JP2020523160A - シリンジの動作からのエネルギー・ハーベスティング - Google Patents

Abstract

本願に開示されるさまざまな方法および装置は、シリンジの動作からエネルギーを回収し、そのエネルギーをさまざまな目的のために利用する装置および技法に関する。さまざまな実施形態において、シリンジ（１００、３００）の動作中に電気エネルギーを回収および使用する方法（４００）は：シリンジを動作させるステップであって、シリンジのプランジャー（１１２）を変位させて、シリンジの貯留部（１１４）内に流体を引き込むか、またはシリンジの貯留部から流体を排出することを含む、ステップ（４０２）と；シリンジと一体的な発電機（１２０、１２２）によって、プランジャーを変位させることに関わる動きを電気エネルギーに変換するステップ（４０４）と；前記電気エネルギーの少なくとも一部を使用して、シリンジの動作に関連する一つまたは複数のデータ点を、シリンジと一体的なメモリ・コンポーネント（１３６）に少なくとも一時的に記憶するステップ（４０６）とを含む。

Description

本発明は、概括的にはヘルスケアに関する。より詳細には、本明細書に開示されるさまざまな方法および装置は、シリンジの動作からエネルギーを回収し、そのエネルギーをさまざまな目的のために利用するための装置および技術に関する。

手動シリンジは、救急治療室、集中治療室（「ICU」）、一般病棟など、多様な臨床現場で広く使用されている。シリンジは、薬剤投与および体液収集のような広範囲の用途に使用することができる。シリンジは、たとえば定期的にインスリン注射を受けなければならない糖尿病患者によって、家庭など臨床環境の外で使用されることもある。シリンジは、静脈内で、筋肉内で、および／または皮下で流体を患者に注入するおよび／または患者から引き出すことを可能にする。

従来の手動駆動シリンジには多様な欠点がある。シリンジは、使用前および／または使用後に、不十分および／または不正確にラベル付けされることがある。これにより、多忙な医療従事者にとって、シリンジを用いた薬剤の投与の追跡が面倒になることがある。シリンジが正しくない仕方で使用されることは珍しくなく、一般的に薬剤の投与／使用を正確に追跡することができないことで、誤った投与量となる可能性がある。さらに、シリンジが一度だけ使用されること、あるいは少なくとも使用と使用の間に消毒されることを保証しないと、交差汚染のリスクがある。

特許文献１は、インスリンをポンピングするよう構成された単一の圧電モーターを含む電気式デュアル・シリンジ・インスリン・ポンプを開示している。ポンプは、単一のコントローラによって制御される。ポンプは二つのインスリン貯留部（二つのシリンジの形の）を使用し、その一方は速効型インスリンで満たされ、もう一方は遅効型インスリンで満たされる。
US8382703B1

特許文献２は、バレルおよびプランジャーを有するシリンジを保持するためのシリンジ注射器（syringe injector）を開示している。プランジャーは、バレル内に受け入れられるピストンを含む。注射器は、シリンジ・バレルを支持フレームの一端において受け入れるためのクレードルを有する支持フレームを備える。
US4737151A

特許文献３は、パーソナル・エリア・ネットワーク（PAN）を介してホスト・コントローラまたは他の外部装置と通信することができる、ウェアラブルな、自己完結型の薬剤注入装置または医療装置を開示している。本医療装置は、容量結合を介してユーザーの身体を横切って電流を伝搬させることによって、生理学的センサーまたはホスト・コントローラのような、ユーザーの身体と接触している他の装置と通信するためにPANトランシーバを利用する。
EP2283881A2

特許文献４は、ポータブル・モジュールであって、該ポータブル・モジュールがシリンジに取り付けられたときに、シリンジの内容物の注入を検出するためのポータブル・モジュールを開示しており、シリンジは、長手方向に延びるバレルと、前記方向に沿って前記バレルの内側を滑動するよう適応されたプランジャー・シールとを備える。
WO2016/162298A1

本開示は、シリンジの動作からエネルギーを回収し、そのエネルギーをさまざまな目的のために利用する方法および装置に向けられる。たとえば、さまざまな実施形態において、（流体を注入するおよび／または引き出すための）シリンジ・プランジャーの変位に関連する動きが、たとえば交流発電機または他の類似の手段を用いて、電気エネルギーに変換されうる。電気エネルギーは、キャパシタまたは他の類似のエネルギー蓄積手段に蓄積されてもよい。さまざまな実施形態において、蓄積された電気エネルギーは、シリンジの充填レベル（たとえば、用量（dosage））などのデータを取得して、そのデータをメモリに記憶する、そのデータをリモート・コンピューティング装置に無線送信する、低電力ディスプレイ（たとえばE-インク）上で情報をレンダリングする、シリンジ自体またはリモート・コンピューティング装置の出力装置を使用して一つまたは複数のアラートを発生させるなどのために使用されうる。

