TW202332477A - 自動注射器及相關使用方法 - Google Patents

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TW202332477A
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布萊恩 葛里格斯
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美商再生元醫藥公司
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Abstract

一種注射裝置,可包括一殼體、一容器,其設置在殼體內,容器裝有流體並具有一第一端部及一第二端部、一導管,其可相對於容器移動,其中當導管處於一第一位置時與容器所裝之流體不為流體連通,而當處於一第二位置時則與容器所裝之流體為流體連通並被配置為將流體從容器輸送至患者,以及一鎖,其可從殼體移除,鎖具有一第一部分及一第二部分。

Description

自動注射器及相關使用方法
相關申請案之交互參照
本申請案係主張於2021年11月16日提申之美國臨時專利申請號63/264,121之優先權,其全部內容通過引用併入本文。
本文係涉及自動注射器及相關使用方法。
在各種可用的自動注射器中,在由使用者啟動後,針頭被展開,且流體從針頭輸送至使用者體內。在完成流體輸送後,針頭可縮回,以提高使用者舒適性、針頭安全性及產品正面感知。然而,許多自動注射器可在掉落或振動時無意中被觸發。此外,許多自動注射器可能缺乏用於在適當時停止注射的適用控制邏輯。
在一態樣中,本文係涉及一種注射裝置。注射裝置可包括:一殼體;一容器,其設置在殼體內,容器裝有流體並具有一第一端部及一第二端部;一導管,其可相對於容器移動,其中當導管處於一第一位置時與容器所裝之流體不為流體連通,而當處於一第二位置時則與容器所裝之流體為流體連通並被配置為將流體從容器輸送至患者;以及一鎖,其可從殼體移除,鎖具有一第一部分及一第二部分。在一第一組態中,其中該鎖耦接至該殼體,鎖之第一部分可設置在殼體之外部且鎖之第二部分可設置在容器與導管之間的殼體內;在第一組態中,導管被鎖之第二部分阻止移入與容器所裝之流體為流體連通;以及在鎖從注射裝置移除的一第二組態中,導管可移入與容器裝有之流體為流體連通。
在另一態樣中,注射裝置可包括:一殼體;一柱塞,該柱塞耦接至殼體並可相對於殼體移動;一或多個電子零件,其等在由注射裝置進行注射期間使用,一或多個電子零件形成在電路內。在一第一組態中,柱塞之一第一部分可設置在殼體內,電路可開啟,且一或多個電子零件可處於低功率休眠模式;在一第二組態中,柱塞相對於殼體可向外移動,且柱塞之第一部分可延伸至殼體之外部;以及在第二組態中,電路可關閉,且一或多個電子零件可從低功率休眠模式轉變為主動模式。
在另一態樣中,注射裝置可包括:一殼體,其中殼體包括彎曲底面,當從殼體外部的點觀看時彎曲底面為凹面,彎曲底面比殼體之頂面更靠近殼體之底面;一電路板,其位於殼體之底面附近,其中電路板包括皮膚感測器,其被配置為感測與殼體之底面接觸之皮膚的存在;以及一控制器,其耦接至電路板,其中控制器係被配置為僅在皮膚感測器感測到與殼體之底面接觸之皮膚的存在後由注射裝置啟動注射。
在另一態樣中,本文係涉及一種製造注射裝置之方法。本方法可包括:將一第一材料沈積在模具上,第一材料具有一第一不透明度;將一第二材料沈積在模具及第一材料周圍,第二材料具有高於第一不透明度的一第二不透明度;以及將裝有藥劑之容器定位在注射裝置內及鄰接由第一材料形成之注射裝置的第一部分。
在另一態樣中,注射裝置可包括:一容器,其設置在殼體內,容器具有一第一端部及一第二端部;一活塞,其被配置為從容器之第一端部朝向容器之第二端部移動以從容器發放藥劑;一驅動構件,其被配置為驅動活塞經過容器;一發射器,其被配置為朝向容器發射光束;一檢測器,其位於容器與發射器之相對側,其中檢測器係被配置為接收從發射器發射的光束;以及一控制器,其耦接至驅動構件、發射器及檢測器。控制器可被配置為:在發射器關閉時從檢測器接收一第一訊號,第一訊號對應於注射裝置周圍之光的環境位準;在發射器開啟時從檢測器接收一第二訊號;計算由第一訊號及第二訊號所代表的光值之間的差異;以及當差異小於閾值時停止驅動構件之操作。
在另一態樣中,注射裝置可包括:一容器,其設置在殼體內,容器具有一第一端部及一第二端部;一活塞,其被配置為從容器之第一端部朝向容器之第二端部移動以從容器發放藥劑;一驅動構件,其被配置為驅動活塞經過容器;一發射器,其被配置為朝向容器發射光束;一檢測器,其位於容器與發射器之相對側,其中檢測器係被配置為接收從發射器發射的光束;以及一控制器,其耦接至驅動構件、發射器及檢測器。控制器可被配置為:啟動驅動構件及發射器;在發射器開啟時從檢測器接收一第一訊號,第一訊號代表由檢測器接收之光量;在啟動驅動構件後立即允許繼續操作驅動構件一第一時間段;以及在確定(1) 由檢測器接收之光量小於一第一閾值光值且(2) 由檢測器接收之光量隨後升至或高於第一閾值光值之前,驅動構件之電流大於一第一閾值電流值,停止驅動構件之操作。
在另一態樣中,注射裝置可包括:一容器,其設置在殼體內,具有一第一端部及一第二端部;一活塞,其被配置為從容器之第一端部朝向容器之第二端部移動以從容器發放藥劑;一驅動構件,其被配置為驅動活塞經過容器;以及一控制器,其耦接至驅動構件。控制器可被配置為:保持驅動構件之速度直至驅動構件之電流超過一第一閾值;以及在驅動構件之電流超過第一閾值後,降低驅動構件之電壓,以將驅動構件之電流保持在低於一第二閾值,其大於或等於第一閾值。
現將詳細參考本發明之實例,其描繪於附圖中。只要有可能,在整個圖示中將使用相同的參考數字以意指相同或相似之部分。在後續之討論中,相關術語例如「約」、「實質上」、「大約」等表明所述數值之±10%的可能變化。
如上所述,現有的自動注射器在掉落或振動時可能會無意中被觸發。此外,現有的自動注射器可能缺乏用於在適當時停止注射的適用控制邏輯。彼等缺點可能造成藥物過早展開,增加藥物自行投予的複雜性,引發使用者誤差,並引起使用者不適。據此,本文係有關用於由使用者自行投予藥物或其他治療劑之注射裝置(例如,自動注射器)的各種具體實施例。具體而言,根據某些具體實施例,可能降低無意中觸發自動注射器的可能性,且自動注射器可能進一步併入控制邏輯中,其改進了自動注射器之操作及使用者體驗。
根據本文之自動注射器的額外細節可在Arnott等人於2018年11月8日提申之PCT/US2018/031077 (並公開為WO 2018/204779 A1)中找到,其全文經過引用併入本文中。根據本文之小瓶刺穿系統的額外細節可在2016年3月10日提申之美國專利號10,182,969中找到,其全文經過引用併入本文中。 整體系統
此一自動注射器2之實例係顯示於圖1、2及3中。如圖1所示,自動注射器2可包括具有組織接觸(例如,底部)面4的殼體3,針頭可經過該面展開及縮回。如圖1及1A所示,殼體3可包括透明窗50。透明窗50可使觀察者看到一或多個顯示器或看到自動注射器2內部及其中的組件,例如主容器及/或儲存於主容器中的藥物產品。
在一些具體實施例中,且如圖1所示,自動注射器2可包括複數個開口51,其被配置為促進在殼體3內產生之聲音的傳播(藉由例如揚聲器)。自動注射器2可具有任何適用尺寸,以使使用者能載送及自行安裝。在一實例中,自動注射器2可具有約2.98英寸之長度、約2.07英寸之寬度,以及約1.07英寸之高度。然而,亦可使用其他適用數值,包括例如約0.5英寸至約5.0英寸之長度、約0.5英寸至約3.0英寸之寬度,以及0.5英寸至約2.0英寸之高度。
自動注射器2可在縱軸40 (例如,X軸)、實質上垂直於縱軸40的橫軸42 (例如,Y軸)及實質上垂直於縱軸40與橫軸42的垂直軸44 (例如,Z軸)上定向。
如圖1所示,附著貼片12可耦接至組織接觸面4,以協助將自動注射器2固定於使用者之身體(例如,皮膚)。附著貼片12可由織物或任何其他適用材料形成,並可包括附著物。舉例而言,附著物可為水性或基於溶劑之附著物,或可為熱熔附著物。使用之附著物亦包括基於丙烯酸、基於糊精及基於胺甲酸乙酯之附著物,以及天然與合成彈性體。在一些實例中,貼片12上提供之附著物可在與使用者皮膚接觸時被活化。在又另一實例中,貼片12可包括非織物聚酯基材及丙烯酸或聚矽氧附著物。貼片12可藉由例如雙面附著物或藉由其他機制(例如,超音波熔接)連接至殼體3。貼片12之長度尺寸可大於自動注射器2之寬度。
如圖2所示,自動注射器2可包括開口6,針頭可經過該開口展開及縮回。觸動開關1409可設置在組織接觸面4上,並可被配置為啟動自動注射器2,或以其他方式將自動注射器2置於「就緒」模式。觸摸感測器1410亦可設置在組織接觸面4上,並可被配置為協助自動注射器2之控制器確定自動注射器2是否設置在使用者之皮膚上(表明自動注射器應施打或以其他方式展開針頭)或觸動開關1409是否被不正確地觸發(表明應停止自動注射器 2之操作)。連接埠13亦可設置在組織接觸面4上以促進自動注射器2之編程。
自動注射器2可被配置為在三或多個操作階段中操作,包括例如注射順序啟動階段、注射階段及縮回階段,其之每一者將在本文中進一步詳述。注射順序啟動階段、注射階段及縮回階段在本文中可統稱為「注射順序」。
參考圖3A、3B及3C,其顯示自動注射器2之橫截面,觸動開關1409可為機械柱塞型開關。舉例而言,觸動開關1409可包括具有柱塞接觸面1452的柱塞1450。柱塞接觸面1452可為通常圓形之形狀(或具有另一適用形狀),且可能夠大而被柔軟皮膚舒適地按壓。在一些具體實施例中,柱塞接觸面1452之直徑或寬度可在約2 mm至約10 mm之範圍內,直徑可在約4 mm至約8 mm之範圍內,或直徑可為約6 mm。觸動開關1409可進一步包括軸1442、偏壓構件1444、偏壓軸環1446及柱塞凸緣1454。偏壓構件1444可為例如彈簧,並可圍繞軸1442。偏壓構件1444可為固定的,或以其他方式在一端藉由偏壓軸環1446而防止移動。柱塞凸緣1454可被配置為接觸或以其他方式按壓柱塞開關1448。為清楚起見,如本文所用,術語觸動開關及/或參考觸動開關1409應理解為涵蓋觸動開關1409之任何或所有組件,包括軸1442、偏壓構件1444、偏壓軸環1446、柱塞開關1448、柱塞1450、柱塞接觸面1452,以及柱塞凸緣1454。
如圖3A所示,在自由狀態下,亦即當柱塞1450未被按壓時,藉由被壓在使用者之皮膚上或以其他方式,柱塞1450可從組織接觸面4向外延伸。在自由狀態下,柱塞接觸面1452與組織接觸面4之距離可在約1 mm至約16 mm之範圍內,在約5 mm至約12 mm之範圍內,或約8.5 mm之距離。在自由狀態下,藉由按壓偏壓軸環1446,偏壓構件1444可促使柱塞1450從組織接觸面向外延伸。在自由狀態下,柱塞凸緣1454可與柱塞開關1448接觸,或以其他方式按壓柱塞開關1448。當柱塞凸緣1454與柱塞開關1448接觸或以其他方式按壓柱塞開關1448時,與柱塞開關1448相關聯之電路可能是完整的或關閉的。
如圖3B所示,當柱塞1450藉由被壓在使用者之皮膚上或以其他方式按壓時,柱塞1450最初可移至部分按壓狀態。在部分按壓狀態下,偏壓構件1444可被壓靠在偏壓軸環1446上。柱塞凸緣1454可進一步不接觸或以其他方式不按壓柱塞開關1448。當柱塞凸緣1454被間隔開、不接觸或不按壓柱塞開關1448時,則與柱塞開關1448相關聯之電路可被斷開或開啟。藉由此組態,在柱塞1450被按壓時,自動注射器2可保持在低的功率狀態,例如當自動注射器2在包裝中時。
如圖3B所示,在柱塞凸緣1454與柱塞開關1448未接觸之前,柱塞1450可能不一定進入完全按壓狀態(如圖3C所示)。如圖3C所示,另一方面,在完全按壓狀態下,柱塞1450可被向內按壓,使得柱塞接觸面1452與組織接觸面4齊平或幾乎齊平。
柱塞凸緣1454與柱塞開關1448可不接觸,例如,在柱塞1450移動小於5 mm後,在柱塞1450移動小於3 mm後,在柱塞1450移動小於1 mm後,或在柱塞1450移動小於0.75 mm後—所有當例如最大按壓距離為8.5 mm時。換言之,在柱塞1450相對於自動注射器2之殼體3僅移動最大按壓距離之一部分後,柱塞1450可從柱塞凸緣1454與柱塞開關1448接觸的自由狀態轉變為柱塞凸緣1454與柱塞開關1448不接觸的部分按壓狀態。舉例而言,柱塞1450可在僅移動最大按壓距離之約5%、約10%或約20%後轉變為按壓狀態。據此,自動注射器2與柱塞開關1448可充分響應將柱塞1450壓靠在使用者皮膚上。舉例而言,自動注射器2與柱塞開關1448在壓靠在不同硬度之皮膚或具有不同體脂含量之使用者身上時可充分響應。儘管本文中提供了柱塞1450移動距離之實例,但應當理解,本文不侷限於可使用的任何特定實例及任何適用之移動距離。
偏壓構件1444可具有足夠的剛性,使得在自由狀態下,柱塞凸緣1454保持與柱塞開關1448接觸或以其他方式連續按壓柱塞開關1448。偏壓構件1444亦可具有剛性,使得在壓靠使用者皮膚時,柱塞1450可舒適地被按壓。偏壓構件1444可被偏壓,以使柱塞1450保持在自由狀態。
儘管觸動開關1409在圖3A-3C中作為機械柱塞型開關,但應當理解,觸動開關1409可為任何其他適用類型之開關,例如搖桿開關、投開關、撥鈕開關、溫度開關及其類似物。此外,儘管與柱塞開關1448相關聯之電路在本文中被描述為在柱塞1450處於自由狀態時係關閉且在柱塞1450處於按壓狀態時開啟,但應理解到,可使用相反的組態。舉例而言,與柱塞開關1448相關聯之電路可在柱塞1450處於自由狀態時開啟,且可在柱塞1450處於按壓狀態關閉。
一種根據觸動開關1409之位置控制自動注射器2的方法將在下文中參考圖23而進一步詳細描述。
此外,如圖4B所示,在一些具體實施例中,自動注射器2可包括複數個LED 52。LED 52可被配置為環狀結構或任何其他適用結構。如下文中之進一步詳述,來自一或多個LED 52的光可表明自動注射器2的各種操作狀態。 自動注射器殼體
