CN114555157A - 具有摩擦增强装置的剂量感测模块 - Google Patents

具有摩擦增强装置的剂量感测模块 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种传感器模块，所述传感器模块适于在基于药筒的药物递送装置中布置在可旋转活塞杆与药筒活塞之间，以从剂量排出事件捕获剂量数据，所述传感器模块(50)沿着参考轴线延伸并且包括：第一模块部分(51)，所述第一模块部分适于接合所述药筒活塞，并且包括用于建立与所述药筒的摩擦界面以阻止所述第一模块部分(51)相对于所述药筒旋转的防旋转装置；第二模块部分(54)，所述第二模块部分适于接合所述可旋转活塞杆；以及传感器装置(52、152、252；53、153、253)，所述传感器装置适于检测所述第一模块部分(51)与所述第二模块部分(54)之间的相对旋转运动的程度，其中所述防旋转装置包括多个径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)，每个凸片包括适于与所述药筒的内表面建立摩擦接触的接触表面(51.8；351.8；451.8、451.9)。

Description

具有摩擦增强装置的剂量感测模块
技术领域
本发明涉及在药物递送装置中使用的旋转编码器，并且涉及使用旋转编码器自动捕获从药物储存器排出的药物量的药物递送装置。
背景技术
注射装置，例如注射笔，被广泛用于需要治疗的人自行给予液体药物。许多注射装置能够在装置中的相应的剂量设定和剂量排出机构操作时重复设定和注射固定或可变体积的药物。一些注射装置适于装载含有足以提供多个可注射剂量的一定体积的药物的预填充药物储存器。当储存器变为空的时，使用者将用新储存器替换它，从而可以一次又一次地使用注射装置。其它注射装置在交付给用户时是预填充的，并且只能在药物储存器被清空之前使用，之后整个注射装置被丢弃。各种注射装置通常通过使用运动控制活塞杆推进储存器中的活塞来排出药物。
在一些治疗领域内，患者依从处方治疗的倾向取决于特定治疗方案的简单性。例如，许多2型糖尿病患者在相对高的年龄被诊断出患有这种疾病，他们不太容易接受过多干预他们正常生活方式的治疗。这些人中的大多数不喜欢经常被提醒他们的疾病，因此，他们不希望被复杂的治疗模式纠缠或者不希望浪费时间学习操作繁琐的递送***。实质上，许多人认为人工参与越少越好。
对于糖尿病患者来说，及时给予一种或多种葡萄糖调节剂以最大限度地延长血糖量正常的时间是重要的。在这方面，为了建立一个人对特定治疗方案的依从性的概况，重要的是要跟踪这种调节剂的给药时间和给药量。因此，建议此人保持给药剂量大小和给药时间的日志。
以前，这样的日志的建立和维护需要例如在纸上或电脑上手动记下数据。然而，由于这需要频繁的积极参与，许多人忽视了建立此概况的重要性。认识到这种不希望的情况，已提出了各种解决方案，用于从各个注射装置自动捕获相关信息。
例如，WO 2018/078178(Novo Nordisk A/S)公开了一种笔型注射装置，其具有布置在注射装置壳体的可偏转外表面上的传感器。可偏转外表面构造成在旋转锁定到活塞杆的内部部件的特定角位移处经受偏转，并且传感器适于响应于检测到的偏转而输出信号，因此该信号表示活塞杆的角位移。由于所公开的注射装置排出的药物量与活塞杆相对于壳体的总角位移相关，因此输出信号由注射装置中的处理器自动捕获并用作估计给药剂量的基础。此外，处理器可以建立接收输出信号的时间并为剂量排出事件提供时间戳。然后，可以经由注射装置上的电子显示器或通过无线传输到例如具有或可连接到显示器的外部设备来检索数据。
在WO 2014/128155(Novo Nordisk A/S)中提出了一种替代的剂量检测方案，该文献公开了一种笔型药物递送装置，所述笔型药物递送装置具有布置在剂量排出机构的活塞杆与药筒活塞之间的活塞垫圈模块形式的完全集成的传感器单元。传感器单元像旋转编码器一样操作并且包括与活塞杆接合的第一传感器部分和与药筒活塞接合的第二传感器部分。当活塞杆相对于药物递送装置壳体和药筒旋转时，在剂量排出事件期间表现出的两个传感器部分之间的相对角位移被电流地检测并转换为给药剂量大小的估计值。
在后一种传感器原理的情况下，对于剂量估计的准确性而言重要的是检测到的传感器部分之间的相对角位移反映了活塞杆相对于固定基准(例如，药物递送装置壳体或药筒)的总角位移。因此，重要的是当药筒活塞在剂量排出期间推进到药筒中时限制药筒活塞的任何潜在旋转。这种旋转可能由于来自旋转活塞杆的扭矩在传感器内部从第一传感器部分传递到第二传感器部分而发生。
发明内容
本发明的目的是消除或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。
