CN110290821B - 监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种布置为可操作地连接至药剂输送装置(12)的监测装置(10)，所述药剂输送装置(12)包括手动操作的可移动剂量激活元件(20)，所述监测装置(10)包括电子电路(42)，所述电子电路(42)包括光学传感器(68)，其中所述光学传感器(68)相对于所述剂量激活元件(20)定位，从而从初始位置检测所述剂量激活元件(68)的手动操作；所述电子电路还包括振动传感器(70)，其中所述振动传感器(70)相对于所述药剂输送装置定位，从而在所述剂量激活元件(20)被操作时检测由药剂输送装置产生的特定振动谱，其中所述电子电路(42)包括计算元件，在所述剂量激活元件(20)被操作时，该计算元件能够将来自光学传感器(68)的信息与来自振动传感器(70)的信息相关联，以便在设定了正确的剂量时进行记录。

Description

监测装置
背景技术
对药剂输送装置(尤其是用于自助给药的药剂输送装置)的处理进行监测的需求正在不断增加。对处理进行监测的一个重要原因是根据先前的剂量输送和规定的给药计划向用户提供关于计划何时进行下一次剂量输送的信息和警示。
某些药剂输送装置设有集成到药剂输送装置中的监测单元。这有许多缺点。其中的一个缺点是药剂输送装置变得相当复杂并且造价高昂。在药剂输送装置是在使用后即丢弃的所谓一次性装置的情况下，这尤其成问题。另一个缺点是，通过集成监测功能来改造市场上现有的药剂输送装置并不是一项简单的任务，因为这种改造需要经过国家卫生权威部门的新批准才能上市。
一种替代方案是提供可释放地连接至药剂输送装置的监测单元。这种方案有许多优点。首先，监测单元可多次使用，这在使用一次性药剂输送装置的情况下是有利的。然后，容易从待丢弃的用过的药剂输送装置移除监测单元，并将监测单元连接至新的药剂输送装置，用于后续的剂量输送。此外，很容易调整或修改监测单元，使其连接至市场上的药剂输送装置，而不会使药剂输送装置的设计和功能受到监测单元的影响，从而免除国家卫生当局的任何干预。
在文献US 9,101,723中公开了一个可释放地连接至药剂输送装置的此类监测单元。在此，一个电子模块附接至药剂输送装置的外表面。该电子模块设有某种压力传感器或振动传感器。该电子模块设计为使得传感器布置为例如在设定和/或输送一定剂量时检测从药剂输送装置的接合部件发出的机械“咔嗒声”。
US 9,101,723的设计有一些缺点。必须对来自传感器的检测信号进行过滤，才能获得仅从剂量设定产生的正确信号，而不是获得从与剂量设定无关的其它情况产生的信号(例如在药剂输送装置跌落或振动的情况下)。即便如此，往往也很难获得仅检测正确信号的过滤功能。此外，在某些情况下，正确信号可能被同时出现的其它信号“隐藏”，因而过滤功能可能错过正确信号。
因此，存在与可连接至药剂输送装置的监测单元相关的改进空间。
发明内容
本申请的监测装置的目的是克服现有技术监测装置的缺点，并提供能够精确测量和显示设定剂量的监测装置。
此目的是通过独立权利要求的特征实现的。监测单元的优选实施例构成从属专利权利要求的主题。
根据一个方面，一种监测装置布置为可操作地连接至药剂输送装置，其中该药剂输送装置包括手动操作的可移动剂量激活元件。所述监测装置包括电子电路，该电子电路包括光学传感器，其中该光学传感器相对于剂量激活元件定位，从而从初始位置检测剂量激活元件的手动操作。
此外，所述电子电路包括振动传感器，其中该振动传感器相对于药剂输送装置定位，从而在剂量激活元件被操作时检测由药剂输送装置产生的特定振动谱，其中所述电子电路包括计算元件，在剂量激活元件被操作时，该计算元件能够将来自光学传感器的信息与来自振动元件的信息相关联，以便在设置了正确的剂量时进行记录。
因此，通过使用用于测量剂量激活元件的运动的光学传感器和振动传感器，与仅使用一个传感器的情况相比，能获得好得多的测量精度，因为通过关联来自两个传感器的信息会补偿药剂输送装置的任何偏差或公差缺陷。
根据一个方面，所述特定振动谱是由药剂输送装置按预定剂量数量间隔产生的，通常是由药剂输送装置的在剂量激活元件的特定位置处的部件产生的预先配置的咔嗒声，所述特定位置与特定剂量数量对应。
