CN114502218A - 剂量感测模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种传感器模块（50），其适于在基于药筒的药物递送装置中布置在可旋转活塞杆与药筒活塞之间。传感器模块（50）包括：第一传感器结构（52、152、252、352），其适于相对于药筒活塞至少基本上旋转锁定并且包括横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2）；以及第二传感器结构（53、153、253、353），其适于相对于活塞杆旋转锁定并且包括一个或多个挠性支撑且可轴向偏转的接触构件（53.1、53.2、153.2、253.2、353.1、353.2），所述接触构件定位在横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2）的远侧并且适于向该横向传感器表面施加近侧指向力。第一传感器结构（52、152、252、352）和第二传感器结构（53、153、253、353）适于进行相对旋转运动，由此一个或多个接触构件（53.1、53.2、153.2、253.2、353.1、353.2）扫掠横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2）。处理器（52.5、152.5、252.5）根据在一个或多个接触构件（53.1、53.2、153.2、253.2、353.1、353.2）扫掠横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2）时生成的信号确定第一传感器结构（52、152、252、352）与第二传感器结构（53、153、253、353）之间的相对角位移。

Description

剂量感测模块
技术领域
本发明涉及在药物递送装置中使用的旋转编码器，并且涉及使用旋转编码器自动捕获从药物储存器排出的药物量的药物递送装置。
背景技术
注射装置，例如注射笔，被广泛用于需要治疗的人自行给予液体药物。许多注射装置能够在装置中的相应的剂量设定和剂量排出机构操作时重复设定和注射固定或可变体积的药物。一些注射装置适于装载含有足以提供多个可注射剂量的一定体积的药物的预填充药物储存器。当储存器变为空的时，使用者将用新储存器替换它，从而可以一次又一次地使用注射装置。其它注射装置在交付给用户时是预填充的，并且只能在药物储存器被清空之前使用，之后整个注射装置被丢弃。各种注射装置通常通过使用运动控制活塞杆推进储存器中的活塞来排出药物。
在一些治疗领域内，患者依从处方治疗的倾向取决于特定治疗方案的简单性。例如，许多2型糖尿病患者在相对高的年龄被诊断出患有这种疾病，他们不太容易接受过多干预他们正常生活方式的治疗。这些人中的大多数人不喜欢经常被提醒他们的疾病，因此，他们不希望被复杂的治疗模式纠缠或浪费时间学习操作繁琐的递送系统。实质上，许多人认为人工参与越少越好。
对于糖尿病患者来说，及时给予一种或多种葡萄糖调节剂以最大限度地延长血糖量正常的时间是重要的。在这方面，为了建立一个人对特定治疗方案的依从性的概况，重要的是要跟踪这种调节剂的给药时间和给药量。因此，建议此人保持给药剂量大小和给药时间的日志。
以前，这样的日志的建立和维护需要例如在纸上或电脑上手动记下数据。然而，由于这需要频繁的积极参与，许多人忽视了建立此概况的重要性。认识到这种不希望的情况，已提出了各种解决方案，用于从各个注射装置自动捕获相关信息。
例如，WO 2018/078178（Novo Nordisk A/S）公开了一种笔型注射装置，其具有布置在注射装置壳体的可偏转外表面上的传感器。可偏转外表面构造成在旋转锁定到活塞杆的内部部件的特定角位移处经受偏转，并且传感器适于响应于检测到的偏转而输出信号，因此该信号表示活塞杆的角位移。由于所公开的注射装置排出的药物量与活塞杆相对于壳体的总角位移相关，因此输出信号由注射装置中的处理器自动捕获并用作估计给药剂量的基础。此外，处理器可以建立接收输出信号的时间并为剂量排出事件提供时间戳。然后，可以经由注射装置上的电子显示器或通过无线传输到例如具有或可连接到显示器的外部设备来检索数据。
在WO 2018/141571（Novo Nordisk A/S）中公开了一种替代的剂量检测方案，该文献涉及一种一次性笔型药物递送装置，所述一次性笔型药物递送装置具有布置在剂量排出机构的活塞杆与药筒活塞之间的活塞垫圈模块形式的完全集成的传感器单元。传感器单元像旋转编码器一样操作并且包括相对于活塞杆旋转锁定的第一传感器部分和相对于药筒活塞旋转锁定的第二传感器部分。当活塞杆相对于药物递送装置壳体和药筒旋转时，在剂量排出事件期间表现出的两个传感器部分之间的相对角位移被电流地检测并转换为给药剂量大小的估计值。在WO 2020/011710（Novo Nordisk A/S）中两个传感器部分容纳在两部分模块壳体中。
