CN111712283A - 注射装置使用情况的声学检测 - Google Patents

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本公开文本的实现方式涉及一种注射装置(102)，所述注射装置包括：药剂储器(103)，所述药剂储器被配置成储存待通过所述注射装置(102)排出的药剂；声源(122a、122b、122c、122d、200、300、400)，所述声源被配置成生成包括指示所述药剂储器(103)中储存的所述药剂的量的信息的声信号，所述声信号被传输到被配置成处理所述声信号并提取注射装置数据的外部装置(104)。

Description

注射装置使用情况的声学检测
本公开文本涉及注射装置使用情况的检测，并且更具体地涉及注射装置使用情况的声学检测。
电子注射装置允许患者安全地给予药剂，而无需医务人员不断监督，同时还能将治疗数据传输给医务人员。治疗数据通常通过特征为“中等”或“典型”功耗的电子部件传输。通常，电子注射装置通过集成在装置内的电池来供电或通过有线连接由外部能量供应来供电。集成电池和有线连接两者均呈现出若干缺点。例如，电子注射装置的当前配置导致能量供应的空转耗竭，使得即使未使用电子注射装置，较长的保质期也会耗尽电池的寿命。电池电量低的情况可能会导致装置失效或故障，剂量不正确，剂量遗漏，或者甚至通过停止电子部件的运行而使电子注射装置无法使用。
本公开文本的实现方式包括被配置用于以最小能量消耗传输注射装置数据的声学检测机构和系统。根据本公开文本的一方面，一种药剂注射系统包括注射装置和外部装置。所述注射装置包括：药剂储器，所述药剂储器被配置成储存待通过所述注射装置排出的药剂；和声源，所述声源被配置成生成包括指示所述药剂储器中储存的药剂的量的信息的声信号。所述外部装置包括：声接收器，所述声接收器被配置成记录所述声信号；和一个或多个处理器，所述处理器被配置成处理所记录的声信号并基于经处理的所记录的声信号生成注射装置数据。所述外部装置被配置成显示基于所述注射装置数据的信息。
在一些实现方式中，所述声源包括通过彼此相互作用产生所述声信号的移动元件和抑制元件。在一些实现方式中，所述移动元件包括杠杆式卡扣器、双面杠杆、弹簧动力元件、旋转凸轮和包括多个凹口的旋转轮中的至少一者。在一些实现方式中，所述移动元件和所述抑制元件中的至少一者包括多种材料的布置以生成多个频率的序列。在一些实现方式中，所述移动元件和所述抑制元件中的至少一者包括多个几何特征以生成多个频率的序列。在一些实现方式中，所述多个频率的序列与所述注射装置的标识符相关联。在一些实现方式中，所述声源包括被配置成在所述声信号内生成混响的振动元件。在一些实现方式中，所述混响与所述注射装置的标识符相关联。在一些实现方式中，所述声源封闭在所述注射装置内。在一些实现方式中，所述注射装置的壁的接近所述声源的一部分限定被配置成增强所述声信号的传输的开口。在一些实现方式中，所述开口被密封膜覆盖。在一些实现方式中，所述声源封闭附接到所述注射装置的外表面。在一些实现方式中，所述声源集成到拨选手柄中以生成所述声信号的全向传输。
根据本公开文本的另一方面，一种注射装置包括：药剂储器，所述药剂储器被配置成储存待通过所述注射装置排出的药剂；声源，所述声源被配置成生成包括指示所述药剂储器中储存的药剂的量的信息的声信号，所述声信号被传输到被配置成处理所述声信号并提取注射装置数据的外部装置。
根据本公开文本的另一方面，一种药剂注射系统包括注射装置和外部装置。所述注射装置包括：药剂储器，所述药剂储器被配置成储存待通过所述注射装置排出的药剂；声源，所述声源被配置成生成包括指示所述药剂储器中储存的药剂的量的信息的声信号；声接收器，所述声接收器被配置成记录所述声信号；控制逻辑，所述控制逻辑被配置成处理所记录的声信号并基于经处理的所记录的声信号生成注射装置信号；以及天线，所述天线被配置成传输所述注射装置信号。所述外部装置包括：接收器，所述接收器被配置成接收所述注射装置信号；和一个或多个处理器，所述处理器被配置成处理所述注射装置信号并基于经处理的注射装置信号生成注射装置数据。所述外部装置被配置成显示基于所述注射装置数据的信息。
应了解，根据本公开文本的系统可以包括本文中所描述的方面和特征的任何组合。也就是说，根据本公开文本的方法不限于本文具体描述的方面和特征的组合，还包括所提供的方面和特征的任何组合。
本公开文本的一个或多个实施方案的细节阐述在附图和下方描述中。根据说明书和附图并且根据权利要求书，本公开文本的其他特征和优点将是清楚的。
图1A至图1H是根据本公开文本的装置的例子的分解图。
图2A至图2G是根据本公开文本的声机构的例子。
图3A至图3I是根据本公开文本的声机构的例子。
图4A至图4C是根据本公开文本的声机构的例子。
图5A至图5D是可执行本公开文本的实现方式的示例系统部件的框图。
图6是示出可被执行以进行本公开文本的操作的示例过程的流程图。
图7是可用于执行本公开文本的实现方式的示例计算机系统的示意性图示。
各图中相同的附图符号表示相同的元件。
本公开文本的实现方式通常涉及生成与注射装置的操作相关联的声信号以及使用最小能量传输注射装置数据。更具体地，本公开文本的实现方式涉及直接向外部装置传输包括注射装置数据的声信号以及任选地收集能量以给注射装置的电子部件供电，以便采集并传输额外的注射装置数据。
电子注射装置的电子部件可以耗竭装置的能源，即使当装置处于空转状态时也是如此。因此，注射装置数据的采集、处理和传输可能受到空转耗竭电池的阻碍。如本文进一步详细描述的，本公开文本的实现方式解决了这个挑战。例如，注射装置可以包括机械部件，其生成与注射装置的操作相关联的声信号而没有电池或任何其他类型的电能量供应。此外，注射装置可以包括通过使用从环境收集的能量来操作的机械部件和电子部件。注射装置的电子部件可以被配置用于低能量数据处理和数据传输。被配置成在没有电池的情况下操作的注射装置具有低环境足迹并且可以被制造为一次性用品。
图1A至图1F描绘了可以用于执行本公开文本的实现方式的示例系统100。例如，示例系统100可以用于生成声信号，并且任选地用于收集能量以给注射装置102的电子部件供电，以便采集并传输包括注射装置数据的RF信号。在所描绘的例子中，示例系统100包括一个或多个注射装置102、外部装置104、网络106和服务器系统108。
注射装置102可为预填充一次性注射笔，或者注射装置102可以是可重复使用的注射笔。注射装置102可以被配置成与外部装置104(例如，被配置成生成RF信号的智能电话)通信。例如，注射装置102可以被配置成生成可以通过外部装置104检测的声信号。声信号可包括具有在通过外部装置104的麦克风131可预测的频率范围(例如，20Hz至20kHz)内的频率的声音信号。
在一些实现方式中，注射装置102可以被配置成从外部装置104收集能量并且将注射装置数据传输到外部装置104。能量收集定义了使用外部装置104或外部源作为能量分配器来对注射装置102进行无线充电的过程。能量收集的过程包括捕获由外部装置104生成的RF信号，将RF信号转换为电信号，以及对电信号进行升压以便为注射装置的一个或多个部件供给电能量。注射装置102可以将操作数据(例如，注射装置102的开始使用日期和时间和传感器测量值)和相应的治疗数据(例如，注射装置102分配药剂的量和时间)传输到外部装置104。在一些实现方式中，注射装置102可以与由外部装置104用来唯一地识别注射装置102的标识符相关联。
注射装置102可以包括壳体110和针组件115。壳体110可以由如液晶聚合物、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)的医学级塑料材料或玻璃模制而成。壳体110可以被配置成在注射装置的储存期间至少部分地被帽119覆盖。壳体110可以容纳药剂储器103、电子模块105、塞子107、柱塞杆118、柱塞头109、轴承111、拨选手柄112、剂量窗口114、注射按钮120、一个或多个声源122a、122b、122c、122d和任选地声接收器124。
药剂储器103可以被配置成容纳流体药剂。所述药剂可以包括含有至少一种药用活性化合物的药物制剂。所述药剂可以包括胰岛素类似物、胰岛素衍生物、镇痛药、激素、β激动剂、皮质类固醇或任何上述药物的组合。药剂储器103可以是常规的、通常为圆柱形的一次性容器，例如用于封装如药剂、麻醉剂等的准备好的流体的药筒或注射筒。药剂储器103可以设置有一对末端，一个末端具有可刺穿的膜，所述膜以液密密封接合的方式接收针113的内向端，并且另一末端接近拨选手柄112，是开口的，使得在分配药剂时，塞子107可以滑动通过所述末端并且朝向针113移动。
