(57)【要約】  本開示の実装形態は、注射デバイスを対象とし、注射デバイスは：近位端、遠位端、および筒面を画成する壁を含むリザーバと、リザーバ内で遠位端から近位端の方向に可動になるように構成されたプランジャロッドと、筒面に取り付けられ、外部デバイスからインタロゲーション信号を受信するように構成された無線周波数（ＲＦ）アンテナと、ＲＦアンテナからインタロゲーション信号を受信し、プランジャロッドの位置に関連する周波数を有する変調ＲＦ信号を生成するように構成された共振アセンブリとを含む。【選択図】図１Ａ
2021506476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注射デバイスであって：
近位端、遠位端、および筒面を画成する壁を含むリザーバと；
該リザーバ内で遠位端から近位端の方向に可動になるように構成されたプランジャロッドと；
筒面に取り付けられ、外部デバイスからインタロゲーション信号を受信するように構成された無線周波数（ＲＦ）アンテナと；
該ＲＦアンテナからインタロゲーション信号を受信し、該インタロゲーション信号に応答して変調ＲＦ信号を生成するように構成された共振アセンブリであって、ＲＦ信号は、プランジャロッドの位置に関連する周波数を有する、共振アセンブリと
を含む前記注射デバイス。
【請求項２】
共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた磁石と、筒面に取り付けられ、磁石に対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成された１つまたはそれ以上の共振器とを含む、請求項１に記載の注射デバイス。
【請求項３】
共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた機械リンクと、筒面に取り付けられた感歪共振器とを含み、感歪共振器は、機械リンクに対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成される、請求項１に記載の注射デバイス。
【請求項４】
機械リンクは、ばね、偏心要素、および偏心円板のうちの少なくとも１つを含む、請求項３に記載の注射デバイス。
【請求項５】
共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた機械リンクと、筒面に取り付けられた発振器とを含み、該発振器は、機械リンクに対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成される、請求項１に記載の注射デバイス。
【請求項６】
機械リンクは、膜を介して発振器のカンチレバーに取り付けられたビームを含む、請求項５に記載の注射デバイス。
【請求項７】
共振アセンブリは、ＲＦ信号は、注射デバイスの識別子および薬剤タイプのうちの少なくとも１つを含むようにマルチスロットパッチ共振器を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の注射デバイス。
【請求項８】
インタロゲーション信号は、規則的な時間間隔で受信された複数のインタロゲーション信号を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の注射デバイス。
【請求項９】
複数のインタロゲーション信号を受信したことに応答して、共振アセンブリは、複数のＲＦ信号のうちの２つの間の周波数偏移がリザーバ内の薬剤の量に関連するように複数のＲＦ信号を生成する、請求項８に記載の注射デバイス。
【請求項１０】
インタロゲーション信号は、注射デバイスによって送信されたトリガ信号に応答して生成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の注射デバイス。
【請求項１１】
プランジャロッドの位置は、リザーバ内の薬剤の量を示す、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の注射デバイス。
【請求項１２】
薬剤注射システムであって：
外部デバイスであって：
インタロゲーション信号を生成するように構成された送信器、
無線周波数（ＲＦ）信号を受信するように構成された受信器、および
ＲＦ信号を処理し、外部デバイスによって表示するための結果データを生成するように構成された１つまたはそれ以上のプロセッサを含む外部デバイスと；
請求項１に記載の注射デバイスとを含む、前記薬剤注射システム。
【請求項１３】
共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた磁石と、筒面に取り付けられ、磁石に対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成された１つまたはそれ以上の共振器とを含む、請求項１２に記載の薬剤注射システム。
【請求項１４】
共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた機械リンクと、筒面に取り付けられた感歪共振器とを含み、感歪共振器は、機械リンクに対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成される、請求項１２に記載の薬剤注射システム。
【請求項１５】
機械リンクは、ばね、偏心要素、および偏心円板のうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載の薬剤注射システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
電子注射デバイスは、医療従事者による常時監督を必要とすることなく、患者が薬剤を安全に投与することを可能にしながら、医療従事者への治療データの送信を有効にする。電子注射デバイスは、カートリッジまたはシリンジのような薬剤リザーバと、電気構成要素と、駆動システムと、エネルギー供給とを含むことができる。電子構成要素は、電子注射デバイスの使用を検出し、データを送信するように構成することができる。使用の検出およびデータの送信は、相当量のエネルギー供給を必要とする可能性がある。エネルギー供給は、電池によって提供することができる。しかし、低電池状態は、電子注射デバイスの動作不能もしくは動作不良、投与量の誤り、投与量不足を招く可能性があり、またはさらには、電子構成要素の動作を停止させることによって、電子注射デバイスを使用不能にするおそれがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本開示の実装形態は、注射デバイスと、受動無線周波数（ＲＦ）信号を使用して注射デバイスデータを送信するシステムとを含む。いくつかの実装形態では、注射デバイスは、近位端、遠位端、および側壁を画成する壁を含むリザーバと、リザーバ内で遠位端から近位端の方向に可動になるように構成されたプランジャロッドであり、注射デバイスが、ハウジング構成要素、内側もしくは外側本体構成要素、または薬剤リザーバによって画成された筒面を有する、プランジャロッドと、筒面に取り付けられ、外部デバイスからインタロゲーション信号を受信するように構成された無線周波数（ＲＦ）アンテナと、ＲＦアンテナからインタロゲーション信号を受信し、プランジャロッドの位置に関連する周波数を有する変調ＲＦ信号を生成するように構成された共振アセンブリとを含む。