KR100551504B1 - 자동화된 전달 장치 및 이것의 작동 방법 - Google Patents

자동화된 전달 장치 및 이것의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 a) 하우징, b) 상기 하우징내에 배열되고 개구를 구비하는 유체용 컨테이너, c) 유동방향에서 볼 때 상기 컨테이너로부터 먼쪽의 전방 단부 및 유동 방향에서 볼 때 상기 컨테이너에 인접한 후방 단부를 포함하며, 상기 개구와 유체연통하는 전달관으로서, 상기 전방 단부와 후방 단부는 이들 사이의 축선과 전진방향 및 후진방향을 규정하는, 전달관, 및 d) 상기 전달관을 통해 컨테이너로부터 한 방향 이상으로 유체를 전달하도록 배열된 펌프를 포함하는 전달 장치로서, 감지 방향으로의 센서에 대한 물체의 사전결정된 근접도에 따라 하나 이상의 측면에서 상태 변화가능한 센서, 하나 이상의 센서 상태를 전자기적 시그날로 변환시키는, 센서와 분리되거나 센서와 일체화된 변환기, 및 전자기적 시그날을 수신하고 제어 시그날을 장치의 작동 요소로 전달하는 프로세서를 포함하는 전달 장치에 관한 것이다.

Description

자동화된 전달 장치 및 이것의 작동 방법 {AUTOMATED DELIVERY DEVICE AND METHOD FOR ITS OPERATION}
본 발명은 a) 하우징, b) 상기 하우징내에 배열되고 개구를 구비하는 유체용 컨테이너, c) 유동방향에서 볼 때 상기 컨테이너로부터 먼쪽의 전방 단부 및 유동 방향에서 볼 때 상기 컨테이너에 인접한 후방 단부를 포함하며, 상기 개구와 유체연통하는 전달관으로서, 상기 전방 단부와 후방 단부는 이들 사이의 축선과 전진방향 및 후진방향을 규정하는, 전달관, 및 d) 상기 전달관을 통해 컨테이너로부터 한 방향 이상으로 유체를 전달하도록 배열된 펌프를 포함하는 전달 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 장치의 작동 방법에 관한 것이다.
전달 장치가 여러 가지 분야에서 사용을 목적으로 공지되어 있을지라도, 본 발명은 주로 주사 대상(주사를 맞는) 물체(injection receiving object)가 고체이거나 반고체이고, 주사 대상 물체에 대한 주입 장치의 배향(orientation)이 적절한 주입 결과에 있어 중요한 의미를 갖는, 주사 용도에 사용되는 주입 장치에 관한 것이다. 보편적 용도는 사람 또는 동물에게 약제를 투여하는 것이며, 이 경우에 배향은 여러 가지 이유에 있어서 중요하다. 약제의 성질 및 치료 의도에 따라, 표적 조직은 정확한 생화학 활성, 생체 이용률 및 흡수 기간에 있어서 중요하다. 의도되는 주입 부위는 예를 들어 피하, 근육내 또는 정맥내일 수 있다. 전달되는 투여량은 종종 위험하며, 잘못된 치료는 예를 들어 의도치 않은 조직내에서의 우연한 바늘 방출 또는 부분적 변위로 인한 제제의 손실로부터 초래될 수 있다. 역으로, 특히 다량의 제제가 의도적으로 바늘 관통 과정에서 여러 깊이로 분배될 수 있거나, 느리게 방출되는 조직에서 일부가 그리고 빠르게 방출되는 조직에서 일부가 분배될 수 있다.
또한, 이러한 요구는 사고 및 고장의 경우 의학적으로 관련있는 정확한 측정을 개시할 수 있는 시술자가 간단한 주입 장치, 예컨대 일반적인 피하 주사기를 사용하여 시술자가 충족시킬 수 있다. 부분적으로 자동화된 장치는 위험 또는 응급 상황에서 비숙련자도 상당한 안전성을 가지면서 약간의 훈련으로 주사를 수행할 수 있도록 오랫동안 사용되어 왔다. 주로, 장치들은 단일 샷(shot)을 위해서만 고안되었다. 장기간 약물치료에 있어서 일반적 경향은 환자가 어린이 또는 장애인인 경우에도 환자 스스로 할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 점에서 자동화된 전달 장치의 요구가 높아지고 있다. 연속적인 약제 투여는, 투여량 설정을 변화시키고 펜형 주사기에서 빈 카트리지를 새 것으로 적당히 교체하여, 환자가 반복적인 투여를 할 수 있도록 한다. 고도의 자동화 및 제어가 단지 주입 단계 뿐만 아니라 중요한 초기 단계 및 준비 단계에서 실수를 방지하는데 있어서 요구된다. 일일 투여량에 따라, 환자는 일상 생활의 영위에 필요한 충분한 개수의 장치를 필요로 한다.
기계적 자동화가 일반적인 자동 주사기에 제공된다. 보편적으로, 사용자는 피부에 대해 적당한 주입 배향으로 장치를 배치시키고 트리거 버튼(trigger button)을 작동시킬 것으로 예측된다. 그 다음, 예를 들어 스프링 시스템에 저장된 기계적 에너지는 조직내로의 자동 관통, 약제의 자동 주사, 또한 가능하게는 자동 바늘 제거를 수행할 수 있다. 보다 간단한 시스템은 자동 관통을 제공하는 것이 아니라 사용자가 바늘을 삽입할 수 있도록 한다. 이와 같이, 장치는 체내에 대해 장치를 배향 및 위치시키는 것과 관련하여 작동자를 거의 보조하지 않는다. 자동 주사기는 또한 작동자가 주입 부위에 대해 장치를 밀어서 주사기를 트리거링(triggering)시켜야 하는 것으로 공지되어 있다. 보편적인 예들이 AU 563,551호, US 4,717,384호, EP 518,416호 및 WO 93/23110호에 기술되어 있다. 상기 구성에 의해 제공되는 도움은 제한되어 있고 변화가 없으며, 여러 가지 예상할 수 있는 작동 상황 또는 위험한 상황에 적용될 수 없다. 위치보다는 압력을 근간으로 하는 트리거링은 바람직한 적용을 더욱 어렵게 한다. 일반적으로, 트리거링이 일어난 경우, 의도적으로 또는 비의도적으로, 작동 순서는 비가역적으로 진행한다. 또한, 반동 효과 및 관련된 가압 변이로 인해 기계적 장치에서 변위 위험이 일반적으로 높다.
전자적 또는 전자기계적 원리를 기초로 하는 자동화된 장치가 또한 제안되고 있다. 여기에서, 주로 병원용 또는 영구적 사용을 위한 주입 펌프 및 유사한 주입 장치(이 경우에는 장치 배향이 일반적으로 그다지 중요하지 않다)와 관련이 없더라도, 예를 들어 EP 143,895호, EP 293,958호, DE 2,710,433호, WO 93/02720호, WO 95/24233호, WO 97/14459호, 및 본원의 공동 계류출원인 SE 9602610-9호(US 60/021,397호) 및 SE 9602611-7호(US 60/021,293호)로 대표되는 수개의 선행 특허 명세서는 신체에 직접 작용하기 위한 손바닥 크기(hand-held)의 장치에 관한 것이다. 공지된 장치들은 모터를 이용한 정확하고 재현될 수 있는 주사, 모터로 보조되는 자동 관통 및 혼합 또는 재구성(reconstitution), 카트리지 확인, 샘플 분석, 주입 자료 수집 및 처리, 투여량 설정, 적당한 혼합 또는 탈기(脫氣)를 위한 중력에 대한 주사기 배향 등과 같이 여러 가지 면에서 자동화 원리를 이용한다. 이러한 다양성에도 불구하고, 이러한 부류에 속하는 자동화된 장치는 주사를 맞는 신체에 대한 장치의 배향을 고려하고 있지 않으며 이와 관련된 어떠한 문제를 해결하지 못한다.
따라서, 장치 배향과 관련된 취급 단계에서 사용자를 보조하고, 이로부터 초래되는 실수 및 오용을 예방하거나 개선하며, 자가 투여하는 환자에게 특히 유용한 주입 장치가 계속적으로 요구되고 있다. 본 발명이 보다 일반적인 이용성을 가지고 있지만, 이러한 배경 기술과 관련하여 주로 설명될 것이다.
발명의 요약
본 발명의 주목적은 공지된 주입 장치의 단점 및 결점을 해소하는 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 목적은 주입 부위와 관련된 장치의 적당한 배향에 있어서 사용자를 보조하는 주사기를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 여러 가지 취급 및 작동 상황에 적응할 수 있고 유연성이 있는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 의도하지 않은 작용 또는 오용의 결과를 예방하거나 개선하는 것이다. 또 다른 목적은 정확한 표적 조직에의 제제 투여를 용이하게 하는 것이다. 또 다른 목적은 주입과정이 비가역적이 되는 것을 방지하는 것이다. 또 다른 목적은 오로지 기계적 배향 수단에만 의존하는 것을 피하는 것이다. 또 다른 목적은 전자식 또는 전자기계식 자동화 수단과 충분하게 양립(compatible)될 수 있는 배향 보조 수단을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 취급이 매우 간단하고 환자의 자가 투여에 적합하고, 또는 약간의 기술 및 훈련만을 필요로 하는 그러한 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적들은 하기 청구범위에 제시된 특징들을 갖는 장치 및 방법에 의해 달성된다.
근접도(proximity) 센서 및 이 센서로부터의 전자기적 시그날을 전달하는 변환기를 구비한 장치를 제공함으로써, 상기 언급된 목적들 중 다수개가 달성된다. 시그날은 주사기 상에 존재하는 다른 전자식 또는 전자기계식 자동화 수단에 바로 이용될 수 있고 상기 자동화 수단과 양립될 수 있으며, 오로지 기계적 배향 수단에만 의존하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 시그날은 압력 또는 강한 힘을 요하지 않으면서 수집될 수 있으며, 변형된 센서 출력은 매우 유연성 있게 사용될 수 있고 또 다양한 작동 상황에 맞춰 사용될 수 있다. 장치의 트리거링 순서에 사용되는 경우에, 지속되거나 반복되는 시그날과 같이 사전결정된 특징의 존재를 필요로 함으로써 또는 시그날을 협소한 순서창(sequence window) 내에서만 작동가능하게 함으로써 의도하지 않은 초기화가 회피될 수 있다. 유사하게, 비가역적 작동 과정은 장치가 부적당한 위치로 이동하는 경우에 주사를 중단시키기 위해 장치 정지용 센서 출력을 사용함으로서 방지될 수 있다. 유사한 이유로, 장치는 사전결정된 관통 깊이에서만 주사함으로써 표적 조직에 대해 선택성을 갖게 할 수 있다. 주어진 변위 허용치를 통과하기 전에 사용자에게 경고하거나 주의를 주도록 시그날이 사용되는 경우에, 조작 실수는 예방될 수 있다. 전체적인 취급부담의 경감은 환자의 자가 치료의 대부분의 경우와 같이, 간소함이 절대 필요한 분야에 매우 적합한 장치를 제조하도록 한다. 사용되는 원리는 대부분의 수동 또는 자동 주사의 초기화, 작동 및 종결 단계에 이용될 수 있으며, 예를 들어, 자동 관통, 주입 및 바늘 제거에 적용될 수도 있다. 장치 자체는 특히, 바늘 커버와 같은 기존의 부품을 사용하지 않는 경우에, 검출 목적을 위한 경우에 고려되어야 하는 것 이상으로 복잡할 필요가 없다.
