ИНЪЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
INJECTION DEVICE AND ITS APPLICATION METHOD

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА HA РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
Настоящая заявка заявляет приоритет по более ранней дате подачи предварительной заявки на патент США № 62/492492, поданной 1 мая 2017 г., которая включена в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Настоящее изобретение относится к инъекторным устройствам для инъецирования пациентов, в частности домашних животных, и, в частности, относится к области автоматических инъекторов, при этом конкретные варианты осуществления относятся к инъецированию большого количества животных (например, свиней, домашней птицы и водных видов, в том числе рыбы) последовательно и/или более чем одним соединением и/или лекарственным средством.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[002] В промышленном животноводстве животным по множеству причин часто необходимо вводить такие вещества, как лекарственные средства. Обычно каждому производителю нужно лечить большие количества животных. Лечение часто может требовать инъецирования каждого животного нескольких лекарственных средств, обычно в жидкой форме. Указанные лекарственные средства могут включать лекарственные препараты, вакцины, гормоны, пищевые добавки и т. п. (далее в данном документе в целом называются «лекарственным средством»).
[003] Введение указанных лекарственных средств обычно включает применение устройства для введения, такого как шприц или аппарат для вливания, из которого доза лекарственного средства вручную или автоматически вводится животному. Введение такого типа обычно включает приведение в действие рукой или накачивание устройства для введения лекарственного средства с целью доставки лекарственного средства животному.
[004] При лечении большого количества животных (например, при помощи устройства, приводимого в действие вручную) оператор может уставать. Это может приводить к множеству неправильных действий, например, среди прочего: (i) к случайному инъецированию оператором самого себя; (ii) введению дозы лекарственного средства, когда игла еще не проникла через кожу пациента или не проникла на требуемую глубину; (iii) введению дозы после извлечения иглы из пациента; (iv) введению только части необходимой дозы (v); введению иглы пациенту в неоптимальной ориентации; и/или (vi) введению удвоенной дозы одной особи.
[005] В дополнение, во многих случаях необходимо вводить одному животному более одного лекарственного средства. В случаях, когда отсутствует готовый состав из разных лекарственных средств или когда невозможно сочетать два или более лекарственных средств друг с другом, необходимо вводить более одной инъекции пациенту, что также усугубляет усталость оператора. С этой целью было разработано несколько устройств для введения двух или более отдельных лекарственных средств одному пациенту за один этап проникновения и введения. Эти устройства обычно содержат несколько игл, по одной на каждое вводимое лекарственное средство, что, таким образом, позволяет одновременно вводить каждое лекарственное средство в отдельном месте инъекции. Однако такие устройства имеют ряд недостатков, таких как постоянное расстояние между разными иглами, что представляет определенные физические ограничения, в особенности при инъецировании животных небольшого размера. Это может препятствовать применению одного и того же устройства в отношении животных разных видов или размеров и может увеличивать издержки производства, требуя от пользователя приобретения нескольких устройств. Другие устройства включают этап «предварительного смешивания», чтобы сначала смешивать разные лекарственные средства, а затем вводить эту смесь через одну иглу в одном месте инъекции. Однако такие устройства пригодны только для тех лекарственных средств, которые можно предварительно смешивать и вводить в одном местоположении инъекции.
[006] Кроме того, поскольку обычно присутствует большое количество животных, и процесс, как правило, осуществляется очень быстро, иногда затруднительно или невозможно осуществить текущий контроль того, какие особи уже были инъецированы. Более того, в некоторых устройствах известного уровня техники невозможно осуществлять текущий контроль особей, получивших полную дозу лекарственного средства, и тех, которые не получили полной дозы. Неправильные действия такого рода приводят к дополнительным издержкам и осложнениям процесса животноводства, таким как вспышки заболеваний по причине неправильного лечения животных.
[007] В некоторых устройствах известного уровня техники была предпринята попытка устранения некоторых из этих возможных неправильных действий. Например, в публикации заявки на патент США №2009/0018505 раскрыто автоматическое инъекционное устройство, имеющее форму ручного пистолета с рукояткой. Это устройство содержит внутренний двигатель, питаемый при помощи соединения с источником питания, таким как переменный ток или батарея постоянного тока. Доставкой лекарственного средства управляет пара ограничительных переключателей, ограничивающих движение косозубой шестерни, перемещающей фитинг в ответ на питание при помощи внутреннего двигателя.
[008] В патенте Великобритании №2233234 раскрыт переносной безыгольный инъектор для вакцинации птицы, который может содержать две эжекционные камеры, в которые по отдельности подаются разные композиции вакцин для одновременного введения одной птице.
[009] В международной патентной заявке WO №2004/101060 раскрыта инъекторная установка, приспособленная для ношения оператором. Контактный датчик и датчик положения доставляют информацию на контроллер, который, в свою очередь, управляет движителем, дозирующим устройством и иглой для автоматического струйного введения медицинского материала. Инъекторная установка может содержать электронную или физическую метку для осуществления регистрации.
[0010] В патенте США №6858020 раскрыто автоматическое устройство многоразовой вакцинации для распределения заданного объема текучего вещества животному и повторной загрузки после распределения каждого объема текучего вещества.
[0011] В патенте США №8529522 раскрыто инъекционное устройство, содержащее съемный игольный картридж, причем картридж содержит несколько игл. Каждая из игл продвигается в положение введения при помощи передвижчика.
[0012] В международной патентной заявке WO №2014/016807 раскрыто устройство массовой вакцинации, выполненное с возможностью электронного управления и доставки отмеренного количества вакцины через иглу.
[0013] В публикации заявки на патент США №2008/0177223 раскрыта инъекционная система, выполненная с возможностью доставки по меньшей мере двух доз текучего вещества птице небольшого размера за счет проникновения через кожу птицы-реципиента при помощи по меньшей мере одной инъекционной иглы.
[0014] В публикации заявки на патент США №2005/0209569 раскрыто инъекционное устройство, в котором игла автоматически выступает из устройства для введения лекарственного средства пациенту только после прижатия устройства к телу пациента, а затем немедленно извлекается, за счет чего уменьшается боль.
[0015] Однако известные устройства имеют различные недостатки. Например, среди прочих проблем, многие из них являются стационарными, приводимыми в действие вручную, требуют трудоемкой операции инъекции, требуют множества игл или не стерилизуются.
[0016] Соответственно, продолжает существовать потребность в таких усовершенствованных инъекторных устройствах, как устройства для последовательного инъецирования, часто множеством лекарственных средств, большого количества животных, и в способах их применения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
[0017] Согласно настоящему изобретению в данном документе описаны варианты осуществления инъекционного устройства для инъецирования двумя или более разными лекарственными средствами пациентов в двух или более разных местоположениях с использованием одной иглы. Инъекционные устройства могут быть использованы для инъецирования большого количества животных (например, свиней, домашней птицы, рыб, овец, коз, крупного рогатого скота и т. д.) лекарственным средством быстрым и эффективным способом с целью предотвращения и/или уменьшения ошибки оператора, усталости оператора и неправильных действий при инъецировании.
