特許 6140267 インシュリンペン用の近距離無線通信に基づく容量式充填度センサー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6140267

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】インシュリンペン用の近距離無線通信に基づく容量式充填度センサー

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/26 20060101AFI20170522BHJP

   A61M 5/142 20060101ALI20170522BHJP

   A61M 5/168 20060101ALI20170522BHJP

   G01F 23/00 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   G01F23/26 A

   A61M5/142 530

   A61M5/168 500

   A61M5/168 514Z

   G01F23/00 B

【請求項の数】14

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-500709(P2015-500709)

(86)(22)【出願日】2013年3月8日

(65)【公表番号】特表2015-512509(P2015-512509A)

(43)【公表日】2015年4月27日

(86)【国際出願番号】AT2013050060

(87)【国際公開番号】WO2013138830

(87)【国際公開日】20130926

【審査請求日】2015年10月28日

(31)【優先権主張番号】A358/2012

(32)【優先日】2012年3月22日

(33)【優先権主張国】AT

(73)【特許権者】

【識別番号】507313412

【氏名又は名称】エーアイティー オーストリアン インスティテュート オブ テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＡＩＴ Ａｕｓｔｒｉａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

(73)【特許権者】

【識別番号】514237943

【氏名又は名称】サイベルスドルフ レイバー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100082887

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 利春

(74)【代理人】

【識別番号】100090918

【弁理士】

【氏名又は名称】泉名 謙治

(74)【代理人】

【識別番号】100175237

【弁理士】

【氏名又は名称】加納 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100181331

【弁理士】

【氏名又は名称】金 鎭文

(74)【代理人】

【識別番号】100183597

【弁理士】

【氏名又は名称】比企野 健

(72)【発明者】

【氏名】バンメル マンフレッド

(72)【発明者】

【氏名】シュミット ゲルノート

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／０２４５６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２８４６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９１７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−１７５０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０２１２９５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ２３／１４−２３／２９６

Ａ６１Ｍ ５／００− ５／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２個の電極（４、５）間の静電容量を測定するための装置であって、
２個の電極（４、５）間の静電容量を測定するための、２個の電極（４、５）の下流の測定回路（６）と、
測定回路（６）の下流の通信ユニット（７）と、
通信ユニット（７）に接続され、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第１のアンテナ（８）であって、それにより、通信ユニット（７）が、受信する読み取り値を、外部のデータ通信ユニット（４０）に送信するようになっている第１のアンテナ（８）とを備えた装置において、
測定回路（６）に接続され、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第２のアンテナ（９）であって、それにより、第２のアンテナ（９）が交流電磁場により励起されると、電極（４、５）に交流電流がかかるように、第２のアンテナ（９）の接続部が、電極（４、５）に直接又は間接的に接続されている第２のアンテナ（９）を備え、
それにより、測定回路（６）が、電極（４、５）にかかる交流電圧又は電極（４、５）を通って流れる交流電流を直接又は間接的に測定するように構成され、
それにより、測定回路の出力が、直接又は間接的に通信ユニット（７）に送られ、
さらに、コイル状構造と少なくとも１巻を有し、第２のアンテナ（９）と同じ表面積を取り囲んでおり、第２のアンテナ（９）と同じ巻き数を有している第３のアンテナ（１０）と、
特定の静電容量を有する基準コンデンサー（１１ａ）であって、第３のアンテナ（１０）が交流電磁場によって励起されると、基準コンデンサー（１１ａ）の電極に交流電流がかかるように、第３のアンテナ（１０）の接続部が基準コンデンサー（１１ａ）の電極に、直接又は間接的に接続されている基準コンデンサーと、
基準コンデンサー（１１ａ）にかかる又は基準コンデンサー（１１ａ）を通って流れる交流電流を、直接又は間接的に測定するための第２の測定回路（１６）と、
測定回路（６、１６）によって得られた読み取り値の比率を決定し、それらの読み取り値を校正機能にかけ及び／又はそれらの読み取り値を静電容量に基づく読み取り値に変換し、これをそのアウトプットにおいて出力する、通信ユニット（７）の上流の静電容量及び／又は測定値決定ユニット（１５）であって、通信ユニット（７）が、この比率を、流体容器（１）内に残る流体（１４）の量に関するそれぞれの読み取り値として送信するようになっている静電容量及び／又は測定値決定ユニット（１５）と、
を備えることを特徴とする装置。

