(57)【要約】  薬物送達デバイス内で使用するための圧力または力の感知能力を有する電子アセンブリが記載されている。電子アセンブリは、プロセッサと、駆動機構によって印加される力を検出し、薬剤をカートリッジから駆動するように配置されたセンサと、外部デバイスをペアリングすることができる無線モジュールと、アセンブリへ電力を供給するように配置された電力モジュールと、プロセッサが実行する命令を記憶するメモリとを含む。命令は、薬物送達動作中に測定信号を受信することと、受信した測定信号に基づいて、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することとを含む。【選択図】図４Ｂ
2021525110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬物送達デバイスであって：
ハウジングと；
薬物送達デバイス（１００）のハウジング（１１０）内に収容されるように構成された薬物容器（１１４）であって、該薬物容器（１１４）内に薬剤（４０）を収容するように構成されたストッパ（２００）を含む薬物容器（１１４）と；
薬物送達動作中に薬物容器（１１４）のストッパ（２００）に力をかけて該ストッパ（２００）を薬物容器（１１４）内へ駆動し、薬剤（４０）の用量を薬物送達デバイス（１００）から排出するように構成された駆動機構（１０６）と；
プロセッサ（３４３）と；
駆動機構（１０６）によって印加される力を測定し、測定信号をプロセッサ（３４３、８１０）へ出力するように配置されたセンサ（３４１）と；
プロセッサに動作を実行させるように動作可能な命令を記憶する少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読媒体（３４４）であって、該動作は：
薬物送達動作中に圧力センサ（３４１）を起動すること、
薬物送達動作中に測定信号を受信すること、および
受信した測定信号に基づいて、薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することを含む、少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読媒体（３４４）と；
可聴、触覚、または可視の警報（５４２）を薬物送達デバイス（１００）の使用者に提供するように構成された警報機構（５４１）とを含み、該動作は：
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定したことに基づいて、薬物送達標示を生成することと、
該薬物送達標示に基づいて警報機構（５４１）を起動することとを含む、前記薬物送達デバイス。
【請求項２】
非一時的なコンピュータ可読媒体（３４４）は、用量に対する基準測定信号を記憶し、
薬剤（４０）の用量が排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号を基準測定信号と比較することを含む、請求項１に記載の薬物送達デバイス。
【請求項３】
薬物送達デバイス（１００）は、用量を設定し、設定された用量に対応する用量信号をプロセッサ（３４３）へ出力するように構成された用量選択機構（１１２）を含み、
動作は、用量信号を受信することと、用量に対する基準測定信号を計算することとを含み、
薬剤（４０）の用量が排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号を基準測定信号と比較することを含む、請求項１に記載の薬物送達デバイス。
【請求項４】
命令は、測定信号によって表される力または圧力を予期の最大の力または圧力と比較することを含み、
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することは、比較に基づいて流体経路閉塞状態を検出することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項５】
動作は：
薬物送達動作の開始と測定信号によって表される圧力または力の増大との間の時間遅延を計算することを含み、
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することは、時間遅延に基づいて、薬物容器（１１４）と駆動機構（１０６）との間のプライミング間隙を検出することを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項６】
動作は、薬物送達動作の終了時に、測定信号によって表される圧力または力を予期の最小の圧力または力と比較することを含み、
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することは、比較に基づいて、駆動機構（１０６）内の内部の力が正常化したときを判定することを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項７】
無線信号（４８２）を外部デバイス（４８０）へ伝送するように構成された無線モジュール（３４５）を含み、命令は：
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定したことに基づいて、薬物送達標示を生成することと、
薬物送達標示を外部デバイスへ伝送することとを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項８】
警報機構（５４１）は、感知された圧力に基づいて、薬物送達動作の成功および／または薬物送達動作中に検出された問題を使用者に警報するように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項９】
ストッパ（２００）および駆動機構（１０６）のうちの１つまたはそれ以上の位置を検出し、位置信号をプロセッサへ出力するように構成された位置センサ（３４２）を含み：
命令は、薬物送達動作前、薬物送達動作中、および薬物送達動作後のうちの少なくとも１つで位置信号を受信することを含み、
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号および受信した位置信号に基づいて行われる、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の薬物送達デバイス。
【請求項１０】
薬物送達デバイス内で使用するための電子アセンブリであって：
プロセッサ（３４３）と；
カートリッジ（１１４）内の圧力または薬物送達デバイス（１００）の駆動機構（１０６）によって印加される力を測定し、測定信号をプロセッサ（３４３）へ出力するように配置されたセンサ（３４１）と；
プロセッサ（３４３）に動作を実行させるように動作可能な命令を記憶する少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読媒体（３４４）とを含み、該動作は：
薬物送達動作中にセンサ（３４１）を起動し、薬物送達動作中に圧力または力測定信号を受信することと、
受信した測定信号に基づいて、薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することとを含む、前記電子アセンブリ。
【請求項１１】
圧力または力センサを使用して薬物送達デバイス（１００）からの薬剤（４０）の用量の薬物送達動作を分析する方法であって：
薬物送達動作中にセンサ（３４１）を起動し、薬物送達動作中に測定信号を受信することと、
受信した測定信号に基づいて、薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することとを含む、前記方法。
【請求項１２】
薬物送達デバイス（１００）の用量選択機構から用量信号を受信し、用量信号に対する基準測定信号を計算することを含み：
薬剤（４０）の用量が排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号を基準測定信号と比較することを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
測定信号時間によって表される圧力を予期の最大の圧力または力と比較することを含み：
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することは、比較に基づいて、流体経路閉塞状態を検出することを含む、
請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
薬物送達動作の開始と測定信号によって表される圧力または力の増大との間の時間遅延を計算することを含み：
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することは、時間遅延に基づいて、薬物容器（１１４）と駆動機構との間のプライミング間隙を検出することを含む、
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
薬物送達動作の終了時に、測定信号によって表される圧力または力を予期の最小の圧力または力と比較することを含み：
薬剤（４０）の用量が薬物送達デバイス（１００）から排出されたかどうかを判定することは、比較に基づいて、駆動機構が正常化したことを検出することを含む、
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この説明は、薬物送達デバイス内で使用するための圧力または力の感知能力を有する電子アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤の注射による治療を必要とする様々な疾病が存在する。そのような注射は、医療従事者または患者自身が適用することができる薬物送達デバイスを使用して実行することができる。一例として、１型および２型の糖尿病は、たとえば１日１回または数回の薬物用量の注射によって、患者自身が治療することができる。たとえば、充填済みの使い捨て薬物ペンまたは自動注射器を、薬物送達デバイスとして使用することができる。別法として、再利用可能なペンまたは自動注射器を使用することもできる。再利用可能なペンまたは自動注射器では、空の薬剤カートリッジを新しいものに交換することが可能である。いずれのタイプのペンまたは自動注射器にも１組の一方向針が付属しており、これらの針は使用前に毎回交換される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は、詳細にはいくつかの例で薬物送達動作中に薬物送達動作の品質を判定するために、薬物送達デバイス内の圧力または力を感知することが可能な電子機器を有する薬物送達デバイスに関する。いくつかの例では、カートリッジ内の薬剤に印加される力を感知するために、薬物送達デバイスのプランジャロッドによって作用されているカートリッジ内もしくはその周りに、またはプランジャロッド自体の中に、力センサが配置される。他の例では、電子機器および／または圧力センサは、カートリッジの栓またはストッパ内に直接収容される。
【０００４】
代表的な概説では、カートリッジのストッパ内へ電子アセンブリが挿入される。プランジャロッドのヘッドがストッパに接触し、ストッパをカートリッジ内へ駆動してカートリッジから薬剤を押し出すとき、電子アセンブリ内の圧力センサが、プランジャロッドによってカートリッジのストッパにかけられた圧力または力を検出する。いくつかの例では、プランジャロッドまたはストッパの位置も検出される。カートリッジまたはプランジャロッド内の圧力曲線（たとえば、圧力対時間）の形状は、薬物送達動作が行われるにつれて変動し、電子アセンブリの圧力センサは、この変化を感知し、いくつかの例では、感知した変化を使用して、薬物送達動作の品質の標示を計算することができる。この標示は、薬物送達動作の正常な完了を表すことができ、または計算された送達済み薬剤の量を示すことができ、この量は、可能性のある１つまたはそれ以上の障害モードのために、予期の量より少ない可能性があり、これも示すことができる。
【０００５】
