CN110505891B - 注射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种注射装置(100)，其包括：访问装置(110，115)，其被构造为选择性地允许和防止储存药物产品(122)的药筒(120)从注射装置(100)移除；自测单元(130)，其被构造为引起注射装置(100)的电子部件和电子组件中的至少一个的自测；以及控制单元(140)，其被构造为在自测失败的情况下控制访问装置(110，115)以使药筒(120)从注射装置(100)移除。

Description

注射装置
技术领域
本发明涉及注射装置。特别地，本发明涉及注射装置的安全方面。
背景技术
注射装置是设计用于通过注射而将药物产品施用于人体或动物体的医疗装置。出于安全原因，必须确保注射装置正确地操作。
WO2016/033496A1涉及用于药物输送的自动注射装置，其包括电子皮肤传感器，该电子皮肤传感器用作驱动控制机构的输入装置。电子皮肤传感器的状态被用于启用和禁用驱动控制机构的功能并激活驱动控制机构的功能。然而，在电子皮肤传感器发生故障并且电子皮肤传感器的错误状态被用于启用和禁用驱动控制机构的功能并激活驱动控制机构的功能的情况下，可能出现问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改进的安全性能的注射装置。
上述目的通过以下注射装置得到实现。
注射装置包括：访问装置，其被构造成选择性地允许和防止药筒从注射装置移除；自测单元，其被构造为引起注射装置的电子部件和电子组件中的至少一个的自测；以及控制单元，其被构造为在自测失败的情况下控制访问装置以使药筒从注射装置移除。
药筒是容纳药物产品并适于通过注射装置分配药物产品的容器。术语“药物产品”意指包括用于以受控的方式穿过注射装置的中空针的任何含有药剂的可流动的药物，例如液体、溶液、凝胶或微细悬浮液。
访问装置可包括使药筒插入注射装置和从注射装置移除的任何机械元件或结构。例如，访问装置可以包括能够被锁定或解锁的门或闸门，使得在门或闸门被解锁之后，可以将药筒插入注射装置中或从注射装置移除。在优选的实施方式中，访问装置包括药筒接收单元，该药筒接收单元被构造为接收和保持药筒，其中药筒接收单元被构造为至少部分地从注射装置的壳体突出，使得保持在药筒接收单元中的药筒可以从注射装置移除。药筒接收单元从注射装置的壳体的突出部可包括旋转或滑动机构，该旋转或滑动机构使药筒接收单元从闭合状态旋转或滑动到打开状态，反之亦然。
在优选的实施方式中，访问装置包括驱动装置，该驱动装置适于使访问装置从药筒不能插入注射装置的状态转变为药筒可以插入注射装置中的状态。例如，驱动装置可包括电动马达，该电动马达产生打开门、闸门或药筒接收单元的力。特别地，电动马达可以使偏置弹簧释放其弹簧力，使得门、闸门或药筒接收单元自动打开。
自测单元可包括适于测试注射装置的电子部件和电子组件中的至少一个的任何类型的处理单元。例如，自测单元可以包括运行软件的微处理器，该微处理器在向电子部件和电子组件中的至少一个发送控制信号时检查电子部件和电子组件中的至少一个是否提供适当的响应信号。
在优选的实施方式中，注射装置的电子部件和电子组件中的至少一个包括电动马达、近场通信系统、电池、接近传感器、处理器、针弹出机构和针缩回机构中的至少一个。例如，自测单元可以被构造为执行通电自测、检查自通电自测以来装置是否尚未变得不安全的定期测试和/或检查注射装置的传感器和/或致动器是否正确地运行的独立测试。
控制单元可以是被构造为在自测失败的情况下控制访问装置以使药筒从注射装置移除的任何类型的电子控制装置，例如微处理器。
在优选的实施方式中，控制单元控制访问装置，使得注射装置自动转变为可以从注射装置移除药筒的状态。例如，当自测失败时，控制单元可以使门或闸门自动打开，使得可以从注射装置移除药筒。此外，在访问装置包括被构造为接收和保持药筒的药筒接收单元的情况下，控制单元可以被构造为使药筒接收单元自动地至少部分地从注射装置的壳体突出，使得在自测失败时保持在药筒接收单元中的药筒可以从注射装置移除。
在一个实施方式中，控制单元被构造为获得关于插入注射装置中的药筒的药筒数据，检查药筒数据是否表明插入的药筒将不与注射装置一起使用，并在检查的药筒数据表明插入的药筒将不与注射装置一起使用的情况下控制访问装置以使药筒从注射装置移除。为此，药筒可包括通信标签，例如，存储关于药物产品的信息(例如，产品名称、批号、有效期等)的近场通信(NFC)标签。注射装置可包括对应的读取装置，例如适于无线读取存储在通信标签中的信息的NFC读取器单元。例如，在检查的药筒数据表明药物产品已经过期的情况下，注射装置的门可以自动打开以使使用者从注射装置移除药筒。
在另外优选的实施方式中，注射装置包括药筒检测器，其被构造为确定药筒是否插入注射装置中，其中控制单元被构造为在药筒检测器已确定没有药筒插入注射装置中的情况下，控制访问装置以使药筒插入注射装置中。药筒检测器可以是适于确定药筒是否插入注射装置中的任何类型的开关或传感器。例如，药筒检测器可以是适于读取设置在药筒上的NFC标签的NFC读取器单元。如果NFC读取器不能读取存储在NFC标签上的信息，则药筒检测器认为没有药筒插入注射装置中。在这种情况下，访问装置使药筒插入注射装置中，例如通过自动打开药筒接收单元。
在另外优选的实施方式中，控制单元被构造为在自测成功并且检查的药筒数据表明插入的药筒可以与注射装置一起使用的情况下，控制访问装置以防止药筒从注射装置移除。在满足这些条件的情况下，可以认为注射装置处于准备好进行操作的状态。例如，在自测成功并且检查的药筒数据表明插入的药筒可以与注射装置一起使用的情况下，可以锁定门、闸门或药筒接收单元。
