CN1921899A - 用于注射液态药物的手持式电控注射装置 - Google Patents

用于注射液态药物的手持式电控注射装置 Download PDF

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Abstract

本申请中描述了一种用于注射预定剂量的液态药物的手持式电控注射装置(1)，其具有容纳药筒(4)的壳体(2)，所述药筒(4)内含有液态药物，并且具有一个用于接触患者皮肤的接触面(16)；以及致动器装置(41)，其用于在壳体(2)内将药筒(4)移动至接触面(16)或从接触面(16)处移开。

Description

用于注射液态药物的手持式电控注射装置
技术领域
本发明涉及一种用于注射液态药物的手持式电控注射装置，特别是用于全自动进行皮下注射的注射装置。
背景技术
众所周知，某些疾病，比如糖尿病，需要注射药物进行治疗，比如胰岛素，一天数次，并且注射的药物剂量对于不同的患者来说可能不同，而且，对于相同的患者，在一天中的不同时段，以及不同的日期里所注射的剂量也不同。
因此，在过去几年中，电控注射装置被发明出来，并且广泛地用于自己注射所需剂量的药物。
美国专利申请US-A-2002/0133113描述这样一种注射装置，其基本上包括一个手持式壳体，所述壳体中容纳有包含用于注射的液态药物的药筒，并且在一个用于接触患者皮肤的接触面上限定一个开口，通过所述开口，可以将一次性针头安装至药筒的一端。所述注射装置还包括机电式致动器组件，其可以被选择性地致动以使一柱塞密封地在药筒体内滑动，并且通过针头将液态药物输送进入患者皮肤。
注射装置的工作由一个可编程微处理器控制，其接收来自不同开关和按钮的信号，例如一个或多个药物剂量选择按钮和注射启动按钮，并且根据存储在微处理器中的程序，产生控制致动器组件的信号。
因此，所描述的注射装置被设置为可选择用于注射的药物剂量，并且自动地输送所述剂量。
虽然在功能上是有效的，但是上述类型的注射装置仍然有某些地方需要改进。更具体地说，需要提供一种方法，以进一步减少所需的人为干预，并且在准备及自我注射药物过程中，进一步保护没有医疗经验的用户。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于注射液态药物的电控注射装置，其被设计成满足上述要求，并且其特别地用于全自动地准备及执行皮下注射。
根据本发明，提供了一种用于注射预定剂量的液态药物的手持式、电控注射装置，其包括一个壳体，所述壳体适合于容纳一个药物容器，所述容器中包含有液态药物，并且所述壳体具有一个用于接触患者皮肤的的接触面，其特征在于：包括第一致动器装置，用于在所述壳体内将所述药物容器移至所述接触面或从所述接触面移开。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的一个优选、但非限定性的实施例，其中：
图1示出了根据本发明第一实施例的注射装置的主视图；
图2和3以大比例的透视图从相反一侧示出了图1中注射装置的内部元件，为清晰起见，将部分部件隐去；
图4，5，6，7和8示出了图1所示的注射装置的一部分，其示出了一次性针头组件；
图9，10和11类似于图4-8，并且示出了从根据本发明第一实施例的注射装置上拆除针头的情况；
图12显示了一个方框图，其示出了用于控制图1所示的注射装置的控制单元的操作；
图13和14是根据本发明第二实施例的注射装置的主视图，所述注射装置的前壁被移去，以显示注射装置的内部情况；
图15和16是根据第二实施例的注射装置的内部的剖视图，其示出了注射装置的推动部件的两个不同的位置；
图17和18为剖视图，其示出了针头和药筒的一个端部，所述药筒插入根据第二实施例的注射装置中，图中所示分别为处于分解状态和装配状态时的情况；
图19至22为剖视图，其示出将针头连接至药筒的过程；
图23至25为剖视图，其示出了将针头从药筒上拆下的过程；
图26至29示出了根据第二实施例的注射装置的内部，其包括用于检测针头与药筒间连接情况的传感器装置；
图30和31示出了用于检测针头与药筒间连接情况的可选的传感器装置；
图32至34分别为根据第二实施例注射装置的一部分的主视图、侧视图和部分剖开的侧视图，为使图面清晰，已将某些部件隐去，所述注射装置包括第一种结构的门开启机构和门锁定机构；
图35至37分别为根据第二实施例的注射装置的部件的主视图、侧视图和部分剖开的侧视图，为使图面清晰，已将某些部件隐去，所述注射装置包括第二种结构的门开启机构和门锁定机构；
图38至40分别为根据第二实施例的注射装置的部件的主视图、侧视图和部分剖开的侧视图，为使图面清晰，已将某些部件隐去，所述注射装置包括第三种结构的门开启机构和门锁定机构；
图41所示的方框图示出了用于控制根据第二实施例的注射装置的控制单元的操作。
具体实施方式
在图1中，附图标记1表示整个用于注射液态药物的手持式电控注射装置，特别是用于全自动地执行皮下注射的注射装置。
注射装置1基本上包括：手持式壳体2，其限定一个基座3，基座3用于容纳包含液态药物的药筒4；注射驱动单元5(图2和3)，其安放在壳体2内部，被选择性地致动以与药筒4协同作用，为患者注射预定剂量的药物；和电子控制单元6(图12)-在实例中显示为微处理器，其也可位于壳体内部以控制注射驱动单元5的工作。
更具体地说，壳体2，在实例所显示的为薄棱柱状，并且包括装备有液晶显示器8和设定按钮9(稍后将以其工作进行描述)的前壁7；一后壁10；两侧壁11，12；一底壁15，其限定用于接触患者皮肤的接触面16；和一顶壁17，其上装备有注射启动按钮18，稍后将对其进行详细描述。
如图1所示，壳体2的一个侧壁11上具有门19，其在底部绕着一垂直于前壁7和后壁10的轴线铰接，其朝外打开以允许将药筒4插入基座3内。
在所示的实例中，用于容纳药筒4的基座3具有轴线A，其垂直于底壁15和顶壁17，并且靠近侧壁11形成。