본 발명의 또 다른 목적 및 장점이 하기 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다.
상세한 설명
도입 부분에서 제시된 바와 같이, 본원에 기술된 주사기는 의학 분야 내에서 및 의학 분야를 벗어난 다양한 목적을 위해서, 그리고 화학 물질, 조성물 또는 혼합물과 같은 임의 용기 내의 어떠한 유형의 제제에 대해서 사용될 수 있으며, 어떠한 목적에 대해서도 전달될 수 있다. 약술된 이유에 있어서, 시스템은 또한 디자인에 대한 제약이 대부분의 다른 용도 보다 더 까다로운 의학적 전달 장치와 관련하여 특별한 가치가 있다. 편의상, 본 발명은 이러한 용도와 관련하여 설명될 것이다.
본 발명의 원리는 광범위하게 사용되는 전달 장치 또는 시스템에 이용될 수 있다. 본 발명의 장치로부터의 전달관은 주입 채널 또는 임의의 실행 수단, 예를 들어 튜브 또는 카테테르(catheter), 바늘 또는 캐뉼러, 또는 기체 추진체를 갖는 액체 제트 또는 입자 건(gun)을 기초로 하는 무바늘 시스템일 수 있다. 컨테이너 내용물은 전달 기구(또한, 본원에서는 이를 펌프라고 한다)를 사용하여 전달될 수 있어야 하며, 이 요건을 충족하는 임의의 물질이 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 내용물은 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(preparation)에 앞서 존재할 수 있다. 또한, 컨테이너 내용물의 성질은, 가장 보편적으로 약제가 공장에서 제조된다고 하더라도, 광범위한 의미의 약제를 포함하며, 예를 들어 컨테이너로 사전 충전되거나 주입되는 천연 성분 및 체액을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 기계적 응력, 예를 들어 높은 전단력하에서 분해 또는 변성되기 쉬운 민감성 화합물과 관련된 특수 문제를 해소하는데 도움이 될 수 있다. 고분자량 화합물, 고분자량 호르몬, 예를 들어 성장 호르몬 또는 프로스타글란딘은 이러한 유형일 수 있다. 또한, 본 발명은 주입 직전의 준비 단계, 즉 전형적으로 모두 유체일 수 있거나 호르몬 또는 프로스타글란딘과 같은 동결건조된 분말을 용매에 용해시키는 경우와 같이 고체를 포함할 수 있는 2종 이상의 성분의 혼합과 같은 준비 단계를 필요로 하는 약제와 관련된 특수 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있다.
또한, 투여 방식은 넓은 범위에서 또한 변할 수 있고, 완전 연속 주사, 흐름을 변화시키는 연속 주사 또는 불연속 주사 또는 동일 용량 또는 가변 용량의 반복 주사를 포함할 수 있다. 특히, 바람직한 방식으로 자동화 수단과 조합시키는 경우에, 투여 방식은 소프트웨어 또는 유사한 제어를 적용시킴으로써 쉽게 변할 수 있다. 휴대용 장치의 경우, 불연속 투여가 보편적이다. 유사하게, 전달 장치가 또한 1회 투여 작동을 위해 고려될 수 있다고 하더라도, 일반적으로 이들 장치는 불연속 투여에 대한 1회 이상의 개별 투여로 고안된다.
바람직한 전달 시스템은 전달을 위한 기본 기능 뿐만 아니라, 용기 및 이것의 내용물을 초기화시키는 것과 같은 그 밖의 중요한 특징을 포함할 수 있고, 컨테이너 및 펌프의 전자적 부분과 기계적 부분 모두의 다양한 점검 및 제어를 제공할 수 있다.
본 발명은 정지식 또는 영구설치식 전달 장치에 적용될 수 있다. 설명된 이유로 인해, 본 발명은 이동 목적을 위한 전달 장치, 특히 내장된 에너지 저장부, 모터 및 프로세서 수단을 가지는 독립된 장치 및 특히 휴대성을 갖는 소형의 손바닥 크기의 장치에서의 특별한 잇점을 제공한다.
도입부에서 언급된 바와 같이, 바람직한 전달 장치는 일반적으로 적어도 a) 하우징, b) 컨테이너, c) 컨테이너와 유체 소통되도록 연결된 전달관 및 d) 전달관을 통해 적어도 컨테이너로부터 유체를 전달하도록 배열된 펌프를 포함할 수 있다.
하우징
장치의 하우징은 일반적인 관점에서 이해되어야 하며, 별다르게 표시되지 않는 한, 주로 이동 및 이러한 이동을 수행하는 작동 수단에 의해 가해지는 힘과 관련하여 설명되며, 상기 힘은 하우징 및 이동부 또는 손잡이 부분 사이에서 가해진다. 이동가능한 부분은 펌프 장치 또는 예를 들어, 혼합, 자동 관통, 바늘 제거 및 수축 등을 수행하는 부분중에 존재할 수 있다. 최소 작용 요건은 이동 및 힘을 제공하는 작동 수단 및 이동가능한 부분에 대한 지지체 또는 플랫폼(platform)을 하우징이 제공하는 것이다. 그러나, 일반적인 실시상, 하우징은 상기 부분을 적어도 부분적으로 수용하는 용기를 형성하는 것이 바람직하며, 바람직하게는 작동자에 의해 제어 또는 모니터링되도록 고안된 특징부가 외부에 노출되는 정도로 컨테이너를 형성하는 것이 바람직하다.
컨테이너
컨테이너는 광범한 견지에서 이해되어야 하며, 임의 종류의 튜브, 용기, 가요성 백, 약병, 앰플, 카트리지, 카폴(carpoule), 주사기 몸체 등과 같은 다양한 형태를 취할 수 있다. 적어도 개구, 또는 기구에 부착되는 부분이 단단한, 바람직하게 전체적으로 단단한 컨테이너, 예를 들어 약병, 앰플 또는 주사기 몸체를 사용하면 약간의 이점이 있다. 유리 또는 플라스틱 같은 일반적인 컨테이너 재료가 바람직하게 사용될 수 있다. 컨테이너는 외장재 또는 폐쇄, 고정, 보호 등을 위한 기타 다수부분 구성물을 포함하는 일체형 또는 복합형 구조일 수 있으며, 본원에서 사용되는 "컨테이너"는 존재하는 모든 보조 부분을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 컨테이너가 재충진 가능한 경우 또는 컨테이너가 각각의 주입 이전에 외부 공급원 또는 채널로부터 주사하려는 제제를 반복적으로 뽑아내는 펌핑 시스템의 일부인 경우에, 컨테이너는 예를 들어 일회용 주사기에 사용하기 위한 하우징과 일체화될 수 있다. 또한, 컨테이너는, 예를 들어 일회용의 사전충진 컨테이너의 경우에 교체 가능하고, 내용물 유형 또는 환자가 바뀌는 경우 간단히 살균 또는 폐기하기 위해서 분리될 수 있다. 공지된 바와 같이, 각각의 컨테이너로부터 일정량을 뽑아낼 때 또는 상이한 성분들을 연속 주사할 때, 주입전에 또는 주입 중에 혼합을 수행하는 것이 바람직한 경우에 둘 이상의 용기가 존재할 수 있다.
컨테이너는, 장치의 주요 전달 작동 동안에 컨테이너 내부로부터 주변으로, 예를 들어 투약 대상 환자로, 또는 체액 채취의 경우나 컨테이너에서의 충진, 혼합 또는 용해와 같은 준비 단계의 경우에는 컨테이너로 약제가 통과하게 되는 하나 이상의 개구를 구비한다. 초기화와 같은 특정 장치의 작동은 연통(communication)이 확보되기 전에 일어날 수 있으며, 심지어 대부분의 경우에는 이렇게 되는 것이 바람직하며, 그 후 앰플 또는 백의 경우에는 컨테이너 자체상의 분리가능한 폐쇄부 또는 관통가능하거나 단절가능한 부분과 같이 연통을 위한 준비 수단에 의해, 또는 관통가능한 막 또는 격막의 경우에는 특수 설계된 부분의 존재에 의해 개방 요건이 충족될 것이다. 모든 연통은, 예를 들어 단단한 컨테이너내에서의 약제 전달 및 압력 균등화는 하나의 개구를 통해 발생할 수 있거나, 가요성이거나 이동가능한 부분 또는 변형가능한 부분을 구비한 컨테이너로부터의 전달에 의해 일어날 수 있지만, 하나 이상의 개구와 동일할 수 있으나 완전 상이할 수 있으며 예를 들어 이동가능한 벽 또는 피스톤을 구비한 주입 또는 주사기 유형의 또 다른 목적에 적합할 수 있는 또 다른 개구가 유사한 목적으로 제공되는 것을 배제하지 않는다.
컨테이너는 전달 장치가 규정된 대로 전달하기 위해 전달 장치로부터 계측된 양을 연속 또는 불연속적으로 배출시키도록 배열되는 경우, 간단한 병, 약병 또는 백일 수 있다. 종종, 특히 자가 투여와 관련하여, 컨테이너 유형은 보다 정교하고, 카트리지 형태인 것이 보편적이며, 이는 멀티챔버형 카트리지의 경우에 더욱더 정교할 수 있는 주사기 유형의 전달 시스템의 컨테이너 부분이다. 본 발명의 목적을 위한 카트리지는 일반적으로 카트리지 축을 형성하는 전방 단부 및 후방 단부를 갖는 용기, 전방 단부에 배열된 제제용 배출구 및 후방 단부에 배열된 하나 이상의 이동가능한 벽을 포함하는 것으로 일반적으로 여겨질 수 있으며, 벽의 변위에 의해 제제가 배출구 측으로 이동하거나 배출구를 통해 배출된다. 용기 모양 및 이동가능 벽은 상호 조화되어야 한다. 용기는 전방 단부 및 후방 단부 사이에서 거의 일정한 용기 축을 갖는 실질적으로 일정한 내부 횡단면을 가짐으로써 일반적으로 튜브형인 용기를 제공하며, 가장 바람직하게는 횡단면이 일반적인 원형으로 되어 있어서 실질적으로 원통형인 용기를 제공한다. 그러므로, 이동가능 벽은 내부 용기 표면에 시일링되어 사용되며, 바람직하게는 피스톤 유형인 가능하게는 탄성인 몸체일지라도 실질적으로 모양이 일정한 것이 바람직하다.