一般に、ある側面では、シリンジの動作中に電気エネルギーを回収および使用する方法は：シリンジを動作させるステップであって、シリンジのプランジャーを変位させて、シリンジの貯留部内に流体を引き込むか、またはシリンジの貯留部から流体を排出することを含みうるステップと；シリンジと一体的な発電機によって、プランジャーを変位させることに関わる動きを電気エネルギーに変換するステップと；前記電気エネルギーの少なくとも一部を使用して、シリンジの動作に関連する一つまたは複数のデータ点〔データ・ポイント〕を、シリンジと一体的なメモリ・コンポーネントに少なくとも一時的に記憶するステップとを含んでいてもよい。

さまざまな実施形態において、前記動作させることは、シリンジのプランジャーを変位させて、貯留部内に流体を引き込むことを含んでいてもよく、本方法は、貯留部の充填レベルを測定するステップをさらに含む。さまざまな実施形態において、前記一つまたは複数のデータ点は、充填レベルを含んでいてもよい。さまざまな実施形態において、貯留部の充填レベルを測定することは、貯留部内に含まれているキャパシタのキャパシタンスを検出することを含んでいてもよい。

さまざまな実施形態において、前記動作させることは、シリンジのプランジャーを変位させて、貯留部から流体を排出することを含んでいてもよい。さまざまな実施形態において、本方法は、前記電気エネルギーの少なくとも一部を、前記データ点の一つまたは複数を、シリンジと一体的な低電力無線トランシーバからリモート・コンピューティング装置に無線送信するために利用することをさらに含んでいてもよい。さまざまな実施形態において、低電力無線トランシーバは、Bluetooth（登録商標）低エネルギー・トランシーバまたはZigBeeトランシーバであってもよい。

さまざまな実施形態において、本方法は、前記電気エネルギーの少なくとも一部を、シリンジと一体的な低電力ディスプレイ上で前記データ点の一つまたは複数をレンダリングするために利用することをさらに含んでいてもよい。さまざまな実施形態において、本方法は、前記電気エネルギーの少なくとも一部を、シリンジと一体的な低電力無線トランシーバにおいて、リモート・コンピューティング装置からタイムスタンプを無線で受信するために利用することをさらに含んでいてもよい。

別の側面では、さまざまな実施形態において、エネルギー回収シリンジは：ハウジングと；流体を貯留部に引き込むかまたは流体を貯留部から排出するために前記ハウジングに対して変位可能なプランジャーと；シリンジと一体的な発電機であって、プランジャーの変位に関連する運動を電気エネルギーに変換する発電機と；シリンジと一体的なメモリ・コンポーネントであって、シリンジの動作に関連する一つまたは複数のデータ点を記憶するために、前記電気エネルギーの少なくとも一部によって電力供給されるメモリ・コンポーネントとを含んでいてもよい。

前述の概念および下記でより詳細に議論される追加的な概念のあらゆる組み合わせ（そのような概念が互いに矛盾しない限り）は、本明細書に開示される発明的な主題の一部であると考えられることが理解されるべきである。特に、本開示の末尾にある請求項に記載される主題のあらゆる組み合わせが、本明細書に開示される発明的な主題の一部であると考えられる。本明細書において明示的に用いられ、参照により組み込まれているいずれかの開示にも現われうる用語は、本明細書に開示された具体的な概念と最も整合する意味を与えられるべきであることも理解されるべきである。

図面において、同様の参照符号は概して異なる図面を通じて同じ部分を指す。また、図面は必ずしも同縮尺ではなく、代わりに、一般には、本発明の原理を例解することに重点が置かれている。

さまざまな実施形態による、本開示の選択された諸側面を備えて構成された例示的な手動シリンジを示している。

さまざまな実施形態による、本開示の選択された諸側面を備えて構成されたシリンジと一体化されうる例示的な低電力ディスプレイを描いている。

開示の選択された諸側面を備えて構成されたシリンジが、たとえば医療従事者または他のユーザーによって操作される、一つまたは複数のコンピューティング装置と無線でデータを交換しうる環境を概略的に描いている。

さまざまな実施形態に従って、本明細書に記載のさまざまな技法を実施する例示的な方法を描いている。

従来の手動シリンジは、多様な欠点がある。シリンジは、使用前および／または使用後に、不十分および／または不正確にラベル付けされることがある。これにより、多忙な医療従事者にとって、シリンジを用いた薬剤の投与の追跡が面倒になることがある。シリンジが正しくない仕方で使用されることは珍しくなく、一般的に薬剤の投与／使用を正確に追跡することができないことで、誤った投与量となる可能性がある。さらに、シリンジが一度だけ使用されること、あるいは少なくとも使用と使用の間に消毒されることを保証しないと、交差汚染のリスクがある。上記に鑑み、本発明のさまざまな実施形態および実装は、シリンジの動作からエネルギーを回収し、そのエネルギーをさまざまな目的のために利用することに向けられる。