特别地，本发明的一个目的是提供一种基于旋转编码器的剂量感测模块，其用于药物递送装置中以自动且以高精度捕获关于递送剂量的信息。
本发明的另一目的是提供这样一种剂量感测模块，其不会显著影响推进药物递送装置的致动器所需的力。
本发明的另一目的是提供一种具有这种剂量感测模块的药物递送装置。
本发明的另一目的是提供一种包括药物递送装置和剂量感测模块的药物递送***，所述药物递送***可以在安全的使用前状态下储存和运输，在所述状态下没有意外激活剂量感测模块的风险。
在本发明的公开内容中，将描述各方面和实施例，其将解决一个或多个上述目的并且/或者将解决从以下文本显而易见的目的。
在一个方面，本发明提供了一种如权利要求1所述的传感器模块。
因此，提供了一种用于基于药筒的药物递送装置(例如，如笔形类型的注射装置)中的传感器模块。沿着参考轴线延伸的传感器模块适于在药物递送装置中布置在可旋转活塞杆与药筒活塞之间，使得第一模块部分接合药筒活塞并且第二模块部分接合活塞杆。由此，第一模块部分变为相对于药筒活塞旋转锁定并且第二模块部分变为相对于活塞杆旋转锁定，并且传感器装置可以因此通过检测第一模块部分与第二模块部分之间的相对旋转运动的程度来确定活塞杆与药筒活塞之间的相对旋转运动的程度。
对于具有包括在剂量排出期间螺旋地推进的螺纹安装活塞杆的类型的剂量排出机构的药物递送装置，活塞杆与药筒活塞之间的相对旋转运动的程度指示排出的剂量。因此，可以基于来自传感器装置的输出来提供排出剂量的大小的估计值。
准确的剂量估计要求药筒活塞在药筒中严格平移地，即非旋转地推进。这是因为药筒活塞的轴向位移确定排出药物的体积，并且药筒活塞的轴向位移由活塞杆相对于药筒的轴向位移确定，活塞杆相对于药筒的轴向位移又由于螺纹安装活塞杆而由活塞杆相对于壳体的角位移确定。因此，药筒活塞的轴向位移的正确确定与活塞杆相对于旋转固定基准的角位移的正确确定相关。
为了阻止第一模块部分相对于药筒旋转，第一模块部分设置有用于将摩擦界面固定到药筒的防旋转装置。本申请的发明人已发现，包括多个径向向外突出的凸片的防旋转装置(每个凸片包括适于与药筒的内表面建立摩擦接触的接触表面)提供了关于以下相互矛盾的期望的特别有吸引力的折衷：最大化摩擦以避免旋转，同时最小化摩擦以减小使药筒活塞沿着药筒的内表面轴向移位所需的注射力。如果摩擦力太高，则可能首先阻止进行剂量排出，或者剂量排出可能至少需要不吸引人的高注射力。例如，在剂量排出通过内部能量源(例如预应变弹簧)实现的常规尺寸的自动注射装置的情况下，如果摩擦力超过一定水平，则可用于推进活塞杆的能量可能不足。
径向向外突出的凸片可以沿着第一模块部分的环形外表面周向地间隔开。特别地，径向向外突出的凸片可以等距地间隔开，以由此获得均匀分布的接触界面，从而最大化药筒中的第一模块部分的稳定性。
第一模块部分的径向尺寸可以大于相关药筒的内径，并且接触表面或至少其子集可以抵抗偏压力径向向内移位，以由此将径向向外指向的力单独地施加到药筒的内表面，从而不时地增强摩擦界面。
常规的药筒包括圆柱形主体，所述圆柱形主体具有：远侧肩部和颈部部段，其桥接到出口端，所述出口端由可穿透自密封隔膜密封；以及近侧开口端，其具有小的圆周凸边，从而提供稍微变窄的后入口部段。可滑动活塞布置成在近侧密封药筒，使得外部药筒腔由圆柱形主体的近端部分和活塞的近端面形成。当活塞在使用期间在药筒中轴向移位时，外部药筒腔注定会变得更深。
接触表面中的至少一个可以从其它接触表面轴向偏移。如果一个或多个接触表面的轴向位置与其余接触表面的轴向位置不同，则与所有接触表面都布置在相同轴向位置的情况相比，将第一模块部分通过变窄的后入口部段***外部药筒腔中所需的轴向力减小，仅仅是因为在传感器模块的轴向移动期间在任何时候都需要较少的接触表面被圆周凸边移动。
例如，每隔一个接触表面可以从其相邻接触表面轴向偏移。
在本发明的特定实施例中，防旋转装置包括相等数量的径向向外突出的凸片，其中每隔一个径向向外突出的凸片形成第一组，其余的径向向外突出的凸片形成第二组，并且其中第一组的相应的接触表面布置在第一轴向位置处，并且第二组的相应的接触表面布置在从第一轴向位置偏移的第二轴向位置处。
当综合考虑各种因素，例如总旋转摩擦力、轴向摩擦力、药筒中的传感器模块的稳定性以及用于生产径向向外突出的凸片的模制工艺时，发明人已确定对于传感器模块的许多设计来说，优选的是防旋转装置包括3-6个径向向外突出的凸片。
特别地，防旋转装置可以包括第一对径向向外突出的凸片和第二对径向向外突出的凸片，并且第一对和第二对中的每一对的凸片可以彼此直径相对地布置。在其优选实施例中，四个径向向外突出的凸片等距地间隔。
第一对径向向外突出的凸片的相应的接触表面可以从第二对径向向外突出的凸片的相应的接触表面轴向偏移，以由此减小用于将第一模块部分通过圆周凸边处的变窄的入口部段引入外部药筒腔中所需的轴向力。