參考圖1A及1B,自動注射器2之殼體3可包括上部30。上部30可形成與組織接觸面4相對之殼體3的一部分。上部30可包括透明窗50,使用者可經過該透明窗看到自動注射器2之內容物,包括小瓶及/或含於小瓶中之藥物。如圖1所示,透明窗50可定位在上部30之一側並可成型,使其符合上部30之圓形/彎曲輪廓。透明窗50通常可為具有圓角之矩形。
上部30亦可包括複數個透明窗54。舉例而言,透明窗54可形成在上部30之頂面上,並可被配置為任何適用組態,例如圓形組態、橢圓形組態、矩形組態或線形組態。舉例而言,透明窗54可沿圓周彼此間隔開。透明窗54可允許來自位於殼體3內之一或多個LED的光被使用者看見。如本文所述,來自一或多個LED的光可表明自動注射器2的各種操作狀態。
透明窗50及透明窗54可一體成型為上部30之一部分。如圖1B所示,上部30可包括由透明材料形成的透明部分500。透明部分500可為鄰接的,使得透明窗50及透明窗54由一片透明材料形成。此外,透明部分500可被一體結合至上部30中,使得上部30 (包括透明窗50及透明窗54)被製成單一部件。
舉例而言,為了將上部30成型為單一部件,上部30可使用雙擊模造製程(double shot molding process)製造。圖19描繪了使用雙擊模造或插入模造而模造上部30之示例性方法1900。在步驟1910,第一材料可被沈積在具有第一核心及第一空腔之第一模具中。第一材料可具有低的不透明度,且可為例如用於透明窗50及透明窗54之透明材料。第一材料可為例如透明丙烯酸、澄清丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯對苯二甲酸酯乙二醇(PETG)。第一模具可例如被配置為形成透明部分500。
在步驟1920,第一核心及第一空腔中之材料可被移至第二空腔內以形成第二模具。當移動時,第一核心可保留第一材料。第二模具可例如被配置為形成上部30。在步驟1930,第二材料可被沈積至含有第一材料之第二空腔中。第二材料可被沈積在第二空腔之未經佔用空間中之第一材料及第一核心周圍以形成上部30。第二材料可為具有高的不透明度之材料,例如白色塑料。第二材料可為,例如,ABS、聚碳酸酯、ABS-聚碳酸酯摻合物、PVC或PETG。
據此,通常不透明的上部30 (其包括透明窗50及透明窗54)可由兩種不同材料形成,以形成單一部件。將上部30形成單一部件可減少組裝自動注射器2所需之整體步驟數目。舉例而言,在一些具體實施例中,不需要緊固或附著步驟或材料以連接殼體之透明及不透明部分。避免不需要的組裝步驟可進一步改進自動注射器2之裝飾表面的外觀。此外,將上部30形成單一部件可改進自動注射器2之整體結構完整性。此外,將上部30形成單一部件可減少或消除裝飾表面上的塌陷。 針頭機構
參考圖5-11,針頭機構20包括承載件202,其可在第一位置(圖6)與第二位置(圖7)之間的殼體3內移動(例如,滑動)。針頭機構20亦可包括流體導管300,其安裝至承載件202,且其可展開於使用者體內,並由驅動器320縮回。梭動機構340 (例如,梭動機構致動器)可被配置為經由展開齒輪360及縮回齒輪362移動驅動器320。梭動機構340可耦接至彈性構件(例如,彈簧370)。蓋件380 (圖5)可耦接至承載件202以裝載針頭機構20之各種組件。
參考圖5,流體導管300可從第一端部302延伸至第二端部304。如圖5A中之進一步細節所示,第一端部302可包括針頭306,其係被配置為注射至使用者體內。針頭306可包括鋒利及/或傾斜尖端,且通常可沿著或平行於軸44。第二端部304可包括針頭308,其實質上類似於針頭306,但可位於自動注射器2內以將匣1302刺入(如圖13所示及下面進一步細節所述),以獲取欲注射至使用者體內之藥物。流體導管300可包括中間段310,其包括沿著或平行於軸40延伸的一個部分,以及沿著或平行於軸40延伸的第二部分。中間段310之第一及第二部分可連接盤曲段312,以促進流體導管300之彎曲及針頭306在展開至使用者體內期間及在從使用者縮回期間沿著軸44的移動。儘管顯示了盤曲段312,但亦可考量到任何其他適用形狀,例如螺旋形、彎曲或其他能使流體導管300彎曲的形狀。當針頭306被展開及/或縮回時,盤曲段312或類似結構可充當懸臂。盤曲段312亦可將流體導管300偏壓至如圖5所示之展開組態中。一旦針頭308刺入並與匣1302建立流體連通(參見,例如,圖14),藥物可從匣1302經過針頭308、中間段310及針頭306 (經過使用者皮膚刺穿)而移入使用者體內。在一些實例中,流體導管300可僅包括金屬或金屬合金。在其他實例中,流體導管300可為任何其他適用材料,例如聚合物或其類似物。針頭308及中間部分310可界定22或23號規、薄壁針頭,而針頭306可為27號規、薄壁針頭。其他針頭尺寸範圍為例如6號規至34號規,且亦可視情況使用其他針頭壁面厚度,例如常規壁面、特薄壁面及超薄壁面。流體導管300可減少接觸藥物之材料量,減少連接及組裝步驟,且需要比常規裝置更少的滅菌反應。
如圖5B所示,針頭308可被配置為包括針頭尖端308a及側端口308b。側端口308b可以流體方式連接至流體路徑308c,並允許流體經過針頭308之一側進入流體導管300,而非經過針頭308之尖端。側端口308b之後壁相對於流體路徑308c之縱軸可呈傾斜角度θ。在一些具體實施例中,角度θ可介於約20°與60°之間、介於約30°與50°之間或約40°。藉由此方式組態針頭308,針頭308可被優化以用於刺穿自動注射器2之主容器,該主容器可為密封之匣或小瓶。針頭尖端308a與側端口308b之相對定位可允許刺穿主容器之密封件(seal)而不取芯(coring)或以其他方式切下具有通向流體路徑308c開口之密封件的一部分。從而,可最小化或避免從密封件取芯或切下之顆粒進入流體路徑308c。
如圖5B所示,針頭306可被配置為實質上類似於針頭308。或者,在一些具體實施例中,針頭306及308之一或兩者可為3號斜針頭、5號斜針頭或任何其他適用類型之針頭。在一些具體實施例中,針頭306及308之一或兩者可為具有圓孔或任何其他適用形狀之孔的鉛筆尖針頭。
承載件202可由塑料(例如,注模塑料)、金屬、金屬合金或其類似物形成,並可包括具有開口206的凸緣204,以及柱210及212。承載件202 亦可包括開口216,針頭或其他流體導管可經過該開口展開。開口216可為從承載件202之端面凹陷的槽,或在替代之具體實施例中,開口216的整個周長可由承載件202之材料界定。承載件202亦包括驅動器路徑218。驅動器路徑218可為承載件202中之槽,其沿著或平行於軸44延伸。驅動器路徑218可被配置為接收驅動器320之突出部,例如,下面進一步詳細討論的突出部330。承載件202亦可包括梭動機構路徑220,梭動機構340可沿著該梭動機構路徑移動,如下面進一步細節所述。
承載件202 亦可包括止動部240,其係被配置為接合梭動機構340。止動部240可為具有固定端241 (圖8)及自由端242 (圖8)的懸臂。止動部240可包括傾斜斜坡243 (圖9及12),其在由斜坡1500接合或推動時(參考圖12說明),造成止動部240繞著固定端241偏折。在第一位置中,自由端242可阻擋或以其他方式防止梭動機構340移動,且在第二組態中,可允許梭動機構340移動。止動部240與梭動機構340之間的關係將在本申請案之後續中進一步詳細討論。
驅動器320包括兩個齒條322及324 (如圖8所示),其等彼此平行並設置在驅動器320之相對側。齒條322及324可包括齒,並可被配置為分別接合及驅動展開齒輪360及縮回齒輪362之旋轉。驅動器320可包括內腔326 (或軌道、凹槽或其他適用結構)(圖5),其係被配置為接收流體導管300之針頭306。驅動器320亦可包括突出部330 (圖6及7),其係被配置為在承載件202之驅動器路徑218內滑動。突出部330可包括鉤狀組態,其可「鉤住」障礙物600,如下面進一步細節所述。
繼續參考圖5,梭動機構340可包括被配置為與齒輪360及362接合的齒條342。梭動機構340亦可包括端面344,以及凹槽346,其沿著梭動機構340之長度以與齒條342相同的方向延伸。槽348 (圖9)可沿著凹槽346之長度延伸。槽348可延伸經過凹槽346的中間,並可沿著整個或實質上整個凹槽346延伸。
梭動機構340可沿著軌道220從第一起始位置(圖8)移至第二中間位置(圖9及10),並從第二位置移至第三最終位置(顯示於圖11中之第二與第三組態之間)。當梭動機構340沿著軌道220移動時,齒條342可首先接合展開齒輪360,接著縮回齒輪362。在某些時間,齒條342在任何給定之時間至多接合展開齒輪360及縮回齒輪362。在一些實例中,例如當齒條342以縱向設置在展開齒輪360與縮回齒輪362之間時,齒條342不與展開齒輪360及縮回齒輪362之任一者接合。梭動機構340可被配置為僅沿著一個軸(例如,軸40)移動,且僅沿著一個軸在一個方向上移動。使梭動機構340沿著軌道220移動所需之力可由彈簧370之擴展所提供。彈簧370可從靜止狀態被壓縮,且彈簧370之擴展可使梭動機構340沿著軌道220移動經過如上所示之一系列位置/組態。在梭動機構340之各個位置,自動注射器2之不同特徵可直接或間接阻擋梭動機構340之移動。或者,可設想到,彈簧370可被偏壓成壓縮組態。在此替代之具體實施例中,彈簧370可從靜止狀態擴展,且彈簧370之壓縮可使梭動機構340沿著軌道220移動經過如上所示之一系列位置/組態。
如圖8所示,梭動機構340之第一位置可對應於自動注射器2之未使用、未展開及/或新的狀態。在此第一位置中,驅動器320可處於未展開狀態。藉由將障礙物600定位在驅動器320之路徑中,梭動機構340保持在第一位置(圖6)。障礙物600 (其可為殼體3之擱板或另一適用阻隔裝置)可藉由接合及/或扣合突出部330而防止驅動器320移動。因此,由於驅動器320、展開齒輪360及齒條342係彼此耦接,驅動器320之阻擋亦防止梭動機構340移動。梭動機構340可藉由相對於承載件202移動障礙物600而從第一位置移至第二位置(反之亦然)。在一實例中,承載件202被移動(例如,至圖6中之左側),而障礙物600保持靜止。
當驅動器320之路徑無障礙物600 (圖7)時,彈簧370可擴展並沿著軌道220移動梭動機構340。梭動機構340之此線性運動可使展開齒輪360經由齒條342逆時針 (或在其他實例中順時針)旋轉,且展開齒輪360之旋轉可經由驅動器320之齒條322沿著軸44向下移動驅動器320。驅動器320之此向下移動可造成針頭306刺穿使用者之皮膚。在一些實例中,驅動器320可被配置為相對於承載件202僅沿著軸44移動。
如圖9及10所示,梭動機構340可由彈簧370之擴展而移動,直至其端面344推抵靠著止動部240之自由端242,使得梭動機構340保持在第二位置。此時,自由端242可防止彈簧370之進一步擴展及梭動機構340沿著軌道220之進一步移動。在此第二位置中,流體導管300可展開在使用者體內,且來自匣1302之流體可經由針頭306注射至使用者體內。此外,當梭動機構340處於第二位置時,齒條342可與展開齒輪360接合,以將針頭306保持在展開組態。藉由止動部240繞著其固定端241彎曲,梭動機構340可從第二位置移至第三位置。此彎曲之進一步細節係闡述於下列相關之圖12-14中。止動部240之彎曲可允許彈簧370繼續擴展,其促使梭動機構340進一步沿著軌道220。在一些實例中,當梭動機構340從第二位置移至第三位置時,止動部240可由梭動機構340之凹槽346接收及/或接收在梭動機構340之凹槽346內,且斜坡243可在槽348內滑動。
梭動機構340從第二位置移至第三位置可對應於針頭306從使用者縮回至殼體3中。特別是,當展開齒輪360旋轉時,齒條342可與縮回齒輪362接合並在相同方向(例如,逆時針或順時針)旋轉。縮回齒輪362之旋轉可促使驅動器320經由齒條324回到縮回位置。當梭動機構340之端面344接合承載件202之一壁面時、當止動部240之自由端242到達凹槽346之一端時及/或當彈簧370到達靜止狀態時,梭動機構340可到達第三位置,其中驅動器320完全縮回。
在一些具體實施例中,一旦驅動器320從展開狀態移回縮回狀態,其可被阻止移出縮回狀態。因此,針頭306將被阻止重新展開至使用者體內。在此組態中,自動注射器2可為一次性裝置(例如,在完成一次注射後丟棄)。在其他具體實施例中,自動注射器2可被重置且重新使用。此外,在一些實例中,展開齒輪360及縮回齒輪362可為設置在自動注射器2內僅有的旋轉齒輪。 刺穿系統及無菌連接器
圖13及14顯示自動注射器2之刺穿系統1300的特徵。示例性刺穿系統之額外細節可在Arnott等人於2016年9月15日公開之美國專利申請公開號2016/0262984 A1中找到,其全文經過引用併入本文中。刺穿系統1300包括主容器,其可為具有第一端部1304及第二端部1306的匣1302。或者,主容器可為腔室、注射器、小瓶、撓曲囊或含有結構之任何其他適用流體。
匣1302可包括在第一端部1304處開啟並朝向第二端部1306延伸的空腔1308。第二端部1306可包括具有帽1312之頸部1310,該帽接合頸部1310以閉合第二端部1306。隔片1314可位於匣1302與帽1312之間,以協助閉合第二端部1306,並允許針頭308 (例如,押針頭(staked needle))插入匣1302中。空腔1308可在第一端部1304處由活塞1316閉合。
