KR100376645B1 - 전달장치및이것의작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 a) 개구부를 갖거나 개구부를 배치할 수 있는 제제용 컨테이너, b) 컨테이너 내의 제제의 일부 또는 전부를 개구부를 통해 전달시키도록 작동될 수 있는 기구, c) 컨테이너를 기구에 연결시키기 위한 부착 수단 및 d) 컨테이너 또는 이것의 내용물의 하나 이상의 소정 특성을 검출하도록 배열된 센서 시스템을 포함하는 제제 전달 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 컨테이너 위치 또는 이것의 부분을 조사하도록 배열된 방사선 송산기, 방사선이 컨테이너 위치에 의해 영향을 받은 후에 송신기로부터의 방사선의 하나 이상의 영역 부분을 수신하도록 배열되고, 상기 영역 부분으로부터 수신된 전체 방사선을 나타내는 출력 반응을 제공하도록 설계된 수신기를 포함한다. 본 발명의 장치를 작동시키는 방법은 컨테이너 위치 또는 이것의 일부분에 대해 방사선을 송신하여 방사선이 컨테이너 위치에 의해 영향을 받게 하고, 컨테이너 위치의 하나 이상의 영역으로부터 영향을 받은 방사선의 일부 또는 전부를 비영상 방식으로 수신하여 수신된 방사선의 특성을 소정 특성을 나타내는 소정 특성과 비교함으로써 컨테이너의 소정 특성이 존재하는지를 확인하는 단계를 포함한다.

Description

전달 장치 및 이것의 작동 방법 {DELIVERY DEVICE AND METHOD FOR ITS OPERATION}

교체가능한 컨테이너에 부착될 수 있는 별도의 전달 기구를 기초로 하는 주사 장치는, 주사 과정을 준비, 투여, 제어 및 모니터링하기 위한 다소 개선된 기구를 갖는 재사용가능한 펌프 타입 장치를 제공하는 가능성에 내포된 탄력성 및 경제성으로 인해, 많은 분야, 예를 들어 약제 전달 시스템에서 광범위하게 사용되어 왔지만, 교체가능한 컨테이너 특징은 약제의 안전한 격납 및 간단한 배출에 필요한 특징으로 제한될 수 있으며, 이들 특징은 추가로 각각의 개별 제제 형태에 대해 적합해질 수 있다.

전달 장치는 보다 영구 장비, 예를 들어 병원 치료 환경에서 사용되는 것으로 알려져 있으며, 이러한 환경에서는 설계 제약이 거의 없고, 펌프 부분은 전동 조작 수단, 프로세서 제어 작동 및 데이터 수집 뿐만 아니라 그 밖의 이용가능한 수단에 대한 가능한 인터페이싱에 비추어 고도로 정교해질 수 있다. 종종 설계상의 자유는 펌프 부분을 하나 이상의 기존 또는 표준화된 카트리지, 시린지 또는 주사 장치 타입과 양립가능하게 만드는 데에도 이용되며, 이는 기구에 대한 적용 범위를 증가시키고, 카트리지 부분에 대한 개조 비용을 감소시킨다.

이동 목적을 위해, 특히 연결가능한 지지체가 없는 자체 함유 장치에 대한 설계 제약은 보다 엄격하다. 크기 및 중량 규제는 포함시킬 수 있는 기능의 수 및 정교한 정도를 제한시킨다. 안전성을 증가시키고, 오용을 방지하기 위한 대안적인 조처로서의 자동화는 부가된 전동 수단 및 에너지 저장 수단의 제한된 용량에 의한 작동 레퍼토리에 의해 유사하게 제한된다. 편리하고 휴대가능한 주사기가 숙련된 조작자의 수중에서 모든 언급된 요건 및 문제점을 안전하게 제어하기에 필요한 최소의 지지 특징을 갖도록 고안될 수 있다고 하더라도, 장기 치료의 일반적 경향은 예를 들어, 펜 타입 주사기를 사용함으로써, 소아 또는 장애자의 경우에도 투여 의무를 환자 자신에게 지우는 것이다. 따라서, 단순한 주사 단계 뿐만 아니라 중요한 개시 및 준비 단계에서 실수를 방지하기 위하여 고도의 자동화 및 제어가 바람직하다. 매일 투여에 의존하는 환자는 일상 생활에서 지니고 다니기에 충분히 분리된 장치 및 편리함에 대한 정당한 필요를 또한 갖는다. 고도로 정교하지만, 소형이며 편리한 장치에 대한 상반된 요건은 신 기술에 의해 충족되어야 한다.

영구적 및 이동적 사용 둘 모두를 위한 전달 장치는 광범한 견지에서의 컨테이너 제어 및 확인을 위한 신뢰성있는 센서 시스템을 필요로 한다. 정지적 사용 자체를 위한 일반적 목적의 펌프에 부착가능한 단순한 범위의 컨테이너 타입은 제어 문제를 발생시키며, 휴대용 장치의 경우, 환자의 자가 투여라는 옵션은 이중 안전 제어, 및 의도되거나 의도되지 않은 오용 및 남용에 대한 예방조치에 상응하는 펌프와 컨테이너의 넓은 분포를 필요로 한다. 장치의 대부분의 기능의 자동화에 대한 신뢰성은 프로세서에, 예를 들어 컨테이너의 존재, 이것의 상태 점검, 사용되지 않은 상태의 확인 및 컨테이너 타입, 내용물, 농도, 사용 기한 등의 정보의 입력을 가정한다. 또한, 개개의 환자 데이터 및 투여 계획을 입력하는 것이 바람직할 수 있다. 심지어 펌프 장치가 하나 또는 수개의 컨테이너 타입 또는 내용물에 대해서만 의도된 경우, 펌프는 이들 컨테이너의 경우를 제외하고는 작동불가능하여야 하며, 의도된 노력이 안전 시스템을 회피하기 위해 이루어진 경우에도 그러하다. 바람직한 제어가 매우 가변적인 특성을 가질 수 있음이 명백하다. 순수 정보가 컨테이너 상의 기계 판독성 마킹으로부터 장치로 전달될 수 있으며, 이 정보는 환자 데이터 또는 보안 코드의 경우와 같이 컨테이너와 전적으로 관련이 없거나, 컨테이너 제제 타입 및 용적을 나타내는 마킹의 경우와 같이 컨테이너와 관련이 있을 수 있다. 물리적인 컨테이너 특성, 예를 들어 크기 및 배향, 및 기능적 특성, 예를 들어 제제의 존재 및 플런저 위치의 제어는, 감지를 위한 특수한 특징을 갖는 컨테이너의 비표준 설계, 고도로 정교한 다목적 모니터링 시스템 또는 검출하려는 각각의 특징을 위한 다수의 특수 센서를 필요로 할 수 있으며, 모든 대용물은 정지용 또는 휴대용 펌프 시스템에 걸려있는 전술된 일반적 요구에 부적합하다.

공통 정보 함유 마킹 기술은 약술된 목적에 부적당하다. 미국 특허 명세서 제 4,978,335호 및 WO 93/02720호는 유사한 목적을 위해 바코드 및 바코드 판독기를 사용하는 것을 제안하고 있다. 바코드는 주어진 표면에 많은 정보를 함유하지 못하고, 소형 장치에 편리하게 수용될 수 없는 대형 판독기를 필요로 하며, 복잡한 방사선 시스템을 이용하고, 코드 자체가 쉽게 조작되기 때문에, 위조에 대해 안전하지 못하다. 최종적으로, 시스템은 특정 코딩 이외의 컨테이너 특성을 감지하는 데에 이용될 수 없다. 유사한 단점 및 제한이 문자숫자식 기호, 자기 스트립 등의 판독을 기초로 하는 마킹 시스템에 존재한다.

물리적 또는 기능적인 컨테이너 특성에 대한 센서는 종래 기술에서는 거의 없었던 것으로 보인다. 적소에 있는 경우에 컨테이너에 의해 동작되는, 미국 특허 제 4,838,857호에 의해 제시된, 스위치를 기초로 하는 시스템은 다수의 스위치가 배열되지 않으면 매우 탄력적이지 않은 감지 시스템과 마모 및 오염되기 쉬운 시스템을 제공한다. 또한, 유럽 특허 제 549,694호에 의해 예시되는 메이팅(mating) 구조의 인터로킹(interlocking)을 기초로 하는 시스템은 비탄력적이고, 부정확하며, 쉽게 왜곡되고, 어느 정도까지는 특수한 중요 특징이 카트리지 부분에 제공되지만, 표준 컨테이너에는 부적합하다. 공지된 원리는 고도로 특수화되고, 쉽게 조작되지만, 상보적인 정보 판독에는 부적합하다.

따라서, 특히 의료용 전달 장치의 다양한 요구를 충족시킬 수 있으면서 이들 분야의 전형적인 규제에 적합한 감지 시스템이 필요하다. 본 발명이 보다 일반적인 유용성을 갖는다고 하더라도, 이 점에 대해 주로 설명될 것이다.

본 발명은 a) 개구부를 갖거나 개구부를 배치할 수 있는 제제용 컨테이너, b) 컨테이너내의 제제의 일부 또는 전부를 개구부를 통해 전달시키도록 작동될 수 있는 기구, c) 컨테이너를 기구에 연결시키기 위한 부착 수단 및 d) 컨테이너 또는 이것의 내용물의 하나 이상의 소정 특성을 검출하도록 배열된 센서 시스템을 포함하는 제제 전달 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 장치의 작동 방법, 장치에 사용하기 위한 컨테이너 또는 컨테이너 시스템 및 장치의 요소에 대한 마킹 시스템 또는 분석 장치에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 카트리지 타입 컨테이너에 배열된 작동 요소를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 플런저 위치에 대한 스캐닝으로부터 반사된 방사선의 실제 반응을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 센서 시스템을 위한 적합한 전자 장치의 단순화된 흐름 블록도이다.

도 4는 도 3의 전자 장치에 사용하기 위한 상세한 회로도이다.

도 5는 센서에 의해 판독하려는 마킹을 갖는 라벨의 예를 도시한 도면이다.

도 6a 내지 도 6d는 4개의 조작 단계에서 펌프 장치 및 이중 챔버 카트리지를 개략적으로 도시한 도면이다.

발명의 요약

본 발명의 주요 목적은 종래 기술에 따른 상기 단점을 감소시키는 센서 시스템을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 보다 구체적인 목적은 의료용 전달 장치에 유용한 이러한 시스템을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 소형이고, 가벼우며, 에너지를 적게 소비하여 휴대용 장치로 사용하기에 적합한 시스템을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 신뢰성있고, 조작이 쉽지 않은 시스템을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 마킹된 정보를 신뢰성있는방식으로 감지할 수 있는 시스템을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 다양한 기능적 특성을 감지할 수 있는 시스템을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 마킹된 정보 및 기능적 특성 둘 모두를 감지할 수 있는 시스템을 고안하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 센서 시스템의 출력의 자동화 및 마이크로제어기 처리에 고도로 적합한 센서 시스템을 제공하는 데에 있다.

이들 목적은 첨부된 청구의 범위에 기재된 특징을 갖는 시스템에 의해 달성된다.

본 발명의 시스템에서는 감지하려는 대상물을 향해 방사선을 송신하고, 추가의 분석을 위해 대상물에 의해 영향받은 방사선을 수신하는 일반 원리를 이용함으로써, 상기 언급한 수가지 목적이 달성된다. 센서와 대상물 사이의 기계적인 접촉이 존재할 필요가 없기 때문에, 정위 및 용도 탄력성이 증가하면서, 마모 및 오염의 문제점이 경감된다. 또한, 탄력성은 이용가능한 다양한 상호 송신기/수신기 정위 가능성에 의해 제공된다. 수신된 방사선과 이의 소정의 표시 사이의 비교를 기준으로 하여 기능적인 대상물 특성을 검출함으로써, 시스템이 다수의 대상물 특성에 고도로 탄력적이고 적합하게 되며, 동일한 수신기가 수가지 특성의 검출을 위해 사용될 수 있다. 소정의 표시를 규정하는 기준은 사용자에게 알려지지 않을 수 있으며, 따라서 무자격자에 의해서는 만족되기가 어렵다. 비영상 방사선 또는 심지어 탈집속 방사선이 사용되는 경우에 수가지 잇점을 갖는다. 매우 간단하고 저렴한 요소가 사용될 수 있다. 폭 및 깊이 둘 모두에서 큰 흡수 영역은 요소의 정위를 용이하게 해주며, 상이한 깊이로부터 수신된 방사선이 통상적인 의료 컨테이너에서와 같이, 예를 들어 투과성 대상물에 있어서 동일한 중요한 가치를 갖는 반응에 영향을 미치게 한다. 기능적 특성을 감지하는 데에 있어서, 이 탄력성 뿐만 아니라 모든 인터페이스 표면이 반응에 영향을 미치게 하는 가능성은 1개 또는 수개의 수신기에 의해 포함될 수 있는 광범위한 잠재적으로 검출가능한 특성을 제공하며, 또한 역학적으로 변하는 특성을 모니터링하게 해준다. 마킹된 정보를 감지하는 데에 있어서, 큰 흡수 영역은 오염으로 인한 판독 오류를 감소시키고, 다수의 아날로그 반응 수준 뿐만 아니라 마킹내의 구조를 이용함으로써 정보량을 증가시키며, 육안 조사에 의해 용이하게 검출될 수 없는 마킹 특징을 사용함으로써 보안성을 강력하게 개선시키기 위해 사용될 수 있다. 후자의 문제는 비가시적인 주파수 영역에 있는 방사선을 사용함으로써 추가로 개선될 수 있다. 동일한 시스템이 의료 전달 분야에 전형적으로 필요한 기능적 특성 및 마킹된 정보 둘 모두를 감지하기 위해 사용될 수 있으며, 휴대용 물품에서와 같이, 크기, 중량, 경제성 및 에너지 소비가 문제되는 경우에 매우 유리하다는 것은 명백하다. 자동화로의 개조는 적은 필요 요소, 간단한 구동, 스캐닝 작용 또는 동적 작동과의 적합성 및 수신기로부터의 순차적 출력의 실시간 용이한 처리로 인해 간단하다.

추가의 목적 및 잇점은 하기 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

상세한 설명

전반

본원에서 사용되는 "시스템"이란 일반적으로 장치, 작동 방법, 마킹 원리 및 중요한 요소, 예를 들어 펌프 부분 및 컨테이너와 같은 부분들을 포함하는 경우의발명품을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

도입부에 기재되어 있는 바와 같이, 본원에 기재된 센서 시스템 및 이의 마킹 원리는 의료 분야 내외의 다양한 목적 및 임의의 컨테이너에서 임의의 목적으로 전달되는 임의의 유형의 제제, 예를 들어 화합물, 조성물 또는 혼합물을 위해 사용될 수 있다. 약술된 이유로 인해, 본 발명의 시스템은 또한 설계 제약이 대부분의 다른 분야 보다 까다로운 의료 전달 장치와 관련하여 특별한 가치를 갖는다. 편의상, 본 발명은 이 분야에 관해 설명될 것이다.