传感器模块还可以包括模块壳体、电源(例如电池)，和/或处理器。传感器装置可以包括在第一模块部分中或与第一模块部分相连的第一传感器结构以及在第二模块部分中或与第二模块部分相连的第二传感器结构。第一传感器结构可以例如包括相对于模块壳体轴向地和旋转地限制或固定的横向传感器表面，并且第二传感器结构可以例如包括多个挠性支撑且可轴向偏转的接触构件，所述接触构件适于响应于第一模块部分与第二模块部分之间的相对旋转运动而扫掠横向传感器表面，由此生成指示第一传感器结构与第二传感器结构之间的相对角位移的多个信号，例如，电信号。防旋转装置布置成阻止第一模块部分与药筒之间的相对角位移，否则这可能由于当活塞杆旋转并且接触构件沿着横向传感器表面滑动时由第二传感器结构施加在第一传感器结构上的扭矩而潜在地发生。
在本发明的示例性实施例中，横向传感器表面包括以图案布置的多个导电传感器区域，并且接触构件适于在第一传感器结构和第二传感器结构经历相对旋转时扫掠多个导电传感器区域的至少一个子集，由此交替地连接和断开不同的传感器区域，当前连接指示第一传感器结构和第二传感器结构的当前相对角位置。因此，生成电信号以立即在处理器中进行处理，该处理器根据所做的连接最终计算第一传感器结构与第二传感器结构之间的总相对角位移，并在此基础上计算相应的剂量大小，然后将其例如呈现在药物递送装置的视觉显示器上。替代地，可以通过从传感器模块例如无线地接收数据的外部装置来计算剂量大小。
在另一方面，本发明提供了如上所述的传感器模块与药物递送装置组合。
由此提供了一种药物递送***，其包括传感器模块和药物递送装置。传感器模块可以预先安装在药物递送装置中或作为单独的部件提供以***药物递送装置中。
药物递送装置可以是螺纹支撑的活塞杆可致动以对药物腔加压的类型，即药物递送装置可以包括容纳包括可旋转活塞杆的剂量排出机构的壳体，和相对于壳体旋转固定的药筒，该药筒包括药物室，该药物室由药筒壁的一部分、远侧自密封隔膜和药筒活塞限定。在本发明的特定实施例中，药物递送装置还包括布置在活塞杆与药筒活塞之间的传感器模块。
传感器模块可以布置成使得第一模块部分邻接或接合药筒活塞并且第二模块部分旋转地固定到活塞杆。
药筒壁包括在剂量排出期间与径向向外突出的凸片的相应的接触表面相接的内表面。接触表面可以抵抗偏压力径向向内移位(例如，由于径向向外突出的凸片是径向可压缩结构和/或形成在可枢转杠杆上)，并且第一模块部分的径向尺寸可以大于药筒壁的内径，使得当第一模块部分定位在由药筒壁的一部分和药筒活塞的近端表面限定的外部药筒腔中时，接触表面由药筒壁的内表面径向向内移位，接触表面由此向药筒壁的内表面施加径向向外指向的力。
因此，径向向外突出的凸片可以适于在第一模块部分进入外部药筒腔时响应于接触表面的向内移位而从未应变状态转变为应变状态。
由于药物递送装置在投入使用之前可能会搁置很长一段时间，因此将传感器模块预安装在径向向外突出的凸片处于应变状态的位置是不期望的，因为这可能导致接触力逐渐减小，并且因此导致药筒壁与接触表面之间的界面中的摩擦逐渐损失。几年的储存可能导致接触力降低高达约30％。搁置较短时间的药物递送装置可能损失显著较少的摩擦力，并且这可能导致大批药物递送装置的不可控变化。
因此，将传感器模块预安装在径向向外突出的凸片处于未应变状态的位置是期望的。这意味着将传感器模块预安装在药筒壁不支撑第一模块部分并因此不妨碍其旋转的位置。
在药物递送装置的运输和一般处理期间，传感器模块可能暴露于各种震动运动，这可能潜在地导致对其施加扭矩。如果第一模块部分不受支撑，这可能导致第一模块部分相对于旋转锁定到固定活塞杆的第二模块部分发生轻微的角位移，并且这可能再次导致传感器装置被激活并且检测轻微的角位移，两者都错误地记录剂量排出事件并耗尽电源。
为了消除发生这种情况的风险，药物递送装置还可以包括锁定结构，所述锁定结构相对于壳体旋转地固定并且适于在传感器模块相对于壳体的使用前位置与径向向外突出的凸片中的至少一个接合。锁定结构可以例如包括固定到壳体或壳体的环形部段的环形部件，环形部件或部段包括波纹状内表面，所述波纹状内表面构造成轴向接收和旋转固定第一模块部分。特别地，波纹状内表面可以包括多个可轴向进入的开放隔室或凹部，每个开放隔室或凹部均构造成以成角度地固定接合容纳径向向外突出的凸片中的一个。
然后传感器模块适于在第一剂量排出之前相对于壳体从接触表面容纳在锁定结构中的使用前位置轴向移动到接触表面与药筒壁的内表面接触的使用中位置。
可以推断，该移动可能导致径向向外突出的凸片从未应变状态转变为应变状态。由于克服在第一模块部分进入外部药筒腔时抵抗接触表面的径向移位的偏压力所需的能量，因此必须由或经由剂量排出机构施加以将传感器模块从使用前位置移动到使用中位置的轴向力大于不存在径向向外突出的凸片的情况。如果接触表面中的至少一个从其它接触表面轴向偏移，则可以减小该轴向力，如上所述。
