具有用以在剂量拨选模式和剂量输送模式之间进行区分的额外传感器的笔型药物输送装...的制作方法
具有用以在剂量拨选模式和剂量输送模式之间进行区分的额外传感器的笔型药物输送装 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于药物输送装置的光学解码系统。
【背景技术】
[0002]笔型药物输送装置应用于由没有经过正规医学培训的人执行定期注射的场合。这在糖尿病患者中越来越普遍，对糖尿病患者而言，自我治疗可使其有效管理他们的糖尿病。
[0003]为实现良好或理想的血糖控制，需要根据要实现的血糖值，逐个单独地调整胰岛素或甘精胰岛素的剂量。本发明涉及光学解码系统，其用于注射器，例如手持式注射器，尤其是笔型注射器，即用于通过从多剂量药筒注射医药产品进行给药的那种注射器。
[0004]承担自主给送胰岛素的用户通常会需要I至80个国际单位的给送。用户还需要记录他们的药量历史。在计算后续剂量时，药量历史是重要因素。
【发明内容】
[0005]本发明的第一方面提供一种光学解码系统，包括:
[0006]被构造成指向药物输送装置的第一旋转部件的第一光学传感器；
[0007]被构造成指向药物输送装置的第二旋转部件的第二光学传感器；和
[0008]处理器，被构造成:接收来自第一和第二光学传感器的信号并且从接收到的信号确定药物输送装置的操作模式。
[0009]药物输送装置的当前操作模式可以随后发送给装置的用户。用户不必自己确定模式。能够确定药物输送装置的操作模式是有利的，这是因为能够确定已输送的药剂剂量。为了准确地评估药剂对用户健康的影响和计算未来药剂剂量，准确地记录实际上已输送的药剂剂量是重要的。
[0010]第一旋转部件可以被布置为当药物输送装置处于第一模式和第二模式时相对于第一光学传感器旋转和平移，而第二旋转部件可以被布置为当药物输送装置处于第一模式相对于第二光学传感器旋转和平移，而当药物输送装置处于第二模式时，第二旋转部件只平移。第一和第二旋转部件之间的运动的差异允许确定该装置的工作模式。
[0011 ] 第一模式可以是药物剂量拨选模式，而第二模式可以是药物剂量输送模式。
[0012]处理器可进一步被构造成确定已输送的药物剂量并且使输送的剂量的记录被存储在存储器中。处理器可被构造成使用从第一光学传感器接收的信号，确定已输送的药物剂量。这允许输送的剂量被自动和精确地计算。至少部分基于药物输送装置用户的在先剂量来调整药剂剂量，对于药物输送装置的用户常常是必要的。因此，准确和自动地记录所有分配的剂量是有利的。
[0013]光学解码系统可还包括显示装置，并且处理器可被构造成使显示装置显示已经被输送的药物剂量的指示。
[0014]光学解码系统可还包括被构造成照亮第一和/或第二旋转部件的部分的一个以上LED。如果旋转部件被照亮，则由第一和/或第二光学传感器捕获的图像的可靠性和灵敏度可以得到改进。
[0015]光学解码系统可还包括开关，并且开关的状态的变化可被构造成使第一和第二光学传感器被启动。药物输送装置和开关可被构造成按如下方式布局:在药物输送装置从零单位的药物剂量布局移动到单个单位的药物剂量布局时，开关的状态发生改变。仅当检测到开关的状态的变化时才会启动第一和第二传感器，这会使得较之只要药物输送装置被加电时都给传感器加电的情况，更节省电力。
[0016]本发明的第二方面提供一种药物输送装置，其包括保持根据本发明的第一方面的光学解码系统的壳体。药物输送装置可包括第一旋转部件和第二旋转部件。集成光学解码系统与药物输送装置增加了装置的效用。
[0017]在本发明的第三方面中，第一方面的光学解码系统可以是被构造成待附接到药物输送装置的附属装置的一部分。在光学解码系统中实施附属装置允许光学解码系统被应用到没有电子监控能力或具有不太复杂的监控能力的装置中。
[0018]本发明的第四方面提供一种确定药物输送装置的操作模式的方法，包括:
[0019]接收来自指向药物输送装置的第一旋转部件的第一光学传感器的信号；
[0020]接收来自指向药物输送装置的第二旋转部件的第二光学传感器的信号；和
[0021]如果当第一旋转部件旋转时第二旋转部件旋转，则确定药物输送装置处于第一操作模式，或者，如果当第一旋转部件旋转时第二旋转部件不旋转，则确定药物输送装置处于第二操作模式。
[0022]能够确定药物输送装置的操作模式是有利的，这是因为能够确定已输送的药剂剂量。为了准确地评估药剂对用户健康的影响和计算未来药剂剂量，准确地记录实际上已输送的药剂剂量是重要的。在第一和第二旋转部件之间的运动的差异允许确定该装置的工作模式。
[0023]第一操作模式可以是药物剂量拨选模式，而第二操作模式可为药物剂量输送模式。
【附图说明】
[0024]现在将参考附图仅作为示例描述实施例，其中:
[0025]图1a示出了适于实施本发明的药物输送装置的外部视图；
[0026]图1b示出了图1a的药物输送装置的内部视图；
[0027]图2示出了一些适合于实现本发明的电子部件的示意图；
[0028]图3是示出根据本发明实施例的药物输送装置剂量设定机构细节的截面图；
[0029]图4示出了适合于与本发明一起使用的光学编码套筒；
[0030]图5示出适合于与本发明一起使用的81位光学代码；
[0031]图6示出了适合于与本发明一起使用的光学编码拨盘；
[0032]图7示出其中可使用本发明一种不同药物输送装置的近侧端部；和
[0033]图8是药物输送装置的剂量设定机构的截面图，其示出另外的开关。
【具体实施方式】
[0034]首先参看图1a和lb，示出根据本发明的实施例的药物输送装置100的外部视图和内部视图。在图1a和Ib中所示的装置100是笔型注射装置，其具有细长的柱状形状，用于设定和输送药剂，例如胰岛素。装置100包括具有第一壳体件104和第二壳体件106的壳体102。旋转拨盘108位于第一壳体件104的第一(或近侧)端部。旋转拨盘108具有与第一壳体件104基本相同的外部直径。第二壳体件106可以可拆卸地连接到第一壳体件104的第二端部。第二壳体件106被构造成具有针(未示出)或类似的与之附接的药物输送装置。为了实现这一点，第二壳体件106的第二(或远侧)端可具有螺纹部分110。螺纹部分110可以具有小于第二壳体件106的其余部分的直径。
[0035]显示窗112位于第一壳体件104上。显示器可以被布置在显示窗112下方。显示器可以是液晶显示器、分段显示器或任何其它合适类型的显示器。显示窗112可以覆盖第一壳体件104中的凹部114。除了显示器，若干数字电子部件(参照图2更详细地描述)可以被布置在显示窗112的下方。
[0036]第一壳体件104容纳药物剂量设定和输送机构。第二壳体件106容纳药筒116。容纳在药筒116中的药物可以是任何种类的药剂，并且优选可以是液体形式。第一壳体件104的药物输送机构可被构造成与第二壳体件106的药筒116接合，以促进排出药物。第二壳体件106可与第一壳体件104分离，以便插入药筒116或移除用过的药筒。第一和第二壳体件104、106可以任何合适的方式连接到一起，例如用螺纹或卡口型连接。第一和第二壳体件104、106可以非可逆地连接在一起，使得药筒116永久容纳于药物输送装置100中。此外，第一和第二壳体件104、106可形成单个壳体件的一部分。
[0037]旋转拨盘108被构造成可由药物输送装置100的用户手动旋转，以设定待输送的药物剂量。拨盘108连接到内螺纹系统，该系统使拨盘108随着在第一方向上的旋转而从壳体102沿轴向移位。装置100被构造成，一旦已通过旋转旋转拨盘108设定药物剂量，则当用户在装置的近侧端部上施加轴向力时，就会输送设定的药物剂量。在一些注射笔装置中，旋转拨盘108可支撑按钮(未示出)，该按钮必须被压下以输送设定的药物剂量。
[0038]现在参照图2，示出了适合于实现本发明的电子电路200的示意图。电路200包括微处理器202、非易失性存储器(诸如ROM) 204、可写的非易失性存储器(如闪存)205、易失性存储器(例如RAM) 206、显示器210、第一光学传感器212、第二光学传感器214、LED 216和连接这些部件的总线208。电路200还包括电池218、或用于提供电力到每个部件的一些其它合适的电源。
[0039]电路200可以与装置100形成一体。作为替换方式，电路200可容纳在可附接到装置100的电子模块中。另外，电路200可以包括另外的传感器，例如光学字符识别(OCR)系统或声传感器。