[0018] Соответственно в некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство для последовательного инъецирования пациентов по меньшей мере двумя лекарственными средствами содержит ручной блок, содержащий рукоять для удерживания оператором, одну иглу, основной блок, соединенный с ручным блоком при помощи по меньшей мере одной соединительной трубки, по меньшей мере две емкости для удержания лекарственных средств, соединенные с возможностью съема с основным блоком, и по меньшей мере один насос. По меньшей мере одна соединительная трубка может являться достаточно гибкой для обеспечения возможности простого управления ручным блоком и достаточно жесткой для предотвращения уширения трубки по причине внутреннего давления при прохождении лекарственных средств из емкостей в ручной блок. Инъекционное устройство может быть использовано для последовательного введения по меньшей мере двух лекарственных средств в разные места инъекции.
[0019] В иллюстративном варианте осуществления инъекционное устройство содержит одну иглу и несколько дозировочных камер в соединении по текучей среде с одной иглой. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может дополнительно содержать несколько емкостей для лекарственных средств, при этом каждая емкость для лекарственных средств соединена по текучей среде с дозировочной камерой из нескольких дозировочных камер. В некоторых вариантах осуществления для соединения дозировочных камер и нескольких емкостей для лекарственных средств может быть использована одна или несколько гибких трубок, и причем гибкие трубки могут быть выполнены таким образом, что они являются стойкими к уширению при прохождении через них лекарственного средства.
[0020] В другом иллюстративном варианте осуществления инъекционное устройство содержит ручной блок, содержащий часть для захвата, часть головки и одну иглу; несколько дозировочных камер, соединенных по текучей среде с одной иглой; основной блок, соединенный с несколькими емкостями для лекарственных средств; по меньшей мере одну гибкую соединительную трубку, соединяющую по текучей среде ручной блок с основным блоком, причем гибкая трубка выполнена таким образом, что является стойкой к уширению при прохождении через нее лекарственного средства. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может содержать один или несколько насосов, выполненных с возможностью перекачивания лекарственного средства из основного блока в ручной блок.
[0021] В некоторых вариантах осуществления часть головки может быть неподвижной относительно ручного блока, и одна игла может быть соединена с неподвижной частью головки и проходить из нее. В других вариантах осуществления часть головки может быть подвижной относительно ручного блока, и за счет прижатия подвижной части головки к телу пациента может обнажаться одна игла.
[0022] В некоторых вариантах осуществления основной блок инъекционного устройства выполнен с возможностью ношения пользователем. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит блок контроля температуры, например систему нагрева и охлаждения с элементами Пельтье. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит панель управления, выполненную с возможностью определения и отображения информации, относящейся к процессу инъецирования. В некоторых вариантах осуществления панель управления выполнена с возможностью передачи данных в режиме реального времени на удаленное устройство. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит несколько клапанов, причем каждый клапан соединен с емкостью для лекарственных средств. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может дополнительно содержать систему обнаружения неисправностей. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может содержать несколько насосов, и каждый насос может быть соединен с одной из нескольких емкостей для лекарственных средств.
[0023] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство выполнено с возможностью последовательного введения нескольких лекарственных средств в несколько мест инъекции. В некоторых вариантах осуществления лекарственное средство вводят путем приведения в действие инъекционного устройства вручную. В некоторых вариантах осуществления лекарственное средство может быть введено автоматически при введении пациенту одной иглы на выбранную глубину.
[0024] В другом иллюстративном варианте осуществления инъекционное устройство может содержать: ручной блок, содержащий часть для захвата, часть головки и одну иглу; несколько дозировочных камер, соединенных по текучей среде с одной иглой; основной блок, соединенный с несколькими емкостями для лекарственного средства; по меньшей мере одну гибкую соединительную трубку, соединяющую по текучей среде ручной блок c основным блоком, причем гибкая соединительная трубка выполнена таким образом, что является стойкой к уширению при прохождении через нее лекарственного средства; по меньшей мере один насос, выполненный с возможностью перекачивания лекарственного средства из основного блока в ручной блок; один или несколько блоков контроля температуры, функционально соединенных с емкостями для лекарственных средств; одну или несколько панелей управления, выполненных с возможностью определения и отображения информации, относящейся к процессу инъецирования, и необязательно передачи данных в режиме реального времени на удаленное устройство; и устройство обнаружения неисправностей, выполненное с возможностью обнаружения неисправности инъекционного устройства.
[0025] Вышеописанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из последующего подробного описания, осуществленного со ссылкой на прилагаемые графические материалы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0026] На фиг. 1 представлен вид сбоку примерного инъекционного устройства.
[0027] На фиг. 2 представлен частичный вид в поперечном разрезе примерного ручного блока.
[0028] На фиг. 3 представлена примерная часть головки ручного блока, содержащая изогнутую иглу.
[0029] На фиг. 4 представлен вид в перспективе примерного основного блока.
[0030] На фиг. 5 представлен вид в перспективе основного блока, показанного на фиг. 4.
[0031] На фиг. 6 представлен примерный механизм доставки лекарственных средств, расположенный в основном блоке, показанном на фиг. 4, 5.
[0032] На фиг. 7 представлен примерный механизм доставки лекарственных средств, показанный на фиг. 6, с прикрепленной к нему емкостью.
[0033] На фиг. 8 представлен вариант осуществления направляющего клапана, используемого в инъекционном устройстве.
[0034] На фиг. 9 представлен вид в поперечном разрезе механизма доставки лекарственных средств.
[0035] На фиг. 10 представлен вид в поперечном разрезе механизма доставки лекарственных средств.
[0036] На фиг. 11 представлен вид в перспективе механизма доставки лекарственных средств.
[0037] На фиг. 12 представлен вид в поперечном разрезе механизма доставки лекарственных средств.
[0038] На фиг. 13 представлен вид в поперечном разрезе механизма доставки лекарственных средств.
[0039] На фиг. 14 представлен примерный механизм доставки лекарственных средств, содержащий шприц, соединенный с обратными/однонаправленными клапанами.
[0040] На фиг. 15 представлен примерный механизм идентификации емкости, содержащей лекарственное средство.
[0041] На фиг. 16 представлен примерный формат механизма идентификации.
[0042] На фиг. 17 представлен примерный блок считывания для использования с емкостью.
[0043] На фиг. 18 представлена примерная насосная система нагрева или охлаждения с элементами Пельтье.
[0044] На фиг. 19 представлена примерная система калибровки инъекционного устройства.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Определения
I.