为了避免任何疑问，在本发明的上下文中，术语“药物”表示用于治疗、预防或诊断病症的介质，即，包括在体内具有治疗或代谢作用的介质。此外，术语“远侧”和“近侧”指示在药物递送装置或针头单元处的位置或沿药物递送装置或针头单元的方向，其中“远侧”是指药物出口端，并且“近侧”是指与药物出口端相对的端。
在本说明书中，提及某个方面或某个实施例(例如，“一个方面”、“第一方面”、“一个实施例”、“示例性实施例”等)表示结合相应的方面或实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个方面或实施例中，或者是其固有的，但不一定包括在本发明的所有方面或实施例中。然而要强调的是，关于本发明所述的各种特征、结构和/或特性的任何组合由本发明所涵盖，除非本文中明确描述或与上下文明显矛盾。
除非另外声明，否则本文的任何和所有实例或示例性语言(例如，诸如等)的使用仅旨在说明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。此外，本说明书中的任何语言或措词都不应被解释为表明任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必不可少的。
附图说明
在下文中，将参考附图进一步描述本发明，其中
图1示出了根据现有技术的剂量检测原理，
图2是根据本发明的示例性实施例的具有集成剂量感测模块的注射装置的透视纵向截面图，
图3是剂量感测模块的分解图，
图4是剂量感测模块的透视纵向截面图，
图5是剂量感测模块中使用的电刷组件的侧视图，
图6是电刷组件的远侧透视图，
图7和8是用于剂量感测模块中的替代电刷组件的相应示例，
图9是在药筒外部的使用前位置的根据本发明的另一实施例的剂量感测模块的纵向截面图，
图10示出了在药筒中的使用中位置的图9的剂量感测模块，
图11是在使用前位置的剂量感测模块的截面图，以及
图12a和12b分别是根据本发明的又一实施例的剂量感测模块的一部分的透视图和侧视图。
在附图中，类似的结构主要由类似的附图标记标识。
具体实施方式
当/如果在下文中使用相对表达，例如“上”和“下”、“左”和“右”、“水平”和“竖直”、“顺时针”和“逆时针”等，这些是参考附图，不一定是实际使用情况。所示附图是示意性表示，因此，不同结构的构型以及它们的相对尺寸仅用于说明的目的。
图1示出了根据现有技术的旋转传感器模块，其布置在活塞杆1015的远端与活塞1022的密封药物容纳筒1020的近端之间。由纽扣型电池1075供电的传感器模块包括呈柔性印刷电路板片形式的第一传感器部分1070以及第二传感器部分1060，所述第一传感器部分具有近侧指向的传感器表面1071，24个单独的导电传感器区域1072围绕中心轴线周向布置在所述传感器表面上，所述第二传感器部分安装在活塞杆1015的远端部分上与第一传感器部分1070相对并且具有呈两个电连接的挠性臂1061形式的接触结构，每个挠性臂终止于接触点1062。
第一传感器部分1070适于直接或间接地接合活塞1022，使得它们之间不可能发生相对旋转。第二传感器部分1060旋转固定到活塞杆1015，并且接触点1062适于在随着在剂量排出动作期间活塞杆1015旋转而在第一传感器部分1070与第二传感器部分1060之间发生相对旋转运动时接合和电连接各个单独的导电传感器区域1072。这允许估计在剂量排出动作期间活塞杆1015表现出的总角位移，并且因此估计排出的药物量。
在剂量排出期间，活塞杆1015经历螺旋运动，并且该运动的轴向分量引起活塞1022在药筒1020中的轴向推进，原因是来自活塞杆1015的轴向力经由传感器模块传递到活塞1022的近侧表面。与此相关，第二传感器部分1060被压靠在第一传感器部分1070上，这增加了接触点1062与传感器表面1071之间的接触压力，从而增强了生成信号输出的电接触。然而，它也使挠性臂1061相对于活塞杆1015的轴向行进方向偏转，从而在其中储存弹性能量。
在剂量排出过程中，挠性臂1061保持如此偏转，但当活塞杆1015最终停止并且整个剂量排出***松弛时，储存在挠性臂1061中的弹性能量被释放并传递到传感器表面1071，所述传感器表面远离第二传感器部分1060被轴向推动。
第一传感器部分1070的额外轴向运动导致活塞1022的额外轴向运动，这继而导致小的额外剂量被排出。值得注意的是，此额外剂量在活塞杆1015已停止其运动之后被排出，并且因此将需要用户在从皮肤移除注射针头之前等待久一些时间以便确保已接收到全部剂量。此外，尽管增加的接触压力降低了接触点1062与传感器表面1071之间的意外失去接触的风险是有利的，但其伴随着增加第一传感器部分1070与第二传感器部分1060之间的旋转界面中的摩擦的成本，这增加了角位移被引入第一传感器部分1070的风险，从而影响剂量检测原理的准确性。
