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Three-Dimensional Model and Evaluation of an Insulin Injection Pen for Precise Dose Capacitive Measurement

Résumé

A fully parameterized three-dimensional model with specific dimensions has been developed in ANSYS for an insulin injection pen used by diabetic persons. The insulin injection pen has a smart pen cap which hosts four electrodes used for the smart pen cap electrode capacitive measurement. The addition of the smart cap on top of the insulin injection pens is novel and essential for storing and transmitting injection dose and time data to help patients successfully manage their treatment. The simulations can be used to decide the number and exact shape of the electrodes, as well as to evaluate different misalignment and asymmetries of the electrode fabrication process or of the liquid misplacement. Using Maxwell 3D tool the electrode capacitance was numerically evaluated, which is necessary for sensing and ultimately for insulin dose precise detection. Experimental results have been provided using an AD7746 high-resolution sigma-delta capacitance-to-digital converter (CDC). Simulation and experimental results for the sense electrode capacitance, in the case of both smart pen cap and complete insulin injection pen + smart pen cap system, have been obtained, using two different configurations (1 vs 3 and 2 vs 2 respectively). Smart pen cap electrode capacitance variation for different insulin fill states has been numerically evaluated and the linear behavior of the injection has been proven.

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Concepts associés (19)
Insuline (médicament)
L'insuline est une hormone protéique utilisée comme médicament pour traiter l'hyperglycémie . Cela comprend le diabète sucré de type 1, le diabète sucré de type 2, le diabète gestationnel et les complications du diabète telles que l'acidocétose diabétique et les états hyperglycémiques hyperosmolaires . Elle est également utilisé avec du glucose pour traiter les niveaux élevés de potassium dans le sang . Elle est généralement administré par injection sous la peau, mais certaines formes peuvent également être administrées par injection dans une veine ou un muscle .
Pompe à insuline
La pompe à insuline est portée par une personne diabétique insulino-dépendante, qui a un besoin permanent d'insuline, son pancréas n'en sécrétant plus du tout ou peu.C'est un dispositif artificiel de délivrance d'insuline à débit variable, car programmable. Il permet une perfusion sous-cutanée d'insuline à action rapide. Il s'agit d'un petit appareil de la taille d'un téléphone portable, électrique (à piles), qu'il faut porter sur soi en continu.
Insuline
vignette|Les deux chaines de l'insuline bovine. En rouge les ponts disulfures. vignette|droite|Modélisation 3D d'une molécule d'insuline. L'insuline (du insula « île ») est une hormone protéique sécrétée par les cellules β des îlots de Langerhans dans le pancréas, ainsi que dans les corps de Brockmann de certains poissons téléostéens. Elle a un effet important sur le métabolisme des glucides, des lipides et des protéines en favorisant l'absorption du glucose présent dans le sang par les cellules adipeuses, les cellules du foie et celles des muscles squelettiques.
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Modeling and performance investigation of insulin injection pen for diabetic persons

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This paper is focused on modeling and performance investigation of insulin injection pens used by diabetic persons. A smart pen cap with two electrodes is used as a capacitive sensor for insulin dose detection and is presented in details. To faithfully ana ...
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Modeling of a capacitive sensor dedicated to drug injection

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to follow up patients who inject themselves insulin with injection pen is a quite complex task. Due to the repetition of injections, and the numerous influent parameter the patient can easily made an injection mistake and it is difficult for health-takers ...
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