【請求項2】

２個の電極（４、５）間の静電容量を測定するための装置であって、
２個の電極（４、５）間の静電容量を測定するための、２個の電極（４、５）の下流の測定回路（６）と、
測定回路（６）の下流の通信ユニット（７）と、
通信ユニット（７）に接続され、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第１のアンテナ（８）であって、それにより、通信ユニット（７）が、受信する読み取り値を、外部のデータ通信ユニット（４０）に送信するようになっている第１のアンテナ（８）とを備えた装置において、
測定回路（６）に接続され、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第２のアンテナ（９）であって、それにより、第２のアンテナ（９）が交流電磁場により励起されると、電極（４、５）に交流電流がかかるように、第２のアンテナ（９）の接続部が、電極（４、５）に直接又は間接的に接続されている第２のアンテナ（９）を備え、
それにより、測定回路（６）が、電極（４、５）にかかる交流電圧又は電極（４、５）を通って流れる交流電流を直接又は間接的に測定するように構成され、
それにより、測定回路の出力が、直接又は間接的に通信ユニット（７）に送られ、
さらに、第３のアンテナ（１０）の接続部のうちの１つが、基準コンデンサー（１１ａ）の２個の電極（４、５）のうちの１つにそれぞれ接続され、基準コンデンサー（１１ａ）の下流の第２の測定回路（１６）が、基準コンデンサー（１１ａ）の接続部間の電圧の振幅を測定するように構成されており、それにより通信ユニット（７）が、第２の測定回路（１６）のアウトプットに接続されたもう１つのアウトプットを有することを特徴とする装置。

【請求項3】

２個の電極（４、５）間の静電容量を測定するための装置であって、
２個の電極（４、５）間の静電容量を測定するための、２個の電極（４、５）の下流の測定回路（６）と、
測定回路（６）の下流の通信ユニット（７）と、
通信ユニット（７）に接続され、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第１のアンテナ（８）であって、それにより、通信ユニット（７）が、受信する読み取り値を、外部のデータ通信ユニット（４０）に送信するようになっている第１のアンテナ（８）とを備えた装置において、
測定回路（６）に接続され、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第２のアンテナ（９）であって、それにより、第２のアンテナ（９）が交流電磁場により励起されると、電極（４、５）に交流電流がかかるように、第２のアンテナ（９）の接続部が、電極（４、５）に直接又は間接的に接続されている第２のアンテナ（９）を備え、
それにより、測定回路（６）が、電極（４、５）にかかる交流電圧又は電極（４、５）を通って流れる交流電流を直接又は間接的に測定するように構成され、
それにより、測定回路の出力が、直接又は間接的に通信ユニット（７）に送られ、
さらに、第２のアンテナ（９）及び第３のアンテナ（１０）が、又はアンテナ（８）も、同じ表面積を取り囲んでいることを特徴とする装置。

【請求項4】

第２のアンテナ（９）の接続部のうちの１つが、２個の電極（４、５）のうちの１つとそれぞれ接続されており、
測定回路（６）が、２個の電極（４、５）間の電圧の振幅を測定するように構成され、この振幅に対応する値を、測定回路のアウトプットにおいて利用可能に保持する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の装置。

【請求項5】

内側又は外側表面に、２個の電極（４、５）が向かい合って互いに接触せずに配置された流体容器（１）を特徴とし、それにより、好ましくは２個の電極（４、５）間の静電容量が流体容器（１）内の流体（１４）の量によって決まり、それにより測定回路（６）によって供給される読み取り値が、流体容器（１）内の流体（１４）の量に対応することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の装置。

【請求項6】

流体容器（１）が、この流体（１４）を生体に注入するように設計されている投与装置（３）と流体連通していることを特徴とする請求項５に記載の装置。

【請求項7】

投与装置（３）が、流体容器（１）の充填度読み取り値が送られる制御ユニットにより制御され、それにより制御ユニットは、流体容器（１）の充填度が所定量だけ減少するまで投与装置を作動させることを特徴とする請求項６に記載の装置。

【請求項8】

請求項１〜７の何れか１に記載の装置とデータ通信ユニット（４０）とを含むシステムであって、それによりデータ通信ユニット（４０）が、第１のアンテナ（８）、第２のアンテナ（９）、及び場合により第３のアンテナ（１０）に電磁波を送るように設計されているシステム。

【請求項9】

データ通信ユニット（４０）が、請求項１〜７の何れか１に記載の装置によって与えられる読み取り値を受信するための受信ユニットと、これらの読み取り値を記憶するための記憶媒体を有していることを特徴とする請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