본 발명의 원리는 광범위한 전달 장치 또는 시스템에 이용될 수 있다. 본 발명의 장치로부터의 전달 수단은 주입 채널 또는 임의의 전도 수단, 예를 들어 튜브 또는 카테테르, 니들 또는 캐뉼러 또는 액체 제트를 기초로 하는 무침(needle-less) 시스템, 또는 기체 추진제를 갖는 입자총(particle gun)일 수 있다. 컨테이너 내용물은 전달 기전의 사용에 의해 전달가능해야 하며, 이 요건을 충족하는 임의의 물질이 사용될 수 있다. 일반적으로, 물질은 유체, 바람직하게는 액체이며, 액체와 같이 작용하는 물질, 예를 들어 에멀션 또는 현탁액을 포함한다. 이들 결과는 최종 제제에 관한 것이나, 그 밖의 성분, 특히 고체가 최종 제제 전에 존재할 수 있다. 또한, 컨테이너 내용물의 성질은, 가장 보편적으로 의약이 공장에서 제조된다고 하더라도, 광범위한 의미의 의약을 포함하며, 예를 들어 컨테이너에 사전 충전되거나 넣어지는 천연 성분 및 체액을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 기계적 응력, 예를 들어 높은 전단력하에 분해 또는 변성되기 쉬운 민감한 화합물과 관련된 특수 문제를 해결하는 것을 도울 수 있다. 고분자량 화합물, 고분자량 호르몬, 예를 들어 성장 호르몬 또는 프로스타글란딘이 이러한 유형일 수 있다. 또한, 본 발명은 주입 직전 제조 단계, 전형적으로 2종 이상의 성분이 모두 유체이거나, 용매에 동결건조 분말을 용해시키는 경우에는 호르몬 또는 프로스타글란딘과 같은 고체를 포함할 수 있는 2종 이상의 화합물의 혼합을 필요로 하는 의약과 관련된 특수 문제를 해결하는 것을 도울 수 있다.

투여 방식은 넓은 한계내에서 또한 변할 수 있고, 완전 연속 주입, 가변 유량의 연속 주입 또는 불연속 주입 또는 동일 용량 또는 가변 용량의 반복 주사를 포함할 수 있다. 특히, 바람직한 방법으로 자동화 수단과 조합된 경우에, 투여 방식은 소프트웨어 또는 유사한 제어의 적응에 의해 쉽게 변할 수 있다. 휴대용 장치의 경우, 불연속 투여가 보편적이다. 유사하게, 전달 장치가 또한 1회 투여 작업을 위한 것으로 고려될 수 있다고 하더라도, 일반적으로 이들 장치는 불연속 투여를 위해 1회 이상, 즉 다수의 개별 용량에 대해 설계된다.

바람직한 전달 시스템은 전달을 위한 기본 기능 뿐만 아니라, 컨테이너 및 이의 내용물을 개시하기 위한 것과 같은 그 밖의 중요한 특징을 포함할 수 있고, 컨테이너 및 펌프 부분 전자부와 기계부 모두의 다양한 점검 및 제어를 제공할 수 있다.

도입부에 언급된 바와 같이, 본 발명의 원리는 정지 또는 영구 장비내의 전달 장치에 적용될 수 있다. 특히, 단순성으로 인해, 본 발명은 이동 목적을 위한 전달 장치, 특히 내장 에너지 저장, 모터 및 프로세서 수단에 있어서 자율적인 장치 및 특히 휴대 특성을 갖는 손바닥 크기의 소형 장치에서 특수 잇점을 제공한다.

바람직한 약물 전달 장치는 일반적으로 개구부를 갖거나 개구부를 배치할 수 있는 하나 이상의 약물용 컨테이너, 컨테이너 내의 약물의 일부 또는 전부를 개구부를 통해 전달시키도록 작동되는 기구, 컨테이너를 기구에 연결시키기 위한 부착 수단 및 컨테이너 또는 이것의 내용물의 하나 이상의 소정 특성을 검출하도록 배열된 센서 시스템을 포함하는 것으로 여겨질 수 있다.

컨테이너

컨테이너 부분은 광범한 견지에서 이해되어져야 하며, 다양한 형태, 예를 들어 임의의 종류의 튜브, 용기, 가요성 백, 바이알, 앰풀, 카트리지, 카풀(carpoule), 시린지 본체 등을 취할 수 있다. 적어도 개구부 또는 기구에 부착되는 부분이 단단한 컨테이너, 바람직하게는 전체적으로 단단한 컨테이너, 예를 들어 바이알, 앰풀 또는 시린지 본체를 사용하는 것이 다소 유리하다. 또한, 적어도 반투과성이고, 바람직하게는 사용되는 방사선의 주파수에서 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 투과성인 컨테이너에 관해 본 발명을 사용하는 것이 약간 유리하다. 유리 또는 플라스틱과 같은 일반적인 컨테이너 재료가 우선적으로 사용될 수 있다. 컨테이너는 외부 케이싱 또는 폐쇄, 고정, 보호 등을 위한 임의의 그 밖의 다부분 구성물을 포함하는 일체형 또는 복합형 구조일 수 있으며, 본원에서 사용되는 "컨테이너"는 존재하는 임의의 보조 부분을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

컨테이너는 하나 이상의 개구부를 가지며, 장치의 주요 전달 작동 도중에 상기 개구부를 통해 약제가, 예를 들어 환자에게 약물을 투여하는 경우에는 컨테이너내부로부터 주변으로 통과하거나, 체액의 흡인 또는 컨테이너에서 충전, 혼합, 또는 용해와 같은 제조 단계에서는 컨테이너로 통과하며, 이러한 작업 동안에는 개구부가 존재하여야 한다. 특정한 장치 작동, 예를 들어 라벨 판독, 컨테이너 제어 또는 개시가 연통이 확정되기 전에 일어나는 것이 가능하고, 심지어 많은 경우에는 바람직하며, 그후 개방 요건은 연통을 생성시키기 위한 제조 수단, 예를 들어 앰풀 또는 백의 경우에는 컨테이너 자체상의 분리가능한 클로저 또는 관통가능하거나 파열가능한 부분, 또는 관통가능한 막 또는 격막의 경우에는 특수 설계된 부분의 존재에 의해 만족되는 것으로 여겨져야 한다. 모든 연통은 하나의 개구부를 통해, 예를 들어 단단한 컨테이너내에서의 약제 전달 및 압력 균등화에 의해, 또는 가요성 컨테이너 또는 이동성 또는 변형성 부분을 갖는 컨테이너로부터의 전달에 의해 일어날 수 있지만, 하나 이상의 개구부와 동일할 수 있지만 완전히 상이할 수 있고, 예를 들어 이동성 벽 또는 피스톤을 갖는, 예를 들어 주입 또는 시린지 타입의 또 다른 목적을 위해 개조될 수 있는 추가의 개구부가 유사한 목적을 위해 제공되는 것이 배제되지 않는다.

컨테이너는 전달 장치가 규정된 대로 전달을 위해 전달 장치로부터 계측된 양을 연속 또는 불연속적으로 배출시키도록 되어 있는 경우, 간단한 병, 바이알 또는 백일 수 있다. 종종, 특히 자가 투여와 관련하여, 컨테이너 타입은 보다 정교하고, 카트리지의 형태인 것이 보편적이며, 이는 멀티챔버 카트리지의 경우에 더욱더 정교할 수 있는 시린지 타입의 전달 시스템의 컨테이너 부분이다. 카트리지 타입 컨테이너는 본 발명의 원리가 우선적으로 이용될 수 있는 추가의 개시 또는 제어 단계를 일반적으로 필요로 하기 때문에 추가로 설명되어야 한다.

본 발명의 목적을 위한 카트리지는 일반적 카트리지 축을 규정하는 전방부 및 후방부를 갖는 용기, 전방부에 배열된 제제용 배출구 및 후방부에 배열된 하나 이상의 이동가능한 벽을 포함하는 것으로 일반적으로 여겨질 수 있으며, 벽의 변위에 의해 제제가 전방으로 이동하거나 배출구를 통해 배출된다. 용기 모양 및 이동가능한 벽은 상호 적합되어야 한다. 벽이 용기 내부 표면에 대한 이동 또는 재성형에 의해 개조될 수 있는, 가요성이거나 큰 막 또는 격막인 경우에 용기가 가장 자유로이 설계될 수 있으며, 이 경우, 유체 쿠션 또는 탄성 물질이 적용 압력을 완화시키기 위해 벽과 피스톤 로드 사이에 필요할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 용기는 전방부 및 후방부 사이에 유사하게 일정한 용기 축을 갖는 실질적으로 일정한 내부 횡단면을 가져서 일반적으로 튜브형 용기를 제공하며, 가장 바람직하게는 횡단면이 공통의 원형을 가져서 실질적으로 원통형 용기를 제공한다. 그러므로, 이동가능한 벽이, 가능하게는 내부 용기 표면에 밀봉 적합한 탄성 본체라고 하더라도, 실질적으로 모양 불변적인 것이 바람직하고, 용기를 따라 이동하는 도중의 텀블링에 대한 자체 안정화를 위해 충분한 길이를 갖는 플런저 타입이 바람직하다. 전방부 배출구는 임의의 공지된 디자인을 가질 수 있고, 특정 응용에서 최상의 이용을 위해 측방향으로, 전방이지만 용기 축과는 비동축으로 배향될 수 있거나, 가장 보편적으로는 전방 및 동축 배열될 수 있다. 배출구는 용기와 일체일 수 있거나, 통상 방식으로 카트리지 전방 단부에는 부착물이 제공될 수 있고, 연결부 앞에 파괴 또는 관통가능한 밀봉부가 제공될 수 있다.

일반적으로, 기술된 카트리지는, 장치를 리셋시키고 높은 정확성 요구를 충족시키는 반복 및 재현 투여를 가능하게 하기 위해, 이동가능한 벽의 변위에 따라 수가지 종류의 개시 작용을 필요로 한다. 제 1 이동에 있어서, 이동가능한 벽은 접촉 지점에서의 부착 또는 윤활제의 고갈로 인한 내부 재성형 저항성 및 증가된 벽 마찰 둘 모두를 극복하기 위해 저장후 특별한 브레이크-루스(break-loose) 힘을 필요로 할 수 있다. 또한, 보다 약한 정규의 주입력에 대해, 탄성 또는 비탄성 변형 및 내구성이 이동가능한 벽, 카트리지 쉘, 배출구 부착물 등에서 균일해야 한다. 제제 자체는 기포와 같은 압축성 내포물을 가질 수 있다. 탈기 및 전배출은 용기 구획내의 기체를 제거하고, 예를 들어 전방 밀봉부, 배출구 부착물 및 배출구 장치 또는 니들의 내부에 있는 공간을 채우기 위해 필요하다.

이중 또는 다중 챔버 카트리지 타입은, 예를 들어 투여 전에 2종 이상의 성분 또는 전구체의 혼합을 필요로 하는 제제에 대해 공지되어 있다. 성분은 상이한 공지된 디자인을 갖는 하나 이상의 중간벽에 의해 분리되며, 이 벽은 용기를 수개의 챔버로 나누고, 종종 카트리지 축을 따라 평행하게 위치하지만 가장 보편적으로는 축을 따라 스태킹된 관계로 위치한다. 성분의 단일화는, 예를 들어 카트리지 전방부를 통해, 후방부 이동가능한 벽에서 또는 벽을 통해, 또는 카트리지 외부에 있는 수단에 의해 핀 또는 니들을 도입시켜, 중간 벽내의 밸브 구성을 파괴, 관통 또는 개방시킴으로써 발생할 수 있다[인용된 WO 93/02720호와 비교]. 또 다른 공지된 디자인에 있어서, 중간 벽(들)은 플런저 타입이며, 챔버 간의 흐름 연통은 플런저를 바이패스 영역으로 이동시켜 달성되며, 바이패스 영역에서는 내부 벽이 1개또는 수개의 반복된 주변 그루브 및 영역을 가져 후방부 챔버 내용물을 후방부 이동가능한 벽의 변위에서 전방 챔버내로 바이-플로우시킨다[미국 특허 제 4,968,299호 또는 WO 93/20868호 및 WO 95/11051호와 비교]. 챔버는 기체, 액체 또는 고체를 함유할 수 있다. 일반적으로 1종 이상의 액체가 존재한다. 가장 보편적으로, 약제 적용에서는, 두 개의 챔버만이 존재하며, 1종의 액체 및 1종의 고체를 함유하는 것이 전형적이고, 고체는 혼합 조작 도중에 용해 및 재구성된다.

다중 챔버 타입 카트리지의 개시는 존재하는 추가의 벽 및 공간으로 인해 악화된 형태에도 불구하고, 기술된 모든 일반적 유형의 단계를 필요로 한다. 효율적인 혼합을 제공하기 위해, 일반적으로 성분 용적이 차지하는 공간 뿐만 아니라 혼합 공간이 할당되어야 한다. 벌크 형태의 분말 성분은 또한 입자 간의 틈에 함유한 여분의 공간을 필요로 한다. 혼합 단계는 가라앉힐 공간을 필요로 하는 포움 또는 기체 내포물을 생성시킬 수 있다. 플런저 타입 중간 벽은 일반적으로 바이-패스 내의 비밀봉 부위에 근접하기 위해 자체 길이 이상으로 변위되어야 하다. 전체 다중 챔버 타입 카트리지는 혼합 및 후속 탈기 둘 모두를 위한 개시 단계에서 긴 이동가능한 벽 스트로크(stroke)를 필요로 하며, 본 발명의 잇점으로부터 특수한 방식으로 유리하다.

카트리지 크기는 의도된 적용에 따라 크게 달라질 수 있으며, 일반적 범위를 제공하기 어렵다. 휴대용 장치의 사용에 의한 바람직한 자체 투여 적용에서 전형적인 크기는 내부 직경이 2 내지 30mm, 바람직하게는 3 내지 20mm이다.

기구

컨테이너 개구부를 통한 약제의 전달을 위한 기구는 특수 종류의 컨테이너 및 사용 약제를 위해 선택되어야 하는 하나 이상의 타입의 펌핑 수단을 기본적으로 포함해야 한다. 펌핑 수단은 임의의 종류의 압력 공급원, 예를 들어 컨테이너내의 기계적 또는 전기분해적 압력 축적 및 제어를 위한 적당한 밸브 수단을 포함할 수 있으며, 이 방법은 사실상 임의의 종류의 컨테이너 및 임의의 종류의 생성물, 예를 들어 WO 94/24263호에 의해 예시되는 분말의 경피적 전달, WO 94/2188호에 의해 예시되는 액체 제트를 통한 유사한 전달, 또는 WO 88/09187호에 의해 예시되는 정기적인 튜브 주입과 함께 사용될 수 있다. 임의의 종류의 컨테이너가 연동 작용 또는 원심 작용을 기초로 하는 펌프와 함께 또한 사용될 수 있으나, 일반적 사용을 위해, 제어된 포지티브 변위를 기초로 하는 펌프가 바람직하고, 특히 액체 제트에 대한 미국 특허 제 5,480,381호 또는 수동 조작되는 니들 기초 장치에 대한 미국 특허 제 4,564,360호에 의해 예시되는 바와 같이 별도의 실린더 및 피스톤 작용을 기초로 한 펌프가 특히 바람직하다. 일반적인 시린지 타입 컨테이너는 특수 펌핑 시스템을 필요로 한다. 기구는 앞서 인용된 미국 특허 제 4,978,335호에 의해 예시되는 바와 같이 로드를 맞물리고 축상으로 변위시킴에 의해 자체 피스톤 로드를 갖는 완전한 시린지에 대해 작용하기에 적합하거나(이는 다수의 상이한 타입 및 크기의 시린지를 수용하고자 하는 경우에 바람직할 수 있음), 기구는 WO 95/26211호, 유럽 특허 제 293,958호에 의해 예시되는 바와 같이 카트리지 타입 컨테이너의 피스톤에 대해 다소 직접 작용하는 피스톤 로드를 가질 수 있다(이는 보다 작게 제조될 수 있어서 휴대용 장치에 보다 적합할 수 있음). 또한, 이중 또는 다중 챔버카트리지는 앞서 언급된 WO 93/02720호에 의해 예시되는 바와 같이 다양한 단계(phase)에 대해 유사한 장치를 사용할 수 있다. 논의된 다양한 펌프 기구가 약제 또는 피스톤에 영향을 미치는 기계 수단을 포함할 수 있다고 하더라도, 수단, 예를 들어 피스톤 로드는 임의의 공지된 수단, 예를 들어 기체 압력, 진공, 수력학, 스프링 또는 수동 조작에 의해 가동될 수 있다. 특히, 전체적인 자동화 장치에 적합시키기가 용이하기 때문에, 전기 수단, 예를 들어 전기 모터에 의해 간접적으로 또는 바람직하게는 직접적으로 펌프 수단을 가동시키는 것이 바람직하다.