优选所述光学装置可布置为扫描可移动激活元件的表面。此外，所述振动传感器可以是加速度计，但也可以是麦克风。另外，所述监测单元可包括能够向用户提供信息的用户信息界面，该用户信息界面可以是显示屏。就此而言，若监测单元设有这样的信息，则显示屏可显示已经设定的剂量数量、时间和日期、电源的状态、以及后续剂量的日期和时间。此外，所述监测单元可包括触摸传感器。该触摸传感器可操作地连接至电子电路，从而当触摸传感器检测到监测单元的触摸或移动时，电子电路被激活。
所述监测单元还可包括设计并布置为与外部通信元件通信的至少一条通信电路。就此而言，该通信电路可包括近距离通信技术。例如，这样能够与智能设备通信，从而可在监测单元与智能设备之间传送信息。此时，智能设备的通信单元(例如Wi-Fi电路或射频通信电路)可用于将监测单元获得的信息进一步发送至互联网上的数据处理中心。
另外或替代地，所述监测单元的通信电路可包括无线局域网通信技术和/或数字蜂窝网络通信技术。这样，监测单元可直接与互联网上的数据处理中心通信，并且不需要诸如智能设备之类的额外设备来进行通信。
通过阅读下文中的本发明的详细说明和附图，本发明的这些方面和其它方面以及本发明的优点将变得更明显。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行详细说明，在附图中：
图1示出了一种药剂输送装置和通过附接元件附接至药剂输送装置的监测单元；
图2示出了附接有监测单元的药剂输送装置的透视图；
图3示出了图1的监测单元的部件分解图；
图4示出了从图1的监测单元的电子电路的下方观察时的透视图；
图5示出了通过图2的平面V-V的横截面图；
图6示出了与实际剂量位置相关的咔嗒声发生的曲线图；
图7示出了光学传感器输出与计算的剂量数量之间的关系的曲线图；和
图8示出了通过检测和使用来自药剂输送装置的咔嗒声进行补偿时图7的曲线图的变化情况。
具体实施方式
本发明涉及一种智能监测装置或单元10，该智能监测装置或单元10用于监测如图1所示的药剂输送装置12(例如胰岛素笔)的使用，但是应理解，该药剂输送装置可输送多种不同的药剂。监测单元10可通过适当的连接元件连接至药剂输送装置12。图1示出了环形套管14形式的连接元件的一个示例，该环形套管设计为以牢固的方式可移除地安装在药剂输送装置的外面。就此而言，套管14优选适合于其要连接的药剂输送装置的外形和尺寸以及机械固定元件15，例如与药剂输送装置上的相应支撑表面配合的突起和/或横档，例如在用于剂量计数器显示等目的的开口或窗口周围的侧表面。
监测单元预定连接的这种药剂输送装置包括大致细长的管状壳体16。该壳体布置为容纳药剂容器，其中该药剂容器设有药剂输送构件，例如注射针。所述药剂输送构件可以是药剂容器的一体部分，或者也可经由适当的附接元件(例如螺纹、卡口接头、鲁尔接头等)附接至药剂容器的近侧部分。在壳体的近端处可以可释放地附接有护帽18，以在使用前保护药剂输送构件。
此外，设有剂量激活元件20。剂量激活元件20可设有远侧握持部分22，该远侧握持部分22布置有管状延伸部24，其中该延伸部设有螺纹26，从而在转动握持部分22时，剂量激活元件20从药剂输送装置的远端伸出。当要输送后续剂量时，用户可向近侧方向按压握持部分22的远端28，由此剂量激活元件20转回到药剂输送装置的壳体中，其中剂量激活元件20可操作地连接至柱塞杆，该柱塞杆又作用在药剂容器的塞件上，以排出一剂药剂。药剂输送装置的上述部件未在附图中示出，但在所述类型的所有药剂输送装置中都存在。
所示实施例的监测单元10预定连接至传统药剂输送装置。该监测单元10包括大致矩形的壳体30(图1和图2)。壳体30的外侧表面布置有附接元件32，该附接元件32与套管14的对应附接元件34相互作用。在附图所示的实施例中，监测单元10的附接元件32包括向外指向的突起，该突起设计为配装到套管14的指向相反方向的内表面上的纵向延伸槽34中。但是，应理解，也可使用其它类型的附接元件，以实现监测单元的良好且牢固的附接。例如，如果监测单元相对于紧固元件和药剂输送装置的朝向很重要，那么监测单元的近侧区域可在壳体的一端布置有突起，并在壳体的另一端布置有凹部，并且紧固元件包括互补的附接元件，从而监测单元仅可沿一个方向附接至紧固元件。壳体30的在紧固时指向药剂输送装置的下部稍稍弯曲或凹入，以与药剂输送装置的曲率相符。监测单元还布置有可附接至壳体的端面的端部件36。该端部件的下表面38具有与壳体30的下部相同的曲率，如图2所示。壳体30的下部设有通道40，该通道40用于监测单元上的传感器，其功能将在下文中说明。
