CN107567341A - 用于药物输送装置的旋转传感器布置 - Google Patents

Abstract

一种旋转传感器组件，包括：指示器构件，所述指示器构件适于旋转并且具有第一轴向位置和第二轴向位置；输入装置，所述输入装置适于由所述指示器构件的运动来致动；以及处理器，所述处理器适于接收来自所述输入装置的输入。所述指示器构件包括多个致动器结构，并且所述输入装置包括适于由致动器结构来致动的一个或多个开关。当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时，零个或多个开关被致动，这对应于第一开关模式，并且当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第二轴向位置时，零个或多个开关被致动，这对应于第二开关模式。基于来自一个或多个开关的对应于所述第一和第二开关模式的输入，所述处理器适于确定所述指示器构件的旋转运动。

Description

用于药物输送装置的旋转传感器布置

本发明大体上涉及适合于在医疗装置中使用的传感器和触发器布置结构。在具体方面中，医疗装置包括指示器构件，所述指示器构件配置成显示与药物的排出剂量有关的信息。

背景技术

在本发明的公开内容中，大多参考包括螺纹活塞杆的药物输送装置，此类装置例如用来通过输送胰岛素来治疗糖尿病，然而，这仅是本发明的示例性用途。

药物注射装置已极大地改善了必须自我施用药物和生物制剂的患者的生活。药物注射装置可采用许多种形式，包括：简单的一次性装置，其不过是具有注射装置的安瓿而已；或者药物注射装置可以为适于与预填充型药筒一起使用的耐久性装置。不管它们的形式和类型如何，它们均已证明极大地有助于帮助患者来自我施用可注射药物和生物制剂。其也极大地帮助护理者将可注射药品施用到那些无能力执行自我注射的患者。

典型的糖尿病患者将需要在一周或一天的过程期间注射胰岛素若干次。对于其他类型的药物而言，在药物输送之间的时间间隔可能更短或更长。然而，典型的注射装置并未解决用户不记得上一次注射是在何时施用的问题。

即使在施用一定剂量的胰岛素不久之后，用户也偶尔将不能肯定他实际上是否实施了注射。这可以是在用于执行施用的所意图的时间之后的数分钟或甚至数个小时之后。因此，存在患者选择不施用他或她的药品或施用两次的潜在危害。

一些现有技术装置（诸如，WO 97/30742中公开的电子药物输送装置）设有电子监控系统，所述电子监控系统适于在排出所选剂量时自动启动电子计时器并在电子显示器上及时示出进展。此类注射装置大体上提供对上文所陈述的问题的令人满意的解决方案。然而，对于更便宜且更简单的装置（诸如一次性药物输送装置，即所谓的预填充型装置）而言，并入此种电子设备将通常是经济上不可行的。

为解决这个问题，WO 99/43283公开了一种意图与预填充型注射笔一起使用的计时器装置，其中，所述计时器装置配置成以便可释放地附接到预填充型笔，使得一旦准备将笔弃置就能够将计时器装置从其移除并附接到新的笔。计时器装置配置成检测何时执行注射并经由指示器灯来传达该信息，所述指示器灯从剂量的施用开始保持打开达一定时间段。WO 2010公开了一种用于可重复使用或一次性药物笔装置的附加模块，所述模块适于确定药物的设定和/或排出剂量的大小。

作为使用在每次用户已排空预填充型药物输送装置时就必须移除并附接的附加装置的替代例，WO 2010/023303公开了一种设有集成在近侧按钮中的非电子时间延迟指示器的药物输送装置，所述布置结构提供了简单且成本有效的解决方案，从而允许将指示器提供为预填充型装置的一体化部分。

虽然上面所描述的两种对内建式电子计时器装置的替代例可向一些用户提供有用的解决方案，但是将是期望的是可以被提供为相对便宜的药物输送装置（耐久性的亦或是一次性的）的一体化部分的电子计时器装置。与附加式解决方案相比较，此类设计将对用户更友好，正如电子设备本身将允许更大的自由度来设计用户接口（例如，显示器设计及其控制）。用于药物输送装置的此类电子计时器装置将包括电子电路系统本身（例如，处理器、显示器和电源）以及用于启动计时器功能的触发器或开关布置结构。除计时器功能之外，计时器装置还可设有检测设定和/或排出剂量的大小的能力，由此提供剂量记录功能。

考虑到上述内容，本发明的目标是提供一种开关布置结构，其适合于在药物输送装置中使用并适于通过指示器构件的运动来致动。开关布置结构可呈触发器组件的形式。所述布置结构可独立地使用或与其他触发器或开关布置结构结合使用。另外的目标是提供一种也可充当旋转传感器的开关布置结构。所述开关布置结构应在使用中是可靠的，并且设计成以便进行有成本效益的制造。

发明内容

在本发明的公开内容中，将描述多个实施例和多个方面，其将解决以上目标中的一个或多个，或其将解决从以下公开内容以及从示例性实施例的描述中明显得到的目标。

因此，在本发明的第一方面中，提供一种旋转传感器组件，其包括：指示器构件，所述指示器构件适于旋转并且具有旋转锁定的第一轴向位置和旋转自由的第二轴向位置；输入装置，所述输入装置适于由所述指示器构件的运动来直接地或间接地致动；以及处理器，所述处理器适于接收来自所述输入装置的输入。指示器构件包括多个致动器结构，并且输入装置包括适于由致动器结构来致动的一个或多个开关。当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时，零个或多个开关被致动，这对应于第一开关模式，并且当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第二轴向位置时，零个或多个开关被致动，这对应于第二开关模式。在此类布置结构中，所述处理器适于基于来自所述一个或多个开关的对应于所述第一和第二开关模式的输入来确定所述指示器构件的旋转运动。

通过以上布置，提供了一种旋转传感器，其能够以有成本效益的方式并入于包括旋转构件的组件中，所述旋转构件适于在轴向位置之间运动。指示器构件可适于以增量方式旋转，处理器适于基于来自一个或多个开关的对应于第一和第二开关模式的输入来确定指示器构件的增量式运动。

如下文将针对示例性实施例描述的，在简单的实施例中，一个开关能够提供所描述的功能。更具体地，如果传感器组件设有最初闭合的单个开关并且排出偶数增量，则在致动器结构来回运动时可不致动此开关，从而导致零个开关被致动。如果排出奇数增量，则在致动器结构来回运动时仅致动此开关一次。如所呈现的，对此类传感器系统的致动将导致至电子电路系统的单个输入或无输入。

因此，为确保对运动的“积极”和安全检测，在示例性实施例中，当指示器构件从第一轴向位置运动到第二轴向位置时，至少一个开关被致动，这对应于第一开关模式，并且当指示器构件从第二轴向位置运动到第一轴向位置时，至少一个开关被致动，这对应于第二开关模式。以这种方式，能够确保对指示器运动的积极和安全检测，因为为所有增量式旋转运动（包括无旋转）提供了通-断输入。

致动器结构和一个或多个开关可布置成提供第一和第二开关模式，从而允许处理器确定指示器构件已对应于偶数还是奇数增量而旋转。

相应地，在示例性实施例中，旋转传感器组件包括第一和第二开关，致动器结构布置在指示器构件上，使得(i)对于给定的旋转位置而言，当指示器构件从第一轴向位置运动到第二轴向位置时，仅第一开关由致动器结构致动，这对应于第一开关模式；以及(ii)对于奇数增量的旋转运动而言，当指示器构件从第二轴向位置运动到第一轴向位置时，仅第二开关被致动，这对应于第二开关模式。