いくつかの実装形態では、共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた磁石と、筒面に取り付けられ、磁石に対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成された１つまたはそれ以上の共振器とを含む。いくつかの実装形態では、共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた機械リンクと、筒面に取り付けられた感歪共振器とを含み、感歪共振器は、機械リンクに対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成される。いくつかの実装形態では、機械リンクは、ばね、偏心要素、および偏心円板のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実装形態では、共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた機械リンクと、筒面に取り付けられた発振器とを含み、発振器は、機械リンクに対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成される。いくつかの実装形態では、機械リンクは、膜を介して発振器のカンチレバーに取り付けられたビームを含む。いくつかの実装形態では、共振アセンブリは、ＲＦ信号は、注射デバイスの識別子および薬剤タイプのうちの少なくとも１つを含むようにマルチスロットパッチ共振器を含む。いくつかの実装形態では、インタロゲーション信号は、規則的な時間間隔で受信された複数のインタロゲーション信号を含む。いくつかの実装形態では、複数のインタロゲーション信号を受信したことに応答して、共振アセンブリは、複数のＲＦ信号のうちの２つの間の周波数偏移がリザーバ内の薬剤の量に関連するように複数のＲＦ信号を生成する。いくつかの実装形態では、インタロゲーション信号は、注射デバイスによって送信されたトリガ信号に応答して生成される。いくつかの実装形態では、プランジャロッドの位置は、リザーバ内の薬剤の量を示す。
【０００３】
本開示の別の態様によれば、薬剤注射システムは：外部デバイスおよび注射デバイスを含む。外部デバイスは：インタロゲーション信号を生成するように構成された送信器と、無線周波数（ＲＦ）信号を受信するように構成された受信器と、ＲＦ信号を処理し、外部デバイスによって表示するための結果データを生成するように構成された１つまたはそれ以上のプロセッサとを含む。注射デバイスは、近位端、遠位端、および筒面を画成する壁を含むリザーバと、リザーバ内で遠位端から近位端へ可動になるように構成されたプランジャロッドと、筒面に取り付けられ、外部デバイスからインタロゲーション信号を受信するように構成されたＲＦアンテナと、ＲＦアンテナからインタロゲーション信号を受信し、プランジャロッドの位置に関連する周波数を有するＲＦ信号を生成するように構成された共振アセンブリとを含む。
【０００４】
いくつかの実装形態では、共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた磁石と、筒面に取り付けられ、磁石に対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成された１つまたはそれ以上の共振器とを含む。いくつかの実装形態では、共振アセンブリは、プランジャロッドに取り付けられた機械リンクと、筒面に取り付けられた感歪共振器とを含み、感歪共振器は、機械リンクに対する線形位置および角度位置のうちの少なくとも１つに基づいて、ＲＦ特性を変化させるように構成される。いくつかの実装形態では、機械リンクは、ばね、偏心要素、および偏心円板のうちの少なくとも１つを含む。
【０００５】
本開示によるシステムは、本明細書に記載する態様および構成の任意の組合せを含むことができることが理解されよう。すなわち、本開示による方法は、本明細書に具体的に記載されている態様および構成の組合せに限定されるものではなく、提供されている態様および構成のあらゆる組合せを含む。
【０００６】
本開示の１つまたはそれ以上の実施形態の詳細について、添付の図面および以下の説明に示す。本開示の他の構成および利点は、説明および図面ならびに特許請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本開示によるデバイスの例の分解図である。
【図１Ｂ】本開示によるデバイスの例の分解図である。
【図１Ｃ】本開示によるデバイスの例の分解図である。
【図１Ｄ】本開示によるデバイスの例の分解図である。
【図１Ｅ】本開示によるデバイスの例の分解図である。
【図１Ｆ】本開示によるデバイスの例の分解図である。
【図２】本開示の実装形態を実行することができる例示的なシステムアーキテクチャのブロック図である。
【図３】本開示の動作を実行するために実行することができる例示的なプロセスを示す流れ図である。
【図４】本開示の実装形態を実行するために使用することができる例示的なコンピュータシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
様々な図面における同様の参照記号は、同様の要素を示す。
【０００９】
本開示の実装形態は、概して、注射デバイス内の薬剤の量を測定するように構成された機構およびシステムを対象とする。より詳細には、本開示の実装形態は、変調無線周波数（ＲＦ）信号の受動送信を使用して薬剤リザーバの体積を判定する技法を対象とする。
【００１０】
とりわけ、本発明者らは、たとえば電池を使用することなく、注射デバイスに電力供給する技法について説明する。いくつかの注射デバイスでは、注射デバイスデータの送信は、高い電力消費を伴うことがあるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＡＮＴ＋、または受動ＲＦ識別子／近距離通信などの技術に基づいている。本明細書にさらに詳細に記載するように、本開示の実装形態は、この問題に対処する。たとえば、実装形態によれば、注射デバイスは、ＲＦ回路に一体化された感知機能を有し、エネルギー供給のための電池または有線接続を必要とすることなく、アナログ手法によって感知情報を伝達する。注射デバイスは、注射デバイスまたは通信のためにエネルギーハーベスティングまたはエネルギー変換を必要とせず、メートル長の通信範囲を有効にする。この送信技術により、注射デバイス側で簡単なシステム構成が可能になる。注射デバイスの構成要素は、注射デバイスの使用者動作に影響を与えない。たとえば、患者は、電池の交換、またはＲＦ信号送信のための注射デバイスへの差込みを行う必要がない。電池なしで動作するように構成された電子注射デバイスは、環境フットプリントが低く、使い捨ての物品として製造することができる。
