CN111504350B - 可移除地附接到药物输送装置的传感器装置 - Google Patents

可移除地附接到药物输送装置的传感器装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及可移除地附接到药物输送装置的传感器装置。一种传感器装置(2)，能够可移除地附接到药物输送装置(12)。该传感器装置包括光学传感器阵列(20)，药物输送装置具有第一可移动元件(14)，该第一可移动元件(14)被构造成沿着平行于药物输送装置的纵向轴线的路径移动，光学传感器阵列(20)布置在传感器装置内，使得当将传感器装置附接到药物输送装置时，每个光学传感器可操作以检测沿着直线路径在不同位置处接收的光并且输出指示所检测到的光的量的信号；和电路(21)，其被构造成接收从光学传感器输出的信号，并且基于所接收的信号确定与沿着第一可移动元件的路径的位置相关联的信息。

Description

可移除地附接到药物输送装置的传感器装置
本申请是申请日为2015年06月09日、中国申请号为201580040302.4、发明名称为“可移除地附接到药物输送装置的传感器装置”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种可移除地附接到诸如注射笔等药物输送装置的传感器装置。
背景技术
存在多种疾病需要通过注射药剂进行定期治疗。这种注射可以通过使用由医务人员或患者自己应用的注射装置来进行。作为示例，1型和2型糖尿病可以由患者自己通过注射胰岛素剂量来治疗，例如每天一次或几次。例如，预填充的一次性胰岛素笔可以用作注射装置。作为替代，可以使用可重复使用的笔。可重复使用的笔允许用新的药筒更换空药物筒。任一笔可以带有一套单向针，在每次使用之前更换所述单向针。然后可以例如通过转动(拨选)剂量旋钮并且从胰岛素笔的剂量窗口或显示器观察实际剂量，在胰岛素笔处手动选择要注射的胰岛素剂量。然后通过将针插入适当的皮肤部分并且按压胰岛素笔的注射按钮来注射剂量。为了能够监测胰岛素注射，例如为了防止对胰岛素笔错误操作或为了保持跟踪已经应用的剂量，期望测量与注射装置的状况和/或使用相关的信息，例如关于注射的胰岛素类型和剂量的信息。
例如在WO 2011/117212中已经描述了一种辅助装置，该辅助装置包括用于将该装置可释放地附接到注射/药物输送装置的配合单元。该装置包括相机，并且被构造成对通过注射笔的剂量窗口可见的捕获图像执行光学字符识别(OCR)，从而确定已经拨选到注射装置的药剂的剂量。为了使这样的辅助装置成功地确定剂量，剂量窗口必须保持静止。然而并非所有药物输送装置都以这种方式操作。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种可移除地附接到药物输送装置的传感器装置，所述传感器装置包括：
光学传感器阵列，所述药物输送装置具有第一可移动元件，所述第一可移动元件被构造成沿着平行于所述药物输送装置的纵向轴线的路径移动，光学传感器阵列布置在所述传感器装置内，使得当将所述传感器装置附接到所述药物输送装置时，每个光学传感器可操作以检测沿着线性路径在不同位置处接收的光并且输出指示所检测到的光的量的信号；和
电路，其被构造成接收从所述光学传感器输出的信号，并且基于所接收的信号确定与沿着所述第一可移动元件的路径的位置相关联的信息。
这可以允许以传感器装置中相对简单的组合体检测药物输送装置的可移动元件的近似纵向位置。可移动元件或相关元件的旋转位置可以通过单独的传感器组合体来检测。
每个光学传感器可以具有相应的光源，所述相应的光源布置成当将传感器装置附接到药物输送装置时朝向外部可见的路径发射光，每个光学传感器被布置成检测从外部可见路径反射的发射光。
例如，每个光学传感器可以是PIN二极管。
光学传感器阵列可以布置在传感器装置内，使得当将传感器装置附接到药物输送装置时，所述阵列中的光学传感器沿着对应于可见路径的长度的长度大致相互等距地间隔开。
光学传感器阵列可大致沿着轴线延伸。
当将传感器装置附接到药物输送装置时，光学传感器阵列延伸时可以沿着的轴线可以大致平行于药物输送装置的纵向轴线。
传感器装置可以包括：
感测组合体，其布置在传感器装置内，使得当将传感器装置附接到药物输送装置时，所述感测组合体可操作以读取在药物输送装置上外部可见的编码信息，其中，电路被构造成基于所述编码信息，确定与药物输送装置的操作相关的信息。
这里，电路可以被构造成基于编码的信息和沿着第一可移动元件的路径的位置，确定与药物输送装置当前被拨选的药物剂量有关的信息。
可选用的是，至少部分编码信息提供在药物输送装置的至少一个第二可移动元件上，第二可移动元件能够在药物输送装置内旋转，并且其中，电路被构造成基于编码信息确定第二可移动元件在药物输送装置内的旋转。该电路可以被构造成基于沿着第一可移动元件的可见路径的位置和第二可移动元件的旋转程度来确定与当前被拨选的药物剂量有关的信息。
第一和第二可移动元件的运动可以是相互依赖的。
电路可以被构造成基于编码的信息确定药物输送装置的操作模式。
编码信息可以取决于药物输送装置内的另一可移动元件的位置，该另一可移动元件位置可以取决于药物输送装置是处于拨选模式还是分配模式。
电路可以被构造成基于编码信息确定药物输送装置正用于分配的药物。
编码信息的至少一部分可以通过形成在输送装置中的孔或窗口在外部可见，其中感测组合体布置在传感器装置内，使得当将传感器装置附接到药物输送装置时，感测组合体可操作以检测从所述孔或窗口接收的光。这里，感测组合体可以包括：
