專(zhuān)利名稱(chēng)：輸送設(shè)備及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制劑輸送設(shè)備，它包括a)具有開(kāi)口或準(zhǔn)備好開(kāi)口結(jié)構(gòu)的制劑容器，b)能夠通過(guò)開(kāi)口輸送容器中的至少部分制劑的機(jī)械裝置，c)連接容器和機(jī)械裝置的連接裝置，d)檢測(cè)容器或容器內(nèi)所裝物質(zhì)的至少一個(gè)預(yù)定性質(zhì)的傳感器系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及這種設(shè)備的操作方法，涉及供該輸送設(shè)備使用的容器或者容器系統(tǒng)，及涉及關(guān)于該輸送設(shè)備組成部分的標(biāo)記系統(tǒng)或分析設(shè)備。
由于能夠提供具有或多或少先進(jìn)機(jī)構(gòu)的可重復(fù)使用的泵式裝置用于準(zhǔn)備、配料、及控制和監(jiān)視注射過(guò)程而帶來(lái)的靈活性和經(jīng)濟(jì)性，基于可和可換式容器聯(lián)接的分離輸送機(jī)械的注射器廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如醫(yī)用輸送系統(tǒng)，而可替換容器特征可被局限于安全密封藥品及方便排出所必需的那些特征，此外，這些特征適宜于每種特殊的制劑類(lèi)型。
已知輸送設(shè)備已應(yīng)用于更為持久的機(jī)構(gòu)中，例如應(yīng)用于醫(yī)院治療環(huán)境中，這種環(huán)境中設(shè)計(jì)限制較少，并且考慮到機(jī)械化的控制裝置，處理器控制的操作和數(shù)據(jù)收集，及和其它適用儀器的可能連接，可以極大地改進(jìn)泵送部分。通常也利用設(shè)計(jì)的靈活性，使泵送部分和一個(gè)或幾個(gè)現(xiàn)有或標(biāo)準(zhǔn)化的藥筒、注射管或注射裝置類(lèi)型相適應(yīng)，從而增大泵送部分的應(yīng)用范圍，并減少筒型部分的適配費(fèi)用。
考慮到流動(dòng)目的，設(shè)計(jì)限制更為嚴(yán)格，尤其是對(duì)于沒(méi)有可連接支承物的自持設(shè)備的設(shè)計(jì)更為嚴(yán)格。尺寸和重量約束限制了可能包括的功能數(shù)目及改進(jìn)程度。類(lèi)似地，作為增加安全性，避免誤用的替換措施的自動(dòng)化裝置受到加入的機(jī)械化裝置的限制，而運(yùn)行功能的數(shù)量受到能量存儲(chǔ)裝置的有限容量的限制。盡管可以設(shè)計(jì)出具有熟練操作人員可靠地控制所有前述要求所必需的最少支持特征的手持式及便攜式注射器，但是在長(zhǎng)期藥物治療中，仍然傾向于通過(guò)使用筆式注射器把用藥責(zé)任交給患者本人，在患者是孩童或殘疾人的情況下也是如此。于是不僅在注射步驟中，而且在關(guān)鍵性的啟動(dòng)及準(zhǔn)備步驟中就需要高度的自動(dòng)化控制裝置來(lái)避免出錯(cuò)。依賴(lài)逐日用藥的患者還要求該輸送設(shè)備使用方便，并且足夠普及，以便在日常生活中可隨處得到。對(duì)高度改進(jìn)但是仍然小巧方便的輸送設(shè)備的這些相互矛盾的要求必須由新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一般來(lái)說(shuō)，同時(shí)用于固定使用及流動(dòng)使用的輸送設(shè)備需要一個(gè)可靠的用于容器控制及檢驗(yàn)的傳感器系統(tǒng)。可和固定使用的通用泵連接的容器的有限類(lèi)型導(dǎo)致控制問(wèn)題，對(duì)于便攜式設(shè)備，患者自己用藥選擇方案需要防障控制功能，及泵和容器需能相應(yīng)預(yù)防故意或非故意誤用或?yàn)E用措施的普及。輸送設(shè)備中大多數(shù)功能對(duì)自動(dòng)化的依靠，要求向處理器輸入有關(guān)信息，例如容器的存在，其狀態(tài)的檢查結(jié)果，其未使用過(guò)狀態(tài)的檢驗(yàn)，及容器類(lèi)型、藥劑、深度、無(wú)效日期等信息。另外還需要輸入個(gè)體患者的數(shù)據(jù)及用藥方案。即使當(dāng)泵裝置只準(zhǔn)備用于單個(gè)或少數(shù)幾種容器類(lèi)型或藥劑時(shí)，泵應(yīng)該不僅對(duì)除這些容器外的其他容器不適用，而且當(dāng)刻意避開(kāi)安全系統(tǒng)時(shí)也是不行的。顯然最好的控制方法是借助完全各不相同的性質(zhì)?？蓮娜萜魃系臋C(jī)器可讀標(biāo)記向輸送設(shè)備傳送純正信息，該信息可以完全和容器無(wú)關(guān)，例如可為患者數(shù)據(jù)或保密碼，也可和容器有關(guān)，例如在標(biāo)記顯示容器制劑類(lèi)型和體積的情況下。容器的物理性質(zhì)(例如尺寸或定向)及功能性質(zhì)(例如制劑的存在及活塞位置)的控制需要非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的具有用于傳感檢測(cè)的特殊特征的容器、極大改進(jìn)的通用監(jiān)視系統(tǒng)或者用于要檢測(cè)的每個(gè)特征的多個(gè)專(zhuān)用傳感器，所有這些選擇方案都不適應(yīng)于上面對(duì)固定或便攜式泵系統(tǒng)的一般要求。
常見(jiàn)的信息攜帶標(biāo)記技術(shù)不適用于提出的目的。專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)US4978335和WO93/02720建議在多種方法中，對(duì)于類(lèi)似目的可以使用條形碼及條形碼閱讀器。條形碼在給定表面上不能附有太多的信息，需要不能方便安裝在小型設(shè)備中的較大的閱讀器，使用復(fù)雜的照射系統(tǒng)，并且條形碼易于操縱，因此易于偽造。最后該系統(tǒng)不適于檢測(cè)規(guī)定編碼之外的其它容器特征?；谧帜笖?shù)字字符讀取、磁條等的標(biāo)記系統(tǒng)也具有類(lèi)似的缺點(diǎn)及限制。
現(xiàn)有技術(shù)中很少使用傳感器來(lái)檢測(cè)容器的物理或功能性質(zhì)。美國(guó)專(zhuān)利US4838857說(shuō)明的基于開(kāi)關(guān)的、當(dāng)處于恰當(dāng)位置時(shí)由容器開(kāi)啟的傳感系統(tǒng)如果不布置許多開(kāi)關(guān)就將極不靈活，并且該系統(tǒng)易于受到磨損及污染。EP549694說(shuō)明的基于配合結(jié)構(gòu)的互鎖的系統(tǒng)是不靈活、不精確及易于欺騙的，并且對(duì)于在筒形部件上提供的特殊的楔形特征和標(biāo)準(zhǔn)容器不相適應(yīng)。已知的方法過(guò)于特殊化，易于偽造，并且不適于讀取補(bǔ)充信息。
于是就需要一種能夠滿(mǎn)足各種要求，特別是醫(yī)用輸送設(shè)備中各種要求，同時(shí)和這些應(yīng)用中的常見(jiàn)限制相適應(yīng)的傳感系統(tǒng)。雖然本發(fā)明具有通用性，但是下面將主要以其醫(yī)用背景來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。
本發(fā)明的主要目的是提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷的傳感器系統(tǒng)。更為具體的目的是提供一種要用于醫(yī)用輸送設(shè)備的這種傳感器系統(tǒng)。另一個(gè)目的是提供一種小巧、輕便、低能耗，適用于便攜式設(shè)備中的傳感器系統(tǒng)。另一個(gè)目的是提供可靠，不容易被假造的系統(tǒng)。另一個(gè)目的是提供一種能夠用可靠的方式傳感檢測(cè)標(biāo)記信息的系統(tǒng)。另一個(gè)目的是提供能夠傳感檢測(cè)各種功能性質(zhì)的系統(tǒng)。再一個(gè)目的是設(shè)計(jì)一種能夠傳感檢測(cè)標(biāo)記信息和功能性質(zhì)的系統(tǒng)。還有一個(gè)目的是提供一種高度適于自動(dòng)化，及其輸出微控制器處理的傳感器系統(tǒng)。
這些目的由具有權(quán)利要求陳述的各種特征的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)利用本發(fā)明系統(tǒng)的基本原理向要傳感檢測(cè)的物體發(fā)射輻射，并為進(jìn)一步的分析接收受到物體作用的輻射，可達(dá)到上述目的中的幾個(gè)目的。傳感器和物體間不必存在機(jī)械接觸，從而增大了位置控制和使用的靈活性，同時(shí)減少了磨損和污染所帶來(lái)的問(wèn)題。發(fā)射器/接收器相互間定位的多種可能性也提供了靈活性。通過(guò)在比較接收的輻射和功能性質(zhì)的預(yù)定表現(xiàn)的基礎(chǔ)上檢測(cè)物體的功能性質(zhì)，本發(fā)明的系統(tǒng)具有高度靈活性，適用于許多物體性質(zhì)，同一個(gè)接收器可用于檢測(cè)幾個(gè)性質(zhì)。使用者可能不知道確定預(yù)定表現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，于是難以由未經(jīng)批準(zhǔn)的個(gè)人來(lái)滿(mǎn)足。非成象輻射或者甚至散焦輻射的使用具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。可以使用非常簡(jiǎn)單和便宜的組件。寬度和深度上的大接收區(qū)域方便了組件的布置，使從不同深度接收的輻射能夠借助透明物體，例如常見(jiàn)的醫(yī)用容器均勻地影響響應(yīng)。在傳感檢測(cè)功能性質(zhì)時(shí)，這種靈活性及使每個(gè)內(nèi)表面影響響應(yīng)的可能性，將產(chǎn)生可由單個(gè)或少數(shù)幾個(gè)接收器覆蓋的大量潛在可檢測(cè)性質(zhì)，并能夠監(jiān)視動(dòng)態(tài)變化的性質(zhì)。在傳感檢測(cè)標(biāo)記信息時(shí)，可采用大的接收區(qū)域，減少由于污染引起的錯(cuò)讀，除了標(biāo)記中的結(jié)構(gòu)外，通過(guò)利用許多模擬響應(yīng)水平增大信息量，并利用不易于目測(cè)檢查檢測(cè)到的標(biāo)記特征極大地改進(jìn)安全性。后一點(diǎn)可利用非可見(jiàn)光頻率范圍內(nèi)的輻射進(jìn)一步改善。顯然同一系統(tǒng)可用于傳感檢測(cè)功能性質(zhì)和標(biāo)記信息，可應(yīng)用于醫(yī)用輸送應(yīng)用中，并且特別有利于對(duì)尺寸、重量、費(fèi)用及能耗有嚴(yán)格要求的情況，例如可用于便攜式物體中。由于只需要幾個(gè)組件，組件的驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，和掃描動(dòng)作或動(dòng)態(tài)操作的適應(yīng)性，及易于實(shí)時(shí)處理接收器的順序輸出，因此容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
根據(jù)下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。
概述這里使用的術(shù)語(yǔ)“系統(tǒng)”當(dāng)包括其部分，例如設(shè)備，操作方法，標(biāo)記原理及諸如泵送部件及容器之類(lèi)的關(guān)鍵性組件時(shí)，應(yīng)理解為指的是本發(fā)明。
正如在介紹中指出的，在此說(shuō)明的傳感器系統(tǒng)及其標(biāo)記記原理可用于醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)外的多種目的，并可用于任意容器中，為任意目的輸送的任意類(lèi)型的配制品，例如化學(xué)制品，化合物或混合物。由于前面提出的原因，系統(tǒng)在醫(yī)用輸送設(shè)備方面具有某些特殊意義，設(shè)計(jì)限制比大多數(shù)其它應(yīng)用更為嚴(yán)格。為了方便，將在醫(yī)用輸送設(shè)備方面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的原理可廣泛應(yīng)用于輸送設(shè)備或系統(tǒng)。該設(shè)備的輸送裝置可以是注入管或任何傳導(dǎo)裝置，例如管或?qū)Ч?，針頭或插管，或者基于液體噴射的無(wú)針頭系統(tǒng)，或者利用氣體推進(jìn)劑的粒子槍。容器內(nèi)所盛材料應(yīng)可利用輸送機(jī)構(gòu)輸送，可以使用滿(mǎn)足這一要求的任何材料。通常該材料是一種流體，最好是液體，包括相當(dāng)于液體的材料，例如乳狀液或懸濁液。上述這些意見(jiàn)涉及最終制品，但是在最終制品之前，可以存在其它組分，特別是固體。容器內(nèi)容的性質(zhì)應(yīng)被理解為包括廣義上的醫(yī)用制品，包括預(yù)先裝入或抽入容器中的天然組分及體液，盡管大多數(shù)醫(yī)用制劑是由工廠(chǎng)制備的。本發(fā)明有助于解決和在機(jī)械壓力例如高剪切力下易于降解或變性的敏感組分有關(guān)的特殊問(wèn)題。高分子量組分可以是高分子量激素，例如生長(zhǎng)激素或前列腺素。本發(fā)明有助于解決和緊接注入前需要制備步驟尤其是兩種或多種組分的混合步驟的藥劑有關(guān)的問(wèn)題，該藥劑可以是液體，或者可包括如同在溶劑中溶解凍干粉時(shí)的固體，例如激素或前列腺素。