기구는 바람직하게는 추가의 요소를 포함할 수 있다. 기구는 전달되는 용량을, 예를 들어 전달되는 약제의 직접 계량에 의해 확보하기 위한 특수 수단을 포함할 수 있으나, 일반적으로는 이를 위한 펌프 수단을, 예를 들어 공지된 방식 그대로 축 변위 또는 피스톤 로드 축의 회전을 모니터링함으로써 직접 또는 간접적으로 이용하는 것이 바람직하다. 특히, 기구는 앞서 언급된 투여 패턴, 컨테이너 또는 카트리지의 개시, 자체 제어 또는 감시 및 수행되는 작동 단계의 가능한 기록 중의 일부 또는 전부를 수행하도록 작동되는 제어 시스템을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 시스템은 미국 특허 제 4,529,401호에 예시되는 바와 같이 당 분야에 공지되어 있으며, 다수의 방법으로 설계될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 제어 시스템이 센서 시스템의 일부 또는 전부를 구동 및 모니터링하고, 이로부터 얻은 데이터를 처리하는 것이 바람직하다.

부착 수단

부착 수단에 대한 최소 요건은 기구가 펌핑 기능을 수행하도록, 컨테이너를기구에 연결시키는 것이다. 선택된 펌프 및 컨테이너 원리의 특성은 컨테이너와 기구 사이의 상대적 정위의 중요성을 결정할 수 있다. 일반적으로, 기구가 컨테이너로의 도관과 함께 별도의 펌프 또는 제어 밸브 원리를 기초로 하는 경우, 상대적 정위는 중요하지 않다. 컨테이너 자체가 시린지 또는 카트리지 타입 컨테이너에 대한 펌핑 또는 투여 원리의 일부이고, 기구가 컨테이너에 대해 직접 작용하는 경우, 상대적 정위는 투여 정확성에 직접 영향을 미치면서 매우 중요할 수 있다. 중요하지 않은 상황에서는, 컨테이너를, 예를 들어 튜브에 의해 기구에 자유로이 또는 탄력적으로 연결시키는 것을 생각할 수 있으나, 적어도 휴대용 장치 및 상기 중요한 상황에서는 컨테이너를 기구에 단단히 부착시키는 것이 바람직하다. 기구가 일반적으로, 예를 들어 가동 수단, 섀시 및 전동 장치를 포함하는 정지부와, 예를 들어 피스톤 로드와 같은 펌프의 작동부 또는 전달 제어 밸브 기구로 나뉘어져 있는 경우, 컨테이너를 정지부에 대해 직접 또는 간접적으로 부착하는 것이 바람직하지만, 컨테이너를 전달 동안 기구를 향해 이동시키는 것이 가능하다. 정지부와 컨테이너 사이의 간접적인 상대적 부착을 시행하는 편리한 방법은 적어도 정지 기구 부분이 상대적으로 고정되어 포함되어 있고, 컨테이너가 부착되어 있는 하우징을 제공하는 것이다. 존재하는 경우, 하우징은 다른 언급이 없는 한 이동을 위한 기준점으로서 간주되어야 한다.

상기 논의된 상대적 정위는 기구가 컨테이너 개구부를 통해 약제를 전달하는 단계에서 유효하다. 그 밖의 단계하에서, 부착 수단은 기구와 함께 작용하여 그 밖의 기능을 제공할 수 있다. 이러한 바람직한 기능은 컨테이너를 이동시키는 것이다. 바람직하게는, 컨테이너가 적어도 기구의 정지부에 대해 이동하며, 바람직하게는 존재하는 경우에 하우징에 대해서도 이동한다. 이러한 이동은, 예를 들어 컨테이너의 견인 및 잠금을 포함하는, 카트리지에 대한 도킹 운동에서 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 조합적으로, 컨테이너는 기구의 이동가능 부분에 대해 이동할 수 있다. 이러한 이동은, 특히 기술된 바와 같은 컨테이너 또는 카트리지를 개시시키기 위해 컨테이너에 대한 작용을 수행하기 위해 우선적으로 사용될 수 있다. 후자 목적에 바람직한 방법 및 장치는 본원에 참고문헌으로 포함된 발명의 명칭이 "주사 장치 및 이것의 작동 방법"인 동일자의 본출원인의 공동계류중인 출원에 기재되어 있다. 임의의 상기 언급된 이동의 추가의 목적은 컨테이너를 센서 시스템에 대해 이동시키는 것이지만, 또한 이 목적은 센서 시스템을 기구 또는 하우징에 대해 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 센서와 컨테이너 간의 상대적 이동은 이하에서는 "스캐닝"이라고 언급될 것이다. 스캐닝은 하기에 추가로 논의되는 다양한 감지 목적, 예를 들어 정보의 센서 판독 또는 상이한 목적을 위한 동일한 센서의 사용을 위해 공간적으로 또는 순차적으로 이용될 수 있다. 본 발명에 있어서, 우선적으로 스캐닝을 위한 임의의 이동이 임의의 상기 목적을 위한 이동과 조합되어 전체적인 장치 및 작동, 예를 들어 카트리지 및 이것의 판독 및 점검의 병렬적 개시를 용이하게 할 수 있음을 알 수 있다. 언급된 임의의 목적을 위한 이동은 바이알 또는 카트리지와 같은 일반적으로 회전 대칭인 컨테이너라는 점에서 이해되는 바와 같이, 축 및 회전 변위 둘 모두를 포함할 수 있다. 예로서, 개시 및 견인은 축 이동을 필요로 할 수 있는 반면에, 회전 이동은 잠금을 위해 사용될 수있다. 스캐닝을 위해, 축 이동은 컨테이너를 따라 기능적 특성의 판독 및 제어 둘 모두에 사용될 수 있지만, 회전 이동은 컨테이너 맨틀 표면에 걸쳐 분포된 더 많은 정보를 판독하거나 스캐닝 목적을 바꾸는 역할을 할 수 있다.

스캐닝 속도는 자유로이 선택될 수 있다. 센서 시스템은 대부분의 속도, 심지어 정지시 판독에도 일반적으로 적합하며, 속도는 언급된 그 밖의 목적에 우선적으로 적합화될 수 있다. 전형적으로, 이동은 100cm/초 미만, 바람직하게는 10cm/초 미만, 가장 바람직하게는 1cm/초 미만으로 발생한다. 속도가 0.1mm/초 보다 빠르고, 또한 0.5mm/초 보다 빠른 것이 적당하다.

하우징이 존재하는 경우에, 예를 들어, 컨테이너를 보호하기 위해 컨테이너에 대해 적어도 부분적으로 및 바람직하게는 실질적으로 전부에 대해 하우징을 확장시키고 가이딩 특징을 제공하여 하우징을 이것의 이동 도중에 정적 또는 동적으로 안정화시키거나, 특히 정지되거나 이동가능한 그 자체의 캐리어 상에 정위되지 않은 경우에 센서 수단을 배열하는 것이 바람직할 수 있으며, 이 하우징 엔클로저는 또한 주위로부터의 부유 방사선을 감소시키는 작용을 할 수 있다. 물론 하우징은 복합 또는 단일 구조로서 설계될 수 있다.

컨테이너를 기구에 실제적으로 부착하기 위한 물리적 수단 또는 하우징의 성질은 본 발명의 목적을 위해서는 일반적으로 중요하지 않으며, 예를 들어, 마찰, 밀어 잠금(push lock), 언더컷, 바요넷 잠금(bayonet lock), 나사산 또는 임의의 다른 맞춤을 기초로 하는 임의의 종래 타입 또는 공지 타입일 수 있다.

센서 시스템

본 발명의 센서 시스템은 방사선의 송신 및 수신을 기초로 한다. 바람직한 적용에 있어서, 방사선은 컨테이너 또는 이것의 임의의 마킹에 대해 유도되지만, 기재된 바와 같이 일반적으로 대상물에 대한 분석 시스템 또는 일반적으로 기구 판독성 정보에 대한 시스템으로서 더욱 일반적인 이용성을 가질 수 있다. 바람직한 적용의 관점에서, 센서 시스템의 설명은 방사선 기술, 센서 적용 및 신호 처리로 나뉠 것이다.

방사선 기술

송신기 및 수신기가 분리된 요소, 또는 둘 모두를 상호 갭 거리에서 함유하는 일체 요소인 것처럼 본 명세서에서 논의되었다고 하더라도, 상기 용어는 "트랜스시버", 즉 양 기능을 수행하는 동일한 작동 요소 또는 바람직하게는 최상의 적합화를 위해, 동일한 엔클로저내에 하우징된 개별 요소와 동시에 또는 교환적으로 양 기능을 수행하는 요소를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것임이 초기에 인지되어야 한다. 송신기, 수신기 및 트랜스시버는 이하에서는 "작동 요소(active element)"로서 집합적으로 언급될 것이다. 모든 성분은 광범한 견지에서 이해되어져야 하며, 예를 들어, 비임 변화에 대해 반응을 출력하도록 제조된 임의의 성분은 수신기로서 간주되어야 하고, 수신기에 의해 사용되는 천연, 바람직하게는 인공 방사선을 위한 임의의 공급원은 송신기로서 간주되어야 한다.

컨테이너 또는 마킹에 의해 검출가능한 방식으로 영향받을 수 있는 임의의 종류의 방사선이 센서 시스템에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 방사선은 자외선과 마이크로파 사이의 적당한 주파수 범위 및 가장 바람직하게는 가시광선 및 적외선 영역을 갖는 전자기 방사선이다. 앞서 기재된 바와 같이, 비가시 범위의 방사선을 사용하는 것은 안전성의 잇점이 있다. 송신기는 메이저 또는 레이저, 램프, 또는 바람직하게는 가시광선 및 가장 바람직하게는 적외선 주파수 범위, 예를 들어 300 내지 3000nm 또는 500 내지 2000nm에 대해 사용되는 발광 다이오드(LED)가 가장 바람직하다. 양호한 결과가 가시광선 영역 뿐만 아니라 950, 870 및 875nm의 적외선 영역에서도 수득되었다. 수신기는 송신기에 적합되어야 하며, 상기 주어진 타입에 대해, 수신기는 포토레지스터 또는 보다 양호한 광다이오드 또는 광트랜지스터일 수 있다. 수신기는 주파수가 송신기에 대해 적응되거나 형광성의 경우 이로부터 생성되는 임의의 주파수에 적응되어야 한다. 송신기 및 수신기 둘 모두에 대해, 주파수 적응은 광학 필터의 사용 또는 전자 필터의 적용에 의한 타입의 선택에 의해 달성될 수 있다. 가시광선 범위에서 작동하지 않는 장치에 대해, 주광 필터를 통합시켜, 우연한 주위 영향을 제거하는 것이 적합하다. 성분의 특정 선택은 영상 원리가 사용될 것인지에 좌우될 것이다.

본원에서 사용되는 "영상" 시스템은 대상물을 2차원 이상으로 상세히 재현할 수 있는 시스템으로서, 2차원으로 대상물에서 상이한 방식으로 발생할 수 있는 화소, 점 또는 선의 해상을 제공할 수 있는 시스템을 요구하는 것으로 이해되어야 한다. 렌즈 타입 시스템이 대상물의 실제 2차원 재현을 제공하는 "집속" 영상 방법이 이용될 수 있으며, 이 재현은 예를 들어 음극선 튜브 또는 방사선 민감성 반도체, 예를 들어 하전 결합 장치(Charge Coupled Device) 상에서 영상화되어 추후 분석을 위한 화소 맵(pixel map) 또는 선 단위의 2차원 출력을 제공한다. 집속 방법은 이용가능한 방사선을 효율적으로 사용할 수 있으며, 관심있는 상이한 깊이에 대해 집속될 수 있다. 대안적으로, "스위핑" 영상 방법이 이용될 수 있는데, 이 방법에서 대상물은 점 단위로 스위핑되며, 이는 보다 일반적인 깊이 정보 및 순차 출력을 제공할 수 있다. 스위핑은 대상물을 광범한 각도의 조명을 조사함으로써 발생될 수 있지만, 수신은 차폐 또는 렌즈 집속에 의해 좁은 스위핑 스폿으로 제한된다. 보다 바람직한 방법은 예를 들어, 레이저 타입의 송신기로부터의 얇은 평행 비임 또는 발산 방사선 공급원으로부터의 차폐되거나 렌즈 집속된 스폿에 의해 대상물을 좁은 스위핑 스폿에 의해 조명하고, 좁은 흡수 각도, 바람직하게는 넓은 각도 수신 영역을 가질 수 있는 수신기에 의해 대상물로부터 방사선을 수신하는 것이다. 영상 결과를 제공하기 위해, 최소한 좁은 스폿 부분의 스위핑을 제공하기 위한 배열은 예를 들어, 언급된 바와 같이 작동 요소 자체, 차폐 또는 집속부, 또는 별도의 굴절부, 예를 들어 거울, 렌즈 또는 프리즘을 이동시킴으로써 존재해야 한다.

"비영상" 또는 일체 시스템은 대상물의 영역으로부터 수신된 전체 방사선에 대한 통합 또는 단일 신호와 반응하도록 설계된 시스템으로서 이해되어져야 한다. 비영상 원리는 하드웨어 및 후처리 둘 모두의 점에서 센서 시스템의 강한 단순화의 잇점을 갖는다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 비영상 시스템은 적정한 제어 결과를 제공하고, 대부분의 본 발명의 목적을 위해 바람직하다. 비영상 시스템은 2차원 영상의 재구성을 위한 스위핑 배열을 가질 필요는 없지만, 작동 요소가, 기재된 바와 같은 임의의 변형후에, 작동 요소를 위한 지지체에 대해 안정한 축 배향을 갖는 송신 및 수신을 각각 제공하는 것이 바람직하다. 컨테이너 위치의 정적 감지에 있어서, 상기 지지체는 컨테이너에 대해 고정된다. 기술된 바와 같이 센서와 컨테이너 사이를 스캐닝하는 데에 있어서, 상기 축 배향은 여전히 안정할 수 있지만, 지지체 및 컨테이너는 서로에 대해 이동가능하며, 바람직하게는 센서는 고정되며 컨테이너는 기술된 바와 같이 하우징에 대해 이동가능하다. 대체로, 축 배향 및 기구 또는 하우징에 대한 작동 요소 지지체의 고정된 배열은 가장 단순한 전체 설계에 대해 바람직하다.