在一些實例中,匣1302可具有5 mL容量,儘管亦可使用任何其他適用體積(例如,1 mL至50 mL,或2 mL至10 mL,或3 mL至6 mL,或2 mL至5mL,或另一適用範圍),其取決於欲輸送之藥物。在其他實例中,匣1302可具有大於或等於1mL,或大於或等於2 mL,或大於或等於3 mL,或大於或等於4 mL,或大於或等於5 mL,或大於或等於10 mL,或大於或等於15 mL的容量。匣1302可含有並保存用於注射至使用者體內之藥物,且有助於保持藥物之無菌性。匣1302可具有13 mm直徑之頸部、45 mm之長度及19.05 mm之內徑。彼等數值僅為示例性,並可在適當時使用其他適用尺寸。在一些實例中,匣1302可使用常規材料形成,且可比現有裝置短,其可有助於自動注射器2保持成本效益及小的。匣1302可為縮短的ISO 10 mL匣。
隔片1314可包括未塗覆之溴丁基材料,或另一合適之材料。活塞1316可包括氟聚合物塗覆之溴丁基材料,且亦可包括錐形鼻部1316a以協助減小匣1302內之無效體積。活塞1316可包括一或多個橡膠材料,例如鹵代丁基(例如,溴丁基、氯丁基、氟丁基)及/或腈等其他材料。
刺穿系統1300 亦可包括位於第二端部1306之頂部1354。頂部1354可包括位於隔片1314及匣1302之開口上方的基底1355。頂部1354可包括腔室1356,其從基底1355以遠離活塞1316之方向延伸。腔室1356界定空腔1357並包括與空腔1357連通的開口1358。在一些具體實施例中,頂部1354可與隔片1314一體結合(例如,一體式或一件式結構)。在替代之具體實施例(未顯示)中,頂部1354可提供或最初組裝在流體導管300上,而非直接安裝在匣1302上/直接與匣1302一起安裝及/或與隔片1314一體結合。
在預啟動之狀態,流體導管300之一部分(例如,針頭308、管件或其類似物)可延伸經過腔室1356之開口1358並進入空腔1357中,但不經過基底1355。開口1358可預先形成,或可藉由將針頭308穿過腔室1356而形成。腔室1356之開口1358可繞著針頭308形成無菌滑動密封件,使得防止病原體或其他污染物進入空腔1357中。針頭308可相對於頂部1354移動而不破壞其間的無菌密封件。空腔1357可為無菌的或滅菌的,使得空腔1357及針頭308之內表面為無菌的。在另一具體實施例中,空腔1357可在針頭308經過開口1358插入並進入空腔1357後進行滅菌。在替代之具體實施例中,並非頂部1354,而是盤旋之撓曲(例如,橡膠)伸縮囊或浮囊構件可形成空腔1357,並允許匣1302相對於針頭308平移(反之亦然)。撓曲構件在滅菌後亦可繞著針頭308密封或形成空腔1354。
活塞1316可耦接至平移機構1366,其係被配置為以朝向第二端部1306之方向平移活塞1316及匣1302。活塞1316朝向第二端部1306之移動造成活塞1316作用於匣1302內之內容物(例如,藥物、藥劑),其最終將力傳輸至匣1302之第二端部1306,造成匣1302沿著縱軸40移動。平移機構1366可包括具有五階齒輪減速(360:1)的12 mm馬達。平移機構1366可具有彈簧觸點,其與相關聯之印刷電路板(例如,第一電子線路板1402)建立電連接。馬達可被配置為在36 rpm時生成約136 mN*m之扭矩。馬達之彼等設計參數僅為示例性,且亦可使用任何其他適用之馬達。
平移機構1366可包括耦接至活塞1316的導螺桿機構,其在繞著縱軸40相對旋轉時軸向延伸。此伸縮式導螺桿可具有100 N輸出、20 mm衝程及具有0.75 mm螺距之7°/45°鋸齒形螺紋。用於導螺桿機構之材料可包括縮醛及聚對苯二甲酸丁二醇酯。導螺桿機構可在活塞1316內延伸,以減少活塞1316後方的死腔。儘管圖13及14中所示之活塞1316具有縱向間隔的螺紋,但在一些實例中,此類螺紋可能不存在。在另一示例性具體實施例(未顯示)中,平移機構1366可包括手動可接合表面或構件,其由使用者手動操縱以移動活塞1316。舉例而言,刺穿系統1300可包括耦接至活塞1316背側之匣或柱塞。在另一示例性具體實施例(未顯示)中,平移機構1366可包括氣動或液壓驅動構件,其由使用者致動或啟動以移動活塞1316。舉例而言,驅動構件可為擴展伸縮囊、擴展浮囊、擴展隔板或滑動密封件或活塞之形式。直接氣動或液壓可提供移動活塞1316所需之力。
刺穿系統1300亦包括耦接或固定至第二端部1306的軸環1390。軸環1390可包括複數個周圍間隔開叉指1392,其接合並圍繞頸部1310。軸環1390可被固定,或以其他方式耦接至第二端部1306。軸環1390可包括壁面1390a,其至少部分地繞著頸部1310、第二端部1306之開口、帽1312、隔片1314及/或頂部1354延伸。軸環1390之壁面1390a可徑向或橫向定位在頸部1310外部,並縱向延伸經過頸部1310、帽1312及隔片1314。
如圖13所示,在刺穿系統1300之預啟動狀態下,軸環1390之邊緣1393可接合驅動器扣件構件1395之相對應徑向或橫向向內延伸的凸輪、閂鎖或致動部1394。扣件構件1395可相對於軸環1390滑動。軸環1390及扣件構件1395可經組態,使得在圖13所示之預啟動狀態或組態中,扣件構件1395之凸輪或致動部1394的至少一部分係直接定位在扣件構件1395內可滑動之驅動器1398的扣部1399後方。驅動器1398之壁面1391可延伸進入及經過扣件構件1395之端蓋部1396,並進入扣件構件1395之內部,且驅動器1398之扣部1399可從壁面1391徑向向外延伸。在一些具體實施例中,驅動器1398之壁面1391實質上可為圓柱形,且驅動器1398之扣部1399可為繞著壁面1391之一端延伸的凸緣。
在刺穿系統1300之預啟動狀態下,彈性變形之偏壓或彈性構件1397可定位在扣件構件1395之帽部1396與驅動器1398之扣部1399之間。偏壓構件1397在刺穿系統1300之預啟動狀態下可對驅動器1398施加力,其朝向匣1302之方向作用。參考圖14,偏壓構件1397可為在預啟動狀態下有效施加力且接著在啟動時釋放此力的任何構件,如下文所討論。在一些具體實施例中,偏壓構件1397可為錐形或扁平彈簧。
流體導管300之針頭308可被固定或耦接至驅動器1398,使得流體導管300與驅動器1398一起移動。在刺穿系統1300之預啟動狀態下,針頭308可定位在無菌空腔1357內,但不經過頂部1354之基底1355、隔片1314及/或進入匣1302之空腔1308。
在一些具體實施例中,當刺穿系統1300在預啟動狀態下時,代替空腔1357,針頭308可位於插塞內。插塞可為固體插塞,其沒有任何孔洞、腔室或開口,且其可由第一橡膠材料形成。第一橡膠材料可為對滅菌氣體(例如,環氧乙烷或汽化之過氧化氫)能滲透的。第一橡膠材料可包括異戊二烯、乙烯丙烯二烯單體(M級)橡膠(EPDM)及苯乙烯-丁二烯之中的一或多者。第一橡膠材料對滅菌氣體之滲透性可允許在使用前對設置於插塞內的針頭308進行滅菌。插塞可繞著針頭308模製,使得針頭308刺入插塞中。
為了從圖13之預啟動狀態移動刺穿系統1300,平移機構1366可被啟動,以將活塞1316移向第二端部1306,並將匣1302沿著縱軸40朝向驅動器1398平移。由於針頭308尚未與匣1302以流體連通,因此平移機構1366之啟動將壓力施加至含於匣1302中之流體,接著施加至匣1302本身。此壓力亦造成邊緣1393推動及偏折致動部1394徑向向外。在致動部1394不阻隔其路徑之情況下,扣部1399及針頭308藉由偏壓構件1397之擴展朝向匣1302移動。驅動器1398可耦接至承載件202之凸緣204,因此,驅動器1398朝向匣1302之此種移動亦可在相同方向移動承載件202。此移動對應於圖6及7中承載件202相對於殼體3的移動,其使得突出部330能清除障礙物600以注射針頭306。
針頭308朝向匣1302之第二端部1306的移動亦造成針頭308刺穿頂部1354之基底1355、隔片1314及空腔1308,與匣1302之內容物以流體連通。一旦針頭308與匣1302以流體連通,活塞1316朝向第二端部1306之進一步移動促使流體經過針頭308及流體導管300的剩餘部分。在一些具體實施例中,刺穿系統1300可經組態,使得在啟動後,未有更多已位於無菌空腔1357內之部分的針頭308延伸至空腔1308中。此可協助防止具有非無菌部分之針頭308的匣1302之內容物的污染。
偏壓構件1397可被配置為擴展,使得流體導管300以高速(例如,以至少約10 mm/sec或至少約40 mm/sec之速度)刺穿頂部1354及/或隔片1314。經由偏壓構件1397相對快速地刺穿頂部1354及/或隔片1314可能有助於防止空腔1308之內容物洩漏,該空腔可能處於經由活塞1316之壓力下。
在藥物已經由針頭306輸送至使用者後,針頭306可自動從使用者抽回。參考圖12-14,平移機構1366可以反向模式操作,使得相較於插入步驟,導螺桿以相反方向旋轉。此反向旋轉可造成活塞316移回第一端部1304,且亦造成匣1302沿著軸40在相反方向中移動(相較於流體輸送及針頭306插入期間)。匣1302在相反方向中的移動可造成圖12中之斜坡1500 (其附接至壁面1391) 推抵靠著止動部240之斜坡243。此可能造成止動部240在箭頭240a之方向中繞著其固定端241偏折,並允許梭動機構340從其第二位置移至其第三位置,以如上面所提出地縮回針頭306。以此方式,能以裝置內的單一彈簧來完成將針頭抽回及插入患者。
進一步預期的是,流體導管300可為被配置成與匣1302以流體連通之自動注射器2的唯一流體導管。因此,來自匣1302之藥物可在自動注射器2的正常操作期間僅展開經過流體導管300並進入使用者。另外,針頭306可為被配置來展開進入患者之自動注射器2的唯一針頭。以此方式,可使用單件金屬或塑膠將流體從匣1302載送至患者。 鎖定組件 ( 落針 (DROP PIN))
參考圖16A-16D,自動注射器2可包括鎖定組件1610。如圖16A所示,鎖定組件1610可包括具有彎曲面1614的鎖(例如,凸部) 1612,並可進一步包括包括蓋件部分1616。如圖16D所示,蓋件部分1616可塑形為符合自動注射器2之組織接觸面4。蓋件部分1616及組織接觸面4可為凹陷以接受使用者之骨架部分1600。骨架部分1600可為,例如,大腿、臀部、手臂、後部或任何其他適合注射之身體區域。鎖1612可連接至蓋件部分1616。在一些具體實施例中,鎖定組件1610可形成為單件,使得鎖1612及蓋件部分1616一體連接。鎖定組件1610可由任何適用之剛性或半剛性材料形成。鎖定組件1610可例如由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)形成,並可進一步具有磨砂透明外觀,表明鎖定組件1610為一次性的。
如圖16B-16C所示,鎖定組件1610可設置在自動注射器2之組織接觸面4上或附近,使得鎖1612可延伸至自動注射器2中。鎖定組件1610可進一步設置在襯墊12a上或附近,在使用自動注射器2前,該襯墊最初可能覆蓋附著貼片12。鎖定組件1610可相對於襯墊12a定位,使得在從附著貼片12移除襯墊12a時,鎖定組件1610亦可從組織接觸面4移除。鎖1612可經由形成在組織接觸面4中之鎖開口1630延伸至自動注射器2中。當鎖定組件1610設置在組織接觸面4上或附近時,蓋件部分1616可經由設置在蓋件部分1616與組織接觸面4之間的附著物附接至組織接觸面4。鎖定組件1610可設置在組織接觸面4上或附近,使得其可由使用者選擇性地移除。
參考圖16C-D,當鎖定組件1610設置在組織接觸面4上或附近時,鎖1612可延伸至自動注射器2中,使得其防止自動注射器2之一或多個內部機構移動。舉例而言,當鎖定組件1610設置在自動注射器2上或附近時,鎖1612可延伸至自動注射器2中,使得鎖1612與自動注射器2之一或多個內部組件接合,防止該等組件移動及/或被啟動。
參考圖16D,當鎖定組件1610設置在組織接觸面4上或附近時,鎖1612可延伸至自動注射器2中,使得其設置在刺穿系統1300內。如前文所述,軸環1390可耦接或固定至匣1302之第二端部1306。亦如前文所述,當刺穿系統1300從預啟動狀態移動時,匣1302及從而軸環1390可在平行於匣1302之縱軸的方向上朝向扣部1399平移。當鎖1612延伸至自動注射器2中且鄰接軸環1390時,鎖1612可防止匣1302朝向扣部1399平移或以其他方式防止匣1302及軸環1390對致動部1394施加力。因此,即使馬達以某種方式被啟動,而鎖1612設置在其鎖定位置時,針頭308與匣1302之間的流體連通無法建立,且針頭306無法在殼體3外部展開。此外,當處於鎖定位置時,鎖1612可防止匣1302朝向針頭308移動,從而防止致動部1394偏折,從而防止扣部1399及針頭308朝向匣1302移動。在自動注射器2掉落或受到振動之情況下,鎖1612可進一步防止刺穿系統1300從預啟動狀態移動,從而可防止匣1302被針頭308刺穿。
當鎖定組件1610設置在組織接觸面4上或附近時,鎖定組件1610可另外作為使用者皮膚與組織接觸面4之間的隔板(spacer)。舉例而言,鎖定組件1610可具有一厚度,使得下文中更詳細描述之觸摸感測器1410無法檢測使用者皮膚,從而避免自動注射器2在無意中啟動。鎖定組件1610可具有一厚度,例如,約1 mm至約5 mm,或約3 mm。
據此,鎖定組件1610可作為一種有效的安全機構,以防止自動注射器2在無意中啟動。當鎖定組件1610設置在組織接觸面4上或附近時,鎖1612可防止自動注射器2之各種內部組件移動。舉例而言,在自動注射器2於使用前掉落在地板上之情況下,鎖定組件1610可防止無意中刺穿匣1302及/或無意中開啟注射順序。若自動注射器2在運輸過程中經受振動,則鎖定組件1610亦可防止此移動及/或無意中開啟注射順序。
若使用者希望使用及/或準備好使用自動注射器2,則使用者可將鎖定組件1610與組織接觸面4分開,從而從鎖開口1630移除鎖1612。舉例而言,使用者可將蓋件部分1616從組織接觸面4剝離。或者,使用者可將襯墊12a從附著貼片12剝離,從而從組織接觸面4移除鎖定組件1610。當將鎖定組件1610與組織接觸面4分開時,彎曲面1614可允許鎖1612在鎖開口1630內搖動,從而允許鎖1612可容易地從鎖開口1630移除。隨著鎖1612從鎖開口1630移除,自動注射器2可處於準備好使用的狀態,使得例如可啟動注射順序。