たとえば、薬物送達経路（たとえば、針）が閉塞または圧縮されることがあり、それにより送達中のカートリッジ内の圧力が上昇する。別の例では、薬物送達デバイスの最初の構築またはプライミングで、プランジャロッドのヘッドがカートリッジのストッパからわずかな距離だけ隔置されることがあり、その結果、後の薬物送達動作中、プランジャロッドが最初に動くとき、ストッパにかかる圧力が増大しない（すなわち、カートリッジから排出される薬剤が予期の量より少なくなる）。いくつかの例では、この電子アセンブリは、この情報を使用者に提示するために、感知された圧力信号および／または薬物送達動作の計算された品質標示を外部デバイスへ送信するように構成されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈまたは他の無線モジュールを含む。他の例では、または追加として、薬物送達デバイスは、電子アセンブリに接続された警報機構（たとえば、可聴または可視フィードバック機構）を含むことができ、警報機構は、感知された圧力に基づいて、薬物送達動作の成功または薬物送達動作中に検出された問題を使用者に警報するように構成される。
【０００６】
いくつかの例では、圧力センサが薬物送達動作を検出することで、電子アセンブリ内の無線モジュールを起動し、したがって患者は、外部デバイスを電子アセンブリにペアリングまたはリンクして、薬物送達動作後、感知された圧力データまたは他の計算された情報（たとえば、送達された用量および／または品質標示）を含む伝送を受信することが可能である。注射を検出した後は毎回、感知されたデータを外部デバイスへ新しく転送することが可能である。追加の機能として、電子アセンブリは、上述した感知された圧力または計算された品質標示以外に、追加のデータを伝送することができる。たとえば、電子アセンブリは、薬物送達デバイスおよび／またはカートリッジ内に収容されている薬剤に関係するバッチまたは有効期限情報を記憶および伝送することができる。この追加の情報により、使用者は、自身の外部デバイスが正しい薬物送達デバイスにペアリングされていること、およびその薬物送達デバイス内に収容されている薬剤の期限が切れていないことを確認することが有効になる。本明細書のいくつかの例は圧力センサを開示するが、力センサもまた、感知能力を提供することが可能であること、ならびに力センサおよび圧力センサという用語は、感知箇所に応じて使用されることが、当業者には理解されよう（たとえば、駆動機構の力を感知するのは力センサ、ストッパによってカートリッジ内の薬剤に印加された圧力を測定するのは圧力センサ）。
【０００７】
代表例では、電子アセンブリの圧力センサが、カートリッジの充填レベルの変化（たとえば、充填動作または薬物送達動作）に使用される薬物送達デバイスの駆動機構によってカートリッジのストッパに印加される圧力の変化を検出することが有効になるように、カートリッジ内に電子アセンブリが配置され、または他の形で薬物送達デバイス内に位置する。電子アセンブリは、薬物送達動作の品質の標示を計算するように構成されたプロセッサを含み、薬物送達動作が行われたと判定したとき、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線モジュールまたは類似の無線プロトコルを介したデータ交換が有効になる。この配置の利点は、いくつかの例では、電子アセンブリの外部からの起動が必要とされないことであり、これにより生産後、カートリッジまたは薬物送達デバイスへ導入する前に、電子アセンブリを自立型の（たとえば、封止された）アセンブリにすることが有効になる。いくつかの例では、薬物送達デバイスは、電子アセンブリがプライミング間隙を検出するために、駆動機構の起動を検出し、圧力センサを有する電子アセンブリへこの情報を提供するように構成されたセンサを含み、プライミング間隙は、プランジャロッドとストッパとの間の間隙の結果、薬物送達動作を開始してもカートリッジ内の圧力がすぐに増加しないときに存在する。動作の際、薬物送達動作の最初の瞬間にプランジャロッドの動きによってプライミング間隙を塞ぐ必要があり、この結果、プランジャロッドの位置の変化のみに基づいて予期される量より、排出される薬剤が少なくなる可能性がある。
【０００８】
電子アセンブリの例は、一度だけ使用される（たとえば、使い捨ての）薬物送達デバイスと、複数回使用される（たとえば、再利用可能な）薬物送達デバイスとの両方で使用することができる。再利用可能な薬物送達デバイスの例では、電子アセンブリは、充填済みのカートリッジとともに構築されて組立てられる。
【０００９】
本開示の特定の態様の結果、薬物送達デバイスに圧力感知および無線接続性が追加されること以外に、いくつかの利点が得られる。たとえば、薬物送達デバイスには可能性のある多くの障害モードがあり、そのいくつかは、薬物送達デバイスの使用者にとって検出するのが困難なことがある。駆動機構によって印加される圧力を感知することによって、薬物送達デバイス内の電子アセンブリは、薬物送達動作中の圧力プロファイルが、薬物送達動作中に送達されるべき予期の用量に対応するかどうかを判定することが可能である。いくつかの例では、感知された圧力は、薬物送達デバイスに伴う問題を使用者に警報し、または単に次いで薬物送達動作が完了し、薬物送達デバイス内の圧力が正常化したことを警報し、これはデバイスからさらなる薬剤が排出されないことを示す。いくつかの例では、感知された圧力を使用して、薬物送達動作が失敗したこと、または予期の薬剤用量より少ない量が送達されたことを使用者に警報することができる。いくつかの例では、感知された圧力は、送達済みの用量をタグ付けするために使用され、たとえば説明書の勧告どおりに使用者がペンをプライミングしたとき（たとえば、プライミング間隙を除去したとき）、その用量を「セーフティショット」としてタグ付けすることができ、この用量は「注射済み」としてはカウントされない。これは、治療アルゴリズムのためのデータの使用に関連する。いくつかの例では、感知された圧力は、使用者への警報をトリガするために、または再利用可能な薬物送達デバイスの性能を追跡するために使用することができる。
【００１０】
いくつかの例では、圧力センサは、薬物送達動作中に薬剤の特性、たとえば粘性を検出するために使用され、いくつかの例では、薬剤の温度を判定するため、または薬剤が適切な温度で収納もしくは送達されていないことを示す使用者への警報を生成するために使用される。他の例では、圧力センサは、製造された電子アセンブリの保存寿命を延ばすために、薬物送達デバイスまたはカートリッジへ導入する前に、電子アセンブリの内部電子機器を起動するように構成される。同様に、いくつかの例では、圧力センサは、薬物送達動作後まで無線モジュールの起動を制限するために使用され、それによって無線モジュールの動作を制限することによって、薬物送達デバイスの最終製造後（すなわち、すぐに使用できる状態）の電子アセンブリの保存寿命をさらに延ばす。保存寿命を延ばすことで、カートリッジまたは薬物送達デバイスの製造とは別個に独立して電子アセンブリを製造することができ、それにより既存の生産ラインに対する影響も低減または解消される。
【００１１】
別の利点は、電子アセンブリが外部デバイスへの無線伝送を介して使用者に追加の情報を提供することができることである。たとえば、薬物送達デバイスまたはカートリッジには有効期日を提供することができ、この有効期日は、使用者が印刷された情報を確認し、薬物送達をより良好に管理することを助けるために、外部デバイスへ伝送して外部デバイス内に記憶することができる。薬物送達デバイスまたはカートリッジのバッチ番号または固有のシリアル番号などの追加の情報を外部デバイスへ伝送して、使用者を支援することができる。このデータはまた、リコールの支援、患者挙動の追跡および分析、ならびに製品使用の監視のために、製造者が中央で追跡することができる。追加として、いくつかの実施形態では、電子アセンブリは、温度センサを含み、電子アセンブリは、たとえば温度限界に到達したときに使用者に警告するために、外部デバイスへ温度データを提供することができる。また温度センサにより、製造者は、患者および輸送者による薬剤温度取扱い方針の順守を追跡することが可能になる。
【００１２】
本開示の例示的な実施形態は、薬物送達デバイスであって、ハウジングと、薬物送達デバイスのハウジング内に収容されるように構成された薬物容器であって、薬物容器内に薬剤を収容するように構成されたストッパを含む薬物容器と、薬物送達動作中に薬物容器のストッパに力をかけてストッパを薬物容器内へ駆動し、薬剤の用量を薬物送達デバイスから排出するように構成された駆動機構と、プロセッサと、駆動機構によって印加される圧力または力を測定し、測定信号をプロセッサへ出力するように配置された圧力または力センサと、プロセッサに動作を実行させるように動作可能な命令を記憶する少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読媒体とを含む薬物送達デバイスである。この動作は、薬物送達動作中に圧力または力センサを起動することと、薬物送達動作中に測定信号を受信することと、受信した測定信号に基づいて、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することとを含む。
【００１３】
いくつかの例では、非一時的なコンピュータ可読媒体は、用量に対する基準測定信号を記憶し、薬剤の用量が排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号を基準測定信号と比較することを含む。
【００１４】
いくつかの例では、薬物送達デバイスは、用量を設定し、設定された用量に対応する用量信号をプロセッサへ出力するように構成された用量選択機構を含み、動作は、用量信号を受信することと、用量に対する基準測定信号を計算することとを含み、薬剤の用量が排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号を基準測定信号と比較することを含む。
【００１５】
いくつかの例では、命令は、測定信号によって表される圧力を予期の最大または最小の圧力と比較することを含み、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することは、この比較に基づいて流体経路閉塞状態を検出することを含む。
【００１６】
いくつかの例では、動作は、薬物送達動作の開始と測定信号によって表される圧力の増大との間の時間遅延を計算することを含み、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することは、この時間遅延に基づいて、薬物容器と駆動機構との間のプライミング間隙を検出することを含む。
【００１７】
いくつかの例では、動作は、薬物送達動作の終了時に、測定信号によって表される圧力を予期の最小圧力と比較することを含み、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することは、この比較に基づいて、駆動機構内の内部圧力が正常化したときを判定することを含む。
【００１８】
いくつかの例では、薬物送達デバイスは、無線信号を外部デバイスへ伝送するように構成された無線モジュールを含み、命令は、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定したことに基づいて、薬物送達標示を生成することと、薬物送達標示を外部デバイスへ伝送することとを含む。
【００１９】
いくつかの例では、薬物送達デバイスは、可聴、触覚、または可視の警報を薬物送達デバイスの使用者に提供するように構成された警報機構を含み、動作は、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定したことに基づいて、薬物送達標示を生成することと、薬物送達標示に基づいて警報機構を起動することとを含む。
【００２０】
いくつかの例では、薬物送達デバイスは、ストッパおよび駆動機構のうちの１つまたはそれ以上の位置を検出し、位置信号をプロセッサへ出力するように構成された位置センサを含み、命令は、薬物送達動作前、薬物送達動作中、および薬物送達動作後のうちの少なくとも１つで位置信号を受信することを含む。追加として、いくつかの例では、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号および受信した位置信号に基づいて行われる。
【００２１】