집속된 영상을 또한 비영상 방법에서의 수신기 상에 낙하시킬 수 있다고 하더라도, 통합된 반응이 전달되기 때문에 의미가 거의 없다. 일반적으로 "탈집속된" 방사선을 수신기 상에 낙하시키는 것이 바람직하며, 최소한 바람직하게는 수신기에 가장 가까운 대상물의 최전방부로부터의 방사선, 가장 바람직하게는 모든 깊이로부터 순차적으로 수신된 방사선이 탈집속되어야 한다. 이것은 수신기에 대해 유도된 방사선이 초점이 흐려진 수렴성, 평행 또는 바람직하게는 발산성인 것을 필요로 할 수 있다. 또한 송신기가 영역 커버링 조사, 예를 들어 평행 방사선, 초점이 흐려진 수렴성 방사선 또는 바람직하게는 발산성 방사선의 와이드 비임이 사용된다는 견지에서 탈집속 방사선을 방출하는 것이 바람직하다. 우선적으로, 송신기에 의해 커버링되는 영역 또는 각도는 수신기에 의해 커버링되는 영역 또는 각도 보다 클 수 있다. 가능한 센서 시스템의 가치있는 단순화 뿐만 아니라, 탈집속 방사선 방법은 대상물의 폭 및 깊이 둘 모두에서의 상당한 공간으로부터의 반응을 제공하는 잇점을 갖는다. 이 원리는 시스템이 관찰된 대상물 부분의 복합 "핑거프린트" 반응을 기록하게 하며, 이 반응은 매우 독특할 뿐만 아니라 모방하기 어렵고, 비가시광선 범위에 기록되는 경우에 더욱 그러하다. 이들 잇점은 수신기에 의해 커버링된 영역이 대상물에 비해 매우 큰 경우 및 커버링된 영역이 비커버링된 영역으로부터 뚜렷하지는 않지만 미미하거나 점진적으로 한계가 정해지는 경우에 증폭된다. 대상물 타입 및 이것의 표적 부분이 급격히 변할 수 있기 때문에, 절대 영역 값은 제공하기가 어렵다. 수신기 축 기부에 있는 꼭지점 및 흡수 영역을 커버링하는 넓은 말단에 의해 그려진, 존재하는 임의의 교정 수단을 갖는 적당한 공간 각도는, 예를 들어 10도를 넘고, 바람직하게는 30도를 넘고, 가장 바람직하게는 45도를 넘는다. 각도는 매우 클 수 있지만, 일반적으로 180도 미만, 바람직하게는 160도 미만, 가장 바람직하게는 140도 미만이다. 흡수 영역은 보편적으로 바람직하게는 원형이지만, 원형이 아닌 경우, 이들 값은 실제와 동일한 크기의 원형 영역을 가리킨다.

하드웨어의 선택은 상기 센서 시스템 원리중 어느 것이 선택되는 가에 좌우된다. 기재된 바와 같이, 스위핑 스폿은 차폐된 발산성 공급원에 의해 얻어질 수 있고, 렌즈 시스템 또는 레이저 타입 장치에 의해 더 잘 얻어질 수 있다. 평행 비임은 시준기 렌즈 시스템 또는 레이저 타입 장치에 의해 얻어질 수 있다. 발산성 비임은 단순성을 위해 평탄 확산 송신기 또는 최상의 제어를 위해 렌즈 시스템에 의해 얻어질 수 있다. 유사하게, 수신기 수신 각도는 차폐에 의해 조정될 수 있으나, 제어 및 에너지 효율을 위해 렌즈 시스템에 의해 더 잘 조정될 수 있다.

송신과 수신 사이에, 방사선은 다수의 방식으로 발생할 수 있는 대상물에 의해 영향받아야 한다. 일반적으로, 발사시 현상은 반사, 투과, 흡수 및 스캐닝이다. 예를 들어, 사용된 방사선 주파수에 대한 굴절율의 변화를 충족시키는 방사선은 크거나 작은 범위로 반사될 것이다. 반사는 불규칙이 존재하는 경우에 확산성일 수 있거나, 아니면 파두(wave front)를 보존하고 영상 거울 타입의 반사를 제공할 수 있다. 반사되지 않은 방사선은 표면을 통해 투과될 수 있고, 가능하게는 굴절될 수 있다. 그 후, 통과는 흡수, 송신 길이에 따른 대략적인 지수적 에너지 감소를 야기할 수 있고, 반사의 경우와 같이 흡수는 불규칙이 존재하는 경우에 확산성일 수 있거나 그렇지 않으면 영상일 수 있다. 산란은 확산 반사 및 투과에 의해 야기될 수 있다.

이들 현상이 방사선에 영향을 미치는 정도는 강력하게 주파수 의존적일 수 있고, 이는 바람직한 차이를 증폭시키기 위해 사용될 수 있다. 원리상, 이는 두 극한에서 수행될 수 있다. 좁은 대역폭 또는 심지어 모노크롬 방사선은 바람직한 효과를 극대화시키는 주파수에서 선택된다. 좁은 대역폭은 레이저 타입의 송신기, 방출 스펙트럼대 또는 임의의 기타 방법에 의해 기본적으로 광대역 방사선 공급원으로부터의 단일 주파수를 흡수 또는 굴절을 통해 필터링시킴으로써 얻어질 수 있다. 좁은 대역폭의 한 가지 잇점은 신호 대 잡음 비가 높고 불규칙 백그라운드 방사선으로부터의 영향이 적다는 데에 있다. 또 다른 잇점은 출력이 단일의 공통 주파수에 의해 결정되기 때문에 송신기 또는 수신기 성분이 단순한 광대역 타입으로 선택될 수 있다. 특이적 잇점은 예를 들어, 컨테이너 내용물의 분광 분석이 가능하며, 이는 하나 이상의 단일 주파수의 측정, 또는 성분에 대해 IR 스펙트럼을 확정하는 것과 같이 일정 범위에 대한 단일 주파수의 동조를 필요로 할 수 있다. 또 다른 잇점은 형광성과 같은 마킹 목적으로 의도적으로 도입된 주파수 변화를 검출하는 가능성이다. 나머지 극한에서는, 광대역 방사선이 바람직하게는 송신기 및 수신기 둘 모두에 대한 광대역 성분을 선택함으로써 사용될 수 있다. 광대역 성분, 예를 들어 램프, 발광 다이오드 및 광다이오드 또는 광트랜지스터는 용이하게 입수가능하고, 저렴하며, 에너지 경제적이다. 광대역 방사선은 더 많은 대상물 특성이 추가로 방사선에 영향을 미치도록 한다. 예를 들어, 가시광선 영역의 색 분석에 상응하는 분석이 수행될 수 있다. 대부분의 적용에 있어서, 광대역 방법이 바람직하다. 따라서, 적당한 폭은 1%, 바람직하게는 5% 이상, 가장 바람직하게는 10% 이상의 편차 계수 ± 수준이 최대 수준의 30% 미만으로 떨어진 주파수에서 규정된 공칭 주파수 이다.

방사선은 대상물의 여러 부분에서 전술된 현상에 의해 영향받을 수 있다.

영향은, 송신기 및 수신기에 의해 커버링된 영역 뿐만 아니라, 대상물의 상이한 깊이, 예를 들어 임의의 케이싱 표면에서 가능하게 반복되는, 전방 컨테이너 표면의 두 표면, 컨테이너의 내용물 및 컨테이너의 다른쪽 벽의 두 표면 뿐만 아니라 이들 부분에서의 임의의 틈 또는 그 밖의 불규칙에서 발생할 수 있다. 대안적으로, 방사선은 가시광선 및 적외선 방사선에 대해, 금속과 같은 방사선에 대한 장벽에 의해 제 1 표면에서 블로킹될 수 있다. 유사하게, 방사선은 예를 들어, 컨테이너 또는 주위 하우징으로부터의 반복된 반사 또는 반복된 산란, 예를 들어 공동 충전 확산 방사선일 수 있다. 또한, 검출가능한 차이를 생성시키기 위해 활성 수단을 도입시킬 수 있다. 예를 들어, 하우징 부분에는 컨테이너 존재 또는 컨테이너의 특수 기능 부분이 검출되도록 카트리지 부분과는 다른 특성이 주어질 수 있거나, 카트리지는 검출을 위해 마킹될 수 있다. 예를 들어, 한 부분은 방사선을 반사하기 위해 설계될 수 있고, 또 다른 부분은 방사선을 흡수하기 위해 설계될 수 있다. 예로서, 가시광선 또는 적외선 전자기 방사선에 대해, 카본 블랙이 흡수성을 위해 사용될 수 있고, 금속 또는 티타늄 산화물이 반사 물질로서 사용될 수 있다.

추가의 자유도는 서로에 대한 작동 요소 및 대상물에 대한 작동 요소의 상대적 정위이다. 설명을 위해, 송신기는, 비임이 존재하는 경우 차폐, 렌즈 시스템 등에 의해 방향성이 주어진 후의 경우에서와 같이, 중심축, 대칭축 또는 최대 강도의 축인 주요 비임 축을 참조로 하여 설명되어야 한다. 유사하게, 수신기의 주요 수신기 축은 차폐, 렌즈 시스템 등에 의한 가능한 교정 후의 중심, 대칭 또는 최대 강도 흡수 축이어야 한다. 축 평면은 축이 놓여있는 평면으로서 이해되어져야 한다. 먼저 송신기 축 및 수신기 축 둘 모두가 동일 평면에 있다고 가정한 경우에, 이들 축은 서로에 대해 다양한 각도를 형성할 수 있다. 둘 모두는 실질적으로 평행한 축인, 즉 트랜스시버 타입의 작동 요소에서와 같이 축 사이의 각도가 약 0도인 실질적으로 동일한 방향으로 가리킬 수 있다. 이 배열은 대상물로부터의 반사된 방사선에 집중되는 경우에 유리하지만, 예를 들어, 설치된 거울 타입 표면에 의해 대상물내 또는 대상물 후방에 약간의 반사가 있는 경우에 송신된 광에 대해서도 사용될 수 있다. 작동 요소는 송신기 비임이 수신기 흡수 축 내에 전달되도록, 즉 축 사이의 각도가 약 180도가 되게 반대로 위치될 수 있다. 이 배열은 대상물을통해 송신된 방사선에 집중되는 경우, 예를 들어 흡수가 검출하려는 주요 파라미터인 경우에 유리하다. 수신기는 상기 극한 사이의 임의의 지점에 위치되어, 송신기 축에 대해 0 내지 180도, 예를 들어 약 90도의 임의의 예각 또는 둔각을 형성할 수 있다. 이 배열은 예를 들어, 불순물 또는 불명확물을 검출하기 위해 대상물로부터 산란된 방사선을 검출하는 데 집중된 경우에 유리할 수 있다. 수신기 축을 상기 예시된 방식으로 송신기 축에 대해 0 내지 360도 회전시킴으로써 규정된 원 주위에 수개의 작동 요소를 배열할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송신기에 있어서, 하나의 수신기를 약 0도, 하나를 약 180도 및 하나를 약 90도에 위치시켜 각각 반사되고, 흡수되고, 산란된 방사선에 대한 반응을 극대화시키는 3개의 신호를 얻는 것이 중요할 수 있으며, 이는 보다 상세한 대상물 핑거프린트를 얻거나, 수신된 방사선에서의 다양한 반응 성분에 대한 가능한 교정, 예를 들어 산란된 방사선으로부터의 영향을 배제하는 것이 중요할 수 있다.

상기에서는 송신기 및 수신기 축 둘 모두가 동일 평면상에 있다는 가정을 하였고, 이는 가장 강한 반응에 대해 일반적으로 최적이지만, 필수적이지는 않다. 여전히 실질적으로 평행임에도 불구하고, 공간 제약으로 인해 평면을 약간 변위시키는 것이 필요할 수 있다. 평면은 서로에 대해 형성될 수 있고, 각도를 이룰 수 있으며, 이는 이용가능한 공간을 이용하거나 거대한 대상물로부터, 예를 들어 카트리지 축을 따라 반투과되거나(semi-transmitted) 반반사된(semi-reflected) 반응을 얻는 데 유용할 수 있다.

작동 요소를 서로에 대해 이동가능하게 만들고, 이러한 이동을 수행하기 위한 수단을 제공하여, 예를 들어 대상물의 단층 촬영 타입 스캐닝을 얻고, 단일의 작동 요소가 여러 가지 작용을 수행하도록 하며, 동적 요소를 정적 측정과 중첩하여, 신호 처리를 용이하게 하거나 개선시킬 수 있다. 대부분의 적용에 있어서,가장 간단한 설계를 위하여 작동 요소를 서로 정적으로 배열하는 것이 충분하고 바람직하다. 앞서 기재된 바와 같이, 작동 요소와 대상물 사이에 상대적 이동을 제공하는 것이 또한 흥미로울 수 있는데, 이는 작동 요소를 장치에 대해 이동가능하게 배열함으로써, 바람직하게는 대상물을 장치에 대해 이동가능하게 함으로써 이루어질 수 있다. 스캐닝 속도는 넓은 범위내에서 선택될 수 있는데, 예를 들어, 카트리지 이동에 대해 앞서 제시된 바와 같은 센서 고찰 이외의 것에 의해 결정될 수 있다. 저속, 정지 측정의 경우에는 심지어 속도 0이 사용될 수 있는 것이 유리하다.

센서 적용

기재된 바와 같이, 센서 시스템은 일반적으로 기계 판독성 마킹의 형태의 정보를 판독하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 센서 시스템은 관찰되는 대상물의 물리적 기능적 특성을 검출할 수 있다. 또한, 마킹은 중요한 대상물 위치의 마킹과 같은 기능적 특성의 검출을 용이하게 하는 역할을 할 수 있다. 본 발명을 위해, 검출을 위한 대상물 "특성"은 이들 모든 가능성을 포함하는 것으로 이해되어져야 한다.

기계 판독성 마킹 시스템에 의해 전달되는 정보의 본질은 임의의 종류의 것일 수 있고 본 발명의 원리를 제한하는 것도 아니다. 바람직한 의료용 전달 장치적용에 있어서 그러한 정보는 일반적으로 보안 코드, 환자 코드, 투여 계획, 캘리브레이션 데이터 등일 수도 있다. 데이타는 어떤 방식에 있어서는 컨테이너 타입 또는 크기 확인과 같은 컨테이너, 카트리지의 경우 스트로크 강도 또는 니들 타입, 내용물 제제 타입, 부피 및/또는 농도, 분배 데이터, 배치 번호, 저장 능력, 온도 민감도, 사용 기한, 공식 표준치에 따른 분류 등과 관련되어 있다. 정보는 사용자에게 정보의 단순한 디스플레이, 프로세서 파라미터의 세팅, 부착 컨테이너의 허용 또는 불허용의 기준, 환자 코드와 보안 코드에 응답하는 장치 작동의 허용 또는 불허용, 투여 형태의 선택이나 다운로딩, 투여량 계산 등과 같은 다양한 목적을 위해 쓰여질 수 있다.