在一个实施方式中，注射装置还包括：中空的皮肤针，其被构造为从注射装置弹出；接近传感器，其被构造为产生指示注射装置放置在人体或动物体的皮肤上的接近信号；以及触发装置，其被构造为产生指示注射装置的使用者已经通过注射装置触发注射的触发信号。中空的皮肤针适于刺破人体或动物体的皮肤。通过中空的皮肤针，容纳在药筒中的药物产品可以被分配在人体或动物体内。接近传感器优选使用电容感测技术来确定接近传感器与人体或动物体的皮肤之间的距离。控制单元可以处理来自接近传感器的距离数据，以确定注射装置是否已经放置在人体或动物体的皮肤上。触发装置可以是设置在注射装置的表面上的开关或按钮，该开关或按钮可以由注射装置的使用者操作，以便开始注射装置的注射。
为了防止误解使用者将注射装置保持在他/她的手中以将药筒装入注射装置并且同时用他/她的手指挡住皮肤针从注射装置弹出所穿过的开口或可打开元件的情况，控制单元可以被构造为在控制单元已经获得接近信号和触发信号并且从注射装置的通电到已经获得触发信号已经连续地获得接近信号的情况下，不引起皮肤针从注射装置弹出。在这种情况下，注射装置可以仅在使用者一旦将他/她的手指从皮肤针从注射装置弹出所穿过的开口或可打开元件移开(这导致接近信号的中断)之后才开始操作。注射装置的通电可以是注射装置的电子部件的初始供电，或者是使注射装置开始操作的事件，例如在药筒已插入注射装置中之后关闭门、闸门或者药筒接收单元。
为了防止误解使用者意外地用他/她的手指挡住皮肤针从注射装置弹出所穿过的开口或可打开元件的情况，控制单元可以被构造为在控制单元已经获得接近信号和触发信号并且触发信号已经在获得了接近信号之后的预定时间段内获得的情况下，不引起皮肤针从注射装置弹出。在优选的实施方式中，预定时间段为约一秒。因此，如果在比约一秒更长的连续时间段内没有接收到接近信号，则控制单元认为使用者意外地用他/她的手指挡住了皮肤针弹出所穿过的开口或可打开元件。
为了防止误解在使用者关闭注射装置的门、闸门或药筒接收单元时使用者意外地用他/她的手指挡住皮肤针从注射装置弹出所穿过的开口或可打开元件的情况，控制单元可以被构造为在控制单元已经获得接近信号和触发信号并且接近信号已经在访问装置防止药筒从注射装置移除的时间点之后的预定时间段内获得的情况下，不引起皮肤针从注射装置弹出。在优选的实施方式中，预定时间段为约两秒。例如，控制单元可以忽略在注射装置的门、闸门或药筒接收单元已经关闭之后约两秒内接收到的接近信号。为此，注射装置可包括被构造为确定门、闸门或药筒接收单元是否已经关闭的确定单元。
为了能够更精确地确定注射装置是否已经放置在人体或动物体的皮肤上，注射装置可以包括：第一接近传感器，其被构造为产生指示注射装置放置在人体或动物体的皮肤上的第一接近信号；以及第二接近传感器，其构造成产生指示注射装置放置在人体或动物体的皮肤上的第二接近信号，其中控制单元被构造为基于第一接近信号和第二接近信号确定注射装置已经放置在人体或动物体的皮肤上。
在优选的实施方式中，控制单元被构造为在同时获得第一接近信号和第二接近信号时确定注射装置已经放置在人体或动物体的皮肤上。特别地，如果同时仅获得第一接近信号和第二接近信号中的一个，则控制单元认为注射装置未正确地放置在人体或动物体的皮肤上，例如，仅注射装置的底侧的一个区域放置在人体或动物体的皮肤上。
为了能够改进地确定注射装置是否正确地放置在人体或动物体的皮肤上，连接第一接近传感器和第二接近传感器的虚拟线在皮肤针的弹出状态下不与皮肤针相交。
优选地，第一接近传感器和第二接近传感器可以距皮肤针的距离相同。
进一步优选地，第一接近传感器和第二接近传感器可以比皮肤针更靠近注射装置的中心。
在一个实施方式中，控制单元被构造为基于第一接近信号和第二接近信号确定注射装置是否已从人体或动物体的皮肤移除，并且响应于确定注射装置已从人体或动物体的皮肤移除而使皮肤针缩回到注射装置中。在这种确定情况下，控制单元可以在注射装置内引起进一步的操作，例如，中断药物产品从药筒的分配。
在另外优选的实施方式中，注射装置包括被构造为刺穿插入注射装置中的药筒的隔膜的隔膜针。为了避免药物产品堵在中空的皮肤针、隔膜针和/或连接药筒与中空的皮肤针的任何流体路径中，控制单元可以被构造为使皮肤针弹出并紧接在皮肤针弹出之前或弹出的同时通过隔膜针刺穿隔膜。
附图说明
现在将参照所附的示意图更详细地描述本发明的优选实施方式，其中：
图1示意性示出了注射装置的第一实施方式；
图2至图6示意性示出了注射装置的第二实施方式；
图7和图8示意性示出了注射装置的第三实施方式；
图9和图10示意性示出了注射装置的第四实施方式；
图11和图12示意性示出了注射装置的第五实施方式；
图13示意性示出了具有针弹出和缩回机构的注射装置的第六实施方式；以及
图14示出了用于注射装置的示例性安全方案的流程图。
具体实施方式
图1示意性示出了注射装置100的第一实施方式。注射装置100适于加装药筒120，药物产品122容纳在药筒120中。为此，注射装置包括药筒接收单元110。药筒120可以插入药筒接收单元110中，药筒接收单元110可以打开和关闭(未在图1中示出)，使得药筒120可以插入药筒接收单元110中和从药筒接收单元110移除。
注射装置100还配备有针弹出机构160和针缩回机构161。针弹出机构160适于从注射装置弹出中空的皮肤针165，并且针缩回机构161适于将弹出的皮肤针165缩回到注射装置中。皮肤针165容纳在注射装置100的壳体105内。在使用者按下触发按钮180时，针弹出机构160将皮肤针165从壳体105弹出，并通过中空的皮肤针165从药筒120分配药物产品122。为此，壳体105包括开口166，皮肤针165可以穿过开口166从壳体105弹出。另外，可打开元件(例如，门)可以覆盖开口166。
因此，注射装置100的使用者可以如下操作注射装置100：他/她可以打开药筒接收单元110，可以将药筒120插入打开的药筒接收单元110中或从打开的药筒接收单元110移除药筒120，可以关闭药筒接收单元110(有或没有药筒120插入药筒接收单元110中)，可以将注射装置100放置在人体或动物体的皮肤上，并且可以按下触发按钮180以便开始注射装置100的操作。