データ通信ユニット（４０）が、追加の制御ユニットを有しており、追加の制御ユニットが、流体容器（１）の充填度（Ｌ２）の読み取り値を所定の間隔で受信し、充填度（Ｌ２）とデータ通信ユニットの記憶媒体に記憶された充填度との差（ＤＬ）を測定し、この差（ＤＬ）が所定の閾値を超えると信号を送信することを特徴とする請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

２個の電極（４、５）間の静電容量を、データ通信用の第１のアンテナ（８）と、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第２のアンテナ（９）であって、第２のアンテナ（９）が交流電磁場によって励起されると、２個の電極（４、５）に交流電流がかかるように、直接又は間接的に２個の電極（４、５）に接続された第２のアンテナ（９）を、用いて測定する方法において、
第２のアンテナ（９）が、データ通信装置（４０）によって交流電磁場を用いて励起され、それにより２個の電極（４、５）に交流電流をかけ、
前記交流電流を用いて、２個の電極（４、５）間の静電容量が測定され、前記静電容量又は前記静電容量に由来する値が、第１のアンテナ（８）を経由してデータ通信装置（４０）に送られ、
第２のアンテナと同じ表面積を取り巻く第３のアンテナ（１０）と、特定された静電容量を有する基準コンデンサー（１１ａ）を用い、それにより第３のアンテナ（１０）が、交流電磁場によって励起されると、基準コンデンサー（１１ａ）の電極に交流電流がかかるように、第３のアンテナ（１０）の接続部が、基準コンデンサー（１１ａ）の電極に、直接又は間接的に接続され、
第３のアンテナ（１０）が第２のアンテナ（９）と共に、データ通信装置（４０）によって交流電磁場を用いて励起され、それにより基準コンデンサー（１１ａ）に交流電流をかけ、
前記交流電流を用いて、基準コンデンサー（１１ａ）の静電容量が測定され、２個の電極（４、５）間の静電容量と基準コンデンサー（１１ａ）の静電容量との間の比率が、データ通信装置（４０）に送られる
ことを特徴とする方法。

【請求項12】

内側又は外側表面に、２個の電極（４、５）が向かい合って互いに接触せずに配置された流体容器（１）を用いる請求項１１に記載の方法において、２個の電極（４、５）間の静電容量又は２個の電極（４、５）間の静電容量と基準コンデンサー（１１ａ）の静電容量との間の比率が、充填度（Ｌ）の測定尺度として用いられ、校正表を用いて充填度（Ｌ）に変換されることを特徴とする方法。

【請求項13】

流体容器（１）の充填度（Ｌ１）が、データ通信ユニット（４０）に送信され、送信された充填度（Ｌ１）が、データ通信ユニット（４０）又はデータ通信ユニット（４０）に接続された他のデータ通信装置に記憶され、後に読み出すことができることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

流体容器（１）の充填度（Ｌ１）が、データ通信ユニット（４０）に送信され、その後流体容器（１）は流体を抜かれ、それにより流体容器の充填度（Ｌ２）が、所定の間隔で、リアルタイムに測定され、データ通信ユニット（４０）に送信され、流体を抜く過程の開始前の充填量（Ｌ２）と、送信された最新の充填度（Ｌ２）との間の差（ＤＬ）が決定され、データ通信ユニット（４０）は、この差（ＤＬ）が所定の閾値を超えると信号を送り、この信号が送られた後、流体容器（１）の流体抜きが中断されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、独立請求項１の公知要件事項部に記載のように２個の電極間の静電容量を測定するための装置と、独立請求項１２の公知要件事項部に記載のように静電容量を測定するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

流体を投与するための多数の装置が、先行技術から公知である。斯かる装置は、主として、薬剤を人又は動物に投与するために使用される。インシュリンの糖尿病患者への投与、又は薬剤、ホルモン、生物学的薬剤などの投与量が重要な因子である用途が、特に、本発明による装置の好ましい用途である。

【0003】

「インシュリンペン」として知られる液状のインシュリンを糖尿病患者に投与するための投与装置が、先行技術から公知である。斯かる装置を用いると、インシュリンを、液状で所要量、個々の患者に簡単かつ安全に投与することができ、患者は自分自身で投与を制御することができる。一般に、そのような投与装置は、各々、それぞれの気体状又は液状の薬剤、ここではインシュリンの入ったアンプルを有している。これらのアンプルは、しばしばカートリッジと呼ばれる。カートリッジは、投与装置に挿入され、それにより、注入アセンブリが、それぞれのカートリッジから薬剤を取得し、その薬物を患者に送り込む。

