehreren Schichten erzeugt werden und können auch flexibel sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Magnetsensor auf einer flexiblen Folie 350 angeordnet sein. Zum Beispiel ist der Magnetsensor, zum Beispiel die Anordnung von Sensoren 326, auf einer flexiblen Folie 350 angeordnet oder gefertigt, wodurch eine reduzierte Größe und ein reduziertes Gewicht bereitgestellt werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Folie eine Schaltung für Signalverarbeitung enthalten.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die flexible Folie eine Schaltung für drahtlose Kommunikation enthalten.
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Sensorstruktur 420 in einer Seitenansicht gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Ein Abschnitt wird für Veranschaulichungszwecke gezeigt, da die Sensorstruktur mehrere solche Abschnitte, zum Beispiel auf dem gleichen flexiblen Substrat, enthalten kann. Das flexible Substrat kann länger als der in 4 gezeigte Abschnitt sein. Der Abschnitt der Sensorstruktur 420 kann ein flexibles Substrat 410 enthalten.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen und wie in 4 veranschaulicht wird, kann der Abschnitt der Sensorstruktur 420 zum Beispiel auf dem flexiblen Substrat 410 einen Magnetsensor 413 enthalten. Der Abschnitt der Sensorstruktur 420 kann zum Beispiel auf dem flexiblen Substrat 410 eine Signalverarbeitungsschaltung 414 enthalten. Der Abschnitt der Sensorstruktur 420 kann zum Beispiel auf dem flexiblen Substrat 410 eine Kommunikations- und/oder Rechenschaltung 415 enthalten.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Winkel- oder Axialposition anhand einer Magnetfeldeigenschaft von dem Magneten, zum Beispiel der Größe des Magnetfelds oder des Signals des Magnetfelds, bestimmt werden. Die Magnetfeldeigenschaft kann durch die (i) Signalverarbeitungsschaltung, durch die (ii) Kommunikations- und/oder Rechenschaltung oder durch beide aus der Messung des Magnetsensors, zum Beispiel aus dem Widerstand eines GMR-Sensors, bestimmt werden. Die Signalverarbeitungsschaltung und die Kommunikation- und/oder Rechenschaltung können demgemäß konfiguriert sein.
  • Die Magnetsensorsignalverarbeitung kann durch heterogene Integration von Si-basierter Elektronik, zum Beispiel die Kombination aus einem auf einer flexiblen Folie basierenden Substratmaterial mit zum Beispiel gedruckten leitenden Verbindungsbahnen und den Sensorelementen und der Anordnung von standardmäßigen oberflächenmontierten elektronischen Bauteilen auf der Folie, durchgeführt werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen, und wie in 4 veranschaulicht wird, kann der Abschnitt der Sensorstruktur 420, zum Beispiel auf dem flexiblen Substrat 410, eine elektrische Verbindungschicht 412 enthalten, die dazu konfiguriert ist, die elektrische Kopplung zwischen den Schaltungen und/oder dem Magnetsensor bereitzustellen. Die Verbindungschicht 412 erleichtert die elektrischen Verbindungen zwischen den Komponenten auf dem flexiblen Substrat, zum Beispiel zwischen beliebigen zwei oder mehr von: der Signalverarbeitungsschaltung 414, der Kommunikations- und/oder Rechenschaltung 415, der Schnittstelle 416 und dem Magnetsensor 413.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Magnetsensor mehrere Sensoren und entsprechende Schaltungen für jeden Sensor enthalten, zum Beispiel eine oder alle ausgewählt aus: einer Signalverarbeitungsschaltung, einer Kommunikations- und/oder Rechenschaltung, einer Schnittstelle.