図1を参照すると、本開示の選択された諸側面を備えて構成された例示的なエネルギー回収シリンジ100が、断面で描かれている。シリンジ100は、内部104を含む外側ハウジング102（時に「バレル」と称される）を含んでいてもよい。ハウジング102は、遠位端108に先端具（tip）110を含んでいてもよい。図1では単純な出口ポートとして描かれているが（たとえば、経口的な医薬の投与用）、先端具110は、皮下注射針、ジェット注射ポート（たとえば、ニードルレス皮下注射用）などのようなさまざまな形をとることができる。

プランジャー112（時に「ピストン」と称される）は、少なくとも部分的に内部104内に位置してもよく、ハウジング102の長手軸に沿って（図1の上下方向に）変位可能であり、ハウジング102に対するプランジャー112の位置に基づいて決定される容積をもつ貯留部114を画定する。プランジャー112がハウジング102から引き出される（すなわち、図1において上方に変位させられる）と、貯留部114は、容積が増大でき、先端具110が液体医薬の容器にまたは組織内に挿入されているとすれば、流体を引き込みうる。同様に、プランジャー112がハウジング102内に駆動される（すなわち、図1において下方に変位させられる）と、貯留部114は容積を減少させ、そこに含まれる流体が先端具110を通じて排出されうる。

上述のように、本明細書に記載される実施形態は、一般に、シリンジの動作中にエネルギーを回収し、回収されたエネルギーをさまざまな目的のために利用することに向けられる。よって、シリンジ100は、たとえば流体を貯留部114内に引き込むため、および／または流体を貯留部114から排出するためのプランジャー112の変位に関連する運動の、電気エネルギーへの変換を容易にする、多様な一体的なコンポーネントを含んでいてもよい。図1に描かれる例では、たとえば、強磁性要素120がプランジャー112上、たとえば遠位先端またはその近くに配置される。一連の伝導性コイル122も、ハウジング102の一部のまわりで、たとえば、ハウジング102の周囲に巻き付けられるスリーブ124において巻き付けられる。プランジャー112の変位は、伝導性コイル122に対する強磁性要素120の対応する変位を引き起こしうる。ファラデーの法則によれば、伝導性コイル122に対する強磁性要素120の移動は、伝導性コイル122に電流を誘導しうる。この電流を形成する電子の流れは、たとえば、キャパシタ126を電気エネルギーで充電し、それがその後、多様な目的のために使用されることができる。いくつかの実施形態において、上述のコンポーネントは、従来のシリンジに後付けされることもできる。たとえば、図1に描かれるように、コンポーネントの多く（たとえば、オンボード回路134、キャパシタ126、伝導性コイル122）は、外部ハウジングとして形成されてもよいスリーブ124の上または内部に配置されてもよい。そのようなスリーブ124は、従来のシリンジを本開示の選択された諸側面を備えて構成されるよう改造するために、従来のシリンジのハウジングの周囲に配置されてもよい。

回収された電気エネルギーが使用されうる一つの限定しない目的は、貯留部114の充填レベルを測定することである。いくつかの実施形態では、第一の容量性電極128がプランジャー112の先端上またはその近くに配置されてもよく、第二の容量性電極130がハウジング102の内部104内で遠位端108の近くに配置されてもよい。流体を貯留部114内に引き込むためにプランジャー112がハウジング102から引き抜かれるとき、上記のように電気エネルギーがキャパシタ126内に回収される。ひとたびユーザーが十分な流体を貯留部114内に引き込み、それによりプランジャー112をハウジング102から引き出すのを止めると、回収された電気エネルギーは、たとえばユーザーがアクチュエータ132（たとえばボタンまたはスイッチ）を操作することに応答して放電され、第一および第二の容量性電極128、130の間のキャパシタンスを決定してもよい。この測定されたキャパシタンスは、貯留部114の充填レベルを示すことができる。