【0004】

注入アセンブリは、ある一定量で各薬剤を患者に送り込む用量測定アセンブリも有している。ここで、それぞれのカートリッジ又はアンプルに必要量の薬剤がない場合には、用量測定が必ずしも適正になされないという問題がある。ほとんどの製品は、のぞき窓を通してカートリッジ又はアンプルのそれぞれの液量が読めるようになっているが、これは、カードリッジ又はアンプル内のインシュリン又は流体の量のおおよその測定ができるだけである。ほとんどの場合、のぞき窓からの読み取りは、非常に粗雑な読み取りができるに過ぎない。視覚障害のある患者にとって、インシュリン又は他の流体の残量を確実に測定することは困難又は不可能である。多くの用途において生じるもう一つの問題は、最新の充填度又は最新の注入量を覚えていることである。これは、忘れっぽい人だけの問題ではなく、投与量が過小又は過剰になることがある。

【0005】

第１の問題を是正するため、容量式充填度測定の原理が、先行技術から公知である。この目的で、少なくとも２個の電極が、アンプル、カートリッジ自体又はアンプルの領域における下側ペンシャフトの内側の何れかに、取り付けられる。電極の取り付けは、例えば、蒸着又は接着によって行うことができる。下側ペンシャフトの内側に接着又は蒸着させる場合には、ペンに挿入されるアンプルは、下側ペンシャフトの内側とぴったりと合っていなければならない。流体、特にインシュリンの誘電特性と、流体を包囲する非金属材料の誘電特性との間の著しい相違に起因して、両電極によって測定される静電容量Ｃｍは、アンプル内の充填度によって決まる。アンプル又はカートリッジは、本発明に関しては、流体容器と称する。

【0006】

図１〜図３は、流体容器１内の流体Ｌの残量測定の基本原理を詳細に示している。図１は、アンプルの形態の流体容器１の側面図を示しており、流体容器の外壁には、金属電極４、５が接着又は蒸着されている。図２は、流体容器１の上面図を示している。金属電極４、５は、円筒状の流体容器１のカバーの円周方向に離れた部分に配置され、互いに接触しない。図３は、流体容器１の充填度に応じた金属電極間で測定される静電容量間の関係を、充填度及び金属電極４、５の大きさを異ならして、示している。流体容器１の２個の金属電極４、５間の静電容量を測定することにより、流体容器１内の各流体１４、例えば薬剤の充填度Ｌを、流体１４の誘電率が空気又は流体１４の代わりに流体容器１に入る他の流体の誘電率と十分に相違する程度に、容易に推定することができる。この場合では、２つの誘電率の比率は、約１：８０である。

【0007】

図１〜図３に示す容量式充填度測定方法に関する問題は、この実施の形態は、静電容量を測定するためには、交流電圧源を要することである。このことは、特に、近距離無線通信（ＮＦＣ）が可能な携帯電話又はＮＦＣインターフェースを有するデータ通信装置と連動して完全に受動的に作動されるようになっている構成要素に関して問題を生じさせる。特に、静電容量を測定するための交流電流を発生させる電池を組み込むことは、かなりの努力を要する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

したがって、本発明の目的は、別の電力供給源を必要としない、特に近距離無線通信に適合した受動的構成要素においてコンデンサーの静電容量の測定を可能にする装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、請求項１に記載した構成上の特徴により、上記の種類の装置において、この目的を達成するものである。２個の電極間の静電容量の測定装置には、以下の構成要素：
２個の電極間の静電容量を測定するための、２個の電極の下流の測定回路、
測定回路の下流の通信ユニット、及び
通信ユニットに接続され、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第１のアンテナであって、それにより、通信ユニットが、受信する読み取り値を、外部のデータ通信ユニットに送信するようになっている第１のアンテナ、
測定回路に接続され、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第２のアンテナであって、それにより、第２のアンテナが交流電磁場により励起されると、２個の電極に交流電流がかかるように、第２のアンテナの接続部が、２個の電極に直接又は間接的に接続されている第２のアンテナ、
が備わっており、
それにより、測定回路が、２個の電極にかかる交流電圧又は２個の電極を通って流れる交流電流を直接又は間接的に測定するように構成され、
それにより、測定回路の出力が、直接又は間接的に通信ユニットに送られる。

【0010】

本発明による装置において、極めて重要な利点は、別個の交流発生手段も電池もなしに、静電容量の測定が可能なこと、及び本発明による装置が、全面的に受動的に作動することである。これには、多くの感温注入溶液にとって危機的なことのあるアンプル内の流体の測定可能な加熱が実質的にないという利点もある。