[0045] В целях настоящего описания в данном документе описаны конкретные аспекты, преимущества и новые отличительные признаки вариантов осуществления настоящего изобретения. Раскрытые способы, устройства и системы никоим образом не следует считать ограничивающими. Напротив, настоящее изобретение направлено на все новые и неочевидные отличительные признаки и аспекты различных описанных вариантов осуществления по отдельности и в различных комбинациях и подкомбинациях друг с другом. Указанные способы, устройства и системы не ограничиваются каким-либо конкретным аспектом или признаком или их комбинацией, как и описанные варианты осуществления не требуют, чтобы в них присутствовало какое-либо одно или несколько конкретных преимуществ или чтобы была решена одна или несколько проблем.
[0046] Несмотря на то, что для удобства представления действия некоторых из описанных вариантов осуществления описаны в частном последовательном порядке, следует понимать, что такой способ описания охватывает перегруппировку, если данного конкретного порядка не требует конкретная формулировка, изложенная ниже. Например, действия, описанные последовательно, в некоторых случаях могут быть перегруппированы или выполнены одновременно. Кроме того, для простоты на приложенных фигурах могут быть не показаны различные варианты, в которых описанные способы могут быть использованы в сочетании с другими способами. В дополнение, в описании для описания раскрытых способов иногда используются такие термины, как «обеспечивать» или «достигать». Эти термины представляют собой высокоуровневые абстракции фактически выполняемых действий. Фактические действия, соответствующие этим терминам, могут меняться в зависимости от конкретной реализации и являются легко распознаваемыми специалистом в данной области техники.
[0047]  Как используется в данном документе и формуле изобретения, формы единственного числа включают формы множественного числа, если из контекста явным образом не следует иное. В дополнение, термин «включает» означает «содержит». Кроме того, термин «соединенный» обычно означает физически, механически, химически, магнитно и/или электрически соединенный, или связанный, и не исключает наличия между соединенными, или связанными, элементами, промежуточных элементов в отсутствие конкретных обратных формулировок.
[0048] В контексте данного документа термин «проксимальный» относится к положению, направлению или части устройства, находящейся ближе к пользователю и дальше от места инъекции. В контексте данного документа термин «дистальный» относится к положению, направлению или части устройства, находящейся дальше от пользователя и ближе к месту инъекции. Так, например, «проксимальное перемещение» устройства обозначает перемещение устройства в сторону от места инъекции и в направлении пользователя (например, в сторону от тела пациента), тогда как «дистальное перемещение» устройства обозначает перемещение устройства в сторону от пользователя и в направлении места инъекции (например, в тело пациента). Термины «продольный» и «осевой» относятся к оси, проходящей в проксимальном и дистальном направлениях, если иное не определено явным образом.
[0049] В описании могут использоваться конкретные термины, такие как «вверх», «вниз», «верхний», «нижний», «горизонтальный», «вертикальный», «левый», «правый» и т. д. Эти термины используются там, где это применимо, для обеспечения некоторой ясности описания при рассмотрении пространственных отношений. Однако эти термины не предназначены для обозначения абсолютных отношений, положений и/или ориентаций. Например, в отношении объекта, «верхняя» поверхность может становиться «нижней» поверхностью путем простого переворота объекта. Тем не менее, этот объект остается прежним.
[0050] В контексте данного документа термин «приблизительно» означает указанное значение и любое значение в пределах 10% от указанного значения. Например, «приблизительно 100 градусов» означает любое значение в диапазоне 90—110 градусов включительно.
[0051] Термин «лекарственное средство» в контексте данного документа обозначает любой материал, который необходимо инъецировать пациенту, и включает, например, антибиотики, вакцины, гормоны, пищевые добавки, масла, витамины, минеральные вещества и т. д. В некоторых вариантах осуществления лекарственные средства имеют жидкую форму. В других вариантах осуществления лекарственные средства могут иметь порошкообразную форму и могут быть смешаны с одним или несколькими растворителями в двух или более емкостях или перед размещением в них.
Примерные варианты осуществления
II.
[0052] В данном документе описаны варианты осуществления инъекционных устройств, используемых для введения двух или более лекарственных средств пациенту в отдельные места инъекций с использованием одной иглы, и способы их применения.
[0053] Иллюстративное инъекционное устройство 100 показано на фиг. 1. В конкретных вариантах осуществления инъекционное устройство 100 применимо для последовательного инъецирования пациента по меньшей мере двумя лекарственными средствами. Конкретные описанные варианты осуществления могут содержать ручной блок 102, содержащий рукоять 104 для удерживания оператором, отделяемую часть головки 106 и одну иглу 108, проходящую из части головки и/или содержащуюся в ней. Устройство может дополнительно содержать основной блок 110, соединенный с ручным блоком 102 при помощи по меньшей мере одной соединительной трубки 112 и электрического провода (не показан) для питания ручного блока 102 от основного блока 110 и передачи информации из одного блока в другой.
[0054] Основной блок 110 может содержать несколько (например две, как на изображенном варианте осуществления) емкостей 114 для содержания лекарственных средств. Емкости 114 могут быть соединены с возможностью съема с основным блоком 110 или могут быть отделены от основного блока и присоединены к нему при помощи трубок. Например, в изображенном варианте осуществления инъекционное устройство содержит первую емкость и вторую емкость, соединенные с возможностью съема с основным блоком 110. В изображенном варианте осуществления первая и вторая емкости имеют одинаковый размер и форму, однако в других вариантах осуществления емкости 114 могут иметь разные размеры, формы, непрозрачности и т. д.
[0055] Емкости могут быть соединены с ручным блоком 102 при помощи одной или нескольких (например двух, как на изображенном варианте осуществления) соединительных трубок 112 и по меньшей мере одного насоса 116. В по меньшей мере конкретных вариантах осуществления по меньшей мере одна соединительная трубка 112 является достаточно гибкой для того, чтобы позволять пользователю просто управлять ручным блоком, и достаточно жесткой для предотвращения уширения соединительной трубки 112 по причине внутреннего давления при прохождении лекарственных средств из емкостей 114 в ручной блок 102. Уширение трубки может привести к неточному дозированию лекарственного средства. Инъекционное устройство может быть выполнено с возможностью последовательного введения двух или более лекарственных средств в разные места инъекции.
[0056] В некоторых вариантах осуществления основной блок 110 выполнен с возможностью ношения, переноски или иной простой транспортировки пользователем (например на ремне, в поясной сумке, жилете или ручной сумке). Соединительная трубка 112 может являться достаточной гибкой, чтобы обеспечивать пользователю возможность перемещения ручного блока 102 в любом направлении, и достаточно длинной, чтобы обеспечивать указанному пользователю возможность полностью вытягивать его или ее руку при удерживании ручного блока 102. Соединительная трубка 112 также может являться достаточно жесткой (например нерастяжимой и недеформируемой) для предотвращения уширения трубки под давлением проходящих лекарственных средств. Уширение соединительной трубки может приводить к неточному дозированию лекарственного средства или задержке между накачиванием и введением лекарственного средства пациенту. В некоторых вариантах осуществления соединительная трубка может изгибаться во всех направлениях и способна выдерживать скручивание. В некоторых вариантах осуществления соединительная трубка может упруго возвращаться к первоначальной форме после изгиба, скручивания, растягивания или иной деформации. Например, трубка может иметь наружный диаметр в целом от приблизительно 1 мм до 10 мм, как правило от приблизительно 4 мм до 5 мм, по размеру. Внутренний диаметр может в целом составлять от приблизительно 1 мм до 5 мм, как правило от приблизительно 2 мм до 3 мм. В некоторых вариантах осуществления трубка может быть выполнена из полиамида. В некоторых вариантах осуществления трубка может дополнительно содержать пружину, обеспечивающую возможность наличия у трубки гибкости во всех направлениях и одновременно стойкости к увеличению в размере. Пружина может являться внешней по отношению к трубке, внутренней по отношению к трубке и/или образованной как единое целое с трубкой.
