(57)【要約】  本発明は、人に液状の薬剤を投与するための薬剤注射器に関する。この注射器は、液体（１２）が充填され、一端において液体（１２）投与用の開口部（１１）を有する容器（１）を備え、容器（１）の外側領域、特に壁に、互いに向かい合って配置された少なくとも１対の容量性の測定電極であって、測定電極間の中間領域にあるそれぞれの媒体の誘電率を測定する測定電極を備え、前記測定電極は、容器の充填度を決定するのに本発明による注射器に使用される。測定電極を、鞘状に包囲する電気遮蔽部材（３）が、容器（１）の周囲に配置され、静電容量に基づく測定に対する外部の妨害を及ぼし得る影響、例えば接触による影響を低減させる。加えて、測定値を無効であるとして示すことのできる接触センサ（５）が備わっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体（１２）が充填される容器（１）であって、一端において、液体（１２）を投与するための開口部（１１）を有する前記容器と、
容器（１）の外側領域に、特に容器の壁に接して、互いに向かい合って配置された少なくとも１対の容量性の測定電極（２１、２２）であって、測定電極の間の中間領域に位置するそれぞれの媒体の誘電率を測定する測定電極とを、
備えた液体（１２）、特に液状の薬剤を人に投与する投与装置。
【請求項２】
測定電極（２１、２２）及び容器（１）を、鞘状に、包囲する電気遮断部材（３）を特徴とする請求項１に記載の投与装置。
【請求項３】
測定電極（２１、２２）及び容器（１）を、鞘状に、包囲するカバーキャップ（９）を特徴とする請求項１又は２に記載の投与装置。
【請求項４】
電気遮断部材（３）が、カバーキャップ（９）に組み込まれているか、又はカバーキャップ（９）の表面に取り付けられていることを特徴とする請求項２及び３の何れか１に記載の投与装置。
【請求項５】
カバーキャップ（９）の壁が、測定電極（２１、２２）を包囲しており、カバーキャップ（９）の外壁又は外面が、少なくとも５ｍｍ、特に少なくとも１ｃｍの測定電極からの距離を有するか、及び／又は測定電極（２１、２２）への接近と接触を防止することを特徴とする請求項３に記載の投与装置。
【請求項６】
液体（１２）と測定電極（２１、２２）との間の領域には、電気遮蔽部材（３）が設けられていないこと、及び／又は
電気遮蔽部材（３）は、半径方向に、測定電極（２１、２２）から距離を置いていること、及び／又は
電気遮蔽部材（３）は、導体トラックの形態をした導体（３２、３３、３４）が被覆されたフィルム（３１）として構成され、このフィルムは、特に、容器（１）に巻き付けられている又は容器（１）を囲んで配置されていることを、
特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載の投与装置。
【請求項７】
導体（３２、３３、３４）が、ループなしに及び／若しくは閉じた導体ループなしに構成されるか、並びに／または導体（３２、３３、３４）が、最大で５ｍｍ、特に０．１ｍｍ〜３ｍｍの幅と、最大で３ｍｍ、特に１０μｍ〜１５０μｍの厚さを有していることを、特徴とする請求項６に記載の投与装置。
【請求項８】
通信制御装置（６１）、測定電極（２１、２２）間の静電容量を決定する複数の静電容量測定装置、コンピュータユニット（６）、及び／又は測定電極（２１、２２）によって測定された測定値若しくは測定値から導かれる値、特に充填度の値（Ｆ）を送信するアンテナ（６２）が、フィルム（３１）に配置され、フィルム（３１）に配置されたこれらのユニットが、好ましくは、半導体チップの共通のハウジング内に組み込まれていることを、特徴とする請求項６及び７の何れか１に記載の投与装置。
【請求項９】
３個の別々の導体（３２、３３、３４）がフィルム（３１）上に形成され、第１の導体（３２）及び第２の導体（３３）が、互いに入り込む櫛形導体として構成され、第３の導体（３４）が、蛇行形状で、２個の櫛形導体（３２、３３）の間にあることを特徴とする請求項６〜８の何れか１に記載の投与装置。
【請求項１０】
２個の向かい合う測定電極（２１、２２）が、静電容量測定装置（４１）に接続され、静電容量測定装置（４１）によって測定された静電容量値（Ｃ１）が、好ましくは、コンピュータユニット（６）に送られ、このコンピュータユニットは、測定された静電容量値（Ｃ１）に基づいて、所定の保存された較正機能により、容器（１）内の液体（１２）の充填度（Ｆ）を決定し、その出力において前記充填度を利用可能にすることを特徴とする請求項１〜９の何れか１に記載の投与装置。
【請求項１１】
３個の導体（３２、３３、３４）のうちの１個、特に櫛形導体として形成された第２の導体（３３）が、静電容量測定装置（４１）のアースコネクタに接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の投与装置。
【請求項１２】
電気遮蔽部材（３）の外側又は電気遮蔽部材の領域内に配置された接触センサ（５）、特に容量性の接触センサを備え、好ましくは、接触センサ（５）が、電気遮蔽部材（３）の第１の櫛形導体（３２）と蛇行形状の導体（３４）を、センサ電極として備えている請求項１〜１１の何れか１に記載の投与装置。
【請求項１３】
接触センサ（５）のセンサ電極が、さらに別の静電容量測定装置（４４）に接続され、好ましくは、さらに別の静電容量測定装置（４４）によって測定されたさらに別の静電容量値（Ｃ’）が、コンピュータユニット（６）に送られ、コンピュータユニット（６）は、測定されたさらに別の静電容量値（Ｃ’）が、所定の閾値（Ｔ）を越えた場合には、コンピュータユニットによって決定された充填度（Ｆ）の送信を差し止めるか、又はその充填度を無効とみなすことを特徴とする請求項１２に記載の投与装置。
【請求項１４】
容器（１）が、開口部（１１）の領域を除いて、一定の内側横断面を有する内部容積を有し、容器（１）を仕切って封止し容器内にある液体（１２）を封入するプランジャ（１３）が備わっており、前記プランジャの外側横断面が、容器（１）の内部容積の横断面に対応しており、プランジャー（１３）が、開口部（１１）の方に進められると、液体（１２）が、開口部（１１）を通って容器（１）から投与されるよう、前記プランジャが、容器（１）の内側に可動に配置されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１に記載の投与装置。
【請求項１５】
追加の測定電極（２３、２４；２５、２６）の複数の対が、容器（１）に配置され、特に追加の測定電極（２３、２４；２５、２６）の各対に関し、追加の測定電極（２３、２４；２５、２６）のそれぞれの対の下流に配置された各々の追加の静電容量測定装置（４２、４３）が設けられ、前記追加の静電容量測定装置は、測定した静電容量値（Ｃ２、Ｃ３）をコンピュータユニット（６）に出力することを特徴とする請求項１〜１４の何れか１に記載の投与装置。
【請求項１６】
互いに割り当てられて対になった測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）が各々、容器（１）の周方向において、互いに向かい合って、特に正反対に互いに向かい合っており、特にプランジャ（１３）の進行方向において同じ高さにあることを特徴とする請求項１〜１５の何れか１に記載の投与装置。
【請求項１７】
それぞれ隣接する測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）の対が、プランジャ（１３）の進行方向に間隔を置いて配置されること、及び／又はプランジャ（１３）の進行方向における測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）の幅が、プランジャの進行方向（Ｖ）におけるプランジャ（１３）の幅に対応することを特徴とする請求項１６に記載の投与装置。
【請求項１８】
測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）が、容器（１）の外面に、広がりを持って配置され、特に、長方形、三角形、台形、若しくは平行四辺形の形状を有すること、及び／又は
対になって互いに割り当てられた測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）のうちの２個が、それぞれ、容器（１）の外側領域、特に容器（１）の外壁に配置された２個の互いに入り込む櫛形導体によって形成されていることを、
特徴とする請求項１〜１７の何れか１に記載の投与装置。
【請求項１９】
容器（１）の外側で、容器（１）と電気遮蔽部材（３）との間に、測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）が配置された支持体が配置され、支持体は、好ましくは、容器（１）に接しているか、及び／又は
測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）が、容器（１）に接する支持体の壁に配置され、特に投与装置（１００）のハウジングの一部分が、支持体として形成されているか、又は支持体がハウジングに連結されていることを、
特徴とする請求項１〜１８の何れか１に記載の投与装置。
【請求項２０】