靠近相对的侧壁12，壳体2还限定座20(图1至3)，座20具有与轴线A平行的轴线，并且用于容纳一个或多个电池21，所述电池21用于为注射装置1提供电力，并且所述电池通过另一个形成在底壁15上的门22装入。
如图1至11所示，药筒4由一个空心的圆柱体23限定，所述圆柱体23包含预定量的液态药物，并且具有一个封闭的、小的端部24，所述端部24以公知方式与通常流通于市场上的一次性针头25接合，并且开口的相对端以液密的方式与一盘形部件或柱塞27接合，所述盘形部件或柱塞27由注射驱动单元5驱动，以在主体23内滑动，并且通过针头输送药物。
药筒4插入壳体2内部，针头25所用的端部24面向底壁15，因此面向用于接触患者皮肤的接触面16；底壁15具有一个开口30，其轴线为A，通过开口30，将针头装配至药筒4，或从药筒4上拆下针头，并且针头25从中穿过以对皮肤进行注射。
药筒4具有公知的外部标记(未示出)，例如条形码、凹槽或者预定图案的传导或反射材料，用于判定药筒4是否处于壳体2内部，并且用于获得有关药物的信息，比如成分，浓度，有效期限，等等。识别药筒4的另一个可能的方案是采用射频目标识别系统。
从图4到6可以清晰地看出，针头25设置在一个针头保护壳体31内，以防止伤害用户，并且利用针头壳体31，限定针头组件32。
更具体地说，针头25被固定至塑料的针头支承33，并且从针头支承33上延伸出来，所述针头支承33安装在药筒4的主体23的端部24上。
众所周知，针头25包括一个前部34(在图2至11中位于底部)，用于刺穿患者皮肤，并且其从针头支承33延伸出来；以及包含在针头支承33内的后部35(在图4到11中位于顶部)，并且其通过药筒4的主体23的端部24安装。更具体地说，针头支承33包括若干环绕针头25后部35的弹性凸缘36，并且如下面将要描述的那样，其与药筒4的主体23的端部24接合。
作为一个未示出的可选方案，也可以在针头支承和药筒端部之间采用相反的啮合结构；对于后者，药筒端部可以设置有与针头支承接合的弹性凸缘。此实施例具有下列好处，即针头支承不必特别地设计有弹性凸缘，而且可以采用标准的、能大批量供应的针头组件(甚至是具有螺纹的针头，这种类型的针头是通常能大批量供应的针头)。
针头壳体31由圆柱形、杯状的主体限定，用于容纳针头25的前部34，并且其开口端与针头支承33配合。在所示的实例中，针头组件32还包括内针头壳体37，其覆盖针头25的前部34。
参照图2和3，注射驱动单元5包括机电式致动器组件40，其被选择性地致动，以作用于药筒4的柱塞27，以使其在药筒4的主体23内朝向端部24移动，以通过针头25输送液态药物。
根据本发明一个重要的方面，注射驱动单元5包括另一个用于在壳体2内沿着轴线A移动药筒4的机电式致动器组件41，其往返至接触面16，以自动地将针头25安装至药筒4，以及自动地将其从药筒4上拆除，并且使针头25以预定速度插入患者皮肤。
更具体地说，药筒4安装在支承套42上，所述支承套42在壳体2的基座3内轴向地滑动。
如图2和3所示，支承套42不仅在相反的轴向端部，而且在朝向门19的一侧打开，以允许装入药筒4。
更具体地说，支承套42包括一个小的底端部分38，用于容纳药筒4的端部24，并且当将针头25装配至药筒4时，其通过针头支承33的弹性凸缘36接合。端部38还与支承套42的其余部分限定一个环形的肩部39。
致动器组件40包括电动齿轮电机43；推动部件44，其作用在药筒4的柱塞27上，以在药筒4的主体23内，朝向端部24移动所述柱塞27；和一个变速装置45，用于将由齿轮电机43产生的旋转运动转换为推动部件44的移动。
更具体地说(图2)，变速装置45基本上包括一个小齿轮46，其安装至齿轮电机43的输出部件；一个螺杆组件47，其连接至推动部件44；和中间齿轮48，其具有与小齿轮46啮合的外齿，以及与螺杆组件47的导螺杆49啮合的内齿。
更具体地说，导螺杆49安装至壳体2，可以旋转，但不能轴向移动；并且螺杆组件47还包括安装至导螺杆49的螺母50，其与推动部件44形成一整体，并且安装至壳体2，以沿着导螺杆49移动，但不能相对其转动。
有利地，推动部件44通过公知的Bowden型挠性缆51的芯部形成，挠性缆51的护套52的一部分固定至壳体2，例如固定至顶壁17。
致动器组件41包括电动齿轮电机53；滑动部件54，其与药筒4的支承套42形成为一体，并且可以平行于轴线A移动；和变速装置55，用于将由齿轮电机53产生的旋转运动转换为滑动部件54的移动。
更具体地说(图3)，滑动部件54由螺母形成，所述螺母横向地从支承套42上伸出，并且安装至壳体2，以沿着平行于轴线A的轴线移动，但不能相对于所述轴线转动。变速装置55包括一个小齿轮56，其安装至齿轮电机53的输出部件；导螺杆57，其连接至滑动部件54，并且安装至壳体2，以绕着其自身的轴线旋转，但不能沿着所述轴线移动；和中间齿轮58，其具有与小齿轮56啮合的外齿，以及与导螺杆57啮合的内齿。
参照图4至11，注射装置1还包括两个或多于两个的保持元件60，其绕着基座3延伸，以保持针头组件32安装至壳体2内的预定位置(图5)，其中针头组件32沿着轴线A从壳体2的底壁15伸出，并且具有针头支承33的部分与壁15上的开口30接合。
更具体地说，保持元件60由平行于轴线A延伸的杆形成，所述杆具有铰接至壳体2的结构部分的顶端61和具有锁定凸缘62的自由底端。更具体地说，锁定凸缘62位于开口30处，并且垂直于轴线A延伸并进入开口30。
保持元件60被弹性装载至基座3内，以形成锁定方式(图5，6，10和11)，并且当支承套42沿着轴线A移动时，通过相应的凸轮轮廓63与支承套42上的仿形环形突起64之间的相互作用，保持元件60进入释放方式(图4，7，8和9)。
更具体地说，支承套42以及药筒4通过致动器组件41以沿着轴线A的相反方向可移动处于三个不同的位置，即：
-顶部极限位置(图4和7)，其中药筒4已装入，并且启动及结束注射装置1的任何自动操作(在此情况下，装配及拆除针头25，以及为患者注射药物)；
-底部极限位置(图10和11)，其中针头25被从药筒4上拆除；和
