本發(fā)明涉及一種用于附接于便攜式液體注射裝置的裝置。具體而言，本發(fā)明的裝置用于附接于所謂的胰島素筆。

此外，本發(fā)明涉及一種包括本發(fā)明的裝置的便攜式液體注射裝置，特別是胰島素筆。

背景技術(shù)：

許多藥物必須非腸道地輸注，因為它們不被充分再吸收或在胃腸道中被破壞。典型的實例包括縮氨酸藥物像胰島素。因此，在下文中，本發(fā)明在胰島素筆的背景下描述，但其擴展至其它藥物輸送裝置和藥物。

這些藥物的藥理半衰期通常非常短，使得需要每日注射多次。因此，通常注射由患者自己執(zhí)行，而非經(jīng)訓(xùn)練的醫(yī)學專業(yè)人員。例如，依賴胰島素的糖尿病患者需要以按食物攝入和身體活動調(diào)整的可變劑量每天注射多次。

為了使這些頻繁的可變劑量的自我輸注舒適，引入了藥物輸送裝置，其容易使用并且典型地包括儲存器，以及柱塞、皮下注射針和定量機構(gòu)。用于此類裝置的典型實例稱為"胰島素筆"。由于過量和欠量兩者可導(dǎo)致包括死亡的嚴重健康問題，故這些筆是重要的醫(yī)療裝置。因此，那些裝置主要地保持非常可靠并且不依靠例如電池充電?，F(xiàn)今市場上的大多數(shù)胰島素筆具有嚴格機械定量機構(gòu)。

盡管這些注射筆便于所需的多次注射，但對于患者而言，保持確定所需胰島素劑量調(diào)整的所有參數(shù)的記錄為困難且麻煩的。甚至保持注射時間和劑量自身的跟蹤變成苛刻的任務(wù)，因為典型的藥物輸送裝置不包括用于數(shù)據(jù)通信的器件或存儲器。因此，并非不常見的是患者記不起日常生活中的注射的劑量、時間或純粹事實。過量或漏掉輸注的嚴重后果因此不為不常見的情況，并且威脅這些患者的健康和生命。

此外，患者可在一天期間使用一個、兩個或甚至三個不同的筆。用于劑量模式的典型實例如下：在早上，患者將用他/她的第一支筆來注射一定劑量的長效胰島素。在一天期間，他/她還在各餐之前使用不同的筆注射多個劑量的速效胰島素。時間和劑量典型地對于同一患者而言從一天到一天是相似的。偏離該模式將為危險的?？墒褂缅e誤的筆/胰島素類型，或者注射錯誤劑量，或者忘記注射或重復(fù)注射。

在現(xiàn)有技術(shù)中，de-a1-102004040441公開了一種方法，其用于確定包括至少兩個電極的安瓿中的物質(zhì)的填充水平，由此填充水平通過測量由所述至少兩個電極形成的至少一個冷凝器的容量來確定。根據(jù)該公布，電極直接地位于包括安瓿的注射裝置中，或者優(yōu)選地，電極位于安瓿上，具體是集成到安瓿中。

結(jié)果，de-a1-102004040441的公開需要將電子設(shè)備集成到注射裝置中，使得裝置更復(fù)雜且易故障。例如，注射裝置的功能將取決于充電電流或充電電源的可用性，并且因此將不如具有機械定量機構(gòu)的經(jīng)典注射裝置(例如，胰島素筆)可靠。

wo-a1-2013138830描述了一種用于胰島素筆的基于電容式nfc(近場通信)的填充水平傳感器。該公布基于用于確定如de-a1-10004040441中所示的安瓿中的胰島素的填充水平的相同技術(shù)原理。出于該目的，至少兩個電極位于安瓿上或直接在保持安瓿的筆的部分內(nèi)。

wo-a1-2013138830中公開的發(fā)明尤其由允許測量值經(jīng)由nfc傳輸至外部數(shù)據(jù)通信單元的兩個天線的存在來限定。

us-a1-20140018733公開了一種用于經(jīng)皮液體定量裝置如胰島素筆的可替換的帽。帽本體還包括通入帽本體的內(nèi)部中并且收納控制單元的腔開口，該控制單元包括計時器單元、開關(guān)機構(gòu)和計時器顯示單元。帽本體(包括計時器單元、開關(guān)機構(gòu)和計時器顯示單元的控制單元)的內(nèi)部的該特定設(shè)計假定有助于使用者確定是否輸注給定劑量。us-a-20140018733關(guān)于對應(yīng)物質(zhì)的施加量和定量裝置中的物質(zhì)的(剩余)填充水平無記載。