用藥方式也可在寬廣范圍內(nèi)變化，可包括完全連續(xù)注入，變化流速的連續(xù)注入，或者間歇注入，或者以相同的或變化的劑量的反復(fù)注射。特別地，當(dāng)以?xún)?yōu)選的方式和自動(dòng)化裝置結(jié)合時(shí)，通過(guò)修改軟件或類(lèi)似的控制，可容易地改變用藥方式。類(lèi)似地，盡管輸送設(shè)備也可用于單個(gè)配藥操作，但是最好用于間歇用藥的多于一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)劑量。
除了輸送目的的基本功能外，輸送系統(tǒng)最好可包括例如初始化容器及其內(nèi)容的其它有用特征，并提供對(duì)容器及泵送部分電子器件或機(jī)械部分的各種檢查和控制。
正如介紹中所述，本發(fā)明的原理可應(yīng)用于固定或持久機(jī)構(gòu)中。由于本發(fā)明提供的簡(jiǎn)單性，本發(fā)明適用于流動(dòng)的輸送設(shè)備，尤其是自備單板能量存儲(chǔ)器、電動(dòng)機(jī)及處理裝置的輸送設(shè)備，特別是真正便攜的小型手持式輸送設(shè)備。
優(yōu)選的藥物輸送設(shè)備包括至少一個(gè)具有開(kāi)口或準(zhǔn)備好開(kāi)口布置的藥物容器，能夠通過(guò)開(kāi)口輸送容器中的至少部分藥物的機(jī)械裝置，連接容器和機(jī)械裝置的連接裝置，及檢測(cè)容器或容器內(nèi)容的至少一個(gè)預(yù)定性質(zhì)的傳感器系統(tǒng)。
容器應(yīng)廣義理解容器的概念，容器可具有多種形式，例如任意類(lèi)型的管、瓶、柔性袋、指瓶、安瓿、筒、卡普爾及注射管等。使用剛性容器，至少容器的開(kāi)口端或者和輸送機(jī)械裝置連接的部分是剛性的，最好整個(gè)容器都是剛性的，例如指瓶、安瓿或注射管具有一些優(yōu)點(diǎn)。容器在使用的輻射頻率下至少半透明，較好至少部分透明，最好全透明具有某些優(yōu)點(diǎn)?？蓛?yōu)選采用常見(jiàn)的容器材料，例如玻璃或塑料。容器可以是整體結(jié)構(gòu)或復(fù)合結(jié)構(gòu)，例如包括一個(gè)外殼或用于封閉、固定、保持等目的的其它幾部分結(jié)構(gòu)，從而應(yīng)認(rèn)為這里使用的術(shù)語(yǔ)“容器”包括存在的任何輔助部分。
容器至少具有一個(gè)開(kāi)口，在輸送設(shè)備的主輸送操作中，例如對(duì)患者用藥時(shí)，藥劑通過(guò)該開(kāi)口從容器內(nèi)部到達(dá)外界，或者在抽取體液時(shí)，或者在制備步驟，例如裝入，混合或溶解藥劑時(shí)，通過(guò)該開(kāi)口進(jìn)入容器內(nèi)，在這些操作中均需要開(kāi)口。可能并且甚至在大多數(shù)情況下最好在傳遞建立之前進(jìn)行某些設(shè)備操作，例如閱讀標(biāo)簽，調(diào)節(jié)或初始化容器，隨后開(kāi)口要求由產(chǎn)生傳遞的制備裝置滿(mǎn)足，例如就安瓿或袋來(lái)說(shuō)，在容器上存在可取下的外殼，或者可穿透或易破裂部分，或者就可穿透薄膜或隔膜來(lái)說(shuō)，存在特殊設(shè)計(jì)的部分。所有的傳遞可通過(guò)一個(gè)開(kāi)口進(jìn)行，例如在剛性容器中的藥物通過(guò)及壓強(qiáng)均衡，或者從柔性的或者具有可移動(dòng)或可變形部分的容器中輸出，但是也可提供用于類(lèi)似目的的其它開(kāi)口，其它開(kāi)口可以和前述至少一個(gè)開(kāi)口相同，但是也可完全不同，例如其它開(kāi)口可適合于另一目的，比如借助可移動(dòng)壁或活塞的注入或注射類(lèi)型用途。
在使輸送設(shè)備根據(jù)規(guī)定的量連續(xù)或間歇地從容器中抽取計(jì)量數(shù)量進(jìn)行輸送的情況下，容器可以簡(jiǎn)單地是瓶、指瓶或袋。通常，特別是在自用藥的情況下，容器更為精密，一般為筒形，成為輸送系統(tǒng)的注射器的容器部分，在多腔型藥筒的情況下，容器更為精密。由于筒形容器需要額外的起動(dòng)或調(diào)節(jié)步驟，本發(fā)明的原理可優(yōu)先應(yīng)用于這些步驟，因此將對(duì)筒形容器作進(jìn)一步說(shuō)明。
用于當(dāng)前目的的藥筒通常包括一個(gè)具有確定筒軸的前端和后端的瓶體，位于前端的制劑輸出口，及布置在后端的至少一個(gè)可移動(dòng)壁，該壁的移動(dòng)使制劑向前移動(dòng)或者通過(guò)排出口排出。瓶的形狀必須和可移動(dòng)壁相互配合。當(dāng)壁是柔性的或過(guò)大的薄膜或隔膜，能夠通過(guò)移動(dòng)或再成型配合瓶的內(nèi)表面時(shí)，瓶的設(shè)計(jì)很自由，這種情況下在壁和活塞桿之間需要液態(tài)襯層或彈性材料來(lái)消除施加的壓力。但是最好瓶在前端和后端之間具有形狀基本不變的內(nèi)截面，及固定不變的瓶軸，從而得到管形瓶，最好內(nèi)截面為常見(jiàn)的圓形，得到基本呈筒形的瓶，盡管可能具有彈性，可移動(dòng)壁的形狀最好基本穩(wěn)定，體密封地和瓶?jī)?nèi)表面配合，并且最好是具有足夠長(zhǎng)度以便在沿著瓶移動(dòng)過(guò)程中克服滾動(dòng)自穩(wěn)定的活塞。前端的輸出口可以是任何已知的形狀，橫向伸出，便于應(yīng)用于某些用途中，輸出口可以位于瓶軸的前面，但是不和瓶軸同軸，不過(guò)通常布置在前端，并且和瓶軸同軸。輸出口可以和瓶成為整體，或者常規(guī)方式下筒前端帶有連接裝置，及在連接前具有易碎的或或穿透的密封物。
通常根據(jù)可移動(dòng)壁的移動(dòng)，上面說(shuō)明的筒需要幾種初始操作來(lái)重新調(diào)整該設(shè)備，進(jìn)行可能重復(fù)并可再現(xiàn)的滿(mǎn)足高精度要求的配藥。存貯后取出使用時(shí)，可移動(dòng)壁在其首次移動(dòng)中，需要特別的松動(dòng)力來(lái)克服內(nèi)部再成型阻力，及由于粘附或者接觸點(diǎn)缺乏潤(rùn)滑劑而導(dǎo)致增大的壁摩擦力。另外對(duì)稍弱的標(biāo)準(zhǔn)注射力來(lái)說(shuō)，也必須使可移動(dòng)壁、筒體、輸出口連接物等等中的彈性及非彈性變形及容隙均勻。制劑可能具有可壓縮的雜質(zhì)，例如氣泡。需要排氣及預(yù)排出來(lái)除去瓶室中的空氣，并使制劑填滿(mǎn)前密封物、輸出口連接物及輸出裝置或針頭中的空間。
已有用于要求在用藥前混合兩種或多種組分或初始物的制劑的雙腔或多腔筒型輸送設(shè)備。組分由一個(gè)或多個(gè)不同已知結(jié)構(gòu)的間壁隔開(kāi)，這些間壁有時(shí)把瓶分成沿著筒軸平行布置的幾個(gè)腔室，不過(guò)大多數(shù)情況下所分成的腔室沿著筒軸呈堆疊關(guān)系。破裂、穿透或在間壁上開(kāi)一個(gè)閥，例如穿過(guò)筒前端，穿過(guò)或在后可移動(dòng)壁上插入針頭，或者借助筒外部的裝置(參見(jiàn)引用的WO93/02720)可使各組分混合均勻。另一種已知結(jié)構(gòu)中，間壁為活塞，通過(guò)把活塞移動(dòng)向旁路部分而實(shí)現(xiàn)腔室之間的流動(dòng)，在旁路部分中，內(nèi)壁具有一個(gè)或多個(gè)放大部分或者重復(fù)的環(huán)形槽，并且可移動(dòng)壁移動(dòng)后，可使后腔室里的內(nèi)容旁流入前腔室中(參見(jiàn)US4968299，或者WO93/20868及WO95/11051)。腔室可含有氣體、液體或固體。通常至少存在一種液體。醫(yī)藥應(yīng)用上通常只具有兩個(gè)腔室，并且一般分別含有一種液體和一種固體，混合操作中，固體被溶解并重新構(gòu)成。
多腔型藥筒的啟動(dòng)需要所描述的全部常規(guī)步驟，盡管由于存在額外的器壁及空間，使得啟動(dòng)更為復(fù)雜。為了使混合均勻，通常除了各組分占據(jù)的空間之外，還需要用于混合的空間。塊狀的粉末組分也需要在顆粒間的空隙中含有額外的空間?；旌喜襟E可能產(chǎn)生的泡沫或氣體夾雜物也需要一定的空間來(lái)安置。通常必須使活塞式間壁移動(dòng)至少自身長(zhǎng)度的距離到達(dá)旁路中的非密封點(diǎn)?？偟膩?lái)說(shuō)，多腔型藥筒在啟動(dòng)步驟中需要使可移動(dòng)壁移動(dòng)較長(zhǎng)的行程，以便進(jìn)行混合及其后的排氣，并以特殊的方式受益于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
筒的大小主要取決于具體應(yīng)用，很難給出一般的范圍。利用便攜式設(shè)備的自用藥應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)大小為內(nèi)徑為2～30mm，最好為3～20mm。
機(jī)械裝置通過(guò)容器開(kāi)口輸送藥劑的機(jī)械裝置基本應(yīng)包括至少一種泵送裝置，該泵送裝置的選擇必須考慮到使用的容器及小玻璃瓶的特殊類(lèi)型。泵送裝置可包括容器中的任何類(lèi)型的壓力源，例如機(jī)械的或電解的壓力結(jié)構(gòu)，及用于控制的閥裝置，這種方法可以和任意類(lèi)型的容器及任意類(lèi)型的制品一起使用，例如如WO94/24263中例證的粉末的透皮輸送，如WO94/2188中例證的通過(guò)液體射流的輸送，或者如WO88/09187中例證的有規(guī)律的管滲一樣。盡管對(duì)于一般使用最好采用可控變?nèi)荼茫绕涫腔诜蛛x的泵體和活塞作用的泵，如關(guān)于液體射流的US5480381或關(guān)于基于手動(dòng)針頭的設(shè)備的US4564360中例證的樣，但是任何類(lèi)型的容器也都可和蠕動(dòng)泵或離心泵一起使用。常見(jiàn)的注射筒式容器需要專(zhuān)門(mén)的泵壓系統(tǒng)。任何一種機(jī)械裝置適于通過(guò)嚙合并軸向移動(dòng)注射筒自身所帶的活塞桿而作用于整個(gè)注射筒上，如最初提及的US4978335中例證的一樣，當(dāng)期望接納多種不同類(lèi)型及大小的注射筒時(shí)，這種機(jī)械裝置可能是最好的，或者機(jī)械裝置具有一個(gè)多少直接作用于筒形容器的活塞的活塞桿，如WO95/26211、EP143895或EP293958中例證的一樣，這種機(jī)械裝置可做得較小，并且更適于便攜式設(shè)備。雙腔或多腔藥筒在其各個(gè)階段中可使用相似的裝置，如最初提及的WO93/02720中例證的一樣。盡管所討論的各種泵送機(jī)構(gòu)可包括作用于藥劑或活塞的機(jī)械裝置，但是該裝置，例如活塞桿可由任何已知的方式致動(dòng)，例如氣壓、真空、液壓、彈力或手動(dòng)操作。多種方法中，由于電動(dòng)裝置易于適應(yīng)所有自動(dòng)化設(shè)備，所以最好借助電動(dòng)裝置，例如電動(dòng)機(jī)間接地，或者最好直接地驅(qū)動(dòng)泵送裝置。
機(jī)械裝置最好還包括其它組件。例如機(jī)械裝置可包括通過(guò)輸送藥劑的直接計(jì)量，使輸送的劑量安全的特殊裝置，盡管通常最好直接或間接利用泵送裝置完成這一任務(wù)，例如以一種已知的方法監(jiān)視軸位移或活塞桿軸的旋轉(zhuǎn)。特別地，最好機(jī)械裝置包括一個(gè)控制系統(tǒng)，操作該控制系統(tǒng)可完成上面提及的用藥模式，容器或藥筒的啟動(dòng)，實(shí)施的操作步驟的自動(dòng)控制或監(jiān)視及可能的記錄中的至少一部分。這種系統(tǒng)本領(lǐng)域已知，如US4529401中例證的一樣，并且可以多種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā)明的目的，控制系統(tǒng)最好驅(qū)動(dòng)并監(jiān)視至少一部分傳感器系統(tǒng)，并處理從傳感器系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)。
連接裝置對(duì)連接裝置的最低要求是能夠把容器和機(jī)械裝置相連，使機(jī)械裝置能夠完成泵送功能。選定的泵和容器原理的本質(zhì)可確定容器和機(jī)械裝置之間相對(duì)位置的關(guān)鍵程度。通常當(dāng)機(jī)械裝置基于分離的泵或控制閥原理，泵或控制閥具有通向容器的導(dǎo)管時(shí)，該相對(duì)位置并不關(guān)鍵。當(dāng)容器自身是泵送或計(jì)量原理的一部分時(shí)，就注射筒或筒形容器來(lái)說(shuō)，如果機(jī)械裝置直接作用于容器上，則由于直接影響計(jì)量的精確性，因此相對(duì)位置非常關(guān)鍵。在不關(guān)鍵情況下，可以想到使容器自由地或柔性地，例如通過(guò)軟管和機(jī)械裝置相連，不過(guò)至少在便攜式設(shè)備中及前述關(guān)鍵情況下最好把容器和機(jī)械裝置剛性連接。如果該機(jī)械裝置通常被分成固定部分，例如包括致動(dòng)裝置，底座和傳動(dòng)裝置，及功能性可移動(dòng)部分，例如泵中的諸如活塞桿之類(lèi)的活動(dòng)部件，或者輸送控制閥機(jī)械中的活動(dòng)部件，則最好相對(duì)于固定部件直接或間接固定容器，盡管在輸送中可能使容器朝著機(jī)械裝置移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)固定部分和容器之間間接相對(duì)固定的一種簡(jiǎn)便方法是提供一個(gè)外殼，至少機(jī)械裝置的固定部分相對(duì)固定地封閉在該外殼中，容器和該外殼連接。當(dāng)存在這種外殼時(shí)，除非另作說(shuō)明，應(yīng)將其看作是運(yùn)動(dòng)的參考點(diǎn)。