いくつかの例では、圧力センサは、ストッパ内に配置されており、駆動機構によってストッパに印加される力による薬剤の圧力を測定するように構成される。いくつかの例では、圧力または力センサは、駆動機構のストッパまたはプランジャ内に配置される。
【００２２】
さらに別の例は、薬物送達デバイス内で使用するための電子アセンブリである。電子アセンブリは、プロセッサと、薬物送達デバイスの駆動機構によって印加される力を測定し、測定信号をプロセッサへ出力するように配置された圧力または力センサと、プロセッサに動作を実行させるように動作可能な命令を記憶する少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読媒体とを含む。動作は、薬物送達動作中に圧力または力センサを起動し、薬物送達動作中に測定信号を受信することと、受信した測定信号に基づいて、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することとを含む。
【００２３】
いくつかの例では、圧力または力センサは、ストッパの内部に配置されるように配置され、ストッパは、薬物送達デバイスとともに使用するために薬物容器内へ挿入されるように構成される。いくつかの例では、電子アセンブリは、ストッパ内へ挿入されるように構成される。いくつかの例では、電子アセンブリおよび／またはセンサは、ストッパと一体形成される。
【００２４】
さらに別の例は、圧力または力センサを使用して薬物送達デバイスからの薬剤の用量の薬物送達動作を分析する方法である。この方法は、薬物送達動作中にセンサを起動し、薬物送達動作中に測定信号を受信することと、受信した測定信号に基づいて、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することとを含む。
【００２５】
いくつかの例では、薬剤の用量が排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号を基準測定信号と比較することを含む。いくつかの例では、この方法は、薬物送達デバイスの用量選択機構から用量信号を受信し、この用量に対する基準測定信号を計算することを含み、薬剤の用量が排出されたかどうかを判定することは、受信した測定信号を基準測定信号と比較することを含む。
【００２６】
いくつかの例では、この方法は、測定信号時間によって表される圧力を予期の最大の圧力または力と比較することを含み、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することは、この比較に基づいて、流体経路閉塞状態を検出することを含む。
【００２７】
いくつかの例では、この方法は、薬物送達動作の開始と測定信号によって表される圧力または力の増大との間の時間遅延を計算することを含み、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することは、時間遅延に基づいて、薬物容器と駆動機構との間のプライミング間隙を検出することを含む。
【００２８】
いくつかの例では、この方法は、薬物送達動作の終了時に、測定信号によって表される圧力または力を予期の最小の圧力または力と比較することを含み、薬剤の用量が薬物送達デバイスから排出されたかどうかを判定することは、この比較に基づいて、駆動機構が正常化したときを判定することを含む。
【００２９】
いくつかの例では、この方法は、この判定に基づいて、薬物送達標示を生成することと、薬物送達標示に基づいて、薬物送達デバイスの警報機構を起動することとを含む。
【００３０】
いくつかの例では、この方法は、この判定に基づいて、薬物送達標示を生成することと、薬物送達標示を外部デバイスへ無線伝送することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】薬物送達デバイスの分解図である。
【図２Ａ】電子アセンブリを収容している図１のストッパの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのストッパの上面図である。
【図２Ｃ】図１の薬物送達デバイスのカートリッジ内に配置されている図２Ａのストッパの断面図である。
【図３】図２Ａ〜図２Ｃのストッパ内の電子アセンブリの内部構成要素の概略断面図である。
【図４Ａ】図１の薬物送達デバイス内に配置されている図２Ａ〜図２Ｃの電子アセンブリおよびストッパの断面図である。
【図４Ｂ】すぐに使用できる構成で図１の薬物送達デバイス内に配置されている図４Ａの電子アセンブリおよびストッパの断面図である。
【図４Ｃ】薬物送達動作後の図４Ｂの電子アセンブリ、ストッパ、および薬物送達デバイスの断面図である。
【図５】電子アセンブリ、別個の圧力センサ、ストッパ、および警報機構を含み、圧力センサが電子アセンブリの外部に位置している、薬物送達動作前の薬物送達デバイスの断面図である。
【図６】薬物送達デバイスの薬物送達動作中に感知された圧力の力と時間との関係を示すグラフである。
【図７Ａ】感知された圧力に基づいて薬物送達動作の状態を判定する方法を示す流れ図である。
【図７Ｂ】感知された圧力に基づいて薬物送達動作の状態を判定する方法を示す流れ図である。
【図８】本開示の態様で使用するためのプロセッサの図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
カートリッジベースの注射および医療用シリンジシステムは、多くの場合、いくつかの例では無線接続性とともに内部圧力センサの統合を支持する一体型の電子機器を含む。いくつかの例では、カートリッジストッパ（栓と呼ばれることもある）が、圧力または力センサと、無線モジュールと、電力モジュールと、メモリを有するプロセッサとを含む自立型の電子アセンブリを含むことができる。たとえば、ストッパは、ストッパとは分離された挿入可能な電子アセンブリを受け入れることができる。ストッパは、たとえば、滅菌後にストッパまたはカートリッジ内へ組み入れることができる。電子アセンブリは、薬物送達デバイスの組立て前に構築され、薬物送達デバイスの最終組立て中にストッパ内に埋め込まれた自立型ユニットとすることができる。いくつかの例では、自立型の電子アセンブリにより、カートリッジ内の圧力またはストッパに印加された力の検出が有効になり、外部デバイスとペアリング（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈまたは類似の無線プロトコルを介する）して、薬物送達動作中に測定した圧力または力を報告し、薬物送達動作が完了したか否か、および所期の用量の送達に成功したかどうかを判定することが有効になる。たとえば、無線モジュールを有する薬物送達デバイスは、スマートフォンまたはタブレットが薬物送達デバイスとペアリングして、注射が行われたことを確認すること、または排出された用量の確認を提供する内部圧力センサからの測定値を受信することを有効にすることができる。他の例では、電子アセンブリは、薬物送達デバイスのプランジャロッドまたは駆動機構内へ一体化されており、プランジャロッドによってカートリッジのストッパに印加される力を測定するように配置される。
【００３３】
薬物送達動作の失敗または未完了の検出には、課題が存在する。さらに、薬物送達デバイス内の圧力または力が正常化した（すなわち、内部構成要素が弛緩した）後にのみ、選択された用量を患者へ完全に送達することができるため、薬物送達動作が完了したことを検出することも重要である。本開示の例は、圧力または力センサを使用して薬物送達動作の品質を分析し、その品質の標示の生成を有効にすることを含む。いくつかの例では、この標示は、薬物送達動作中に感知された圧力または力に応じて薬物送達動作が完了し、薬物送達動作により薬剤の予期の用量が送達されたという確認を表す。薬物送達動作の完了は、内部圧力または力の正常化に基づいて検出可能であるが、薬剤の予期の用量が送達されたことを示す標示はより複雑であり、検出される力曲線の形状に依存する。たとえば、薬物送達デバイスの特定の一般的な障害モードの結果、薬物送達動作中に送達される薬剤がより少なくなり、またはゼロになる可能性がある。一例では、針または薬剤流体経路が閉塞される可能性があり、したがって後の薬物送達動作（たとえば、カートリッジ内のストッパに印加される力）が閉塞に打ち勝つことができない可能性があり、予期の用量より少ない（またはゼロの）量が送達される（いくつかの場合（たとえば、少ない用量から中程度の用量、自動システム）、この用量が使用者／患者に気づかれない可能性があり、典型的に用量不足が検出されないという危険がある）。
【００３４】
カートリッジに印加される力を測定するように位置する圧力または力センサは、閉塞の抵抗の結果、予期の圧力より高い圧力測定値を観察する。別の例では、薬物送達デバイスのプランジャロッドは、使用前はカートリッジのストッパに直接接していないことがある。この場合、薬物送達動作がプランジャロッドの事前設定された動きを伴うとき、プランジャロッドの全体的な変位のみに基づいて予期された値と比較すると、ストッパに接触する前のプランジャロッドの最初の動きは、送達された用量の低減に等しい。この例では、圧力または力センサが、圧力または力と、圧力または力がストッパに印加された時間とを測定し、その時間が予期の時間より短いこと、またはストッパに印加された力の経時積分が予期の時間より短いことを判定することができる。これらの検出方式の３つすべて（完了、閉塞、およびプライミング）について、より詳細に以下に論じるが、他の検出も可能である。たとえば、センサはまた、ペンの分解（力レベルの低下）を検出することができ、たとえば再利用可能なデバイスでは、カートリッジ交換事象を検出および記録すること、分解後に特有の動作（たとえば、プランジャのリセット）をとるべきであることを使用者に通知すること、または不十分なアセンブリの所期の分解について使用者に警告することができる。使い捨てデバイスの場合、センサは、偽造の検出および警告を提供する（たとえば、デバイスが不法に分解および再充填されているかどうかを検出する）ように構成することができる。
【００３５】
本開示のいくつかの例では、これらの課題に対する解決策は、薬物送達動作中に薬剤に印加される圧力を検出し、検出された圧力に基づいて、次に薬物送達動作の品質の標示を判定するようにストッパまたはプランジャロッド内に配置された圧力センサを伴う。追加として、いくつかの例では、第２の課題に対する解決策は、より詳細に以下に説明するように、位置センサを使用してストッパまたはプランジャロッドの位置を検出し、これを検出された圧力と比較して、薬物送達動作の品質の標示を判定することを伴う。
【００３６】
「薬物」または「薬剤」という用語は、本明細書では１つまたはそれ以上の薬学的に活性な化合物を記述するために使用される。以下に記載されるように、薬物または薬剤は、１つもしくはそれ以上の疾患の治療のために各種タイプの製剤中に少なくとも１つの低分子もしくは高分子またはそれらの組合せを含みうる。例示的な薬学的に活性な化合物としては、低分子；ポリペプチド、ペプチド、およびタンパク質（たとえば、ホルモン、成長因子、抗体、抗体フラグメント、および酵素）；炭水化物および多糖；ならびに核酸、二本鎖または一本鎖ＤＮＡ（ネイキッドおよびｃＤＮＡを含む）、ＲＮＡ、アンチセンス核酸たとえばアンチセンスＤＮＡおよびＲＮＡ、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、リボザイム、遺伝子、ならびにオリゴヌクレオチドが挙げられうる。核酸は、ベクター、プラスミド、またはリポソームなどの分子送達システムに取り込み可能である。これらの薬物の１つまたはそれ以上の混合物も企図される。
【００３７】
「薬物送達デバイス」という用語は、薬物の体積を人体または動物体に投薬するように構成された任意のタイプのデバイスまたはシステムを包含するものである。体積は、典型的に、約０．５ｍｌ〜約１０ｍｌの範囲とすることができる。限定されることなく、薬物送達デバイスは、シリンジ、針安全システム、ペン注射器、自動注射器、大容量性デバイス（ＬＶＤ）、ポンプ、かん流システム、または薬物の皮下送達、筋肉内送達、もしくは血管内送達用に構成された他のデバイスでありうる。そのようなデバイスは、針を含むことが多く、針は、小ゲージ針（たとえば、約２４ゲージ超、２７、２９、または３１ゲージを含む）を含むことができる。