us-a1-20020096543公開了一種在外部安裝在常規(guī)注射筆帽上的便攜式控制裝置，其包含無接觸式近程傳感器，其位于帽的一側(cè)上，以探測金屬針、胰島素安瓿或在筆中實施的電子標簽的存在/除去。控制裝置還包括發(fā)射器，其與控制臺通信，以控制有色光的系統(tǒng)來作為對患者的反饋和提示。公開的實施例使用和學習復(fù)雜，并且可需要丟棄或適應(yīng)已經(jīng)由患者使用的現(xiàn)有胰島素輸送系統(tǒng)。該公開不適合于實現(xiàn)跟蹤施加劑量所需的胰島素安瓿內(nèi)容物的精確、靈敏和可再現(xiàn)的讀出，因為其并未將電場均一地施加穿過整個胰島素容器，并且也不包括用以調(diào)整所述電場的不均一性或干擾的器件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明具有克服論述的現(xiàn)有技術(shù)的描述的局限性的目的。本發(fā)明將產(chǎn)生注射裝置(具體是胰島素筆)的任何使用者容易地確定注射裝置的藥物儲存器的填充狀態(tài)而沒有該裝置的復(fù)雜構(gòu)造并且沒有改變現(xiàn)有裝置的使用的可能性。具體而言，將可能的是確定來自不同提供者的具有不同構(gòu)造的注射裝置的藥物儲存器的填充水平。

本發(fā)明提供了一種用于附接于便攜式液體注射裝置的裝置(附接裝置)，其中所述裝置設(shè)計成完全地包圍注射裝置的藥物儲存器。此外，所述裝置具有至少兩個平傳導(dǎo)電極，其使得電場能夠橫跨注射裝置的藥物儲存器的一部分(特別是整個容積)施加。

用語"平"意思是電極(與它們的實際形狀或設(shè)計無關(guān))相比于它們的其它兩個大小具有低高度或厚度。優(yōu)選地，所述平電極具有圓柱形表面節(jié)段的形狀，其具有實際電極本體的低高度或厚度。

具體而言，便攜式液體注射裝置為所謂的胰島素筆，即，用于注射胰島素用于治療糖尿病的便攜式液體注射裝置。

電場將橫跨注射裝置的藥物儲存器的整個容積盡實際均勻且均一地施加。特別重要的是，藥物儲存器的整個容積由所述電場覆蓋，因為未由場穿透或僅由場的弱部分穿透的容積的任何部分將不被精確地測量。所述電場將優(yōu)選用于確定藥物儲存器中的物質(zhì)的填充水平，特別是激素，例如，胰島素(或分別地，包含所述物質(zhì)的溶液)。

可測量的電容變化相當小，例如，優(yōu)選在亞微微法拉到亞毫微微法拉的范圍中。此外，信噪比將由于電容器中和測量電子裝置中的不可避免的熱噪音而相當小。因此，本公開描述了可靠地、可重復(fù)地且精確地測量那些微小電參數(shù)來避免低至優(yōu)選小于10μl、5μl、1μl或甚至0.5μl的統(tǒng)計誤差的誤差的手段，該誤差可影響藥物儲存器中的填充水平的確定。

相比于由現(xiàn)有技術(shù)提供的方法，用于附接于便攜式液體注射裝置的(單獨)裝置用于確定藥物儲存器的填充水平。在一個實施例中，該單獨的裝置可具有保護帽的形式，替換了與裝置一起供給的標準保護帽。因此，注射裝置自身的構(gòu)造和使用不需要改變用于確定藥物儲存器的填充水平。不需要單獨的裝置添加至筆或其保護帽，避免了處理附加裝置的需要。相反，裝置將替換已經(jīng)屬于筆并且與筆一起供給的保護帽。用于理解或使用注射裝置的單獨說明或單獨培訓(xùn)不為必要的。僅本發(fā)明的裝置用于向注射裝置的使用者(患者或保健專家)提供過去注射的劑量和時間的完整記錄歷史，而不需要任何使用者輸入。

已知的是，室溫下的水的介電常數(shù)為空氣的近似80倍，并且至少比玻璃或塑料高一個數(shù)量級。因此，阻抗緊隨藥物容器中的水的體積。針可保持在筆儲存器上用于阻抗測量。

具體而言，電極(用于激勵電場)是長形電極，其中優(yōu)選地，這些(區(qū)域)電極的最長大小提供成與注射裝置的軸線平行，特別是與胰島素筆的縱軸線平行。

如上文限定的，根據(jù)本發(fā)明，至少兩個(激勵)電極是必要的。因此，根據(jù)本發(fā)明，有可能使用至少3個，例如3、5或7個電極。優(yōu)選地，對應(yīng)數(shù)量的電極沿本發(fā)明裝置的圓周以規(guī)則距離分布，例如，3個電極以120°偏移位于圓柱形圓周表面上。