[0057] В некоторых вариантах осуществления жесткость соединительной трубки 112 достигается за счет использования кожуха в сочетании с упругой трубкой. В некоторых вариантах осуществления кожух может быть образован отдельно и либо обернут вокруг упругой трубки, либо размещен внутри трубки. В некоторых вариантах осуществления кожух может быть выполнен как единое целое с трубкой. В других вариантах осуществления упругая трубка может быть образована из материала, обладающего жесткостью, за счет которой способна выдерживать усилия, прикладываемые при внутреннем прохождении текучих сред.
[0058] В некоторых вариантах осуществления соединительная трубка 112 может быть изготовлена за счет лазерной резки нержавеющей стали для получения целостных звеньев, имеющих конструкцию, позволяющую трубке быть гибкой и, в то же время препятствующую увеличению трубки в радиальном направлении. После лазерной резки полученную стальную трубку, изготовленную за счет лазерной резки, или устанавливают на гибкую трубку, выполненную из полимерного или эластомерного материала, или покрывают таким материалом.
[0059] В некоторых вариантах осуществления каждое из двух или более лекарственных средств может быть введено путем ручного приведения в действие инъекционного устройства, например путем ручного нажатия и/или спуска спускового механизма. Спусковой механизм может представлять собой рычаг или кнопку, расположенную на ручном блоке. В таких вариантах осуществления каждое нажатие спускового механизма будет вводить заданное количество каждого из лекарственных средств, подлежащих введению. Например, в одном варианте осуществления для введения двух лекарственных средств первое нажатие спускового механизма будет вводить выбранную дозу первого лекарственного средства, и второе нажатие спускового механизма будет вводить выбранную дозу второго лекарственного средства.
[0060] В других вариантах осуществления каждое лекарственное средство может быть введено автоматически при достижении иглой выбранного положения (например глубины) в теле пациента. Например, в таких вариантах осуществления инъекционное устройство может дополнительно содержать датчик иглы, чтобы сначала определить, что игла была достаточно глубоко введена в тело пациента, и устройство управления для приведения в действие по меньшей мере одного насоса 116, выполненного с возможностью доставки заданного количества каждого лекарственного средства после надлежащего введения иглы в тело пациента. Глубина проникновения иглы может изменяться для пациентов разных видов, размеров и/или возрастов. В конкретных применениях иглу вводят на глубину от более 0 мм до 20 мм, как правило от приблизительно 1 мм до 15 мм.
[0061] В некоторых вариантах осуществления, представленных на фиг. 1 и 2, одна игла 108 в инъекционном устройстве может представлять собой прямую иглу, проходящую дистально от части 106 головки ручного блока 102. В других вариантах осуществления игла может быть изогнутой, так что она при введении может проходить под кожу пациента в боковом направлении. В изображенном варианте осуществления игла является неподвижной относительно части головки. Однако в других вариантах осуществления игла может являться подвижной и/или выдвигающейся относительно части 106 головки. В таких вариантах осуществления игла может являться подвижной в осевом направлении относительно ручного блока 102 и/или части 106 головки, удерживающей указанную иглу. В некоторых вариантах осуществления доза лекарственного средства может быть введена автоматически после достижения иглой заданного вытянутого положения относительно ручного блока и/или заданной глубины в теле пациента.
[0062] В некоторых вариантах осуществления игла инъекционного устройства может являться неподвижной, а ручной блок 102 может дополнительно содержать подвижную часть головки. В таких вариантах осуществления за счет прижатия подвижной части головки проксимально относительно корпуса ручного блока обнажается дистальный конец неподвижной иглы и обеспечивается возможность ее введения в тело пациента. В некоторых вариантах осуществления подвижная головка и игла могут составлять один блок, который может быть извлечен и собран на указанном ручном блоке. Дополнительные подробности в отношении подвижной головки в сборе можно найти, например, в публикации заявки на патент США №2016/0324613, которая включена в данный документ посредством ссылки в полном объеме.
[0063] Как показано на фиг. 3, в определенном варианте осуществления 200, в котором игла представляет собой изогнутую иглу 203, часть 201 головки может представлять собой подвижную часть головки, содержащую изогнутую выемку 204, в которой расположена изогнутая игла. При перемещении подвижной части 201 головки проксимально относительно ручного блока 202 инъекционного устройства изогнутая игла 203 продвигается дистально относительно подвижной головки через отверстие 205 в подвижной головке 201, таким образом изогнутая игла 203 может прокалывать пациента под кожу без глубокого проникновения в мышцы или ткани пациента. Дополнительные подробности в отношении способа инъецирования изогнутой иглой можно найти, например, в публикации заявки на патент США 2016/0324613.
[0064] Иногда может требоваться введение лекарственных средств пациентам (например животным) разных размеров и/или видов, что может потребовать использования игл разного типа и/или размера. Соответственно в некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство выполнено с возможностью обеспечения простой замены иглы в целях технического обслуживания, замены или регулировки типа и размера иглы. В некоторых вариантах осуществления ручной блок 102 инъекционного устройства 100 может содержать сменную и/или съемную игольчатую головку (см. фиг. 1). Это обеспечивает пользователю возможность выбора игл разных типов (например игл, имеющих разную длину и/или толщину, субдермальных, или подкожных, игл, неподвижных и подвижных игл и т. д.) и/или замены поврежденных игл.
[0065] Снова ссылаясь на фиг. 2, в некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит одну или несколько дозировочных камер для удержания дозы лекарственного средства и один или несколько плунжеров, или поршней, для выталкивания, или выведения, лекарственного средства из дозировочных камер. В изображенном варианте осуществления одна или несколько дозировочных камер 118 расположены в ручном блоке 102. В таких вариантах осуществления ручной блок 102 может содержать дозировочную камеру 118 для каждого лекарственного средства, предназначенного для инъецирования, или может содержать одну дозировочную камеру. Одна дозировочная камера 118 может вмещать другое лекарственное средство перед каждым инъецированием в соответствии с порядком инъекций. Например, второе лекарственное средство может автоматически загружаться в одну дозировочную камеру после введения пациенту первого лекарственного средства. В других вариантах осуществления раскрытые устройства могут содержать несколько дозировочных камер 118 (например по одной для каждой емкости), каждая из которых соединена с отдельной емкостью, и причем каждая дозировочная камера сможет быть заполнена лекарственным средством одного типа, которое затем доставляется в иглу в соответствии с порядком инъекций.