圖16E及16F描繪了根據一些具體實施例的鎖定組件1610。如圖16E及16F所示,鎖定組件1610可具有增加的寬度(相對於圖16A-16C中之鎖定組件1610的描繪),以確保當鎖定組件1610設置在自動注射器2上時,鎖定組件1610在觸摸感測器1410上方延伸。此外,鎖定組件1610可具有肋式結構,並可包括氣隙或凹部1618及鉸鏈1620。當自動注射器2置於使用者附近且鎖定組件1610就位時,氣隙1618可抑制使用者皮膚與觸摸感測器1410之間電容場的傳導。當鎖定組件1610從自動注射器2剝離時,鉸鏈1620可允許鎖定組件1610撓曲。在一些具體實施例中,與鎖定組件1610不同及/或分開的可移除蓋件可在觸摸感測器1410上方延伸,以抑制無意中的皮膚檢測。 電子零件
圖4A顯示自動注射器2之控制系統1400。控制系統1400可包括位於第一電子線路板1402及第二電子線路板1404上的組件,且亦可包括電源1406。第一電子線路板1402可包括控制器1408、觸動開關1409、觸摸感測器1410、針頭插入開關1412及發射器1414。第二電子線路板1404可包括檢測器1416、音訊模組1418、視覺模組1420及觸覺模組1422。儘管圖4A描繪了包括在第二電子線路板1404中的音訊模組1418、視覺模組1420及觸覺模組1422,但在一些具體實施例中,前述模組之一或多者可被包括在第一電子線路板1402上。第一電子線路板1402及第二電子線路板1404之一或多個組件可被可操作地耦接至控制器1408,並由電源1406供電。控制器1408亦可被可操作地耦接至平移機構1366,並可被被配置為控制平移機構1366的操作,以啟動及控制如上所述之針頭插入及縮回。在最終組裝步驟期間(其中匣1302被插入殼體3中),平移機構1366可經由一或多個彈簧觸點耦接至第一電子線路板1402。如前文所述,平移機構1366可包括馬達、齒輪裝置及導螺桿機構。
自動注射器2之大部分組裝可能發生在例如製造設施的組裝線上。 隨後,兩個裝置半部(或部分)可被運送至藥物填充或最終組裝設施。事實上,兩個分開的部分1490及1492不需要具有相同的尺寸,如圖4B所示。一旦藥瓶(例如,匣1302)填充了藥物或其他藥劑,匣1302可與自動注射器2之剩餘部分組裝在一起。舉例而言,兩個裝置半部(部分1490及1492)可組裝在一起,其中裝有填充的藥匣1302。在一實例中,部分1490及平移機構1366可卡扣在匣1302後面的位置。部分1490可為殼體3之一部分,包括被配置為含有平移機構1366及其關聯之電子零件的基底或模組。部分1492可為殼體3之一部分,其實質上含有本文所述之所有其他組件,包括例如本文所述之針頭機構、無菌連接器及刺穿機構。在此實例中,平移機構1366之馬達的電連接必須於平移機構1366卡扣在匣1302後面的過程中(亦即,在部分1490及1492與匣1302組合在一起以形成完整及功能性自動注射器2的組裝步驟過程中)進行。為了適應此電連接,平移機構1366之驅動系統可包括一或多個彈簧觸點1494 (參考圖4C),其將在組裝時接觸第一電子線路板1402上的 墊片1495 (亦參考圖4C)。儘管未描繪在圖4C中,但平移機構1366之驅動系統可包括額外的彈簧觸點,其可在組裝時接觸第一電子線路板1402上的額外墊片。此類額外的彈簧觸點及額外的墊片可用於將平移機構1366的額外組件(例如,轉速計、馬達編碼器或任何其他感測器或裝置)連接至第一電子線路板1402。因此,平移機構1366與第一電子線路板1402 (包括控制器1408)之連接可在沒有任何鬆散電線或其他類似結構之情況下進行。
此組裝過程可能比具有相對更複雜之最終組裝過程的簡易裝置(例如,自動注射器)相對更簡單。因此,本文所述之預期組裝過程可使勞力成本降低。
在一些具體實施例中,如圖17及17A所示,自動注射器2可包括單一(亦即,僅一個或剛好一個)電子線路板1710,其中先前本文所述之控制系統1400的組件可定位在其上。如圖17A所示,電子線路板1710可包括第一線路板段1712及第二線路板段1714。第一線路板段1712及第二線路板段1714可經由撓曲段1716物理連接及電連接。撓曲段1716可為例如帶狀電纜、撓曲導電基材或其類似物。在一些具體實施例中,撓曲段1716可由玻璃纖維板形成,其被加工得足夠薄而撓曲,且有時被稱為「半撓曲」。在一些具體實施例中,撓曲段1716可由撓曲聚合物形成。撓曲聚合物可由有時被稱為「剛性撓曲」的過程形成,其中首先形成第一部分玻璃纖維、撓曲聚合物及第二部分玻璃纖維的夾層。第一及第二部分玻璃纖維可隨後被移除,以留下薄的撓曲聚合物部分。
電子線路板1710可包括一或多個托架1720,用於將電子線路板1710安裝或以其他方式固定在自動注射器2內部。第一線路板段1712可進一步包括切口1718。切口1718可被定位,使得第一線路板段1712可被定位成允許針頭在展開時穿過切口1718。
在一些具體實施例中,第一線路板段1712可對應於第一電子線路板1402,且第二線路板段1714穿過對應於第二電子線路板1404,各如前面本文所述。經由撓曲段1716連接第一線路板段1712及第二線路板段1714,第一線路板段1712可定位在鄰接自動注射器2之組織接觸面4上,而第二線路板段1714可定位在朝向殼體3上部30之自動注射器2的相對側上。據此,單一電子線路板1710可用於連接位於朝向組織接觸面4的組件及連接位於朝向上部30的組件。此組態可允許藉由消除對複雜佈線或焊接之需求而易於組裝自動注射器2。
如圖17所示,電子線路板1710可定位在殼體3內。第一線路板段1712可定位在鄰接組織接觸面4,而第二線路板段1714可定位在自動注射器2之相對側上(例如,在圖17之第一線路板段1712後面)。撓曲段1716可彎曲或折疊,以在此類位置中保持第一線路板段1712與第二線路板段1714之間的連接。
觸摸感測器1410可併於電子線路板1710之第一線路板段1712之中或之上。為了允許適當檢測使用者皮膚,觸摸感測器1410及第一線路板段1712可位於靠近殼體3之組織接觸面4。殼體3之組織接觸面4或其鄰接觸摸感測器1410的部分可足夠薄,使得可檢測大小的電場可在觸摸感測器1410與使用者皮膚之間形成。在一些具體實施例中,鄰接觸摸感測器1410之組織接觸面4的部分可小於約約2 mm、約1 mm,或小於約1 mm。此外,鄰接觸摸感測器1410之組織接觸面4的部分可由固體材料(例如,塑料)製成。通過由固體材料而非肋形、芯形或空心材料形成鄰接觸摸感測器1410之組織接觸面4的部分,使用者皮膚與觸摸感測器1410之間的介電常數可優化觸摸感測器1410的響應性。
此外,觸摸感測器1410可定位在電子線路板1710之中或之上,以便鄰接或靠近開口6,藉此針頭可被展開。藉由將觸摸感測器1410定位在鄰接或靠近開口6,增加了觸摸感測器1410在自動注射器被適當定位時可檢測到使用者皮膚的可能性。此外,組織接觸面4之曲率可降低觸摸感測器1410藉由在觸摸感測器1410與平坦表面之間產生空間而誤將平坦表面(例如,桌面)解釋為使用者皮膚的可能性。
藉由將觸摸感測器1410併於電子線路板1710之內或之上,可消除用於將觸摸感測器1410連接至單獨電子線路板之一或多根電線及/或其他電路的需求。由此可簡化自動注射器2之組裝,並可降低自動注射器之成本。
由於電子線路板1710可位於組織接觸面4附近,電子線路板1710 可包括切口,以允許針頭展開通過電子線路板1710且隨後通過開口6。此外,電子線路板1710可被定位,使得觸摸感測器1410直接鄰接開口6,且在觸摸感測器1410邊緣與開口6之間不存在間隙。或者,電子線路板1710可被定位,使得觸摸感測器1410邊緣與開口6之間存在間隙,且間隙的最大寬度為例如5 mm、2 mm或1 mm。
控制器1408可被配置為從上述系統及系統組件接收資訊,並根據各種演算法處理資訊,以產生用於控制自動注射器2之內部機構的控制訊號,包括平移機構1366。此類演算法之實例係描述於下文中,並參考圖18及20-23。處理器可從系統及系統組件接受資訊,根據各種演算法處理資訊,並產生可被引導至音訊模組1418、視覺模組1420、觸覺模組1422或其他指示器(例如,第二電子線路板1404)的資訊訊號,以便通知使用者系統狀態、組件狀態、程序狀態或由系統正在監控的任何其他有用資訊。處理器可為數位IC處理器、類比處理器或執行執行控制算法之任何其他適用的邏輯或控制系統。
如上面關於圖3A及3B之討論,觸動開關1409可為遠離自動注射器2之組織接觸面4延伸的機械柱塞型開關。觸動開關1409可包括完整的電路,除非觸動開關1409被按壓。舉例而言,當自動注射器2附接至使用者皮膚時,開關1409可被按壓,斷開電路,並指示控制器1408應啟動自動注射器2。為了節省電力,自動注射器2之組件可處於閒置或休眠模式直至開關1409被啟動。在又另一實例中,自動注射器2可能根本不被供電,直至開關1409被啟動,且開關1409的解除可能完全切斷自動注射器2的電力。儘管揭示了機械柱塞型開關,但可使用啟動自動注射器2的任何其他適用機構,包括例如由使用者按壓按鈕、聲音訊號及來自另一電子裝置的無線訊號等。
觸摸感測器1410可被配置為協助控制器1408確定自動注射器2是否正確展開在使用者皮膚上。在一實例中,觸摸感測器1410可為電容感應電極或被配置為區分與皮膚及其他材料(例如,木材、塑料、金屬或另一材料)接觸的任何其他裝置。當皮膚接近電容感測電極時,指示此接觸的訊號可被發送至控制器1408。因此,觸摸感測器1410可用於驗證自動注射器2被正確地放置在使用者皮膚上,即使開關1409被按壓。觸摸感測器1410可包括耦接至第一電子線路板1402及殼體3內部的電容感應電極。殼體3及附著貼片12可充當覆蓋層(絕緣體),其充當使用者皮膚與電容感應電極之間的電介質。或者,觸摸感測器1410可併於電子線路板1710之中或之上,如前文所述,使得電容感應電極亦併於電子線路板1710之中或之上。接觸電容感應電極附近的殼體3及/或附著貼片12部分可能導致電極電容增加例如約1至約10 pF,表明自動注射器2放置在皮膚表面上。
針頭插入開關1412可被配置為向控制器1408發送針頭306在使用者體內展開的訊號。舉例而言,參考圖15,針頭插入開關1412可包括彎曲懸臂1510,其包括第一接觸點1512。針頭插入開關1412 亦可包括第二接觸點1514。當針頭306被展開在使用者體內時,第一接觸點1512可與第二個觸點1514進行電接觸。在針頭306展開期間,驅動器320可沿著軸44向下移動,並使彎曲懸臂1510及第一接觸點1512朝向第二接觸點1514偏折。當第一接觸點1512與第二接觸點1514彼此連接時,訊號可被發送至控制器1408,表明針頭306已成功地展開在使用者體內。第一接觸點1512與第二接觸點1514的分開可表明針頭306已從使用者體內縮回。
發射器1414及檢測器1416可如同光學中斷感測器或光中斷器操作,以便允許控制器1408確定自動注射器2的狀態。發射器1414可為發光二極體(LED) 或其他適用之光發射器,且檢測器1416可為例如被配置為接收由發射器1414發射之光的光電晶體。在一實例中,發射器1414可發射紅外線,儘管亦可使用其他適用波長的光。使用紅外線可能有助於減少外部光線的干擾。
如圖13B所示,發射器1414及檢測器1416可在殼體3內彼此相對組態,以使光束1430能從發射器1414穿過匣1302到達檢測器1416。匣1302及含於其中之任何流體對光束1430可能至少部分透明,使得光束1430可穿過匣1302及其內容物。當活塞1316在藥物輸送期間朝向第二端部1306移動時(參考圖13及14),活塞1316,特別是活塞1316肩部,可能中斷光束1430。當檢測器1416無法感測光束1430時,訊號可被發送至控制器1408,其可能中斷訊號以表明注射結束(例如,含於匣1302內之所有藥物皆已被排出)。在一些實例中,當發射器1414及檢測器1416彼此相對定位時,可考量光束1430的折射路徑。舉例而言,光束1430可在穿過匣1302及含於其中之任何流體時被折射,且發射器1414及檢測器1416可能據此彼此偏移。此外,發射器1414及檢測器1416可能從殼體3的中心偏移,使得活塞1316肩部可阻擋光束1430。在至少一些實例中,光學中斷感測器或類似機構可協助避免傳動系統故障情況的誤報。亦即,光學開關可協助控制器1408以比其他機構更高的準確度確定注射未完成。
音訊模組1418可包括揚聲器或其類似物,以向使用者提供音訊回饋。殼體3中之開口可促進聲音從音訊模組1418傳播至使用者。舉例而言,音訊模組1418可在注射開始及結束時產生音調或其他聲音,及/或在注射期間表明任何其他基準,例如錯誤。視覺模組1420可包括一或多個LED或類似裝置,以向使用者提供視覺回饋。視覺模組1420可包括不同顏色的LED,以向使用者提供各種訊息。舉例而言,複數個呈環狀組態的藍色LED可用於對使用者隨時間顯示注射進度,一或多個綠色LED可用於對使用者顯示注射完成,而紅色LED可用於對使用者顯示錯誤。可在各種實例中使用任何其他適用之顏色、組合及/或數量的LED。舉例而言,可使用紅色、藍色及紫色LED的組合。在一個組態中,八個LED可被組態成具有約26.5 mm之直徑或約10.0 mm至約40.0 mm之直徑的圓。應當理解,LED之此示例性數量及定位未旨在限制,並可使用任何數量及/或定位的LED。可圍繞圓圈依序啟動LED,以表明注射進度(例如,在以與時鐘類似之方式組態的進度環中 – 參見,例如,圖4B上的LED 52)。控制器1408亦可被配置為接受來自各種感測器的回饋,並基於來自感測器的回饋重新調整各種被啟動之LED的速度。舉例而言,在進度環中的LED可在三或多個操作階段中被啟動,包括例如注射順序啟動階段、注射階段及縮回階段。本領域之普通技術人員將理解到,自動注射器2可具有多於或少於上述三個操作階段。可能有完成每一階段的預期時間,但自動注射器2在任何上述操作階段期間所經歷的實際時間亦可能存在一些變化。可使用演算法協助避免LED的過早啟動,例如,當某個階段比預期的更早完成時,或當某個階段花費的時間比預期更長時,沿著環的進度會被停止。在任何給定之時間點,演算法可將完成藥物輸送的剩餘估計時間除以進度環中未啟動的LED數量,以確定進度環中剩餘之LED應被啟動的速率。