판독 마킹면에 있어서 언급된 잇점을 얻기 위해, 규정된 바와 같은 비영상 센서 시스템 및 가장 바람직하게는 규정된 바와 같은 탈집속 방사선 방식을 이용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 수신기는, 예를 들어 10도 내지 150도, 더욱 더 바람직하게는 20도 내지 120도, 그리고 가장 바람직하게는 30도 내지 90도의 공간 각도를 가질 수 있는 수신 방사선에 대해 발산 흡수 각도를 가진다. 그러한 수신에 의해 마킹상에 커버링되는 영역은 수신기와 마킹간의 거리에 의해 조절될 수 있다. 마킹 영역을 집중시키기 위해 거리는 전형적으로 25mm 미만이고, 바람직하게는 15mm 미만, 가장 바람직하게는 10mm 미만이다. 불안정한 파동을 고르게 하고 동일한 조사가 가능하도록 일정한 영역 크기가 바람직하고, 상기 거리는 0.1mm 이상, 바람직하게는 1mm 이상, 그리고 가장 바람직하게는 2mm 이상이다. 수신기에 의해 커버링되는 영역의 형태는 조사 제한, 수신기 기하학 또는 이것의 차폐 및 대상물 자체의 임의의 만곡도 때문에 달라질 수 있다. 커버링되는 영역의 절대적 크기 지표는, 상응하는 표면을 갖는 원의 직경으로 표현하면, 0.1 내지 20mm, 바람직하게는 0.5 내지 15mm, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 10mm일 수 있다.

정보는 상기 논의된 가능한 임의의 광학적인 특성에서 검출가능한 차이를 갖는다. 수신기에 의해 커버링되는 영역은 일반적으로 단일화되어 결국 통합된 반응을 제공할 것이고, 결국 수신기에 의해 커버링되는 상기 논의된 영역의 크기는 언제나 일정하지 않으며, 예를 들어 그래디언트를 갖고, 바람직하게는 인쇄 및 그래픽에 사용되는 것과 같이 그리드 또는 래스터 패턴을 가질 수 있으나, 커버링되는 영역이 사용된 방사선에 대해서는 실질적으로는 동일한 것이 바람직하다. 비록 마킹이 수신기에 의해 커버링된 영역의 일부분만을 커버링하는 것이 가능할지라도, 전체 영역이 마킹되는 최강의 반응이 일반적으로 바람직하다.

아날로그 반응 때문에 단 하나의 마킹 영역으로부터 다수의 검출가능한 정보 수준을 얻는 것이 가능하다. 이러한 정보 보유 수준들은 가능한 수준의 연속체를 포함하도록 설계됨으로써, 예를 들면 완전 반사/투과 및 완전 흡수 사이에 표시됨으로써, 예를 들어 컨테이너 부피나 농도와 같은 동등하게 실제의 아날로그 특징들을 표시하도록 설계됨으로써, 실제의 아날로그 신호를 형성할 수 있다. 신호 처리상 이유로 단순한 후처리를 위한 다수의 개별 정보 수준 반응을 제공하는 마킹 시스템, 즉 디지털 시스템을 고안하는 것이 바람직하다. 검출가능한 많은 수준 때문에, 그러한 디지털 시스템은 바람직하게는 바이너리가 아니라 두가지를 넘는 다른 수준, 바람직하게는 적어도 세가지 그리고 가장 바람직하게는 세가지를 넘는 개별수준, 예를 들어 수백가지 수준을 기초로 한 것일 것이다. 신호 출력의 바이너리 디지털 후처리를 용이하게 하기 위해서는, 바이너리 스케일에 대해 다수의 가능한 수준을 채택하고, 마킹의 방사선 검출가능 수준을, 예를 들어 4, 8, 16, 32, 64, 128 또는 256개의 개별 수준처럼 임의의 2ⁿ(n은 1보다 큼) 값으로 설계하는 것이 유리하다.

하나의 마킹 영역 스폿으로부터 얻을 수 있는 정보의 양에도 불구하고, 서너개의 이러한 정보 영역 스폿을 포함시켜 가능한 조합을 재차 곱하는 것이 바람직할 수 있다. 특정한 적용에 있어서는 한 영역으로부터의 대안물로 충분할지라도, 바람직하게는 다른 수준을 갖는 제어 영역을 포함하는 것이 이로울 수 있다. 결과적으로 하나 이상의 영역을 사용하는 것이 바람직하다. 실제 아날로그 시스템 설계에 있어서, 그러한 다수의 영역은 연속적인 그래디언트를 형성할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 영역들은 순차로 판독될 때 단계적 차이를 제공하도록 분리되며, 가능하게는 표준 수준 표면이 영역간의 구별이 용이하도록 각 정보 보유 영역을 분리시킨다. 그러한 세트에서의 개별적인 영역은 많은 별개의 수신기들에 의해 판독될 수 있으나, 전술한 임의의 기전에 따른 상대적인 이동에 의해 영역들의 세트를 스캐닝하고 제어하기 위해 하나 또는 소수의 수신기를 사용하는 것이 바람직하다. 스캐닝은 수신기를 한 영역으로 이동시키고 그것의 수준을 기록함으로써 또는 바람직하게는 역동적으로 변화하는 반응을 얻기 위해 수신기를 영역들에 대해 연속적으로 이동시킴으로써, 또는 이들 방법의 조합을 통해 정적으로 또는반정적으로(semi-staticly) 일어날 수 있다.

마킹은 반사나 산란 차이와 같은 상기 일반적인 임의의 방식으로 방사선에 영향을 줄 수 있지만, 바람직하게는 흡수 차이가 이용된다. 때로는, 어떠한 주파수 의존도 무시하고, 바람직하게는 대략 동등하게 사용된 대역폭에서 모든 주파수에 영향을 미치는 흡수제를 사용함으로써, 사용된 대역폭에 있어서의 전체 흡수 차이를 사용하는 것이 충분한데, 이는 가장 단순한 신호 처리와 단색 방사선의 이용을 가능하게 한다. 대안적으로 또는 추가로 주파수 분포를 변화시키는 흡수제는 가시영역에서 상응하는 색깔을 생성하도록 이용될 수 있는데, 이는 조합의 수를 매우 증가시킨다. 주파수 차이는 다양한 대역폭 주파수를 동조시킬 수 있는 수신기에 의하거나, 바람직하게는 다른 대역에 민감한 하나 이상의 수신기 사용에 의한 것일 수 있다. 흡수의 차이는 안료 또는 바람직하게는 염료의 사용에 의해 투과된 방사선에서 검출될 수 있으나, 바람직하게는 송신기 및 수신기를 마킹의 같은 측면에 가까이 위치시킴으로써 반사된 또는 산란된 방사선에서 검출될 수 있다. 일부 다른 대상물 특징에 마킹을 배열하여 이로부터 조합된 반응을 얻는 것이 가능하지만, 일반적으로는 마킹 반응을 다른 영향으로부터 분리하는 것, 예를 들어 마킹 뒤에 불투과성 또는 바람직하게는 반사성 백킹, 예를 들어 금속 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기한 것처럼, 가시광 영역 및 적외선 영역에서 적당한 안료계는 넓은 주파수 영역에서 매우 동일한 영향을 미치는 카본블랙 및 티탄 산화물이다. 마킹은, 예를 들어 스프레잉이나 페인팅에 의해 직접적으로 대상물에 적용될 수 있거나, 라벨이나 스티커를 사용함으로써 간접적으로 적용될 수도 있어, 통상의 인쇄방식 사용이 가능하고 백킹 재료의 적용이 용이하다.

의료용 전달 시스템에 있어서 마킹 원리는, 예를 들어 적어도 두 개 및 바람직하게는 그 이상의 컨테이너의 세트 또는 시스템으로서, 적어도 여러 측면에서 상이한 특성을 갖고, 컨테이너에 상이한 컨테이너 특성 타입간의 구별을 가능케 하는 정보를 보유하도록 설계된 전술한 특성의 기계 판독성 마킹을 제공하는 시스템을 제공하는 데 사용된다. 컨테이너는, 예를 들어 제제 타입, 농도, 부피, 크기, 카트리지 직경, 보안 코드, 사용 기한 등이 상이할 수 있다. 일반적으로 마킹은 사용 기한이 지난 컨테이너를 불허용하고, 특정 보안 코드 및 특정 환자 또는 기계 스크리닝간에 관계를 맺고, 예를 들어 제조, 분배 또는 재고 유지에 있어서 임의의 특성을 가진 컨테이너를 선택하고 분류하는 것과 같은 임의의 목적으로, 컨테이너 타입의 기계 확인을 가능케 할 것이다. 통상적으로 컨테이너는 상기한 것처럼, 일부 측면에서는 또한 유사할 것이다. 바람직하게는 컨테이너는, 예를 들어 부착 수단에 연결하기 위한 유사한 특징, 장치에 사용하기에 적당한 크기, 및 동일한 센서 시스템에 의한 마킹 판독에 적당한 기하학을 가지는 것으로 인해, 동일한 의료용 전달 장치에 사용하는 데 적합하다는 점에 있어서 유사하다. 이것은, 예를 들어 장치가 사용이 의도되지 않은 컨테이너를 불허용하고 허용된 컨테이너 타입에 적응되도록 할 것이다.

마킹된 정보는, 예를 들어 그러한 정보를 분리된 정보 스트립으로부터 특이적으로 수신하도록 배열된 센서를 통해 또는 마킹된 모형 컨테이너를 통해, 어떠한 방식으로든 장치로 보내질 수 있다. 최고의 보안을 위하여, 만약에 적어도 정보가상기한 컨테이너에 어떠한 방식으로든 관련이 있다면, 컨테이너에 물리적으로 부착된 마킹을 통해 정보를 장치로 가져오는 것이 바람직하다.

상기 센서 시스템은 또한 대상의 기능적인 특성을 검출하는데 사용될 수 있다. 상기 다루어진 "마킹"과는 반대로, "기능적인" 특성은 장치로의 정보 전달에는 적용되지 않지만 장치의 의도된 작동 목적을 위하여 존재하는 대상물의 임의의 특성으로 이해되거나 그 대상물의 제조 또는 사용 내력의 결과이다. 의료용 전달 장치의 바람직한 적용에 있어서, 정상적으로 기능적인 특성을 감지하는 것은 사용된 컨테이너의 적당한 상태를 결정하거나 확인하는 목적, 예를 들어 제어 시스템이 컨테이너를 허용 또는 불허용하도록 하거나, 컨테이너의 특정한 조건 또는 상태에 적합되게 하거나, 컨테이너내에서 일어나는 과정을 모니터링하는 것과 같은 목적에 사용될 수 있다. 기능적인 특성은 일반적으로 컨테이너 또는 그 내용물의 물리적인 특성이며, 그 자체로 위조하기 어렵다. 그러나, 안전성 때문에 검출은 이중 안전 장치를 하는 것이 중요하다.

기능적인 특성이 컨테이너 타입 대상물에 존재하는지 여부를 확인하기 위하여, 컨테이너 위치에 조사하여 영향받은 방사선을 수신하고, 검출하려는 특성의 소정의 표시와 비교한다. 정상적으로 컨테이너는 컨테이너 위치에 있지만, 예를 들어 시스템이 비존재 카트리지를 탐색하는 경우 또는 위치 자체에 대한 캘리브레이션 신호를 결정하려는 경우 또는 모조품에 대한 측정이 이루어질 경우에는 없을 수도 있다. 물리적인 특성은 위조하기 어렵기 때문에, 임의의 종류의 방사선 센서 시스템 원리가 이용될 수 있다. 영상 시스템은, 또한 가시영역에서, 예를 들어 카트리지의 윤곽 부분, 또는 적절한 조건의 표시와 비교하여 결함 또는 불순물을 신호하는 컨테이너 또는 내용물의 불연속성을 검출하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 종종 비영상 시스템 또는 가장 바람직하게는 탈집속 방사선에 기초한 시스템을 사용하여 상기된 것에 내재하는 일반적인 잇점을 이용하는 것, 예를 들어 수가지 방사선 타입 기여의 독특한 핑거프린트를 얻거나, 마킹된 정보와 기능적인 특성 둘 모두를 감지할 수 있는 보안성이 높은 단순한 시스템에 결합하는 것이 바람직하다. 비록 기능적인 특성이 다른 깊이로부터 수신된 방사선 의존적인 반응에 의해 검출가능할지라도, 만약 작동 요소에 가장 가까운 컨테이너 부분의 영역으로서 주어진다면, 일반적인 정보 또는 마킹된 정보의 사용에 대해 규정된 것과 거의 동일한 반응 각도와 영역으로부터 방사선을 수신하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 상기 동적 반응 신호를 얻기 위해서, 마킹된 정보와 기능적인 특성 둘 모두를 순차로 감지하기 위하여, 또는 서너가지 다른 기능적인 특성 또는 한 특성의 변화를 검출하기 위하여, 컨테이너를 따른, 예를 들어 카트리지 타입 컨테이너의 축 연장부을 따른 수신기와 컨테이너간의 상대적인 이동을 기능적인 특성 감지와 조합하는 것이 또한 이로울 수 있다. 컨테이너의 이동은 또한 센서 시스템에 의해 모니터링하려는 동적 과정의 일부, 예를 들어 배출, 충전, 희석 또는 용해 과정 또는 카트리지 타입 컨테이너를 위한 상기 개시 단계 중 어느 하나일 수도 있다. 임의의 동적 과정은 컨테이너 및 수신기가 상호 고정된 채로 정적으로 또는 이들간의 상대적인 이동과 함께 동적으로 뒤따를 수 있다. 이하에서는 다양한 감지 옵션의 실시예가 제시되어 있다.

컨테이너의 윤곽 부분은 컨테이너가 장치에 삽입되었는지, 이것이 의도된 크기를 갖는지, 그리고 예를 들어 부착 수단에 대해 적절히 위치하고 있는지 또는 이동가능하게 배열된 경우 소정의 위치에 있는지를 확인하기 위하여 감지될 수 있다. 영상 센서 시스템이 사용되는 경우, 플랜지 또는 폐쇄 부분과 같은 매우 특이적인 컨테이너 부분이 선택될 수 있다. 비영상 시스템은 윤곽의 상대적인 위치를 검출하기 위해서 사용될 수 있는데, 수신 각도가 검출되는 변위에 비해 작은 경우 및 윤곽이 각도 영역내에서 정상적으로 위치하는 경우, 그러한 반응은 심지어는 매우 작은 위치적 차이에도 매우 민감할 수 있다. 서너개의 직각의 윤곽선이 검출되는 경우, 전체 컨테이너 위치가 잘 결정될 것이다.

