PL186641B1 - Sposób i urządzenie do dostarczania preparatu - Google Patents

Abstract

1. Sposób dostarczania preparatu za po- moca pojemnika na preparat z otworem, me- chanizmem do dostarczania przynajmniej czesci preparatu z pojemnika przez otwór, zespolem przymocowania dla polaczenia pojemnika z mechanizmem oraz ukladem czujnikowym do wykrywania przynajmniej jednej wstepnie okre- slonej wlasciwosci pojemnika albo jego zawarto- sci, polegajacy na wysylaniu promieniowania w kierunku polozenia pojemnika albo jego czesci i oddzialywaniu na to promieniowanie przez polozenie pojemnika, znamienny tym, ze odbie- ra sie przynajmniej czesc oddzialywanego pro- mieniowania z przynajmniej czesci obszarowej polozenia pojemnika w sposób niezobrazowany oraz porównuje sie charakterystyke odebranego promieniowania ze wstepnie okreslona charakte- rystyka reprezentatywna dla wstepnie okreslonej wlasciwosci a nastepnie ustala sie, czy wystepuje wstepnie okreslona wlasciwosc pojemnika beda- ca funkcja wlasciwosci i/lub oznakowania od- czytanego przez uklad czujnikowy. FIG.1a FIG.1b PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób dostarczania preparatu za pomocą pojemnika na preparat z otworem, mechanizmem do dostarczania przynajmniej części preparatu z pojemnika przez otwór, zespołem przymocowania dla połączenia pojemnika z mechanizmem oraz układem czujnikowym do wykrywania przynajmniej jednej wstępnie określonej właściwości pojemnika albo jego zawartości, polegający na wysyłaniu promieniowania w kierunku położenia pojemnika albo jego części i oddziaływaniu na to promieniowanie przez położenie pojemnika, polegający na tym, że odbiera się przynajmniej część oddziaływanego promieniowania z przynajmniej części obszarowej położenia pojemnika w sposób niezobrazowany oraz porównuje się charakterystykę odebranego promieniowania ze wstępnie określoną charakterystyką reprezentatywną dla wstępnie określonej właściwości a następnie ustala się, czy występuje wstępnie określona właściwość pojemnika będąca funkcją właściwości i/lub oznakowania odczytanego przez układ czujnikowy.

Na promieniowanie oddziaływuje odbicie, przesyłanie, absorpcja i/lub rozproszenie.

W sposobie według wynalazku stosuje się przynajmniej część pojemnika przepuszczalną przy częstotliwości promieniowania i że przynajmniej część promieniowania przesyła się do pojemnika.

Stosuje się także cykl poruszania pojemnikiem względem części nieruchomych mechanizmu i cykl przeprowadzania operacji zapoczątkowania działania pojemnika obejmujący operację odtwarzania.

Korzystnie stosuje się cykl poruszania pojemnika względem układu czujnikowego, przy czym prędkość ruchu pojemnika względem układu czujnikowego mniejszą niż 10 cm/sek.

Korzystnie gdy stosuje się prędkość ruchu pojemnika względem układu czujnikowego mniejszą niż 1 cm/sek.

Pojemnik i układ czujnikowy utrzymuje się stacjonarnie względem siebie w czasie odbierania promieniowania.

Stosuje się emitowane promieniowanie w zakresie niewidzialnym, korzystnie w zakresie podczerwieni oraz odbierane promieniowanie rozogniskowane.

186 641

Korzystnie stosuje się promieniowanie wysyłane jako wiązka rozbieżna i promieniowanie odbiera się z rozbieżnego kąta wychwytu oraz promieniowanie emituje i odbiera się w szerokim kącie przestrzennym, korzystnie ponad 30 stopni, przy czym stosuje się emitowanie i/lub odbieranie szerokopasmowego promieniowania o zalecanym współczynniku zmienności częstotliwości przynajmniej w zakresie 1⁰% częstotliwości znamionowej.

Nadajnik i odbiornik umieszcza się zasadniczo w tym samym kierunku i że stosuje się przynajmniej część promieniowania odbitego.

Utrzymuje się nadajnik i odbiornik w pewnej odległości od pojemnika.

Obszar pokryty przez odbiornik, wyrażony jest jako koło o odpowiedniej powierzchni, którego średnica wynosi pomiędzy 0,5 a 15 mm.

Stosuje się cykl oznakowania na pojemniku, odczytywalnego przez układ czujnikowy, oraz oznakowanie na więcej niż dwóch poziomach nieciągłych.

Korzystnie stosuje się oznakowania na więcej niż jednym nieciągłym obszarze.

Obszary odczytuje się w kolejności, statycznie albo dynamicznie z tym, że odczytuje się w odpowiedzi różnicę stopniową.

Korzystnie stosuje się oznakowania z różnicami w absorpcji albo odbiciu.

Poprzez umiejscowienie czujnika i pojemnika wykrywa się właściwość funkcjonalną pojemnika.

Dla wykrycia właściwości funkcjonalnej stosuje się kształt części konturowej pojemnika, położenie tłoka, zawartość pojemnika albo oznakowanie, albo modyfikację zaprojektowaną dla ułatwienia wykrycia właściwości funkcjonalnej.

Stosuje się również odczyt oznakowania na pojemniku, statycznie albo dynamicznie oraz cykl porównywania charakterystyki odebranego promieniowania jako odpowiedź reprezentatywną dla całkowitego promieniowania odebranego ze wspomnianego pokrytego obszaru.

Ustala się obecność właściwości w oparciu o statyczną odpowiedź z odbiornika.

Korzystnie ustala się obecność właściwości w oparciu o dynamiczną zmianę z odbiornika oraz ustala się rejestrację dynamicznej odpowiedzi względem funkcji czasu z odbiornika i obecność więcej niż jednej właściwości.

Ustala się obecność przynajmniej jednej właściwości oznakowania i jednej właściwości funkcjonalnej i moduluje się emitowane promieniowanie.

Promieniowanie emituje się i odbiera ze stabilną orientacją względem części nieruchomych mechanizmu.

Stosuje się pojemnik jako nabój, zawierający ogólnie walcową tuleję o ogólnej osi symetrii i mającą koniec przedni i koniec tylny, otwór, oraz przynajmniej jeden przemieszczalny tłok włożony do tulei pomiędzy końcem przednim a końcem tylnym, z tym że stosuje się nabój typu dwu- lub wielokomorowego.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do dostarczania preparatu, zawierające pojemnik na preparat, w którym jest umieszczony otwór, mechanizm do dostarczania przynajmniej części preparatu z pojemnika przez otwór, zespół do połączenia pojemnika z mechanizmem oraz układ czujnikowy do wykrywania przynajmniej jednej wstępnie określonej właściwości pojemnika albo jego zawartości, przy czym układ czujnikowy zawiera nadajnik promieniowania do napromieniowywania pojemnika albo jego części, oraz odbiornik promieniowania do odbierania przynajmniej z części obszaru promieniowania nadajnika na pojemnik, charakteryzujące się tym, że ma odbiornik do całkującej, niezobrazowanej odpowiedzi wyjściowej reprezentatywnej dla całkowitego promieniowania odebranego z części obszarowej i wstępnie określonej właściwości będącej funkcjonalną właściwością co najmniej części odbitego promieniowania i/lub oznakowania odczytanego przez układ czujnikowy.

Przynajmniej część pojemnika jest przepuszczalna przy określonej częstotliwości promieniowania.

Pojemnik jest nabojem w postaci walcowej tulei z osią symetrii i mającą koniec przedni i koniec tylny, otwór na końcu przednim, oraz przynajmniej jeden przemieszczalny tłok w tulei pomiędzy końcem przednim a końcem tylnym, przy czym pojemnik jest dwu- lub wielokomorowy.

186 641

Mechanizm napędowy pojemnika jest częścią pompy, uruchamianej przez zespół silnika elektrycznego oraz jest do sterowania przynajmniej zespołem silnika elektrycznego.

Zespół mechanizmu napędowego pojemnika zawiera trzon tłoka do poruszania pojemnikiem względem części nieruchomych mechanizmu napędowego pojemnika.

Trzon tłoka zawiera zespół skanujący do poruszania pojemnikiem względem układu czujnikowego.

Urządzenie zawiera zespół ruchu do przeprowadzania operacji zapoczątkowania działania pojemnika i do nadawania prędkości mniejszej niż 10 cm/sek, korzystnie mniejszej niż 1 cm/sek.

Urządzenie ma nadajnik promieniowania o długości fali pomiędzy 300 a 3000 nanometrów i do wysyłania promieniowania w zakresie niewidzialnym.

Korzystnie urządzenie ma nadajnik do wysyłania promieniowania w zakresie podczerwieni.

Nadajnik zawiera diodę emitującą światło.

Odbiornik zawiera fotodiodę albo fototranzystor oraz filtr światła dziennego, przy czym wyjście odbiornika jest niezobrazowane.

Korzystnie urządzenie ma odbiornik do odbierania promieniowania rozogniskowanego.

Nadajnik i odbiornik mają kąty przestrzenne promieniowania i odbierania powyżej 10 stopni, przy czym nadajnik ma wiązkę rozbieżną a odbiornik ma rozbieżny kąt wychwytu.

Nadajnik i/lub odbiornik są szerokopasmowe z zalecanym współczynnikiem zmienności częstotliwości przynajmniej w zakresie 1% częstotliwości znamionowej.

Nadajnik i odbiornik są zwrócone zasadniczo w tym samym kierunku i są umieszczone w pewnej odległości od pojemnika.

Obszar pokryty przez odbiornik, stanowi koło o odpowiedniej powierzchni, posiadające średnicę o wymiarze pomiędzy 0,5 a 15 mm.

Pojemnik ma oznakowanie odczytywalne przez układ czujnikowy, przy czym oznakowanie ma więcej niż dwa poziomy nieciągłe.

Korzystnie oznakowanie ma kilka nieciągłych obszarów oznakowania w postaci pasm statycznych i okienka.

Urządzenie ma ruchomy zespół do odczytu obszarów w kolejności, statycznie albo dynamicznie.

Oznakowanie jest zróżnicowane pod względem absorpcji albo odbiciu.

Względne usytuowanie czujnika i pojemnika jest dostosowane do wykrywania właściwości funkcjonalnej pojemnika.

Właściwością funkcjonalną pojemnika jest kształt części konturowej pojemnika, położenie tłoka, zawartość pojemnika albo oznakowanie, albo modyfikacja zaprojektowana w celu ułatwienia odczytu właściwości funkcjonalnej.

Względne usytuowanie czujnika jest przystosowane do odczytu oznakowania na pojemniku statycznie albo dynamicznie.

Urządzenie zawiera elektroniczną jednostkę sterowniczą, korzystnie procesor.

Jednostka sterownicza jest do odbierania zmodyfikowanych albo niezmodyfikowanych wyjściowych danych z odbiornika i porównywania ich z jedną bądź kilkoma zapamiętanymi charakterystykami i do odbioru odpowiedzi względem funkcji czasu oraz ma opcję uruchamiania zespołu silnika elektrycznego.

Urządzenie ma modulator do emitowanego promieniowania.

Nadajnik i odbiornik mają stabilną oś ułożenia względem podparcia.

Urządzenie ma układ podparcia zamocowany względem mechanizmu napędowego pojemnika do sterowania trzonem tłoka albo obudowy.

Tłok ma co najmniej jedną powierzchnię wykrywalną za pomocą układu czujnikowego poprzez co najmniej część cylindrycznej tulei.

Pojemnik ma co najmniej jedną oznakowaną powierzchnię odczytywaną przez układ czujnikowy.

Co najmniej część oznakowanej powierzchni i część powierzchni tłoka jest umieszczona w tej samej pozycji osi symetrii cylindrycznej tulei.

Co najmniej część w postaci okienka wzdłuż osi cylindrycznej tulei powodująca napromieniowanie tłoka jest wolna od oznakowania.

186 641

Dodatkowo jest usytuowana wzdłuż osi cylindrycznej tulei co najmniej jedna dolna powierzchnia oznakowania z różną absorpcją lub odbiciem.

Pojemnik mający więcej niż jeden tłok jest dwu- lub wielokomorowy.

Głównym zadaniem niniejszego wynalazku jest zaoferowanie układu wykrywającego, ograniczającego wyżej wspomniane wady propozycji ze stanu techniki. Bardziej szczegółowym celem jest zaoferowanie takiego układu, użytecznego w medycznych urządzeniach dostarczających. Innym celem jest zapewnienie takiego układu, nadającego się do zastosowania w przenośnych urządzeniach dzięki posiadaniu małego wymiaru, małej wagi i niskiego zużycia energii. Dalszym celem jest zapewnienie niezawodnego i poddającego się łatwej manipulacji układu. Jeszcze innym celem jest zapewnienie układu zdolnego do wykrycia oznakowanej informacji w sposób niezawodny. Innym celem jest zapewnienie układu mającego zdolność wykrywania wielu właściwości funkcjonalnych. Jeszcze innym celem jest zaprojektowanie układu zdolnego do wykrycia zarówno informacji oznakowanej jak i właściwości funkcjonalnych. Dalszym celem jest zaoferowanie układu czujnikowego o wysokim stopniu kompatybilności z automatyzacją i mikrosterowniczą obróbkąjego informacji wyjściowej.

Osiągnięto to dzięki układowi mającemu cechy wyłożone w zastrzeżeniach patentowych. Dzięki zastosowaniu w układzie według wynalazku ogólnej zasady wysyłania promieniowania w kierunku wykrywanego obiektu i odbierania dla późniejszej analizy wpływu obiektu, osiąga się kilka z wspomnianych wyżej celów. Mechaniczny kontakt pomiędzy czujnikiem a obiektem nie musi być obecny, tym samym zwiększając elastyczność umiejscowienia i zastosowania, jednocześnie zmniejszając problemy z zużyciem i zanieczyszczeniem. Elastyczność zapewnia się również dzięki zmienności dostępnych możliwości wzajemnego ułożenia nadajnika/odbiornika. Dzięki wykrywaniu funkcjonalnych właściwości obiektu na podstawie porównania pomiędzy odbieranym promieniowaniem a wstępnie określoną jego reprezentacją, układ staje się wysoce elastyczny i daje się dostosować do wielu właściwości obiektu a ten sam odbiornik może być stosowany do wykrywania kilku właściwości. Kryteria definiujące wstępnie określoną reprezentację mogą być nieznane użytkownikowi i zgodnie z tym trudne to sprostania przez nieupoważnione osoby. Zastosowanie niezobrazowanego albo nawet nieostrego promieniowania ma kilka zalet. Można zastosować bardzo proste i tanie składniki. Duży obszar wychwytu zarówno pod względem szerokości jaki głębokości ułatwia ułożenie części składników i umożliwia odbiór promieniowania z różnych głębokości w celu wpłynięcia na odpowiedź z równym znaczeniem, co ma wartość na przykład w przypadku obiektów przezroczystych, takich jak często spotykane w pojemnikach medycznych. W wykrywaniu właściwości funkcjonalnych ta elastyczność, jak również możliwość pozwolenia na wpływ na odpowiedź każdej powierzchni złącza daje szeroki zakres potencjalnie wykrywalnych właściwości, które można pokryć przy pomocy jednego albo kilku odbiorników, jak również pozwala na monitorowanie dynamicznie zmieniających się własności. W wykrywaniu informacji znacznikowej można wykorzystać duży obszar zajmowania w celu zmniejszenia błędów odczytu z uwagi na zanieczyszczenie, zwiększyć ilość informacji przez zastosowanie wielu poziomów odpowiedzi analogowej w dodatku do struktur w oznakowaniu i znacznie poprawić bezpieczeństwo przez zastosowanie cech znacznikowych nie wykrywalnych łatwo przez ogląd wzrokowy. Ostatni punkt można dalej ulepszyć przez stosowanie promieniowania w niewidzialnych zakresach promieniowania. Jasne jest, że ten sam układ można zastosować dla wykrywania zarówno właściwości funkcjonalnych jak i informacji z oznakowania, co jest zwykle konieczne w zastosowaniach dostarczania medycznego i jest bardzo korzystne tam, gdzie znaczenie ma wymiar, waga, oszczędność i zużycie energii, jak w artykułach przenośnych. Dostosowanie do automatyki jest proste dzięki kilku koniecznym częściom składowym, ich prostemu napędzaniu, kompatybilności z działaniami skanującymi albo dynamicznymi operacjami oraz łatwej obróbce również w czasie rzeczywistym sekwencyjnego wyjścia z odbiornika.