光源组合体，其被构造成当将传感器装置附接到药物输送装置时将光投射到药物输送装置中的孔或窗口；和
光传感器组合体，被构造成接收从孔或窗口反射的光。
光源组合体可以包括光源和导光件，所述光源和导光件被布置在一起以将光投射到药物输送装置中的孔或窗口。
光传感器组合体可以包括：光传感器，其被构造成接收来自孔或窗口的光；以及一个以上透镜，其被构造成将孔或窗口的图像朝光传感器聚焦。
本发明的另一方面，提供了一种药物输送系统，其包括：
上述传感器装置；和
所述药物输送装置，具有被构造成沿着外部可见路径移动的第一可移动元件。
该第一可移动元件可以沿着下方元件移动，并且被构造成使得第一可移动元件沿特定方向的移动促使下方元件在沿着外部可见路径的依次位置处变得可见，其中第一可移动元件的至少一部分具有第一反射率，下方元件具有第二不同的反射率。
第一可移动元件可以相对于下方元件移动，使得沿着外部可见路径在第一方向上的移动促使下方元件在外部可见路径中变得可见的长度增加。
作为替代，第一可移动元件可以包括具有第一反射率的第一区域和设置在第一区域中的窗口或孔，通过所述窗口或孔可从外部看到下方元件。
药物输送装置可以包括：
药物分配机构，药物分配机构的致动促使药物分配给用户；和
另一可移动元件，其被构造成响应于所述药物分配机构的致动而从第一位置移动到第二位置，当所述另一可移动元件处于所述第一位置和所述第二位置中的一个位置时，所述另一可移动元件的第一部分通过所述药物输送装置的窗口或孔从外部可见，
其中，传感器装置包括感测组合体，该感测组合体覆盖窗口或孔并且被构造成向电路输出信号，基于所述信号，电路可操作以确定所述另一可移动元件的第一部分是否通过孔或窗口在外部可见，从而确定药物分配机构何时被致动。
药物输送装置可以包括在装置内可旋转的第二可移动元件，其中第二可移动元件的旋转和第一可移动元件的移动是相互依赖的，第二可移动元件包括绕着其外部的一部分设置的编码，编码的一部分通过形成在药物输送装置中的窗口或孔从外部可见，并且其中传感器装置包括感测组合体，该感测组合体覆盖窗口或孔并且被构造成读取编码中通过窗口或孔从外部可见的部分，所述电路被构造成基于所述编码的外部可见部分和沿着第一可移动元件的路径的位置，确定与药物输送装置当前被拨选的药物剂量有关的信息。
附图说明
为了更完整地理解本发明的示例实施例，现在来看结合以下附图的下文描述，图中：
图1示出了可以使用根据本发明各种实施例的传感器装置的药物输送装置1的两个视图；
图2A至2E是可以使用根据各实施例的传感器装置的诸如图1的药物输送装置的各种部件和部件组合的示例性简化视图；
图3示出了图2D中所示药物输送装置部件与根据本发明各实施例的传感器装置的一部分组合的简化剖视图；
图4A至4D示出了图3的药物输送装置和传感器装置的传感器阵列的各种视图，目的是说明传感器装置的操作；
图5示出了与图3和图4A至图4D所示的传感器阵列相对于药物输送装置的布置相比，传感器阵列相对于药物输送装置的不同布置；
图6A至6C是可以使用根据本发明各实施例的传感器装置的替代药物输送装置的各种部件的示意性简化视图；
图6D是根据本发明实施例的传感器装置与图6A至图6C的药物输送装置组合的简化视图；
图7是根据本发明实施例的传感器装置的简化框图；
图8示出了图7所示的传感器装置的部件的一个实际组合体示例；
图9示出图8所示传感器装置在药物输送装置上的原位；
图10A和图10B示出了可以由根据本发明各实施例的传感器装置读取的编码信息的示例；和
图11示出了与根据本发明各实施例的传感器装置一起使用的药物输送装置的部件。
具体实施方式
在说明书和附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。
图1示出了药物输送装置1的两个视图，药物输送装置1在该示例中为注射装置，根据本发明各实施例的传感器装置(也称为附加装置，未示出)可以与该药物输送装置1一起使用。
图1的药物输送装置1被构造成使得用户能够调整使用装置1要输送(或分配)的药物剂量(或药物剂量的数量)。在图1的示例中，这一点通过旋转(或拨选)剂量选择器10来实现，一旦药物输送机构(未示出)被致动，该剂量选择器10就促使内部拨选机构(未示出)调整要分配的药物的量。在该示例中，通过按压装置上的按钮11来致动药物输送机构。
药物输送装置1包括外部壳体12，在该外部壳体12中形成有至少一个孔或窗口13A、13B。如将理解的，孔可以只是外部壳体12的切除区域，而窗口可以是壳体的透明部分，通过该透明部分可以看到该装置的部件。为方便起见，所述至少一个孔或窗口13A、13B在下文中将简称为至少一个窗口。
所述至少一个窗口13A、13B允许可移动计量元件14从壳体12的外部可见。药物输送装置被构造成使得当拨选剂量选择器10时，促使可移动计量元件14移动从而向用户指示选择的剂量。更具体地说，当拨选剂量选择器10时，计量元件14沿着下方表面15A、15B轴向移动，从而指示所选择的剂量。在图1的示例中，位于计量元件14的至少一部分下方的表面15A包括数字套筒15A。该数字套筒15A在其外表面上设置具有指示药物剂量的数字，所述数字指示通过至少一个窗口13A、13B可见的当前选择的剂量。在该示例中，数字套筒15A通过形成在可移动计量元件中的计量窗口(或孔)14-1可见。下面讨论可移动式计量元件14的其它部分。