在本发明的另外的方面中，提供一种药物输送装置，其包括：壳体，所述壳体具有外表面；如上面所描述的旋转传感器组件；填充有药物的药筒或用于接收填充有药物的药筒的装置，所述药筒包括出口和轴向可移位活塞；药物排出装置；以及传感器系统。所述药物排出装置包括：剂量设定构件，所述剂量设定装置允许用户设定待排出的药物的剂量的量；活塞杆，所述活塞杆适于接合所述活塞并使其轴向地运动以由此通过所述出口从所述药筒排出一定量的药物；以及旋转传感器组件的指示器构件。所述传感器系统包括：上面所描述的输入装置，所述输入装置适于由所述指示器构件的运动来直接地或间接地致动；处理器，所述处理器适于接收来自所述输入装置的输入；以及能量源。在此类药物输送装置中，指示器构件布置成在排出剂量期间运动，当所述药物排出装置处于剂量设定状态时，指示器构件处于所述第一轴向位置中，当所述药物排出装置处于排出状态时，所述指示器构件处于所述第二轴向位置中，并且所述指示器构件适于在排出对应于设定剂量的剂量期间旋转。另外，所述指示器构件包括多个致动器结构，并且所述输入期间包括适于由致动器结构来致动的一个或多个开关。这些开关布置成使得：当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时致动零个或多个开关，这对应于第一开关模式，并且使得：当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第二轴向位置时致动零个或多个开关，这对应于第二开关模式。然后，所述处理器适于基于来自所述一个或多个开关的对应于所述第一和第二开关模式的输入来确定所述指示器构件的旋转运动。

通过这个布置结构，提供了一种药物输送装置，上面所描述的传感器组件以有成本效益的方式并入于药物输送装置中。

在示例性实施例中，剂量设定构件适于以增量方式设定剂量，指示器构件在排出剂量期间的旋转的量对应于一定数目的增量，并且处理器适于基于来自一个或多个开关的对应于第一和第二开关模式的输入来确定指示器构件的增量式运动。致动器结构和一个或多个开关可布置成提供第一和第二开关模式，从而允许处理器确定指示器构件在排出剂量期间是已对应于偶数还是奇数增量而旋转。

在另外的示例性实施例中，药物输送装置包括第一和第二开关，致动器结构布置在指示器构件上，使得(i)对于给定的旋转位置而言，当指示器构件从第一轴向位置运动到第二轴向位置时，仅第一开关由致动器结构致动，这对应于第一开关模式；以及(ii)对于奇数增量的旋转运动而言，当指示器构件从第二轴向位置运动到第一轴向位置时，仅第二开关被致动，这对应于第二开关模式。

药物输送装置还可包括：第二指示器构件，所述第二指示器构件布置成在排出剂量期间运动；以及第二传感器系统，所述第二传感器系统包括：第二输入装置，所述第二输入装置适于由第二指示器构件的运动来直接地或间接地致动；处理器，所述处理器适于接收来自第二输入装置的输入。

第二指示器构件可适于从对应于设定剂量的量的设定位置旋转，并且适于旋转到设定剂量已被排出所处的剂量给送结束位置。在此类布置结构中，当药物排出装置处于剂量设定状态时，第二指示器构件具有第一轴向位置，并且当药物排出装置处于排出状态时，第二指示器构件具有第二轴向位置，并且当第二指示器构件已到达剂量给送结束位置时，当第二指示器构件处于第二轴向位置中时，第二输入装置被致动。替代性地，第二指示器构件可适于从初始位置旋转到设定剂量已被排出所处的剂量给送结束位置，旋转的量对应于排出剂量的量。

通过此类组合的布置结构，可提供一种药物输送装置，其能够以成本有效的方式适于应对在检测到剂量给送结束事件时基于剂量设定和排出机构中的公差和松弛而出现的问题。

在示例性实施例中，药物输送装置包括：显示器，所述显示器适于显示时间参数；处理器，所述处理器适于基于来自输入装置的输入来控制显示器以显示与输入装置被致动的时间相关的时间参数。药物输送装置可包括柔性片材，所述柔性片材上形成或安装有：适于显示时间参数的显示器、处理器、以及能量源，所述柔性片材至少部分地安装到壳体的外部。显示器、处理器、以及能量源中的一者或多者可呈印制电子设备的形式。

在本发明的另外的方面中，提供一种药物输送装置，其包括：填充有药品的药筒或用于接收填充有药品的药筒的装置，所述药筒包括出口和轴向可移位活塞；药物排出装置；以及传感器系统。药物排出装置包括：剂量设定装置，所述剂量设定装置允许用户设定待排出的药物的剂量的量；活塞杆，所述活塞杆适于接合活塞并使活塞轴向地运动以由此通过出口从药筒排出一定量的药物；以及指示器构件，所述指示器构件布置成在排出剂量期间来运动。传感器系统包括：输入装置，所述输入装置适于由指示器构件的运动来直接地或间接地致动；处理器，所述处理器适于从所述输入装置接收输入；以及能量源。在此类布置结构中，指示器构件适于从对应于设定剂量的量的设定位置旋转到和设定剂量已被排出所处的剂量给送结束位置，指示器构件在药物排出装置处于剂量设定状态时具有第一轴向位置，并且在药物排出装置处于排出状态时具有第二轴向位置。当指示器构件已到达剂量给送结束位置时，当指示器构件处于第二轴向位置中时，输入装置被致动。

通过上面的布置结构，提供了一种剂量给送结束传感器，其能够以有成本效益的方式并入于包括旋转构件的组件中，旋转构件适于在轴向位置之间运动。

替代性地，指示器构件可适于在排出期间从初始位置旋转到设定剂量已被排出所处的剂量给送结束位置，所述旋转的量对应于排出剂量的量。

在示例性实施例中，剂量设定装置适于以增量方式设定剂量，并且药物输送装置包括：第二指示器构件；以及第二输入装置，所述第二输入装置适于由第二指示器构件的运动来直接地或间接地致动。指示器构件在排出剂量期间的旋转的量对应于一定数目的增量，并且第二指示器构件和第二输入装置适于提供输入，从而允许处理器确定第二指示器构件在排出剂量期间是已对应于偶数还是奇数增量而旋转。

药物输送装置还可包括:显示器；处理器，所述处理器适于控制显示器以显示指示输入装置被致动的时间的时间参数或指示自输入装置被致动以来的时间的时间参数。

上面所描述的输入装置和致动器结构可例如呈机械致动型开关组件的形式，其中，通过借助于布置在指示器构件上或利用指示器构件形成的结构使开关结构运动来打开或闭合接触部或开关，例如，使柔性接触指状部运动以打开或闭合接触部的突起。

开关组件可呈层压件的形式，其包括：柔性基体，若干接触垫形成在柔性基体上；以及柔性金属片材，所述柔性金属片材形成若干柔性接触指状部，每个指状部包括接触点，所述接触点由致动结构能够运动成与对应的接触垫接触和脱离接触以由此闭合和打开开关。

替代性地，输入装置可呈电开关组件的形式，其中，一对导体通过由指示器结构进行电连接/断开而被致动，且开关因此闭合/打开，所述指示器结构呈布置在运动指示器构件上的导电结构的形式。

指示器构件包括多个致动器结构，并且输入装置包括适于由致动器结构来致动的一个或多个开关。

如本文所使用，术语“药物”意在涵盖能够以受控制方式经过输送装置（例如，空心针）的任何含药物的可流动药品，诸如液体、溶液、凝胶或细粒悬浮液。代表性药物包括：诸如肽、蛋白质和激素的药、生物衍生剂或活性剂、激素类制剂和基于基因的制剂、营养配方和呈固体形式（分散型）或液体形式两者的其他物质。在示例性实施例的描述中，将参考胰岛素的使用。其他特定的药物可以是生长激素和用于治疗血友病和炎症的药物。

如本文中所使用的，术语“胰岛素”意在涵盖能够以受控制方式穿过输送装置（诸如，套管或空心针）的任何含药物的可流动药物，诸如，液体、溶液、凝胶或细粒悬浮液，且其具有控制血糖的作用，例如人类胰岛素和其类似物以及非胰岛素（诸如，GLP-1）和其类似物。