由于涉及锋利的皮肤针165的弹出，因此注射装置100必须配备有完善的安全机构。此外，由于容纳在药筒120中的药物产品122可能具有高成本，因此应该确保药筒120仅在注射装置100处于执行整个针弹出、药物产品的分配和针缩回的过程的条件下才不密封。
为了参照图1更详细地说明，注射装置100还包括驱动装置115、自测单元130、控制单元140、药筒检测器150、药筒接收单元检测器155、NFC读取器单元127、第一接近传感器170、第二接近传感器172、为注射装置100的电动元件供电的电池185、中空的隔膜针190和流体路径195。
控制单元140控制注射装置100的操作。为此，控制单元140可以实施为微处理器，其适于从驱动装置115、自测单元130、药筒检测器150、药筒接收单元检测器155、NFC读取器单元127、第一接近传感器170和第二接近传感器172接收信号和向它们发送控制信号。
药筒120在一端包括隔膜123，隔膜123可被中空的隔膜针190刺穿。当隔膜123被隔膜针190刺穿时，容纳在药筒120中的药物产品122可以从药筒120的分配口通过隔膜针190和流体路径195流到中空的皮肤针165。为了迫使药物产品122从药筒120中出来，药筒120包括可在药筒120内轴向运动的活塞(未在图1中示出)。在控制单元140的控制下由驱动装置115驱动的柱塞(未在图1中示出)使活塞迫使药物产品122从药筒120中出来。
药筒120还包括NFC标签125。NFC标签125可以缠绕在药筒120上。NFC标签125存储关于药物产品122的信息(例如，产品名称、批号、有效期等)。NFC读取器单元127适于无线读取存储在NFC标签125中的信息并将该信息提供给控制单元140。例如，控制单元140可以从NFC读取器单元127接收容纳在药筒120中的药物产品122已经到期的信息，并且将该信息转发给控制单元140。基于所接收到的信息，控制单元140控制注射装置100。
驱动装置115可以是适于直接或间接地驱动注射装置100的机械元件的任何致动器。优选地，驱动装置115包括由电动马达控制单元通过脉冲宽度调制(PW)控制方案控制的电动马达，例如直流(DC)电动马达。例如，驱动装置115可以使针弹出机构160弹出皮肤针165，并且可以使针缩回机构161将弹出的皮肤针165缩回。此外，驱动装置115可以使隔膜针190刺穿隔膜123。此外，驱动装置115可以使药筒接收单元110打开和关闭。
药筒检测器150适于确定药筒120是否插入药筒接收单元110中。为此，药筒检测器150可以实现为当药筒120插入药筒接收单元110中时被推动的开关。替代地，药筒检测器150可以通过与读取器单元127相同的方式实现，或者可以包含在读取器单元127中，使得仅当可以读取存储在NFC标签125中的信息时，才认为药筒120插入药筒接收单元110中。然后，药筒检测器150将所确定的信息提供给控制单元140。
药筒接收单元检测器155可以是传感器或开关，其适于检测药筒接收单元110何时已关闭，即已经从打开状态转变为关闭状态。在这种情况下，药筒接收单元检测器155将相应的信号发送给控制单元140。
第一接近传感器170和第二接近传感器172中的每一个使用电容感测技术来产生指示接近传感器与人体或动物体的皮肤之间的距离的接近信号。第一接近传感器170向控制单元140提供第一接近信号，第二接近传感器172向控制单元140提供第二接近信号。控制单元140被构造为基于第一接近信号和第二接近信号确定注射装置100是否已经放置在人体或动物体的皮肤上，例如，当同时获得第一接近信号和第二接近信号时。此外，基于第一接近信号和第二接近信号，控制单元140可以确定注射装置100是否已经从人体或动物体的皮肤移除。在这种情况下，控制单元140可以使针缩回单元161将皮肤针165缩回到注射装置100中。
自测单元130被构造为引起注射装置100的电子部件和电子组件中的至少一个的自测。特别地，自测单元130可以测试驱动装置115、控制单元140、药筒检测器150、药筒接收单元检测器155、NFC读取器单元127、第一接近传感器170、第二接近传感器172和电池185中的任何一个是否正确地操作。在自测失败的情况下，自测单元130将该信息提供给控制单元140。然后，控制单元140可以使药筒接收单元110打开，使得药筒120可以从药筒接收单元110移除。
例如，在第一接近传感器170发生故障并且将错误的第一接近信号发送到控制单元140的情况下，存在在将皮肤针165弹入人体或动物体的皮肤期间，第一接近传感器170将指示注射装置100已从人体或动物体的皮肤移除的第一接近信号发送到控制单元140的风险。注射装置已从人体或动物体的皮肤移除的这种确定将导致皮肤针165缩回到壳体105中以及将药物产品122分配到人或动物的皮肤中的中止，尽管注射装置100正确地放置在人体或动物体的皮肤上。为了避免这种情况，在第一接近传感器170的自测失败的情况下，自测单元130将相应的信息发送给控制单元140。然后，控制单元140使药筒接收单元110打开，使得药筒120可以从药筒接收单元110移除，并且直到第一接近传感器170通过自测才开始注射操作。此外，在自测失败之后，注射装置100的操作可能永久地被禁用。在这种情况下，注射装置100可以仅在注射装置100的制造商已经解锁装置之后再次操作。
作为另一个例子，如果存储在NFC标签125中的信息指示药筒120不应与注射装置100一起使用(例如，因为药物产品125与注射装置100的设置不匹配)，则控制单元140可以使药筒接收单元110打开，使得药筒120可以从药筒接收单元110移除并用正确的药筒120替换。
因此，当使用者按下触发按钮180时，控制单元140可以仅在其已经肯定地评估从自测单元130、药筒检测器150、药筒接收单元检测器155、第一接近传感器170、第二接近传感器172和NFC读取器单元127读取的信息接收的数据之后才启动注射。此外，如果控制单元140已经肯定地评估从自测单元130、药筒检测器150、药筒接收单元检测器155、第一接近传感器170、第二接近传感器172和NFC读取器单元127读取的信息，则其可能使药筒接收单元110被锁定，使得药筒接收单元110不能被使用者打开。