WO 2018/141571和WO 2020/011710中提出的大多数传感器实施例涉及轴向指向触点和传感器表面。对于这些传感器类型，信号输出的可靠性取决于两个传感器部分之间的物理接口中的轴向接触压力。为了获得令人满意的接触压力，同时还考虑到最小化从第一传感器部分传递到第二传感器部分的扭矩的期望，建议将触点弹性支撑，例如布置在轴向挠性臂上。
然而，当第一传感器部分在剂量排出事件期间被轴向压靠在第二传感器部分上时，挠性臂变得偏转并储存直到活塞杆运动结束才释放的弹性能量。当最终被释放时，该弹性能量可以引起活塞的额外运动，并且因此有助于延长剂量排出事件。延长的剂量排出可能被视为麻烦，特别是对于已经不愿意进行注射的人。此外，存在更大的风险，即用户会在预期结束排出过程时过早拔出注射针头，却发现液体仍在从针头端流出。这可能导致对剂量排出机构为何还未停止以及是否已接收到正确的剂量的困惑。
发明内容
本发明的目的是消除或减少现有技术的至少一个缺点，或者提供现有技术解决方案的有用替代方案。
特别地，本发明的一个目的是提供一种用于药物递送装置中以自动捕获关于递送的剂量的信息的基于旋转编码器的剂量感测模块，所述剂量感测模块提供稳定的输出信号并具有可接受的内部扭矩传递，但不会对剂量排出过程产生负面影响。
本发明的另一目的是提供一种具有这种剂量感测模块的药物递送装置。
在本发明的公开内容中，将描述各方面和实施例，其将解决一个或多个上述目的并且/或者将解决从以下文本显而易见的目的。
在一个方面，本发明提供了一种如权利要求1所述的传感器模块。
因此，提供了一种用于基于药筒的药物递送装置（例如，如笔形类型的注射装置）中的传感器模块。沿着参考轴线从近侧模块部分延伸到远侧模块部分的传感器模块适于在药物递送装置中布置在可旋转活塞杆与药筒活塞之间，使得近侧模块部分与活塞杆相接并且远侧模块部分与药筒活塞相接。
传感器模块包括模块壳体和由诸如电池的电源供电的旋转编码器系统。旋转编码器系统包括第一传感器结构，所述第一传感器结构适于相对于药筒活塞至少基本上旋转锁定，并且包括相对于模块壳体轴向受限的横向传感器表面，即该横向传感器表面轴向固定到模块壳体或者能够相对于模块壳体进行受限轴向运动。旋转编码器系统还包括适于相对于活塞杆旋转锁定的第二传感器结构，以及处理器。第二传感器结构包括一个或多个，即单个或多个挠性支撑且可轴向偏转的接触构件。
第一传感器结构和第二传感器结构能够围绕参考轴线进行相对旋转运动，并且一个或多个接触构件适于响应于这样的相对旋转运动扫掠横向传感器表面，由此生成指示第一传感器结构与第二传感器结构之间的相对角位移的多个信号，例如电信号。
生成的信号由处理器拾取和使用以确定在用或由药物递送装置执行的剂量排出事件期间表现出的第一传感器结构与第二传感器结构之间的总相对角位移。由于在这样的剂量排出事件期间第一传感器结构相对于药筒至少基本上旋转锁定并且第二传感器结构相对于活塞杆旋转锁定，因此处理器估计与排出的剂量的大小相关的活塞杆的总相对角位移。如此确定的第一传感器结构与第二传感器结构之间的总相对角位移和/或估计的排出的剂量的大小可以例如使用传感器模块中的无线传输装置无线地中继到外部装置。替代地，处理器可以电连接到药物递送装置上的电子显示器以视觉呈现估计的剂量大小。
重要的是，一个或多个接触构件定位在横向传感器表面的远侧并且适于向该横向传感器表面施加近侧指向力。因此，当活塞杆在剂量排出动作期间向远侧移动时，一个或多个接触构件与横向传感器表面之间的界面中的接触压力将不会增加，原因是第一传感器结构和第二传感器结构未被推到一起。结果，当剂量排出发生时，弹性能量将不会积聚在一个或多个接触构件的挠性支撑件中，因此在剂量排出机构已到达其剂量结束位置之后挠性支撑件的后续松弛将不会引起额外的活塞运动。
在本发明的示例性实施例中，横向传感器表面包括以图案布置的多个导电传感器区域，并且一个或多个接触构件适于在第一传感器结构和第二传感器结构进行相对旋转时扫掠多个导电传感器区域的至少一个子集，由此交替地连接和断开不同的传感器区域，电流连接指示第一传感器结构和第二传感器结构的当前相对角位置。因此生成电信号以便立即在处理器中进行处理，所述处理器最终根据进行的连接计算第一传感器结构与第二传感器结构之间的总相对角位移，并在此基础上计算相应的剂量大小。替代地，可以通过从传感器模块接收数据的外部装置来计算剂量大小。
横向传感器表面可以是刚性支撑片的远侧表面，所述刚性支撑片在模块壳体内垂直于参考轴线延伸。刚性支撑片可以是或包括印刷电路板，并且它还可以包括承载处理器和诸如无线发射器或收发器模块的其它电子部件的近侧表面。承载横向传感器的垂直刚性支撑片能够实现内部部件很少的非常紧凑的传感器模块。
