CN109789277B - 用于药剂输送装置的控制器 - Google Patents

Abstract

公开了一种药剂输送装置和一种控制器。该药剂输送装置包括药剂容器、柱塞杆和弹性构件。柱塞杆与药剂容器内的可滑动塞件接触，以排出药剂。弹性构件用于在输送药剂时向柱塞杆施力。另外，控制器配置为根据弹性构件的电感特性检测柱塞杆的输送行程的结束。

Description

用于药剂输送装置的控制器

技术领域

本发明涉及一种用于药剂输送装置的控制器，尤其涉及一种配置为检测药剂输送完成的控制器。

背景技术

已经以对用户友好的方式开发了具有自动机构的先进的药剂输送装置。这种先进的自动药剂输送装置在机械上设计为能实现听觉、触觉或视觉确认，使得用户能够以更直观和符合人机工程学的方式使用它们，同时降低人为错误的风险。

文献EP 2583710A说明了这种先进的自动药剂输送装置。当用户按压药剂输送装置的近端时，会开始自动注射，使注射针穿透注射区域，然后可通过机械声音向用户通知注射完成。通过这种方式，这种先进的自动药剂输送装置允许用户轻松地完成注射过程。

但是，机械药剂输送装置可能不是很精确，并且可能适应性不强。例如，这种机械药剂输送装置的声音确认可能与注射完成的精确时刻不对应，并且还可能在指示药剂输送的进程方面不可调节/不可定制。

发明内容

本发明涉及一种用于药剂输送装置的控制器。该药剂输送装置包括药剂容器、柱塞杆和弹性构件。柱塞杆与药剂容器内的可滑动塞件接触，以排出药剂。弹性构件用于在输送药剂时向柱塞杆施力。另外，控制器配置为根据弹性构件的电感特性检测柱塞杆的输送行程的结束。

优选所述电感特性是由弹性构件在药剂输送期间的频率变化衍生的。

优选所述频率变化关于源自包括弹性构件的LC电路的谐振频率。

优选所述弹性构件是线圈形的，并与LC电路的电感元件对应。

优选在药剂输送开始时激活对LC电路的谐振频率值的监测，并且连续监测谐振频率值，以确定柱塞杆的行程是否结束。

优选在检测的谐振频率值等于或大于预定频率值时确定柱塞杆的行程结束。

优选在药剂输送开始时激活对LC电路的单位时间的谐振频率差的监测，并且连续监测单位时间的谐振频率差，直到柱塞杆的行程结束。

优选在单位时间的谐振频率差基本上等于0时确定柱塞杆的行程结束。

优选所述控制器控制指示器以指示药剂输送的进程。

优选所述控制器配置为向指示器发送信号以指示柱塞杆的行程结束，并且其中所述指示器配置为在预定的延迟时间之后指示药剂输送完成。

优选药剂输送装置还包括通信单元，该通信单元配置为与控制器和外部单元通信。

优选所述指示器位于药剂输送装置和/或外部单元内。

优选所述预定的延迟时间是可定制的。

根据本发明，所提供的药剂输送装置可以是可定制的，以精确地检测药剂输送的完成，并且药剂输送装置的控制器可配置为控制指示器以指示药剂输送的整个进程。

通过下文中参照附图进行的详细说明，本发明的更多特征和方面将变得明显。

附图说明

结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并与文字说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明的一个实施例的药剂输送装置处于初始状态时的横截面图，该药剂输送装置具有控制器、指示器和通信单元；

图2示出了本发明的一个实施例的在图1的药剂输送装置中实施的示例性LC电路，该LC电路用于基于弹性构件的电感特性检测柱塞杆的输送行程；

图3示出了单位时间的谐振频率差与弹性构件的长度的关系图；

图4示出了本发明的一个实施例的与药剂输送装置一起实施的指示器，该指示器用于指示药剂输送的进程的多个阶段；

图5示出了本发明的一个实施例的在图1的药剂输送装置中实施的控制电路的功能框图。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。对于下面的附图，相同或相似的数字和符号指代相同或相似的元件。

