CN107735130B - 具备基于压力的事件检测的药物输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种药物输送装置（1），包括：药物输送单元（10），包括剂量排出机构，所述剂量排出机构能够操作成从药物储存器（11）排出一定剂量的药物；盖（20），构造成用于能够拆卸地安装在所述药物输送单元（10）的一部分上，所述盖（20）包括用于接收所述药物输送单元（10）的所述部分的腔体（25，26）；密封件（40），适于在所述盖（20）和所述药物输送单元（10）之间的接口中提供密封；传感器***（30），构造成监视所述腔体（25，26）中的内部压力并且响应于感测到在小于5秒的时段上数值上超过规定阈值水平的所述内部压力的变化来记录事件；以及用于给所述传感器***（30）提供功率的能量装置（50）。

Description

具备基于压力的事件检测的药物输送装置

技术领域

本发明总体涉及药物输送装置，并且更具体地涉及包括可移除保护盖的这种装置。

背景技术

缺乏对于建立的剂量间隔的基本病人依从性已经长期被认为是治疗疾病中的一个主要问题。通常，医生将推荐病人根据指定的安排服用必要的药物，但药物的实际施注往往留给仅由病人控制。即使是善意且尽责的病人，也可能经常没有在期望的时间服用药品，并且即使病人在白天期间随身携带药品的情况时也是如此。

如果病人试图通过在稍后的时间点服用更大剂量来补偿忘记的剂量，则会进一步加剧这种缺乏依从性的潜在不良影响。不正确的剂量例如会发生于当病人不能精确地回忆药品服用且因此不能够正确地判断自从上次剂量被吸收之后已经经过了多长时间的情况。

患有需要规律且***化地自我管理治疗方案的疾病（诸如例如糖尿病）的人时常面临记住何时服用他们的药物的挑战。由于这样的方案能规定每天到每周的药品，而且还必须被个性化以适应个人的日程，如吃饭时间、工作时间、培训时间等，所以病人往往需要开发他们自己的***来帮助他们记住安排好的剂量施注（dose administration）。然而，特别是对那些经常服药的人来说，剂量施注本身的行为可能会变得根深蒂固，以致他们会无意识地执行例如注射，且后来又不确定他们是否真的已经接受了具体剂量。这会潜在地导致危险的双倍剂量送给事故，此时此人最终会在短时间范围内服用两倍推荐剂量或计算剂量。

因为基本不依从所期望的药品方案是一个主要问题，所以上述挑战已经通过一些依从性辅助装置来解决，该装置适于在人不依从服用给定剂量的药物的经编程安排的情况下提供警报或提醒。

例如，在WO 02/056822（Juselius）中，控制装置被设置在用于注射笔的保护盖上并且适于要么电容地要么通过射频场检测来无接触地感测从注射笔移除盖。这个事件被认为是剂量施注并且被用于警告用户免于在预定预警时间内双倍剂量送给。

在WO 2011/124711（Novo Nordisk A/S）中，通过在由注射笔移动而被弹性支撑且偏压的致动构件和盖内的开关之间的建立的物理接触来感测注射笔在保护盖的腔体内的存在。从盖腔体移除笔且之后将笔再次定位在盖腔体内的动作由盖内的电子装置记录并且用于给盖编程以便为用户提供何时施注一定剂量的药物的提醒。

在WO 2012/001493（Patients Pending Ltd）中，盖内的机电开关在盖被完全地安装到剂量送给装置上时被致动并且在从剂量送给装置移除盖时被释放。开关的致动或者释放导致在预定时间段之后计时器重置并且导致显示器开始显示自从计时器最后被重置开始起经过的时间，从而指示用户自从最后使用剂量送给装置起经过的时间。

这些现有技术解决方案的共同点在于它们全部基于检测盖内的药物输送装置的物理存在和/或不存在。这需要在附接期间药物输送装置和盖相对于彼此的精确定位。例如，如果在剂量施注之后用户较匆忙且没有能够将这两个实体设置在准确的相对位置，则由具体装置提供的相关特征将被折衷并且装置变得不可靠。