在本发明的示例性实施例中，刚性支撑片具有中心贯穿孔，并且近侧模块部分包括轴向销构件，所述轴向销构件延伸通过贯穿孔并且包括销近端部分和销远端部分。销近端部分构造成与活塞杆的远端部分旋转互锁接合，并且销远端部分与第二传感器结构旋转互锁。因此，在使用中，活塞杆的旋转被传递到轴向销构件，并被进一步传递到一个或多个接触构件，所述一个或多个接触构件因此扫掠横向传感器表面。
传感器模块还可以包括防旋转装置，所述防旋转装置适于与基于药筒的药物递送装置中的药筒的内壁部分相接以阻止模块壳体与药筒之间的相对角位移。否则，当活塞杆旋转并且一个或多个接触构件沿着横向传感器表面滑动时，由于第二传感器结构施加在第一传感器结构上的扭矩，可能潜在地发生这种相对角位移。在示例性实施例中，防旋转装置包括沿着远侧模块部分的圆周均匀分布的多个突起。
多个导电传感器区域可以布置成形成第一圆形轨道和第二圆形轨道，其中第一圆形轨道是代码轨道并且第二圆形轨道是接地轨道，并且一个或多个接触构件可以构成适于扫掠第一圆形轨道的一个或两个代码接触构件以及适于扫掠第二圆形轨道的一个地面接触构件。具有两个代码接触构件的实施例提供了旋转编码器系统的特别稳固的设计，而仅具有一个代码接触构件的实施例提供了更简单且公差更小的关键设计。
在示例性实施例中，第一圆形轨道包括36个均匀分布的代码段，并且第二传感器结构包括呈现45°角分离的两个代码接触构件。
在另一示例性实施例中，第一圆形轨道包括72个均匀分布的代码段，并且第二传感器结构包括单个代码接触构件。
多个导电传感器区域可以替代地形成包括交替的代码段和接地段，例如40个均匀分布段的单个圆形轨道，其中每隔一个段是代码段并且每隔一个段是接地段，并且一个或多个接触构件可以构成呈现彼此120°角分离的三个接触构件。此构造消除了对横向传感器表面上的不同位置处的单独接地轨道的需要。
如果旋转编码器系统由电池供电，则所述电池可以布置在模块壳体中在横向传感器表面的远侧，并且销远端部分可以包括接触表面，所述接触表面邻接电池，电连接到负电池端子。因此，提供了辅助接地连接，在药物递送装置的操作需要传感器模块中的显著内部振动的情况下，所述辅助接地连接用作主接地连接的备用接地连接。
替代地，轴向销/电池连接可以是旋转编码器系统中的主接地连接，在该情况下可以避免单独接地轨道，并且多个导电传感器区域可以布置成形成代码段的单个圆形轨道。
在另一方面，本发明提供了一种药物递送装置，所述药物递送装置包括：壳体，所述壳体容纳包括可旋转活塞杆的剂量排出机构；以及相对于壳体旋转固定的药筒，所述药筒包括药物室，所述药物室在远侧由自密封隔膜密封并且在近侧由药筒活塞密封，其中如上所述的传感器模块布置在药物递送装置中在活塞杆与药筒活塞之间。
传感器模块可以布置成使得近侧模块部分旋转地固定到活塞杆并且远侧模块部分邻接药筒活塞。
在本发明的特定实施例中，活塞杆包括远侧凹部，并且销近端部分摩擦配合在凹部中。取决于销近端部分的外部形状，例如为椭圆柱形或方柱形，这使得可以在活塞杆和轴向销构件的多个相对角取向上进行装配，由此使得在药物递送装置的组装期间更容易地获得两个部件的正确对准。
如果销近端部分为圆柱形，则它允许轴对称装配，所述轴对称装配不依赖于活塞杆和轴向销构件的任何特定相对角取向并且因此在组装期间非常容易执行。
为了避免任何疑问，在本发明的上下文中，术语“药物”表示用于治疗、预防或诊断病症的介质，即，包括在体内具有治疗或代谢作用的介质。此外，术语“远侧”和“近侧”指示在药物递送装置或针头单元处的位置或沿药物递送装置或针头单元的方向，其中“远侧”是指药物出口端，并且“近侧”是指与药物出口端相对的端。
在本说明书中，提及某个方面或某个实施例（例如，“一个方面”、“第一方面”、“一个实施例”、“示例性实施例”等）表示结合相应的方面或实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个方面或实施例中，或者是其固有的，但不一定包括在本发明的所有方面或实施例中。然而要强调的是，关于本发明所述的各种特征、结构和/或特性的任何组合由本发明所涵盖，除非本文中明确描述或与上下文明显矛盾。
除非另外声明，否则本文的任何和所有实例或示例性语言（例如，诸如等）的使用仅旨在说明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。此外，本说明书中的任何语言或措词都不应被解释为表明任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必不可少的。
附图说明
在下文中，将参考附图进一步描述本发明，其中
图1示出了根据现有技术的剂量检测原理，
图2是根据本发明的示例性实施例的具有集成剂量感测模块的注射装置的透视纵向截面图，
图3是剂量感测模块的分解图，
图4是剂量感测模块的透视纵向截面图，
图5是剂量感测模块中使用的电刷组件的侧视图，