附图说明

在下文中，将参考附图来描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1A示出了笔装置，

图1B示出了图1A的笔装置，其中，笔盖被移除；

图2以分解图示出了图1A的笔装置的部件；

图3A和图3B以截面图示出了处于两种状态的排出机构，

图4示出了实施于图2中所示的具有一般设计的药物输送装置中的开关和传感器组件，

图5更详细地示出了图4的组合型开关组件，

图6示出了图2中所示类型的修改型棘轮管，

图7部分地示出了实施于图2中所示的具有一般设计的药物输送装置中的开关和传感器组件的另外的实施例，

图8A示出了处于已组装状态的图7的开关和传感器组件连同另外的部件，

图8B以透视图示出了图8A的开关和传感器组件，

图9A-图9D与图8A的组件的一部分的透视图相结合示出了处于不同操作状态的图8A的组件，

图10以表格形式针对图8中的组件示出了根据不同的用户操作序列的不同开关状态，

图11示出了另外的传感器组件，

图12部分地示出了实施于图2中所示的一般设计的药物输送装置中的开关和传感器组件的又一另外的实施例，

图13.1-图13.7示出了具有电子标签的药物输送笔的不同使用状态。

在诸图中，相似的结构主要由相似的附图标记来识别。

具体实施方式

当下文中使用诸如“上”和“下”、“右”和“左”、“水平”和“垂直”或类似相对表达的术语时，这些术语仅涉及附图且不必然涉及实际使用情形。所示出的图是示意性表示，由于这个原因，不同结构的构型以及其相对尺寸仅意图用于说明性目的。当将术语构件或元件用于给定部件时，其通常指示在所描述的实施例中所述部件是整体部件，然而所述构件或元件可替代地包括许多个子部件，就像所描述的部件中的两个或更多个可以被提供为整体部件那样（例如，制造成单个注塑模制部分）。术语“组件”并不暗示所描述的部件必须能够组装成在给定组装程序期间提供整体或功能性组件，而是仅用来描述被组合在一起成为功能上更密切相关的部件。

在转向本发明的实施例本身之前，将描述预填充型药物输送装置的示例，此类装置为本发明的示例性实施例提供基础。虽然图1中所示的笔形药物输送装置200可代表“通用”药物输送装置，但实际所示的装置是如由丹麦Bagsværd的Novo Nordisk A/S制造和销售的FlexTouch®预填充型药物输送笔。

笔装置200包括盖部分207和主体部分，主体部分具有：近侧本体或驱动组件部分，其具有壳体201，药物排出机构布置或集成在壳体201中；以及远侧药筒保持器部分，具有远侧针可穿透隔膜的填充有药物的透明药筒213布置在远侧药筒保持器部分中并且由附接到近侧部分的不可移除式药筒保持器保持就位，所述药筒保持器具有允许检查药筒的一部分的开口以及允许可释放地安装针组件的远侧联接装置215。所述药筒设有由形成排出机构的一部分的活塞杆来驱动的活塞，并且可例如包含胰岛素、GLP-1或生长激素配方（formulation）。最近侧的可旋转式剂量设定构件280用于手动设定显示器窗202中所示出的所期望的药物剂量，并且在致动按钮290时能够然后排出该药物剂量。取决于具体实现在药物输送装置中的排出机构的类型，排出机构可包括如在所示的实施例中的弹簧，所述弹簧在剂量设定期间变形并且然后在致动释放按钮时被释放以驱动活塞杆。替代性地，排出机构可以是完全手动的，在这种情况下，剂量给送构件和致动按钮在剂量设定期间对应于设定剂量的大小向近侧运动，并且然后由用户向远侧运动以排出设定剂量，例如，如在由Novo Nordisk A/S制造和出售的FlexPen®中。

虽然图1示出了预填充型药物输送装置（即，其供应有预先安装好的药筒且当药筒被排空时将被丢弃的药物输送装置），但在替代性实施例中，药物输送装置可设计成允许更换所装载的药筒，例如，呈“后部装载”药物输送装置的形式（其中药筒保持器适于从装置主体部分移除），或替代性地呈“前部装载”装置的形式（其中药筒被插入穿过药筒保持器中的远侧开口，所述药筒保持器不可移除地附接到装置的主体部分）。

由于本发明涉及适于被并入药物输送装置中并与其相互作用的电子电路系统，所以将描述此类装置的示例性实施例以更好地理解本发明。

图2示出了图1中所示的笔形药物输送装置200的分解图。更具体地说，笔包括管状壳体201，管状壳体201具有窗口202并且药筒保持器210固定地安装到管状壳体201上，填充有药物的药筒213布置在药筒保持器中。药筒保持器设有：远侧联接装置215，其允许可释放地安装针组件216；呈两个相对的突起211的形式的近侧联接装置，其允许可释放地安装盖207从而覆盖药筒保持器和安装好的针组件；以及突起212，其防止笔例如在桌面上滚动。螺母元件225固定地安装在壳体远端中，螺母元件包括中心螺纹开孔226，并且具有中心开口的弹簧基座构件208固定地安装在壳体近端中。驱动系统包括：螺纹活塞杆220，其具有两个相对的纵向沟槽并且被接收于螺母元件螺纹开孔中；环形活塞杆驱动元件230，其旋转地布置在壳体中；以及环形离合器元件240，其与驱动元件旋转接合（见下文），所述接合允许离合器元件轴向运动。离合器元件设有适于接合壳体内表面上的对应花键204（见图4B）的外花键元件241，这允许离合器元件在花键处于接合中的旋转锁定的近侧位置与花键脱离接合的旋转自由的远侧位置之间运动。正如刚提到过的，在两个位置中，离合器元件旋转锁定到驱动元件。驱动元件包括具有两个相对的突起231的中心开孔，两个相对的突起231与活塞杆上的沟槽接合，借以驱动元件的旋转由于活塞杆与螺母元件之间的螺纹接合而导致活塞杆旋转并由此向远侧轴向运动。驱动元件还包括一对相对的周向延伸的柔性棘轮臂235，柔性棘轮臂235适于接合布置在壳体内表面上的对应棘轮齿205。驱动元件和离合器元件包括协作联接结构，协作联接结构将它们旋转锁定在一起但允许离合器元件轴向地运动，这允许离合器元件轴向地运动到允许其在此旋转的其远侧位置，由此将旋转运动从拨盘系统（dial system）（见下文）传递到驱动系统。将参考图3A和图3B来更详细地示出和描述离合器元件、驱动元件和壳体之间的相互作用。

内容物排空（end-of-content）（EOC）构件228以螺纹连接的方式安装在活塞杆上，并且垫片227旋转地安装在远端上。EOC构件包括一对相对的径向突出部229以用于与重置管（见下文）接合。

拨盘系统包括棘轮管250、重置管260、具有外部螺旋形布置的成排剂量数字的刻度筒270、用于设定待排出的药物剂量的用户操作型拨盘构件280、释放按钮290和转矩弹簧255（见图3）。重置管安装成轴向地锁定在棘轮管内，但被允许旋转几度（见下文）。重置管在其内表面上包括两个相对的纵向沟槽269，两个纵向沟槽269适于接合EOC构件的径向突出部229，借以EOC能够由重置管来旋转但被允许轴向地运动。离合器元件安装成轴向地锁定在棘轮管250的外远端部分上，这提供：棘轮管能够经由离合器元件轴向地运动成与壳体旋转接合和脱离旋转接合。拨盘构件280安装成轴向地锁定在壳体近端上但在其上旋转自由，刻度环在正常操作下旋转锁定到重置管（见下文），借以刻度环的旋转导致重置管及由此棘轮管相应地旋转。释放按钮290轴向地锁定到重置管，但自由旋转。回位弹簧295在按钮和安装到此的重置管上提供指向近侧的力。刻度筒270布置在棘轮管与壳体之间的周向空间中，药筒经由协作的纵向花键251、271旋转锁定到棘轮管并且经由协作的螺纹结构203、273与壳体的内表面处于旋转螺纹接合，借以当由棘轮管使筒相对于壳体旋转时一排数字经过壳体中的窗口202。转矩弹簧布置在棘轮管与重置管之间的周向空间中，并且在其近端处固定到弹簧基座构件208且在其远端处固定到棘轮管，借以当由拨盘构件的旋转使棘轮管相对于壳体旋转时弹簧发生变形。具有柔性棘轮臂252的棘轮机构设置在棘轮管与离合器元件之间，离合器元件设有周向内齿结构242，每个齿提供棘轮止动件，使得棘轮管被保持在当设定剂量时由用户经由重置管将其旋转所到达的位置。为了允许减小设定的剂量，棘轮释放机构262被设置在重置管上并作用在棘轮管上，这允许通过沿相反方向转动拨盘构件来将设定的剂量减小一个或多个棘轮增量，释放机构在重置管相对于棘轮管旋转上面所描述的几度时被致动。