上面討論的相對(duì)位置適用于機(jī)械裝置通過(guò)容器開(kāi)口輸送藥劑的階段。在其它階段下，連接裝置配合機(jī)械裝置提供其它功能。這些其它功能中的一個(gè)優(yōu)選功能是使容器移動(dòng)，最好使容器相對(duì)于機(jī)械裝置的固定部分移動(dòng)，最好當(dāng)存在外殼時(shí)還相對(duì)于外殼移動(dòng)。這種移動(dòng)可用于藥筒的對(duì)接機(jī)動(dòng)，例如包括容器的吸引及鎖定。另一方面容器也可相對(duì)于機(jī)械裝置的可移動(dòng)部分移動(dòng)，或者容器可同時(shí)相對(duì)于機(jī)械裝置的固定部分及可移動(dòng)部分移動(dòng)。這種移動(dòng)可優(yōu)先用于實(shí)現(xiàn)對(duì)容器的動(dòng)作，尤其為了前述初始化容器或藥筒的目的的動(dòng)作。我們?cè)谂c本中請(qǐng)同日登記的與此有關(guān)的申請(qǐng)“注射裝置和其操作方法”中公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)后一目的一種最佳方法及設(shè)備，該中請(qǐng)?jiān)诖俗鳛閰⒖?。上述任意移?dòng)的另一目的是使容器相對(duì)傳感器系統(tǒng)系統(tǒng)，盡管也可通過(guò)使傳感器系統(tǒng)相對(duì)于機(jī)械裝置或外殼移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。下文將把傳感器和容器間的相對(duì)移動(dòng)稱(chēng)為“掃描”。掃描可用于下面將詳細(xì)討論的各種傳感檢測(cè)目的，例如立體地或順序地進(jìn)行傳感器讀取信息，或者利用同一傳感器用于不同的目的。在當(dāng)前內(nèi)容中應(yīng)注意到任何用于掃描目的的移動(dòng)最好都可和前述任意目的的移動(dòng)相結(jié)合，例如使藥筒的啟動(dòng)及對(duì)藥筒信息的讀取和檢查同時(shí)進(jìn)行，以便簡(jiǎn)化總的設(shè)備及操作?？紤]到容器通常是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的，例如指瓶或者藥筒，為了上面提及的任意目的的運(yùn)動(dòng)可包括軸向及轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)。例如，啟動(dòng)或吸引需要軸向移動(dòng)，而旋轉(zhuǎn)移動(dòng)可用于鎖定。對(duì)于掃描目的，軸向移動(dòng)可沿著容器讀取并控制功能性質(zhì)，而旋轉(zhuǎn)移動(dòng)可用于讀取散布于容器筒壁上的更多信息，或者變換掃描目的。
掃描速度可自由選擇。傳感器系統(tǒng)通常適應(yīng)于大多數(shù)速度，甚至適于靜態(tài)讀取，速度最好適合于提及的其它目的。一般移動(dòng)速度小于100厘米/秒，較好小于10厘米/秒，最好小于1厘米/秒。速度應(yīng)大于0.1厘米/秒，最好大小0.5厘米/秒。
當(dāng)存在外殼時(shí)，外殼應(yīng)至少部分罩住容器，最好基本全部罩住容器，例如便于保護(hù)容器，提供導(dǎo)向特征以便在容器移動(dòng)過(guò)程中靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)地穩(wěn)定容器，或者特別地在傳感器沒(méi)有布置在它們自己的固定或可移動(dòng)支架上的情況下，用于放置傳感器系統(tǒng)，外殼還可用于減少來(lái)自周?chē)h(huán)境的雜散輻射。當(dāng)然外殼可被設(shè)計(jì)為復(fù)合結(jié)構(gòu)或整體結(jié)構(gòu)。
對(duì)于本發(fā)明的目的，連接容器和機(jī)械裝置或外殼的物理裝置的本質(zhì)通常并不重要，它可以是任何已知類(lèi)型的裝置，例如基于摩擦、推鎖、底切、卡口、螺紋或任意類(lèi)型接頭的裝置。
傳感器系統(tǒng)本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)基于輻射的發(fā)射及接收。在優(yōu)選應(yīng)用中，輻射直接射向容器或容器上的任何標(biāo)記，盡管該原理可具有更為普遍的應(yīng)用，例如作為物體的分析系統(tǒng)，或者作為機(jī)器可讀信息系統(tǒng)。就優(yōu)選應(yīng)用來(lái)說(shuō)，對(duì)傳感器系統(tǒng)的說(shuō)明將分為輻射技術(shù)、傳感器應(yīng)用及信號(hào)處理三部分進(jìn)行。
輻射技術(shù)首先應(yīng)注意盡管當(dāng)前內(nèi)容中已討論了分離的或者彼此間隔一定距離集成的發(fā)射器和接收器，但是該術(shù)語(yǔ)還應(yīng)包括“收發(fā)器”，即利用同一有源元件同時(shí)或交替地實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收功能，或者最好使適應(yīng)性最好，用布置在同一機(jī)殼中的分離組件同時(shí)或者交替地實(shí)現(xiàn)發(fā)射及接收功能的組件。下文把發(fā)射器、接收器及收發(fā)器通稱(chēng)為“有源元件”。所有的組件均應(yīng)被廣義理解，例如輸出對(duì)光束變化的響應(yīng)的任意組件應(yīng)被看作為接收器，自然地，最好人工地產(chǎn)生由接收器使用的輻射的任意輻射源應(yīng)被看作為發(fā)射器。
傳感器系統(tǒng)可使用以一種可檢測(cè)方式受容器或標(biāo)記作用的任意類(lèi)型輻射。最好該輻射是頻率范圍位于紫外和微波之間，更好是位于可見(jiàn)光和紅外區(qū)中的電磁輻射。如前所述，使用非可見(jiàn)光范圍內(nèi)的輻射具有安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)射器可以是微波激射器或激光器，燈或者最好是發(fā)光二極管(LED)，發(fā)光二極管最好用于可見(jiàn)光頻率范圍，更好應(yīng)用于紅外頻率范圍，例如波長(zhǎng)在300～3000納米或者500～2000納米之間。在可見(jiàn)光范圍及紅外范圍內(nèi)的950、870及875納米下已得到良好的結(jié)果。接收器應(yīng)適合于發(fā)射器，對(duì)于上述給定類(lèi)型的發(fā)射器，接收器可以是光敏電阻，最好是光電二極管或者光電三極管。接收器在頻率上應(yīng)適合于發(fā)射器，或者在熒光情況下，應(yīng)適合于熒光產(chǎn)生的全部頻率。對(duì)于發(fā)射器及接收器，頻率適配均可通過(guò)類(lèi)型選擇，利用濾光器或電子濾光器來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于不在可見(jiàn)光范圍工作的設(shè)備，最好包括一個(gè)日光濾光器，以除去偶然的環(huán)境影響。組件的具體選擇取決于將使用哪種成象原理。
這里“成象”系統(tǒng)是能夠在至少二維平面上詳細(xì)再現(xiàn)物體的系統(tǒng)，通常要求系統(tǒng)能夠在二維平面上，在物體中提供象素、點(diǎn)或線(xiàn)分辨率，這可以以多種方式實(shí)現(xiàn)?？梢允褂谩熬劢埂背上蠓ǎ摲ㄖ型哥R系統(tǒng)產(chǎn)生物體的真實(shí)二維圖象再現(xiàn)，該再現(xiàn)成象于陰極射線(xiàn)管或諸如電荷耦合器之類(lèi)的輻射敏感半導(dǎo)體上，以便產(chǎn)生供以后分析使用的象素圖，或者逐行二維輸出該圖象再現(xiàn)。聚焦法可有效地利用可得到的輻射，并聚焦到關(guān)心的不同深度上。另外也可使用“掃描”成象法，該方法中逐點(diǎn)掃描物體，該方法可給出更為全面的深度信息及順序輸出?？捎脧V角照射輻射物體來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描，而利用屏蔽或透鏡聚焦把接收限定在窄的掃描點(diǎn)上。更好的方法是由窄的掃描點(diǎn)(例如來(lái)自激光器型發(fā)射器的窄的平行光束，或者一自發(fā)散輻射源的屏蔽或透鏡聚焦光點(diǎn))照射物體，并由具有窄的接收角，但是最好具有廣角接收域的接收器接收來(lái)自物體的輻射。為了形成成象結(jié)果，需要存在能夠至少提供窄光點(diǎn)掃描的結(jié)構(gòu)，例如通過(guò)移動(dòng)有源元件本身，提及的有源元件的屏蔽或聚焦部分，或者一個(gè)諸如鏡子、透鏡或棱鏡之類(lèi)的獨(dú)立反射部件。
“非成象”或積分系統(tǒng)是以單一信號(hào)響應(yīng)從物體的一個(gè)區(qū)域接收到的總輻射。非成象原理可在硬件及數(shù)據(jù)后處理兩方面極大地簡(jiǎn)化傳感器系統(tǒng)。借助根據(jù)本發(fā)明的方法，非成象系統(tǒng)仍可產(chǎn)生足夠的控制結(jié)果，并且對(duì)于目前大多數(shù)用途是最好的。非成象系統(tǒng)不必具有重新構(gòu)成二維圖象的掃描結(jié)構(gòu)，但是在說(shuō)明的任何修改之后，有源元件最好分別進(jìn)行發(fā)射及接收，非成象系統(tǒng)具有相對(duì)于有源元件支承物穩(wěn)定的軸方向。在容器位置的靜態(tài)檢測(cè)中，所述支承物相對(duì)于容器固定。在說(shuō)明的傳感器和容器之間的掃描中，所述軸方向可仍保持不變，但是支承物與容器可彼此相對(duì)移動(dòng)，最好使傳感器固定，而容器相對(duì)于所描述的外殼移動(dòng)?？偟恼f(shuō)來(lái)，為了使總體設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單，最好使軸方向和有源元件支承物相對(duì)于機(jī)械裝置或外殼固定。
盡管非成象系統(tǒng)中也可使聚焦圖象落到接收器上，但是當(dāng)輸送單一響應(yīng)時(shí)，這樣做沒(méi)有什么意義。通常最好使“散焦”輻射落到接收器上，隨后最好至少來(lái)自物體最前端，最接近接收器的輻射應(yīng)被散焦，最好基本上接收自全部深度的輻射都應(yīng)被散焦。這要求射向接收器的輻射是離焦的會(huì)聚輻射、平等輻射或者最好是發(fā)散輻射。另外最好發(fā)射器射出散焦輻射，從而使用區(qū)域覆蓋輻射，例如寬速的平行輻射，離焦的會(huì)聚輻射或者最好是發(fā)散輻射。發(fā)射器覆蓋的區(qū)域或角度最好大于接收器覆蓋的區(qū)域或角度。除了能夠簡(jiǎn)化傳感器系統(tǒng)外，離焦輻射法還可產(chǎn)生根據(jù)物體的寬度和厚度的真實(shí)空間的響應(yīng)。該原理使系統(tǒng)可以記錄觀(guān)察的物體部分的合成“指紋”響應(yīng)，該“指紋”響應(yīng)不僅極其獨(dú)特，而且非常難以模仿，如果在非可見(jiàn)光頻率范圍內(nèi)記錄時(shí)更是如此。如果接收器覆蓋的區(qū)域相對(duì)于物體來(lái)說(shuō)相當(dāng)大，并且如果覆蓋的區(qū)域和非覆蓋區(qū)域之間的界限不是急劇突變的，而是柔各漸變的，則這些優(yōu)點(diǎn)更加突出。由于物體類(lèi)型及其目標(biāo)部分變化強(qiáng)烈，因此難以給出絕對(duì)區(qū)域值。在存在任意修正裝置，使空間角的頂點(diǎn)位于接收器軸線(xiàn)上，并使空間角大的一頭覆蓋接收區(qū)的情況下，適當(dāng)?shù)目臻g角大小可為，例如大于10度，優(yōu)選大于30度，最好大于45度。該角可以很大，但是一般小于180度，優(yōu)選小于160度，最好小于140度。接收區(qū)通常為，并且最好為圓形，但是當(dāng)不是圓形時(shí)，這些值和與實(shí)際接收區(qū)大小相同的圓形區(qū)域有關(guān)。
硬件的選擇取決于選擇了上面的哪一種傳感器系統(tǒng)原理。如前所述，掃描光點(diǎn)可由屏蔽的發(fā)散輻射源實(shí)現(xiàn)，最好由透鏡系統(tǒng)或激光器型器件實(shí)現(xiàn)。平行光束可由準(zhǔn)直透鏡系統(tǒng)或激光器型器件實(shí)現(xiàn)。為了簡(jiǎn)便，發(fā)散光束可由普通的漫射發(fā)射器實(shí)現(xiàn)，或者為了得到最佳控制，可由透鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。類(lèi)似地接收器接收角也可通過(guò)屏蔽，不過(guò)最好由透鏡系統(tǒng)調(diào)節(jié)，以便控制及提高能量效率。
在發(fā)射和接收之間，輻射應(yīng)受到物體的影響，這種影響可以多種方式進(jìn)行。通常發(fā)生作用的影響是反射、透射、吸收及散射。例如，對(duì)于使用的輻射頻率，遭遇折射率變化的輻射將更多或更少地被反射。如果物體表面不平，則將發(fā)生漫反射，或者反射一個(gè)波陣面，并產(chǎn)生鏡象反射。未反射的輻射可透過(guò)表面，并且可能被折射。通路會(huì)產(chǎn)生對(duì)輻射的吸收，輻射能量關(guān)于透射長(zhǎng)度呈指數(shù)下降，當(dāng)存在不規(guī)則時(shí)，該吸收類(lèi)似于反射可被擴(kuò)散，或者相反導(dǎo)致成象。