【0011】

特に簡単な静電容量の測定では、第２のアンテナの接続部のうちの１つそれぞれが、２個の電極のうちの１つそれぞれと接続されており、測定回路が、２個の電極間の電圧の振幅を測定するように構成され、この振幅に対応する値を、測定回路のアウトプットにおいて利用可能に保持する。

【0012】

通信装置のそれぞれの位置及び配置とは無関係に測定値及び静電容量を測定するため、コイル状構造と少なくとも１巻を有し、第２のアンテナと同じ表面積を取り囲んでおり、特に第２のアンテナと同じ巻き数を有している第３のアンテナと、特定の静電容量を有する基準コンデンサーであって、第３のアンテナが交流電磁場によって励起されると、基準コンデンサーの電極に交流電流がかかるように、第３のアンテナの接続部が基準コンデンサーの電極に、直接又は間接的に接続されている基準コンデンサーと、基準コンデンサーにかかる又は基準コンデンサーを通って流れる交流電流を、直接又は間接的に測定するための第２の測定回路と、測定回路から得られた読み取り値の比率を決定し、特にそれらの読み取り値を校正機能にかけ及び／又はそれらの読み取り値を静電容量に由来する読み取り値に変換し、これをそのアウトプットにおいて出力する、通信ユニットの上流の静電容量又は測定値決定ユニットであって、通信ユニットが、この比率を、流体容器内に残る流体の量に関するそれぞれの読み取り値として送信するようになっている静電容量又は測定値決定ユニットとが、好ましくは設けられる。

【0013】

特に簡単な静電容量の測定では、第３のアンテナの接続部のうちの１つが、基準コンデンサーの２個の電極のうちの１つにそれぞれ接続され、基準コンデンサーの下流の第２の測定回路が、基準コンデンサーでの電極間の電圧の振幅を決定するように構成されており、それにより通信ユニットが、第２の測定回路のアウトプットに接続されたもう１つのアウトプットを有する。

【0014】

信頼性のある測定を可能にする簡単に構成されてしっかりとした本発明の実施の形態では、第２のアンテナと第３のアンテナ及び、必要ならば、アンテナが、同じ表面積を取り囲んでいる。

【0015】

本発明の有益な変更した実施の形態が、流体容器内の流体保有量を測定するのに使用することができる。ここで、流体容器には、特に内側又は外側の表面に、向かい合って互いに接触せずに配置された２個の電極が備わっており、それにより、好ましくは２個の電極間の静電容量が流体容器内の流体の量によって決まり、それにより測定回路によって供給される読み取り値が、流体容器内の流体の量に対応する。

【0016】

流体を生体に投与するため、流体容器が、この流体を生体に注入するように設計されているのが好ましい投与装置と流体連通しているとよい。

【0017】

投与する流体の適正な用量測定のため、投与装置が、流体容器の充填度読み取り値が送られる制御ユニットにより制御され、それにより制御ユニットは、流体容器の充填度が特定量だけ減少するまで投与装置を作動させてもよい。

【0018】

加えて、本発明は、本発明による装置とデータ通信ユニットとを有するシステムであって、それによりデータ通信ユニットが、第１のアンテナ、第２のアンテナ、及び場合により第３のアンテナに電磁波を送るように設計されているシステムに関する。好ましくは、データ通信ユニットは、携帯電話からなっている。このシステムを用いると、本発明による装置内に配置された電源なしに静電容量を適正に測定することができる。

【0019】

加えて、本発明は、本発明による装置とデータ通信ユニットとを含むシステムであって、それによりデータ通信ユニットが、第１のアンテナ、第２のアンテナ、及び場合により第３のアンテナに電磁波を送るようになっているシステムに関する。好ましくは、データ通信ユニットは、携帯電話からなる(携帯電話によって現実化される)。このシステムを用いると、本発明による装置内に電源がなくても静電容量を適正に測定することができる。

【0020】

測定したデータを適正に記録し処理するため、データ通信ユニットが、本発明による装置によって与えられる読み取り値を受信するための受信ユニットと、これらの読み取り値を記憶するための記憶媒体を有していてもよい。

【0021】

流体の送り出しを制御するため、データ通信ユニットが、追加の制御ユニットを有しており、追加の制御ユニットが、流体容器の充填度の読み取り値を所定の間隔で受信し、この充填度とデータ通信ユニットの記憶媒体に記憶された充填度との差を測定し、この差が所定の閾値を超えると信号を送信するようにしてもよい。