컨테이너가 방사선에 투과성인 경우, 내부적인 특징이 검출가능하다. 특히, 예를 들어 피스톤이 개시 위치에 있음을 확인함으로써 새로운 컨테이너를 확인하고, 멀티챔버 시스템내서 요구되는 플런저의 변위 또는 플런저들간의 접촉을 확인하며, 확인된 말단 위치에 의해 비워진 컨테이너 또는 현재의 플런저 위치를 감지하여 컨테이너에 남은 용량을 결정함으로써 재구성 또는 탈기와 같은 개시 완결을 확인하기 위해, 이동가능한 벽, 특히 카트리지 컨테이너 타입에서 플런저를 검출하는 것이 이로울 수 있다. 바람직하게, 감지는, 예를 들어 첨가된 흡수제에 의해, 바람직하게는 반사된 방사선에서 선택적으로 변형된 플런저 재료 자체의 흡수에 의해 일어날 수 있다. 흡수 영역은, 바람직하게는 플런저의 축 연장부의 일부만을 커버링하여, 심지어는 비영상 또는 탈집속 방사선에서도 밀봉 링과 같은 상세한 사항을 검출할 수 있도록, 플런저의 크기에 적합되어야 한다. 바람직하게 이러한 목적을 위한 카트리지는 다른 부분의 정보를 보유하는 마킹 및 감지를 위하여 노출된 플런저 위치를 가지는데, 이 때 마킹은 비영상 방사선에서 판독가능하고 결과적으로 동일한 시스템에 의해 양 목적 모두를 위한 감지가 가능하다.

또한 내부의 컨테이너 내용물이 감지될 수 있다. 고체의 존재는 이것의 흡수나 산란에 의해 검출가능하고, 액체의 존재는, 예를 들어 굴절율 변화가 검출가능한 반응 차이를 제공하는 오프-센터 라인에서 투과된 방사선의 굴절율 변화에 의해 기체로부터 구별가능하다. 또한 균질한 매질, 예를 들어 액체 또는 기체중의 불순물들, 예를 들어 불투명 또는 오착색 또는 기체 또는 입자 내포물은, 작은 흡수 영역으로부터 증가된 산란 또는 전체 흡수 변화에 의해 검출할 수 있다. 유사한 방법이 균열 또는 변형과 같은 컨테이너 벽의 결함을 검출하기 위하여 적용될 수 있다. 제제 타입은 제품에 대해 전형적인 스펙트럼의 파장을 측정함으로써 화학적으로 확인될 수 있다. 마킹 또는 변형은 기능적인 특성의 검출에 있어서 반응을 용이하게 하거나 증폭하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 컨테이너의 물리적인 구조에 기초하여 컨테이너 위치를 결정하는 대신에, 마킹 또는 라벨의 컨테이너 상의 적어도 하나 또는 바람직하게는 서너개의 스폿들이 컨테이너의 방향성을 정하는 목적에 사용될 수 있다. 컨테이너 존재의 확인은 소정의 마킹의 검출에 의해 유사하게 수행될 수 있다. 변형은 또한 바람직하게는 송신기 방사선을 수신기쪽으로 전향하도록 배열된, 컨테이너상의 부분을 반사하는 부착 거울 또는 컨테이너상의 면을 반사하거나 굴절하는 프리즘의 형태를 취할 수도 있다.

비록 본 발명은 전달 장치와 관련하여 기재되었으나, 시스템 원리는 어떠한유사한 또는 전적으로 다른 목적을 위해서도 이용될 수 있음이 명백하다. 예를 들어, 마킹 시스템은 일반적인 유용성을 지니며 컨테이너의 마킹에 제한되지 않고 임의의 물품에 또는 임의의 정보 전달 목적을 위하여 이용될 수 있다. 그러한 마킹을 판독하는 센서는 전달 장치에는 포함되어서는 안되지만, 임의의 다른 장치 또는 일반적인 목적의 판독기에는 포함될 수 있다. 유사하게 방사선 핑거프린트에 의한 기능적인 특성의 일반적인 검출 원리는 컨테이너의 성질에 제한될 필요가 없고 다른 물품들에 대해 일반적인 유용성을 가져, 예를 들어 상기 적용의 어떠한 것에 유사한 표면이나 깊이에서 이들의 존재, 위치, 외관 구조를 검출할 수 있고, 센서는 어떠한 확인 시스템에도 포함될 수 있다. 결과적으로 시스템은 대상물의 분석, 예를 들어 임의의 주파수 영역에서 색분석 또는 임의의 대상물의 표면 또는 깊이 구조 또는 질감 분석을 위하여 일반적인 장치 또는 방법으로서 사용될 수 있다.

신호 처리

수신기로부터 수신된 신호의 처리는, 예를 들어 중간 저장에 의해 연속적으로 또는 불연속적으로, 실시간 또는 비실시간에 처리하기 위한 원격 컴퓨터에 신호를 송신하기 위해 임의의 지점에 위치한 임의의 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 신호는 장치의 내장 마이크로제어기에 공급되며, 대부분의 경우에는, 실시간 내에 신호를 처리하는 것이 또한 바람직하다. 처리는 이들 옵션의 견지에서 기술될 것이다.

센서 시스템에 대한 신호 처리는 이용되는 시스템 원리에 따라 달라질 것이다. 영상 센서 시스템에 근거한 시스템은 공간의 수신기 개별 화소 반응과 공간의특정 포인트까지의 시간 사이의 연결을 가능하게 하는 신호 처리를 필요로 할 수 있으며, 이는 모든 화소 반응의 병렬적 처리, 각각의 화소 반응과 절대 그리드 어드레스, 절대 출발 위치에 대한 라인 스위핑의 동조 등을 필요로 할 수 있다. 신호 분석은, 예를 들어 신호를 검출하려는 대상물 특성의 소정의 표시와 비교함으로써 영상 분석용의 임의의 공지된 시스템을 통합시킬 수 있다.

비영상 시스템 신호 처리의 바람직한 양태는 기본적으로 매우 간단하게 유지될 수 있다. 송신기는 안정한 방사선을 방출시킬 수 있고, 수신기는 이것의 일부를 수신할 수 있다. 수신기로부터의 출력은, 예를 들어 대상물이 변동되지 않거나 수신기와 대상물 사이의 상대적 이동이 없어서 실질적으로 "정적" 반응이 신뢰되는 경우에, 안정한 전압과 같은 안정한 수준의 반응일 수 있다. 확인하려는 특성의 소정의 표시는 유사하게는 동일 수준일 수 있고, 비교 과정은 측정된 수준을 수가지 소정 수준과 비교하여 찾으려는 특성이 존재하는 것으로 간주되는 지의 여부를 결정하기 위한 임의의 연산을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 반응은 임의의 작은 장애 또는 변동을 평균하기 위해 수회 또는 특정 시간에 걸쳐 측정된다.

더욱 신뢰성이 있는 측정은, 대상물의 하나 이상의 부분, 바람직하게는 반응 수준이 상이한 부분들을 검출하고 비교하는 경우에 얻어질 수 있다. 여기에서는, 특히 신뢰성을 개선시키는 비교에 의해 "절대" 수준보다는 "상대적" 수준이 결정될 수 있다. 상대적 측정은 상이한 대상물 부분에 대해 하나 이상의 정적 측정을 수행함으로써 "반정적(semi-static)" 방법으로 이루어질 수 있다. 마킹된 부분의 감지시, 별도의 기준 수준을 포함하거나 공통 기준 수준을 구성하는 수가지 마킹이판독되고 사용되어, 반응 수준차를 정할 수 있다. 유사하게는, 기능적 특성을 감지하는 경우에, 하나 이상의 측정이 관심있는 부위 및 또 다른 부위, 예를 들어 플런저 위치 및 플런저 부재 위치 또는 충전 및 배출된 용기 부분, 또는 동일한 대상물에서 상이한 반응의 2가지 지점, 예를 들어 플런저 밀봉 링 및 이들 사이에서 각각 수행될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상대적 측정은, 존재한다면, 동일한 대상물 영역에서 상이한 파장에서 방사선 반응의 차이를 기초로 할 수 있다. 신호 처리는 감지된 부분 사이의 반응차 또는 반응비의 설정, 및 하나 또는 수가지의 소정의 수준차 또는 비 사이의 상대적 수준의 비교를 통합시킬 수 있다.

신호에 대해 "동적" 작용을 포함시키는 것, 즉 시간에 대한 신호 변화를 자극하고, 일부 방식으로 반응 대 시간 함수를 기록하고 작용시키는 것이 일반적으로 바람직하다. 랜덤 요소의 제거를 위해 더 많은 데이터가 이용될 수 있지만, 동적 반응이 반정적 방법과 동일한 방식으로 상대적 반응을 제공하는 역할을 할 수 있다. 동적 방법은 또한, 평균 변화 또는 변동율 또는 잡음 수준 계산과 같은 존재하는 시간축으로 인한 계산 및 결정을 위한 더 많은 정보의 추출을 가능케 하는 것이 일반적이다. 여기에서, 신호 처리는 가능하게는 시간과 무관하게 확인하려는 일련의 상대적 수준과의 비교, 또는 더욱 정확한 분석을 위한 더욱 완전한 곡선 핏을 포함할 수 있다. 동적 반응은 수가지 방식으로 유도될 수 있다. 센서 시스템에서의 연속 변화는 다양한 반응을 유발시킬 수 있다. 시간에 따라, 화합물의 용해 또는 피스톤 운동과 같은 동적 방법의 모니터링이 뒤따를 수 있다. 제시된 바와 같이, 바람직한 동적 반응은 대상물과 센서 사이의 상대적 이동에 의해 유발될수 있는데, 이는 일련의 마킹 및 이동 트랙을 따르는 수가지 상이한 대상물의 기능적 부분 또는 더욱 구체적인 핑거프린트를 제공하는 동일한 대상물 부분을 따르는 수가지 상세사항을 둘 모두 판독하는 역할을 할 수 있다.

수신기 출력이 이것의 진폭 대 시간 함수에 대해 직접 또는 간접적으로 모니터링되고, 작동전에 처리된 함수가 이에 기초하는 상기 기술된 동적 방법은 현재의 프로세서 기술과 매우 양립가능하다. 함수는 연속적으로 얻어지고 처리될 수 있지만, 불규칙적인 시간 간격으로, 그러나 특정 주파수에서는 규칙적인 시간 간격으로 이루어질 수 있는 장치 출력으로부터 값을 샘플링시키는 것이 바람직하다. 샘플링은 수가지 방법 중 임의의 방법으로 이루어질 수 있다. 샘플링은, 진폭이 기준 수준과 비교되고, 진폭이 변동할 수 있지만 고정되는 것이 바람직한 기준 수준 보다 높은지 또는 낮은지의 여부에 따라 바이너리 1 또는 바이너리 0으로 설정된다는 점에서 디지털일 수 있다. 특히, 생데이터로부터 더 많은 정보를 추출하기 위해서는, 함수의 절대 진폭값을 반복적으로 기록하는 아날로그 샘플링 방법이 일반적으로 바람직하다. 아날로그 값은 아날로그 프로세서로 처리될 수 있지만, 이 값을 디지털 형태로 전환시키고 이를 디지털 프로세서에서 처리하는 것이 가장 바람직하다. 신호는 공지된 방법으로, 필터링되어 특정 주파수 범위를 제거할 수 있다.

신호 처리는 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 자동 이득 제어와 유사한 기능을 포함하며, 이는 관심있는 반응 수준에서 시스템 증폭이 개략적 또는 확대적으로 본 발명의 목적에 부합됨을 의미한다.

함수값은 임의의 시간 및 속도로 모니터링되고 처리되지만, 실시간 처리가대부분의 응용에서 일반적으로 바람직하며, 이는 임의의 주어진 시간에 동시에 처리하려는 값을 일부 기억하는 것을 필요로 할 수 있다. 처리는 동시에 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상, 가장 바람직하게는 다수의 함수값을 갖는 것이 바람직하다.

상기 기술된 신호 처리 방법 모두에서는, 동시에 수개의 송신기 및 수신기를 사용하는 것이 가능하다. 이것은 교정된 반응을 계산하기 위해 상이한 각도로부터의 방사선의 수집과 같이, 전술된 임의의 이유 때문에 이루어질 수 있다. 특히, 현재 논의중인 대상물의 경우에는, 정적 방법에서 수개의 수신기를 사용하여 상이한 대상물 부분을 감지하는 것, 상대적 측정 방법에서 부가적으로 상대적 측정의 기초가 되는 수준을 동시에 감지하거나 수가지 주파수에서 반응을 수집하는 것, 동적 방법에서 부가적으로 모니터링되는 과정의 수가지 측면을 커버링하는 것이 중요할 수 있다.

논의된 임의의 방법에서는, 송신기 신호를 변조하고, 수신기 출력 신호에서 변조를 검출하는 것이 또한 바람직하다. 이것은 변조된 특징을 갖지 않는 랜덤 요소 및 교란으로부터의 영향을 배제시키기 위한 것이다. 안정한 변조 주파수를 방사선에 중첩시키는 것이 종종 충분할 수도 있지만, 고도로 진전된 변조가 사용될 수 있다. 이러한 주파수는 오버톤(overtone)을 갖는 편재된 전력 라인 주파수 보다 명백히 높아야 하고, 예를 들어 0.5kHz 보다 높고, 바람직하게는 1kHz 보다 높을 수 있지만, 1000kHz 미만, 바람직하게는 100kHz 미만으로 유지될 수 있다. 수신기 시스템은 가능한 한 좁은 변조 주파수로 동조되어야 하지만, 도플러 시프트를검출하려는 경우에는 작은 대역폭을 가질 수 있다. 신호의 필터링은 하드웨어 또는 소프트웨어를 기본으로 하는 임의의 공지된 방법으로 수행될 수 있다.

상기 예시된 신호 처리 단계는 임의의 다른 유형의 통상적인 처리를 배제시키지 않는다. 특히, 임의의 처리는 통상적인 초기화 단계, 예를 들어 컨테이너의 삽입 직전의 백그라운드 방사선의 측정 또는 표준 모형 컨테이너 또는 기준 마킹 흡수 수준에 대한 정상화에 의한 시스템의 영점화를 필요로 할 수 있다.

도면의 상세한 설명

도 1a 및 도 1b는 일반적으로 (1)로 표시되고 실린더 부분(2)을 갖고, 3개의 밀봉 링(4)를 갖는 플런저(3)을 함유하는 카트리지 타입 컨테이너를 개략적 형태로 도시한 것이다. 실린더 부분(2)에는, 전체적으로 반사성인 백킹에 코드화 표면을 갖는 것으로 추정되는 라벨(5)이 부착되다. 송신기는 (6)으로 표시되며, 폭넓은 원뿔(7)의 형태로 방사선을 방출시킨다. 송신기(6)에 가까이 그리고 동일한 방향으로 마주하여 제 1 수신기(8)이 배열되며, 이 수신기는 송신기 원뿔(7) 보다 다소 더 좁은 원뿔(9)로부터 방사선을 수집한다. 송신기(6)에 대해, 컨테이너의 반대면에서, 송신기(6)를 향해 마주하여 제 2 수신기(10)가 배열된다. 송신기(6)의 축에 대해 거의 직각으로, 컨테이너 내부를 향해 마주하여 제 3 수신기(11)가 배열된다. 도시된 상대적 위치에서, 송신기(6) 방사선은 라벨(5)을 향해 유도되고, 제 1 수신기(8)은 송신기(6)에 의해 조사된 라벨 부분으로부터 반사된 방사선을 수집한다. 라벨이 반투과성이 아니기 때문에, 수신기(10) 및 (11)는 송신기(6)으로부터 임의의 직접 방사선을 수신하지만, 하우징 내에서 산란되거나 주변으로부터 유입된 랜덤 방사선을 수신할 수도 있고, 이들의 출력은 임의의 이러한 백그라운드 방사선에 대해 제 1 수신기(8)로부터의 반응을 교정하기 위해 사용될 수 있다. 컨테이너가 축방향으로 변위되어, 작동 요소의 평면이 (12), 즉 라벨(5)과 플런저(3) 사이에 위치하게 되는 경우, 수신기로부터의 반응은 완전히 상이할 것이다. 컨테이너(1)가 투과성인 것으로 가정하면, 일부 방사선은 컨테이너의 방사선 유입면의 외부 및 내부 표면에서 반사될 것이고, 유사한 반사가 컨테이너의 방사선 유출면에서 일어날 것이며, 흡수가 벽 및 가능한 컨테이너 내용물에서 일어날 것이고, 약간의 산란이 모든 경우에 일어날 것이다. 수신기로부터의 출력의 변동은 쉽게 검출될 수 있으며, 즉 제 2 수신기(10)는 라벨 뒤에 있는 경우보다 상당히 더 많은 방사선을 수신할 수 있다. 컨테이너가 추가로 변위되어 작동 요소의 평면을 플런저(3)에 위치시키는 경우, 수신기 신호는 다시 변동될 것이고, 특히 제 1 수신기(8)는 플런저로부터 반사된 대표적 방사선을 기록할 것이고, 이러한 감지는 정적일 수 있거나, 컨테이너의 이동 동안에 이루어지는 경우 동적일 수 있으며, 후자의 경우에는 밀봉 링(4)에서 그리고 이들 사이에서 반응의 차가 검출될 수 있다.