[0040]ROM 204可以被构造 成存储软件和/或固件。这种软件/固件可以控制微处理器202的操作。微处理器202利用RAM 206来执行存储在ROM中的软件/固件，以控制显示器210的操作。因此，微处理器202还可以包括显示驱动器。处理器202利用闪存205来存储所确定的拨选剂量的量和/或所确定的分配剂量的量，这将在下面更详细地描述。
[0041]电池218可为包括第一和第二光学传感器212、214和LED 216的每个部件提供电力。可以由微处理器202控制向第一和第二光学传感器212、214和发光二极管216供给电力。微处理器202可以接收来自第一和第二光学传感器212、214的信号并且被构造成解释这些信号。通过软件/固件和微处理器202的操作，可以在合适的时间在显示器210上提供信息。该信息可以包括根据由微处理器202从第一和第二光学传感器212、214接收到的信号确定的测量值，如已经被设定和/或输送的药物剂量。显示器210还可以显示另外的信息，例如实际时间、最后一次使用/注射的时间、剩余电池容量、一个以上警告标志、和/或类似信息。
[0042]第一和第二光学传感器212、214可被构造成捕获对信息进行光学编码的印制图像或图案的像素化灰度图像。图像或图案可被印制在药物输送装置100的可动部分上，第一和第二光学传感器212、214被构造成指向该图像或图案。一个以上LED 216也指向印制图像/图案，以便提供对传感器212、214的照明。例如，第一和第二光学传感器212、214可检测出从印制图像/图案反射的光的强度图案。LED 216和传感器212、214可被构造成在各种光波长下工作。LED 216和传感器212、214可例如在红外波长下工作。第一和第二光学传感器212、214中的每一个可具有一体的LED 216，或LED 216和传感器212、214可包括分立的单元。存储在ROM 204中的软件允许微处理器202根据从第一和第二光学传感器212、214接收到的信号，确定第一和第二旋转部件是否在旋转。软件还允许微处理器202分析和解码从第一和第二光学传感器212、214接收的图像，并确定第一和第二旋转部件中的每一个的旋转位置。
[0043]电路200可包括未示出的其它部件。例如，电路200可以包括呈硬件或软件按键的形式的一个以上用户输入。电路200可包括扬声器和/或麦克风。电路200还可以包括移除或发送存储在ROM 204或闪存205中的信息的一个以上装置，例如无线收发器、卡槽或缆线端口(例如USB端口)。
[0044]图3是药物输送装置100的剂量设定机构的一部分的截面图。支撑在第一壳体件104内的剂量设定和输送机构的操作的详细例子可在公开的PCT申请W02010/139640中找到，该文献通过引用并入到本申请中。该文献给出了一个特定的药物输送装置机构的细节。然而，本发明可以以各种各样的具有不同的机构的不同的药物输送装置来实现。
[0045]现在参考图3，第一壳体件104包括外部壳体300、内部壳体306和编码数字套筒302 ?这些部件是同心布置的中空筒状体。编码数字套筒302被设置在内部和外部壳体306、300之间。旋转拨盘108位于外部壳体300的近侧端部。与旋转拨盘108形成一体的是拨选套筒304。拨选套筒304包括设置在外部壳体300和编码数字套筒302之间的中空筒状体。
[0046]凹部114设置在外部壳体300中。包括显示器210的电子部件可被接收于凹部114中。第一光学传感器212 (在此也称为数字套筒传感器212)被示意性地示出处于凹部114的位置。数字套筒传感器212可以是被接收在凹部114中的电子模块的一部分，或者可以是被构造成待附接到药物输送装置100的外部装置的一部分。第二光学传感器214 (在此处也称为拨选套筒传感器214)被示意性示出设置在外部壳体300的近侧端部。拨选套筒传感器214可以是药物输送装置100的一体部分。例如，拨选套筒传感器可以被接收到辅助凹部(未示出)或外部壳体300中。作为替换方式，拨选套筒传感器214可以是被构造成待附接到药物输送装置100的外部装置的一部分。在任一种情况下，在使用时，拨选套筒传感器214被布置成指向拨选套筒304的外表面。
[0047]如图3中可以看到，编码数字套筒302的外径可以朝向第一壳体件104的近侧端部减小，以便提供用于拨选套筒304的空间。壳体300的厚度也可以在近侧端部减小，以提供这种空间。拨选套筒304延伸到第一壳体件104中，不远于凹部114，使得当第一光学传感器212被定位在凹部114处或凹部114中时，它被指向编码数字套筒302，而第二光学传感器214被指向拨选套筒304。
[0048]内部壳体306具有设置在其外表面上的一部分上的螺纹308。编码数字套筒302具有设置在其内表面的一部分上的相应的螺纹。相对于外部壳体300，内部壳体306是固定的。因此，内部壳体306和数字套筒302之间的螺纹接合，使得数字套筒在旋转时相对于外部壳体300轴向移动(反之亦然)。在初始构造(在图3中示出)中，旋转拨盘108联结到编码数字套筒302。该联结可以通过在编码数字套筒302的近侧端部的齿形接合提供。然而，本领域技术人员会知道可以联结这些部件的其他方法。拨盘108和编码数字套筒302可通过第三旋转部件联结。因此，当旋转拨盘108旋转时，编码数字套筒302也旋转。这会使得旋转拨盘108和与其联结的所有部件轴向移动离开第一壳体件104。如果拨盘108在相反的方向旋转，则它会移动返回到第一壳体件104中。
[0049]在剂量已被拨选到药物输送装置100之后，可以通过施加轴向载荷到旋转拨盘108的远侧端部来分配剂量。拨盘108和一体的拨选套筒304能够在施加轴向负荷时，相对编码数字套筒302沿轴向移动。可以提供致偏装置(未示出)来使旋转拨盘108和数字套筒302偏向于分离，即使得旋转拨盘108相对于数字套筒302沿远侧方向偏。该位置示出于图3中。当施加足以克服该偏向的力时，旋转拨盘轴向移动，使数字套筒302的近侧端部进入旋转拨盘108内部的空间312。旋转拨盘和数字套筒302之间的这种相对轴向运动会使得这些部件脱开联结。例如，位于编码数字套筒302的近侧端部的齿形接合可以脱开，或由机构的不同部分形成的离合部可以脱开。
[0050]当旋转拨盘108和数字套筒302之间所允许的所有相对运动发生时，旋转拨盘108上的轴向载荷被传递到该机构的其它部件。通过驱动套筒316，轴向力被传递到居中设置在机构内部的心轴314，以便从药筒116排出药剂。轴向力也被传递到编码数字套筒302，编码数字套筒302轴向移动返回到第一壳体件104。由于编码数字套筒302与内部套筒306螺纹连接，数字套筒随着轴向移动回到第一壳体件104中而旋转。当旋转拨盘108和一体的拨选套筒304与数字套筒302脱开联结，并且通过驱动套筒316联结到内部壳体306时，它们不在轴向移动回到第一壳体件104中时旋转。
[0051]图4示出从药物输送装置100移除的编码数字套筒302的透视图。数字套筒302的外部表面具有包括图像序列的螺旋轨道400。每个图像对信息进行编码，并设计成通过数字套筒传感器212观察。药物输送装置100可被构造成输送最大80个单位的药剂。因此，轨道400可以包括一系列的81个编码的图像编码位置O到80。图5是显示可在本发明中使用的编码图像方案的表。按该方案的每一个图像由若干可被着色为黑色或白色的数据位构成。图像在正方形的四个象限中重复。这允许补偿制造公差，制造公差可能阻止通过数字套筒传感器212完全观察单个编码图像。图5的方案仅仅是合适的编码图像的一个实例。代之的是，编码图像方案可以包括一系列点阵图案、一系列条形码、或类似的或标准的阿拉伯数字，并且可以每位置包括单个图像或包括多个重复图像。编码的图像可被印制、标记、刻痕、蚀刻等到轨道400上。
[0052]编码数字套筒302被布置在机构内，使得当没有剂量被拨选到药物输送装置100中时，第一编码图像(编码位置“O”)位于凹部114的正下方。这允许通过第一光学传感器212观察编码图像。轨道400的节距与编码数字套筒302和内部壳体上的螺纹306是相同的，使得当数字套筒302旋转并轴向移动离开第一壳体件104时，轨道400保持位于外部壳体300中的凹部114的下方。第一光学传感器212被构造成捕获图像并且将信号传送给微处理器202。一个以上LED 216可以照明轨道400，以允许第一光学传感器212捕获图像。微处理器202被构造成采用存储在ROM 204中的软件来确定每个图像的内容，例如图像的哪些部分是黑色的，哪些部分是白色，并识别编码数字套筒302相对于传感器212的对应旋转位置。微处理器202可以通过阅存储在ROM 204中的表实现这一点，该表将每个图像的内容与数字套筒302的旋转位置以及因此 已拨选的药物剂量关联。