图1是本发明的一个实施例的药剂输送装置1处于初始状态时的横截面图，该药剂输送装置1具有控制器11、指示器13和通信单元12。请参考图1，药剂输送装置1主要包括药剂容器80、柱塞杆90、可滑动塞件83、弹性构件91。药剂容器80布置在药剂输送装置1内，并具有预定容积以容纳药剂。柱塞杆90具有与可滑动塞件83接触的近端，并包围弹性构件91，该弹性构件91适合于沿近侧方向向柱塞杆90施力。可滑动塞件83布置在药剂容器80内，用于排出药剂。

此外，药剂输送装置1还包括护帽10、管状激活构件30、弹簧34、注射针61和壳体构件(未示出)。当用户移除护帽10并将管状激活构件30抵靠输送区域(例如抵靠用户的手臂皮肤)按压时，弹簧34被压缩，注射针61刺入，并且壳体构件与部件80、90、83和91配合以完成自动注射。同时，弹性构件91在输送药剂时向柱塞杆90施力。例如，在文献EP 2583710A中已经示出了这种自动注射技术，因此在此将不再说明这种自动注射技术。

根据一个实施例，控制器11可配置或编程为检测柱塞杆90的输送行程的结束。根据一个实施例，弹性构件91可以是线圈形的，或者可以是弹簧，因此弹性构件91可在电路中实现时用作电感器，即，弹性构件91具有电感特性。根据一个实施例，控制器11可配置为根据弹性构件91的电感特性检测柱塞杆90的输送行程的结束。另外，控制器91可以是任何可编程或可配置的现有控制器。

图2示出了本发明的一个实施例的在图1的药剂输送装置中实施的示例性LC电路15，该LC电路用于基于弹性构件91的电感特性检测柱塞杆90的输送行程。请参考图1和图2，由于弹性构件91可用作电感器，因此弹性构件91可与电感-电容(LC)电路的电感元件对应，其中可设置电容器C1并使之与弹性构件91耦合，以形成LC电路15。控制器11可耦合至LC电路15，并检测源自LC电路15的谐振频率。该谐振频率可从以下公式获得：

其中L代表弹性构件91的电感，C代表电容器C1的电容，f代表谐振频率。

根据一个实施例，控制器11可配置为始终监测LC电路15的谐振频率值。根据另一个实施例，控制器11可在药剂输送开始时开始监测LC电路15的谐振频率值；即，当用户按压药剂输送装置的近端并开始注射药剂时，触发或激活对LC电路15的谐振频率值的监测。

根据本发明的一个实施例，控制器11可在药剂输送期间连续监测LC电路15的谐振频率值。换言之，在注射药剂时，控制器11不断检测LC电路15。随后，控制器11可基于弹性构件91的频率变化确定柱塞杆90的行程是否结束。

图3示出了单位时间的谐振频率差与弹性构件91的长度的关系图。请参考图1-3，当药剂输送装置1未使用或开始使用时，弹性构件91处于预张紧状态，即，弹性构件91被压缩，具有长度L1。在注射期间，柱塞杆90被释放，并且弹性构件91的长度增加，以向可滑动塞件83施力以使其移动，导致药剂被输送。在柱塞杆90的输送行程结束时，弹性构件91停止变松，并具有长度L2。

根据本发明的一个实施例，弹性构件91是线圈形的，具有多个螺旋线圈。当柱塞杆90被释放时，弹性构件91在松弛时其长度可从L1变为L2。同时，弹性构件91的每对相邻线圈可被拉伸一段距离，导致弹性构件91的电感变化。因此，增大每对相邻线圈之间的距离可能导致减小源自弹性构件91的电感，从而导致LC电路15的谐振频率发生变化。

根据本发明的一个实施例，电容器C1的电容和处于松弛状态并具有长度L2的弹性构件91的电感限定一个预定频率值。因此，在检测的谐振频率值基本上等于或大于该预定频率值时，控制器11可确定柱塞杆90的行程结束。