이중 또는 다중 챔버 카트리지 유형은 예를 들어, 투여전에 둘 이상의 성분 또는 전구체의 혼합을 요하는 제제에 대해 공지되어 있다. 성분들은 공지된 여러 가지 디자인을 갖는 하나 이상의 중간벽에 의해 별도로 유지되는데, 이 벽은 용기를 수 개의 챔버로 나누고, 종종 카트리지 축을 따라 평행하게 위치하나 가장 보편적으로는 축을 따라 적층된 상태로 위치된다. 성분들의 통합은, 예를 들어 카트리지 전방 단부를 통해, 후방의 이동가능한 벽에서 또는 이 벽을 통해, 또는 카트리지 외부에 있는 수단에 의해 핀 또는 바늘을 도입시켜, 중간 벽내의 밸브 구성을 파괴, 관통 또는 개방시킴으로써 이루어질 수 있다 (인용된 WO 93/02720호와 비교). 또 다른 공지된 디자인에 있어서, 중간 벽(들)은 플런저 유형이며, 챔버들 간의 흐름 소통은 플런저를, 내부 벽이 후방의 이동가능한 벽이 변위된 상태에서 후방 단부 챔버 내용물을 전방 단부 챔버내로 바이-플로우(by-flow)시키는 방식으로 하나 또는 수 개의 확대된 섹션 또는 반복된 주변 그루브 및 영역을 구비한 우회 섹션으로 이동시킴으로써 달성된다 (US 특허 제 4,968,299호 또는 WO 93/20868호 및 제 WO95/11051호와 비교). 챔버는 기체, 액체 또는 고체를 함유할 수 있다. 일반적으로 하나 이상의 액체가 존재한다. 가장 보편적으로, 약제학적 용도에서는 두 개의 챔버만이 존재하며, 하나의 액체 및 하나의 고체를 함유하는 것이 일반적이다(고체는 혼합 조작 동안에 용해되고 재구성된다).
전달관
일반적으로, 전달관은 컨테이너의 개구와 유체 소통되도록 연결되며, 컨테이너로부터 떨어져 있는 흐름과 관련된 전방 단부 및 컨테이너에 인접한 흐름과 관련된 후방 단부를 구비한다. 가장 기본적인 형태에서, 전달관은 컨테이너 개구가 연속되어 있는 것으로 보여질 수 있다. 이러한 점에서, 전방 단부는 또 다른 전달관에의 연결부, 예를 들어 언급된 공통의 주입 채널 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 전방 단부는 표적 부위, 예를 들어 환자의 피부 상에 또는 내부에 제제를 전달하기에 적합한 주입 채널의 종결부이며, 이는 적어도 전달관의 마지막 부분, 즉 최전방부가 표적 부위로의 전달에 적합하게 하기 위한 부분이다. 사용되는 전달 기구에 따라, 전방 단부는 액체 제트, 분말 건 또는 스프레이의 경우(이 경우에, 전방 단부는 실제 표적 부위가 표면 아래임에도 불구하고 표적으로부터 일정거리에 또는 표적의 표면 상에 위치되는 오리피스 또는 노즐일 수 있다)에 표적 부위와 직접 접촉하도록 설계되지 않을 것이다. 다른 경우에, 전방 단부는 캐뉼러 또는 통상의 바늘의 경우에서와 같이 표적내로 관통되도록 설계된다. 전방 단부와 후방 단부 사이의 채널은 대부분의 용도에서 주사기 바늘과 같이 전달관이 실질적으로 직선형인 것이 바람직할지라도, 가요성 주사관 또는 내장 영구 연결부와 같이 만곡되거나 구부러질 수 있다. 일반적으로, 적어도 전달관의 마지막 부분, 즉 최전방부는 흐름과 관련하여 출구의 축, 전방 및 후방을 한정한다. 다르게 표시되지 않는 한, 위치 및 방향은 상기와 관련하여 언급될 것이다.
펌프 기구
컨테이너의 개구를 통해 약제를 전달하기 위한 기구는 특정 종류 또는 사용되는 컨테이너 및 약제에 대해서 선택될 수 있는 하나 이상의 유형의 펌프를 기본적으로 포함해야 한다. 펌프는 임의의 종류의 압력 공급원, 예를 들어 컨테이너내의 기계적 또는 전해(electrolytic) 압력 축적기(build-up) 및 제어를 위한 적당한 밸브 수단을 포함할 수 있으며, 이 경우에 사실상 임의의 종류의 컨테이너 및 임의의 종류의 생성물, 예를 들어 WO 94/24263호에 의해 예시되는 분말의 경피 전달, WO 94/2188호에 의해 예시되는 액체 제트를 통한 유사한 전달, 또는 WO 88/09187호에 의해 예시되는 정규의 튜브 주입을 이용하는 방법이 사용될 수 있다. 또한, 일반적인 용도로 제어된 포지티브 변위를 기초로 하는 펌프가 바람직하고, 특히 이러한 펌프가 액체 제트에 대한 US 5,480,381호 또는 수동 조작되는 바늘 기초 장치에 대한 US 4,564,360호에 의해 예시되는 별도의 실린더 및 피스톤 작용을 기초로 하고 있다고 하더라도, 임의의 종류의 컨테이너는 연동 작용 또는 원심 작용을 기초로 하여 펌프와 함께 사용될 수 있다. 일반적인 주사기형의 컨테이너는 특수화된 펌프 시스템을 필요로 한다. 상기 기구는 초기 언급된 US 4,978,335호에 의해 예시된 바와 같이, 로드를 결합시키고 축 상에 배치시킴으로써 자체 피스톤 로드를 구비한 완전 주사기에 대해 작용하는데 적합하거나 (이는 다수의 상이한 유형 및 크기의 주사기를 수용하는 것이 바람직한 경우에 바람직할 수 있다), 상기 기구는 WO 95/26211호, EP 143,895호 또는 EP 293,958호에 의해 예시된 바와 같이 카트리지 유형 컨테이너의 피스톤에 대해 다소 직접적으로 작용하는 피스톤 로드(이는 보다 작게 제조될 수 있어서 휴대용 장치에 보다 적합할 수 있다)를 구비한다. 또한, 이중 또는 다중챔버형 카트리지는 초기에 언급된 WO 93/02720호에 의해 예시된 바와 같이 다양한 상(phase)에 대해 유사한 장치를 사용할 수 있다. 논의된 다양한 펌프 기구가 약제에 영향을 미치는 기계 수단 또는 피스톤 로드와 같은 피스톤 수단을 포함할 수 있다고 하더라도, 수단, 예를 들어 피스톤 로드는 임의의 공지된 수단, 예를 들어 기체 압력, 진공, 수리학, 스프링 또는 수동 조작에 의해 작동될 수 있다. 전반적인 자동화 장치에 대한 적응의 용이함으로 인하여, 다른 것들 중에서 전기 수단, 예를 들어 전기 모터에 의해 간접 또는 바람직하게는 직접적으로 펌프 기구를 작동시키는 것이 바람직하다.
삭제
상기 기구는 바람직하게는 추가의 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공지된 방식으로 축상 변위 또는 피스톤 로드 축의 회전을 모니터링함으로써, 전달을 위해 펌프를 직접 또는 간접적으로 이용하는 것이 일반적으로 바람직하다고 하더라도, 예를 들어, 상기 기구는 전달된 약제의 직접 계측에 의해 전달되는 용량을 일정하게 하기 위한 특수 수단을 포함할 수 있다. 특히, 기구가 앞서 언급된 투여 패턴, 컨테이너 또는 카트리지의 초기화, 자체 제어 또는 감시 및 수행된 작동 단계의 가능한 기록 중의 일부 또는 전부를 수행하도록 작동되는 제어 시스템을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 시스템은 US 4,529,401호에 예시된 바와 같이 당업계에 공지되어 있으며, 이는 다수의 방법으로 설계될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 제어 시스템이 센서 시스템의 일부 또는 전부를 구동 및 모니터링하고, 이로부터 얻어진 데이터를 처리하는 것이 바람직하다.
근접도 센서
일반적인 사항
본 발명의 원리는 주사기의 일부와 물체 사이의 거리 또는 배향을 설정하는 것이 바람직하는 경우에는 언제든지 임의의 주사기와 함께 이용될 수 있다. 작동자의 존재가 명확하게 확인되지 않는 경우에는 장치를 사용할 수 없도록 하기 위해, 물체는 작동자일 수 있다. 물체는 예를 들어, 데이타가 교환되는 경우에 적당한 전달을 확보하기 위해서 결합 부분과 소통될 수 있다.
적당한 위치를 확보하려는 주목적에 따라, 물체는 전달되거나 주사되는 제제를 수용하는 주입 표적, 예를 들어 환자 또는 동물이다. 이를 수행하기 위해서, 전달관의 전방 단부에 대한 센서의 상대적인 위치가 제공되도록 센서가 배치되는 것이 바람직하다. 가요성 튜브관을 사용하는 경우와 같이, 전달관의 전방 단부가 하우징과 관련하여 제공되지 않는 경우에, 센서가 전방 단부와 관련하여 고정되도록 구성되어 사용자가 전방 단부를 배치시키는 것을 돕는 것이 필요할 수 있다. 이러한 구성은 또한 시그날이 하우징내의 자동화 수단에 의해 사용되거나 처리되어야 하는 경우 하우징에 와이어 또는 다른 소통 연결부를 필요로 할 수 있다. 전달관의 전방 단부와 하우징 사이에 주어진 공간 관계를 이용하는 주입 장치와 관련지어 본 발명을 사용하는 경우 여러 잇점이 있다. 전달관은, 또한 예를 들어 자동 주사기에 있어서 일반적인 바늘 노출 및 후퇴를 이용하거나, 단순히 바늘 또는 바늘 커버를 액세스하거나 관통 깊이를 조정하는 방식으로 하우징과 관련하여 이동할 수 있지만, 일반적으로 사전결정되고 예상된 방식으로 유도된다. 전달관의 전방 단부가 하우징상에 배열되는 경우에, 센서는 상기 전달관의 전방 단부에 배열될 수 있다. 바람직하게, 센서는 하우징에 대해 고정된다. 본 발명은 바늘을 기초로 하는 주사기(이 경우, 도입부에 언급된 이유로 위치가 중요하다)와 함께 성공적으로 달성되었다. 여기에 주어진 센서 위치는 스위치의 경우에서와 같이 센서 자체가 이동가능한 부분을 포함하는 것을 배제하지 않아야 한다.
