EP4251044A1 - Sensorvorrichtung, verwendung einer sensorvorrichtung und verfahren zur erfassung der eigenschaften eines hautbereichs - Google Patents

Sensorvorrichtung, verwendung einer sensorvorrichtung und verfahren zur erfassung der eigenschaften eines hautbereichs

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Publication number
EP4251044A1
EP4251044A1 EP21816046.3A EP21816046A EP4251044A1 EP 4251044 A1 EP4251044 A1 EP 4251044A1 EP 21816046 A EP21816046 A EP 21816046A EP 4251044 A1 EP4251044 A1 EP 4251044A1
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EP
European Patent Office
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skin area
sensor
skin
sensor device
sensor unit
Prior art date
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Pending
Application number
EP21816046.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Maral HEIDARY DASTJERDI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Original Assignee
LTS Lohmann Therapie Systeme AG
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Filing date
Publication date
Application filed by LTS Lohmann Therapie Systeme AG filed Critical LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Publication of EP4251044A1 publication Critical patent/EP4251044A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • Sensor device use of a sensor device and method for detecting the properties of an area of skin
  • the invention relates to a sensor device for detecting properties of a skin area, the use of such a sensor device and a method for detecting the properties of a main area.
  • Microneedle arrays also called microarrays, have a large number of microneedles, which are usually arranged on a carrier element, such as a patch, a plaster or the like, or are connected to a carrier element.
  • a carrier element such as a patch, a plaster or the like
  • Such microarrays have a large number of microneedles, for example 100 to 600 needles per cm 2 .
  • the needles are short, so that when the microneedles are pressed into the skin of a patient, the needles penetrate the skin only far enough so that nerves and blood vessels are not touched by the needle tips, if possible.
  • the microneedles contain an active substance or a drug.
  • the relevant active agent can be attached to a surface of the needles or can be arranged in the needles. It is preferred that the needles are made of a skin soluble material.
  • microarray am desired skin location is applied, that a correct insertion, in particular a correct insertion depth into the desired skin layer, takes place, that a correct/sufficient amount of active substance is released, that the application is reproducible, in particular independent of the respective skin condition, and/or that the active substance was only introduced at the desired location and, for example, did not subsequently diffuse to the surface.
  • the object of the invention is to create a sensor device for detecting the properties of a skin area, the use of such a sensor device and a method for detecting the properties of a skin area, whereby the introduction of a substance, in particular an active substance, on and/or in the skin can be detected.
  • the object is achieved according to the invention by a sensor device according to claim 1, a use of a sensor device according to claim 14 and a method according to claim 16.
  • the sensor device has at least one sensor unit.
  • Each sensor unit has at least one transmitter.
  • the at least one transmitter is designed to emit an electrical and/or magnetic signal to the skin.
  • the sensor unit has at least one receiver.
  • the at least one receiver is designed to measure an electrical and/or magnetic signal from the skin. It is preferred that the receiver for, in particular measuring, receiving the signal emitted by the at least one transmitter is is trained.
  • the sensor device also has a carrier device connected to the sensor unit. It is preferred that the carrier device is designed in one piece, also to be referred to as integral, with the at least one sensor unit.
  • Each of the sensor units is preferably designed in one piece with the carrier device. It is possible that the at least one sensor unit is received by the carrier device, for example that the at least one sensor unit is embedded in the carrier device. It is also possible for the at least one sensor unit to be connected to the carrier device by means of a positive fit and/or material connection, in particular by means of gluing.
  • the carrier device is preferably designed for arranging the sensor device on a skin that has the skin area to be detected.
  • the sensor device is designed in such a way that the at least one sensor unit is insulated and/or spaced apart from the skin. In other words, it is preferred that the at least one sensor unit has no direct skin contact.
  • the sensor device is preferably designed in such a way that the at least one sensor unit has indirect and/or indirect contact with the skin. It is possible here that the at least one sensor unit is insulated from the skin by a covering layer of the carrier device.
  • the covering layer has, in particular, protective copper lacquer and/or plastic, for example foil and/or resin.
  • the at least one sensor unit is preferably embedded in plastic, for example film and/or resin.
  • the sensor unit is preferably embedded in the carrier device, which has or consists of such materials.
  • the at least one sensor unit is coated with a protective copper lacquer.
  • the at least one receiver and/or the at least one transmitter is in this case in particular insulated and/or spaced apart from the skin. It is preferred that the carrier device is designed in such a way that there is an equidistant distance between the transmitter and/or receiver of the at least one sensor unit and the skin.
  • the insulation of the at least one sensor unit from the skin means that signals from the receiver and/or the transmitter are disrupted or distorted by skin contact, in a particularly advantageous manner.
  • the receiver and/or the transmitter is designed as a coil, it is particularly advantageous that due to the lack of direct contact with the skin, magnetic fields generated by the coil(s) are neither disturbed nor distorted.
  • the at least one sensor unit is designed in such a way that the transmitter and receiver are arranged gradiometric to the skin area to be detected.
  • the at least one sensor unit is designed to be reflective with respect to the skin area to be detected.
  • the transmitter and receiver of at least one sensor unit are preferably parallel to one another and/or parallel to the skin area to be detected.
  • the transmitter and receiver of the at least one sensor unit and preferably also the skin area to be detected are preferably offset vertically from one another. It is also possible for the transmitter and receiver of the at least one sensor unit to lie coaxially with one another.
  • the transmitter of the at least one sensor unit can lie within the receiver of this same sensor unit, or vice versa.
  • the above arrangement of the transmitter and receiver is converted to one another by an arrangement of the transmitter and receiver on or in the carrier device.
  • the transmitter and the receiver of the at least one sensor unit it is possible for the transmitter and the receiver of the at least one sensor unit to be arranged opposite one another on the carrier device, so that the skin area to be detected is covered by this opposite element of the sensor unit.
  • a tomographic arrangement of the sensor unit relative to the skin area to be detected is preferred. In this way, it is advantageously possible to detect or measure the area of skin located between the transmitter and receiver of the at least one sensor unit.
  • the sensor device is designed for differential measurement.
  • At least one coil of the receiver is arranged at a specific angle, for example 45°, to at least one coil of the transmitter.
  • a large transmitter coil and many smaller receiver coils it is possible for a large transmitter coil and many smaller receiver coils to be arranged in the vicinity of the transmitter coil. This arrangement can be concentric.
  • a sensor array made up of many coils in the transmitter and many coils in the receiver is also possible.
  • the carrier device has a film. It is preferred that the carrier device consists of a foil.
  • the carrier film is in particular adhesive, preferably designed to be stuck to the skin.
  • the sensor device is preferably implemented as a film sensor device, also to be referred to as a film sensor.
  • the sensor device has a fixing device for arranging the sensor unit and/or the carrier device on the skin area to be detected. It is preferred here that the fixing device is adhesive, for adhesive connection to the skin. It is preferred that the fixing device can be separated from the sensor unit and/or the carrier device.
  • the at least one transmitter and/or the at least one receiver has a magnet.
  • the magnet is preferably an electric magnet, also called an electromagnet.
  • the at least one transmitter and/or the at least one receiver consists of the magnet.
  • the at least one transmitter preferably has a coil, preferably consists of it. If the transmitter has at least one coil, this is preferably a transmitter coil.
  • the at least one receiver has a coil, preferably consists of it. If the receiver has at least one coil, this is preferably a receiver coil.
  • the transmitter is preferably designed to emit a primary magnetic field, which is preferably a directed magnetic field. In particular, this primary magnetic field generates an eddy current in the skin, also known as eddy current (EC).
  • EC eddy current
  • This eddy current in the skin generates a secondary magnetic field which, according to Lenz's law, is preferably in the opposite direction to the primary field. It is preferred that the at least one receiver is designed to receive this secondary magnetic field.
  • the received signal is dependent, in particular, on the dielectric, frequency-dependent electrical properties of the respective skin.
  • the receiver it is preferable for the receiver to be dimensioned and/or designed in such a way that the signal from the transmitter is not detected. This dimensioning and/or design has the advantage that the signal from the transmitter does not dominate too much compared to the signal from the skin and the interesting signal from the skin is therefore not lost in the noise. It is possible, for example, for the transmitter coil and/or the receiver coil to be a coil that can transmit and receive signals, so that it is designed as a transmitter/receiver coil.
  • the at least one sensor unit is designed for eddy current testing, also called EC testing, of the skin area to be detected. It is particularly preferred that the at least one sensor unit has, in particular consists of, an eddy current testing device, also known as an EC testing device.
  • the at least one sensor unit preferably has a sensing coil, in particular consists of it.
  • the sensor device is preferably an EC sensor device.
  • a coil of the receiver of the at least one sensor unit is preferably arranged, in particular coaxially, within a coil of the transmitter of this at least one sensor unit. It is particularly preferred that the at least at least one sensor unit has at least, in particular exactly, two receiver coils and at least, in particular exactly, one transmitter coil, with the at least two receiver coils preferably being arranged coaxially within the at least one transmitter coil. In this arrangement with at least two receiver coils, it is preferable for the receiver coils to be switched against one another. In this case, it is then preferably not the induction voltage of a receiver coil that is measured, but rather the metrologically more sensitive difference between the receiver coil voltages.
  • the transmitter of the at least one sensor unit is designed in such a way that it emits an alternating current, preferably in the ⁇ dispersion range.
  • the transmitter emits electromagnetic fields under different frequencies and/or frequency ranges. It is therefore preferred to send electromagnetic fields of different frequencies with the transmitter and preferably to receive them with the receiver. Accordingly, it is implemented in a particularly advantageous manner that a frequency spectrum can be recovered from the tissue which is characteristic of the area to be examined. This is comparable to a specific fingerprint, for example.
  • the receiver is preferably designed to receive different frequencies and/or frequency ranges.
  • the sensor device particularly preferably the at least one sensor unit, is preferably designed in such a way that the impedance or the alternating current resistance of the skin area to be detected can be measured.
  • the sensor device is therefore particularly preferably a bioimpedance spectroscopy device.
  • the sensor device has at least one evaluation device for receiving and/or evaluating the acquired and/or measured data and/or a control device for controlling, in particular for introducing signals. It is preferred that receiver and transmitter the at least one sensor unit are connected to the evaluation device via cables and/or conductor tracks, in order to transmit data and/or power.
  • the sensor device has a connection for connection to an evaluation device. The connection is particularly preferably designed to be connectable, so that the connection can be physically established and terminated.
  • the sensor device can, for example. Via a connector system, z. B. SMA, be connected to the evaluation device.
  • the senor device preferably the carrier device, has a communication device for, in particular external, communication. It is preferably a wireless communication device, so that the sensor device can communicate wirelessly, in particular with an evaluation device and/or a control device.
  • the communication device is designed for communication by means of Bluetooth and/or Wifi and/or radio.