Dalsze zadania i zalety staną się oczywiste ze szczegółowego opisu wynalazku.

Używany tutaj termin „układ” należy rozumieć jako odnoszący się ogólnie do wynalazku, gdy zawiera jego części, takie jak urządzenia, sposoby działania, zasady oznakowania i kluczowe części składowe, takie jak części pompujące i pojemniki.

186 641

Jak wskazano we wstępie, układ czujnikowy i jego zasady znakowania opisane tutaj można stosować do różnych celów w i poza obszarem medycznym i dla dowolnego typu preparatów, takich jak środki chemiczne, kompozycje albo mieszaniny, w dowolnym pojemniku i dostarczane w dowolnym celu. Z przedstawionych względów, układ ma pewne specjalne wartości w połączeniu z medycznymi urządzeniami dostarczającymi, gdzie również ograniczenia projektowe są poważniejsze niż w większości innych zastosowań. Dla wygody wynalazek zostanie opisany w znaczeniu tego zastosowania.

Zasady niniejszego wynalazku można zastosować dla urządzeń albo układów dostarczania w szerokim znaczeniu. Zespół dostarczania z urządzenia może być kanałem do wlewu albo dowolnym zespołem przewodzącym, takim jak rura albo cewnik, igła bądź kaniula albo układ bezigłowy oparty na strumieniu płynu albo dziale cząsteczkowym z propelentem gazowym. Materiał zawartości pojemnika będzie mógł być dostarczany przy użyciu mechanizmu dostarczającego i można zastosować dowolny materiał spełniający to wymaganie. Zwykle materiałem jest płyn a korzystnie ciecz, włączając materiały zachowujące się jak ciecze, takie jak emulsje albo zawiesiny. Obserwacje te dotyczą ostatecznych preparatów, zaś inne składniki, mianowicie ciała stałe, mogą być obecne przed preparatem ostatecznym. Naturę zawartości pojemnika należy również rozumieć jako obejmującą środek medyczny w szerokim znaczeniu i obejmującą na przykład składniki naturalne i płyny ustrojowe wstępnie napełnione albo wciągnięte do pojemnika, choć najczęściej środek medyczny jest przygotowany w fabryce. Wynalazek może ułatwiać rozwiązywanie specjalnych problemów związanych z wrażliwymi związkami, podatnymi na rozpad albo denaturację przy stresie mechanicznym, takim jak wysokie siły rwące. Tego typu mogą być związki o dużej masie cząsteczkowej, hormony o dużej masie cząsteczkowej, na przykład hormony wzrostu albo prostaglandyny. Wynalazek może również pomóc rozwiązać specjalne problemy związane ze środkami medycznymi, wymagającymi etapu przygotowania natychmiast przed wlewem, zwykle zmieszania dwóch lub więcej składników, z których wszystkie mogą być płynne albo mogą zawierać ciało stałe, jak gdy rozpuszcza się proszek liofilizowany w rozpuszczalniku, taki jak hormony albo prostaglandyny.

Sposób podawania może się również zmieniać w szerokich granicach i może obejmować całkowicie ciągły wlew, ciągły wlew ze zmiennym przepływem albo przerywane wlewy, albo wstrzyknięcia z powtarzanymi, albo równymi, albo zmiennymi dawkami. Zwłaszcza w połączeniu z zespołem automatycznym w zalecany sposób, sposób podawania może być łatwo zmieniany przez dostosowanie w programie albo innym sterowaniu. W urządzeniach przenośnych podawanie przerywane jest częste. Podobnie, choć można rozważać urządzenia dostarczające tylko dla jednej operacji dawkowania, ogólnie są one zaprojektowane dla więcej niż jedna albo wielu pojedynczych dawek dla podawania przerywanego.

W dodatku do podstawowych funkcji dostarczania, zaleca się, by układ dostarczania zawierał inne wartościowe cechy, takie jak dla inicjacji pojemnika i jego zawartości oraz zapewniał różne kontrolki i sterowania tak dla pojemnika jak i dla elektroniki i mechaniki części pompującej.

Jak wspomniano we wstępie, zasady wynalazku można zastosować do urządzeń dostarczających w układach stacjonarnych albo trwałych. Z uwagi między innymi na zapewnianą prostotę, wynalazek daje specjalne korzyści w urządzeniach dostarczających dla celów ambulatoryjnych, szczególnie tych, które są autonomiczne z wbudowanym źródłem energii, silnikiem i zespołem procesorowym a w szczególności małych, ręcznych urządzeniach o prawdziwie przenośnej postaci.

O zalecanym urządzeniu dostarczająrym lekmtwo można powiepzieć. iz ogóinic zawiera przynajmniej pojemnik na lekarstwo mające albo będące przygotowywanym do umieszczenia w otworze, mechanizm pracujący tak, by dostarczyć przynajmniej część lekarstwa w pojemniku przez otwór, zespół przymocowania dla połączenia pojemnika z mechanizmem oraz układ czujnikowy umieszczony w celu wykrywania przynajmniej jednej wstępnie określonej właściwości pojemnika albo jego zawartości.

Część pojemnikową należy rozumieć w szerokim sensie i może ona przybierać różne postaci, takie jak dowolny rodzaj rury, naczynia, elastycznej torby, fiolki, ampułki, naboju,

186 641 kapsułki, korpusu strzykawki i tym podobne. Istnieją pewne korzyści z zastosowania pojemników, które są sztywne, przynajmniej w swej części otwierającej albo części dla zamocowania do mechanizmu, ale korzystnie ogólnie sztywne, takich jak fiolki, ampułki albo korpusy strzykawki. Istnieją również pewne korzyści z zastosowania wynalazku w połączeniu z pojemnikami, które są przynajmniej prześwitujące, a korzystnie przezroczyste przynajmniej częściowo i korzystnie ogólnie przy częstotliwości stosowanego promieniowania. Pojemnik może mieć strukturę integralną albo złożoną, taką jak zawierająca zewnętrzną obudowę albo dowolną inną wieloczęściową konstrukcję dla zamknięć, umocowań, ochrony i tym podobnych, a gdziekolwiek stosowany w niniejszym termin „pojemnik” należy rozumieć jako obejmujący dowolną obecną część pomocniczą.

Pojemnik ma przynajmniej jeden otwór, przez który lekarstwo przechodzi w czasie głównego działania dostarczającego urządzenia, czy to z wnętrza pojemnika do otoczenia dla, na przykład podawania środka medycznego pacjentowi czy też do pojemnika w przypadku zasysania płynów ustrojowych albo przy etapach przygotowawczych, takich jak napełnianie, mieszanie, rozpuszczanie w pojemniku, w trakcie których to operacji musi być obecny otwór. Możliwe jest a nawet zalecane w wielu sytuacjach, by pewne operacje urządzenia, takie jak odczyt oznakowania w postaci etykiety, kontrola pojemnika albo inicjacja, zachodziły przed ustaleniem połączenia a wymaganie otworu będzie uważane za spełnione przez zespół przygotowujący dla wytworzenia połączenia, takiego jak obecność usuwalnego zamknięcia albo przebijalnej, albo przerywalnej części na samym pojemniku jak w przypadku ampułki albo torebki, albo specjalnie zaprojektowanej części jak w przypadku przebijalnych błon albo przegrody. Całe połączenie może zachodzić przez jeden otwór, na przykład zarówno przechodzenie środka medycznego i wyrównanie ciśnienia w sztywnym pojemniku albo przez dostarczanie z pojemnika, który jest elastyczny albo ma część ruchomą albo odkształcalną, ale nic nie zapobiega, by nie były zapewnione dalsze otwory dla podobnych celów, które mogą być identyczne z przynajmniej jednym otworem, albo które mogą być zupełnie różne i na przykład być dostosowane do innego celu na przykład typu wlewu albo strzykawki z ruchomą ścianką albo tłokiem.

Pojemnik może być prostą butelką, fiolką albo torbą w przypadku, gdy urządzenie dostarczające jest umieszczone w celu pobrania, w sposób ciągły bądź przerywany, odmierzonych ilości z niego dla dostarczenia jak określono. Często, a zwłaszcza w połączeniu z samodzielnym podawaniem, typ pojemnika jest bardziej skomplikowany i zwykle jest w postaci naboju, stanowiąc część pojemnikową typu strzykawki układu dostarczającego, która może być jeszcze bardziej skomplikowana w przypadku nabojów wielokomorowych. Pojemniki typu nabojowego będą dalej opisane, jako iż ogólnie wymagają one dodatkowych etapów inicjacji albo kontroli, dla których można wykorzystać z korzyścią zasady wynalazku.

O naboju można ogńlnie powi epzieć, iii ćawiera naczynie, ytóre ma część pręednia i część tylną, wyznaczające ogólną oś naboju, wylot dla preparatu umieszczony przy przedniej części i przynajmniej jedną ruchomą ściankę, umieszczoną przy części tylnej, której to ścianki przemieszczenie powoduje przesunięcie preparatu w kierunku albo wypchnięcie przez wylot. Kształt naczynia i ścianki ruchomej muszą być wzajemnie dopasowane. Naczynie może być zaprojektowane najswobodniej, gdy ścianka jest elastyczną albo nadmiernych wymiarów błoną albo przeponą zdolną do dopasowania się przez ruch albo zmianę kształtu do wewnętrznych powierzchni naczynia, w którym to przypadku poduszka płynowa albo materiał sprężysty może być potrzebny pomiędzy ścianką a trzonem tłoka w celu wygładzenia przykładanego ciśnienia. Zaleca się jednakże, by naczynie miało zasadniczo stały wewnętrzny przekrój poprzeczny, z podobnie stałą osią naczynia, pomiędzy przednią a tylną częścią, dając ogólnie naczynie w kształcie rury, a najkorzystniej przekrój poprzeczny jest zwykłego typu kolistego, co daje zasadniczo walcowate naczynie. Ruchoma ścianka jest wówczas korzystnie zasadniczo o trwałym kształcie, choć możliwie sprężysta, o korpusie szczelnie dopasowanym do wewnętrznej powierzchni naczynia i korzystnie typu tłokowego, mającym wystarczającą długość dla samostabilizacji przeciwko potykaniu się w czasie drogi wzdłuż naczynia. Wylot części przedniej może mieć dowolny znany projekt i być skierowany bocznie dla najlepszego dostępu w pewnych zastosowaniach, do przodu lecz nie współosiowo z osią naczynia albo

186 641 najczęściej ułożony do przodu i współosiowo. Wylot może być integralny z naczyniem albo w sposób konwencjonalny przedni koniec naboju może być wyposażony w zamocowanie dla niego i przed połączeniem być wyposażony w wyłamywalne albo przebijalne uszczelnienie.

Ogólnie opisane naboje potrzebują kilku rodzajów działań inicjujących, zależnie od przemieszczenia ruchomej ścianki, w celu wyzerowania urządzenia i umożliwienia powtarzanego i powtarzalnego dawkowania mogącego sprostać wymaganiom wysokiej dokładności. W swym pierwszym ruchu, ruchoma ścianka może potrzebować niezwykłej siły przełamującoluzującej po przechowywaniu w celu pokonania zarówno wewnętrznego oporu przed zmianą kształtu i zwiększonego tarcia o ścianę z uwagi na przyleganie albo brak poślizgu w punktach zetknięcia. Również w związku ze słabszą zwykłą siłą wstrzykiwania, sprężyste i niesprężyste odkształcenia i tolerancje muszą być zniwelowane w ruchomej ściance, obudowie naboju, zamocowaniach wylotu i tak dalej. Same preparaty mogą mieć sprężalne wtręty, takie jak pęcherzyki gazu. Odpowietrzenie i wstępne wstrzyknięcie konieczne jest dla usunięcia gazu w przedziale naczynia i wypełnienia przestrzeni na przykład przy przednim uszczelnieniu, zamocowaniach wylotowych i we wnętrzu urządzeń wylotowych albo igieł.

Dwu- lub wielokomorowe typy nabojów są znane, na przykład dla preparatów wymagających zmieszania dwóch bądź więcej składników albo prekursorów przed podaniem. Składniki są utrzymywane oddzielnie przez jedną bądź wiele ścianek pośrednich o różnych znanych projektach, które to ścianki dzielą naczynie na kilka komór, czasami umieszczonych równolegle wzdłuż osi naboju, ale zwykle w układzie jedna na drugiej wzdłuż osi. Połączenie składników może zajść przez przerwanie, przebicie albo otwarcie konstrukcji zaworowej w ściankach pośrednich, na przykład przez wprowadzenie szpili albo igły przez przód naboju, przez albo przy tylnej ściance ruchomej, albo przez zespół z zewnątrz naboju. W innym znanym projekcie, ścianka albo ścianki pośrednie są typu tłoka a połączenie przepływowe pomiędzy komorami dokonuje się przez przesunięcie tłoka do odcinka omijającego, gdzie ścianka wewnętrzna ma jeden albo kilka powiększonych odcinków, albo powtarzalnych obwodowych rowków i ląduje w sposób, umożliwiający przepływ zawartości komory tylnej do komory przedniej przy przemieszczeniu tylnej ścianki ruchomej. Komory mogą zawierać gaz, płyn albo ciało stałe. Ogólnie obecny jest przynajmniej jeden płyn. Najczęściej w zastosowaniach farmaceutycznych obecne są tylko dwie komory i zwykle zawierają jeden płyn i jedno ciało stałe, przy czym to ostatnie jest rozpuszczane i odtwarzane w czasie operacji mieszania.

Inicjacja nabojów typu wielokomorowego wymaga wszystkich opisanych ogólnego typu etapów, choć w postaci poważniejszej, z uwagi na obecność dodatkowych ścianek i przestrzeni. W celu zapewnienia skutecznego mieszania, ogólnie przestrzeń mieszania musi być zapewniona w dodatku do przestrzeni zajmowanych przez objętości składników. Sproszkowane składniki w postaci sypkiej również wymagają dodatkowej przestrzeni zawartej w odstępach pomiędzy cząstkami. Etap mieszania może wytworzyć wtręty z pianki albo gazu, wymagające przestrzeni dla osadzenia się. Ścianki pośrednie typu tłoka ogólnie muszą być przemieszczone przynajmniej o ich własną długość w celu osiągnięcia nieszczelnego miejsca w ominięciu. W sumie naboje typu wielokomorowego wymagają długich przesunięć przesuwalnych ścianek w etapie inicjacji, zarówno dla zmieszania i następującego odpowietrzenia i korzystają w szczególny sposób z zalet niniejszego wynalazku.

Wymiary nabojów mogą zmieniać się znacznie zależnie od zamierzonego zastosowania i ogólne zakresy są trudne do podania. Typowe wymiary w zalecanym zastosowaniu do samodzielnego podawania przy użyciu urządzeń przenośnych wynoszą 2 do 30 mm średnica wewnętrzna a korzystnie 3 do 20 mm.