주입 표적에 관련된 감지 방향은 장치의 배치 목적에 따라 좌우되며, 감지 방향은 예를 들어 상기 제시된 주사와 무관한 상황에서의 주사시에, 전달 또는 주입 방향과는 전적으로 무관할 수 있다. 또한, 목적하는 장치의 배향이 주입 방향과 관련되는 경우에, 감지 방향은 주입 방향과 상이할 수 있는데, 이는 예를 들어 체강내에서 작용하거나 고정물과 관련있는 경우와 같이 주입 표적의 표면이외의 기준 표면이 존재하는 경우, 정상 또는 역 방향일 수 있다. 덜 복잡한 경우에, 감지 방향은 주입 방향, 또는 규정된 전방 단부에서 전달관 축에 평행한 하나 이상의 요소를 구비하는 것이 바람직하다. 주입 방향에 대한 각도, 특히 예각에서의 감지 방향은 예를 들어, 깊이가 제한되어 있을지라도 바늘 또는 캐뉼러를 일정하게 안전한 거리로 도입하는 경우 또는 신체가 치과 치료에서와 같이 수직에 가깝게 접근하는 것이 허용하지 않는 경우에 일반적인, 바늘을 표적 표면을 향해 옆쪽으로나 경사지게 삽입하는 경우 적당한 시작 위치를 확보하기 위해 사용될 수 있다. 대부분의 용도에서는, 감지 방향을 주입 방향과 거의 평행하게 하는 것이 바람직하다.
센서 유형
감지 목적, 물체 특성 및 표적 유형, 추가의 시그날 처리, 공간 고려, 에너지 이용성 등과 같은 수많은 상황에 맞춰 센서 유형이 선택될 수 있다. 일반적으로 적합한 감지 원리 및 요소들은 공지되어 있으며, 이는 상기와 같이 사용되거나 본 발명의 목적에 적합한 디자인으로 사용될 수 있다.
예를 들어 다른 장치 부분과 구속물에 대해 자유롭게 위치될 수 있도록, 제한된 공간내에서의 작동 액세스를 유지할 수 있도록, 센서 오염을 방지할 수 있도록, 센서를 손상으로부터 보호할 수 있도록, 예컨대 액체 제트 또는 분말 건(gun) 유형 등의 비접촉형 주사기에서 감지할 수 있도록, 물체로부터 일정 거리에 있는 센서를 이용하여 물체의 존재 또는 물체로의 근접성을 검출할 수 있는 비접촉식 센서를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 목적을 위한 센서 유형은, 예를 들어 열, IR 또는 방사선 감지를 기초로 할 수 있다. 사용될 수 있는 일반적인 요소로는 써미스터, 써모레지스터, IR 수신기 등이 포함되지만, 이들에 국한되지 않으며, 상기 요소들, 또는 이들에 연결된 전자관은 일부 표적의 온도, 예를 들어 체온에 맞춰 조정될 수 있다. 송신기, 예를 들어 방사선, IR 또는 초음파를 포함하는 경우에, 수신기는 표적에 의해 영향을 받는 진폭, 주파수, 상 또는 차폐를 기초로 하는 일정 거리에서 시그날을 제공할 수 있다. 바람직한 방법은 용량성 또는 유도성 감지법이며, 이것은 간단하고, 신뢰성 있고 표적 유형 및 거리 모두에 적합할 수 있다. 목적하는 시그날은 표적물에 의해 영향을 받는 경우에 용량 또는 전자기장의 변화로부터 유도될 수 있다. 언급된 모든 방법은 상응하는 변수의 변화에 의해 물체의 존재를 감지할 수 있으며, 또한 기존의 요소 및 시판되는 요소를 사용하여 바람직하고 필요한 전자기적 시그날을 제공할 수 있다. 장치는 또한 물체와 접촉하려는 부분, 예를 들어 주입 과정에서 장치를 안정화시키는 것을 돕는 것을 목적으로 하는 기타 다른 공간 구조 또는 슬리브를 혼용할 수 있으며, 이러한 경우에 구조는 근접도 시그날을 제공하도록 배열될 필요가 없다. 또한, 바람직한 경우, 상기 언급된 센서 유형이 물체와 직접 접촉하는데 사용되어 추가 구조물에 대한 요구를 해소하거나 추가의 접촉 보조 수단을 제공할 수 있다.
주사기와 물체간의 접촉은 제제가 바늘, 캐뉼러 또는 주입 튜브와 같은 채널을 통해 물체내로 도입되는 경우에 필요하다. 많은 경우에 제시된 바와 같이, 예를 들어 주입 과정 동안에 장치를 안정화시키기 위해, 장치를 물체 상에 위치시키거나 물체에 부착시킴으로써 작동자를 돕기 위해, 주입 부위에서 환자의 피부를 누르거나 연신시키기 위해, 환자를 관통 아픔으로부터 벗어나게 하기 위해, 주사기와 물체간을 추가 접촉시키는 것이 바람직하다. 또한, 일정 거리에서 작동가능한 상기 언급된 근접도 센서 중 어느 것이나 앞서 설명된 돌출된 요소의 유무에 관계없이, 물체와 접촉시켜 사용될 수 있다. 그러나, 접촉의 경우에, 바람직하게 센서는 접촉 센서의 형태로 제조될 수 있다. 기계적 접촉은, 예를 들어 부분이 목적하는 사전결정된 상대적인 위치를 갖는 경우에 센서와 물체간에 가해지는 압력으로서 감지될 수 있으며, 이러한 방법은 또한 특정의 사전결정된 일부 접촉 압력이 적당한 주사를 위해 또는 반동력에 대한 보호 수단으로서 존재하는 경우에만 응답하기에 적합할 수 있다. 센서는 실제 압력 변환기, 압전기 장치 또는 예를 들어 기계적 수단, 예컨대 스프링 힘 또는 구부러지는 용수철식 자물쇠와 바이어스되는 스위치를 포함할 수 있다. 압력 감지는 임의의 센서 요소 내에서 크게 이동시키지 않고서도 가능하다. 대안적으로, 접촉은 물체와 이동가능한 부분 사이에서의 상대적인 이동에서 물체에 의해 유발되는 이동가능한 부분의 변위로서 감지될 수 있다. 변위는 간단하게 감지될 수 있고 적은 힘만을 필요로 할 수 있다. 또한, 변위는 부가적으로 속도 시그날을 제공할 수 있는, 예를 들어 이동에 의해 코일에 도입되는 전류로서 기록될 수 있다. 변위는 또한 언급된 압력 검출기 어느 것으로나 수행될 수 있지만 스위치 유형 검출기가 충분할 수 있는 임계 위치에서 이동가능한 부분의 위치로서 기록될 수 있다. 예를 들어 광전자 원소 또는 IR 송신기 및 수신기에 의해, 임계 위치에서 이동가능한 부분의 광학적 검출을 기초로 하는 임의의 스위치 유형을 사용할 수 있다. 이동가능한 접촉 표면, 예를 들어 표준 마이크로스위치 또는 이동가능한 부분에 의해 개방 또는 폐쇄되는 접촉 수단을 구비한 용도 특이적인 디자인을 갖는 통상적인 기계적 스위치가 사용될 수 있다. 신뢰성을 이유로, 스위치 위치에서 간접적으로 영향을 받는 스위치 요소, 예를 들어 이동으로부터 유도된 전류에 의해 영향받는 계전기 요소 또는 자석에 의해 영향받는 홀(Hall) 요소 또는 텅(tongue) 요소, 및 특히 캡슐화된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 변위는 목적하는 단부 위치에서만 시그날을 제공할 수 있으며, 이것은 여러 가지 이유로 충분하지만, 또한 연속적으로나 다수의 분리된 위치에서의 경로를 따라 시그날을 제공하여, 예를 들어 장치의 적당한 사용을 모니터링하거나 조정가능한 근접도 감지를 제공할 수 있다. 이동가능한 부분의 변위는 보편적으로 압력 감지에서 보다 더 크며, 수치로는 1mm 이상, 바람직하게는 2mm 이상, 및 가장 바람직하게는 4mm 이상이다.
사용되는 센서 유형에 무관하게, 센서는 다른 목적에 요구되는 것에 대한 추가의 성분으로서 전달 장치 상에 제공될 수 있다. 그러나, 다른 목적을 위한 구조물을 추가 감지 능력에 적합하게 하는 것이 바람직한데, 이것은 접촉 센서를 이용하여 가장 용이하게 수행된다. 장치의 전달관과 관련된 부분을 구비한 센서를 배열시키는 것이 종종 바람직하다. 액체 제트, 분말 건, 스프레이, 흡입기 등과 같이 접촉되지 않는 전달관의 경우에, 상기 장치는 종종 물체와 접촉시키기 위한 유도 또는 배향 부분, 예컨대 더욱 일반적인 사용 또는 특이적인 표적 기관에 적합한 부분, 예컨대 마우스피스, 아이컵에 대해 개방되어 있는 슬리브 또는 오리피스 유형을 포함하며, 센서를 상기 부분들과 결합시키는 것이 바람직할 수 있다. 유사한 부분들이 또한 존재하고 물체와의 접촉을 위한 전달관을 구비한 전달 장치를 사용하는 경우에 이들이 이용될 수 있지만, 바람직하게 센서가 이들 전달관 요소, 예를 들어 혼입되는 튜브, 바늘 또는 캐뉼러와 결합될 수 있다. 종종 이동가능한 커버는 물체내로의 삽입을 위해 팁 모양(tipped)의 전달관에 대해 사용되고, 커버는 전달관 삽입과 관련하여 후방으로 밀린다. 커버는 손상 또는 오염에 대해 전달관을 보호하기 위해, 사용자를 의도하지 않은 아픔으로부터 보호하거나, 예를 들어 바늘을 환자에게 보이지 않도록 함으로써 불안감을 완화시키기 위해 설치될 수 있다. 센서는 이러한 커버와 결합되어 일정 방식으로 커버의 이동에 대한 응답으로 시그날을 제공하고, 바람직하게는 식별가능한 시그날이 전달관의 적당한 관통시에 수신될 수 있게 하는 것이 유리하다. 이러한 원리는 커버가 존재하는 경우 가요성 주입 튜브와 함께 이용될 수 있으며, 주입 튜브가 종종 보조 장치를 필요로 하지 않으면서 당업자들에 의해 삽입되는 경우에는 항상 그러한 것은 아니다. 이러한 장점은 하우징이 그립핑되고 전달관 관통을 위해 사용되는 경우에 가장 잘 나타나며, 이것은 환자가 자가 투여하는 경우에 일반적이고, 보통 전달관이 축을 제외한 적어도 모든 방향으로 하우징에 대해 고정되도록 배열되어야 하는데, 이때 이동성은 예를 들어 자동 관통 또는 바늘 보호기 제거를 위해 유지될 수 있지만, 많은 경우에 전달관은 또한 축 방향으로 고정된다. 본 발명은 유리하게는 주사기용의 이동가능한 바늘 커버와 결합된 센서를 사용하여 이용되고 있다.