-工作位置(图6)，其接近于底部极限位置，其中液态药物通过患者皮肤，并且针头25被连接至药筒4。
如图4至11所示，在运动过程中，各个保持元件60的凸轮轮廓63和套筒支承42上的突起64为互补斜面形式，并且它们被设计成在支承套42顶部极限位置以及接近于顶部极限位置的地方相互协作以分开保持元件60，并且在另一个由支承套42限定的位置，它们彼此分开，使保持元件60只受到朝向轴线A的弹性回复力的作用。
如图5和6所示，在所述锁定结构中，当支承套42移动进入工作位置时，保持元件60的锁定凸缘62与形成在针头壳体31开口端处的外部突起65协同工作，以将针头组件32保持在底壁15内的开口30中，使得支承套42的端部38安装在针头支承33的弹性凸缘内部，并且针头25的后端35被插入药筒4的端部24内。
当支承套42随后从工作位置移动至顶部极限位置时，保持元件60的锁定凸缘62仍然处于锁定方式，并且锁定凸缘62压靠在针头壳体31上，以防止其跟随针头25、针头支承33和内针头壳体37与支承套42一起移动，因此，针头25和针头支承33可以自动地连接至药筒4，并且可以自动地从针头壳体31中退出。
需要注意的是，当保持元件60施压至针头壳体31时，相对于用户来说，其也锁定针头壳体31。因此，可以防止用户在不合适的时候，例如当针头25正连接至药筒4时将针头壳体31取下。
在支承套42的底部极限位置(图10和11)，保持元件60的锁定凸缘62接合支承套42的肩部39与针头支承33的后端之间的间隙，从而当支承套42随后移动进入顶部极限位置时，止挡针头支承33，因此，针头25和针头支承33在使用后自动地从药筒4上取下。
参照图12，控制单元6接收来自注射装置1上的各检测元件及按钮的若干信号，并且根据存储在控制单元自身内的程序，提供控制信号至齿轮电机43，53和显示装置8。
更具体地说，控制单元6接收下列信号：
-来自传感器66(例如光学，电学，射频，红外等)的信号S1，它们面向基座3，并且用于检测药筒4上的标记；
-来自存在传感器67，例如接触开关的信号S2，传感器67位于底壁15内的开口30处，用于判定预定直径的外部物体，例如针头壳体31与所述开口的啮合状态；
-来自皮肤传感器68的信号S3，其例如是机械式或电容式传感器，位于壳体2的底壁15上，用于判定与患者皮肤之间的接触情况；
-来自设定按钮9的信号S4，例如，通过其选择用于注射的药物的剂量，针头25穿透患者皮肤的速度，药物输送速度等等；和
-来自注射启动按钮18的信号S5。
基于所输入的信号，控制单元6提供信号C1和C2，用于在两个转动方向上控制相应的齿轮电机43，53，并且提供用于控制显示装置8的信号C3。
控制单元6具有自己的内部存储器70(为简化起见显示在外部)，其存储控制单元6的执行程序，以及所执行的注射的剂量和时间，因此，告之患者和/或医生这些信息以及药筒4中剩余的剂量。医生可以由此检查患者的情况。
注射装置1还设置有一接口(其本身为公知技术，在图中未示出)，例如USB接口，蓝牙通信端口，红外线接口等，它们允许注射装置与计算机进行通信，以进行数据分析。
还可对注射装置1进行编程(例如通过计算机进行装载)，这对于临床试验来说可能是有用的(例如，只允许注射一定的数量，在一定的时间/以一定的时间间隔进行注射)。
下面将描述注射装置1在图4所示结构时的操作，其中支承套42上没有针头25，并且被设定至顶部极限位置，并且药筒4已经通过门19插入壳体2的基座3中，并且连接至支承套42。
将针头25装配至药筒4的过程由控制单元6全自动地控制，并且利用针头壳体31的开口端，通过方便地将针头组件32插入壳体2的底壁15内的开口30中，实现这一过程。针头组件的插入立即由存在传感器67探测到，因此，控制单元6致动齿轮电机53以指定的方向旋转，通过变速装置55和滑动部件54，将支承套42移入工作位置。
由于支承套42的上述运动，突起64与凸轮轮廓63分开，使得保持元件60移动进入开口30，并且锁定凸缘62接近针头壳体31，将其锁定在与开口30部分啮合的位置(图5)。
可以通过手动将针头组件32插入开口30内，也可以使用在图4至10中作为一个整体由71表示的接头。
更具体地说，接头71为双杯状，其包括不同直径的相反的部分72，73，它们分别限定开口朝向相反侧的相应的腔，并且分别容纳针头壳体31和内针头壳体37。较大的部分72还容纳一个圆柱形滑动套76，所述滑动套76形成针头壳体31的实际基座，其功能随后将进行说明；较小的部分73设置在内部，接近开口端，具有一内部突起74，其压在内针头壳体37上，以将内针头壳体37从由针头25和针头支承33限定的组件上拆除。
当支承套42到达工作位置时(图6)，端部38被插入弹性凸缘36之间，并且被连接至针头支承33，并且针头25的后端35插入药筒4的端部24内。
此时，齿轮电机53的转动方向反向，并且支承套42从工作位置移动到顶部极限位置。由此，针头支承33、针头25和具有它的内针头壳体37从针头壳体31内沿轴向退出，所述针头壳体31通过保持元件60部分地锁定接合的开口30。
接近顶部极限位置时，支承套42上的突起64与保持元件60的凸轮轮廓63相互作用以分开保持元件60，因此，锁定凸缘62向开口30外移动以释放针头壳体31(图7)。
一旦支承套42到达顶部极限位置，接头71可以通过部分73穿过开口30插入基座3，其上的腔因此与内针头壳体37接合。当其直径较小时，部分73的插入不能被存在传感器67探测到。当接头71从开口30中拔出时，内针头壳体37从针头25上拆除(图8)。
通过接触患者皮肤的表面16，允许开始实际的注射，并且因此启动皮肤传感器68。
当启动按钮18被按下时，齿轮电机53首先被致动，并且通过变速装置55，移动支承套42返回至工作位置，使得针头25穿透患者皮肤。然后致动齿轮电机43，并且通过变速装置45和推动部件44，其作用在药筒4的柱塞27上，以柱塞27朝向端部24滑动，并且输送预定剂量的液态药物。