Mechanizm dla dostarczania środka medycznego przez otwór pojemnika powinien zasadniczo zawierać przynajmniej jeden typ zespołu pompującego, który może być wybrany dla specjalnego rodzaju pojemnika i stosowanego środka medycznego. Zespół pompujący może zawierać dowolny rodzaj źródła ciśnienia, taki jak zwiększanie ciśnienia mechanicznie albo elektrolitycznie, w pojemniku oraz odpowiedni zespół zaworowy dla kontroli, który to sposób może być stosowany z zasadniczo dowolnym rodzajem pojemnika i dowolnym rodzajem produktu, takim jak przezskóme podawanie proszku, podobne dostarczanie przez dysze wodne, albo zwykły wlew rurowy. Dowolny rodzaj pojemnika można również stosować

186 641 z pompami opartymi na działaniu perystaltycznym albo działaniu odśrodkowym, choć również dla ogólnego zastosowania zaleca się pompy oparte o kontrolowane dodatnie przemieszczenie, a zwłaszcza takie pompy oparte na oddzielnym działaniu cylindra i tłoka. Zwykły strzykawkowy typ pojemnika potrzebuje wyspecjalizowanego układu pompującego. Albo mechanizm dostosowuje się do działania na całych strzykawkach, mających swe własne trzony tłoków, przez zachodzenie i osiowo przemieszczanie wspomnianego trzonu, jak na przykład w początkowo podanym odniesieniu do amerykańskiego opisu patentowego US 4,978,335, które może być zalecane, gdy pożądane jest dopasowanie do strzykawek o różnych typach i wymiarach, albo też mechanizm ma trzon tłoka działający mniej lub bardziej bezpośrednio na tłok pojemnika typu nabojowego, jak na przykład według opisu patentowego WO 95/26211, EP 143,895 albo EP 293,958, które można uczynić mniejszymi i bardziej dopasowanymi do urządzeń przenośnych. Również naboje dwu- i wielokomorowe mogą wykorzystywać podobne urządzenia dla swych różnych faz, jak na przykład w początkowo wspomnianym opisie patentowym WO 93/02720. Choć różne przedyskutowane mechanizmy pompujące mogą zawierać zespół mechaniczny dla wpływania na środek medyczny albo tłok, zespół, taki jak trzon tłoka, może być uruchamiany w dowolny znany sposób, taki jak ciśnienie gazu, próżnię, hydraulikę, sprężyny albo działanie ręczne. Zaleca się uruchamianie zespołu pompującego przez zespół elektryczny, taki jak silnik elektryczny, pośrednio albo korzystnie bezpośrednio, między innymi z powodu jego łatwości adaptacji do ogólnego urządzenia zautomatyzowanego.

Mechanizm korzystnie zawiera dalsze części składowe. Mechanizm może na przykład zawierać zespół do zabezpieczenia dostarczanych dawek, na przykład przez bezpośredni pomiar dostarczanego lekarstwa, choć ogólnie zalecane jest zastosowanie dla tego bezpośrednio albo pośrednio zespołu pompującego, na przykład przez monitorowanie osiowego przemieszczenia albo obrotu osi trzonu tłoka w sposób znany per se. W szczególności zalecane jest, by mechanizm zawierał układ kontrolny, pracujący tak, by przeprowadzić przynajmniej część wyżej wspomnianych wzorców zarządzania, inicjacji pojemników albo nabojów, samokontroli albo nadzoru i możliwego rejestrowania przeprowadzanych etapów pracy. Takie układy znane są w stanie techniki, jak na przykład w amerykańskim opisie patentowym US 4,529,401 i mogą być zaprojektowane na wiele sposobów. Dla celów niniejszego wynalazku zaleca się, by układ kontrolny napędzał i monitorował przynajmniej część układu czujnikowego i obrabiał dane uzyskane od niego.

Minimalnym wymaganiem wobec zespołu przymocowania jest połączenie pojemnika z mechanizmem w taki sposób, by umożliwić mechanizmowi pełnienie jego funkcji pompującej. Natura pompy i wybrana zasadna pojemnika mogą określać, jak krytyczne jest względne położenie pomiędzy pojemnikiem a mechanizmem. Ogólnie gdy mechanizm jest oparty na zasadzie oddzielnej pompy albo zaworu z przewodem do pojemnika, względne położenie nie jest krytyczne. Gdy sam pojemnik jest częścią zasady pompowania albo dawkowania, jak dla pojemników typu strzykawkowego albo nabojowego, gdy mechanizm działa bezpośrednio na pojemniki, względne umiejscowienie może być wysoce krytyczne z bezpośrednim wpływem na dokładność dawkowania. W sytuacjach niekrytycznych można sobie wyobrazić, iż pojemnik będzie swobodnie albo elastycznie połączony z mechanizmem, na przykład przez rurkę, choć zaleca się, przynajmniej w urządzeniach przenośnych, sztywne przymocowanie pojemnika do mechanizmu, jak również w wypadku wyżej wspomnianych sytuacji krytycznych. Jeżeli mechanizm jest ogólnie podzielony na części nieruchome, na przykład obejmujące zespół uruchamiający, obudowę i przekładnie, oraz części ruchome, na przykład część aktywną w pompie, taką jak trzon tłoka, albo w mechanizmie zaworowym sterowania dostarczania, zaleca się przymocowanie pojemnika względem części nieruchomych, bezpośrednio albo pośrednio, choć możliwe jest poruszanie pojemnikiem w kierunku mechanizmu w czasie dostarczania. Dogodną metodą realizacji pośredniego przymocowania względnego pomiędzy częściami nieruchomymi a pojemnikiem jest zapewnienie obudowy, w której zamknięte są przynajmniej nieruchome części mechanizmu we względnym unieruchomieniu i do której to obudowy przymocowany jest pojemnik. Gdy obecna jest obudowa, będzie się ją uważać za punkt odniesienia dla ruchów, chyba że stwierdzone będzie inaczej.

186 641

Wyżej przedyskutowane względne umiejscowienie jest ważne dla fazy, gdy mechanizm dostarcza lekarstwo przez otwór pojemnika. W innych fazach zespół przymocowania może współdziałać z mechanizmem w celu zapewnienia innych funkcji. Zalecaną taką funkcją jest spowodowanie ruchu pojemnika. Zaleca się, by pojemnik poruszał się przynajmniej względem nieruchomych części mechanizmu a korzystnie także względem obudowy, gdy jest ona obecna. Taki ruch może być wykorzystany na przykład w manewrze dokowania dla naboju, obejmującego na przykład przyciąganie i blokowanie pojemnika. Alternatywnie albo w połączeniu, pojemnik może poruszać się względem ruchomych części mechanizmu. Taki ruch może korzystnie być wykorzystany do przeprowadzenia działań na pojemniku, zwłaszcza dla celu inicjacji pojemnika albo naboju, jak to opisano. Zalecany sposób i urządzenie dla tego ostatniego celu jest przedstawiony w naszym równocześnie zgłoszonym zgłoszeniu patentowym o tej samej dacie, zatytułowanym „Urządzenie do wstrzyknięć i sposób jego działania”, zawartym tu przez odniesienie. Dalszym celem dowolnego z wspomnianych ruchów jest poruszenie pojemnikiem względem układu czujnikowego, choć może się to również dokonać przez poruszenie układu czujnikowego względem mechanizmu albo obudowy. Względny ruch pomiędzy czujnikami a pojemnikiem będzie tu poniżej określany jako „skanowanie”. Skanowanie może być wykorzystane do różnych celów, które zostaną dalej opisane poniżej, takich jak odczyt czujnikowy informacji albo wykorzystanie tego samego czujnika dla różnych celów, przestrzennie albo sekwencyjnie. W niniejszym kontekście obserwowane będzie, iż korzystnie dowolny ruch dla celów skanowania może być połączony z ruchami dla dowolnego z wyżej wspomnianych celów w celu ułatwienia ogólnego urządzenia i działania, takiego jak równoległa inicjacja naboju i odczyt i sprawdzenie go. Ruch dla dowolnego wspomnianego celu może obejmować zarówno osiowe jak i obrotowe przemieszczenie, jak rozumie się w kontekście pojemnika o ogólnie obrotowej symetrii, takiego jak fiołka albo nabój. Jako przykład, inicjacja albo przyciąganie może wymagać ruchu osiowego, natomiast ruch obrotowy może być wykorzystywany do blokowania. Dla celów skanowania, ruch osiowy może służyć zarówno odczytowi jak i kontroli właściwości funkcjonalnych wzdłuż pojemnika natomiast ruch obrotowy może służyć odczytowi większej ilości informacji rozmieszczonej na powierzchni trzonu pojemnika albo do celów przesunięcia skanowania.

Prędkości skanowania można dobrać swobodnie. Układ czujnikowy jest ogólnie kompatybilny z większością prędkości, nawet z odczytami stacjonarnymi, a prędkości mogą korzystnie być dopasowane do innych wspomnianych celów. Zwykle ruch zachodzi z prędkością mniej niż 100 cm/s, korzystnie mniej niż 10 cm/s, a najkorzystniej mniej niż 1 cm/s. Dogodnie prędkości te wynoszą powyżej 0,1 jak również powyżej 0,5 cm/s.

Gdy obecna jest obudowa, może być pożądane przesunięcie obudowy przynajmniej częściowo a korzystnie zasadniczo nad cały pojemnik, na przykład dla celu ochrony pojemnika, zapewnienia cech prowadniczych w celu jego stabilizacji statycznej albo dynamicznej w czasie jego ruchu, a w szczególności dla umieszczenia zespołu czujnikowego w przypadku, gdyby nie był umieszczony na własnych nośnikach, nieruchomych albo ruchomych, które to zamknięcie w obudowie może również działać w celu zmniejszenia rozproszonego promieniowania w otoczeniu. Oczywiście obudowa może być zaprojektowana jako struktura złożona albo jednolita.

Natura zespołu fizycznego dla rzeczywistego przymocowania pojemnika do mechanizmu albo obudowy nie jest ogólnie krytyczna dla niniejszych celów i może być dowolnego konwencjonalnego albo znanego typu, takiego jak oparty na tarciu, wcisku, podcięciu, zamku bagnetowym, gwintach albo dowolnym innym dopasowaniu.

Układ czujnikowy według wynalazku oparty jest na wysyłaniu i odbieraniu promieniowania. W zalecanym zastosowaniu, promieniowanie skierowane jest w kierunku pojemnika albo jego dowolnego oznakowania, choć, jak wskazano, zasady mogą mieć ogólniejsze zastosowanie jako układy analityczne dla celów ogólnie albo układu dla maszynowo odczytywalnej informacji ogólnie. W kontekście zalecanego zastosowania, opis układu czujnikowego będzie podzielony na technikę promieniowania, zastosowania czujników i obróbkę sygnału.

Na początek należy zwrócić uwagę, iż choć nadajnik i odbiornik przedyskutowano w niniejszym kontekście jakby były oddzielnymi częściami składowymi, albo integralnymi

186 641 częściami składowymi zawierającymi i jedno i drugie we wzajemnej odległości szczelinowej, terminologię tę należy rozumieć, jako obejmującą „nadbiomiki”, to jest części składowe pełniące obie funkcje albo korzystnie, dla najlepszego dostosowania, z oddzielnymi częściami składowymi zamkniętymi w tej samej obudowie. Nadajniki, odbiorniki i nadbiomiki będą tu poniżej wspólnie określane jako „elementy aktywne”. Wszystkie składniki należy rozumieć w szerokim znaczeniu i na przykład dowolna część składowa wykonana w celu wydania odpowiedzi na zmiany strumienia będzie uważana za odbiornik, a każde źródło promieniowania, naturalne, ale korzystnie sztuczne, wykorzystywanego przez odbiornik będzie uważane za nadajnik.

Każdy rodzaj promieniowania, który może być zmieniony przez pojemnik albo oznakowanie w sposób wykrywalny może być zastosowany w układzie czujnikowym. Korzystnie promieniowanie jest promieniowaniem elektromagnetycznym o odpowiednim zakresie częstotliwości pomiędzy ultrafioletem a mikrofalami, a najkorzystniej w zakresach widzialnym i podczerwieni. Jak wcześniej wskazano, istnieją korzyści bezpieczeństwa w zastosowaniu promieniowania w zakresach niewidzialnych. Nadajnikiem może być maser albo laser, lampy albo najkorzystniej diody emitujące światło (ang. Light emitting diodes, LED), które korzystnie stosuje się dla widzialnego, a najkorzystniej podczerwonego zakresu częstotliwości, takiego jak pomiędzy 300 a 3000 nanometrów albo pomiędzy 500 a 2000 nanometrów. Dobre wyniki uzyskano w obszarze widzialnym, jak również podczerniali na 950, 8700 i 875 nanometrach. Odbiornik powinien być dostosowany do nadajnika i dla wyżej podanych typów odbiornik może być fotoepomlkirm albo lepiej fotodiodą albo fototranzystorem. Odbiornik powinien być dostosowany pod względem częstotliwości do nadajnika albo w przypadku fluerescrncji do dowolnej wynikającej z niej częstotliwości. Zarówno dla nadajnika jak i dla odbiornika dostosowanie częstotliwościowe może dokonać się przez dobór typu, przez zastosowanie włókien optycznych albo zastosowanie filtrów elektronicznych. Dla urządzeń nie działających w zakresie widzialnym dogodne jest dołączenie filtru światła dziennego w celu usunięcia niepożądanego wpływu otoczenia. Swoisty dobór części składowych będzie zależał od tego, która zasada obrazowania zostanie użyta.

Używany tu termin układ „obrazowania” należy rozumieć jako układ zdolny do odtworzenia obiektu ze szczegółami w przynajmniej dwóch wymiarach, co zwykle wymaga układu zdolnego do dostarczenia rozdzielczości w pikselach, punktach albo liniach, w przedmiocie dwuwymiarowym, co może zachodzić na wiele sposobów. Może być zastosowany sposób obrazowania „ogniskującego”, w który układ typu soczewki daje rzeczywistą dwuwymiarową reprezentację obiektu, która to reprezentacja, na przykład zobrazowana na rurze promieniowania katodowego albo wrażliwego na promieniowanie półprzewodnika, takiego jak urządzenie sprzężonego ładunku, na przykład w celu oddania mapy pikselowej albo linia za linią dwuwymiarowego produktu wyjściowego dla dalszej analizy. Metoda ogniskowania może wydajnie wykorzystywać dostępne promieniowanie i być ogniskowana na różnych interesujących głębokościach. Alternatywnie można stosować metodę obrazowania „omiatającego”, w której obiekt jest omiatany punkt po punkcie, co może dawać informację o ogólniejszej głębi i sekwencyjne dane wyjściowe. Omiatanie może zachodzić przez napromieniowanie przedmiotu z szerokim kątem oświetlenia, podczas gdy odbiór jest ograniczony do wąskiej plamki omiatania przez osłanianie albo ogniskowanie soczewkowe. Bardziej zalecaną metodą jest oświetlenie przedmiotu wąską plamką omiatającą czy to w postaci cienkiego równoległego promienia, na przykład nadajnika typu laserowego albo plamką zasłanianą albo ogniskowaną soczewkowo z rozbieżnego źródła promieniowania, i zbieranie promieniowania z obiektu przez odbiornik, który może mieć wąski kąt zbierania, ale korzystnie ma szeroki obszar kąta odbioru. W celu uzyskania wyniku obrazowania powinien być obecny przynajmniej układ dla zapewnienia omiatania przynajmniej częścią wąskiej plamki, na przykład przez poruszanie samym aktywnym elementem, jego części zasłaniającej albo ogniskującej, jak wspomniano albo oddzielne części odchylające, takie jak lustro, soczewka albo pryzmat.

Układ „niezobrazowany” albo całkujący należy rozumieć jako układ zaprojektowanych w celu odpowiedzi na ujednolicony albo pojedynczy sygnał na całkowite promieniowanie odebrane z obszaru obiektu. Zasada nirebrazewania ma zaletę silnego uproszczenia układu

186 641 czujnikowego, zarówno pod względem sprzętu, jak i następczej obróbki. Jednakże w sposobach według wynalazku układ niezobrazowany daje odpowiednie wyniki sterownicze i jest zalecany dla większości niniejszych celów. Układ niezobrazowany nie musi mieć układu omiatającego dla odtwarzania obrazu dwuwymiarowego, ale zaleca się, by elementy aktywne, po wszelkiej modyfikacji jak opisano, dawały odpowiednio nadawanie i odbieranie, które ma stabilną oś ułożenia względem podparcia elementu aktywnego. W statycznym wykrywaniu położenia pojemnika wspomniane podparcie jest zamocowane względem pojemnika. W skanowaniu pomiędzy czujnikiem a pojemnikiem jak opisano, wspomniana oś ułożenia może być wciąż stabilna ale podparcie i pojemnik ruchome względem siebie, korzystnie z czujnikiem przymocowanym a pojemnikiem ruchomym względem obudowy jak opisano. Pomimo wszystko umocowany układ osi położenia i podparcia elementu aktywnego względem mechanizmu albo obudowy jest zalecany dla najprostszego ogólnego projektu.