[0066] Инъекционное устройство может содержать плунжер, или поршень, расположенный в дозировочной камере и выполненный с возможностью приведения в действие (например автоматически или при помощи приведения в действие вручную) для выталкивания лекарственного средства через иглу в тело пациента, что более подробно описано ниже.
[0067] Со ссылкой на фиг. 4, 5, в некоторых вариантах осуществления емкости 114 могут быть образованы отдельно и выполнены с возможностью соединения с возможностью съема с основным блоком 110. В таких вариантах осуществления пустые емкости могут или заполняться повторно, или заменяться полными емкостями. В других вариантах осуществления две или более емкостей 114 могут быть образованы как единое целое как часть основного блока 110 и могут повторно заполняться подходящим жидким лекарственным средством после опустошения. В некоторых вариантах осуществления емкости 114 могут быть выполнены из жесткого материала (например металла или жесткого полимерного материала). В других вариантах осуществления емкости 114 могут быть выполнены из гибкого материала (например из полиэтиленовой пленки или гибкого полимерного материала). В некоторых вариантах осуществления емкости 114 могут быть прозрачными или по существу прозрачными, что позволяет пользователю видеть содержимое и уровень содержимого внутри. В других вариантах осуществления емкости 114 могут быть полупрозрачными, например, когда содержащееся в них лекарственное(-ые) средство(-а) () чувствительно к свету.
[0068] Как описано выше, лекарственные средства обычно вводят в жидкой форме. В некоторых вариантах осуществления емкости 114 обеспечены готовым к использованию жидким лекарственным средством. Однако в других вариантах осуществления лекарственные средства могут быть предоставлены в сухой и/или порошкообразной форме и могут растворяться в жидкости перед использованием. В других вариантах осуществления емкости 114 обеспечены лекарственным средством, требующим обработки или подготовки перед использованием (например путем добавления в него воды или другого растворителя). Соответственно в некоторых вариантах осуществления емкости 114 могут быть внутри разделены на два или более отделений для удержания одного или нескольких порошкообразных лекарственных средств и одного или нескольких растворителей. Перед введением лекарственного(-ых) средства (средств) () один или несколько растворителей могут быть смешаны с порошком для получения лекарственного средства, готового к использованию.
[0069] Со ссылкой на фиг. 6, 7, в конкретных вариантах осуществления инъекционное устройство содержит один или несколько насосов 116, соединенных с основным блоком 110. В других вариантах осуществления инъекционное устройство может содержать один или несколько насосов 116, расположенных на ручном блоке 102 или внутри него. Насосы 116 могут приводиться в действие одним или несколькими двигателями 120, которые могут вращать один или несколько приводных валов 121, соединенных с насосами. Насосы 116 могут представлять собой поршневые или плунжерные насосы, могут быть соединены с емкостями 114 (как показано на фиг. 7) и могут быть выполнены с возможностью выталкивания и/или выведения заданного количества лекарственного средства из каждой емкости и его доставки в иглу 108 в ручном блоке 102 и пациенту в соответствии с заданным порядком введения. Заданные количества каждого лекарственного средства могут быть равны или могут отличаться в зависимости от типа вводимого лекарственного средства. Инъекционное устройство может дополнительно содержать один или несколько двигателей, рассчитанных на приведение в действие различных компонентов устройства, таких как один или несколько насосов.
[0070] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может содержать два или более насосов 116, расположенных в основном блоке 110, при этом количество насосов равно количеству емкостей 114, и при этом каждый насос соединен с отдельной емкостью 114. В такой конфигурации каждый насос 116 выполнен с возможностью выталкивания и/или выведения заданного количества лекарственного средства из соответствующей ему емкости и последовательной доставки лекарственного средства в иглу ручного блока 102 и пациенту в соответствии с заданным порядком введения.
[0071] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может быть выполнено так, чтобы оно подходило для отдаленных мест с ограниченной подачей питания. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может быть выполнено с возможностью приведения в действие электричеством. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может дополнительно содержать источник питания, расположенный, например, в основном блоке 110, ручном блоке 102 или обоих блоках. В некоторых вариантах осуществления источник питания может быть расположен как отдельный блок источника питания, электрически соединенный с инъекционным устройством 102. В некоторых вариантах осуществления источник питания является перезаряжаемым. В других вариантах осуществления источник питания может являться одноразовым (например одноразовые батареи). В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит измеритель мощности, выполненный с возможностью отображения количества оставшейся электроэнергии и/или отправки предупреждения, когда достигается выбранный уровень мощности, который может препятствовать работе инъекционного устройства.
[0072] При использовании инъекционное устройство выполнено с возможностью последовательного (т. е. одного за другим) введения разных лекарственные средств таким образом, что инъецирование каждого лекарственного средства происходит в другом местоположении инъекции. Например, пользователь может размещать ручной блок 102 в первом месте инъекции пациента и вводить первое лекарственное средство, а затем пользователь может перемещать ручной блок во второе место инъекции пациента и вводить второе лекарственное средство. Это позволяет пользователю инъецировать одного пациента различными лекарственными средствами, которые могут не являться смешиваемыми перед инъекцией. Отдельные местоположения инъекций каждого лекарственного средства предотвращают смешивание лекарственных средств в месте инъекции, таким образом предотвращая нежелательные побочные реакции в месте инъекции.
[0073] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может дополнительно содержать счетчик инъекций, выполненный с возможностью приведения в действие клапанов и/или одного или нескольких насосов 116 при помощи электричества. Например, в вариантах осуществления, содержащих один насос, после введения лекарственного средства А счетчик инъекций может закрывать клапан, расположенный на выходном отверстии для лекарственного средства из емкости А, и открывать клапан, расположенный на выходном отверстии для лекарственного средства из емкости В. Таким образом, при приведении насоса в действие он может выводить лекарственное средство только из емкости В, содержащей клапан в открытом положении. В качестве альтернативы, в вариантах осуществления, содержащих два или более клапанов, причем каждый клапан связан с отдельной емкостью 114, после инъецирования лекарственного средства А счетчик инъекций может отключать насос А, связанный с емкостью А, и приводить в действие насос В, связанный со второй емкостью В. Таким образом, насосы могут приводиться в действие в соответствии с порядком инъекций. Счетчик инъекций может быть дополнительно выполнен с возможностью подачи сигнала (например видимым, слышимым и/или осязаемым образом, например при помощи вибрации) о том, что лекарственное средство было введено, и указания того, что следующее лекарственное средство готово к введению.