【００１１】
図１Ａ〜図１Ｆは、例示的な薬剤送達システム１００の分解図を示す。例示的な薬剤送達システム１００は、受動ＲＦ送信を使用して、医療データの共用を容易にするように構成することができる。例示的な薬剤送達システム１００は、１つまたはそれ以上の注射デバイス１０２、外部デバイス１０４、インタロゲータ１０６、ネットワーク１０８、およびサーバシステム１１０を含むことができる。
【００１２】
いくつかの実装形態では、注射デバイス１０２は充填済みの使い捨て注射ペンであり、いくつかの実装形態では、注射デバイス１０２は再利用可能な注射ペンである。注射デバイス１０２は、インタロゲータ１０６と通信するように構成される。たとえば、注射デバイス１０２は、周波数ベースのインタロゲーションのために構成することができ、インタロゲータ１０６は、注射デバイス１０２から受信した周波数ベースの信号を外部デバイス１０４へ送信することができる。いくつかの実装形態では、周波数ベースの信号は、時間領域反射光測定（ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）を使用して、注射デバイス１０２から外部デバイス１０４へ送信される。いくつかの実装形態では、識別子は外部デバイス１０４に固有であるため、注射デバイス１０２は、たとえば注射デバイス１０２を一意に識別するために外部デバイス１０４によって使用される識別子に関連付けることができる。
【００１３】
注射デバイス１０２は、注射デバイス１０２内に収納されている薬剤の量に基づいて、インタロゲータ１０６から受信したＲＦ信号を変調するように構成することができる。注射デバイス１０２は、充填済みの使い捨て注射ペンとすることができ、または注射デバイス１０２は、再利用可能な注射ペンとすることができる。注射デバイス１０２は、ハウジング１１２およびニードルアセンブリ１１５を含むことができる。注射デバイス１０２は、ハウジング１１２または薬剤リザーバ１１６などの薬剤容器など、注射デバイス１０２の構成要素の内壁または外壁のいずれかを画成する１つまたはそれ以上の筒面を含むことができる。ハウジング１１２は、ＲＦ変調システム１１４、薬剤リザーバ１１６、ストッパ１１７、プランジャロッド１１８、プランジャヘッド１１９、支承部１２０、投与量ノブ１２２、投与量窓１２４、および注射ボタン１２６を収容することができる。ハウジング１１２は、液晶ポリマーなどの医療グレードのプラスチック材料から成形することができる。
【００１４】
ＲＦ変調システム１１４は、インタロゲータ１０６から受信したＲＦ信号を変調し、変調ＲＦ信号をインタロゲータ１０６へ送信するように構成された１つまたはそれ以上の電子構成要素を含むことができる。たとえば、ＲＦ変調システム１１４は、アンテナ１２８、共振器１３０、可動要素１３２、およびセンサ１３４を含むことができる。
【００１５】
アンテナ１２８は、通信フィールド１３６内に位置しながら変調ＲＦ信号を受信および送信することによって、インタロゲータ１０６と通信するように構成することができる。アンテナ１２８は、受動ＲＦ送信のために構成することができる。たとえば、アンテナ１２８は、メアンダ状ダイポールアンテナ（ｍｅａｎｄｅｒ−ｌｉｎｅ  ｄｉｐｏｌｅ  ａｎｔｅｎｎａ）とすることができる。アンテナ１２８によって送信される変調ＲＦ信号は、薬剤リザーバ１１６内の薬剤の量、センサ１３４によって測定された値、および注射デバイス１０２の識別子の標示を含むことができる。
【００１６】
共振器１３０（共振アセンブリ）は、アンテナ１２８によって受信したＲＦ信号を変調するように構成することができる。共振器１３０は、ハウジング１１２の長手方向軸１１３に沿って位置合わせされた１つまたはそれ以上の共振器を含むことができる。共振器１３０は、機械タイプ、磁気タイプ、または微小電気機械タイプなどの複数のタイプの共振器のうちの１つを含むことができる。
【００１７】
可動要素１３２は、プランジャロッド１１８に取り付けられるように構成することができ、プランジャロッド１１８は、特定の薬剤の量を投薬するために、微小なステップの増分で前進する。可動要素１３２は、プランジャロッド１１８に直接または間接的に取り付けられた１つまたはそれ以上の可動要素を含むことができる。可動要素１３２は、機械タイプ、磁気タイプ、または微小電気機械タイプなどの複数のタイプの可動要素のうちの１つまたはそれ以上を含むことができる。いくつかの実装形態では、共振器１３０のタイプは、可動要素１３２のタイプに依存することができる。
【００１８】
図１Ａに示す例示的なＲＦ変調システム１１４は、ハウジング１１２の壁に取り付けられたメタマテリアルベースの共振器１３０と、プランジャロッド１１８に直接取り付けられまたは挿入された磁石を含む可動要素１３２とを含む。いくつかの実装形態では、磁石は、最終用量ナットに取り付けられる。メタマテリアルは、１組の特定の特性を有するように構成された一種の材料を含む。典型的には、これらの特性は基材には存在しないが、使用される材料の特有の微細構造または構造化された組合せから得られる。本明細書に記載する実装形態によれば、メタマテリアルは、物理的または化学的な刺激が加えられたときに固有の特性のうちの１つまたはそれ以上を変化させることによって、特有の応答を示すように構成された材料として画成される。外部刺激としては、歪み、磁界、温度、湿度、および圧力が挙げられる。図１Ａの例の文脈の範囲内で、共振器１３０のメタマテリアルは、磁界の印加に応じてＲＦ信号を変調するように構成された磁性薄膜または磁性複合物を含むことができる。共振器１３０の共振周波数は、共振器１３０に対する可動要素１３２（磁石）の角度位置、線形位置、または線形位置および角度位置の組合せに応じて偏移させることができる。可動要素１３２（磁石）の角度および／または線形変位は、周波数偏移に関連する。注射デバイス１０２内の薬剤の用量を判定するために、周波数偏移は、インタロゲータ１０６によって規則的な時間間隔で読み出される。
【００１９】
図１Ｂに示す例示的なＲＦ変調システム１１４は、ハウジング１１２の壁および可動要素１３２に取り付けられた感歪共振器１３０を含む。感歪共振器１３０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの感歪メタマテリアルを含むことができる。可動要素１３２は、取付けベース１３２ａと、取付けベース１３２ａと可動要素１３２との間で伸縮するばねとを含む。取付けベース１３２ａは、プランジャロッド１１８内に取り付けられまたは挿入される。感歪共振器１３０の共振周波数は、共振器１３０に対する可動要素１３２（取付けベース１３２ａ）の角度位置、線形位置、または線形位置および角度位置の組合せに関連する力に応じて偏移させることができる。可動要素１３２（取付けベース１３２ａ）の角度および／または線形変位は、ばね１３２ｂの弾性力の変動および周波数偏移に関連する。注射デバイス１０２内の薬剤の用量を判定するために、周波数偏移は、インタロゲータ１０６によって規則的な時間間隔（たとえば、数ミリ秒ごと）で読み出される。
【００２０】