Choć można pozwolić na padanie zogniskowanego obrazu na odbiornik również w sposobie niezobrazowanym, ma ono małe znaczenie jako iż dostarcza się odpowiedź ujednoliconą. Ogólnie zalecane jest padanie promieniowania „rozogniskowanego” na odbiornik, a następnie korzystnie przynajmniej promieniowanie z najbardziej przedniej części obiektu, najbliższej odbiornika, a najkorzystniej promieniowanie odebrane zasadniczo ze wszystkich głębokości, powinno być rozogniskowane. Może to wymagać tego, że promieniowanie skierowane w kierunku odbiornika jest nieostre zbieżne, równoległe albo korzystnie rozbieżne. Zaleca się, by również nadajnik wydzielał promieniowanie rozogniskowane w tym sensie; że wykorzystuje się napromieniowanie pokrywające obszar, takie jak szeroki strumień równoległego promieniowania, nieostre promieniowanie zbieżne albo korzystnie promieniowanie rozbieżne. Zaleca się, by obszar albo kąt pokrywany przez nadajnik był większy niż obszar albo kąt pokrywany przez odbiornik. W dodatku do wartościowego uproszczenia możliwego układu czujnikowego, metoda promieniowania rozogniskowanego ma tę zaletę, że daje odpowiedź ze znacznej przestrzeni zarówno w szerokości jak i głębokości przedmiotu. Zasada ta pozwala układowi rejestrować złożoną odpowiedź „odcisku palca” obserwowanej części przedmiotu, która jest nie tylko wysoce unikalna, ale również trudna do podrobienia, zwłaszcza gdy jest rejestrowana w niewidzialnym zakresie częstotliwości. Zalety te są wzmocnione, gdy obszar pokrywany przez receptor jest dość duży w stosunku do przedmiotu i jeżeli pokryty obszar jest nie ostro, lecz miękko albo stopniowo, odgraniczony od obszarów niepokrytych. Jako iż typ obiektu jego części docelowej mogą być bardzo zmienne, bezwzględne wartości obszarów są trudne do podania. Odpowiedni kąt przestrzenny, z dowolnym obecnym zespołem korekcji, pociągnięty ze szczytem przy podstawie osi receptora i z końcem szerokości pokrywającym obszar zbierania, może wynosić na przykład ponad 10, korzystnie ponad 30, a najkorzystniej ponad 45 stopni. Kąt ten może być bardzo duży, ale jest ogólnie mniejszy niż 180 stopni, korzystnie mniej niż 160, a najkorzystniej mniej niż 140 stopni. Obszar zbierania jest zwykle i korzystnie okrągły, ale gdy nie jest taki, wartości te odnoszą się do obszaru okrągłego o tym samym rozmiarze jak rzeczywisty.

Wybór sprzętu zależy od tego, którą z powyższych zasad układu czujnikowego się wybierze. Jak wskazano, plamkę omiatającą można uzyskać z przesłanianego źródła rozbieżnego, lepiej dzięki układowi soczewkowemu albo urządzeniu typu lasera. Wiązkę równoległą można uzyskać przez układ soczewek kolimatora albo urządzenie typu laserowego. Wiązkę rozbieżną można uzyskać przy pomocy zwykłego nadajnika rozpraszającego dla prostoty albo układu soczewkowego dla najlepszej kontroli. Podobnie kąt zbierania odbiornika można regulować przez zasłanianie ale lepiej przez układ soczewek dla kontroli i wydajności energetycznej.

Pomiędzy nadawaniem a odbieraniem, promieniowanie będzie zmieniane przez obiekt, co może zachodzić na wiele sposobów. Ogólnie zjawiskami, które odgrywają rolę jest odbicie, przeniesienie, absorpcja i rozproszenie. Na przykład, promieniowanie napotykające zmianę wskaźnika refrakcyjnego dla zastosowanej częstotliwości promieniowania zostanie odbite w większym bądź mniejszym stopniu. Odbicie może być rozproszone, jeżeli obecne są nieregulamości albo może inaczej zachować czoło fali i dać obrazujący lustrzany typ odbicia. Promieniowanie nie odbite może być przeniesione przez powierzchnię i możliwie ulec refrakcji. Przejście może wówczas spowodować absorpcję, z grubsza wykładniczy spadek energii

186 641 z długością przeniesienia, która to absorpcja, podobnie jak pochłanianie może być rozproszona, gdy obecne są nieregulamości albo inaczej obrazująca. Rozproszenie może być spowodowane przez rozproszone odbicie i przeniesienie.

Stopień, w którym zjawiska te zmieniają promieniowanie może być silnie zależny od częstotliwości, co można wykorzystać dla wzmocnienia pożądanych różnic. Zasadniczo można tego dokonać w dwóch krańcowościach. Albo wybiera się wąskie pasmo albo nawet promieniowanie monochromatyczne przy częstotliwości maksymalizującej pożądany efekt. Wąskie pasmo można uzyskać przez odfiltrowanie, przez absorpcję albo refrakcję, pojedynczej częstotliwości z zasadniczo szerokopasmowego źródła promieniowania, przez zastosowanie nadajnika typu laserowego, przez zastosowanie pasm spektrów emisyjnych albo w dowolny inny sposób. Jedną z zalet wąskich pasm są wysokie stosunki sygnału do szumu i mniejszy wpływ z przypadkowego promieniowania tła. Inną zaletą jest to, że albo część składowa nadajnikowa albo odbiornikowa może być wybrana z prostego typu szerokiego pasma, gdyż wynik jest wciąż określony przez pojedynczą wspólną częstotliwość. Swoistą zaletą jest to, że możliwa jest analiza spektroskopowa na przykład zawartości pojemnika, co może wymagać pomiaru więcej niż jednej częstotliwości albo dostrojenia pojedynczej częstotliwości w zakresie, takiego jak ustalanie spektrów IR nad częścią składową. Dalszą cechą jest możliwość wykrycia zmiany częstotliwości celowo wprowadzonej dla celów oznakowania, takiej jak fluorescencja. Przy drugim krańcu, można zastosować promieniowanie szerokiego pasma, korzystnie przez wybranie szerokopasmowych części składowych zarówno dla nadajnika jak i odbiornika. Szerokopasmowe składniki, takie jak lampy, diody emitujące światło i fotodiody albo fotoopomiki są łatwo dostępne, tanie i oszczędne energetycznie. Promieniowanie szerokopasmowe pozwala ponadto na to, by więcej cech obiektu wpłynęło na promieniowanie. Na przykład może być przeprowadzona analiza odpowiadająca analizie barwnej w regionie widzialnym. W większości zastosowań zaleca się podejście szerokopasmowe. Odpowiednia szerokość wynosi wówczas współczynnik zmienności 1%, korzystnie przynajmniej 5%, a najkorzystniej przynajmniej 10%, plus i minus częstotliwość znamionowa, określona jako częstotliwość, gdzie poziom spada do mniej niż 30% poziomu maksymalnego.

Napromienianie można przeprowadzać dzięki wyżej opisanym zjawiskom na kilku częściach obiektu. Poza obszarem pokrytym przez nadajnik i receptor, wpływ może zachodzić na różnych głębokościach obiektu, takich jak dwie powierzchnie przedniej powierzchni pojemnika, zawartość pojemnika i dwie powierzchnie ścianki po drugiej stronie pojemnika, możliwie powtórzony na dowolnych powierzchniach obudowy, jak również przy dowolnym pęknięciu albo innej nieregulamości w tych częściach. Alternatywnie promieniowanie może być zablokowane przy pierwszej powierzchni przez barierę dla promieniowania, taką jak metal dla promieniowania optycznego i podczerwonego. Podobnie promieniowanie może być zmienione przez powtarzane odbicie albo powtarzane rozproszenie, na przykład od pojemnika albo otaczającej obudowy, tak jak przy promieniowaniu rozproszonym wypełnienia jamy'. Możliwe jest również wprowadzenie aktywnych pomiarów dla wytwarzania wykrywalnych różnic. Na przykład części obudowy można nadać charakterystykę odróżniającą się od części nabojowej w celu umożliwienia wykrycia obecności pojemnika albo szczególna część funkcjonalna pojemnika albo naboju może być oznakowana dla wykrywania. Na przykład, jedna część może być zaprojektowana dla odbicia promieniowania, a inna część dla absorpcji promieniowania. Jako przykład, dla widzialnego albo podczerwonego promieniowania elektromagnetycznego można zastosować sadzę węglową dla pochłaniania i metal albo tlenek tytanu jako materiały odbijające.

Dalszym stopniem swobody jest względne umiejscowienie elementów aktywnych, zarówno względem siebie jak i aktywnych elementów względem obiektu. Dla celów opisu, nadajnik zostanie opisany w odniesieniu do jego osi strumienia głównego, która jest osią środkową, osią symetrii albo osią maksymalnego natężenia, jak może być w różnych przypadkach, po tym jak strumieniowo nadano kierunkowość przez zasłonięcie, układ soczewek i tym podobnych, gdy jest on obecny. Podobnie główna oś receptora będzie jego osią środkową, symetrii albo wychwytu maksymalnej intensywności po możliwej korekcji przez zasłonięcie, układy soczewkowe i tym podobne. Za płaszczyznę osiową należy uznać płaszczyznę,

186 641 w której leży oś. Przyjmując najpierw, że zarówno oś nadajnika jak i oś receptora leżą w tej samej płaszczyźnie, mogą one tworzyć ze sobą różne kąty. Obydwie mogą być skierowane zasadniczo w tym samym kierunku z zasadniczo równoległymi osiami, to jest z kątem zero stopni pomiędzy osiami, jak w typie nadbiomikowego elementu aktywnego. Układ ten jest korzystny, gdy koncentruje się na promieniowaniu odbitym od obiektu, ale może być również stosowany dla światła przenoszonego, jeżeli istnieje pewne odbicie wewnątrz albo za obiektem, na przykład przez zainstalowaną powierzchnię typu lustrzanego. Elementy aktywne można umieścić naprzeciwko tak, że strumień nadajnika jest skierowany do osi wychwytu odbiornika, to jest z kątem około 180 stopni pomiędzy osiami. Ten układ jest korzystny, gdy koncentruje się na promieniowaniu przeniesionym przez obiekt, na przykład gdy głównym wykrywanym parametrem jest absorpcja. Receptor może być umieszczony gdziekolwiek pomiędzy wyżej wspomnianymi skrajnościami, tworząc dowolny kąt ostry albo rozwarty pomiędzy 0 a 180 stopni, taki jak około 90 stopni, z osią nadajnika. Układ ten może być korzystny, gdy koncentruje się na wykrywaniu promieniowania rozproszonego od obiektu, na przykład w celu wykrycia zanieczyszczeń albo nieprzejrzystości. Możliwe jest umieszczenie kilku elementów aktywnych wokół okręgu wyznaczonego przez obrót osi odbiornika 0 do 360 stopni względem osi nadajnika w wyżej przykładowo przedstawiony sposób. Na przykład, z jednym bądź wieloma nadajnikami, może być interesujące umieszczenie jednego odbiornika pod kątem około zero stopni, jednego pod kątem około 180 stopni i jednego pod kątem około 90 stopni w celu uzyskania trzech sygnałów, maksymalizując odpowiedzi odpowiednio dla promieniowania odbitego, zaabsorbowanego i rozproszonego, które mogą być interesujące dla uzyskania bardziej szczegółowej charakterystyki albo dla poczynienia poprawek dla różnych części składowych odpowiedzi w odbieranym promieniowaniu, na przykład przez eliminację wpływu z promieniowania rozproszonego.

Przyjęto powyżej, że zarówno oś nadajnika jak i odbiornika są w tej samej płaszczyźnie, co nie jest konieczne, choć ogólnie optymalne dla najsilniejszej odpowiedzi. Ograniczenia przestrzenne mogą wymagać lekkiego przemieszczenia płaszczyzn, choć będą one wciąż zasadniczo równoległe. Płaszczyzny mogą również tworzyć ze sobą kąt, co może być użyteczne dla wykorzystania dostępnej przestrzeni albo w celu uzyskania półprzeniesionej albo półodbitej odpowiedzi z dużego obiektu, takiej jak wzdłuż osi pojemnika.

Możliwe jest uczynienie elementów aktywnych ruchomymi względem siebie i zapewnienie zespołu w celu przeprowadzenia takich ruchów, na przykład w celu uzyskania tomograficznego typu skanowania obiektu, w celu umożliwienia pojedynczemu elementowi aktywnemu przeprowadzenia działania na kilku albo nałożenia dynamicznego składnika na pomiar statyczny w celu ułatwienia albo polepszenia obróbki sygnału. W większości zastosowań jest jednak wystarczające i zalecane umieszczenie aktywnych elementów wzajemnie statycznie dla najprostszego projektu. Jak wskazano powyżej, może być również interesujące umożliwienie względnego ruchu pomiędzy składnikami aktywnymi a obiektem, co może się dokonać przez umieszczenie elementów aktywnych ruchomo względem urządzenia ale korzystnie przez uczynienie obiektu ruchomym względem urządzenia. Prędkości skanowania można wybrać w szerokich granicach i na przykład określić biorąc pod uwagę czynniki inne niż czujniki, jak wcześniej sugerowano dla ruchów naboju. Zaletą jest, iż można zastosować niskie prędkości, a nawet prędkość zerową w przypadku pomiarów stacjonarnych.

Jak wskazano, układ czujnikowy można zastosować do odczytu informacji ogólnie w postaci oznakowania czytelnego maszynowo. Układ czujników może również wykrywać fizyczne funkcjonalne właściwości obserwowanego obiektu. Oznakowanie może również służyć ułatwieniu wykrywania właściwości funkcjonalnej, takiej jak oznakowanie krytycznego położenia obiektu. Dla celów niniejszego wynalazku, „właściwości” obiektu należy rozumieć jako obejmujące wszystkie te możliwości.

Natura informacji przenoszonej przez układ oznakowania czytelnego maszynowo może być dowolnego rodzaju i nie jest ograniczająca dla zasad wynalazku. Dla zalecanego zastosowania urządzenia dostarczania środka medycznego, taka informacja może być natury ogólnej, taka jak kody bezpieczeństwa, kody pacjenta, schematy podawania, dane kalibracyjne i tym podobne. Dane te mogą być w pewien sposób związane z pojemnikiem, takie jak typ pojemnika albo

186 641 identyfikacja wymiarów, długość uderzenia albo typ igły dla nabojów, typ preparatu stanowiącego zawartość, objętość i/lub stężenie, dane o dystrybucji, numer partii, pojemność przechowywania, wrażliwość na temperaturę, daty ważności, klasyfikacja według oficjalnych standardów i tym podobne. Informacja ta może być wykorzystana do różnych celów, takich jak proste wyświetlenie informacji użytkownikowi, ustawienie parametrów procesora, podstawa dla przyjęcia albo odrzucenia załączonego pojemnika, włączenie albo wyłączenie działania urządzenia w odpowiedzi na dane pacjenta i kody bezpieczeństwa, wybór albo załadowanie wzorca podawania, obliczenie dawek i tym podobne.