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann die Sensorstruktur eine Schaltung und/oder eine Schnittstelle für mindestens zwei oder alle Sensoren der Sensorstruktur enthalten. Zum Beispiel kann die Sensorstruktur 2 oder mehr Sensoren und eine gemeinsame Schnittstelle enthalten. In einem anderen Beispiel kann die Sensorstruktur 2 oder mehr Sensoren und eine Kommunikations- und/oder Rechenschaltung und eine Schnittstelle, die den 2 oder mehr Sensoren gemein ist, enthalten, wobei für jeden Sensor die Sensorstruktur eine entsprechende Signalverarbeitungsschaltung enthalten kann oder eine gemeinsame Signalverarbeitungsschaltung für die mindestens 2 Sensoren enthalten kann. Die mehreren Sensoren, zum Beispiel 3, 4 oder mehr, können eine Anordnung von Sensoren bilden. Die mehreren Sensoren, zum Beispiel in einer Anordnung, können eine verbesserte Detektionsauflösung erreichen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen, und wie in 4 veranschaulicht wird, kann der Abschnitt der Sensorstruktur 420, zum Beispiel auf dem flexiblen Substrat 410, elektronische Kontakte 411 enthalten, die dazu konfiguriert sind, eine elektrische Kopplung von mindestens einer/einem von der elektrischen Verbindungschicht 412, den Schaltungen 414 oder 415 und dem/den Sensor(en) 413 des Abschnitts der Sensorstruktur mit einem zusätzlichen Abschnitt der Sensorstruktur und/oder nach außerhalb der Sensorstruktur, zum Beispiel mit sich außerhalb der Sensorstruktur und/oder außerhalb des Medikamenten-Verabreichungssystems befindenden elektrischen Bauteilen, bereitzustellen. Die Sensorstruktur 420 kann über elektrische Kontakte 411, zum Beispiel durch eine gedruckte Batterie, angetrieben werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen, und wie in 4 veranschaulicht wird, kann der Abschnitt der Sensorstruktur 400 eine Schnittstelle 416 zum Kommunizieren von Daten, zum Beispiel eine Information des Stroms (zum Beispiel die Größe des Stroms) tragenden Daten, enthalten. Die Schnittstelle kann eine Nahfeldkommunikationsvorrichtung enthalten oder in elektrischer und Signalkommunikation damit stehen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die elektrische Verbindungschicht 412 eine elektrische Verbindung, zum Beispiel für Leistung und/oder Signal, zwischen dem Magnetsensor 413 und der Signalverarbeitungsschaltung 414 und/oder zwischen der Signalverarbeitungsschaltung 414 und der Rechenschaltung 415 und/oder zwischen der Recheneinheit und der Schnittstelle 416 bereitstellen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Sensorstruktur dazu konfiguriert sein, Daten von dem Magnetsensor drahtlos zu kommunizieren. Zum Beispiel können erlangte und/oder verarbeitete Sensordaten, die eine Information über die Winkel- oder Axialposition tragen, zum Beispiel zu einem Mobiltelefon, drahtlos kommuniziert werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen kann/können mindestens einer, vorzugsweise alle, der Magnetsensoren einen GMR-Sensor enthalten. Der GMR-Sensor kann GMR-Effekt-Filme enthalten. Es ist möglich, GMR-Effekt-Filme mit Technologien, wie zum Beispiel Siebdruck, Sprühbeschichtung, Tintenstrahldruck, Stabbeschichtung, Walzenauftrag, auf einem flexiblen Substrat aufzubringen. Es können auch mehrere Sensoren auf dem flexiblen Substrat hergestellt werden, um die Magneterfassungsauflösung zu verbessern.
  • In einem Beispiel kann der GMR-Sensor 20 bis 50 Doppelschichten von ferromagnetischen und nichtmagnetischen Leitern enthalten. Solch ein Sensor weist eine Empfindlichkeit innerhalb eines Bereichs von + 300 mTesla und ist gegenüber einer Magnetfeldänderung in der Ebene empfindlich.