  • the senor device preferably the carrier device, has an energy supply device.
  • the energy supply device has a preferably chargeable battery, and preferably consists of it.
  • the sensor device in particular the carrier device, is preferably designed to be essentially rectangular, in particular square or round, in particular circular, or oval. It is preferred that the sensor device, in particular the carrier device, has a maximum width of 100 millimeters, preferably a maximum of 10 millimeters. Alternatively or additionally, it is preferred that the sensor device, in particular the carrier device, has a maximum width of 100 millimeters, particularly preferably a maximum of 10 millimeters. On the other hand, the sensor device, in particular the carrier device, can essentially have a maximum circumference of 100 millimeters, particularly preferably a maximum of 10 millimeters. In a preferred embodiment, the sensor device has a plurality of sensor units, in particular at least four sensor units, with the sensor units preferably being arranged in an array.
  • the sensor device has a marking device for marking the skin area to be detected. It is particularly preferred that the carrier device has the marking device.
  • the marking device is preferably designed in such a way that it marks the skin area to be detected, preferably for a renewed arrangement of the sensor device on the skin area.
  • the sensor device can have a color marking that is transferred to the skin after the sensor device has been placed on the skin, in particular for the first time, and thus marks the arrangement, for example “paints” an arrangement scope of the sensor device on the skin. It is also possible for the marking device to mark or identify the skin area to be detected optically, for example via laser guidance, or acoustically.
  • the invention further relates to an application device for introducing an active substance into the skin.
  • the application device according to the invention has an active ingredient delivery device.
  • the active substance delivery device preferably has a microarray or an active substance patch, in particular it consists of them.
  • the application device has a sensor device according to one or more of the features described above. It is preferred that the active ingredient delivery device is connected to the sensor device, in particular in one piece.
  • the application device is designed in such a way that at least one of the receiver and the transmitter lies within the application area of the microarray and/or the application area of the micro-plaster. Alternatively or additionally, it is preferred that at least one of the receiver and transmitter is located outside the application area of the microarray or the application area of the active substance plaster.
  • the application device is designed with a microarray, it is possible for the receiver, transmitter and microneedles of the microarray to be arranged next to one another and/or alternately, or for the sensor unit and microneedles to be arranged next to one another and/or alternately.
  • the active ingredient delivery device of the application device has a microneedle carrier and/or a microneedle applicator. It is preferred here that the sensor device is connected to the microneedle carrier and/or the microneedle applicator, in particular is connected in one piece. It is preferred that the microneedle carrier is designed as in DE 10 2019200 555.8 A1 or as in DE 102019200561 A1. It is preferred that the microneedle applicator is designed as in DE 10 2019 200 563 A1 or DE 10 2019 200 557 A1 or DE 10 2019 122 948 A1 or DE 10 2020109563 A1.
  • the invention also includes the use of a sensor device having one or more of the features described above and an application device having one or more of the features described above.
  • the sensor or applicator device is used on a surface to be sensed to sense the properties of the surface.
  • the sensor or application device is used on an area of skin for detecting properties of the area of skin, in particular for detecting an active substance in the area of skin.
  • the sensor or application device is arranged multiple times, particularly preferably twice, on the surface to be detected in order to detect the properties. In particular, this arrangement takes place essentially in an identical position and/or in an identical orientation. It is thus implemented in a particularly advantageous manner that the identical surface area can be detected at different points in time and/or states and the different states can thus be compared with one another.
  • the invention includes a method for detecting the properties of a surface area, in particular a skin area.
  • the method according to the invention is carried out with a sensor device.
  • the sensor device has at least one sensor unit with at least one receiver and at least one transmitter. It is preferable for the transmitter and/or the receiver to have a coil, in particular to consist of one.
  • the method according to the invention has the steps described below, it being preferred that the steps take place in the order shown.
  • a first step consists in arranging the at least one sensor unit on the skin having the skin area to be detected in order to detect the skin area to be detected. It is preferred that the at least one sensor unit is arranged on the skin as described above for the sensor device. Preferably, the at least one sensor unit is arranged gradiometrically and/or reflectively on the skin. On the other hand, a tomographic arrangement of the at least one sensor unit on the skin is possible.
  • a second step of the method involves the introduction of a first electrical and/or magnetic signal to and/or into the skin area to be detected via the transmitter of the at least one sensor unit.
  • the first signal has a primary magnetic field, in particular consists of it. It is preferred that the introduction of the first signal generates eddy currents in the skin area to be detected.
  • the We belstroms preferably generate a secondary magnetic field in the skin area to be detected.
  • a third step consists in the detection of a first resulting signal on the skin area to be detected via the receiver of the at least one sensor unit.
  • the first resulting signal preferably has the eddy currents generated by the introduced first signal or the secondary magnetic field in the skin area to be detected, and in particular consists of it. It is preferable that the impedance of the skin area to be detected is measured.
  • the difference in particular the phase difference and/or the amplitude difference, is then measured between the first introduced signal and the first resulting signal.
  • the first measurement result it is preferable for the first measurement result to be recorded, based on this measurement.
  • the at least one sensor unit has at least two receiver coils, it is preferable to measure the difference between the receiver coil voltages of these receiver coils.
  • a second electrical and/or magnetic signal is introduced to and/or into the skin via the transmitter of the at least one sensor unit.
  • the second signal is preferably essentially identical to the first signal. It is preferred that the fifth step is performed in accordance with one or more features of the second step described above.
  • a preferred step six then includes detecting a second resultant signal at the skin via the receiver of the at least one sensor unit. It is preferred that the sixth step is performed in accordance with one or more features of the third step described above.
  • the difference in particular the phase difference and/or the amplitude difference, is then measured between the second input signal and the second resulting signal, preferably for recording a second measurement result.
  • a preferred eighth step comprises the evaluation of the measurements. It is particularly preferred here that the evaluation includes a comparison of the recorded measurement results, in particular the first and the second measurement result. In a preferred embodiment, in addition to the introduction, acquisition and measurement of a first and a second signal, any number of further signals can be introduced, acquired and/or measured.
  • carrying out the second, third and fourth step together is a first impedance determination and/or carrying out the fifth, sixth and seventh step together is a second impedance determination. Further such impedance detections are then preferably possible.
  • the method has a further step of removing the at least one sensor unit after the resulting signal, in particular the first resulting signal, has been detected.
  • the step of rearranging the at least one sensor unit preferably also takes place before the next, in particular the second, electrical and/or magnetic signal is introduced. It is thus preferably implemented in that the at least one sensor unit is initially arranged on the skin and a first skin area detection is carried out. then the at least one sensor unit is preferably removed from the location to be detected. An initial state of the skin area to be detected can thus preferably be detected. It is then possible in particular to influence the skin area, for example by introducing an active substance, in particular by means of a microarray. It is then preferably possible to arrange the at least one sensor unit again, in particular in an identical position and/or in an identical manner, and then to record the skin area again in order to make a change in the skin properties after the action, in particular after the active substance has been introduced.
  • the signals in particular the first and/or the second signal, are introduced over a period of approximately three seconds.
  • the signal is introduced in two seconds, particularly preferably in one second.
  • a period of time elapses between the detection of a resulting signal and the renewed introduction of a further signal.
  • a period of time preferably elapses between an impedance detection and a further impedance detection. If more than two measurements are taken, in particular more than two impedance measurements, the periods of time in between can be equal, increasing or decreasing. For example, 0.25h; 0.5h; lh; 6h; 12h; 24 hours between multiple acquisitions. In this way, particularly advantageous information can be obtained about a rapid or slow release of an active substance in the skin area to be detected. This is of particular interest for microarray patches that dissolve quickly or slowly, e.g. have immediate or sustained release profiles.
  • the invention also features a method of detecting drug delivery to an area of skin.
  • This method includes the step of performing a method described above.
  • the active ingredient is preferably introduced by means of microneedles or by means of an active ingredient patch. It is preferred that the active substance is introduced after the resulting signal has been detected, in particular after the first resulting signal has been detected.
  • the active substance it is also possible for the active substance to be introduced before the method described above for detecting the properties of a surface region is carried out.
  • the above-described method for detecting the properties of a surface area, in particular a skin area, and/or the above-described method for detecting the introduction of active substance into a skin area takes place by means of an above-described sensor device or an above-described application device.
  • the sensor device it is not necessary here for the sensor device to have a carrier device when the method is carried out.
  • the sensor device can have one or more features of the sensor device described above, independently of the carrier device.
  • the device(s) and/or method(s) according to the invention is/are implemented particularly advantageously in the evaluation of microarray applications: On the one hand, feedback on the application can be obtained since the impedance of the skin changes after penetration by needles; on the other hand, one has information about the active ingredient distribution under the skin and thus feedback about the efficiency of the microarray delivery.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a sensor device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment of the sensor device according to the invention in use
  • FIG. 3 and 4 schematic plan views of further inventive embodiments of a sensor device
  • FIG. 5 shows a schematic plan view of an embodiment of an application device according to the invention
  • FIG. 6 and 7 schematic, sectional side views of further embodiments of a sensor device according to the invention.
  • FIG. 8 shows a schematic, sectional side view of a further embodiment of an application device according to the invention.
  • Figs. 9a and 9b a schematic, sectional side view of a further embodiment of an application device according to the invention in two states
  • FIG. 10 and 11 schematic sectional views of further embodiments of an application device according to the invention
  • Fig. 12 is a schematic representation of the invention
  • Fig. 1 schematically shows a plan view of the underside of a sensor device 10 according to the invention.
  • the sensor device 10 has a carrier device 20, which is designed here as a flexible film 22, so that it can be applied, in particular over the entire surface, to a, for example, tortuous part of the body. It is preferred that the underside of the film 22 shown has an adhesive surface 23, this being achieved in particular by means of adhesive on the film.
  • the sensor device 10 has a sensor unit 13 on the underside of the sensor device 10 shown.
  • the sensor unit 13 has a transmitter 14 and a receiver 18 located opposite.
  • the transmitter 14 shown below is a transmitter coil 14.
  • the receiver 18 shown above is a receiver coil 18.
  • a transmitter coil and/or a receiver coil around a Coil is that can send and receive signals, so that it is designed as a transmitter / receiver coil.
  • Located between the coils 14, 18 is the skin area 12 to be detected, which is shown here by the dashed area 12 as an example.
  • a tomographic version of the sensor unit 13 is shown.
  • the transmitter coil 14 emits a signal, shown by way of example via the arrows 16 .
  • the signal is emitted in particular to the skin area 12 to be detected, on which the sensor device 10 is arranged.
  • the emitted signal is in particular an electrical and/or magnetic signal. It is particularly preferred that it is a magnetic field. It is preferred that the transmitter coil 14 emits an alternating current. The receiver coil 18 receives a signal resulting from the emitted signal 16 Sig. It is particularly preferred that the impedance is determined by means of the transmitted and received signals.