图2是根据本发明的示例性实施例的具有集成传感器模块50的注射装置1的透视纵向截面图。注射装置1是预填充的自动笔注射器类型，具有沿着参考轴线延伸并容纳剂量排出机构的细长壳体2。保持药筒20的药筒保持器3永久地固定到壳体2，所述药筒具有由药筒壁21、远侧可穿透隔膜23和近侧活塞22限定的内部室25。室25至少基本上填充有液体物质(不可见)。在注射装置1的所示状态下，针头组件40以注射针头45已经穿透隔膜23以建立与室25的流体连通的方式附接到药筒保持器3的针头安装部分。
用户可操作剂量拨盘4布置在壳体2的近端部分处，以选择性地设定待从药筒20喷射的剂量。剂量拨盘4与刻度鼓8可操作地联接，所述刻度鼓通过窗口9显示选定剂量。注射按钮5可轴向压下以释放可卷绕扭力弹簧10。扭力弹簧10的释放将导致活塞杆15通过壳体2中的螺母构件7螺旋前进，从而导致执行剂量排出动作。
剂量设定和剂量排出机构的细节与本发明无关，因此将不在本文中提供。关于如何构造这样的机构的示例，参考WO 2015/071354，特别是第10页第21行至第15页第13行。重要的是活塞杆15在剂量排出期间的旋转运动通过活塞杆螺纹和螺母构件7的设计与活塞22的推动运动相关，使得活塞杆15相对于壳体2的预定角位移对应于活塞22相对于药筒壁21的预定轴向位移。此关系原则上可以由制造商根据药筒20的尺寸任意选择。在本示例中，活塞杆的15°角位移对应于活塞22的特定轴向位移，这使得通过注射针头45排出1IU的所含物质。
图3是突出显示本传感器模块50的各个元件的分解图。传感器模块50包括具有刚性支撑片52.4的PCB组件52形式的第一传感器部分，所述刚性支撑片具有承载各种电子部件52.5(包括处理器)的近侧表面52.1，以及承载多个导电传感器区域(不可见)的远侧表面52.2，其构造将在下文描述。支撑片52.4具有整体圆形周边，但设置有若干凹口，其中凹口中的一些形成一对直径相对的径向突起52.3。此外，支撑片52.4具有中心贯穿孔52.6。
第一传感器部分由固定安装到活塞杆连接器54以确保与其联合旋转的电刷53形式的第二传感器部分补充。活塞杆连接器54轴向延伸穿过贯穿孔52.6并且适于与活塞杆15的远端部分中的腔压配合接合，如图2中所示。这提供了活塞杆15和活塞杆连接器54的联合运动。电刷53包括一个接地触点53.1和两个代码触点53.2，它们布置在相应的挠性臂53.5上并且适于与支撑片52.4的远侧表面52.2上的导电传感器区域电流地连接，如下文更详细地描述的。值得注意的是，接地触点53.1和代码触点53.2都是近侧指向的。
形成旋转编码器***的两个传感器部分容纳在模块壳体51中，所述模块壳体还容纳电池55形式的电源，也用作正电池连接器的保持器56和刚性(负)电池连接器57。保持器56具有用于承载电池55的横向支撑表面56.1和两个轴向延伸的相对保持器臂56.2。每个保持器臂56.2设置有近侧切口56.3，所述近侧切口成形为接收径向突起52.3中的一个，从而使保持器56和PCB组件52旋转互锁并轴向限制支撑片52.4。模块壳体51具有一对直径相对的侧开口51.2以及沿其圆周间隔开的多个防旋转凸片51.1，所述侧开口成形为接收保持器臂56.2，以便将保持器56和模块壳体51旋转互锁或至少基本上旋转互锁，每个防旋转凸片51.1包括用于与药筒壁21的内表面相互作用的接触表面51.8。因此，PCB组件52相对于模块壳体51至少基本上旋转锁定，所述模块壳体又旋转摩擦地装配在药筒20中，所述药筒旋转固定在药筒保持器3中。PCB组件52由此相对于壳体2至少基本上旋转固定并且因此适合作为用于测量活塞杆15的角位移的参考部件。
图4是组装状态下的传感器模块50的透视纵向截面图。可以看出，活塞杆连接器54延伸通过支撑片52.4中的贯穿孔52.6，并且与电刷53上的套筒53.6压配合。模块壳体51具有靠在活塞22上的脚部51.3(参见图2)。此外，该图示出了保持器臂56.2在侧开口51.2中的位置以及径向突起52.3在切口56.3中的布置。在注射装置1的剂量排出动作期间，活塞杆15的旋转被传递到活塞杆连接器54并进一步传递到电刷53上。接地触点53.1和代码触点53.2因此扫掠远侧表面52.2的传感器区域，由于径向突起52.3与切口56之间的接合，保持器臂56.2在侧开口51.2中的装配，脚部51.3与活塞22之间的摩擦界面，以及防旋转凸片51.1与药筒壁21之间的摩擦界面，所述远侧表面至少基本上保持旋转静止。
图5是两个传感器部分的侧视图，其示出了接地触点53.1和代码触点53.2与支撑片52.4的远侧表面52.2之间的连接，并且图6是两个传感器部分的远侧透视图。在本发明的所示的示例性实施例中，远侧表面52.2上的上述多个导电传感器区域布置成使得单个圆形接地轨道52.7为接地触点53.1提供接地连接，并且36个单独的代码段52.8一起构成代码触点53.2适于扫掠的代码轨道52.9。通过活塞杆连接器54的球形端54.1接触(负)电池连接器57提供辅助接地连接。在剂量排出机构的动力在传感器模块50中产生振动的情况下，辅助接地连接可能与稳定信号输出有关。