注射装置100中可包括多个另外的安全方案/机构，以确保使用者不会被皮肤针165意外地刺入。
特别地，为了防止误解使用者将注射装置100保持在他/她的手中以将药筒120装入注射装置100并且同时用他/她的手指挡住皮肤针165从注射装置100弹出所穿过的开口166的情况，在控制单元140已获得第一接近信号、第二接近信号和来自触发按钮180的触发信号并且从注射装置100的通电到已经获得触发信号已经连续地获得第一接近信号和第二接近信号的情况下，控制单元140不引起皮肤针165的弹出。在这种情况下，注射装置100可以仅在使用者一旦将他/她的手指从皮肤针165从注射装置100弹出所穿过的开口166移开使得第一接近信号和第二接近信号的接收被中断一次之后才开始操作。
此外，为了防止误解使用者意外地用他/她的手指挡住皮肤针165从注射装置100弹出所穿过的开口166的情况，在控制单元140已经获得第一接近信号、第二接近信号和来自触发按钮180的触发信号并且触发信号已经在获得了第一接近信号和第二接近信号之后的预定时间段(例如，1秒)内获得的情况下，控制单元140不引起皮肤针165的弹出。在这种情况下，控制单元140认为使用者用他/她的手指意外地挡住了开口166。
此外，为了防止误解使用者在他/她关闭药筒接收单元110时意外地用他/她的手指挡住皮肤针165从注射装置100弹出所穿过的开口166，在控制单元140已经获得第一接近信号、第二接近信号和来自触发按钮180的触发信号并且第一接近信号和第二接近信号已经在药筒接收单元110被关闭的时间点之后的预定时间段(例如，2秒)内获得的情况下，控制单元140不引起皮肤针165的弹出。在这种情况下，药筒接收单元110的关闭由药筒接收单元检测器155发信号通知控制单元140。
注射装置100的另一个安全方面涉及药物产品122的堵塞。由于药物产品122是可流动的药物，例如液体、溶液、凝胶或微细悬浮液，当将药物产品122从容器120分配到隔膜针190、流体路径195和皮肤针165中而没有从皮肤针165的端头端部分配出来时，药物产品122可能产生堵塞，这可能阻塞隔膜针190、流体路径195和皮肤针165中的任何一个，并导致注射装置100的故障。为了防止这样的问题，控制单元140使针弹出机构160将皮肤针165弹出并且紧接在皮肤针165的弹出之前或弹出的同时通过隔膜针190刺穿隔膜123。因此，仅当皮肤针165实际从注射装置100弹出时，药筒120的密封件123才被破坏。然而，例如，在使用者按压触发按钮180的情况下，由于自测单元130已经确定自测已经失败而不开始注射，由于隔膜针190没有刺穿隔膜123，因此可以从打开的药筒接收单元110移除药筒120并且稍后使用。
图2至图6示意性示出了注射装置100a的第二实施方式。相同的附图标记涉及相同的元件，因此省略其重复说明。具体地，第二实施方式的注射装置100a可以是第一实施方式的注射装置100。
图2示出了处于药筒接收单元110的关闭状态的注射装置100a。注射装置100a的壳体105类似于计算机鼠标那样成形，并且具有皮肤针165弹出所成穿过的平坦的底部部位(未在图2中示出)，使得注射装置100a可以稳定地放置在人体或动物体的皮肤上。在触发按钮180周围，设置有发光元件181。在注射装置100a未准备好用于注射的情况下，发光元件181显示红灯，而在注射装置100a准备好用于注射的情况下显示绿灯。
在药筒接收单元110中，设置有开口24，在从外部无法看到设置在药筒120上的打印标签(未在图2中示出)的情况下，使用者可以通过该开口旋转药筒120。
图3示出了在药筒120插入药筒接收单元110之前处于打开状态的药筒接收单元110。药筒120具有大致圆柱形的形状，并且包括圆柱形的主要部分120A、直径大于主要部分120A的圆柱形的近侧部分120B以及直径小于主要部分120A的圆柱形的远侧部分120C。在主要部分120A上，设置有NFC标签125。
图4示出了在药筒120已插入药筒接收单元110中之后处于打开状态的药筒接收单元110。图5还示出了在药筒120已插入药筒接收单元110中之后处于关闭状态的药筒接收单元110。
药筒接收单元110在图6中更详细地示出。药筒容纳单元110包括大致管状的管构件21，其具有近侧开口22和远侧开口23。管构件21具有与药筒120配合的尺寸和形状，即，牢固地保持药筒120的主要部分120A但在圆柱形的近侧部分120B的近侧端部施加推力时仍然允许药筒120在远侧方向上运动的尺寸。
近侧开口22和远侧开口23中的至少一个具有适于阻止药筒120运动的直径。例如，药筒接收单元110的近侧开口22可以具有比药筒120的近侧部分120B小的直径，或者药筒接收单元110的远侧开口23可以具有比药筒120的主体部分120A小的直径。特别地，远侧开口23的边缘34可以用作止动构件以阻止药筒120的运动。
药筒接收单元110还包括锁定构件25、引导元件27和铰链元件28。锁定构件25包括第一钩形元件26，第一钩形元件26被构造为与设置在注射装置100a中的配对的钩形元件62接合(参见图3)。当药筒接收单元110处于关闭位置时，第一钩形元件26和第二钩形元件62的接合防止药筒接收单元110运动到打开位置。引导元件27引导药筒接收单元110在打开位置与关闭位置之间的运动。铰链元件28包括孔29。在孔29内，可以设置具有扭转弹簧的销(未在图6中示出)。扭转弹簧适于使药筒接收单元110围绕销从关闭位置旋转到打开位置。
因此，在控制单元140的控制下，驱动装置115可以释放扭转弹簧的弹力，这使药筒接收单元110转到打开位置。