  • the coils 14, 18 are connected to cables 32, for example for data and/or signal and/or power transmission, which are preferably conductor tracks. A connection to a connection 34 with contacts 36 is made possible via the cables 32 . It is preferred that the connection 34 is located on the opposite, not shown, front side of the sensor device 10 . It is preferred that the receiver coil 18 and the transmitter coil 14 lie within the carrier device 20 and therefore have no direct skin contact.
  • Be particularly preferably receiver coil 18 and transmitter coil 14 are enclosed by the carrier device. Communication, for example with an evaluation device (see, for example, FIG. 2), is possible via the preferably external connection 34 .
  • the sensor device 10, in particular the carrier device 20 to have a wireless communication device (not shown), for example for wireless communication with an evaluation device.
  • the Sensor device 10, in particular the carrier device 20 have a preferably rechargeable battery.
  • the battery is a rechargeable battery.
  • FIG. 2 schematically shows the use of a sensor device 10 according to the invention on a skin area 12, shown here an arm area 44. It is preferred that the sensor device 10 from FIG. 2 is designed based on the sensor device 10 from FIG.
  • the underside of the film 22 is arranged, in particular adhesively, on the skin area 12 of the arm 44 to be detected.
  • the property of the skin area 12 can be determined via the signals emitted and accordingly detected as a result at the receiver coil 18, in particular via the determined impedance.
  • An evaluation device 30 can be connected via the connection 34 for current and/or data-transmitting communication.
  • the connection is preferably made via the contacts 36 of the connection 34 and the contacts 42 of the corresponding connection 40 of the evaluation device 30.
  • the evaluation device 30 and connection 40 of the evaluation device 30 are connected via a cable 38.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a sensor device 10 according to the invention.
  • the sensor device 10 from FIG. 3 essentially corresponds to the embodiment of the sensor device 10 from FIG.
  • the marking device 46 is shown as a colored marking arranged on the outer edge of the film 22 . This color marking is preferably designed in such a way that when the sensor device 10 is arranged on a skin area, a color marking is transferred to the skin area. To If sensor device 10 is removed, sensor device 10 can be arranged identically on the same area of skin due to the template-like marking when sensor device 10 is arranged again.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a sensor device 10 according to the invention.
  • the sensor device 10 from Fig. 4 is based on the embodiment of the sensor device 10 from Fig. 1.
  • the sensor unit 13 in Fig. 4 not tomographic, but reflective.
  • Transmitter coil 14 and receiver coil 18 of sensor unit 13 are arranged coaxially within carrier device 20 .
  • the transmitter coil 14 emits a primary magnetic field.
  • the primary magnetic field generates 12 eddy currents in the skin area to be grasped.
  • the eddy currents preferably produce a secondary magnetic field which can be detected by the receiver coil 18 .
  • transmitter coil 14 and receiver coil 18 it is also possible, for example, to arrange transmitter coil 14 and receiver coil 18 in parallel, so that preferably skin area 12 to be detected is parallel under receiver coil 18, and receiver coil 18 is parallel under transmitter coil 14.
  • Fig. 5 shows an embodiment of an application device 100 according to the invention.
  • the microarray 104 has a plurality of microneedles 110 .
  • the film 22 thus essentially represents the carrier device for the coils 14a-14d, 18a-18d and a microarray patch for the microarray 104.
  • the property of the skin area in between can be detected, this skin area being influenced in particular due to the action of the microarray 104.
  • FIG. 5 is again a tomographic sensor device 10.
  • the coils 14a-14d and 18a-18d can be scanning coils and thus a non-tomographic arrangement is implemented.
  • FIG. 6 schematically shows a further embodiment of a sensor device 10 according to the invention in a sectional side view.
  • the sensor device in particular the sensor unit 13, is arranged reflectively to a skin area 12 of a person's skin 48 to be detected.
  • the transmitter coil 14 emits a primary magnetic field 16'.
  • the primary magnetic field 16' generates eddy currents 16" in the skin area 12 to be detected.
  • the eddy currents 16" generate a secondary magnetic field 16'", which can be detected by the receiver coil 18.
  • FIG. 7 schematically shows a further embodiment of a sensor device 10 according to the invention in a sectional side view, which essentially corresponds to the embodiment from FIG.
  • the transmitter coil 14 and receiver coil 18 are not arranged parallel one above the other, but are arranged coaxially.
  • the receiver coil 18 is in this case arranged within the coil 14 Sen.
  • Fig. 8 shows a schematic, sectional side view of an embodiment of an application device 100 according to the invention with an embodiment form of a sensor device 10 according to the invention.
  • the design of the sensor device 10 essentially corresponds to the design from FIG.
  • the microarray carrier 106 is connected to the carrier device 20 of the sensor device 10, preferably in one piece.
  • the initial state of the skin area 12 can be detected with the sensor device 10.
  • a change can then be measured by at least one renewed detection of the skin area 12 with the sensor device 10.
  • Figs. 9a, 9b show a schematic sectional side view of another embodiment of an application device 100 according to the invention with an embodiment of a sensor device 10 according to the invention.
  • the sensor device essentially corresponds to the sensor device 10 from FIG. 8.
  • the application device 100 is based on the application device 100 from FIG.
  • the embodiment from FIGS. 9a, 9b has a microneedle applicator 108 in which the microarray carrier 106 is movably arranged for application of the microarray 104.
  • the microarray carrier 106 or the microarray 104 is in the non-applied state (top).
  • the microarray 104 is applied in the skin area 12 (downward).
  • the skin area 12 can be detected by means of a sensor device 10 before, during and/or after the application.
  • FIG. 10 shows an embodiment according to the invention of an application device 100 with an active ingredient delivery device 102 which has a microarray 104 and a microneedle carrier 106 carrying the microarray 104 .
  • Micro-needle carriers 106 and/or micro-array 104 are in this case designed in particular as disclosed in DE 10 2019 200 558 A1.
  • the sensor unit 13 of the sensor device 10 is in this case connected to the microneedle carrier 106, preferably in one piece.
  • the sensor unit 13 is arranged in particular within the microneedle carrier 106 .
  • FIG. 11 shows an embodiment of an application device 100 according to the invention.
  • a sensor device 10 according to the invention is here integrated into a microneedle applicator 108 . It is preferably the microneedle carrier from DE 10 2019 200 558 A1. If the microneedle applicator 108 is arranged on the skin, a skin area can be detected via the sensor device 10 . Based on the embodiment from FIG. 10, this is possible before and after an application.
  • the sensor device 10 has a plurality of sensor units 13 .
  • FIG. 12 schematically shows an embodiment of the method according to the invention for detecting the properties of a skin area as part of an embodiment of a method according to the invention for detecting the introduction of an active substance into a skin area.
  • FIG. 1 shows the arrangement of a sensor device 10 on a skin area 12 to be detected. This preferably makes it possible to detect the initial state of the skin.
  • II shows the introduction of the active substance into the skin area 12 by means of a microarray 104.
  • the sensor device 10 shown in I was removed from the skin area. It is preferably possible here that the first application (I) of the sensor device 10 has left a colored mark 47 on the skin area.
  • the property of the skin area 12 to be detected can thus be detected by means of the sensor device 10 before an active substance is introduced (I) and after an active substance is introduced (III). It is advantageously possible here to carry out an evaluation of the active substance introduced, in particular by means of a microarray 104 .

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Abstract

Eine Sensorvorrichtung (10) zur Erfassung von Eigenschaften eines Hautbereichs (12), mit mindestens einer Sensoreinheit (13); und einer mit der Sensoreinheit (13) verbundenen Trägervorrichtung (20); wobei die Trägervorrichtung (20) mit dem zu erfassenden Hautbereich (12) verbindbar ist; und wobei die Sensoreinheit (13) einen Sender (14) zur Abgabe eines elektrischen und/der magnetischen Signals (16) an den zu erfassende Hautbereich (12), und einen Empfänger (18) zur Messung eines zu dem vom Sender (14) abgegebenen Signal (16) resultierenden Signals (16) von dem Hautbereich (12) aufweist. Ferner eine Verwendung einer derartigen Sensorvorrichtung. Darüber hinaus ein Verfahren zur Erfassung der Eigenschaften eines Hautbereichs.

Description

Sensorvorrichtung, Verwendung einer Sensorvorrichtuna und Verfah- ren zur Erfassung der Eigenschaften eines Hautbereichs
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Eigenschaften eines Hautbereichs, die Verwendung einer derartigen Sensorvorrichtung sowie ein Verfahren zur Erfassung der Eigenschaften eines Hauptbereichs.
Neben klassischen Formen der Wirkstoffverabreichung, wie beispielsweise dem Schlucken von Medikamenten oder Injizieren von Arznei oder dergleichen, exis tieren Konzepte zur Wirkstoffapplikation über die Haut. Von besonderer Bedeu tung sind hierbei Wirkstoffpflaster und Mikronadeln.
Mikronadelarrays, auch Mikroarrays genannt, weisen eine Vielzahl von Mikrona deln auf, die üblicherweise an einem Trägerelement, wie einem Patch, einem Pflaster oder dergleichen, angeordnet beziehungsweise mit einem Trägerele ment verbunden sind. Derartige Mikroarrays weisen eine hohe Anzahl an Mikro nadeln, von beispielsweise 100 bis 600 Nadeln pro cm2 auf. Die Nadeln weisen eine geringe Länge auf, so dass beim Eindrücken der Mikronadeln in die Haut eines Patienten, die Nadeln nur so weit in die Haut eindringen, dass Nerven und Blutgefäße möglichst nicht von Nadelspitzen berührt werden. Die Mikronadeln weisen einen Wirkstoff beziehungsweise ein Medikament auf. Der entspre chende Wirkstoff kann an einer Oberfläche der Nadeln angebracht sein oder in den Nadeln angeordnet sein. Es ist bevorzugt, dass die Nadeln aus einem sich in der Haut auflösendem Material hergestellt sind.
Zur erfolgreichen Applikation eines Mikroarrays, insbesondere zur erfolgreichen Medikation mit Mikroarrays, ist es u. a. entscheidend, dass das Mikroarray am gewünschten Hautort appliziert wird, dass eine korrekte Einbringung, insbeson dere eine korrekte Einbringtiefe in die gewünschte Hautschicht, erfolgt, dass eine korrekte/ausreichende Wirkstoff menge freigegeben wird, dass die Applika tion reproduzierbar, insbesondere unabhängig von der jeweiligen Hautbeschaf fenheit, ist und/oder dass der Wirkstoff ausschließlich am gewünschten Ort ein gebracht wurde und beispielsweise nicht anschließend an die Oberfläche diffun dierte.