【0022】

加えて、本発明は、２個の電極間の静電容量を、データ通信用の第１のアンテナと、コイル状構造と少なくとも１巻きを有する第２のアンテナであって、第２のアンテナが交流電磁場によって励起されると、２個の電極に交流電流がかかるように、直接又は間接的に２個の電極に接続された第２のアンテナを、用いて測定する方法に関する。本発明では、第２のアンテナが、データ通信装置によって交流電磁場を用いて励起され、それにより２個の電極に交流電流をかけること、２個の電極間の静電容量が、前記交流電流を用いて測定され、前記静電容量又は前記静電容量に由来する値が、第１のアンテナを経由してデータ通信装置に送られるようにしてもよい。

【0023】

本発明による方法では、別個の交流発電機も電池もなしに、静電容量の測定が可能なことと、本発明による装置が、全面的に受動的に作動することが、利点である。これには、多くの温度に敏感な注射液にとって危機的な場合があるアンプル内の流体の測定できる加熱が、実質的に不要となるという利点もある。

【0024】

通信装置のそれぞれの位置及び配置とは無関係に測定値及び静電容量を決定するため、特に第２のアンテナと同じ表面積を取り巻く第３のアンテナと、所定の静電容量を有する基準コンデンサーが好都合に規定され、それにより第３のアンテナが、交流電磁場によって励起されると、基準コンデンサーの電極に交流電流がかかるように、第３のアンテナの接続部が、基準コンデンサーの電極に、直接又は間接的に接続され、それにより、第３のアンテナが第２のアンテナと共に、データ通信装置によって交流電磁場を用いて励起され、それにより電極に交流電流をかけ、前記交流電流を用いて、基準コンデンサーの静電容量が測定され、２個の電極間の静電容量と基準コンデンサーの静電容量との比率が、第１のアンテナを経由してデータ通信装置に送られることが好ましい。

【0025】

本発明の有益な変更した実施の形態を、流体容器の流体保有量を測定するのに用いることができる。この実施の形態では、流体容器が、特にその内側又は外側表面に、向かい合って互いに接触せずに配置された２個の電極を備えており、２個の電極間の静電容量又は２個の電極間の静電容量と基準コンデンサーの静電容量との間の比率が、充填度の測定尺度として用いられ、特に校正表を用いて充填度に変換されることを特徴とする。

【0026】

個々の投与量を調べ監視するため、流体容器の充填度が、データ通信ユニットに送信されることと、送信された充填度が、データ通信ユニット又はデータ通信ユニットに接続された他のデータ通信装置に記憶され、後に読み返すことができるようにしてもよい。

【0027】

投与する流体の適正な用量測定のため、流体容器の充填度が、データ通信ユニットに送信され、その後流体容器は流体を抜かれ、それにより流体容器の充填度が、特に所定の間隔で、リアルタイムに測定され、データ通信ユニットに送信され、流体を抜く過程の開始前の充填量と、送信された最新の充填度との間の差が決定され、データ通信ユニットは、この差が所定の閾値を超えると信号を送り、この信号が送られた後、流体容器の流体抜きが中断されるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】流体容器の側面図の一つを示す図である。

【図2】図１の流体容器の上面図を示す図である。

【図3】電極の種々の大きさにおける２個の電極間の静電容量と流体容器の充填度との間の関係を示す図である。

【図4】インシュリンペンの形態の本発明による断面図を示す図であり、本発明の典型的な実施の形態を、より詳細に説明するものである。

【図5】静電容量を測定するのに必要な個々の構成要素の電気的配線の概略図であり、本発明の典型的な実施の形態を、より詳細に説明するものである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明の典型的な実施の形態を、以下の図面（図４、図５）を参照してより詳細に説明する。

【0030】

図４は、静電容量を測定するための本発明の有益な実施の形態を、より詳細に示している。図４に示す本発明の装置は、円筒状のハウジング１１を備えており、この円筒状のハウジング内には、やはり円筒状の液体容器１（図１、図２参照）が挿入されている。流体容器１は、円筒状のハウジング１１から取り出すことができ、同じタイプの流体容器１と交換することができる。流体容器１のカバーには、流体容器１に沿って延びる電極４、５が配置されている。この好ましい典型的な実施の形態では、２個の電極４、５は、円周方向に間隔をあけて配置され（図２参照）、流体容器１の全長にわたって延びている。流体容器１は、更に、流体容器１の一方に配置された端部壁１２を備えている。円筒状の流体容器１の前面には、端部壁１２の反対側にある凹部１３が配置されている。流体容器１の内側には、人に投与する流体１４が入っている。この流体１４は、凹部１３を経由して流体容器１から流出する及び／又は取り出すことができる。円筒状の流体容器１のカバーに対して端部壁１２を移動させることにより、流体１４は、流体容器１から押し出され、流体容器１の流体充填容積１４が減少する。