さまざまな実施形態において、シリンジ100は、シリンジ100の動作に関連する一つまたは複数のデータ点を記憶するための、たとえば、何らかの形の原始的なメモリ・コンポーネント136を含みうるオンボード回路134を含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、上記で決定された容量性充填レベルは、少なくとも一時的にメモリ・コンポーネント136に記憶されてもよい。メモリ・コンポーネント136は、メモリ・コンポーネントから読み出す、および／またはメモリ・コンポーネントに書き込むために最小限の量の電気エネルギーしか必要とされないので、「低電力」と考えられても考えられなくてもよいさまざまな形をとることができる。いくつかの実施形態では、メモリ・コンポーネント136は、不揮発性であってもよく、ランダムアクセスメモリ（「RAM」）、プログラマブル読取り専用メモリ（「PROM」）、消去可能PROM（「EPROM」）、電気的に消去可能PROM（「EEPROM」）、フラッシュメモリ（NANDまたはNOR）、強誘電RAM（「FeRAM」）、プログラマブル金属化セル（「CBRAM」）、並列ランダムアクセスマシン（「PRAM」）、シリコン酸化物‐酸化窒化物‐シリコン（「SONOS」）、抵抗性ランダムアクセスメモリ（「RRAM（登録商標）」）、レーストラックメモリ、ナノRAMなどのうちの一つまたは複数を含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、オンボード回路134は、たとえばメモリ・コンポーネント136と動作可能に結合された、トランシーバ138（または、いくつかの場合には、単に送信機）を含んでいてもよい。トランシーバ138は、Bluetooth（登録商標）低エネルギー（たとえばBluetooth（登録商標） 4.0）、ANT、ANT+、赤外線データ協会（「IrDA」）、ZigBee、Z-Wave、低電力Wi-Fi、近接場通信（「NFC」）、EnOcean高周波伝送プロトコルなどのさまざまな低エネルギー無線技術を使用して、リモート・コンピューティング装置（図1には示さず）と無線で通信するように構成されてもよい。さまざまな実施形態において、少なくとも一時的にメモリ・コンポーネント136に記憶された一つまたは複数のデータ点は、トランシーバ138によって、ユーザー（たとえば患者および／または医療従事者）によって操作されるモバイル・デバイス（たとえば、スマートフォン、ラップトップ、タブレット、ウェアラブル・デバイス）などの一つまたは複数のリモート・コンピューティング装置に送信されうる。たとえば、前述の容量性充填レベルは、シリンジ100を使って薬剤を投与する（または流体を引き出す）医療従事者によって携行されるモバイル・デバイスに送信されてもよい。いくつかの実施形態では、貯留部114から流体を排出するためにプランジャー112を内部104に変位させる間に収集された電気エネルギーが、一つまたは複数のリモート・コンピューティング装置へのそのようなデータの無線送信に電力を与えるために使用されてもよい。いくつかの実施形態において、モバイル・デバイスは、たとえば、モバイル・デバイスによって生成され、モバイル・デバイスから受信されるタイムスタンプに関連付けて、データ点（単数または複数）を格納することができる。

プランジャー112が、貯留部114から流体を排出する（または貯留部114に流体を引き込む）ために変位させられたとき、15〜25Nの力Fが加えられると仮定する。シリンジ100の動作中の50〜100mmの双方向距離Dにわたるそのような力Fの印加は、（総）回収エネルギーE_grossを計算するための次の式を与えうる：
E_gross＝F×D＝(15〜25N)*(0.050〜0.100m)＝0.750〜2.500J (1)

40%のエネルギー損失を考慮に入れたとしても、正味の回収エネルギーE_netは次のように推定されうる：
E_net＝0.6*E_gross＝0.6*(0.750〜2.500)＝0.450〜1.50J (2)

単純なエネルギー予算計算を使用して、トランシーバ138を使って一つまたは複数のデータ点を送信するのに十分な、発生した正味のエネルギーE_netが回収されることを確認することができる：
E_net≧E_gross−(E_DA＋E_DS＋E_xmit＋E_loss) (3)

E_DAは、データ収集（たとえば容量充填測定）を実行するために必要なエネルギーを表わす。E_DSは、少なくとも一時的に一つまたは複数のデータ点を格納するために必要なエネルギーを表わす。E_xmitは、一つまたは複数のデータ点を送信するために必要なエネルギーを表わす。E_lossはエネルギー損失を表わし、これは40%のエネルギー損失を仮定すると、0.4×E_grossとして計算されうる。

ZigBeeまたは低電力Wi-Fiが無線送信のために使用され、推定されるエネルギー損失が40%であるする。データ収集の間に消費されるエネルギーE_DA（容量性の充填測定については1.2〜150μAと想定されうる）と、一時的な記憶の間に消費されるエネルギーE_DSとの合計は、約0.250Jである。いくつかの実施形態では、0.036Jの電気エネルギーE_xmitが、データ送信中に消費されうる（低電力Wi-Fi／ZigBeeについての電力必要量は、24バイトのデータ当たり36mJである。Bluetooth（登録商標）低エネルギーについては、より少なく、0.147mJ）。E_grossが0.75Jであるとすると、E_lossは0.3Jということになる。上記の値を式(3)に差し込むと、データを取得し、記憶し、送信するのに十分な正味エネルギーエネルギーがあることが示される：
0.45≧0.750J−(0.250J＋0.036J±0.300J)＝0.164J (4)

上記の式は単に例であり、限定することは意図されていない。シリンジ100がより長い場合、またはプランジャー112を変位させるためにより大きな力が使用される場合には、さらに多くのエネルギーが生成でき、これは、ハウジング102の内面の摩擦抵抗を変化させることによって達成できる。