在执行注射之前，可以利用设定按钮9选择所需注射的剂量，针头25穿透患者皮肤的速度，输送液态药物的速度，以及注射深度，并且将上述数据显示在显示装置8上。
一旦注射完成，支承套42回移进入顶部极限位置。
针头25可以使用接头71全自动地从药筒4上拆除(图9和10)，或直接使用针盒75(图11)来拆除，针盒例如是商品名为″SHARPS BOX″的公知类型的针盒。
更具体地说，当使用接头71拆除针头壳体31和内针头壳体37时(图9和10)，必须首先将滑动套76从部分72中拔出，以轴向地搁靠在针头壳体31的突起65上。
此时，针头壳体31和滑动套76的拔出部分穿过壳体2内的开口30被插入，以致动存在传感器67，因此，控制单元6致动齿轮电机53，以将支承套42从顶部极限位置移动至底部极限位置。
当凸轮轮廓63与支承套42上的突起64分离开时，通过安靠在接头71的滑动套76上的锁定凸缘62，防止保持元件60移动进入锁定方式(图9)。
然而，当支承套42到达底部极限位置时(图10)，保持元件60的锁定凸缘62卡合在支承套42上的肩部39与针头支承33的轴向顶端之间的间隙内。
此时，齿轮电机53的转动方向反向，并且支承套42移动至顶部极限位置。这样，针头支承33和针头25通过锁定凸缘62保持就位，并且因此轴向地从支承套42和药筒4中退出。
当支承套42到达顶部极限位置时，保持元件60再次分开，并且注射装置1为下一次注射安装另一个针头25做好准备。
当使用针盒75(图11)时，针盒75通过开口30内的开口端被简单地插入以致动存在传感器67，并且以与关于接头71的描述完全相同的方式自动地从药筒4上拆除下针头25。
通过上面的描述，根据本发明的注射装置1的优点将是显而易见的。
特别是，通过允许控制药筒4往返至接触面16的运动，注射装置1可以全自动地安装针头25至药筒4以及全自动地进行拆除，并且控制针头25穿透患者皮肤的速度。
换句话说，当进行实际的注射时，不但可以设定药物剂量和所述剂量的输送速度，而且可以设定针头25从壳体2中伸出的速度，并且由此设定其穿透皮肤的速度。
很明显，可以对所描述和示出的注射装置1进行变化，然而，这种变化没有背离所附权利要求的范围。
特别地，可以通过使用一个单独的齿轮电机，对药筒4的运动和包含在药筒4内的药物的输送进行控制，例如，利用一个类似于已描述结构的变速装置，控制作用于药筒4的柱塞27上的Bowden型挠性缆的芯部的轴向位移；并且，可为选择性地使柱塞27和药筒4的主体23的相互结合提供锁定装置，这样，当锁定装置动作时，药筒4移动至接触面16，以及从接触面16处开始移动，当锁定装置释放时，柱塞27在药筒4的主体23内滑动，以输送药物。
此外，注射装置1能够以所公开的方式，与其他类型的药物容器一起使用，比如注射器。
图13-16显示了根据本发明第二实施例的的手持式电控注射装置80。与根据第一实施例的注射装置1类似，如图13-16所示的注射装置在壳体81内(只在图13和14中示出)包括：药筒保持装置82，用于容纳包含有液态药物的药筒83；推动部件84，其被设计成作用在药筒83的柱塞85上；第一机电式致动器组件86，用于驱动推动部件84；和第二机电式致动器组件87，特别是用于轴向地移动药筒保持装置82。门88设置在壳体81的侧壁上，由设置在同一侧壁上的滑动按钮89致动，并且可以通过将其绕着旋转轴线90转动，将药筒83插入注射装置，或者是将其从注射装置拆下。药筒保持装置82可相对于门88轴向移动，当位于轴向缩回位置时，可以绕着枢轴90相对于门88旋转。
推动部件84包括轴向不可压缩、横向具有挠性的管91，其为弹簧形式，并且由一个位于注射装置上部的引导性的刚性半圆形壳体92弯曲成180°；和活塞93，其固定至管91沿着药筒保持装置82和药筒83的轴线B从壳体92上伸出的一个端部。活塞93被设计成与药筒83的柱塞85(参见图16)以及可移动的凹下部分94(参见图15)协同工作，下面将对其功能进行描述。
在控制单元95的控制下，如图41中所示，第一致动器组件86可以将推动部件84从缩回位置朝向连接至药筒83的一次性针头96轴向移动，在该缩回位置，活塞93位于药筒83外，位于凹下部分94内(图15)。因此，活塞93与药筒83内的柱塞85接触，并且推动柱塞85，以通过针头96输送药物(图16)。推动部件84然后可以返回其缩回位置，使柱塞85处于其被推至的位置。
第二致动器组件87可以在控制单元95的控制下，沿着轴线B，移动一个包括第一致动器组件86，推动部件84，推动部件壳体92和药筒保持装置82的结构，即，移至注射装置壳体81用于接触患者皮肤的底壁97或从底壁97移开，自动地将针头96安装至药筒83或自动地将其从药筒83上拆下，并且自动地将针头96扎入患者皮肤或自动地将针头96从患者皮肤上拔下。更确切地说，结构82，84，86，92可以在顶部的缩回位置和一个或多个底部位置之间移动，其中在缩回位置时，连接至药筒83的针头96位于注射装置的壳体81内，在底部位置时，针头96从设置在底壁97上的开口98伸出。
参照图17，18，针头96被固定至一个塑料的针头支承99，并且从其上伸出，所述针头支承99安装至药筒保持装置82的底端100，因此，药筒83相应的底端83a被针96的后端101穿透，其中所述底端83a被底端100环绕。通过一个中间金属部件102，将针头支承99安装至药筒保持装置82上，所述中间金属部件102被安装至药筒保持装置82的底端100，并且具有若干弹性凸缘103，所述弹性凸缘103被挤压在药筒83的底端83a的外圆周壁和针头支承99的内圆周壁之间的、设置在药筒保持装置的器壁上的凹槽82a中。
将针头96连接至药筒83前，带有针头96的针头支承99被固定在针头保护壳体或针头帽104内，并且与后者形成一个针头组件105(参见图19-20)。