Aktuell existieren keinerlei Vorrichtungen und/oder Verfahren zur Evaluierung der korrekten Applikation von Mikroarrays.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Eigen schaften eines Hautbereichs, eine Verwendung einer derartigen Sensorvorrich tung sowie ein Verfahren zur Erfassung der Eigenschaften eines Hautbereichs zu schaffen, wodurch die Einbringung eines Stoffs, insbesondere eines Wirk stoffs, auf und/oder in die Haut erfasst werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Verwendung einer Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 14 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 16.
Bei der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung zur Erfassung von Eigenschaften eines Hautbereichs handelt es sich insbesondere um eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines Wirkstoffs in einem Hautbereich. Die Sensorvorrichtung weist zumindest eine Sensoreinheit auf. Jede Sensoreinheit weist mindestens einen Sender auf. Der mindestens eine Sender ist zur Abgabe eines elektrischen und/oder magnetischen Signals an die Haut ausgebildet. Ferner weist die Sen soreinheit zumindest einen Empfänger auf. Der mindestens eine Empfänger ist zur Messung eines elektrischen und/oder magnetischen Signals von der Haut ausgebildet. Bevorzugt ist es, dass der Empfänger zum, insbesondere messen den, Empfangen des durch den mindestens einen Sender abgegebenen Signals ausgebildet ist. Die Sensorvorrichtung weist darüber hinaus eine mit der Sen soreinheit verbundene Trägervorrichtung auf. Bevorzugt ist es, dass die Träger vorrichtung einstückig, auch als integral zu bezeichnen, mit der mindestens ei nen Sensoreinheit ausgeführt ist. Vorzugsweise ist jede der Sensoreinheit, ins besondere alle Sender und alle Empfänger, einstückig mit der Trägervorrichtung ausgeführt. Möglich ist es, dass die mindestens eine Sensoreinheit von der Trä gervorrichtung aufgenommen wird, beispielsweise, dass die mindestens eine Sensoreinheit in die Trägervorrichtung eingebettet ist. Möglich ist es auch, dass die mindestens eine Sensoreinheit mittels Formschluss und/oder Stoffschluss, insbesondere mittels Klebens, mit der Trägervorrichtung verbunden sind. Die Trägervorrichtung ist vorzugsweise zur Anordnung der Sensorvorrichtung auf einer den zu erfassenden Hautbereich aufweisenden Haut ausgeführt.
In bevorzugter Ausführung ist die Sensorvorrichtung derart ausgeführt, dass die mindestens eine Sensoreinheit isoliert und/oder beabstandet zur Haut ist. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Sensoreinheit keinen direkten Hautkontakt aufweist. Bevorzugt ist Sensorvorrichtung derart ausge führt, dass die mindestens eine Sensoreinheit indirekten und/oder mittelbaren Kontakt zur Haut aufweist. Möglich ist es hierbei, dass die mindestens eine Sen soreinheit durch eine Abdeckschicht der Trägervorrichtung von der Haut isoliert ist. Die Abdeckschicht weist insbesondere Kupferschutzlack und/oder Kunst stoff, z.B. Folie und/oder Harz auf. Bevorzugt ist die mindestens eine Sensorein heit in insbesondere Kunststoff, z.B. Folie und/oder Harz eingebettet. Bevorzugt ist die Sensoreinheit in die Trägervorrichtung eingebettet, die derartige Materi alien aufweist oder daraus besteht. Insbesondere ist die mindestens eine Sen soreinheit mit Kupferschutzlack beschichtet. Der mindestens eine Empfänger und/oder der mindestens eine Sender ist hierbei insbesondere derart isoliert und/oder beabstandet zur Haut ausgeführt. Bevorzugt ist es, dass die Träger vorrichtung derart ausgeführt ist, dass ein äquidistanter Abstand von Sender und/oder Empfänger der mindestens einen Sensoreinheit zur Haut vorliegt. Durch die Isolation der mindestens eine Sensoreinheit von der Haut ist es ins besondere vorteilhaft umgesetzt, dass Signale des Empfängers und/oder des Senders durch den Hautkontakt gestört bzw. verzerrt werden. Bei Ausführung des Empfängers und/oder des Senders als Spule ist insbesondere vorteilhaft umgesetzt, dass aufgrund des fehlenden direkten Kontakts mit der Haut, Mag netfelder welche von der/den Spule/n erzeugt werden weder gestört noch ver zerrt werden.
Bevorzugt ist es, dass die mindestens eine Sensoreinheit derart ausgeführt ist, dass Sender und Empfänger gradiometrisch zum zu erfassenden Hautbereich angeordnet sind. Insbesondere ist die mindestens eine Sensoreinheit reflektiv zum zu erfassenden Hautbereich ausgeführt. Sender und Empfänger der min destens einen Sensoreinheit liegen bevorzugt parallel zueinander und/oder pa rallel zum zu erfassenden Hautbereich. Bevorzugt liegen Sender und Empfänger der mindestens einen Sensoreinheit sowie vorzugsweise ebenfalls der zu erfas senden Hautbereich vertikal versetzt zueinander. Möglich ist es auch, dass Sen der und Empfänger der mindestens einen Sensoreinheit koaxial zueinander lie gen. Der Sender der mindestens einen Sensoreinheit kann innerhalb des Emp fängers ebendieser Sensoreinheit liegen, oder umgekehrt. Bevorzugt ist es, dass die vorstehende Anordnung von Sender und Empfänger zueinander durch eine Anordnung von Sender und Empfänger auf oder in der Trägervorrichtung um gesetzt ist. Andererseits ist es möglich, dass der Sender und der Empfänger der mindestens einen Sensoreinheit gegenüberliegend auf der Trägervorrichtung angeordnet sind, so dass der zur erfassende Hautbereich durch diese sich ge genüberliegenden Element der Sensoreinheit abgedeckt ist. Bevorzugt ist dem nach eine tomographische Anordnung der Sensoreinheit zum zu erfassenden Hautbereich. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, den zwischen Sender und Empfänger der mindestens einer Sensoreinheit liegenden Hautbereich zu erfas sen bzw. zu messen. Besonders bevorzugt ist es, dass die Sensorvorrichtung zur differentiellen Messung ausgeführt ist. Hierdurch ist es bevorzugt umge setzt, dass innerhalb kurzer Zeiträume, insbesondere innerhalb von wenigen Sekunden oder Millisekunden, Messungen des zwischen Sender und Empfänger der mindestens einer Sensoreinheit befindlichen Hautbereichs durchgeführt werden. Möglich ist es, dass mindestens eine Spule des Empfängers in einem bestimmten Winkel, z.B. 45°, zu mindestens einer Spule des Senders angeord net ist. Andererseits ist es möglich, dass eine große Senderspule und viele klei ner Empfängerspulen in Umgebung der Senderspule angeordnet werden. Diese Anordnung kann konzentrisch sein. Möglich ist auch ein Sensorarray aus vielen Spulen des Senders und vielen Spulen des Empfängers.
In bevorzugter Ausführung weist die Trägervorrichtung eine Folie auf. Bevorzugt ist es, dass die Trägervorrichtung aus einer Folie besteht. Die Trägerfolie ist insbesondere adhäsiv, vorzugsweise zum Aufkleben auf der Haut ausgebildet. Bevorzugt ist hierdurch die Sensorvorrichtung als eine Foliensensorvorrichtung, auch als Foliensensor zu bezeichnen, umgesetzt.
Es ist bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung eine Fixiervorrichtung zur Anord nung der Sensoreinheit und/oder der Trägervorrichtung auf dem zu erfassenden Hautbereich aufweist. Bevorzugt ist es hierbei, dass die Fixiervorrichtung adhä siv, zur klebenden Verbindung mit der Haut ausgebildet ist. Bevorzugt ist es, dass die Fixiervorrichtung von der Sensoreinheit und/oder der Trägervorrich tung separierbar ist.
In bevorzugter Ausführung weist der mindestens eine Sender und/oder der min destens eine Empfänger einen Magnet auf. Bevorzugt handelt es sich bei dem Magnet um einen elektrischen Magnet, auch Elektromagnet genannt. Insbeson dere besteht der mindestens eine Sender und/oder der mindestens eine Emp fänger aus dem Magnet. Bevorzugt weist der mindestens eine Sender eine Spule auf, besteht vorzugsweise daraus. Weist der Sender mindestens eine Spule auf, handelt es sich dabei vorzugsweise um eine Senderspule. Insbesondere weist der mindestens eine Empfänger eine Spule auf, besteht vorzugsweise daraus. Weist der Empfänger mindestens eine Spule auf, handelt es sich dabei vorzugs weise um eine Empfängerspule. Der Sender ist bevorzugt zur Abgabe eines Pri märmagnetfelds ausgebildet, wobei es sich vorzugsweise um ein gerichtetes Magnetfeld handelt. Insbesondere erzeugt dieses Primärmagnetfeld in der Haut einen Wirbelstrom, auch Eddy Current (EC) genannt. Dieser Wirbelstrom in der Haut erzeugt ein sekundäres Magnetfeld, welches vorzugsweise nach der Lenz- schen Regel dem Primärfeld entgegengerichtet ist. Bevorzugt ist es, dass der mindestens eine Empfänger ausgebildet ist, dieses sekundäre Magnetfeld zu empfangen. Hierbei ist das empfangene Signal, insbesondere abhängig von den dielektrischen, frequenzabhängigen elektrischen Eigenschaften der jeweiligen Haut. Bevorzugt ist es, dass der Empfänger dabei so dimensioniert und/oder ausgelegt ist, dass das Signal des Senders nicht detektiert wird. Diese Dimen sionierung und/oder Auslegung hat den Vorteil, dass das Signal des Senders gegenüber dem Signal aus der Haut nicht zu stark dominiert und somit nicht das interessante Signal aus der Haut im Rauschen untergeht. Möglich ist es bspw., dass es sich bei der Senderspule und/oder der Empfängerspule um eine Spule handelt, die Signale senden und empfangen kann, so dass diese als Sen- der-/Empfängerspule ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt ist es, dass die mindestens eine Sensoreinheit zur Wir belstromprüfung, auch EC-Prüfung genannt, des zu erfassenden Hautbereichs ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist es, dass die mindestens eine Sensorein heit eine Wirbelstromprüfvorrichtung, auch EC-Prüfvorrichtung genannt, auf weist, insbesondere daraus besteht. Die mindestens eine Sensoreinheit weist vorzugsweise eine Tastspule auf, besteht insbesondere daraus. Vorzugsweise handelt es sich bei der Sensorvorrichtung um eine EC-Sensorvorrichtung.