いくつかの実施形態では、シリンジ100は、一つまたは複数の発光ダイオード（「LED」）140および／またはディスプレイ142などの一つまたは複数の出力デバイスを含んでいてもよい（たとえば、オンボード回路134と結合され、図1に概略的に描かれる）。図1には概略的に描かれているだけだが、これらの出力コンポーネントは、シリンジ100上のさまざまな位置、たとえばハウジング102の一部、プランジャー112の近位端（すなわち、図1の上端）等に配置されてもよい。いくつかのそのような実施形態では、たとえばシリンジ100が使用された後に、一つまたは複数のLED 140が（たとえば赤色で）点灯されてもよい。シリンジの動作中に収集される電気エネルギーの少なくとも一部は、たとえばシリンジ100が使用済みであり、再利用されるべきではない（またはまず消毒されることなく再び使用されるべきではない）ことを示すために、一つまたは複数のLED 140に通電するために使用されてもよい。そのような単純なインジケーターは、たとえば、医療従事者が災害、多忙な病棟等の混乱状態にあって集中できない可能性が高いときに特に有用でありうる。

ディスプレイ142は、E-インク・ディスプレイ、または、小型の粗いLED光ディスプレイ（たとえば20mm×20mmより小さくてもよい領域をカバーする）など、低電力ディスプレイのさまざまな形を取りうる。E-インク画面は、情報をレンダリングするために20mm×20mmのスクリーンに電力供給するために、20〜25mWのような少量の電気エネルギーしか必要としないことがある。さらに、E-インク画面は、いったん画像がレンダリングされると、追加的な電気エネルギーを必要としないことがある。よって、たとえば、ひとたび充填容積（たとえば、上述の容量性充填測定サンプリングを使って検出される）および時間（たとえば、リモート・コンピューティング装置からトランシーバ138を介して受信されるタイムスタンプ）がレンダリングされると、それらのデータ点は、追加的な電気エネルギーを必要とすることなく、E-インク画面上に留まることができる。

いくつかの実施形態では、E-インク・ディスプレイ142または他の類似のディスプレイは、ユーザーによって書き込み可能であるように構成されてもよい。たとえば、図2を参照すると、薬剤A、薬剤B、および引き抜かれた流体のための三つのあらかじめ定義されたユーザー入力フィールドまたは印を含むディスプレイ142が描かれている。そのような情報は、たとえば、ただそれら二つの薬剤が投与されている、または流体が引き抜かれているというシナリオにおいて表示されうる。いくつかの実施形態では、ディスプレイ上のテキストは、印刷された、ペイントされたおよび／またはたとえばステッカーとしてディスプレイに接着された受動的な印であってもよい。ディスプレイ142の一部（たとえばチェックボックス内）が書き込み可能であってもよく、このことは、中央のボックス内のチェックによって示されている。他の実施形態では、ディスプレイ上のテキストは、たとえばE-インクを用いてレンダリングされてもよい。医療従事者は、どのシリンジ100がすでに使用されたか、またはどのシリンジ100が使用されることが意図されているかについて、該ボックス（単数または複数）をチェックすることができる。これは、事故による交差汚染や、シリンジ100にラベル付けできないことで可能性が高まりうる他の不都合を回避することができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイ142は、シリンジ100がどのように使用されたか、またはこれから使用されるかを示すクイックレスポンス（QR）コード、バーコード、または他の情報をレンダリングするために使用されてもよいい。

図3は、本開示の選択された諸側面をもって構成されたシリンジ300が、たとえば医療従事者または他のユーザーによって操作される、一つまたは複数のコンピューティング装置350（たとえば、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、ウェアラブル装置など）と無線でデータを交換することができる環境を概略的に描いている。いくつかのそのような実施形態において、シリンジ300は、シリンジ300が、たとえば薬剤を投与するためまたは流体を抜き取るために使用されたことの指標を（たとえば、動作中に回収されたエネルギーを使用して、メモリに）記憶することができる。この指標は、シリンジ300から一つまたは複数のリモート・コンピューティング装置350に無線で送信されてもよい。医療従事者がシリンジ300を再利用しようとしたら、シリンジ300上の回路が、一つまたは複数のリモート・コンピューティング装置350に無線アラートを発してもよい。該無線アラートは、シリンジ300が再使用されるべきではないことを示す可聴、視覚的、および／または触覚フィードバックを提供しうる。