图6是电刷组件的远侧透视图，以及
图7-9是用于剂量感测模块中的替代电刷组件的相应示例。
在附图中，类似的结构主要由类似的附图标记标识。
具体实施方式
当/如果在下文中使用相对表达，例如“上”和“下”、“左”和“右”、“水平”和“竖直”、“顺时针”和“逆时针”等，这些是参考附图，不一定是实际使用情况。所示附图是示意性表示，因此，不同结构的构型以及它们的相对尺寸仅用于说明的目的。
图1示出了根据现有技术的旋转传感器模块，其布置在活塞杆1015的远端与活塞1022的密封药物容纳筒1020的近端之间。由纽扣型电池1075供电的传感器模块包括呈柔性印刷电路板片形式的第一传感器部分1070以及第二传感器部分1060，所述第一传感器部分具有近侧指向的传感器表面1071，24个单独的导电传感器区域1072围绕中心轴线周向布置在所述传感器表面上，所述第二传感器部分安装在活塞杆1015的远端部分上与第一传感器部分1070相对并且具有呈两个电连接的挠性臂1061形式的接触结构，每个挠性臂终止于接触点1062。
第一传感器部分1070适于直接或间接地接合活塞1022，使得它们之间不可能发生相对旋转。第二传感器部分1060旋转固定到活塞杆1015，并且接触点1062适于在随着在剂量排出动作期间活塞杆1015旋转而在第一传感器部分1070与第二传感器部分1060之间发生相对旋转运动时接合和电连接各个单独的导电传感器区域1072。这允许估计在剂量排出动作期间活塞杆1015表现出的总角位移，并且因此估计排出的药物量。
在剂量排出期间，活塞杆1015经历螺旋运动，并且该运动的轴向分量引起活塞1022在药筒1020中的轴向推进，原因是来自活塞杆1015的轴向力经由传感器模块传递到活塞1022的近侧表面。与此相关，第二传感器部分1060被压靠在第一传感器部分1070上，这增加了接触点1062与传感器表面1071之间的接触压力，从而增强了生成信号输出的电接触。然而，它也使挠性臂1061相对于活塞杆1015的轴向行进方向偏转，从而在其中储存弹性能量。
在剂量排出过程中，挠性臂1061保持如此偏转，但当活塞杆1015最终停止并且整个剂量排出系统松弛时，储存在挠性臂1061中的弹性能量被释放并传递到传感器表面1071，所述传感器表面远离第二传感器部分1060被轴向推动。
第一传感器部分1070的额外轴向运动导致活塞1022的额外轴向运动，这继而导致小的额外剂量被排出。值得注意的是，此额外剂量在活塞杆1015已停止其运动之后被排出，并且因此将需要用户在从皮肤移除注射针头之前等待久一些时间以便确保已接收到全部剂量。此外，尽管增加的接触压力降低了接触点1062与传感器表面1071之间的意外失去接触的风险是有利的，但其伴随着增加第一传感器部分1070与第二传感器部分1060之间的旋转界面中的摩擦的成本，这增加了角位移被引入第一传感器部分1070的风险，从而影响剂量检测原理的准确性。
图2是根据本发明的示例性实施例的具有集成传感器模块50的注射装置1的透视纵向截面图。注射装置1是预填充的自动笔注射器类型，具有沿着参考轴线延伸并容纳剂量排出机构的细长壳体2。保持药筒20的药筒保持器3永久地固定到壳体2，所述药筒具有由药筒壁21、远侧可穿透隔膜23和近侧活塞22限定的内部室25。室25至少基本上填充有液体物质（不可见）。在注射装置1的所示状态下，针头组件40以注射针头45已经穿透隔膜23以建立与室25的流体连通的方式附接到药筒保持器3的针头安装部分。
用户可操作剂量拨盘4布置在壳体2的近端部分处，以选择性地设定待从药筒20喷射的剂量。剂量拨盘4与刻度鼓8可操作地联接，所述刻度鼓通过窗口9显示选定剂量。注射按钮5可轴向压下以释放可卷绕扭力弹簧10。扭力弹簧10的释放将导致活塞杆15通过壳体2中的螺母构件7螺旋前进，从而导致执行剂量排出动作。
剂量设定和剂量排出机构的细节与本发明无关，因此将不在本文中提供。关于如何构造这样的机构的示例，参考WO 2015/071354，特别是第10页第21行至第15页第13行。重要的是活塞杆15在剂量排出期间的旋转运动通过活塞杆螺纹和螺母构件7的设计与活塞22的推动运动相关，使得活塞杆15相对于壳体2的预定角位移对应于活塞22相对于药筒壁21的预定轴向位移。此关系原则上可以由制造商根据药筒20的尺寸任意选择。在本示例中，活塞杆的15°角位移对应于活塞22的特定轴向位移，这使得通过注射针头45排出1 IU的所含物质。
图3是突出显示本传感器模块50的各个元件的分解图。传感器模块50包括具有刚性支撑片52.4的PCB组件52形式的第一传感器部分，所述刚性支撑片具有承载各种电子部件52.5（包括处理器）的近侧表面52.1，以及承载多个导电传感器区域（不可见）的远侧表面52.2，其构造将在下文描述。支撑片52.4具有整体圆形周边，但设置有若干凹口，其中凹口中的一些形成一对直径相对的径向突起52.3。此外，支撑片52.4具有中心贯穿孔52.6。