【００３８】
特有の薬物と組み合わせて、本明細書に記載するデバイスはまた、必要とされるパラメータ内で動作するようにカスタマイズすることができる。たとえば、特定の期間（たとえば、注射器の場合は約３〜約２０秒、ＬＶＤの場合は約５分〜約６０分）内、低レベルもしくは最小レベルの不快さ、または人的要因、保管寿命、有効期限、生体適合性、環境的考慮などに関係する特定の条件の範囲内とすることができる。そのような変動は、たとえば薬物の粘性が約３ｃＰ〜約５０ｃＰの範囲に及ぶことなどの様々な要因によって生じる可能性がある。
【００３９】
薬物または薬剤は、薬物送達デバイスでの使用に適合化された一次パッケージ、カートリッジ、または「薬物容器」に包含可能である。薬物容器は、たとえば、１つもしくはそれ以上の薬学的に活性な化合物の収納（たとえば、短期または長期の収納）に好適なチャンバを提供するように構成されたカートリッジ、シリンジ、リザーバ、または他のベッセルでありうる。たとえば、いくつかの実施形態では、チャンバは、少なくとも１日間（たとえば、１日間〜少なくとも３０日間）にわたり薬物を収納するように設計可能である。いくつかの実施形態では、チャンバは、約１カ月〜約２年間にわたり薬物を収納するように設計可能である。収納は、室温（たとえば、約２０℃）または冷蔵温度（たとえば、約−４℃〜約４℃）で行うことが可能である。いくつかの実施形態では、薬物容器は、薬物製剤の２つ以上の成分（たとえば、薬物と希釈剤、または２つの異なるタイプの薬物）を各チャンバに１つずつ個別に収納するように構成されたデュアルチャンバカートリッジでありうるか、またはそれを含みうる。そのような実施形態では、デュアルチャンバカートリッジの２つのチャンバは、人体もしくは動物体への投薬前および／または投薬中に薬物もしくは薬剤の２つ以上の成分間の混合が可能になるように構成可能である。たとえば、２つのチャンバは、互いに流体連通するように（たとえば、２つのチャンバ間の導管を介して）かつ所望により投薬前にユーザによる２つの成分の混合が可能になるように構成可能である。代替的または追加的に、２つのチャンバは、人体または動物体への成分の投薬時に混合が可能になるように構成可能である。
【００４０】
本発明に記載の薬物送達デバイスおよび薬物は、多くの異なるタイプの障害の治療および／または予防のために使用可能である。例示的な障害としては、たとえば、糖尿病または糖尿病に伴う合併症たとえば糖尿病性網膜症、血栓塞栓障害たとえば深部静脈血栓塞栓症または肺血栓塞栓症が挙げられる。さらなる例示的な障害は、急性冠症候群（ＡＣＳ）、アンギナ、心筋梗塞、癌、黄斑変性、炎症、枯草熱、アテローム硬化症および／または関節リウマチである。
【００４１】
糖尿病または糖尿病に伴う合併症の治療および／または予防のための例示的な薬物としては、インスリン、たとえば、ヒトインスリン、もしくはヒトインスリンアナログもしくは誘導体、グルカゴン様ペプチド（ＧＬＰ−１）、ＧＬＰ−１アナログもしくはＧＬＰ−１レセプターアゴニスト、もしくはそのアナログもしくは誘導体、ジペプチジルペプチダーゼ−４（ＤＰＰ４）阻害剤、もしくはそれらの薬学的に許容可能な塩もしくは溶媒和物、またはそれらのいずれかの混合物が挙げられる。本明細書で用いられる場合、「誘導体」という用語は、元の物質と実質的に同様の機能性または活性（たとえば、治療効果）を有するように、構造的に十分同様である任意の物質を指す。
【００４２】
例示的なインスリンアナログは、Ｇｌｙ（Ａ２１）、Ａｒｇ（Ｂ３１）、Ａｒｇ（Ｂ３２）ヒトインスリン（インスリングラルギン）；Ｌｙｓ（Ｂ３）、Ｇｌｕ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ｌｙｓ（Ｂ２８）、Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン；位置Ｂ２８のプロリンがＡｓｐ、Ｌｙｓ、Ｌｅｕ、ＶａｌまたはＡｌａに置き換えられたうえに位置Ｂ２９のＬｙｓがＰｒｏに置き換えられていてもよいヒトインスリン；Ａｌａ（Ｂ２６）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２８−Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｄｅｓ（Ｂ２７）ヒトインスリンおよびＤｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリンである。
【００４３】
例示的なインスリン誘導体は、たとえば、Ｂ２９−Ｎ−ミリストイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−ミリストイルヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−パルミトイルヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−ミリストイルＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ２８−Ｎ−パルミトイル−ＬｙｓＢ２８ＰｒｏＢ２９ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−ミリストイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ３０−Ｎ−パルミトイル−ＴｈｒＢ２９ＬｙｓＢ３０ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−パルミトイル−ガンマ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（Ｎ−リトコリル−ガンマ−グルタミル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン；Ｂ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリンおよびＢ２９−Ｎ−（ω−カルボキシヘプタデカノイル）ヒトインスリンである。例示的なＧＬＰ−１、ＧＬＰ−１アナログおよびＧＬＰ−１レセプターアゴニストは、たとえば：リキシセナチド／ＡＶＥ００１０／ＺＰ１０／リキスミア、エキセナチド／エキセンジン−４／バイエッタ／ビデュリオン／ＩＴＣＡ６５０／ＡＣ−２９９３（ヒラモンスターの唾液腺により産生される３９アミノ酸ペプチド）、リラグルチド／ビクトーザ、セマグルチド、タスポグルチド、シンクリア／アルビグルチド、デュラグルチド、ｒエキセンジン−４、ＣＪＣ−１１３４−ＰＣ、ＰＢ−１０２３、ＴＴＰ−０５４、ラングレナチド／ＨＭ−１１２６０Ｃ、ＣＭ−３、ＧＬＰ−１エリゲン、ＯＲＭＤ−０９０１、ＮＮ−９９２４、ＮＮ−９９２６、ＮＮ−９９２７、ノデキセン、ビアドール−ＧＬＰ−１、ＣＶＸ−０９６、ＺＹＯＧ−１、ＺＹＤ−１、ＧＳＫ−２３７４６９７、ＤＡ−３０９１、ＭＡＲ−７０１、ＭＡＲ７０９、ＺＰ−２９２９、ＺＰ−３０２２、ＴＴ−１１４、ＢＨＭ−０３４、ＭＯＤ−６０３０、ＣＡＭ−２０３６、ＤＡ−１５８６４、ＡＲＩ−２６５１、ＡＲＩ−２２５５、エキセナチド−ＸＴＥＮおよびグルカゴン−Ｘｔｅｎである。
【００４４】
例示的なオリゴヌクレオチドは、たとえば：家族性高コレステロール血症の治療のためのコレステロール低下アンチセンス治療剤ミポメルセン／キナムロである。
【００４５】
例示的なＤＰＰ４阻害剤は、ビダグリプチン、シタグリプチン、デナグリプチン、サキサグリプチン、ベルベリンである。
【００４６】
例示的なホルモンとしては、脳下垂体ホルモンもしくは視床下部ホルモンまたはレギュラトリー活性ペプチドおよびそれらのアンタゴニスト、たとえば、ゴナドトロピン（フォリトロピン、ルトロピン、コリオンゴナドトロピン、メノトロピン）、ソマトロピン（Ｓｏｍａｔｒｏｐｉｎｅ）（ソマトロピン（Ｓｏｍａｔｒｏｐｉｎ））、デスモプレシン、テルリプレシン、ゴナドレリン、トリプトレリン、リュープロレリン、ブセレリン、ナファレリン、およびゴセレリンが挙げられる。
【００４７】
例示的な多糖としては、グルコサミノグリカン、ヒアルロン酸、ヘパリン、低分子量ヘパリンもしくは超低分子量ヘパリンもしくはそれらの誘導体、もしくは硫酸化多糖たとえばポリ硫酸化形の上述した多糖、および／またはそれらの薬学的に許容可能な塩が挙げられる。ポリ硫酸化低分子量ヘパリンの薬学的に許容可能な塩の例は、エノキサパリンナトリウムである。ヒアルロン酸誘導体の例は、ハイランＧ−Ｆ２０／シンビスク、ヒアルロン酸ナトリウムである。
【００４８】
本明細書で用いられる「抗体」という用語は、イムノグロブリン分子またはその抗原結合部分を指す。イムノグロブリン分子の抗原結合部分の例としては、抗原への結合能を保持するＦ（ａｂ）およびＦ（ａｂ’）２フラグメントが挙げられる。抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、組換え抗体、キメラ抗体、脱免疫化もしくはヒト化抗体、完全ヒト抗体、非ヒト（たとえばネズミ）抗体、または一本鎖抗体でありうる。いくつかの実施形態では、抗体は、エフェクター機能を有するとともに補体を固定可能である。いくつかの実施形態では、抗体は、Ｆｃレセプターへの結合能が低減されているか、または結合能がない。たとえば、抗体は、Ｆｃレセプターへの結合を支援しない、たとえば、Ｆｃレセプター結合領域の突然変異もしくは欠失を有するアイソタイプもしくはサブタイプ、抗体フラグメントまたは突然変異体でありうる。
【００４９】
「フラグメント」または「抗体フラグメント」という用語は、完全長抗体ポリペプチドを含まないが依然として抗原に結合可能な完全長抗体ポリペプチドの少なくとも一部分を含む抗体ポリペプチド分子由来のポリペプチド（たとえば、抗体重鎖および／または軽鎖ポリペプチド）を指す。抗体フラグメントは、完全長抗体ポリペプチドの切断部分を含みうるが、この用語は、かかる切断フラグメントに限定されるものではない。本発明に有用な抗体フラグメントとしては、たとえば、Ｆａｂフラグメント、Ｆ（ａｂ’）２フラグメント、ｓｃＦｖ（一本鎖Ｆｖ）フラグメント、線状抗体、単一特異的または多重特異的な抗体フラグメント、たとえば、二重特異的、三重特異的、および多重特異的抗体（たとえば、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ）、ミニボディ、キレート化組換え抗体、トリボディまたはビボディ、イントラボディ、ナノボディ、小モジュール免疫医薬（ＳＭＩＰ）、結合ドメインイムノグロブリン融合タンパク質、ラクダ化抗体、およびＶＨＨ含有抗体が挙げられる。抗原結合抗体フラグメントの追加の例は当技術分野で公知である。
【００５０】
「相補性決定領域」または「ＣＤＲ」という用語は、特異的抗原認識を媒介する役割を主に担う、重鎖および軽鎖の両方のポリペプチドの可変領域内の短いポリペプチド配列を指す。「フレームワーク領域」という用語は、ＣＤＲ配列でないかつ抗原結合が可能になるようにＣＤＲ配列の適正配置を維持する役割を主に担う、重鎖および軽鎖の両方のポリペプチドの可変領域内のアミノ酸配列を指す。フレームワーク領域自体は、典型的には抗原結合に直接関与しないが、当技術分野で公知のように、ある特定の抗体のフレームワーク領域内のある特定の残基は、抗原結合に直接関与しうるか、またはＣＤＲ内の１つもしくはそれ以上のアミノ酸と抗原との相互作用能に影響を及ぼしうる。
【００５１】
例示的な抗体は、抗ＰＣＳＫ−９  ｍＡｂ（たとえば、アリロクマブ）、抗ＩＬ−６  ｍＡｂ（たとえば、サリルマブ）、および抗ＩＬ−４  ｍＡｂ（たとえば、デュピルマブ）である。
【００５２】
本明細書に記載の化合物は、（ａ）化合物またはその薬学的に許容可能な塩、および（ｂ）薬学的に許容可能な担体を含む医薬製剤に使用可能である。化合物は、１つもしくはそれ以上の他の活性医薬成分を含む医薬製剤、または本化合物もしくはそれらの薬学的に許容可能な塩が唯一の活性成分である医薬製剤にも使用可能である。したがって、本開示の医薬製剤は、本明細書に記載の化合物と薬学的に許容可能な担体を混合することによって作られる任意の製剤を包含する。
【００５３】