Vorzugsweise ist eine Spule des Empfängers der mindestens einen Sensorein heit, insbesondere koaxial innerhalb einer Spule des Senders dieser mindestens einen Sensoreinheit angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, dass die mindes- tens einen Sensoreinheit mindestens, insbesondere exakt, zwei Empfängerspu len und mindestens, insbesondere exakt, eine Senderspule aufweist, wobei be vorzugt die mindestens zwei Empfängerspulen, vorzugsweise koaxial, innerhalb der mindestens eine Senderspule angeordnet sind. Bei dieser Anordnung mit mindestens zwei Empfängerspulen, ist es bevorzugt, dass die Empfängerspulen gegeneinander geschaltet werden. In diesem Fall wird dann bevorzugt nicht die Induktionsspannung einer Empfängerspule gemessen, sondern die messtech nisch empfindlichere Differenz zwischen den Empfängerspulenspannungen.
Es ist bevorzugt, dass der Sender der mindestens einen Sensoreinheit derart ausgeführt ist, dass dieser einen Wechselstrom, vorzugsweise in ß-Dispersions- bereich, abgibt. Insbesondere gibt der Sender elektromagnetische Felder unter schiedlicher Frequenzen und/oder Frequenzbereiche ab. Bevorzugt ist es somit, elektromagnetische Felder unterschiedlicher Frequenzen mit dem Sender zu senden, sowie vorzugsweise mit dem Empfänger zu empfangen. Demnach ist insbesondere vorteilhaft umgesetzt, dass aus dem Gewebe ein Frequenzspekt rum zurückerhalten werden kann, welches charakteristisch für den zu untersu chenden Bereich ist. Dies ist bspw. vergleichbar mit einem spezifischen Finger abdruck. Der Empfänger ist vorzugsweise zum Empfangen unterschiedlicher Frequenzen und/oder Frequenzbereiche ausgeführt.
Bevorzugt ist die Sensorvorrichtung, besonders bevorzugt die mindestens eine Sensoreinheit, derart ausgeführt, dass die Impedanz bzw. der Wechselstromwi derstand des zu erfassenden Hautbereichs gemessen werden kann. Besonders bevorzugt handelt es sich somit bei der Sensorvorrichtung um eine Bioimpe- danz-Spektroskopie-Vorrichtung.
In bevorzugter Ausführung weist die Sensorvorrichtung zumindest eine Auswer tungsvorrichtung zum Empfangen und/oder Auswerten der erfassten und/oder gemessenen Daten auf und/oder eine Steuervorrichtung zur Steuerung, insbe sondere Signaleinbringung auf. Es ist bevorzugt, dass Empfänger und Sender der mindestens einen Sensoreinheit über Kabel und/oder Leiterbahnen mit der Auswertungsvorrichtung, daten- und/oder stromübertragend verbunden sind. Insbesondere weist die Sensorvorrichtung einen Anschluss zur Verbindung mit einer Auswertungsvorrichtung auf. Besonders bevorzugt ist der Anschluss kop pelbar ausgeführt, so dass die Verbindung physisch hergestellt und beendet werden kann. Die Sensorvorrichtung kann bspw. über ein Steckersystem, z. B. SMA, mit der Auswertungsvorrichtung verbindbar sein. Es ist bevorzugt, insbe sondere alternativ oder zusätzlich zur kabelgebundenen Verbindung, dass die Sensorvorrichtung, vorzugsweise die Trägervorrichtung, eine Kommunikations vorrichtung zur, insbesondere externen, Kommunikation aufweist. Bevorzugt handelt es sich um eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, sodass die Sen sorvorrichtung drahtlos, insbesondere mit einer Auswertungsvorrichtung und/o der einer Steuervorrichtung kommunizieren kann. Insbesondere ist die Kommu nikationsvorrichtung zur Kommunikation mittels Bluetooth und/oder Wifi und/o der Funk ausgebildet.
Es ist bevorzugt, dass die die Sensorvorrichtung, vorzugsweise die Trägervor richtung, eine Energieversorgungsvorrichtung aufweist. Insbesondere weist die Energieversorgungsvorrichtung eine, vorzugsweise ladbare, Batterie auf, be steht vorzugsweise daraus.
Vorzugsweise ist die Sensorvorrichtung, insbesondere die Trägervorrichtung, im Wesentlichen rechteckig, insbesondere quadratisch oder rund, insbesondere kreisrund, oder oval ausgeführt. Es ist bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung, insbesondere die Trägervorrichtung, eine Breite von maximal 100 Millimeter, bevorzugt maximal 10 Millimetern aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist es be vorzugt, dass die Sensorvorrichtung, insbesondere die Trägervorrichtung, eine Breite von maximal 100 Millimetern, besonders bevorzugt von maximal 10 Mil limetern aufweist. Andererseits kann die Sensorvorrichtung, insbesondere die Trägervorrichtung, im Wesentlichen einen Umfang von maximal 100 Millime tern, besonders bevorzugt von maximal 10 Millimetern aufweisen. In bevorzugter Ausführung weist die Sensorvorrichtung mehrere Sensoreinhei ten, insbesondere mindestens vier Sensoreinheiten, auf, wobei die Sensorein heiten vorzugsweise in einem Array angeordnet sind.
Es ist bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung eine Markierungsvorrichtung zur Markierung des zu erfassenden Hautbereichs aufweist. Besonders bevorzugt ist es, dass die Trägervorrichtung die Markierungsvorrichtung aufweist. Die Mar kierungsvorrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie den zu erfas senden Hautbereich, vorzugsweise für eine erneute Anordnung der Sensorvor richtung auf dem Hautbereich, markiert. Beispielsweise kann die Sensorvorrich tung eine Farbmarkierung aufweisen, die nach, insbesondere erstmaliger An ordnung der Sensorvorrichtung auf der Haut, auf die Haut übertragen wird und somit die Anordnung markiert, zum Beispiel einen Anordnungsumfang der Sen sorvorrichtung auf die Haut "malt". Es ist auch möglich, dass die Markierungs vorrichtung optisch, beispielsweise über Laserführung, oder akustisch den zu erfassenden Hautbereich markiert bzw. identifiziert.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Applikationsvorrichtung zur Einbringung ei nes Wirkstoffs in die Haut. Die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung weist eine Wirkstoffabgabevorrichtung auf. Bevorzugt weist die Wirkstoffabgabevor richtung ein Mikroarray oder ein Wirkstoffpflaster auf, besteht insbesondere da raus. Ferner weist die Applikationsvorrichtung eine Sensorvorrichtung gemäß einem oder mehrerer der oben beschriebenen Merkmale auf. Es ist bevorzugt, dass die Wirkstoffabgabevorrichtung mit der Sensorvorrichtung, insbesondere einstückig, verbunden ist.
Über die erfindungsgemäße Applikationsvorrichtung ist es vorteilhaft möglich, insbesondere gleichzeitig, eine Wirkstoffabgabe an die Haut bei gleichzeitiger und/Messung mittels Sensorvorrichtung vorzunehmen. Somit kann vorteilhaft eine direkte Evaluierung der Applikation vorgenommen werden. In bevorzugter Ausführung ist die Applikationsvorrichtung derart ausgeführt, dass zumindest einer von Empfänger und Sender innerhalb des Applikationsbe reichs des Mikroarrays und/oder des Applikationsbereichs des Mikropflasters liegt. Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass zumindest einer von Emp fänger und Sender außerhalb des Applikationsbereichs des Mikroarrays oder des Applikationsbereichs des Wirkstoffpflasters liegt. Bei Ausführung der Applikati onsvorrichtung mit Mikroarray ist es möglich, dass Empfänger, Sender und Mik ronadeln des Mikroarrays nebeneinander und/oder alternierend angeordnet sind oder, dass Sensoreinheit und Mikronadeln nebeneinander und/oder alternierend angeordnet sind.
Es ist bevorzugt, dass die Wirkstoffabgabevorrichtung der Applikationsvorrich tung einen Mikronadelträger und/oder einen Mikronadelapplikator aufweist. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung mit dem Mikronadelträger und/oder dem Mikronadelapplikator verbunden, insbesondere einstückig ver bunden ist. Es ist bevorzugt, dass der Mikronadelträger hierbei wie in DE 10 2019200 555.8 Al oder wie in DE 102019200561 Al ausgeführt ist. Bevorzugt ist es, dass der Mikronadelapplikator wie in DE 10 2019 200 563 Al oder DE 10 2019 200 557 Al oder DE 10 2019 122 948 Al, oder DE 10 2020109563 Al ausgeführt ist.
Die Erfindung umfasst ferner eine Verwendung einer Sensorvorrichtung mit ei nem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale sowie einer Applikati onsvorrichtung mit einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale. Bei der Verwendung wird die Sensor- oder Applikationsvorrichtung auf einer zu erfassenden Oberfläche verwendet, um die Eigenschaften der Oberfläche zu er fassen. Insbesondere wird die Sensor- oder Applikationsvorrichtung auf einem Hautbereich zur Erfassung von Eigenschaften des Hautbereichs, insbesondere zur Erfassung eines Wirkstoffs in dem Hautbereich, verwendet. Bevorzugt ist es, dass die Sensor- oder Applikationsvorrichtung mehrfach, be sonders bevorzugt zweifach, auf der zu erfassenden Oberfläche zur Erfassung der Eigenschaften angeordnet wird. Insbesondere erfolgt diese Anordnung im Wesentlichen an identischer Position und/oder in identischer Ausrichtung. Somit ist es insbesondere vorteilhaft umgesetzt, dass zu verschiedenen Zeitpunkten und/oder Zuständen der identische Oberflächenbereich erfasst und somit die verschiedenen Zustände miteinander verglichen werden können.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Erfassung der Eigen schaften eines Oberflächenbereichs, insbesondere eines Hautbereichs. Das er findungsgemäße Verfahren wird durchgeführt mit einer Sensorvorrichtung. Die Sensorvorrichtung weist mindestens eine Sensoreinheit mit zumindest einem Empfänger und zumindest einem Sender auf. Bevorzugt ist es, dass der Sender und/oder dem Empfänger eine Spule aufweist, insbesondere daraus besteht. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die im Folgenden beschriebenen Schritte auf, wobei es bevorzugt ist, dass die Schritte in dargestellter Reihen folge erfolgen.
Ein erster Schritt besteht in der Anordnung der mindestens einen Sensoreinheit auf der den zu erfassenden Hautbereich aufweisenden Haut zur Erfassung des zu erfassenden Hautbereichs. Bevorzugt ist es, dass eine Anordnung der min destens einen Sensoreinheit auf der Haut wie oben für die Sensorvorrichtung beschrieben ist vorgenommen wird. Vorzugsweise erfolgt eine gradiometrische und/oder reflektive Anordnung der mindestens einen Sensoreinheit auf der Haut. Andererseits ist eine tomographische Anordnung der mindestens einen Sensoreinheit auf der Haut möglich.