图7和图8示意性示出了注射装置100b的第三实施方式。第三实施方式的相同元件涉及第一和第二实施方式的相同元件。特别地，第三实施方式的注射装置100b可以是第一实施方式的注射装置100a或第二实施方式的注射装置100b。
图7示出了处于打开位置的药筒接收单元110。在图7中，药筒120装载在药筒接收单元110中。配对的钩形元件62由弹簧63可运动地支撑。在图7中，配对的钩形元件62已经朝向弹簧63运动，这引起弹簧63的压缩。因此，药筒接收单元110可以在图8所示的关闭位置旋转，其中配对的钩形元件62与第一钩形元件26的接合在弹簧63的释放之后发生。配对的钩形元件62在朝向弹簧63的方向上的运动由驱动装置115引起。因此，驱动装置115还可以防止配对的钩形元件62在朝向弹簧63的方向上运动。
因此，配对的钩形元件62适于防止药筒接收单元110从关闭位置运动到打开位置。为此，设置确定装置90，其适于通过驱动装置115控制配对的钩形元件62。具体地，确定装置90适于通过驱动装置115控制配对的钩形元件62，以永久地防止药筒接收单元110从关闭位置运动到打开位置。
图7和图8进一步示出了支撑在壁元件85处的螺旋弹簧50。当药筒120插入药筒接收单元110中时，药筒120的远侧部分120C抵靠螺旋弹簧50，使得药筒120可以在药筒接收单元110内朝向壁元件85运动，这使螺旋弹簧50压缩。在螺旋弹簧50内设置有隔膜针190(未在图7和图8中示出)，当药筒120朝向壁元件85运动时，隔膜针190刺穿药筒120的隔膜123。药筒120朝向壁元件85的运动由驱动装置115在控制单元140的控制下引起。
驱动装置115机械地连接至导螺杆58。导螺杆58包括可由驱动装置115驱动(即，旋转)的驱动齿轮(未在图7和图8中示出)。螺母74设置在导螺杆58上。螺母74包括凹形内螺纹，其与作为凸形螺纹的导螺杆58配合，使得驱动装置115使驱动齿轮的旋转引起螺母74沿着导螺杆58运动。为此，进一步提供引导元件(未在图7和图8中示出)，其引导螺母74的运动。驱动装置115使驱动齿轮在相反方向上的旋转引起螺母74沿着导螺杆58在相反的方向上运动。
当螺母74从药筒接收单元110的关闭位置在远离驱动装置115的方向上运动时，螺母74触发枢转的锁定轮(未在图7和图8中示出)。锁定轮将第二钩形元件62推向弹簧63，这导致第二钩形元件62与第一钩形元件26的脱离。因此，可以打开药筒接收单元110。此后，当关闭药筒接收单元110时，第二钩形元件62与第一钩形元件26卡合并接合，使得药筒接收单元110不再能够打开。
图9和图10示意性示出了注射装置100c的第四实施方式。第四实施方式的相同元件涉及第一至第三实施方式的相同元件。特别地，第四实施方式的注射装置100c可以是第一实施方式的注射装置100、第二实施方式的注射装置100a或第三实施方式的注射装置100b。
图9从底侧示意性示出了注射装置100c，图10示意性示出了注射装置100c的侧视图。特别地，图10示出了注射装置100c放置在人体或动物体的皮肤200上。虚线示出了注射装置100c部分地从人体或动物体的皮肤200移除。
注射装置100c在其底部部位包括从壳体105延伸的突出部167。突出部167具有圆弧的横截面形状。通过突出部167，皮肤针165从壳体105弹出。当皮肤针165缩回到壳体105中时，它不会从壳体105突出，使得注射装置100c的使用者不会被皮肤针165弄伤。
从图9和图10可以看出，第一接近传感器170和第二接近传感器172位于比皮肤针165的位置更靠中心的位置。具体地，连接第一接近传感器170和第二接近传感器172的虚拟线(在图9中以虚线示出)在皮肤针165的弹出状态下不与皮肤针165相交。此外，第一接近传感器170和第二接近传感器172距皮肤针165的距离相同。
因此，仅在注射装置100c正确地放置在人体或动物体的皮肤上时，第一接近传感器170发送第一接近信号，并且第二接近传感器172发送第二接近信号。如果控制单元140同时仅接收到一个接近信号，则控制单元140知道注射装置100c没有正确地放置在人体或动物体的皮肤200上。此外，在图10中的虚线所示的情况下，注射装置100c围绕突出部167放置在皮肤200上的位置顺时针旋转45°的角度。在这种情况下，控制单元140既不接收第一接近信号也不接收第二接近信号。此外，在注射装置100c没有正确地放置在皮肤200上的情况下，发光元件181(参见图2)可以显示红色。此外，当注射装置100c正确地放置在皮肤200上时，发光元件181可以显示绿色。
图11和图12示意性示出了包括隔膜穿刺机构的注射装置100d的第五实施方式。第五实施方式的相同元件涉及第一至第四实施方式的相同元件。特别地，第五实施方式的注射装置100d可以是第一实施方式的注射装置100、第二实施方式的注射装置100a、第三实施方式的注射装置100b或第四实施方式的注射装置100c。
注射装置100d包括药筒120、药筒接收单元110(未在图11和图12中示出)、中空的隔膜针190、柱塞杆40(在图11和图12中由箭头示意性示出)以及螺旋弹簧50。图11和图12进一步示意性示出了注射装置100d的壳体105。在控制单元140的控制下，驱动装置115驱动柱塞杆40(未在图11和图12中示出)。
药筒120包括活塞12，活塞12可从图11所示的近侧位置运动到图12所示的远侧位置。在其远侧端部，药筒120包括隔膜123，隔膜123覆盖流体分配口15。在活塞12从近侧位置在朝向远侧位置的远侧方向上运动时，在分配口15被打开的情况下，药物在远侧被迫使从分配口15中出来。然而，在分配口15被隔膜123关闭并且药物储存在药筒120中的情况下，活塞12从近侧位置在朝向远侧位置的远侧方向上的运动在整个药筒120上产生在远侧方向上的力。图11和图12进一步示出了止动构件34，其适于在端部位置处阻止药筒120在远侧方向上的运动。图11和图12还示出了适于由使用者推动以开始注射的启动按钮180。