기술된 모든 센서의 배열에서, 기준점을 형성하는 중요한 장치 부분이 표적 물체에 대해 목적하는 위치를 갖는 경우에 검출가능한 시그날 변화가 수득되도록 센서가 배치되어야 한다. 전달관과 물체간에 접촉이 없는 경우, 이것은 제제의 전달, 액체 제트와 같이 관통을 위해 집중된 전달 또는 스프레이와 같이 분포되는 전달에 적합한 거리일 수 있다. 센서는, 예를 들어 오리피스를 덮지 않는 커버 또는 단순한 전방 스위치 상에서의 센서의 변위 또는 적합한 위치에서 물체에 대해 배치되는 부분에 대한 압력 센서일 수 있다. 전달관을 관통하기 위해서, 센서는 사전결정된 관통 깊이에서, 예를 들어 바늘 또는 캐뉼러의 기부에서 물체와 결합되도록 배치된 압력 센서, 또는 커버의 사전결정된 변위에서 예를 들어 목적하는 지점에서의 스위치에 의해 시그날 변화를 이용하는, 기술된 커버용 변위 센서일 수 있다.
처음에 제시된 바와 같이, 센서 측정 방향은 일반적으로 전달관에 대해서 정방향일지라도 어떠한 목적하는 각도로도 존재할 수 있다. 예를 들어 2개의 센서가 주어진 평면에서 배향을 결정하거나, 예를 들어 체강 내에서 장치가 작동하는 경우 3개의 센서가 모든 3차원에서 배향을 결정하는데 사용될 수 있는 것과 같이, 다른 차원에서 해당 위치를 결정하는데 있어서 보다 많은 수의 센서가 사용될 수 있지만, 대부분의 용도에서는 단일 감지 방향으로도 충분할 수 있다.
시그날 이용
센서로부터 수신된 시그날은 기술된 근접도 데이타를 나타내는 전자기적 시그날 형태이거나 또는 그 형태로 변환되어야 한다. 전자기적 시그날은 전자기적 방사선, 예컨대 광학 시그날을 기초로 할 수 있지만, 전기 시그날이 바람직하다. 센서로서 사용하기에 적합한 많은 요소들은 상기와 같은 시그날 출력을 제공하도록 설계되지만, 이와 달리 상기 출력을 제공하는 회로내에 삽입될 수도 있다. 이러한 종류의 고유, 일체형 또는 분리된 구성은 센서 출력을 전자기적 시그날로 변환시키는 변환기로서 간주될 수 있다. 이렇게 수신되거나 변환된 전자기적 시그날은 일반적인 관점에서 프로세서에서 처리되어 제어 시그날을 전달한다. 또한, 제어 시그날은 장치의 기능성 부품 또는 작동 부품을 제어하는데 사용된다. 작동 부품의 일부 보편적인 예들이 하기에 제공되어 있지만 그 이외의 어떠한 유형도 될 수 있다. 제어 시그날은 그 시그날의 추가적인 이용에 따라 기계적, 광학적 등과 같은 어떠한 특성도 가질 수 있지만, 전기적 시그날이 바람직하다.
제어 시그날은 메시지를 사용자에게 전달하는데, 예를 들어 장치가 전달을 위해 작동되기 전에 부적당한 위치에 있다는 것을 사용자에게 경고하거나 주의시키는데 사용될 수 있다. 메시지는 소리, 촉감적으로 감지되는 진동과 같은 시그날, 경보 램프 형태의 시각적인 시그날, 또는 디스플레이상의 더욱 복잡한 메시지 등 또는 이러한 메시지의 조합일 수 있다.
제어 시그날은 작동자가 취한 행동에 따라 기본적인 장치 기능을 제어하는데 사용되는 것이 바람직하다. 제어 시그날은 적당한 근접도 조건에 따라, 장치를 각각 작동시키거나 정지시키는데 사용될 수 있다. 작동/정지는 전자기계식 결합, 예컨대 피스톤 로드 또는 펌프 기구와 같이 기계적 기능을 차단하는 계전 장치에 의해 일어날 수 있다. 제어 시그날에 의해 결정될 수 있는 작동, 전기 모터와 같은 장치를 구동시키기 위한 적어도 일부의 자동화 수단을 구비한 장치와 함께 이러한 기능을 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대 적당한 카트리지 제어, 초기화, 작용 순서, 투여량, 투여 데이타의 피드백 등을 확보하기 위해 장치가 모터 수단을 제어하기 위한 프로세서 수단을 추가로 포함하는 경우가 보다 바람직하며, 이 경우 전자기적 시그날은 추가의 유연성을 위해 프로세서에 공급되어, 예를 들어 단지 근접도 조건이 충족되거나 단지 상기 언급된 초기화 단계가 적당히 종결되거나 적당한 조건이 자체 제어 프로그램에서 명확하게 입증되는 경우에만 프로세서가 모터 작동 제어 시그날을 발생시키게 할 수 있다. 기존의 프로세서 유닛은 전자기적 시그날과 제어 시그날간의 프로세서로서 작용할 수 있다.
제어 시그날은 장치를 실제로 트리거링하는데 추가로 사용될 수 있는데, 즉, 센서가 자동 기능이 시작되는 사전결정된 근접도 조건을 신호하자 마자 사용될 수 있다. 앞서 설명된 작동/정지 조건과 관련하여, 이러한 트리거링 기능은 전자기적 방출 수단을 통해 오로지 기계적 구동 수단에 사용될 수 있으며, 더 바람직하게는 전기 모터 수단과 함께, 가장 바람직하게는 장치에서 프로세서 제어된 자동화 수단과 함께 사용될 수 있다.
실제로 허용되거나 트리거링되는 작동은 다양한 성질을 나타낼 수 있다. 바람직하게는, 전달되는 투여량이 기계적으로, 바람직하게는 전기적으로 제어되는 것을 포함하는 다중 투여 장치에서, 주사는 적어도 영향을 받는다. 자동 주사기형 장치에서, 자동 관통 단계가 또한 바람직하게 자동 관통 및 자동 주사의 순서가 제어되도록, 가능하게는 최종 바늘 제거 단계와 함께 영향을 받을 수 있다. 관통 단계 과정에서 제제를 전달하거나 먼저 관통을 완료하여 주사할 수 있는 자동 주사기가 공지되어 있으며, 본 발명은 2가지 작동 모드 모두와 호환가능하다. 상기와 같이 공지된, 범람(over-flow) 또는 우회 구성된 다중 챔버 카트리지의 경우에, 주입 과정은 마취제에 이어서 활성 성분, 또는 활성 성분에 이어서 세정 성분과 같은 순서로 상이한 제제로 된 주사액을 혼입시킬 수 있다.
임계 근접도 값이 조정가능하게 수득되는 경우에, 프로세서에서 전자적으로 예를 들어 불연속 또는 연속적인 출력으로부터 상이한 전자기적 시그날을 선택하거나, 기계적으로 예를 들어 센서를 하우징에 대해 이동할 수 있게 함으로써, 이용성이 추가로 증가한다. 상기 장치는 상이한 전달관 특징, 예를 들어 바늘 길이, 커플링, 결합 및 구성, 및 상이한 주입 깊이, 예를 들어 피하, 정맥내, 지방 또는 근육과 같은 조직 유형에 적합할 수 있다. 상기 장치는 또한 국부적인 물체를 표적 부위 조건, 예컨대 표적 조직 유형에 필요한 국부적인 관통 깊이에 적합하게 할 수 있으며, 이것은 숙련된 작동자에 의해 수동으로 수행되거나, 공지된 방식으로 장치에, 예를 들어 관통력 또는 주입 압력 피드백을 기초로 상이한 표적 유형을 식별하기 위한 수단이 구비된 경우 자동으로 수행될 수 있다.
센서가 상이한 근접도 값에 대해 상이한 식별가능한 전자기적 시그날을 전달하는 것이 바람직한 경우, 비접촉 센서는 연속적인 시그날을 전달하거나, 변위가능한 부재를 구비한 접촉 센서는 그 경로를 따라 연속적이거나 다수의 불연속적인 전자기적 시그날을 제공한다. 이제 더욱 진보된 투여 패턴은 센서에 의해, 예를 들어 다중 챔버 장치의 경우에, 광범위한 관통 깊이에 걸친 다량의 연속 분포 또는 상이한 깊이에서 사전 프로그래밍된 양 또는 요소의 전달에 의해 보조될 수 있다.
센서의 전자기적 시그날은 바람직하게 부가적인 중요한 정보를 제공하기 위해 절대 거리 뿐만 아니라 거리 대 시간 함수의 변화를 기준으로 분석될 수 있다. 주어진 관통력 또는 주입 역압력과 조합되는 경우, 데이타는 예를 들어 조직 유형과 같은 물체의 특성, 또는 예를 들어 적당한 관통 이외의 타격 또는 때리기(hit or stroke)와 같은 오용, 또는 사용자를 사전결정된 적합한 삽입 속도로 유도하는 방법을 나타내는 자료일 수 있다.
센서 시그날의 상기 용도 모두는 추가로 하기에서 설명된 장치에 있는 적어도 일부의 전자기계식 수단이 존재함으로써 용이하게 실시된다.
신호 처리
일반적으로, 최대의 이용을 위해, 장치는 센서의 작용 요소를 구동시키고 센서로부터 전자기적 시그날을 얻는데 적합한 전자 제품과 조합되어야 한다. 프로세서 전자 제품은 적어도 연속적 또는 불연속적인 데이타를 얻기 위해 센서 출력을 검출할 수 있어야 하며, 프로세서가 적어도 전자기적 시그날을 작동 요소에 맞게 개조 및/또는 전달할 수 있도록, 예를 들어 예시되는 어떠한 방식으로든지, 센서 출력을 제어 시그날을 통해 사용하게 하여야 한다. 바람직한 시그날 처리는 하기에 예시될 것이다.
센서로부터의 전자기적 시그날은 단순히 스위치 유형 센서 요소로부터 수신된 온/오프(on/off) 시그날일 수 있으며, 이는 여러 가지 목적, 예를 들어 명백한 트리거링 또는 작동명령에 대해 충분할 수 있다. 준연속적인 시그날은, 예를 들어 변위 경로 또는 기계적 압력 저항 수준에 따라 다수의 온/오프 스위치로부터 수신될 수 있다. 완전 연속적인 시그날은 언급된 비접촉 유형의 센서, 압력 변환기, 압전 장치 또는 드로셀(drossel) 및 자석 기초 이동 센서로부터 수신될 수 있다. 이러한 응답에 대한 사용예가 하기 기술되어 있다.
단순한 온/오프 시그날은 간단한 작동 모터 회로 내의 스위치 또는 아날로그로서, 그러나 바람직하게는 자동 또는 제어를 위한 더욱 복잡한 처리에서는 디지탈 입력 시그날로서 사용될 수 있다. 준연속적인 시그날은 유사한 다수개의 스위치 각각이 독립적인 회로를 구비함으로써 이들을 구별시키는데 사용될 수 있거나, 스위치가 병렬로 배열되는 경우에 온/오프 펄스의 주파수를 갖는 연속적인 시그날로서 사용될 수 있다. 완전 연속적인 시그날은 보다 많은 정보를 함유하며 온/오프 시그날과 다른 방식으로 처리될 수 있다.