在描述了排出机构的不同部件及它们的功能关系之后，接下来将主要参考图3A和图3B来描述机构的操作。

能够将笔机构视为两个相互作用的系统，即如上面所描述的剂量给送系统和拨盘系统。在剂量设定期间，拨盘机构旋转，并且扭力弹簧被加载。剂量给送机构被锁定到壳体，并且不能运动。当按下按钮时，从壳体释放剂量给送机构，并且由于接合到拨盘系统，扭力弹簧现将使拨盘系统旋转回到起始点并使剂量给送系统与其一同旋转。

剂量给送机构的中心部分是活塞杆220，柱塞的实际移位由活塞杆执行。在按剂量输送期间，活塞杆由驱动元件230进行旋转，并且由于与固定到壳体的螺母元件225以螺纹方式相互作用，活塞杆沿远侧方向向前运动。活塞垫片227放置在橡胶活塞与活塞杆之间，活塞垫片227充当用于旋转的活塞杆的轴向轴承且使压力均布在橡胶活塞上。当活塞杆在活塞杆驱动元件与活塞杆接合的地方具有非圆形横截面时，驱动元件旋转锁定到活塞杆，但沿着活塞杆轴线自由运动。因此，驱动元件的旋转导致活塞作线性向前运动。驱动元件设有小型棘轮臂234，棘轮臂234防止驱动元件顺时针旋转（从按钮端来看）。由于与驱动元件接合，所以活塞杆只能够向前运动。在按剂量输送期间，驱动元件逆时针旋转，并且由于与棘轮齿205接合，棘轮臂235向用户提供小的咔哒声，例如，每排出一单位的胰岛素发出一声咔哒声。

转向拨盘系统，通过转动拨盘构件280来设定和重置剂量。当转动拨盘时，重置管260、EOC构件228、棘轮管250和刻度筒270所有均随之转动。由于棘轮管连接至转矩弹簧255的远端，所以弹簧被加载。在剂量设定期间，由于与离合器元件的内齿结构242的互相作用，棘轮的臂252对于所拨动的每个单位发生拨盘咔哒声。在所示的实施例中，离合器元件设有24个棘轮止动件，这些棘轮止动件对于相对于壳体的全程360度旋转提供24声咔哒声（增量）。在组装期间，弹簧被预加载，这使机构在可接受的速度间隔内能够输送小剂量和大剂量两者。由于刻度筒与棘轮管旋转接合但是能够沿轴向方向运动，并且刻度筒与壳体螺纹接合，所以当转动拨盘系统时，刻度筒将以螺旋模式运动，在壳体窗202中示出了对应于设定剂量的数字。

棘轮管与离合器元件240之间的棘轮252、242防止弹簧转动回到这些部分。在重置期间，重置管使棘轮臂252运动，由此以发生逐个咔哒声的方式来释放棘轮，在所述实施例中，一声咔哒声对应于一个单位（IU）的胰岛素。更具体地，当顺时针转动拨盘构件时，重置管仅仅使棘轮管旋转，从而允许棘轮的臂与离合器元件中的齿结构242自由地相互作用。当逆时针转动拨盘构件时，重置管与棘轮咔哒声发出臂直接相互作用，迫使咔哒声发出臂朝着笔的中心远离离合器中的齿，因此，由于经加载的弹簧所导致的转矩而允许棘轮上的咔哒声发出臂向后运动“一个咔哒声位”。

为了输送设定的剂量，用户沿远侧方向推按钮290，如图3B中所示的那样。重置管260与拨盘构件脱离联接，并且随后离合器元件240与壳体花键204脱离接合，借以允许变形的弹簧使拨盘构件与驱动元件230一起返回到“零位”，这导致一定剂量的药物被排出。在药物输送期间的任何时间，都有可能通过释放或推该按钮来在任何时间停止和启动剂量给送。通常不能暂停少于5 IU的剂量给送，这是因为橡胶活塞受到非常快速地压缩，从而导致橡胶活塞的压缩，并且随后当活塞恢复原始尺寸时输送胰岛素。

EOC特征防止用户设定比药筒中剩下的剂量更大的剂量。EOC构件228旋转锁定到重置管，这使EOC构件在剂量设定、重置和按剂量输送期间旋转，在此期间，其能够跟随活塞杆的螺纹轴向地来回运动。当其到达活塞杆的近端时，提供了止动件，这防止了所有相连部分（包括拨盘构件）沿剂量设定方向进一步旋转，即，现在设定的剂量对应于药筒中剩余的药物含量。

刻度筒270设有远侧止动表面274，远侧止动表面274适于与壳体内表面上的对应止动表面接合，这为刻度筒提供了最大剂量止动以防止所有相连部分（包括拨盘构件）沿剂量设定方向进一步旋转。在所示的实施例中，最大剂量被设定为80 IU。相应地，刻度筒设有近侧止动表面，该近侧止动表面适于与弹簧基座构件上的对应止动表面接合，这防止所有相连部分（包括拨盘构件）沿剂量排出方向进一步旋转，由此为整个排出机构提供了“零位”止动。

为了防止假使在拨动机构中某物失效从而允许刻度筒运动超过其零位置而引起意外的过剂量，EOC构件用于提供安全系统。更具体地，在药筒装满的初始状态中，EOC构件定位在与驱动元件接触的最远侧轴向位置中。在已排出给定剂量之后，EOC构件将再次定位成与驱动元件接触。相应地，在机构试图输送超出零位置的剂量的情况下，EOC构件将抵靠驱动元件来锁定。由于机构的不同部分的公差和柔性，所以EOC将行进一小段距离，从而允许排出小的“过剂量”的药物，例如，3-5个 IU的胰岛素。

排出机构还包括剂量给送结束（EOD）咔哒声发出特征，所述特征在排出剂量结束时提供明显的反馈从而通知用户已排出完整量的药物。更具体地，EOD功能是通过弹簧基座与刻度筒之间的相互作用来实现的。当刻度筒返回到零位时，行进中的刻度筒迫使弹簧基座上的小咔哒声发出臂206向后。刚好在“零位”之前，释放该臂，并且该臂撞击刻度筒上的沉头表面（countersunk surface）。

所示的机构还设有转矩限制器，以便保护该机构以免用户经由拨盘构件施加过量负载。此特征由拨盘构件与重置管之间的交界连接提供，拨盘构件与重置管如上面所描述的彼此旋转锁定。更具体地，拨盘构件设有周向内齿结构281，周向内齿结构281与布置在重置管的柔性承载件部分261上的若干对应的齿接合。重置管齿设计成传递给出的特定最大大小的转矩（例如，150-300 Nmm），超过该大小，柔性承载件部分和齿将向内弯曲并且使拨盘构件转动，而不会使拨盘机构的剩余部分旋转。因此，笔内的机构不会以比转矩限制器通过齿传递的负载更高的负载而变形。

在已描述了机械药物输送装置的工作原理之后，将描述本发明的实施例。

图4示出了实施于上文参考图2、图3A和图3B所描述的一般设计的药物输送装置中的开关和传感器组件。主要地，示出了并且将描述开关组件本身以及用于致动单个开关的修改型构件。下文中，将把提供被打开和闭合的接触部的结构表示为开关或开关组件，而将把与一个或多个致动器或指示器构件相结合的开关组件表示为传感器或触发器组件或布置结构。

更具体地，图4中所示的组件包括组合型开关组件400、修改型壳体301、修改型棘轮管350、修改型离合器元件340以及非修改型活塞杆驱动元件330。开关组件包括提供多个单个柔性接触指状部的柔性金属片材构件410，并且适于安装在柔性印制基体420上，多个接触垫428形成在柔性印制基体420上。在所示的实施例中，并入了两个独立的开关布置结构，取决于实际构型和设计，可结合使用或独立地使用这两个开关布置结构。