图1所示药物输送装置1的最上面视图示出了在执行任何拨选之前的情况。因此，可移动计量元件14处于其能够移动的路径第一端处的第一(或初始)位置。在该示例中，当可移动计量元件14位于其路径的第一端时，数字套筒15A中通过计量窗口14-1可见的部分显示数字零(即，零剂量)。
图1所示药物输送装置1的最下面视图示出了在已经执行拨选之后的情况。结果是，可移动计量元件14沿着通过第一窗口13A可见的路径轴向移动远离其第一位置。在该示例中，装置1已被拨选到其最大剂量，并且因此，可移动计量元件14已经移动到其路径的第二端。在该示例中的最大剂量是“100”，因此数字套筒15A中通过计量窗口14-1可见的部分示出数字“100”。
在该示例中，装置1包括第一窗口13A和第二窗口13B。数字套筒15A位于第一窗口13A的下面并且通过第一窗口13A可见，而另一个下方元件15B位于第二窗口13B下面并且有时通过第二窗口13B可见。该另一个下方元件15B可以或可以不包括任何数字。该另一个下方元件15B可以与可移动计量元件14中位于其上方并且被构造成沿其轴向移动的第二部分14-2在视觉上区分开。例如，可移动测量元件14的第二部分14-2可以具有与该另一个下方表面15B不同的反射率。例如，计量元件14和下方表面15B中的一个可以是浅色(例如，可以由浅色聚合物制成)，而另一个可以是深色(例如可以由深色聚合物制成)。因此，用户可以能够通过确定第二窗口13B中剂量元件14(具体地说是第二部分14-2)可见的比例与其中该另一个下方表面15B可见的比例相比来确定所选择的剂量。这可以从图1中看出，其中，当装置1被拨选到零剂量时，计量元件14覆盖通过第二窗口13B可见的路径的整个长度。相比之下，当装置1被拨到其最大剂量时，通过第二窗口不能看到计量元件14。代之的是，该另一个下方表面15B沿着由第二窗口13B限定的路径的整个长度是可见的。
数字套筒15A(其也是在计量元件14下方的表面)也与位于其上方并且被构造成沿其轴向移动的可移动计量元件14在视觉上区分开。例如，计量元件14可以具有与数字套筒15A不同的反射率。例如，计量元件14和下方表面15A中的一个可以是浅色(例如可以由浅色聚合物制成)，而另一个可以是深色(例如可以由深色聚合物制成)。在图中所示的示例中，数字套筒15A和下方表面15B具有比可移动计量元件14更高的反射率。
图2A至2E是诸如图1的药物输送装置的部件的简化示意图。图2A至2E的目的是说明诸如图1的药物输送装置1的操作；它们的意图不是对部件的具体设计进行精确表示。
图2A是数字套筒15A的简化示意图。套筒15A在其表面上设置有数字。在一些示例中，从最小剂量排到最大剂量的数字可以围绕数字套筒的表面螺旋地设置。
图2B是可移动计量元件14的简化示意图。计量元件14包括第一部分14-4，第一部分14-4中设有计量窗口14-1。在该示例中，第一部分是套管，其被构造成环绕数字套筒15A(如图2C和2D所示)。从第一部分14-4沿相反方向延伸的是第二部分14-2和第三部分14-3。第二和第三部分14-2、14-3大致平行于数字套筒的纵向轴线延伸。
可移动计量元件的第二部分14-2被构造成当可移动计量元件处于其第一位置时从第一部分14-1延伸足以填充整个第二窗口13B的长度。当计量元件远离其第一位置移动时，第二部分14-2还可用于遮蔽数字套筒15A的外表面的一部分。可移动计量元件的第三部分14-3被构造成当计量元件在其第一和第二位置之间移动时遮蔽数字套筒15A的外表面的一部分。以这种方式，只有位于计量元件窗口14-1下面的数字套筒的部分通过装置壳体12的第一窗口13A是可见的。
数字套筒15A可绕其纵向轴线在装置壳体12内旋转。因此，数字套筒15A可以称为可移动(或可旋转)元件。在一些实施例中，数字套筒15A的旋转由剂量选择器10的旋转引起。
数字套筒15A的旋转运动NSR和计量元件14的轴向运动GE是相互依赖的。换句话说，装置1的拨选机构被构造成：当数字套筒15A被促使旋转时，计量元件14被促使沿其路径轴向移动或平移。此外，数字套筒15A的旋转程度成比例地对应于计量元件14的轴向移动程度。
图2C示出了处于计量元件14其初始位置，在该示例中，计量元件14在该初始位置指示零剂量。图2D示出了在数字套筒15A旋转和计量元件14从其第一位置平移之后的数字套筒15A和计量元件14。图2E示出了图2D在装置壳体12的简化版本内的这种布置。
在本领域中已知各种拨选机构用于调节要输送给用户的剂量，其将剂量选择器10的旋转变换为数字套筒15A的旋转运动和计量元件14的轴向运动(如上所述)。在WO2013/110538A1和WO2008/145171A1中描述了两种这样的机构。因为这样的机构(以及一旦剂量已被拨选就导致药物输送的药物输送机构)在本领域中是已知的，因此在本文中将不对其进行任何详细描述。
图3示出了图2D中所示的输送装置1的部件的极其简化的剖视图，以及用于与诸如参照图1至图2D描述的输送装置1一起使用的传感器装置2的简化示意图。
传感器装置2包括具有光学传感器20-1至20-5的阵列20，该阵列20布置成，当传感器装置2在药物输送装置1上就位时，阵列20中的每个光学传感器20-1至20-5可操作以检测从沿着由所述至少一个窗口13A、13B中的一个限定的外部可见路径的不同位置接收的光。然后，每个光学传感器20-1至20-5输出表示检测到的光量的信号。传感器装置2还包括电路21，该电路21被构造成接收从阵列20的光学传感器20-1至20-5输出的信号，并且基于所接收的信号确定与沿着由可移动计量元件14的窗口13A、13B限定的路径的位置相关联的信息。电路21可以被进一步构造成控制阵列20的操作。