図１Ｃに示す例示的なＲＦ変調システム１１４は、ハウジング１１２の壁および可動要素１３２に取り付けられた感歪共振器１３０を含む。感歪共振器１３０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの感歪メタマテリアルを含むことができる。可動要素１３２は、プランジャロッド１１８に取り付けられた偏心要素１３２ｃを有する円板を含むことができる。感歪共振器１３０の共振周波数は、共振器１３０に対する可動要素１３２の角度位置、線形位置、または線形位置および角度位置の組合せに関連する力に応じて偏移させることができる。たとえば、偏心要素１３２ｃの角度および／または線形位置に応じて、特定の圧力レベルを感歪共振器１３０にかけることができ、感歪共振器１３０は、この圧力を周波数偏移に変換する。注射デバイス１０２内の薬剤の用量を判定するために、周波数偏移は、インタロゲータ１０６によって規則的な時間間隔で読み出される。
【００２１】
図１Ｄに示す例示的なＲＦ変調システム１１４は、ハウジング１１２の壁および可動要素１３２に取り付けられた感歪共振器１３０を含む。感歪共振器１３０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの感歪メタマテリアルを含むことができる。可動要素１３２は、プランジャロッド１１８に取り付けられた偏心ホイールを含むことができる。感歪共振器１３０の共振周波数は、共振器１３０に対する可動要素１３２の角度位置、線形位置、または線形位置および角度位置の組合せに関連する力に応じて偏移させることができる。たとえば、可動要素１３２（たとえば、偏心ホイールの縁部）の角度および／または線形位置に応じて、特定の圧力レベルを感歪共振器１３０にかけることができ、感歪共振器１３０は、この圧力を周波数偏移に変換する。注射デバイス１０２内の薬剤の用量を判定するために、周波数偏移は、インタロゲータ１０６によって規則的な時間間隔で読み出される。
【００２２】
図１Ｅに示す例示的なＲＦ変調システム１１４は、ハウジング１１２の壁および可動要素１３２に取り付けられた共振器１３０を含む。共振器１３０は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）発振器１３０ａ、カンチレバー１３０ｂ、および膜１３０ｃを含むことができる。可動要素１３２は、プランジャロッド１１８に取り付けられたビームを含み、ビームは、膜１３０ｃを介して共振器１３０に連結される。感歪共振器１３０の共振周波数は、発振器１３０ａに対する可動要素１３２（ビーム）の角度位置、線形位置、または線形位置および角度位置の組合せに関連する力に応じて偏移させることができる。可動要素１３２（ビーム）の角度および／または線形変位は、カンチレバー１３０ｂの角度の変動に関連し、この変動により周波数偏移が誘起される。注射デバイス１０２内の薬剤の用量を判定するために、周波数偏移は、インタロゲータ１０６によって規則的な時間間隔で読み出される。
【００２３】
図１Ｆに示す例示的なＲＦ変調システム１１４は、ハウジング１１２の壁に取り付けられた電気回路を画成する共振器１３０と、プランジャロッド１１８に直接取り付けられた最終用量ナットを含む可動要素１３２とを含む。電気回路は、可動要素１３２の位置に基づいてその電気特性を変化させるように構成された印刷回路を含む薄箔とすることができる。可動要素１３２（最終用量ナット）は、電気導体１３２ｄおよび１対のブラシ１３２ｅを含む。いくつかの実装形態では、可動要素１３２（最終用量ナット）は、スマート回路または負荷などの電気要素１３２ｆを含む。電気導体１３２ｄは、共振器１３０および電気要素１３２ｆに接続するように構成することができる。電気導体１３２ｄは、共振器１３０を短絡させることができ、共振器１３０の負荷もしくはインピーダンスを追加もしくは変更することができ、または電気回路１３０ｄ、１３０ｅのいくつかの部分を接続もしくは切断することができる。１対のブラシ１３２ｅは、可動要素１３２の位置変化中の機械的安定性を提供するように構成することができる。共振器１３０の電気特性は、共振器１３０に対する可動要素１３２（最終用量ナット）の角度位置、線形位置、または線形位置および角度位置の組合せに応じて変化することができる。可動要素１３２（最終用量ナット）の角度および／または線形変位は、電気特性（たとえば、負荷、インピーダンス、閉または開回路）の変化に関連する。注射デバイス１０２内の薬剤の用量を判定するために、電気特性の変化は、インタロゲータ１０６によって読み出される。インタロゲータ１０６は、時間領域反射光測定または位相符号化送信の原理によって、電気特性に関連する信号を規則的な時間間隔で読み出すことができる。
【００２４】
センサ１３４は、環境条件および／または薬剤タイプを含むパラメータを示すＲＦ信号変調を生成するように構成することができる。環境条件は、温度、湿度、および光度を含むことができる。環境条件を検出するように構成されたセンサ１３４は、メタマテリアルベースの共振器またはＭＥＭＳ共振器を含むことができる。たとえば、フェナントレン（温度閾値感知）、イオンプラスチック結晶、金属酸化物（たとえば、ＺｎＯ）のうちの１つまたはそれ以上を含むメタマテリアルは、注射デバイス１０２の温度を検出するように構成することができる。特に、フェナントレンは、温度閾値を検出するように構成することができる。カプトンおよびポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のうちの１つまたはそれ以上を含むメタマテリアルは、注射デバイス１０２の周囲の環境の湿度を検出するように構成することができる。薬剤タイプは、マルチスロットパッチ共振器を使用してコード化することができる。マルチスロットパッチ共振器の共振周波数は、スロットの数、スロットの幾何形状、スロットの幅、スロットの高さ、およびスロットの長さに依存する。注射デバイス１０２の識別子もまた、マルチスロットパッチ共振器によってコード化することができる。注射デバイス１０２の識別子は、使用中の注射デバイス１０２の識別を有効にする一意の識別子とすることができる。必要とされるビット数を低減させるために、識別子はまた、十分に大きい数とすることができ、これと他の情報（薬剤タイプ、日付、地理位置など）とを組み合わせて、現在インタロゲータ１０６の通信フィールド１３６内にある注射デバイス１０２を識別することができる。いくつかの実装形態では、いかなるときでも同じ通信フィールドを共用する２つの注射デバイス１０２に同じ「一意」の識別子が発行されることを防止する１つまたはそれ以上の規則に基づいて、複数の注射デバイス１０２に同じ「一意」の識別子が発行される。たとえば、同じ「一意」の識別子が発行された注射デバイス１０２は、欧州連合およびアメリカ合衆国などの世界の異なる地域で販売される。別の例として、注射デバイス１０２の識別子は、注射デバイス１０２内に含まれている医薬品の有効期間などの特定の時間間隔後に繰り返すことができる。
【００２５】