参考图4和图5，将描述组合型开关组件400。柔性基体包括：第一开口421，其与第一多个开关接触垫（此处为：4个）422相关联；以及第二开口424，其与第二多个接触垫相关联。在所示的实施例中，第二多个接触垫包括一对开关接触垫425和一对公共地接触垫426。这些接触垫连接到连接的接触垫428的阵列，所述阵列适于连接到电子电路系统（未示出）。

柔性金属片材构件410包括柔性接触指状部（此处为：4个）411的第一阵列，每个指状部包括接触部分和致动部分，所述接触部分包括适于接合接触垫的接触凹部419，并且致动部分适于接合指示器结构。在所示的实施例中（见图5），接触凹部在静置非致动状态下与对应的接触垫接触（即，接触部被闭合），而当致动柔性臂时，接触凹部被抬升与接触垫脱离接合（即，接触部被打开）。

柔性金属片材构件410还包括柔性接触指状部（此处为：2个）415的第二阵列，每个指状部包括如上文参考柔性接触指状部的第一阵列所描述的接触部分和致动部分。第二阵列还包括一对地接触指状部416，一对地接触指状部416适于与柔性印制基体420上的对应的地接触垫426永久接触，这两个指状部提供冗余度（redundancy）。

开关组件400被接收并安装在形成于修改型壳体301中的凹陷303中，该凹陷设有第一开口307和第二开口308以允许第一阵列和第二阵列的柔性接触指状部的致动部分分别伸出到壳体的内部中。该凹陷还设有安装突出部304、305，安装突出部304、305适于与开关组件上的对应的安装结构417、418协作以确保正确定位。可借助于任何合适的手段（例如，粘合剂或结合）来安装开关组件。修改型壳体还包括壳体内表面上的修改型花键（未示出），修改型花键适于与修改型离合器元件（见下文）的外花键元件341协作。

转到致动器或指示器元件，修改型离合器元件340适于与柔性接触指状部411的第一阵列协作以提供旋转传感器，而修改型棘轮管350适于与柔性接触指状部411的第二阵列协作以提供触发传感器。

修改型离合器元件340在剂量设定和剂量排出期间类似于上面所描述的离合器元件240来工作，然而，外花键元件341已被重新布置成也充当旋转编码器（encoder）。更具体地，在离合器元件位于其近侧位置中的情况下，给定的花键作为致动器结构来工作，其（当在同一位置中旋转时）将给定的接触指状部抬起以由此保持接触部打开。两个花键之间的旋转间隙343的尺寸被设计成允许接触指状部（即，与被致动的指状部相邻的指状部）静置在其闭合状态中。当离合器元件运动到其远侧位置（见上文）时，允许给定的被致动的接触指状部向下运动并且闭合对应的接触部。当离合器元件在排出事件结束时再次向近侧运动时，对应于花键元件被旋转定位的任何给定接触指状部将被抬升且对应的接触部被打开。如所呈现的，在每次离合器元件向远侧运动时，任一打开的接触部将闭合，而在每次离合器元件向近侧运动时，零个或多个接触部将打开。优选地，在每次离合器元件分别向远侧和向近侧运动时，至少一个接触部应分别闭合和打开。

取决于的接触指状部的数目、花键的数目及它们的位置，旋转传感器能够设计成向所关联的电子电路系统提供不同的输入信息。例如，在具有必要数目的接触指状部和对应地布置的花键的情况下，旋转传感器可设计成在每次离合器元件运动成处于接合和脱离接合时提供该离合器元件的确切的旋转位置，即对应于全程旋转（例如，如上文参考图3所描述的24个增量）的增量数目。对于对应于离合器元件的不到全程旋转的剂量而言，将因此有可能确定剂量大小。实际上，对于对应于离合器元件的不止全程旋转的剂量而言，另外的传感器构件将是必要的，以对旋转圈数进行计数。

虽然所描述的旋转传感器概念可用来提供“全程”旋转位置传感器，但所示的实施例设计成提供相对“简单”的信息。更具体地，所示的实施例设计成确定离合器元件在排出事件期间是已对应于偶数还是奇数增量而旋转。

转向图4和图5的所示的实施例，提供了两个相同的旋转传感器，每个旋转传感器包括与离合器元件上的花键协作的一对柔性指状部。每个传感器提供相同的输出，且因此这两个传感器用于提供冗余度。离合器元件包括12个等距地布置的花键341，这些花键具有12个对应地插入的间隙343。在下文中，将把给定的一对中的两个接触指状部描述为“A”接触指状部411和“B”接触指状部412。这一对中的两个指状部布置成其间具有一定距离，使得一个指状部对应于花键被旋转定位，而另一个指状部对应于间隙被旋转定位。相应地，当处于任一给定旋转棘轮位置（ratchet position）中的离合器元件被置放（parked）在其非致动近侧位置中时，一个接触部打开并且一个接触部闭合。

所示的实施例的工作原理能够如下来描述：

在初始轴向剂量设定位置中，一个开关指状部（例如，“A”指状部）被充当致动器结构的花键元件抬升，且另一个（“B”指状部）静置在两个致动器结构之间的间隙343中。如果未设定剂量并且致动释放按钮，则发生以下内容：

1)离合器元件340轴向地运动到排出位置，这导致A指状部由于抬升的致动器构件运动离开而向下运动，由此使A开关闭合（使臂与柔性印制基体之间的凹部接触点闭合），这由处理器来记录。B指状部不运动。

2)由于未设定剂量，所以离合器元件以及因此致动器结构不旋转。

3)当离合器元件轴向地运动回到剂量设定位置时，这导致A指状部由于致动器结构运动回来而被抬升，由此使A开关打开，这由处理器来记录。B指状部不运动。

如所呈现的，在设定和排出2个单位的剂量的情况下，离合器元件将旋转2个增量，从而导致每个致动器结构（花键）与其相邻的构件一起移位。从指状部的角度而言，将不存在差异。相应地，当相同的开关（A或B）闭合且随后打开时，处理器将此检测为“偶数事件”。

如果已设定一个增量的剂量（例如，1个单位）并且致动释放按钮，则发生以下内容：

1)离合器元件轴向地运动到排出位置，这导致A指状部由于抬升的致动器构件运动离开而向下运动，由此使A开关闭合，这由处理器来记录。B指状部不运动。

2)由于设定了一个增量的剂量，所以离合器元件在剂量排出期间旋转一个增量，这导致致动器结构及其间的间隙发生位置移位。

3)当致动器结构轴向地运动回到剂量设定位置时，这导致B指状部由于致动器结构运动回来而被抬升，由此使B开关打开，这由处理器来记录。A指状部不运动。

如所呈现的，如果例如设定和排出3个或5个增量的剂量，则将发生相同的开关致动。相应地，当不同的开关闭合且随后打开时，处理器将此检测为“奇数事件”。

由以上内容推断出：

i)当排出0个、2个、4个等增量时，检测到偶数事件。

ii)当排出1个、3个、5个等增量时，检测到奇数事件。

虽然一个开关将针对一个增量变化向电子电路系统提供输入，但这将产生单个输入而无通-断输入，这会导致对于发生的运动的不确定性。

在简单的实施例中，理论上，一个开关将提供所描述的偶数/奇数功能。更具体地，如果传感器组件设有最初闭合的单个开关并且排出偶数增量，则在致动器结构来回运动时不会致动该开关，从而导致零个开关被致动。如果排出奇数增量，则在致动器结构来回运动时将仅致动该开关一次。如所呈现的，对此类传感器系统的致动将导致到电子电路系统的单个输入或无输入，这会导致对于发生的运动的不确定性。