第一传感器部分由固定安装到活塞杆连接器54以确保与其联合旋转的电刷53形式的第二传感器部分补充。活塞杆连接器54轴向延伸穿过贯穿孔52.6并且适于与活塞杆15的远端部分中的腔压配合接合，如图2中所示。这提供了活塞杆15和活塞杆连接器54的联合运动。电刷53包括一个接地触点53.1和两个代码触点53.2，它们布置在相应的挠性臂53.5上并且适于与支撑片52.4的远侧表面52.2上的导电传感器区域电流地连接，如下文更详细地描述的。值得注意的是，接地触点53.1和代码触点53.2都是近侧指向的。
形成旋转编码器系统的两个传感器部分容纳在模块壳体51中，所述模块壳体还容纳电池55形式的电源，也用作正电池连接器的保持器56和刚性（负）电池连接器57。保持器56具有用于承载电池55的横向支撑表面56.1和两个轴向延伸的相对保持器臂56.2。每个保持器臂56.2设置有近侧切口56.3，所述近侧切口成形为接收径向突起52.3中的一个，从而使保持器56和PCB组件52旋转互锁并轴向限制支撑片52.4。模块壳体51具有一对直径相对的侧开口51.2以及沿其圆周间隔开的多个防旋转凸片51.1，所述侧开口成形为接收保持器臂56.2，以便使保持器56和模块壳体51旋转互锁或至少基本上旋转互锁，所述防旋转凸片用于与药筒壁21的内表面相互作用。因此，PCB组件52相对于模块壳体51至少基本上旋转锁定，所述模块壳体又旋转摩擦地装配在药筒20中，所述药筒旋转固定在药筒保持器3中。PCB组件52由此相对于壳体2至少基本上旋转固定并且因此适合作为用于测量活塞杆15的角位移的参考部件。
图4是组装状态下的传感器模块50的透视纵向截面图。可以看出，活塞杆连接器54延伸通过支撑片52.4中的贯穿孔52.6，并且与电刷53上的套筒53.6压配合。模块壳体51具有靠在活塞22上的脚部51.3（参见图2）。此外，该图示出了保持器臂56.2在侧开口51.2中的位置以及径向突起52.3在切口56.3中的布置。在注射装置1的剂量排出动作期间，活塞杆15的旋转被传递到活塞杆连接器54并进一步传递到电刷53上。接地触点53.1和代码触点53.2因此扫掠远侧表面52.2的传感器区域，由于径向突起52.3与切口56.3之间的接合，保持器臂56.2在侧开口51.2中的装配，脚部51.3与活塞22之间的摩擦界面，以及防旋转凸片51.1与药筒壁21之间的摩擦界面，所述远侧表面保持至少基本上旋转静止。
图5是两个传感器部分的侧视图，其示出了接地触点53.1和代码触点53.2与支撑片52.4的远侧表面52.2之间的连接，并且图6是两个传感器部分的远侧透视图。在本发明的所示的示例性实施例中，远侧表面52.2上的上述多个导电传感器区域布置成使得单个圆形接地轨道52.7为接地触点53.1提供接地连接，并且36个单独的代码段52.8一起构成代码触点53.2适于扫掠的代码轨道52.9。通过活塞杆连接器54的球形端54.1接触（负）电池连接器57提供辅助接地连接。在剂量排出机构的动力在传感器模块50中产生振动的情况下，辅助接地连接可能与稳定信号输出有关。
当活塞杆连接器54在剂量排出动作期间与活塞杆15联合旋转时，周向分开45°的两个代码触点53.2分别扫掠代码轨道52.9，从而在不同的代码段52.8接地时生成表示电刷53的角位置的信号。两个传感器部分输出一个4位格雷码，即八个不同的代码，对于电刷53的360°旋转重复九次，给出72个区分代码。因此，此输出形成用于由包括处理器的一个或多个电子部件52.5在剂量排出动作期间估计活塞杆15的总角位移，并且因此用于估计排出剂量的基础。
对于如本文描述的电流传感器，每个物理触点上的接触压力足够高以确保稳定的信号是至关重要的。此先决条件通过本传感器模块50的设计来满足，其中挠性臂53.5和套筒53.6的组合以及切口56.3中的径向突起52.3的受限轴向游隙使得电刷53能够相对于支撑片52.4布置在活塞杆连接器54上，这提供了接地触点53.1与接地轨道52.7之间以及相应的代码触点53.2与代码轨道52.9之间的弹簧加强接触。然而，重要的是，电刷53定位在支撑片52.4的远侧使得挠性臂53.5向远侧偏转并且相应的接地触点53.1和代码触点53.2由此向支撑片52.4提供近侧指向力的事实是有利的，原因是在剂量排出动作期间，当活塞杆连接器54向电池连接器57施加轴向指向力时，这将不会导致挠性臂53.5进一步偏转，因为电刷53未压靠在支撑片52.4上，即弹性臂53.5中没有储存额外弹性能量（其需要在剂量排出系统的后续松弛期间释放），因此解决了剂量排出时间延长的问题。