[0053]图6示出从药物输送装置100移除的编码套筒304的平面图。拨选套筒304可以与旋转拨盘108 —体形成，或者固定到旋转拨盘108。增量光学编码被标记到拨选套筒304的外表面上。在所示实施例中，增量编码包括轴向延伸的交替的黑色条带600和白色条带602。在一些实施例中，黑色条带600可以被印制到白色的拨选套筒304上。在一些其它实施例中，白色条带602也可以被印制。可使用允许由第二光学传感器214检测拨选套筒304的旋转的任何标记，例如一系列等距间隔的标记。拨选套筒304的表面可以是平滑的筒状体，或者可以是波纹状。波纹可以形成增量标记。拨选套筒304可具有带纹理的表面，其具有良好定义的参数，允许检测拨选套筒304的旋转。
[0054]现在将描述药物输送装置100的示例性操作。为了拨选剂量，用户握住并且旋拧旋转拨盘108。旋转拨盘108联结到编码数字套筒302，因此编码数字套筒302也旋转。编码数字套筒302与内部壳体306之间的螺纹连接使数字套筒302和拨选套筒304轴向移动离开第一壳体件104。编码数字套筒302和拨选套筒304的运动绘出螺旋线。
[0055]当数字套筒302螺旋移动时，通过第一光学传感器212观察数字套筒302。在一些实施例中，第一光学传感器212是接收在外部壳体300中的凹部114中的电子模块的一部分。在其他实施例中，第一光学传感器212在制造过程中被安装在外部壳体300的内表面上。第一光学传感器212可通过沿着并且/或者穿过外部壳体300延伸的导电轨道连接到其它电子部件。在一些其它实施例中，第一光学传感器212是被构造成可释放地附接到药物输送装置100的附属装置的一部分。第一光学传感器212被构造成指向编码数字套筒302，以便观察轨道400的编码图像。一个以上LED 216被构造成照亮轨道400。可通过第一光学传感器212以周期性间隔(例如每秒两次)捕获图像。通过第一光学传感器212捕获的图像被传送给微处理器202用于解码。
[0056]当拨选套筒304螺旋移动时，通过第二光学传感器214观察它。一个以上LED 216被构造成照亮拨选套筒304的表面。随着拨选套筒304的旋转，第二光学传感器214观测到交替的黑色和白色条带。第二光学传感器214可以以预定的间隔捕获图像。所述间隔可以与第一光学传感器212相同或不同。通过第二光学传感器214捕获的图像被传送给微处理器202用于分析。由于第二光学传感器214与其他电子器件是分离的，所以，导电轨道可通过壳体300或印制到外部壳体300的内表面，以从传感器214传输信号和传输信号到传感器214。
[0057]黑色和白色条带600、602的角宽度是预定的。例如，拨选套筒304的表面可以包括12个白色条带602和12个黑色条带600。因此，微处理器202可以使用所接收的图像信号以增量方式确定拨选套筒304的旋转量(在任一方向上)。
[0058]第一和第二光学传感器212、214中的每一个的视域可以是不同的。第一光学传感器212的视域必须大到足以包容每个编码图像的整体，以便该图像被成功地解码。第二光学传感器214仅需要确定拨选套筒304是否在旋转，所以视域的宽度应优选不大于黑色和白色条带600、602的宽度。
[0059]如前面提到的，这里所描述的光学解码系统适合于与各种不同的药物输送装置一起使用。作为进一步的例子，图7示出其中可使用本发明的一种不同药物输送装置700的近侧端部。图7示出了药物输送装置700的近侧端部的端视图(左)和平面图(右)。
[0060]装置700包括相同的第一和第二壳体件104、106，第一壳体件104容纳药物剂量设定和输送机构，而第二壳体件(图7中不可见)容纳药筒。装置700还具有与前述类似或相同的旋转拨盘702 (在此也称为剂量选择器)。
[0061]在图7所示的装置700的药物剂量设定和输送机构被构造成当旋转拨盘702被旋转以设定剂量时，它不沿轴向移动离开壳体104，而只旋转。这可以通过提供当旋转拨盘702旋转时存储能量的驱动弹簧来实现。柱状压缩/拉伸或扭转弹簧适合于该目的，因为它可以容易地结合到装置700的筒状主体中。
[0062]在剂量已被拨选到药物输送装置700之后，可以通过施加轴向载荷到旋转拨盘702的远侧端部来分配剂量。旋转拨盘702可装入剂量输送按钮，其被压下以便分配剂量，或作为替换方式，整个旋转拨盘702可被轴向压下，以便分配剂量。药物输送装置700还具有离合器机构，当施加轴向载荷时，离合器机构使旋转拨盘702从驱动弹簧脱离，允许驱动弹簧返回到其原来的位置而不转动旋转拨盘702。在返回到其初始位置时，驱动弹簧强制主轴进入药筒，从而使得药剂从药筒排出。
[0063]在这些实施例中，编码数字套筒(在图7中不可见)与驱动弹簧机械连通并且轴向移动，这时能量被存储在驱动弹簧中或从驱动弹簧中释放。当剂量被拨选到药物输送装置700时，编码数字套筒在第一纵向方向上移动，而在剂量被拨出药物输送装置700时，或当剂量被分配离开药物输送装置700，编码数字套筒在第二(相反的)纵向移动。编码数字套筒不必如在先前描述的实施例那样是中空筒状体，因为它不旋转，而是仅纵向移动。因此，编码图像或数字沿纵向线被印制在编码数字套筒上，使得它们通过第一光学传感器212的视域。
[0064]在由图7所示的实施例中，药物输送装置700还包括传感器臂704，其从第一壳体件104延伸，使得它邻近于旋转拨盘702。第二光学传感器214被收容在该传感器臂704内，并且指向旋转拨盘702。作为替换方式，传感器臂704和第二光学传感器214可以是被构造成待附接到药物输送装置100的外部装置的一部分。
[0065]第二光学传感器214被构造成直接观测旋转拨盘702。这就不需要具有允许拨选套筒可被第二光学传感器214看见的第二窗，并且不需要修改拨选套筒。旋转拨盘702具有波状表面来辅助抓握和旋转拨盘。旋转拨盘702上的波纹可以是被着色或带阴影，以允许第二光学传感器214检测拨盘702的旋转。波纹的角宽度可以是已知的，使得也可根据第二光学传感器214产生的信号确定旋转量。然而，在大多数实施例中，仅需要第二光学传感器214检测出旋转拨盘702在旋转还是静止。作为替换方式，第二光学传感器214可以由另一种类型的传感器代替，例如邻近传感器，其检测拨盘702或电容或霍尔传感器的表面高度的变化。
[0066]在使用中，用户握住并且旋拧旋转拨盘702来设定剂量。旋转拨盘702旋转，但是不沿轴向移动。旋转的刻度盘702被联结至驱动弹簧，驱动弹簧在拨盘旋转时存储能量。这反过来也使得编码数字套筒在第一纵向方向上移动。当数字套筒纵向移动时，通过第一光学传感器212观察数字套筒302。在一些实施例中，第一光学传感器212是接收在第一壳体件104中的凹部114中的电子模块的一部分。在其他实施例中，第一光学传感器212在制造过程中被安装在第一壳体件的内表面上。第一光学传感器212可经由沿着并且/或者穿过壳体延伸的导电轨道连接到其它电子部件。在一些其它实施例中，第一光学传感器212是被构造成可释放地附接到药物输送装置700的附属装置的一部分。
[0067]当旋转拨盘702纵向移动时，通过第二光学传感器214观察它。一个以上LED 216被设置并被构造成照亮旋转拨盘702的表面。作为替换方式，第二光学传感器214可以依靠环境光，或者可以是如先前所描述的另一类型的传感器。在一些实施例中，旋转的拨盘702的波纹形成交替的黑色和白色条带。随着旋转拨盘702的旋转，第二光学传感器214观测到交替的黑色和白色条带。第二光学传感器214可以以预定的间隔捕获图像。所述间隔可以与第一光学传感器212相同或不同。通过第二光学传感器214捕获的图像被传送给微处理器202用于分析。导电轨道可通过壳体或印制到壳体的内表面，以从传感器214传输信号和传输信号到传感器214。
[0068]处理器202接收来自第一和第二传感器212、214的信号，并且确定药物输送装置700处于药物剂量拨选模式还是药物剂量输送模式。
[0069]处理器可使用来自传感器的信号，以区分三种不同的情况。
[0070]I)如果第一光学传感器212检测到数字套筒在第一纵向方向上的运动(例如，朝向旋转拨盘)，而第二光学传感器214检测到旋转拨盘702的旋转，则处理器202确定药物输送装置700正处于药物剂量拨选模式并且剂量正被拨选到装置中。
[0071]2)如果第一光学传感器212检测到数字套筒在第二(相反的)纵向方向(例如，朝向针)上的运动，而第二光学传感器214检测到旋转拨盘702的旋转，则处理器202确定药物输送装置700正处于药物剂量拨选模式并且剂量正被拨出装置。这可以是例如这样的情形， 其中用户校正已拨选到装置中的过高剂量。另一个例子是，用户已决定推迟应用药剂，因此正拨出先前拨选的剂量。