W celu uzyskania korzyści określonych w stosunku do odczytu oznakowania zaleca się zastosowanie układu czujnikowego niezobrazowanego, jak określono, a korzystnie metody promieniowania rozogniskowanego, jak określono. Zaleca się, by odbiornik miał rozbieżny kąt zbierania dla odbieranego promieniowania, który może mieć kąt przestrzenny na przykład pomiędzy 10 a 150 stopni, lepiej pomiędzy 20 a 120 stopni a najlepiej pomiędzy 30 a 90 stopni. Obszar pokryty na oznakowaniu przez taki odbiór może wciąż być kontrolowany przez odległość pomiędzy receptorem a oznakowaniem. W celu skoncentrowania obszaru oznakowania, odległość zwykle wynosi mniej niż 25 mm, korzystnie mniej niż 15 mm, a najkorzystniej mniej niż 10 mm. Pewna wielkość obszaru jest pożądana dla wyrównania fluktuacji i dla umożliwienia jednolitego napromieniowania, a korzystnie wspomniana odległość wynosi ponad 0,1 mm, korzystnie ponad 1 mm, a najkorzystniej ponad 2 mm. Kształt obszaru pokrytego przez receptor może się zmieniać z uwagi na ograniczenia napromieniowania, geometrię receptora albo jego przesłony oraz wszelką krzywiznę samego obiektu. Wskaźnik bezwzględnej wielkości pokrytego obszaru, wyrażony jako średnica koła o odpowiedniej powierzchni, może wynosić pomiędzy 0,1 a 20 mm, korzystnie pomiędzy 0,5 a 15 mm a najkorzystniej pomiędzy 1 a 10 mm średnicy.

Informacja jest przenoszona przez wykrywalne różnice w dowolnych własnościach optycznych przedyskutowanych powyżej. Obszar pokryty przez odbiornik da ogólnie ujednoliconą i zgodnie z tym zintegrowaną odpowiedź i stąd możliwe jest, że wyżej wspomniany wymiar obszaru pokryty przez odbiornik w dowolnym czasie jest niejednolity, na przykład ma gradient, wówczas ale korzystnie siatkę albo wzorzec rastra, na przykład taki jak stosowany w drukarstwie i grafice, choć korzystnie pokryty obszar jest zasadniczo jednorodny dla użytego promieniowania. Nawet jeżeli jest możliwe, że oznakowanie pokrywa tylko część obszaru pokrytego przez odbiornik, ogólnie zaleca się dla najsilniejszej odpowiedzi, by cały obszar był oznakowany.

Z powodu odpowiedzi analogowej możliwe jest posiadanie wielu wykrywalnych poziomów informacji z jednego obszaru oznakowania. Te przenoszące informacje poziomy mogą stanowić rzeczywiście analogowy sygnał dzięki zaprojektowaniu w celu pokrycia kontinuum możliwych poziomów, na przykład w celu reprezentowania równie prawdziwie analogowej cechy, takiej jak objętość albo stężenie zawartości pojemnika, na przykład przez reprezentację pomiędzy pełnym odbiciem/przeniesieniem a pełną absorpcją. Często zalecane jest ze względu na obróbkę sygnału zaprojektowanie układu oznakowań w celu dania wielu nieciągłych poziomów informacji odpowiedzi dla prostej obróbki następczej, to jest układu cyfrowego. Z powodu wielu wykrywalnych poziomów, taki układ cyfrowy korzystnie nie będzie binarny, ale oparty na więcej niż dwóch różnych poziomach, korzystnie przynajmniej trzech, a najkorzystniej ponad trzech nieciągłych poziomach, na przykład setkach poziomów. W celu ułatwienia cyfrowej następczej obróbki sygnału wyjściowego, może być korzystne dostosowanie wielu możliwych poziomów do skali binarnej i zaprojektowanie wykrywalnych poziomów promieniowania oznakowania na przykład dla każdej wartości 2ⁿ dla n większego od 1, takich jak 4, 8, 16, 32, 64, 128 albo 256 nieciągłych poziomów.

Pomimo ilości informacji możliwej do wyciągnięcia z jednej plamki obszaru oznakowania, może być pożądane zawarcie kilku takich plamek obszarów informacji w dalszym ciągu znów w celu zwielokrotnienia możliwych kombinacji. Nawet jeżeli wystarczające są w szczególnym zastosowaniu alternatywy z jednego obszaru, korzystnie może być zawarcie obszaru kontrolnego, korzystnie z innym poziomem. Zgodnie z tym zalecane jest zastosowanie więcej niż jednego obszaru. W prawdziwie analogowym projekcie układu taka wielokrotność

186 641 obszarów może tworzyć ciągły gradient. Zaleca się jednak, by obszary były oddzielone w celu nadania stopniowej różnicy gdy czytane są kolejno, możliwie z powierzchniami o standardowym poziomie oddzielającymi każdy obszar przenoszący informację w celu ułatwienia różnicowania między obszarami. Pojedyncze obszary w takim zbiorze mogą być odczytywane przez wiele pojedynczych odbiorników, choć zalecane jest zastosowanie pojedynczego odbiornika, albo kilku dla kontroli, do skanowania zbioru obszarów przez ruch względny według dowolnego z mechanizmów opisanych wcześniej. Skanowanie może zachodzić statycznie albo półstatyynnto przez poruszanie odbiornikiem nad obszarem i rejestrowanie jego poziomu albo korzystnie przez ciągły ruch odbiornika nad obszarami w celu uzyskania dynamicznie zmieniającej się odpowiedzi, albo przez połączenie tych metod.

Oznakowanie może wpływać na promieniowanie na wiele opisanych ogólnych sposobów, takich jak różnice w odbiciu albo rozproszeniu, ale korzystnie wykorzystuje się różnice w absorpcji. Często wystarczające jest wykorzystanie różnic w całkowitej absorpcji w stosowanym paśmie, pomijając wszelką zależność od częstotliwości, korzystnie przez zastosowanie absorbentów wpływających na wszystkie częstotliwości w paśmie stosowanym mniej więcej równo, co pozwala na najprostszą obróbkę sygnału i pozwala na zastosowanie promieniowania monochromatycznego. Alternatywnie albo dodatkowo, absorbenty zmieniające rozkład częstotliwości można zastosować w celu wytworzenia korelacji z kolorami w zakresie widzialnym, co bardzo zwiększa liczbę kombinacji. Różnice częstotliwości można wykryć przez odbiornik zdolny do dostrojenia się do różnych częstotliwości pasmowych albo korzystnie przez zastosowanie więcej niż jednego odbiornika, wrażliwych na różne pasma. Różnice w absorpcji można wykryć w promieniowaniu przeniesionym, przez zastosowanie pigmentów albo korzystnie barwników, ale korzystnie wykrywa się je w odbitym albo rozproszonym promieniowaniu, tak jak przez umieszczenie nadajnika i odbiornika w pobliżu tej samej strony oznakowania. Choć możliwe jest umieszczenie oznakowania na jakiejś innej cesze obiektu tak, by mieć połączoną odpowiedź z niej, ogólnie zaleca się odizolowanie odpowiedzi z oznakowania od innych wpływów i na przykład zastosowanie nieprzezroczystego albo korzystnie odbijającego tła za oznakowaniem, takiego jak arkusz metalu. Jak wspomniano, odpowiednim układem pigmentów w obszarze widzialnym i podczerwieni jest sadza węglowa i tlenek tytanu, które mają dość jednolity wpływ w szerokim zakresie częstotliwości. Oznakowanie może być bezpośrednio nałożone na obiekt, na przykład przez napylenie albo namalowanie, albo też oznakowanie może być pośrednio nałożone przez zastosowanie oznakowania w postaci etykiety albo naklejki, pozwalając na zastosowanie zwykłej metody druku i ułatwienie zastosowania materiałów tła.

W układzie dostarczania środka medycznego, zasada oznakowania może na przykład być wykorzystana do dostarczenia zbioru albo układu przynajmniej dwóch a korzystnie wielu pojemników, mających różne właściwości w przynajmniej jakimś względzie, i zapewnienie pojemników z maszynowo odczytywalnym oznakowaniem o opisanej naturze, które jest zaprojektowane dla przeniesienia informacji, pozwalającej na rozróżnienie pomiędzy typami właściwości różnych pojemników. Pojemnik może na przykład być różny pod względem typu preparatu, stężenia, objętości, rozmiaru, średnicy naboju, kodu bezpieczeństwa, dat ważności i tym podobnych. Ogólnie oznakowanie umożliwiałoby maszynową identyfikację typu pojemnika dla dowolnego celu, takiego jak odrzucenie pojemników, które przekroczą datę ważności, uczynienie połączenia pomiędzy swoistym kodem bezpieczeństwa a swoistym pacjentem albo skrining maszynowy, wybór lub sortowanie pojemników według dowolnych jego właściwości, na przykład w produkcji, dystrybucji albo przechowywaniu na składzie. Zwykle pojemnik będzie również podobny w jakimś względzie, takim jak dowolny z wyżej wymienionych. Zaleca się, by pojemniki były podobne w tym względzie, że są one dostosowane do użytku w tym samym urządzeniu do podawania środków medycznych, takie jak mające podobne cechy do podłączenia do zespołu podłączenia, wymiary dostosowane do zastosowania w urządzeniu i geometrię dostosowaną do odczytu ich oznakowania przez ten sam układ czujnikowy. Pozwoli to na przykład urządzeniu na odrzucenie pojemników nie zamierzonych do wykorzystania i na dostosowanie do dozwolonych typów pojemników.

186 641

Informacja z oznakowania może być wprowadzona do urządzenia w dowolny sposób, na przykład przez czujnik umieszczony w celu odbierania takiej informacji swoiście z oddzielnego paska informacyjnego albo poprzez oznakowaną atrapę pojemnika. Dla najwyższego bezpieczeństwa zaleca się wprowadzenie informacji do urządzenia przez oznakowanie fizycznie przymocowane do pojemnika, przynajmniej jeżeli informacja jest w jakikolwiek sposób związana z pojemnikiem, jak opisano.

Jak powiedziano, układ czujnikowy może również być wykorzystany do wykrywania właściwości funkcjonalnej obiektu. Przeciwnie do oznakowania, o którym była mowa powyżej, właściwość „funkcjonalną” należy rozumieć jako dowolną cechę obiektu nie nakładaną w celu przeniesienia informacji na urządzenia, ale obecną dla zamierzonego celu roboczego urządzenia albo będącą wynikiem wytwarzania albo historii użytkowania obiektu. W zalecanym zastosowaniu w urządzeniach dostarczania środka medycznego, wykrywanie właściwości funkcjonalnej służy zwykle celowi określenia albo zweryfikowania adekwatnego stanu wykorzystywanego pojemnika, na przykład w celu umożliwienia układowi kontrolnemu przyjęcia albo odrzucenia pojemnika, albo dostosowania do jego swoistych warunków, albo stanu, albo monitorowania procesu zachodzącego w nim. Właściwością funkcjonalną jest ogólnie właściwość fizyczna pojemnika albo jego zawartości i jako taka jest ona trudna do sfałszowania. Jednak dla celów bezpieczeństwa ważne jest, by wykrywanie było wolne od błędów.

W celu ustalenia, czy właściwość funkcjonalna jest obecna czy też nie w obiekcie typu pojemnika, położenie pojemnika napromieniowuje się, a zmienione promieniowanie odbiera się i porównuje ze wstępnie określoną reprezentacją wykrywanej cechy. Zwykle pojemnik jest w położeniu pojemnika, ale może on również być nieobecny, na przykład gdy układ szuka nieobecnego pojemnika, gdy sygnał kalibracyjny dla położenia jako taki ma być określony albo gdy wykonuje się pomiar na atrapie. Jako iż właściwość fizyczna jest trudna do podrobienia, można zastosować dowolny rodzaj zasady układu czujnikowego promieniowania. Układ obrazujący, również w zakresie widzialnym, może być zastosowany, na przykład w celu wykrycia części konturowej naboju albo nieciągłości w naboju albo zawartości, sygnalizującej defekt albo zanieczyszczenie, gdy porówna się ją z reprezentacją stanu prawidłowego. Często jednak zalecane jest zastosowanie układu niezobrazowanego, albo najkorzystniej takiego układu opartego na promieniowaniu rozogniskowanym w celu wykorzystania ogólnych zalet zawartych w nim jak opisano, na przykład w celu uzyskania unikalnej charakterystyki kilku rodzajów typów promieniowania albo w celu połączenia w prostym układzie 0 wysokim bezpieczeństwie, zdolnym do wykrywania zarówno informacji z oznakowania jak 1 właściwości funkcjonalnych. Choć właściwości funkcjonalne często wykrywa się przez odpowiedź zależną od promieniowania odebranego z różnych głębokości, zaleca się odbieranie promieniowania z mniej więcej tych samych kątów i obszarów odpowiedzi jak określono dla zastosowania informacji ogólnej albo z oznakowania, jeżeli podane są jako obszar pojemnika najbliższy elementów aktywnych.

Korzystne może być również połączenie wykrywania właściwości funkcjonalnej z względnym ruchem pomiędzy odbiornikiem a pojemnikiem, na przykład w celu uzyskania sygnału odpowiedzi dynamicznej wcześniej opisanego, w celu wykrycia kolejno informacji z oznakowania i właściwości funkcjonalnych albo w celu wykrycia kilku różnych właściwości funkcjonalnych, albo zmienności jednej właściwości, wzdłuż pojemnika, na przykład wzdłuż osiowego przebiegu pojemnika typu naboju. Ruch pojemnika może być również częścią dynamicznego procesu, który podlega monitorowaniu przez układ czujnikowy, takiego jak opróżnianie, napełnianie, rozcieńczanie albo proces rozpuszczania, albo dowolny z wyżej opisanych etapów inicjacji dla pojemnika typu nabojowego. Wszelkiemu procesowi dynamicznemu może towarzyszyć albo statycznie pojemnik i odbiornik wzajemnie zamocowane, albo dynamicznie z ruchem względnym pomiędzy nimi. Poniżej kilka przykładów różnych opcji wykrywania.

Część konturową pojemnika można wykrywać w celu zweryfikowania, czy pojemnik został włożony do urządzenia, że ma zamierzony rozmiar i że jest właściwie umieszczony na przykład w stosunku do zespołu zamocowania albo jego wstępnie ustalonego położenia, jeżeli jest umieszczony ruchomo. Wysoce swoista część konturowa, taka jak kołnierz albo część

186 641 zamykająca może być wybrana, jeżeli stosowany jest układ czujnikowy obrazujący. Układ niezobrazowany może być zastosowany w celu wykrycia względnego położenia konturu, która to odpowiedź może być bardzo czuła na nawet niewielkie różnice położenia, jeżeli kąt odbioru jest mały w porównaniu z wykrywanym przemieszczeniem i jeżeli kontur jest zwykle położony wewnątrz obszaru kąta. Jeżeli wykrywa się kilka ortogonalnych linii konturowych, całe położenie pojemnika można dobrze ustalić.

Wewnętrzne cechy można wykrywać przy założeniu, że pojemnik jest przezroczysty dla promieniowania. W szczególności może być korzystne wykrycie ścianki ruchomej, zwłaszcza tłoka w pojemniku typu nabojowego, na przykład w celu zweryfikowania świeżego pojemnika przez potwierdzenie, że tłok jest w jego położeniu początkowym, zweryfikowania ukończonej inicjacji, takiej jak odtworzenie albo odpowietrzenie przez potwierdzenie wymaganego przemieszczenie tłoka, albo styczności pomiędzy tłokami w układach wielokomorowych, określenia dawek pozostałych w pojemniku przez wykrycie bieżącego położenia tłoka, albo opróżnionego pojemnika przez weryfikację położenia końcowego. Zaleca się, by wykrywanie mogło zachodzić przez absorpcję samego materiału tłoka, opcjonalnie zmodyfikowanego na przykład przez dodany absorbent, a korzystnie przez promieniowanie odbite. Obszar zbierania powinien być dostosowany do wymiaru tłoka, korzystnie tak, by pokrywał tylko część jego rozległości osiowej, umożliwiając wykrycie jego szczegółów, takich jak pierścienie uszczelniające, nawet w niezobrazowanym albo rozogni skowanym promieniowaniu. Zaleca się, by nabój dla tego celu miał położenie tłoka odsłonięte dla wykrywania i oznakowanie, przenoszące informację na innej części, które to oznakowanie jest czytelne w promieniowaniu niezobrazowanym i według tego pozwala na odczytanie obu celów przez ten sam układ.