隔膜针190包括远侧端部31和近侧端部32，并且不可运动地固定在注射装置100d中。近侧端部32具有尖锐的端头端部，该端头端部适于刺穿隔膜123，使得分配口15被打开。具有活塞12的药筒120、药筒接收单元110(未在图11和图12中示出)，隔膜针190、柱塞杆40和螺旋弹簧50都沿着相同的轴线设置。
螺旋弹簧50包括远侧端部和近侧端部，其中远侧端部固定在注射装置100d中，使得药筒120在远侧方向上的运动压缩螺旋弹簧50，从图12可以看出。螺旋弹簧50围绕隔膜针190，使得在药筒120在远侧方向上运动之前，螺旋弹簧50保持隔膜针190的近侧端部32与隔膜123之间的距离。因此，在药筒120在图11所示的远侧方向上运动之前的状态下，隔膜针190的远侧端部31从螺旋弹簧50的远侧端部在远侧突出，而螺旋弹簧50的近侧端部从隔膜针190的近端32在近侧突出。
当柱塞杆40从图11所示的第一位置在远侧方向上运动时，它在远侧方向上推动活塞12。特别地，只要隔膜针190没有刺穿隔膜123，活塞12在远侧方向上的运动引起活塞12与整个药筒120一起在远侧方向上运动，即药筒120通过隔膜针190的近侧端部32刺穿隔膜123的刺穿状态被迫在药筒接收单元110(未在图11和图12中示出)中在远侧方向上滑动。
在隔膜123被隔膜针190刺穿之后，隔膜针190使药物通过隔膜针190的远侧端部31从药筒120分配，药筒120和活塞12仍以大致相同的速度运动，直到药筒120的运动被止动构件34停止。特别地，药筒120在远侧方向上的运动以图12所示的情况结束，其中隔膜针190的近侧端部32刺穿隔膜123，螺旋弹簧50在被药筒120的远侧端部推动之后被压缩，活塞12位于其最远侧位置，柱塞杆40位于其最远侧位置(未在图12中示出)，并且药物已经由分配口15通过中空的隔膜针190分配。因此，在隔膜刺穿过程结束时，螺旋弹簧50被压缩，使得隔膜针190的近侧端部32从螺旋弹簧50的近侧端部突出。
因此，隔膜针190对隔膜123的刺穿可以通过控制单元140独立地控制，即独立于皮肤针165的弹出。因此，控制单元140可以使针弹出机构160将皮肤针165弹出，并且可以紧接在皮肤针165弹出之前或弹出的同时使隔膜针190刺穿隔膜123。
图13示意性示出了根据第六实施方式的具有针弹出和缩回机构的注射装置100e。注射装置100e可包括与第一至第五实施方式中的任何一个相同的元件。因此，相同的附图标记涉及相同的元件，并且省略其任何重复说明。
特别地，图13示出了可以如何将针弹出和缩回机构安装在注射装置100e中以及如何在从药筒120经由导管380通过中空的皮肤针165分配药物之前将中空的皮肤针165弹入人体或动物体的皮肤中。在注射装置100e中，皮肤针165的弹出和缩回由控制单元140(未在图13中示出)经由驱动装置115控制。
针弹出和缩回机构设置在注射装置100e的壳体中，该壳体包括底板310和顶板320。在底板310和顶板320之间，看到两个垂直杆360和370。底板310的外表面适于放置在人体或动物体的皮肤上。
注射装置100e包括中空的皮肤针165，皮肤针165具有适于刺穿人体或动物体的皮肤的针尖313、用于将皮肤针165从注射装置100e弹出的两个压缩的第一弹簧316A和316B以及用于将皮肤针165缩回到注射装置100e中的第二压缩弹簧318。两个第一弹簧316A和316B平行于皮肤针165被弹出所沿的轴线延伸，并且设置在顶板320和第一支撑元件340之间，第一支撑元件340连接至皮肤针165的近侧端部。具体地，螺母74(未在图13中示出；参见图7和图8)的运动释放两个压缩的第一弹簧316A和316B的弹簧力，使得皮肤针165被两个第一弹簧316A和316B从注射装置100e中推出来。例如，螺母74的运动可以使保持第一弹簧316A和316B的杠杆(未在图13中示出)被移除，使得两个第一弹簧316A和316B引起第一支撑元件340与皮肤针165一起弹出。
在皮肤针165弹出时，针尖313从底板310的外表面突出(未在图13中示出)。第二弹簧318设置在底板310与第二支撑元件350之间，并且适于将皮肤针165缩回到注射装置300中。
图13还示出了药筒120，其经由导管380连接至中空的皮肤针165的近侧端部。因此，导管380适于在皮肤针165的近侧端部和药筒120之间建立流体路径。具体地，导管380可以是图1中所示的流体路径195。
图13示出了包括针弹出和缩回机构的注射装置100e。然而，在变型的实施方式中，注射装置100e可以仅包括针弹出机构。为此，可以从注射装置100e移除第二弹簧318。
图14示出了示例性安全方案的流程图。安全方案可以由根据第一至第六实施方式的任何注射装置或任何其他注射装置执行。
流程图包括三列。第一列指示注射装置的使用者的动作，第二列指示注射装置响应于使用者的动作的内部处理，第三列指示注射装置的动作。
因此，注射装置的示例性操作以使用者将药筒插入注射装置中开始。此后，使用者关闭注射装置的门。响应于门的关闭，注射装置通电。此后，注射装置进行自检，例如自测。如果自检不成功，则门打开，使得使用者可以移除药筒。在自检成功的情况下，注射装置执行NFC天线检查，即检查存储在设置在药筒上的NFC标签中的数据。在NFC天线检查提供错误的药筒被插入注射装置中的结果的情况下，注射装置的门被打开，使得药筒可以从注射装置移除。在NFC天线检查为肯定的情况下，该过程继续等待模式。注射装置可以从等待模式进入“准备注射”状态。
在使用者将注射装置不正确地放置在人体或动物体的皮肤上的情况下，在注射装置中调用皮肤传感器安全算法，这导致注射装置不被启动。
在使用者将注射装置正确地放置在人体或动物体的皮肤上的情况下，开始皮肤针弹出和药物输送过程，这导致开始注射。
此外，在从人体或动物体的皮肤移除(特别是突然移除)注射装置的情况下，开始皮肤针缩回过程，这导致注射停止。

Claims (14)