监测单元10还布置有电子电路42(图2和图5)。电子电路42优选布置在印刷电路板44上，并设有微控制器单元46或MCU，该微控制器单元40或MCU布置为基于程序代码执行不同的功能。电子电路42还布置有存储器存储元件48，在该存储器存储元件中可存储程序代码以及在监测单元10的操作期间获得的数据信息。显示屏50形式的用户通信元件(图2)可操作地连接至电子电路42，该显示屏50布置在壳体30的上部上，并由透明盖板52保护。除了显示屏50之外，监测单元也可/还可设有其它用户通信元件，例如具有不同颜色和/或闪光功能的LED元件、振动元件、以及能够产生声音甚至是语音信息的音频产生元件。电子电路42由适当的电源供电，在所示的实施例中，该电源可以是置于壳体内的适当隔室54中的纽扣电池。该纽扣电池被可移除的盖子56保持固定。在电子电路与纽扣电池的电极之间布置有适当的连接引线58、60。
电子电路42优选布置有通信模块62(图2)，该通信模块能够发送和接收数据。优选该通信模块62包括用于与外部设备进行无线通信的模块。优选但非排他地，所述用于无线通信的模块使用短距离无线技术，例如ANT+、蓝牙、NFC、RFID、Wi-Fi、无线HART、ZigBee、Z波等。目前，蓝牙技术是优选的，蓝牙技术已很普及，并包含在许多所谓的智能设备中，但是其它通信技术当然也是可行的。此外，所述通信技术可包括蜂窝无线电通信网络(例如GSM、3G、4G等)和/或无线局域网，该网络可提供互联网接入，并由此接入许多外部数据存储源、数据处理中心等。
电子电路还可布置有不同类型的传感器，这些传感器在操作时能够提供关于监测单元的状态的信息。所述传感器例如可包括触摸传感器64和温度传感器66。触摸传感器64可设计为使得当处于低功率模式下的药剂输送装置被用户拿起时，触摸传感器64会检测到药剂输送装置已被触摸，这会导致监测单元10被激活。温度传感器66可用于确定药剂输送装置是否已达到可施用药剂的温度。例如，在药剂输送装置的药剂需要冷藏以防止降解但是需要在室温下注射的情况下，就会是这样。然后，当温度达到可使用药剂输送装置的水平时，监测单元可向用户提供指示。
在本发明中可使用的另一个传感器是光学传感器68，该传感器能够检测药剂输送装置的部件的运动。一个有利的解决方案是使用可拍摄移动表面的连续图像的光电传感器。这种传感器不需要特定的表面或特定的图案来检测药剂输送装置的部件或元件的运动。光学传感器68附接在电子电路42上，从而当安装在壳体30中时，光学传感器68处于与壳体30的通道40在一条直线上的位置，如图5所示。
根据一个可行的方案，光学传感器布置在与剂量激活元件20相邻的位置。光学传感器68的位置使得其不会在设定剂量时或在输送剂量时干扰剂量激活元件20的机械操作。因此，光学传感器68可检测剂量激活元件(尤其是管状延伸部24)的运动，但是这在某些情况下可能不够精确，尤其是在剂量激活元件移动较长距离以设定较大剂量的情况下。这是因为机械精度并不总是那么好，因而公差问题开始起作用。如图7所示，由光学传感器测量并作为输出计算剂量获得的剂量激活元件的移动距离在X轴上示出，而计算的剂量在Y轴上示出。采用没有任何缺陷的药剂输送装置机构时，由光学传感器测量的特定移动距离应等于正确的剂量位置，因此在线性相关关系(线I)中应与计算的剂量对应。对于较短距离和相应的较小剂量(由范围1示出)，这通常是正确的，但是对于较大距离和相应的较大剂量，药剂输送装置的构造的不精确性和公差偏差会导致正确剂量位置与由光学传感器测量的应与计算的剂量对应的实际剂量位置之间有差异。因此，如图7所示，应与计算的剂量对应的实测距离不再对应，并且为用户提供的剂量比计算的剂量小。
因此，根据一种有利的方案，监测单元10的电子电路42还布置有加速度计70，该加速度计70能够测量在药剂输送装置中发生的振动，尤其是在剂量设定期间。许多药剂输送装置设有在设定剂量时产生特定咔哒声的元件，其中每个咔嗒声通常与剂量单位对应。利用加速度计70，可在用户转动剂量激活元件设定药剂剂量时检测并记录咔嗒声。但是，也是由于公差问题，很多时候所产生的咔嗒声不与剂量单位精确相关，而且，除了剂量设定之外，药剂输送装置的其它类型的处理也可能产生咔嗒声。例如，在药剂输送装置被敲击或跌落在表面上时，可能发出咔嗒声，这可能被误认为剂量设定的咔嗒声。这在图8中示出，其中X轴下方的“叉”表示具有误差范围的实际剂量位置，而箭头是检测到的敲击事件。如果两者重合，那么能进行有效的检测。另一个方面，在正确剂量位置之间发生的敲击可能导致误检。而且，当在正确的剂量位置发生多次敲击时，它们可能导致误检或漏检。