Bei einem zweiten Schritt des Verfahrens handelts es sich um die Einbringung eines ersten elektrischen und/oder magnetischen Signals an und/oder in den zu erfassenden Hautbereich über den Sender der mindestens einen Sensoreinheit. Es ist bevorzugt, dass das erste Signal ein Primärmagnetfeld aufweist, insbe sondere daraus besteht. Bevorzugt ist es, dass durch die Einbringung des ersten Signals Wirbelströme im zu erfassenden Hautbereich erzeugt werden. Die Wir belströme erzeugen vorzugsweise ein Sekundärmagnetfeld im zu erfassenden Hautbereich.
Ein dritter Schritt besteht in der Erfassung eines ersten resultierenden Signals an dem zu erfassenden Hautbereich über den Empfänger der mindestens einen Sensoreinheit. Vorzugsweise weist das erste resultierende Signal die durch das eingebrachte erste Signal erzeugten Wirbelströme oder das Sekundärmagnet feld im zu erfassenden Hautbereich auf, besteht insbesondere daraus. Es ist bevorzugt, dass die Impedanz des zu erfassenden Hautbereichs gemessen wird.
In einem vierten Schritt erfolgt sodann die Messung des Unterschieds, insbe sondere des Phasenunterschieds und/oder des Amplitudenunterschieds, zwi schen dem ersten eingebrachten Signal und dem ersten resultierenden Signal. Hierbei ist es bevorzugt, dass ein Aufzeichnen des ersten Messergebnisses, ba sierend auf dieser Messung, erfolgt. Bei einer Ausführung, bei der die mindes tens eine Sensoreinheit mindestens zwei Empfängerspulen aufweist, ist es be vorzugt, die Differenz zwischen den Empfängerspulenspannungen dieser Emp fängerspulen zu messen.
In einem bevorzugt durchzuführenden fünften Schritt erfolgt die Einbringung eines zweiten elektrischen und/oder magnetischen Signals an und/oder in die Haut über den Sender der mindestens einen Sensoreinheit. Das zweite Signal ist vorzugsweise zum ersten Signal im Wesentlichen identisch. Es ist bevorzugt, dass der fünfte Schritt entsprechend mit einem oder mehreren Merkmalen des oben beschriebenen zweiten Schritts durchgeführt wird.
Ein bevorzugter Schritt sechs umfasst sodann die Erfassung eines zweiten re sultierenden Signals an der Haut über den Empfänger der mindestens einen Sensoreinheit. Es ist bevorzugt, dass der sechste Schritt entsprechend mit ei nem oder mehreren Merkmalen des oben beschriebenen dritten Schritts durch geführt wird.
In einem bevorzugten siebten Schritt wird sodann eine Messung des Unter schieds, insbesondere des Phasenunterschieds und/oder des Amplitudenunter schieds, zwischen dem zweiten eingebrachten Signal und dem zweiten resultie renden Signal, vorzugsweise zum Aufzeichnen eines zweiten Messergebnisses, durchgeführt.
Ein bevorzugter achter Schritt umfasst die Auswertung der Messungen. Beson ders bevorzugt ist es hierbei, dass die Auswertung einen Vergleich der erfassten Messergebnisse, insbesondere des ersten und des zweiten Messergebnisses, umfasst. In bevorzugter Ausführung können neben der Einbringung, Erfassung und Messung eines ersten sowie eines zweiten Signals beliebig viele weitere Signale eingebracht, erfasst und/oder gemessen werden.
Bevorzugt ist es, dass die Durchführung des zweiten, dritten und vierten Schritts zusammen eine erste Impedanzerfassung ist, und/oder die Durchführung des fünften, sechsten und siebten Schritts zusammen eine zweite Impedanzerfas sung ist. Vorzugsweise sind anschließend weitere derartige Impedanzerfassun gen möglich.
In bevorzugter Ausführung weist das Verfahren einen weiteren Schritt der Ent fernung der mindestens einen Sensoreinheit nach der Erfassung des resultie renden Signals, insbesondere des ersten resultierenden Signals auf. Bevorzugt erfolgt zusätzlich der Schritt der erneuten Anordnung der mindestens einen Sen soreinheit vor Einbringung des nächsten, insbesondere des zweiten, elektri schen und/oder magnetischen Signals. Bevorzugt ist es somit hierdurch umge setzt, dass zunächst ein Anordnen der mindestens einen Sensoreinheit an der Haut und Durchführung einer ersten Hautbereichserfassung erfolgt. Sodann werden vorzugsweise die mindestens eine Sensoreinheit von der zu erfassenden Stelle entfernt. Somit kann bevorzugt ein Ausgangszustand des zu erfassenden Hautbereichs erfasst werden. Anschließend ist es insbesondere möglich, den Hautbereich zu beeinflussen, bspw. durch eine Wirkstoffeinbringung, insbeson dere mittels Mikroarray. Anschließend ist es hierdurch vorzugsweise möglich, die mindestens eine Sensoreinheit erneut, insbesondere an identischer Position und/oder in identischer Weise anzuordnen und sodann eine erneute Erfassung des Hautbereichs vorzunehmen, um eine Veränderung der Hauteigenschaften nach dem Einwirken, insbesondere nach der Wirkstoffeinbringung, vorzuneh men.
Es ist bevorzugt, dass die Einbringung der Signale, insbesondere des ersten und/oder des zweiten Signals, über einen Zeitraum von ca. drei Sekunden er folgt. Andererseits ist es bevorzugt, dass die Signaleinbringung zwei Sekunden, besonders bevorzugt eine Sekunde erfolgt.
Bevorzugt ist es, dass zwischen der Erfassung eines resultierenden Signals und der erneuten Einbringung eines weiteren Signals ein Zeitraum vergeht. Bevor zugt vergeht zwischen einer Impedanzerfassung und einer weiteren Impedan zerfassung ein Zeitraum. Bei Durchführung von mehr als zwei Erfassungen, ins besondere mehr als zwei Impedanzerfassungen, können die dazwischen liegen den Zeiträume gleich, zunehmend oder abnehmend sein. Bspw. können 0,25h; 0,5h; lh; 6h; 12h; 24h zwischen mehreren Erfassungen liegen. Hierdurch kann insbesondere vorteilhaft Auskunft über eine schnelle oder langsame Freisetzung eines Wirkstoffs im zu erfassenden Hautbereich gewonnen werden. Dies ist ins besondere interessant für Microarray- Patches, die schnell oder langsam auflö send sind, bspw. immediate or sustained Release Profile haben. Somit kann man insbesondere nicht nur die Abgabe monitoren, sondern auch Nebenwirkungen wie ein plötzlicher Burst in der Wirkstoffabgabe schnell detektieren und Maß nahmen treffen. Die Erfindung weist ferner ein Verfahren zur Erfassung der Wirkstoffeinbringung in einen Hautbereich auf. Dieses Verfahren weist den Schritt der Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens auf. Ferner erfolgt der Schritt der Einbrin gung eines Wirkstoffs in den Hautbereich. Die Einbringung des Wirkstoffs erfolgt vorzugsweise mittels Mikronadeln oder mittels eines Wirkstoffpflasters. Es ist bevorzugt, dass die Einbringung des Wirkstoffs nach der Erfassung des resultie renden Signals, insbesondere nach Erfassung des ersten resultierenden Signals, erfolgt. Andererseits ist es auch möglich, dass die Einbringung des Wirkstoffs vor der Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zur Erfassung der Eigenschaften eines Oberflächenbereichs erfolgt.
Es ist bevorzugt, dass das oben beschriebene Verfahren zur Erfassung der Ei genschaften eines Oberflächenbereichs, insbesondere eines Hautbereichs, und/oder das vorstehend beschriebene Verfahren zur Erfassung der Wirkstoff einbringung in einen Hautbereich mittels einer oben beschriebenen Sensorvor richtung oder einer oben beschriebenen Applikationsvorrichtung erfolgt. Hierbei ist es insbesondere nicht notwendig, dass die Sensorvorrichtung bei Ausführung des Verfahrens eine Trägervorrichtung aufweist. Somit kann die Sensorvorrich tung bei der Durchführung des Verfahrens eines oder mehrerer Merkmale der oben beschriebenen Sensorvorrichtung unabhängig von der Trägervorrichtung aufweisen.
Durch die erfindungsgemäße/n Vorrichtung/en und/oder Verfahren ist bei der Evaluierung von Microarray-Applikationen insbesondere vorteilhaft umgesetzt: Zum einen kann ein Feedback zur Applikation erhalten werden, da sich die Im pedanz der Haut nach Penetration durch Nadeln verändert; zum anderen hat man Auskünfte über die Wirkstoffverteilung unter der Haut und somit ein Feed back über die Effizienz der Microarray-Abgabe.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Sensorvorrichtung in Anwendung,
Fign. 3 und 4 schematische Draufsichten weiterer erfindungsgemäßer Ausführungsformen einer Sensorvorrichtung,
Fig. 5 eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Applikationsvorrichtung,
Fign. 6 und 7 schematische, geschnittene Seitenansichten weiterer er findungsgemäßer Ausführungsformen einer Sensorvor richtung,
Fig. 8 eine schematische, geschnittene Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Ap plikationsvorrichtung,
Fign. 9a und 9b eine schematische, geschnittene Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Ap plikationsvorrichtung in zwei Zuständen,
Fign. 10 und 11 schematische Schnittansichten weiterer erfindungsge mäßer Ausführungsformen einer Applikationsvorrich tung, und Fig. 12 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Erfassung der Wirkstoffeinbringung in ei nen Hautbereich mit der Darstellung des erfindungsge mäßen Verfahrens zur Erfassung der Hauteigenschaften eines Hautbereichs.
Ähnliche oder identische Bauteile oder Elemente werden in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen, bzw. Variationen davon (14 und 14a, 14b) identifiziert. Insbesondere zur verbesserten Übersichtlichkeit werden, vorzugsweise bereits identifizierte, Elemente nicht in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen. Ele mente die in den Ansichten nicht sichtbar oder verdeckt liegend wären, bspw. weil sie hinter Elementen angeordnet sind, können zur Darstellbarkeit vorzugs weise durch Strichlinien dargestellt sein.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Unterseite einer erfindungsge mäßen Sensorvorrichtung 10.
Die Sensorvorrichtung 10 weist eine Trägervorrichtung 20 auf, die hier als bieg same Folie 22 ausgebildet ist, so dass sie sich, insbesondere vollflächig, auf einer, beispielsweise gewundenen, Körperstelle aufbringen lässt. Es ist bevor zugt, dass die dargestellte Unterseite der Folie 22 eine adhäsive Oberfläche 23 aufweist, wobei dies insbesondere mittels Klebstoffes auf der Folie erreicht wird.