本明細書に記載のいずれの薬物の薬学的に許容可能な塩も、薬物送達デバイスで使用することが企図される。薬学的に許容可能な塩は、たとえば、酸付加塩および塩基性塩である。酸付加塩は、たとえば、ＨＣｌまたはＨＢｒ塩である。塩基性塩は、たとえば、アルカリもしくはアルカリ土類金属、たとえば、Ｎａ＋、もしくはＫ＋、またはＣａ２＋、またはアンモニウムイオンＮ＋（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）（Ｒ４）、（式中、Ｒ１からＲ４は互いに独立して：水素、場合により置換されたＣ１〜Ｃ６−アルキル基、場合により置換されたＣ２〜Ｃ６−アルケニル基、場合により置換されたＣ６〜Ｃ１０−アリール基、または場合により置換されたＣ６〜Ｃ１０−ヘテロアリール基を意味する）から選択されるカチオンを有する塩である。薬学的に許容可能な塩のさらなる例は当業者には公知である。
【００５４】
薬学的に許容可能な溶媒和物は、たとえば、水和物またはメタノラート（ｍｅｔｈａｎｏｌａｔｅ）もしくはエタノラート（ｅｔｈａｎｏｌａｔｅ）などのアルカノラート（ａｌｋａｎｏｌａｔｅ）である。
【００５５】
図１は、薬物送達デバイス１００の分解図であり、薬物送達デバイス１００は、使い捨てまたは再利用可能の薬物送達デバイスとすることができる。薬物送達デバイス１００はハウジング１１０を含み、ハウジング１１０は、カートリッジ１１４およびカートリッジハウジング１０４を収容し、カートリッジハウジング１０４内にカートリッジ１１４が配置される。カートリッジ１１４の本体１０４内には栓またはストッパ２００が配置されており、使用中に本体１０４内でストッパ２００を前進させて、カートリッジ１１４から薬剤を排出することができる。カートリッジハウジング１０４にニードルアセンブリ１１５を取り付けることができる。ニードルアセンブリ１１５の針１０９は、使用前、内側ニードルキャップ１１６および外側ニードルキャップ１１７によって保護されており、外側ニードルキャップ１１７は、キャップ１１８によって覆うことができる。薬物送達デバイス１００から排出すべき薬剤または薬物の用量は、投与量ノブ１１２を回すことによって選択され、選択された用量は、投与量窓またはディスプレイ１１３を介して表示される。
【００５６】
以下にさらに説明するように、薬物送達デバイス１００は、１つまたはそれ以上の電子構成要素１２２、１２４を含むことができ、そのうちのいくつかを、たとえば自立型の電子アセンブリとして、カートリッジ１１４のストッパ２００内に含むことができる。いくつかの例では、電子構成要素１２２、１２４は、薬物送達デバイスの他の部材内に位置しながら、電子構成要素１２２、１２４のセンサが、プランジャロッド１０６によってカートリッジ１１４のストッパ２００に印加される力または薬物送達デバイスの駆動機構によって印加されるプランジャロッド１０６内の力を判定または測定することを有効にする。いくつかの例では、電子構成要素１２２、１２４は、たとえばストッパ２００の外側に位置するが、印加された力を測定するためにプランジャロッド１０６上に力センサが配置される。他の例では、電子構成要素１２２、１２４は分離される。たとえば、ハウジング１１０内に位置する電子構成要素と電子通信するように、プランジャロッド１０６のヘッドとストッパ２００との間に力または圧力センサを配置することができる。
【００５７】
薬物送達デバイス１００の動作について続けると、投与量ノブ１１２を回すことで機械的クリック音が生じて、使用者に音響フィードバックを提供する。投与量ディスプレイ１１３内に表示される数字は、ハウジング１１０内に収容されたスリーブ上に印刷されており、カートリッジ１１４と相互作用するように構成されたプランジャと機械的に相互作用する。針１０９が患者に刺されて、次いで注射ボタン１１１が押されたとき、ディスプレイ１１３内に表示されている薬物用量が、薬物送達デバイス１００から排出される。注射中、プランジャアームの輪郭として示されている駆動機構１０６が、ストッパ２００をカートリッジ１１４内へ駆動して薬物を排出させる。ストッパ２００は、流体および気体がカートリッジ１１４の内外に漏れることを防止するためのバリアとして作用し、Ｈ２Ｏおよび他の流体の蒸発を防止することができる。いくつかの実施形態では、封止機能は、容器の壁に接触している弾性封止要素によって提供されるが、それでもなおストッパ２００が滑ることは可能である。注射ボタン１１１が押された後、薬物送達デバイス１００の針１０９が特定の時間にわたって患者の皮膚の中に留まったとき、用量の大部分が実際に患者の体内へ注射されている。いくつかの例では、薬物送達デバイス１００は、一度だけ使用されるまたは使い捨てのデバイスであり、薬物送達デバイス１００内で使用される電子構成要素１２２、１２４は、一度だけ使用されるまたは使い捨ての薬物送達デバイス内で類似の機能とともに同様に存在しうることが、当業者には理解されよう。
【００５８】
図２Ａは、薬物送達デバイス１００のストッパ２００の一実施形態の断面図である。ストッパ２００は、電子デバイス１２２、１２４を収容するシェル２０２およびコア２０４を含み、いくつかの実施形態では、電子デバイス１２２、１２４は、コア２０４の材料に埋め込まれている。いくつかの例では、コア２０４は、製造後にストッパ２００のシェル２０２内へ挿入されるように構成される。たとえば、コア２０４は、シェルが薬物送達デバイス１００のカートリッジ１１４内に配置された後に、シェル２０２内へ挿入することができる。他の例では、シェル２０２は、電子デバイス１２２、１２４を有するコア２０４とともに組立てられ、後にカートリッジ１１４内へ挿入される。いくつかの例では、シェル２０２は、シェル２０２がカートリッジ１１４内へ挿入されるときにカートリッジ１１４の内面との封止インターフェースを提供するように配置された封止要素２０８（たとえば、Ｏリング）を含む。いくつかの例では、シェル２０２およびコア２０４は、電子デバイス１２２、１２４の有無にかかわらず、単一の構成要素として製造される。
【００５９】
いくつかの例では、シェル２０２およびコア２０４の材料は、センサ信号を通過させることができるように選択される。たとえば、ポリマーもしくはセラミックのような非金属材料、または非常に薄い金属（たとえば、厚さ０．１ｍｍ未満）を使用することができる。電子デバイス１２２、１２４は、たとえばセンサ、エネルギー源、マイクロコントローラ、および／または無線トランシーバを含むことができる。電子デバイス１２２、１２４は代表例にすぎない。任意の数の電子デバイスが存在することができる。センサは、たとえば圧電抵抗歪みゲージ、容量ダイアフラムおよび圧力キャビティ、電磁デバイス、または圧電デバイスなどの圧力感知または力感知デバイスとすることができる。圧力または力センサは、プランジャロッド１０６によってストッパ２００に印加された力、またはストッパ２００によってカートリッジ１１４内の薬剤に印加された力に応答して、信号を生成することができ、いくつかの実施形態では、この力は、薬物送達動作中にストッパ２００によってカートリッジ１１４から駆動される薬剤の量を判定するために、または注射が実施されたかどうか、完了したかどうか、もしくは薬物送達動作中に可能性のある複数の異なる障害が発生したかどうかを判定するために使用される。いくつかの実施形態では、位置センサもまた、カートリッジ１１４内のストッパ２００の位置またはカートリッジ１１４もしくはストッパ２００に対するプランジャロッド１０６の位置を感知するために含まれる。注射前後のストッパ２００の位置は、カートリッジ１１４内に残っている薬剤の体積の変化に対応しており、カートリッジ１１４から排出された薬剤の体積または用量を示すことができる。薬物送達動作の経過中にストッパに印加される力の形状が予期の値に密接に一致することを条件として、プランジャ１０６によってストッパ２００に印加される力もまた、カートリッジ１１４内に残っている薬剤の体積の変化に対応しており、カートリッジ１１４から排出された薬剤の体積または用量を示すことができる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、圧力もしくは力および／または位置センサによって受信された応答は、コントローラ（たとえば、ストッパ２００内または薬物送達デバイス１００内の他の場所に位置するプロセッサ）へ提供され、コントローラは、この応答を受信し、カートリッジ１１４の状態を計算することができる。カートリッジ１１４の状態は、ストッパ２００の位置または薬物送達動作の品質の標示に対応することができる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、エネルギー源は、電池または他のエネルギー貯蔵デバイスである。無線モジュールは、外部電子デバイスならびにセンサと通信することができる。外部電子デバイスは、コントローラ、スマートフォン、タブレット、またはコンピュータとすることができ、センサから受信したデータを外部データベースへ通信することができる。外部デバイスとの通信は、一方向または双方向とすることができる。センサデバイスから外部データベースへ転送されたデータは、デバイスの識別に関係する情報（たとえば、固有の番号）、較正データ、生産ロット情報、デバイス材料情報、収納時間および生産時間に関係するデータ、ならびにセンサ測定に関係する情報（たとえば、測定時間、温度、距離などのセンサ測定結果、光信号、および音響信号など）を含むことができる。無線モジュールは、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、または無線周波数を含む任意の知られている無線通信技法を使用して通信することができる。
【００６２】
いくつかの実施形態では、ストッパ２００のシェル２０２は、金属、ポリマー（たとえば、ＣＯＣ、ＰＡ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＯＭ、ＰＳ、ＡＢＳ、ＣＯＰなど）、ガラス、またはセラミックなどの材料から構築される。いくつかの実施形態では、電子デバイス（または電子アセンブリ）１２２、１２４は、センサ、電源（たとえば、電池）、コントローラまたはプロセッサ、無線通信モジュール（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＬＥ、任意のＲＦ、ＩｒＤＡ）、メモリ、オンオフスイッチ、感熱要素、圧力または力センサなどのうちの１つまたはそれ以上を含む。いくつかの実施形態では、電子デバイス１２２、１２４は、たとえば、薬物送達デバイス１００の組立て中に薬物送達デバイス１００の構成要素（たとえば、駆動機構１０６からの力）によるストッパ２００との接触によって電子デバイス１２２、１２４をトリガするように構成されたオンオフ機構を含む。いくつかの例では、オンオフ機構は圧力または力センサである。
【００６３】
図２Ｂは、ストッパ２００の上面図である。シェル２０２は、コア２０４を取り囲み、封止要素２０８と連係しており、封止要素２０８は、ストッパ２００がカートリッジ１１４内へ導入されたとき、カートリッジ１１４との封止インターフェースを形成する。封止インターフェースは、薬物送達デバイス１００によって送達される薬剤の滅菌性を維持するために、カートリッジ１１４内に滅菌バリアの少なくとも一部を形成することができる。
【００６４】
図２Ｃは、カートリッジ１１４内に配置されたストッパ２００の断面図である。示されているストッパ２００の様々な機能は、図２Ａおよび図２Ｂに関連して上記で説明した。カートリッジ１１４は、ストッパ２００の封止要素２０８と連係してカートリッジ１１４の開端を封止するハウジング６０２を含む。いくつかの実施形態では、カートリッジ１１４のキャップ６０４とストッパ２００のシェル２０２との間の空間内に薬剤が配置される。
【００６５】
いくつかの実施形態では、ストッパ２００（たとえば、カートリッジ１１４内の薬剤）に印加される圧力またはプランジャロッド１０６内の力を測定するために、異なる測定方法が使用される。いくつかの例では、ストッパ２００にかかるプランジャ１０６の力を受けるように位置するセンサによって測定信号が生成され、測定信号は、プランジャロッド１０６の無運動（ｎｕｌｌ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ）に対するストッパ２００の力とともに変化する。この無運動は、薬物送達動作の開始前のプランジャロッド１０６によるストッパ２００に対する静止圧力を表すことができる。様々な圧力または力センサにより、ストッパ２００にかかる圧力もしくは力またはプランジャロッド１０６内の力（たとえば、応力）の検出が有効になることが、当業者には理解されよう。いくつかの場合、たとえば、圧力または力センサは歪みゲージであり、または静電容量の変化を使用して測定信号を生成するダイアフラム型センサである。