舉例而言,在注射順序啟動階段之前,LED可以等於整個藥物輸送過程之估計時間的速率被啟動(例如,完成所有注射順序啟動階段、注射階段及縮回階段的估計時間)除以進度環中未啟動的LED總數。換言之,整個藥物輸送過程之估計時間可除以一個數字,亦即進度環中之LED總數減去任何已啟動的LED數量。因此,例如,若一個LED已被啟動,則整個藥物輸送過程之估計時間可除以一個小於進度環中LED總數的數量。
在注射順序啟動階段完成之後,LED可以等於完成剩餘階段(例如,注射階段及縮回階段)之估計時間的總和除以進度環中未點亮之LED的數量所得的速率啟動。在注射階段完成後,LED可以等於完成縮回階段之估計時間除以未點亮之LED的數量所得的速率啟動。
在一些具體實施例中,LED之子集(subset)可用於表明注射階段的進度。舉例而言,在具有位於自動注射器2殼體上之八個LED的具體實施例中,第一個LED可被點亮以表明針頭插入。第二至第七個LED可接著依序被點亮,以表明注射階段的進度。最後,第八個LED可被點亮,以表明針頭縮回。儘管已描述了LED的示例性組態及相應的邏輯,但應當理解,可視需求改變用於注入過程之每一階段的LED數量。
視覺模組1420亦可包括顯示螢幕、觸摸螢幕或其他適用裝置,以提供與使用者的單向或雙向通訊。可經由殼體3之視窗從殼體3外部看到視覺模組1420。觸覺模組1422可包括例如被配置為產生使用者可感覺到之振動的觸覺馬達。振動可發出注射開始及結束的訊號,及/或可協助提供使用者額外的資訊。
控制器1408可耦接至無線通訊模組及天線。無線通訊模組可被配置為將數據從控制器1408傳輸至例如行動裝置、電腦、手機或其類似物。無線通訊模組可被配置為透過無線方式傳輸資訊,例如,藍牙、低功耗藍牙(Bluetooth low energy,BLE)、近場通訊(near-field communication,NFC)、紅外線、蜂巢式網路(cellular networks)及無線網路等。天線可被配置為輔助無線通訊模組進行數據傳輸及/或放大的任何適用裝置。因此,控制器1408可被配置為將使用者及/或自動注射器2的診斷資訊、關於注射完成的資訊及/或關於自動注射器2的錯誤狀態資訊傳輸至使用者的裝置或雲端。表明針頭插入及/或早期裝置移除的訊號亦可經由無線通訊模組傳輸。控制器1408亦可被配置為傳輸用於自動注射器2的溫度資訊。舉例而言,當自動注射器2從冷藏中取出時,使用者可能經由行動裝置及/或應用程式監控例如自動注射器2的溫度。控制器1408亦可經由無線通訊模組接收啟動及/或延遲指令。舉例而言,控制器1408可進一步接收操作調整指令,例如與調整較佳操作速度有關的指令。在一些具體實施例中,控制器1408可接收暫停注射的指令。
在一些具體實施例中,控制器1408可經由無線通訊模組與使用者之行動裝置的行動應用程式進行通訊。行動應用程式可被配置為促進自動注射器2的使用並改進使用者體驗。在一些具體實施例中,行動應用程式可用於自動檢查含於自動注射器2內之藥劑的截止日期。此功能性可讓使用者不必手動檢查截止日期,並可改進使用者安全性。基於截止日期,行動裝置可被配置為警示使用者及/或禁止使用自動注射器2。在一些具體實施例中,行動應用程式可用於警示使用者產品召回及/或可在產品召回情況下禁用裝置。舉例而言,行動應用程式可經由網際網路存取數據庫,以確定特定裝置、裝置批次、藥劑及/或藥劑批次是否已被召回。在一些具體實施例中,行動應用程式可被配置為確認自動注射器2及/或藥劑是否真實而非偽造。行動應用程式可執行例如產品序號或數位簽章對已驗證產品的數據庫的交叉引用。在一些具體實施例中,自動注射器2的一個部分或多個部分可為一次性的,且行動應用程式可被配置為在使用前確認此一個部分或多個部分的真實性。
在一些具體實施例中,行動應用程式可用於促進注射順序。舉例而言,行動應用程式可與注射順序之事件同步,並提供使用者關於在何時執行哪些任務的同步指令(例如,按壓開關1409、將自動注射器2靠在皮膚上、移除自動注射器)。在一些具體實施例中,可以可聽的方式講述指令。在一些具體實施例中,可經由行動裝置上的顯示器以可視方式提供指令。在一些具體實施例中,行動應用程式可被配置為提供注射順序之進度的詳細指示。舉例而言,行動應用程式可提供文字、視覺及/或聽覺進度指示,其粒度(granularity)比LED所顯示的更大,例如,如本文先前所述。
在一些具體實施例中,行動應用程式可被配置為記錄及儲存注射的日期及/或時間。基於注射的日期及/或時間,以及使用者的處方資訊,行動應用程式可被配置為自動創建後續注射的提醒。在一些具體實施例中,在完成注射之後,行動應用程式可被配置為提供使用者針對遵守處方方案之積極回饋的通知。在一些具體實施例中,行動應用程式可針對繼續堅持提供積點及/或獎勵。
在一些具體實施例中,行動應用程式可被配置為在使用前驗證自動注射器2的使用者。舉例而言,與使用者之行動裝置連結的行動應用程式可使用生物辨識、雙因子身份驗證,或任何其他適用之身份驗證協定,以在注射前確認使用者的身份。在驗證使用者身份之後,行動應用程式可使自動注射器被啟動或以其他方式被解鎖。此使用者驗證可防止非預期使用者的人為誤用及/或昂貴藥物的浪費。
在一些具體實施例中,行動應用程式可被配置為檢測自動注射器2的操作條件。舉例而言,行動應用程式可被配置為檢測裝置的電池電量,且在低電池指示之情況下,行動應用程式可被配置為提供使用者指示需要為裝置充電的通知。在一些具體實施例中,行動應用程式可被配置為檢測自動注射器2的機械及/或電力故障,並將此資訊傳達給使用者。
圖18顯示根據本文之示例性方法2000。方法2000可始於步驟2002,其中使用者可將自動注射器2定位在其身體上,使得組織接觸面4接觸皮膚表面。使用者可在移除鎖定組件1610之後將自動注射器2定位在她的皮膚上,如前文所述,從而允許觸摸感測器1410檢測皮膚的鄰近度。自動注射器2可安裝在任何適用位置,例如大腿、腹部、肩部、前臂、上臂、腿部、臀部或其他適用位置。自動注射器2可藉由附著貼片12固定於皮膚。在步驟2002中自動注射器2的固定可導致從組織接觸面4向外延伸的觸動開關1409被按壓並斷開電路。電路的斷開可導致訊號被發送至控制器1408,其表明觸動開關1409已被按壓。或者,在步驟2002之前或之後,任何其他適用機構可開啟或以其他方式啟動自動注射器2。在按壓觸動開關1409後,自動注射器2可發出音調及/或點亮一或多個LED (例如,一或多個第一種顏色的LED,例如藍色),以表明按壓觸動開關1409。
在步驟2002,一旦自動注射器2被啟動,方法2000可進行至步驟2004,其中控制器1408可確定組織接觸面4是否定位在皮膚表面上。在步驟2004,控制器1408可從觸摸感測器1410接收表明自動注射器2是否定位在皮膚上或另一表面上的測量值。若控制器1408確定觸摸感測器1410與皮膚接觸,例如,當從觸摸感測器1410接收到的電容值在預定範圍內時,則方法2000可進行至步驟2008。若控制器1408確定觸摸感測器不與皮膚接觸,例如,若從觸摸感測器1410接收的電容測量值表明自動注射器2與非皮膚表面(例如,木頭或金屬)接觸,則方法2000可進行至步驟2006。在步驟2006,自動注射器2可能處於錯誤狀態中。在錯誤狀態中,LED可被啟動(例如,紅色LED),以向使用者表明發生錯誤,或可在顯示螢幕上顯示訊息。在一些實例中,自動注射器2可能需要在注射完成前手動重置。在其他實例中,自動注射器2可循環回到步驟2004,其中控制器1408持續嘗試確定觸摸感測器1410是否與皮膚接觸。方法2000亦可能需要觸摸感測器1410在整個注射期間與皮膚接觸。因此,若在注射期間的任何時間點,控制器1408確定觸摸感測器1410不再與皮膚接觸,則控制器1408可停止注射(例如,藉由停止平移機構1366的進一步移動),而若針頭306已被延伸,則可產生錯誤訊號或訊息,並可縮回針頭306。藉由停止注射並縮回針頭306,可降低將藥物分配到身體外部(亦即,濕注射)及/或針頭刺傷的風險。在確定步驟2004之後,自動注射器2可能發出音調及/或點亮一或多個LED,以表明自動注射器2定位在皮膚表面上。在一實例中,第一種顏色的一或多個額外的LED可在此階段被點亮,以表明注射的進一步進度。
在步驟2008,控制器1408可發送訊號以啟動平移機構1366。一旦啟動,平移機構1366可朝向匣1302的第二端部1306移動(參考圖13及14),其導致匣1302本身在相同方向上移動。此可導致針頭308沿著相反方向移至如上所述之存取匣1302中。驅動器1398及針頭308的移動導致承載件202在相同方向上移動,其闡述了最終藉由圖5-11中所示之機構將針頭306展開至使用者體內的事件鏈。平移機構1366將繼續朝向第二端部1306移動,直至含於匣1302內之所需藥物量被分配至使用者體內。在啟動平移機構後,自動注射器2可發出音調及/或點亮一或多個LED,以表明注射正在進行中。舉例而言,第一種顏色的又額外的 LED可隨著注射的進行而被點亮,以給予使用者進度的視覺指示。
方法2000可進行至步驟2010,其中控制器1408可確定注射是否完成。此確定可基於藉由活塞1316中斷光束1430 (參考圖4A、13及14中所述)。亦即,當光束1430被破壞(未被檢測器1416接收),控制器1408可確定注射完成。一旦控制器1408確定注射完成,控制器1408可將訊號發送至平移機構1366,以反轉導螺桿的旋轉方向,其可導致斜坡1500推動止動部240的斜坡243,使得針頭306能縮回,如上面參考圖11所討論的。在一實例中,控制器1408可在接收到光束1430已被中斷的指示後開始延遲。該延遲可為例如0.1至60秒。
可使用額外的末端檢測機構以代替或結合上述中斷型感測器。舉例而言,可利用平移機構1366的馬達電流,以確定注射是否已完成。亦即,當活塞1316到達匣1302之第二端部1306時,馬達上的電流將增加(例如,由於活塞1316接合匣1302的末端),其發出全部或實質上匣1302之全部內容物排出的訊號。一個示例性組合可包括使用光束1430,其中光束1430的中斷表明已完成例如90至98%的注射。隨後,可分析平移機構1366的馬達電流,以確定是否已完成剩餘之2至10%的注射。在另一實例中,並非使用光學開關,而是控制器1408可使用來自平移機構1366開始時的延遲,以確定何時反轉平移機構1366。在一實例中,此延遲可為例如約1至約120秒,儘管亦可考慮其他適用的時間。在任何情況下,開始時的延遲可足夠久,以允許清空匣1302。在又另一實例中,光束1430可與編碼器組合使用。編碼器可被配置為檢測活塞1316的位置。若編碼器單獨用於檢測活塞1316的位置,則傳動系統問題可能會阻礙準確檢測。舉例而言,活塞1316可在被導螺桿推動時旋轉。此旋轉可能導致活塞1316實際位置的不確定性。然而,當與光束1430組合使用時,控制器1408可被配置為重新校準編碼器以響應光束1430的中斷。此重新校準可允許控制器1408更新編碼器的實際位置,並使用編碼器恢復對活塞1316位置的準確檢測。
在確定注射完成後,自動注射器2可發出音調及/或點亮一或多個LED,以表明注射完成。在一些實例中,不同於第一種顏色的第二種顏色(例如,綠色)的一或多個LED可被點亮以向使用者發出注射完成的訊號。在一些實例中,裝置的所有LED可以第二種顏色點亮,且亦可使用其他指示。舉例而言,所有的LED皆可以第二種顏色點亮,且可在注射結束時間歇性地閃爍。
在一些實例中,從觸動開關1409之開始啟動至藥物輸送後針頭306從使用者縮回所測量的注射程序時間可為約20秒至約90秒,或約25秒至約60秒,約30秒至約45秒,或小於或等於約120秒,或小於或等於約90秒,或小於或等於約60秒,或小於或等於約45秒,或小於或等於約30秒。此時間代表對現有裝置的重大改進,其中注射時間可能更長,且在一些情況下,長達約9分鐘或甚至更長。
方法2000亦可包括額外的步驟。舉例而言,方法2000可包括確定匣1302內之藥物是否太冷而不能輸送至使用者體內、電源1406是否具有足夠能量以完成注射、針頭306是否已提前展開及/或縮回、平移機構1366之馬達電流是否在適當範圍內,以及注射程序是否已超出最大可接受之程序時間。當控制器1408感測到任何上述錯誤時,其可將此類錯誤傳達至使用者,並可藉由例如停止或反轉平移機構1366以及從使用者縮回針頭306而結束進行中的注射。自動注射器2可發出音調及/或點亮一或多個LED,以表明任何前述之額外的步驟。舉例而言,不同於第一及第二種顏色的第三種顏色(例如,紅色)的一或多個LED可被點亮。
圖20顯示控制平移機構1366之馬達扭矩及檢測馬達何時失速的示例性方法2020。在步驟2022,控制器1408可啟動注射順序。如前文所述,注射順序可在按壓觸動開關1409抵靠使用者皮膚及/或藉由觸摸感測器1410檢測使用者皮膚時啟動。在注射順序期間,可將電壓施加至平移機構1366馬達以驅動該馬達。
在步驟2024,隨著注射順序的進行,控制器1408可將平移機構1366馬達保持在恆定速度。恆定速度可為例如以每分鐘轉數(RPM)測量的旋轉速度。控制器1408可藉由改變施加至馬達的電壓而將馬達保持在恆定速度。舉例而言,當由於阻塞、增加的流體壓力、增加的組件摩擦力或任何其他原因而施加更高的負載至馬達時,控制器1408可藉由增加施加至馬達之電壓而補償增加的負載。相反地,當施加至馬達的負載減少時,控制器1408可藉由減少施加至馬達之電壓而補償減少的負載。將馬達保持在恆定速度可降低使用者經歷注射部位疼痛的可能性。舉例而言,將馬達保持在恆定速度可防止推注變得過大,從而減輕疼痛的風險。