可以通过转动拨选手柄112来从注射装置102排出容纳在药剂储器103中的一定剂量的药剂，所述转动使声源122a、122b、122c、122d中的一个致动以生成机械咔嗒声。所选剂量由剂量窗口114显示，例如以所谓国际单位(IU)的倍数显示，其中一个IU是约45.5微克纯结晶药剂的生物等价物(1/22mg)。剂量窗口114中显示的所选剂量的例子可以例如是30IU，如图1所示。剂量窗口114中显示的数字可以印刷在套管上，所述套管容纳在壳体110中并且与柱塞头109机械地相互作用，所述柱塞头固定在柱塞杆118的端部并推动药剂储器103的塞子107。在一些实现方式中，可以以不同方式显示所选剂量，例如用电子显示器(例如，剂量窗口114可以采用电子显示器的形式)。轴承111可以提供到柱塞杆118的一端或两端的牢固安装。
柱塞头109(例如，柱塞的后端)可以被配置成通过移动药剂储器103内容纳的塞子107来排出一部分流体，使得塞子107的位置与注射装置102内的流体量相关联。塞子107可以是柔性塞子，如橡胶塞。塞子107可以具有足够的长度，使得塞子107在被柱塞头109接合时不会被撕裂或扭曲。
针组件115包括可以附着到壳体110上的针113。针113可以由内针帽116和外针帽117覆盖，所述内针帽和所述外针帽进而可以由帽119覆盖。在将针113刺入患者的皮肤部分中，并且然后推动注射按钮120时，可以从注射装置102排出显示窗口114中显示的药剂剂量。当在推动注射按钮120后注射装置102的针113在皮肤部分中保留一定时间时，大部分剂量(例如，多于大约95％)实际上注射至患者体内。药剂剂量的排出可以使声源122a、122b、122c、122d中的一个致动以生成机械咔嗒声，所述机械咔嗒声可以与使用拨选手柄112时产生的声音不同，所述使用拨选手柄112使声源122a、122b、122c、122d中的一个不同声源致动。注射装置102可以用于若干次注射过程，直至药剂储器103排空或注射装置102到达有效期(例如首次使用后28天)为止。
在首次使用注射装置102之前，可能有必要进行起动操作，以生成声信号并且任选地从外部源收集能量和/或从药剂储器103和针113中移除空气。例如，起动操作可包括使声源122a、122b、122c、122d致动，转动拨选手柄112以选择一个或两个单位的药剂并在保持注射装置102的针113向上的同时压下注射按钮120。转动拨选手柄112可引起机械咔嗒声以向用户提供声学反馈。
声源122a、122b、122c、122d中的每一个包括声机构，所述声机构被配置成以例如独特频率模式生成独特声信号，所述独特声信号可以与其他声源的声信号不同。声源122a、122b、122c、122d的声机构可以包括压力元件(例如，按钮)、旋转元件(例如，旋钮、旋转凸轮或旋转轮)、抑制元件(例如，突起)、振动元件、锁定元件、柔性元件、摆动元件、衰减元件和其他机械元件，如参考图2至图4详细描述的。声源122a、122b、122c、122d可以在不同位置附接到注射装置102或集成在其内。
例如，声源122a可以在壳体110内定位在移动元件如柱塞杆118、柱塞头109、轴承111、拨选手柄112、剂量窗口114和/或注射按钮120附近。作为另一个例子，声源122b(例如，按钮)可以定位在壳体110的当帽119安上时被所述帽覆盖的部分上，并且可以在移除帽119期间或在对注射装置102重新加帽期间被激活。作为另一个例子，声源122c(例如，按钮或旋钮)可以在独立于待由注射装置102的用户激活的其他部件的位置处定位在壳体110的表面上。定位在壳体110的表面上的声源122c基本上不受注射装置102的主体影响并且特征在于最佳方向性(例如，在全部方向上相等地传输)。作为另一个例子，声源122d(例如，按钮)可以定位在帽119上以生成与注射装置102的用户进行的特定敲击动作相关联的声信号。
在一些实现方式中，如图1A所示，声源122a完全被壳体110的壁覆盖，并且声接收器124在声源122a附近(例如，相距1-10mm)。由被壳体110的壁覆盖的声源122a产生的声信号被注射装置102的一个或多个部件衰减。
在一些实现方式中，如图1B所示，壳体110的壁可以包括与声源122a相邻的开口110a，并且声接收器124在声源122a附近(例如，相距1-10mm)。开口110a可以具有在从约0.5mm至约9mm范围内的直径。与开口110a相邻产生的声信号是在不通过开口110a衰减而在包括通过壳体110的壁传输的其他方向上衰减的情况下传输的定向信号。
在一些实现方式中，如图1C所示，壳体110的壁可以包括与声源122a相邻的多个开口110b、110c、110d，并且声接收器124在开口110b、110c、110d附近(例如，相距1-10mm)。开口110b、110c、110d可以具有较小的直径(例如，小于1mm)，其防止与注射装置102的内部部件的任何机械干扰。例如，开口110b、110c、110d可以具有在从约0.1mm至约2mm范围内的直径。与开口110a相邻产生的声信号是在不通过开口110b、110c、110d衰减而在包括通过壳体110的壁传输的其他方向上衰减的情况下传输的定向信号。
在一些实现方式中，如图1D和图1E所示，壳体110的壁可以包括与声源122a相邻的被薄膜110e(例如，具有小于约1mm的厚度)覆盖的开口110a，并且声接收器124在声源122a附近(例如，相距1-40mm)。膜110e可以被配置成在基本上没有衰减(例如，通过使声信号的振幅降低小于大约5％)的情况下传输声信号。膜110e可以被配置成通过防止注射装置的部件的污染和/或干扰注射装置的部件来密封开口110a。膜110e可以具有等于或大于开口110a的直径，并且可附接到壳体110的表面，如标签(例如，图1D)。膜110e可以具有等于开口110a的直径，并且可以固定在开口110a内(例如，图1E)。
在一些实现方式中，如图1F所示，声源122a嵌入在壳体110的壁的一部分内，并且声接收器124在声源122a附近(例如，相距大约1mm至大约40mm)。由嵌入在壳体110内的声源122产生的声信号是在正向方向上不衰减而在包括通过壳体110的壁传输的其他方向上衰减的情况下传输的定向信号。在一些实现方式中，如图1G所示，声源122a直接附接到壳体110的内壁的一部分。由被壳体110的壁覆盖的声源122a产生的声信号被注射装置102的一个或多个部件衰减。
在一些实现方式中，如图1H所示，声源122a集成在拨选手柄112内，并且声接收器124在声源122a附近(例如，相距1-40mm)。如果嵌入在拨选手柄112内的声源122a是机械分离的零件，则由声源122a产生的声信号的阻尼效应可以最小化。由嵌入在拨选手柄112内的声源122a产生的声信号是基本上全向的。图1G示出了没有声接收器124的注射装置102。然而，可以理解，声源122a(如参考图1A至图1H描述的)的没有声接收器124的任何配置是可能的。
在一些实现方式中，由声源122a、122b、122c、122d中的一个生成的声信号可以启动电子模块105与外部装置104之间的通信。电子模块105可以被配置成进行和/或辅助注射装置102的一个或多个功能(例如，药剂的排出)。电子模块105可以模制在注射装置102的部件内或附接到注射装置102。电子模块105可以包括电子部件126和天线128。
在一些实现方式中，电子部件126可以包括传感器，所述传感器被配置成检测包括与注射装置102的功能相关联的药剂量的指示的信号并且基于所述信号生成传感器信号。所述功能可以包括注射装置的与分配药剂量相关联的操作，如柱塞杆118的位移。包括药剂量的指示的信号可以包括电信号、声信号、机械信号和/或光信号。例如，传感器可以被配置成生成与药剂储器103中储存的或由注射装置102分配的药剂的量成比例的电信号。此外，传感器可以包括机械部件、声学部件(例如，压电元件)、光学部件(例如，成对的发光二极管和光电二极管)、磁性部件(例如，永磁体或含有铁磁颗粒的塑料)、电子部件(例如，电容电极、可变电阻)、接触式开关或其组合。此外，传感器可以包括被配置成测量排出的药剂的量的增量给药传感器。在一些实现方式中，传感器可以被配置成包括除被配置成检测指示药剂量的信号的传感器以外的环境传感器。环境传感器可以包括温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器、光强度传感器中的任一种。在一些实现方式中，图1的注射装置102可以在不同位置处包括多个传感器以检测与药剂量相关联的数据和/或增加与传感器测量值相关联的结果的准确性。传感器可以将信号(例如，电压)传输到控制部件124。