いくつかの実装形態では、ＲＦ変調システム１１４の構成要素は、ハウジング１１２内の単一の位置または複数の位置に一体化することができる（たとえば、支承部１２０、プランジャロッド１１８、およびプランジャヘッド１１９内の空洞内に位置し、または取り付けられる）。共振器１３０および／または可動要素１３２などのＲＦ変調システム１１４の１つまたはそれ以上の電子構成要素の位置は、ＲＦ信号変調の効率を最大にするように選択することができる。ＲＦ変調システム１１４の構成要素は、注射デバイス１０２の特定の構成要素（たとえば、ハウジング１１２またはプランジャロッド１１８）に成形、嵌合、または溶接することができる。
【００２６】
薬剤リザーバ１１６は、流体薬剤を収容するように構成することができる。薬剤リザーバ１１６は、薬剤、麻酔薬などの調製された流体を包装するために使用されるカートリッジまたはシリンジのような従来の略円筒形の使い捨て容器とすることができる。薬剤リザーバ１１６は、内壁および外壁ならびに２つの端部を有する筒面を有する。一端（近位端）は、針１３８の内方端を封止係合で受け取る穿孔可能な膜を有する。他端（遠位端）は、ストッパ１１７の挿入を有効にするように構成することができる。
【００２７】
投与量ノブ１２２を回すことによって、収容されている薬剤の用量を注射デバイス１０２から排出することができ、次いで、選択された用量は、投与量窓１２４を介して、たとえばいわゆる国際単位（ＩＵ）の倍数で表示され、１ＩＵは純結晶薬剤の約４５．５マイクログラム（１／２２ｍｇ）に生物学的に同等である。投与量窓１２４内に表示される選択済み用量の一例は、図１Ａに示すように、たとえば３０ＩＵとすることができる。いくつかの実装形態では、選択済み用量を異なる形で、たとえば電子ディスプレイによって表示することができる（たとえば、投与量窓１２４が電子ディスプレイの形態をとることができる）。投与量ノブ１２２を回すことで、機械クリック音が音響フィードバックを使用者へ提供することができる。投与量窓１２４内に表示される数字は、ハウジング１１２内に収容されているスリーブ上に印刷することができ、スリーブは、プランジャロッド１１８の端部に固定されたプランジャヘッド１１９と機械的に相互作用し、薬剤リザーバ１１６内でストッパ１１７を押す。支承部１２０は、プランジャロッド１１８の一端または両端への堅固な取付けを提供することができる。
【００２８】
プランジャヘッド１１９（たとえば、プランジャの後端）は、薬剤リザーバ１１６内に収容されているストッパ１１７を変位させることによって、流体の一部分を排出するように構成することができ、したがって最終用量ナット、プランジャロッド１１８、およびストッパ１１７の位置が、注射デバイス１０２内の流体の量に関連する。ストッパ１１７は、ゴムストッパなどの可撓性のストッパとすることができる。ストッパ１１７は、プランジャヘッド１１９によって係合されたときにストッパ１１７が裂けたり捩れたりしないように十分な長さとすることができる。
【００２９】
ニードルアセンブリ１１５は、ハウジング１１０に取り付けることができる針１３８を含む。針１３８は、内側ニードルキャップ１４０および外側ニードルキャップ１４２によって覆うことができ、外側ニードルキャップ１４２は、外部キャップ１４４によって覆うことができる。針１３８が患者の皮膚部分に刺され、次いで注射ボタン１２６が押されると、表示窓１２４内に表示されている薬剤用量を注射デバイス１０２から排出することができる。注射ボタン１２６が押された後、注射デバイス１０２の針１３８が特定の時間にわたって皮膚部分内に留まったとき、用量の大部分（たとえば、９５％超）が実際に患者の体内へ注射される。薬剤用量の排出により、機械クリック音を生成することができ、この機械クリック音は、投与量ノブ１２２を使用したときに生じる音とは異なることができる。
【００３０】
注射デバイス１０２は、薬剤リザーバ１１６が空になるまで、または注射デバイス１０２の有効期日（たとえば、最初の使用から２８日後）に到達するまで、数回の注射プロセスに対して使用することができる。注射デバイス１０２を初めて使用する前に、薬剤リザーバ１１６および針１３８から空気を除去するために、プライミング動作の実行が必要になることがある。たとえば、プライミング動作は、薬剤の２単位を選択し、針１３８を上向きにして注射デバイス１０２を保持しながら注射ボタン１２６を押下することを含むことができる。薬剤の２単位の選択または注射ボタン１２６の押下によって生成されるインパルスにより、ＲＦ変調システム１１４によるＲＦ信号の変調をトリガすることができる。
【００３１】
いくつかの実装形態では、外部デバイス１０４は、インタロゲータ１０６を含むことができ、いくつかの実装形態では、外部デバイス１０４は、インタロゲータ１０６に取外し可能に取り付けることができる。インタロゲータ１０６は、注射デバイス１０２へ信号を送信し、注射デバイス１０２から信号を受信するように構成することができる。インタロゲータ１０６は、事前設定された時間間隔中（たとえば、スケジュールされた治療時間間隔中、または起動信号の受信後、２つの連続するＲＦ変調信号が同一になるまで）に、事前設定された周波数（たとえば、０．１Ｈｚ〜１Ｈｚ）で注射デバイス１０２へ信号を自発的に送信するように構成することができる。外部デバイス１０４は、注射デバイス１０２によって送信される変調ＲＦ信号を処理し、ネットワーク１０８を介してサーバデバイス１１０へ送信するように構成することができる。
【００３２】
いくつかの実装形態では、サーバデバイス１１０は、少なくとも１つのサーバ１４６および少なくとも１つのデータ記憶装置１４８を含む。図１の例では、サーバデバイス１１０は、それだけに限定されるものではないが、ウェブサーバ、アプリケーションサーバ、プロキシサーバ、ネットワークサーバ、および／またはサーバプールを含む様々な形態のサーバを代表することが意図される。概して、サーバシステムは、注射デバイス１０２の使用の監視を支持するために、ネットワーク１０８を介して、アプリケーションサービスに対する要求を受け取り、そのようなサービスを任意の数のクライアントデバイス（たとえば、外部デバイス１０４）へ提供する。いくつかの実装形態では、使用者（患者または医療提供者など）は、注射デバイス１０２の使用に関連する過去および現在のデータを分析するために、アプリケーションサービスにアクセスすることができる。注射デバイス１０２の使用に関連する過去および現在のデータは、薬剤注射日、１日当たりの排出用量、および注射デバイス１０２内の薬剤の残量を含むことができる。
【００３３】
図２は、本開示の実装形態を実行することができる例示的なシステム２００のブロック図である。システム２００は、注射デバイス１０２と外部デバイス１０４との間のＲＦ信号の送信を有効にする。注射デバイス１０２は、アンテナ１２８および共振器１３０を含むことができる。アンテナ１２８は、外部デバイス１０４からＲＦ信号を受信するように構成される。共振器１３０は、図１Ａ〜図１Ｅを参照して詳細に説明したように、ＲＦ信号を受動的に変調するように構成される。外部デバイス１０４は、制御モジュール２０２、インタロゲータ２０４、および入出力モジュール２０６を含む。制御モジュール２０２は、外部デバイス１０４の１つまたはそれ以上の動作を制御するように構成されたサーバからダウンロード可能なアプリケーションとすることができる。たとえば、外部デバイス１０４の動作は、制御モジュール２０２によって実行されるプログラムによって制御される。制御モジュール２０２は、起動構成要素２０８、検出構成要素２１０、および分析構成要素２１２を含む。