這些現(xiàn)象對(duì)輻射的影響程度主要取決于頻率，這一點(diǎn)可用于放大期望的差異。原則上這可在兩個(gè)極端情況下進(jìn)行。在使期望的效果達(dá)到最大的情況下，選擇窄帶輻射或者甚至選擇單色輻射。通過(guò)利用激光器型發(fā)射器，利用發(fā)射光譜帶或任意其它方式，從基本寬帶輻射源濾出單一頻率，經(jīng)過(guò)吸收或反射，最后或得到窄帶寬。窄帶寬的優(yōu)點(diǎn)之一是信噪比高，并且隨機(jī)的背景輻射影響小。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于輸出仍由單一的同頻確定，因此發(fā)射器或接收器都可選擇簡(jiǎn)單的寬帶型器件。窄帶寬的一個(gè)特別的好處是能夠，例如對(duì)容器里的內(nèi)容進(jìn)行光譜分析，比如建立關(guān)于該組分的紅外光譜，光譜分析需要多個(gè)單頻的測(cè)量結(jié)果或者在一范圍內(nèi)調(diào)諧單頻。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠檢測(cè)為了標(biāo)記目的而有意引入的頻率變化，例如熒光。另一方面也可使用寬帶輻射，最好通過(guò)為發(fā)射器和接收器都選擇寬帶組件。寬帶組件，例如燈、發(fā)光二極管及光電二極管或光電三極管易于獲得，價(jià)廉并且節(jié)能。寬帶輻射還可使更多的物體特征影響輻射，例如可以進(jìn)行相應(yīng)于可見(jiàn)光區(qū)域中的色分析的分析。大多數(shù)應(yīng)用中，最好采用寬帶方法。在響應(yīng)水平已降低到最大水平的30％以下的頻率下確定，適當(dāng)?shù)膸捴辽贋闃?biāo)稱(chēng)頻率的±1％，較好至少為標(biāo)稱(chēng)頻率的±5％，最好至少為標(biāo)稱(chēng)頻率的±10％。
輻射可在物體的幾個(gè)部分上受到前述現(xiàn)象的影響。除了發(fā)射器和接收器覆蓋的區(qū)域外，這種影響可在物體的不同深度上發(fā)生，例如在容器前壁的兩個(gè)表面上，容器中的內(nèi)容，及容器另一側(cè)的壁的兩個(gè)表面上發(fā)生，可能在任何殼表面及這些部分中的任意裂紋或其它不規(guī)則處重復(fù)進(jìn)行。另一方面，輻射可在第一表面受到輻射阻擋層，例如用于可見(jiàn)光和紅外輻射的金屬的阻擋。類(lèi)似地，輻射可受到例如來(lái)自容器或周?chē)耐鈿さ姆磸?fù)反射或反復(fù)散射的影響，比如空穴充填擴(kuò)散輻射。另外還可引入活性測(cè)量方法，以便產(chǎn)生可檢測(cè)的差別，例如可賦予外殼部分區(qū)別于筒部分的特征，使得可以檢測(cè)容器存在與否，或者可以標(biāo)記容器或藥筒的某一特定功能部分，以便檢測(cè)。例如一部分可設(shè)計(jì)為反射輻射，而另一部分設(shè)計(jì)為吸收輻射。例如對(duì)于可見(jiàn)光或紅外電磁輻射，碳黑可用作吸收材料，而金屬或二氧化鈦可用作反射材料。
另一個(gè)自由度是有源元件的相對(duì)位置，包括有源元件彼此間的相對(duì)位置，及有源元件相對(duì)于物體的相對(duì)位置。為了便于說(shuō)明，首先說(shuō)明發(fā)射器的主光束軸，在通過(guò)屏蔽，或由透鏡系統(tǒng)使光束具有方向性之后，主光束軸是中軸、對(duì)稱(chēng)軸或者最大強(qiáng)度軸，視情況而定。類(lèi)似地在通過(guò)屏蔽，透鏡系統(tǒng)進(jìn)行可能的校正后，接收器的主接收軸將是中軸、對(duì)稱(chēng)軸或者最大強(qiáng)度吸收軸。軸平面應(yīng)理解為軸所在的平面。首先假定發(fā)射器軸和接收器軸位于同一平面內(nèi)，它們彼此間可形成多種角度。在收發(fā)器型有源元件的情況下，發(fā)射器軸和接收器軸可以大體平行的軸，即軸之間約為零度角指向基本相同的方向。這種布置適用于傳感檢測(cè)來(lái)自物體的反射輻射，但是如果物體內(nèi)或物體后，例如通過(guò)布置鏡面而存在反射時(shí)，則也可用于透視光?？杀舜嗣鎸?duì)地布置有源元件，使發(fā)射器軸指向接收器吸收軸，即軸之間的夾角約為180度。這種布置適合于檢測(cè)通過(guò)物體透射的輻射，例如當(dāng)吸收是要檢測(cè)的主要參數(shù)時(shí)。接收器可布置在上述兩種極端情況之間的任一處，從而和發(fā)射器軸形成0～180度之間的任意銳角或鈍角，例如約為90度。這種布置適用于檢測(cè)來(lái)自物體的散射輻射，例如檢測(cè)雜質(zhì)或不透明度?？梢試@通過(guò)以上面例證的方式使接收器軸相對(duì)于發(fā)射器軸旋轉(zhuǎn)0～360度確定圓布置幾個(gè)有源元件。例如，對(duì)于一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器，可以在約0度的位置，約180度的位置及約90度的位置分別布置一個(gè)接收器，分別獲取反射輻射、吸收輻射及散射輻射的信號(hào)最大響應(yīng)，可以獲取更為詳細(xì)的物體指紋信息，或者可對(duì)于接收的輻射中的各種響應(yīng)分量進(jìn)行校正，例如消除散射輻射的影響。
前面假定發(fā)射器軸和接收器軸均位于同一平面內(nèi)，但這不是必需的，盡管通常為了得到最強(qiáng)的響應(yīng)，使發(fā)射器軸和接收器軸位于同一平面內(nèi)最佳?？臻g限制會(huì)使軸分別所在的平面稍微移動(dòng)一下，盡管仍然大體平行。平面彼此間形成一定的角度，這可用于利用可用空間，或者從大物體，例如沿著藥筒軸獲得半透射或半反射響應(yīng)。
可使有源元件彼此相對(duì)移動(dòng)，并提供實(shí)現(xiàn)這種移動(dòng)的裝置，以獲取物體的層析X射線(xiàn)掃描，使單個(gè)有源元件完成幾個(gè)有源元件的操作，或者把動(dòng)態(tài)分量和靜態(tài)分量疊加，方便或改進(jìn)信號(hào)處理。但是在大多數(shù)應(yīng)用中，使有源元件彼此相對(duì)靜止就足夠了，并且首選這種安排，以便使設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單。如前所述，還可使有源元件和物體彼此相對(duì)移動(dòng)，這可通過(guò)使有源元件相對(duì)該設(shè)備移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是最好通過(guò)使物體相對(duì)該設(shè)備移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。掃描速度可在寬的范圍內(nèi)選取，例如可由傳感器考慮因素之外的其它因素來(lái)確定，比如前面建議的藥筒移動(dòng)速度?？梢允褂玫偷乃俣?，甚至靜態(tài)測(cè)量下的零速度，這是其一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
傳感器應(yīng)用正如所述，傳感器系統(tǒng)可用于讀取常規(guī)形式的信息，或者機(jī)器可讀標(biāo)記。傳感器系統(tǒng)還可檢測(cè)觀(guān)察物體的物理功能性能。標(biāo)記，例如關(guān)鍵物體位置的標(biāo)記可用于便利功能性能的檢測(cè)。對(duì)于本發(fā)明的目的，應(yīng)明白檢測(cè)的物體“性能”包括所有這些可能性。
機(jī)器可讀標(biāo)記系統(tǒng)傳送的信息可以是任意類(lèi)型的信息，并且不受本發(fā)明原理的限制。對(duì)于本發(fā)明優(yōu)選的醫(yī)用輸送設(shè)備用途，這種信息可以是常規(guī)信息，例如保密碼、患者代碼、用藥方案、校準(zhǔn)日期等等。數(shù)據(jù)可在某些方面涉及容器，例如容器類(lèi)型或大小標(biāo)記，藥筒的行程長(zhǎng)度或針頭類(lèi)型，制劑類(lèi)型，體積和/或濃度，分配數(shù)據(jù)，批號(hào)，存貯容量，溫度靈敏度，失效日期，按照法定標(biāo)準(zhǔn)的類(lèi)別等等。這些信息可用于多種目的，例如向使用者簡(jiǎn)單顯示信息，處理器參數(shù)的設(shè)置，接受或拒絕配屬容器的判斷基礎(chǔ)，使設(shè)備能夠或不能夠響應(yīng)患者數(shù)據(jù)及保密碼工作，用藥模式的選擇或下載(downloading)，劑量的計(jì)算等。
為了獲得關(guān)于標(biāo)記閱讀所述的優(yōu)點(diǎn)，最好使用如前面規(guī)定的非成象傳感器系統(tǒng)，并且最好采用前面規(guī)定的散焦輻射法。接收器最好具有用于吸收輻射的發(fā)散收縮角，發(fā)散收縮角具有10～150度，優(yōu)選20～120度，最好30～90度的空間角。標(biāo)記上接收覆蓋區(qū)的大小仍可由接收器和標(biāo)記之間的距離控制。為了集中標(biāo)記區(qū)，該距離一般小于25mm，優(yōu)選小于15mm，最好小于10mm。同時(shí)要求一定的區(qū)域大小，以便使波動(dòng)均衡，實(shí)現(xiàn)均勻輻射。所述距離應(yīng)大于0.1mm，優(yōu)選大于1mm，最好大于2mm。接收覆蓋區(qū)的形狀可根據(jù)輻射限制，接收器的幾何形狀或接收器屏蔽，及物體自身的曲率而變化。覆蓋區(qū)的絕對(duì)大小，用具有相應(yīng)面積的圓的直徑來(lái)表示可為0.1～20mm，優(yōu)選為0.5～15mm，最好為1～10mm。
信息由上面討論的任意可能的光學(xué)性能的可檢測(cè)差異所攜帶。接收器覆蓋的區(qū)域通常給出一體化的，從而是綜合的響應(yīng)，因此以述接收器覆蓋區(qū)域大小可能在任何時(shí)候都是變化的，例如具有梯度，但是另一方面最好具有如印刷或制圖法中使用的網(wǎng)格圖形或光柵圖，雖然覆蓋區(qū)域最好對(duì)使用的輻射是基本均勻的。即使可能標(biāo)記只遮蓋接收器覆蓋區(qū)域的一部分，為了得到最強(qiáng)的響應(yīng)，最好整個(gè)區(qū)域都被標(biāo)記。
因?yàn)槟M響應(yīng)的緣故，可能具有來(lái)自單一標(biāo)記區(qū)域的多個(gè)可檢測(cè)信息水平。通過(guò)覆蓋連續(xù)的可能水平(例如使信息攜帶水平顯現(xiàn)在全反射/透射和全吸收之間)，這些信息攜帶水平可形成真模擬信號(hào)，來(lái)表現(xiàn)同樣真實(shí)的模擬特征，比如容器內(nèi)容的體積或濃度。由于信號(hào)處理的原因，通常最好使標(biāo)記系統(tǒng)給出多個(gè)離散信息水平響應(yīng)，即數(shù)字體系，以便簡(jiǎn)化后處理。由于這許多可檢測(cè)的響應(yīng)水平，這種數(shù)字體系最好不是二元的，而是基于大于兩個(gè)的多個(gè)不同響應(yīng)水平，優(yōu)選至少三個(gè)不同響應(yīng)水平，最好大于三個(gè)離散響應(yīng)水平，例如數(shù)百個(gè)響應(yīng)水平的數(shù)字體系。為了使信號(hào)輸出的二進(jìn)制數(shù)字后處理容易，最好使許多可能的響應(yīng)水平適于二進(jìn)制記數(shù)法，并且把標(biāo)記的輻射可檢測(cè)水平指定為任意2n值(n＞1)，例如4、8、16、32、64、128或256離散水平。
盡管可從單個(gè)標(biāo)記區(qū)域點(diǎn)得到適量的信息，但是最好還是包括幾個(gè)這樣的區(qū)域點(diǎn)，以便反復(fù)放大可能的組合。即使特定應(yīng)用中從一個(gè)區(qū)域獲取信息就已足夠，最好仍要包括一個(gè)控制區(qū)域，該控制區(qū)域最好具有另一響應(yīng)水平。于是最好使用多于一個(gè)的區(qū)域。在真模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，這樣的許多區(qū)域可形成連續(xù)的梯度。但是最好把各個(gè)區(qū)域分隔開(kāi)，以便順序讀取時(shí)，產(chǎn)生階狀差異，可借助標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)水平表面分離每個(gè)信息攜帶區(qū)，以便區(qū)分區(qū)域。這樣一組區(qū)域中的單個(gè)區(qū)域可由多個(gè)獨(dú)立接收器讀取，為了便于控制最好使用單個(gè)接收器，或者少數(shù)幾個(gè)接收器通過(guò)按照前面所述任一機(jī)制的相對(duì)移動(dòng)來(lái)掃描這組區(qū)域?？赏ㄟ^(guò)把接收器移動(dòng)到一個(gè)區(qū)域并記錄該區(qū)域的輻射水平，或者最好通過(guò)在這些區(qū)域的上方連續(xù)移動(dòng)該接收器以獲取動(dòng)態(tài)變化響應(yīng)，或者通過(guò)這些方法的組合來(lái)靜態(tài)或者半靜態(tài)地進(jìn)行掃描。
標(biāo)記可以所述任意一種常見(jiàn)方式影響輻射，例如通過(guò)反射差異或散射差異，不過(guò)最好采用吸收差異。通常不考慮任何頻率依靠性，使用采用的帶寬范圍內(nèi)的總吸收差異就已足夠，最好利用基本均勻地影響該帶寬中的所有頻率的吸收劑來(lái)產(chǎn)生吸收差異，這樣可簡(jiǎn)化信號(hào)處理，并可利用單色輻射。另外也可使用改變頻率分布的吸收劑來(lái)產(chǎn)生和可見(jiàn)光范圍內(nèi)的顏色的相應(yīng)處。頻率差可用于一個(gè)接收器，最好用在不同波段靈敏的多個(gè)接收器調(diào)諧各個(gè)帶寬頻率?？衫妙伭?，最好是染料在透射輻射中檢測(cè)吸收差異，不過(guò)最好在反射或散射輻射中檢測(cè)吸收差異，例如通過(guò)把發(fā)射器和接收器彼此靠近地布置在標(biāo)記同側(cè)。盡管可在一些物體特征上布置標(biāo)記，以具有來(lái)自這些物體特征的復(fù)合響應(yīng)，但是一般最好還是把標(biāo)記響應(yīng)和其它影響分隔開(kāi)，例如利用不透明體或者最好利用標(biāo)記后的反射背襯，例如金屬片。如前所述，在可見(jiàn)光和紅外區(qū)的合適顏料是在整個(gè)寬頻范圍內(nèi)具有相當(dāng)均勻影響的碳黑和二氧化鈦。標(biāo)記可通過(guò)噴涂或刷涂直接施加于物體上，或者可通過(guò)利用標(biāo)簽或帶背膠的標(biāo)簽間接施加到物體上，使得能夠應(yīng)用普通的印刷方法，并且便于背襯材料的應(yīng)用。