關(guān)于本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實施例，電極成對提供，特別是沿裝置的圓周，用于形成電容器。這導(dǎo)致了總數(shù)為2n的電極，其中n≥1，其中n優(yōu)選在1到10之間。

因此，所述成對的電極形成電容器，其中藥物儲存器為介電層的一部分，并且因此橫過藥物儲存器的ac(交流電)電場可施加，并且所述電容器的阻抗可確定。

(激勵)電極和/或電極對可按如下方式幾何地布置和/或電氣地切換，使得允許電場橫跨藥物儲存器(藥物容器)沿多個旋轉(zhuǎn)方向垂直于注射裝置的軸線，特別是呈筆形式的注射裝置的縱軸線施加，以便抵消任何非均一電場中的藥物容器的非對稱位置。

本發(fā)明的該方面將隨后更詳細說明。

具體而言，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是，本發(fā)明的裝置以如下方式設(shè)計成使得電極(優(yōu)選電極對)可按如下方式單獨地切換，使得電ac場垂直于注射裝置的軸線橫跨藥物儲存器，優(yōu)選垂直于處于不同角(至少處于分開90°的兩個角)的筆狀裝置的縱(大體上旋轉(zhuǎn))軸線。該方面也將隨后更詳細論述。

因此，在本發(fā)明中，不需要的是(激勵)電極關(guān)于藥物儲存器機械地非常準確地定位和定向。換言之：關(guān)于本發(fā)明的裝置，旋轉(zhuǎn)、軸向和側(cè)向公差在本發(fā)明的裝置附接于便攜式液體注射裝置時是可接受的。令人驚訝地，本發(fā)明中不需要的是，電極定位成接近藥物容器，或者電極在離藥物容器的固定距離處，或者用于阻抗測量的電場幾乎只聚焦穿過藥物容器。作為替代，相對大體積的電場繞過藥物容器，并且容許了電極與藥物容器的距離的大公差。令人驚訝地，經(jīng)由本發(fā)明中的施加電場的阻抗的測量為精確且可重復(fù)的，足以測量低至1μl的液體體積，優(yōu)選低至0.1μl的精度。在0.1u/μl的濃度下的典型胰島素筆中，其轉(zhuǎn)變成0.1到0.01u的精度(其中u為物質(zhì)的量的國際單位，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的)。

如上文所述，本發(fā)明的裝置是用于附接于便攜式液體注射裝置，特別是用于附接于所謂的胰島素筆的(單獨)裝置。因此，本發(fā)明的裝置可例如呈套筒形式，其附接于注射裝置用于完全地包圍注射裝置的藥物儲存器。關(guān)于這些實施例，套筒具有至少兩個平傳導(dǎo)電極，使得電場能夠橫跨藥物儲存器施加。關(guān)于這些實施例，套筒可推到胰島素筆上，并且定位在保持藥物儲存器(例如，用于胰島素)的筆的部分上。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的裝置呈帽形式，特別是呈胰島素筆的帽形式。用語"帽"意思是待附接于注射裝置(優(yōu)選胰島素筆)的任何(單獨)構(gòu)件，其覆蓋(并且通常保護)注射裝置的另一個關(guān)鍵構(gòu)件或部分，例如，用于注射對應(yīng)的物質(zhì)的針。關(guān)于胰島素筆，帽通常覆蓋針以及筆的藥物儲存器的至少一部分。本發(fā)明的該方面將隨后更詳細說明。

根據(jù)本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的裝置是可替換的。這意味著裝置可以可逆地附接于注射裝置，即，裝置可反復(fù)地從注射裝置除去和附接于注射裝置(如果需要)。

此外，優(yōu)選的是，本發(fā)明的裝置具有關(guān)于(激勵)電極位于裝置的遠側(cè)上的外電氣護罩。此類護罩用作法拉第籠，保護電極免受外部干擾，并且避免由位于裝置外的因素引起的任何阻抗變化。

此外，本發(fā)明的裝置包括電路，(激勵)電極尤其連接于該電路。本發(fā)明的裝置，特別是電路包括至少一個電池(非可再充或可再充的)。另外，根據(jù)本發(fā)明，其它電源是可能的。

在本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施例中，至少一個附加的保護電極提供至本發(fā)明的裝置。此類保護電極優(yōu)選地連接于單獨的供電電路，并且保持在等于激勵電極的電勢下。此類保護電極在阻抗電極之間聚焦電場來迫使其穿過藥物儲存器。