此外，在WO 02/056822中将控制装置设置成外部附接到盖以及在WO 2012/001493中径向移动的开关机构均倾向于导致特别大的盖，这通常是需要在白天期间随身携带他们的药物输送装置的人所不期望的。

发明内容

本发明的目标是消除或者减少现有技术的至少一个缺点或者提供现有技术解决方案的有用替代方案。

具体地，本发明的目标是提供一种药物输送装置，其能够记录与由其施注药物有关的一个或更多个具体事件的发生。

本发明的另外的目标是提供使用简单且生产相对便宜的此类装置。

本发明的仍另外的目标是提供能够实现为细长构造的此类装置，所述细长构造对于在白天期间随身携带它的用户而言是特别有吸引力的。

本发明的仍另外的目标是提供即使在用户没有将装置的一部分相对于装置的另一部分放置在一个具***置的情况下记录特征仍起作用的此类装置。

在本发明的公开内容中，将描述若干方面和实施例，所述若干方面和实施例将解决一个或更多个上述目标和/或将解决从下文显而易见的目标。

在一个方面，本发明提供能够实现上述目标一种药物输送装置，包括：

-药物输送单元，包括剂量排出机构，所述剂量排出机构能够操作成从药物储存器排出一定剂量的药物；

-盖，构造成用于能够拆卸地安装在所述药物输送单元的一部分上，所述盖包括用于接收所述药物输送单元的所述部分的腔体；

-密封件，适于在所述盖和所述药物输送单元之间的接口中提供密封；

-传感器***，构造成监视所述腔体中的内部压力并且响应于感测到在小于5秒的时段上数值上超过规定阈值水平的所述内部压力的变化来记录事件；以及

-用于给所述传感器***提供功率的能量装置。

因此，可以提供药物输送装置（诸如例如笔注射装置），其包括：药物输送单元，包括剂量排出机构，所述剂量排出机构可操作成从药物储存器排出一定剂量的药物；以及盖，其被构造成用于可拆卸地安装在药物输送单元的一部分上。盖可以包括在闭合第一端和开放第二端之间延伸且限定用于接收所述药物输送单元的所述部分的腔体的盖壁。药物输送装置可以进一步包括适于在盖和药物输送单元之间的接口中提供密封的密封件以及功率传感器***，所述功率传感器***被构造成监视在腔体内的内部压力（即腔体内的局部压力）并且响应于感测到数字上超过规定阈值水平且在小于5秒内发生的腔体内的内部压力变化而记录事件。

当盖被安装在药物输送单元上时密封件可以适于在盖和药物输送单元之间提供气密密封或至少基本气密密封。应该注意到，密封不需要是完全气密的，只要在从药物输送单元拆卸盖和/或将盖安装到药物输送单元上时其足够紧密以便产生腔体内的压力变化即可。

规定的阈值水平被设定以便避免由于周围空间中的压力波动产生的误报记录（false positive registration）。

基本观念是，在从药物输送单元拆卸盖期间，腔体内产生迅速的压力减少，并且在将盖安装到药物输送单元上期间，腔体内产生迅速的压力上升，这两种均由于在盖和药物输送单元之间的接口中的密封装置而实现。此类迅速的压力变化由传感器装置检测到并且被处理器记录为事件。事件的记录可以包括分配时间戳。

盖可以包括第一保持装置，例如采用沿盖壁的内表面周向分布的凸起的形式，并且药物输送单元的所述部分可以包括配合的第二保持装置，例如采用周向脊部的形式，其适于以卡扣接口方式与第一保持装置相互作用。因此在盖和药物输送单元之间提供的卡扣配合连接确保了盖在其正常操作下在其安装到药物输送单元上和/或从药物输送单元拆卸期间在某点处经历突然的动作（jerk），由此保证在腔体内发生足够迅速的内部压力变化。

上文提出类型的药物输送装置通常经历与从药物输送单元施注药物相关联的盖拆卸和盖重新安装的循环。盖拆卸动作因此可以被看作是即将发生的剂量施注的指示并且因此适于作为开始各种后续动作的基础。