为确保对离合器运动的“积极（positive）”和安全检测，如上面所描述的两个开关的实施方式确保了用于所有增量旋转运动（包括无旋转）的通-断输入。

在上文提到的触发传感器的描述之后，下文将解释偶数/奇数事件传感器的相关性。

如上面所描述的，修改型棘轮管350适于与柔性接触指状部411的第二阵列协作以提供触发传感器。修改型棘轮管350在剂量设定和剂量排出期间类似于上面所描述的棘轮管而工作，然而，已添加了致动器突起355来充当如图6中所示的触发器结构。

转到图4-图6的所示的实施例，提供了一个触发传感器，所述传感器包括一对柔性接触指状部415和关联的接触垫425从而形成两个开关，所述指状部适于与致动器突起355协作。每个开关提供相同的输出且因此用于提供冗余度。

如上文参考图2、图3A和图3B所描述，棘轮管具有对应于设定模式的近侧位置和对应于排出模式的远侧位置。在图4-图6的实施例中，只有当棘轮构件突起在其排出模式中旋转时，处于安装好的状态的触发器接触指状部415才将被棘轮构件突起激活（即，被抬升到打开开关状态）。一旦该突起已经经过，柔性开关指状部就返回到闭合空载位置（idleposition）。以这种方式，得以使激活开关与排出一定剂量的药物相耦合，而用户能够在不激活开关的情况下自由设定和调整剂量。当棘轮管突起为获得更大的剂量经过开关若干次时，开关将对应地针对单个排出事件被激活若干次，然而，由于致动在极短时间内发生，所以这只意味着例如计时器被重置若干次，末次重置是从其开始对自末次剂量给送以来的时间（time-since-last-dose）进行计数的重置。替代性地，对于计时器应用而言，可使用第一次重置，忽略后面的在短时间段内的重置。

所示的实施例设计成针对任何排出剂量大小来提供完整的打开-闭合触发开关激活，即棘轮管突起355和触发开关指状部被旋转定位成在棘轮管从一个增量位置旋转到初始“零位置”时（对应于给定的设定剂量已被完全排出）检测到剂量给送结束事件。但由于剂量设定和排出机构中的公差和松弛（slack），对于最小可能的剂量大小（即，对于所示的实施例而言，对应于棘轮管的15度旋转运动的一个增量的剂量大小）而言可能未必总是发生此种情况。

然而，当所描述的触发传感器与上面所描述的偶数-奇数旋转传感器相结合时，提供了具有高度可靠性的组合型传感器组件，其能够检测到对应于仅一个增量（例如，1个单位的胰岛素）的排出剂量。

替代性地，如果触发传感器适于作为用于棘轮管350的旋转计数器来工作，并且与适于对离合器元件的旋转位置作“全程”确定的旋转传感器相结合，则提供了一种允许对排出剂量的大小进行确定的传感器组件。

如所呈现的，能够在不需要额外部件的情况下以具有成本效益的方式提供所描述的额外的旋转传感器，因为只需要修改现有部件（即，柔性金属片材构件410、柔性印制基体420和离合器元件340）来包括额外传感器。

参考图4-图6，描述了基于接触结构的机械运动的传感器布置结构，即由机械结构使柔性接触指状部运动成处于接触和脱离接触。参考图7-图9，将描述基于设有若干导电结构的运动元件的一种传感器布置结构，这些导电结构在运动成与数对接触指状部接触时在两个指状部之间建立导电连接，所述导电连接然后能够被关联的电子电路系统来感测到。

更具体地，图7中所示的组件500包括具有四个开关的开关组件（见图8A）、非修改型棘轮管550、修改型离合器元件540、非修改型螺母元件525以及非修改型驱动元件530。离合器元件被修改成包括导电结构布置在其上的周向近侧部分。导电结构包括近侧环形部分545和具有多个周向地且等距地布置的导电区域546的远侧部分，由此在这些导电区域之间形成多个非导电空间547。以这种方式，形成了多个致动器结构545、546、547。在所示的实施例中，提供了12个导电区域和12个非导电空间，它们对应于示例性排出机构的全程旋转的24个增量。可借助于用导电材料进行印制或通过电镀过程来将导电表面施加在离合器元件上，电镀过程提供了将与耐久性药物输送装置相关的更具耐久性的表面。

图8A和图8B示出了处于已组装状态的图7的部件，还示出了开关组件的开关以及刻度筒570。开关组件505包括四个开关，每个开关具有一对柔性接触指状部，这一对柔性接触指状部适于在离合器元件540轴向地运动和/或旋转时在其表面之上滑动。四个开关布置在适于插入于壳体开口503中的承载件（未示出）上。开关组件包括第一对近侧开关A和B以及一对远侧开关C和D。如下文将参考图9A-图9D示出的，开关A和B定位在离合器元件上，从而当离合器元件位于其近侧位置中时对应于导电区域546和非导电空间547，且当离合器元件位于其远侧位置中时对应于导电环545。开关元件C和D定位在离合器元件上，从而当离合器元件位于其近侧位置中时在导电区域546的远侧，并且当离合器元件位于其远侧且因此位于旋转位置中时对应于导电区域546和非导电空间547。当给定开关的一对接触指状部定位在导电表面上时，该开关处于闭合状态“0”，并且当定位在非导电表面上时，开关处于打开状态“1”，开关的这些状态能够由关联的电子电路系统来检测。当随着离合器元件的运动在这两种状态之间致动给定的开关时，这能够由关联的电子装置的电子电路系统来检测，并且能够将信息用于对其的控制。

开关A和B对应于上面所描述的奇数/偶数开关，并且因此能够提供在离合器元件的轴向致动之间离合器元件是已旋转了偶数还是奇数增量的信息。另外，开关A和B还对开关C和D进行补充，以在用户致动剂量释放构件并由此使离合器元件向远侧运动时提供“唤醒”信号（见下文）。

开关C和D能够被视为“过渡”开关，其提供在用户致动剂量释放构件并由此使离合器元件向远侧运动时的“唤醒”信号以及关于离合器元件的旋转的额外信息。唤醒信号可以例如用来接通关联的电子装置的显示器。在所示的布置结构中，开关C和D被设置成检测对应于2和3个增量的增量式旋转（例如，对应于2和3个单位的胰岛素的排出剂量），这也提供了对已排出的4个或4个以上单位的指示。由于当离合器元件位于其远侧且因此旋转位置中时开关C和D分别定位在导电区域546和非导电空间547上，所以当离合器元件旋转时开关C和D将打开和闭合。由于因此检测到每个增量，所以该传感器布置结构可用来仅仅通过对开关周期的数目进行计数来提供剂量大小传感器。传感器组件可与另外的传感器系统（例如，由棘轮管操作的上面所描述的触发传感器）相结合，由此为检测所排出的药物的小的剂量提供额外的安全性。

转向图9A-图9D，将描述图8A的开关组件的四种不同状态。

更具体地，图9A示出了离合器元件540位于其近侧位置中和第一旋转位置中,其中开关A闭合，这提供了以下开关状态：

A	B	C	D
				0	1	1	1

图9B示出了离合器元件540位于其远侧位置中和第一旋转位置中,其中开关A闭合，这提供了以下开关状态：

A	B	C	D
				0	0	1	0

图9C示出了离合器元件540位于其近侧位置中和第二旋转位置中,其中开关A打开，这提供了以下开关状态：

A	B	C	D
				1	0	1	1

图9D示出了离合器元件540位于其远侧位置中和第二旋转位置中,其中开关A闭合，这提供了以下开关状态：

A	B	C	D
				0	0	1	0

图10A在靠上的表格中针对开关A的“闭合”起始状态图示说明了当根据六个不同的用户操作序列使离合器元件运动时的可检测到的开关状态，并且在靠下的表格中针对开关B的“闭合”起始状态图示说明了当根据六个不同的用户操作序列使离合器元件运动时的可检测到的开关状态。这些用户操作是：

1)按压和释放按钮，而不进行剂量设定

2)拨动1个单位（增量）的剂量并且给送1个单位的剂量

3)拨动2个单位的剂量并且给送2个单位的剂量

4)拨动3个单位的剂量并且给送3个单位的剂量

5)拨动4个单位的剂量并且给送4个单位的剂量

6)拨动2个单位的剂量，拨回到零位。

序列1和6可用来在无剂量设定事件的情况下接通显示器，且因此例如读出例如自末次剂量给送以来的时间的当前状态。在两个“带框”方框之间的运动提供“唤醒”信号。如所指示的，当检测到排出剂量时，可重置关联的电子设备，例如用于自末次剂量给送以来的时间的计时器的计数器。