当活塞杆连接器54在剂量排出动作期间与活塞杆15联合旋转时，周向分开45°的两个代码触点53.2分别扫掠代码轨道52.9，从而在不同的代码段52.8接地时生成表示电刷53的角位置的信号。两个传感器部分输出一个4位格雷码，即八个不同的代码，对于电刷53的360°旋转重复九次，给出72个区分代码。因此，此输出形成用于由包括处理器的一个或多个电子部件52.5在剂量排出动作期间估计活塞杆15的总角位移，并且因此用于估计排出剂量的基础。
对于如本文描述的电流传感器，每个物理触点上的接触压力足够高以确保稳定的信号是至关重要的。此先决条件通过本传感器模块50的设计来满足，其中挠性臂53.5和套筒53.6的组合以及切口56.3中的径向突起52.3的受限轴向游隙使得电刷53能够相对于支撑片52.4布置在活塞杆连接器54上，这提供了接地触点53.1与接地轨道52.7之间以及相应的代码触点53.2与代码轨道52.9之间的弹簧加强接触。然而，重要的是，电刷53定位在支撑片52.4的远侧使得挠性臂53.5向远侧偏转并且相应的接地触点53.1和代码触点53.2由此向支撑片52.4提供近侧指向力的事实是有利的，原因是在剂量排出动作期间，当活塞杆连接器54向电池连接器57施加轴向指向力时，这将不会导致挠性臂53.5进一步偏转，因为电刷53未压靠在支撑片52.4上，即弹性臂53.5中没有储存额外弹性能量(其需要在剂量排出***的后续松弛期间释放)，因此解决了剂量排出时间延长的问题。
此外，由于活塞杆连接器54正在推进而使电刷53未压靠在支撑片52.4上，因此相应的接地触点53.1/接地轨道52.7和代码触点53.2/代码轨道52.9界面中的接触压力在剂量递送期间没有增加。两个传感器部分之间的旋转界面中的摩擦因此也没有增加，这意味着由电刷53施加到支撑片52.4的扭矩没有增加。结果，与挠性臂在活塞杆推进期间表现出进一步的偏转的解决方案(例如，类似于图1中所示的解决方案)相比，支撑片52.4抵抗由防旋转凸片51.1与药筒壁21之间的相互作用提供的防旋转机构发生角位移的风险降低。
图7是用于根据本发明的另一实施例的传感器模块中的替代旋转编码器***的两个传感器部分的远侧透视图。传感器部分包括电刷153和PCB组件152，它们由活塞杆连接器54以类似于结合前一实施例公开的方式保持在相互位置。PCB组件152的几何构造以及它与传感器模块的其它部件的相互作用与前面描述的PCB组件52相同。特别地，PCB组件152包括刚性支撑片152.4，所述刚性支撑片具有承载各种电子部件152.5(包括处理器)的近侧表面152.1，和远侧表面152.2，在所述远侧表面上设置有多个并排布置的导电代码段152.8，从而提供圆形代码轨道。然而，与前一实施例相反，远侧表面152.2不包括专用接地轨道。替代地，与上述类似，通过活塞杆连接器54的球形端54.1与(负)电池连接器57接触提供接地连接。
电刷153包括压配合在活塞杆连接器54上以确保活塞杆15和电刷153的联合旋转的套筒153.6，以及两个代码触点153.2，每个代码触点布置在能够轴向偏转的挠性臂153.5的端部分处。类似于前一实施例，代码触点153.2在角度上分开45°，并且在相对于远侧表面152.2旋转时将分别扫掠代码段152.8并产生4位格雷码。与三个扫掠触点相比，仅两个电刷触点扫掠远侧表面152.2的事实提供了减小的内部摩擦以及因此两个传感器部分之间的减小的扭矩。因此，PCB组件152抵抗由防旋转凸片51.1与药筒壁21之间的相互作用提供的防旋转机构发生角位移的风险被进一步降低，同时仍然获得来自挠性臂153.5的力在PCB组件152与电池55之间的有利抑制，从而消除了剂量排出延长的问题。
图8是用于根据本发明的第三实施例的传感器模块中的另一替代旋转编码器***的两个传感器部分的远侧透视图。类似于先前的实施例，传感器部分包括由活塞杆连接器54保持在相互位置的电刷253和PCB组件252。PCB组件252的几何构造以及它与传感器模块的其它部件的相互作用与前面描述的PCB组件52相同。特别地，PCB组件252包括刚性支撑片252.4，所述刚性支撑片具有承载各种电子部件252.5(包括处理器)的近侧表面252.1，和远侧表面252.2，在所述远侧表面上设置有多个导电传感器区域。
然而，与前面的实施例相反，远侧表面252.2承载布置成圆形轨道图案的40个导电传感器区域，其中每隔一个传感器区域构成接地段252.7，而每隔一个传感器区域构成代码段252.8。如上文结合本发明的第一实施例所述，通过活塞杆连接器54的球形端54.1与(负)电池连接器57接触提供辅助接地连接。