下流に配置されたアンテナ（６２）を備えた通信制御装置（６１）が、コンピュータユニット（６）に接続され、特に、アンテナ（６２）が電気遮蔽部材（３）の外側領域に又は電気遮蔽部材（３）に直に配置されているが、電気遮蔽部材（３）とは電気的に導通した態様では接続されていないことを特徴とする請求項１〜１９の何れか１に記載の投与装置。
【請求項２１】
カバーキャップ（９）が、複数の電気的接触部を有しており、電気的接触部は各々、容器（１）の測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）のうちの１個と電気的に導通した態様で、特にカバーキャップ（９）に配置された接続接触部（９１、９２、９３、９４、９５、９６）を介して接続されることを特徴とする請求項３〜２０の何れか１に記載の投与装置。
【請求項２２】
電気遮蔽部材（３）、導体（３１、３２、３３）、静電容量測定装置（４１、４２、４３）、さらに別の静電容量測定装置（４４）、コンピュータユニット（６）、通信制御装置（６１）、アンテナ（６２）、及び／又は電圧源が、カバーキャップ（９）に組み込まれていることを特徴とする請求項２１の投与装置。
【請求項２３】
カバーキャップ（９）が、容器（１）の開口部（１１）の領域に、カバーキャップ（９）を通して液体を投与するための貫通凹部（９９）を有しており、必要に応じ、液体（１２）に接触している注射針（１０３）が前記凹部を通って誘導されるか、
カバーキャップ（９）が、容器（１）及び、特に、液体（１２）に接触している注射針（１０３）を包囲しているか、
カバーキャップ（９）が、容器（１）及び／若しくは容器（１）に隣接するハウジングの一部（１０９）に、特に１回以上着脱可能な態様で、連結可能であるか、並びに／又は
カバーキャップ（９）が、注射針（１０３）の端部において開いているスリーブの形態に構成されていることを、
【請求項２４】
支持体（２００）には、覗き穴（１０８）が設けられ、覗き穴（１０８）通して液体（１２）を目視することができ、必要に応じ、カバーキャップ（９）が、覗き穴（１０８）の領域に、さらに別の覗き穴（９８）を有し、覗き穴（９８）を通して液体（１２）を目視できるか、及び／又は
カバーキャップ（９）の外側領域に表示ユニット（９０）が備えられ、前記表示ユニットは、特に、容器内の液体の充填度を示すことを、
特徴とする請求項１〜２３の何れか１に記載の投与装置。
【請求項２５】
複数の測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）を有し、液体が充填される容器（１）を覆って遮蔽するカバーキャップであって、
カバーキャップ、特にカバーキャップの内側に配置された、測定電極（２１、２２；２３、２４；２５、２６）に電気的に接触する接続接触部（９１、９２、９３、９４、９５、９６）と、
接続接触部（９１、９２、９３、９４、９５、９６）に接続された少なくとも１個の静電容量測定装置（４１、４２、４３）とを、
備えているカバーキャップ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のカバーキャップであって、カバーキャップの内側又はカバーキャップの表面上で延び、特に、さらに別の静電容量測定装置（４４）に接続された電気遮蔽部材（３）を特徴とするカバーキャップ。
【請求項２７】
単数若しくは複数の静電容量測定装置及び／又はさらに別の静電容量測定装置の下流に配置されたコンピュータユニット（６）と、
必要に応じ、コンピュータユニット（６）の下流に配置された、特に接続されたアンテナ（６２）を有する通信制御装置（６１）を、
特徴とする請求項２５又は２６に記載のカバーキャップ。
【請求項２８】
カバーキャップ上又はカバーキャップ内に配置された電圧源であって、静電容量測定装置（４１、４２、４３）、必要に応じ、さらに別の静電容量測定装置（４４）、コンピュータユニット（６）並びに／又は通信制御装置（６１）に接続され、これらに電気エネルギーを供給する電圧源を特徴とする請求項２５〜２７の何れか１に記載のカバーキャップ。
【請求項２９】
特に、容器（１）の開口部（１１）の領域に配置された貫通凹部（９９）が設けられ、カバーキャップ（９）を通じた液体の投与が行われること、及び／又は
カバーキャップ（９）が、スリーブの形態に構成されていることを、
特徴とする請求項２５〜２８の何れか１に記載のカバーキャップ。
【請求項３０】
カバーキャップ（９）が、容器（１）又は容器に連結されたハウジングの一部分（１０９）に、着脱可能な連結、特に何回も着脱可能な連結ができるように構成されていることを特徴とする請求項２５〜２９の何れか１に記載のカバーキャップ。
【請求項３１】
カバーキャップ及び容器（１）の内側にある液体を、外側から通して目視できるようにする覗き穴（９８）と、
特に、容器の内部の液体（１２）の充填度を示す表示ユニット（９０）が、カバーキャップ（９）の外側領域に設けられることを、
特徴とする請求項２３〜３０の何れか１に記載のカバーキャップ。
【請求項３２】
特に請求項１〜２４の何れか１に記載の投与装置（１００）に配置された容器（１）内の充填度（Ｆ）を測定し確認する方法において、
特に外側電気遮蔽部材（３）を備えた容器（１）の外側領域に互いに向かい合って配置された少なくとも１対の測定電極（２１、２２）が、静電容量測定用に設けられており、
２個の測定電極（２１、２２）間の静電容量（Ｃ１）が測定され、測定された静電容量（Ｃ１）に基づいて、所定の較正機能に従い充填度値（Ｆ）が決定される方法であって、
測定電極（２１、２２）の外側領域で、電気遮蔽部材（３）の領域に、特に電気遮蔽部材（３）に配置された導体（３３、３４）を用いて、さらに別の静電容量（Ｃ’）を測定すること、
さらに別の静電容量（Ｃ’）を、閾値（Ｔ）と比較すること、及び
さらに別の静電容量（Ｃ’）が、閾値（Ｔ）よりも低い場合にのみ、充填度値（Ｆ）を有効であるとみなすことを、
特徴とする方法。
【請求項３３】
充填度値（Ｆ）及び／又は充填度値（Ｆ）の有効性に関するメッセージが、符号化電磁データ送信により、特に負荷変調により、外部のデータ通信装置に送信されることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
複数対、特に３対の測定電極（２１〜２６）の静電容量（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が各々測定され、これらの静電容量に基づいて充填度値（Ｆ）が決定され、互いに割り当てられて対になった測定電極が、容器（１）の外側領域で互いに向かい合っていることを特徴とする請求項３２又は３３に記載の方法。
【請求項３５】
ａ）個々の対の測定電極（２１〜２６）間の静電容量（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を成分として含む基準ベクトル（Ｖｒｅｆ）を各々、複数の充填度（Ｆ）に対して与え、
ｂ）それぞれの充填度（Ｆ）を、これらの基準ベクトルの一つに各々割り当て、
ｃ）個々の測定した静電容量（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有するベクトル（Ｖｍｅｓｓ）を決定し、
ｄ）ベクトル（Ｖｍｅｓｓ）からの距離、特にユークリッド距離が最も小さい複数の基準ベクトル（Ｖｒｅｆ）を探し求め、
ｅ）工程ｂ）で見出した基準ベクトル（Ｖｒｅｆ）に適用されたとき、これらの基準ベクトル（Ｖｒｅｆ）に割り当てられたそれぞれの充填度（Ｆ）をもたらす補間機能を形成し、
ｆ）補間機能を、ベクトル（Ｖｍｅｓｓ）に適用し、結果を充填度として用いる
ことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の公知要件事項部に記載の液体、特に液状の薬剤を人に投与する投与装置に関する。また、本発明は、請求項２５の公知要件事項部に記載のカバーキャップに関する。さらに、本発明は、請求項３２の公知要件事項部に記載の容器の充填度を測定し確認する方法に関する。
【０００２】
本発明は、特に、医療分野において、例えば、医用工学、製薬技術、生命工学、医療介護、研究などにおいて、薬剤の患者への投与をモニタするのに用いることができる。
【背景技術】
【０００３】
先行技術には、投与した液体の量又は投与装置にある液体の量が静電容量に基づいて測定される種々の液体投与装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、静電容量に基づく充填度の検知作業において、機能不良を効果的に認識し、静電容量に基づく充填度の測定結果の無効化を容易にすることである。さらに、本発明の目的は、可能な限り良好で信頼性のある結果を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
冒頭で述べたタイプの投与装置に関しては、本発明は、請求項１の特徴要件事項部に記載の特徴により、この目的を達成する。
【０００６】
さらに、冒頭で述べたタイプのカバーキャップに関しては、本発明は、請求項２５の特徴要件事項部に記載の特徴により、この目的を達成する。
【０００７】
さらに、冒頭で述べたタイプの方法に関しては、本発明は、請求項３２の特徴要件事項部に記載の特徴により、この目的を達成する。
【０００８】