参考图4-图10，描述了检测部件的旋转的传感器布置结构，所述部件具有对应于设定模式的近侧位置和对应于排出模式的远侧位置。参考图11，将描述另外的传感器布置结构，其检测排出机构的部件的旋转，所述部件在排出剂量期间不轴向地运动而是仅旋转。

图11示出了实施于上文参考图2、图3A和图3B所描述的一般设计的药物输送装置中的开关和传感器组件600。主要地，示出了并且将描述开关组件本身以及用于致动开关的修改型指示器构件。

更具体地，图11示出了传感器组件600，其包括与充当指示器构件的可旋转式驱动元件630相结合的固定开关组件610，可旋转式驱动元件630呈修改型活塞杆驱动元件的形式，上文参考图2、图3A和图3B描述了非修改型元件。开关组件包括：承载件611，其适于安装在对应修改型壳体（未示出）中的对应凹陷中；一对柔性导电接触指状部612，每个柔性导电接触指状部612连接到接触垫613，接触垫613适于连接到另外的电子电路系统。如在图8A实施例中那样，图11的传感器布置结构不是基于接触结构的机械运动，而是基于设有若干个导电结构的活动元件，其在运动成与接触指状部接触时在两个指状部之间建立导电连接并因此将开关从打开状态致动到闭合状态，并且随后在导电结构运动成与接触指状部脱离接触时将开关从闭合状态致动到打开状态，这然后能够被关联的电子电路系统感测到。更具体地，驱动元件630在其外周界上包括若干个致动器结构，这些致动器结构呈周向布置的轴向定向型导电“条带”结构631的形式，当其定位成对应于两个接触指状部时将在其间建立电接触。在导电结构之间，由制造驱动元件630的非导电聚合材料来提供非导电“间隙”。可通过任何合适的手段（例如，通过用导电墨来印制）来提供导电条带。

如所呈现的，当驱动元件630在排出剂量期间旋转时，开关组件610在每次导电条带631经过接触指状部612时闭合并且不久之后再次打开，这向关联的电子设备指示排出事件正在进行。在所示的实施例中，导电条带及因此所插入的间隙的数目对应于全程旋转的增量的数目（例如，24个增量）。由于因此检测到每个增量，所以传感器布置结构可用来仅仅通过对开关周期的数目进行计数来提供剂量大小传感器，或传感器布置结构可用作简单的触发传感器以仅检测是否已发生排出事件，而不管是否已检测到5个、10个或25个周期。

导电条带定位在驱动元件630上，使得对于驱动元件的给定的“被置放的”旋转位置而言，所述一对指状部布置在两个条带之间的中部，这为检测仅一个增量的旋转运动提供了稳健的设计。然而，由于排出机构中的公差和松弛，对于最小可能的剂量大小（即，对于所示的实施例而言，对应于驱动元件630的15度旋转运动的一个增量的剂量大小）而言可能未必总是发生此种情况。

然而，当所描述的触发传感器与上面所描述的偶数-奇数旋转传感器相结合时，提供了具有高度可靠性的组合型传感器组件，其能够检测到对应于仅一个增量（例如，1个单位的胰岛素）的排出剂量。

在替代性实施例中（未示出），图11中的开关组件610可呈参考图5所描述的类型的机械开关组件的形式，其中驱动元件被修改成具有若干个周向布置的轴向定向型肋状突起，这些肋状突起用于使一个或多个柔性接触指状部运动以由此打开和闭合关联的接触部。就参考图5和图6所描述的触发传感器而言，可提供两个接触指状部以实现冗余度。

图12示出了包括适于与两个开关组件协作的部件的组件700，组件700包括修改型壳体701、非修改型棘轮管750、修改型离合器元件740、修改型螺母元件725以及修改型驱动元件730。驱动元件被修改成包括多个轴向定向型导电结构731布置在其上的周向近侧部分，导电结构731适于与图11中所示的类型的开关组件（未示出）协作。离合器元件740被修改成包括具有多个指示器结构741（此处为：开口）的周向近侧部分，指示器结构741适于与图5中所示的类型的开关组件（未示出）协作。螺母元件725被修改成仅仅适应修改型驱动元件730。

在所示的实施例中，驱动元件730包括12个周向地且等距地布置的轴向定向型导电结构。由于排出机构针对全程旋转具有24个增量，所以传感器系统的“分辨率”将只确保检测到对应于2个增量的排出剂量。相应地，提供适于检测对应于奇数或偶数的增量的旋转的第二传感器系统，这对应于上面所描述的传感器系统，不同之处在于致动器结构呈开口而非花键的形式。

上面所描述的传感器组件以及单个组件可用来经由输出接触垫428向呈不同形式的关联的电子电路提供输入。例如，如果传感器组件被并入于耐久性药物输送装置中，则电子电路可呈安装在例如柔性印制电路板（PCB）上的单个“传统”电子部件的形式，并且可提供更加先进的特征，如用于存储针对若干排出事件的数据（例如，剂量大小和/或剂量给送时间）的存储器、有线或无线连接性、传统LCD或OLED、以及可更换或可再充电的电源。

对于一次性药物输送装置而言，可以以附加模块的形式提供相同种类的传统电子电路系统，所述附加模块适于由用户安装在第一装置上并随后通常在药筒已被排空时被转移到另一个装置，所述附加模块设有接触端子以用于与输出接触垫428接合。

鉴于在大多数情况下将认为把“传统”电子设备并入一次性药物输送装置中是过于昂贵的，所述可使用“替代性”技术来提供集成式解决方案从而允许进行有成本效益的制造。

相应地，在下文中，将描述一种包括柔性“电子标签”的药物输送装置，所述标签完全或部分地基于“印制电子设备”并且适于永久地安装在药物输送装置的曲形外部上，所述标签包括适于与上面所描述的输出接触垫428协作的接触端子。电子标签设计成以简单且直观的方式向用户提供关于自末次剂量给送以来的时间的信息。在EP2014/074475中能够找到针对此类标签的可能设计及制造过程的详细描述，EP2014/074475通过引用并入到本文中。在下文中，将仅描述此类标签的面向用户的功能。

转向图13.1-图13.7，药物输送装置800设有电子标签801，药物输送装置800为参考图1-图12所描述的类型并且包括上面所描述的传感器布置结构。电子标签形成于柔性箔片810上，并且包括印制显示器（printed display）820、安装的芯片、安装的电池、用于附接到传感器组件输出垫的接触端子的阵列、以及连接不同部件的端子的多个印制引线。标签具有大体矩形形式，其具有特定用于该标签所意图的药物输送装置的切口（看不见），从而允许观察显示器窗202。

参考图13.1-图13.7，将描述最终的笔形药物输送装置。用户接收处于非激活或睡眠状态的具有标签的笔，其中显示器的所有节段都处于“切断”状态，这在通过旋转剂量设定构件880来设定剂量期间将不改变（图13.1）。因此，如果在设定并储存了剂量之后将笔重置到零位，则笔将保持处于非激活状态。相应地，如果在没有设定剂量的情况下致动释放按钮890，则笔将保持非激活状态。当已设定了剂量并且用户释放排出机构以排出剂量时，棘轮管350将向远侧运动并开始与离合器元件340一起旋转，这导致触发传感器组件并且随后致动标签计时器，从而这接通标签上的中心计时器标志821（图13.2）。笔标签将保持处于这种状态达1个小时（图13.3），此后将激活计数标志822（图13.4），其中针对随后的每个小时（即在输送一定剂量的药物之后的2个、3个和4个小时之后）激活另外的计数标志823、824、825，如图13.5-13.7中所示的那样。对于所示的实施例而言，在5个小时之后，将使所有的节段失效。