1.一种注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其包括访问装置，所述访问装置被构造为选择性地允许和防止药筒(120)从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)移除，
其特征在于，所述注射装置还包括：
自测单元(130)，其被构造为引起所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)的电子部件和电子组件中的至少一个的自测；以及
控制单元(140)，其被构造为在自测失败的情况下控制所述访问装置以使所述药筒(120)从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)移除，
其中，所述控制单元(140)被构造为控制所述访问装置以在自测失败的情况下使所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)的门或者闸门自动打开，从而能够从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)移除所述药筒(120)；
所述注射装置的电子部件和电子组件中的至少一个包括电动马达、接近传感器、针弹出机构和针缩回机构中的至少一个；以及
所述自测单元被构造为作为自测来检查电动马达、接近传感器、针弹出机构和针缩回机构中的所述至少一个是否正确地操作。
2.根据权利要求1所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其中
所述控制单元(140)被构造为获得关于插入所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)中的药筒(120)的药筒数据，检查药筒数据是否表明插入的所述药筒(120)将不与所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)一起使用，并在检查的药筒数据表明插入的所述药筒(120)将不与所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)一起使用的情况下，控制所述访问装置使所述药筒(120)从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)移除。
3.根据权利要求2所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其中
所述控制单元(140)被构造为在自测成功并且检查的药筒数据表明插入的所述药筒(120)能够与所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)一起使用的情况下，控制所述访问装置以防止所述药筒(120)从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)移除。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其还包括：
药筒检测器(150)，其被构造为确定药筒(120)是否插入所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)中，其中
所述控制单元(140)被构造为在所述药筒检测器(150)已确定没有药筒(120)插入所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)中的情况下，控制所述访问装置以使药筒(120)插入所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)中。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其中
所述访问装置包括被构造为接收并保持药筒(120)的药筒接收单元(110)，并且
所述控制单元(140)被构造为使所述药筒接收单元(110)至少部分地从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)的壳体突出，使得在自测失败的情况下保持在所述药筒接收单元(110)中的药筒(120)能够从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)移除。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其还包括：
中空的皮肤针(165)，其被构造为从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出；
接近传感器，其被构造为产生指示所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)放置在人体或动物体的皮肤上的接近信号；
触发装置(180)，其被构造为产生指示所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)的使用者已经通过所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)触发注射的触发信号，其中
所述控制单元(140)被构造为在所述控制单元(140)已经获得所述接近信号和所述触发信号并且从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)的通电到已经获得所述触发信号已经连续获得所述接近信号的情况下，不引起所述皮肤针(165)从注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其还包括：
中空的皮肤针(165)，其被构造为从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出；
