MX2008009826A - Dispositivo de inyeccion con un sensor capacitivo de proximidad - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de inyección para inyectar medicamento a un paciente, que comprende una superficie (5) que tiene un agujero pasante (3) para el paso de una aguja, estácaracterizado por comprender además un sensor capacitivo de proximidad (12, 13, 30) para detectar la proximidad o contacto de piel humana con dicha superficie (5).

Description

DISPOSITIVO DE INYECCION CON UN SENSOR CAPACITIVO DE PROXIMIDAD MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a un dispositivo de inyección, es decir, a un dispositivo para inyectar medicamento a un paciente. Los dispositivos de inyección generalmente comprenden una superficie para hacer contacto con la piel del paciente, superficie la cual tiene un agujero pasante para el paso de una aguja conectada a un contenedor de medicamento en el interior del dispositivo. Un propósito de la invención es incrementar la seguridad de uso y manejo de un dispositivo de inyección. Para este propósito, se provee un dispositivo de inyección para inyectar medicamento a un paciente, que comprende una superficie que tiene un agujero pasante para el paso de una aguja, caracterizado porque comprende adicionalmente un sensor capacitivo de proximidad para detectar la proximidad o contacto de la piel humana con dicha superficie. El sensor capacitivo de preferencia está ajustado de tal manera que no se detecta un simple contacto de un dedo sobre dicha superficie y/o no se detectan materiales tales como telas secas, algodón seco, cuero seco, madera, plástico, metal, cerámica, vidrio.

El dispositivo de inyección puede incluir una unidad de control que permite la inyección de medicamento solamente cuando ocurre la detección por medio del sensor. Con el ajuste particular anterior del sensor, ocurrirá la detección y se permitirá la inyección solamente cuando el dispositivo esté debidamente colocado sobre un área del cuerpo humano desnuda suficientemente grande, es decir, típicamente el área corporal, tal como un brazo, en donde debe ocurrir la inyección. Por lo tanto, se reducen riesgos de expulsión accidental del medicamento. El dispositivo de inyección puede incluir adicionalmente un mecanismo para mover la aguja entre una posición contraída, dentro del dispositivo, y una posición de operación, en la cual la aguja resalta del agujero pasante. De preferencia, la unidad de control permite que el mecanismo mueva la aguja de la posición contraída a la posición de operación solamente cuando ocurre la detección por medio del sensor. Dicha característica, combinada con el ajuste antes mencionado del sensor, evita que la aguja se mueva fuera de su posición de operación mientras que el dispositivo de inyección descansa sobre una superficie dura tal como la superficie de una mesa, lo cual podría romper la aguja y lesionar al usuario. Dicha característica también reduce los riesgos de que la piel del usuario pueda ser accidentalmente atravesada por la aguja cuando el usuario está manejando el dispositivo de inyección.

Modalidades más específicas del dispositivo de inyección de acuerdo con la invención se definen en las reivindicaciones dependientes anexas. Otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la lectura de la siguiente descripción detallada realizada con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La figura 1 es una vista en perspectiva parcial del exterior de un dispositivo de inyección de medicamento de acuerdo con la invención, algunos componentes internos del dispositivo de inyección, no obstante, se muestran de manera esquemática y parcial en líneas punteadas; la figura 2 es una vista superior de dos electrodos de un sensor capacitivo de proximidad incluido en el dispositivo de inyección de acuerdo con la invención; la figura 3 es un diagrama de un circuito electrónico al cual están conectados los electrodos mostrados en la figura 2, y la figura 4 es una vista en perspectiva que muestra tres electrodos de una modalidad alterna del sensor capacitivo de proximidad incluido en el dispositivo de inyección de acuerdo con la invención. La figura 1 muestra el alojamiento 1 de un dispositivo de inyección de medicamento de acuerdo con la invención. Un pared inferior 2 del alojamiento 1 comprende un agujero pasante 3 que permite el paso de una aguja 3a. La aguja 3a está conectada a un contenedor de medicamento 3b dentro del alojamiento 1. Un mecanismo 3c, que incluye un motor eléctrico, también está provisto dentro del alojamiento 1 para sostener y mover verticalmente el contenedor de medicamento 3b con su aguja 3a de modo que