모든 시그날 유형이 간단한 방식으로 사용될 수 있을지라도, 더욱 복잡한 방식으로 시그날을 사용하는 경우에 몇 가지 장점이 있다. 첫째, 많은 사용자 정보가 시그날로부터 얻어질 수 있다. 둘째, 시그날 정보는 장치 응답에서 불규칙한 인자를 보충하는데 사용되어 더욱 신뢰성있게 처리된 시그날을 얻을 수 있다. 셋째, 종래 하드웨어 특징이 소프트웨어에 의해 대체되어, 예를 들어 소형이거나 간단한 장치를 얻을 수 있다.
따라서, 센서 출력은 다양한 함수에 대한 이것의 시그날, 예를 들어 진폭에 대해 직접 또는 간접적으로 모니터링될 수 있으며, 상기 기능은 활성화되기 전에 처리된다. 변수는 예를 들어 이동이 모니터링되어야 하는 경우 거리(거리에 따라 시그날이 형성된다)일 수 있으나, 바람직한 변수는 시간(시간에 따라 시그날이 형성된다)이다. 수득된 함수는 연속적으로 처리될 수 있으나, 값들을 장치 출력으로부터 샘플링되는 것이 바람직하며, 이것은 불규칙적으로 수행될 수 있으나 바람직하게는 일정 주파수에서 규칙적인 시간 간격으로 수행될 수 있다. 샘플링은 여러 가지 공지된 방식 중 어느 것으로나 수행될 수 있다. 샘플링은 진폭이 기준 수준과 비교된다는 점에서 디지탈일 수 있으며 진폭이 기준 수준보다 위 또는 아래인지에 따라 이진수 1 또는 0으로 정해질 수 있으며, 이것은 변할 수 있지만 바람직하게는 고정된다. 미처리 데이타로부터 많은 정보를 얻기 위한 다른 방법들 중에서, 아날로그 샘플링 방법이 일반적으로 바람직하며, 이 경우 함수에서 진폭의 절대값이 반복적으로 기록된다. 아날로그 값은 아날로그 프로세서에서 처리될 수 있지만 아날로그 값을 디지탈 형태로 변환하여 디지탈 프로세서에서 처리하는 것이 가장 바람직하다. 시그날은 공지된 방식으로 필터링되어 일부의 주파수 범위 또는 소음을 제거할 수 있다.
함수값은 어떠한 시간 및 속도에서나 기억되고 처리될 수 있으나 실제 시간 처리는 주어진 시간에서 동시에 처리되어야 하는 값의 일부 기억화를 필요로 할 수 있는 대부분의 용도에서 일반적으로 바람직하다. 처리 과정은 일정 시간에서 2개 이상, 바람직하게는 3개, 더욱 바람직하게는 다수의 함수값을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 표준 마이크로프로세서와 같은 마이크로프로세서 또는 용도 특이적인 일체형 회로를 포함하는 어떠한 공지된 종류의 아날로그 또는 디지탈 프로세서 내에서 처리될 수 있다.
처리 과정은 예시되는 목적을 위해 기록 또는 신속 작용을 위한, 시간에 대한 어떠한 종류의 위치 정보를 얻는데 작용할 수 있다. 그러나, 처리 과정이 부가적으로 장치로부터의 미처리 시그날을 의도된 목적에 대해 더욱 신뢰성을 갖게 하도록 변형(일부의 변형은 예시될 것이다)시키는 작용을 하는 것이 바람직하다.
처리 과정은 장치 또는 센서 이동의 물리적 완충에 대해 아날로그를 수행할 수 있다. 연속적인 휴지 위치에서, 이것은 예를 들어 특정 주파수를 필터링하고 평균 위치 근처의 이동을 평균화하거나 역행 곡선을 외삽법(extrapolate)으로 처리함으로써 달성될 수 있다. 불연속적인 휴지 위치에서, 유사한 결과는 적당한 휴지 위치에 상응하는 위치에 대해 상응하는 진폭에 대한 지연 또는 반복된 체크를 기초로 할 수 있다.
처리 과정은, 불연속적인 위치에 대해 정적으로 또는 연속적인 이동에 대해 동적으로 예를 들어 규정된 조건에서 작동개시된 장치의 출력, 및/또는 구동 조건, 주위 조건 등에 대한 변화와 관련된 다양한 장애에 대한 장치 응답을 기록함으로써 장치의 보정을 수행할 수 있다.
처리 과정은, 예를 들어 평행 지점 근처의 빈번한 플리핑(flipping)을 억제하기 위해, 한 위치에서 또 다른 위치로의 변화에 상응하는 시그날을 방출하기 위해 진폭을 일정 범위로 변화시킴으로서 장치 이동에 대한 물리적 이력 현상에 대한 아날로그를 수행할 수 있다.
적용되는 시그날 처리 원리에 무관하게, 존재하는 상황에서 특정 값의 일부 가능성이 존재한다. 기계적 해결책과는 반대로 시그날 처리는 바람직하게 일종의 작동 유형 또는 가역성을 제공해야 한다, 즉, 센서 조건을 기초로 하는 작동 순서의 트리거링 후에, 상기 순서는 센서로부터의 정해진 시그날 조건에 의해 영향을 받을 수 있어야 한다. 예를 들어 센서 시그날이 위치가 관통 또는 주사와 같이 현재 작동 단계에 더 이상 적합하지 않다는 것을 나타내는 경우에, 장치는 적어도 사용자를 주의시켜 사용자가 정확한 측정을 수행할 수 있게 하는 제어 시그날을 발생할 수 있고, 바람직하게는 보정이 완료된 가운데 작동 단계를 정지시키고, 바람직하게는 또한 이후의 주사시에 시간 지연에 따라, 보충된 투여량 또는 추가 투여량을 전달하기 위해 프로세서 수단을 재보정 또는 재프로그래밍시킬 수 있어야 한다.
가역성을 편리하게 이용하면 또한 상기 언급된 이력 현상 특징으로부터 잇점을 얻게 된다. 즉, 장치는 작동 및 정지 사이 또는 작동 및 반전 사이에 일부 허용치(tolerance)를 허용해야 한다. 이러한 특징은 상기에 예시된 시그날 처리 수단에 의해 제공될 수 있지만, 또한 센서 디자인에 의해, 예를 들어 목적하는 길이의 접촉 표면을 구비한 스위치 유형의 센서, 쌍안정형 스위치, 또는 특정의 불활성 압력 범위를 갖는 기계적 바이어스를 제공함으로써 제공될 수 있다.
또한, 장치에는 예를 들어 적당한 카트리지 확인, 혼합, 탈기, 지연, 투여량 설정 등의 이후에 작동 순서중에 사전결정된 창에서만 센서 출력에 응답하는 자동 또는 프로세서 수단이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 수단은 또한 특정 특성 기준, 예를 들어 변화 속도, 지속된 안정된 변화 또는 변화 반복을 달성하는 센서 출력에 응답하여, 적당한 조건과 부적당하고 의도하지 않거나 우연한 확인 사항을 식별할 수 있다.
하드웨어
본 발명의 센서 시스템은 또한 센서 시그날이 경고, 제시 및 신호하는 목적으로 사용되는 경우에, 예컨대 수동적으로 젖혀지는 스프링 시스템을 구비한 기계적으로 구동되는 장치 또는 완전히 수동적으로 작동하는 전달 장치에 장점을 제공할 수 있다. 제시된 바와 같이, 센서 시그날은 장치가 구동 목적으로 에너지 저장 수단, 예컨대 배터리를 갖는 하나 이상의 전자기계식 장치를 포함하는 작동 수단을 포함해야 하는 이유로 자동화된 장치에 사용되는 것이 바람직하다. 센서와 전자기계식 장치간의 연결부는 다른 유형일 수 있다. 센서 시그날은 전자기계식 장치에 직접적으로 영향을 미치는 간단한 스위치일 수 있다. 기술된 부가 기능을 가능하게 하기 위해서는, 더욱 복잡한 연결부가 필요할 수도 있고, 불연속적인 요소 또는 바람직하게는 일반적인 목적의 마이크로프로세서와 같은 일반적인 프로세서 수단을 구비한 단단한 와이어 회로, 또는 용도 특이적인 일체형 회로가 필요할 수 있다.
전자기계식 장치는 기계적 힘을 제공하도록 전기 수단에 의해 영향을 받을 수 있다. 전자기계식 장치는 계전 또는 솔레노이드 유형의 장치, 또는 바람직하게는 전기 모터일 수 있다. 적어도 펌프 기구는 전자기계식 수단에 의해 제어되거나 영향을 받는 것이 바람직하다. 또한, 다른 기능이 전기 수단, 즉 가능한 복구 수단을 구비한 관통 수단에 의해 제어될 수 있는 것이 바람직하다. 간소화시키기 위해, 이러한 부가 성능은 이들 자체의 전자기계식 구동 수단을 필요로 하지 않을 수 있으나, 스프링과 같은 기계적 수단에 의해 구동될 수 있고, 간단한 전자기계식 수단에 의해 또는 수동적으로 젖혀질 수 있다. 최상의 유연성을 얻기 위해, 적어도 전자기계식 방출 수단, 예를 들어 솔레노이드, 및 가능하게는 별도의 전기 모터 수단이 추가 기능을 위해 존재해야 한다.
도면의 요약
도 1a 및 1b는 변위가능한 바늘-커버 형태의 센서를 구비한 바람직한 장치를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 이들은 확장되고 수축된 위치 각각에서 커버를 도시하고 있다.
도 2a 내지 2c는 2개의 상이한 바늘 가드(guard)와 상호작용하는 스위치를 구비한 회로판을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a 및 3b는 도 2와 관련하여 기술된 원리를 이용하는 바늘 커버에 바람직한 디자인의 2가지 측면을 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 4d는 대안적인 스위치 요소를 개략적으로 나타내는 도면이다.