本発明によれば、液体、特に液状の薬剤を人に投与する投与装置において、以下の構成要素が備わっている。
【０００９】
液体が充填される容器であって、一端において、液体を投与するための開口部を有する前記容器、及び
容器の外側領域に、特に容器の壁に、互いに向かい合って配置された少なくとも１対の容量性の測定電極であって、測定電極の間の中間領域にあるそれぞれの媒体の誘電率を測定する測定電極。本発明によれば、容器内の液体の充填度の安定した正確な決定が得られる。
【００１０】
測定電極は、容器の周囲に配置された電気遮蔽部材によって包囲されているのが好ましい。測定過程の間に容器に接触することによる静電容量の影響によって生じる機能不良が、本発明により、効果的に防止される。特に、本発明による手段により、人の手による測定電極への接触又は人の手若しくは他の導電性の物体による測定電極の領域における電場の歪曲が、充填度測定値における変化をもたらすのを防止することができる。
【００１１】
測定電極及び容器を、鞘状に、包囲するカバーキャップにより、測定電極の好ましい保護が得られる。
【００１２】
電気遮断部材を、カバーキャップに組み込んで又はカバーキャップの表面に付して、測定電極の機械的及び電気的に有効な保護を同時に達成してもよい。
【００１３】
そのほか、カバーキャップの壁が測定電極を包囲し、カバーキャップの外壁又は外面が、少なくとも５ｍｍ、特に少なくとも１ｃｍの測定電極からの距離を有するか、及び／又は測定電極への接近と接触を防止することにより、同じ目的を達成してもよい。
【００１４】
好ましくは、電気遮蔽部材を、導電性の材料からなる導体トラックを被覆したフィルムとして構成してもよい。好ましい実施の形態では、このフィルムは、容器の周囲に配置されるか、容器に巻き付けられるか、及び／又は容器を包囲している。こうした電気遮蔽部材は、測定結果の歪曲を、特に好ましく防止する。
【００１５】
液体と測定電極との間の領域には電気遮蔽部材を設けないことで、好適な測定結果を得てもよい。
【００１６】
電気遮蔽部材を、半径方向に、測定電極から距離を置いて設け、電気遮蔽部材からの影響の結果として、測定結果が損なわれるのを防止してもよい。
【００１７】
電気遮蔽部材を、導体トラックの形態をした導体を被覆したフィルムであって、特に容器に巻き付けられ、好ましくは、静電容量測定回路、コンピュータユニット、特に半導体チップの形態をした通信制御装置、及びアンテナが配置されたフィルムとして構成し、電気遮蔽を向上させると同時に、電気遮蔽部材の領域における又はフィルム上での、半導体チップとアンテナの固定を容易にしてもよい。
【００１８】
導体を、ループなしに及び／又は閉じた導体ループなしに構成し、外部のデータ通信装置によって生じ、アンテナとの無線通信を阻害する電磁場の変化を防止すると同時に、測定電極の良好な電気的遮蔽を促進してもよい。
【００１９】
導体が、最大で５ｍｍ、特に０．１ｍｍ〜３ｍｍの幅と、最大で３ｍｍ、特に１０μｍ〜１５０μｍの厚さを有することにより、良好な電気遮蔽効果を得てもよい。
【００２０】
通信制御装置、測定電極間の静電容量を決定する複数の静電容量測定装置、コンピュータユニット、測定電極によって測定された測定値若しくは測定値から導かれる値、特に充填度の値を送信するアンテナが、フィルムに配置され、フィルムに配置されたこれらのユニットが、好ましくは、半導体チップの共通のハウジング内に組み込まれることにより、容器内の充填度の把握が、電子的に好ましく実施される。
【００２１】
３個の別々の導体がフィルム上に形成され、第１の導体及び第２の導体が、互いに入り込む櫛形導体として形成され、第３の導体が、蛇行形状で、２個の櫛形導体の間にあることにより、接触検知に用いることのできる電気遮蔽部材の特に好ましい形態が構成されると同時に、さらに、電気遮蔽部材に取り付けられたアンテナとの無線通信を容易にしている。
【００２２】
容器内部の液体の充填度を測定する好ましい手段では、２個の向かい合う測定電極が、静電容量測定装置に接続されている。
【００２３】
静電容量測定装置によって測定された静電容量値が、コンピュータユニットに送られ、このコンピュータユニットは、測定された静電容量値に基づいて、所定の保存された較正機能により、容器内の液体の充填度を決定し、その出力において前記充填度を利用可能にすることにより、充填度を容易に決定してもよい。
【００２４】
３個の導体のうちの１個、特に櫛形導体として形成された第２の導体が、静電容量測定装置のアースコネクタに接続されていることにより、良好な電気遮蔽効果を有する特に有効な電気遮蔽が得られる。
【００２５】
電気遮蔽部材の外側又は電気遮蔽部材の領域内に配置された接触センサ、特に容量性の接触センサを設けることにより、接触又は静電容量測定値の歪曲を、良好に検知できるようにしてもよい。
【００２６】
生産技術の観点から製造が容易な変更形態では、接触センサが、電気遮蔽部材の第１の櫛形導体と蛇行形状の導体を、センサ電極として備えている。
【００２７】
ここで、接触センサのセンサ電極が、さらに別の静電容量測定装置に接続され、好ましくは、さらに別の静電容量測定装置によって測定されたさらに別の静電容量値が、コンピュータユニットに送られ、コンピュータユニットは、測定されたさらに別の静電容量値が、所定の閾値を越えた場合には、コンピュータユニットによって決定された充填度の送信を差し止める又はその充填度を無効とみなすことにより、接触を検知してもよい。
【００２８】
液体を受け容れる容器であって、容易に排液することができ、充填度を容易に測定することのできる好ましい容器では、容器が、開口部の領域を除いて、一定の内側横断面を有する内部容積を有し、容器を仕切って封止し容器内にある液体を封入するプランジャが備わっており、前記プランジャの外側横断面が、容器の内部容積の横断面に対応しており、プランジャが、開口部の方に進められると、液体が、開口部を通って容器から投与されるよう、前記プランジャが、容器の内側に可動に配置される。
【００２９】
追加の測定電極の複数の対が、容器に配置され、特に追加の測定電極の各対に関し、追加の測定電極の対の下流に配置された各々の追加の静電容量測定装置が設けられ、前記追加の静電容量測定装置は、測定した静電容量値をコンピュータユニットに出力することにより、充填度を、より正確に測定してもよい。
【００３０】
正確な充填度の測定を促進する好ましい電極の配置では、互いに割り当てられて対になった測定電極が各々、容器の周方向において、互いに向かい合って、特に正反対に互いに向かい合っており、特にプランジャの進行方向において同じ位置すなわち同じ高さにある。
【００３１】
ここでさらに、それぞれ隣接する測定電極の対が、プランジャの進行方向に間隔を置いて配置されること、及び／又はプランジャの進行方向における測定電極の幅が、プランジャの進行方向におけるプランジャの幅に対応することにより、検知の精度を上げてもよい。
【００３２】
簡単な構成を有する測定電極の好ましい実施の形態では、
測定電極が、容器の外面に、広がりを持って配置され、特に、四辺形、三角形、台形、若しくは平行四辺形の形状を有している、及び／又は
互いに割り当てられて対になった測定電極のうちの２個が、容器の外側領域、特に容器の外壁に配置された２個の互いに入り込む櫛形導体によってそれぞれ形成されている。
【００３３】
測定電極が配置された支持体が、容器の外側で、容器と電気遮蔽部材との間に配置され、支持体は、好ましくは、容器に接しているか、及び／又は
測定電極が、容器に接する支持体の壁に配置され、特に、投与装置のハウジングの一部分が、支持体として形成されているか、又は支持体がハウジングに連結されていることにより、容器の簡単な交換を促進してもよい。
【００３４】
決定された充填度は、外部の通信装置に送られるのが、好ましい。ここで、下流に配置されたアンテナを備えた通信制御装置が、コンピュータユニットに接続されていてもよい。より場所をとらない構成では、アンテナが電気遮蔽部材の外側領域に又は電気遮蔽部材に直に配置されているが、電気遮蔽部材とは電気的に導通した態様では接続されていないことが好ましい。
【００３５】
充填度を測定するための、必要に応じて、充填度を表示する再使用可能なカバーキャップを備えた簡単な構成を有する投与装置では、カバーキャップが、複数の電気的接触部を有しており、電気的接触部は各々、容器の測定電極のうちの１個と電気的に導通した態様で、特にカバーキャップに配置された接続接触部を介して接続される。
【００３６】
生産技術の面から見た簡単な解決策では、電気遮蔽部材、導体、静電容量測定装置、さらに別の静電容量測定装置、コンピュータユニット、通信制御装置、アンテナ及び／又は電圧源が、カバーキャップに組み込まれている。
【００３７】
カバーキャップが、容器の開口部の領域に、カバーキャップを通して液体を投与するための貫通凹部を有しており、必要に応じ、液体に接触している注射針が前記凹部を通って誘導されるか、
カバーキャップが、容器及び、特に、液体に接触している注射針を包囲しているか、
カバーキャップが、容器及び／若しくは容器に隣接するハウジングの一部に、特に何度も着脱可能な態様で、連結可能であるか、及び／又は
カバーキャップが、注射針の端部において開いているスリーブの形態に構成されていることにより、
カバーキャップと投与装置の本体との間の良好な保持関係を促進してもよい。