Auf der dargestellten Unterseite der Sensorvorrichtung 10 weist die Sensorvor richtung 10 eine Sensoreinheit 13 auf. Die Sensoreinheit 13 weist einen Sender 14 und einen gegenüberliegenden Empfänger 18 auf. Bei dem unten dargestell ten Sender 14 handelt es sich in dieser Ausführungsform um eine Senderspule 14. Bei dem oben dargestellten Empfänger 18 handelt es sich um eine Empfän gerspule 18. In dieser sowie in den anderen Ausführungsformen ist es möglich, dass es sich bei einer Senderspule und/oder einer Empfängerspule um eine Spule handelt, die Signale senden und empfangen kann, so dass diese als Sen- der-/Empfängerspule ausgebildet ist. Zwischen den Spulen 14, 18 befindet sich der zu erfassende Hautbereich 12, der hier beispielhaft mit dem gestrichelten Bereich 12 dargestellt ist. In der Ausführungsform der Fig. 1 mit gegenüberlie gender Anordnung von Empfänger 18 und Sender 14 ist eine tomographische Ausführung der Sensoreinheit 13 dargestellt.
Die Senderspule 14 gibt ein Signal, beispielhaft dargestellt über die Pfeile 16, ab. Die Signalabgabe erfolgt insbesondere an den zu erfassenden Hautbereich 12, auf dem die Sensorvorrichtung 10 angeordnet ist.
Bei dem abgegebenen Signal handelt es sich insbesondere um ein elektrisches und/oder magnetisches Signal. Besonders bevorzugt ist es, dass es sich um ein Magnetfeld handelt. Es ist bevorzugt, dass die Senderspule 14 einen Wechsel strom abgibt. Die Empfängerspule 18 empfängt ein aus dem abgegebenen Sig nal 16 resultierendes Signal. Es ist besonders bevorzugt, dass mittels abgege benen und empfangenen Signals die Impedanz ermittelt wird. Die Spulen 14, 18 sind beispielsweise zur Daten- und/oder Signal- und/oder Stromübertragung mit Kabeln 32 verbunden, wobei es sich bevorzugt um Leiterbahnen handelt. Über die Kabel 32 wird eine Verbindung zu einem Anschluss 34 mit Kontakten 36 ermöglicht. Es ist bevorzugt, dass sich der Anschluss 34 auf der gegenüber liegenden, nicht dargestellten, Vorderseite der Sensorvorrichtung 10 befindet. Bevorzugt ist es, dass Empfängerspule 18 und Senderspule 14 innerhalb der Trägervorrichtung 20 liegen und somit keinen direkten Hautkontakt haben. Be sonders bevorzugt sind Empfängerspule 18 und Senderspule 14 von der Träger vorrichtung eingeschlossen. Über den vorzugsweise außenliegenden Anschluss 34 ist eine Kommunikation, beispielsweise mit einer Auswertungsvorrichtung (s. beispielsweise Fig. 2) möglich. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Sensorvorrichtung 10, insbesondere die Trägervorrichtung 20, eine (nicht dar gestellte) drahtlose Kommunikationsvorrichtung, bspw. zur drahtlosen Kommu nikation mit einer Auswertungsvorrichtung, aufweist. Vorzugsweise kann die die Sensorvorrichtung 10, insbesondere die Trägervorrichtung 20, eine, bevorzugt wiederaufladbare, Batterie aufweisen. Insbesondere handelt es sich bei der Bat terie um einen Akku.
Fig. 2 zeigt schematisch die Anwendung einer erfindungsgemäßen Sensorvor richtung 10 auf einem Hautbereich 12, hier dargestellt eines Armbereichs 44. Es ist bevorzugt, dass die Sensorvorrichtung 10 aus Fig. 2 in Anlehnung an die Sensorvorrichtung 10 aus Fig. 1 ausgeführt ist.
Die Folie 22 ist mit der Unterseite auf dem zu erfassenden Hautbereich 12 des Arms 44, insbesondere adhäsiv, angeordnet. Über abgegebene und dement sprechend resultierend erfasste Signale an der Empfängerspule 18, insbeson dere über die ermittelte Impedanz, kann die Eigenschaft des Hautbereichs 12 ermittelt werden.
Zur ström- und/oder datenübertragenden Kommunikation kann über den An schluss 34 eine Auswertungsvorrichtung 30 angeschlossen werden. Der An schluss erfolgt bevorzugt über die Kontakte 36 des Anschlusses 34 und die Kon takte 42 des entsprechenden Anschlusses 40 der Auswertungsvorrichtung 30. Auswertungsvorrichtung 30 und Anschluss 40 der Auswertungsvorrichtung 30 sind über ein Kabel 38 verbunden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvor richtung 10. Die Sensorvorrichtung 10 aus Fig. 3 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10 aus Fig. 1. Die Sensorvorrichtung 10 weist zusätzlich eine Markierungsvorrichtung 46 auf. Dargestellt handelt es sich bei der Markierungsvorrichtung 46 um eine am äußeren Rand der Folie 22 angeordnete Farbmarkierung. Diese Farbmarkierung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass bei einem Anordnen der Sensorvorrichtung 10 auf einem Hautbereich eine Farbmarkierung auf den Hautbereich übertragen wird. Nach einem Entfernen der Sensorvorrichtung 10 kann somit bei einem erneuten An ordnen der Sensorvorrichtung 10 auf dem gleichen Hautbereich aufgrund der schablonenartigen Markierung eine identische Anordnung der Sensorvorrich tung 10 erfolgen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvor richtung 10. Die Sensorvorrichtung 10 aus Fig. 4 basiert auf der Ausführungs form der Sensorvorrichtung 10 aus Fig. 1. Im Gegensatz zu der Ausführung aus Fig. 1 ist die Sensoreinheit 13 in Fig. 4 nicht tomographisch, sondern reflektiv ausgeführt. Senderspule 14 und Empfängerspule 18 der Sensoreinheit 13 sind koaxial innerhalb der Trägervorrichtung 20 angeordnet. Bevorzugt gibt die Sen derspule 14 ein Primärmagnetfeld ab. Das Primärmagnetfeld erzeugt im zu er fassenden Hautbereich 12 Wirbelströme. Die Wirbelströme erzeugen vorzugs weise ein Sekundärmagnetfeld, welches von der Empfängerspule 18 erfassbar ist. Anstelle der koaxialen Anordnung von Senderspule 14 und Empfängerspule 18 ist bspw. auch eine parallele Anordnung von Senderspule 14 und Empfän gerspule 18 möglich, sodass bevorzugt der zu erfassenden Hautbereich 12 pa rallel unter der Empfängerspule 18, und Empfängerspule 18 parallel unter der Senderspule 14 liegt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Applikationsvor richtung 100.
Auf der dargestellten Unterseite der Applikationsvorrichtung 100 ist einerseits eine Sensorvorrichtung 10, sowie andererseits eine Wirkstoffabgabevorrich tung, ausgeführt als Mikroarray 104, angeordnet. Das Mikroarray 104 weist mehrere Mikronadeln 110 auf. Im Wesentlichen stellt somit die Folie 22 die Trä gervorrichtung für die Spulen 14a-14d, 18a-18d sowie ein Mikroarray patch für das Mikroarray 104 dar. Jeweils zwischen den sich gegenüberliegenden Sender- und Empfängerspulen 14a und 18a; 14b und 18b; 14c und 18c; 14d und 18d kann die Eigenschaft des sich dazwischen befindlichen Hautbereichs erfasst werden, wobei dieser Haut bereich insbesondere aufgrund der Einwirkung durch das Mikroarray 104 beein flusst ist. Diese Beeinflussung kann beispielsweise aufgrund des eingebrachten Wirkstoffs und/oder der Einbringung der Mikronadeln an sich erfolgen. Bei der Ausführung der Fig. 5 handelt es sich erneut um eine tomographische Sensor vorrichtung 10. Bspw. ist es jedoch alternativ auch möglich, dass es sich bei den Spulen 14a - 14d und 18a - 18d jeweils um Tastspulen handelt und somit eine nicht tomographische Anordnung umgesetzt ist.
Fig. 6 zeigt schematisch in geschnittener Seitenansicht eine weitere Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10. Innerhalb der Trä gervorrichtung 20 der Sensorvorrichtung 10 ist eine Sensoreinheit 13 mit einer Senderspule 14 und einer Empfängerspule 18 angeordnet. Die Sensorvorrich tung, insbesondere die Sensoreinheit 13, ist reflektiv zu einem zu erfassenden Hautbereich 12 einer Haut 48 einer Person angeordnet. Die Senderspule 14 gibt ein Primärmagnetfeld 16' ab. Das Primärmagnetfeld 16' erzeugt im zu erfassen den Hautbereich 12 Wirbelströme 16". Die Wirbelströme 16" erzeugen ein Se kundärmagnetfeld 16'", welches von der Empfängerspule 18 erfassbar ist.
Fig. 7 zeigt schematisch in geschnittener Seitenansicht eine weitere Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10, die im Wesentlichen der Ausführung aus Fig. 6 entspricht. Im Gegensatz zu der Ausführung aus Fig. 6 sind Senderspule 14 und Empfängerspule 18 nicht parallel übereinander, son dern koaxial angeordnet. Die Empfängerspule 18 ist hierbei innerhalb der Sen derspule 14 angeordnet.
Fig. 8 zeigt schematisch in geschnittener Seitenansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung 100 mit einer Ausführungs- form einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10. Die Ausführung der Sen sorvorrichtung 10 entspricht im Wesentlichen der Ausführung aus Fig. 6. Die Applikationsvorrichtung 100 weist eine Wirkstoffabgabevorrichtung 102 auf, die ein Mikroarray 104 sowie einen das Mikroarray 104 tragenden Mikroarrayträger 106 aufweist. Der Mikroarrayträger 106 ist mit der Trägervorrichtung 20 der Sensorvorrichtung 10, vorzugsweise einstückig, verbunden. Im dargestellten, nicht applizierten Zustand des Mikroarrays 104 kann bspw. der Ausgangszu stand des Hautbereichs 12 mit der Sensorvorrichtung 10 erfasst werden. Wäh rend und/oder nach einer Applikation des Mikroarrays 104 in den Hautbereich 12 kann sodann durch mindestens eine erneute Erfassung des Hautbereichs 12 mit der Sensorvorrichtung 10 eine Veränderung gemessen werden.
Fign. 9a, 9b zeigen schematisch in geschnittener Seitenansicht eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Applikationsvorrichtung 100 mit ei ner Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10. Die Sen sorvorrichtung entspricht im Wesentlichen der Sensorvorrichtung 10 aus Figur 8. Die Applikationsvorrichtung 100 basiert auf der Applikationsvorrichtung 100 aus Fig. 8. Zusätzlich zur Ausführung aus Fig. 8 weist die Ausführung aus Fign. 9a, 9b einen Mikronadelapplikator 108 auf, in dem der Mikroarrayträger 106 zu Applikation des Mikroarrays 104 beweglich angeordnet ist. In Fig. 9a befindet sich der Mikroarrayträger 106 bzw. das Mikroarrays 104 im nicht applizierten Zustand (oben). In Fig. 9b ist das Mikroarrays 104 im Hautbereich 12 appliziert (nach unten). Mittels Sensorvorrichtung 10 kann der Hautbereich 12 vor, wäh ren und/oder nach der Applikation erfasst werden.