  • Das Magnetsensorsignal kann durch eine Mikrosteuerung und eine Nahfeldkommunikationsvorrichtung, die beide auch auf der flexiblen Folie angeordnet sein können, verarbeitet und ausgesendet werden. Aufgrund der Verwendung der flexiblen Folie und/oder der GMR-Effekt-Filme ist es möglich, eine verbesserte mechanische Flexibilität zu erreichen, und die auf Folien basierenden Magnetsensorsysteme können dort eingebettet werden, wo keine starren Leiterplatten hinpassen, Gewicht und Größe werden reduziert und die Auflösung wird verbessert.

Claims (12)

  1. Medikamenten-Verabreichungssystem (100), umfassend: ein längliches Gehäuse (200), das eine Einstellungsstruktur (210) umfasst, die dazu konfiguriert ist, eine Dosis eines Medikaments über eine Winkelposition (212) einzustellen; und eine Sensorstruktur (300), die dazu konfiguriert ist, die Dosis zu bestimmen, wobei die Sensorstruktur (300) einen Magneten (310) und einen Magnetsensor (320) umfasst, die so angeordnet sind, dass eine Winkelposition (322, 323) und/oder eine Verschiebung (324) des Magnetsensors (320) bezüglich des Magneten (310) als eine Funktion des elektrischen Widerstands des Magnetsensors (320) bestimmt wird, und wobei die Sensorstruktur (300) bezüglich der Einstellungsstruktur (210) so angeordnet ist, dass die Winkel- oder Axialposition (212) der Einstellungsstruktur (210) als eine Funktion der Winkelposition (322, 323) und/oder der Verschiebung (324) des Magnetsensors (320) bestimmt wird.
  2. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach Anspruch 1, wobei das längliche Gehäuse (200) ferner einen Aktuator (220) umfasst, der dazu konfiguriert ist, einen Ausstoßmechanismus zur Abgabe der Medikamentendosis anzutreiben, wobei mindestens ein Teil einer Aktuatorverschiebung (224) axial ist.
  3. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorstruktur (300) dazu konfiguriert ist, durch Bestimmen einer axialen Verschiebung (324) des Magnetsensors (320) bezüglich des Magneten (310) eine Betätigung des Aktuators (220) zu bestimmen.
  4. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das längliche Gehäuse (200) einen zylindrischen Abschnitt mit einer zylindrischen Achse umfasst, wobei der zylindrische Abschnitt die Einstellungsstruktur (210) und den Aktuator umfasst, wobei der Magnet (310) an einer Linie an dem Aktuator (220) positioniert ist, wobei die Linie parallel zu oder kollinear mit der Achse verlaufen kann, und der Magnetsensor (320) radial um die zylindrische Achse herum positioniert ist.
  5. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetsensor (320) einen GMR-Sensor umfasst.
  6. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach Anspruch 5, wobei der elektrische Widerstand des Magnetsensors (320) ein Riesenmagnetowiderstand des GMR-Sensors ist.
  7. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetsensor (320) eine flexible Folie (350) umfasst.
  8. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetsensor (320) eine Anordnung (326) von Sensoren umfasst.
  9. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die flexible Folie (350) ferner eine Schaltung für Signalverarbeitung umfasst.
  10. Medikamenten-Verabreichungssystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, wobei die flexible Folie (350) ferner eine Schaltung für drahtlose Kommunikation umfasst.
  11. Sensorstruktur (300) zum Bestimmen von Axial- und Winkelpositionen, wobei die Sensorstruktur (300) Folgendes umfasst: eine flexible Folie (350), die zur Anordnung in einer Zylinderformkonfiguration, die eine Achse umfasst, konfiguriert ist, einen an einer Linie angeordneten Magneten (310), wobei die Linie parallel zu oder kollinear mit der Achse ist, wobei die flexible Folie (350) einen Magnetsensor (320) umfasst, und wobei die flexible Folie (350) und der Magnet (310) so konfiguriert sind, dass der Magnet (310) bezüglich der flexiblen Folie (350) in der Zylinderformkonfiguration entlang der Linie verschoben werden kann.
  12. Sensorstruktur (300) nach Anspruch 11, wobei der Magnetsensor (320) eine Anordnung von GMR-Sensoren umfasst.
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