Można również wykrywać wewnętrzną zawartość pojemnika. Obecność ciała stałego można wykryć przez jego absorpcje albo rozproszenie a obecność płynu można odróżnić od gazu przez różnicę we współczynniku refrakcji, na przykład w promieniowaniu przeniesionym przy linii pozaśrodkowej, gdzie różnica w refrakcji daje wykrywalną różnicę odpowiedzi. Można wykryć również zanieczyszczenia w poza tym jednorodnym medium, na przykład płynie albo gazie, takie jak nieprzejrzystości albo odbarwienia, albo wtręty gazu i cząsteczek przez zwiększenie rozproszenia, albo całkowitą zmianę absorpcji z małego obszaru wychwytu. Podobne metody można zastosować dla wykrycia niedostatków w ścianach pojemnika, takich jak pęknięcia albo odkształcenia. Typ preparatu można chemicznie zweryfikować przez pomiar spektralnych długości fal typowych dla produktu. Oznakowania albo kodyfikacje można zastosować w celu ułatwienia albo wzmocnienia odpowiedzi przy wykrywaniu właściwości funkcjonalnych. Na przykład, zamiast określania położenia pojemnika na podstawie jego fizycznej struktury oznakowanie albo przynajmniej jeden, albo korzystnie kilka punktów na oznakowaniu w postaci etykiety pojemnika może służyć celowi identyfikacji ułożenia pojemnika. Weryfikację obecności pojemnika można podobnie przeprowadzić przez wykrycie wstępnie określonego oznakowania. Modyfikacja może również przybierać postać lustrzanej części odbijającej zamocowanej na pojemniku albo pryzmatu odbijającego, albo powierzchni refrakcyjnej na nim, korzystnie umieszczonej tak, by odciągnąć promieniowanie nadajnika w kierunku odbiornika.

Choć wynalazek opisano w związku z urządzeniami do dostarczania jest oczywiste, iż zasady układu można zastosować do dowolnego podobnego albo zupełnie innego celu. Na przykład, układ oznakowania ma ogólne zastosowanie i nie jest ograniczony do oznakowania pojemników, ale może być zastosowany do dowolnego artykułu albo dla dowolnego celu przenoszenia informacji. Czujnik dla odczytu takiego oznakowania nie może być zawarty w urządzeniu dostarczającym, ale może być zawarty w dowolnym innym urządzeniu albo w czytniku ogólnego zastosowania. Podobnie ogólna zasada wykrywania właściwości funkcjonalnej przez jej charakterystykę promieniowania nie musi być ograniczona do właściwości pojemników albo może mieć ogólne zastosowanie dla innych artykułów, na przykład w celu wykrywania ich obecności, położenia, wyglądu, struktury na powierzchni albo na głębokości podobnie do dowolnego z wyżej opisanych zastosowań, a czujnik może być zawarty w dowolnym układzie identyfikacyjnym. Zgodnie z tym, układ może być zastosowany jako ogólne urządzenie albo sposób dla analizy obiektu, na przykład dla analizy barwnej przy dowolnym

186 641 zakresie częstotliwości albo dla struktury powierzchni, albo głębokości, albo analizy tekstury obiektu.

Obróbka sygnału odebranego przez odbiornik może zachodzić w dowolnym procesorze umieszczonym gdziekolwiek, na przykład w celu przekazania sygnału w sposób ciągły albo przerywany przez pośrednią jednostkę przechowującą do odległego komputera dla obróbki w czasie rzeczywistym lub sztucznym. Zaleca się, by sygnał podawać do wbudowanego mikrosterownika urządzenia, a w większości przypadków zalecana jest również obróbka sygnału w czasie rzeczywistym. Obróbka zostanie opisana w kontekście tych opcji.

Obróbka sygnału dla układu czujnikowego będzie różna zależnie od tego, która zasada układu będzie wykorzystywana. Układ oparty na układzie czujnikowym obrazującym może potrzebować obróbki sygnału zdolnej do wytworzenia połączenia pomiędzy pojedynczymi odpowiedziami pikselowymi odbiornika w przestrzeni albo czasie a specyficznym punktem w przestrzeni, co może wymagać równoległej obróbki wszystkich odpowiedzi pikselowych, połączenia każdej odpowiedzi pikselowej z bezwzględnym adresem siatki, synchronizacji omiatania liniowego do bezwzględnych położeń startowych i tym podobnych. Analiza sygnału może wówczas obejmować dowolny znany układ do analizy obrazu, na przykład przez porównanie sygnału ze wstępnie określoną reprezentacją wykrywanej właściwości obiektu.

W zalecanym przykładowym wykonaniu obróbkę sygnału z układu niezobrazowanego można w zasadzie pozostawić bardzo prostą. Nadajnik może wysyłać stabilne promieniowanie, a odbiornik odbierać jego część. Produktem odbiornika może być odpowiedź stabilnego poziomu, taka jak stabilne napięcie, na przykład gdy obiekt się nie zmienia albo gdy nie ma względnego ruchu pomiędzy odbiornikiem a obiektem, dzięki czemu opiera się na zasadniczo „statycznej” odpowiedzi. Wstępnie określona reprezentacja identyfikowanej właściwości może wówczas podobnie być poziomem a proces porównywania może obejmować dowolny algorytm dla porównywania zmierzonego poziomu z jednym albo kilkoma wstępnie określonymi poziomami w celu ustalenia, czy poszukiwana właściwość zostanie ustalona jako obecna czy też nie. Zaleca się, by odpowiedź była mierzona kilka razy albo w pewnym czasie w celu uśrednienia wszelkich małych zakłóceń albo wariacji.

Bardziej niezawodny pomiar można uzyskać, gdy wykrywa się i porównuje więcej niż jedną część obiektu, korzystnie części z różnicami w poziomach odpowiedzi. Tym samym można określić „względne”, a nie „bezwzględne” poziomy przez porównanie, co między innymi poprawia niezawodność. Względne pomiary można poczynić według metody „półstatycznej” przez poczynienie więcej niż jednego pomiaru statycznego na różnych częściach obiektu. Przy wykrywaniu oznakowanych części, kilka oznakowań, obejmujące oddzielne poziomy odniesienia albo stanowiące wzajemnie poziomy odniesienia, można odczytać i wykorzystać do ustalenia różnic poziomu odpowiedzi. Podobnie gdy wykrywa się właściwość funkcjonalną, można wykonać więcej niż jeden pomiar w interesującym miejscu i w innym miejscu, na przykład przy położeniu tłoka i położeniu z nieobecnym tłokiem, albo przy napełnionych i pustych częściach pojemnika, albo w dwóch punktach o różnych odpowiedziach na tym samym obiekcie, na przykład przy pierścieniach uszczelniających tłoka i odpowiednio pomiędzy nimi. Alternatywnie albo dodatkowo, pomiar względny może być oparty na różnicach w odpowiedziach promieniowania na różnych długościach fal, jeżeli są obecne, w tym samym obszarze obiektu. Obróbka sygnału może tu obejmować ustalenie różnicy w odpowiedzi albo stosunku pomiędzy wykrywanymi częściami i porównanie tego poziomu względnego pomiędzy jednym a kilkoma wstępnie określonymi różnicami lub stosunkami poziomów.

Ogólnie zaleca się włączenie działania „dynamicznego” w sygnał, to jest w celu sprowokowania zmiany sygnału w czasie i w jaki sposób zarejestrowania i wpływania na funkcję odpowiedzi względem czasu. Odpowiedź dynamiczna może służyć do zapewnienia względnej odpowiedzi w ten sam sposób jak metoda półstatyczna, choć z większą ilością danych dla eliminacji czynników przypadkowych. Metoda dynamiczna również pozwala ogólnie na wyciągnięcie większej ilości informacji dla obliczenia i podjęcia decyzji dzięki obecnej osi czasu, takiej jak prędkość zmiany albo średnia dryfowania, albo obliczenia poziomu szumu. Odpowiedź dynamiczną można spowodować na kilka sposobów. Ciągła zmiana w 'częstotliwości układu czujnikowego może spowodować zmienną odpowiedź. Monitorowanie procesu

186 641 dynamicznego, takiego jak rozpuszczanie związku albo ruch tłoka, może być śledzone w czasie. Jak wskazano, zalecana odpowiedź dynamiczna powodowana jest przez względny ruch pomiędzy obiektem a czujnikiem, co może służyć zarówno odczytowi sekwencji oznakowań i kilku różnych części funkcjonalnych obiektu wzdłuż drogi ruchu albo kilku szczegółów wzdłuż tej samej części obiektu, dając jego bardziej szczegółową reprezentację.

Wyżej opisana metoda dynamiczna, w której wy'ściowe dane z odbiornika są monitorowane względem funkcji ich amplitudy w czasie, bezpośrednio albo pośrednio, a funkcja jest poddawana obróbce przed oparciem na niej działań, jest wysoce kompatybilna z istniejącą technologią procesorową. Funkcja ta może być uzyskana i poddana obróbce jako ciągła ale zaleca się, by wartości były próbkowane z wy’ścia urządzenia, co może dokonywać się w nieregularnych, ale korzystnie regularnych odstępach czasu z pewną częstotliwością. Próbkowanie można przeprowadzać w dowolny z kilku znanych sposobów. Próbkowanie może być cyfrowe w tym sensie, że amplitudę porównuje się z poziomem odnośnym i albo ustawia na binarne 1 albo binarne 0 zależnie od tego, czy amplituda jest powyżej czy poniżej poziomu odniesienia, który może być zmienny, ale korzystnie jest stały. Między innymi dla wyciągnięcia więcej informacji z surowych danych, zaleca się ogólnie analogową metodę próbkowania, w której wartość bezwzględnej amplitudy funkcji rejestruje się powtarzalnie. Wartość analogową można poddać obróbce w procesorze analogowym, ale najbardziej zaleca się przekształcenie wartości w postać cyfrową i poddanie jej obróbce w procesorze cyfrowym. Sygnał może w sposób znany per se być filtrowany w celu usunięcia pewnych zakresów częstotliwości.

Obróbka sygnału może obejmować funkcję porównywalną z automatyczną kontrolą przyrostu, czy to sprzętową czy też programową, co oznacza, iż amplifikacja układu na interesującym poziomie odpowiedzi dostosowana jest do bieżącego celu albo przeglądu, albo powiększenia.

Wartości funkcji mogą być zapamiętywane i poddawane obróbce w dowolnym czasie i z dowolną prędkością, ale obróbka w czasie rzeczywistym jest ogólnie zalecana w większości zastosowań, co wciąż może wymagać pewnego zapamiętywania wartości, które mają być równocześnie przetwarzane w dowolnym danym czasie. Zaleca się, by obróbka obejmowała dwie, korzystnie trzy a najkorzystniej wiele wartości funkcji w tym samym czasie.

We wszystkich wyżej przedyskutowanych metodach obróbki sygnału możliwe jest zastosowanie kilku nadajników i odbiorników w tym samym czasie. Może się to dokonać z dowolnych wcześniej przedyskutowanych względów, takich jak zbieranie promieniowania z różnych kątów w celu umożliwienia obliczenia skorygowanej odpowiedzi. Swoiście dla obecnie dyskutowanych celów może być interesujące w metodzie statycznej wykorzystanie kilku odbiorników do wykrywania różnych części obiektu, w metodzie względnego pomiaru dodatkowo dla równoczesnego wykrywania poziomów, na których oparte są pomiary względne albo w celu zebrania odpowiedzi przy różnych częstotliwościach a w metodzie dynamicznej dodatkowo dla pokrycia kilku aspektów monitorowanego procesu.

W dowolnej z przedyskutowanych metod zalecane jest również modulowanie sygnału nadajnika a to w celu wykrycia modulacji przy sygnale wyjściowym odbiornika. Ma to na celu wykluczenie wpływu czynników przypadkowych i zaburzeń nie mających charakterystyki modulowanej. Można zastosować wysoce zaawansowaną modulację, choć często wystarczające jest nałożenie na promieniowania stabilnej modulacji częstotliwości. Taka częstotliwość byłaby rzecz jasna powyżej wszechobecnych częstotliwości linii napięcia z częstotliwościami ponadpodstawowymi i na przykład mogłaby być powyżej 0,5 kHz a korzystnie powyżej 1 kHz, ale może być utrzymywana poniżej 1000 kHz, a korzystnie poniżej 100 kHz. Układ odbiornika powinien być dostrojony do częstotliwości modulacyjnej tak blisko jak to tylko możliwe, ale może mieć małe pasmo częstotliwości w przypadku, gdy wykrywane mają być przesunięcia dopplerowskie. Filtrowanie sygnału może dokonać się dowolną znaną metodą opartą o sprzęt albo program.

Przedstawione powyżej przykładowo etapy obróbki nie wyłączają dowolnego innego typu zwykłej obróbki. W szczególności dowolna obróbka może wymagać normalnych etapów inicjalizacji, takich jak wyzerowanie układu przez pomiar promieniowania tła tuż przed

186 641 włożeniem pojemnika albo normalizacja wobec standardowej atrapy pojemnika albo poziomu odnośnego absorbencji oznakowania.

Przedmiot wynalazku w korzystnym przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. la i lb przedstawiają schematycznie elementy aktywne umieszczone przy pojemniku typu nabojowego, fig. 2 - schemat odpowiedzi rzeczywistej w promieniowaniu odbitym ze skanowania nad położeniem tłoka, fig. 3 - uproszczony blokowy schemat przepływowy dotyczący odpowiedniej elektroniki dla układu czujnikowego według wynalazku, fig. 4a,b,c - szczegółowy schemat obwodu dla zastosowania w elektronice z fig. 3, fig. 5 przykład etykiet z oznakowaniami do odczytu przez czujnik, fig. 6a do 6d - schematycznie urządzenie pompujące i nabój dwukomorowy w czterech etapach pracy.

Figury la i lb przedstawiają w postaci schematycznej pojemnik typu nabojowego ogólnie oznaczony 1 i zawierający tłok 3, mający trzy pierścienie uszczelniające 4. Do tulei 2 zamocowane jest oznakowanie 5 w postaci etykiety, które jak się przyjmuje przenosi zakodowane powierzchnie na całkowicie odbijającym tle. Nadajnik oznaczony 6 wysyła promieniowanie w postaci szerokiego stożka 7. Pierwszy odbiornik 8 umieszczony jest w pobliżu nadajnika 6 i słkiiui^co^i^a^jy w tym samym kii^ir^r^l^u i który^t0 odbiornik 8 zbieea promiemowame ze stożka 9, który jest nieco węższy niż stożek 7 nadajnika. Drugi odbiornik 10 jest umieszczony względem nadajnika 6 po przeciwnej stronie pojemnika 1 i skierowany w stronę nadajnika 6. Trzeci odbiornik 11 umieszczony jest pod kątem mniej więcej prostym w stosunku do osi nadajnika 6 i skierowany w stronę wnętrza pojemnika 1. W pokazanych względnych położeniach, promieniowanie nadajnika 6 jest skierowane w kierunku oznakowania 5 a pierwszy odbiornik 8 zbiera promieniowanie odbite od części etykiety napromieniowanej przez nadajnik 6. Jako iż oznakowanie 5 w postaci etykiety nie jest prześwitujące, odbiorniki 10 i 11 nie otrzymują żadnego bezpośredniego promieniowania z nadajnika 6, ale mogą przyjmować przypadkowe promieniowanie rozproszone w obudowie albo wchodzące z otoczenia, a ich dane wyjściowe możne wykorzystać do korekcji odpowiedzi z pierwszego odbiornika 8 dla wszelkiego takiego promieniowania tła. Jeżeli pojemnik 1 jest osiowo przemieszczany tak, że płaszczyzna elementów aktywnych zostaje umieszczona w położeniu oznaczonym linią 12, to jest pomiędzy oznakowaniem 5 a tłokiem 3, odpowiedź z odbiorników będzie całkowicie różna. Przyjmując, iż pojemnik 1 jest przezroczysty, część promieniowania będzie odbijana na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni boku pojemnika, przez który wchodzi promieniowanie, podobne odbicia zajdą po stronie wyjścia promieniowania z pojemnika, absorpcja zajdzie w ściankach i możliwej zawartości pojemnika, a pewne rozpraszanie zajdzie we wszystkich tych zdarzeniach. Zmiana w wyjściu z odbiorników może być łatwo wykryta, to jest drugi odbiornik 10 może odebrać znacznie więcej promieniowania niż gdy był za etykietą. Jeżeli pojemnik jest dalej przemieszczany tak, że umiejscawia płaszczyznę elementów aktywnych przy tłoku 3, sygnały odbiorników znów się zmienią, a w szczególności odbiornik 8 zarejestruje typowe promieniowanie odbite od tłoka 3, które to wykrywanie może być statyczne albo dynamiczne, jeżeli jest poczynione w czasie ruchu pojemnika a w drugim przypadku różnica w odpowiedzi przy i pomiędzy pierścieniami uszczelniającymi 4 może być wykryta.