因此，事件记录可以触发一个或更多个与剂量输送有关的动作。例如，发生事件的时间可以被用作药物施注的适当执行时间。这个时间可以例如被存储在药物输送装置中的存储器中或者被传递给外部记录装置。一个或更多个被记录事件的时间戳因此可以被用于提供反映具体用户的药物施注历史的电子日志。

在一个非常简单的形式中，事件的记录可以导致激活药物输送装置中的电子装置，例如准备某个具体的随后动作。时间戳可以被通信装置通信给外部电子装置，诸如例如移动电话或者互联网路由器。

药物输送装置可以另外地包括：存储装置，其适于存储与其使用相关的信息，诸如例如与被记录事件相关的信息或与单个用户的治疗方案相关的信息；和/或输出装置，例如采用电子显示器、LED或扬声器的形式，用于传输与装置的使用（具体地与被记录事件）有关的信息。这使得能够建立用于警告用户涉及装置的使用和/或治疗方案的特定细节的提醒功能和/或例如用于防止双倍剂量送给的警报功能。其也使得能够收集可以用于评估例如坚持规定的剂量送给间隔的信息。

传感器装置可以是直接检测压力梯度的气压传感器、可被压力梯度致动的开关或者可被压力梯度致动的双稳态元件。不管是哪个，均可以无接触地执行记录并且与药物输送单元相对于盖处于一个特定位置无关。

在药物输送单元和盖之间的接口中的密封件可以包括柔性紧密配合的结构，例如密封环，其沿着药物输送单元的外表面设置，例如围绕储存器支架，和/或沿着盖的内表面设置，例如沿着盖壁的内部部分。密封件适于至少基本防止空气进入在盖壁和药物输送装置之间的腔体，且因此其明显有助于在以常规方式从药物输送单元拆卸盖或将盖安装到药物输送单元上时产生急剧、短暂的压力梯度，即在小于5秒内，例如小于4秒内、小于3秒内、小于2秒内、小于1秒内或小于半秒内。与例如在平面上升、汽车行驶或登山期间经历的自然压力变化相比，这样的压力梯度发生在短得多的时间内，并且因此代表了盖安装或拆卸动作的可靠指示。密封环可以是沿盖的内周边或沿药物输送单元的外周边安装的单独部件，或者其可以例如通过2K模制被集成到盖中或药物输送单元上。

在本发明的具体实施例中，密封环被设置成使得当盖被完全地安装在药物输送单元上时，在筒支架的针安装部分的近端在盖和药物输送单元的筒支架的远端部分之间提供至少基本气密的密封件。从而，最小化了盖的被密封内部容积，这相对增加了压力变化，从而使得其更容易被检测。

传感器***可以被设置在药物输送单元上或腔体内，例如沿着盖壁的内壁部分。在本发明的具体实施例中，腔体包括适于接收药物输送单元的部分的第一腔体部分和适于容纳传感器***的第二腔体部分。第一腔体部分和第二腔体部分被物理分离以便最小化由于物体进入第一腔体部分而损坏传感器***的风险。然而，第一腔体部分和第二腔体部分被流体地连接以便允许传感器***监视作为整体的腔体内的环境压力。

以上所讨论类型的药物输送装置的许多用户在使用之间存储他们的装置并且仅在他们将要施注剂量时从药物输送单元移除盖。然而，一些用户可能不是太严格。一些用户甚至可能会把玩装置，包括重复地从药物输送单元拆卸盖/将盖重新安装到药物输送单元上。在这样的情况下，基于单个动作的事件记录可能是不准确的。

因此，在本发明的另一方面中，提供一种药物输送装置，其包括：A)药物输送单元，包括可操作成从药物储存器排出药物剂量的剂量排出机构；B)盖，被构造成用于可拆卸地安装在药物输送单元的一部分上，所述盖包括用于接收药物输送单元的所述部分的腔体；C)密封件，适于在盖和药物输送单元之间的接口中提供气密密封；以及D)传感器***，构造成：d1)监视腔体内的环境压力；d2)响应于感测到在小于5秒的时段上数值上超过第一规定阈值水平的环境压力的下降来检测第一事件；d3)响应于感测到在小于5秒的时段上数值上超过第二规定阈值水平的环境压力的上升来检测第二事件；d4)确定在第一事件和第二事件之间经过的时间；以及d5)如果在第一事件和第二事件之间经过的时间超过预定时段，则记录剂量施注事件。