estos elementos 3a, 3b pueden tomar una posición contraída, totalmente dentro del alojamiento 1 , y una posición de operación en la cual la aguja 3a resalta del agujero pasante 3 para atravesar la piel de un paciente. Más detalles de los elementos 3a, 3b, 3c se pueden encontrar en el documento WO2005/077441. En una porción central de la pared inferior 2, adyacente al agujero pasante 3, un segundo agujero pasante está cerrado por un elemento eléctricamente aislante 4 en forma de una lámina de plástico unida a la superficie externa de la pared inferior 2. Las superficies externas de la lámina de plástico 4 y de la pared inferior 2 definen en conjunto una superficie de contacto sustancialmente plana 5 destinada para tocar la piel del paciente. La lámina de plástico 4 tiene un lado cóncavo 6 y 3 lados rectos 7, 8, 9. El lado cóncavo 6 es adyacente al agujero pasante 3 y sigue parte del perfil del agujero pasante 3. Los lados rectos 7, 8 definen en conjunto una esquina. La esquina definida por los lados rectos 8, 9 está truncada para dejar espacio para un emisor/receptor de infrarrojos 10 provisto para transmisión de datos entre el dispositivo de inyección y una computadora. Haciendo referencia ahora a la figura 2, la lámina de plástico 4 (mostrada en líneas delgadas en la figura 2) soporta en su superficie interna 1 1 dos electrodos metálicos coplanares 12, 13 de un sensor capacitivo de proximidad. Los dos electrodos 12, 13 están unidos a la superficie interna 1 1 de la lámina de plástico 4 y definen un plano que es paralelo a la lámina de plástico 4. Uno, 12, de los electrodos 12, 13 es mucho más grande que el otro electrodo 13, es decir, ocupa un área mucho mayor en el plano antes mencionado. Este electrodo más grande 12 es ligeramente más pequeño que la lámina de plástico 4 y comprende un lado cóncavo 14 y tres lados rectos 15, 16, 17 que corresponden y son paralelos respectivamente a los lados 6-9 de la lámina de plástico 4. El electrodo más grande 12 define además un hueco en forma de U 18 entre el lado cóncavo 14 y su lado recto opuesto 16. El electrodo más pequeño 13 tiene una forma alargada, y está dispuesto dentro del hueco en forma de U 18, en una dirección sustancialmente paralela a las extremidades 19, 20 del primer electrodo 12 formado por el hueco en forma de U 18. El ancho w1 , w2 de las extremidades 19, 20 y la distancia d entre el fondo 21 del hueco en forma de U 18 y el lado 15 del electrodo más grande 12 opuesto a dicho fondo 21 es mayor que el ancho w del segundo electrodo 13. Con el objeto de dejar espacio para el emisor/receptor de infrarrojos 10, la extremidad 19 que corresponde al lado 16 del electrodo más grande 12 es más corta que la extremidad 20 que corresponde al lado cóncavo 14 y una primera porción recta 22 del electrodo más pequeño 13 que está lejos del fondo 21 del hueco en forma de U 18 está desviada hacia el lado cóncavo 14 con respecto a una segunda porción recta 23 del electrodo más pequeño 13 que está cerca del fondo 21 del hueco en forma U 18. Un contacto eléctrico 24 está conectado al electrodo más pequeño 13, en el extremo del electrodo más pequeño 13 que está apartado del fondo 21 del hueco en forma de U 18. Otro contacto eléctrico 25 está conectado al electrodo más grande 12, en su lado 17. Haciendo referencia a la figura 3, los dos electrodos 12, 13 están cada uno conectados a través de los contactos eléctricos 25, 24 a un circuito electrónico 30 del sensor capacitivo de proximidad, provisto dentro del alojamiento 1 del dispositivo de inyección. El circuito electrónico 30 está diseñado para que los dos electrodos 12, 13 definan en conjunto una capacitancia y para que se detecte un cambio en dicha capacitancia ocasionado por un cuerpo humano en aproximación. Gracias a la forma y tamaño de los electrodos 12, 13, y especialmente al hecho de que el electrodo más grande 12 rodea el electrodo más pequeño 13 en el área del hueco en forma de U 18, el campo eléctrico entre los electrodos 12, 13 está configurado de tal manera que puede ser fácilmente influenciado desde el exterior del sensor, en particular por tejido humano. Cuando se acerca tejido humano a los electrodos 12, 13, se modifica la permitividad vista por el campo eléctrico, debido a que el tejido humano tiene una permitividad diferente al aire. Esto da como resultado un cambio en la capacitancia definida por los electrodos 12, 13. El tamaño grande del electrodo más grande 12, el cual es el electrodo de medición (siendo el electrodo más pequeño 13 un electrodo de referencia), incrementa aún más la sensibilidad del sensor. La sensibilidad del sensor se incrementa aún más a través del