在醫(yī)用輸送系統(tǒng)中，標(biāo)記原理可用于提供至少在某些方面性質(zhì)彼此不同的至少兩個(gè)，最好更多的一組容器，這組容器配有前述性質(zhì)的機(jī)器可讀標(biāo)記，該標(biāo)記用于攜帶區(qū)另不同容器性質(zhì)類(lèi)型的信息。容器可在制劑類(lèi)型、濃度、體積、尺寸、藥筒直徑、保密碼、失效日期等方面不同。通常標(biāo)記可使容器類(lèi)型的機(jī)器識(shí)別用于任意目的，例如拒絕已過(guò)失效日期的容器，在特定的保密碼和特定病從之間建立聯(lián)系，或者在制造、銷(xiāo)售或倉(cāng)儲(chǔ)中，對(duì)容器的任意性質(zhì)進(jìn)行容器的機(jī)器篩選、選擇或分類(lèi)。通常容器也會(huì)在某些方面相同，例如上述任意容器性質(zhì)。最好容器例如通過(guò)具有和連接裝置連接的相似特征，適用于同一醫(yī)用輸送設(shè)備的尺寸，及適于由相同傳感器系統(tǒng)閱讀其標(biāo)記的幾何形狀等等，而適用于相同的醫(yī)用輸送設(shè)備。這將使設(shè)備拒絕不打算使用的容器，并且使設(shè)備適應(yīng)許可的容器。
標(biāo)記信息可以多種方式引到設(shè)備上，例如通過(guò)安排用于特別從單獨(dú)的信息條接收標(biāo)記信息的傳感器，或者通過(guò)標(biāo)記的虛擬容器帶到設(shè)備上。為了安全，最好通過(guò)物理附著于容器上的標(biāo)記把信息帶到設(shè)備上，至少在信息總之涉及描述的容器時(shí)這樣處理。
正如所述，傳感器系統(tǒng)也可用于檢測(cè)物體的功能性質(zhì)。和上面論及的“標(biāo)記”相反，“功能”性質(zhì)應(yīng)理解為物體的任何未用于向設(shè)備傳輸信息，而是為設(shè)備的預(yù)期操作目的而呈現(xiàn)的任意特征，或者是物體制造或使用歷史的結(jié)果。在醫(yī)用輸送設(shè)備的優(yōu)選應(yīng)用中，功能性質(zhì)的檢測(cè)一般用于確定或校驗(yàn)要使用容器的適當(dāng)狀態(tài)，例如使控制系統(tǒng)接收或拒絕該容器，或者適應(yīng)于容器的特定條件或狀態(tài)，或者監(jiān)視容器中發(fā)生的過(guò)程。功能性質(zhì)通常是容器或其內(nèi)容的物理性質(zhì)，難以偽造。但是為了安全，重要的是檢測(cè)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)故障自動(dòng)防護(hù)。
為了確定容器中是否存在功能性質(zhì)，輻射容器位置，接收受到影響后的輻射，并將其和要檢測(cè)性質(zhì)的預(yù)定表現(xiàn)進(jìn)行比較。通常容器處于容器位置上，但是容器也可不在容器位置上，例如當(dāng)系統(tǒng)尋找不存在的藥筒時(shí)，當(dāng)要確定用于容器位置的校準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，或者當(dāng)進(jìn)行虛擬物的測(cè)量時(shí)。由于物體性質(zhì)難以偽造，可以利用任意類(lèi)型的輻射傳感器系統(tǒng)原理?？梢?jiàn)光范圍內(nèi)的成象系統(tǒng)可用于檢測(cè)藥筒的外形部分，或者容器或容器內(nèi)容里的不連續(xù)性，當(dāng)和適當(dāng)條件的表現(xiàn)比較時(shí)，發(fā)信號(hào)通知缺陷或雜質(zhì)。但是通常最好使用非成象系統(tǒng)，或者更好使用基于散焦輻射的非成象系統(tǒng)，以便利用如前所述其中具有的優(yōu)點(diǎn)，例如獲得幾種輻射類(lèi)型貢獻(xiàn)的獨(dú)特指紋，或者在高可靠懷的簡(jiǎn)單系統(tǒng)中結(jié)合能夠檢測(cè)標(biāo)記信息及功能性質(zhì)。盡管通常借助依賴(lài)于從不同深度接收的輻射的響應(yīng)來(lái)檢測(cè)功能性質(zhì)，但是如果假定容器部分的區(qū)域很接近有源元件，最好從如所述對(duì)于普通信息或標(biāo)記信息使用的基本相同的響應(yīng)角和區(qū)域接收輻射。
另外最好把功能性質(zhì)檢測(cè)和接收器與容器之間的相對(duì)移動(dòng)結(jié)合起來(lái)，以便沿著容器，例如沿著藥筒獲得前述動(dòng)態(tài)響應(yīng)信號(hào)，順序檢測(cè)標(biāo)記信息和功能性質(zhì)，或者檢測(cè)幾種不同的功能性質(zhì)，或者檢測(cè)單個(gè)性質(zhì)的變化。容器的運(yùn)動(dòng)也可是傳感器系統(tǒng)要監(jiān)視的動(dòng)態(tài)過(guò)程的一部分，動(dòng)態(tài)過(guò)程包括例如騰空、裝填、稀釋或溶解過(guò)程，或者筒形容器的前述任意啟動(dòng)步驟。任何動(dòng)態(tài)過(guò)程都可在容器和接收器相對(duì)固定情況下靜態(tài)跟蹤觀(guān)察，也可在容器和接收器相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下動(dòng)態(tài)跟蹤觀(guān)察。下面是各種檢測(cè)選擇的一些例子。
可檢測(cè)容器的外形部分以檢驗(yàn)容器是否已插入輸送設(shè)備中，檢驗(yàn)容器是否具有預(yù)定的尺寸，及檢驗(yàn)是否相對(duì)連接裝置正確地放置容器，或者如果可移動(dòng)，容器是否位于其預(yù)設(shè)位置。如果使用成象傳感器系統(tǒng)，則可選擇外形的特殊部分，例如凸緣或封閉部分。非成象系統(tǒng)可用于檢測(cè)外形的相對(duì)位置，如果接收角相對(duì)于要檢測(cè)位移較小，并且如果外形位于角范圍內(nèi)，則即使對(duì)于很小的位置差別，響應(yīng)也會(huì)很靈敏。如果檢測(cè)幾條垂直的外形線(xiàn)，就可很好地確定整個(gè)容器的位置。
只要容器對(duì)于輻射是透明的，就可檢測(cè)內(nèi)部特征，特別地，最好檢測(cè)移動(dòng)壁，尤其是筒形容器中的活塞，以便通過(guò)確認(rèn)活塞位于其起始位置驗(yàn)證新容器，通過(guò)確認(rèn)活塞的要求位移，或者多腔室系統(tǒng)中活塞之間的接觸來(lái)驗(yàn)證啟動(dòng)步驟的完成，或者根據(jù)當(dāng)前活塞位置的檢測(cè)結(jié)果確定容器中剩余的劑量，或者通過(guò)驗(yàn)證極限位置，確定容器已空。最好借助活塞材料自身的吸收進(jìn)行傳感檢測(cè)，可以加入吸收劑改變活塞的吸收性，最好在反射輻射中進(jìn)行檢測(cè)。接收區(qū)域應(yīng)適合于活塞大小，最好接收區(qū)域只覆蓋活塞軸向延伸長(zhǎng)度的一部分，使得即使在非成象或散焦輻射中，也能夠檢測(cè)活塞的詳細(xì)情況，例如密封環(huán)。最好用于此目的的藥筒在另一部分具有便于檢測(cè)的暴露活塞位置，及攜帶信息的標(biāo)記，該標(biāo)記在非成象輻射下是可讀的，于是使得可由同一系統(tǒng)同時(shí)標(biāo)記信息和功能性質(zhì)兩種目的的檢測(cè)。
另外還可檢測(cè)內(nèi)部容器內(nèi)容。由其吸收或散射或以檢查固體的存在，由折射率差，例如在折射率差產(chǎn)生可檢測(cè)響應(yīng)差異的偏心線(xiàn)上的透射輻射下，可把液體和氣體區(qū)別開(kāi)。同樣也可借助來(lái)自小接收區(qū)域的增大的散射或總的吸收變化，檢測(cè)均勻介質(zhì)，例如液體氣體中的雜質(zhì)，例如不透明或著色不當(dāng)，或者氣體或顆粒夾雜物。類(lèi)似的方法可用于檢測(cè)容器壁中的缺陷，例如裂紋或變形。通過(guò)在特定于制劑的光譜波長(zhǎng)下的測(cè)量可以化學(xué)檢驗(yàn)制劑類(lèi)型。標(biāo)記或修改可用于方便或放大功能性質(zhì)的檢測(cè)響應(yīng)。例如，取代根據(jù)容器的物理結(jié)構(gòu)來(lái)確定容器位置，可用標(biāo)記或者容器上標(biāo)簽的至少一個(gè)，最好幾個(gè)點(diǎn)來(lái)確定容器的方位。類(lèi)似地也可通過(guò)檢測(cè)預(yù)定標(biāo)記來(lái)檢驗(yàn)容器是否存在。修改可以是容器上附加的鏡面反射部分，或者是容器上的棱鏡反射或折射面，最好用于使發(fā)射器輻射轉(zhuǎn)移到接收器。
盡管上面已關(guān)于輸送設(shè)備說(shuō)明了本發(fā)明，但是顯然系統(tǒng)原理也可應(yīng)用于任何類(lèi)似或者完全不同的目的。例如，標(biāo)記系統(tǒng)具有通用性，并不限于標(biāo)記容器，它可用于任何物體，或者用于任何信息傳輸目的。閱讀這種標(biāo)記的傳感器不一定包括在輸送設(shè)備中，但是可包含在其它任何設(shè)備或者通用閱讀器中。類(lèi)似地，借助輻射指紋檢測(cè)功能性質(zhì)的一般性原理并不限于檢測(cè)容器的性質(zhì)，也可通用于其它物品，例如檢測(cè)物品存在與否，物品的位置，表面上的外觀(guān)結(jié)構(gòu)，或者深層結(jié)構(gòu)，類(lèi)似于前述應(yīng)用中的任一種，傳感器可包含在任意識(shí)別系統(tǒng)中。于是該系統(tǒng)可用作物體分析的通用設(shè)備或通用方法，例如在任意頻率范圍下的顏色分析，或者任意物體的表面或深層結(jié)構(gòu)或織構(gòu)分析。
信號(hào)處理從接收器接收的信號(hào)的處理可在位于任意地方的任意處理器中進(jìn)行。例如由中間存儲(chǔ)器把該信號(hào)連續(xù)或間歇地傳輸給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，以便進(jìn)行實(shí)時(shí)處理或人工時(shí)間處理。最好把信號(hào)輸入輸送設(shè)備的單板微控制器中，大多數(shù)情況下，最好對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。下面將在這幾方面對(duì)信號(hào)處理進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)使用的系統(tǒng)原理的不同，傳感器系統(tǒng)的信號(hào)處理不同。基于成象傳感器系統(tǒng)的系統(tǒng)要求信號(hào)處理能夠使接收機(jī)空間或時(shí)間的單個(gè)象素響應(yīng)，能夠和特定空間點(diǎn)之間建立聯(lián)系，這需要并行處理全部象素響應(yīng)，把每個(gè)象素響應(yīng)和絕對(duì)網(wǎng)格地址聯(lián)系起來(lái)，使行掃描與絕對(duì)起始位置同步。信號(hào)分析可包括任何已知的圖象分析系統(tǒng)，例如通過(guò)比較信號(hào)和要檢測(cè)物體性質(zhì)的預(yù)定表示，來(lái)進(jìn)行信號(hào)分析。
在采用非成象系統(tǒng)的最佳實(shí)施例中，信號(hào)處理非常簡(jiǎn)單。可使發(fā)射器發(fā)出穩(wěn)定的輻射，接收器接收部分發(fā)出的輻射。當(dāng)物體不發(fā)生變化或者當(dāng)接收器和物體之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收器的輸出可以是穩(wěn)定的水平響應(yīng)，例如穩(wěn)定的電壓，從而可得到基本“靜態(tài)”的響應(yīng)。類(lèi)似地，要識(shí)別的性質(zhì)的預(yù)定表現(xiàn)可以是一個(gè)水平，比較過(guò)程可包括任何把測(cè)量水平和一個(gè)或幾個(gè)預(yù)定水平進(jìn)行比較，以確定尋找的性質(zhì)是否存在的任何算法。最好進(jìn)行多次測(cè)量，或者在一定時(shí)間內(nèi)測(cè)量響應(yīng)，以均衡任何微小的擾動(dòng)或變化。
當(dāng)檢測(cè)和比較物體的幾個(gè)部分，最好是具有響應(yīng)水平差異的幾個(gè)部分時(shí)，可得到更為可靠的測(cè)量結(jié)果。由此通過(guò)比較，可確定“相對(duì)”而不是“絕對(duì)”水平，這樣可改善可靠性?？赏ㄟ^(guò)在不同物體部分上進(jìn)行多個(gè)靜態(tài)測(cè)量，以“半靜態(tài)”方法進(jìn)行相對(duì)測(cè)量。檢測(cè)標(biāo)記部分時(shí)，幾個(gè)標(biāo)記，包括分離的參考水平或者構(gòu)成相互參照的水平可被讀取，并用于確定響應(yīng)水平差別。類(lèi)似地當(dāng)檢測(cè)功能性質(zhì)時(shí)，可分別在感興趣的地點(diǎn)和另一地點(diǎn)，例如在活塞位置和活塞不存在位置，或者在滿(mǎn)的容器部分和空的容器部分，或者在同一物體上的兩個(gè)響應(yīng)不同的點(diǎn)上，例如在活塞密封環(huán)和那之間的點(diǎn)上進(jìn)行多個(gè)測(cè)量。另外可根據(jù)同一物體區(qū)域上，不同波長(zhǎng)(如果存在的話(huà))下的輻射響應(yīng)的差異進(jìn)行相對(duì)測(cè)量。這里信號(hào)處理可包括所檢測(cè)部分之間的響應(yīng)差異或比例的確定，及在一個(gè)或幾個(gè)預(yù)定響應(yīng)水平差異或比例之間比較這一相對(duì)水平。