所述保護電極保持在與前文提到的激勵電極相同的電勢下，但通常使用單獨的電源電路。關(guān)于附加保護電極的該布置，有可能將電場聚焦到藥物儲存器的期望容積中。在該背景下，優(yōu)選的是，保護電極(也)如上文關(guān)于(激勵)電極已經(jīng)說明那樣成對提供。將隨后更詳細地論述本發(fā)明的所有這些方面。

此外，根據(jù)本發(fā)明，阻抗測量電路可提供至本發(fā)明的裝置。關(guān)于該電路，執(zhí)行阻抗測量，優(yōu)選使用5到50khz的頻率和0.2到30v(伏特)的峰到峰電壓下的正弦或矩形ac激勵。

阻抗測量優(yōu)選執(zhí)行鎖定測量，以便只在期望頻率和相位下測量信號。

阻抗測量電路優(yōu)選包括電容補償電路，用于驅(qū)趕雜散電容，因此最小化由雜散電容引起的測量電路中的交變電流，并且增大信噪比。

此外，本發(fā)明的裝置優(yōu)選地包括柔性印刷電路板(pcb)。此類pcb可容易地集成到本發(fā)明的裝置中作為用于所有必要設(shè)備的基底，其例如不僅包括所有電路，而且包括此類pcb上的電極。

因此，優(yōu)選的是，所述柔性pcb適應(yīng)于套筒狀或帽狀構(gòu)件，其中優(yōu)選地，所述柔性pcb模制或安裝到所述套筒狀或帽狀構(gòu)件中。

此外，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是，裝置包括至少一個顯示器。

在本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的裝置設(shè)計成替代現(xiàn)有胰島素筆的至少一個現(xiàn)有帽。這意味著本發(fā)明的裝置一方面包括根據(jù)本發(fā)明必要的所有裝備(包括電極)，但另一方面在所有其它設(shè)計元件中對應(yīng)于現(xiàn)有胰島素筆的現(xiàn)有帽。換言之：本發(fā)明表示對現(xiàn)有胰島素筆的特許添加。本發(fā)明的裝置可生產(chǎn)成配合市場上的任何胰島素筆。其允許使用者如以前那樣手持筆，而沒有干擾或改變使用者程序。具體而言，批準的液體注射裝置不改變，劑量機構(gòu)和其顯示器不受干擾，并且手持/使用程序仍不變。

如上文所述，本發(fā)明的主要方面在于確定注射裝置的藥物儲存器的填充狀態(tài)。然而，利用本發(fā)明的裝置檢測的阻抗變化可不僅僅用于確定藥物儲存器的填充狀態(tài)?？筛鶕?jù)電子數(shù)據(jù)處理器中的至少一個算法檢測的那些變化還可用于檢測在胰島素筆的使用或手持中典型的以下狀態(tài)或活動中的至少一個，即：

注射(對應(yīng)于藥物儲存器的填充狀態(tài)中的變化)，

本發(fā)明的裝置從液體注射裝置除去，特別是帽(除去帽)，

將本發(fā)明的裝置附接于液體注射裝置，特別是帽(再加帽)，

檢查本發(fā)明的裝置中的剩余(液體)藥物，特別是帽(例如，檢查污染)，

檢查所謂的空射(airshot)(注射裝置/其針的填裝(priming))，

檢測典型用于注射和/或空射的藥物(溶液)體積的減少，

檢測典型用于再填充程序和/或?qū)⑿伦⑸溲b置(特別是筆)插入到本發(fā)明的裝置(特別是帽)中的藥物(溶液)體積的增加，

檢測典型用于外部操縱的阻抗的暫時變化，例如，檢測本發(fā)明的裝置附近的人體組織，

檢測關(guān)聯(lián)于溫度變化的阻抗的變化。

此外，本發(fā)明的裝置可包括以下特征中的至少一個，即：

通電機構(gòu)，其僅在開啟包圍本發(fā)明的裝置的包裝時觸動，

所謂的簧片觸點，

滾動穿過對應(yīng)顯示器上的至少一個數(shù)據(jù)庫的按鈕，

至少一個存儲器單元，

至少一個計時器單元，

至少一個溫度補償單元，

至少一個usb(通用串行總線)或?qū)?shù)據(jù)傳遞至外部計算機或移動計算器的任何其它有線的通信單元，

將數(shù)據(jù)傳遞至外部計算機或移動計算器的至少一個無線通信單元，例如，藍牙。

在本發(fā)明的其它優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的裝置由連接在一起來形成裝置(特別是帽)的至少兩個部分構(gòu)成。在該背景下，優(yōu)選的是，本發(fā)明的裝置包括兩個部分。