【００３４】
起動構成要素２０８は、図３を参照して説明したように、注射デバイス１０２とのＲＦ通信プロセスを開始することができる起動信号を生成するように構成することができる。ＲＦ通信プロセスの起動は、外部デバイス１０４のエネルギー消費、外部デバイス１０４の近傍における検出の有用性および信頼性に寄与する重要な要因である。いくつかの実装形態では、起動信号は、ウェイク信号を受信したことに応答して生成される。ウェイク信号は、外部デバイス１０４の使用者が発した単語、または注射デバイス１０２の動作によって生成された特有のノイズ（たとえば、プライミング動作に関連するノイズ、用量ダイヤル設定クリック、または投薬クリック）を含むことができる。いくつかの実装形態では、起動信号は、注射デバイス１０２とのＲＦ通信プロセスを開始するための要求を含むユーザ入力を入出力モジュール２０６から受信したことに応答して生成される。いくつかの実装形態では、起動信号は、事前設定された頻度（たとえば、１日１回または複数回）で生成され、この頻度は、治療スケジュールに対応するように、外部デバイス１０４の使用者によって更新することができる。起動信号は、ＲＦ通信プロセスを開始するためにインタロゲータ２０４へ送信されるトリガ信号を含むことができる。起動信号は、インタロゲータ２０４に電力供給してＲＦ通信プロセスを開始するためにエネルギー源（たとえば、外部デバイスの電池）へ送信されるトリガ信号を含むことができる。いくつかの実装形態では、ＲＦ通信プロセスを起動する前に、起動構成要素２０８は、入出力モジュール２０６を介して、注射デバイス１０２とのＲＦ通信プロセスを開始するための承認を要求するメッセージを外部デバイス１０４の使用者に提供する。
【００３５】
検出構成要素２１０は、インタロゲータ２０４を使用した変調ＲＦ信号の検出を制御するための検出信号を生成するように構成することができる。いくつかの実装形態では、検出プロセスは、起動プロセスの１つまたはそれ以上のパラメータに基づいて制御することができる。たとえば、検出構成要素２１０は、起動構成要素２０８がトリガ信号を生成してから特定の時間後に検出動作を開始するために、起動構成要素２０８と通信するように構成することができる。検出動作は、前処理段階（たとえば、エコー消去および／またはノイズ抑制）および実際の検出段階を含むことができる。いくつかの実装形態では、検出構成要素２１０は、変調されたＲＦ信号の検出中に、外部デバイス１０４内に含まれているフィルタ（たとえば、帯域通過および／または帯域除去フィルタ）を起動する。
【００３６】
分析構成要素２１２は、インタロゲータ２０４によって検出された変調ＲＦ信号の分析を制御するための分析信号を生成するように構成することができる。たとえば、分析構成要素２１２は、信号処理アルゴリズムの選択を制御することができる。信号処理アルゴリズムは、基本的な信号処理方法（たとえば、離散フーリエ変換、短時間フーリエ変換、離散コサイン変換、離散時間ウェーブレット変換）、短期および中期特徴抽出、分類子（たとえば、ｋ近傍分類子、決定木、サポートベクターマシン、人工ニューラルネットワーク、ディープニューラルネットワーク）、アルゴリズムを「訓練」するための期待信号の事前知識に基づくアルゴリズム、および受信信号と期待信号を相関させて関心領域を判定するための期待信号の事前知識に基づくアルゴリズムのうちの１つまたは組合せを含むことができる。
【００３７】
インタロゲータ２０４は、外部デバイス１０４内に一体化されまたは取り付けられた構成要素とすることができる。インタロゲータ２０４は、ＲＦモジュール２１４、ＣＰＵ２１６、送信器２１８、および受信器２２０を含む。ＲＦモジュール２１４は、ＲＦ信号を生成するように構成される。いくつかの実装形態では、ＲＦ信号の１つまたはそれ以上の特性が、注射デバイス１０２の共振器１３０に基づいて選択される。たとえば、時間領域反射光測定には、パルス信号を生成することができ、周波数変調をもたらすように構成された共振器１３０には、広い周波数範囲を有する信号を生成することができ、位相変調をもたらすように構成された共振器１３０には、帯域限定パルス信号を生成することができ、または相互変調（たとえば、高調波周波数ｎ＊ｆ１±ｍ＊ｆ２）をもたらすように構成された共振器１３０には、複数の密接した周波数（たとえば、２つの周波数ｆ１およびｆ２）を有する信号を生成することができる。ＣＰＵ２１６は、制御モジュール２０２から受信した制御信号（たとえば、起動信号、検出信号、および／または処理信号）を解釈および実行し、分析構成要素２１２によって選択されたアルゴリズムに応じて変調ＲＦ信号を処理するように構成される。送信器２１８は、ＲＦモジュール２１４によって生成されたＲＦ信号を送信するように構成される。受信器２２０は、注射デバイス１０２によって生成された変調ＲＦ信号を受信するように構成される。
【００３８】
出力モジュール２０６は、注射デバイスとのＲＦ通信および変調ＲＦ信号の処理を支持するように制御モジュール２０２によって制御される外部デバイス１０４の標準的な構成要素とすることができる。出力モジュール２０６は、ディスプレイ２２２、ハードウェアドライバ２２４、およびメモリ２２６を含む。ディスプレイ２２２は、ユーザ入力を提供し、注射デバイス１０２および注射デバイス１０２を使用して実行された治療に関連する標示を受信することによって、外部デバイス１０４の使用者が外部デバイス１０４と対話することを有効にするように構成することができる。ハードウェアドライバ２２４は、ディスプレイ２２２を制御するプログラムを含む。メモリ２２６は、インタロゲータ２０４によって受信した変調ＲＦ信号および変調ＲＦ信号を処理した結果を含むデータを記憶するように構成されたコンピュータ可読媒体とすることができる。
【００３９】
図３は、図１および図２を参照して説明したデバイスおよびシステムによって実行することができる例示的なプロセス３００を示す流れ図である。たとえば、プロセス３００は、図１Ａ〜図１Ｅのシステム１００または図２のシステム２００によって実行することができる。プロセス３００は、ウェイク信号を受信することによって始まる（３０２）。ウェイク信号は、外部デバイスと注射デバイス１０２との間のＲＦ通信プロセスを開始するための要求を示すユーザ入力を含むことができる。ウェイク信号は、言葉によるコマンド（たとえば、外部デバイスの使用者が話した語句）、使用者選択（たとえば、関連するアプリケーションの起動）、または注射デバイス１０２の動作によって生成された特有のノイズ（たとえば、プライミング動作、用量ダイヤル設定クリック、または投薬クリックに関連するノイズ）とすることができる。注射デバイスによって実行されるプライミング動作の一例は、薬剤の特定の数（たとえば、１または２）の単位を選択し、針を上向きにして注射デバイスを保持しながら注射ボタンを押下することを含むことができる。注射デバイスによって実行されるプライミング動作の別の例は、ウェイク信号を生成するように構成された注射デバイスのプライミングボタンを押下することを含むことができる。注射デバイスによって実行されるプライミング動作の別の例は、外部デバイスにインタロゲータを取り付けることを含むことができる。