在一些实现方式中，电子部件126可以包括在数十μW至nW的功率范围内操作的控制部件，如超低功率(μW)平台芯片。控制部件可以被配置成处理从声源122a、122b、122c、122d接收的信号并且使用天线128传输注射装置数据。天线128可以是射频(RF)超宽带或毫米波天线，所述天线可以将注射装置数据传输到外部装置104，如参考图5A至图5D描述的。天线128可以与注射装置128的表面电绝缘，以防止用户交互影响信号和信号强度。通信场130可以实现注射装置102与外部装置104之间的通信。通信场130可以基于超低功率RF传输协议。由注射装置102的天线128传输的信号可以包括药剂储器103中的流体量、额外的环境值以及注射装置102的标识符。在一些实现方式中，电子模块105的电子部件可以在单个位置或多个位置处(例如，适配在柱塞杆118内或附接到所述柱塞杆，柱塞头109中的腔，塞子107中的腔或药剂储器103的壁)被集成在壳体110内。参考图5A至图5D提供了关于电子模块105的部件和功能性的进一步细节。
外部装置104可以通过通信场130与注射装置102通信，并且可以通过网络106与服务器装置108中的一个或多个通信。在一些实现方式中，外部装置104可以包括任何适当类型的计算装置，如台式计算机、膝上型计算机、手持式计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络设备、相机、智能电话、智能手表、增强型通用分组无线服务(EGPRS)移动电话、媒体播放器、导航装置、电子邮件装置、游戏控制台、或者这些装置中的任何两种或更多种的适当组合、或者其他数据处理装置。
外部装置104可以包括收发器132(例如，麦克风和天线)、处理器134和显示器136。收发器132可以被配置成传输信号以激活注射装置102和/或给所述注射装置供电并从注射装置102接收信号。收发器132可以被配置成在预设时间间隔期间以预设频率自发地向注射装置102传输信号。处理器134可以被配置成处理由注射装置102传输的数据。外部装置104可以被配置成使得用户能够与显示器136交互(例如，通过图形用户界面)，以启动外部装置102与注射装置102之间的通信。显示器136可以被配置成显示从注射装置102接收并由外部处理器134处理的数据。参考图5A至图5D提供了关于外部装置104的部件和功能性的进一步细节。
在一些实现方式中，服务器装置108包括至少一个服务器138和至少一个数据存储件140。在图1的例子中，服务器装置108旨在代表各种形式的服务器，包括但不限于web服务器、应用服务器、代理服务器、网络服务器和/或服务器池。通常，服务器系统接受对应用服务的请求，并且通过网络106向任意数量的客户端装置(例如，外部装置104)提供这样的服务以支持对注射装置102的使用情况的监测。在一些实现方式中，用户(如患者或医疗保健提供者)可以访问应用服务以分析与注射装置102的使用情况相关联的过去和当前数据。与注射装置102的使用情况相关联的过去和当前数据可以包括药剂注射日期、每个日期的排出剂量和注射装置102内的药剂剩余量。
图2A至图2G描绘了可以用于执行本公开文本的实现方式的示例声机构200。示例声机构200用于生成包括注射装置数据的声信号。示例声机构200通过移动元件202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g与抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g之间的机械相互作用生成声信号。
移动元件202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g可以是注射装置的柱塞杆(如参考图1A至图1H所述的柱塞杆118)的一部分或附接到所述柱塞杆的元件。移动元件202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g可以被配置成进行轴向(纵向或横向)位移(图2A至图2D)、旋转(图2E至图2G)或两者的组合。移动元件202a、202b、202c、202d可以包括障碍物206a、206b、206c、206d、206e、206f、206g。如图2A至图2D所示，障碍物206a、206b、206c、206d限定移动元件202a、202b、202c、202d的包括移动元件202a、202b、202c、202d的截面宽度相对于梁宽度的变化(增加或降低)的部分。障碍物206a、206b、206c、206d可以具有对称或不对称(截面)锥形形状或(截面)棱锥形形状，具有平滑或尖锐边缘。如图2E至图2G所示，障碍物206e、206f、206g限定移动元件202e、202f、202g的包括移动元件202e、202f、202g的半径的变化(增加或降低)的部分。
抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g可以是注射装置的壳体(如参考图1A至图1H所述的壳体110)的一部分或附接到所述壳体的元件。在处于非致动状态时，抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g的边缘可以与移动元件202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g的边缘相距一段距离。在处于致动状态时(在移动元件202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g的移动期间)，抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g的一部分接触移动元件202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g的一部分。抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g可以包括附接到注射装置的静态部件(例如，壳体)的静态部分(例如，抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g的基部)。抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g可以包括可移动部分(例如，抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g的端部)，所述可移动部分被配置成响应于与相应移动元件202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g的机械碰撞而移动。抑制元件204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g可以包括单面杠杆卡扣器(图2A、图2E和图2F)、双面杠杆(图2B)、弹簧动力元件(图2C)、凹陷式杠杆(图2D和图2G)。
图3A至图3I描绘了可用于执行本公开文本的实现方式的示例声机构300。示例声机构300用于生成具有与特定注射装置数据相关联的独特声特征的声信号。示例声机构300通过移动元件302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i与抑制元件304a、304b、304c、304d、304e、304f、304g、304h、304i之间的机械相互作用生成声信号。所述声特征通过修改移动元件302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i或抑制元件304a、304b、304c、304d、304e、304f、304g、304h、304i的一个或多个声特征来生成。
所述声特征可包括几何特征(例如，图3A、图3E、图3G、图3H和图3I)、组成材料(例如，图3C和图3F)、摆动元件(图3D)、阻尼元件、柔性元件、单模式或多模式振动元件、移动元件302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i的数量和/或抑制元件304a、304b、304c、304d、304e、304f、304g、304h、304i的数量。几何特征可包括双或多点击特征(例如，图3A)、边缘形状(例如，图3E、图3G和图3H)、尺寸(例如，长度、宽度、梁宽度、曲率等)的变化、单缝特征、多缝特征(例如，图3I)或特征的组合。