当传感器装置2位于与药物输送装置1的外部可见路径相邻的位置时，阵列20的光学传感器20-1至20-5沿着路径间隔开。光学传感器20-1至20-5可以沿着大致对应于可见路径长度的长度相互基本上等距地间隔开。光学传感器20-1至20-5间隔开的长度可以不与测量元件14沿其移动的可见路径的长度完全相同，而是可以依赖于传感器装置2被设计为结合其使用的可见路径的长度。
在一些实施例中，光学传感器20-1至20-5的阵列20大致沿着一个轴线延伸，当将传感器装置2联接到输送装置2时，所述轴线大致平行于可移动计量元件14被构造成移动移动时所沿着的轴线。因此，光学传感器阵列20延伸时所沿着的轴线也与其所覆盖的窗口13A、13B的纵向轴线大致平行。阵列20延伸时所沿着的轴线也与药物输送装置1的纵向轴线大致平行。光学传感器20-1至20-5可以沿着所述轴线相互等距地间隔开。
每个光学传感器20-1至20-5具有相应的光源(未示出)，所述相应的光源布置成当将传感器装置2附接到药物输送时朝向外部可见的路径(由窗口13A、13B限定)发射光。由每个光源发射的光然后从可见路径反射离开回到相应的光学传感器20-1至20-5。每个光学传感器20-1至20-5可以与其对应的光源一起设置在单个封装中。光学传感器20-1至20-5中的每一个可以包括例如PIN光电二极管。每个光源可以例如包括LED。
因为阵列20所朝向的可见路径由在视觉上可彼此区分的计量元件14和/或下方元件15A、15B(例如因为它们是不同的颜色)形成，所以反射回到每个光学传感器20-1到20-5的光量将根据可移动计量元件14沿其路径的位置而变化。
阵列20的光学传感器可以被构造成，当检测到的光量是阈值的一侧时，具有第一值的输出信号被提供给电路21，而当检测到的光量在阈值的另一侧时，具有第二值的输出信号被提供给电路。在光学传感器20是PIN光电二极管的示例中，当检测到的光量低于阈值时，输出信号为低(LOW)，而当检测到的光高于阈值时，输出为高(HIGH)。如将理解的，光学传感器的准确阈值和由传感器输出的信号的值可以取决于多个因素，包括例如施加到传感器的偏压。
药物输送装置1可以被构造成使得下方表面15A、15B和可移动测量元件14中的任一个具有足够低的反射率，使得从其反射的光落在传感器阈值的一侧。下方表面15A、15B和可移动测量元件14中的另一个具有足够高的反射率，使得从其反射的光落在阈值的另一侧。在本文所述的示例中，下方表面15A、15B具有足够高的反射率以大于传感器阈值，而可移动测量元件14具有足够低的反射率，以便不超过传感器阈值。结果是，在传感器20-1至20-5是PIN光电二极管的示例中，位于测量元件14在外部可见的路径段上方的传感器输出低信号，而位于下方元件15A、15B是可见的路径段上方的传感器输出高信号。
图4A和图4D示出了当可移动元件沿着其路径处于不同位置时传感器装置2的操作。在该示例中，阵列20包括第一至第五光学传感器20-1至20-5，其中，第一传感器20-1位于窗口13B的第一端的上方，只有当拨选最小剂量时，可移动剂量元件14才在该第一端处出现。第五传感器20-5位于窗口13B的第二端的上方，除非拨选了最大剂量，否则计量元件14不在该第二端处可见/出现。
在图4A中，可移动计量元件14处于其初始位置(例如，当剂量处于其最小值时)。因此，深色(和低反射率)计量元件14覆盖阵列20下面的整个路径。因此，传感器20-1至20-5中的任何一个都没有检测到超过阈值的足够量的光。于是，所有五个传感器20-1至20-5都输出低信号。
在图4B中，计量元件14已经移动到大约20％剂量位置。在这种情况下，浅色(和高反射率)的下方表面15B对于第一传感器20-1是可见的。因此，超过阈值的足够的光从下方表面15B反射回到第一传感器20-1，因此第一传感器输出高信号。因为计量元件14在每个其他传感器20-2至20-5下方，所以其他传感器20-2至20-5输出低信号。
在图4C中，计量元件14已经移动到大约40％的剂量位置，因此浅色(和高反射率)下方表面15B对于第一和第二传感器20-1、20-2是可见的，因此第一和第二传感器20-1、20-2输出高信号。第三至第五传感器20-3至20-5输出低信号。
最后，在图4D中，计量元件14已经移动到大约80％剂量位置，并且因此浅色(和高反射率)下方表面15B对于第一至第四传感器20-1至20-4是可见的，第一至第四传感器20-1至20-4输出高信号。第五传感器元件输出低信号。
从上面可以清楚地看出，电路21可以如何使用从光学传感器20-1至20-1输出的信号来确定所拨选的剂量。这在下表1中示出：
表1
确定的剂量 第一传感器输出 第二传感器输出 第三传感器输出 第四传感器输出 第五传感器输出
0％ 低 低 低 低 低
大约20％ 高 低 低 低 低
大约40％ 高 高 低 低 低
大约60％ 高 高 高 低 低
大约80％ 高 高 高 高 低
100％ 高 高 高 高 高
图5示出了与图3和图4A至4D所示的光学传感器20的阵列位置相比的相对于输送装置1的一种替代位置。更具体地说，在图5中，传感器阵列20被定位成覆盖第一窗口13A，通过第一窗口13A可以经由测量窗口14-1看到数字套筒15。当在该构造中使用时，除了覆盖测量窗口14-1的当前位置之外，所有光学传感器20-1至20-5将提供相同的输出。这是因为，在第一窗口中，计量元件14填充除了计量窗口14-1所在部分之外的整个窗口。因此，在计量元件14与数字套筒15B相比具有低反射率的情况下，只有位于计量窗口14-1上方的传感器元件将检测到超过其阈值的足够的光。在图5的示例中，电路21可以被构造成基于由阵列中的传感器输出的信号来确定可移动元件14在第一窗口13A内的位置，如表2所示：