根据另一个实施例，从图3能够看到，在弹性构件91的长度从L1变为L2的时间内，单位时间的谐振频率差Δf是变化的。因此，控制器11可在药剂输送开始时开始监测LC电路15的单位时间的谐振频率差Δf。随后，在柱塞杆90移动并且弹性构件91松弛的同时，控制器11可不断监测单位时间的谐振频率差Δf。因此，若检测到的单位时间的谐振频率差Δf基本上等于0(即，LC电路15的谐振频率停止变化并变为恒定值)，则控制器11可确定柱塞杆90的行程结束。

根据本发明的一个实施例，控制器11可通过有线或无线的方式耦合至指示器。如图1所示，控制器11可控制指示器13以指示药剂输送装置1的药剂输送的进程。

根据本发明的一个实施例，指示器13可位于药剂输送装置内。例如，通过有线方式耦合至控制器的指示器13可以是但不限于LED装置、振动装置、蜂鸣器或扬声器、或者对人类来说是有形的任何装置。

根据另一个实施例，通过无线方式耦合至控制器11的指示器(未示出)可布置在药剂输送装置1的外部。根据一个方面，外部指示器可以是简单的装置，例如外部蜂鸣器或扬声器、外部振动装置、或外部LED装置等。根据另一个方面，外部指示器可以是外部电子装置，例如移动电话、智能手表、智能手环等。但是，本发明的外部指示器不限于上述这些装置。可从控制器11无线地接收指示信号的任何装置也可用作药剂输送装置1的外部指示器。另外，根据一个实施例，药剂输送装置1还可包括通信单元12(如图1所示)，该通信单元可配置为与控制器11通信，并与外部单元通信。通过这种方式，控制器11可通过通信单元12向外部指示器(未示出)发送信号。

图4示出了本发明的一个实施例的与药剂输送装置1一起实施的指示器13，该指示器用于指示药剂输送的进程的多个阶段。图4的药剂输送装置1示出了用户能看到的图1的药剂输送装置1的外观，其中指示器12例如可以是LED装置12。

请参考图4，药剂输送装置1在初始阶段被护帽盖住。在移除护帽之后，LED装置12可发光一段时间，以指示药剂输送装置1已准备好使用(准备好使用的阶段)。在激活药剂输送之后，药剂输送装置1的LED装置12可开始闪烁；并且LED装置12可在药剂/剂量的输送期间(注射阶段)保持闪烁状态。在如上所述确定药剂输送装置1的柱塞杆(未示出)的行程结束时，LED装置12可停止闪烁，但在一段延迟时间内仍继续发光(时间延迟阶段)。在经过该延迟时间之后，LED装置12可发出具有不同颜色的光，以指示药剂输送实际完成(完成阶段)。在移除(例如从人体移除)药剂输送装置1之后，LED装置12可停止发光。

关于注射阶段，注射时间可能取决于药剂输送装置1的电源(例如电池)、药剂输送装置1的注射器的特性(例如尺寸或材质)、药剂/药物的量、药剂/药物的粘度、药剂输送装置1的注射针的针号，和/或它们的组合。因此，可在注射之前在预定范围内确定注射时间的正常状况。因此，药剂输送装置1的控制器还能确定注射的失败状况。例如，如果注射时间过短，那么药剂输送装置1的控制器可确定药剂输送装置1失灵(或卡住)。另一方面，如果注射时间过长，那么药剂输送装置1的控制器可确定药剂输送装置1的柱塞杆由于磨损等原因而移动得过慢。

关于延迟时间阶段，由于当柱塞杆的输送行程结束时通常仍在输送药剂，因此药剂输送完成可能发生在柱塞杆的输送行程结束之后。因此，在柱塞杆的输送行程结束与药剂输送完成之间存在延迟。换言之，药剂输送的最终完成时间接近于柱塞杆的输送行程结束时间加上延迟时间。根据一个实施例，延迟时间可根据人体(注射对象)的特性、药剂参数、药剂输送装置的设计和/或外界条件预先确定。例如，人体特性可以是但不限于血压、注射部位、注射温度、皮肤压力/阻力、体脂百分比、水合状况、年龄等；药剂参数可以是但不限于粘度、剂量等；药剂装置的设计可以是但不限于注射针的针号、注射针的长度、注射弹簧动力等；而外界环境条件可以是但不限于存储温度等。因此，预定的延迟时间可在每个特定注射环境下针对特定人体定制。