도 2는 투과성 시린지 타입 컨테이너에 삽입된 3개의 밀봉 링을 갖는 플런저 상을 통과하는 경우에 적외선 영역에서 작동하는 센서 시스템으로부터의 실제 반응을 도시한 것이다. 수직축은 0과 256 사이의 디지털화 값에서 수신기로부터의 반응 수준을 제공하고, 수평축은 불규칙한 유닛의 길이를 나타낸다. 3가지 곡선은 각각 위로부터 투명, 녹색, 청색인 투과성 필터링 라벨을 통해 측정한 경우의 반응을 나타낸다. 플런저의 3가지 밀봉 링에서의 반응의 차는 필터링 라벨이 최하부곡선에서와 같이 플런저 재료의 색과 거의 유사한 색을 갖는 경우에도 명백히 검출될 수 있음을 알 수 있다.

도 3은 본 발명에 따르는 적합한 센서 시스템에서 주된 기능에 대한 블록도이다. 마이크로제어기(31)이 변조기(32) 및 증폭기(33)에 대해 송신기(34)를 작동시키고 중단시켜서, 공칭 파장이 940nm인 송신기로부터 3kHz 변동 출력을 제공한다. 방사선은 대상물 표면(35)에 부딪히고 이 표면에 의해 영향받으며, 방사선 일부가 수신기(36)에 의해 수집된다. 수신기(36)로부터의 출력 신호는 대역통과(bandpass) 필터에서 필터링되어, 3kHz 변조 주파수 부근에서 좁게 주파수 성분을 추출시킨다. 상기 신호는 (38)에서 증폭되고, A/D 컨버터(39)에 공급되며, 디지털 출력은 마이크로제어기(31)로 귀환한다. 수신된 신호 및 관심있는 비교 수준을 기준으로 하여, 마이크로제어기(31)는 자동 이득 제어 장치(AGC)(40)을 작동시켜서 기준 수준을 A/D 컨버터에 전달하여 디지털화를 위한 기준 수준의 시프트 및 수준 범위 분해를 가능케 한다. 마이크로제어기는 대역통과 필터링, AGC 기능 및 예를 들어 확인하려는 소정의 특성과 수신기 반응의 비교를 위한 클러스터 분석을 위해 소프트웨어를 이용할 수 있다.

도 4의 회로는 기본적으로, 3개의 부분, 즉 도면의 하부에 도시한 전력 공급 부분, 중간부에 도시한 아날로그 방사선 부분, 및 상부에 도시한 디지털 처리 부분으로 구성된다. LED 송신기에 대한 방사선 신호는 송신기 다이오드 D5(TSMS3700)의 트랜지스터 Q1을 통해 프로세서 U4(핀 28, "s")로부터 변조된다. 대상물로부터의 방사선은 광다이오드 수신기 D4(BP104FS) 상에 부딪히고, 전류로 전환된다. 방사선 부분은 이중 필터링 및 증폭 단계를 추가로 포함하는데, 여기에서 필터는 대역통과 타입이며, 즉 각각의 필터는 저역 통과 및 고역 통과 필터를 둘 모두 포함한다. 신호는 고역 통과 필터 C8, R23 및 R24에 들어가고, U2A에서 증폭되고, 저역 통과 필터 C10, R25 및 R26에 들어간다. 이 과정은 고역 통과 필터 C9 및 R22, 증폭기 U2B 및 저역 통과 필터 C11, R27 및 R28에서 반복된다. 이들 아날로그 단계 후에, 신호는 마이크로 제어기 U4의 일부분인 A/D 변환기로 들어간다. 신호는 소프트웨어, 예를 들어 디지털 필터링, 정렬 및 비교 연산 등의 사용에 의해 마이크로제어기 U4에서 디지털 형태로 처리된다. 레지스터 R4 내지 R11은 AGC 기능으로서 마이크로제어기와 함께 작동하여, 상이한 진폭 수준의 구체적인 분석을 가능케 한다.

도 5는, 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이 카트리지 타입 컨테이너에 사용하려는 마킹을 갖는 간단한 라벨을 도시한 것이다. 라벨(50)은 소정의 흡수를 갖는 균일하게 착색된 큰 제 1 부분(51)을 가지며, 이것은 정적으로, 즉 이 영역이 센서에 대해 고정되어 있는 경우에 판독되도록 되어 있다. 표면의 흡수 수준은 카트리지 타입, 내용물 또는 농도에 대한 정보를 가져올 수 있거나, 캘리브레이션 목적으로 사용될 수 있다. 필드(52)는 라벨 중의 윈도우이며, 이 윈도우는 전체적으로 맑고 투명하며, 카트리지 내부의 감지 및 특히 플런저의 존재의 감지를 허용하도록 되어 있다. 필드(53), (54) 및 (55)는 또한 예를 들어 영역(51)과 동일한 유형의 정보를 보유하는 바람직하게는 상이한 흡수 수준의 균일하게 착색된 영역이다. 윈도우(52) 및 필드(53), (54) 및 (55)는 화살표(56)으로 표시한 바와 같이라벨과 센서 사이의 상대적 이동 하에 순서대로 동적으로 판독되도록 예정되어 있다. 센서는 정적 필드(51) 상의 제 1 위치에서 (57)에서 가상선으로 표시되어 있다. 상기 필드의 판독 후에, 라벨을 갖는 카트리지는 화살표(56)의 방향으로 이동하여, 윈도우(52) 및 필드(53), (54) 및 (55)를 센서(57)을 가로질러 통과시켜서, 전자 장치에 의해 처리할 수 있는 반응 대 시간 함수를 산출할 것이다. 윈도우(52)를 제외한 모든 라벨 표면은 충분한 착색 또는 불투과성 백킹에 의해 실질적으로 비투과성이어서, 라벨 뒤로부터의 방사선에 의해 영향받지 않는 것으로 추정된다.

도 6a 내지 도 6d는 펌프 부분(60) 및 이중 챔버 타입 카트리지(70)의 4개의 작동 단계를 개략적으로 도시한 것이다. 펌프(60)는 하우징(61), 피스톤 로드 타입 부재(62), 및 카트리지(70)을 이동시키고 그 내용물을 배출시키도록 로드를 작동시키고 제어하도록 작동될 수 있는 일반적으로 (63)으로 표시되는 전기기계 유닛을 포함한다. 바람직한 경우, 이들 펌프 부분은 상기 인용된 공동 계류중인 출원에 따라 구성될 수 있다. 센서(64)는 펌프(60)의 예정된 카트리지 피스톤에 배열된다. 카트리지는 배럴(71), 출구(72), 후방 플런저(73) 및 전방 플런저(74)를 포함한다. 배럴 외측에는 예를 들어 도 5에서 기술한 바와 같이 라벨이 부착된다.

도 6a는 카트리지가 후방 플런저(73)에 가까운 피스톤 로드(62)를 갖는 펌프에 부착된 경우의 펌프(60) 및 카트리지(70)의 상대적 위치를 도시한 것이다. 센서(64)는 후방 플런저(73)에, 그리고 라벨(75)의 제 1 부분, 예를 들어 도 5의 정적 필드(51) 상에 위치하며, 상기 라벨 부분은 센서(64)에 의해 판독된다.

도 6b는 유닛(63)이 카트리지를 펌프 부분(60)을 향해 이동시키면서, 동시에 후방 플런저(73)를 이것의 흡수 위치에서 유지시키는 위치를 도시한 것이다. 따라서, 후방 플런저(73)는 여전히 센서(64)에 있지만, 라벨(75)는 윈도우가 센서(64)와 플런저(73) 사이에 있게 되는 위치로 이동하도록 지시된다. 센서는 라벨 윈도우(52)를 통해 바람직한 플런저(73) 위치 및 특성을 확인할 수 있다.

도 6c는 유닛(62)이 카트리지를 전방 플런저(74)와 접촉하고 있는 배럴(71) 내의 위치로의 플런저(73)의 이동중에 펌프를 향해 추가로 이동시키는 위치를 도시하고 있으며, 아마도 2개의 플런저는 특정 거리로 함께 이동할 것이고, 카트리지는 펌프 유닛(60)에 대해 최종 위치에 있게 된다. 상기 카트리지 이동중에, 라벨(75)의 나머지 부분은 센서(64)를 통과하여, 필드(53), (54) 및 (55)의 동적 판독 및 그 안에서 코드화된 임의의 정보의 추출을 가능하게 한다.

도 6d는 유닛(63)이 부재(62)를 전방으로 이동시켜서, 출구(72)를 통해 플런저(74)의 전방으로 카트리지 내용물을 배출시키는 위치를 도시한 것이다. 이러한 작동하에, 센서(64)는 플런저(73)의 소실, 배럴(71)의 적합한 클리어런스 및 전방 극단 위치에 신호가 도달하는 부재(62) 상의 마킹의 검출을 모니터링할 수 있다.

예시된 양태는 단지 예시를 위한 것이고, 청구의 범위에 규정된 본 발명의 범위 또는 보편성을 제한하는 것으로는 이해되지 않아야 한다.

Claims (104)

1. a) 개구부를 갖거나 개구부를 배치할 수 있는 제제용 컨테이너, b) 컨테이너내의 제제의 일부 또는 전부를 개구부를 통해 전달시키도록 작동될 수 있는 기구, c) 컨테이너를 기구에 연결시키기 위한 부착 수단 및 d) 컨테이너 또는 이것의 내용물의 하나 이상의 소정 특성을 검출하도록 배열된 센서 시스템을 포함하는 제제 전달 장치에 있어서,

   컨테이너 위치 또는 이것의 일부분을 방사선 조사하도록 배열된 방사선 송신기, 및

   방사선이 컨테이너 위치에 의해 영향받은 후, 송신기로부터의 방사선의 영역 부분의 일부 또는 전체를 수신하도록 배열되고, 상기 영역 부분으로부터 수신된 전체 방사선을 나타내는 출력 반응을 제공하도록 설계된 방사선 수신기를 포함함을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 컨테이너의 일부 또는 전부가 방사선 주파수에서 반투과성 또는 투과성임을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항에 있어서, 컨테이너가 a) 일반 대칭축 및 전방 말단과 후방 말단을 갖는 일반적으로 원통형인 배럴, b) 전방 말단에 있는 개구부 또는 개구부를 위한 제제 및 c) 전방 말단과 후방 말단 사이의 배럴에 삽입된 하나 이상의 변위가능한피스톤을 포함하는 카트리지임을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3항에 있어서, 카트리지가 이중 또는 다중 챔버 타입임을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항에 있어서, 기구가 전기 구동 수단에 의해 작동됨을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항에 있어서, 기구가 최소한 전기 구동 수단을 제어하도록 작동될 수 있는 제어 시스템을 포함함을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항에 있어서, 부착 수단이 기구의 정지 부분에 대하여 컨테이너를 이동시키도록 작동될 수 있는 이동 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7항에 있어서, 이동 수단이 센서 시스템에 대하여 컨테이너를 이동시키도록 작동될 수 있는 스캐닝 수단을 포함함을 특징으로 하는 장치.
9. 제 8항에 있어서, 이동 수단이 컨테이너 상에서 개시 조작을 수행하도록 작동될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
10. 제 7항에 있어서, 이동 수단이 10cm/초 미만의 속도를 제공하도록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1항에 있어서, 방사선이 300 내지 3000nm 파장을 가짐을 특징으로 하는 장치.
12. 제 11항에 있어서, 방사선이 가시광선 이외의 범위에 있음을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12항에 있어서, 방사선이 적외선 범위에 있음을 특징으로 하는 장치.
14. 제 1항에 있어서, 송신기가 발광 다이오드를 포함함을 특징으로 하는 장치.
15. 제 1항에 있어서, 수신기가 광다이오드 또는 광트랜지스터를 포함함을 특징으로 하는 장치.
16. 제 15항에 있어서, 수신기가 주광 필터를 포함함을 특징으로 하는 장치.
17. 제 1항에 있어서, 수신기 출력이 비영상임을 특징으로 하는 장치.
18. 제 1항에 있어서, 수신된 방사선이 탈집속됨을 특징으로 하는 장치.
19. 제 1항에 있어서, 조사 및 수신이 10도를 넘는 공간각을 가짐을 특징으로 하는 장치.
20. 제 1항에 있어서, 송신기가 발산 비임을 제공하도록 배열되며, 수신기가 발산 흡수각을 갖도록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
21. 제 1항에 있어서, 송신기 또는 수신기가 공칭 주파수의 ±1% 이상의 바람직한 주파수 변동 계수로 광대역화됨을 특징으로 하는 장치.
22. 제 1항에 있어서, 송신기 및 수신기가 실질적으로 동일한 방향으로 마주보며 배열됨을 특징으로 하는 장치.
23. 제 1항에 있어서, 송신기 및 수신기가 컨테이너로부터 떨어져 배열됨을 특징으로 하는 장치.
24. 제 1항에 있어서, 수신기에 의해 커버링된 영역이, 상응하는 표면을 갖는 원의 직경으로 표현하여, 0.5 내지 15mm임을 특징으로 하는 장치.
25. 제 1항에 있어서, 컨테이너가 센서 시스템에 의해 판독가능한 마킹을 가짐을 특징으로 하는 장치.
26. 제 25항에 있어서, 마킹이 둘 이상의 개별 수준을 가짐을 특징으로 하는 장치.
27. 제 25항에 있어서, 마킹이 수개의 개별 마킹 영역을 가짐을 특징으로 하는 장치.
28. 제 27항에 있어서, 이동 수단이 정적 또는 동적으로 영역을 차례로 판독하기 위해 존재함을 특징으로 하는 장치.
29. 제 25항에 있어서, 마킹이 흡수 또는 반사의 차이를 가짐을 특징으로 하는 장치.
30. 제 1항에 있어서, 센서와 컨테이너 사이의 상대적 정위가 컨테이너의 기능적 특성을 검출하기에 적합함을 특징으로 하는 장치.
31. 제 30항에 있어서, 기능적 특성이 기능적 특성의 검출을 용이하게 하기 위해 설계된 컨테이너 윤곽 부분, 플런저 위치, 컨테이너 내용물 또는 마킹 또는 변형임을 특징으로 하는 장치.
32. 제 30항에 있어서, 상대적 정위가 컨테이너 상의 마킹을 정적 또는 동적으로 판독하기에 적합함을 특징으로 하는 장치.
33. 제 1항에 있어서, 전자 제어 유닛을 함유함을 특징으로 하는 장치.
34. 제 33항에 있어서, 제어 유닛이 수신기로부터의 변형된 또는 비변형된 출력을 수신하여 이를 하나 이상의 기억된 특성과 비교하며, 특정 유사성이 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우에 상이하게 작용하도록 작동됨을 특징으로 하는 장치.
35. 제 34항에 있어서, 제어 유닛이 반응 대 시간 함수를 수신하도록 작동됨을 특징으로 하는 장치.
36. 제 34항 또는 제 35항에 있어서, 작용이 전기 구동 수단을 작동시키는 옵션을 포함함을 특징으로 하는 장치.
37. 제 1항에 있어서, 송신된 방사선이 변조됨을 특징으로 하는 장치.
38. 제 1항에 있어서, 송신기 및 수신기가 이들의 지지체에 대해 안정한 축 방향을 갖도록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
39. 제 38항에 있어서, 기구에 대한 지지체의 고정된 배열 또는 하우징을 특징으로 하는 장치.
40. a) 개구부를 갖거나 개구부를 배치할 수 있는 제제용 컨테이너, b) 컨테이너내의 제제의 일부 또는 전부를 개구부를 통해 전달시키도록 작동될 수 있는 기구, c) 컨테이너를 기구에 연결시키기 위한 부착 수단 및 d) 컨테이너 또는 이것의 내용물의 하나 이상의 소정 특성을 검출하도록 배열된 센서 시스템을 포함하는 제제 전달 장치를 작동시키는 방법에 있어서,