表2
确定的剂量 第一传感器输出 第二传感器输出 第三传感器输出 第四传感器输出 第五传感器输出
大约0％ 低 低 低 低 低
大约20％ 高 低 低 低 低
大约40％ 低 高 低 低 低
大约60％ 低 低 高 低 低
大约80％ 低 低 低 高 低
大约100％ 低 低 低 低 高
尽管上述示例描述了具有一个阈值和两个不同输出(高和低)的光学传感器，但是应当理解，可以代之以使用不具有这样的阈值，而是代之以输出可以从中导出检测到的光量的信号的传感器(例如因为输出信号与检测到的光量成比例)。在这样的示例中，电路21仍被构造成基于所接收的信号确定可移动计量元件14或下方表面15A、15B对于特定的光学传感器是否可见。
如将理解的，使用光学传感器20-1至20-5的阵列20可以确定剂量的精度受阵列中传感器数量的限制，传感器数量越多，提供精度的越高。参考图6A至图6D讨论用于提高传感器装置2的精度的一种替代机构(而不是简单地增加阵列20中传感器的数量)。
图6A示出了可旋转元件65A(在该实例中为数字套筒65A)的示例，其可以形成用于与根据本发明实施例的传感器装置1一起使用的药物输送装置6的一部分。图6B和图6C示出了包括图6A的可旋转元件65A的输送装置6的两个不同的简化视图。图6和图6A的输送装置可以大致与参照先前的图所描述的相同，除了下面描述的区别之外。
与前述的输送装置1一样，可旋转元件65A的旋转与可移动的计量元件14的轴向移动相互依赖。旋转的程度可以与可移动的计量元件14的轴向移动成比例。在图6A的示例中，可旋转元件65A具有围绕其外表面设置的视觉上可区分的编码66，用于允许确定其旋转方位。例如，编码可以使得传感器装置2能够确定旋转方位是否为零度、90度、180度、270度。零度的旋转对应于当输送装置6的剂量被拨选至其最小值时可旋转元件65A的初始方位。它也对应于在可旋转元件65A的每圈完整旋转之后的方位。在其他示例中，就可旋转元件65A的旋转方位而言，编码66可以允许更高或更低的精度。例如，编码66可以允许30或45度的精度，或者可以允许仅仅180度的精度。编码66可以采取任何合适的形式，只要其允许可旋转元件的旋转方位由传感器装置2确定。在该示例中，编码66设置在数字套筒65A的一端处。
药物输送装置6的壳体12包括另一个孔或窗口63，可旋转元件65A的一部分(部分编码66设置在该一部分上)通过该另一个孔或窗口63是可见的。该另一个窗口63的位置和方位相对于可旋转元件65A确定，使得编码的一部分通过该另一个窗口63在外部可见，而不管可旋转元件65A的旋转方位如何。该另一个窗口63的位置和方位相对于可旋转元件65A确定，使得当可旋转元件旋转通过单圈完整旋转时，在每个旋转方位上可见编码66的不同段。在该示例中，该另一个孔设置在装置壳体12的与该至少一个窗口13A、13B不同的侧上(或者如果壳体是圆筒形的或其他的圆形，环绕装置壳体12的外表面设置)，可移动计量元件14可通过该至少一个窗口13A、13B看见。以这种方式，可移动计量元件14不会妨碍编码被看见。
如图6D中示意性地示出的，除了光学传感器20-1至20-5的阵列20之外，传感器装置2可以包括另一个感测组合体23。该感测组合体23布置在传感器装置2内，使得当将传感器装置2附接到药物输送装置6时，感测组合体23可操作以读取在药物输送装置6上外部可见的编码信息660(其可以包括编码66)。在此示例中，编码信息660的至少一部分通过该另一个窗口63是可见的。在一些其它示例中，诸如下面讨论的，编码信息的至少一部分可以设置在壳体12的外部中在感测组合体23下面的一部分上。
感测组合体23可以是任何合适的类型，只要其能够读取编码信息660即可。例如，感测组合体可以是包括照相机或小阵列感测元件的光学感测组合体，磁性或电感感测组合体，或电导/电阻感测组合体。
图6D的传感器装置2的电路21被构造成基于编码信息660确定与药物输送装置6的操作相关的信息。在一些具体示例中，电路21被构造成基于编码信息660和从阵列20的光学传感器输出的信号来确定装置6被拨选的当前剂量。例如，从阵列20输出的信号可以由电路21利用以确定已经产生的可旋转元件65A的完整旋转的圈数，并且可以利用由感测组合体23读取的编码信息660来确定可旋转元件65A的旋转方位。换句话说，从阵列20输出的信号可以用于粗略地确定可移动计量元件的轴向平移的程度，其中由感测组合体读取的编码信息660与粗略确定一起使用以更精确地确定可移动计量元件14的平移的程度(从而确定当前拨选剂量)。
阵列20可以包括与可移动计量元件14从其初始位置移动到最终位置所需的可旋转元件65A的完整旋转圈数相同数量的光学传感器20-1到20-5。传感器20-1至20-5可以分布成与可移动计量元件的可见路径相邻，使得在可旋转元件65A的每圈完整旋转之后，阵列20中的依次光学传感器的输出改变。例如，使用参考图4A至图4D和表1描述的示例，在可旋转元件65A的第一圈完整旋转之后，阵列20中的第一传感器20-1的输出从低变为高。在第二圈旋转之后，第二传感器20-2的输出从低变为高。在第三圈完整旋转之后，第三传感器20-2的输出从低变为高，依此类推，直到第五圈完整旋转，此时第五传感器20-5的输出从低变为高。因此将理解，由阵列20的传感器输出的信号可以用于确定完整旋转的圈数。