【００４０】
ウェイク信号を受信したことに応答して、起動信号が生成され（３０４）。起動信号は、外部デバイスの１つまたはそれ以上の構成要素（たとえば、インタロゲータ、エネルギー源、および入出力モジュール）へ送信される１つまたはそれ以上のトリガ信号を含むことができる。たとえば、起動信号は、注射デバイスとのＲＦ通信プロセスを開始するために、外部デバイス内に一体化されまたは取り付けられたインタロゲータへ送信されるトリガ信号を含むことができる。起動信号は、インタロゲータに電力供給してＲＦ通信プロセスを開始するためにエネルギー源（たとえば、外部デバイスの電池）へ送信されるトリガ信号を含むことができる。さらに、起動信号は、使用者承認を取り出して注射デバイスとのＲＦ通信プロセスを開始するために入出力モジュールへ送信されるトリガ信号を含むことができる。
【００４１】
起動信号を受信したことに応答して、１つまたはそれ以上のインタロゲーション信号がインタロゲータのＲＦモジュールによって生成される（３０６）。インタロゲーション信号は、特定の特性を有するＲＦ信号を含むことができる。いくつかの実装形態では、インタロゲーション信号の１つまたはそれ以上の周波数特性は、標的注射デバイスの共振器タイプに基づいて選択される。たとえば、インタロゲーション信号は、パルスＲＦ信号、広い周波数範囲のＲＦ信号、帯域限定パルスＲＦ信号、または複数の密接した周波数を有するＲＦ信号を含むことができる。いくつかの実装形態では、注射デバイスによって分散された薬剤の量の検出を有効にするために、複数のインタロゲーション信号が生成される。
【００４２】
インタロゲーション信号は、送信器によって注射デバイスへ送信される（３０８）。各インタロゲーション信号に応答して、注射デバイスの共振器によって生成された変調ＲＦ信号が受信される（３１０）。たとえば、複数のインタロゲーション信号が送信された場合、複数の変調ＲＦ信号が受信される。変調ＲＦ信号は、時間領域変調、周波数変調、位相変調、または相互変調を含むことができる。変調ＲＦ信号の変調は、薬剤リザーバ内の薬剤の量に関連する注射デバイスの別の（機械）構成要素（たとえば、最終用量ナット、プランジャロッド、プランジャヘッド、およびストッパ）に対する共振器の位置を示す。いくつかの実装形態では、複数の変調ＲＦ信号が受信された場合、２つの（連続する）ＲＦ信号間の周波数偏移が、リザーバ内の薬剤の量に関連する。変調ＲＦ信号の変調は、環境パラメータ（たとえば、湿度および温度）の１つまたはそれ以上の測定値を示すことができる。
【００４３】
変調ＲＦ信号は、外部デバイスのプロセッサによって処理される（３１２）。変調ＲＦ信号の処理は、薬剤の投与（たとえば、注射デバイス内に残っている薬剤の体積および／または投薬された薬剤の体積）および注射デバイスの動作条件に関連する１つまたはそれ以上のパラメータなどの注射デバイスデータを判定することを含む。変調ＲＦ信号の処理は、基本的な信号処理方法（たとえば、離散フーリエ変換、短時間フーリエ変換、離散コサイン変換、離散時間ウェーブレット変換）、短期および中期特徴抽出、分類子（たとえば、ｋ近傍分類子、決定木、サポートベクターマシン、人工ニューラルネットワーク、ディープニューラルネットワーク）、アルゴリズムを「訓練」するための期待信号の事前知識に基づくアルゴリズム、および受信信号と期待信号を相関させて、注射デバイス内で一体化された複数の共振器を区別する関心領域を判定するための期待信号の事前知識に基づくアルゴリズムのうちの１つまたは組合せを含むことができる。注射デバイスデータは、記憶することができ、別のシステムへ送信することができ、または外部デバイスの使用者へ表示することができる（３１４）。いくつかの実装形態では、使用者が外部デバイスのディスプレイと対話することで、注射デバイスと外部デバイスとの間の通信の終了または別のウェイク信号の生成によるプロセス３００の繰返しを選択することができる。
【００４４】
図４は、例示的な演算システム４００の概略図を示す。システム４００は、本明細書に記載する実装形態に関連して説明する動作のために使用することができる。たとえば、システム４００は、本明細書に論じるサーバ構成要素のいずれかまたはすべてに含むことができる。システム４００は、プロセッサ４１０、メモリ４２０、記憶デバイス４３０、および入出力デバイス４４０を含む。構成要素４１０、４２０、４３０、および４４０の各々は、システムバス４５０を使用して相互接続される。プロセッサ４１０は、システム４００内で実行するための命令を処理することが可能である。一実装形態では、プロセッサ４１０はシングルスレッドプロセッサである。別の実装形態では、プロセッサ４１０はマルチスレッドプロセッサである。プロセッサ４１０は、入出力デバイス４４０上のユーザインターフェースのためにグラフィカル情報を表示するように、メモリ４２０内または記憶デバイス４３０上に記憶されている命令を処理することが可能である。
【００４５】
メモリ４２０は、システム４００内の情報を記憶する。一実装形態では、メモリ４２０はコンピュータ可読媒体である。一実装形態では、メモリ４２０は揮発性メモリユニットである。別の実装形態では、メモリ４２０は不揮発性メモリユニットである。記憶デバイス４３０は、システム４００に対する大容量記憶を提供することが可能である。一実装形態では、記憶デバイス４３０はコンピュータ可読媒体である。様々な異なる実装形態では、記憶デバイス４３０は、フロッピーディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、またはテープデバイスとすることができる。入出力デバイス４４０は、システム４００に対する入出力動作を提供する。一実装形態では、入出力デバイス４４０は、キーボードおよび／またはポインティングデバイスを含む。別の実装形態では、入出力デバイス４４０は、図１〜図３を参照して説明したように収集、記憶、および照会された項目に関係するデータに使用者がアクセスすることを有効にするグラフィカルユーザインターフェースを表示するためのディスプレイユニットを含む。
【００４６】