他の実施形態では、一つまたは複数のリモート・コンピューティング装置350は、シリンジ300から、投与されるべき、またはすでに投与された用量（たとえば、上述の容量性充填測定に基づいて決定される）に関する情報を無線で受信することができる。リモート・コンピューティング装置350は、たとえば、シリンジ300から無線でデータを受信するのと同時に生成されたタイムスタンプを介して、その用量が投与された、または投与される時間を決定してもよい。次いで、リモート・コンピューティング装置350は、たとえば一つまたは複数の電子医療記録（「EMR」）を参照することによって、用量および／または時間を処方された用量および／または時間と比較してもよい。実際の／意図された用量／時間が処方された用量／時間と適合しない場合、リモート・コンピューティング装置350は、たとえば、音声、視覚、および／または触覚フィードバックを提供することによって、医療従事者または他の者にテキスト・メッセージを送ることによって、などにより、アラートを発することができる。いくつかの実施形態では、リモート・コンピューティング装置350が、シリンジ300から、処方時の用量が投与された（または所定の時間に流体のサンプルが抽出された）という指標を受信していない場合、リモート・コンピューティング装置350は、同様にユーザーに対して薬剤を投与する（または流体を引き抜く）ことを思い出させる音声、視覚、および／または触覚のフィードバックを含みうるアラートを発することができる。

一般に、本明細書に記載されているように、自動的にエネルギーを回収し、そのエネルギーを使用して、用量、投与時間、取り出された流体の体積などに関する情報を記憶し、および／またはその情報を一つまたは複数のリモート・コンピューティング装置上で利用可能にすることは、いくつかの技術的利点を有する。医療従事者は、いつ用量が投与されたか、および／またはいつ流体が引き抜かれたかを文書化する負担の少なくとも一部から解放されうる。これはひいては、普通なら集中できないことから帰結しうるエラーを減少させる可能性がある。これはまた、普通なら医療従事者がデータ入力を実行することに費やしていたであろう時間を、他の作業、たとえば、他の患者の治療を行なうために割り振ることもできる。本明細書に記載される技法はまた、患者が誤った薬剤を投与される可能性、または体液が正しくない仕方でまたは誤って取り出される可能性を低下させる。本明細書に記載される技法はまた、定期的にインスリンを受けなければならない糖尿病患者のような外来患者を、処方された治療レジメンに従うことを確実にすることに関して、支援することができる。

図4は、さまざまな実施形態に従って、本明細書に記載されるさまざまな技法を実行する例示的な方法400を示している。方法400の特定の動作が特定の順序で示されるが、これは、限定的であることは意図されていない。さまざまな実施形態において、一つまたは複数の動作が追加、省略、および／または順序変更されてもよい。

ブロック402では、本開示の選択された諸側面で構成されたシリンジが、プランジャー（たとえば112）をハウジング（たとえば102）に対して変位させることによって動作させられてもよい。いくつかの実施形態では、プランジャーは、たとえば薬剤を投与するために貯留部（たとえば114）から流体を排出するため、および／または流体を引き出すためにシリンジを満たすために、変位させられてもよい。他の実施形態では、プランジャーは、患者の組織から血液、間質液などの流体を引き出すために変位させられてもよい。ブロック404では、変位に関連する運動が、たとえば、交流発電機および／または他のコンポーネント（たとえば、図1に示されるコンポーネント）によって、電気エネルギーに変換されてもよい。このようにして、シリンジの動作中に電気エネルギーが回収されうる。

ブロック406では、シリンジの動作中に収集された電気エネルギーの少なくとも一部を使用して、シリンジと一体的なメモリ・コンポーネント136に一つまたは複数のデータ点を少なくとも一時的に記憶してもよい。これらのデータ点は、容量性充填測定値、他の手段を使って得られる（たとえば、ユーザー入力される、磁気的に検出される、フロート検出される、重力検出されるなど）充填測定値、タイムスタンプ（たとえば、リモート・コンピューティング装置から受信される）、投与される薬剤の型（ユーザー入力されるものであってもなくてもよい）、引き出される流体の型（ユーザー入力されるものであってもなくてもよい）などを含むが、これらに限定されない。

ブロック408では、シリンジの動作中に収集された電気エネルギーの少なくとも一部を使用して、上述したデータ点の一つまたは複数をリモート・コンピューティング装置に送信してもよい。追加的または代替的に、いくつかの実施形態では、シリンジの動作中に収集された電気エネルギーの少なくとも一部は、リモート・コンピューティング装置から一つまたは複数のデータ点（たとえば、タイムスタンプ、薬剤識別子など）を受信するために受信機（たとえばトランシーバ138）に電力を供給するために使用されてもよい。ブロック410では、シリンジの動作中に収集された電気エネルギーの少なくとも一部は、低電力ディスプレイ（たとえば142）上で一つまたは複数のデータ点または他の情報をレンダリングするため、または一つまたは複数のLED（たとえば140）に通電するために使用されてもよい。