通常最好包括對(duì)信號(hào)的“動(dòng)態(tài)”操作，即在時(shí)間范圍內(nèi)引起信號(hào)改變，用某些方法記錄并影響響應(yīng)-時(shí)間函數(shù)。動(dòng)態(tài)響應(yīng)可用于以如同半靜態(tài)方法的方式提供相對(duì)響應(yīng)，盡管需要更多可用于消除隨機(jī)因素的數(shù)據(jù)。由于時(shí)間軸的存在，動(dòng)態(tài)方法通常還可獲得用于計(jì)算及做出決定(例如變化速率或者浮動(dòng)平均值或者噪聲水平的計(jì)算)的更多信息。這里信號(hào)處理可包括和一序列可能與時(shí)間無(wú)關(guān)要確認(rèn)的相對(duì)水平的比較，或者用于更復(fù)雜分析的更為完全的曲線(xiàn)擬合?？梢詭追N方式引起動(dòng)態(tài)響應(yīng)。傳感器系統(tǒng)頻率的連續(xù)變化可引起變化的響應(yīng)。動(dòng)態(tài)過(guò)程，例如化合物的溶解或者活塞的運(yùn)動(dòng)的監(jiān)視，可隨著時(shí)間跟蹤觀(guān)察。正如所述，最好由物體和傳感器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)響應(yīng)，這樣可同時(shí)辨認(rèn)一序列標(biāo)記，及沿著移動(dòng)軌跡的幾個(gè)不同物體功能部分，或者沿著同一物體部分的幾個(gè)細(xì)節(jié)，從而給出其更為詳細(xì)的指紋。
上面說(shuō)明的動(dòng)態(tài)方法極其適合于現(xiàn)有的處理器技術(shù)，其中直接或間接地監(jiān)測(cè)接收器輸出幅度一時(shí)間函數(shù)，并且該函數(shù)在以其為基礎(chǔ)的動(dòng)作之前被處理?？梢赃B續(xù)地獲得和處理該函數(shù)，但是最好從設(shè)備輸出中采樣獲取數(shù)值，采樣可以在一定頻率下無(wú)規(guī)律地進(jìn)行，但是最好有規(guī)律地間隔一定時(shí)間進(jìn)行。可以幾種已知方式中的任一種方式進(jìn)行采樣。在把幅度和參考響應(yīng)水平比較的情況下，采樣可以是數(shù)字式的，或者根據(jù)幅度是高于還是低于參考響應(yīng)水平，采樣可設(shè)定為二進(jìn)制1或二進(jìn)制0，參考響應(yīng)水平可以是變化的，不過(guò)最好固定不變。為了從原始數(shù)據(jù)中獲得更多的信息，最好使用模擬采樣方法，在該方法中重復(fù)多次記錄函數(shù)的絕對(duì)幅度值?？稍谀M處理中處理模擬值，但是最好把模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并在數(shù)字處理中處理它?？梢砸环N已知方法過(guò)濾信號(hào)，除去某些頻率范圍。
信號(hào)處理可包括由硬件或軟件實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)增益控制功能，這意味著在關(guān)心的響應(yīng)水平上的系統(tǒng)放大系數(shù)適合于觀(guān)察或放大目的。
函數(shù)值可在任意時(shí)刻以任意速率存儲(chǔ)和處理，但是大多數(shù)應(yīng)用中最好進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，實(shí)時(shí)處理還要求存儲(chǔ)在任意給定時(shí)間要同時(shí)處理的數(shù)值，最好同時(shí)處理至少兩個(gè)，較好三個(gè)，最好許多函數(shù)值。
在上面討論的所有信號(hào)處理方法中，可同時(shí)使用幾個(gè)發(fā)射器和接收器。這樣做可適用于前面討論的任一原因，例如從不同角度收集輻射，能夠計(jì)算校正的響應(yīng)，特別地對(duì)于這些目的，關(guān)心的是靜態(tài)方法中使用幾個(gè)接收器檢測(cè)不同物體部分，或者在相對(duì)測(cè)量方法中同時(shí)檢測(cè)相對(duì)測(cè)量所依據(jù)的輻射水平，或者在幾個(gè)頻率下收集響應(yīng)，或者在動(dòng)態(tài)方法中覆蓋監(jiān)視過(guò)程的幾個(gè)方面。
在所討論的任一方法中，最好調(diào)制發(fā)射器信號(hào)，并在接收器輸出信號(hào)中檢測(cè)該調(diào)制。這是為了排除隨機(jī)因素和不具備調(diào)制特征的擾動(dòng)的影響?？墒褂煤芟冗M(jìn)的調(diào)制技術(shù)，不過(guò)通常對(duì)輻射加上穩(wěn)定的調(diào)制頻率就足夠了。這種頻率應(yīng)明顯高于普遍存在的具有諧波的電源頻率，它可大于0.5kHz，最好大小1kHz，小于1000kHz，最好小于100kHz。接收器系統(tǒng)應(yīng)盡可能窄地調(diào)諧到調(diào)制頻率，但是在要檢測(cè)多普勒偏移的情況下，可具有小的帶寬。信號(hào)的過(guò)濾可以任何基于硬件或軟件的已知方法實(shí)現(xiàn)。
上面例證的信號(hào)處理步驟并不排除任何其它類(lèi)型的常見(jiàn)處理方法。特別地，任何處理都需要常規(guī)的初始化步驟，例如置零，或者在插入容器之前立即測(cè)量背景輻射，或者根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)虛擬容器或參考標(biāo)記吸收水平進(jìn)行的歸一化處理。


圖1a和1b示意地表示了布置在筒形容器上的有源元件。
圖2是來(lái)自活塞位置上的掃描的反射輻射中的實(shí)際響應(yīng)圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的傳感器系統(tǒng)的適當(dāng)電子器件的簡(jiǎn)化流程方框圖。
圖4是圖3中的電子器件的詳細(xì)電路圖。
圖5是具有由傳感器閱讀的標(biāo)記的標(biāo)簽的幾個(gè)例子。
圖6a到6d示意地表示了操作的四個(gè)階段中的泵裝置及雙腔室藥筒。
圖1a和1b示意地表示了筒形容器1，它具有圓柱形部分2，并含有帶有三個(gè)密封環(huán)4的活塞3。附著在圓柱形部分2上的是標(biāo)簽5，假定為全反射背襯上的條形碼表面。發(fā)射器6以大圓錐體7的形式射出輻射。第一接收器8布置在發(fā)射器6旁邊，并且面對(duì)同一方面，接收器8接收來(lái)自圓錐體9的輻射，圓錐體9稍小于發(fā)射圓錐體7。第二接收器10相對(duì)于發(fā)射器6布置在容器的另一側(cè)，面對(duì)發(fā)射器6。第三接收器11相對(duì)于發(fā)射器6的軸約成90度，并面向容器內(nèi)部。在所示的相對(duì)位置中，發(fā)射器6的輻射射向標(biāo)簽5，第一接收器8接收由發(fā)射器6輻射，自標(biāo)簽反射的輻射。當(dāng)標(biāo)簽不是半透明的時(shí)，接收器10和11不從發(fā)射器6接收任何直接輻射，但是可接收在外殼中散射的隨機(jī)輻射，或者從周?chē)h(huán)境進(jìn)入的輻射，它們的輸出可用于修正對(duì)于這些背景輻射第一接收器8的響應(yīng)。如果軸向放置容器，使有源元件的平面位于位置12，該位置位于標(biāo)簽5和活塞3之間，接收器的響應(yīng)將完全不同。假定容器1透明，一些輻射將在容器的輻射入射側(cè)的內(nèi)外表面上被反射，類(lèi)似的反射也將在容器的輻射出射側(cè)上發(fā)生，吸收將在器壁和可能的容器內(nèi)容中發(fā)生，并在上述所有這些情況下產(chǎn)生部分散射。可容易地檢測(cè)接收器輸出中的變化，即第二接收器10可比當(dāng)其位于標(biāo)簽后時(shí)接收更多的輻射。如果進(jìn)一步移動(dòng)容器，使有源元件的平面位于活塞3的位置，接收器的信號(hào)將再次變化，特別地，第一接收器8將記錄自活塞反射的典型輻射，傳感檢測(cè)可以是靜態(tài)的，如果在容器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行，則也可以是動(dòng)態(tài)的，動(dòng)態(tài)傳感檢測(cè)的情況下，可檢測(cè)密封環(huán)4上及密封環(huán)4之間的響應(yīng)差異。
圖2表示了當(dāng)在紅外區(qū)工作的傳感器系統(tǒng)越過(guò)帶有三個(gè)密封環(huán)，插入透明注射筒型容器中的活塞時(shí)，傳感器系統(tǒng)的實(shí)際響應(yīng)。縱軸表示接收器響應(yīng)水平的位于0～256之間的數(shù)字值，橫軸以任意單位表示其長(zhǎng)度。圖中的三條曲線(xiàn)代表當(dāng)通過(guò)透明的濾光標(biāo)簽(從上往下分別為無(wú)色、綠色和藍(lán)色)測(cè)量時(shí)的響應(yīng)?？煽闯龌钊娜齻€(gè)密封環(huán)上的響應(yīng)差異顯然是可檢測(cè)的，即使如最下面的曲線(xiàn)那樣，當(dāng)濾光標(biāo)簽的顏色非常接近活塞材料的顏色時(shí)，響應(yīng)也是可檢測(cè)的。
圖3是關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的適當(dāng)?shù)膫鞲衅飨到y(tǒng)中的主要功能元件的方框圖。微控制器31通過(guò)調(diào)制器32和放大器33激勵(lì)和去激勵(lì)發(fā)射器34，從而從發(fā)射器34產(chǎn)生具有940nm標(biāo)稱(chēng)波長(zhǎng)的3kHz變動(dòng)輸出。輸出輻射射到物體表面35，并受到物體表面35的作用，部分輻射由接收器36收集。接收器36的輸出信號(hào)在帶通濾波器37中被濾波，獲取非常接近3kHz調(diào)制頻率的頻率分量。帶通濾波器37的輸出信號(hào)由放大器38放大，并輸入A/D轉(zhuǎn)換器39,A/D轉(zhuǎn)換器39的數(shù)字輸出返回微控制器31。根據(jù)接收的信號(hào)及關(guān)心的比較響應(yīng)水平，微控制器31激勵(lì)自動(dòng)增益控制器(AGC)40把參考水平輸送給A/D轉(zhuǎn)換器，從而許可參考水平的移動(dòng)，及用于數(shù)字化的響應(yīng)水平距離分辨率。微控制器可以使用實(shí)現(xiàn)帶通濾波，AGC功能及例如比較接收器響應(yīng)和要識(shí)別的預(yù)定特征的群分析的軟件。
圖4的電路基本由三部分組成，即圖中下部所示的電源部分，中部的模擬輻射部分及上部的數(shù)字處理部分。從處理器U4(管腳28,“s”)通過(guò)發(fā)射器二極管D5(TSMS3700)的晶體管Q1調(diào)制LED發(fā)射器的輻射信號(hào)。來(lái)自物體的輻射射到光電二極管接收器D4(BP104FS)，并被轉(zhuǎn)換為電流。輻射部分還包括二級(jí)濾波和放大器級(jí)，其中濾波器是帶通型濾波器，即每個(gè)濾波器都包括一個(gè)低通濾波器和一個(gè)高通濾波器。信號(hào)進(jìn)入高通濾波器C8、R23、R24，在U2A中被放大，并進(jìn)入低通濾波器C10、R25、R26。在高通濾波器C9、R22，放大器U2B和低通濾波器C11、R27、R28中重復(fù)這一過(guò)程。在這些模擬步驟之后，信號(hào)進(jìn)入作為微控制器U4一部分的A/D轉(zhuǎn)換器中。在微控制器U4中，利用軟件，例如實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波，分類(lèi)及比較算法等等的軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理。電阻R4～R11和微控制器一起起AGC功能元件的作用，使得可對(duì)不同的幅度水平進(jìn)行詳細(xì)分析。
圖5表示的是用于如圖6所示的筒形容器上的具有標(biāo)記的簡(jiǎn)單標(biāo)簽。標(biāo)簽50具有大的第一均勻著色區(qū)51，該區(qū)域具有預(yù)定的吸收作用，用于由傳感器對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)讀取，即當(dāng)該區(qū)相對(duì)傳感器保持固定時(shí)進(jìn)行讀取。該區(qū)域表面的吸收水平可給出有關(guān)筒類(lèi)型，筒中的內(nèi)容或濃度的信息，或者可用于校準(zhǔn)目的。區(qū)域52是標(biāo)簽上的一個(gè)無(wú)色透明窗口，使傳感器能夠傳感檢測(cè)藥筒內(nèi)部，尤其是可檢測(cè)活塞是否存在。區(qū)域53、54及55也是均勻著色區(qū)，最好具有不同的吸收水平，它們攜帶有例如區(qū)域51攜帶信息相同類(lèi)型的信息。窗口52和區(qū)域53、54及55用于在標(biāo)簽和傳感器之間如箭頭56所示的相對(duì)運(yùn)動(dòng)下，順序由傳感器動(dòng)態(tài)讀取。虛線(xiàn)表示的傳感器57位于靜態(tài)區(qū)域51上方的第一位置。在傳感檢測(cè)區(qū)域51之后，沿箭頭56的方向移動(dòng)帶有標(biāo)簽的藥筒，使窗口52和區(qū)域53、54及55順序通過(guò)傳感器57，產(chǎn)生可由電子器件處理的響應(yīng)一時(shí)間函數(shù)。借助足夠的顏料或者不透明背襯，假定標(biāo)簽上除了窗口52之外的所有其它區(qū)域都是不透明的，從而傳感器不會(huì)受到來(lái)自標(biāo)簽后面的輻射的影響。
圖6a到6d示意地表示了泵送部件60和雙腔型藥筒70的四個(gè)操作階段。泵60包括外殼61，活塞桿62及啟動(dòng)和控制活塞桿移動(dòng)藥筒70，及排出藥筒中內(nèi)容的機(jī)電部件63。最好按照前述參考的與本申請(qǐng)有關(guān)的申請(qǐng)構(gòu)造泵的這些部分。傳感器64布置在泵60的預(yù)期藥筒位置上。藥筒包括筒體71、輸出口72、后活塞73及前活塞74。筒體外而附著有如圖5所示的標(biāo)簽。
圖6a表示了藥筒剛連在泵上，活塞桿62靠近后活塞73時(shí)，泵60和藥筒70的相對(duì)位置。傳感器64位于后活塞73，并位于標(biāo)簽75的第一部分，例如圖5中的靜態(tài)區(qū)域51的上方，該標(biāo)簽部分將由傳感器傳感檢測(cè)。