[실시예]
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도 1a 및 1b는 변위가능한 바늘-커버를 포함하고 센서를 구비하는 바람직한 장치를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 장치는 일반적으로 부호(1)로 표시되며, 하우징(2), 및 주사 바늘(4)이 있는 전방 단부와 삽입된 피스톤(5)이 있는 후방 단부를 구비한 주사기형 컨테이너(3)를 포함한다. 피스톤은 전기 모터(7)에 의해 작동되는 플런저(6)에 의해 영향을 받는다. 주사 바늘(4) 위에는 커버(8)가 배열되어 있는데, 이 커버는 주사 바늘과 동축을 이루고, 이 바늘을 따라 축상으로 이동할 수 있어서 바늘이 커버 전방에서 구멍(9)을 통해 노출될 수 있다. 커버에 부착되거나 커버와 일체로 형성된 부분은 하우징(2) 상의 스위치 유형의 요소(11)에 영향을 미치도록 개조된 구조(10)이다. 도 1a에서, 커버(8)는 최전방에 위치하여 전체 주사 바늘(4)을 보호하며, 이상태에서 스위치형 요소(11)는 커버 구조(10)와 정렬되어 있지 않다. 도 1b에는, 장치(1)의 전방 단부가 물체(12)와 접촉하는 경우가 도시되는데, 여기에서 커버는 바늘이 물체내로 관통하게되는 위치로 후퇴되고, 구조물(10)은 스위치형 요소(11)와 정렬된다. 바람직하게, 커버는 예를 들어 스프링(도시되지 않음)에 의해 도 1a에 도시된 최전방 위치를 향해 바이어스될 수 있다. 구조물(10)은 바람직하게는 플라스틱 재료로 된 커버내에 포함된 소형 자석일 수 있으며, 스위치형 요소(11)는 텅(tongue) 스위치 요소와 같이 자기장에 응답하여 개방 및 폐쇄됨으로써 회로내에 온/오프 시그날을 제공하는 요소일 수 있다. 설명된 구성은, 스위치(11)가 구조물(10)에 의해 영향받는 후방 위치까지 커버가 물체(12)에 의해 변위되는 경우에 상태 변화가 제공되는 근접도 센서를 제공한다는 점에서 자명하다. 스위치(11)는 하우징(2) 및 주사 바늘(4) 모두와 관련하여 고정 위치에 배치되며, 그에 따라 감지된 근접도는 상기 부분들에 대한 소정 관계, 즉 바늘의 주어진 관통 깊이를 나타낸다. 또한, 상태 변화는 라인(13)을 통해 전달되는 온/오프 시그날 형태의 전자기적 시그날로 변환된다. 시그날은, 점선(14)으로 도시된 바와 같이 전기 모터(7)를 직접 작동시키는데 사용될 수 있지만, 실선으로 도시된 바와 같이 특정 프로세서(15)에 전달되어 정교한 방식으로 시그날을 처리하는 것이 바람직하다. 프로세서(15)는 전술한 예시적인 과제를 수행할 수 있다. 장치는, 예를 들어 컨테이너 제어 과정, 컨테이너 초기화 과정, 투여량 설정 및 모니터링 과정, 자체 제어 과정 및 메시지 발생 과정 등을 이용하여 부분적으로 또는 전체적으로 자동화되고, 동일한 프로세서가 상기 과정의 일부를 위해 또는 모두에서 본 발명의 목적을 위해, 예컨대 언급된 자동화된 기능의 의도하지 않은 트리거링을 방지하기 위해 지속된 시그날을 간단하게 체크하는데 및/또는 전술한 자동화된 기능을 확실하게 확인하는데 사용된다. 모터(7)를 작동시키는 제 1 제어 시그날(16) 및 디스플레이 (18) 상에서 메시지를 제어하는 제 2 제어 시그날(17)이 예시되어 있다. 프로세서 (15)는 적당한 전자기적 시그날(13)의 수신시에 제어 시그날을 직접 트리거링시키거나, 바람직하게 수동 제어 버튼 작동 시그날(19)를 기다려서 수동 트리거링이 일어나기 전에 작동 시그날로서 적당한 전자기적 시그날(13)을 처리하도록 배열될 수 있다. 2가지 경우 모두, 프로세서(15)가 라인(13)을 계속해서 모니터링하여 위치 변화를 감지하고, 그에 따라 제어 신호의 변화를 발생시키고 즉, 예를 들어 라인(17)에 대해 경고 메시지를 발생시키고 모터에 대한 작동 시그날(16)을 중단시키는 것이 바람직하다.
도 2a 내지 2c는 2개의 상이한 바늘 가드(guard)와 함께 작동하는 스위치를 구비한 회로판을 개략적으로 나타내고 있다. 회로판(20)은 도 1에 기술된 일반적인 유형의 전달 장치에 사용하기 위한 것으로서, 본원에 기술된 목적을 위한 회로 및 요소들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 회로판에 제 1 및 제 2 스위치(21 및 22)를 구비하는 것이 현재 주목되고 있으며, 상기 스위치는 도 2b 및 도 2c 각각에 예시된 2개의 상이한 바늘 커버(23 및 26)와 함께 센서 시스템의 일부를 형성한다. 도 2b에 도시된 바늘 커버(23)는 제 1 스위치(21)와 함께 작동하기 위한 상부의 긴 암(24) 및 제 2 스위치(22)와 함께 작동하기 위한 하부의 짧은 암(25)을 구비한다. 바늘 커버(23)가 적당하게 전달 장치 상에 조립되는 경우, 긴 암(24)은 커버의 정방향 및 후방향 이동과 무관하게 제 1 스위치(21)를 영구적으로 폐쇄시키도록 배열되어, 전자 제품이 커버의 존재 및 적당한 설치 뿐만 아니라 설치된 커버의 유형을 증명할 수 있게 한다. 짧은 암(25)은 바늘 커버가 후방 위치로 이동하는 경우에만 제 2 스위치(22)를 폐쇄하도록 배열되는 한편, 상기 스위치는 바늘 커버가 전방 위치에 존재하는 경우 영향을 받지 않는다. 도 2b의 경우에 제 1 스위치(21)는 제어부로서 작용하는 반면, 제 2 스위치(22)는 감지 시스템의 일부로서 작용하는 것이 자명하다. 도 2c에 도시된 바늘 커버(26)는 도 2b의 경우와 유사하며, 제 1 스위치(21)와 함께 작동하기 위한 상부의 암(27)은 짧은 암이고, 제 2 스위치(22)와 함께 작동하기 위한 하부 암(28)은 긴 암이다. 도 2c의 경우에, 제 2 스위치(22)는 제어부로서 작용하는 한편, 제 1 스위치(21)는 감지 시스템의 일부로서 작용하는 것이 자명하다. 또한, 도 2에 기술된 구성은 바늘 커버(23 또는 26)의 유형을 구별할 수 있으며, 사용되는 바늘 커버에 따라 상이한 장치의 작동이 가능하도록 설치된다. 이러한 특징을 바람직하게 사용하면, 각 바늘 커버 유형(23 및 26)중 하나가 설치되는 경우, 바늘 커버가 후방 위치로 이동하는 경우에 추가 작동의 필요 없이, 유체를 자동적으로 전달할 수 있는 반면, 다른 바늘 커버 타입이 설치된 경우, 바늘 커버가 후방 위치로 이동되었을 때에만 전달을 실제로 트리거링시키는데 필요한 추가적인 조작, 바람직하게는 수동 버튼을 작동시키는 추가적인 조작을 장치에 대해 실시할 수 있다. 바늘 커버(23 및 26)가 상이한 부분들로서 설명되었지만, 2개의 상이한 암 세트에 단일 바늘 커버를 설치하는 것이 가능하며, 상기 암 세트들은, 예를 들어 단일 바늘 커버의 대향하는 양 측면 상에 각각 도 2b 및 도 2c의 암 구조를 정렬시키고 바늘 커버를 180도 회전시켜 변형시킴으로써, 선택적으로 스위치와 함께 정렬될 수 있다.
도 3a 및 3b는 도 2와 관련하여 기술된 원리를 이용하는 바늘 커버에 대한 바람직한 디자인을 2가지 측면에서 도시한 것이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 바늘 커버(30)는 그 바늘 커버가 후방으로 이동하는 경우에 바늘을 노출시키기 위한 전방 구멍(32)을 구비한 본체(31)를 포함한다. 후방 단부에서, 레그(33 및 34)는 전달 장치상의 연장된 슬릿(도시되지 않음)에 바늘 커버를 부착하도록 정렬되는데, 그러한 부착은 록킹 플립(locking flip)(35) 및 레그의 탄성에 의해 이루어진다. 슬릿에 의해 유도되는 바늘 커버(30)는 전방 및 후방 위치 사이에서 이동될 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 접촉 구조물(36)은 바늘 커버(30)의 본체(31) 상에 배열된다. 접촉 구조물(36)은 긴 암(37) 및 짧은 암(38)을 제공한다. 이러한 암(37 및 38)은 도 2와 관련하여 기술된 암과 동일한 기능을 한다. 즉, 긴 암(37)은 장치 상의 하나의 스위치를 영구적으로 가압하고, 짧은 암(38)은 단지 바늘 커버(30)가 후방 위치로 옮겨져서 이 위치에서 바늘의 적합한 길이가 바늘 커버 외부의 구멍(32)을 통해 노출되는 때에만 장치상의 또 다른 스위치를 가압하는 기능을 한다.
도 4a 내지 4d는 센서에서 사용될 수 있는 대안적인 스위치 요소들을 개략적으로 나타내고 있다. 모든 도면에서, 스위치 요소의 주요 부분은 전달 장치의 하우징에 고정된 지지체(40) 상에 탑재되는 한편, 부분(41)은 지지체(40)에 대해 상개적으로 이동가능하며, 그 반대도 가능할 것이다. 이동가능한 부분(41)은 바늘커버 또는 기술된 다른 감지 부분일 수 있다. 이동가능한 부분(41)은 도면의 왼쪽에서 오른쪽으로 변위될 수 있는 것으로 가정한다. 도 4a에서, 스위치 요소(42)는 이동가능한 부분(41)에 의해 아래 방향으로 가압되었을 때 한 상태에서 다른 상태로 플립핑되는 쌍안정형(bistable) 접촉 플레이트를 수용한다. 도 4b에서, 스위치 요소(43)는 마찬가지로 탄성이 있는 전도성 매트가 지지체(40) 상의 전도성 패턴내의 갭 위로 가압되는 경우에 전도성을 띠게 된다. 도 4c에서, 스위치 요소(44)는 자기장에 민감한 부분, 예컨대 홀(Hall) 요소 또는 텅(tongue) 요소를 포함하며, 이동가능한 부분(41)은 스위치(44)의 상태를 변화시킬 수 있는 자기 요소를 포함한다. 도 4d에서, 스위치는 방사선, 예컨대 IR(적외선), 송신기(46) 및 방사선 수신기(47)를 포함하며, 상기 스위치는 수신기상에 이동가능한 부분(41)이 존재하는지의 여부에 따라 유발되는 수신된 방사선의 변화를 검출할 수 있다.