【0031】

加えて、図４の本発明による装置は、投与装置３すなわち送り出しユニットを有しており、投与装置すなわち送り出しユニットにより、流体１４を流体容器１から患者に投与することができる。特に、投与装置３としては、注射針が用いられる。本発明のこの好ましい実施の形態では、投与装置３は、円筒状の流体容器１の軸方向に対して垂直な流体容器１の端部壁１２を流体容器１に押し込み、それにより、この端部壁１２の反対側の端部にある流体１４を、凹部１３を経由して投与装置３の注入領域３２へと移動させるプランジャー３１を備えている。注入領域３２と流体容器１とは、直に流体連通している。投与装置３は、更に、プランジャーのための駆動手段３３を備え、駆動手段は、プランジャー３１を流体容器１の端部壁１２に押圧し、それにより、流体容器１に収容された流体１４を、それぞれの患者に投与する。

【0032】

端部壁１２と端部壁１２の反対側にある凹部１３との間の領域は、完全に流体１４で満たされ、流体容器１の残りの領域は、空であり、この場合には、空気で満たされている。流体容器１からの流体の排出により、４０ｅ_０〜８０ｅ_０の誘電率を有する流体１４は、約ｅ_０の誘電率を有する空気によって連続的に置き換えられる。電極４、５間の中間領域の誘電率が減少することにより、流体容器１のカバーに配置された電極４、５間の静電容量も減少する。流体容器からの流体の排出によって引き起こされる２個の電極４、５間の静電容量の減少が、図３により詳細に示されている。

【0033】

図示の実施の形態は、充填度を容量測定により測定できるようにしている。しかしながら、本発明は、一般的に図示の充填度測定に限定されない、というよりもむしろ、本発明は、あらゆる静電容量又は測定値であってその変化が静電容量の変化を引き起こす測定値を決定するのに一般的に使用することができる。したがって、本発明は、充填度を測定するのに使用される必要はない。代わりに、本発明は、あらゆる静電容量の測定を可能にする。以下に、追加の交流電力源又は電池を要しない静電容量の測定を説明する。

【0034】

本発明のこの典型的な実施の形態では、２個の電極４、５間の静電容量は、図５に示す回路によって測定される。この回路は、通信ユニット７に接続されたアンテナ８を、備えている。アンテナ８は、例えば、近距離無線通信（ＮＦＣ）の用途に使用されるようなコイルアンテナである。アンテナ８は、一方で、通信ユニット７と外部のデータ通信装置４０、例えば、携帯電話との間の通信を可能にする役目を果たし、他方で、測定及び通信に必要なエネルギーを、データ通信装置４０から本発明による静電容量測定ユニットに送ることを可能にしている。

【0035】

具体的な実施の形態の一つでは、通信ユニット７は、測定及びデータ通信装置４０との通信中、通信ユニット７を作動させるのに要する量の電気エネルギーを中間貯蔵するための小さなバッファーを有していてもよい。しかしながら、バッファーは、そのエネルギー容量が２個の電極４、５間の静電容量を測定するための交流信号を発生させるのに十分足りるだけ大きい必要はない。

【0036】

一般的に、２個の電極間の静電容量及び基準コンデンサー１１ａの静電容量は、直接測定することができ、測定に要する特定のエネルギーは、データ通信装置によって直接供給することができる。

【0037】

この実施例で示す本発明の好ましい実施の形態では、第２のアンテナ９及び第３のアンテナ１０を有している。第２のアンテナの２つの連結部は、２個の電極４、５に接続されている。２個の電極４、５間には電圧があり、この電圧の振幅は、それぞれのコンデンサーの静電容量に応じるものである。第３のアンテナ１０の連結部は、各々基準コンデンサー１１ａの電極に接続されている。

【0038】

この実施の形態の場合には、第２のアンテナ９と第３のアンテナ１０は、同じ巻き数を有している。しかしながら、このことは必須ではない。その代わりに、例えば、異なる巻き数の選択を用いて意図的な校正オフセット（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆｆｓｅｔ）を行って、必要に応じた基準静電容量の選択を容易にしてもよい。