圖6b表示了在止動(dòng)后活塞73，保持其絕對(duì)位置的同時(shí)，機(jī)電部件63使藥筒70向泵60移動(dòng)后的位置情況。于是后活塞73仍位于傳感器64的位置，但是標(biāo)簽75已移動(dòng)到使窗口52位于傳感器64和后活塞73之間的位置。這樣傳感器可通過(guò)標(biāo)簽窗口52驗(yàn)證固有的后活塞73位置及特征。
圖6c表示了在后活塞73移向筒體71中，和前活塞74接觸，并且可能這兩個(gè)活塞一起移動(dòng)了一定距離的情況下，當(dāng)機(jī)電部件63使藥筒進(jìn)一步向泵移動(dòng)，藥筒位于相對(duì)于泵60的終點(diǎn)位置時(shí)的位置情況。依靠藥筒的這一移動(dòng)，標(biāo)簽75的其它部分通過(guò)傳感器64，使得能夠動(dòng)態(tài)傳感檢測(cè)區(qū)域53、54及55，并獲得這些區(qū)域中編入的任何信息。
圖6d表示了機(jī)電部件63使活塞桿62向前移動(dòng)，通過(guò)輸出器72排出前活塞74前面的藥筒內(nèi)容的位置情況。這一操作下，傳感器64可監(jiān)測(cè)活塞73的消失，筒體71的恰當(dāng)清除(clearance)，及對(duì)活塞桿62上表示活塞桿到達(dá)其前向極限位置的標(biāo)記的檢測(cè)。
例證的實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，不應(yīng)理解為對(duì)如權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的范圍或一般性的限制。
權(quán)利要求
1．一種制劑輸送設(shè)備，它包括a)具有開(kāi)口或者可安置開(kāi)口的制劑容器，b)能夠通過(guò)開(kāi)口輸送容器中的至少部分制劑的機(jī)械裝置，c)連接容器和機(jī)械裝置的連接裝置，d)檢測(cè)容器或容器內(nèi)容的至少一個(gè)預(yù)定性質(zhì)的傳感器系統(tǒng)，其特征在于還包括輻射容器位置或其一部分的輻射發(fā)射器，在輻射受到容器位置的影響后，接收來(lái)自發(fā)射器的至少一定范圍部分的輻射的輻射接收器，接收器用來(lái)產(chǎn)生表示從所述范圍部分接收的總輻射的輸出響應(yīng)。
2．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于容器的至少一部分在輻射頻率下是半透明或透明的。
3．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于容器是藥筒(cartridge)，它包括a)軸對(duì)稱(chēng)的具有前端和后端的圓柱形筒體，b)在其前端的開(kāi)口或開(kāi)口預(yù)制，c)插入筒體中，位于前端和后端之間的至少一個(gè)可移動(dòng)活塞。
4．按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于藥筒是雙腔或多腔型藥筒。
5．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于機(jī)械裝置包括由電機(jī)裝置驅(qū)使的泵送裝置。
6．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于機(jī)械裝置包括至少控制電機(jī)裝置的控制系統(tǒng)。
7．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于連接裝置包括相對(duì)于機(jī)械裝置的固定部件移動(dòng)容器的的移動(dòng)裝置。
8．按照權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于移動(dòng)裝置包括相對(duì)于傳感器系統(tǒng)移動(dòng)容器的掃描裝置。
9．按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于移動(dòng)裝置還可完成對(duì)容器的啟動(dòng)操作。
10．按照權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于使所述移動(dòng)裝置產(chǎn)生小于10厘米/秒，最好小于1厘米/秒的移動(dòng)速度。
11．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于輻射波長(zhǎng)為300～3000納米。
12．按照權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于輻射處于非可見(jiàn)光范圍。
13．按照權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于輻射處于紅外范圍。
14．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于發(fā)射器包括發(fā)光二極管。
15．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于接收器包括光電二極管或光電三極管。
16．按照權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于接收器包括日光濾光器。
17．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于接收器的輸出是非成象輸出。
18．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于接收的輻射是散焦的。
19．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于輻照和接收都具有大于10度的空間角。
20．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于發(fā)射器射出發(fā)射光束，接收器具有發(fā)散的接收角。
21．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于最好以至少標(biāo)稱(chēng)頻率的±1％的頻率變化系數(shù)擴(kuò)大發(fā)射器和/或接收器的頻寬。
22．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于發(fā)射器和接收器基本面向同一方面。
23．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于發(fā)射器和接收器距離容器一定的距離。
24．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于接收器覆蓋的區(qū)域的大小，以具有相應(yīng)面積的圓來(lái)表示，其直徑為0.5～15毫米。
25．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于容器具有可由傳感器傳感檢測(cè)的標(biāo)記。
26．按照權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于該標(biāo)記具有多于兩個(gè)的離散水平(discrete level)。
27．按照權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于該標(biāo)記具有幾個(gè)分離的標(biāo)記區(qū)域。
28．按照權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于存在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地順序讀取所述幾個(gè)分離區(qū)域的移動(dòng)裝置。
29．按照權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其特征在于標(biāo)記具有吸收或反射差異。
30．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于傳感器和容器之間的相對(duì)位置適于檢測(cè)容器的功能性質(zhì)。
31．按照權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于所述功能性質(zhì)是容器外形部分，活塞位置，容器內(nèi)容或者用于方便功能性質(zhì)檢測(cè)的標(biāo)記或改進(jìn)。
32．按照權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于相對(duì)位置還適于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地讀取容器上的標(biāo)記。
33．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于它包括有電子控制器，最好是微控制器。
34．按照權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于控制器從接收器接收修改后的或者未修改的輸出，并將該輸出和一個(gè)或幾個(gè)存儲(chǔ)的特征進(jìn)行比較，如果存在或者不存在一定的類(lèi)似處，分別進(jìn)行不同的動(dòng)作。
35．按照權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其特征在于控制器接收隨時(shí)間改變的響應(yīng)函數(shù)。
36．按照權(quán)利要求34或35所述的設(shè)備，其特征在于所述動(dòng)作包括啟動(dòng)電機(jī)裝置。
37．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于發(fā)射的輻射是經(jīng)過(guò)調(diào)制的。
38．按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于發(fā)射器和接收器具有相對(duì)于它們的支承物固定不變的軸方向。
39．按照權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其特征在于所述支承物相對(duì)于機(jī)械裝置或外殼固定。
40．一種操作制劑輸送設(shè)備的方法，所述制劑輸送設(shè)備包括a)具有開(kāi)口或者開(kāi)口預(yù)制的制劑容器，b)能夠通過(guò)開(kāi)口輸送至少部分容器中的制劑的機(jī)械裝置，c)連接容器和機(jī)械裝置的連接裝置，d)檢測(cè)容器或容器內(nèi)容的至少一個(gè)預(yù)定性質(zhì)的傳感器系統(tǒng)，其特征在于包括步驟向容器位置或其一部分發(fā)射輻射，使輻射受到容器位置的影響，以非成象方式從容器位置的至少一部分區(qū)域接收至少一部分受影響輻射，并且把接收輻射的特征和代表預(yù)定性質(zhì)的預(yù)定特征進(jìn)行比較，確定容器的預(yù)定性質(zhì)是否存在。
41．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于輻射受反射、透射、吸收和/或散射的影響。
42．按照權(quán)利要求40或41所述的方法，其特征在于在輻射頻率下，至少容器的一部分是半透明或透明的，并且至少部分輻射透射進(jìn)入容器。
43．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于包括相對(duì)于機(jī)械裝置的固定部件移動(dòng)容器的步驟。
44．按照權(quán)利要求40或43所述的方法，其特征在于包括進(jìn)行容器啟動(dòng)步驟的步驟。
45．按照權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于啟動(dòng)步驟包括重構(gòu)步驟。
46．按照權(quán)利要求40或43所述的方法，其特征在于包括相對(duì)于傳感器系統(tǒng)移動(dòng)容器的步驟。
47．按照權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于移動(dòng)速度小于10厘米/秒。
48．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于移動(dòng)速度小于1厘米/秒。
49．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于在輻射接收過(guò)程中，容器和傳感器系統(tǒng)彼此保持相對(duì)靜止。
50．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于發(fā)射的輻射位于非可見(jiàn)光范圍，最好位于紅外范圍內(nèi)。
51．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于接收的輻射是散焦的。
52．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于以發(fā)散束的形式發(fā)射輻射，并從發(fā)散的接收角接收輻射。
53．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于在寬的空間角，最好大于30度的空間角中發(fā)射和接收輻射。
54．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于發(fā)射和/或接收以最好至少標(biāo)稱(chēng)頻率的±1％的頻率變化系數(shù)擴(kuò)大頻寬的輻射。
55．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于發(fā)射器和接收器基本面向同一方向，并且至少部分接收輻射是反射輻射。