参照图19-20，根据此第二实施例的注射装置80还包括可释放的保持装置，其将针头组件105保持在底壁97的开口98内的一个预定位置。这些可释放的保持装置包括：两个或更多个可释放的保持突起或指状件106，当针头组件105插入开口98时，针头组件105致动所述可释放的保持突起或指状件106；以及轴向支座表面107，其限制针头组件105插入开口98。可释放的保持突起106设置开口98的圆周上，并且受到指向轴线B的弹性负荷。保持突起106与支座表面107一起限定一间隙，所述间隙与针头壳体104的环形上凸缘接合，以将针头组件105锁定在开口98内。与可释放的保持突起106相连的机电式传感器(电开关)109(图41)通过针头壳体104探测突起106的致动，并发送电信号至控制单元95。
通过将针头组件105插入突起106之间，实现针头96与药筒83之间的自动连接。此插入过程立即被传感器109探测到，使得控制单元95致动第二致动器组件87，在注射装置的壳体81内从缩回位置向下移动结构82，84，86，92。当配备有中间固定部件102的药筒保持装置82的底端100与针头支承99结合时(图21)，由保持突起106施加在针头壳体104上的保持力足以将针头壳体104保持在如图20所示的位置。当可移动的结构82，84，86，92已经到达预定的底部位置时，在此位置，药筒保持装置82的底端100完全与针头支承99接合从而将针头96连接至药筒83，此时，第二致动器组件87将结构82，84，86，92与连接至药筒83的针头支承99和针96一起回到其顶部缩回位置，而针头壳体104由支座表面107保持(图22)。
与第一实施例的保持元件60不同的是，在针头96连接至药筒83期间，保持突起106并不防止用户拆除针头壳体104。然而，在连接过程期间，传感器109可探测到针头壳体104的任何拆除。如果发生这样的拆除，控制单元95立即停止所述连接过程，并且控制可移动的结构82，84，86，92返回至其顶部位置。随后将通过一个设置在所述注射装置上的显示屏110(图41)建议用户开始新的连接过程。
对于从药筒83上拆除针头96，用户将空的针头壳体104插入开口98，直到针头壳体104与保持装置106，107接合。突起106的动作由传感器109探测。这样使得控制单元95致动第二致动器组件87，向下移动结构82，84，86，92至一个底部位置，在此位置针头支承99安装在针头壳体104内(图23，24)。然后，用户可以致动被设置在注射装置的壳体81上并与控制单元95相连的针头释放按钮111，以将正方形的保持部件112横向于轴线B移动，直到这样的位置，即保持部件112的一个支腿113位于针头支承99的上端的上方(图24)，其中所述支腿113被插入支座表面107和针头壳体104的环形上凸缘108之间的间隙中。其后，结构82，84，86，92反向运动，而针头支承99和针头96由保持部件112保持，从而将针头支承99和针头96与药筒保持装置82和药筒83分开(图25)。因此，用户可以将针头组件105与保持突起106分开，并且将其取出注射装置。
根据本发明的一个有利的方面，在注射装置内设置传感器装置，以探测针头96与药筒83之间的连接。这些传感器装置，在图26-29中示出，包括：光发射器114，比如发光二极管；和第一和第二光接收器115，116，比如光电二极管，它们固定在注射装置的壳体81的前壁或后壁的内表面上；以及反射器117，比如反射镜，其固定至注射装置的壳体81相对的后壁或前壁。光发射器114与第一和第二光接收器115，116在平行于轴线B的方向上对齐，并且放置在它们之间。当药筒保持装置82，更确切地说是可移动的结构82，84，86，92处于缩回位置，并且针头没有连接至药筒83(图26)时，构成发射器114发出的光束的一部分的第一光线118从药筒保持装置82的底端100附近第一次通过，然后被反射镜117反射，然后从底端100附近第二次通过，到达第一接收器115，由发射器114发射的第二光束119在底端100附近第一次通过，然后被反射镜117反射，然后在底端100附近第二次通过，到达第二接收器116。如图27所示，药筒保持装置82底端100上部的剖面图只是部分为圆形，即底端100具有一个平截的、平面侧部分120，以使第一光束118通过。当带有针头96的针头支承99被正确连接至药筒保持装置82的底端100时，光束118，119被针头支承99阻断(图29)。接收器115，116因此不再接收光束118，119。控制单元95将此现象视为针头96已正确连接至药筒83。图28显示了一中间结构，其中针头支承99和针头96只部分地连接至药筒保持装置82和药筒83。在此结构中，第二光束119被针头支承99阻断，但第一个光束118仍然到达第一接收器115。控制单元95将此现象视为针头96只部分连接至药筒83。
因此，在经过如上所述的针头连接过程后，如果控制单元95判定针头没有连接至药筒83，或针头只部分连接至药筒83，则不允许用户开始注射，并且建议用户重新开始针头连接过程。因此，使用注射装置的安全性得到加强。
图30和31示出了用于检测针头96与药筒83之间的连接情况可选的探测器装置；在此变型中，中间固定部件102的若干弹性凸缘103中的一个(103a)比其它的(一个或多个)要长。当药筒保持装置82处于缩回位置，并且针头96被正确连接至药筒83时，被压缩在针头支承99和药筒83的底端83a之间的最长的弹性凸缘103a具有伸出到针头支承99之外的一端部，该端部与轴线B之间形成第一角度α1。在此结构中，由光发射器121发射的光线被所述凸缘103a伸出的端部反射至光接收器122。控制单元95将光接收器122接收到信号视为针头96已正确连接至药筒83。另一方面，如果针头96没有正确连接至药筒，如图所示31，那么凸缘103a所述伸出的端部与轴线B之间形成与第一角度α1不同的第二角度α2。在此情况下，接收器122没有接收到由凸缘103a伸出的端部所反射的光线。控制单元95将此现象视为针头没有连接至药筒83，或针头没有正确连接至药筒83。