用于生成声特征的组成材料可包括不同类型的塑料、金属或两者的组合。例如，移动元件302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i和相应抑制元件304a、304b、304c、304d、304e、304f、304g、304h、304i中的一者或两者可由所选的组成材料制成(例如，图3C、图3E)。作为另一个例子，移动元件302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i和相应抑制元件304a、304b、304c、304d、304e、304f、304g、304h、304i中的一者或两者可由第一组成材料制成，并且可包括将与第一材料不同的第二材料(例如，印刷墨或沉积金属)沉积到第一组成材料上(例如，图3F)。
如图3B所示，抑制元件304b可以具有特定强度的预张力，其响应于与移动元件302b的障碍物的碰撞生成具有特定声特征的声信号。如图3D所示，摆动元件306d的使用可以减弱(例如，衰减)声信号或生成混响。在一些实现方式中，选择特定类型的组成材料，使得声衰减可以是频率依赖性的。
图4A至图4C描绘了可以用于执行本公开文本的实现方式的示例声机构400。示例声机构400用于与特定注射装置数据相关联的声信号的时域编码或频域编码。示例声机构400通过移动元件402a、402b、402c与抑制元件404a、404b、404c之间的机械相互作用生成声信号。时域编码或频域编码可以通过修改移动元件402a、402b、402c或抑制元件404a、404b、404c的一个或多个声特征来生成。
如图4A所示，移动元件402a可以是具有(两个)不同高度的多个障碍物或凹口的旋转轮。可以选择高度，使得在轮的旋转期间，杠杆404a可以在与高障碍物相互作用时生成咔嗒声(例如，具有单个最大值的声信号)并且不接触短障碍物。障碍物之间的距离可以是恒定的，并且障碍物的宽度可以是恒定的，使得障碍物的高度可以用作二进制值。声信号406a包括将药物类型和/或注射装置的标识符编码在时域中的二进制值的序列。
如图4B所示，杠杆404b可以具有不同材料在彼此等距的不同宽度和厚度的区域内的顺序沉积。用于沉积段的组成材料的类型对应于频域中的二进制值。在杠杆404b和/或障碍物402b的移动期间杠杆404b与障碍物402b之间的相互作用生成编码在频域中的声信号406b。
如图4C所示，障碍物402c可包括彼此等距的多个振动元件。振动元件的长度决定对应于此振动元件的谐振频率。在杠杆404c和/或障碍物402c的移动期间杠杆404c与障碍物402c之间的相互作用生成编码在频域中的声信号406c。
图5A至图5D示出了可执行本公开文本的实现方式的示例系统500的框图。系统500实现注射装置102与外部装置104之间的信号传输。在图5A所示的例子中，注射装置102包括声源502。声源502被配置成生成编码注射装置数据的声信号，如参考图1至图4描述的。通过声源502生成在由外部装置104可检测的范围内的声信号。外部装置104包括输入/输出模块504和控制模块506。
输入/输出模块504可以是外部装置104的由控制模块506控制以支持与注射装置的通信和声信号的处理的标准部件。输入/输出模块504包括麦克风508、音频数字(AD)转换器510、显示器512、硬件驱动器514和存储器516。显示器512可以被配置成通过提供用户输入并接收与注射装置102和使用注射装置102进行的治疗相关联的指示来使外部装置104的用户能够与外部装置104交互。硬件驱动器514包括控制显示器512的程序。存储器516可以是被配置成存储数据的计算机可读介质，所述数据包括由麦克风508接收的声信号和处理由控制模块506生成的声信号的结果。
控制模块506可为从服务器可下载的应用程序，所述应用程序被配置成控制外部装置104的一个或多个操作。例如，外部装置104的操作由通过控制模块506执行的程序控制。控制模块506包括激活部件518、检测部件520和分析部件522。激活部件518可被配置成生成可以开始与注射装置102的通信过程的激活信号，如参考图1A至图1H描述的。通信过程的激活是促进外部装置104的能量消耗、接近外部装置104的检测的可用性和可靠性的重要因素。
在一些实现方式中，激活信号响应于接收唤醒信号来生成。唤醒信号可以包括由外部装置104的用户所说的词语或由注射装置102的操作生成的特定声学噪声(例如，与起动操作相关联的噪声、剂量拨选咔嗒声或分配咔嗒声)。在一些实现方式中，激活信号响应于从输入/输出模块504接收用户输入来生成，所述用户输入包括启动与注射装置102的通信过程的请求。在一些实现方式中，激活信号可以在预设频率(例如，一天一次或多次)下生成，所述预设频率可以由外部装置104的用户更新以与治疗时间表对应。在一些实现方式中，在激活通信过程之前，激活部件518通过输入/输出模块504向外部装置104的用户提供请求批准启动与注射装置102的通信过程的消息。
检测部件520可以被配置成生成检测信号以使用麦克风508控制声信号的检测。在一些实现方式中，检测过程可以基于激活过程的一个或多个参数来控制。例如，检测部件520可以被配置成与激活部件518通信以在激活部件518生成触发信号之后的特定时间处启动检测操作。检测操作可以包括预处理阶段(例如，信号振幅的归一化、信号在时间刻度上的延伸、回波抵消和/或混响抑制、背景噪声的去除、目的区域的识别)、实际检测阶段和后处理阶段(例如，数据范围验证和/或真实性检查)。在一些实现方式中，在调制的RF信号的检测期间，检测部件520激活外部装置104中包括的滤波器(例如，带通滤波器和/或带阻滤波器)。
分析部件522可以被配置成生成分析信号以控制通过麦克风508检测的声信号的分析。例如，分析部件522可以控制用于处理声信号并生成输出数据的信号处理算法的选择。信号处理算法可以包括以下中的一个或组合：基本信号处理方法(例如，离散傅里叶变换、短时傅里叶变换、离散余弦变换、离散时间子波变换)、短期和中期特征提取、分类器(例如，k近邻分类器、决策树、支持向量机、人工神经网络、深度神经网络)、基于预期信号的先验知识以“训练”算法的算法和基于预期信号的先验知识以使接收的信号与预期信号相关以确定目的区域的算法。输出数据可以包括多个咔嗒声、药物类型以及外部装置104中可用的时间戳。分析部件522可以通过将输出数据发送到存储器516以用于存储、发送到显示器部件512以用于显示或发送到天线以用于上传到服务器来控制对所述输出数据进行的一个或多个操作。
在图5B所示的例子中，注射装置102是机电装置。图5B的示例注射装置102被配置用于基于注射装置102与外部装置104之间的超宽带脉冲无线电(UWB IR)通信进行超低功率射频(RF)通信。图5B的示例注射装置102包括多个电子部件并且任选地包括声源502。电子部件包括能量收集器524、控制器526、发射器528、存储器530和传感器532。收集器524可被配置用于从由外部装置104生成的RF信号收集能量。收集器524可包括被配置用于捕获RF信号的天线、响应于接收RF信号生成电脉冲的压电晶体以及被配置成增加用于被控制器526使用的电压水平的升压变换器。控制器526可以是控制部件，所述控制部件限定注射装置102的电子部件的连接点。控制器526可以处理从注射装置102的其他电子部件接收的一个或多个信号。控制器526可以触发传感器532(例如，温度传感器、湿度传感器和填充水平传感器)的测量。控制器526可将信号传输到发射器528以触发数据向外部装置104的传输。
存储器530可以包括微控制器、微处理器或形成在单个封装体中的微处理器部件与其他部件的组合。存储器530可以是算术和/或逻辑单元阵列。例如，存储器530可以被配置成对传感器数据执行操作以生成输出数据。存储器530可以被配置用于低功耗，使得它可以使用由能量收集器524供应的能量来操作。例如，存储器530可以包括电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)、磁阻式随机存取存储器(MRAM)和相变存储器(PCM)。FRAM是非易失性随机存取存储器，所述存储器是基于整合铁电材料以实现非易失性。FRAM不需要特殊序列来写入数据，也不需要电荷泵来实现更高的编程电压(例如，FRAM下1.5V下编程)。FRAM具有低功耗(例如，比EEPROM低)、低写入电压要求、快写入速度和大量写入-擦除循环的优点。FRAM与标准CMOS过程兼容，这意味着它可以通过实施额外的处理步骤来与其他逻辑功能一起集成到注射装置102中。MRAM提供大约35ns数量级的快速读取/写入速度、长数据保留和无限数量的读取/写入循环。MRAM的读取是非破坏性的。