【００３８】
覗き窓が、支持体に設けられ、覗き窓を通して液体を目視することができ、必要に応じ、カバーキャップが、覗き窓の領域に、さらに別の覗き窓を有し、さらに別の覗き窓を通して液体を目視できること、並びに／又は
表示ユニットが、カバーキャップの外側領域に備えられ、特に、容器内の液体の充填度を示すことにより、
投与中及び／若しくは測定過程中に容器を観察できるように、及び容器内にある液体の生じ得る濁り又は異物を認めることができるようにしてもよい。
【００３９】
さらに、本発明は、複数の測定電極を有し、液体が充填される容器を覆って遮蔽するカバーキャップに関し、前記カバーキャップは、
カバーキャップ、特にカバーキャップの内側に配置された、測定電極に電気的に接触する接続接触部と、
接続接触部に接続された少なくとも１個の静電容量測定装置とを、
備えている。
【００４０】
こうした再利用可能なカバーキャップを使用すると、異なる支持体内の異なる容器の複数の測定を保証することができる。特に、複数の容器を備えたセットの場合には、全ての支持体に関して、測定装置を複数回実施することを防止することができる。
【００４１】
特に好ましい構成は、カバーキャップの内側又はカバーキャップの表面上で延びる電気遮蔽部材を備え、前記電気遮蔽部材は、特に、さらに別の静電容量測定装置に接続されている。
【００４２】
直接カバーキャップにより、データの自動的なさらに別の処理が可能な好ましいカバーキャップが、以下の
単数若しくは複数の静電容量測定装置及び／又はさらに別の静電容量測定装置の下流に配置されたコンピュータユニットと、
必要に応じ、コンピュータユニットの下流に配置された、特に接続されたアンテナを有する通信制御装置とを、
備えている。
【００４３】
好ましくは、カバーキャップ上又はカバーキャップ内に配置された電圧源であって、静電容量測定装置、必要に応じ、さらに別の静電容量測定装置、コンピュータユニット並びに／又は通信制御装置に接続され、これらに電気エネルギーを供給する前記電圧源を備えていてもよい。
【００４４】
カバーキャップを貫通する連続的な、特に、容器の開口部の領域に配置された凹部が設けられ、カバーキャップを通じた液体の投与が行われること、及び／又は
カバーキャップが、一端が開いたスリーブの形態に構成されていることにより、
容器からの液体の投与を容易にしてもよく、好ましい。
【００４５】
カバーキャップが、容器又は容器に連結されたハウジングの一部分に、着脱可能な連結、特に何回も着脱可能な連結ができるように構成されていることにより、カバーキャップの複数回の使用を確保してもよい。
【００４６】
カバーキャップ及び容器の内側にある液体を、外側から通して目視できるようにする覗き窓を設けることにより、投与中及び／又は測定過程中に、容器を観察できるようにしても及び容器内にある液体の生じ得る濁り又は異物を認めることができるようにしてもよい。
【００４７】
こうする代わりに、又は付加的に、特に、容器の内部の液体の充填度を示す表示ユニットを、カバーキャップの外側領域に設けてもよい。
【００４８】
さらに、本発明は、特に本発明による投与装置に配置された容器内の充填度を測定し確認する方法において、
容器の外側領域に互いに向かい合って配置され、特に外側電気遮蔽部材を備えた少なくとも１対の測定電極が、静電容量測定用に設けられており、
２個の測定電極間の静電容量が測定され、測定された静電容量に基づいて、所定の較正機能に従い充填度値が決定される、
方法に関する。
【００４９】
本発明によれば、こうした方法が、
測定電極の外側領域で、電気遮蔽部材の領域に、特に電気遮蔽部材に配置された導体を用いて、さらに別の静電容量を測定すること、
さらに別の静電容量を、閾値と比較すること、及び
さらに別の静電容量が、閾値よりも低い場合にのみ、充填度の値が有効であるとみなされることを、
を有している。
【００５０】
こうした方法を用いると、人が測定電極に若しくは測定電極の領域において電気遮蔽部材に接触することにより、又は人が歪曲を引き起こすのに十分なほど測定電極の近くに接近したことにより、決定した充填度値が歪曲されたか否かをチェックするのが容易である。
【００５１】
充填度値及び／又は充填度値の有効性に関するメッセージが、符号化電磁データ送信により、特に負荷変調により、外部のデータ通信装置に送信されることにより、充填度を正確に決定してもよい。
【００５２】
同じ目的で、複数対、特に３対の測定電極の静電容量が各々測定され、これらの静電容量に基づいて充填度値が決定され、互いに割り当てられて対になった測定電極が、容器の外側領域で互いに向かい合っていてもよい。
【００５３】
特に正確な検知が、
ａ）個々の対の測定電極間の静電容量を成分として含む基準ベクトルを各々、複数の充填度に対して与え、
ｂ）それぞれの充填度を、これらの基準ベクトルの一つに各々割り当て、
ｃ）個々の測定した静電容量を有するベクトルを決定し、
ｄ）この決定したベクトルからの距離、特にユークリッド距離が最も小さい複数の基準ベクトルを探し求め、
ｅ）工程ｂ）で見出した基準ベクトルに適用されたとき、これらの基準ベクトルに割り当てられたそれぞれの充填度をもたらす補間機能を形成し、
ｆ）補間機能を、決定したベクトルに適用し、結果を充填度として用いる
ことにより促進される。
【００５４】
本発明の複数の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による投与装置の第１の実施の形態の側面図を示している。
【図２】アンプルの形態をした、全体が満たされた容器の一例の側面図を示している。
【図３】部分的に空になった容器の側面図を示している。
【図４】全体が空になった容器の側面図を示している。
【図５】別の実施の形態である３対の測定電極を有する容器を示している。
【図６】１対の測定電極を有する本発明の第２の実施の形態を示している。
【図７】櫛形に配置された１対の測定電極を有する本発明の他の実施の形態を示している。
【図８】櫛形に配置された３対の測定電極を有する本発明の別の実施の形態を示している。
【図９ａ】別の実施の形態である斜めに延びる電極を有する容器を示している。
【図９ｂ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図９ｃ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図９ｄ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１０ａ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１０ｂ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１０ｃ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１０ｄ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１１ａ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１１ｂ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１１ｃ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１１ｄ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１２ａ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１２ｂ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１２ｃ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１２ｄ】斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図１３】本発明による装置の代表的な実施の形態を、断面図Ｂ−Ｂで示している。
【図１３ａ】図１のＺで示す箇所の詳細を示している。
【図１４】容器内の充填度を測定する装置と、決定した充填度を外部のデータ通信装置に送信する装置の、２個の装置を示している。
【図１５】容器内の充填度を測定する装置と、決定した充填度を外部のデータ通信装置に送信する装置の、２個の装置の別の形態を示している。
【図１６】導体が配置されたフィルムの形態をした遮蔽部材の一例を示している。
【図１７】図１５に示す実施の形態における容器を空にする際の個々の部分静電容量の理論曲線を示している。
【図１８】接触検知が、さらに行われる図１４に示す実施の形態を示している。
【図１９】接触検知が、さらに行われる図１５に示す実施の形態を示している。
【図２０】カバーキャップを備えた本発明のさらに別の実施の形態を示している。
【図２１】図２０に示す実施の形態の外観を示している。