图5示出了本发明的一个实施例的在图1的药剂输送装置中实施的控制电路50的功能框图。请参考图5，控制电路50包括电源56、控制器11、检测器57、弹性构件(弹簧)91、以及指示器(LED装置)13。当药剂输送装置通电时，控制器11从电源56接收电力，该电源56例如可以是电池。根据本发明的一个实施例，控制器11可控制检测器57以检测弹性构件91的电感特性(例如谐振频率)，并且控制器11可根据弹性构件91的电感特性控制指示器13以指示药剂输送装置的使用进程。

总而言之，本发明提供了一种带有控制器的药剂输送装置。该药剂输送装置包括药剂容器、柱塞杆和弹性构件。药剂输送装置的控制器可配置为感测弹性构件的电感特性，以确定柱塞杆的输送行程的结束，并进一步确定药剂输送的完成及可定制的延迟时间。此外，控制器还可控制指示器以指示药剂输送的整个进程。结果，实现了一种精确、可定制且更直观的药剂输送装置。

虽然在本文中示出并说明了一些具体实施例，但是本领域普通技术人员应理解，在不脱离本发明的范围的前提下，可用各种替代和/或等效实施方式来代替所示和所述的具体实施例。本申请旨在涵盖本文所论述的具体实施例的任何修改或变化。因此，本发明仅受权利要求及其等同内容的限制。

Claims (11)

1.一种用于药剂输送装置的控制器，其中该药剂输送装置包括：

药剂容器；

柱塞杆，其与药剂容器内的可滑动塞件接触，以排出药剂；以及

由所述柱塞杆包围的弹性构件，其用于在输送药剂时沿近侧方向向柱塞杆施力；

并且其中所述控制器配置为根据弹性构件的电感特性检测柱塞杆的输送行程的结束以及注射时间是否在预定范围内，所述预定范围在注射之前确定，

其中，所述电感特性是由弹性构件在药剂输送期间的频率变化衍生的，

其中，设置电容器使之与弹性构件耦合，以形成包括弹性构件和电容器的LC电路，控制器耦合至LC电路并检测源自包括弹性构件和电容器的LC电路的谐振频率的频率变化，电容器的电容和处于松弛状态并具有一定长度的弹性构件的电感限定一个预定频率值，在检测的谐振频率值等于或大于预定频率值时控制器确定柱塞杆的输送行程结束。

2.如权利要求1所述的控制器，其中，所述弹性构件是线圈形的，并与LC电路的电感元件对应。

3.如权利要求2所述的控制器，其中，在药剂输送开始时激活对LC电路的谐振频率值的监测，并且连续监测谐振频率值，以确定柱塞杆的输送行程是否结束。

4.如权利要求2所述的控制器，其中，在药剂输送开始时激活对LC电路的单位时间的谐振频率差的监测，并且连续监测单位时间的谐振频率差，直到柱塞杆的行程结束。

5.如权利要求4所述的控制器，其中，在单位时间的谐振频率差基本上等于0时确定柱塞杆的行程结束。

6.如权利要求1所述的控制器，其中，所述控制器控制指示器以指示所述药剂输送的进程。

7.如权利要求6所述的控制器，其中，所述控制器配置为向指示器发送信号以指示柱塞杆的输送行程结束，并且其中所述指示器配置为在预定的延迟时间之后指示药剂输送完成。

8.一种药剂输送装置，包括如权利要求1至7中任一项所述的控制器。

9.如权利要求8所述的药剂输送装置，还包括通信单元，该通信单元配置为与控制器和外部单元通信。

10.一种药剂输送装置，包括如权利要求6或7所述的控制器以及构造为与所述控制器和外部单元通信的通信单元，其中，所述指示器位于药剂输送装置和/或外部单元内。

11.一种药剂输送装置，包括如权利要求7所述的控制器，其中，所述预定延迟时间是可定制的。

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