いくつかの発明的実施形態が本願で記述され、図示されているが、当業者であれば、機能を実行するならびに／または結果および／もしくは本明細書中で記載された利点の一つまたは複数を得るために、多様な他の手段および／または構造を容易に構想するであろう。そのような変形および／または修正のそれぞれは、本明細書中で記載された発明的実施形態の範囲内にあるとみなされる。より一般的には、当業者であれば、本明細書中で記載されたすべてのパラメータ、寸法、材料、および構成は例示的であることが意図されており、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成は、発明の教示が使用される具体的な適用（単数または複数）に依存するであろうことを容易に認識するであろう。当業者であれば、高々日常的な試行を用いて、本明細書中で記載された具体的な発明的実施形態に対する多くの等価物を認識する、またはそれを見きわめることができるであろう。よって、上記の実施形態は、単に例として呈示されているのであり、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内で、発明的実施形態は、具体的に記載され、特許請求される以外の仕方で実施されてもよいことが理解されるべきである。本開示の発明的実施形態は、本明細書中で記載された各個々の特徴、システム、物品、材料、キットおよび／または方法に向けられる。加えて、二つ以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法のいかなる組み合わせも、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しないならば、本開示の発明的範囲内に含まれる。

本明細書中で定義され、用いられるすべての定義は、辞書的定義、参照により組み込まれた文書における定義、および／または定義された用語の通常の意味よりも優先して支配すると理解されるべきである。

不定冠詞「a」および「an」は、明細書および特許請求の範囲において本願で用いられるところでは、明瞭に反対のことが示されるのでない限り、「少なくとも一つ」を意味すると理解されるべきである。

句「および／または」は、明細書および特許請求の範囲において本願で用いるところでは、そのように連結された要素の「いずれかまたは両方」、すなわち、いくつかの場合には同時に存在し、他の場合には一方のみが存在する要素を意味すると理解されるべきである。「および／または」を用いてリストされた複数の要素は、同じように、すなわち、そのように連結された要素の「一つまたは複数」と解釈されるべきである。「および／または」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素が任意的に存在していてもよく、かかる他の要素は具体的に特定された要素と関係していてもいなくてもよい。このように、限定しない例として、「Aおよび／またはB」への言及は、「含む」のような開放的な言辞との関連で使用されるとき、ある実施形態ではAのみ（任意的に、B以外の要素を含む）；別の実施形態ではBのみ（任意的に、A以外の要素を含む）；さらに別の実施形態ではAおよびBの両方（任意的に、他の要素を含む）を指すことができる；等々である。

明細書および特許請求の範囲において本願で用いられるところでは、「または」は上記で定義した「および／または」と同じ意味をもつと理解されるべきである。たとえば、リスト中で項目を分離するときに、「または」または「および／または」は包含的である、すなわち、いくつかの要素またはリストの要素のうちの少なくとも一つを含むが二つ以上を、さらにはリストされていない項目を含んでいてもよいものとして解釈されるべきである。「…のうちの一つのみ」または「…のうちのちょうど一つ」のように、または請求項において使用されるときは「…からなる」のように、反対のことを明瞭に示す用語のみが、「いずれか」、「…の一つ」、「…の一つのみ」、または「…のちょうど一つ」のような排他的な用語を伴うときに、排他的な代替（すなわち、「一方または他方であるが両方ではない」）を示すものとして解釈される。

明細書および特許請求の範囲において本願で用いられるところでは、一つまたは複数の要素のリストを参照しての句「少なくとも一つ」は、要素のリスト中の要素のうちの任意の一つまたは複数から選択される少なくとも一つの要素を意味するが、必ずしも要素のリスト内に具体的にリストされた一つ一つの要素の少なくとも一つを含むものではなく、要素のリスト中の要素のいかなる組み合わせも排除しないと理解されるべきである。この定義は、句「少なくとも一つ」が言及する要素のリスト内で具体的に特定される要素以外の、具体的に特定される要素に関係していてもいなくてもよい要素が任意的に存在することをも許容する。限定しない例として、「AおよびBの少なくとも一つ」（または、等価だが、「AまたはBの少なくとも一つ」、または等価だが、「Aおよび／またはBの少なくとも一つ」）は、ある実施形態では、少なくとも一つの、任意的には二つ以上を含むAを含むがBは存在しない（そして任意的にはB以外の要素を含む）こと；別の実施形態では、少なくとも一つの、任意的には二つ以上を含むBを含むがAは存在しない（そして任意的にはA以外の要素を含む）こと；さらに別の実施形態では、少なくとも一つの、任意的には二つ以上を含むAおよび少なくとも一つの、任意的には二つ以上を含むBを含む（そして任意的には他の要素を含む）こと；などを指すことができる。

また、明瞭に反対のことが示されているのでない限り、二つ以上の段階または工程を含む本願で特許請求されるいずれの方法においても、該方法の段階または工程の順序は、必ずしも、該方法のそれらの段階または工程が記載される順序に限定されないことも理解されるべきである。