【図２２ａ】図１０ａに対応する、斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図２２ｂ】図１０ｂに対応する、斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図２２ｃ】図１０ｃに対応する、斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図２２ｄ】図１０ｄに対応する、斜めに延びる電極を有する容器の別の実施の形態を示している。
【図２３】図２０に示す容器の一部の細部を示している。
【図２４】図２０に示す本発明の実施の形態の断面図を示している。
【図２５】図２０に示す本発明の実施の形態の断面図を示している。
【図２６】遮蔽部材なしで対処する本発明の別の実施の形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図１は、本発明による投与装置の一実施の形態の側面図を示している。図示の本発明による投与装置１００は、液状の薬剤１２が充填される容器１を有している。この実施の形態では、液状の薬剤１２として、インシュリンが使用されているが、他の液状の薬剤１２、例えば、ホルモン剤（例えば成長ホルモンなど）、バイオ薬剤又は生殖医療における治療手段の範囲内で用いる薬剤を、容器１に充填し、その後、同様の仕方でそれらの薬剤を投与することも可能である。
【００５７】
本発明による投与装置１００は、鉛筆又はペンの形状を有しており、容器１内にある液体１２を投与する際に、患者が楽に手に持つことができる。容器１は、カートリッジ又はアンプルの形態を有しており、本発明による投与装置１００の端部領域１０２に配置されている。
【００５８】
容器１は、図２に詳細に示されており、本発明による投与装置１００の、この端部領域１０２にある一端において液体１２を投与するための開口部１１を有している。反対側の端において、容器１は、移動させることのできる態様で容器１内に装着されたプランジャ１３を有している。このため、容器１は、開口部１１の領域を除いて、一定の横断面を有する内部容積を有している。プランジャ１３は、容器１内にある液体１２が、容器１内にしっかりと封入され、開口部１１を通じてのみ出ることができるように開口部１１の反対側から、容器１を封止している。この代表的な実施の形態では、容器１の内部領域とプランジャ１３は、円状の横断面を有し、実質的に円筒状の内部壁又は外部壁を備えている。プランジャ１３を、容器１内に押し込む又は容器１内を前進させると、容器１内にある液体１２は、開口部１１を通って容器１から出ることができる。プランジャ１３を、開口部１１の方向に進めると、液体１２は、開口部１１を通って容器１から投与される。しかしながら、図２に示すように、容器１の開口部１１は、使用前は、液体１２が容器１から出ることがないよう、封止部材１４によって封止されている。
【００５９】
図３は、液体１２の一部が、開口部１１を通って注射針１０３を経由して投与された後の図２に示す容器１を示している。
【００６０】
図４は、液体１２が、開口部１１を通り注射針１０３を経由して、容器１から全部出された後の図２に示す容器１を示している。図３及び図４の説明図において、プランジャ１３は、中間位置及び最終位置のそれぞれにある、すなわち、容器１は、部分的に（図３）又は全体が（図４）空である。プランジャ１３の後ろの領域１５には、空気がある。さらに、本発明による投与装置１００は、容器１の開口部１１の領域に注射針１０３を有しており、前記注射針は、第１に、封止部材１４を貫通して容器１内に突き出ており、第２に、投与装置１から突出している。
【００６１】
図１に示すように、この代表的な実施の形態における注射針１０３は、本発明による投与装置１００にねじ止めされたハウジング１０４に取り付けられている。本発明による投与装置１００は、ハウジング１０４の鏡像反転の形態を有する適合する雌ねじに螺合する雄ねじ１０５を有している。図３に示すように、プランジャ１３を、開口部１１の方向に移動させると、容器１の内部にある液体を、開口部１１及び注射針１０３を通じて、それぞれの患者に投与することができる。本発明による投与装置１００のハウジングは、２個の覗き穴１０８を有することにより、容器１内にある残りの液体１２の充填度Ｆを、視覚的に測定できるようにしているか、又は液体１２において生じ得る濁り若しくは異物を認めることができるようにしている。
【００６２】
さらに、本発明による投与装置１００は、調節ユニット１０６を有しており（図１参照）、この調節ユニットにより、プランジャ１３の或る一定の前進、それに対応して、或る一定量の投与する液体１２を、予め設定することができる。投与する液体１２の量を設定した後、推進要素１０９が、患者がアクチュエータユニット１０７に圧力をかけることにより、容器１のプランジャ１３に押しつけられる。プランジャ１３は、容器１内に押し込まれ、容器１内にある液体１２は、注射針１０３を通って患者に投与される。推進要素１０９は、プランジャ１３の進行方向Ｖに対する逆戻り、すなわち、開口部１１から遠ざかって後戻りしないようにされているので、プランジャ１３は、開口部１１の方向にしかさらに動かすことができない。
【００６３】
図５に示すような３対の測定電極を備えた容器１を用いるのが、特に好ましい。容器１は、図５に示すように、３対の測定電極２１〜２６を有している。全ての測定電極２１〜２６は、容器１の外側領域に配置されており、この場合には、容器１の外壁に配置されている。本発明の、この好適で代表的な実施の形態では、互いに割り当てられた２個の測定電極２１〜２６は、何れの場合にも、容器１の外壁上で互いに向かい合わせになっており、周方向に間隔を置いて設けられている。互いに割り当てられた測定電極２１〜２６の個々の対は、互いにプランジャ１３の進行方向Ｖに間隔を置いて設けられている。第３の対の測定電極２５、２６は、容器１の開口部１１から最も離れている。第１の対の測定電極２１、２２は、開口部１１の最も近くにある。第２の測定電極対の測定電極２３、２４は、プランジャ１３の進行方向Ｖに見て、第１の対の測定電極２１、２２と第３の対の測定電極２５、２６との間にある。測定電極２１〜２６は、容器１の外壁の領域で、広がっている。図５に示す代表的な実施の形態では、測定電極２１〜２６は、長方形の形状を有している。測定電極２１〜２６は、プランジャ１３の進行の全範囲にわたって延びている。複数の測定電極対を用いる場合、一つの測定電極対のプランジャ１３の進行方向Ｖにおける拡がりが、プランジャの進行方向Ｖにおけるプランジャ１３の拡がりに適合するのが好ましい。
【００６４】
しかしながら、代わりに、他の電極形状、例えば円状又は櫛状の電極形状を測定電極２１〜２６に用いてもよい。複数対の測定電極対２１〜２６の使用は、細長い容器１の場合には、液体量すなわち液体充填度の正確な測定を行う観点では、原則として好ましいが、特に短い又は小さい容器１の場合には、必須ではない。図６に示す容器１の別の代表的な実施の形態では、細長く、プランジャが進行する全範囲にわたって延びる具体的な構成を有する１対の測定電極２１、２２だけが備わっている。２個の測定電極２１、２２は、プランジャ１３の進行方向Ｖの観点において同じ高さすなわち同じ位置で、周側面上で互いに向かい合っている。
【００６５】
さらに、別の形状の測定電極２１〜２６を用いることもできる。好ましい一実施の形態では、測定電極２１〜２６は、櫛形電極、すなわちすだれ状電極として構成されている。これらの測定電極は２１〜２６は、対になって互いに割り当てられており、測定電極２１、２２；２３、２４；２５、２６の歯が互いに入り込むように割り当てられた櫛形構造を有している。図７及び図８に示すように、櫛形電極は、一対の測定電極を有する構成（図７）にも、数対の測定電極２１、２２；２３、２４；２５、２６を有する構成にも、どちらにも使用することができる。
【００６６】
用途に応じて、いろいろな寸法を有する測定電極２１〜２６を備えて、容器１内の充填度Ｆの特に好ましい測定を容易にすることもできる。平行四辺形又は三角形の測定電極２１〜２６の使用は特に好ましく、平行四辺形又は三角形の測定電極は、特に好ましくは、プランジャの進行方向Ｖ、すなわち容器１の長手方向の軸線に対して角度をなして、例えば４５°の角度をなして延びる分離領域２７によって、互いに隔てられている。こうした構成の場合には、滑らかな推移が生じるので、特に正確な充填度Ｆの測定が可能になる。図９ａ〜図１２ｄは、平行四辺形又は三角形の測定電極２１〜２６の間の進行方向Ｖに対して角度をなす分離領域２７を有する四つの異なる実施の形態を示している。さらに、これらの実施の形態では、何れの場合にも、互いに割り当てられた対の測定電極２１、２２；２３、２４；２５、２６を互いに隔てる容器の長手方向の軸線と平行な分離領域２８が設けられている。
【００６７】