[0074] В некоторых вариантах осуществления количеством вводимого лекарственного средства управляет энкодер. В некоторых вариантах осуществления энкодер может быть соединен с приводным валом 121 насоса 116 (например расположенным на ручной части или основной части). Энкодер выполнен с возможностью, путем обнаружения величины вращения двигателя, задания положения головки поршня для обеспечения возможности введения заданного количества лекарственного средства. Эта функция полезна, когда требуется задать разные значения объемов лекарственного средства для инъецирования. Объем инъекции может быть определен для каждого пациента или класса пациента, однако обычно он изменяется от более 0 миллилитров до приблизительно 10 миллилитров, как правило от 0,05 миллилитров до 5 миллилитров.
[0075] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит панель управления. Панель управления может быть выполнена с возможностью отображения пользователю необходимой информации, относящейся к процессу инъецирования, и обеспечения ему возможности управления различными функциями процесса инъецирования. Панель управления может необязательно передавать информацию в режиме реального времени на удаленное устройство, таким образом обеспечивая возможность хранения данных и/или удаленного управления устройством. В некоторых вариантах осуществления панель управления может управлять, например, количеством каждого вводимого лекарственного средства и/или порядком инъекций разных лекарственных средств. Панель управления может отображать такую информацию, как, например, количество лекарственного средства, оставшегося в каждой емкости, и/или количество пациентов, получивших лекарственное средство, общие затраты времени на инъецирование, информацию о вращении двигателя, и т. д. Как показано на фиг. 2, в некоторых вариантах осуществления панель 122 управления расположена на ручном блоке 102. В других вариантах осуществления панель управления может быть расположена на основном блоке 110.
[0076] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит устройство регулировки объема для задания и подтверждения различных объемов доз, подлежащих инъецированию. В некоторых вариантах осуществления устройство регулировки объема может содержать, например, энкодер, электроизмерительный прибор, датчики и индикаторы для измерения количеств лекарственных средств. В других вариантах осуществления устройство регулировки объема может содержать простой неподвижный поршень и плунжер, который можно регулировать (например вручную или с использованием электричества) для доставки различных количеств.
[0077] В некоторых вариантах осуществления каждая емкость 114 может содержать клапан, выполненный с возможностью приведения в действие между открытой конфигурацией и закрытой конфигурацией. В открытой конфигурации лекарственное средство может проходить через клапан, а в закрытой конфигурации прохождение лекарственного средства через клапан предотвращается. В некоторых вариантах осуществления клапаны представляют собой обратные, или запорные, клапаны, допускающие прохождение через них текучей среды только в одном направлении. В других вариантах осуществления клапаны могут быть выполнены с возможностью приведения в действие между открытой и закрытой конфигурациями при помощи электричества. В других вариантах осуществления клапаны могут быть выполнены с возможностью приведения в действие вручную (например путем нажатия кнопки, щелчка выключателем или поворота рычага).
[0078] Со ссылкой на фиг. 8, в некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может дополнительно содержать один или несколько обратных клапанов 124 (например запорных клапанов, впускных обратных клапанов, подъемных обратных клапанов и т. д.), расположенных, например, в ручном блоке. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство содержит несколько обратных клапанов 124, при этом каждый обратный клапан соединен с отдельной емкостью 114 для лекарственных средств. В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство содержит 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 обратных клапанов 114, каждый из которых соединен с той же или отдельной емкостью для лекарственных средств. Каждый обратный клапан имеет открытое положение, при котором текучая среда может протекать через клапан, и закрытое положение, при котором течение текучей среды через клапан предотвращается. Целью данных обратных клапанов является предотвращение обратного втекания текучих сред в емкости для лекарственных средств и, таким образом, предотвращение загрязнения и продление срока годности указанных емкостей, чтобы их можно было повторно использовать в случае, когда после процедуры инъецирования остается некоторое количество лекарственного средства.
[0079] В вариантах осуществления, в которых обратный клапан представляет собой запорный клапан, как показано на фиг. 8, запорный клапан может быть выполнен для обеспечения возможности протекания текучей среды только в одном направлении (например из емкости в дозировочную камеру), и, таким образом, он предотвращает обратное втекание лекарственного средства в емкость, которое может приводить к загрязнению емкости и/или неправильной дозировке. Определенный вариант осуществления, представленный на фиг. 8, содержит клапан 124, содержащий пружину 126 и стопор 128 (которые могут иметь любые из различных форм, в том числе, например, сферическую, дискообразную, коническую и т. д.). Пружина 126 прикладывает поджимающее усилие к стопору 128, поджимая клапан в закрытое положение и препятствуя протеканию через клапан текучей среды. Если внешнее давление на клапан (например в соединительных трубках 112) меньше давления открытия (или «срабатывания») запорного клапана (например меньше усилия, прикладываемого пружиной 126), клапан остается закрытым. Это может препятствовать втеканию текучей среды из емкостей в дозировочную камеру, пока не будет приведен в действие насос, создающий давление текучей среды. Если внешнее давление больше давления срабатывания запорного клапана, текучая среда может толкать стопор 128 к пружине 126, сжимая пружину и обеспечивая возможность протекания текучей среды через клапан в одном направлении.
[0080] На фиг. 9—13 представлены варианты осуществления обратных клапанов 124, соединенных с насосом 116 в различных конфигурациях.
[0081] На фиг. 14 представлен вариант осуществления, содержащий два запорных клапана 124, расположенных в ручном блоке 102 инъекционного устройства 100. Первый запорный клапан 124а показан в закрытом положении со стопором 128а в закрытом положении на впускном конце клапана. Второй запорный клапан 124b показан в открытом положении со стопором 128b, расположенным на расстоянии от впускного конца клапана, и пружиной 126 в сжатой конфигурации. Это обеспечивает возможность протекания текучей среды через впуск клапана и вытекания через иглу 108.
[0082] В некоторых вариантах осуществления каждый клапан может электрически открываться и закрываться. В конкретном варианте осуществления указанные клапаны управляются микропроцессором, который необязательно является частью блока управления.
[0083] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может быть выполнено с возможностью инъецирования пациента двумя или более разными лекарственным средствами в двух или более разных положениях инъекции. В конкретных вариантах осуществления инъекционное устройство может содержать три основные подсистемы: (1) ручной блок, содержащий одну иглу, обратные клапаны, печатную плату (PCB) и экран; (2) основной блок, содержащий двигатель, насос, обратные клапаны, РСВ, емкости для лекарственных средств и источник питания (например батареи); и (3) трубки и электрические провода, соединяющие ручной блок с основным блоком.