[0072]3)如果第一光学传感器212检测到数字套筒在第二(相反的)纵向方向(例如，朝向针)上的运动，而第二光学传感器214检测到拨盘702没有旋转，则处理器202确定药物输送装置700正处于药物剂量输送模式并且剂量正被排出装置。
[0073]还参照图8，示出了启动开关800。虽然该特征参照第一类型的药物输送装置100进行了描述，但同样适用于参照图7描述的第二类型的药物输送装置700。第一和第二光学传感器212、214和LED 216可由拨盘108的旋转启动。这可通过开关800实现，每当拨盘108旋转离开零剂量位置时，开关800被触发。开关800可以由具有突起802的机电开关构成。突起802可以被偏向突出位置。突起802通过外主体300中的凹部，其可以是凹部114的一部分。拨选套筒304的近侧端部可以被构造成当药物输送装置100处于零剂量位置时，接触突起802，如图8所示。拨盘108被旋转离开零剂量位置时，拨选套筒304轴向移动。然后突起802可以进入拨选套筒304留下的空间。这一运动改变了开关800的状态。在一个替代实施例中，突起802可以接触编码数字套筒302的外表面。凹部可被切割到编码数字套筒302的外表面中，并且当套筒302处于零剂量位置时，突起进入该凹部。凹部和/或突起802可以具有倾斜的边缘，以允许当套筒302旋转时，突起802滑出凹槽。
[0074]开关800的状态变化可被用作触发器来启动第一和第二光学传感器212、214和LED 216。药物输送装置100(或在一些实施例中的附属装置)可保持在待机或睡眠模式，直到开关800改变状态。第一和第二光学传感器212、214和LED 216是工作时消耗电力的部件。光学传感器还可能具有相对高的备用电流要求。药物输送装置100 (或在一些实施例中的附属装置)是便携式的，并且电池218具有有限的容量。因此，药物输送装置100的电池寿命通过仅在需要的时间启动这些部件而得以保存。当药物输送装置100返回到零剂量位置时，或当在输送装置100返回到零剂量位置之后的预定延迟时间之后，第一和第二光学传感器212、214和发光二极管216可被停用。
[0075]再次参照第一次描述的药物输送装置100，存储在ROM 204中的软件还允许微处理器202使用从第一和第二光学传感器212、214接收到的信号，确定药物输送装置100的操作模式。当药物输送装置100处于“拨选模式”时，拨盘108旋转以拨选剂量进入或离开装置100。这使得编码数字套筒302和拨选套筒304螺旋地移动，如先前所描述。第一光学传感器212观看轨道400上的顺序通过的编码的图像。这些图像中的每一个对唯一的旋转位置编码，从而允许确定当前拨选剂量。随着它们旋转，第二光学传感器214观察到交替的黑色和白色条带600、602。随着两个传感器观察到螺旋运动，确定药物输送装置100处于拨选模式。当药物输送装置100处于拨选模式时，来自数字套筒传感器212的输出可被微处理器用来确定当前拨选的剂量值。这个值可以显示在显示器210上。
[0076]当轴向负载施加于旋转拨盘108，药物输送装置100处于“分配模式”。旋转拨盘108和拨选套筒304能够如前所述与编码数字套筒302分离。当编码数字套筒302平移回到第一壳体件104中时，它以与拨选模式相同的螺旋方式移动。然而，旋转拨盘108和拨选套筒304仅平移，不旋转。因此，在分配期间，第一光学传感器212观察到在轨道400上顺序通过的编码图像，但是第二光学传感器214观察到在拨选套筒304上的增量编码图像没有变化，因此第二光学传感器214产生的输出没有变化。因此，微处理器202可确定药物输送装置100处于分配模式。当药物输送装置100处于分配模式时，来自数字套筒传感器212的输出可被微处理器用来确定当前注射的剂量值。这个值可以显示在显示器210上并存储在闪存205中。先前分配动作的结果以后可从闪存205取回并且在显示器210上显示。
[0077]能够确定药物输送装置100的操作模式是有利的，这是因为药物输送装置100 (或附接的附属装置)能够以电子方式来计算已输送的药剂剂量。例如，用户可以拨选一定剂量，但是接着在分配剩余的剂量之前，再拨出一些剂量。作为替换方式，用户可以输送仅一部分剂量并且拨出剩余剂量。为了准确地评估药剂对用户健康的影响和计算未来药剂剂量，准确地记录实际上已输送的药剂剂量是重要的。
【主权项】
1.一种光学解码系统，包括: 被构造成指向药物输送装置的第一旋转部件的第一光学传感器； 被构造成指向药物输送装置的第二旋转部件的第二光学传感器；和 处理器，被构造成: 接收来自第一光学传感器的信号，其中，来自第一光学传感器的信号代表存在于第一旋转部件上的编码药量值； 接收来自第二光学传感器的信号，其中，来自第二光学传感器的信号代表第二旋转部件是否在旋转；和 从接收到的信号确定药物输送装置是处于药物剂量拨选模式还是处于药物剂量输送模式。2.根据权利要求1的光学解码系统，其中，处理器进一步被构造成确定已输送的药物剂量并且使输送剂量的记录被存储在存储器中。3.根据权利要求2的光学解码系统，其中，处理器被构造成使用从第一光学传感器接收的信号确定已输送的药物剂量。4.根据权利要求2或3的光学解码系统，其中，光学解码系统还包括显示装置，并且其中，处理器被构造成使显示装置显示已输送的药物剂量的指示。5.根据权利要求1到4中的任一项的光学解码系统，其中，光学解码系统还包括被构造成照亮第一和/或第二旋转部件的部分的一个以上LED。6.根据权利要求1到5中的任一项的光学解码系统，其中，光学解码系统还包括开关，并且其中，开关的状态的变化被构造成使第一和第二光学传感器被启动。7.根据权利要求6的光学解码系统，其中，药物输送装置和开关被构造成按下述方式布局:在药物输送装置从零单位的药物剂量布局移动到单个单位的药物剂量布局时，开关的状态发生改变。8.一种药物输送装置，其包括保持根据权利要求1到7中的任一项的光学解码系统的壳体。9.根据权利要求8的药物输送装置，该药物输送装置包括:第一旋转部件和第二旋转部件。10.根据权利要求8或9的药物输送装置，其中: 第一旋转部件被布置为当药物输送装置处于药物剂量拨选模式和药物剂量输送模式时相对于第一光学传感器旋转和平移；和 第二旋转部件被布置为当药物输送装置处于药物剂量拨选模式时相对于第二光学传感器旋转和平移，并且当药物输送装置处于药物剂量输送模式仅平移。11.根据权利要求8或9的药物输送装置，其中: 第一旋转部件被布置为当药物输送装置处于药物剂量拨选模式和药物剂量输送模式时相对于第一光学传感器旋转和平移；和 第二旋转部件被布置为当药物输送装置处于药物剂量拨选模式时相对于第二光学传感器旋转，并且当药物输送装置处于药物剂量输送模式保持不动。12.根据权利要求1到7中的任一项的光学解码系统，其中，光学解码系统是被构造成附接到药物输送装置的附属装置的一部分。13.一种确定药物输送装置的操作模式的方法，包括: 接收来自指向药物输送装置的第一旋转部件的第一光学传感器的信号，其中，来自第一光学传感器的信号代表存在于第一旋转部件上的编码药量值； 接收来自指向药物输送装置的第二旋转部件的第二光学传感器的信号，其中，来自第二光学传感器的信号代表第二旋转部件是否在旋转；和 如果当第一旋转部件旋转时第二旋转部件旋转，则确定药物输送装置处于药物剂量拨选操作模式，或者，如果当第一旋转部件旋转时第二旋转部件不旋转，则确定药物输送装置处于药物剂量输送操作模式。
【专利摘要】一种具有光学药量解码系统的笔型药物输送装置(100)，包括：被构造成指向药物输送装置的第一旋转部件(302)的第一光学传感器(212)，第一旋转部件以编码图案形式承载剂量值；被构造成指向药物输送装置的第二旋转部件(304)的第二光学传感器(214)，第二旋转部件承载标记以允许确定第二旋转部件是否旋转；和处理器(202)，被构造成接收来自第一和第二光学传感器的信号，并且如果药物输送装置处于药物剂量拨选模式或药物剂量输送模式，则经由第一传感器(212)以及第二传感器(214)确定当前拨选剂量值。
【IPC分类】A61M5/315, A61M5/24, G01D5/347, G01D5/26, A61M5/20
【公开号】CN104902944
【申请号】CN201480004400
【发明人】P·R·德拉珀
【申请人】赛诺菲-安万特德国有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年1月13日