为了确保可靠并精确地检测剂量单位的设定，根据本发明，既检测运动，又检测振动。如图8所示，使用由药剂输送装置发出的咔嗒声调整剂量激活元件的实际位置，从而将光学传感器的输出调整到发出咔嗒声的位置，由此剂量激活元件的实际位置与计算的剂量数量对应，如图8中的范围2所示。因此，使用两种类型的传感器提供了检测剂量激活元件何时设定了正确剂量所需的精确度。
因此，光学传感器68与加速度计70之间的关联提供了在设定剂量时调节药剂输送装置的机械功能的任何缺陷或差异的可能性。本发明可与这种通过包括上述一部分功能的剂量激活元件设定和输送剂量的任何药剂输送装置结合工作。由于大多数设计具有关于如何设定剂量(例如利用剂量激活元件与药剂输送装置的壳体之间的螺距)以及如何及何时产生剂量咔嗒声的特定解决方案，因此可针对大量不同的设计校准本发明的监测单元，以便与一系列药剂输送装置结合工作。就此而言，在将监测单元首次用于特定药剂输送装置时，可在监测单元上输入并显示设定模式，在该模式中，用户可在可与监测单元结合使用的一系列药剂输送装置中选择特定型号。然后，只有在用户更换药剂输送装置时，才需要执行此步骤。在用户继续使用相同装置的情况下，则无需重复该选择步骤。就此而言，对于每种药剂输送装置，可以在使用监测单元之前执行校准步骤。例如，如果相同型号的药剂输送装置的个体之间的机械特性有显著差异，那么可能需要这样做。但是，对于大多数药剂输送装置，这不是必需的。
应理解，上文所述和附图所示的实施例应仅视为非限定性示例，并且在权利要求的范围之内可以对本发明进行各种修改。

Claims (11)

1.一种布置为可操作地连接至药剂输送装置(12)的监测装置(10)，所述药剂输送装置(12)包括手动操作的可移动剂量激活元件(20)，
所述监测装置(10)包括电子电路(42)，
所述电子电路(42)包括用于测量所述剂量激活元件(20)的移动的光学传感器(68)，
其中所述光学传感器(68)布置为扫描所述剂量激活元件(20)的表面，从而从初始位置检测所述剂量激活元件(20)的手动操作；
所述电子电路还包括振动传感器(70)，
其中所述振动传感器(70)相对于所述药剂输送装置定位，从而在所述剂量激活元件(20)被操作时检测由药剂输送装置产生的特定振动谱，
其中所述电子电路(42)包括计算元件，在所述剂量激活元件(20)被操作时，该计算元件能够将来自光学传感器(68)的信息与来自振动传感器(70)的信息相关联，以便在设置了正确的剂量时进行记录，
其中，所述特定振动谱是由药剂输送装置以预定剂量数量间隔产生的，
其中，所述振动传感器(70)是加速度计，其中所述加速度计布置为在用户转动剂量激活元件设定药剂剂量时检测并记录咔嗒声，
其中，使用由药剂输送装置(12)发出的咔嗒声调整剂量激活元件(20)的实际位置，从而将光学传感器(68)的输出调整到发出咔嗒声的位置，由此剂量激活元件(20)的实际位置与计算的剂量数量对应。
2.如权利要求1所述的监测装置，还包括能够向用户提供信息的用户信息界面(50)。
3.如权利要求2所述的监测装置，其中，所述用户信息界面包括显示屏(50)。
4.如前述权利要求中任一项所述的监测装置，还包括触摸传感器(64)。
5.如权利要求4所述的监测装置，其中，所述触摸传感器(64)可操作地连接至电子电路，从而在触摸传感器(64)检测到监测装置的触摸或移动时该电子电路被激活。
6.如权利要求1-3中任一项所述的监测装置，还包括设计并布置为与外部通信元件通信的至少一条通信电路。
7.如权利要求6所述的监测装置，其中，所述通信电路包括短距离通信技术。
8.如权利要求6所述的监测装置，其中，所述通信电路包括无线局域网通信技术。
9.如权利要求6所述的监测装置，其中，所述通信电路包括数字蜂窝网络通信技术。
10.一种系统，包括如前述权利要求任一项所述的监测装置和连接至该监测装置的药剂输送装置。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述药剂输送装置包括剂量激活元件(20)，并且光学传感器(68)靠近剂量激活元件(20)定位，使得光学传感器(68)可以检测所述剂量激活元件(20)的移动。
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