此外，由于活塞杆连接器54正在推进而使电刷53未压靠在支撑片52.4上，因此相应的接地触点53.1/接地轨道52.7和代码触点53.2/代码轨道52.9界面中的接触压力在剂量递送期间没有增加。两个传感器部分之间的旋转界面中的摩擦因此也没有增加，这意味着由电刷53施加到支撑片52.4的扭矩没有增加。结果，与挠性臂在活塞杆推进期间表现出进一步的偏转的解决方案（例如，类似于图1中所示的解决方案）相比，支撑片52.4抵抗由防旋转凸片51.1与药筒壁21之间的相互作用提供的防旋转机构发生角位移的风险降低。
图7是用于根据本发明的另一实施例的传感器模块中的替代旋转编码器系统的两个传感器部分的远侧透视图。传感器部分包括电刷153和PCB组件152，它们由活塞杆连接器54以类似于结合前一实施例公开的方式保持在相互位置。PCB组件152的几何构造以及它与传感器模块的其它部件的相互作用与前面描述的PCB组件52相同。特别地，PCB组件152包括刚性支撑片152.4，所述刚性支撑片具有承载各种电子部件152.5（包括处理器）的近侧表面152.1，和远侧表面152.2，在所述远侧表面上设置有多个并排布置的导电代码段152.8，从而提供圆形代码轨道。然而，与前一实施例相反，远侧表面152.2不包括专用接地轨道。替代地，与上述类似，通过活塞杆连接器54的球形端54.1与（负）电池连接器57接触提供接地连接。
电刷153包括压配合在活塞杆连接器54上以确保活塞杆15和电刷153的联合旋转的套筒153.6，以及两个代码触点153.2，每个代码触点布置在能够轴向偏转的挠性臂153.5的端部分处。类似于前一实施例，代码触点153.2在角度上分开45°，并且在相对于远侧表面152.2旋转时将分别扫掠代码段152.8并产生4位格雷码。与三个扫掠触点相比，仅两个电刷触点扫掠远侧表面152.2的事实提供了减小的内部摩擦以及因此两个传感器部分之间的减小的扭矩。因此，PCB组件152抵抗由防旋转凸片51.1与药筒壁21之间的相互作用提供的防旋转机构发生角位移的风险被进一步降低，同时仍然获得来自挠性臂153.5的力在PCB组件152与电池55之间的有利抑制，从而消除了剂量排出延长的问题。
图8是用于根据本发明的第三实施例的传感器模块中的另一替代旋转编码器系统的两个传感器部分的远侧透视图。类似于先前的实施例，传感器部分包括由活塞杆连接器54保持在相互位置的电刷253和PCB组件252。PCB组件252的几何构造以及它与传感器模块的其它部件的相互作用与前面描述的PCB组件52相同。特别地，PCB组件252包括刚性支撑片252.4，所述刚性支撑片具有承载各种电子部件252.5（包括处理器）的近侧表面252.1，和远侧表面252.2，在所述远侧表面上设置有多个导电传感器区域。
然而，与前面的实施例相反，远侧表面252.2承载布置成圆形轨道图案的40个导电传感器区域，其中每隔一个传感器区域构成接地段252.7，而每隔一个传感器区域构成代码段252.8。如上文结合本发明的第一实施例所述，通过活塞杆连接器54的球形端54.1与（负）电池连接器57接触提供辅助接地连接。
电刷253附接到活塞杆连接器54并且适于在剂量排出动作期间在活塞杆15旋转时扫掠40个导电传感器区域（如上所述）。电刷253具有三个挠性臂253.5，每个都终止于接触点253.2，所述接触点适于与接地段252.7或代码段252.8电流地连接，这取决于电刷253相对于PCB组件252的角位置。三个接触点253.2彼此分开120°，使得一个接触点253.2总是连接到接地段252.7并且两个接触点253.2总是连接到代码段253.8。两个传感器部分输出4位格雷码并提供比本发明的前两个实施例更高的分辨率，从而在剂量排出事件期间能够更准确地估计PCB组件252与电刷253之间的总相对角位移，并且因此更准确地估计活塞杆15相对于壳体2的总角位移。
图9是在根据本发明的第四实施例的传感器模块中使用的又一替代旋转编码器系统的两个传感器部分的远侧透视图。与前面的实施例类似，传感器部分包括通过活塞杆连接器54保持在相互位置的电刷353和PCB组件352。PCB组件352的几何构造以及它与传感器模块的其它部件的相互作用与前面描述的PCB组件52对应。特别地，PCB组件352包括刚性支撑片352.4，所述刚性支撑片具有承载各种电子元件（不可见）（包括处理器）的近侧表面352.1，和远侧表面352.2，在所述远侧表面上设置有多个导电传感器区域。多个导电传感器区域包括圆形接地轨道352.7和由并排布置的72个单独代码段352.8形成的圆形代码轨道352.9。
电刷353压配合到活塞杆连接器54上以确保与活塞杆15联合旋转，并且包括代码触点353.2和直径相对的接地触点353.1，每个触点布置在能够轴向偏转的挠性臂353.5的端部分处。在剂量排出动作期间，当电刷353相对于PCB组件352旋转时，代码触点353.2将扫掠代码段352.8的至少一个子集，而接地触点353.1将扫掠接地轨道352.7的至少一个子集。这产生许多信号偏移，所述信号偏移与活塞杆15相对于壳体2的特定角位移相关，因此用于估计排出剂量的大小。