由感测组合体23读取的编码信息660(具体地说，编码66)然后由电路21用于确定可旋转元件65A的任何部分旋转的程度。然后将所确定的可旋转元件65A的部分旋转的程度与所确定的完整旋转圈数相结合，以确定药物输送装置6的当前拨选的剂量。该确定在下面的表3中示出：
表3
Figure GDA0003415785110000131
Figure GDA0003415785110000141
应当理解，可以通过增加可以确定部分旋转的精度来提高传感器装置2的精度。例如，在上述示例中，如果代之以可以识别出四分之一旋转(即，每90度)，则电路21将能够以5％的精度确定拨选剂量。
到目前为止，已经在非常高的水平上描述了电子装置2的组成。图7、8和9更详细地描述了传感器装置2。
图7是根据各种实施例的传感器装置2的简化示意性框图。如上所述，传感器装置2包括被构造成向电路21输出信号的光学传感器20-1至20-5的阵列20。在一些实施例中，装置2包括另一个感测组合体23，该另一个感测组合体23被构造成将指示编码信息的信号输出至电路21。
电路21可以具有任何合适的组成，并且可以包括适于促使本文描述的功能被执行的一个以上处理器和/或微处理器210(为简单起见，下文称为“至少一个处理器”)的任何组合。电路21可以另外或作为替代方式包括一个以上仅硬件组件(例如ASIC，FPGA等)(在图7中未示出)的任何组合。
电路21还可以包括结合到该至少一个处理器210的一个以上非暂时性计算机可读存储介质211(诸如ROM和RAM中的一个或两个)的任何组合。存储器211可以具有存储在上面的计算机可读指令211A。计算机可读指令210在由该至少一个处理器210执行时可以促使传感器装置2执行本说明书中描述的功能，诸如控制阵列20和感测组合体23的操作并且解释从感测组合体23接收的信号。
感测组合体23至少包括光源23-2和光传感器23-1。光源23-2用于照亮在形成于装置壳体62中的该另一个窗口63内可见的编码信息66。光传感器23-1被构造成通过检测对光传感器可见(即，其位于光传感器下面)的图像(其包括编码信息660)来读取编码信息。通过检测从上面提供图像的表面的不同部分反射回的光来检测图像。编码信息660然后被传递到电路21。感测组合体23可以包括在图7上未示出的其它非电气部件。参照图8描述感测组合体23的这些非电气部件。
传感器装置2还可以包括显示屏24(例如LED或LCD屏幕)和数据端口25中的一个或两个。显示屏24可以在电路21的控制下操作，以向用户显示关于药物输送装置1的操作的信息。例如，可以向用户显示由传感器装置2确定的信息。由传感器装置2确定的信息可以包括拨选的剂量。可由传感器装置2确定的其它信息包括正被分配的药物，药物输送装置1、6的模式，和/或先前分配的剂量的历史。下面参照图10A、图10B和图11讨论该“其他信息”的确定。
数据端口25可以用于将与药物输送装置6的操作有关的所存储的信息从存储器211传送到远程装置，例如PC、平板计算机或智能电话。类似地，新的软件/固件可以经由数据端口25被传送到传感器装置。数据端口25可以是物理端口，例如USB端口，或者可以是虚拟的或无线的端口，例如IR，WiFi或蓝牙收发器。
传感器装置2还可以包括用于为装置2的其它部件供电的可移除或永久电池26(优选的是具有例如光伏电池的再充电电池)。代替电池26，可使用光伏或电容器电源。图7中未示出但仍然可以被包括在传感器装置2中的其它电气部件包括触发缓冲器27-1、调节器27-2、电压抑制器27-3和充电器芯片27-4，该充电器芯片27-4用于对可再充电电池(如果存在)充电。
图8示出了图7的传感器装置的部件的物理布置的示例。阵列20的光学传感器20-1至20-5布置在PCB 28-1的第一表面上，布置的方式由传感器装置2被设计为与其一起使用的可移动元件14的可见路径的形状确定。在本文所述的示例中，可见路径是直线的，因此，阵列20的光学传感器20-1至20-5沿直线布置在PCB 28-1上。当将传感器装置2附接到药物输送装置1、6时，PCB 28-1的第一表面面向药物输送装置1、6的该至少一个窗口13A、13B。
以下部件中的一个以上也可以设置在PCB 28-1的第一表面上：传感器装置23的光源23-2，该至少一个处理器210，存储器211，充电器芯片27-4，电压抑制器27-3，调节器27-2和触发器缓冲器27-1。
屏幕24设置在PCB 28-1的与光学传感器20-1至20-5的阵列20相对的一侧上，使得当将传感器装置2附接到药物时，屏幕24对用户可见。传感器装置2可以被构造成在至少一个窗口13A、13B的整个区域上延伸，使得当附接传感器装置2时，至少一个窗口13A、13B对于用户不可见。
当药物输送装置6包括该另一个窗口63，该该另一个窗口63位于装置壳体62的与其中测量元件14可见的该至少一个窗口13A、13B不同侧上时，感测组合体23的光传感器23-1可以不设置在PCB 28-1上。代之的是，光传感器23-1可以设置在从PCB 28-1伸出的支撑元件28-2上。在图1的示例中，支撑元件28-2从PCB垂直地延伸，使得当将支撑元件28-2附接到药物输送装置6时，支撑元件28-2包围着装置6的一侧。
将会理解的是，传感器装置2内的部件的具体物理布置可以不是关键的，只要当将传感器装置2附接到药物输送装置1、6时，光学传感器的阵列20与可移动元件14的可见路径对齐并且面向可移动元件14的可见路径即可。在包括该另一个感测组合体23的实施例中，感测组合体23的光传感器23-1定位成覆盖在药物输送装置6的壳体12中形成的另一个窗口63，可能也是重要的。