優(yōu)選地，至少一個腔形成在用于保持裝置的其它構(gòu)件(例如，用于保持電池、顯示器或其它單元像計時器單元)的部分之間。

本發(fā)明的裝置優(yōu)選由塑料材料制成，特別是由注射模制形成的塑料材料。

此外，優(yōu)選的是，本發(fā)明的裝置包括用于固定的器件，尤其是用于將裝置可逆地固定于另一個物件，并且因此保持裝置，特別是關(guān)于該另一個物件附接于注射裝置的裝置。優(yōu)選地，此類器件呈口袋夾形式。

如已經(jīng)描述的，本發(fā)明的裝置可包括腔，其為用于電池或另一電源的隔間。優(yōu)選地，此類隔間具有將電池或另一電源保持就位的蓋。

如已經(jīng)提到的，本發(fā)明的裝置可包括至少一個顯示器。優(yōu)選地，此類顯示器為液晶顯示器(lcd)，特別是四位數(shù)字lcd。

最后，本發(fā)明包括便攜式液體注射裝置，特別是胰島素筆，其包括如上文所述的本發(fā)明的裝置，其中優(yōu)選地，所述本發(fā)明的裝置附接于注射裝置，特別是胰島素筆。

在其各種實施例中，本發(fā)明的裝置向便攜式液體注射裝置(特別是胰島素筆)的使用者帶來一定數(shù)量的益處。

如已經(jīng)說明的，用于患者劑量模式的典型實例如下：

在早上，患者將用他/她的第一支筆來注射一定劑量的長效胰島素。在一天期間，他/她還在各餐之前注射多個劑量的速效胰島素。時間和劑量對于同一患者典型地從一天到一天是相似的。偏離該模式將為危險的?？墒褂缅e誤的筆，或者注射錯誤劑量，或者忘記注射或重復(fù)注射。在所有那些錯誤情況中，具有最新數(shù)據(jù)(例如，關(guān)于藥物儲存器的填充水平)并且理想地知道典型的日常劑量模式的本發(fā)明的裝置可認識到偏離并且警告患者?；颊呖山又鵀榱私ㄗh而聯(lián)系他的醫(yī)生，或者輸注葡萄糖或胰島素用于校正誤差，因此避免低血糖性休克或危險的高血糖狀態(tài)。在具有例如長效和速效胰島素的兩個不同的筆的該情況中，將使用兩個本發(fā)明的裝置，一個分別在各個筆上。兩個裝置可無線地通信，以便接收和調(diào)查包括來自另一個筆的劑量信息的完整劑量信息。一個裝置可為具有附加特征像顯示器等的主機，而另一個裝置可為變體，如從動裝置。

在另一個實施例中，裝置可與第三裝置通信，例如，智能電話或血糖儀，并且包括報警功能的劑量模式邏輯可接著還在第三裝置中實施。

在其它優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的裝置包括智能特征，即，裝置包含微處理器和算法，它們可認識到并且自動知道用于給定患者的時間和劑量的典型模式。作為備選，典型模式可編程到裝置以及報警閾值中，例如，通過無線數(shù)據(jù)通信。此外，由該患者使用的空射模式(在注射來填裝和測試皮下注射針之前將少量胰島素噴入空氣中)將為可編程的。裝置將包含運行算法的微處理器，該算法分析劑量和時間，并且在偏離他的典型劑量模式時使用報警特征警告患者。裝置包括用于聲學、光學或振動警告和警報的器件。

如提到的，經(jīng)常地，患者使用兩個或更多個不同的注射筆，其分別包含至少長效(筆a)和速效胰島素(筆b)。本發(fā)明的裝置接著可包括特征為鑰匙鎖機構(gòu)的器件。匹配裝置將保持在筆上，并且僅允許帽a配合到筆a，以及帽b配合到筆b，排除了混淆具有不同類型的胰島素的兩支筆。前述鑰匙鎖機構(gòu)可包括塑料環(huán)或套筒，其永久地保持在筆上，并且包含確保將正確的帽僅配合到其相應(yīng)的筆的幾何特征。

因此，多個不同的裝置可用在具有不同類型的胰島素的不同的筆上。這些裝置之間的無線通信可確保正確的筆在正確的時間和劑量下使用，并且偏離正確的劑量和時間模式將觸發(fā)警報。

此外，患者的生物計量識別可由例如帽或附加裝置上的指紋傳感器提供，以排除混淆或篡改屬于患者的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另外的優(yōu)點和特征將從連同所附權(quán)利要求的附圖的以下描述變得清楚。獨立的特征可在本發(fā)明的一個實施例中單一地或單獨地組合實現(xiàn)。附圖僅用于圖示和更好理解本發(fā)明，并且不理解為以任何方式限制本發(fā)明。