电刷253附接到活塞杆连接器54并且适于在剂量排出动作期间在活塞杆15旋转时扫掠40个导电传感器区域(如上所述)。电刷253具有三个挠性臂253.5，每个都终止于接触点253.2，所述接触点适于与接地段252.7或代码段252.8电流地连接，这取决于电刷253相对于PCB组件252的角位置。三个接触点253.2彼此分开120°，使得一个接触点253.2总是连接到接地段252.7并且两个接触点253.2总是连接到代码段253.8。两个传感器部分输出4位格雷码并提供比本发明的前两个实施例更高的分辨率，从而在剂量排出事件期间能够更准确地估计PCB组件252与电刷253之间的总相对角位移，并且因此更准确地估计活塞杆15相对于壳体2的总角位移。
图9是处于药筒20外部的使用前位置的根据本发明的第四实施例的传感器模块350的纵向截面图。为了清楚起见，图中省略了注射装置的其余部分。传感器模块350的结构类似于关于第一实施例描述的传感器模块50的结构。因此，传感器模块350包括具有用于与活塞22接合的脚部351.3的模块壳体351，以及用于与活塞杆(未示出)接合的活塞杆连接器354。与前一传感器模块50的主要区别在于，模块壳体351包括具有相应的接触表面351.8的一对防旋转凸片351.1，所述接触表面比模块壳体51的接触表面51.8更靠近侧布置。
传感器模块350适于在注射装置的第一次使用期间从其与活塞22间隔开的使用前位置轴向移位到由药筒壁21的近端部分和活塞22的近端面限定的外部药筒腔29中的使用中位置。在从使用前位置到使用中位置的此移位期间，防旋转凸片351.1将抵抗由模块壳体351的结构提供的偏压力径向向内偏转，并且传感器模块350相应地从非应变状态转变为应变状态。
在传感器模块350的所示使用前位置，防止活塞杆连接器354围绕纵向参考轴线旋转，原因是活塞杆在注射装置的使用前状态下相对于注射装置壳体旋转固定。此外，由于防旋转凸片351.1与锁定环390接合，因此防止了模块壳体351旋转。所述锁定环390在图9中未示出，但可以在图11中看到，该图是通过截面A-A的横截面图。锁定环390相对于注射装置壳体旋转固定并且具有形成多个径向凹部395的内部波纹状表面，每个径向凹口构造成轴向地接收防旋转凸片351.1中的一个以提供到模块壳体351的旋转互锁连接。
传感器模块350因此在注射装置的使用前状态下旋转固定，因此即使注射装置掉落在地面上或以其它方式表现出摇晃运动(例如，与运输或一般处理有关)，不存在无意中唤醒传感器电子器件并由此耗尽电池的风险。
图10示出了处于使用中位置的传感器模块350，其中模块壳体351已被活塞杆(未示出)移动到外部药筒腔29中，由于活塞22的最终位移以及通过由***的注射针头(未示出)提供的药筒隔膜中的通道346喷射一定体积的药物，该外部药筒腔已加深。在使用中位置，接触表面351.8与药筒壁21的内表面21.1相接。
在传感器模块350移动到此位置期间，防旋转凸片351.1在药筒20的近端处通过圆周凸边21.2，并且由圆周凸边21.2提供的变窄的入口部段引起活塞杆的轴向力分布的局部增加。一旦防旋转凸片351.1已通过圆周凸边21.2，接触表面351.8将向药筒壁21的内表面21.1施加径向向外指向的力，并且因此用于阻止模块壳体351相对于药筒20旋转。
图12a是根据本发明的第五实施例的传感器模块的模块壳体451的透视图，所述传感器模块可以在具有药筒20的注射装置中用作前述传感器模块350的替代物。
模块壳体451承载沿着其圆周以等距间隔形成的恰好四个防旋转凸片451.1。防旋转凸片451.1布置为两对直径相对的突起，其中第一对具有第一接触表面451.8，并且第二对具有从第一接触表面451.8轴向偏移的第二接触表面451.9。第一接触表面451.8和第二接触表面451.9的不同轴向位置在图12b中更清楚地示出，该图是模块壳体451的侧视图。每个防旋转凸片451.1可抵抗由其形式和构成材料提供的偏压力径向压缩。
在使用期间，当按压具有模块壳体451的传感器模块通过药筒20的变窄的入口部段并使其进入外部药筒腔29时，第二接触表面451.9将首先被径向向内推动，然后是第一接触表面451.8。因此，在将模块壳体451***外部药筒腔29中期间经历的活塞杆的轴向力分布的局部增加小于所有四个防旋转凸片451.1具有相同的轴向位置并且将不得不同时径向向内推动的情况。这显著减小了将传感器模块从使用前位置移动到使用中位置所需的最大力，并且因此使传感器模块更平滑地***外部药筒腔29中。

Claims (12)

1.一种传感器模块(50；350)，所述传感器模块适于在基于药筒的药物递送装置中布置在可旋转活塞杆与药筒活塞之间，以从剂量排出事件捕获剂量数据，所述传感器模块(50；350)沿着参考轴线延伸并且包括：