在该示例中，感测组合体23还包括导光件23-3，该导光件23-3用于将来自光源23-2的光引导到药物输送装置6的该另一个窗口63。感测组合体23还包括透镜阵列23-4，该透镜阵列23-4用于将从在光传感器23-1下面的(一个或多个)表面反射回来的光聚焦在光传感器23-1上。换句话说，透镜阵列23-4被构造成将设置在光传感器23-1下面的(一个或多个)表面上的图像聚焦到光传感器23-2上。
图9示出了没有壳体的、在药物输送装置1、6上适当位置处的传感器装置2。虽然未示出，但传感器装置2可构造成可移除地附接在药物输送装置1、6上的适当位置。例如，传感器装置2的壳体(未示出)可以包括用于将传感器装置2牢固地附接到药物输送装置1、6的联接机构。作为替代，可以使用将传感器装置2固定在药物装置输送装置1、6上适当位置的任何其它方式。
如上所述，由感测组合体23读取的编码信息660可以包括用于使电路能够确定可旋转元件15A、65A的旋转方位的编码66的一部分。然而，在一些实施例中，其他操作信息可以作为替代方式或额外地包括在由感测组合体读取的编码信息660中。例如，编码信息660可以包括用于指示正被输送的药物的部分67(例如以条形码的形式)。这可以在图10A和图10B中看到，图10A和图10B示出了可以对感测组合体23的光传感器可见的编码信息的两个不同视图的示例。编码信息660的至少一部分(例如，编码66的部分)可以通过药物输送装置6的该另一个窗口63可见。药物指示编码部分67可以设置在例如药物药筒的一部分上，所述药物药筒的该一部分插入药物输送装置1、6中，并且能够通过该另一个窗口63可见，并且因此可以由感测组合体23读取。作为替代，药物指示编码部分67可以设置在药物输送装置壳体12的外部的一部分上，当将传感器装置2附接到药物输送装置1、6时，所述外部的该一部分与该另一个窗口63相邻并且也在感测组合体23的光传感器23-1的下面(并且因此可由光传感器23-1读取)。
编码信息660还可以包括用于指示药物输送装置1、6的模式的部分68。这可以在图10A和图10B中看到，图10A和图10B示出了当装置1、6处于拨选模式和输送模式中的每一个模式下时的编码信息660。在该示例中，当装置处于拨选模式时，模式指示符68不是编码信息的一部分(如图10B所示)，当装置处于输送模式时，模式指示符68是编码信息的一部分。因此，通过确定模式指示符68是否存在于编码信息660中，电路21可以确定装置1、6的模式。
模式指示器68可以设置在内部元件上，该内部元件响应于药物输送机构的致动(例如，通过按压按钮11)而移动。可移动内部元件和药物输送机构一起被构造成使得药物输送机构的致动从而从拨选模式切换到输送模式，促使模式指示器68在该另一个窗口63内变得可见(或从该另一个窗口63消失)。这种内部可移动元件69的示例在图11中示出，是“锁定臂”。当位于药物输送装置16内时，锁定臂69被构造成响应于药物输送机构的致动而从第一位置移动到第二位置。锁定臂69可以进一步被构造成响应于药物拨选机构的随后致动而从第二位置移动回到第一位置。当锁定臂69处于第一和第二位置中的一个位置时，模式指示器68仅通过窗口63可见。以这种方式，传感器装置2能够确定其所附接的药物输送装置6的模式。
在一些实施例中，传感器装置2被构造成存储分配的药物剂量的历史。当基于模式指示器68检测到从拨选模式到输送模式的改变时，这可以通过存储指示当前拨选剂量的信息来执行。指示模式改变发生的时间的时间戳也可以与指示剂量的信息相关联地被存储。另外或作为替代，可以与剂量信息相关联地存储指示基于药物指示编码部分67确定的所分配药物类型的信息。这可以在每次分配一定剂量的药物时重复。
尽管本文所述的药物输送装置包括两个窗口13A、13B，可移动计量元件14通过所述两个窗口13A、13B可见，但是(特别是从图4A至图4D和图5的讨论)将理解，根据本发明实施例的传感器装置2可以与仅包括这些窗口13A、13B中的一个的药物输送装置1、6一起使用。
应当认识到，前述实施例不应被解释为限制性的。在阅读本申请时，其他变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。此外，本申请的公开内容应当被理解为包括本文明确或隐含地公开的任何新颖特征或特征的任何新颖组合或其任何概括，并且在本申请或从申请衍生出的任何申请的审查期间，可以提出新的权利要求覆盖任何这样的特征和/或这些特征的组合。

Claims (20)

1.一种传感器装置，能够可移除地附接到药物输送装置，所述传感器装置包括：
光学传感器阵列，所述药物输送装置具有第一可移动元件，所述第一可移动元件被构造成沿着平行于所述药物输送装置的纵向轴线的路径移动，所述光学传感器阵列布置在所述传感器装置内，使得当将所述传感器装置附接到所述药物输送装置时，每个光学传感器可操作以检测沿着直线路径在不同位置处接收的光并且输出指示所检测到的光的量的信号；和
电路，其被构造成接收从所述光学传感器输出的信号，并且基于所接收的信号来确定与沿着所述第一可移动元件的路径的位置相关联的信息；和
感测组合体，其布置在所述传感器装置内，使得当将所述传感器装置附接到所述药物输送装置时，所述感测组合体可操作以读取在所述药物输送装置上从外部可见的编码信息，
其中，所述编码信息的至少一部分被提供在所述药物输送装置的至少第二可移动元件上，并且