接近传感器，其被构造为产生指示所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)放置在人体或动物体的皮肤上的接近信号；以及
触发装置(180)，其被构造为产生指示所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)的使用者已经通过注射装置(100；100a；100b；100c；100d)触发注射的触发信号，其中
所述控制单元(140)被构造为在所述控制单元(140)已经获得所述接近信号和所述触发信号并且所述触发信号已经在获得了所述接近信号之后的预定时间段内获得的情况下，不引起所述皮肤针(165)从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其还包括
中空的皮肤针(165)，其被构造为从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出；
接近传感器，其被构造为产生指示所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)放置在人体或动物体的皮肤上的接近信号；以及
触发装置(180)，其构造为产生指示所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)的使用者已经通过所述注射装置(100)触发注射的触发信号，其中
所述控制单元(140)被构造为在所述控制单元(140)已经获得所述接近信号和所述触发信号并且所述接近信号已经在所述访问装置防止药筒(120)从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)移除的时间点之后的预定时间段内获得的情况下，不引起所述皮肤针(165)从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其还包括
第一接近传感器(170)，其被构造为产生指示所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)放置在人体或动物体的皮肤上的第一接近信号；以及
第二接近传感器(172)，其被构造为产生指示所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)放置在人体或动物体的皮肤上的第二接近信号，其中
所述控制单元(140)被构造为基于所述第一接近信号和所述第二接近信号确定所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)已经放置在人体或动物体的皮肤上。
10.根据权利要求9所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其中
所述控制单元(140)被构造为在同时获得所述第一接近信号和所述第二接近信号时确定所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)已经放置在人体或动物体的皮肤上。
11.根据权利要求9所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其还包括
中空的皮肤针(165)，其被构造为从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出，其中
连接所述第一接近传感器(170)和所述第二接近传感器(172)的虚拟线在所述皮肤针(165)的弹出状态下不与所述皮肤针(165)相交。
12.根据权利要求11所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其中
所述第一接近传感器(170)和所述第二接近传感器(172)距所述皮肤针(165)的距离相同，和/或
所述第一接近传感器(170)和所述第二接近传感器(172)比所述皮肤针(165)更靠近所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)的中心。
13.根据权利要求9所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其还包括
中空的皮肤针(165)，其被构造为从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出，其中
所述控制单元(140)被构造为基于所述第一接近信号和所述第二接近信号确定所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)是否已从人体或动物体的皮肤移除，并且响应于确定所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)已从人体或动物体的皮肤移除而使所述皮肤针(165)缩回到所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)中。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的注射装置(100；100a；100b；100c；100d)，其还包括
中空的皮肤针(165)，其被构造为从所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)弹出；以及
隔膜针(190)，其被构造为刺穿插入所述注射装置(100；100a；100b；100c；100d)中的药筒(120)的隔膜(123)，其中
所述控制单元(140)被构造为使所述皮肤针(165)弹出，并紧接在所述皮肤针(165)的弹出之前或弹出的同时通过所述隔膜针(190)刺穿所述隔膜(123)。
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