在注射順序期間,控制器1408可監控供應至馬達的電流。馬達電流可表明由馬達產生的扭矩。舉例而言,較高的馬達電流可表明馬達產生的扭矩較高。在步驟2026,控制器1408可確定馬達電流是否超過第一電流閾值。第一電流閾值可基於可由馬達安全產生的最大扭矩而確定及/或設置。舉例而言,當注射順序以某種方式受阻時,可能達到最大扭矩。若控制器1408確定馬達電流未超過第一電流閾值,則方法2020可回到步驟2024,且控制器1408可繼續使馬達保持在恆定速度。另一方面,若控制器1408確定馬達電流超過第一電流閾值,則方法2020可進行至步驟2028。
在步驟2028,控制器1408可減少馬達電壓,以將馬達電流保持在第二電流閾值以下。在一些具體實施例中,第二電流閾值可大於第一電流閾值,且可更緊密地與可由馬達安全產生之最大扭矩相關。在一些具體實施例中,第二電流閾值可小於或等於第一電流閾值。在注射順序受阻之情況下,馬達速度可能減慢,且馬達阻抗可能降低。隨著馬達阻抗降低,可能需要較低的電壓,以使馬達電流保持在第二電流閾值以下。控制器1408可監控施加至馬達的平均馬達電壓。平均馬達電壓可為例如一種時間平均值。
方法2020之步驟2024至2028通常可由圖20B中描繪的圖表進行說明,其中繪製了代表施加至平移機構1366馬達的電壓與馬達消耗的電流之間的關係的曲線。該曲線可由下列方程式表徵: V = iR + V emf
在上面方程式中, V為施加至馬達的電壓, i為馬達消耗的電流, R為馬達的線圈電阻,且 V emf 為在給定速度下針對施加電壓作用的反電動勢(back electromotive force)。如圖20B所示,曲線可包括恆定速度區域,在該區域中馬達可保持恆定速度(步驟2024)。在恆定速度區域中, V emf 可保持近似恆定,且曲線可近似線性。
如圖20B所示,隨著作用在平移機構1366馬達上的負載(亦即,扭矩)增加,馬達消耗的電流可能增加。隨著電流到達最大電流,可能減少施加至馬達的電壓,從而使電流保持在最大電流以下(步驟2026及2028)。可使用比例積分(proportional integral,PI)調整,將馬達消耗的電流保持在最大電流以下。如所示,馬達可能存在最小電壓,低於該電壓馬達可能失速。
方法2020之步驟2030至2038可對應於防止馬達失速的控制順序。圖20A描繪了可代表隨著時間推移且根據步驟2030至2038而施加至馬達之電壓及馬達消耗之電流的圖表。
在步驟2030,控制器1408可確定平均馬達電壓是否已降至第一閾值電壓以下。降至第一閾值電壓以下的平均馬達電壓可表明注射順序受阻。若控制器1408確定平均馬達電壓未降至第一閾值電壓以下,則方法2020可回到步驟2028,在該步驟控制器1408可繼續將馬達電流保持在第二電流閾值以下。圖20A描繪了五個時間間隔,期間控制器1408可將馬達電流保持在恆定值(例如,第二電流閾值以下):介於約35秒與約37秒之間、介於約39秒與約41.5秒之間、介於約43.5秒與約46秒之間、介於約48秒與約50.5秒之間,以及介於約52.5秒與約55秒之間。如圖20A所示,在每一間隔期間施加至馬達的電壓可降低,儘管有一些波動,以使馬達電流保持在第二電流閾值以下。儘管圖20A中每一間隔期間之電壓顯示降低,但電壓不一定需要降低以使馬達電流保持在第二電流閾值以下,而是在某些情況下可保持平坦。
另一方面,若控制器1408確定平均馬達電壓已降至第一閾值電壓以下,則控制器1408可使注射順序暫停在第一時間間隔。當使注射順序暫停時,控制器1408可停止施加電壓至馬達。在一些具體實施例中,第一時間間隔可為例如2秒。圖20A描繪了四個此類暫停:介於約37秒與約39秒之間、介於約41.5秒與約43.5秒之間、介於約46秒與約48秒之間,以及介於約50.5秒與約52.5秒。
第一時間間隔可能足夠長,以允許自動注射器2內之流體壓力消散。第一時間間隔亦可能足夠短,使得使用者可能不會被提示從使用者皮膚移除自動注射器2 (例如,第一時間間隔被設置為小於使用者錯誤地識別注射結束的典型反應時間)。第一時間間隔可進一步由點亮進度環之一或多個LED或自動注射器2內之另一燈而指示,且使用者可見。LED可例如以特定圖案或根據特定顏色方案被點亮,以表明第一時間間隔,且注射順序被暫停而非停止。
在暫停注射順序後,控制器1408可在步驟2034繼續注射順序。為了繼續注射順序,控制器1408可恢復供應電壓至平移機構1366馬達。在步驟2036,控制器1408可確定平均馬達電壓是否在第二時間間隔內已降至第一閾值電壓以下。第二時間間隔可比第一時間間隔短,且可被設置及/或確定為表明確認了注射順序受阻。第二時間間隔可為例如約0.9秒。若馬達電壓在第二時間間隔內未降至第一閾值電壓以下,則方法2020可回到步驟2030。另一方面,若控制器1408確定馬達電壓在第二時間間隔內已降至第一閾值電壓以下,則方法2020可進行至步驟2038,在該步驟控制器1408可使注射順序中止。
在一些具體實施例中,控制器1408可在其執行步驟2028至2036時連續執行步驟2026。舉例而言,控制器1408可在執行步驟2028至2036時繼續確定馬達電流是否超過第一電流閾值。若馬達電流繼續超過第一電流閾值,則方法2020可從步驟2028進行至2036,如本文先前所述。另一方面,在馬達電流降至第一電流閾值以下的情況下,方法2020可回到步驟2024,且控制器1408可使馬達保持在恆定速度。換言之,若在步驟2028至2036執行期間由於阻塞、高流體壓力等導致馬達上的高負載消散,則控制器1408可簡單地回復,以保持恆定的馬達速度,而非繼續進行任何剩餘之非必要步驟。
據此,方法2020可允許控制器1408有效地區分針頭可被部分阻塞或高摩擦力可作用於注射順序的情況,以及注射順序被難以逾越地阻礙的情況。在前面的情況下,自動注射器2可具有完成注射順序的能力,且注射順序可不被提前終止。在後面的情況下,自動注射器2可不具有完成注射順序的能力,且注射順序可被適當終止。在此類情況下,自動注射器2可發出音調及/或點亮一或多個LED,以表明注射在完成之前被終止。方法2020可進一步適當地終止注射順序,其中活塞1316完全延伸,其表明匣1302是空的。方法2020可進一步允許在緊急情況下使用自動注射器2,例如,若使用者在未事先將自動注射器2預熱以降低藥物黏度之情況下進行注射。方法2020可進一步允許以比可能允許的馬達與齒輪減速比率更慢的速率進行黏性藥劑的注射。
圖21顯示了使用發射器1414及檢測器1416檢測藥劑劑量結束的示例性方法2100。舉例而言,方法2100可用於檢測已將藥劑之全部劑量分配至使用者並結束相應之注射順序的時間。
在步驟2102,控制器1408可啟動注射順序。如前文所述,注射順序可在按壓觸動開關1409抵靠使用者皮膚及/或藉由觸摸感測器1410檢測使用者皮膚時啟動。在步驟2104,控制器1408可週期性地循環開啟及關閉發射器1414。發射器1414可以方波模式(square wave pattern)快速地循環開啟及關閉,使得發射器1414每秒被關閉及開啟數次。將發射器1414循環開啟及關閉可允許檢測器1416暴露於由發射器1414所產生的結合了環境光的光,且亦僅暴露於環境光。
在步驟2106,控制器1408可從檢測器1416接收對應於當發射器1414關閉時之時間的第一訊號。第一訊號可對應於及/或表明由檢測器1416檢測到的環境光。在步驟2108,控制器1408可從檢測器1416接收對應於當發射器1414開啟時之時間的第二訊號。第二訊號可對應於及/或表明由發射器1414發射的光 結合由檢測器1416檢測到的環境光。
在步驟2110,控制器1408可計算由第一訊號所表示的第一光值與由第二訊號所表示的第二光值之間的差值。該差值可表明由檢測器1416檢測到的光有多少可歸因於由發射器1414發射的光而非環境光。在步驟2112,控制器1408可確定該差值是否小於閾值。若控制器1408確定該差值不小於閾值,則方法2100可回到步驟2106。另一方面,若控制器1408確定該差值小於閾值,則控制器1408可在步驟2114結束注射順序。
據此,方法2100可用於當檢測到藥劑劑量結束時減少環境光的影響。具體而言,方法2100可能解決一種情況,亦即來自發射器1414的光被阻擋而無法到達檢測器1416,以表明劑量結束,而環境光能夠到達檢測器1416並產生偽陰性讀值,以表明未達到劑量結束。
圖22顯示了使用發射器1414及檢測器1416檢測藥劑劑量結束的另一示例性方法2200。舉例而言,方法2200可用於檢測已將全部劑量的藥劑分配至使用者並結束相對應之注射順序的時間。
在步驟2202,控制器1408可啟動注射順序。如前文所述,注射順序可在按壓觸動開關1409抵靠使用者皮膚及/或藉由觸摸感測器1410檢測使用者皮膚時啟動。在步驟2204,控制器1408可啟動發射器1414或以其他方式使發射器1414發光。
在步驟2206,控制器1408可使注射順序持續第一時間段。第一時間段可為一預定時間段,其對應於不可能或幾乎無法分配全部劑量的持續時間。舉例而言,第一時間段可為在總注射時間的約20%與50%之間。在第一時間段期間,控制器1408不能中斷注射順序以響應於從檢測器1416接收到的訊號(但仍可能由於如參考圖20所討論的阻礙或失速而中斷注射順序)。
在步驟2208,在第一時間段結束後,控制器1408可確定是否由檢測器1416接收到的光量小於第一閾值光值。控制器1408可基於從檢測器1416接收到的訊號做出決定,以表明由檢測器1416接收到光。第一閾值光值可對應於在劑量結束時由檢測器1416接收到的光量。若控制器1408確定由檢測器1416接收到的光量不小於第一閾值光值,則控制器1408可繼續注射順序,且方法2200可以其他方式保持在步驟2208。另一方面,若控制器1408確定由檢測器1416接收到的光量小於第一閾值光值,則該方法可進行至步驟2210。
在步驟2210,控制器1408可確定是否由檢測器1416接收到的光量大於或等於第一閾值光值。若控制器1408確定由檢測器1416接收到的光量已升至或高於第一閾值光值,則控制器1408可繼續注射順序,且方法2200可回到步驟2208。另一方面,若控制器1408確定由檢測器1416接收到的光量仍小於第一閾值光值,則該方法可進行至步驟2212。步驟2210實際上可使控制器1408能夠「清除」由檢測器接收到的光之異常中斷的注入順序,其可能由匣1302內的氣泡所引起,該氣泡阻擋發射器1414與檢測器1416之間的光徑,例如,所提供的光量隨後達到或超過第一閾值光值。
在步驟2212,控制器1408可確定馬達電流是否超過第一閾值電流值。可基於表明注射順序結束之電流而確定及/或設置第一閾值電流值。舉例而言,可基於表明活塞1316到達匣1302之第二端部1306的電流而設置第一電流閾值。若控制器1408確定馬達電流不超過第一閾值電流值,則控制器1408可繼續注射順序,且方法2200可回到步驟2208。另一方面,若控制器1408確定馬達電流超過第一閾值電流值,則方法2200可進行至步驟2214,在該步驟控制器1408可使注射順序結束。
方法2200可據此藉由識別由檢測器1416接收到的光及馬達電流以表明劑量結束,以允許準確識別注射順序結束。藉由依序執行步驟2208、2210及2212,可減輕由於光的異常中斷或單獨的異常高電流事件所引起之劑量結束的錯誤識別。方法2200可具體減少匣1302內氣泡對檢測藥劑劑量結束的影響。
圖23顯示了操作根據本文之自動注射器2之觸動開關1409的示例性方法2300。 特別是,圖23描繪了觸動開關1409之示例性位置順序及自動注射器2之相對應功能。
最初,在步驟2302,自動注射器2可設置在包裝內,使得柱塞1450處於按壓狀態且自動注射器2處於低功率休眠模式。在一些具體實施例中,在製造期間,自動注射器2可被編程為喚醒或啟動狀態。在一些具體實施例中,若在編程後柱塞1450被按壓一預定時間段,例如當自動注射器被放置在包裝中時,自動注射器2可被配置為轉變為低功率休眠模式。該預定時間段可為任何適用之時間段,例如60分鐘、30分鐘、15分鐘、10分鐘、5分鐘、2分鐘或任何其他適用之時間段。自動注射器2可密封在包裝中,使得包裝表明自動注射器2先前未被使用過。該包裝可由任何適用材料製成,包括紙、紙板、塑料、玻璃紙及其類似物。該包裝可壓靠柱塞1450,使得柱塞1450與自動注射器2之殼體3齊平或幾乎齊平,且柱塞1450被阻止從自動注射器2向外延伸。由於柱塞1450處於按壓狀態,與觸動開關1409相關聯之電路可開啟,從而將自動注射器2保持在低功率休眠模式。
在步驟2304,自動注射器2可從包裝中取出,使得柱塞1450不再被包裝包封,且柱塞1450可從自動注射器2向外延伸。隨著柱塞1450從按壓狀態轉變為自由或延伸狀態,柱塞凸緣1454可接觸或以其他方式按壓柱塞開關1448,從而完成與觸動開關1409相關聯的電路。
在步驟2306,響應於與觸動開關1409相關聯之電路被完成,自動注射器可從低功率休眠模式轉變為主動模式。在主動模式中,自動注射器2可校準觸摸感測器1410。自動注射器2可藉由檢測環境空氣中觸摸感測器1410的數值或測量值而校準觸摸感測器1410,亦即不針對使用者皮膚。自動注射器2可在自動注射器2從包裝中取出後的預定時間段期間(在一些情況下,在取出後立即)執行此校準,以便在使用者可將其等之皮膚暴露於觸摸感測器1410之前進行此校準。在主動模式中,自動注射器2可進一步檢測發射器1414及/或檢測器1416是否發揮正常功用,檢測針頭是否正確定位,檢測平移機構1366馬達是否可響應及/或可操作,及/或執行任何其他適用之狀態測試。自動注射器2可檢測針頭之定位,例如,使用向控制器1408報告針頭之位置的開關或檢測器。在主動模式中,自動注射器2可進一步點亮一或多個背光,以允許使用者通過透明窗50檢查小瓶及/或含於小瓶中之藥物。在主動模式中,自動注射器2可進一步顯示出自動注射器2已準備好使用的任何其他指示。