【公告号】EP2945665A1, WO2014111340A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于药物输送装置的光学解码系统。
【背景技术】
[0002]笔型药物输送装置应用于由没有经过正规医学培训的人执行定期注射的场合。这在糖尿病患者中越来越普遍，对糖尿病患者而言，自我治疗可使其有效管理他们的糖尿病。
[0003]为实现良好或理想的血糖控制，需要根据要实现的血糖值，逐个单独地调整胰岛素或甘精胰岛素的剂量。本发明涉及光学解码系统，其用于注射器，例如手持式注射器，尤其是笔型注射器，即用于通过从多剂量药筒注射医药产品进行给药的那种注射器。
[0004]承担自主给送胰岛素的用户通常会需要I至80个国际单位的给送。用户还需要记录他们的药量历史。在计算后续剂量时，药量历史是重要因素。
【发明内容】
[0005]本发明的第一方面提供一种光学解码系统，包括:
[0006]被构造成指向药物输送装置的第一旋转部件的第一光学传感器；
[0007]被构造成指向药物输送装置的第二旋转部件的第二光学传感器；和
[0008]处理器，被构造成:接收来自第一和第二光学传感器的信号并且从接收到的信号确定药物输送装置的操作模式。
[0009]药物输送装置的当前操作模式可以随后发送给装置的用户。用户不必自己确定模式。能够确定药物输送装置的操作模式是有利的，这是因为能够确定已输送的药剂剂量。为了准确地评估药剂对用户健康的影响和计算未来药剂剂量，准确地记录实际上已输送的药剂剂量是重要的。
[0010]第一旋转部件可以被布置为当药物输送装置处于第一模式和第二模式时相对于第一光学传感器旋转和平移，而第二旋转部件可以被布置为当药物输送装置处于第一模式相对于第二光学传感器旋转和平移，而当药物输送装置处于第二模式时，第二旋转部件只平移。第一和第二旋转部件之间的运动的差异允许确定该装置的工作模式。
[0011 ] 第一模式可以是药物剂量拨选模式，而第二模式可以是药物剂量输送模式。
[0012]处理器可进一步被构造成确定已输送的药物剂量并且使输送的剂量的记录被存储在存储器中。处理器可被构造成使用从第一光学传感器接收的信号，确定已输送的药物剂量。这允许输送的剂量被自动和精确地计算。至少部分基于药物输送装置用户的在先剂量来调整药剂剂量，对于药物输送装置的用户常常是必要的。因此，准确和自动地记录所有分配的剂量是有利的。
[0013]光学解码系统可还包括显示装置，并且处理器可被构造成使显示装置显示已经被输送的药物剂量的指示。
[0014]光学解码系统可还包括被构造成照亮第一和/或第二旋转部件的部分的一个以上LED。如果旋转部件被照亮，则由第一和/或第二光学传感器捕获的图像的可靠性和灵敏度可以得到改进。
[0015]光学解码系统可还包括开关，并且开关的状态的变化可被构造成使第一和第二光学传感器被启动。药物输送装置和开关可被构造成按如下方式布局:在药物输送装置从零单位的药物剂量布局移动到单个单位的药物剂量布局时，开关的状态发生改变。仅当检测到开关的状态的变化时才会启动第一和第二传感器，这会使得较之只要药物输送装置被加电时都给传感器加电的情况，更节省电力。
[0016]本发明的第二方面提供一种药物输送装置，其包括保持根据本发明的第一方面的光学解码系统的壳体。药物输送装置可包括第一旋转部件和第二旋转部件。集成光学解码系统与药物输送装置增加了装置的效用。
[0017]在本发明的第三方面中，第一方面的光学解码系统可以是被构造成待附接到药物输送装置的附属装置的一部分。在光学解码系统中实施附属装置允许光学解码系统被应用到没有电子监控能力或具有不太复杂的监控能力的装置中。
[0018]本发明的第四方面提供一种确定药物输送装置的操作模式的方法，包括:
[0019]接收来自指向药物输送装置的第一旋转部件的第一光学传感器的信号；
[0020]接收来自指向药物输送装置的第二旋转部件的第二光学传感器的信号；和
[0021]如果当第一旋转部件旋转时第二旋转部件旋转，则确定药物输送装置处于第一操作模式，或者，如果当第一旋转部件旋转时第二旋转部件不旋转，则确定药物输送装置处于第二操作模式。
[0022]能够确定药物输送装置的操作模式是有利的，这是因为能够确定已输送的药剂剂量。为了准确地评估药剂对用户健康的影响和计算未来药剂剂量，准确地记录实际上已输送的药剂剂量是重要的。在第一和第二旋转部件之间的运动的差异允许确定该装置的工作模式。
[0023]第一操作模式可以是药物剂量拨选模式，而第二操作模式可为药物剂量输送模式。
【附图说明】
[0024]现在将参考附图仅作为示例描述实施例，其中:
[0025]图1a示出了适于实施本发明的药物输送装置的外部视图；
[0026]图1b示出了图1a的药物输送装置的内部视图；
[0027]图2示出了一些适合于实现本发明的电子部件的示意图；
[0028]图3是示出根据本发明实施例的药物输送装置剂量设定机构细节的截面图；
[0029]图4示出了适合于与本发明一起使用的光学编码套筒；
[0030]图5示出适合于与本发明一起使用的81位光学代码；
[0031]图6示出了适合于与本发明一起使用的光学编码拨盘；
[0032]图7示出其中可使用本发明一种不同药物输送装置的近侧端部；和
[0033]图8是药物输送装置的剂量设定机构的截面图，其示出另外的开关。
【具体实施方式】
[0034]首先参看图1a和lb，示出根据本发明的实施例的药物输送装置100的外部视图和内部视图。在图1a和Ib中所示的装置100是笔型注射装置，其具有细长的柱状形状，用于设定和输送药剂，例如胰岛素。装置100包括具有第一壳体件104和第二壳体件106的壳体102。旋转拨盘108位于第一壳体件104的第一(或近侧)端部。旋转拨盘108具有与第一壳体件104基本相同的外部直径。第二壳体件106可以可拆卸地连接到第一壳体件104的第二端部。第二壳体件106被构造成具有针(未示出)或类似的与之附接的药物输送装置。为了实现这一点，第二壳体件106的第二(或远侧)端可具有螺纹部分110。螺纹部分110可以具有小于第二壳体件106的其余部分的直径。
[0035]显示窗112位于第一壳体件104上。显示器可以被布置在显示窗112下方。显示器可以是液晶显示器、分段显示器或任何其它合适类型的显示器。显示窗112可以覆盖第一壳体件104中的凹部114。除了显示器，若干数字电子部件(参照图2更详细地描述)可以被布置在显示窗112的下方。
[0036]第一壳体件104容纳药物剂量设定和输送机构。第二壳体件106容纳药筒116。容纳在药筒116中的药物可以是任何种类的药剂，并且优选可以是液体形式。第一壳体件104的药物输送机构可被构造成与第二壳体件106的药筒116接合，以促进排出药物。第二壳体件106可与第一壳体件104分离，以便插入药筒116或移除用过的药筒。第一和第二壳体件104、106可以任何合适的方式连接到一起，例如用螺纹或卡口型连接。第一和第二壳体件104、106可以非可逆地连接在一起，使得药筒116永久容纳于药物输送装置100中。此外，第一和第二壳体件104、106可形成单个壳体件的一部分。
[0037]旋转拨盘108被构造成可由药物输送装置100的用户手动旋转，以设定待输送的药物剂量。拨盘108连接到内螺纹系统，该系统使拨盘108随着在第一方向上的旋转而从壳体102沿轴向移位。装置100被构造成，一旦已通过旋转旋转拨盘108设定药物剂量，则当用户在装置的近侧端部上施加轴向力时，就会输送设定的药物剂量。在一些注射笔装置中，旋转拨盘108可支撑按钮(未示出)，该按钮必须被压下以输送设定的药物剂量。
[0038]现在参照图2，示出了适合于实现本发明的电子电路200的示意图。电路200包括微处理器202、非易失性存储器(诸如ROM) 204、可写的非易失性存储器(如闪存)205、易失性存储器(例如RAM) 206、显示器210、第一光学传感器212、第二光学传感器214、LED 216和连接这些部件的总线208。电路200还包括电池218、或用于提供电力到每个部件的一些其它合适的电源。
[0039]电路200可以与装置100形成一体。作为替换方式，电路200可容纳在可附接到装置100的电子模块中。另外，电路200可以包括另外的传感器，例如光学字符识别(OCR)系统或声传感器。
[0040]ROM 204可以被构造 成存储软件和/或固件。这种软件/固件可以控制微处理器202的操作。微处理器202利用RAM 206来执行存储在ROM中的软件/固件，以控制显示器210的操作。因此，微处理器202还可以包括显示驱动器。处理器202利用闪存205来存储所确定的拨选剂量的量和/或所确定的分配剂量的量，这将在下面更详细地描述。