【００６６】
いくつかの実施形態では、ストッパ２００の位置を測定するために、異なる測定方法が使用される。システムまたはカートリッジ１１４内の固定位置に対するストッパ２００の動きとともに変化する特定の信号が生成される。この固定位置は、カートリッジ１１４の内側とすることができる。いくつかの場合、たとえば、固定位置は、カートリッジ１１４のセプタム区域またはカートリッジ１１４の別の剛壁上である。別法として、固定基準を提供する目的で、カートリッジ内へ要素を導入することができる。他の実施形態では、固定基準は、薬物送達デバイス１００のハウジング上など、カートリッジの外側とすることもできる。いくつかの実施形態では、センサは、光源（たとえば、ＬＥＤ）から固定区域へ光を送り出し、再放出された光を光検出器によって受信することによって、光信号の変化を測定する。再放出の強度は、距離に相関することができる。別の可能性は、信号（たとえば、音響信号）が送信器から固定位置へ移動し、送信器付近に位置する受信器に戻るために必要とされる時間の変化を測定することである。別の実施形態では、動いているストッパ２００内の受信器へ固定位置から信号（光、音響、容量など）を送り出して、ストッパの移動中の信号の変化を測定し、この変化をカートリッジ１１４内のストッパ位置に相関させることができる。
【００６７】
例示的な位置感知動作では、送信器（たとえば、電子デバイス１２２、１２４のうちの１つ、または電子アセンブリ３４０の位置センサ３４２の構成要素）は、第１の時間ｔ１に音波を伝送する。第１の時間ｔ１（たとえば、音波の伝送時間）は、外部デバイスへ提供することができる。音波は、ストッパ２００内の送信器からカートリッジ１１４の遠位端（すなわち、キャップ６０４を有する端部）の方へ伝播し、カートリッジ１１４の表面またはカートリッジ１１４の遠位端内に配置された反射器から反射される（たとえば、跳ね返る）。音波の反射（たとえば、反射波）は、カートリッジ１１４の遠位端からストッパ２００内のセンサの方へ伝播する。反射波は、第２の時間ｔ２に受信される。音波の速度は、カートリッジ１１４内の薬剤中の周知の音の速度Ｓである。音波の伝送と受信との間の経過時間は、ｔ２−ｔ１である。経過時間に音の速度を掛けて、波が送信器からカートリッジ１１４の遠位端へ移動し、センサへ戻った距離を判定する。移動距離を２で割って、ストッパ２００とカートリッジ１１４の遠位端との間の距離Ｄを判定する。判定された距離にカートリッジ１１４の断面積Ａを掛けることによって、カートリッジ１１４内の薬剤の体積Ｖ（たとえば、カートリッジ１１４内でストッパ２００と遠位端との間に密閉されている薬剤の体積）を判定する。したがって、Ｖ＝Ａ＊（ｔ２−ｔ１）＊Ｓ／２である。薬物送達動作前後のカートリッジ１１４内の薬剤の判定された体積の検出された差が、患者へ投与された用量に対応する。
【００６８】
図３は、電子アセンブリ３４０の内部構成要素の概略断面図であり、電子アセンブリ３４０は、たとえば図１に示す電子構成要素１２２、１２４とすることができる。ストッパ２００内に配置された電子アセンブリ３４０が示されており、ストッパ２００自体は、カートリッジ１１４の開端内に設置されている。電子アセンブリ３４０は、圧力または力センサ３４１、位置センサ３４２、プロセッサ３４３、メモリ３４４、無線モジュール３４５、および電力モジュール３４６を含む。圧力または力センサ３４１および位置センサ３４２は、電子アセンブリ内に配置されており、したがって電子アセンブリ３４０がストッパ２００内に配置されたとき、位置センサ３４２は、カートリッジ１１４の内部体積３０３との間で感知信号を送信および受信することができ、または他の方法でストッパ２００もしくはプランジャロッド１０６の位置を検出することができ、圧力または力センサ３４１は、薬物送達デバイス１００のプランジャ１０６を介してストッパ２００（または電子アセンブリ）に印加される力を測定することができ、または他の方法でプランジャロッド１０６もしくは駆動機構内の圧力を検出することができる。プロセッサ３４３は、電子アセンブリ３４０のすべての要素に動作可能に連結されており、圧力センサ３４１、位置センサ３４２、および無線モジュール３４５の起動を制御する。メモリ３４４は、以下の図に関連してより詳細に論じるように、上述した電子アセンブリ３４０の構成要素を動作させる際にプロセッサ３４３によって使用される命令を記憶する。
【００６９】
図３は、圧力または力センサ３４１が電子アセンブリ３４０に一体化されているストッパ２００内の電子アセンブリ３４０を示すが、他の例では、圧力または力センサ３４１は、電子アセンブリの外部に位置する（たとえば、プランジャロッド１０６との接点に位置し、プランジャロッド１０６自体に取り付けられ、またはプランジャロッド１０６に力を印加するように配置された薬物送達デバイス１００の駆動機構内に位置する）。追加として、図３は、ストッパ２００内の電子アセンブリ３４０を示しているが、電子アセンブリ３４０は、内部圧力または力センサ３４１の有無にかかわらず、圧力または力センサ３４１から信号を受信することができるように、薬物送達デバイス１００内の任意の場所に位置することができることが、当業者には理解されよう。
【００７０】
動作の際、無線モジュール３４５は、外部電子デバイスと通信して電子アセンブリ３４０からの情報を通信するように構成される。電力モジュール３４６は、電子アセンブリ３４０のすべての構成要素へ電力を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、電子アセンブリ３４０は、たとえばスマートフォンから近距離通信プロトコル（ＮＦＣ）信号を介して、またはモジュール３４６へエネルギーを提供するために他の誘導性装荷手段を有する典型的な無線充電デバイスによって、電力を無線で受信するように構成された容量性回路を含む容量性デバイスを含む。
【００７１】
図３は、無線モジュールを含む電子アセンブリ３４０を示しているが、いくつかの例では、無線接続性が存在せず、薬物送達デバイスまたは電子アセンブリ自体が、視覚的もしくは可聴的に使用者に警報し、または特定の情報を使用者へ提供するように構成された警報機構を収容する。たとえば、代表的な警報機構は、感知された圧力または力信号および薬物送達動作の品質の判定された標示に基づいて異なる色を使用者に照明するように配置されたディスプレイまたは一連のＬＥＤ光とすることができる。たとえば、青色光は、デバイスをすぐに使用できることを示すことができ、橙色光は、薬物送達デバイスが薬物送達動作を行っている間に照明することができ、次いで緑色または赤色光が、薬物送達動作の完了を感知したとき、それぞれ送達動作の成功または失敗を示すために点灯することができる。他の例では、警報機構は、視覚警報機構と同じまたは異なる情報を伝えるために、異なる音またはビープを生じさせることができる。
【００７２】
図４Ａは、薬物送達デバイス１００内に配置されるように構成されたストッパ２００内の電子アセンブリ３４０の断面図である。ストッパ２００は、電子アセンブリ３４０を保持するシェル４０２と、電子アセンブリ３４０をストッパ２００内へ封止するように構成されたキャップ４１０とを含む。図４Ａは、薬剤がカートリッジ１１４の内部体積３０３内に充填される前、またはカートリッジ１１４が薬物送達デバイス１００内に設置される前、カートリッジ１１４の組立て中にキャップ４１０が設置（４９７）されているところを示す。このようにして、図４Ａは組立て工程を表し、いくつかの例では、電子アセンブリ３４０は、圧力もしくは力センサ３４１または位置センサ３４２を使用してストッパ２００の動きまたはストッパ２００に印加される力を検出することで、ストッパ２００または薬物送達デバイス１００の組立てを検出するように構成され、ストッパ２００の動きまたはストッパ２００に印加される力は、薬物送達デバイスまたはカートリッジ１１４をすぐに使用できることを示す。
【００７３】
図４Ａで、電子アセンブリ３４０は、圧力もしくは力センサ３４１または位置センサ３４１がカートリッジ１１４をすぐに使用できることを検出するまで、低電力状態とすることができる。いくつかの実施形態では、圧力または力センサ３４１は、図４Ｂに示すように、ストッパ２００または薬物送達デバイス１００内に設置されることによって電子アセンブリ３４０をトリガするための起動機構になるように構成される。
【００７４】
図４Ｂは、すぐに使用できる構成の薬物送達デバイス１００内に配置された電子アセンブリ３４０およびストッパ２００の断面図である。図４Ｂは、カートリッジ１１４およびストッパ２００が電子アセンブリ３４０を収容し、カートリッジ１１４が薬物送達デバイス１００内に設置され、プランジャ１０６が、ストッパ２００および電子アセンブリ３４０をカートリッジ１１４内へ駆動するように配置されているところを示す。キャップ４１０は、電子アセンブリ３４０をストッパ２００の内部領域内に封止している。カートリッジ１１４の内部体積３０３は、薬剤４０で充填されており、いくつかの例では、電子アセンブリ３４０は、内部体積３０３内のストッパ２００の位置を感知することができる（感知信号４７１を介する）。
【００７５】
図４Ｂで、プランジャ１０６は、カートリッジ１１４を収容する薬物送達デバイス１００のアクチュエータまたは駆動機構によって駆動される。動作の際、プランジャ１０６をストッパ２００に対して駆動し（矢印４９８によって示す）、力を印加してストッパ２００をカートリッジ１１４内へ動かし、薬剤４０の一部分をカートリッジ１１４から駆動する。この例では、電子アセンブリの圧力または力センサ３４１は、キャップ４１０がプランジャロッド１０６から電子アセンブリ３４０へ圧力または力を伝送する箇所４７１で、圧力または力を感知するように配置される。他の例では、ストッパ２００はキャップを有しておらず、プランジャロッド１０６は電子アセンブリに直接作用する。他の例では、圧力または力センサ３４１は、電子アセンブリから離れており、たとえばストッパ２００とプランジャロッド１０６との間に位置し、またはプランジャロッド１０６によってストッパ２００もしくは薬剤４０に印加される力を測定するのに好適な任意の他の箇所に位置する。
【００７６】
図４Ｃは、薬物送達動作後の電子アセンブリ３４０、ストッパ２００、および薬物送達デバイス１００の断面図である。図４Ｃは、薬物送達デバイス１００のプランジャ１０６がストッパ２００に接触し、ストッパ２００をカートリッジ１１４内へ駆動して（矢印４９９によって示す）、薬物送達動作（たとえば、針１０９を介した注射）を行っているところを示す。動作の際、図４Ｂと図４Ｃとの間のプランジャロッド１０６は、圧力または力の感知箇所４７０でストッパ２００に特定の力プロファイルを印加して、図４Ｃに示す箇所にストッパを位置決めし、さらにこの動きにより、薬剤４０の一部分をカートリッジ１１４から駆動する。圧力または力センサ３４１は、ストッパ２００が示されている箇所へ動く間に、箇所４７１の力を表す信号を生成するように配置される。このようにして、圧力または力センサ３４１は、電子アセンブリ３４０が薬物送達動作の品質を判定することが有効になるように、その箇所４７０における圧力または力の時間履歴を電子アセンブリ３４０へ提供する。追加として、いくつかの実施形態では、感知信号４７１は、電子アセンブリ３４０によって処理され、電子アセンブリ３４０は、示されている薬物送達動作後のストッパ２００の動きまたはカートリッジ１１４の充填レベルを検出する。電子アセンブリ３４０は、感知したストッパ２００の位置を使用して、たとえば感知したストッパ２００の位置の変化に基づいて、薬剤４０がカートリッジ１１４から駆動された用量を正確に測定することによって、薬物送達動作の品質の標示の検出をさらに改善することができる。追加として、いくつかの例では、注射の検出に応答して、電子アセンブリ３４０の無線モジュールを短時間だけ起動して、外部デバイス４８０とのペアリングを有効にする。
【００７７】