在步驟2308,自動注射器2可抵靠使用者皮膚放置,使得柱塞1450被壓入自動注射器2中。在柱塞1450被按壓後,與觸動開關1409相關聯之電路可轉變為開啟狀態。如參考上面圖18及方法2000所討論的,自動注射器2可使用觸摸感測器1410進一步檢測與皮膚的接觸。響應於柱塞1450之按壓及與皮膚接觸之檢測,自動注射器2可在步驟2310啟動注射順序。注射順序可為一種導致使用者注射藥劑的順序,如前文所述。
在步驟2312,自動注射器2可從使用者皮膚移除,且柱塞1450可再次從自動注射器2向外延伸。在柱塞1450向外延伸後,與觸動開關1409相關聯之電路可從開啟狀態轉變為關閉狀態。作為響應,自動注射器2可在步驟2310結束注射順序,且例如藉由使馬達反轉而啟動縮回患者的針頭。若注射順序已進行至完成或若自動注射器已提前或意外從皮膚移除以防止濕注射,則自動注射器2可啟動縮回針頭。或者,在一些具體實施例中,控制器1408可確定從觸摸感測器1410接收到的數值是否表明自動注射器2仍與使用者皮膚接觸。若控制器1408接收到的數值表明自動注射器2仍與使用者皮膚接觸,則自動注射器2可暫停注射順序,從而防止濕注射。若柱塞1450被再次按壓,從而將與觸動開關1409相關聯之電路置於開啟狀態,則自動注射器2可恢復注射順序。
根據上述方法2300,觸動開關1409在處於包裝時可有助於使自動注射器2保持在低功率休眠模式,在從包裝取出後將自動注射器2轉變為主動模式,在自動注射器2已被抵靠使用者皮膚時表明注射順序,且在自動注射器2已從使用者皮膚移除時表明注射順序結束。此外,來自觸動開關1409之訊號可與來自觸摸感測器1410之訊號進行交叉檢查,以更準確地確定自動注射器2是否已從使用者皮膚移除,或者自動注射器是否例如發生無意中或輕微移動。
應當理解,在某些具體實施例中,可組合本文所述之各種方法之一或多者的步驟。此外,在某些具體實施例中,可執行少於本文所述之方法的所有步驟及/或可進行本文未描述之額外的步驟。此外,本文所述之步驟不一定需要以所呈現的確切順序執行。
值得注意的是,本文提及「一個具體實施例」或「一具體實施例」 意指結合該具體實施例描述的特定特徵、結構或特性可被包括、採用及/或併入一個、一些或全部的本文具體實施例中。在說明書中,片語「在一個具體實施例中」或「在另一具體實施例中」的使用或出現並非意指相同的具體實施例,亦非不一定與一或多個其他具體實施例相互排他的單獨的或替代的具體實施例,亦非限於單一排他的具體實施例。此同樣適用於術語「實施」及「實例」。本文既不侷限於任何單一態樣或其具體實施例,亦不侷限於此類態樣及/或具體實施例之任何組合及/或排列。此外,本文之態樣之每一者及/或其具體實施例可單獨使用或與本文之其他態樣之一或多者及/或其具體實施例組合使用。為簡潔起見,本文未分別討論及/或描繪特定排列與組合。
此外,如上所表明,本文中描述為「示例性」之具體實施例或實施不應當理解為,例如,比其他具體實施例或實施較佳或有利;反而,其旨在傳達或表明具體實施例或具體實施例等為一實例具體實施例。
本文藉由以下非侷限之項而進一步描述:
項1. 一種注射裝置,其包含: 一殼體; 一容器,其設置在殼體內,容器裝有流體並具有一第一端部及一第二端部; 一導管,其可相對於容器移動,其中當導管處於一第一位置時與容器所裝之流體不為流體連通,而當處於一第二位置時則與容器所裝之流體為流體連通並被配置為將流體從容器輸送至患者; 一鎖,其可從殼體移除,鎖具有一第一部分及一第二部分,其中: 在第一組態中,其中該鎖耦接至該殼體,鎖之第一部分設置在殼體之外部且鎖之第二部分設置在容器與導管之間的殼體內; 在第一組態中,導管被鎖之第二部分阻止移入與容器所裝之流體為流體連通;以及 在鎖從注射裝置移除的一第二組態中,導管能移入與容器所裝之流體為流體連通。
項2. 如項1之注射裝置,其進一步包括: 一附著物,其設置在殼體之外部;以及 一蓋件,其設置在附著物上,其中蓋件可從注射裝置移除以暴露附著物, 其中鎖係耦接至蓋件,使得當蓋件從注射裝置移除時鎖從注射裝置移除。
項3. 如項1之注射裝置,其進一步包括一控制器及一皮膚感測器,其耦接至控制器,其中: 皮膚感測器係被配置為當皮膚與鄰接皮膚感測器之殼體的外表面接觸時進行檢測; 控制器係被配置為使導管移入與容器所裝之流體為流體連通;以及 當鎖耦接至第一組態中之殼體時,鎖之第一部分係被配置為防止皮膚與鄰接皮膚感測器之殼體的外表面接觸。
項4. 如項1之注射裝置,其中在第一組態中,鎖係被配置為當注射裝置掉落或受到振動時防止注射裝置在無意中啟動。
項5. 一種注射裝置,其包含: 一殼體; 一柱塞,其耦接至殼體並可相對於殼體移動; 一或多個電子零件,其等在由注射裝置進行注射期間使用,一或多個電子零件形成在電路內,其中: 在一第一組態中,柱塞之第一部分係設置在殼體內,電路開啟,且一或多個電子零件處於低功率休眠模式; 在一第二組態中,柱塞相對於殼體向外移動,且柱塞之第一部分延伸至殼體之外部;以及 在第二組態中,電路係關閉,且一或多個電子零件從低功率休眠模式轉變為主動模式。
項6. 如項5之注射裝置,其進一步包含一偏壓構件,其可從一靜止位置移至一受力位置,其中: 在第一組態中,偏壓構件處於受力位置;以及 在第二組態中,偏壓構件處於靜止位置。
項7. 如項6之注射裝置,其進一步包括一止動部,其被配置為當止動部處於阻隔位置時將偏壓構件保持在受力位置並將柱塞保持在第一組態,其中止動部從阻隔位置之移動允許偏壓構件移至靜止位置且柱塞移至第二組態。
項8. 如項7之注射裝置,其中止動部包括注射裝置之包裝。
項9. 如項5之注射裝置,其中一或多個電子零件包括一開關,且柱塞從第一組態至第二組態之轉變移動開關以關閉電路。
項10.      如請求項5之注射裝置,其中: 柱塞可從第二組態朝向殼體移至第三組態;以及 注射裝置係被配置為僅在柱塞移至第三組態且一或多個電子零件處於主動模式後由注射裝置啟動注射。
項11.      如項10之注射裝置,其中: 一或多個電子零件包括皮膚感測器,且注射裝置進一步包括一控制器,其被配置為由注射裝置啟動注射; 皮膚感測器係被配置為僅在柱塞已移至第三組態後檢測與鄰接皮膚感測器之殼體之外表面接觸之皮膚的存在;以及 控制器係被配置為僅在由皮膚感測器檢測到皮膚後啟動注射。
項12.      如項11之注射裝置,其進一步包括一馬達,其被配置為在注射期間從注射裝置發放藥劑,其中: 在注射期間,柱塞可從第三組態遠離殼體而移至一第四組態;以及 控制器係被配置為在馬達操作中停止馬達之操作且控制器感測到柱塞已從第三組態移至第四組態時停止馬達之操作。
項13.      如項12之注射裝置,其中控制器係被配置為: 當柱塞處於第四組態時,確認皮膚保持與鄰接皮膚感測器之殼體的外表面接觸;以及 當該柱塞處於該第四組態而於該控制器確認皮膚已保持與鄰接該皮膚感測器之該殼體的外表面接觸之後,且當柱塞從第四組態移至第三組態時,恢復馬達之操作。
項14.      一種注射裝置,其包含: 一殼體,其中殼體包括彎曲底面,當從殼體外部的點觀看時彎曲底面為凹面,彎曲底面比殼體之頂面更靠近殼體之底面; 一電路板,其位於鄰接殼體之底面,其中電路板包括一皮膚感測器,其被配置為感測與殼體之底面接觸之皮膚的存在;以及 一控制器,其耦接至電路板,其中控制器係被配置為僅在皮膚感測器感測到與殼體之底面接觸之皮膚的存在後由注射裝置啟動注射。
項15.      如項14之注射裝置,其中皮膚感測器係被配置為感測與殼體之底面接觸之皮膚的存在而皮膚不直接接觸皮膚感測器。
項16.      如項14之注射裝置,其中皮膚感測器為一電容感測器。
項17.      如項14之注射裝置,其中: 殼體進一步包括一開口,其在彎曲底面; 注射裝置進一步包括一針頭,其可經過開口延伸出殼體;以及 皮膚感測器位於開口附近。
項18.      如項14之注射裝置,其中電路板為設置在殼體內的唯一電路板。
項19.      一種製造注射裝置之方法,該方法包含: 將一第一材料沈積在模具上,第一材料具有一第一不透明度; 將一第二材料沈積在模具及第一材料周圍,第二材料具有一第二不透明度,其高於第一不透明度;以及 將裝有藥劑之容器定位在注射裝置內及鄰接由第一材料形成之注射裝置的一第一部分。
項20.      如項19之方法,其進一步包括將一或多個LED定位在注射裝置內及鄰接注射裝置之一或多個第二部分,獨立於注射裝置之第一部分,注射裝置之一或多個第二部分係由第一材料形成。
項21.      一種注射裝置,其包含: 一容器,其設置在一殼體內,容器具有一第一端部及一第二端部; 一活塞,其被配置為從容器之第一端部朝向容器之第二端部移動以從容器發放藥劑; 一驅動構件,其被配置為驅動活塞經過容器; 一發射器,其被配置為朝向容器發射光束; 一檢測器,其位於容器與發射器之相對側,其中檢測器係被配置為接收從發射器發射的光束;以及 一控制器,其耦接至驅動構件、發射器及檢測器,控制器係被配置為: 在發射器關閉時從檢測器接收一第一訊號,第一訊號對應於注射裝置周圍之光的環境位準; 在發射器開啟時從檢測器接收一第二訊號; 計算由第一訊號及第二訊號所代表的光值之間的差異;以及 當差異小於閾值時停止驅動構件之操作。
項22.      一種注射裝置,其包含: 一容器,其設置在殼體內,容器具有一第一端部及一第二端部; 一活塞,其被配置為從容器之第一端部朝向容器之第二端部移動以從容器發放藥劑; 一驅動構件,其被配置為驅動活塞經過容器; 一發射器,其被配置為朝向容器發射光束; 一檢測器,其位於容器與發射器之相對側,其中檢測器係被配置為接收從發射器發射的光束;以及 一控制器,其耦接至驅動構件、發射器及檢測器,控制器係被配置為: 啟動驅動構件及發射器; 在發射器開啟時從檢測器接收一第一訊號,第一訊號代表由檢測器接收之光量; 在啟動驅動構件後立即允許繼續操作驅動構件一第一時間段;以及 在確定(1) 由檢測器接收之光量小於一第一閾值光值且(2) 由檢測器接收之光量隨後升至或高於第一閾值光值之前,驅動構件之電流大於一第一閾值電流值,停止驅動構件之操作。
項23.      如項22之注射裝置,其中控制器係進一步被配置為: 若確定由檢測器接收之光量小於第一閾值且在驅動構件之電流超過第一閾值電流值之前由檢測器接收之光量升至或高於第一閾值光值,則繼續驅動構件之操作。
項24.      一種注射裝置,其包含: 一容器,其設置在殼體內,容器具有一第一端部及一第二端部; 一活塞,其被配置為從容器之第一端部朝向容器之第二端部移動以從容器發放藥劑; 一驅動構件,其被配置為驅動活塞經過容器;以及 一控制器,其耦接至驅動構件,控制器係被配置為: 保持驅動構件之速度直至驅動構件之電流超過一第一閾值;以及 在驅動構件之電流超過第一閾值後,降低驅動構件之電壓,以將驅動構件之電流保持在低於一第二閾值,其大於或等於第一閾值。
項25.      如項1之注射裝置,其進一步包括一控制器及一皮膚感測器,其耦接至控制器,其中: 皮膚感測器係被配置為當皮膚與鄰接皮膚感測器之殼體的外表面接觸時進行檢測; 控制器係被配置為造成導管移入與容器所裝之流體為流體連通;以及 注射裝置進一步包含一可移除蓋件,其被配置為防止皮膚接觸鄰接皮膚感測器之殼體的外表面。
項26.      如項19之方法,其進一步包含: 將相對於容器可移動的導管定位在注射裝置內,使得導管與容器所裝之流體不為流體連通; 其中第一部分包括第一透明窗,經過第一透明窗口可看見注射裝置之內部;以及 其中經過透明窗可看見容器。
項27.      如項26之方法,其中第一部分進一步包括複數個第二透明窗,其組態在注射裝置之頂面上,其中經過複數個第二透明窗之每一者可看見至少一LED;以及 其中第一透明窗及複數個第二透明窗共同由第一材料的連續部分形成。
2:自動注射器 3:殼體 4:組織接觸面 6、51、206、216、1358:開口 12:附著貼片 12a:襯墊 13:連接埠 20:針頭機構 30:上部 40:縱軸 42:橫軸 44:垂直軸 50、54:透明窗 52:LED 202:承載件 204:凸緣 210、212:柱 218:驅動器路徑 220:梭動機構路徑 240:止動部 240a:箭頭 241:固定端 242:自由端 243:傾斜斜坡 300:流體導管 302、1304:第一端部 304、1306:第二端部 306、308:針頭 308a:針頭尖端 308b:側端口 308c:流體路徑 310:中間段 312:盤曲段 320、1398:驅動器 322、324、342:齒條 326:內腔 330:突出部 340:梭動機構 344:端面 346:凹槽 348:槽 360:展開齒輪 362:縮回齒輪 370:彈簧 380:蓋件 500:透明部分 600:障礙物 1300:刺穿系統 1302:匣 1308、1357:空腔 1310:頸部 1312:帽 1314:隔片 1316:活塞 1316a:錐形鼻部 1354:頂部 1355:基底 1356:腔室 1366:平移機構 1390:軸環 1390a、1391:壁面 1392:開叉指 1393:邊緣 1394:致動部 1395:扣件構件 1396:帽部 1397、1444:偏壓構件 1399:扣部 1400:控制系統 1402:第一電子線路板 1404:第二電子線路板 1406:電源 1408:控制器 1409:觸動開關 1410:觸摸感測器 1412:針頭插入開關 1414:發射器 1416:檢測器 1418:音訊模組 1420:視覺模組 1422:觸覺模組 1430:光束 1442:軸 1446:偏壓軸環 1448:柱塞開關 1450:柱塞 1452:柱塞接觸面 1454:柱塞凸緣 1490、1492:部分 1494:彈簧觸點 1495:墊片 1500:斜坡 1510:彎曲懸臂 1512:第一接觸點 1514:第二接觸點 1600:骨架部分 1610:鎖定組件 1612:鎖 1614:彎曲面 1616:蓋件部分 1618:氣隙 1620:鉸鏈 1630:鎖開口 1710:電子線路板 1712:第一線路板段 1714:第二線路板段 1716:撓曲段 1718:切口 1720:托架 1900、2000、2020、2100、2200、2300:方法 1910、1920、1930、2002、2004、2006、2008、2010、2012、2022、2024、2026、2028、2030、2032、2034、2036、2038、2102、2104、2106、2108、2110、2112、2114、2202、2204、2206、2208、2210、2212、2214、2302、2304、2306、2308、2310、2312、2314:步驟