[0041]电池218可为包括第一和第二光学传感器212、214和LED 216的每个部件提供电力。可以由微处理器202控制向第一和第二光学传感器212、214和发光二极管216供给电力。微处理器202可以接收来自第一和第二光学传感器212、214的信号并且被构造成解释这些信号。通过软件/固件和微处理器202的操作，可以在合适的时间在显示器210上提供信息。该信息可以包括根据由微处理器202从第一和第二光学传感器212、214接收到的信号确定的测量值，如已经被设定和/或输送的药物剂量。显示器210还可以显示另外的信息，例如实际时间、最后一次使用/注射的时间、剩余电池容量、一个以上警告标志、和/或类似信息。
[0042]第一和第二光学传感器212、214可被构造成捕获对信息进行光学编码的印制图像或图案的像素化灰度图像。图像或图案可被印制在药物输送装置100的可动部分上，第一和第二光学传感器212、214被构造成指向该图像或图案。一个以上LED 216也指向印制图像/图案，以便提供对传感器212、214的照明。例如，第一和第二光学传感器212、214可检测出从印制图像/图案反射的光的强度图案。LED 216和传感器212、214可被构造成在各种光波长下工作。LED 216和传感器212、214可例如在红外波长下工作。第一和第二光学传感器212、214中的每一个可具有一体的LED 216，或LED 216和传感器212、214可包括分立的单元。存储在ROM 204中的软件允许微处理器202根据从第一和第二光学传感器212、214接收到的信号，确定第一和第二旋转部件是否在旋转。软件还允许微处理器202分析和解码从第一和第二光学传感器212、214接收的图像，并确定第一和第二旋转部件中的每一个的旋转位置。
[0043]电路200可包括未示出的其它部件。例如，电路200可以包括呈硬件或软件按键的形式的一个以上用户输入。电路200可包括扬声器和/或麦克风。电路200还可以包括移除或发送存储在ROM 204或闪存205中的信息的一个以上装置，例如无线收发器、卡槽或缆线端口(例如USB端口)。
[0044]图3是药物输送装置100的剂量设定机构的一部分的截面图。支撑在第一壳体件104内的剂量设定和输送机构的操作的详细例子可在公开的PCT申请W02010/139640中找到，该文献通过引用并入到本申请中。该文献给出了一个特定的药物输送装置机构的细节。然而，本发明可以以各种各样的具有不同的机构的不同的药物输送装置来实现。
[0045]现在参考图3，第一壳体件104包括外部壳体300、内部壳体306和编码数字套筒302 ?这些部件是同心布置的中空筒状体。编码数字套筒302被设置在内部和外部壳体306、300之间。旋转拨盘108位于外部壳体300的近侧端部。与旋转拨盘108形成一体的是拨选套筒304。拨选套筒304包括设置在外部壳体300和编码数字套筒302之间的中空筒状体。
[0046]凹部114设置在外部壳体300中。包括显示器210的电子部件可被接收于凹部114中。第一光学传感器212 (在此也称为数字套筒传感器212)被示意性地示出处于凹部114的位置。数字套筒传感器212可以是被接收在凹部114中的电子模块的一部分，或者可以是被构造成待附接到药物输送装置100的外部装置的一部分。第二光学传感器214 (在此处也称为拨选套筒传感器214)被示意性示出设置在外部壳体300的近侧端部。拨选套筒传感器214可以是药物输送装置100的一体部分。例如，拨选套筒传感器可以被接收到辅助凹部(未示出)或外部壳体300中。作为替换方式，拨选套筒传感器214可以是被构造成待附接到药物输送装置100的外部装置的一部分。在任一种情况下，在使用时，拨选套筒传感器214被布置成指向拨选套筒304的外表面。
[0047]如图3中可以看到，编码数字套筒302的外径可以朝向第一壳体件104的近侧端部减小，以便提供用于拨选套筒304的空间。壳体300的厚度也可以在近侧端部减小，以提供这种空间。拨选套筒304延伸到第一壳体件104中，不远于凹部114，使得当第一光学传感器212被定位在凹部114处或凹部114中时，它被指向编码数字套筒302，而第二光学传感器214被指向拨选套筒304。
[0048]内部壳体306具有设置在其外表面上的一部分上的螺纹308。编码数字套筒302具有设置在其内表面的一部分上的相应的螺纹。相对于外部壳体300，内部壳体306是固定的。因此，内部壳体306和数字套筒302之间的螺纹接合，使得数字套筒在旋转时相对于外部壳体300轴向移动(反之亦然)。在初始构造(在图3中示出)中，旋转拨盘108联结到编码数字套筒302。该联结可以通过在编码数字套筒302的近侧端部的齿形接合提供。然而，本领域技术人员会知道可以联结这些部件的其他方法。拨盘108和编码数字套筒302可通过第三旋转部件联结。因此，当旋转拨盘108旋转时，编码数字套筒302也旋转。这会使得旋转拨盘108和与其联结的所有部件轴向移动离开第一壳体件104。如果拨盘108在相反的方向旋转，则它会移动返回到第一壳体件104中。
[0049]在剂量已被拨选到药物输送装置100之后，可以通过施加轴向载荷到旋转拨盘108的远侧端部来分配剂量。拨盘108和一体的拨选套筒304能够在施加轴向负荷时，相对编码数字套筒302沿轴向移动。可以提供致偏装置(未示出)来使旋转拨盘108和数字套筒302偏向于分离，即使得旋转拨盘108相对于数字套筒302沿远侧方向偏。该位置示出于图3中。当施加足以克服该偏向的力时，旋转拨盘轴向移动，使数字套筒302的近侧端部进入旋转拨盘108内部的空间312。旋转拨盘和数字套筒302之间的这种相对轴向运动会使得这些部件脱开联结。例如，位于编码数字套筒302的近侧端部的齿形接合可以脱开，或由机构的不同部分形成的离合部可以脱开。
[0050]当旋转拨盘108和数字套筒302之间所允许的所有相对运动发生时，旋转拨盘108上的轴向载荷被传递到该机构的其它部件。通过驱动套筒316，轴向力被传递到居中设置在机构内部的心轴314，以便从药筒116排出药剂。轴向力也被传递到编码数字套筒302，编码数字套筒302轴向移动返回到第一壳体件104。由于编码数字套筒302与内部套筒306螺纹连接，数字套筒随着轴向移动回到第一壳体件104中而旋转。当旋转拨盘108和一体的拨选套筒304与数字套筒302脱开联结，并且通过驱动套筒316联结到内部壳体306时，它们不在轴向移动回到第一壳体件104中时旋转。
[0051]图4示出从药物输送装置100移除的编码数字套筒302的透视图。数字套筒302的外部表面具有包括图像序列的螺旋轨道400。每个图像对信息进行编码，并设计成通过数字套筒传感器212观察。药物输送装置100可被构造成输送最大80个单位的药剂。因此，轨道400可以包括一系列的81个编码的图像编码位置O到80。图5是显示可在本发明中使用的编码图像方案的表。按该方案的每一个图像由若干可被着色为黑色或白色的数据位构成。图像在正方形的四个象限中重复。这允许补偿制造公差，制造公差可能阻止通过数字套筒传感器212完全观察单个编码图像。图5的方案仅仅是合适的编码图像的一个实例。代之的是，编码图像方案可以包括一系列点阵图案、一系列条形码、或类似的或标准的阿拉伯数字，并且可以每位置包括单个图像或包括多个重复图像。编码的图像可被印制、标记、刻痕、蚀刻等到轨道400上。
[0052]编码数字套筒302被布置在机构内，使得当没有剂量被拨选到药物输送装置100中时，第一编码图像(编码位置“O”)位于凹部114的正下方。这允许通过第一光学传感器212观察编码图像。轨道400的节距与编码数字套筒302和内部壳体上的螺纹306是相同的，使得当数字套筒302旋转并轴向移动离开第一壳体件104时，轨道400保持位于外部壳体300中的凹部114的下方。第一光学传感器212被构造成捕获图像并且将信号传送给微处理器202。一个以上LED 216可以照明轨道400，以允许第一光学传感器212捕获图像。微处理器202被构造成采用存储在ROM 204中的软件来确定每个图像的内容，例如图像的哪些部分是黑色的，哪些部分是白色，并识别编码数字套筒302相对于传感器212的对应旋转位置。微处理器202可以通过阅存储在ROM 204中的表实现这一点，该表将每个图像的内容与数字套筒302的旋转位置以及因此 已拨选的药物剂量关联。