发射器528可以被配置成使用UWB IR信号来将数据自动传输到外部装置104。在一些实现方式中，响应于从控制器526接收注射装置数据自动进行传输。外部装置104的输入/输出模块504包括被配置成检测由注射装置102传输的信号的接收器534。接收器534可以包括被配置成检测由声源502生成的声信号的麦克风，和被配置成检测由发射器528生成的UWB IR信号的超宽带接收器。接收器534将所检测的信号传输到处理信号的控制模块506，如参考图5A描述的。
在图5C所示的例子中，注射装置102是机电装置。图5C的示例注射装置102被配置用于基于注射装置102与外部装置104之间的超宽带脉冲无线电通信进行超低功率RF通信。图5C的示例注射装置102包括控制模块536、压电元件538、传感器532、电池540和天线542。控制模块536包括收集部件544、控制器526、时钟546、发射器528和存储器530。
收集部件544被配置成从一个或多个外部源采集能量并将所采集的能量转换为电能。此能量可被储存或直接用于给注射装置102的其他电子部件供电。收集部件544包括能源的接口、能量转换器、DC/DC转换器和负载件或储存件。接口的例子包括：被设计用于特定频率的天线以及匹配网络、与可移动磁体或压电晶体的机械连接、与压电晶体的机械连接和与热源的热耦接。能量转换器被配置成由能源生成可使用的电能。能量转换器的例子包括：在线圈中诱导电流的移动磁体、生成电脉冲的压电晶体和积累电荷的电荷泵。
能源可以与用户与注射装置102的部件的交互相关联。例如，能源可以是由用户旋转拨选旋钮、按下按钮和移除或更换帽生成的机械能。由用户产生的移动可以与能量转换器机械耦接。能量转换器可以被配置成使用由用户递送的扭矩来生成电能。在一些实施方式中，能量转换器可以附接到弹簧，所述弹簧可以储存由用户的交互生成的机械能并且在请求时为能量转换器提供储存的能量。DC/DC转换器被配置成将生成的电压调整至适用于负载的电压水平，例如从0.5V至5V。负载件或储存件可包括为收集的能量提供短期储存的电容器。在一些实现方式中，负载件可直接附接到DC/DC转换器。
传感器532可包括多种传感器类型中的一种或多种，如被配置成生成绝对值的拨选剂量传感器、被配置成生成增值的剂量变化传感器、被配置成生成增值的分配剂量传感器以及被配置成生成二进制值的分配按钮传感器(按钮按压式或非按压式)。拨选剂量传感器可以被配置成追踪旋转阻力。剂量变化传感器可以包括压电元件、压电扬声器或韦根传感器(Wiegand sensor)。剂量变化传感器可以是压电元件538。剂量变化传感器可以被配置成计数由用户与注射装置102的声元件交互生成的声信号内的咔嗒声数量。分配剂量传感器可以被配置成基于电接触检测剂量。
发射器528被配置成生成实现注射装置102与外部装置104之间的通信的UWB IR信号。UWB IR包括非常短的RF脉冲(例如，小于1ns)，所述脉冲以非常低的能量水平覆盖大部分无线电频谱(例如，大于500MHz的带宽或20％的中心频率，以较低者为准)。根据一个或多个国家和联邦法规选择操作频率。例如，国际广泛接受的频带是从约6.5GHz至约8GHz。在一些实现方式中，UWB IR信号包括被广泛接受并且在大供应商的智能电话中可用的UWB IR标准，使得标准智能电话可以用作外部装置104。在一些实现方式中，UWB IR通信包括私有UWB协议。私有UWB协议使用编码，所述编码由时间调制、信号形状调制和振幅调制的组合组成。私有UWB装置(例如，智能电话的USB适配器)可以用作外部装置104。UWB IR的发射器528生成基于从时钟546接收的时间信号通过由控制器526控制的注射装置102的用户操作触发。时钟可以包括机械谐振装置(例如，晶体和陶瓷谐振器)和相移电路(例如，电阻器-电容器振荡器和硅振荡器)中的一个或多个。
天线542被配置用于传输UWB IR信号。天线542被配置成使得UWB IR的时间特征在频谱上是恒定的，从而产生最小脉冲失真。天线542表现出平频谱，从而以最小谐振失真产生宽脉冲。天线542在壳体110的表面附近集成到注射装置102中，以便具有最小的信号衰减。天线542与壳体110的表面电绝缘，以防止用户交互影响信号和信号强度。天线542的可能实现方式是芯片天线的集成，或者在注射装置102的塑料零件中的一个上充当天线的导电层的集成。外部装置104可以持续地或间断地监听通过天线542传输的传入数据分组。根据检测和存储概念，每个注射进行一次传输，每个剂量变化进行一次传输或进行若干次。
在图5D所示的例子中，注射装置102是机电装置。图5B的示例注射装置102被配置用于与外部装置104的毫米波射频(mm Wave RF)通信。图5B的示例注射装置102是无电池装置，所述无电池装置包括传感器532、控制模块536、接收(RX)天线548、传输(TX)天线550和任选地声源502。控制模块536包括升压变换器554、能量调节器552、控制器526、时钟546和RF发生器556。
RX天线548可以被配置用于在大于约50cm至约1m的通信范围内从由外部装置104的收发器534生成的RF(毫米波)信号收集能量。根据一个或多个国家和联邦法规选择操作频率。例如，国际广泛接受的频带是约60GHz。在一些实现方式中，RF(毫米波)信号包括被广泛接受并且在大供应商的智能电话中可用的RF(毫米波)标准，使得标准智能电话可以用作外部装置104。在一些实现方式中，RF(毫米波)通信包括私有RF(毫米波)协议。私有RF(毫米波)协议使用编码，所述编码由时间调制、信号形状调制和振幅调制的组合组成。私有RF(毫米波)装置(例如，智能电话的USB适配器)可以用作外部装置104。RX天线548可以包括被配置成捕获RF(毫米波)信号的非常小(例如，几毫米宽)的天线。RX天线548可以在壳体110的表面附近集成到注射装置102中，以便具有最小的信号衰减。RX天线548可以与壳体110的表面电绝缘，以防止用户交互影响信号和信号强度。RX天线548的可能实现方式是芯片天线的集成，或者在注射装置102的塑料零件中的一个上充当天线的导电层的集成。由RX天线548捕获的能量被传输到升压变换器554。升压变换器554被配置成将生成的电压升压至适用于能量调节器552的电压水平，所述能量调节器进一步将调节的能量提供至控制器526。
控制器526可以触发传感器532(例如，温度传感器、湿度传感器和填充水平传感器)的测量。控制器526可以将传感器测量值传输到RF发生器556以基于传感器测量值生成RF(毫米波)信号。在一些实现方式中，响应于从控制器526接收传感器测量值自动进行RF(毫米波)信号的生成。RF(毫米波)信号通过TX天线550传输到收发器534。收发器534可以包括被配置成检测由声源502生成的声信号的麦克风，和被配置成检测由TX天线550传输的RF(毫米波)信号的RF(毫米波)接收器。收发器534将所检测的信号传输到处理信号的控制模块506，如参考图5A至图5C描述的。
图6是展示可以由参考图1至图5描述的装置和系统执行的示例过程600的流程图。过程600通过使用注射装置的声源生成声信号(602)开始。声信号可以在操作期间生成，包括用户致动注射装置的声源。声源可以包括压力元件(例如，按钮)、旋转元件(例如，旋钮、旋转凸轮或旋转轮)、抑制元件(例如，突起)、振动元件、锁定元件、柔性元件、摆动元件、衰减元件和其他机械元件，如参考图2至图4详细描述的。操作可以是起动操作、剂量分配操作、帽移除操作、重新加帽操作、开机/关机开关致动或任何其他类型的操作，包括通过声源传送机械能。声信号可以包括由多个声源生成的多个声信号。例如，声信号可以包括与由注射装置分配的药剂量相关联的数据、注射装置的药剂储器中剩余的药剂量和/或注射装置的标识符。声信号可以编码在时域中或频域中。
响应于生成声信号，由外部装置启动信号处理应用程序(604)。信号处理应用程序可以包括待由外部装置的多个部件进行的多个操作。信号处理应用程序的第一操作包括预处理操作(606)。预处理操作可以包括激活一个或多个滤波器以进行信号振幅的归一化、信号在时间刻度上的延伸、回波抵消和/或混响抑制、背景噪声的去除和/或信号内目的区域的识别。
此外，通过外部装置确定注射装置是仅包括机械部件的机械装置或包括机械部件和电子部件两者的机电装置(608)。在一些实现方式中，注射装置的标识符(包括在声信号中)指示注射装置的类型。在一些实现方式中，外部装置上的用户输入指示注射装置的类型。