再次参照图15和16，如上所述，通过针头96输送药物的过程通过推动部件84的活塞93推动药筒83的柱塞85而实现。在此期间，活塞93和管91的一部分处于药筒活塞93内，并且只要里面还存在药剂，则活塞93和管91将保持药筒83内。一旦包含在药筒83内的所有药剂都被注入患者体内，推动部件84被拉回至药筒83外，以便可以更换药物(图15)。然而，可能存在这样的风险，即，在两次注射之间，用户打开门88，将药筒83从注射装置中取出，而推动部件84仍然处于药筒83内。这样的操作可能损坏推动部件84。
为了避免此风险，本发明有利地提供一锁定机构，当推动部件是药筒83时，其锁定/解锁门的开启机构。
参照图32-40，门的开启机构包括：开启按钮89，其可在与轴线B平行的方向上滑动；可锁定的部件123，其在注射装置的壳体81内部固定至开启按钮89，并且包括凸缘124；由可锁定的部件123致动的控制杆125；以及由控制杆125致动的锁定部件126。控制杆125被安装在一相对于注射装置壳体81固定的轴上。锁定部件126在轴线B相对于开启按钮89相反的一侧被安装在可移动的结构82，84，86，92上，并且可相对于可移动的结构82，84，86，92在平行于轴线B的方向上滑动，并且具有带凸缘127的凹口，凸缘127被设计成与药筒保持装置82的相应的凸缘128配合。
锁定机构包括可移动的凹下部分94和控制杆129，所述控制杆由凹下部分94致动，并且在其一个端部具有凸缘130，所述凸缘130被设计成与可锁定的部件123的凸缘124协同工作。控制杆129安装在一相对于注射装置的壳体81固定的轴上。凹下部分94可沿着轴线B移动，并且固定弹簧131的一端(在图13-16中示出)，其另一个端固定至可移动的结构82，84，86，92。
开启及锁定机构的工作过程如下：在注射药剂期间(图32-34)，可移动的结构82，84，86，92处于底部位置，推动部件84的活塞93位于药筒83内，并且凹下部分94处于非工作位置，不与控制杆129接触。在此情况下，第二控制杆129的凸缘130与可锁定的部件123的凸缘124接合(图33，34)，使得可锁定的部件123和开启按钮89被锁定，即不能向上移动，因此防止门88被打开。在利用同一药筒83的两次注射之间，可移动的结构82，84，86，92处于其缩回位置，推动部件84的活塞93处于药筒83内，并且凹下部分处于非工作位置，不与控制杆129(图35-37)接触。在此情况下，第二控制杆129的凸缘130仍与可锁定的部件123的凸缘124接合(图37)，使得可锁定的部件123和开启按钮89保持锁定，因此防止门88被打开。一旦所有包含于药筒83中的药剂被注射完，可移动的结构82，84，86，92和推动部件84的活塞93缩回。在缩回推动部件84期间，活塞93进入凹下部分94的凹口，并且克服弹簧131的作用力向上推动凹下部分94，使得凹下部分94与第二控制杆129的一个端部(与具有凸缘124的端部相反)相接触以旋转控制杆129，并且因此使其与可锁定的部件123分离(图40)。然后，门开启按钮89可以如图38所示的那样向上滑动。开启按钮89的向上运动使得第一控制杆125旋转，以向下移动锁定部件126，从而使药筒保持装置82的凸缘128与锁定部件126的凸缘127分离。在弹簧的作用下，门88和药筒保持装置82一起绕着枢轴90旋转，以允许将药筒83从药筒保持装置82上取出(图38)。门开启按钮89、控制杆125、锁定部件126和控制杆129受到相应的弹簧的作用，所述弹簧倾向于使它们保持在如图32至34或35至37所示的非工作位置。

Claims (32)

1、一种用于注射预定剂量的液态药物的手持式电控注射装置(1；80)，其包括壳体(2；81)，所述壳体(2；81)适合于接收一包含液态药物的药物容器(4；83)，并且具有用于接触患者皮肤的接触面(16；97)，其特征在于：包括第一致动器装置(41；87)，其用于在所述壳体(2；81)内将所述药物容器(4；83)移至所述接触面(16；97)以及从所述接触面(16；97)移开。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述壳体(2；81)的所述接触面(16；97)包括用于接收针头组件(32；105)的开口(30；98)，所述针头组件(32；105)包括针头(25；96)和至少一个固定至所述针头(25；96)的针头壳体(31；104)；并且包括可释放的保持装置(60；106，107)，其用于将所述针头壳体(31；104)锁定在与所述开口(30；98)接合的预定位置，在将所述药物容器(4；83)从位于所述壳体(2；81)内的第一工作位置朝向所述接触面(16；97)移动至与所述针头(25；96)相连的第二工作位置期间，以及在将所述药物容器(4；83)从所述第二工作位置反向移动至所述第一工作位置期间，都允许自动地将所述针头(25；96)从所述针头壳体(31；104)中缩回。
3、如权利要求2所述的装置，其特征在于：包括存在传感器装置(67)，当所述针头壳体(31)与所述开口(30)接合时，其产生存在信号(S2)，以致动所述第一致动器装置(41)。
4、如权利要求2或3所述的装置，其特征在于：所述保持装置包括至少一个锁定杆(60)，所述锁定杆(60)可在锁定方式和释放方式之间移动，其中在所述锁定方式时，一个相应的工作部分(62)伸入所述开口(30)，以与所述针头壳体(31)相互作用，在所述释放方式时，所述工作部分(62)位于所述开口(30)的外面。
5、如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述锁定杆(60)被弹性地加载至锁定方式，并且设置推动装置(63，64)，以便至少在所述药物容器(4)的所述第一工作位置，将所述锁定杆(60)设定至所述释放方式。
6、如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述推动装置包括凸轮装置(63，64)，所述凸轮装置(63，64)插入在所述锁定杆(60)和用于支承所述药物容器(4)的支承(42)之间，并且可以移动至所述接触面(16)以及从所述接触面(16)移开。