全てのこれらの測定電極構成に関して、測定電極２１〜２６の間の静電容量によって、容器１の充填度Ｆを推断することができる。本発明は、投与装置において、測定電極２１〜２６の外側の電場に対する電気遮蔽部材３を、容器１の周囲に鞘のような態様で配置することにより、できる限り正確な、個々の静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の測定を促進し、したがって、容器１の充填度に関する推断を引き出すことができる。図１３は、容器１の断面図を示しており、この断面図は、電気遮蔽部材３、測定電極２１、２２、容器の壁及び容器１内部の液体１２を示している。電気遮蔽部材３は、人が本発明による投与装置１００に触れて又は本発明による投与装置１００に接近して、その結果、測定電極２１、２２に広がる電場の状態を変えても、測定電極２１、２２間で測定される静電容量が、歪曲されない又は無視できる程度にしか歪曲されないようにしている。本発明の第１の代表的な実施の形態では、電気遮蔽部材３は、導電性材料からなるフィルム、例えば、５０μｍの厚さを有する銅のフィルムとして形成され、この導電性材料からなるフィルムは、容器１と容器に接する測定電極２１、２２の周囲に、鞘のような態様で巻き付けられている。測定電極２１、２２と電気遮蔽部材３は、互いに隔てられており、電気的に導通する態様で互いに接続されてはいない。電気遮蔽部材３は、外部作用、例えば、測定電極２１、２２のすぐ外側の領域における誘電率と電場の変化の影響を抑制する働きをする。電気遮蔽部材３は、測定電極２１、２２と容器１の両方を取り囲んでおり、測定電極と容器１との間に位置していないのが好ましい。特に、電気遮蔽部材３と測定電極との間に半径方向の間隔があるのが好ましいことが分かっている。さらに、電気遮蔽部材３を、全体が導電性のフィルムとして形成する必要はなく、代わりに、非導電性の支持体、例えば非導電性のフィルムなどに配置された個々の導体トラックの形態に具現化してもよい。
【００６８】
図１３ａは、図１の細部Ｚを、図１３の線Ｂ−Ｂに沿う断面図で示している。測定電極２１、２３、２５と電気遮蔽部材３に対する容器１の壁の配置を、正確な尺度ではないが、明示することができる。フィルム３に付した個々の導体３２〜３４が、断面で示されている。本発明による投与装置１００のハウジングが、電気遮蔽部材３の外側に位置している。
【００６９】
そのほか、電気遮蔽部材３を、本発明による投与装置１００の外壁のすぐ外側に及び／又は少なくとも部分的に容器１を包囲する支持体３１の外側に配置してもよい。この場合には、支持体３１は、同時に、電気遮蔽部材３と測定電極２１、２２との間に半径方向の間隔をもたらす役割をする。
【００７０】
容器１内の液体１２の現在の充填度Ｆを測定するのに、先ず、測定電極２１、２２間の現在の静電容量が測定される。図１４は、１対の測定電極２１、２２の静電容量を測定する測定装置を示している。図１５は、複数対の測定電極２１〜２６用いた測定装置を示している。図１４及び図１５では、それぞれ１個又は３個の静電容量測定装置４１、４２、４３が上流に配置された、マイクロコントローラの形態をしたコンピュータユニット６が、備わっている。図１５に示す静電容量測定装置４１、４２、４３の各々は、測定電極２１〜２６の各対に割り当てられている。測定電極２１〜２６は、それぞれ、静電容量測定装置４１、４２、４３の接続部に接続されている。それぞれの測定電極対のそれぞれの静電容量に対応した、その静電容量を表す又はその静電容量に比例する静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の各々は、静電容量測定装置４１、４２、４３の出力において得ることができ、前記静電容量測定値は、コンピュータユニット６に送られる。以下に説明する較正プロセスに基づき、コンピュータユニット６は、送られた個々の静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に基づいて充填度Ｆの値を決定する。コンピュータユニット６は、この値を、その出力において利用可能に維持する。特に、求められ次第、この値は、コンピュータユニット６に下流に配置されたアンテナ６２を経て、外部のデータ通信装置（図示せず）に送ることができる。
【００７１】
もちろん、使用する測定電極２１〜２６の対の数は、測定の精度に対する要求に適合させてよい。１対の測定電極２１、２２を用い、これらの測定電極２１、２２の間で測定された静電容量測定値Ｃ１のみを用いて、充填度Ｆを測定することもできる（図１５）。
【００７２】
アンテナ６２に接続された通信制御装置６１が、コンピュータユニット６の下流に配置されている。通信制御装置６１は、測定された充填度Ｆを、外部のデータ通信装置に送るのを円滑にする。充填度に関するデータを外部のデータ通信装置に無線で送る代わりに、先行技術に開示された有線を用いて、例えば、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）で、送ることも、もちろん可能である。さらに、外部のデータ通信装置が、電気エネルギーを、アンテナ６２を経由して通信制御装置６１，コンピュータユニット６、及び静電容量測定装置４１〜４３に送るようにして、図１４及び図１５に示す回路全体が、別個の電源なしで済ませるようにしてもよい。
【００７３】
以下に、容器１内の液体１２の充填度Ｆの具体的な測定の仕方を、決定した静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に基づいて詳細に説明する。図１７は、個々の静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が、図５に示す、本発明による容器１の実施の形態における充填度Ｆに依存する様子を、概略的に示している。容器１からの排出過程の始まりでは、初めのうちは液体１２だけが測定電極２１〜２６の間にある。排出中、プランジャ１３は最初に、第１の測定電極対の測定電極２１、２２の間の中間領域に達するので、液体１２に対してプランジャ１３の誘電率が低いため、第１の測定電極対の静電容量測定値Ｃ１の連続的な低下が認められる。プランジャ１３が押されて、第１の測定電極対の測定電極２１、２２の間の中間領域を通過した後は、第１の測定電極対の２個の測定電極２１、２２の間には空気１５がある。第１の測定電極対の２個の測定電極２１、２２の間にある空気の誘電率がさらに低いので、これらの測定電極２１、２２の間で測定される静電容量測定値Ｃ１は、さらに低下する。同様の挙動が、容器１を空にする際に、第２及び第３の測定電極対の測定電極２３〜２６の間の静電容量測定値Ｃ２、Ｃ３についても認められる。
【００７４】
本発明の特に好ましい実施の形態では、個々の静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の合計Ｃｓｕｍを用いて充填度Ｆを決定してもよい。較正曲線を決定することにより、複数の異なる充填度に関して、何れの場合にも、関連する個々の静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の合計Ｃｓｕｍを決定することができ、その際、一つの合計Ｃｓｕｍが、それぞれ、一つの充填度Ｆに割り当てられる。そのようにして作成された個々のデータ記録は、各々静電容量測定値Ｃｓｕｍと充填度Ｆを含んでおり、コンピュータユニット６内の較正メモリに保存される。
【００７５】
そのほか、各々静電容量測定値Ｃｓｕｍと充填度Ｆを含んだ個々の較正データ記録を、本発明による投与装置の外側の、例えば外部データ通信装置において、以後の充填度の測定用に、利用できるように保持してもよい。
【００７６】
個々の静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を測定し、決定した後、それらの合計Ｃｓｕｍが決定され、較正メモリに保存された個々の合計Ｃｓｕｍと比較される。関連する合計Ｃｓｕｍが、決定された静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の合計と、最も合致する電極対が選択される。最も合致する合計Ｃｓｕｍに割り当てられた充填度が、何れの場合にも、容器１の充填度Ｆと考えられ、コンピュータユニット６は、この充填度Ｆをその出力において利用可能に維持し、この充填度Ｆを、上述のように求められ次第、又はこうした求めなしに自主的に、アンテナ６２を経由して外部のデータ通信装置に出力する。
【００７７】
実験によると、測定電極２１〜２６の間の複合した容量結合現象に明らかに起因して、充填度Ｆに応じて測定された静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の推移曲線が大幅にずれており、この推移曲線は、図１７に示す理論的に予想される推移曲線から明らかにずれている。しかしながら、この測定できる推移曲線のプロファイルは、非常に良く再現することができ、各静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に関して、異なる推移曲線の部分又は充填度の範囲において異なる勾配を示し、理論的な予想に反して、推移曲線プロファイルの最大の勾配又は静電容量における最大の変動は、必ずしも、間に液面が測定時にある、それらの測定電極２１〜２６の間で生じるわけではない。しかし、推移曲線の勾配が大きいほど、測定の解答／精度が良いので、充填度を計算するのに、３個の個々の静電容量測定値の単純な合計を求める代わりに、加重した合計を用いてもよく、較正中、推移曲線の各部分における３個の加数各々に対し、専用の加重値が別々に決定される。
【００７８】