如果注射装置是机电装置，则声信号可以用作触发物以启动注射装置与外部装置之间的通信(610)。在注射装置与外部装置之间建立的通信期间，注射装置可以被配置成从由外部装置传输的询问信号收集能量。收集能量可以包括基于由注射装置的天线接收的超宽带或毫米波RF信号通过RF收集器生成电信号。在一些实现方式中，对收集的能量进行升压以用于电压增加。使用电能来对被配置成控制其他电子部件的操作的控制部件供电。例如，控制器可以确定接收的电能是否足以激活注射装置的一个或多个额外的部件。如果确定了需要额外的能量，可以从可再充电电池、电容器和能量收集器中的一个或多个回收补充能量。回收补充能量可以包括从与RF信号不同的额外来源收集能量。补充能量可以与RF生成的能量组合并且向控制器导向。响应于确定了能量是足够的，激活注射装置的一个或多个额外部件以启动传感器测量。传感器测量可以包括检测与注射装置的运行相关联的指示以生成传感器信号。所述指示可以包括在装置运行之前、期间或之后生成的机械信号、声信号、光信号、磁信号、电信号或其组合。注射装置的运行可以包括柱塞杆的移动、柱塞头的位移、剂量选择或与分配药剂相关联的其他操作。所述指示可以通过传感器转换为传感器信号。控制器可以被配置成接收由传感器生成的传感器信号。控制器可以处理传感器信号以生成注射装置数据(612)。注射装置数据可以包括声信号、来自多个传感器的传感器信号和另外存储的数据。例如，注射装置数据可以包括注射装置的唯一标识符、所给予的药剂量、药剂储器内的药剂量、药剂温度、给予药剂的时间戳、注射装置的位置和/或情况特定数据。
注射装置数据可以通过控制器传输到RF发生器以将数据转换为超宽带或毫米波RF信号(614)。确定注射装置是否具有足够的能量来给天线供电，以将与注射装置数据相关联的RF信号传输到外部装置。如果确定了需要额外的能量，可以从可再充电电池、电容器和能量收集器中的一个或多个回收补充能量。如果确定了天线具有足够的能量，则给天线供电并且将超宽带或毫米波RF信号传输到外部装置(616)。
响应于信号传输，通过外部装置检测由注射装置生成的信号(618)。例如，如果注射装置是机械装置，则外部装置仅检测声信号。如果注射装置是机电装置，则外部装置检测超宽带或毫米波RF信号和任选地由注射装置传输的额外声信号。检测操作可以包括记录由注射装置传输的检测的信号。在一些实现方式中，检测操作可以包括在记录检测的信号之前将滤波器(例如，带通滤波器和/或带阻滤波器)应用于检测的信号。
响应于信号检测，对信号继续后处理以生成注射装置结果(620)。后处理可以包括整合先前存储的注射装置数据的操作(例如，基于药剂体积比较确定排出的药剂量、确定治疗方案的变化)、范围验证和/或真实性检查。通过外部装置的显示器显示注射装置结果(622)。在一些实现方式中，如果注射装置是机电装置，则响应于显示结果，终止注射装置与外部装置之间的通信。
图7示出了示例计算系统700的示意图。系统700可以用于结合本文描述的实现方式所描述的操作。例如，系统700可以包括在本文讨论的任何或所有服务器部件中。系统700包括处理器710、存储器720、存储装置730、以及输入/输出装置770。部件710、720、730和770中的每一个是使用系统总线750互连的。处理器710能够处理用于在系统700内执行的指令。在一种实现方式中，处理器710是单线程处理器。在另一种实现方式中，处理器710是多线程处理器。处理器710能够处理存储在存储器720中或存储装置730上的指令，以在输入/输出装置770上显示用户界面的图形信息。
存储器720存储系统700内的信息。在一种实现方式中，存储器720是计算机可读介质。在一种实现方式中，存储器720是易失性存储器单元。在另一种实现方式中，存储器720是非易失性存储器单元。存储装置730能够为系统700提供大容量存储。在一种实现方式中，存储装置730是计算机可读介质。在各种不同的实现方式中，存储装置730可以是软盘装置、硬盘装置、光盘装置、或磁带装置。输入/输出装置770为系统700提供输入/输出操作。在一种实现方式中，输入/输出装置770包括键盘和/或指向装置。在另一种实现方式中，输入/输出装置770包括用于显示图形用户界面的显示单元，所述图形用户界面使得用户能够访问所采集、存储和查询的与物品相关的数据，如参考图1至图6描述的。
所描述的特征可在数字电子电路系统中实现，或者在计算机硬件、固件、软件或它们的组合中实现。所述设备可在有形地体现在信息载体中的计算机程序产品中(例如在机器可读存储装置中)实现以用于由可编程处理器执行，并且方法步骤可以由执行指令程序的可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行所描述实现方式的功能。所描述的特征可以有利地实现在一个或多个计算机程序中，所述计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行，所述至少一个可编程处理器被耦接以从数据存储系统、至少一个输入装置、以及至少有一个输出装置接收数据和指令，并向其传输数据和指令。计算机程序是一组指令，可以直接或间接地在计算机中使用以执行某种活动或引起某种结果。计算机程序可以以任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且它可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子程序或适合用于在计算环境中使用的其他单元。
用于执行指令程序的合适处理器包括例如通用和专用微处理器，以及任何类型的计算机的唯一处理器或多个处理器之一。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者处接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器。通常，计算机还将包括用于存储数据文件的一个或多个大容量存储装置，或可操作地耦接以与其进行通信；此类装置包括磁盘，如内部硬盘和可移动磁盘、磁光盘、以及光盘。适合于有形地体现计算机程序指令和数据的存储装置包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器装置(如EPROM、EEPROM、和闪存装置)、磁盘(如内部硬盘和可移动磁盘、磁光盘、以及CD-ROM和DVD-ROM盘)。处理器和存储器可以由ASIC(专用集成电路)补充或并入ASIC中。
要提供与用户的交互，这些特征可以实现在计算机上，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示装置(如OLED(有机发光二极管)或LCD(液晶显示器)监视器)、以及用户可以向计算机提供输入的键盘和指向装置(如鼠标或轨迹球)。
这些特征可以在包括后端部件(如数据服务器)的计算机系统、或者包括中间件部件(如应用服务器或互联网服务器)的计算机系统、或包括前端部件(如具有图形用户界面或互联网浏览器的客户端计算机)的计算机系统、或其任意组合中实现。系统的部件可以通过任何数字数据通信形式或媒介(如通信网络)进行连接。通信网络的例子包括例如LAN、WAN、以及形成互联网的计算机和网络。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此相隔遥远，并且典型地通过网络(如所描述的网络)进行交互。客户端与服务器的关系借助于在相应计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序产生。
此外，图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定次序或先后次序来实现期望的结果。此外，可以提供其他步骤，或者从所描述的流程中去除步骤，并且可以向所描述的系统添加或从中移除其他部件。因此，其他实现方式在以下权利要求书的范围内。
术语“药物”或“药剂”在本文中同义使用，并且描述了如下药物制剂，其含有一种或多种活性药物成分或其药学上可接受的盐或溶剂化物以及任选地药学上可接受的载剂。从最广义上来说，活性药物成分(“API”)是对人或动物具有生物学效应的化学结构。在药理学中，将药物或药剂用于治疗、治愈、预防或诊断疾病或者用于以其他方式增强身体或精神健康。药物或药剂可以在有限的时间内使用，或者定期用于慢性疾病。
如下文所述，药物或药剂可包括用于治疗一种或多种疾病的在各种类型的制剂中的至少一种API或其组合。API的例子可以包括小分子(具有500Da或更小的分子量)；多肽、肽和蛋白质(例如，激素、生长因子、抗体、抗体片段和酶)；碳水化合物和多糖；以及核酸、双链或单链DNA(包括裸露和cDNA)、RNA、反义核酸如反义DNA和RNA、小干扰RNA(siRNA)、核酶、基因和寡核苷酸。可以将核酸掺入分子递送系统(如载体、质粒或脂质体)中。还考虑了一种或多种药物的混合物。