図４Ｃは、外部デバイス４８０が電子アセンブリ３４０との無線通信４８１を開始し、電子アセンブリ３４０の無線モジュールが戻り無線通信４８２に応答しているところを示す。いくつかの例では、外部デバイス４８０への戻り無線通信４８２は、カートリッジ１１４内のストッパ２００の位置の検出された変化、薬物送達動作中に感知された圧力または力、および薬物送達動作の品質の標示を含む。いくつかの例では、戻り無線通信４８２は、力または位置の検出された変化の履歴を含み、それにより外部デバイス４８０が、カートリッジ１１４または薬物送達デバイス１００の以前の薬物送達履歴のすべてまたは一部分を受信することが有効になる。検出された変化の履歴は、たとえば、前の変化、複数の前の変化（たとえば、特定の数または特定の期間）、または検出された変化の完全な履歴を含むことができる。いくつかの例では、戻り無線通信４８２は、位置情報、電子アセンブリ３４０のメモリ３４４によって記憶されている感知された位置履歴、電子アセンブリ３４０によって判定された薬物送達動作の品質の標示、または前の薬物送達動作の標示の履歴を含む。
【００７８】
いくつかの例では、戻り無線通信４８２は、薬剤、カートリッジ、または薬物送達デバイスのバッチまたは有効期限情報を含む。戻り無線通信４８２はまた、電子アセンブリ３４０のいずれかまたはすべての構成要素によって感知、検出、または判定された任意の他のパラメータまたは変化を含むことができる。いくつかの実施形態では、戻り無線通信４８２は、電力残量など、電子アセンブリまたは電子アセンブリの特定の構成要素の状態を含む。いくつかの例では、プランジャ１０６はシリンジのプランジャであり、カートリッジ１１４はシリンジハウジング（たとえば、一度だけ使用される薬物送達デバイス）である。
【００７９】
図５は、薬物送達動作前の構成にある電子アセンブリ３４０、ストッパ２０１、および薬物送達デバイス１００の断面図であり、薬物送達デバイス１００は警報機構５４１を有する。図５は、電子アセンブリ３４０がストッパ２００の外部で薬物送達デバイス１００のハウジング１１０内に位置するところを示す。追加として、圧力または力センサ３４１が、電子アセンブリ３４０への電気接続５４３によって、プランジャロッド１０６によってストッパ２００に印加される応力または力を感知するように、プランジャロッド１０６上に位置する。ここでストッパ２０１は、上記で示したように、内部電子アセンブリを有していない一般的なカートリッジストッパである。図５はまた、上述したプライミング間隙状態を示し、プランジャロッド１０６のヘッド５０６は、ストッパ２０１から距離５４０をあけて隔置されており、したがってプランジャロッド１０６の最初の動きにより、プランジャロッド１０６が変位するが、ストッパ２０１には力が印加されない。いくつかの例では、電子アセンブリ３４０はまた、用量設定機構（たとえば、投与量ノブ１１２）の位置を検出するように構成されたセンサから信号を受信し、それにより電子アセンブリは、薬物送達デバイス１００が薬物送達動作で送達しようとする予期の用量を認識することが有効になる。異なる用量を送達することが可能な薬物送達デバイス１００では、こうした用量設定機構の位置の感知（または単に設定用量に対応する信号の一般的な受信）により、電子アセンブリは、感知された圧力または力が、設定用量に対応する予期の感知圧力または力に対応するかどうかを判定することが有効になる。
【００８０】
図５で、プランジャ１０６は、カートリッジ１１４から排出すべき薬剤４０の用量に基づいて、所定の距離でカートリッジ１１４を収容するように、薬物送達デバイス１００のアクチュエータまたは駆動機構によって駆動される。動作の際、プランジャ１０６をストッパ２００に対して駆動し（矢印４９８によって示す）、箇所５０６で力を印加して、ストッパ２０１をカートリッジ１１４内へ動かし、薬剤４０の一部分をカートリッジ１１４から駆動する。圧力または力センサ３４１は、薬物送達動作中にプランジャロッド１０６内の応力を感知し、測定した応力を電子アセンブリ３４０へ提供し、次いで薬物送達動作の品質を判定するように配置され、上記で論じた警報信号５４２を薬物送達デバイス１００の使用者へ提供するように警報機構５４１を動作させる。
【００８１】
図６は、上記で論じた薬物送達デバイス１００の薬物送達動作中に感知された圧力または力の力と時間との関係を示すグラフである。図６は、３つの異なる薬物送達動作中に感知された圧力または力６０１と時間６０２との関係を示す。第１の薬物送達動作（太線）で、感知された力６１０は、最初に解放力（ｂｒｅａｋ−ｌｏｏｓｅ  ｆｏｒｃｅ）６０３でピークに達し、解放力６０３は、カートリッジ１１４内のストッパ２００の動き始めを表す。時間を進めると、感知された力６１０は、ストッパ２００がプランジャロッド１０６の力を受けてカートリッジ１１４内を動くにつれて減少し、この例では、ストッパ２００はその後、時間６２０でカートリッジ１１４の末端に到達し、この時点で、プランジャロッド１０６の全力６２１が感知された力６１０にあることが示されている。最後に、駆動機構および薬物送達デバイス１００は弛緩し（６０５）、その後、感知された圧力または力６１０は、時間６２２で再び正常化し（たとえば、最初の値に戻る）、これは薬物送達動作の完了を示す。第２の薬物送達動作（細い点線）で、感知された力６１１は、たとえばプランジャロッド１０６によるストッパ２００への接触が遅延した結果、第１の薬物送達動作の感知された力６１０より遅れて上昇する。感知された圧力または力６１１の上昇の遅延および感知された圧力または力６１１による解放力６０３への到達の遅延は、最初に感知された公称の圧力または力６１１に対して明らかに識別可能である。第３の薬物送達動作（太い点線）で、感知された力６１２は、薬物送達動作中に解放力６０３を越えて上昇し、その後、感知された圧力または力６１２は、プランジャロッド１０６の全力６２１でピークに達する。この第３の薬物送達動作で、感知された力６１２が引き続き上昇することは、薬物送達動作中にストッパ２００に大きい力が印加されたことを示し、これは、ストッパ２００がカートリッジ１１４内で動かなかったこと、またはストッパ２００の動きに対して余分の抵抗が存在したことを示し、これは、たとえばカートリッジ１１４からの針１０９または薬物送達経路の閉塞または詰まりに起因する可能性がある。
【００８２】
動作の際、電子アセンブリ３４０は、感知された圧力または力６１０、６１１、６１２を受信し、感知された圧力または力６１０、６１１、６１２で生じた各薬物送達動作の品質の標示を判定する。たとえば、メモリ３４４は、正常な薬物送達動作の正常な圧力曲線を記憶することができ（たとえば、関数または異なる時点の複数の圧力値として）、プロセッサ３４３は、感知された圧力６１０、６１１、６１２を薬物送達動作の異なる時点の正常な圧力曲線と比較して、第２の薬物送達動作におけるプライミング間隙および第３の薬物送達動作における閉塞を検出する。電子アセンブリ３４０は、感知された圧力６１０、６１１、６１２に対応する薬物送達動作の品質の標示を生成し、この標示は、それぞれ正常なプライミング間隙および閉塞時の品質を表す。
【００８３】
図７Ａおよび図７Ｂは、感知された圧力に基づいて薬物送達動作の状態を判定する方法７００を示す流れ図である。いくつかの例では、方法７００は、電子アセンブリ３４０のメモリ３４４にコード化された一連の命令を含む。第１の工程７２０で、上述したように、薬物送達動作中に圧力センサ３４１が起動され、薬物送達デバイス１００から薬剤の設定用量が投薬される間に、たとえばストッパ２００または駆動機構１０６にかかる感知された圧力に対応する測定信号が生成される。次の工程７３０で、圧力センサ３４１は、測定信号をプロセッサ３４３へ提供し、プロセッサ３４３は、次の工程７４０で、受信した測定信号に基づいて、薬剤４０の用量が薬物送達デバイス１００から排出されたかどうかを判定する。工程７４０の判定は、予期の値に対する異なる比較に基づいて行うこともできる。たとえば、第１の態様では、工程７４０の比較は、薬物送達デバイス１００の使用者によって設定された実際の用量の標示を含む用量信号を用量選択機構１１２から受信する第１の工程７４１を含む。次の工程７４２で、受信した用量の標示に基づいて、基準値（たとえば、予期の圧力信号）が計算される。別法として、第２の態様では、工程７４０の比較は、圧力信号に対する記憶された基準値を受信する単一の工程７４９を含む。たとえば、薬物送達デバイス１００が単一用量のデバイスである場合、用量投薬動作の成功に対して、単一の範囲の予期の圧力信号が存在する。
【００８４】
他の例では、可能性のある様々な用量に基づいて、予期の範囲の圧力信号が存在する。いずれの態様でも、位置センサ３４２を使用して、基準信号の１つまたはそれ以上の値の計算または参照を支援することができる。いずれの態様でも、図７Ｂに示すように、受信した測定信号を基準値と比較する最終工程７８０を行って、可能性のある１つまたはそれ以上の障害が比較によって示されるかどうかを識別する。図７Ａを引き続き参照すると、工程７９０で、比較工程７８０の結果を使用して、薬物送達標示を生成する。たとえば、比較が特有の公差範囲内であった場合、注射または薬物送達の成功を示すことができ、そうでなければ、たとえば注射の未完了または失敗、ならびに障害に対する可能性のある理由（たとえば、閉塞またはプライミング間隙）を示すことができる。いくつかの例では、薬物送達標示は、薬物送達動作中に排出された薬剤の用量の推定または計算を含むことができる。最後に、工程７９１で、薬物送達標示を使用して、警報機構５４１を起動し、または工程７９２で、薬物送達標示を外部デバイス４８０へ伝送して、使用者への薬物送達標示の情報の提示および／もしくは薬物送達標示の記憶を行う。
【００８５】
図７Ｂは、工程７８０で様々な薬物送達標示を判定するために行われる工程の流れ図である。たとえば、工程７８１で、工程７４２または７４９からの予期の圧力が、圧力センサ３４１によって生成された最大圧力信号と比較され、受信した最大圧力が早すぎる段階で生じた場合、または薬物送達動作の予期の終了後に長く残りすぎた場合（たとえば、図６のトレース６１２参照）、工程７８４で流体経路閉塞状態が検出される。工程７８２で、薬物送達動作の開始と受信された圧力信号の増大との間の時間遅延を最初に計算することによって、別の障害モード、すなわちプライミング間隙が検出される。プライミング間隙の存在は、工程７８５で、薬物送達動作の開始と圧力信号の増大との間の時間遅延の長さの存在（たとえば、図６の遅延６０４参照）に基づいて検出される。追加として、検出工程７８０は、所望の用量のすべての薬剤が薬物送達デバイス１００から排出されるように、注射の終了時に駆動機構１０６が弛緩したことを判定する能力を含むことができる。薬物送達デバイス１００が薬物送達後に弛緩したことを判定するために、薬物送達動作の終了時に受信した圧力信号を予期の最小圧力と比較する工程７８３が行われる。次に、工程７８６で、受信信号の最小圧力が薬物送達動作の完了をいつ示したか、および受信信号の最小圧力が薬物送達動作の完了を示したかどうかに関する判定が行われる。いくつかの態様では、工程７８６のこの判定は、薬物送達動作の完了を示す警報を使用者へ生成するために、実時間で行われる。
【００８６】
図８は、例示的なコンピュータシステム８００のブロック図である。たとえば、使用者はコンピュータシステムを使用して電子アセンブリ３４０と通信することができるため、本明細書に記載する電子アセンブリ３４０の一例は図３を参照されたい。システム８００は、プロセッサ８１０、メモリ８２０、記憶デバイス８３０、および１つまたはそれ以上の入出力インターフェースデバイス８４０を含む。構成要素８１０、８２０、８３０、および８４０はそれぞれ、たとえばシステムバス８５０を使用して相互接続することができる。
【００８７】
プロセッサ８１０は、システム８００内の実行のために命令を処理することが可能である。本明細書で使用される「実行」という用語は、プログラムコードによってプロセッサに１つまたはそれ以上のプロセッサ命令を実施させる技法を指す。いくつかの実装では、プロセッサ８１０はシングルスレッドプロセッサである。いくつかの実装では、プロセッサ８１０はマルチスレッドプロセッサである。いくつかの実装では、プロセッサ８１０は量子コンピュータである。プロセッサ８１０は、メモリ８２０内または記憶デバイス８３０上に記憶されている命令を処理することが可能である。プロセッサ８１０は、圧力センサ信号の処理および薬物送達動作の品質の判定などの動作を実行することができる。