[0053]图6示出从药物输送装置100移除的编码套筒304的平面图。拨选套筒304可以与旋转拨盘108 —体形成，或者固定到旋转拨盘108。增量光学编码被标记到拨选套筒304的外表面上。在所示实施例中，增量编码包括轴向延伸的交替的黑色条带600和白色条带602。在一些实施例中，黑色条带600可以被印制到白色的拨选套筒304上。在一些其它实施例中，白色条带602也可以被印制。可使用允许由第二光学传感器214检测拨选套筒304的旋转的任何标记，例如一系列等距间隔的标记。拨选套筒304的表面可以是平滑的筒状体，或者可以是波纹状。波纹可以形成增量标记。拨选套筒304可具有带纹理的表面，其具有良好定义的参数，允许检测拨选套筒304的旋转。
[0054]现在将描述药物输送装置100的示例性操作。为了拨选剂量，用户握住并且旋拧旋转拨盘108。旋转拨盘108联结到编码数字套筒302，因此编码数字套筒302也旋转。编码数字套筒302与内部壳体306之间的螺纹连接使数字套筒302和拨选套筒304轴向移动离开第一壳体件104。编码数字套筒302和拨选套筒304的运动绘出螺旋线。
[0055]当数字套筒302螺旋移动时，通过第一光学传感器212观察数字套筒302。在一些实施例中，第一光学传感器212是接收在外部壳体300中的凹部114中的电子模块的一部分。在其他实施例中，第一光学传感器212在制造过程中被安装在外部壳体300的内表面上。第一光学传感器212可通过沿着并且/或者穿过外部壳体300延伸的导电轨道连接到其它电子部件。在一些其它实施例中，第一光学传感器212是被构造成可释放地附接到药物输送装置100的附属装置的一部分。第一光学传感器212被构造成指向编码数字套筒302，以便观察轨道400的编码图像。一个以上LED 216被构造成照亮轨道400。可通过第一光学传感器212以周期性间隔(例如每秒两次)捕获图像。通过第一光学传感器212捕获的图像被传送给微处理器202用于解码。
[0056]当拨选套筒304螺旋移动时，通过第二光学传感器214观察它。一个以上LED 216被构造成照亮拨选套筒304的表面。随着拨选套筒304的旋转，第二光学传感器214观测到交替的黑色和白色条带。第二光学传感器214可以以预定的间隔捕获图像。所述间隔可以与第一光学传感器212相同或不同。通过第二光学传感器214捕获的图像被传送给微处理器202用于分析。由于第二光学传感器214与其他电子器件是分离的，所以，导电轨道可通过壳体300或印制到外部壳体300的内表面，以从传感器214传输信号和传输信号到传感器214。
[0057]黑色和白色条带600、602的角宽度是预定的。例如，拨选套筒304的表面可以包括12个白色条带602和12个黑色条带600。因此，微处理器202可以使用所接收的图像信号以增量方式确定拨选套筒304的旋转量(在任一方向上)。
[0058]第一和第二光学传感器212、214中的每一个的视域可以是不同的。第一光学传感器212的视域必须大到足以包容每个编码图像的整体，以便该图像被成功地解码。第二光学传感器214仅需要确定拨选套筒304是否在旋转，所以视域的宽度应优选不大于黑色和白色条带600、602的宽度。
[0059]如前面提到的，这里所描述的光学解码系统适合于与各种不同的药物输送装置一起使用。作为进一步的例子，图7示出其中可使用本发明的一种不同药物输送装置700的近侧端部。图7示出了药物输送装置700的近侧端部的端视图(左)和平面图(右)。
[0060]装置700包括相同的第一和第二壳体件104、106，第一壳体件104容纳药物剂量设定和输送机构，而第二壳体件(图7中不可见)容纳药筒。装置700还具有与前述类似或相同的旋转拨盘702 (在此也称为剂量选择器)。
[0061]在图7所示的装置700的药物剂量设定和输送机构被构造成当旋转拨盘702被旋转以设定剂量时，它不沿轴向移动离开壳体104，而只旋转。这可以通过提供当旋转拨盘702旋转时存储能量的驱动弹簧来实现。柱状压缩/拉伸或扭转弹簧适合于该目的，因为它可以容易地结合到装置700的筒状主体中。
[0062]在剂量已被拨选到药物输送装置700之后，可以通过施加轴向载荷到旋转拨盘702的远侧端部来分配剂量。旋转拨盘702可装入剂量输送按钮，其被压下以便分配剂量，或作为替换方式，整个旋转拨盘702可被轴向压下，以便分配剂量。药物输送装置700还具有离合器机构，当施加轴向载荷时，离合器机构使旋转拨盘702从驱动弹簧脱离，允许驱动弹簧返回到其原来的位置而不转动旋转拨盘702。在返回到其初始位置时，驱动弹簧强制主轴进入药筒，从而使得药剂从药筒排出。
[0063]在这些实施例中，编码数字套筒(在图7中不可见)与驱动弹簧机械连通并且轴向移动，这时能量被存储在驱动弹簧中或从驱动弹簧中释放。当剂量被拨选到药物输送装置700时，编码数字套筒在第一纵向方向上移动，而在剂量被拨出药物输送装置700时，或当剂量被分配离开药物输送装置700，编码数字套筒在第二(相反的)纵向移动。编码数字套筒不必如在先前描述的实施例那样是中空筒状体，因为它不旋转，而是仅纵向移动。因此，编码图像或数字沿纵向线被印制在编码数字套筒上，使得它们通过第一光学传感器212的视域。
[0064]在由图7所示的实施例中，药物输送装置700还包括传感器臂704，其从第一壳体件104延伸，使得它邻近于旋转拨盘702。第二光学传感器214被收容在该传感器臂704内，并且指向旋转拨盘702。作为替换方式，传感器臂704和第二光学传感器214可以是被构造成待附接到药物输送装置100的外部装置的一部分。
[0065]第二光学传感器214被构造成直接观测旋转拨盘702。这就不需要具有允许拨选套筒可被第二光学传感器214看见的第二窗，并且不需要修改拨选套筒。旋转拨盘702具有波状表面来辅助抓握和旋转拨盘。旋转拨盘702上的波纹可以是被着色或带阴影，以允许第二光学传感器214检测拨盘702的旋转。波纹的角宽度可以是已知的，使得也可根据第二光学传感器214产生的信号确定旋转量。然而，在大多数实施例中，仅需要第二光学传感器214检测出旋转拨盘702在旋转还是静止。作为替换方式，第二光学传感器214可以由另一种类型的传感器代替，例如邻近传感器，其检测拨盘702或电容或霍尔传感器的表面高度的变化。
[0066]在使用中，用户握住并且旋拧旋转拨盘702来设定剂量。旋转拨盘702旋转，但是不沿轴向移动。旋转的刻度盘702被联结至驱动弹簧，驱动弹簧在拨盘旋转时存储能量。这反过来也使得编码数字套筒在第一纵向方向上移动。当数字套筒纵向移动时，通过第一光学传感器212观察数字套筒302。在一些实施例中，第一光学传感器212是接收在第一壳体件104中的凹部114中的电子模块的一部分。在其他实施例中，第一光学传感器212在制造过程中被安装在第一壳体件的内表面上。第一光学传感器212可经由沿着并且/或者穿过壳体延伸的导电轨道连接到其它电子部件。在一些其它实施例中，第一光学传感器212是被构造成可释放地附接到药物输送装置700的附属装置的一部分。
[0067]当旋转拨盘702纵向移动时，通过第二光学传感器214观察它。一个以上LED 216被设置并被构造成照亮旋转拨盘702的表面。作为替换方式，第二光学传感器214可以依靠环境光，或者可以是如先前所描述的另一类型的传感器。在一些实施例中，旋转的拨盘702的波纹形成交替的黑色和白色条带。随着旋转拨盘702的旋转，第二光学传感器214观测到交替的黑色和白色条带。第二光学传感器214可以以预定的间隔捕获图像。所述间隔可以与第一光学传感器212相同或不同。通过第二光学传感器214捕获的图像被传送给微处理器202用于分析。导电轨道可通过壳体或印制到壳体的内表面，以从传感器214传输信号和传输信号到传感器214。
[0068]处理器202接收来自第一和第二传感器212、214的信号，并且确定药物输送装置700处于药物剂量拨选模式还是药物剂量输送模式。
[0069]处理器可使用来自传感器的信号，以区分三种不同的情况。
[0070]I)如果第一光学传感器212检测到数字套筒在第一纵向方向上的运动(例如，朝向旋转拨盘)，而第二光学传感器214检测到旋转拨盘702的旋转，则处理器202确定药物输送装置700正处于药物剂量拨选模式并且剂量正被拨选到装置中。
[0071]2)如果第一光学传感器212检测到数字套筒在第二(相反的)纵向方向(例如，朝向针)上的运动，而第二光学传感器214检测到旋转拨盘702的旋转，则处理器202确定药物输送装置700正处于药物剂量拨选模式并且剂量正被拨出装置。这可以是例如这样的情形， 其中用户校正已拨选到装置中的过高剂量。另一个例子是，用户已决定推迟应用药剂，因此正拨出先前拨选的剂量。