附圖說明

附圖示意性地示出：

圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的胰島素筆和其帽，

圖2為便攜式液體注射裝置的藥物儲存器，其中電極集成到藥物儲存器的表面中，并且其示為電容器(兩者在截面視圖中)，

圖3為包圍胰島素筆的藥物儲存器的本發(fā)明的裝置，并且其圖示在電容器圖中(兩者在截面視圖中)，

圖4為包圍胰島素筆的藥物儲存器的另一個本發(fā)明的裝置，其中提供兩對電極(在截面視圖中)，

圖5為具有附加保護電極的另一個本發(fā)明的裝置，

圖6為本發(fā)明的裝置可如何用于檢查污染的圖示，

圖7為本發(fā)明的裝置可如何用于檢測裝置附近的人體組織的圖示，

圖8為本發(fā)明的裝置可如何由于本發(fā)明的裝置外的不均一或干擾的電場而易受來自外界擾亂的干擾的圖示，

圖9為本發(fā)明的裝置處的非均一或干擾的電場可如何避免和/或經(jīng)由附加保護電極補償?shù)膱D示，

圖10為另一個本發(fā)明的裝置，其中使用了柔性pcb(在截面視圖中)，

圖11為根據(jù)本發(fā)明的位于柔性pcb上的本發(fā)明的裝置的主要構(gòu)件，以及

圖12為具有鑰匙鎖機構(gòu)的胰島素筆和其帽，該鑰匙鎖機構(gòu)可關(guān)于本發(fā)明的裝置實施。

具體實施方式

在圖1中，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的典型胰島素筆1。如早先提到的，胰島素筆用于注射胰島素用于治療糖尿病。如公知的，胰島素是由胰腺產(chǎn)生的激素。其對于調(diào)節(jié)體內(nèi)的碳水化合物和脂肪新陳代謝而言為重要的。

根據(jù)圖1的胰島素筆1具有在其一端處的針2，以及在另一端處的用于促動注射的按鈕3。此外，在圖1中，示出了劑量旋鈕4和劑量窗口5。

此外，胰島素筆1具有容納待注射到患者中的胰島素的藥物儲存器6。該藥物儲存器的填充水平/填充狀態(tài)應(yīng)當根據(jù)本發(fā)明來監(jiān)測。

根據(jù)圖1的胰島素筆1還具有帽7，其根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用于覆蓋筆的部分，該部分包括針和藥物儲存器。

圖2示出了液體注射裝置11(例如，胰島素筆)的實施例，其中兩個電極12緊密地布置或集成到藥物儲存器13中，藥物儲存器13至少部分地填充有呈液體形式的藥物14。

如早先論述的，兩個電極12形成電容器15，其中藥物溶液14是該電容器中的介電材料的大部分。

圖2的左側(cè)上的視圖示出了現(xiàn)有技術(shù)的注射裝置的實施例(在截面視圖中)，并且圖2中的右側(cè)視圖示出了對應(yīng)的電容器(也在截面視圖中)。根據(jù)該實施例，該電容器的電容是c2，其為總電容。

相比于圖2，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例。

在圖3的左側(cè)上的視圖中，用于胰島素筆的帽21在截面視圖中示出。該帽21具有包圍胰島素筆的藥物儲存器23的兩個平傳導(dǎo)電極22。優(yōu)選地，電極呈圓柱形表面節(jié)段的形狀。藥物儲存器23至少部分地填充有胰島素24(在水溶液中)。

如可從圖3所見，兩個電極22為長形電極，其提供成平行于胰島素筆的縱軸線。兩個電極22包圍藥物儲存器23，并且它們使得電場能夠橫跨胰島素筆的藥物儲存器23施加。

從圖3的左側(cè)視圖清楚的是，相比于圖2的實施例(左側(cè)視圖)，兩個電極22遠離藥物儲存器23。然而，有可能測量由藥物儲存器23中的藥物24的填充水平的變化引起的電容的差異。

此外，在圖3的左側(cè)視圖中，場線25和它們的圖案在該視圖中示意性地示出。

在圖3的右側(cè)上的視圖中，示出了有助于根據(jù)圖3(圖26)的實施例的總電容的電容器。圖3的右側(cè)上的圖示對應(yīng)于圖3的左側(cè)上的實施例的截面視圖。