7、如权利要求2至6中任意一项所述的装置，其特征在于：包括用于将所述针头(25)从所述药物容器(4)中拆除的拆除装置(60，62)，所述拆除装置包括止动装置(60，62)，所述止动装置(60，62)在所述药物容器(4)的、接近所述第二工作位置的第三工作位置被选择性地致动，以锁定所述针头(25)，并且当所述药物容器(4)移入所述第一工作位置时，使所述针头与所述药物容器(4)脱离连接。
8、如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述第三工作位置在所述药物容器的移动方向上，相对于所述第一工作位置，位于所述第二工作位置的相反侧。
9、如权利要求7或8所述的装置，用于连接至一个针头组件(32)，所述针头组件(32)包括支承处于伸出状态的所述针头(25)的针头支承(33)，并且可连接至所述药物容器(4)的一端(24)，其特征在于：在所述药物容器(4)的所述第三工作位置，所述锁定杆(60)的所述工作部分(62)可以插入所述药物容器(4)和所述针头支承(33)之间以形成所述止动装置。
10、如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述可释放的保持装置包括至少一个可释放的保持部件(106)，当所述针头壳体(104)插入所述开口(98)时，所述至少一个可释放的保持部件(106)由所述针头壳体(104)致动，至少在将所述药物容器(83)从所述第一工作位置移动至所述第二工作位置期间，保持所述针头壳体(104)。
11、如权利要求10所述的装置，其特征在于：所述可释放的保持装置还包括支座表面(107)，用于限制所述针头壳体(104)插入所述开口(98)，并且用于在所述药物容器(83)从所述第二工作位置反向移动至第一工作位置期间，保持所述针头壳体(104)。
12、如权利要求10或11所述的装置，其特征在于：包括传感器装置(109)，用于检测所述至少一个可释放的保持部件(106)的致动。
13、如权利要求12所述的装置，其特征在于：包括致动装置(95，87)，用于在所述药物容器从所述第一工作位置移动至所述第二工作位置过程中，在所述传感器装置(109)已经探测所述针头壳体(104)与所述至少一个可释放的保持部件(106)分离后，立即反向移动所述药物容器(83)。
14、如权利要求10至13中任意一项所述的装置，其特征是于：包括用于将所述针头(96)从所述药物容器(83)中拆除的拆除装置，所述拆除装置包括止动装置(112)，所述止动装置(112)可以在所述药物容器(83)的所述第二工作位置被致动，以保持所述针头(96)，并且当所述药物容器(83)从所述第二工作位置移动至所述第一工作位置时，将所述针头(96)从所述药物容器(83)上拆除。
15、如上述权利要求中任何一项所述的装置，具有所述药物容器(4；83)和所述针头组件(32，105)，其特征在于：所述针头组件(32，105)包括支承所述针头(25，96)的针头支承(33，99)，并且其中，所述针头支承(33，99)和药物容器单元(4，42；82，83)的端部(24，100)二者中的至少一个具有至少一个弹性凸缘(36，103)，用于将所述针头支承(33，99)连接至所述药物容器单元(4，42；82，83)的所述端部(24，100)，其中，所述药物容器单元(4，42；82，83)包括所述药物容器(4；83)和将所述药物容器(4；83)保持在所述壳体(2，81)内的保持装置(42，82)。
16、如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于：包括第一传感器装置(114，115，117；103a，121，122)，用于检测所述针头(96)和所述药物容器(83)之间正确连接。
17、如权利要求16所述的装置，其特征在于：所述第一传感器装置包括光发射器装置(114)和第一光接收器装置(115)，它们被设置成这样，即，当针头(96)没有正确连接至所述药物容器(83)时，由所述发射器装置(114)发射的第一光线(118)在药物容器单元(82，83)的端部(100)附近通过，到达所述第一接收器装置(115)，其中所述药物容器单元(82，83)包括所述药物容器(83)和将所述药物容器(83)保持在所述壳体(81)内的保持装置(82)，并且，当所述针头(96)正确连接至所述药物容器(83)时，所述第一光线(118)被支承所述针头(96)的针头支承(99)阻断。
18、如权利要求17所述的装置，其特征在于：所述药物容器单元(82，83)的所述端部(100)被平截(120)，以至当针头(96)没有正确连接至所述药物容器(83)时，让所述第一光线(118)通过。
19、如权利要求16至18中任意一项所述的装置，其特征在于：包括第二传感器装置(114，116，117)，用于检测所述针头(96)与所述药物容器(83)之间的部分连接状态。
20、如权利要求19从属于权利要求17或18时所述的装置，其特征在于：所述第二传感器装置包括所述光发射器装置(114)和第二光接收器装置(116)，它们被设置成这样，即，当针头(96)没有连接至所述药物容器(83)时，由所述发射器装置(114)发射的第二光线(119)在所述药物容器单元(82，83)的所述端部(100)附近通过，到达所述第二接收器装置(116)，并且当所述针头(96)部分地连接至所述药物容器(83)时，所述第二光线(119)被所述针头支承(99)阻断，而所述第一光线(118)仍然到达所述第一接收器装置(115)。