[0084] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может выполнять последовательное инъецирование пациента двумя, тремя или четырьмя лекарственными средствами. В таких вариантах осуществления, например, инъекционное устройство может содержать ручной блок 102, содержащий рукоять 104 для оператора, часть 106 головки и одну неподвижную иглу 108. Инъекционное устройство может дополнительно содержать основной блок 110, соединенный с ручным блоком 102 двумя, тремя или четырьмя соединительными трубками 112, относящимися, соответственно, к двум, трем или четырем емкостям 114. Две, три или четыре емкости 114 могут удерживать отличное лекарственное средство, и каждая емкость может быть соединена с возможностью съема с основным блоком 110. Инъекционное устройство может дополнительно содержать источник питания, счетчик инъекций для обнаружения введения лекарственного средства и определения и/или указания того, какое лекарственное средство нужно ввести следующим, и панель управления для определения и/или отображения различных функций процесса инъецирования. В некоторых вариантах осуществления счетчик инъекций и панель управления могут представлять собой автоматизированные компоненты, соединенные с источником питания.
[0085] Со ссылкой на фиг. 15—17, в конкретных вариантах осуществления каждая емкость 114 инъекционного устройства дополнительно содержит идентификационную метку 130. Идентификационная метка 130 может представлять собой любую метку, подходящую для передачи информации (например код RFID, QR-код, штрих-код, цветную наклейку и т. д.). В некоторых вариантах осуществления идентификационная метка 130 указывает, например, тип лекарственного средства в каждой емкости, количество лекарственного средства, которое необходимо ввести из каждой емкости, дату изготовления и/или срок годности. Соответственно в некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит блок 132 считывания, выполненный с возможностью считывания идентификационных меток 130 и передачи данных на блок управления и/или удаленный блок.
[0086] В некоторых вариантах осуществления блок 132 считывания может быть выполнен с возможностью испускания или приема света. В таких вариантах осуществления идентификационные метки 130 могут состоять из светопоглощающих материалов и/или светоотражающих материалов. Например, первая емкость может содержать светопоглощающую наклейку (например черную наклейку), а вторая емкость может содержать светоотражающую наклейку (например белую наклейку). При соединении емкости с основным блоком блок считывания может считывать идентификационную метку с целью различения первой и второй емкостей и определения содержимого и/или необходимой дозировки для каждой емкости. Блок считывания затем может передавать эту информацию в блок управления и/или удаленный блок.
[0087] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство по существу образовано из двух частей: блока хранения лекарственных средств и блока контроля температуры, размещенных в ранце, и ручного блока, соединенного с ранцем и питаемого от него. В таких вариантах осуществления лекарственное средство можно перекачивать через блок контроля температуры для его приведения к оптимальной температуре введения. Затем лекарственное средство может вводиться точными дозами через инъекционный насос, расположенный в ручном блоке.
[0088] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство может быть выполнено с возможностью введения, например, 3 литров (приблизительно 2,55 кг) вакцины в течение 6-часового временного интервала. В некоторых вариантах осуществления емкость(-и) могут быть выполнены такого размера, что оператор может переносить в емкости(-ях) основного блока в ранце 1—2 л лекарственного средства и при необходимости повторно заполнять емкости на базе централизованного хранения. Это предотвращает превращение устройства в слишком тяжелое для простой транспортировки пользователем. В некоторых вариантах осуществления, например, вес инъекционного устройства не должен превышать 5 кг.
[0089] Со ссылкой на фиг. 18, в некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит один или несколько блоков 134 контроля температуры для нагрева и/или охлаждения вводимого лекарственного средства. Это является особенно преимущественным для лекарственных средств, которые необходимо подогревать (например до температуры тела пациента или близкой к ней) перед введением. В изображенном варианте осуществления блок 134 контроля температуры соединен с ранцевой частью 136 инъекционного устройства. В других вариантах осуществления отдельный блок 134 контроля температуры может быть соединен с каждой емкостью 114, удерживающей лекарственное средство, требующие нагрева и/или охлаждения. В качестве альтернативы, блок контроля температуры может быть расположен вдоль соединительной трубки 112 и/или в местоположении вблизи иглы 103 для нагрева и/или охлаждения лекарственного средства перед его введением.
[0090] В конкретном варианте осуществления для содействия нагреву лекарственного средства в блоке контроля температуры может быть использовано тепло, вырабатываемое двигателем инъекционного устройства. Блок контроля температуры может быть выполнен так, чтобы он был способен нагреть и/или охладить 3 кг лекарственного средства. Блок контроля температуры может быть выполнен так, что температура лекарственного средства в момент инъецирования имеет отклонение от требуемой температуры не более +/–1 °C.
[0091] Применяемый блок контроля температуры может быть выбран в соответствии с системными требованиями. В некоторых вариантах осуществления тепло, используемое для повышения температуры, может вырабатываться мотором или двигателем инъекционного устройства и/или устройством с элементами Пельтье. Это может снижать энергопотребление, а также снижать себестоимость и повышать эффективность устройства.
[0092] Например, как показано на фиг. 18, для питания устройства 134 с элементами Пельтье, подающего или удаляющего тепло из лекарственного средства до достижения требуемой температуры, может быть использована небольшая литий-ионная батарея 138. В особенности, система управляет температурой для предотвращения перегрева лекарственного средства, что в некоторых случаях может сделать его непригодным. Таким образом, энергия батареи устройства может быть использована более эффективно, поскольку батареи требуются для подачи только части энергии нагрева. Устройства с элементами Пельтье действуют наилучшим образом, когда поддерживается минимальный «температурный люфт» (например разность температур между горячей стороной и холодной стороной). Например, в некоторых вариантах осуществления этот люфт может составлять приблизительно 10°C, что является достаточно небольшим значением для обеспечения эффективной работы устройства с элементами Пельтье. В примерном варианте осуществления может быть достигнут тепловой коэффициент (COPh) приблизительно 3, таким образом сокращая требования батареи до 1/3 от энергии батареи, необходимой для системы «только с батареей». В практическом выражении эта энергетическая нагрузка может быть реализована, например, при помощи литий-ионной батареи весом приблизительно 50 г с размерами 50х50х10 мм, емкостью 2500 мАч и мощностью 1,8—2 Вт.
[0093] В некоторых вариантах осуществления устройство с элементами Пельтье может быть использовано в сочетании с тепловыделением двигателя инъекционного устройства за счет улавливания этого тепловыделения и его использования в качестве дополнительного поступления тепла на «холодную сторону» устройства с элементами Пельтье. В примерном двигателе КПД может составлять приблизительно 60%, и, таким образом, в корпусе двигателя может вырабатываться 1—2 Вт тепла. Это дополнительное тепло может быть использовано устройством с элементами Пельтье и, таким образом, может повышать общую производительность теплового насоса, а также существенно уменьшать энергетический баланс батареи.
[0094] Соответственно в конкретных вариантах осуществления инъекционное устройство согласно настоящему изобретению содержит блок выработки тепла на основе нагрева при содействии двигателя с элементами Пельтье/насосом. Количество лекарственного средства, вводимое при помощи нагревательного устройства при содействии двигателя с элементами Пельтье/насосом, является особенно важным. Поэтому инъекционное устройство может требовать калибровки перед первым применением или перед каждым применением. Соответственно в некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит энкодер для калибровки положения поршня или насоса с целью получения точной калибровки.