对应于不同传感器设计的上面的描述，可将剂量大小感测和剂量排出事件感测相结合。实际上，如果将在电子标签上显示与剂量大小有关的信息，则应提供对应的数字显示装置。除设定剂量和/或末次设定剂量的大小之外，还可以显示药筒中药物的剩余量。

上面所描述的电子标签可以设有额外的特征，或可以将电子标签用作平台以向药物输送提供另外的特征。例如，胰岛素产品的制造商常常制造不同类型的胰岛素，其中一些胰岛素起效快但作用时间不是很长，而其他胰岛素起效较慢但作用时间更长。作为另外的示例，可提供温度传感器。所测量的温度可（例如）用作用于计算可变截止日期的输入，或对暴露于过高的温度提供警报的输入。除上面所描述的显示器特征之外，还可提供记录功能，例如显示器用图表来图示说明何时排出药物（例如，日和/或时）。可提供警告以防（例如）剂量加倍、超过最大剂量或其他异常的使用情况。可例如经由NFC天线无线地输入个人设定。电子标签的显示装置可适于显示2D矩阵码，所述2D矩阵码能够用来将数据转移到例如设有相机的智能手机。

在示例性实施例的上面的描述中，已描述了为不同部件提供所描述的功能的不同结构和构件，这种描述的程度达到了本领域的技术人员将明白本发明的概念的程度。对于不同部件的详细构造和规格将视为由本领域技术人员沿着本说明书中所阐述的思路而执行的常规设计程序的目标。

Claims (14)

1.一种旋转传感器组件，包括：

- 指示器构件（340、540），所述指示器构件（340、540）适于以增量方式旋转并且具有旋转锁定的第一轴向位置和旋转自由的第二轴向位置，

- 输入装置（400、505），所述输入装置（400、505）适于由所述指示器构件的运动来直接地或间接地致动，以及

- 处理器，所述处理器适于接收来自所述输入装置的输入，

其中：

- 所述指示器构件包括多个致动器结构（341、545、546），

- 所述输入装置包括适于由致动器结构来致动的一个或多个开关（411、412、419、422、A、B），

- 当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时，零个或多个开关被致动，这对应于第一开关模式，

- 当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第一轴向位置时，零个或多个开关被致动，这对应于第二开关模式，并且

- 所述处理器适于基于来自所述一个或多个开关的对应于所述第一和第二开关模式的输入来确定所述指示器构件的增量式旋转运动。

2.根据权利要求1所述的旋转传感器组件，其中：

- 当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时，至少一个开关被致动，这对应于第一开关模式，并且

- 当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第一轴向位置时，至少一个开关被致动，这对应于第二开关模式。

3.根据权利要求1或2所述的旋转传感器组件，其中，所述致动器结构和（一个或多个）开关布置成提供第一和第二开关模式，从而允许所述处理器确定所述指示器构件是已对应于偶数还是奇数增量而旋转。

4.根据权利要求3所述的旋转传感器组件，包括第一和第二开关（411、412、A、B），所述致动器结构（341、545、546）布置在所述指示器构件（340、540）上，使得：

- 对于给定的旋转位置而言，当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时，仅所述第一开关（411、A）由致动器结构致动，这对应于所述第一开关模式，以及

- 对于奇数增量的旋转运动而言，当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第一轴向位置时，仅所述第二开关（412、B）被致动，这对应于所述第二开关模式。

5.一种药物输送装置，包括：

- 壳体（301、501），所述壳体（301、501）具有外表面，

- 根据权利要求1所述的旋转传感器组件（400、505、340、540），

- 填充有药物的药筒（213）或用于接收填充有药物的药筒的装置（210），所述药筒包括出口和轴向可移位活塞，

- 药物排出装置，所述药物排出装置包括：

- 剂量设定装置（280），所述剂量设定装置（280）允许用户以增量方式设定待排出的药物的剂量的量，

- 活塞杆（220），所述活塞杆（220）适于接合所述活塞并使其轴向地运动以由此通过所述出口从所述药筒排出一定量的药物，

- 指示器构件（340、540），

- 传感器系统，所述传感器系统包括：

- 输入装置（400、505），所述输入装置（400、505）适于由所述指示器构件的运动来直接地或间接地致动，以及

- 处理器，所述处理器适于接收来自所述输入装置的输入，以及

- 能量源，

其中：

- 所述指示器构件（340、505）布置成在排出剂量期间旋转，所述旋转的量对应于增量的数目，

- 当所述药物排出装置处于剂量设定状态时，所述指示器构件处于所述第一轴向位置中，并且当所述药物排出装置处于排出状态时，所述指示器构件处于所述第二轴向位置中，

- 所述指示器构件包括多个致动器结构（341、545、546、547），

- 所述输入装置包括适于由致动器结构来致动的一个或多个开关（411、412、419、422、A、B），

- 当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时，零个或多个开关被致动，这对应于第一开关模式，

- 当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第二轴向位置时，零个或多个开关被致动，这对应于第二开关模式，并且

- 所述处理器适于基于来自所述一个或多个开关的对应于所述第一和第二开关模式的输入来确定所述指示器构件的增量式运动。

6.根据权利要求5所述的药物输送装置，其中：

- 当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时，至少一个开关被致动，这对应于第一开关模式，

- 当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第一轴向位置时，至少一个开关被致动，这对应于第二开关模式。

7.根据权利要求5或6所述的药物输送装置，其中，所述致动器结构和（一个或多个）开关布置成提供第一和第二开关模式，从而允许所述处理器确定所述指示器构件在排出剂量期间是已对应于偶数还是奇数增量而旋转。

8.根据权利要求7所述的药物输送装置，包括第一和第二开关（411、412、A、B），所述致动器结构布置在所述指示器构件上，使得：

- 对于给定的旋转位置而言，当所述指示器构件从所述第一轴向位置运动到所述第二轴向位置时，仅所述第一开关（411、A）由致动器结构致动，这对应于所述第一开关模式，以及

- 对于奇数增量的旋转运动而言，当所述指示器构件从所述第二轴向位置运动到所述第一轴向位置时，仅所述第二开关（412、B）被致动，这对应于所述第二开关模式。

9.根据权利要求5-8中的任一项所述的药物输送装置，还包括：

- 第二指示器构件（350、530），所述第二指示器构件（350、530）布置成在排出剂量期间运动，

- 第二传感器系统，所述第二传感器系统包括：

- 第二输入装置（415、425、510），所述第二输入装置（415、425、510）适于由所述第二指示器构件的运动来直接地或间接地致动，以及

- 所述处理器，所述处理器适于接收来自所述第二输入装置的输入。

10.根据权利要求9所述的药物输送装置，其中：

- 所述第二指示器构件（350）适于从对应于设定剂量的量的设定位置旋转，并且适于旋转到所述设定剂量已被排出所处的剂量给送结束位置，

- 当所述药物排出装置处于剂量设定状态时，所述第二指示器构件具有第一轴向位置，并且当所述药物排出装置处于排出状态时，所述第二指示器构件具有第二轴向位置，并且

- 当所述第二指示器构件已到达所述剂量给送结束位置时，当所述第二指示器构件处于所述第二轴向位置中时，所述第二输入装置被致动。

11.根据权利要求9所述的药物输送装置，其中：

- 所述第二指示器构件（530）适于在排出期间从初始位置旋转到所述设定剂量已被排出所处的剂量给送结束位置，所述旋转的量对应于所述排出剂量的量。

12.根据权利要求5-11中的任一项所述的药物输送装置，包括适于显示时间参数的显示器（620），其中：

- 所述处理器适于基于来自所述输入装置的输入来控制所述显示器以显示与所述输入装置被致动的时间相关的时间参数（622、623、624、625）。

13.根据权利要求12所述的药物输送装置，包括柔性片材（601），所述柔性片材（601）上形成或安装有：

- 所述显示器（620），所述显示器（620）适于显示时间参数，

- 所述处理器，以及

- 所述能量源，

其中，所述柔性片材至少部分地安装到所述壳体的外部。

14.根据权利要求13所述的药物输送装置，其中，所述显示器、处理器和能量源中的至少一者呈印制电子设备的形式。