【００８８】
メモリ８２０は、システム８００内に情報を記憶する。いくつかの実装では、メモリ８２０はコンピュータ可読媒体である。いくつかの実装では、メモリ８２０は揮発性メモリユニットである。いくつかの実装では、メモリ８２０は不揮発性メモリユニットである。
【００８９】
記憶デバイス８３０は、システム８００のための大容量記憶を提供することが可能である。いくつかの実装では、記憶デバイス８３０は非一時的なコンピュータ可読媒体である。様々な異なる実装で、記憶デバイス８３０は、たとえばハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、ソリッドステートドライブ、フラッシュドライブ、磁気テープ、または他の大容量記憶デバイスを含むことができる。いくつかの実装では、記憶デバイス８３０は、クラウド記憶デバイス、たとえばネットワーク上に分散させた１つまたはそれ以上の物理記憶デバイスを含む論理記憶デバイスとすることができ、ネットワークを使用して外部電子デバイス４８０との通信を介してアクセスすることができる。いくつかの例では、記憶デバイスは、圧力もしくは力の基準値、薬物送達デバイスの識別、薬剤の識別もしくは有効期限、または薬物送達デバイス１００内の１つもしくはそれ以上のセンサ（たとえば、位置センサまたは圧力もしくは力センサ３４１）の履歴などの長期データを記憶することができる。入出力インターフェースデバイス８４０は、システム８００のための入出力動作を提供する。いくつかの実装では、入出力インターフェースデバイス８４０は、ネットワークインターフェースデバイス、たとえばイーサネットインターフェース、シリアル通信デバイス、たとえばＲＳ−２３２インターフェース、および／または無線インターフェースデバイス、たとえば８０２．１１インターフェース、３Ｇ無線モデム、４Ｇ無線モデムなどのうちの１つまたはそれ以上を含むことができる。ネットワークインターフェースデバイスにより、システム８００は、図４Ｃに示すように、たとえば戻り無線通信４８２を使用して、薬物送達デバイスの識別、薬剤の識別もしくは有効期限、圧力もしくは力信号、または薬物送達動作の品質の標示などのデータを通信、たとえば伝送および受信することが可能になる。いくつかの実装では、入出力デバイスは、入力データを受信し、出力データを他の入出力デバイス、たとえばキーボード、プリンタ、および表示デバイス８６０へ送信するように構成されたドライバデバイスを含むことができる。いくつかの実装では、移動演算デバイス、移動通信デバイス、および他のデバイスを使用することもできる。
【００９０】
図７を参照すると、圧力または力の感知および検出方法は、実行されたとき、１つまたはそれ以上の処理デバイスに、上記のプロセスおよび機能、たとえば圧力または力センサデータの処理を実施させる命令によって実現することができる。そのような命令は、たとえば、スクリプト命令などの解釈済み命令、もしくは実行可能コード、またはコンピュータ可読媒体内に記憶されている他の命令を含むことができる。
【００９１】
図３に示す電子アセンブリ３４０の態様は、サーバファームもしくは１組の広く分散させたサーバなどのネットワーク上で分散的に実施することができ、または互いに連係して動作する複数の分散させたデバイスを含む単一の仮想デバイス内で実施することができる。たとえば、これらのデバイスのうちの１つが、他のデバイスを制御することができ、これらのデバイスは、１組の連係規則もしくはプロトコル下で動作することができ、またはこれらのデバイスは、別の方式で連係することができる。複数の分散させたデバイスの連係動作により、単一のデバイスとして動作する外観が提示される。
【００９２】
いくつかの例では、システム８００は、単一の集積回路パッケージ内に収容される。この種のシステム８００は、マイクロコントローラと呼ばれることがあり、プロセッサ８１０と１つまたはそれ以上の他の構成要素との両方が、単一の集積回路パッケージ内に収容され、かつ／または単一の集積回路として製作される。いくつかの実装では、集積回路パッケージは、たとえば入出力インターフェースデバイス８４０のうちの１つまたはそれ以上との間で信号を通信するために使用することができる入出力ポートに対応するピンを含む。
【００９３】
例示的な処理システムについて、図６および図７に説明したが、上述した主題および機能動作の実装は、本明細書に開示する構造およびその構造的均等物を含む他のタイプのデジタル電子回路、もしくはコンピュータソフトウェア、ファームウェア、もしくはハードウェアで、またはこれらの１つもしくはそれ以上の組合せで実施することができる。アーティファクトの記憶、維持、および表示などの本明細書に記載する主題の実装は、処理システムによる実行または処理システムの動作の制御のために、１つまたはそれ以上のコンピュータプログラム製品、すなわち有形のプログラムキャリア、たとえばコンピュータ可読媒体上に符号化されたコンピュータプログラム命令の１つまたはそれ以上のモジュールとして実施することができる。コンピュータ可読媒体は、機械可読記憶デバイス、機械可読記憶基板、メモリデバイス、またはそれらの１つもしくはそれ以上の組合せとすることができる。
【００９４】
「システム」という用語は、例としてプログラム可能プロセッサ、コンピュータ、または複数のプロセッサもしくはコンピュータを含む、データを処理するすべての装置、デバイス、および機械を包含することができる。処理システムは、ハードウェアに対する追加として、当該コンピュータプログラムに対する実行環境を生み出すコード、たとえばプロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、またはこれらの１つもしくはそれ以上の組合せを構成するコードを含むことができる。
【００９５】
コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、実行可能論理、またはコードとしても知られている）は、コンパイル済みもしくは解釈済み言語または宣言型もしくは手続き型言語を含む任意の形態のプログラミング言語で書くことができ、演算環境で使用するのに好適な独立型プログラムまたはモジュール、構成要素、サブルーチン、もしくは他のユニットを含む任意の形態で導入することができる。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルシステム内のファイルに対応しない。プログラムは、他のプログラムもしくはデータ（たとえば、マークアップ言語文書内に記憶された１つまたはそれ以上のスクリプト）を保持するファイルの一部分、当該プログラム専用の単一のファイル、または複数の連係ファイル（たとえば、１つまたはそれ以上のモジュール、サブプログラム、またはコード部分を記憶するファイル）に記憶することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で、または１つの箇所に位置する複数のコンピュータ、もしくは複数の箇所に分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように導入することができる。
【００９６】
コンピュータプログラム命令およびデータを記憶するのに好適なコンピュータ可読媒体は、任意の形態の不揮発性または揮発性のメモリ、媒体、およびメモリデバイスを含み、例として、半導体メモリデバイス、たとえばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイス；磁気ディスク、たとえば内部ハードディスクもしくは取外し可能ディスクまたは磁気テープ；光磁気ディスク；ならびにＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、およびＢｌｕ−Ｒａｙディスクを含む。プロセッサおよびメモリは、特殊目的論理回路によって補完することができ、または特殊目的論理回路内に組み込むことができる。
【００９７】
リチウムイオン、ニッケル金属水素、ニッケル−カドミウム、空気亜鉛などの技術を使用して、たとえば電池または他の電力貯蔵デバイスを含むことができる電力モジュール（ＰＭ）を使用してカートリッジシステム（たとえば、本明細書に開示したもの）内の電子回路へ提供されるエネルギーの使用を必要とするデバイスおよび動作について上記で説明した。
【００９８】
上記で開示したシステムの態様により、医療用注射器が、含まれている電子構成要素（たとえば、ＲＦＩＤ、センサ）の付属物を用いた「スマート」技術を利用して、薬物送達デバイス（たとえば、ペン型注射器）のカートリッジに特定の機能を与えることが有効になる。電子機器をカートリッジのストッパに一体化したとき、１つまたはそれ以上の構成要素（たとえば、注射器またはカートリッジの特定の特性を測定するセンサ）を活動状態にすることができ、それにはエネルギー源が必要とされ、エネルギー源は典型的には電池とすることができる。１つの代替手段は、電池の代わりの電源代用品としてエネルギーハーベスティング手段を使用することである。
【００９９】
本開示の実施形態はまた、カートリッジを使用することがでない充填済みの単一および２つのチャンバを有するシリンジに適用することもできる。カートリッジのストッパ内の電子アセンブリに関して上述した例は、使い捨ての充填済みシリンジまたは再利用可能／再充填可能カートリッジなどの他の薬物容器とともに使用することもできる。いくつかの例では、電子アセンブリは、電子アセンブリが注射後にカートリッジまたはシリンジの充填レベルの変化を感知することが有効になるように、カートリッジまたは薬物送達デバイス内に収容される。いくつかの例では、電子アセンブリの構成要素は、ストッパの外側またはカートリッジもしくは薬物送達デバイスの異なる部材内に位置する。
【０１００】
記載した機能のうちのいくつかは、デジタル電子回路、もしくはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらの組合せで実施することができる。装置は、プログラム可能プロセッサによる実行のために、情報キャリア、たとえば機械可読記憶デバイス内で有形に実施されるコンピュータプログラム製品内で実施することができ；方法工程は、プログラム可能プロセッサが、入力データ上の動作および出力の生成によって記載の実施形態の機能を実行するための命令プログラムを実行することによって実施することができる。記載の機能は、有利には、データ記憶システムからデータおよび命令を受信し、データ記憶システムへデータおよび命令を伝送するように連結された少なくとも１つのプログラム可能プロセッサと、少なくとも１つの入力デバイスと、少なくとも１つの出力デバイスとを含むプログラム可能システム上で実行可能な１つまたはそれ以上のコンピュータプログラム内で実施することができる。コンピュータプログラムは、特定の活動の実行または特定の結果の実現のためにコンピュータ内で直接または間接的に使用することができる１組の命令である。コンピュータプログラムは、コンパイル済みまたは解釈済み言語を含む任意の形態のプログラミング言語で書くことができ、演算環境で使用するのに好適な独立型プログラムまたはモジュール、構成要素、サブルーチン、もしくは他のユニットを含む任意の形態で導入することができる。
【０１０１】
本発明の概念の完全な範囲および精神から逸脱することなく、本明細書に記載する物質、構成、装置、方法、システム、デバイス、および実施形態の様々な構成要素に修正（たとえば、調整、追加、または削除など）を加えることができ、本発明は、そのような修正およびその均等物を包含することが、当業者には理解されよう。
【０１０２】
本開示の複数の実施形態について説明した。それにもかかわらず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を加えることができることが理解されよう。したがって、他の実施形態も以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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