pequeño espacio lateral g entre los electrodos 12, 3, el cual de preferencia es menor al ancho w del electrodo más pequeño 13. Además, gracias a su lado cóncavo 14 el cual sigue el perfil del agujero pasante 3, el electrodo más grande 12 se puede disponer muy cercano al agujero 3 y el sensor, por lo tanto, puede detectar de manera más precisa una colocación adecuada del dispositivo de inyección en el área de la piel del paciente que será atravesada por la aguja 3a. En la práctica, el sensor está ajustado de tal manera para detectar un cambio en la capacitancia definida por los electrodos 12, 13 cuando un volumen suficiente de tejido humano ha entrado al campo eléctrico generado por los electrodos 12, 13. Dicho volumen suficiente de tejido humano se puede determinar de tal forma, por ejemplo, que un simple contacto de un dedo, en particular el dedo de un niño, con la superficie externa de la lámina de plástico 4 del dispositivo de inyección opuesta a los electrodos 12, 13, no activa el sensor mientras que un contacto del área de la piel del paciente en donde se realizará la inyección, por ejemplo un brazo, si activa el sensor. Otra condición realizada por el sensor puede ser que materiales tales como madera, plástico, vidrio, metal, cerámica, particularmente en condición seca (es decir, no húmeda), así como textiles secos (algodón seco) y cuero seco no activan el sensor cuando se ponen en contacto con la lámina de plástico 4. En particular, el ajuste puede ser tal que no se detecta la piel humana a través de telas secas. Para facilitar la discriminación entre la piel humana y otros materiales, la pared inferior 2 del dispositivo de inyección tiene apoyos 31 (ver figura 1 ) para evitar el contacto de la superficie de contacto con la piel 5 con superficies rígidas planas tales como mesas, etc., mientras que al mismo tiempo se permite el contacto de la superficie de contacto con la piel 5 con objetos suaves tales como la piel humana. Los apoyos 31 permiten reducir las influencias ambientales de superficies metálicas, por ejemplo, cobre, hierro. La activación del sensor ocasiona que una unidad de control en el dispositivo de inyección permita la inyección de una dosis de medicamento en el paciente después de que el paciente ha presionado un botón de inyección. Con los ajustes anteriores, el sensor de acuerdo con la invención mejora la seguridad del paciente debido a que el sensor es activado y la inyección se permite solamente cuando el dispositivo de inyección está debidamente colocado en la piel del paciente. La colocación del dispositivo en un área no adecuada, tal como telas o sobre una superficie dura, no activará el sensor y, por lo tanto, la operación del botón de inyección no hará que se expulse medicamento del dispositivo. En particular, la operación del botón de inyección en una condición en donde el sensor no es activado no ocasionará que la aguja 3a se mueva fuera del agujero pasante 3. Esto evita romper la aguja 3a al moverla hacia fuera mientras que el dispositivo de inyección está colocado sobre una superficie dura tal como la superficie de una mesa o atravesar accidentalmente la piel del usuario con el dispositivo de inyección que es manejado. Como se muestra en la figura 3, el circuito electrónico 30 del sensor comprende, de acuerdo con una modalidad preferida, un circuito temporizador 32 comercialmente disponible bajo la referencia Texas Instrument TLC555CDR y configurado para suministrar una señal periódica en su salida OUT. El electrodo más grande 12 está conectado a la salida OUT del circuito temporizador 32 a través de un resistor R005 de 30 kQ, y por lo tanto recibe la señal periódica a través de dicho resistor. El electrodo más pequeño 13 está directamente conectado a la entrada de disparo TRIG y a la entrada de umbral THRES del circuito temporizador 32. Las entradas VDD y RESET del circuito temporizador 32 están conectadas a un voltaje fijo de 3.3V. Un capacitor C007 de 100nF tiene una primera terminal conectada a tierra y una segunda terminal conectada a las entradas VDD y RESET del circuito temporizador 32. Un resistor R006 de 150 kQ tiene una primera terminal conectada a la salida OUT del circuito temporizador 32 y a una primera terminal del resistor R005, y una segunda terminal conectada al electrodo más pequeño 13 y a las entradas TRIG y THRES del circuito temporizador 32. Un capacitor C006 de 10 µ? tiene una primera terminal conectada a tierra y una segunda terminal conectada a la segunda terminal del resistor R005 y al electrodo más grande 12. También se provee un circuito de diodos Zener 33 para protección de descarga electrostática (ESD). En el