同样，与三个扫掠触点相比，仅两个电刷触点扫掠远侧表面352.2的事实提供了减小的内部摩擦以及因此两个传感器部分之间的减小的扭矩。因此，PCB组件352抵抗由防旋转凸片51.1与药筒壁21之间的相互作用提供的防旋转机构发生角位移的风险被进一步降低，同时仍然获得来自挠性臂353.5的力在PCB组件352与电池55之间的有利抑制，从而消除了延长的剂量排出问题。
在上述顺序编码器的变型中，可以省略接地轨道352.7和承载接地触点353.1的挠性臂353.5，并且接地连接可以仅通过活塞杆连接器54的球形端54.1接触（负）电池连接器57提供。这将进一步减少内部摩擦，原因是只有一个电刷触点将扫掠远侧表面352.2。为了增强此替代电刷的结构稳定性，可以考虑引入臂来平衡承载代码触点353.2的挠性臂353.5。

Claims (14)

1. 一种传感器模块（50），所述传感器模块适于在基于药筒的药物递送装置中布置在可旋转活塞杆与药筒活塞之间，所述传感器模块（50）沿着参考轴线从适于与所述活塞杆相接的近侧模块部分（54）延伸到适于与所述药筒活塞相接的远侧模块部分（51.3），并且包括：
模块壳体（51），以及
动力旋转编码器系统，所述动力旋转编码器系统包括：
第一传感器结构（52、152、252、352），所述第一传感器结构适于相对于所述药筒活塞至少基本上旋转锁定，并且包括相对于所述模块壳体（51）轴向受限的横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2），
第二传感器结构（53、153、253、353），所述第二传感器结构适于相对于所述活塞杆旋转锁定，并且包括一个或多个挠性支撑并且可轴向偏转的接触构件（53.1、53.2、153.2、253.2、353.1、353.2），所述第一传感器结构（52、152、252、352）和所述第二传感器结构（53、153、253、353）能够围绕所述参考轴线进行相对旋转运动，由此一个或多个接触构件（53.1、53.2、153.2、253.2、353.1、353.2）扫掠所述横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2），以及
处理器（52.5、152.5、252.5），所述处理器适于根据在所述一个或多个接触构件（53.1、53.2、153.2、253.2、353.1、353.2）扫掠所述横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2）时生成的信号确定所述第一传感器结构（52、152、252、352）与所述第二传感器结构（53、153、253、353）之间的相对角位移，
其特征在于，所述一个或多个接触构件（53.1、53.2、153.2、253.2、353.1、353.2）定位在所述横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2）的远侧并且适于向所述横向传感器表面施加近侧指向力。
2. 根据权利要求1所述的传感器模块，其中
所述横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2）包括以图案布置的多个导电传感器区域（52.7、52.8、152.8、252.7、252.8、352.7、352.8），并且
所述一个或多个接触构件（53.1、53.2、153.2、253.2、353.1、353.2）适于在所述第一传感器结构（52、152、252、352）和所述第二传感器结构（53、153、253、353）进行相对旋转时扫掠所述多个导电传感器区域（52.7、52.8、152.8、252.7、252.8、352.7、352.8）的至少一个子集，由此交替地连接和断开不同的传感器区域，电流连接指示所述第一传感器结构（52、152、252、352）和所述第二传感器结构（53、153、253、353）的当前相对角位置。
3. 根据权利要求1或2所述的传感器模块，其中所述横向传感器表面（52.2、152.2、252.2、352.2）是刚性支撑片（52.4、152.4、252.4、352.4）的远侧表面，所述刚性支撑片在所述模块壳体（51）内垂直于所述参考轴线延伸。
4. 根据权利要求3所述的传感器模块，其中所述近侧模块部分（54）包括轴向销构件（54），所述轴向销构件包括销近端部分和销远端部分，并且
其中
所述刚性支撑片（52.4、152.4、252.4、352.4）具有中心贯穿孔（52.6），
所述轴向销构件（54）延伸通过所述贯穿孔（52.6），
所述第二传感器结构（53、153、253、353）与所述销远端部分旋转互锁，并且
所述销近端部分构造成与所述活塞杆的远端部分旋转互锁接合。