Fig. 10 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Applikationsvor richtung 100 mit einer Wirkstoffabgabevorrichtung 102, die ein Mikroarray 104 sowie einen das Mikroarray 104 tragenden Mikronadelträger 106 aufweist. Mik ronadelträger 106 und/oder Mikroarray 104 sind hierbei insbesondere ausge führt wie offenbart in DE 10 2019 200 558 Al. Die Sensoreinheit 13 der Sensorvorrichtung 10 ist hierbei mit dem Mikronadel träger 106, vorzugsweise einstückig, verbunden. Die Sensoreinheit 13 ist ins besondere innerhalb des Mikronadelträger 106 angeordnet. Bei einer Anordnung des Mikronadelträgers 106 auf der Haut kann somit der Hautbereich 12, in den das Mikroarray 104 appliziert werden soll, mittels Sensorvorrichtung 10 erfasst werden. Nach einer Applikation des Mikroarrays 104 in die Haut, also einer Be wegung des Mikroarrays 104 vom Wulst 112a nach Wulst 112b nach unten, kann sodann ebenfalls der hierdurch beeinflusste Hautbereich (erneut) erfasst werden.
Fig. 11 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Applikationsvor richtung 100. Eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung 10 ist hierbei in einen Mikronadelapplikator 108 integriert. Es handelt sich bevorzugt um den Mikrona delträger aus DE 10 2019 200 558 Al. Bei einer Anordnung des Mikronadelapp likators 108 auf der Haut kann über die Sensorvorrichtung 10 ein Hautbereich erfasst werden. Dies ist, in Anlehnung an die Ausführungsform aus Fig. 10, vor sowie nach einer Applikation möglich.
Möglich ist es in allen Ausführungen, insbesondere in den Ausführungen der Fign. 6 bis 11, dass die Sensorvorrichtung 10 mehrere Sensoreinheiten 13 auf weist.
Fig. 12 zeigt schematisch eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Eigenschaften eines Hautbereichs im Rahmen einer Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung der Wirkstoff einbringung in einen Hautbereich.
I zeigt die Anordnung einer Sensorvorrichtung 10 auf einem zu erfassenden Hautbereich 12. Hierdurch ist es vorzugsweise möglich, den Ausgangszustand der Haut zu erfassen. II zeigt die Wirkstoffeinbringung in den Hautbereich 12 mittels Mikroarray 104. Die in I gezeigte Sensorvorrichtung 10 wurde hierzu vom Hautbereich entfernt. Es ist hierbei bevorzugt möglich, dass die erste Aufbringung (I) der Sensorvor richtung 10 eine Farbmarkierung 47 auf dem Hautbereich hinterlassen hat.
In III ist ein erneutes Anordnen der Sensorvorrichtung 10 auf dem zu erfassen den Hautbereich 12, nach der Wirkstoffeinbringung (II), dargestellt. Es ist hier bei bevorzugt, dass die erneute Anordnung der Sensorvorrichtung 10 auf dem Hautbereich 12 durch schablonenmäßige Anordnung der Sensorvorrichtung 10 auf der Farbmarkierung 47 erfolgt ist und somit im Wesentlichen eine identische Anordnung erfolgte.
Mittels der Sensorvorrichtung 10 kann somit vor einer Wirkstoffeinbringung (I) sowie nach einer Wirkstoffeinbringung (III) die Eigenschaft des zu erfassenden Hautbereichs 12 erfasst werden. Hierbei ist es vorteilhaft möglich, eine Evalu ierung des eingebrachten Wirkstoffs, insbesondere mittels Mikroarray 104, vor zunehmen.

Claims

Patentansprüche
1. Sensorvorrichtung (10) zur Erfassung von Eigenschaften eines Hautbe reichs (12), insbesondere zur Erfassung eines Wirkstoffs in einem Haut bereich (12), mit mindestens einer Sensoreinheit (13); und einer mit der Sensoreinheit (13) verbundenen Trägervorrichtung (20); wobei die Trägervorrichtung (20) mit dem zu erfassenden Hautbereich (12) verbindbar ist; und wobei die Sensoreinheit (13) einen Sender (14) zur Abgabe eines elektri schen und/der magnetischen Signals (16) an den zu erfassende Hautbe reich (12), und einen Empfänger (18) zur Messung eines zu dem vom Sender (14) abgegebenen Signal (16) resultierenden Signals (16) von dem Hautbereich (12) aufweist.
2. Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (20) eine, vorzugsweise adhäsive, Folie (20) auf weist.
3. Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine, vorzugsweise adhäsive, Fixiervorrichtung (24) zur Anordnung der Sensoreinheit (13) und/oder der Trägervorrichtung (20) auf dem Haut bereich (12).
4. Sensorvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiervorrichtung (24) eine, insbesondere mindestens eine Feder (28) aufweisende, Vorspannvorrichtung (26) zum Andrücken der Sensorein heit (13) und/oder der Trägervorrichtung (20) auf dem Hautbereich (12), aufweist.
5. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Sender (14) und/oder der Empfänger (18) eine Spule aufweist.
6. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinheit (13) eine Wirbels tromprüfvorrichtung aufweist, insbesondere daraus besteht.
7. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10), insbesondere die mindes tens eine Sensoreinheit (13), derart ausgeführt ist, dass eine Impedanz, vorzugsweise des Hautbereichs (12), messbar ist.
8. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeich net durch eine Auswertungsvorrichtung (30) zum Empfangen und Aus werten der erfassten und/oder gemessenen Daten.
9. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10), insbesondere die Träger vorrichtung (20) eine Breite von max. 100 mm, bevorzugt max. 10 mm, und/oder eine Länge von max. 100 mm, bevorzugt max. 10 mm aufweist.
10. Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) mehrere Sensoreinheiten (13) aufweist, wobei die Sensoreinheiten (13) in einem Array angeordnet sind.
11. Applikationsvorrichtung (100) zur Einbringung eines Wirkstoffs in die Haut, mit einer, insbesondere ein Mikroarray (104) oder ein Wirkstoffpf laste r auf weisenden, Wirkstoffabgabevorrichtung (102), und einer, vorzugsweise mit der Wirkstoffabgabevorrichtung (102) verbunde nen, Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Applikationsvorrichtung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass zumindest eine von Empfänger (18) und Sender (14) innerhalb des Mikroarrays (104) oder des Wirkstoffpflasters liegt, und/oder dass zumindest eine von Empfänger (18) und Sender (14) außerhalb des Mikroarrays (104) oder des Wirkstoffpflasters liegt.
13. Applikationsvorrichtung (100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wirkstoffabgabevorrichtung (102) einen Mikrona delträger (106) und/oder einen Mikronadelapplikator (108) aufweist, wo bei die Sensorvorrichtung (10) mit dem Mikronadelträger (106) und/oder dem Mikronadelapplikator (108) verbunden, vorzugsweise einstückig ver bunden ist.
14. Verwendung einer Sensorvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, oder einer Applikationsvorrichtung (100) nach einem der Ansprü che 11 bis 13, auf einem Hautbereich (12) zur Erfassung von Eigenschaf ten des Hautbereichs (12), insbesondere zur Erfassung eines Wirkstoffs in dem Hautbereich (12).
15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sen sorvorrichtung (10) oder die Applikationsvorrichtung (100) mehrfach, insbesondere zweifach, auf dem zu erfassenden Hautbereich (12), vor zugsweise im Wesentlichen an identischer Position und/oder in identi scher Ausrichtung, angeordnet wird.
16. Verfahren zur Erfassung der Eigenschaften eines Hautbereichs (12), mit einer, mindestens eine Sensoreinheit (13) mit einem Sender (14) und einem Empfänger (18) aufweisenden, Sensorvorrichtung (10), wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Anordnung der Sensoreinheit (13) auf der den Hautbereich (12) aufwei senden Haut zur Erfassung des Hautbereichs (12),
Einbringung eines ersten elektrischen und/oder magnetischen Signals (16) an dem Hautbereich (12) über den Sender (14) der mindestens einen Sensoreinheit (13),
Erfassung eines resultierenden ersten Signals (16) an der Haut über den Empfänger (18) der mindestens einen Sensoreinheit (13), und
Messung des Unterschieds zwischen dem ersten eingebrachten Signal und dem ersten resultierenden Signal, vorzugsweise zum Aufzeichnen eines ersten Messergebnisses.
17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Schritte:
Einbringung eines zweiten, vorzugsweise zum ersten Signal (16) identi schen, elektrischen und/oder magnetischen Signals (16) an dem Haut bereich (12) über den Sender (14) der mindestens einen Sensoreinheit (13), Erfassung eines zweiten resultierenden Signals an dem Hautbereich (12) über den Empfänger (18) der mindestens einen Sensoreinheit (13),
Messung des Unterschieds zwischen dem zweiten eingebrachten Signal und dem zweiten resultierenden Signal, vorzugsweise zum Aufzeichnen eines zweiten Messergebnisses, und
Auswertung der Messungen, insbesondere des ersten Messergebnisses und des zweiten Messergebnisses.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch
Entfernung der mindestens einen Sensoreinheit (13) nach der Erfassung des resultierenden, insbesondere ersten resultierenden, Signals, und erneute Anordnung der mindestens einen Sensoreinheit (13) auf der Haut zur Erfassung des Hautbereichs (12) vor Einbringung des nächsten, insbesondere des zweiten, elektrischen und/oder magnetischen Signals (16).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeich net, dass bei der Erfassung des ersten resultierenden Signals und/oder des zweiten resultierenden Signals eine Impedanz des Hautbereichs (12) erfasst wird.
20. Verfahren zur Erfassung der Wirkstoffeinbringung in einen Hautbereich (12), mit den Schritten
Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 16 bis 19, und Einbringung, vorzugsweise mittels Mikronadeln (110) oder mittels eines Wirkstoffpflasters, eines Wirkstoffs in den Hautbereich (12), bevorzugt nach der Erfassung des resultierenden Signals, besonders bevorzugt nach Erfassung des ersten resultierenden Signals.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19 oder Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mittels einer Sensorvorrichtung (10) nach einem der 1 bis 10 oder einer Applikati onsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13 durchgeführt wird.
EP21816046.3A 2020-11-26 2021-11-23 Sensorvorrichtung, verwendung einer sensorvorrichtung und verfahren zur erfassung der eigenschaften eines hautbereichs Pending EP4251044A1 (de)

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