-第一模块部分(51；351；451)，所述第一模块部分适于接合所述药筒活塞，并且包括用于建立与所述药筒的摩擦界面以阻止所述第一模块部分(51；351；451)相对于所述药筒旋转的防旋转装置，
-第二模块部分(54；354)，所述第二模块部分适于接合所述可旋转活塞杆，以及
-传感器装置(52、152、252；53、153、253)，所述传感器装置适于检测所述第一模块部分(51；351；451)和所述第二模块部分(54；354)之间的相对旋转运动的程度，
其特征在于，所述防旋转装置包括多个径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)，每个凸片包括适于与所述药筒的内表面建立摩擦接触的接触表面(51.8；351.8；451.8、451.9)。
2.根据权利要求1所述的传感器模块，其中所述径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)沿着所述第一模块部分(51)的环形外表面周向地间隔开。
3.根据权利要求2所述的传感器模块，其中所述径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)等距地间隔开。
4.根据权利要求2或3所述的传感器模块，其中所述接触表面(451.9)中的至少一个从其它接触表面(451.8)轴向偏移。
5.根据权利要求4所述的传感器模块，其中所述防旋转装置包括相同数量的径向向外突出的凸片(451.1)，其中每隔一个径向向外突出的凸片(451.1)形成第一组，并且其余的径向向外突出的凸片(451.1)形成第二组，并且其中所述第一组的相应的接触表面(451.8)布置在第一轴向位置处，并且所述第二组的相应的接触表面(451.9)布置在从所述第一轴向位置偏移的第二轴向位置处。
6.根据权利要求1–4中任一项所述的传感器模块，其中所述防旋转装置包括3-6个径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)。
7.根据权利要求2–4中任一项所述的传感器模块，其中所述防旋转装置包括第一对径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)和第二对径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)，所述第一对和所述第二对中的每一对的凸片彼此直径相对地布置。
8.根据权利要求7所述的传感器模块，其中所述第一对径向向外突出的凸片(451.1)的相应的接触表面(451.8)从所述第二对径向向外突出的凸片(451.1)的相应的接触表面(451.9)轴向偏移。
9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，其中所述接触表面(51.8；351.8；451.8、451.9)可抵抗偏压力径向向内移位。
10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块与药物递送装置(1)组合，所述药物递送装置包括：
-容纳剂量排出机构的壳体(2)，所述剂量排出机构包括活塞杆(15)，以及
-相对于所述壳体(2)旋转固定的药筒(20)，所述药筒(20)包括药物室(25)，所述药物室由药筒壁(21)限定并且在远侧由自密封隔膜(23)密封并且在近侧由药筒活塞(22)密封。
11.根据权利要求10所述的传感器模块和药物递送装置，还包括相对于所述壳体(2)旋转固定的锁定结构(390)，其中所述传感器模块(50；350)适于在第一剂量排出之前相对于所述壳体(2)从使用前位置轴向移动到使用中位置，在所述使用前位置所述径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)中的至少一个与所述锁定结构(390)接合，在所述使用中位置所述接触表面(51.8；351.8；451.8、451.9)与所述药筒壁(21)的内表面(21.1)接触。
12.根据权利要求11所述的传感器模块和药物递送装置，其中所述接触表面(51.8；351.8；451.8、451.9)可抵抗偏压力径向向内移位，并且其中所述径向向外突出的凸片(51.1；351.1；451.1)适于在所述传感器模块(50；350)从所述使用前位置移动到所述使用中位置时，响应于所述接触表面(51.8；351.8；451.8、451.9)的向内移位而从未应变状态转变到应变状态，每个接触表面(51.8；351.8；451.8、451.9)由此向所述药筒壁(21)的内表面(21.1)施加径向力。
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