5.根据权利要求3或4所述的传感器模块，其中所述刚性支撑片（52.4、152.4、252.4、352.4）还包括承载所述处理器（52.5、152.5、252.5）的近侧表面（52.1、152.1、252.1、352.1）。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块，还包括防旋转装置（51.1），所述防旋转装置适于与所述基于药筒的药物递送装置中的药筒的内壁部分相接以阻止所述模块壳体（51）与所述药筒之间的相对角位移。
7.根据权利要求2所述的传感器模块，其中所述多个导电传感器区域（352.7、352.8）布置成形成第一圆形轨道（352.9）和第二圆形轨道（352.7），所述第一圆形轨道（352.9）是代码轨道，并且所述第二圆形轨道（352.7）是接地轨道，并且
其中所述一个或多个接触构件（353.1、353.2）构成适于扫掠所述第一圆形轨道（352.9）的一个代码接触构件（353.2）和适于扫掠所述第二圆形轨道（352.7）的一个地面接触构件（353.1）。
8.根据权利要求2所述的传感器模块，其中所述多个导电传感器区域（52.7、52.8）布置成形成第一圆形轨道（52.9）和第二圆形轨道（52.7），所述第一圆形轨道（52.9）是代码轨道，并且所述第二圆形轨道（52.7）是接地轨道，并且
其中所述一个或多个接触构件（53.1、53.2）构成适于扫掠所述第一圆形轨道（52.9）的两个代码接触构件（53.2）和适于扫掠所述第二圆形轨道（52.7）的一个地面接触构件（53.1）。
9. 根据权利要求8所述的传感器模块，其中所述第一圆形轨道（52.9）包括36个均匀分布的代码段（52.8），并且所述代码接触构件（53.2）呈现45°角分离。
10.根据权利要求2所述的传感器模块，其中所述多个导电传感器区域（252.7、252.8）形成包括40个均匀分布段的单个圆形轨道，其中每隔一个段是代码段（252.8）并且每隔一个段是接地段（252.7），并且
其中所述一个或多个接触构件（253.2）构成呈现彼此120°角分离的三个接触构件。
11.根据权利要求7–10中任一项所述的传感器模块，还包括电池（55），所述电池布置在所述模块壳体（51）中在所述横向传感器表面（52.2、252.2、352.2）的远侧，
其中所述近侧模块部分（54）包括轴向销构件（54），所述轴向销构件包括构造成与所述活塞杆的远端部分旋转互锁接合的销近端部分以及所述第二传感器结构（53、253、353）与其旋转互锁的销远端部分，
其中所述横向传感器表面（52.2、252.2、352.2）是刚性支撑片（52.4、252.4、352.4）的远侧表面，所述刚性支撑片在所述模块壳体（51）内垂直于所述参考轴线延伸并且具有中心贯穿孔（52.6），并且
其中所述轴向销构件（54）延伸通过所述贯穿孔（52.6），并且所述销远端部分包括接触表面（54.1），所述接触表面邻接所述电池（55），电连接到负电池端子。
12.根据权利要求2所述的传感器模块，还包括电池（55），所述电池布置在所述模块壳体（51）中在所述横向传感器表面（152.2）的远侧，
其中所述多个导电传感器区域（152.8）形成包括36个均匀分布的代码段的单个圆形轨道，并且所述一个或多个接触构件（153.2）构成呈现45°角分离的两个代码接触构件，
其中所述近侧模块部分（54）包括轴向销构件（54），所述轴向销构件包括构造成与所述活塞杆的远端部分旋转互锁接合的销近端部分以及所述第二传感器结构（153）与其旋转互锁的销远端部分，
其中所述横向传感器表面（152.2）是刚性支撑片（152.4）的远侧表面，所述刚性支撑片在所述模块壳体（51）内垂直于所述参考轴线延伸并且具有中心贯穿孔，并且
其中所述轴向销构件（54）延伸通过所述贯穿孔，并且所述销远端部分包括接触表面（54.1），所述接触表面邻接所述电池（55），电连接到负电池端子。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的传感器模块与药物递送装置（1）组合，所述药物递送装置包括：
容纳剂量排出机构的壳体（2），所述剂量排出机构包括活塞杆（15），以及
相对于所述壳体（2）旋转固定的药筒（20），所述药筒（20）包括药物室（25），所述药物室在远侧由自密封隔膜（23）密封并且在近侧由药筒活塞（22）密封，
其中所述近侧模块部分（54）旋转固定到所述活塞杆（15），并且所述远侧模块部分（51.3）邻接所述药筒活塞（22）。
14.根据权利要求13所述的传感器模块和药物递送装置，其中所述近侧模块部分（54）摩擦配合到所述活塞杆（15）中的凹部中。
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