Figura 2 przedstawia rzeczywistą odpowiedź z układu czujnikowego działającego w obszarze podczerwieni, gdy przechodzi on ponad tłokiem z trzema pierścieniami uszczelniającymi włożonymi w przezroczysty pojemnik typu strzykawkowego. Pionowa oś daje poziom odpowiedzi z odbiornika w wartościach zdigitalizowanych pomiędzy 0 a 256, a oś pozioma w jednostkach arbitralnych. Trzy krzywe reprezentują odpowiedź, gdy zmierzona jest przez przezroczyste etykiety filtrujące, przy czym od góry pierwsza z nich jest przejrzysta, kolejna jest zielona i niebieska. Widać, iż różnice w odpowiedzi przy trzech pierścieniach uszczelniających tłoka są wyraźnie wykrywalne, nawet gdy oznakowanie w postaci etykiety filtrującej ma kolor blisko przypominający kolor materiału tłoka, jak w najniższej krzywej.

Figura 3 przedstawia schemat blokowy dotyczący głównych funkcji w odpowiednim układzie czujnikowym według wynalazku. Procesor 31 aktywuje i dezaktywuje nadajnik 34 nad modulatorem 32 i wzmacniaczem 33, dając 3 kHz na wyjściu nadajnika, przy znamionowej długości fali 940 nm. Promieniowanie uderza i jest zmieniane przez powierzchnię obiektu 35 a część promieniowania zbierana przez odbiornik 36. Sygnał wyjściowy z odbiornika 36 jest

186 641 filtrowany przez filtr pasmowy 37 w celu ekstrakcji składowych częstotliwości wąsko wokół częstotliwości modulacji 3 kHz. Sygnał jest wzmacniany we wzmacniaczu 38, i podawany do konwertera A/D 39 a wyjście cyfrowe jest zwracane do procesora 31. W oparciu o sygnał odebrany i interesujące poziomy porównawcze, procesor 31 może aktywować jednostkę automatycznej kontroli wzmocnienia (ARW) 40 w celu dostarczenia poziomu odniesienia do konwertera A/D w celu umożliwienia przesunięcia poziomu odniesienia i rozdzielczości zakresu poziomu dla digitalizacji. Procesor 31 może mieć dostęp do oprogramowania dla filtrowania pasmowego, funkcji ARW i na przykład analizy klasterowej dla porównania odpowiedzi odbiornika ze wstępnie określoną identyfikowaną charakterystyką.

Obwód z fig. 4 jest zasadniczo złożony z trzech części, części źródła zasilania, przedstawionej w dolnej części rysunku, części promieniowania analogowego przedstawionej w środkowej części oraz części do obróbki cyfrowej, przedstawionej na szczycie. Sygnał promieniowania dla nadajnika LED ulega modulacji w procesorze U4 (nóżka 28, „s”) przez tranzystor Q1 diody nadajnika D5 (TSMS3700). Promieniowanie z obiektu uderza w odbiornik typu fotodiody D4 (BP104FS) i jest przekształcane na prąd. Część promieniowania zawiera ponadto podwójne etapy filtrowania i wzmacniacza, przy czym filtry są typu pasmowego, to jest każdy filtr zawiera zarówno, filtr niskoprzepustowy jak i wysokoprzepustowy. Sygnał wchodzi do filtra wysokoprzepustowego C8, R23, R24, jest wzmacniany w U2A i wchodzi do filtra niskoprzepustowego CIO, R25, R26. Procedura ta powtarzana jest w filtrze wysokoprzepustowym C9, R22, wzmacniaczu U2B i filtrze niskoprzepustowym Cli, R27, R28. Po tych etapach analogowych, sygnał wchodzi do konwertera A/D, stanowiącego część procesora U4. Sygnał ulega obróbce w postaci cyfrowej w procesorze U4 przez zastosowanie programu, na przykład filtrowania cyfrowego, algorytmów sortujących i porównujących i tym podobnych. Oporniki R4 do R11 działają razem ze sterownikiem jako funkcja ARW, pozwalając na szczegółową analizę różnych poziomów amplitudy.

Figura 5 przedstawia prostą etykietę z oznakowaniami do zastosowania w pojemniku typu nabojowego na przykład przedstawionym na fig. 6. Oznakowanie w postaci oznakowania 50 etykiety ma pierwszy duży jednorodnie zabarwiony obszar 51 o wstępnie określonej absorpcji, która w zamierzeniu ma być odczytywana statycznie, to jest gdy obszar jest utrzymywany nieruchomo względem czujnika. Poziom absorpcji powierzchni może wprowadzać informację 0 typie pojemnika, zawartości albo stężeniu, albo może być zastosowany do celów kalibracyjnych. Pole 52 jest okienkiem w etykiecie, które to okienko jest całkowicie przejrzyste i przezroczyste i które to okienko ma w zamierzeniu pozwolić na wykrywanie wnętrza pojemnika, a zwłaszcza obecności tłoka. Pola 53, 54 i 55 są znów jednorodnie zabarwionymi obszarami 0 korzystnie różnych poziomach absorpcji, które przenoszą informację na przykład tego samego typu co obszar 51. Okienko 52 i pola 53, 54 i 55 mają w zamierzeniu być odczytywane dynamicznie w kolejności przy względnym ruchu pomiędzy etykietą a czujnikiem, jak wskazano strzałką 56. Czujnik 57 jest wskazany liniami przerywanymi w pierwszym położeniu nad polem statycznym 51. Po odczycie tego pola, nabój z etykietą jest przesuwany w kierunku strzałki 56, co spowoduje przejście okienka 52 i pól 53, 54 i 55 przez czujnik 57 w celu wytworzenia funkcji odpowiedzi względem czasu, poddającej się obróbce przez elektronikę. Przyjmuje się, że całość powierzchni etykiety z wyjątkiem okienka 52 jest zasadniczo nieprzezroczysta, przez wystarczające zabarwienie albo nieprzezroczyste tło, na co nie ma wpływu promieniowanie z tyłu etykiety.

Figury 6a do 6d przedstawiają schematycznie cztery stadia robocze pompy 60, i pojemnika 70 dwukomorowego. Pompa 60 zawiera obudowę 61, człon typu trzonu tłoka 62 i jednostkę elektromechaniczną ogólnie oznaczoną jako mechanizm napędowy pojemnika 70, działającą tak, by włączać i sterować trzonem w celu zarówno poruszenia pojemnikiem 70 jak ί wypchnięcia jego zawartości. Czujnik 64, jest umieszczony przy zamierzonym położeniu pojemnika 70 w pompie 60. Pojemnik 70 zawiera tuleję 71, wylot 72, tylny tłok 73 i przedni tłok 74. Na tulei na zewnątrz znajduje się przymocowane oznakowanie w postaci etykiety na przykład jak opisane na fig. 5.

Figura 6a przedstawia względne położenia pompy 60 i naboju 70, gdy nabój został właśnie przymocowany do pompy z trzonem tłoka 62 w pobliżu tylnego tłoka 73. Czujnik 64

186 641 jest umieszczony przy tylnym tłoku 73 i nad pierwszą częścią oznakowania 75 etykiety, na przykład nad polem statycznym 51 z Fig. 5, która to część etykiety jest odczytywana przez czujnik 64.

Figura 6b przedstawia położenie, w którym mechanizm 63 spowodował przesunięcie się pojemnika 70 w kierunku części pompy 60, równocześnie opierając się tłokiem tylnym 73 w celu utrzymania jego bezwzględnego położenia. Zgodnie z tym tylny tłok 73 jest wciąż przy czujniku 64, ale oznakowanie 75 w postaci etykiety powinno przejść do położenia, w którym okienko 52 jest pomiędzy czujnikiem 64 a tłokiem 73. Czujnik może obecnie zweryfikować właściwe położenie tłoka 73 i charakterystykę przez okienko 52 etykiety.

Figura 6c przedstawia położenie, gdy trzon tłoka 62 spowodował ruch pojemnika jeszcze dalej w kierunku pompy 60 pod wpływem ruchu tłoka 73 do położenia wewnątrz tulei 71, gdzie styka się z przednim tłokiem 74, a być może dwa tłoki przesunęły się w pewnej odległości razem, a pojemnik jest w swym ostatecznym położeniu względem pompy 60. W tym ruchu pojemnika, pozostałe części etykiety przechodzą obok czujnika 64 dla umożliwienia dynamicznego odczytu pól 53, 54 i 55 i wyciągnięcia zakodowanej w nich informacji.

Figura 6d przedstawia położenie, w którym mechanizm 63 spowodował ruch trzonu tłoka 62, do przodu w celu wypchnięcia zawartości pojemnika 70 przed tłok 74 przez wylot 72. W czasie tej operacji, czujnik 64 może monitorować znikanie tłoka 73, właściwe oczyszczenie tulei 71 i wykrycie oznakowania na trzonie tłoka 62, sygnalizującego przybycie do jego skrajnego położenia przedniego.

Przedstawione przykładowe wykonania mają jedynie charakter ilustracyjny i nie będą rozumiane w żadnej sposób ograniczający zakres albo ogólność wynalazku, jak określono w zastrzeżeniach.

186 641

186 641

186 641 o

		—
		CM
	r-~	<T
o		r-
o	co /	\ NO
>	CM /	\
	zd/	\_1
O 00
/+ 1 \

co

CM

CC

J£J

r— cm cc CM _Q id

186 641

Ο

Ο

LU

186 641

¹

FIG. 5

186 641

FIG.Ib

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 6,00 zł.

Claims (82)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób dostarczania preparatu za pomocą pojemnika na preparat z otworem, mechanizmem do dostarczania przynajmniej części preparatu z pojemnika przez otwór, zespołem przymocowania dla połączenia pojemnika z mechanizmem oraz układem czujnikowym do wykrywania przynajmniej jednej wstępnie określonej właściwości pojemnika albo jego zawartości, polegający na wysyłaniu promieniowania w kierunku położenia pojemnika albo jego części i oddziaływaniu na to promieniowanie przez położenie pojemnika, znamienny tym, że odbiera się przynajmniej część oddziaływanego promieniowania z przynajmniej części obszarowej położenia pojemnika w sposób niezobrazowany oraz porównuje się charakterystykę odebranego promieniowania ze wstępnie określoną charakterystyką reprezentatywną dla wstępnie określonej właściwości a następnie ustala się, czy występuje wstępnie określona właściwość pojemnika będąca funkcją, właściwości i/lub oznakowania odczytanego przez układ czujnikowy.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na promieniowanie oddziaływuje odbicie, przesyłanie, absorpcja i/lub rozproszenie.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się przynajmniej część pojemnika przepuszczalną przy częstotliwości promieniowania i że przynajmniej część promieniowania przesyła się do pojemnika.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się cykl poruszania pojemnikiem względem części nieruchomych mechanizmu.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że stosuje się cykl przeprowadzania operacji zapoczątkowania działania pojemnika.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się cykl zapoczątkowania działania pojemnika obejmujący operację odtwarzania.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że stosuje się cykl poruszania pojemnika względem układu czujnikowego.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że stosuje się prędkość ruchu pojemnika względem układu czujnikowego mniejszą niż 10 cm/sek.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się prędkość ruchu pojemnika względem układu czujnikowego mniejszą niż 1 cm/sek.
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pojemnik i układ czujnikowy utrzymuje się stacjonarnie względem siebie w czasie odbierania promieniowania.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się emitowane promieniowanie w zakresie niewidzialnym, korzystnie w zakresie podczerwieni.
12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się odbierane promieniowanie rozogniskowane.
13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się promieniowanie wysyłane jako wiązka rozbieżna i promieniowanie odbiera się z rozbieżnego kąta wychwytu.
14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że promieniowanie emituje i odbiera się w szerokim kącie przestrzennym, korzystnie ponad 30 stopni.
15. 15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się emitowanie i/lub odbieranie szerokopasmowego promieniowania o zalecanym współczynniku zmienności częstotliwości przynajmniej w zakresie 1% częstotliwości znamionowej.
16. 16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nadajnik i odbiornik umieszcza się zasadniczo w tym samym kierunku i że stosuje się przynajmniej część promieniowania odbitego.
17. 17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się utrzymywanie nadajnika i odbiornika w pewnej odległości od pojemnika.
18. 18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się obszar pokryty przez odbiornik, wyrażony jako koło o odpowiedniej powierzchni, którego średnica wynosi pomiędzy 0,5 a 15 mm.

    186 641
19. 19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się cykl oznakowania na pojemniku, odczytywalnego przez układ czujnikowy.
20. 20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że stosuje się oznakowanie na więcej niż dwóch poziomach nieciągłych.
21. 21. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że stosuje się oznakowania na więcej niż jednym nieciągłym obszarze.
22. 22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że obszary odczytuje się w kolejności, statycznie albo dynamicznie.
23. 23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że odczytuje się w odpowiedzi różnicę stopniową.
24. 24. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że stosuje się oznakowania z różnicami w absorpcji albo odbiciu.
25. 25. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poprzez umiejscowienie czujnika i pojemnika wykrywa się właściwość funkcjonalną pojemnika.
26. 26. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym. że dla wykrycia właściwości funkcjonalnej stosuje się kształt części konturowej pojemnika, położenie tłoka, zawartość pojemnika albo oznakowanie, albo modyfikację zaprojektowaną dla ułatwienia wykrycia właściwości funkcjonalnej.
27. 27. Sposób według zastrz. 25, znamienny tym, że stosuje się również odczyt oznakowania na pojemniku, statycznie albo dynamicznie.
28. 28. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się cykl porównywania charakterystyki odebranego promieniowania jako odpowiedź reprezentatywną dla całkowitego promieniowania odebranego ze wspomnianego pokrytego obszaru.
29. 29. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że ustala się obecność właściwości w oparciu o statyczną odpowiedź z odbiornika.
30. 30. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że ustala się obecność właściwości w oparciu o dynamiczną zmianę z odbiornika.
31. 31. Sposób według zastrz. 30, znamienny tym, że ustala się rejestrację dynamicznej odpowiedzi względem funkcji czasu z odbiornika.
32. 32. Sposób według zastrz. 31, znamienny tym, że ustala się obecność więcej niż jednej właściwości.
33. 33. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że ustala się obecność przynajmniej jednej właściwości oznakowania i jednej właściwości funkcjonalnej.
34. 34. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że moduluje się emitowane promieniowanie.
35. 35. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że promieniowanie emituje się i odbiera ze stabilną orientacją względem części nieruchomych mechanizmu.
36. 36. Sposób według jednego z zastrz. 1 albo 4, albo 9, albo 17, albo 26, albo 27, znamienny tym, że stosuje się pojemnik jako nabój, zawierający ogólnie walcową tuleję o ogólnej osi symetrii i mającą koniec przedni i koniec tylny, otwór, oraz przynajmniej jeden przemieszczalny tłok włożony do tulei pomiędzy końcem przednim a końcem tylnym.
37. 37. Sposób według zastrz. 36, znamienny tym, że stosuje się nabój typu dwu- lub wielokomorowego.
38. 38. Urządzenie do dostarczania preparatu, zawierające pojemnik na preparat, w którym jest umieszczony otwór, mechanizm do dostarczania przynajmniej części preparatu z pojemnika przez otwór, zespół do połączenia pojemnika z mechanizmem oraz układ czujnikowy do wykrywania przynajmniej jednej wstępnie określonej właściwości pojemnika albo jego zawartości, przy czym układ czujnikowy zawiera nadajnik promieniowania do napromieniowywania pojemnika albo jego części, oraz odbiornik promieniowania do odbierania przynajmniej z części obszaru promieniowania nadajnika na pojemnik, znamienne tym, że ma odbiornik (8, 10, U) do całkującej, niezobrazowanej odpowiedzi wyjściowej reprezentatywnej dla całkowitego promieniowania odebranego z części obszarowej i wstępnie określonej właściwości będącej funkcjonalną właściwością co najmniej części odbitego promieniowania i/lub oznakowania odczytanego przez układ czujnikowy (64).