预定时段可以被选择，以便最小化潜在地由于用户或多或少有意识地操纵盖所导致的记录误报的风险。在药物输送装置是糖尿病护理阶段已知的注射装置的情况下，适当地使用装置将通常包括步骤：盖拆卸、针附接、剂量设定、针***、剂量排出、针缩回（和潜在地移除）和盖重新安装。即使是最有经验的用户也需要一定的时间来执行这些步骤。因此，作为一种示例，预定时段可以被设定成10秒。

在这种情况下，药物输送装置仅在如果盖拆卸动作和盖重新安装动作之间的时间超过预定时段时将事件记录为剂量输送相关。药物施注的近似执行时间可以是由检测到第一事件时的时间和检测到第二事件时的时间限定的时间范围内的任意时间，包括端点。作为示例，被记录剂量施注事件的近似执行时间可以被选择为第二事件发生的时间。

在本发明的示例性实施例中，第一规定阈值水平等于第二规定阈值水平。

药物输送装置可以被构造成，响应于传感器***记录剂量施注事件并且基于存储的治疗安排，确定下一剂量施注的未来时间、为所述下一剂量施注设定提醒并且在所述未来时间输出所述提醒。从而，药物输送装置可以提供自动警报功能，其能够被用于警告使用用户关于即将发生的剂量施注。替代性地或者另外地，药物输送装置可以被构造成，基于下一剂量施注的经确定的未来时间，向用户提供与剂量相关的通知，诸如例如显示下一剂量施注何时到期的信息，等等。应该注意到，在本文中，下一剂量施注的经确定的未来时间不一定是一天中的精确时间，而可以是推荐用户在其内施注下一剂量的时间段。因此，下一剂量施注的提醒可以例如在这个时间段开始时被输出并且可以包含关于该时间段的通知，例如其有效期。

以上描绘的根据本发明的药物输送装置具有优于现有技术解决方案的大量优点。例如，1）传感器装置和相关联的电子装置能够被独立地放置在盖中和/或药物输送单元中，从而为药物输送装置的设计提供极大的灵活性；2）压力检测***本身占据非常小的空间，并且因此可以被放置成导致对药物输送装置的大小的影响最小，例如在盖的在端壁处的腔体内。因此，增加径向尺寸的唯一可能促成因素将是在盖和药物输送单元之间的密封件；3）压力检测解决方案不需要在电气部件之间的物理接触且因此对药物输送单元和盖的几何构型以及当盖被附接时注射针是否被安装在药物输送单元上没有影响或仅有极小影响，从而提供灵活的装置构造；4）压力检测***和密封件可以仅被实施在盖内，从而允许盖被重复用于多个药物输送单元，包括具有不同药品的药物输送单元；并且5）在当被***到盖中时药物输送单元包括安装的注射针的情况下，密封件将减少药物蒸发并且从而降低针堵塞的风险。

传感器***可以通过诸如例如小型电池或太阳能电池设置的能量装置提供功率。能量装置可以例如被定位在盖的腔体内和/或药物输送单元上。

在本说明书中，参考某一方面或某一实施例（例如“一方面”、“第一方面”、“一个实施例”、“示例性实施例”等）表示结合相应方面或实施例所描述的具体特征、结构、或特性包括在本发明的至少那一个方面或实施例中或者是本发明的至少那一个方面或实施例所固有，但不一定包括在本发明的所有方面或实施例中或者是本发明的所有方面或实施例所固有。然而，应该强调的是，除非本文清楚地说明或者与上下文明显矛盾，否则关于本发明描述的各种特征、结构和/或特性的任何组合都被本发明所包括。