薬剤を充填した容器１又は同じ構成の参照容器を空にする較正を行い、個々の静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と充填度Ｆとの間の換算を得る。空にする間、充填度Ｆ及び個々の静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が、それぞれ、決定される。空にする間に達した各充填度Ｆに関して、個々の静電容量値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が、それぞれ求められる。この代表的な実施の形態では、容器を空にする間に、３０個の等間隔の充填度Ｆに達し、初期状態が１で示され、全体が空になった状態が０で示される。静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は各々、それぞれの充填度Ｆとそれぞれの加重値ａ、ｂ、ｃに割り当てられた基準ベクトルＶｒｅｆに保存される。したがって、基準ベクトルＶｒｅｆは、各充填度Ｆに関して求められる。加重値は、加重した合計ａ・Ｃ１＋ｂ・Ｃ２＋ｃ・Ｃ３が、充填度Ｆへの線形近似である最適化によって設定される。
【００７９】
測定により決定した静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に基づいて、実際の充填度Ｆを決定しようとする場合には、較正中に得られた加重値に基づいて、この決定をすることができ、この場合、静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が得られたのと同数の加重値を、各測定に利用することができる。先ず、決定又は測定された静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に基づいて、この静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を成分として有するベクトルＶｍｅｓｓ［Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３］が、生成される。次いで、このベクトルＶｍｅｓｓは、決定した基準ベクトルＶｒｅｆと比較され、ベクトルＶｍｅｓｓから最も距離の近い基準ベクトルが求められる。この代表的な実施の形態では、距離の尺度として、ユークリッド距離が用いられている。次いで、ベクトルＶｍｅｓｓから次に最も近い距離をそれぞれ有する基準ベクトルＶｒｅｆが、決定される。較正によって決定された基準ベクトルＶｒｅｆに適用する際に、それぞれの割り当てられた充填度Ｆを、これらの基準ベクトルに送り返す補間機能、例えば、線形補間機能が決定される。静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が、補完機能に用いられ、平均した充填度の値が得られる。
【００８０】
スペースの理由で、アンテナ６２は、電気遮蔽部材３の外側に配置するのが好ましい。電気遮蔽部材３は、電気的及び磁気的に非伝導性の材料、例えば、プラスチックからなるフィルム３１を有することにより、好ましい組み合わせを確保している。図１６に示すように、フィルム３１には、導体トラックの形態をした導体３２〜３４が設けられている。渦電流が生じ得る、大面積を持つ閉じた導体のループが形成されないようにフィルム３１上に導体３２〜３４を形成すると、外部のデータ通信装置によって発される磁場が、電気遮蔽部材３のお蔭でそれほど影響されずに、アンテナ６２によって受信されることができる。さらに、これにより、アンテナに接続された電機部品に十分にエネルギーを供給するのに十分な、電磁波の形態のエネルギーを、アンテナ６２に送ることも可能になる。
【００８１】
容器１内の充填度Ｆを測定する際にさらに精度が要求される場合には、例えば導電性の物体又は高い誘電体誘電率を有する物体の接触又は接近により、容器１の外部領域の電場が歪曲された時に、充填度Ｆの測定値を、無効にする又は充填度Ｆの測定値が、無効であるとみなすようにしてもよい。
【００８２】
電気遮蔽部材３は、複数の導体３２〜３４が、コーティングによって形成された電気的及び磁気的に非伝導性のフィルム３１を有している。この代表的な実施の形態では、フィルム３１は、可撓性のプラスチックからなっている。導体トラックは、約５０μｍの層厚と約１０００μｍの幅を有している。導体３２〜３４の幅は、１００〜３０００μｍの間であるのが好ましい。
【００８３】
導体３２〜３４の幅を３ｍｍ未満に限定し、渦電流が生じることにより、誘導結合に基づく通信、特に近距離無線通信に障害を生じさせるのを防止してもよい。さらに、導体３２〜３４を、図１６に示すように、ループがない、すなわち、閉じた導体のループがない、すなわち、閉じたループを含まないように構成し、渦電流の発生を十分に防止して近距離無線通信の障害を回避するだけでなく、電気遮蔽部材３の内側にある測定電極２１〜２６に対する静電容量に関する影響を回避してもよい。
【００８４】
したがって、本発明の、この代表的な一実施の形態では、３個の導体のうちの２個３２、３３が、互いに入り込む櫛形導体３２、３３として構成され、第３の導体３４が、２個の櫛形導体３２、３３の間を、蛇行する態様で延びている。もちろん、この代表的な実施の形態の他に、フィルム３１の表面上又はフィルムの内側の、或いは多層からなるフィルムの個々の層の間の、互いに電気的に接続されていない複数の導体トラック又は電極のループのない構成を有する複数の他の代表的な実施の形態もある。さらに、フィルム３１の表側と裏側の両方に、導体３２〜３４を印刷してもよい。
【００８５】
そのほか、複数の蛇行形状の導体３４を、櫛形導体３２、３３の間に、互いに近接して並べて配置してもよく、複数の導体３４を、フィルム３１上に螺旋状に配置してもよい。
【００８６】
２個の導体トラック、すなわち、２個の櫛形導体のうちの１個３３と蛇行形状の導体３４が、接触センサ５として用いられる。第２の櫛形導体３２は、所定の接地電位にされ、電気遮蔽体としての役割をする。人が電気遮蔽部材３に接触する又は人が電気遮蔽部材３に接近すると、周囲の誘電率における変化の結果として、接触センサ５の導体３３、３４の間の静電容量が変化する。導体３３、３４の間のこの静電容量における変化は、さらに別の静電容量測定装置４４によって測定してもよく、電気遮蔽部材３の導体３３、３４すなわち接触センサ５は、さらに別の静電容量測定装置４４の測定接続部に接続されている。このさらに別の静電容量測定装置４４は、さらに別の静電容量値Ｃ’を測定し、この静電容量値を、図１８及び図１９に示すように、コンピュータユニット６に送る。測定されたさらに別の静電容量測定値Ｃ’における変化が、所定の閾値Ｔを越えると、静電容量測定値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に基づいて決定された充填度Ｆは、接触による誤りであるであるとみなされる。決定された充填度Ｆは、無効とされる。
【００８７】
本発明の、この代表的な一実施の形態では、接触センサ５として作用すると同時に、櫛形導体３２と蛇行形状の導体３４からなる電気遮蔽部材３が、使用されている。しかしながら、物理的又は機能的見地から、電気遮蔽部材３と接触センサ５は、特に好ましい態様、すなわち、印刷することにより１つの平面に生産可能な態様で、図１６に示す具体的な構成により実現することのできる２個の全く別個の異なるユニットである。もちろん、電気遮蔽部材３と接触センサ５のこの機能的分離は、容易に行うことができる。電気遮蔽部材３の又は接触センサ５の導体３２、３３、３４は、フィルム３１の同一の平面上にあり、単に説明の便宜上、図１４、１５、１８及び１９において、互いに近接して示されている。
【００８８】
本発明の別の実施の形態では、交換の際に、本発明による投与装置１００から容器１を取り外すのが容易である。支持体（図示せず）が、容器１の外側で、容器１と電気遮蔽部材３との間に配置される。支持体には、測定電極２１〜２６が、配置される。支持体は、容器１に接しており、本発明による投与装置１００のハウジングの一部分によって形成されるのが好ましい。測定電極２１〜２６は、容器１に接した支持体の壁に配置される。本発明による投与装置１００のハウジングは、開けることができ、容器１を、本発明による投与装置１００のハウジングから取り出すことができる。支持体は、本発明による投与装置１００の一部分を構成している。
【００８９】
通信制御装置６１、コンピュータユニット６、静電容量測定装置４１〜４４、及びアンテナ６２は、フィルム３１上に配置してもよく、好ましい。
【００９０】
本発明のさらに別の好ましい実施の形態が、図２０に示されており、カバーキャップ９を有する投与装置を提示している。この実施の形態は、先に示した実施の形態と実質的に同等でおり、以下では、先の実施の形態との相違点だけを、より詳細に説明する。
【００９１】
カバーキャップ９は、１個以上の掛止要素１０９によって、本発明による投与装置の支持体２００に、着脱可能に取り付けられている。カバーキャップ９は、容器１と容器１に配置された測定電極２１〜２６を、鞘のように包囲している。先の実施の形態とは異なり、電気遮蔽部材３と接触センサ５は、カバーキャップ９の本体内に配置されている。カバーキャップ９が、支持体２００に配置される限り、測定電極２１〜２６は、電気遮蔽部材３によって保護される。この実施の形態では、電気遮蔽部材３は、カバーキャップ９の本体に入れて成型されており、カバーキャップ９の本体によって全面的に包囲されている。この実施の形態においても同様に、電気遮蔽部材３は、カバーキャップ９によって全面的に包囲又は封入されたフィルム上に配置されている。この場合、電気遮蔽部材３は、注射針１０３と向かい合う、カバーキャップ９の端部領域においても、測定電極２１〜２６を包囲している。そのほか、フィルム及び／又は電気遮蔽部材３を、カバーキャップ９の外側に配置してもよい。