[0072]3)如果第一光学传感器212检测到数字套筒在第二(相反的)纵向方向(例如，朝向针)上的运动，而第二光学传感器214检测到拨盘702没有旋转，则处理器202确定药物输送装置700正处于药物剂量输送模式并且剂量正被排出装置。
[0073]还参照图8，示出了启动开关800。虽然该特征参照第一类型的药物输送装置100进行了描述，但同样适用于参照图7描述的第二类型的药物输送装置700。第一和第二光学传感器212、214和LED 216可由拨盘108的旋转启动。这可通过开关800实现，每当拨盘108旋转离开零剂量位置时，开关800被触发。开关800可以由具有突起802的机电开关构成。突起802可以被偏向突出位置。突起802通过外主体300中的凹部，其可以是凹部114的一部分。拨选套筒304的近侧端部可以被构造成当药物输送装置100处于零剂量位置时，接触突起802，如图8所示。拨盘108被旋转离开零剂量位置时，拨选套筒304轴向移动。然后突起802可以进入拨选套筒304留下的空间。这一运动改变了开关800的状态。在一个替代实施例中，突起802可以接触编码数字套筒302的外表面。凹部可被切割到编码数字套筒302的外表面中，并且当套筒302处于零剂量位置时，突起进入该凹部。凹部和/或突起802可以具有倾斜的边缘，以允许当套筒302旋转时，突起802滑出凹槽。
[0074]开关800的状态变化可被用作触发器来启动第一和第二光学传感器212、214和LED 216。药物输送装置100(或在一些实施例中的附属装置)可保持在待机或睡眠模式，直到开关800改变状态。第一和第二光学传感器212、214和LED 216是工作时消耗电力的部件。光学传感器还可能具有相对高的备用电流要求。药物输送装置100 (或在一些实施例中的附属装置)是便携式的，并且电池218具有有限的容量。因此，药物输送装置100的电池寿命通过仅在需要的时间启动这些部件而得以保存。当药物输送装置100返回到零剂量位置时，或当在输送装置100返回到零剂量位置之后的预定延迟时间之后，第一和第二光学传感器212、214和发光二极管216可被停用。
[0075]再次参照第一次描述的药物输送装置100，存储在ROM 204中的软件还允许微处理器202使用从第一和第二光学传感器212、214接收到的信号，确定药物输送装置100的操作模式。当药物输送装置100处于“拨选模式”时，拨盘108旋转以拨选剂量进入或离开装置100。这使得编码数字套筒302和拨选套筒304螺旋地移动，如先前所描述。第一光学传感器212观看轨道400上的顺序通过的编码的图像。这些图像中的每一个对唯一的旋转位置编码，从而允许确定当前拨选剂量。随着它们旋转，第二光学传感器214观察到交替的黑色和白色条带600、602。随着两个传感器观察到螺旋运动，确定药物输送装置100处于拨选模式。当药物输送装置100处于拨选模式时，来自数字套筒传感器212的输出可被微处理器用来确定当前拨选的剂量值。这个值可以显示在显示器210上。
[0076]当轴向负载施加于旋转拨盘108，药物输送装置100处于“分配模式”。旋转拨盘108和拨选套筒304能够如前所述与编码数字套筒302分离。当编码数字套筒302平移回到第一壳体件104中时，它以与拨选模式相同的螺旋方式移动。然而，旋转拨盘108和拨选套筒304仅平移，不旋转。因此，在分配期间，第一光学传感器212观察到在轨道400上顺序通过的编码图像，但是第二光学传感器214观察到在拨选套筒304上的增量编码图像没有变化，因此第二光学传感器214产生的输出没有变化。因此，微处理器202可确定药物输送装置100处于分配模式。当药物输送装置100处于分配模式时，来自数字套筒传感器212的输出可被微处理器用来确定当前注射的剂量值。这个值可以显示在显示器210上并存储在闪存205中。先前分配动作的结果以后可从闪存205取回并且在显示器210上显示。
[0077]能够确定药物输送装置100的操作模式是有利的，这是因为药物输送装置100 (或附接的附属装置)能够以电子方式来计算已输送的药剂剂量。例如，用户可以拨选一定剂量，但是接着在分配剩余的剂量之前，再拨出一些剂量。作为替换方式，用户可以输送仅一部分剂量并且拨出剩余剂量。为了准确地评估药剂对用户健康的影响和计算未来药剂剂量，准确地记录实际上已输送的药剂剂量是重要的。
【主权项】
1.一种光学解码系统，包括: 被构造成指向药物输送装置的第一旋转部件的第一光学传感器； 被构造成指向药物输送装置的第二旋转部件的第二光学传感器；和 处理器，被构造成: 接收来自第一光学传感器的信号，其中，来自第一光学传感器的信号代表存在于第一旋转部件上的编码药量值； 接收来自第二光学传感器的信号，其中，来自第二光学传感器的信号代表第二旋转部件是否在旋转；和 从接收到的信号确定药物输送装置是处于药物剂量拨选模式还是处于药物剂量输送模式。2.根据权利要求1的光学解码系统，其中，处理器进一步被构造成确定已输送的药物剂量并且使输送剂量的记录被存储在存储器中。3.根据权利要求2的光学解码系统，其中，处理器被构造成使用从第一光学传感器接收的信号确定已输送的药物剂量。4.根据权利要求2或3的光学解码系统，其中，光学解码系统还包括显示装置，并且其中，处理器被构造成使显示装置显示已输送的药物剂量的指示。5.根据权利要求1到4中的任一项的光学解码系统，其中，光学解码系统还包括被构造成照亮第一和/或第二旋转部件的部分的一个以上LED。6.根据权利要求1到5中的任一项的光学解码系统，其中，光学解码系统还包括开关，并且其中，开关的状态的变化被构造成使第一和第二光学传感器被启动。7.根据权利要求6的光学解码系统，其中，药物输送装置和开关被构造成按下述方式布局:在药物输送装置从零单位的药物剂量布局移动到单个单位的药物剂量布局时，开关的状态发生改变。8.一种药物输送装置，其包括保持根据权利要求1到7中的任一项的光学解码系统的壳体。9.根据权利要求8的药物输送装置，该药物输送装置包括:第一旋转部件和第二旋转部件。10.根据权利要求8或9的药物输送装置，其中: 第一旋转部件被布置为当药物输送装置处于药物剂量拨选模式和药物剂量输送模式时相对于第一光学传感器旋转和平移；和 第二旋转部件被布置为当药物输送装置处于药物剂量拨选模式时相对于第二光学传感器旋转和平移，并且当药物输送装置处于药物剂量输送模式仅平移。11.根据权利要求8或9的药物输送装置，其中: 第一旋转部件被布置为当药物输送装置处于药物剂量拨选模式和药物剂量输送模式时相对于第一光学传感器旋转和平移；和 第二旋转部件被布置为当药物输送装置处于药物剂量拨选模式时相对于第二光学传感器旋转，并且当药物输送装置处于药物剂量输送模式保持不动。12.根据权利要求1到7中的任一项的光学解码系统，其中，光学解码系统是被构造成附接到药物输送装置的附属装置的一部分。13.一种确定药物输送装置的操作模式的方法，包括: 接收来自指向药物输送装置的第一旋转部件的第一光学传感器的信号，其中，来自第一光学传感器的信号代表存在于第一旋转部件上的编码药量值； 接收来自指向药物输送装置的第二旋转部件的第二光学传感器的信号，其中，来自第二光学传感器的信号代表第二旋转部件是否在旋转；和 如果当第一旋转部件旋转时第二旋转部件旋转，则确定药物输送装置处于药物剂量拨选操作模式，或者，如果当第一旋转部件旋转时第二旋转部件不旋转，则确定药物输送装置处于药物剂量输送操作模式。
【专利摘要】一种具有光学药量解码系统的笔型药物输送装置(100)，包括：被构造成指向药物输送装置的第一旋转部件(302)的第一光学传感器(212)，第一旋转部件以编码图案形式承载剂量值；被构造成指向药物输送装置的第二旋转部件(304)的第二光学传感器(214)，第二旋转部件承载标记以允许确定第二旋转部件是否旋转；和处理器(202)，被构造成接收来自第一和第二光学传感器的信号，并且如果药物输送装置处于药物剂量拨选模式或药物剂量输送模式，则经由第一传感器(212)以及第二传感器(214)确定当前拨选剂量值。
【IPC分类】A61M5/315, A61M5/24, G01D5/347, G01D5/26, A61M5/20
【公开号】CN104902944
【申请号】CN201480004400
【发明人】P·R·德拉珀
【申请人】赛诺菲-安万特德国有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年1月13日
【公告号】EP2945665A1, WO2014111340A1
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