除非另外声明，否则在正文中使用任何的和所有的示例，或示例性语言（例如、诸如、等）旨在仅用来说明本发明且不对本发明的范围产生限制。此外，说明书中的任何语言或措辞都不应解释为表示实践本发明所必需的但未声明的任何元件。

附图说明

下面将参照附图来进一步描述本发明，其中：

图1是根据本发明实施例的药物输送装置的侧视图，

图2是图1的药物输送装置的远端部分的纵向截面视图，

图3是处于盖被拆卸状态的药物输送装置的透视图，并且

图4是示出被药物输送装置记录的与剂量送给有关的事件的图表。

在附图中，主要用相似的附图标记来表示相似的结构。

具体实施方式

当在下文中使用诸如“上”和“下”的相对表达时，这些指的是附图且不一定指的是实际的使用情况。所示附图是示意性表示，为此，不同结构的构造以及其相对尺寸仅仅旨在用于说明性目的。

图1是根据本发明的示例性实施例的注射装置1的侧视图。注射装置1包括注射笔10和保护盖20。注射笔10是治疗糖尿病时通常使用的类型并且具有管状壳体11，该管状壳体11设置有用于选择性地设定待输送的剂量的近端剂量设定套筒14和用于显示被设定的剂量16的窗口17。注射笔10进一步具有注射按钮15，用于激活被容纳在壳体11中的剂量输送机构。盖20以上述类型的注射笔所已知的方式被安装在注射笔10上。

图2是注射装置1的远端部分的纵向截面视图，其示出了当被完全安装在注射笔10上时盖20的内部。盖20由基本管状侧壁21和横向端壁22限定。具有内部排放口（vent）24的横向分隔部23将盖20的内部分割成两个物理上分开的腔体，即用于接收筒支架12的近端腔体25和用于容纳传感器***30的远端腔体26。

筒支架12形成注射笔10的一部分并且用于保持药筒19。在其远端处，筒支架12设置有针安装件13，用于接收笔针组件60。当盖20被完全安装在注射笔10上时，筒支架12已经到达在腔体25中的最大进入点。

远端腔体26与近端腔体25经由内部排放口24流体连通，并且因此也将在远端腔体26中可注意到由于筒支架12的***或缩回导致的在近端腔体25中的压力变化。传感器***30被设置在远端腔体26中，并且包括气压传感器31，该气压传感器31与组合的处理器和存储器单元32以及RF发射器33电连接， 该RF发射器33适于自动将数据传输至外部装置（诸如例如移动电话（未示出））。传感器***30由电池50提供功率。

适于在注射装置1中实施的示例性压力传感器是来自Bosch Sensortech的BMP280、来自StrainSense的MS5561C或者来自Rhopoint Componets的HP203B。

图3是处于如下状态的注射装置1的透视图，即从注射笔10拆卸盖20以露出恰在周向脊部18的远端围绕筒支架12紧密设置的密封环40，该周向脊部18用作在盖20和注射笔10之间的卡扣配合部（snap fit）。密封环40是弹性的并且在盖20被完全安装在注射笔10上时提供在筒支架12和侧壁21之间的气密或基本气密密封。应该注意到，密封环40可以替代性地被定位在筒支架12的更远端部分处或者沿着侧壁21的内部部分。

橡胶Y型封闭环特别适于使用为注射装置1中的密封。然而，可以替代性地使用其它密封件，诸如例如常规O型环。也能够通过在盖和药物输送单元之间具有压配合的几何构型来获得足够的密封。

示例

图4是定性示出注射装置1的事件记录功能的图表。在时间t=1秒时，用户将盖20从注射笔10拉掉。该动作耗时小于半秒，并且随着密封环40沿着侧壁21滑动导致在近端腔体25和远端腔体26二者中的20 mbar的短暂局部压力下降。这个压力下降被传感器***30检测到，并且因为其满足了数值上超过规定阈值水平并且耗时小于5秒的两个要求，所以其被记录为盖脱落（cap off）事件。随后，在时间t=n秒时，用户将盖20放回到注射笔10上。这个动作导致在近端腔体25和远端腔体26二者中的80 mbar的短暂局部压力上升，并且这被传感器***30检测到。因为压力上升满足了数值上超过规定阈值水平并且耗时小于5秒的两个要求，所以其被记录为盖合上（cap on）事件。在这种示例中，传感器***30检测到在20-80 mbar范围内的数值压力变化。应该注意到，经历的压力变化取决于被密封的内部盖容积以及在盖和注射笔之间的密封的气密性和盖安装/拆卸的速率。