21、如权利要求16所述的装置，其特征在于：药物容器单元(82，83)的端部(24；100)具有至少一个弹性凸缘(103)，用于将支承所述针头(96)的针头支承(99)连接至所述药物容器单元(82，83)的所述端部(100)，其中所述药物容器单元(82，83)包括所述药物容器(83)和用于将所述药物容器(83)保持在所述壳体(81)内的保持装置(82)，并且其中所述第一传感器装置包括光发射器装置(121)和光接收器装置(122)，它们被设置成这样，即，当所述针头(96)被正确连接至所述药物容器(83)时，所述至少一个弹性凸缘(103)的其中一个的反射部分(103a)将由所述发射器装置(121)发射的光线朝向所述接收器装置(122)反射，并且当针头(96)没有正确连接至所述药物容器(83)时，所述反射部分(103a)将所述光线反射至不与所述接收器装置(122)相对应的方向。
22、如上述权利要求中任何一项所述的装置，其特征在于：包括第二致动器装置(40，44；86，84)，其可以选择性地致动，以将包含在所述药物容器(4；83)中的液态药物送入患者皮肤。
23、如权利要求22所述的装置，其特征在于：所述第二致动器装置包括致动器组件(86)和由所述致动器组件(86)驱动的推动部件(84)，并且所述推动部件(84)可以从一个缩回位置轴向地移动进入所述药物容器(83)，并且将液态药物通过所述针头(96)从所述药物容器(83)中推出，然后回到其缩回位置，其中所述缩回位置位于所述药物容器(83)的外面，所述装置还包括门(88)，当门(88)处于开启位置时，允许将所述药物容器(83)插入所述壳体(81)或者将所述药物容器(83)从所述壳体(81)中取出；开启机构(89，123，125，126，82)，其用于开启/关闭所述门(88)；以及锁定机构(94，129)，其用于锁定所述门开启机构的至少一部分，以防止当所述推动部件(84)位于所述药物容器(83)内时门被开启，并且用于当所述推动部件(84)处于其缩回位置时，解锁所述门开启机构(89，123，126，82)。
24、如权利要求23所述的装置，其特征在于：所述锁定机构被设计成当所述推动部件(84)处于所述药物容器(83)内时，锁定所述门开启机构(89，123，125，126，82)的门开启按钮(89)。
25、如权利要求24所述的装置，其特征在于：所述锁定机构(94，129)包括第一控制杆(129)，在非工作位置时，其锁定所述门开启按钮(89)，并且在所述推动部件(84)缩回过程中，由所述推动部件(84)致动以解锁所述门开启按钮(89)。
26、如权利要求25所述的装置，其特征在于：所述锁定机构(94，129)还包括可在所述推动部件(84)的移动方向上移动的部件(94)，并且在非工作位置，部件(94)不与所述第一控制杆(129)接触，并且在所述推动部件(84)缩回过程中，部件(94)被所述推动部件(84)的端部(93)推动，以与所述第一控制杆(129)接触，并且致动所述第一控制杆(129)。
27、如权利要求23至26中任意一项所述的装置，其特征在于：所述门开启机构(89，123，125，126，82)包括：门开启按钮(89)，其可在所述推动部件(84)的移动方向上移动；第二控制杆(125)，其由所述门开启按钮(89)致动；锁定部件(126)，其可在所述方向上移动，由所述第二控制杆(125)致动，并具有第一凸缘(127)；以及用于将所述药物容器(83)保持在所述壳体(81)内的药物容器保持装置(82)，所述药物容器保持装置(82)具有第二凸缘(128)，所述凸缘(128)被设计成与所述第一凸缘(127)协同工作，并且当所述第二凸缘(128)被所述第一凸缘(127)释放时，所述药物容器保持装置(82)可以与所述门(88)一起从关闭位置枢转到开启位置。
28、如权利要求22至27中任意一项所述的装置，其特征在于：包括注射控制按钮装置(18)，所述按钮装置(18)顺序地致动所述第一致动器装置(41)和所述第二致动器装置(40)，其中，致动所述第一致动器装置(41)将由所述药物容器(4)和针头(25)限定的组件从第一工作位置移动至第二工作位置，以致针头(25)穿透患者皮肤，致动所述第二致动器装置(40)通过患者皮肤输送包含于所述药物容器(4)中的预定剂量的液态药物。
29、如权利要求28所述的装置，其特征在于：包括皮肤传感器装置(68)，当所述接触面(16)和患者皮肤之间相互作用时，产生应答信号(S3)，以致动所述按钮装置(18)。
30、如权利要求28或29所述的装置，其特征在于：包括选择装置(9)，其用于至少在所述针头(25)穿透患者皮肤时，选择所述药物容器(4)朝向所述接触面(16)移动的速度，并且用于设定将被注入患者体内的液态药物的剂量。
31、一种药物注射装置，其包括：用于接收药物容器(83)的装置(82)，所述药物容器(83)的端部(83a)可连接到针头(96)；控制装置(95)；和由所述控制装置(95)控制，用于通过所述针头(96)将包含在所述药物容器(83)内的液态药物从所述药物容器(83)内挤出的装置(86，84)，其特征在于：包括传感器装置(114-117；103a，121，122)，它们连接至所述控制装置(95)，用于检测所述针头(96)与所述药物容器(83)之间正确连接。
32、一种药物输送装置，其包括：壳体(81)；门(88)，在其开启位置，其允许将所述药物容器(83)插入所述壳体(81)或者将所述药物容器(83)从所述壳体(81)中取出；门开启机构(89，123，125，126，82)，其用于开启/关闭所述门(88)；以及推动部件(84)，其可以从位于所述药物容器(83)外部的缩回位置轴向移动进入所述药物容器(83)，并将包含在所述药物容器(83)内的液态药物从所述药物容器(83)中挤出，以将所述液态药物输送至患者，随后返回至其缩回位置，其特征在于：包括锁定机构(94，129)，其用于锁定所述门开启机构(89，123，125，126，82)的至少一部分，以防止当所述推动部件(84)位于所述药物容器(83)内时门被开启，并且用于当所述推动部件(84)处于其缩回位置时，解锁所述门开启机构(89，123，125，126，82)。
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