其中，所述电路被构造成基于所述编码信息来确定所述药物输送装置的操作模式是处于拨选模式还是输送模式。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述编码信息包括用于指示所述药物输送装置的操作模式的模式指示符部分。
3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，所述模式指示符部分被提供在所述药物输送装置的内部元件上，所述内部元件被构造成响应于药物输送机构的致动而从第一位置移动到第二位置。
4.根据权利要求3所述的传感器装置，其中，所述内部元件被构造成响应于药物拨选机构的致动而从第二位置移动到第一位置。
5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中， (a)所述模式指示符部分当所述内部元件处于第一位置时可见，并且当所述内部元件处于第二位置不可见，或者， (b)所述模式指示符部分当所述内部元件处于第二位置时可见，并且当所述内部元件处于第一位置时不可见。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的传感器装置，其中，所述内部元件是锁定臂。
7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述电路被构造成基于所述编码信息和沿着所述第一可移动元件的路径的位置来确定与所述药物输送装置当前被拨选的药物剂量相关联的信息。
8.根据权利要求7所述的传感器装置，其中，所述第二可移动元件能够在所述药物输送装置内旋转，并且
其中，所述电路被构造成基于所述编码信息来确定所述第二可移动元件在所述药物输送装置内的旋转程度。
9.根据权利要求8所述的传感器装置，其中，所述电路被构造成基于沿所述第一可移动元件的可见路径的位置和所述第二可移动元件的旋转程度来确定与当前被拨选的药物剂量相关联的信息。
10.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述电路被构造成基于所述编码信息来确定所述药物输送装置正用于分配的药物。
11.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述编码信息的至少一部分通过形成在所述药物输送装置中的孔或窗口从所述药物输送装置的外部可见，并且
其中，所述感测组合体布置在所述传感器装置内，使得当将所述传感器装置附接到所述药物输送装置时，所述感测组合体可操作以检测从所述孔或窗口接收的光。
12.根据权利要求11所述的传感器装置，其中，所述感测组合体包括：
光源组合体，其被构造成当将所述传感器装置附接到所述药物输送装置时将光朝所述药物输送装置中的所述孔或窗口投射；和
光传感器组合体，其被构造成接收从所述孔或窗口反射的光。
13.一种药物输送系统，包括：
根据权利要求1至12中任一项所述的传感器装置；和
药物输送装置，其包含第一可移动元件，所述第一可移动元件被构造成沿着平行于所述药物输送装置的纵向轴线的直线路径移动。
14.根据权利要求13所述的药物输送系统，其中，所述药物输送装置包括内部元件，所述内部元件具有用于指示所述药物输送装置的操作模式的模式指示符部分。
15.根据权利要求14所述的药物输送系统，其中，所述内部元件被构造成响应于药物输送机构的致动而从第一位置移动到第二位置，并且响应于药物拨选机构的致动而从第二位置移动到第一位置。
16.根据权利要求13所述的药物输送系统，其中，所述第一可移动元件能够沿着下方元件移动，并且被构造成使得所述第一可移动元件在特定方向上的移动促使所述下方元件在沿着直线路径的依次位置处变得从所述药物输送装置的外部可见，
其中，所述第一可移动元件的至少一部分具有第一反射率，并且所述下方元件具有不同的第二反射率。
17.根据权利要求16所述的药物输送系统，其中，所述第一可移动元件能够相对于所述下方元件移动，使得沿着外部可见直线路径的第一方向的移动促使所述下方元件在所述外部可见直线路径中变得可见的长度增加。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的药物输送系统，其中，所述药物输送装置包括能够在所述药物输送装置内旋转的第二可移动元件，
其中，所述第二可移动元件的旋转和所述第一可移动元件的移动是相互依赖的，所述第二可移动元件包括绕着其外部的一部分设置的编码，所述编码的一部分通过形成在所述药物输送装置中的孔或窗口从所述药物输送装置的外部可见，并且
其中，所述传感器装置包括感测组合体，所述感测组合体覆盖所述孔或窗口，并且被构造成读取所述编码中通过所述孔或窗口从所述药物输送装置的外部可见的部分，
所述电路被构造成基于所述编码的外部可见部分和沿着所述第一可移动元件的路径的位置来确定与所述药物输送装置当前被拨选的药物剂量相关联的信息。
19.根据权利要求13所述的药物输送系统，其中，所述电路被构造成基于所述编码信息和沿着所述第一可移动元件的路径的位置来确定与所述药物输送装置当前被拨选的药物剂量相关联的信息。
20.根据权利要求19所述的药物输送系统，其中，所述第二可移动元件在所述药物输送装置内可旋转，并且
其中，所述电路被构造成基于所述编码信息来确定所述第二可移动元件在所述药物输送装置内的旋转程度。
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