注射装置1现在已经记录了在t=1秒时的盖脱落事件和在t=n秒时的盖合上事件。如果n–1≤预定时段（例如10秒），则这两个事件将作为噪声信号被忽略。然而，如果n–1>预定时段，则注射装置1将记录剂量施注事件并且将其信息（包括时间戳）经由RF发射器33自动地传输到预定移动电话实体。

移动电话接收信息并且基于来自注射装置1的信息以及预编程施注安排为下一剂量施注生成提醒。应该注意到，代替或补充RF发射器33，注射装置1可以包括电子显示器和/或发声器以用于视觉显示和/或听觉输出由处理器32生成的提醒。

Claims (10)

1.一种药物输送装置（1），包括：

-药物输送单元（10），包括剂量排出机构，所述剂量排出机构能够操作成从药物储存器（11）排出一定剂量的药物；

-盖（20），构造成用于能够拆卸地安装在所述药物输送单元（10）的一部分上，所述盖（20）包括用于接收所述药物输送单元（10）的所述部分的腔体（25，26）；

-密封件（40），适于在所述盖（20）和所述药物输送单元（10）之间的接口中提供密封；

-传感器***（30），构造成监视所述腔体（25，26）中的内部压力并且响应于感测到在小于5秒的时段上数值上超过规定阈值水平的所述内部压力的变化来记录事件；以及

-用于给所述传感器***（30）提供功率的能量装置（50）。

2.根据权利要求1所述的药物输送装置，其中，所述传感器***（30）包括大气压力传感器（31）。

3.根据权利要求1或2所述的药物输送装置，其中，所述腔体（25，26）包括第一腔体部分（25）和第二腔体部分（26），所述药物输送单元（10）的所述部分能够定位在所述第一腔体部分（25）中，所述第二腔体部分（26）与所述第一腔体部分（25）分离但与其流体地连接；并且

其中，所述传感器***（30）被设置在所述第二腔体部分（26）中。

4.根据权利要求1或2所述的药物输送装置，其中，所述盖包括第一保持装置，并且所述药物输送单元的所述部分包括适于与所述第一保持装置相互作用以提供卡扣配合连接的配合的第二保持装置。

5.根据权利要求1或2所述的药物输送装置，其中，所述密封件（40）包括沿所述药物输送单元（10）的外周边安装或与所述药物输送单元（10）的外周边形成整体的密封环。

6.根据权利要求1或2所述的药物输送装置，其中，所述密封件（40）包括沿所述盖（20）的内周边安装或与所述盖（20）的内周边形成整体的密封环。

7.根据权利要求1或2所述的药物输送装置，进一步包括用于传输与被记录事件有关的信息的输出装置（33）。

8.根据权利要求1或2所述的药物输送装置，进一步包括用于存储与被记录事件有关的信息的存储装置（32）。

9.根据权利要求1或2所述的药物输送装置，其中，所述传感器***（30）被构造成：

-响应于感测到在小于5秒的时段上数值上超过第一规定阈值水平的环境压力的下降来记录第一事件；

-响应于感测到在小于5秒的时段上超过第二规定阈值水平的环境压力的上升来记录第二事件；

-确定在所述第一事件和所述第二事件之间经过的时间；以及

-如果在所述第一事件和所述第二事件之间经过的所述时间超过预定时段，则记录剂量施注事件。

10.根据权利要求9所述的药物输送装置，进一步包括输出装置（33）和存储装置（32），

其中，所述药物输送装置（1）被构造成基于被记录的剂量施注事件和被存储的治疗安排，

-确定下一剂量施注的未来时间；

-为所述下一剂量施注设定提醒；和

-在所述未来时间输出所述提醒。

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