可以将药物或药剂包括在适于与药物递送装置一起使用的初级包装或“药物容器”中。药物容器可以是例如药筒、注射筒、储器或其他坚固或柔性的器皿，其被配置成提供用于存储(例如，短期或长期存储)一种或多种药物的合适腔室。例如，在一些情况下，可以将腔室设计成将药物存储至少一天(例如，1天到至少30天)。在一些情况下，可以将腔室设计成将药物储存约1个月至约2年。可以在室温(例如，约20℃)或冷藏温度(例如，从约-4℃至约4℃)进行储存。在一些情况下，药物容器可以是或可以包括双腔室药筒，其被配置成单独存储待给予的药物制剂的两种或更多种组分(例如，API和稀释剂、或两种不同的药物)，每个腔室中存储一种。在此类情况下，可以将双腔室药筒的两个腔室配置成允许在分配到人体或动物体中之前和/或期间在两种或更多种组分之间混合。例如，可以将两个腔室配置成使得它们彼此流体连通(例如，通过两个腔室之间的导管)，并且允许用户在分配之前在需要时混合两种组分。替代性地或除此之外，两个腔室可以被配置成允许在将组分分配到人体或动物体内时进行混合。
可将如本文所述的药物递送装置中容纳的药物或药剂用于治疗和/或预防许多不同类型的医学病症。病症的例子包括例如糖尿病或与糖尿病相关的并发症(如糖尿病视网膜病变)、血栓栓塞病症(如深静脉或肺血栓栓塞)。另外的病症的例子是急性冠状动脉综合征(ACS)、心绞痛、心肌梗塞、癌症、黄斑变性、炎症、枯草热、动脉粥样硬化和/或类风湿性关节炎。API和药物的例子是如以下手册中所述的那些：如Rote Liste 2014(例如但不限于，主要组(main group)12(抗糖尿病药物)或86(肿瘤药物))和Merck Index，第15版。
用于治疗和/或预防1型或2型糖尿病或与1型或2型糖尿病相关的并发症的API的例子包括胰岛素(例如人胰岛素、或人胰岛素类似物或衍生物)；胰高血糖素样肽(GLP-1)、GLP-1类似物或GLP-1受体激动剂、或其类似物或衍生物；二肽基肽酶-4(DPP4)抑制剂、或其药学上可接受的盐或溶剂化物；或其任何混合物。如本文所用，术语“类似物”和“衍生物”是指具有如下分子结构的多肽，所述分子结构可以通过缺失和/或交换在天然存在的肽中存在的至少一个氨基酸残基和/或通过添加至少一个氨基酸残基而在形式上衍生自天然存在的肽的结构(例如人胰岛素的结构)。添加和/或交换的氨基酸残基可以是可编码的氨基酸残基或其他天然存在的残基或纯合成的氨基酸残基。胰岛素类似物还被称为“胰岛素受体配体”。特别地，术语“衍生物”是指具有如下分子结构的多肽，所述分子结构在形式上可以衍生自天然存在的肽的结构(例如人胰岛素的结构)，其中一个或多个有机取代基(例如脂肪酸)与一个或多个氨基酸结合。任选地，天然存在的肽中存在的一个或多个氨基酸可能已被缺失和/或被其他氨基酸(包括不可编码的氨基酸)替代，或者氨基酸(包括不可编码的氨基酸)已被添加到天然存在的肽中。
胰岛素类似物的例子是Gly(A21)、Arg(B31)、Arg(B32)人胰岛素(甘精胰岛素)；Lys(B3)、Glu(B29)人胰岛素(赖谷胰岛素)；Lys(B28)、Pro(B29)人胰岛素(赖脯胰岛素)；Asp(B28)人胰岛素(门冬胰岛素)；人胰岛素，其中在位置B28处的脯氨酸被Asp、Lys、Leu、Val或Ala替代并且其中在位置B29处的Lys可以被Pro替代；Ala(B26)人胰岛素；Des(B28-B30)人胰岛素；Des(B27)人胰岛素和Des(B30)人胰岛素。
胰岛素衍生物的例子是例如B29-N-肉豆蔻酰-des(B30)人胰岛素，Lys(B29)(N-十四酰)-des(B30)人胰岛素(地特胰岛素，
Figure BDA0002631466570000221
)；B29-N-棕榈酰-des(B30)人胰岛素；B29-N-肉豆蔻酰人胰岛素；B29-N-棕榈酰人胰岛素；B28-N-肉豆蔻酰LysB28ProB29人胰岛素；B28-N-棕榈酰-LysB28ProB29人胰岛素；B30-N-肉豆蔻酰-ThrB29LysB30人胰岛素；B30-N-棕榈酰-ThrB29LysB30人胰岛素；B29-N-(N-棕榈酰-γ-谷氨酰)-des(B30)人胰岛素，B29-N-ω-羧基十五酰-γ-L-谷氨酰-des(B30)人胰岛素(德谷胰岛素(insulindegludec)，
Figure BDA0002631466570000222
)；B29-N-(N-石胆酰-γ-谷氨酰)-des(B30)人胰岛素；B29-N-(ω-羧基十七酰)-des(B30)人胰岛素和B29-N-(ω-羧基十七酰)人胰岛素。
GLP-1、GLP-1类似物和GLP-1受体激动剂的例子是例如利西拉肽(
Figure BDA0002631466570000223
)、艾塞那肽(Exendin-4，
Figure BDA0002631466570000224
Figure BDA0002631466570000225
由毒蜥(Gila monster)的唾液腺产生39个氨基酸的肽)、利拉鲁肽(
Figure BDA0002631466570000226
)、索马鲁肽(Semaglutide)、他司鲁肽(Taspoglutide)、阿必鲁肽(
Figure BDA0002631466570000227
)、杜拉鲁肽(Dulaglutide)(
Figure BDA0002631466570000228
)、rExendin-4、CJC-1134-PC、PB-1023、TTP-054、兰格拉肽(Langlenatide)/HM-11260C、CM-3、GLP-1Eligen、ORMD-0901、NN-9924、NN-9926、NN-9927、Nodexen、Viador-GLP-1、CVX-096、ZYOG-1、ZYD-1、GSK-2374697、DA-3091、MAR-701、MAR709、ZP-2929、ZP-3022、TT-401、BHM-034、MOD-6030、CAM-2036、DA-15864、ARI-2651、ARI-2255、艾塞那肽-XTEN和胰高血糖素-Xten。
寡核苷酸的例子是例如：米泊美生钠(
Figure BDA0002631466570000231
)，它是一种用于治疗家族性高胆固醇血症的胆固醇还原性反义治疗剂。
DPP4抑制剂的例子是维达列汀、西他列汀、地那列汀(Denagliptin)、沙格列汀、小檗碱。
激素的例子包括垂体激素或下丘脑激素或调节活性肽及其拮抗剂，如促性腺激素(促滤泡素、促黄体素、绒毛膜促性腺激素、促生育素)、促生长激素(Somatropine)(生长激素)、去氨加压素、特利加压素、戈那瑞林、曲普瑞林、亮丙瑞林、布舍瑞林、那法瑞林和戈舍瑞林。
多糖的例子包括葡糖胺聚糖(glucosaminoglycane)、透明质酸、肝素、低分子量肝素或超低分子量肝素或其衍生物、或硫酸化多糖(例如上述多糖的多硫酸化形式)、和/或其药学上可接受的盐。多硫酸化低分子量肝素的药学上可接受的盐的例子是依诺肝素钠。透明质酸衍生物的例子是Hylan G-F20(
Figure BDA0002631466570000232
)，它是一种透明质酸钠。
如本文所用，术语“抗体”是指免疫球蛋白分子或其抗原结合部分。免疫球蛋白分子的抗原结合部分的例子包括F(ab)和F(ab')2片段，其保留结合抗原的能力。抗体可以是多克隆抗体、单克隆抗体、重组抗体、嵌合抗体、去免疫或人源化抗体、完全人抗体、非人(例如鼠类)抗体或单链抗体。在一些实施方案中，抗体具有效应子功能，并可固定补体。在一些实施方案中，抗体具有降低的或没有结合Fc受体的能力。例如，抗体可以是同种型或亚型、抗体片段或突变体，其不支持与Fc受体的结合，例如，它具有诱变的或缺失的Fc受体结合区。术语抗体还包括基于四价双特异性串联免疫球蛋白(TBTI)的抗原结合分子和/或具有交叉结合区取向(CODV)的双可变区抗体样结合蛋白。
术语“片段”或“抗体片段”是指衍生自抗体多肽分子的多肽(例如，抗体重链和/或轻链多肽)，其不包含全长抗体多肽，但仍包含能够结合抗原的全长抗体多肽的至少一部分。抗体片段可以包含全长抗体多肽的切割部分，尽管所述术语不限于此类切割片段。可用于本公开文本的抗体片段包括例如Fab片段、F(ab')2片段，scFv(单链Fv)片段、线性抗体、单特异性或多特异性抗体片段(如双特异性、三特异性、四特异性和多特异性抗体(例如，双链抗体、三链抗体、四链抗体))、单价或多价抗体片段(如二价、三价、四价和多价抗体)、微型抗体、螯合重组抗体、三抗体或双抗体、胞内抗体、纳米抗体，小模块化免疫药物(SMIP)、结合域免疫球蛋白融合蛋白、驼源化抗体和含有VHH的抗体。抗原结合抗体片段的另外的例子在本领域中是已知的。