    방사선을 컨테이너 위치 또는 이것의 일부분에 송신시켜서, 방사선이 컨테이너 위치에 의해 영향받게 하고,

    컨테이너 위치의 하나 이상의 영역 부분으로부터의 영향받은 방사선의 일부 또는 전부를 비영상 방식으로 수신하며,

    수신된 방사선의 특성을 소정 특성을 나타내는 특성과 비교하여 컨테이너의 소정 특성이 존재하는 지를 확인하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
41. 제 40항에 있어서, 방사선이 반사, 투과, 흡수 또는 산란에 의해 영향받음을 특징으로 하는 방법.
42. 제 40항 또는 제 41항에 있어서, 컨테이너의 일부 또는 전부가 방사선 주파수에서 반투과성 또는 투과성이고, 방사선의 일부 또는 전부가 컨테이너내로 투과됨을 특징으로 하는 방법.
43. 제 40항에 있어서, 기구의 정지부에 대해 컨테이너를 이동시키는 단계를 특징으로 하는 방법.
44. 제 40항 또는 제 43항에 있어서, 컨테이너 상에서 개시 단계를 수행하는 단계를 특징으로 하는 방법.
45. 제 44항에 있어서, 개시 단계가 재구성 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
46. 제 40항 또는 제 43항에 있어서, 센서 시스템에 대하여 컨테이너를 이동시키는 단계를 특징으로 하는 방법.
47. 제 46항에 있어서, 이동 속도가 10cm/초 미만임을 특징으로 하는 방법.
48. 제 40항에 있어서, 속도가 1cm/초 미만임을 특징으로 하는 방법.
49. 제 40항에 있어서, 컨테이너 및 센서 시스템이 방사선 수신 도중에 서로에 대해 정지 상태로 유지됨을 특징으로 하는 방법.
50. 제 40항에 있어서, 송신된 방사선이 가시광선 이외의 범위에 있음을 특징으로 하는 방법.
51. 제 40항에 있어서, 수신된 방사선이 탈집속됨을 특징으로 하는 방법.
52. 제 40항에 있어서, 방사선이 발산 비임의 형태로 송신되며, 방사선이 발산 흡수각으로부터 수신됨을 특징으로 하는 방법.
53. 제 40항에 있어서, 방사선이 광범위한 공간각에서 송신 및 수신됨을 특징으로 하는 방법.
54. 제 40항에 있어서, 공칭 주파수의 ±1% 이상의 바람직한 주파수 변동 계수를 갖는 광대역 방사선을 송신 또는 수신함을 특징으로 하는 방법.
55. 제 40항에 있어서, 송신기 및 수신기가 실질적으로 동일한 방향으로 마주보며 배열되고, 수신된 방사선의 일부 또는 전부가 반사됨을 특징으로 하는 방법.
56. 제 40항에 있어서, 송신기 및 수신기를 컨테이너로부터 떨어져 유지시키는 단계를 특징으로 하는 방법.
57. 제 40항에 있어서, 수신기에 의해 커버링된 영역이, 상응하는 표면을 갖는 원의 직경으로 표현하여, 0.5 내지 15mm임을 특징으로 하는 방법.
58. 제 40항에 있어서, 센서 시스템에 의해 판독가능한 컨테이너 상의 마킹을 제공하는 단계를 특징으로 하는 방법.
59. 제 58항에 있어서, 둘 이상의 개별 수준을 갖는 마킹을 제공함을 특징으로 하는 방법.
60. 제 58항에 있어서, 하나 이상의 개별 마킹 영역을 제공함을 특징으로 하는 방법.
61. 제 60항에 있어서, 정적 또는 동적으로 영역을 차례로 판독함을 특징으로 하는 방법.
62. 제 61항에 있어서, 판독이 반응에서 단계 차이를 제공함을 특징으로 하는 방법.
63. 제 58항에 있어서, 흡수 또는 반사의 차이를 갖는 마킹을 제공함을 특징으로 하는 방법.
64. 제 40항에 있어서, 센서와 컨테이너를 정위시켜 컨테이너의 기능적 특성을 검출시킴을 특징으로 하는 방법.
65. 제 64항에 있어서, 기능적 특성이 기능적 특성의 검출을 용이하게 하도록 설계된 컨테이너 윤곽 부분, 플런저 위치, 컨테이너 내용물 또는 마킹 또는 변형임을 특징으로 하는 방법.
66. 제 64항에 있어서, 컨테이너 상의 마킹을 정적 또는 동적으로 판독함을 특징으로 하는 방법.
67. 제 40항에 있어서, 비교 단계에서, 수신된 방사선의 특성이 커버링된 영역으로부터 수신된 전체 방사선을 나타내는 반응임을 특징으로 하는 방법.
68. 제 67항에 있어서, 특성 존재의 확인이 수신기로부터의 정적 반응을 기초로 함을 특징으로 하는 방법.
69. 제 67항에 있어서, 특성 존재의 확인이 수신기로부터의 동적 변화를 기초로 함을 특징으로 하는 방법.
70. 제 69항에 있어서, 확인이 수신기로부터의 동적 반응 대 시간 함수를 기록하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
71. 제 70항에 있어서, 하나 이상의 특성 존재가 확인됨을 특징으로 하는 방법.
72. 제 71항에 있어서, 하나 이상의 마킹 특성 및 하나의 기능적 특성이 확인됨을 특징으로 하는 방법.
73. 제 40항에 있어서, 송신된 방사선이 변조됨을 특징으로 하는 방법.
74. 제 40항에 있어서, 방사선이 기구의 정지부에 대해 안정한 배향으로 송신 및 수신됨을 특징으로 하는 방법.
75. 제 40항에 있어서, 컨테이너가 a) 일반 대칭축 및 전방 말단과 후방 말단을 갖는 일반적으로 원통형인 배럴, b) 전방 말단에 있는 개구부 또는 개구부를 위한 제제 및 c) 전방 말단과 후방 말단 사이의 배럴에 삽입된 하나 이상의 변위가능한 피스톤을 포함하는 카트리지임을 특징으로 하는 방법.
76. 제 75항에 있어서, 카트리지가 이중 또는 다중 챔버 타입임을 특징으로 하는 방법.
77. a) 개구부를 갖거나 개구부를 배치할 수 있는 제제용 컨테이너, b) 컨테이너내의 제제의 일부 또는 전부를 개구부를 통해 전달시키도록 작동될 수 있는 기구, c) 컨테이너를 기구에 연결시키기 위한 부착 수단 및 d) 컨테이너 또는 이것의 내용물의 하나 이상의 소정 특성을 검출하도록 배열된 센서 시스템을 포함하는 제제 전달 장치를 작동시키는 방법으로서,

    방사선을 컨테이너 위치 또는 이것의 일부분에 송신시켜서, 방사선이 컨테이너 위치에 의해 영향받게 하고,

    영향받은 방사선의 일부 또는 전부를 비영상 방식으로 수신하며,

    수신된 방사선의 특성을 정의된 기능적 특성인 소정 특성을 나타내는 특성과 비교하여 컨테이너의 소정 특성이 존재하는 지를 확인하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
78. 제 77항에 있어서, 수신된 방사선이 컨테이너 위치로부터의 상세도를 2차원 이상으로 재현하여, 화소 형태의 화상을 2차원 이상으로 제공하기 위해 사용됨을 특징으로 하는 방법.
79. 제 78항에 있어서, 수신된 방사선을 음극선 튜브 또는 하전 결합 장치 상에 영상으로 굴절시킴을 특징으로 하는 방법.
80. 제 78항에 있어서, 컨테이너 위치를 점단위로 스위핑하여 영상을 생성시킴을 특징으로 하는 방법.
81. 제 77항에 있어서, 공칭 주파수의 ±1% 이상의 바람직한 주파수 변동 계수를 갖는 광대역 방사선을 송신 또는 수신함을 특징으로 하는 방법.
82. 제 81항에 있어서, 방사선의 일부 또는 전부를 컨테이너의 내용물에 송신함을 특징으로 하는 방법.
83. 제 81항에 있어서, 송신 방향과 실질적으로 반대 방향으로 반사된 방사선의 일부 또는 전부를 수신함을 특징으로 하는 방법.
84. 제 77항에 있어서, 기능적 특성이 컨테이너 윤곽 또는 플런저 위치임을 특징으로 하는 방법.
85. a) 하나 이상의 상이한 특성을 갖는 둘 이상의 컨테이너 및 b) 특성의 차이를 구별짓도록 설계된, 각각의 컨테이너에 대한 하나 이상의 기계 판독성 마킹 차이를 포함하는 마킹된 의료용 컨테이너를 갖는 시스템에 있어서,

    마킹이 가시광선 이외의 주파수 범위에 있는 방사선으로 조사된 경우에 상이한 흡수도 또는 반사도를 갖는 하나 이상의 영역을 가짐으로써 차이를 제공함을 특징으로 하는 시스템.
86. 제 85항에 있어서, 마킹이 둘 이상의 개별 수준을 가짐을 특징으로 하는 시스템.
87. 제 85항에 있어서, 마킹이 수개의 개별 마킹 영역을 가짐을 특징으로 하는 시스템.
88. 제 86항에 있어서, 영역이 정적 또는 동적으로 차례로 판독되는 경우에 단계 수준 변화를 제공함을 특징으로 하는 시스템.
89. 제 85항에 있어서, 마킹이 흡수 또는 반사의 차이를 가짐을 특징으로 하는 시스템.
90. 제 85항에 있어서, 마킹이 방사선 주파수 분포의 변경을 제공함을 특징으로 하는 시스템.
91. 제 85항에 있어서, 마킹이 불투과성 또는 반사성 백킹을 가짐을 특징으로 하는 시스템.
92. 제 85항에 있어서, 영역이, 상응하는 표면을 갖는 원의 직경으로 표현하여, 1mm 이상의 크기를 가짐을 특징으로 하는 시스템.
93. 제 85항에 있어서, 컨테이너가 하나 이상의 유사한 기능적 특성을 가짐을 특징으로 하는 시스템.
94. 제 93항에 있어서, 컨테이너가 이들이 동일한 의료용 전달 장치에 사용되기에 적합하다는 점에서 유사함을 특징으로 하는 시스템.
95. 제 93항에 있어서, 컨테이너가 이들이 하나 이상의 공통의 의약 화합물을 함유한다는 점에서 유사함을 특징으로 하는 시스템.
96. 제 85항에 있어서, 특성의 차이가 내용물 의약 화합물, 내용물 용적 또는 내용물 농도의 차이를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
97. a) 일반 대칭축 및 전방 말단과 후방 말단을 갖는 일반적으로 원통형인 배럴, b) 전방 말단에 있는 개구부 또는 개구부를 위한 제제 및 c) 전방 말단과 후방말단 사이의 배럴에 삽입된 하나 이상의 변위가능한 피스톤, 및 d) 컨테이너상의 기계 판독가능한 마킹을 포함하는, 제제 전달 장치에 사용하기 위한 시린지 카트리지 타입 컨테이너에 있어서,

    마킹이 가시광선 이외의 주파수 범위에 있는 방사선으로 조사된 경우에 검출가능한 흡수도 또는 반사도를 갖는 하나 이상의 마킹 영역을 포함하고,

    피스톤이 가시광선 이외의 주파수 범위에 있는 방사선으로 조사된 경우에 검출가능한 흡수도 또는 반사도를 갖는 하나 이상의 표면 부분을 가지며, 피스톤 표면 부분이 배럴의 일부 또는 전부를 통해 방사선에 노출되거나 노출될 수 있으며,

    마킹 영역 및 피스톤 표면 부분의 일부 또는 전부가 배럴 대칭축을 따라 동일한 위치에 정위됨을 특징으로 하는 카트리지.
98. 제 97항에 있어서, 배럴 축을 따라 일부 또는 전부가 피스톤을 노출시키는 마킹이 없음을 특징으로 하는 카트리지.
99. 제 97항에 있어서, 피스톤 위치를 커버링하는 마킹 영역에 부가하여, 흡수도 또는 반사도가 상이한 하나 이상의 추가의 마킹 영역이 배럴 축을 따라 배열됨을 특징으로 하는 카트리지.
100. 제 97항에 있어서, 하나 이상의 피스톤을 갖는 이중 또는 다중 챔버 타입임을 특징으로 하는 카트리지.
101. a) 조사하고 대상물에 의해 영향받도록 배열된 방사선 송신기 및 b) 송신되고 영향받은 방사선의 일부 또는 전부를 수신하고 수신된 방사선에 대해 특징적인 신호를 전달하도록 배열된 수신기를 포함하는 대상물의 분석 장치에 있어서,

     송신기가 대상물을 비영상 방사선으로 조사하도록 배열되고,

     수신기가 대상물의 영역 부분에 의해 영향받은 비영상 방사선을 수집하도록 배열되며, 상기 영역 부분으로부터 수신된 전체 방사선을 나타내는 출력 반응을 제공하도록 설계됨을 특징으로 하는 장치.
102. 제 33항에 있어서, 제어 유닛이 마이크로제어기임을 특징으로 하는 장치.
103. 제 50항에 있어서, 가시광선 이외의 범위가 적외선 범위임을 특징으로 하는 방법.
104. 제 53항에 있어서, 방사선의 광범위한 공간각이 30도를 초과함을 특징으로 하는 방법.