56．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于包括保持發(fā)射器和接收器距離容器一定距離的步驟。
57．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于接收器覆蓋的區(qū)域大小，以具有相應(yīng)面積的圓來(lái)表示，其直徑為0.5～15毫米。
58．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于包括在容器上提供可由傳感器系統(tǒng)傳感檢測(cè)的標(biāo)記的步驟。
59．按照權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于提供具有多于兩個(gè)離散水平的標(biāo)記。
60．按照權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于提供多于一個(gè)的分離標(biāo)記區(qū)域。
61．按照權(quán)利要求60所述的方法，其特征在于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)地順序讀取所述多個(gè)標(biāo)記區(qū)域。
62．按照權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于讀取給出響應(yīng)階差。
63．按照權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于提供具有吸收或反射差異的標(biāo)記。
64．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于安置傳感器和容器，使得能夠檢測(cè)容器的功能性質(zhì)。
65．按照權(quán)利要求64所述的方法，其特征在于功能性質(zhì)是容器外形部分，活塞位置，容器內(nèi)容或者方便功能性質(zhì)的檢測(cè)的標(biāo)記或改變。
66．按照權(quán)利要求64所述的方法，其特征在于靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)地讀出容器上的標(biāo)記。
67．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于在比較步驟中，接收輻射的特征是代表從所述覆蓋區(qū)域接收的總輻射的響應(yīng)。
68．按照權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于性質(zhì)是否存在的所述確定是以來(lái)自接收器的靜態(tài)響應(yīng)為基礎(chǔ)的。
69．按照權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于性質(zhì)是否存在的所述確定是以來(lái)自接收器的動(dòng)態(tài)改變?yōu)榛A(chǔ)的。
70．按照權(quán)利要求69所述的方法，其特征在于所述確定包括記錄來(lái)自接收器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)--時(shí)間函數(shù)。
71．按照權(quán)利要求70所述的方法，其特征在于確定多個(gè)性質(zhì)的存在。
72．按照權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于確定至少一個(gè)標(biāo)記性質(zhì)和一個(gè)功能性質(zhì)。
73．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于發(fā)射的輻射是經(jīng)過(guò)調(diào)制的。
74．按照權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于在相對(duì)于機(jī)械裝置的固定部分穩(wěn)定不變的方向上發(fā)射和接收輻射。
75．按照權(quán)利要求40到74任一所述的方法，其特征在于容器是藥筒，它包括a)軸對(duì)稱(chēng)的具有前端和后端的圓柱形筒體，b)在其前端的開(kāi)口或開(kāi)口預(yù)制，c)至少一個(gè)插入筒體中，位于前端和后端之間的可移動(dòng)活塞。
76．按照權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于藥筒是雙腔或多腔型藥筒。
77．一種操作制劑輸送設(shè)備的方法，所述制劑輸送設(shè)備包括a)具有開(kāi)口或者開(kāi)口預(yù)加工的制劑容器，b)能夠通過(guò)開(kāi)口輸送至少部分容器中的制劑的機(jī)械裝置，c)連接容器和機(jī)械裝置的連接裝置，d)檢測(cè)容器或容器內(nèi)容的至少一個(gè)預(yù)定性質(zhì)的傳感器系統(tǒng)，其特征在于包括向容器位置或其一部分發(fā)射輻射，使輻射受到容器位置的影響，接收至少一部分受影響輻射，并且把接收輻射的特征和代表定義的預(yù)定功能性質(zhì)的預(yù)定特征進(jìn)行比較，確定容器的預(yù)定功能性質(zhì)是否存在。
78．按照權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于接收輻射用于通過(guò)在至少兩維空間上以象素的形式形成圖象，再現(xiàn)容器的細(xì)節(jié)。
79．按照權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于把接收的輻射折射到陰極射線(xiàn)管或電荷耦合器件上的圖象上。
80．按照權(quán)利要求78所述的方法，其特征在于逐點(diǎn)掃描容器位置產(chǎn)生圖象。
81．按照權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于發(fā)射和/或接收以最好至少標(biāo)稱(chēng)頻率的±1％的頻率變化系數(shù)擴(kuò)大頻寬的輻射。
82．按照權(quán)利要求81所述的方法，其特征在于向容器的內(nèi)容發(fā)射至少部分輻射。
83．按照權(quán)利要求81所述的方法，其特征在于至少接收沿著和發(fā)射基本相對(duì)方向反射的部分輻射。
84．按照權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于功能性質(zhì)是容器外形或者活塞位置。
85．按照權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于權(quán)利要求41到76的任一特征。
86．一種標(biāo)記的醫(yī)用容器系統(tǒng)，它包括a)在至少一個(gè)方面性質(zhì)不同的至少兩個(gè)容器，b)在每個(gè)所述容器上的至少一個(gè)機(jī)器可讀標(biāo)記，該標(biāo)記用于區(qū)分所述性質(zhì)差異，其特征在于標(biāo)記通過(guò)具有至少一個(gè)當(dāng)非可見(jiàn)光范圍內(nèi)的輻射照射時(shí)，吸收或反射性能不同的區(qū)域來(lái)提供所述性質(zhì)差異。
87．按照權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于標(biāo)記具有多于兩個(gè)的離散水平。
88．按照權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于標(biāo)記具有幾個(gè)分離標(biāo)記區(qū)域。
89．按照權(quán)利要求87所述的方法，其特征在于當(dāng)靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)地順序傳感檢測(cè)時(shí)，所述幾個(gè)分離標(biāo)記區(qū)域提供階式水平變化。
90．按照權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于標(biāo)記具有吸收或反射差異。
91．按照權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于標(biāo)記提供輻射頻率分布變化。
92．按照權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于標(biāo)記具有不透明體或反射背襯。
93．按照權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于所述區(qū)域的大小，以具有相應(yīng)面積的圓來(lái)表示，其直徑至少為1毫米，較好至少為2毫米，最好至少為5毫米。
94．按照權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于容器在至少一個(gè)方面具有類(lèi)似的功能性質(zhì)。
95．按照權(quán)利要求94所述的方法，其特征在于容器在適于用于相同的醫(yī)用輸送設(shè)備方面是相似的。
96．按照權(quán)利要求94所述的方法，其特征在于容器都含有至少一種共同的醫(yī)用化合物。
97．按照權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于性質(zhì)差另包括容器中內(nèi)容的醫(yī)用化合物差別，內(nèi)容的體積差別，或內(nèi)容的濃度差別。
98．一種和制劑輸送設(shè)備一起使用的注射筒型容器，它包括a)軸對(duì)稱(chēng)的具有前端和后端的圓柱形筒體，b)在其前端的開(kāi)口或開(kāi)口預(yù)制，c)至少一個(gè)插入筒體中，位于前端和后端之間的可移動(dòng)活塞及d)容器上的一個(gè)機(jī)器可讀標(biāo)記，其特征在于標(biāo)記具有至少一個(gè)標(biāo)記區(qū)域，當(dāng)用非可見(jiàn)光范圍內(nèi)的輻射照射時(shí)，所述標(biāo)記區(qū)域具有可檢測(cè)到的吸收性或反射性，活塞具有至少一個(gè)表面部分，當(dāng)用非可見(jiàn)光范圍內(nèi)的輻射照射時(shí)，所述表面部分具有可檢測(cè)的吸收性或反射性，并且所述活塞表面部分通過(guò)至少一部分筒體暴露或者可暴露給輻射，至少所述標(biāo)記區(qū)域的一部分和所述活塞表面部分沿筒體的對(duì)稱(chēng)軸位于同一位置上。
99．按照權(quán)利要求98所述的注射筒，其特征在于至少沿著筒軸的一部分沒(méi)有標(biāo)記，使得能夠暴露活塞。
100．按照權(quán)利要求98所述的注射筒，其特征在于除了覆蓋活塞位置的標(biāo)記區(qū)域外，沿著筒軸還布置有至少另一個(gè)具有不同吸收性或反射性的標(biāo)記區(qū)域。
101．按照權(quán)利要求98所述的注射筒，其特征在于注射筒是具有多于一個(gè)的活塞的雙腔或多腔型注射筒。
102．一種機(jī)器可讀標(biāo)記系統(tǒng)，它包括至少兩個(gè)分離區(qū)域，當(dāng)分別輻射所述分離區(qū)域時(shí)，它們具有不同的可檢測(cè)吸收性，當(dāng)按照預(yù)定順序讀出時(shí)，該標(biāo)記系統(tǒng)提供許多信息攜帶組合可能性，其特征在于所述每個(gè)分離區(qū)域包括多于兩個(gè)的離散吸收水平。
103．按照權(quán)利要求102所述的系統(tǒng)，其特征在于標(biāo)記具有幾個(gè)分離的標(biāo)記區(qū)域。
104．按照權(quán)利要求103所述的系統(tǒng)，其特征在于存在靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)地順序讀出這些區(qū)域的移動(dòng)裝置。
105．按照權(quán)利要求102所述的系統(tǒng)，其特征在于標(biāo)記具有吸收或反射差別。
106．一種分析物體的設(shè)備，它包括a)輻射物體，并受到物體影響的輻射發(fā)射器，b)接收至少一部分發(fā)射的并受到物體作用的輻射，并輸出接收輻射的信號(hào)特征的接收器，其特征在于發(fā)射器以非成象輻射輻照物體，接收器收集受到物體的區(qū)域部分影響的非成象輻射，接收器產(chǎn)生代表從所述區(qū)域部分接收的總輻射的輸出響應(yīng)。
107．按照權(quán)利要求106所述的設(shè)備，其特征在于權(quán)利要求2到39的任一特征。
全文摘要
一種制劑輸送設(shè)備,它包括a)具有開(kāi)口或者準(zhǔn)備好開(kāi)口結(jié)構(gòu)的制劑容器,b)能夠通過(guò)開(kāi)口輸送容器中的至少部分制劑的機(jī)械裝置,c)連接容器和機(jī)械裝置的連接裝置,d)檢測(cè)容器或容器內(nèi)容的至少一個(gè)預(yù)定性質(zhì)的傳感器系統(tǒng)。該設(shè)備包括輻射容器位置或其一部分的輻射發(fā)射器,在輻射受到容器位置的影響后,接收來(lái)自發(fā)射器的至少一定范圍部分的輻射的輻射接收器,接收器用來(lái)產(chǎn)生表示從所述范圍部分接收的總輻射的輸出響應(yīng)。一種操作制劑輸送設(shè)備的方法,它包括下述步驟:向容器位置或其一部分發(fā)射輻射,使輻射受到容器位置的影響,以非成象方式從容器位置的至少一部分區(qū)域接收至少一部分受影響輻射,并且把接收輻射的特征和代表預(yù)定性質(zhì)的預(yù)定特征進(jìn)行比較,確定容器的預(yù)定性質(zhì)是否存在。
文檔編號(hào)A61M5/145GK1224363SQ97196079
公開(kāi)日1999年7月28日 申請(qǐng)日期1997年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月1日
發(fā)明者伯格·杰特曼, 伯丹·帕魯, 古那·彼特森, 安德斯·赫爾特, 佩·哈瑪蘭 申請(qǐng)人:法瑪西雅和厄普約翰公司