【００９２】
カバーキャップ９は、この端部領域に、注射針１０３の通路としての凹部９９を有している。そのほか、注射針１０３は、カバーキャップ９のハウジングに、全体が包囲されていてもよい。
【００９３】
第２の代わりの実施の形態では、カバーキャップ９は、注射針１０３の端部において開いているスリーブの形態に構成されている。その結果、カバーキャップを着けたままでも、液体の注射又は投与が可能である。したがって、全体的に見て、カバーキャップは、注射針１０３又は容器１を全面的に覆う必要はない。
【００９４】
カバーキャップ９が、覗き穴１０８の手前の位置に、さらなる覗き穴９８を有することにより、本発明による投与装置の支持体２００の覗き穴１０８を見るのが容易になる。
【００９５】
図２１は、外側から見た本発明による投与装置１００を示している。この概略図では、コンピュータユニット６（図２３及び図２５参照）に接続され、コンピュータユニットによって作動する表示ユニット９０が見える。表示ユニット９０の接続線が、カバーキャップ９内の電気遮蔽部材３の外側で延びている。
【００９６】
図２２ａ〜図２２ｄは、測定電極２１〜２６が、取り得る構成を示している。個々の測定電極２１〜２６は、導電性の接続部によって接続接触部２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１に導かれる。これらの導電性の接続部は、測定電極２１〜２６及び接続接触部２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１と同様に、容器１の内側又は外側に、導体層として配置されるのが好ましい。
【００９７】
原理的には、ここで、図９ａ〜図１２ｄに示す全ての電極の形態を、それぞれの測定電極２１〜２６が、測定電極２１〜２６に割り当てられた容器１の外側領域で延びる導線によって、容器側の接続接触部２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１に導かれる状態で、使用することができる。図９ａ〜図９ｄに示すように、測定電極が２個だけ使用されている場合には、接続接触部２１１、２２１も２個だけである。
【００９８】
図２３は、図２０の線Ｂ−Ｂに沿う断面図を示している。本発明による投与装置１００の支持体２００は、各接続接触部２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１に関して、それぞれ、スルー接触部２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２を有しており、スルー接触部は、支持体２００の外面に通じており、外側からタップすることができ、電気的に接触することができるように配置される。
【００９９】
図２５からも分かるように、カバーキャップ９は、その支持体２００に面する開放端の領域に、いくつかの接続接触部９１、９２、９３、９４、９５、９６を有しており、これらの接続接触部は、スルー接触部２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２に、電気的に導通する態様で接続することができる。掛止要素１０９は、各々のスルー接触部２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２が、それぞれカバーキャップ９の接続接触部９１、９２、９３、９４、９５、９６のうちの１個と接触する唯一の位置においてのみ、掛止が可能な構成を有することにより、組付けミスを防止するのがよい。接続接触部２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１及びスルー接触部２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２及びカバーキャップ９の接続接触部９１、９２、９３、９４、９５、９６は全て、導電性の材料、特に銅からなっている。
【０１００】
各接続接触部９１、９２、９３、９４、９５、９６は、静電容量測定ユニット４１、４２、４３の接続部に接続されているので、それぞれの静電容量測定ユニット４１、４２、４３は何れも、互いに向かい合って配置された２個の測定電極２１、２２；２３、２４；２５、２６の間の静電容量を測定する。静電容量測定ユニット４１、４２、４３は、コンピュータユニット６に接続されている。
【０１０１】
図２３に示すアンテナ６２は、電気遮蔽部材３の外側の領域で、カバーキャップ９に接触して又はカバーキャップ内に配置されている。この代表的な実施の形態では、アンテナ６２は、電気遮蔽部材３とともに、カバーキャップ９と一緒に成型されており、カバーキャップ９の本体によって全面的に包囲されている。アンテナ９は、電気遮蔽部材３のフィルムの外側に配置されたフィルムに、両方のフィルムがカバーキャップの本体によって全面的に包囲された状態で、配置されるのが好ましい。
【０１０２】
アンテナ６２は、コンピュータユニット６に接続された通信制御装置に接続されている。電気遮蔽部材３の３個の導体３２、３３、３４のうちの２個が、コンピュータユニット６に接続されたさらに別の静電容量測定装置４４に、電気的に導通する態様で接続されている。
【０１０３】
静電容量測定装置４１、４２、４３、さらに別の静電容量測定装置４４、通信制御装置６１及び、必要に応じて、さらに別体の電池（図示せず）は、カバーキャップ９の内側に配置された、好ましくはカバーキャップと一緒に成型された共通のハウジング６０内に組み込まれている。
【０１０４】
図２４は、容器１の端部領域における、進行方向に対して直角な、線Ｃ−Ｃに沿う断面図を示している。この図では、カバーキャップ９内に配置された電気遮蔽部材３が、測定電極２１〜２６を取り囲んでいることが確認できる。この外は、図１３を参照されたい。
【０１０５】
図２６は、本発明によるさらに別の実施の形態を示しているが、この実施の形態では、電気遮蔽部材３がない。しかしながら、測定電極２１〜２６に１０ｍｍよりも近くに接近するのを防止する拡大されたカバーキャップ９が、正確な測定を確保している。この実施の形態では、電気遮蔽部材がないので、さらに別の静電容量測定装置は、設けられていない。
【図１】
2017511209.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017511209.tif 000009
【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
2017511209.tif 000012
【図９ｃ】
2017511209.tif 000013
【図９ｄ】
2017511209.tif 000014
【図１０ａ】
2017511209.tif 000015
【図１０ｂ】
2017511209.tif 000016
【図１０ｃ】
2017511209.tif 000017
【図１０ｄ】
2017511209.tif 000018
【図１１ａ】
2017511209.tif 000019
【図１１ｂ】
2017511209.tif 000020
【図１１ｃ】
2017511209.tif 000021
【図１１ｄ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１３】
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【図１３ａ】
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【図１４】
2017511209.tif 000029
【図１５】
2017511209.tif 000030
【図１６】
2017511209.tif 000031
【図１７】
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【図１８】
2017511209.tif 000033
【図１９】
2017511209.tif 000034
【図２０】
2017511209.tif 000035
【図２１】
2017511209.tif 000036
【図２２ａ】
2017511209.tif 000037
【図２２ｂ】
2017511209.tif 000038
【図２２ｃ】
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【図２２ｄ】
2017511209.tif 000040
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2017511209.tif 000043
【図２６】
2017511209.tif 000044
【国際調査報告】
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