用于取決于貢獻的電容器的總電容(ctotal)的方程也在圖3中再現(xiàn)。參照圖3的公開，必須提到的是，待測量的總電容通常相當小，即，其在亞微微法拉到亞毫微微法拉的范圍中。此外，當電容c2變化時，信噪比相當小，即，此類變化在毫微微法拉的范圍中。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例。該實施例是如下問題的優(yōu)選解決方案，其中在電極放置成離藥物儲存器相當遠(例如，放置在胰島素筆的帽中)并且雜散電容為大且可變的時，通常必須考慮旋轉(zhuǎn)和側(cè)向公差。

因此，根據(jù)圖4的實施例，用于胰島素筆的帽31具有包圍藥物儲存器33的四個傳導(dǎo)電極32，藥物儲存器33至少部分地填充有呈液體形式的胰島素34。

四個電極32的設(shè)置還可備選地描述為包圍對應(yīng)的胰島素筆的藥物儲存器的兩對的兩個電極的設(shè)置。

根據(jù)圖4的實施例的重要優(yōu)點在于，電極32可組合(切換)來在不同旋轉(zhuǎn)角下施加電場。這些不同角下的對應(yīng)測量值(讀數(shù))可數(shù)學地組合，優(yōu)選平均化。結(jié)果，旋轉(zhuǎn)和側(cè)向公差，與導(dǎo)致胰島素容器的恒定填充水平下的電容變化的非均一場一起可由這些測量排除，并且容器的填充水平可被準確地確定，而替代那些公差。

圖4中也示出了該途徑。在左側(cè)上，兩個上電極32和兩個下電極32分別電氣地組合而連接于單個操作放大器的輸入或輸出，并且對應(yīng)的場線35沿垂直方向延伸。在圖4的右側(cè)上的視圖中，左側(cè)上的兩個電極32和右側(cè)上的兩個電極32組合，并且因此，電場的場線36水平地延伸。

圖5中示出了本發(fā)明的又一個實施例。根據(jù)該實施例，帽41具有兩個傳導(dǎo)電極42和兩個(附加)保護電極43。一方面的電極42和另一方面的保護電極43兩者都使用單獨的電源電路。該事實由圖5中的操作放大器符號圖解地示出，即，圖5的頂部和底部上的兩個操作放大器用于兩個電極42，并且圖5的左側(cè)和右側(cè)上的兩個操作放大器用于保護電極43。

如可從圖3的左側(cè)上的視圖所見，電場在左側(cè)上和右側(cè)上的兩個電極22之間的間隙中相當不均一。該不均一性可通過使用根據(jù)圖5的保護電極43來最小化。保護電極43引入到具有兩個傳導(dǎo)電極43的實施例中，以將電場聚焦到包圍胰島素筆的藥物儲存器的期望容積中(藥物儲存器在圖5中未示出)。保護電極43保持在與激勵(傳導(dǎo))電極相同的電勢下，然而使用單獨的電源電路。

圖5中經(jīng)由場線44示出了具有最小化的不均一性的所得電場。

圖6示出了在液滴偶然地置于藥物儲存器外(例如，帽中)時的情形。此類微滴可為現(xiàn)在在藥物儲存器外的藥物微滴或來自另一液體(例如，水)的微滴。

本發(fā)明可通過微差測量來解決該問題，該微差測量關(guān)于附接于胰島素筆的本發(fā)明的帽和關(guān)于本發(fā)明的帽單獨地進行。

在該背景下，上視圖示出了其中具有其電極52的帽51附接于胰島素筆的情形。在該情況下，帽51完全地包圍藥物儲存器中的藥物53。然而，帽51還包圍(附加)微滴54。

在該布置中，第一測量通過施加電場來進行。

此后，帽上的附加測量單獨地進行，即，在帽51從胰島素筆卸下之后。因此，僅附加的微滴54有助于該測量。藥物儲存器中的藥物53并未有助于該第二測量。該情形在圖6的底部處的視圖中示出。

通過比較兩個測量結(jié)果，例如，通過從第一測量結(jié)果"減去"微滴的貢獻，則可確定胰島素筆的藥物儲存器中的真實填充水平。

圖7示出了如下問題的解決方案，其中存在從電極陣列外對電場的干擾影響。該影響還可由(外部)液體引起或例如由人體組織像手指引起。

為了解決該問題，附加護罩62可提供在本發(fā)明的帽61中的電極63外。因此，由圖7中的場線64代表的電場將不被來自外側(cè)的影響所影響。

圖8示出了如下問題的解決方案，其中由用于胰島素筆的帽中的傳導(dǎo)電極提供的電場可在所述帽的開口端處為不均一的或受干擾。該問題可根據(jù)圖8的實施例解決，其中護罩72在帽71的內(nèi)表面與帽中的電極73之間放置到帽71中。護罩72可為設(shè)在帽71中的單獨的裝置，或者例如還可為帽71的內(nèi)表面上的涂層。