併入及構成本說明書之一部分的附圖說明了各種實例,並與描述一起用於解釋所揭示實例及具體實施例之原理。
本文之態樣可結合附圖中所示之具體實施例而實施。彼等圖示顯示本文之不同態樣,且在適當情況下,不同圖示中描繪諸如結構、組件、材料及/或元件之參考數字係以類似方式標記。應當理解,除了該等具體顯示的以外,亦考量了結構、組件及/或元件之各種組合並落入本發明之範疇內。
此外,本文說明及描繪了許多具體實施例。本文既不侷限於任何單一態樣或其具體實施例,亦不侷限於此類態樣及/或具體實施例之任何組合及/或排列。此外,本文之態樣之每一者及/或其具體實施例可單獨使用或與本文之其他態樣之一或多者及/或其具體實施例組合使用。為簡潔起見,本文未分別討論及/或描繪某些排列與組合。值得注意的是,本文中描述為「示例性」之具體實施例或實施不應理解為,例如,比其他具體實施例或實施較佳或有利;反而,其旨在反映或表明具體實施例為一「示例」具體實施例。
圖1為根據本文之自動注射器的透視圖。
圖1A為根據本文之自動注射器之殼體之一部分的透視圖。
圖1B為根據本文之自動注射器之殼體之一部分的透視圖。
圖2為根據本文之自動注射器的底視圖。
圖3為根據本文之自動注射器的側視圖,其顯示觸動開關從面向組織之表面延伸。
圖3A為根據本文之自動注射器的截面圖,其顯示觸動開關從面向組織之表面延伸。
圖3B為根據本文之自動注射器的截面圖,其顯示觸動開關呈部分按壓位置。
圖3C為根據本文之自動注射器的截面圖,其顯示觸動開關呈完全按壓位置。
圖4為根據本文之自動注射器的展開視圖。
圖4A為根據本文之自動注射器之控制系統的示意圖。
圖4B為根據本文之自動注射器的展開視圖。
圖4C為根據本文之態樣之殼體及電子線路板之一部分的透視圖。
圖5為根據本文之針頭機構的展開視圖。
圖5A為根據本文之流體導管的透視圖。
圖5B為根據本文之流體導管之針頭的截面圖。
圖6為根據本文之第一位置中之圖5之針頭機構的透視圖。
圖7-11為圖5之針頭機構的側視圖。
圖12為根據本文之自動注射器之一部分的側面截面圖。
圖13為根據本文之刺穿機構的側面截面圖。
圖13a為根據本文之自動注射器的側面截面圖。
圖14為根據本文之刺穿機構的側面截面圖。
圖15為根據本文之針頭插入開關的側視圖。
圖16A為根據本文之態樣之用於自動注射器之鎖的透視圖。
圖16B為根據本文之自動注射器及鎖的底視圖。
圖16C為根據本文之自動注射器及鎖的截面圖。
圖16D為根據本文之自動注射器及鎖的截面圖。
圖16E為根據本文之態樣之用於自動注射器之鎖的透視圖。
圖16F為根據本文之態樣之用於自動注射器之鎖的側視圖。
圖17為根據本文之用於自動注射器之電子線路板的底視圖。
圖17A為根據本文之用於自動注射器之電子線路板的透視圖。
圖18-20描繪了根據本文之示例性方法的流程圖。
圖20A及20B描繪了根據本文之用於自動注射器之電子控制相關的圖。
圖21-23描繪了根據本文之示例性方法的流程圖。
再次,本文說明及描繪了許多具體實施例。本發明既不侷限於任何單一態樣或其具體實施例,亦不侷限於此類態樣及/或具體實施例之任何組合及/或排列。本發明之態樣之每一者及/或其具體實施例可單獨使用或與本發明之其他態樣之一或多者及/或其具體實施例組合使用。為簡潔起見,本文未分別討論許多該等組合與排列。
值得注意的是,為了說明的簡潔與明瞭,圖示之特定態樣描繪了各種具體實施例之一般結構及/或被配置方式。可省略熟知之特徵與技術的說明與細節,以避免不必要地模糊其他特徵。圖示中之元件不一定按比例繪製;一些特徵之尺寸相對於其他元件可能誇大以提高對示例性具體實施例之理解。舉例而言,本領域普通技術人員之一者應當理解,截面圖並非按比例繪製且不應視為代表不同組件之間的比例關係。截面圖之提供旨在協助描繪所述組合件之各種組件,並顯示其等彼此之間的相對定位。
2:自動注射器
3:殼體
4:組織接觸面
40:縱軸
42:橫軸
44:垂直軸
50:透明窗
51:開口

Claims (27)

  1. 一種注射裝置,其包含: 一殼體; 一容器,其設置在該殼體內,該容器裝有流體並具有一第一端部及一第二端部; 一導管,其可相對於該容器移動,其中當該導管處於一第一位置時與該容器所裝之流體不為流體連通,而當處於一第二位置時則與該容器所裝之流體為流體連通並被配置為將該流體從該容器輸送至患者; 一鎖,其可從該殼體移除,該鎖具有一第一部分及一第二部分,其中: 在一第一組態中,其中該鎖耦接至該殼體,該鎖之第一部分設置在該殼體之外部且該鎖之第二部分設置於該殼體內在該容器與該導管之間; 在該第一組態中,該導管被該鎖之第二部分阻止移入與該容器所裝之流體為流體連通;以及 在一第二組態中,其中該鎖係從該注射裝置移除,該導管能移入與該容器所裝之流體為流體連通。
  2. 如請求項1之注射裝置,其更包括: 一附著物,其設置在該殼體之外部;以及 一蓋件,其設置在該附著物上,其中該蓋件可從該注射裝置移除以暴露該附著物, 其中該鎖係耦接至該蓋件,使得當該蓋件從該注射裝置移除時該鎖從該注射裝置移除。
  3. 如請求項1之注射裝置,其進一步包括一控制器及一皮膚感測器,該皮膚感測器耦接至該控制器,其中: 該皮膚感測器係被配置為當皮膚與鄰接該皮膚感測器之殼體的外表面接觸時進行檢測; 該控制器係被配置為使該導管移入與該容器所裝之流體為流體連通;以及 當該鎖在該第一組態中被耦接至該殼體時,該鎖之第一部分係被配置為防止皮膚與鄰接該皮膚感測器之殼體的外表面接觸。
  4. 如請求項1之注射裝置,其中在該第一組態中,該鎖係被配置為當該注射裝置掉落或受到振動時防止該注射裝置在無意中啟動。
  5. 一種注射裝置,其包含: 一殼體; 一柱塞,其耦接至該殼體並可相對於該殼體移動; 一或多個電子零件,其等在由該注射裝置進行注射期間使用,該一或多個電子零件形成在電路內,其中: 在一第一組態中,該柱塞之一第一部分係設置在該殼體內,該電路係開啟,且該一或多個電子零件處於低功率休眠模式; 在一第二組態中,該柱塞相對於該殼體向外移動,且該柱塞之第一部分延伸至該殼體之外部;以及 在該第二組態中,該電路係關閉,且該一或多個電子零件從該低功率休眠模式轉變為主動模式。
  6. 如請求項5之注射裝置,其進一步包含一偏壓構件,其可從一靜止位置移至一受力位置,其中: 在該第一組態中,該偏壓構件處於該受力位置;以及 在該第二組態中,該偏壓構件處於該靜止位置。
  7. 如請求項6之注射裝置,其更包括一止動部,其備配置為當該止動部處於阻隔位置時將該偏壓構件保持在該受力位置並將該柱塞保持在該第一組態,其中該止動部從該阻隔位置之移動允許該偏壓構件移至該靜止位置且該柱塞移至該第二組態。
  8. 如請求項7之注射裝置,其中該止動部包括該注射裝置之包裝。
  9. 如請求項5之注射裝置,其中該一或多個電子零件包括一開關,且該柱塞從該第一組態至該第二組態之轉變移動該開關以關閉該電路。
  10. 如請求項5之注射裝置,其中: 該柱塞可從該第二組態朝向該殼體移至一第三組態;以及 該注射裝置係被配置為僅在該柱塞移至該第三組態且該一或多個電子零件處於該主動模式後由該注射裝置啟動注射。
  11. 如請求項10之注射裝置,其中: 該一或多個電子零件包括皮膚感測器,且該注射裝置進一步包括一控制器,該控制器被配置為由該注射裝置啟動注射; 該皮膚感測器係被配置為僅在該柱塞已移至該第三組態後檢測與鄰接該皮膚感測器之該殼體之外表面接觸之皮膚的存在;以及 該控制器係被配置為僅在由該皮膚感測器檢測到皮膚後啟動注射。
  12. 如請求項11之注射裝置,其進一步包括一馬達,其被配置為在注射期間從該注射裝置發放藥劑,其中: 在注射期間,該柱塞可從該第三組態遠離該殼體而移動至一第四組態;以及 該控制器係被配置為在該馬達操作中且該控制器感測到該柱塞已從該第三組態移動至該第四組態時停止該馬達之操作。
  13. 如請求項12之注射裝置,其中該控制器係被配置為: 當該柱塞處於第四組態時,確認皮膚保持與鄰接該皮膚感測器之該殼體的外表面接觸;以及 當該柱塞處於該第四組態而於該控制器確認皮膚已保持與鄰接該皮膚感測器之該殼體的外表面接觸之後,且當該柱塞從該第四組態移動至該第三組態時,恢復該馬達之操作。
  14. 一種注射裝置,其包含: 一殼體,其中該殼體包括彎曲底面,當從該殼體外部的點觀看時該彎曲底面為凹面,該彎曲底面比該殼體之頂面更靠近該殼體之底面; 一電路板,其位於鄰接該殼體之底面,其中該電路板包括一皮膚感測器,其被配置為感測與該殼體之底面接觸之皮膚的存在;以及 一控制器,其耦接至該電路板,其中該控制器係被配置為僅在該皮膚感測器感測到與該殼體之底面接觸之皮膚的存在後由該注射裝置啟動注射。
  15. 如請求項14之注射裝置,其中該皮膚感測器係被配置為感測與該殼體之底面接觸之皮膚的存在而皮膚不直接接觸該皮膚感測器。
  16. 如請求項14之注射裝置,其中該皮膚感測器為一電容感測器。
  17. 如請求項14之注射裝置,其中: 該殼體進一步包括一開口,其在該彎曲底面; 該注射裝置進一步包括一針頭,其經過該開口可延伸出該殼體;以及 該皮膚感測器位於該開口附近。
  18. 如請求項14之注射裝置,其中該電路板為設置在該殼體內的唯一電路板。
  19. 一種製造注射裝置之方法,該方法包含: 將一第一材料沈積在模具上,該第一材料具有一第一不透明度; 將一第二材料沈積在該模具及該第一材料周圍,該第二材料具有一第二不透明度,該第二不透明度高於該第一不透明度;以及 將裝有藥劑之容器定位在該注射裝置內及鄰接由該第一材料形成之該注射裝置的一第一部分。
  20. 如請求項19之方法,其進一步包括將一或多個LED定位在該注射裝置內及鄰接該注射裝置之一或多個第二部分,獨立於該注射裝置之第一部分,該注射裝置之一或多個第二部分係由該第一材料形成。
  21. 一種注射裝置,其包含: 一容器,其設置在一殼體內,該容器具有一第一端部及一第二端部; 一活塞,其被配置為從該容器之第一端部朝向該容器之第二端部移動以從該容器發放藥劑; 一驅動構件,其被配置為驅動該活塞經過該容器; 一發射器,其被配置為朝向該容器發射光束; 一檢測器,其位於該容器與該發射器之相對側,其中該檢測器係被配置為接收從該發射器發射的光束;以及 一控制器,其耦接至該驅動構件、該發射器及該檢測器,該控制器係被配置為: 在該發射器關閉時從該檢測器接收一第一訊號,該第一訊號對應於該注射裝置周圍之光的環境位準; 在該發射器開啟時從該檢測器接收一第二訊號; 計算由該第一訊號及該第二訊號所代表的光值之間的差異;以及 當該差異小於閾值時停止該驅動構件之操作。
  22. 一種注射裝置,其包含: 一容器,其設置在殼體內,該容器具有一第一端部及一第二端部; 一活塞,其被配置為從該容器之第一端部朝向該容器之第二端部移動以從該容器發放藥劑; 一驅動構件,其被配置為驅動該活塞經過該容器; 一發射器,其被配置為朝向該容器發射光束; 一檢測器,其位於該容器與該發射器之相對側,其中該檢測器係被配置為接收從該發射器發射的光束;以及 一控制器,其耦接至該驅動構件、該發射器及該檢測器,該控制器係被配置為: 啟動該驅動構件及該發射器; 在該發射器開啟時從該檢測器接收一第一訊號,該第一訊號代表由該檢測器接收之光量; 在啟動該驅動構件後立即允許繼續操作該驅動構件一第一時間段;以及 在確認(1) 由該檢測器接收之光量小於一第一閾值光值且(2) 由該檢測器接收之光量隨後升至或高於該第一閾值光值之前,該驅動構件之電流大於一第一閾值電流值,停止該驅動構件之操作。
  23. 如請求項22之注射裝置,其中該控制器係進一步被配置為: 若由該檢測器接收之光的經確認之量小於該第一閾值且在該驅動構件之電流超過該第一閾值電流值之前由該檢測器接收之光量升至或高於該第一閾值光值,則繼續該驅動構件之操作。
  24. 一種注射裝置,其包含: 一容器,其設置在殼體內,該容器具有一第一端部及一第二端部; 一活塞,其被配置為從該容器之第一端部朝向該容器之第二端部移動以從該容器發放藥劑; 一驅動構件,其被配置為驅動該活塞經過該容器;以及 一控制器,其耦接至該驅動構件,該控制器係被配置為: 保持該驅動構件之速度直至該驅動構件之電流超過一第一閾值;以及 在該驅動構件之電流超過該第一閾值後,降低該驅動構件之電壓,以將該驅動構件之電流保持在低於一第二閾值,該第二閾值大於或等於該第一閾值。
  25. 如請求項1之注射裝置,其進一步包括一控制器及一皮膚感測器,該皮膚感測器耦接至該控制器,其中: 該皮膚感測器係被配置為當皮膚與鄰接該皮膚感測器之殼體的外表面接觸時進行檢測; 該控制器係被配置為使該導管移入與該容器所裝之流體為流體連通;以及 該注射裝置進一步包含一可移除蓋件,其被配置為防止皮膚接觸鄰接該皮膚感測器之殼體的外表面。
  26. 如請求項19之方法,其更包含: 將相對於該容器可移動的導管定位在該注射裝置內,使得該導管與該容器所裝之流體不為流體連通; 其中該第一部分包括第一透明窗,經過該第一透明窗口可看見該注射裝置之內部;以及 其中經過該透明窗可看見該容器。
  27. 如請求項26之方法,其中該第一部分更包括複數個第二透明窗,其設置在該注射裝置之頂面上,其中經過該複數個第二透明窗之每一者可看見至少一LED;以及 其中該第一透明窗及該複數個第二透明窗共同由該第一材料的連續部分形成。
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