circuito electrónico que se muestra en la figura 3, la frecuencia de la señal periódica emitida por el circuito temporizador 32 depende de la capacitancia formada por los electrodos 12, 13. Cuando entra tejido humano al campo eléctrico generado por los electrodos 12, 13, cambia la capacitancia formada por los electrodos 12, 13, lo cual da como resultado un cambio de la frecuencia de la señal periódica. Un procesador 34 conectado a la salida OUT del circuito temporizador 32 detecta cuando la frecuencia está por debajo de un umbral preseleccionado. La detección de una frecuencia por debajo del umbral preseleccionado corresponde a una activación del sensor, es decir, a una detección de la proximidad de un objeto. La activación del sensor seguido de la operación del botón de inyección hace que una unidad de control 32 controle el mecanismo 3c de manera que el contenedor de medicamento 3b con al aguja 3a se mueva hacia abajo hacia su posición de operación y luego controle el movimiento de un pistón del contenedor de medicamento 3b a través de otro mecanismo (no mostrado) para expulsar medicamento y de esta manera realizar la inyección. Haciendo referencia a la figura 4, un sensor capacitivo de proximidad utilizado en una modalidad alterna de la invención comprende un electrodo de medición grande 40 y un electrodo de referencia pequeño 41 . El electrodo de medición 40 tiene la misma forma que el electrodo 12 mostrado en la figura 2. El electrodo de referencia 41 está formado por una porción rectangular plana de una tira de metal flexionada 42, y es coplanar con y está rodeada por el electrodo de medición 40. Los electrodos de medición y de referencia 40, 41 están protegidos por una lámina de plástico 43, como en la modalidad de la figura 2. Además de los electrodos 40, 41 , el sensor utilizado en esta modalidad alterna comprende un tercer electrodo de compensación 44. El electrodo de compensación 44 está dispuesto en un plano paralelo al plano definido por los electrodos de medición y de referencia 40, 41 , a una cierta distancia de los electrodos 40, 41 y está conectado al electrodo de referencia 41 . Prácticamente, el electrodo de compensación 44 está dispuesto en la superficie interior de una segunda lámina 45 que es paralela a la lámina 43 y colocado en el lado interior de la lámina 43. La forma del electrodo de compensación 44 corresponde sustancialmente al perfil del electrodo de medición 40. El propósito del electrodo de compensación 44 es limitar el campo eléctrico del sensor capacitivo de proximidad al área en donde ocurrirá la detección de piel. El electrodo de compensación 44, evita de esta manera que el manejo del dispositivo de inyección, es decir, sostener el dispositivo de inyección con las manos, sea detectado como una colocación adecuada del dispositivo sobre la piel humana. El electrodo de compensación 44 también protege el campo eléctrico. Esto es importante para dispositivos de inyección que son accionados con baterías.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1. - Un dispositivo de inyección para inyectar medicamento a un paciente, que comprende una superficie (5) que tiene un agujero pasante (3) para el paso de una aguja (3a), caracterizado porque comprende también un sensor capacitivo de proximidad (12, 13, 30) para detectar la proximidad o el contacto de piel humana con dicha superficie (5). 2. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación , caracterizado además porque comprende adicionalmente una unidad de control (35) que permite la inyección de medicamento solamente cuando ocurre la detección por medio del sensor (12, 13, 30). 3. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende adicionalmente un mecanismo (3c) para mover la aguja (3a) entre una posición contraída, dentro del dispositivo, y una posición de operación, en la cual la aguja (3a) resalta del agujero pasante (3), dicha unidad de control (35) permite que el mecanismo (3c) mueva la aguja (3a) desde la posición contraída hacia la posición de operación solamente cunado ocurre la detección por medio del sensor (12, 13, 30). 4. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque dicho sensor capacitivo de proximidad (12, 13, 30) está ajustado de tal manera que no se detecta un simple contacto de un dedo sobre dicha superficie (5). 5.- El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque dicho sensor capacitivo de proximidad (12, 13, 30) está ajustado de tal manera para no detectar sustancialmente telas secas. 6 - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque dicho sensor capacitivo de proximidad (12, 13, 30) está ajustado de tal manera para no detectar sustancialmente ninguno de los siguientes materiales: algodón seco, cuero seco. 7. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque dicho sensor capacitivo de proximidad (12, 13, 30) está ajustado de tal manera para no detectar sustancialmente ninguno de los siguientes materiales: madera, plástico, metal, cerámica, vidrio. 8. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque los apoyos (31) están provistos sobre dicha superficie (5) para evitar contacto de dicha superficie (5) con una superficie rígida mientras permite el contacto de dicha superficie (5) con piel humana. 9. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque dicho sensor capacitivo de proximidad (12, 13, 30) es adyacente a dicho agujero pasante (3). 10. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque dicho sensor capacitivo de proximidad comprende un primer electrodo (12), un segundo electrodo (13) que define una capacitancia con el primer electrodo (12) y medios (30) para detectar un cambio en dicha capacitancia debido a la proximidad de piel humana con el sensor. 1 1. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el primer y segundo electrodos (12, 13) son sustancialmente coplanares y están dispuestos en un plano paralelo a dicha superficie (5). 12. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque dichos primer y segundo electrodos (12, 13) están dispuestos en una superficie interna (1 1 ) de un elemento aislante (4), dicho elemento aislante (4) tiene una superficie externa que define al menos parte de dicha superficie (5) que tiene dicho agujero pasante (3). 13. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado además porque el primer electrodo (12) rodea, al menos parcialmente, al segundo electrodo (13). 14. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el segundo electrodo (13) tiene una forma alargada. 15. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el segundo electrodo (13) está dispuesto dentro de un hueco en forma de U (18) definido por el primer electrodo (12) y es sustancialmente paralelo a las extremidades (19, 20) del primer electrodo (12) formado por el hueco en forma de U (18). 16. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el ancho (w1 , w2) de dichas extremidades (19, 20) y la distancia (d) entre el fondo (21) del hueco en forma de U (18) y un lado (15) del primer electrodo (12) opuesto a dicho fondo (21 ) son mayores que el ancho (w) del segundo electrodo (13). 17. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado además porque el espacio lateral (g) entre el primer y segundo electrodos (12, 13) es menor que el ancho (w) del segundo electrodo (13). 8. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado además porque el primer electrodo (12) es mayor que el segundo electrodo (13). 19. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18, caracterizado además porque un lado (14) del primer electrodo (12) es adyacente al agujero pasante (3) y tiene una forma cóncava que sigue parte del perfil del agujero pasante (3). 20. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 19, caracterizado además porque dichos medios (30) para detectar un cambio en dicha capacitancia comprenden un primer circuito electrónico (32) que suministra una señal periódica al primer electrodo (12). 21. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque el primer circuito electrónico (32) es un circuito temporizador (32) que tiene una salida conectada al primer electrodo (12), una entrada de disparo y una entrada de umbral, las entradas de disparo y de umbral están ambas conectadas al segundo electrodo (13). 22. - El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 20 o 21 , caracterizado además porque la frecuencia de la señal periódica depende de dicha capacitancia, y en donde dichos medios (30) para detectar un cambio en dicha capacitancia comprenden además un segundo circuito electrónico (34) para detectar un cambio en dicha frecuencia debido a la proximidad de piel humana con el sensor. 23. - El dispositivo de inyección de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 22, caracterizado además porque comprende adicionalmente un electrodo de compensación (44) para limitar el campo eléctrico generado por el primer y segundo electrodos (40, 41 ) a un área determinada. 24.- El dispositivo de inyección de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque el electrodo de compensación (44) está dispuesto en un plano paralelo a un plano definido por el primer y segundo electrodos (40, 41 ), está conectado al segundo electrodo (41), y tiene una forma la cual corresponde sustancialmente al perfil del primer electrodo (40).