Claims (58)

  1. a) 하우징, b) 상기 하우징내에 배열되고 개구를 구비하는 유체용 컨테이너, c) 유동방향에서 볼 때 상기 컨테이너로부터 먼쪽의 전방 단부 및 유동 방향에서 볼 때 상기 컨테이너에 인접한 후방 단부를 포함하며, 상기 개구와 유체연통하는 전달관으로서, 상기 전방 단부와 후방 단부는 그들 사이의 축선과 전진방향 및 후진방향을 규정하는, 전달관, 및 d) 상기 전달관을 통해 컨테이너로부터 한 방향 이상으로 유체를 전달하도록 배열된 펌프를 포함하는 전달 장치에 있어서,
    감지 방향을 따른 센서와 물체 사이의 사전결정된 근접도(proximity)에 응답하여 하나 이상의 측면(respect)에서 상태 변화가 가능한 센서,
    상기 하나 이상의 센서 상태를 전자기적 시그날로 변환시키며, 상기 센서로부터 분리되거나 센서와 일체화된 변환기, 및
    전자기적 시그날을 수신하고 제어 시그날을 장치의 작동 요소로 전달하는 프로세서를 포함하는 전달 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 컨테이너가 신장형(elongated) 배럴과, 상기 배럴 내부에 배열되고 상기 컨테이너의 개구와 이동가능한 벽 사이에서 챔버를 구분하는 이동가능한 벽을 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 챔버가 하나 이상의 중간벽에 의해 2개 이상의 챔버로 분리됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전달관의 전방 단부가 주입 채널의 종결부임을 특징으로 하는 전달 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전달관의 전방 단부가 물체내로 관통되도록 설계됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전달관의 전방 단부가 바늘 또는 캐뉼러임을 특징으로 하는 전달 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 펌프가 실린더 및 피스톤을 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 펌프가 전기적으로 작동됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 센서는 물체로부터 일정 거리에 있을 때 상태 변화가 가능함을 특징으로 하는 전달 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 센서는 용량성 감지 요소 또는 유도성 감지 요소를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 센서가 물체와의 접촉시에 상태 변화가능함을 특징으로 하는 전달 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 센서가 압력 감지 요소를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 센서가 변위 감지 요소를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 센서가 스위치 요소를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 프로세서가 상기 센서와 작동 요소 사이의 시그날 전달 라인임을 특징으로 하는 전달 장치.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 프로세서가 시그날 대 시간의 함수를 처리하도록 구성된 시그날 처리 회로를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 처리 과정이, 물리적 댐핑에 대한 시그날 아날로그, 교정, 물리적 이력 현상의 제공에 대한 아날로그 또는 이들의 조합 중 하나를 수행함을 특징으로 하는 전달 장치.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 전달 장치가 매뉴얼 키를 포함하고, 프로세서가 작동된 경우에만 제어 시그날을 전달하도록 구성됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 작동 요소가 사용자에게 메시지를 제공할 수 있는 메시지 장치를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 메시지 장치가 접촉 감지형 시그날, 가시적 시그날, 디스플레이 메시지 또는 이들의 조합 중 하나를 전달할 수 있음을 특징으로 하는 전달 장치.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 작동 요소가 전자기계식 장치를 포함하고, 제어 시그날이 상기 전자기계식 장치를 작동시키거나 정지시키도록 연결됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 전자기계식 장치가 계전기, 솔레노이드, 전기 모터 또는 이들의 조합 중 하나를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 전자기계식 장치가 적어도 펌프를 작동시키거나 정지시키도록 구성됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  24. 제 21항에 있어서, 적어도 전달관의 전방 단부가 하우징에 대해 상대적으로 이동가능하도록 구성되고, 상기 전자기계식 장치가 이동부를 작동시키거나 해제(release)시키도록 배열됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 작동되거나 해제되는 이동부는 전방 또는 후방으로 작동되거나 해제됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  26. 제 1항에 있어서, 상기 감지 방향은 전방 방향과 평행한 하나 이상의 성분을 가지는 것을 특징으로 하는 전달 장치.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 감지 방향은 전방 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 전달 장치.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 센서는 상기 전달관의 전방 단부에 대한 규정된(given) 관계에 따라 사전결정된(predetermined) 근접도로 위치되는 것을 특징으로 하는 전달 장치.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 규정된 관계는 전달관의 전방 단부에서의 또는 그 앞쪽으로의 사전결정된 근접도이며, 그에 따라 상기 전달관의 전방 단부가 물체내로 관통되지 않고도 상기 센서의 상태 변화가 일어남을 특징으로 하는 전달 장치.
  30. 제 28항에 있어서, 상기 규정된 관계는 상기 전달관의 전방 단부의 뒤쪽으로의 사전결정된 근접도이며, 상기 전달관이 최전방 위치에 있는 경우에, 상기 전달관의 전방 단부가 물체내로 관통하는 경우에 센서의 상태 변화가 일어남을 특징으로 하는 전달 장치.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 규정된 관계는 상기 전달관의 전방 단부에서의 또는 그 앞쪽으로의 사전결정된 근접도이며, 상기 전달관이 최후방 위치에 있는 경우에, 물체내로의 전달관 전방 단부의 관통이 센서에 의해 감지된 물체에 대한 사전결정된 근접도에서 일어날 수 있음을 특징으로 하는 전달 장치.
  32. 제 28항에 있어서, 상기 센서는 상기 전달관 전방 단부와 사전결정된 근접도 위치 사이의 거리 이상으로 연장되는 이동가능한 부분을 포함하고, 상기 센서의 상태 변화는 이동가능한 부분이 후방으로 변위된 위치에서 일어남을 특징으로 하는 전달 장치.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 이동가능한 부분이 전달관의 일부 또는 전부에 대한 커버로서 설계됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  34. 제 1항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 하우징에 대해 고정된 사전결정된 근접도 위치에 배치됨을 특징으로 하는 전달 장치.
  35. a) 하우징, b) 상기 하우징내에 배열되고 개구를 구비하는 유체용 컨테이너, c) 유동방향에서 볼 때 상기 컨테이너로부터 먼쪽의 전방 단부 및 유동 방향에서 볼 때 상기 컨테이너에 인접한 후방 단부를 포함하며, 상기 개구와 유체연통하는 전달관으로서, 상기 전방 단부와 후방 단부는 그들 사이의 축선과 전진방향 및 후진방향을 규정하는, 전달관, 및 d) 상기 전달관을 통해 컨테이너로부터 한 방향 이상으로 유체를 전달하도록 배열된 펌프를 포함하는 전달 장치를 배향시키는 방법에 있어서,
    a) 상기 전달 장치의 기준점에 대한 고체 또는 반고체 물체의 근접도를 감지하는 단계,
    b) 상기 근접도를 나타내는 전자기적 시그날을 발생시키는 단계,
    c) 전자기적 시그날을 처리하여 제어 시그날을 발생시키는 단계, 및
    d) 상기 제어 시그날을 이용하여 상기 전달 장치의 하나 이상의 작동 요소를 로 제어하는 단계를 포함하는 전달 장치 배향 방법.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 감지 단계가 센서부를 물체와 접촉시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  37. 제 35항에 있어서, 상기 감지 단계가 상기 기준점에 대해 센서부를 이동시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  38. 제 35항에 있어서, 상기 기준점이 전달관의 전방 단부인 것을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  39. 제 35항에 있어서, 상기 기준점이 상기 하우징에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  40. 제 35항에 있어서, 발생된 전자기적 시그날이 온/오프(on/off) 시그날 또는 구분되는 과도 시그날(distinctive transcient signal)이고, 상기 시그날은 사전결정된 근접도 값에서 변화되는 것을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  41. 제 35항에 있어서, 처리 단계가 작동 요소에 대한 시그날의 적용(adaptation) 및 전달(transmission) 중 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  42. 제 35항에 있어서, 처리 단계가 시그날 대 시간의 함수를 수득하고 처리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  43. 제 35항에 있어서, 처리 과정이, 물리적 댐핑에 대한 시그날 아날로그, 교정, 물리적 이력 현상의 제공에 대한 아날로그 또는 이들의 조합 중 하나를 수행함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  44. 제 35항에 있어서, 처리 과정이, 전자기적 시그날이 사전결정된 특징을 갖는 경우에만 제어 시그날을 발생시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  45. 제 44항에 있어서, 상기 사전결정된 특징이 소정 시간 동안 지속되거나 반복되는 시그날임을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  46. 제 35항에 있어서, 처리 과정이 자체 제어를 실행하는 단계 및 결과가 확실한 경우에만 제어 시그날을 발생시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  47. 제 35항에 있어서, 처리 과정이, 전자기적 시그날이 사전결정된 정도로 변화되는 경우에 제어 시그날을 변화시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  48. 제 35항에 있어서, 처리 과정이, 장치의 수동으로 작동되는 키가 작동되는 경우에만 제어 시그날을 발생시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  49. 제 35항에 있어서, 제어된 작동 요소가 사용자에게 메시지를 전송할 수 있는 메시지 장치를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  50. 제 49항에 있어서, 제어된 메시지 장치가, 접촉에 의해 감지가 가능한 시그날, 가시적 시그날, 디스플레이 메시지 또는 이들의 조합 중 하나를 전달할 수 있음을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  51. 제 35항에 있어서, 제어된 작동 요소가 전자기계식 장치를 포함하고, 상기 제어 시그날이 상기 전자기계식 장치를 작동시키거나 정지시킬 수 있음을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  52. 제 51항에 있어서, 제어된 전자기계식 장치가 계전기, 솔레노이드, 전기 모터 또는 이들의 조합 중 하나를 포함함을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  53. 제 51항에 있어서, 적어도 전달관의 전방 단부가 후방 위치 및 전방 위치 사에에서 하우징에 대해 상대적으로 이동가능하도록 구성되고, 상기 전자기계식 장치가 이동부를 작동시키거나 해제(release)시키도록 배열됨을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  54. 제 53항에 있어서, 상기 작동 및 해제는 물체의 근접도가 전달관의 전방 단부에 있거나 그 전방에 있는 경우에만 수행됨을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  55. 제 51항에 있어서, 상기 전자기계식 장치가 적어도 펌프를 작동시키거나 정지시키도록 배열됨을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  56. 제 55항에 있어서, 상기 작동 및 정지는 물체의 근접도가 전달관의 전방 단부에 있거나 그 후방에 있는 경우에만 수행됨을 특징으로 하는 전달 장치 배향 방법.
  57. a) 하우징, b) 상기 하우징내에 배열되고 개구를 구비하는 유체용 컨테이너, c) 유동방향에서 볼 때 상기 컨테이너로부터 먼쪽의 전방 단부 및 유동 방향에서 볼 때 상기 컨테이너에 인접한 후방 단부를 포함하며, 상기 개구와 유체연통하는 전달관으로서, 상기 전방 단부와 후방 단부는 그들 사이의 축선과 전진방향 및 후진방향을 규정하는, 전달관, 및 d) 상기 전달관을 통해 컨테이너로부터 한 방향 이상으로 유체를 전달하도록 배열된 펌프를 포함하는 전달 장치에 있어서,
    전달관의 전방 단부에 배열된 바늘,
    적어도 상기 바늘의 축방향 연장부에 걸쳐 배열되어 있으며, 상기 축방향 경로를 따라 상기 바늘에 대해 상대적으로 변위가능한 바늘 커버,
    상기 경로를 따라 사전결정된 위치에서 상기 바늘 커버의 존재에 응답하여 하나 이상의 측면(respect)에서 상태 변화가 가능한 센서, 및
    상기 하나 이상의 센서 상태를 전자기적 시그날로 변환시키며, 상기 센서와 분리되거나 일체되는 변환기를 포함하는 전달 장치.
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