[0095] Во многих известных инъекционных устройствах используется калибровка дозировки инъекции вручную, что может приводить к большим отклонениям в количестве лекарственного средства для инъецирования, например, по причине ошибки оператора и неточности методик дозирования цилиндром. Для сравнения, в некоторых вариантах осуществления текущий энкодер может обеспечивать возможность разрешающей способности 5 градусов в радиальном направлении, что приводит к линейному перемещению поршня не более 0,0006 мм и, таким образом, обеспечивает высокую точность дозировки. Однако с течением времени могут возникать отклонения дозировки по причине производственных допусков, приводящих к разностям в объеме цилиндра, и/или наличия некоторых степеней свободы между движущимися механическими частями, которые изменяются из-за коррозии и трения. Соответственно в некоторых вариантах осуществления каждое инъекционное устройство может быть откалибровано во время изготовления и по необходимости дополнительно откалибровано конечным пользователем перед каждым применением или периодически.
[0096] Соответственно в некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит автоматизированную систему калибровки, позволяющую конечному пользователю калибровать инъекционное устройство. Как показано на фиг. 19, в таких вариантах осуществления автоматизированная система 140 калибровки может содержать герметичную емкость 140 с электродами 142 снизу и сверху, при этом размеры емкости и, таким образом, расстояние между электродами известны. Для калибровки устройства пользователь может перевести инъекционное устройство в «режим калибровки», и тогда устройство будет вводить в герметичную емкость заданный объем жидкости (например 1 мл воды). Как только жидкость достигает верхнего электрода, система калибровки уведомляет устройство и прекращает инъекции. Система калибровки определяет количество инъекций, которые требовались для заполнения известного объема емкости, вычисляет объем каждой инъекции и сравнивает его с заданным объемом каждой инъекции. Это позволяет системе калибровки определить, имеется ли какое-либо расхождение по величине, и автоматически откалибровать инъекционное устройство в соответствии с измеренным расхождением.
[0097] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит блок управления, выполненный с возможностью обнаружения в ходе процедуры инъецирования таких неисправностей, как частичная(-ые) инъекция(-и), засорение, пузырьки воздуха в трубках, утечка и/или опустошение емкостей. Блок управления может дополнительно обнаруживать в различных компонентах инъекционного устройства такие неисправности, как малая мощность, неисправный(-ые) насос (-ы), разрыв трубки (-ок) и т. д.
[0098] Незаконченное инъецирование и другие неисправности могут возникать из-за человеческого фактора (например, когда пользователь выводит иглу из тела пациента до того, как все лекарственное средство было введено) или по причине механической неисправности (например отсутствия перемещения поршня по всему пути вперед в дозировочной камере с целью выталкивания лекарственного средства, засорение трубок или иглы, например из-за грязи или вязкости жидкости, и просачивание в систему пузырьков воздуха, что может изменять полный объем лекарственного средства для инъецирования). Вне зависимости от причины, незаконченное инъецирование приводит к тому, что пациент получает только часть назначенной дозы лекарственного средства. Данные неисправности могут препятствовать точному введению лекарственного средства пациенту или увеличивать длительность каждой инъекции.
[0099] В некоторых вариантах осуществления инъекционное устройство дополнительно содержит систему обнаружения неисправностей, которая может быть выполнена с возможностью обнаружения вышеописанных, а также других, неисправностей и отправки предупреждения пользователю. Такая система обнаружения неисправностей может содержать различные механизмы, например зонд на игле или кончике иглы, который обнаруживает преждевременный вывод устройства до завершения инъецирования, зонд, соединенный с дозировочной камерой, который обнаруживает, перемещается ли головка поршня до самого конца дозировочной камеры, зонд на головке поршня, который обнаруживает, перемещается ли головка поршня в обратном направлении перед перемещением головки поршня до самого конца дозировочной камеры (что указывает, например, на незаконченное инъецирование), датчик, обнаруживающий отсутствие перемещения или слишком медленное перемещение поршня (например с использованием энкодера и внутренней синхронизации), что может указывать на засорение, и/или датчик, обнаруживающий слишком быстрое перемещение поршня (например с использованием энкодера и внутренней синхронизации), что может указывать на наличие пузырька воздуха или утечки. Система обнаружения неисправностей может дополнительно функционировать с возможностью вычисления количества лекарственного средства, оставшегося в каждой емкости (например путем умножения количества инъекций на дозировку инъекции), измерения тока, используемого для приведения в действие двигателя, что может соответствовать наличию пузырька воздуха, утечки или засорения и т. д. Система обнаружения неисправностей может быть дополнительно выполнена с возможностью измерения длительности каждой инъекции и/или использованного электрического тока, при этом какая-либо дополнительная длительность и/или ток, использованный свыше конкретной величины, может указывать на засорение в системе, а какое-либо уменьшение длительности и/или тока, использованного за рамками конкретной величины, может указывать на наличие пузырька воздуха или утечки в системе, или на израсходование лекарственного средства в емкости.
[00100] В некоторых вариантах осуществления с одним основным блоком могут быть соединены два или более ручных блоков, что позволяет двум или более операторам действовать рядом друг с другом с целью введения лекарственного средства из одинаковых емкостей. Это уменьшает издержки, поскольку для контроля объемов и/или порядка инъекций требуется только один основной блок и одна система обработки.
Примеры
III.
Пример 1
[00101] В нижеследующем примере представлен иллюстративный способ нагрева лекарственного средства с использованием инъекционного устройства согласно вариантам осуществления, описанным в данном документе.
[00102] Лекарственное средство В текущем примере лекарственное средство представляет собой вакцину для прививки домашней птицы, которую вводят при температуре приблизительно 38°C Вакцина представляет собой белок в виде минерально-масляной эмульсии с удельной теплоемкостью 2130 Дж/кг.
[00103] Энергия нагрева Вакцину необходимо нагреть с 28°C (температура цыплятника) до 38°C. Температура жидкости в момент инъецирования должна составлять с точностью до +/–1°C. Поэтому общая потребность в тепловой энергии составляет 54315 Дж или 0,15 кВт*ч (Q=2,55*2130*10). В дополнение, нужно учесть энергию перекачивания и охлаждение двигателя насоса. Это может увеличить потребность в энергии на 40—50 кДж.
[00104] Если длительность рабочего дня составляет 6 ч, требуется мощность нагрева 2,5 Вт (P=54315/(6*3600). Инъекционный насос, как ожидается, также будет добавлять в энергетическую нагрузку еще приблизительно 3 Вт, и, таким образом, общий расход мощности составит приблизительно 5—6 Вт. Нагревательная система должна предотвращать перегрев прививочного материала.
[00105] Ввиду многих возможных вариантов осуществления, по отношению к которым можно применить принципы настоящего раскрытия, следует признать, что проиллюстрированные варианты осуществления являются лишь предпочтительными примерами и не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения. Напротив, объем настоящего изобретения определяется следующей формулой изобретения.