    186 641
39. 39. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że przynajmniej część pojemnika (1, 70) jest przepuszczalna przy określonej częstotliwości promieniowania.
40. 40. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że pojemnik (1, 70) jest nabojem w postaci walcowej tulei (2, 71) z osią symetrii i mającą koniec przedni i koniec tylny, otwór (72) na końcu przednim, oraz przynajmniej jeden przemieszczamy tłok (3, 73, 74) w tulei (2, 71) pomiędzy końcem przednim a końcem tylnym.
41. 41. Urządzenie według zastrz. 40, znamienne tym, że pojemnik (1, 70) jest dwu- lub wielokomorowy.
42. 42. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że mechanizm (63) napędowy pojemnika (1, 70) jest częścią pompy (60), uruchamianej przez zespół silnika elektrycznego.
43. 43. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że zawiera mechanizm (63) napędowy pojemnika (1, 70) do sterowania przynajmniej zespołem silnika elektrycznego.
44. 44. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że zawiera trzon tłoka (62) do poruszania pojemnikiem (1, 70) względem części nieruchomych mechanizmu (63) napędowego pojemnika (1, 70).
45. 45. Urządzenie według zastrz. 44, znamienne tym, że trzon tłoka (62) zawiera zespół skanujący do poruszania pojemnikiem względem układu czujnikowego (64).
46. 46. Urządzenie według zastrz. 45, znamienne tym, że zawiera trzon tłoka (62) do przeprowadzania operacji zapoczątkowania działania pojemnika (1, 70).
47. 47. Urządzenie według zastrz. 44, znamienne tym, że zawiera trzon tłoka (62) do nadawania prędkości mniejszej niż 10 cm/sek, korzystnie mniejszej niż 1 cm/sek.
48. 48. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że ma nadajnik (6) promieniowania o długości fali pomiędzy 300 a 3000 nanometrów.
49. 49. Urządzenie według zastrz. 48, znamienne tym, że ma nadajnik (6) do wysyłania promieniowania w zakresie niewidzialnym.
50. 50. Urządzenie według zastrz. 49, znamienne tym, że ma nadajnik (6) do wysyłania promieniowania w zakresie podczerwieni.
51. 51. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że nadajnik (6) zawiera diodę emitującą światło.
52. 52. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że odbiornik (8, 10, 11) zawiera fotodiodę albo fototranzystor.
53. 53. Urządzenie według zastrz. 52, znamienne tym, że odbiornik (8,10,11) zawiera filtr światła dziennego.
54. 54. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że wyjście odbiornika (8, 10, 11) jest niezobrazowane.
55. 55. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że ma odbiornik (8, 10, 11) do odbierania promieniowania rozogniskowanego.
56. 56. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że nadajnik (6) i odbiornik (8,10,11) mają kąty przestrzenne promieniowania i odbierania powyżej 10 stopni.
57. 57. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że nadajnik (6) ma wiązkę rozbieżną a odbiornik (8,10,11) ma rozbieżny kąt wychwytu.
58. 58. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że nadajnik (6) i/lub odbiornik (8, 10, 11) są szerokopasmowe z zalecanym współczynnikiem zmienności częstotliwości przynajmniej w zakresie 1% częstotliwości znamionowej.
59. 59. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że nadajnik (6) i odbiornik (8,10, 11) są zwrócone zasadniczo w tym samym kierunku.
60. 60. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że nadajnik (6) i odbiornik (8,10,11) są umieszczone w pewnej odległości od pojemnika (1).
61. 61. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że obszar pokryty przez odbiornik (8, 10, 11), stanowi koło o odpowiedniej powierzchni, posiadające średnicę o wymiarze pomiędzy 0,5 a 15 mm.
62. 62. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że pojemnik (1, 70) ma oznakowanie (5, 50, 75) odczytywalne przez układ czujnikowy (8, 10, 11, 57, 64).

    186 641
63. 63 Urządzenie według zastrz. 62, znamienne tym, że oznakowanie (5, 50, 75) ma więcej niż dwa poziomy nieciągłe.
64. 64. Urządzenie według zastrz. 62, znamienne tym, że oznakowanie (50) ma kilka nieciągłych obszarów oznakowania w postaci pól statycznych (51, 53, 54, 55) i okienka (52).
65. 65. Urządzenie według zastrz. 64, znamienne tym, że ma ruchomy zespół do odczytu obszarów (51-55) w kolejności, statycznie albo dynamicznie.
66. 66. Urządzenie według zastrz. 62, znamienne tym, że oznakowanie (5, 50, 75) jest zróżnicowane pod względem absorpcji albo odbiciu.
67. 67. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że względne usytuowanie układu czujnikowego (8, 10, 11, 57, 64) i pojemnika (1, 70) jest dostosowane do wykrywania właściwości funkcjonalnej pojemnika (1, 70).
68. 68. Urządzenie według zastrz. 67, znamienne tym, że właściwością funkcjonalną pojemnika (1, 70) jest kształt części konturowej pojemnika (1 ,70), położenie tłoka (3, 73, 74), zawartość pojemnika (1, 70) albo oznakowanie, albo modyfikacja zaprojektowana w celu ułatwienia odczytu właściwości funkcjonalnej.
69. 69. Urządzenie według zastrz. 67, znamienne tym, że względne usytuowanie układu czujnikowego (8, 10, 11, 57, 64) jest przystosowane do odczytu oznakowania (5, 50, 75) na pojemniku (1, 70) statycznie albo dynamicznie.
70. 70. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że zawiera elektroniczną jednostkę sterowniczą, korzystnie procesor (31).
71. 71. Urządzenie według zastrz. 70, znamienne tym, że ma jednostkę sterowniczą do odbierania zmodyfikowanych albo niezmodyfikowanych wyjściowych danych z odbiornika (36) i porównywania ich z jedną bądź kilkoma zapamiętanymi charakterystykami.
72. 72. Urządzenie według zastrz. 71, znamienne tym, że ma jednostkę sterowniczą do odbioru odpowiedzi względem funkcji czasu.
73. 73. Urządzenie według zastrz. 71 albo 72, znamienne tym, że jednostka sterownicza ma opcję uruchamiania zespołu silnika elektrycznego.
74. 74. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że ma w układzie czujnikowym modulator (32) emitowanego promieniowania.
75. 75. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że nadajnik (6) i odbiornik (8,10, 11) mają stabilną oś ułożenia względem podparcia.
76. 76. Urządzenie według zastrz. 75, znamienne tym, że ma układ podparcia zamocowany względem mechanizmu (63) napędowego pojemnika (1, 70) do sterowania trzonem tłoka (62) albo obudowy (61).
77. 77. Urządzenie według zastrz. 40, znamienne tym, że tłok (3, 73, 74) ma co najmniej jedną powierzchnię wykrywalną za pomocą układu czujnikowego (8, 57, 64) poprzez co najmniej część cylindrycznej tulei (2, 71).
78. 78. Urządzenie według zastrz. 77, znamienne tym, że pojemnik (1, 70) ma co najmniej jedną oznakowaną powierzchnię (5, 50, 75) odczytywaną przez układ czujnikowy (8, 57, 63).
79. 79. Urządzenie według zastrz. 78, znamienne tym, że co najmniej część oznakowanej powierzchni (5, 50, 75) i część powierzchni tłoka (3, 74) jest umieszczona w tej samej pozycji osi symetrii cylindrycznej tulei (2, 71).
80. 80. Urządzenie według zastrz. 79, znamienne tym, że co najmniej część w postaci okienka (52) wzdłuż osi cylindrycznej tulei (2, 71) powodująca napromieniowanie tłoka (3, 73, 74) jest wolna od oznakowania.
81. 81. Urządzenie według zastrz. 80, znamienne tym, że dodatkowo jest usytuowana wzdłuż osi cylindrycznej tulei (2, 71) co najmniej jedna dolna powierzchnia oznakowania (51, 53-55) z różną absorpcją lub odbiciem.
82. 82. Urządzenie według zastrz. 81, znamienne tym, że pojemnik (1, 70) mający więcej niż jeden tłok (73, 74) jest dwu- lub wielokomorowy.

    186 641

    Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób i urządzenie do dostarczania preparatu.

    Urządzenia do dostarczania preparatu, oparte o oddzielny mechanizm dostarczający dołączalny do wymienialnych pojemników znalazły szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach, takich jak medyczne układy dostarczające.

    Znane jest zastosowanie urządzeń dostarczających o bardziej trwałych konstrukcjach, na przykład dla sytuacji leczenia szpitalnego, gdzie istnieje mało ograniczeń projektowych a część pompowa może być wysoce wyrafinowana, mając na względzie zmotoryzowane zespoły manipulacyjne, działanie sterowane przez procesor i zbieranie danych, jak również jak możliwe złącza z innym dostępnym oprzyrządowaniem. Często wykorzystuje się również swobodę projektową w celu uczynienia części pompowej zgodną z jednym bądź kilkoma istniejącymi albo standardowymi nabojami, strzykawkami albo typami urządzeń do wstrzykiwania, tym samym zwiększając zakres zastosowań dla urządzenia i zmniejszając koszt adaptacji dla części nabojowej.

    Dla celów ambulatoryjnych, ograniczenia projektowe są poważniejsze, zwłaszcza dla samodzielnych urządzeń, bez dołączanego podparcia. Wymagania rozmiaru i masy nakładają ograniczenia na liczbę i stopień wyrafinowania funkcji, jakie można zawrzeć. Automatyka jako alternatywny środek zwiększania bezpieczeństwa i zapobiegania błędnemu zastosowaniu jest podobnie ograniczona przez dodany zespół zmotoryzowany, a repertuar działań przez ograniczoną pojemność zespołu gromadzenia energii. Choć można zaprojektować poręczne i przenośne wstrzykiwacze z minimum cech wspierających, koniecznych do bezpiecznego kontrolowania wszystkich wyżej wspomnianych wymagać i problemów w rękach doświadczonego operatora, ogólny trend w długoterminowym podawaniu leków jest taki, by przenieść odpowiedzialność za podawanie na samego pacjenta, również w wypadku dzieci i osób niepełnosprawnych, na przykład przez zastosowanie wstrzykiwaczy typu długopisowego. Wysoki stopień automatyki i kontroli jest zatem pożądany w celu uniknięcia błędów, nie tylko w czasie samych etapów wstrzykiwania, ale również krytycznych etapów zapoczątkowania działania i przygotowywania. Pacjenci zależni od codziennego podawania mają również uzasadnioną potrzebę wygody i urządzeń wystarczająco dyskretnych, by można je było nosić w codziennym życiu. Przeciwstawne wymagania co do wysoce wyspecjalizowanych a jednak małych i wygodnych urządzeń muszą zostać zaspokojone przez nową technologię.

    Urządzenia dostarczające zarówno dla zastosowania stałego jak i ambulatoryjnego potrzebują niezawodnego układu czujnikowego dla kontroli pojemnika i weryfikacji w szerokim sensie. Sam zakres typów pojemników, które mogą być przymocowane do pomp ogólnego użytku dla zastosowań stacjonarnych stwarza problem kontroli a dla urządzeń przenośnych, opcja samodawkowania przez pacjenta wymaga kontroli wolnej od błędów i szerokiego rozprzestrzenienia ostrzeżeń na pompach i pojemnikach dotyczących zamierzonego albo niezamierzonego błędnego użycia albo nadużycia. Poleganie na automatyce dla większości funkcji w urządzeniach zakłada wprowadzenie danych do procesora o na przykład obecności pojemnika, sprawdzeniu jego stanu, weryfikacji jego stanu nieużytkowania i informacji o typie pojemnika, zawartości, stężeniu, dacie ważności i tym podobnych. Pożądane może być również wprowadzenie indywidualnych danych pacjenta i schematów podawania. Nawet gdy urządzenie pompujące ma w zamierzeniu służyć tylko dla jednego albo kilku typów pojemników, albo zawartości, pompa nie powinna działać, jak tylko z tymi pojemnikami, również gdy poczynione zostaną celowe wysiłki w celu obejścia układów zabezpieczających. Jasne jest, iż pożądane sterowanie może być o bardzo zmiennej naturze. Czysta informacja może być przenoszona z czytelnego maszynowo oznakowania na pojemniku do urządzenia, która to informacja może być całkowicie nie związana z pojemnikiem, jak w przypadku danych o pacjencie albo kodu bezpieczeństwa, albo związana z nim, jak w przypadku oznakowań oznaczających typ preparatu pojemnika i objętość. Kontrola cech fizycznych pojemnika, takich jak wymiar i ułożenie, oraz właściwości funkcjonalnych, takich jak obecność preparatu albo położenie tłoka, może wymagać niestandardowego projektu pojemnika ze specjalnymi cechami dla wykrywania, wysoce wyspecjalizowanego wieloczynnościowego układu monitorującego albo licznych wyspecjalizowanych czujników dla każdej cechy, która ma być wykryta, z których to alternatyw

    186 641 wszystkie są niezgodne z wyżej wspomnianymi ogólnymi zapotrzebowaniami nakładanymi na stacjonarne albo przenośne układy pompowe.

    Zwyczajne techniki znakowania przenoszącego informację nie nadają się dla zarysowanych celów. Opisy patentowe US 4,978,335 i WO 93/02720 sugerują między innymi zastosowanie kodu kreskowego i czytnika kodu kreskowego dla podobnych celów. Kody kreskowe nie przenoszą dużo informacji na danej powierzchni, wymagają czytnika o znacznym rozmiarze, który nie może dogodnie być zawarty w małych urządzeniach, wykorzystują skomplikowane układy promieniowania a kod jako taki ulega łatwej manipulacji a stąd nie jest bezpieczny jeśli chodzi o sfałszowanie. Wreszcie układ ten nie może być zastosowany do wykrywania jakichkolwiek innych cech niż wyszczególniony kod. Podobne wady i ograniczenia obecne są w układach oznakowań opartych o odczyt znaków alfanumerycznych, pasków magnetycznych i tym podobnych.

    Czujniki dla fizycznych albo funkcjonalnych cech pojemnika wydają się być rzadkie w stanie techniki. Układy oparte o przełączniki, jakie reprezentuje amerykański opis patentowy US 4,838,857, aktywowane przez pojemnik gdy jest on w odpowiednim położeniu, dają wysoce nieelastyczny układ wykrywający, chyba że stosuje się wiele przełączników a układ podatny jest na zużycie i zanieczyszczenie. Również układy oparte na zazębianiu się pasujących struktur, jak na przykład europejski opis patentowy EP 549 694 są nieelastyczne, niedokładne i łatwe do oszukania i do pewnego stopnia specjalne cechy kluczowe zawarte są na części nabojowej, niezgodnie ze standardowymi pojemnikami. Znane zasady wydają się być wysoce wyspecjalizowane', łatwo poddające się manipulacji i nie dające się dostosować do komplementarnego odczytu informacji.

    Zgodnie z tym istnieje potrzeba układu wykrywającego zdolnego do sprostania różnym zapotrzebowaniom szczególnie w medycznych urządzeniach dostarczających, a równocześnie będącego kompatybilnym z typowymi ograniczeniami w tych zastosowaniach. Choć niniejszy wynalazek ma ogólniejsze zastosowanie, zostanie głównie opisany na tym tle.