【0039】

外部のデータ通信装置４０によってもたらされる電界エネルギー及び外部のデータ通信装置４０によって生じる電界の周波数は、外部のデータ通信装置４０の種類によって変化する。外部のデータ通信装置４０の種類によって引き起こされる異なる読み取り値を回避するため、第３のアンテナ１０が備わっており、第３のアンテナは、第２のアンテナ９と同じ表面積を取り囲んでいる。第３のアンテナ１０の２つの接続部は、基準コンデンサー１１の２個の電極に接続されている。２個の電極４、５にかかる電圧と、基準コンデンサー１１にかかる電圧とを比較することにより、それぞれの外部のデータ通信装置４０とは関係なく静電容量の読み取り値を得ることができる。

【0040】

第２と第３のアンテナ９、１０は、同じ表面積を取り囲んでいる。図４及び図５の概略図は、単に参照の簡単さ及び容易さを目的とするものである。第２と第３のアンテナ９、１０は、同じ表面積を取り囲んでいるので、外部のデータ通信装置４０とアンテナ９、１０との間のそれぞれの相対位置は、基準コンデンサー１１ａの出力の電圧と、２個の電極４、５間の電圧との間の比率に影響を与えない。

【0041】

本発明の肝要な利点は、２個の電極４、５間の静電容量、及び必要な場合には、基準コンデンサー１１ａの静電容量を測定するためには、電圧発生手段の装備又は電池の装備は不要であり、それぞれの静電容量を測定するのに必要なエネルギーは、外部のデータ通信装置４０によって生じさせた電場から直接得ることができることである。

【0042】

この実施例で示す本発明の好ましい実施の形態は、２個の測定回路６、１６を有しており、これらの測定回路は、通信ユニット７に接続されており、それらの測定回路６、１６によって測定された全ての値を通信ユニット７に送信する。この実施の形態の場合には、２個の測定回路６、１６は各々、整流器、整流器の下流の平滑回路、及び平滑回路の下流のＡＤＣ回路（アナログ／デジタル変換回路）を有している。それぞれのＡＤＣ回路の結果は、通信ユニット７に送られる。

【0043】

それぞれ、基準コンデンサー１１の出力における電圧と、２個の電極４、５間の電圧との間の比率を決定し、この結果をその出力において利用可能に維持し、その結果を通信ユニット７に送る静電容量及び測定値決定ユニット１５が備わっている。必要ならば、この比率の静電容量又は静電容量に基づく値への変換を行ってもよく、それにより、それぞれの比率は、特定の静電容量値において前もって決定された基準比率とそれぞれ比較される。そのため、例えば、得られた静電容量値Ｃｍは、図３のグラフにより、流体容器内の流体１４のそれぞれの充填度Ｌに変換することができる。通信ユニット７は、この比率又はそれぞれの変換値を、要求があり次第、外部の通信ユニット４０に送信する。

【0044】

この典型的な実施の形態では、静電容量及び測定値決定ユニット１５、測定回路６、１６及び基準コンデンサー１１ａは、共有チップ１７に配置されている。本発明の他の変更した実施の形態では、通信ユニット７も、共有チップ１７に配置することができる。

【0045】

この典型的な本発明の実施の形態では、投与装置３は、制御ユニット（図示せず）によって制御され、制御ユニットには、比較ユニット１５の出力における流体容器１の充填度の読み取り値が送られる。制御ユニットは、流体容器１の充填度が、特定量だけ減少するまで投与装置３を作動させる。プランジャーが停止に達したら、プロセスも停止させることができる。この場合、それぞれの流体容器１が空であり、所要量の流体が投与されなかったことを示すエラーメッセージを送ることができる。

【0046】

一度にどれだけの量の流体が投与されたかを測定するため、先に説明したように、投与の前後で充填度Ｌが測定される。そのため、投与前の第１の充填度Ｌ１と、投与後の第２の充填度Ｌ２が利用可能である。第１の充填度と第２の充填度との間の差ＤＬが得られたら、その結果は、投与された流体の量である。

【0047】

流体を投与する時には、それぞれの流体の用量測定をするため、投与前の第１の充填度Ｌ１を保存することができ、第２の充填度をリアルタイムに測定することができる。第１の充填度と第２の充填度との間の差ＤＬが、閾値に達すると、投与は打ち切られる。この目的で、それぞれの投与装置３は、作動を停止される。例えば、プランジャー３１のための駆動手段３３が作動を停止され、プランジャー３１は止められる。それ以上、流体１４は投与されない又は送り出されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】