特許請求の範囲および上記の明細書において「有する」、「含む」、「担持する」、「もつ」、「包含する」、「関わる」、「保持する」、「から構成される」等のようなすべての移行句は、開放的である、すなわち、それを含むがそれに限定されないことを意味すると理解されるべきである。「…からなる」および「本質的に…からなる」という移行句のみが、それぞれ米国特許庁審査手続マニュアル第2111.03条に記載される閉鎖的または半閉鎖的な移行句である。特許協力条約（「PCT」）の規則6.2(b)に従って請求項において使用されるある種の表現および参照符号は、その範囲を制限しないことが理解されるべきである。

Claims (15)

1. シリンジの動作中に電気エネルギーを回収および使用する方法であって：
   前記シリンジを動作させるステップであって、前記シリンジのプランジャーを変位させて、前記シリンジの貯留部内に流体を引き込むか、または前記シリンジの前記貯留部から流体を排出することを含む、ステップと；
   前記シリンジと一体的な発電機によって、前記プランジャーを変位させることに関わる動きを電気エネルギーに変換するステップと；
   前記電気エネルギーの少なくとも一部を使用して、前記シリンジの動作に関連する一つまたは複数のデータ点を、前記シリンジと一体的なメモリ・コンポーネントに少なくとも一時的に記憶するステップとを含む、
   方法。
2. 前記動作させることは、前記シリンジの前記プランジャーを変位させて、前記貯留部内に流体を引き込むことを含み、当該方法はさらに、前記貯留部の充填レベルを測定することを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記一つまたは複数のデータ点は、前記充填レベルを含む、請求項２記載の方法。
4. 前記貯留部の前記充填レベルを測定することは、前記貯留部内に含まれているキャパシタのキャパシタンスを検出することを含む、請求項２記載の方法。
5. 前記動作させることは、前記シリンジの前記プランジャーを変位させて、前記貯留部から流体を排出することを含み、当該方法はさらに、前記電気エネルギーの少なくとも一部を、前記データ点の一つまたは複数を、前記シリンジと一体的な低電力無線トランシーバからリモート・コンピューティング装置に無線送信するために利用することを含む、請求項１記載の方法。
6. 前記低電力無線トランシーバは、ブルートゥース（登録商標）低エネルギー・トランシーバまたはジグビー・トランシーバである、請求項５記載の方法。
7. 前記電気エネルギーの少なくとも一部を、前記シリンジと一体的な低電力ディスプレイ上で前記データ点の一つまたは複数をレンダリングするために利用することを含む、請求項１記載の方法。
8. 当該方法がさらに、前記電気エネルギーの少なくとも一部を、前記シリンジと一体的な低電力無線トランシーバにおいて、リモート・コンピューティング装置からタイムスタンプを無線で受信するために利用することを含む、請求項１記載の方法。
9. エネルギー回収シリンジであって：
   ハウジングと；
   流体を貯留部に引き込むまたは流体を貯留部から排出するために前記ハウジングに対して変位可能なプランジャーと；
   当該シリンジと一体的な発電機であって、前記発電機は、前記プランジャーの変位に関連する運動を電気エネルギーに変換する、発電機と；
   当該シリンジと一体的なメモリ・コンポーネントであって、当該シリンジの動作に関連する一つまたは複数のデータ点を記憶するために、前記電気エネルギーの少なくとも一部によって電力供給されるメモリ・コンポーネントとを有する、
   エネルギー回収シリンジ。
10. 前記変位は、前記貯留部内に流体を引き込むための前記プランジャーの変位を含み、前記一つまたは複数のデータ点は、前記電気エネルギーの少なくとも一部を使って検出される前記貯留部の充填レベルを含む、請求項９記載のシリンジ。
11. 前記貯留部内に二つ以上の容量性電極をさらに有しており、前記貯留部の前記充填レベルは、前記二つ以上の容量性電極のキャパシタンスを検出することによって測定される、請求項１０記載のシリンジ。
12. 当該シリンジと一体的な低電力無線トランシーバをさらに有しており、前記変位は、前記貯留部から流体を排出するための前記プランジャーの変位を含み、前記電気エネルギーの少なくとも一部は、前記データ点の一つまたは複数を、前記低電力無線トランシーバからリモート・コンピューティング装置に無線送信するために使用される、請求項９記載のシリンジ。
13. 前記低電力無線トランシーバは、ブルートゥース（登録商標）低エネルギー・トランシーバ、ジグビー・トランシーバまたはEnOceanトランシーバである、請求項１２記載のシリンジ。
14. 当該シリンジと一体的な低電力ディスプレイをさらに有しており、前記電気エネルギーの少なくとも一部が、前記ディスプレイ上で前記データ点の一つまたは複数をレンダリングするために利用される、請求項９記載のシリンジ。
15. 当該シリンジと一体的な低電力無線トランシーバをさらに有しており、前記電気エネルギーの少なくとも一部が、前記低電力無線トランシーバにおいて、リモート・コンピューティング装置からタイムスタンプを無線で受信するために利用される、請求項９記載のシリンジ。

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