根據(jù)圖8的實施例，存在帽71中的電極73之上的護罩72的縱向重疊。該事實在圖8的左側(cè)上示出。

此外，根據(jù)圖8，還存在電極73在儲存器的縱向延伸部之上的重疊，這也在圖8的左側(cè)上示出。

換言之：根據(jù)圖8的實施例，設(shè)在帽中的護罩72比設(shè)在帽71中的電極73"更長"，并且電極73比進入帽71的開口端的方向的藥物儲存器的延伸部"更長"。通過這些手段(單獨地或組合地)，帽71的開口端處的電場的不均一性(圖8的視圖中的左側(cè))和/或?qū)λ幬锶萜鞯奶畛錉顟B(tài)的電容確定的它們的影響可最小化。

圖9中示出了用于解決本發(fā)明的帽的開口端處的場不均一性或場干擾的問題的另一個措施。此處，作為實例，人的手指位于場不均一性中，其可影響電極82之間的測得的阻抗(見圖8)。

作為解決方案，圖9示出了實施例，其中帽81(具有附加的護罩或沒有)不僅包括(激勵)電極82，而且包括保護電極83。這些保護電極83將電場在電極82之間聚焦在帽81的開口端處(圖9的視圖中的左側(cè))。保護電極83確保藥物儲存器的整個容積由電場包圍，并且該場在其開口端處不雜散出帽(圖9中的左側(cè))。如已經(jīng)說明的，保護電極83供給有與相應(yīng)(激勵)電極82相同但來自單獨電路的電壓。因此，電極82之間的用于測量的所得電場聚焦到此類測量所需的容積中。

本發(fā)明的再一個實施例在圖10中示出。此處，示出了柔性印刷電路板(pcb)91。該柔性pcb91卷繞成圓柱形形狀。此類形狀完美地設(shè)計成分別配合于套筒狀或帽狀構(gòu)件，或此類構(gòu)件的內(nèi)部形式。優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)像柔性pcb91可模制或安裝到此類構(gòu)件中。

電極92設(shè)在柔性pcb91的一個表面上。在另一個實施例中，它們還可設(shè)在柔性pcb的兩個表面或中間層上。在該背景下，四個電極示為在柔性pcb91的此類表面上。電極92可為(激勵)電極或保護電極，如早先已經(jīng)說明的。如果柔性pcb91適應(yīng)于或模制/安裝到帽狀構(gòu)件中，則電極92形成可包圍胰島素筆的藥物儲存器的電極陣列。

也如早先提到的，至少一個電路的另外的構(gòu)件可設(shè)在柔性pcb91上。

此外，圖11示意性地公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的概視圖。對應(yīng)的構(gòu)件(優(yōu)選設(shè)在柔性pcb上)必要地包括電極，在圖11的實施例的情況中，四個電極。此外，需要至少一個電路來將電能提供至電極并且測量至少總電容。如果適合，則提供又一個電路用于附加保護電極。

此外，構(gòu)件可包括(外)電護罩，以及萬一，至少一個顯示器。

此外，提供了至少一個電源，特別是電池或蓄電池。

最后，在圖12中，示出了胰島素筆和其帽，其中實施了如上文已經(jīng)描述的鑰匙鎖機構(gòu)。此類鑰匙鎖機構(gòu)包括兩個部分，其與彼此匹配或配合在一起，像鑰匙和其鎖，以使排除了例如混淆具有不同類型胰島素的兩支筆。此類鑰匙鎖機構(gòu)可關(guān)于已經(jīng)描述的本發(fā)明的裝置的所有實施例實施。

為了簡單起見，胰島素筆和其帽具有與根據(jù)圖1的胰島素筆和其帽相同的附圖標記。因此，圖12示出了胰島素筆1和其帽7，其中胰島素筆1具有在其一端處的針2，以及在另一端處的用于促動注射的按鈕3。此外，在圖12中，示出了劑量旋鈕4和劑量窗口5。胰島素筆1的藥物儲存器以附圖標記6示出。

根據(jù)圖12，帽7具有在右側(cè)處的其開口端處的特征形式。該特征形式7與永久地位于胰島素筆1上的環(huán)或套筒8的特征形式匹配。只有帽7的開口端的特征形式配合到帽1上的套筒8的對應(yīng)特征形式中，才有可能將根據(jù)圖12的帽7附接在根據(jù)圖12的胰島素筆1上。如果不存在配合或匹配，則胰島素帽的使用者將認識到他或她顯然使用了錯誤的帽來用于對應(yīng)的胰島素筆。