术语“互补决定区”或“CDR”是指重链多肽和轻链多肽两者的可变区内的短多肽序列，其主要负责介导特异性抗原识别。术语“框架区”是指重链多肽和轻链多肽两者的可变区内的氨基酸序列，其不是CDR序列，并且主要负责维持CDR序列的正确定位以允许抗原结合。尽管框架区本身通常不直接参与抗原结合，如本领域中已知的，但是某些抗体的框架区内的某些残基可以直接参与抗原结合或可以影响CDR中的一个或多个氨基酸与抗原相互作用的能力。
抗体的例子是抗PCSK-9mAb(例如，阿利库单抗(Alirocumab))、抗IL-6mAb(例如，萨瑞鲁单抗(Sarilumab))和抗IL-4mAb(例如，度皮鲁单抗(Dupilumab))。
本文所述的任何API的药学上可接受的盐也预期用于在药物递送装置中的药物或药剂中。药学上可接受的盐是例如酸加成盐和碱性盐。
本领域技术人员将理解，在不偏离本公开文本的全部范围和精神的情况下，可对本文所述的API、制剂、仪器、方法、系统和实施方案的各种组分/组件进行修改(添加和/或去除)，本发明涵盖包括这些修改及其任何和所有等同物。
已经描述了本公开文本的许多实现方式。然而，应该理解，在不脱离本公开文本的精神和范围的情况下，可进行各种修改。因此，其他实现方式在所附权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种药剂注射系统(100、500)，其包括：
注射装置(102)，所述注射装置包括：
药剂储器(103)，所述药剂储器被配置成储存待通过所述注射装置(102)排出的药剂；和
声源(122a、122b、122c、122d、200、300、400)，所述声源被配置成生成包括指示所述药剂储器(103)中储存的所述药剂的量的信息的声信号；以及
外部装置(104)，所述外部装置包括：
声接收器(131、508、534)，所述声接收器被配置成记录所述声信号；和
一个或多个处理器(134)，所述处理器被配置成处理所记录的声信号并且基于经处理的所记录的声信号生成注射装置数据，
其中所述外部装置(104)被配置成显示基于所述注射装置数据的信息。
2.根据权利要求1所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述声源(122a、122b、122c、122d、200、300、400)包括通过彼此相互作用产生所述声信号的移动元件(202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g、302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i、402a、402b、402c)和抑制元件(204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g、304a、304b、304c、304d、304e、304f、304g、304h、304i、204a、204b、204c)。
3.根据权利要求2所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述移动元件(202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g、302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i、402a、402b、402c)包括杠杆式卡扣器、双面杠杆、弹簧动力元件、旋转凸轮和包括多个凹口的旋转轮中的至少一者。
4.根据权利要求2所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述移动元件(202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g、302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i、402a、402b、402c)和所述抑制元件(204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g、304a、304b、304c、304d、304e、304f、304g、304h、304i、204a、204b、204c)中的至少一者包括多种材料的布置以生成多个频率的序列。
5.根据权利要求2所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述移动元件(202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g、302a、302b、302c、302d、302e、302f、302g、302h、302i、402a、402b、402c)和所述抑制元件(204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g、304a、304b、304c、304d、304e、304f、304g、304h、304i、204a、204b、204c)中的至少一者包括多个几何特征以生成多个频率的序列。
6.根据权利要求5所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述多个频率的序列与所述注射装置(102)的标识符相关联。
7.根据权利要求2所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述声源(122a、122b、122c、122d、200、300、400)包括被配置成在所述声信号内生成混响的振动元件。
8.根据权利要求7所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述混响与所述注射装置(102)的标识符相关联。
9.根据权利要求1所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述声源封闭在所述注射装置(102)内。
10.根据权利要求7所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述注射装置(102)的壁的接近所述声源的一部分限定被配置成增强所述声信号的传输的开口(110a-d)。
11.根据权利要求7所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述开口(110a)被密封膜(110e)覆盖。
12.根据权利要求1所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述声源(122a、122b、122c、122d、200、300、400)附接到所述注射装置(102)的外表面。
13.根据权利要求1所述的药剂注射系统(100、500)，其中所述声源(122a、122b、122c、122d、200、300、400)集成到拨选手柄(112)中以生成所述声信号的全向传输。
14.一种注射装置(102)，其包括：
药剂储器(103)，所述药剂储器被配置成储存待通过所述注射装置(102)排出的药剂；
声源(122a、122b、122c、122d、200、300、400)，所述声源被配置成生成包括指示所述药剂储器(103)中储存的所述药剂的量的信息的声信号；
声接收器(124)，所述声接收器被配置成记录所述声信号；
控制逻辑，所述控制逻辑被配置成处理所记录的声信号并且基于经处理的所记录的声信号生成注射装置数据；和
天线(128)，所述天线被配置成将所述注射装置数据传输到外部装置(104)。
15.一种药剂注射系统(100、500)，其包括：
注射装置(102)，所述注射装置包括：
药剂储器(103)，所述药剂储器被配置成储存待通过所述注射装置(102)排出的药剂；
声源(122a、122b、122c、122d、200、300、400)，所述声源被配置成生成包括指示所述药剂储器(103)中储存的所述药剂的量的信息的声信号；
声接收器(124)，所述声接收器被配置成记录所述声信号；
控制逻辑，所述控制逻辑被配置成处理所记录的声信号并且基于经处理的所记录的声信号生成注射装置信号；和
天线(128)，所述天线被配置成传输所述注射装置信号；以及
外部装置(104)，所述外部装置包括：
接收器(508、534)，所述接收器被配置成接收所述注射装置信号；和
一个或多个处理器(134)，所述处理器被配置成处理所述注射装置信号并且基于经处理的注射装置信号生成注射装置数据，
其中所述外部装置(104)被配置成显示基于所述注射装置数据的信息。
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