記載する構成は、デジタル電子回路、また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、もしくはこれらの組合せで実施することができる。装置は、プログラマブルプロセッサによる実行のために情報キャリア内、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、入力データ上の動作および出力の生成によって、記載する実装形態の機能を実行するための命令プログラムをプログラマブルプロセッサが実行することによって実行することができる。記載する構成は、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送信するように連結された少なくとも１つのプログラマブルプロセッサと、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マブル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、特定の動作を実行しまたは特定の結果をもたらす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命令セットである。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の言語を含む任意の形式のプログラミング言語で書き込むことができ、独立型プログラムを含む任意の形式で、またはモジュール、構成要素、サブルーチン、もしくは演算環境での使用に好適な他のユニットとして導入することができる。
【００４７】
命令プログラムの実行に好適なプロセッサには、例として、汎用および特別目的両方のマイクロプロセッサ、ならびに任意の種類のコンピュータの単独のプロセッサまたは複数のプロセッサのうちの１つが含まれる。概して、プロセッサは、読出し専用メモリもしくはランダムアクセスメモリ、またはこれらの両方から、命令およびデータを受信する。コンピュータの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサ、ならびに命令およびデータを記憶するための１つまたはそれ以上のメモリである。概して、コンピュータはまた、データファイルを記憶するための１つまたはそれ以上の大容量記憶デバイスを含み、またはそのようなデバイスと通信するように動作可能に連結され；そのようなデバイスは、内部ハードディスクおよび取外し可能ディスクなどの磁気ディスク；光磁気ディスク；ならびに光ディスクを含む。コンピュータプログラム命令およびデータを有形に実施するのに好適な記憶デバイスは、例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュ記憶デバイスなどの半導体記憶デバイス；内部ハードディスクおよび取外し可能ディスクなどの磁気ディスク；光磁気ディスク；ならびにＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含むあらゆる形式の不揮発性メモリを含む。プロセッサおよびメモリは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補足することができ、またはＡＳＩＣ内に組み込むことができる。
【００４８】
使用者との対話を提供するために、これらの構成は、使用者に情報を表示するためのＣＲＴ（ブラウン管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタなどのディスプレイデバイスと、使用者がコンピュータへ入力を提供することができるキーボードおよびマウスまたはトラックボールなどのポインティングデバイスとを有するコンピュータ上で実施することができる。
【００４９】
これらの構成は、データサーバなどのバックエンド構成要素、アプリケーションサーバもしくはインターネットサーバなどのミドルウェア構成要素、もしくはグラフィカルユーザインターフェースもしくはインターネットブラウザを有するクライアントコンピュータなどのフロントエンド構成要素、またはこれらの任意の組合せを含むコンピュータシステム内で実施することができる。システムの構成要素は、通信ネットワークなどの任意の形式または媒体のデジタルデータ通信によって接続することができる。通信ネットワークの例には、たとえばＬＡＮ、ＷＡＮ、ならびにインターネットを形成するコンピュータおよびネットワークが含まれる。
【００５０】
コンピュータシステムは、クライアントおよびサーバを含むことができる。クライアントおよびサーバは、概して互いに遠隔に位置し、典型的には記載したものなどのネットワークを介して相互作用する。クライアントおよびサーバの関係は、コンピュータプログラムがそれぞれのコンピュータ上で実行され、互いにクライアントとサーバの関係を有することによって生じる。
【００５１】
加えて、図に示した論理の流れは、望ましい結果を実現するために、図示の特定の順序または連続する順序を必要としない。加えて、他の工程を提供することができ、または記載した流れから工程を削除することができ、記載したシステムに他の構成要素を追加することができ、記載したシステムから他の構成要素を除去することができる。したがって、他の実装形態も以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【００５２】
「薬物」または「薬剤」という用語は、本明細書では同義的に用いられ、１つもしくはそれ以上の活性医薬成分またはそれらの薬学的に許容可能な塩もしくは溶媒和物と、場合により薬学的に許容可能な担体と、を含む医薬製剤を記述する。活性医薬成分（「ＡＰＩ」）とは、最広義には、ヒトまたは動物に対して生物学的効果を有する化学構造体のことである。薬理学では、薬剤または医薬は、疾患の治療、治癒、予防、または診断に使用されるか、さもなければ身体的または精神的なウェルビーイングを向上させるために使用される。薬物または薬剤は、限定された継続期間で、または慢性障害では定期的に使用可能である。
【００５３】
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ＡＰＩまたはその組合せを含みうる。ＡＰＩの例としては、５００Ｄａ以下の分子量を有する低分子、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、および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。１つまたはそれ以上の薬物の混合物も企図される。
【００５４】
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、または他の硬性もしくは可撓性のベッセルでありうる。たとえば、いくつかの場合には、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。いくつかの場合には、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。いくつかの場合には、薬物容器は、投与される医薬製剤の２つ以上の成分（たとえば、ＡＰＩと希釈剤、または２つの異なる薬物）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。かかる場合には、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。
【００５５】
本明細書に記載の薬物送達デバイスに含まれる薬物または薬剤は、多くの異なるタイプの医学的障害の治療および／または予防のために使用可能である。障害の例としては、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。障害のさらなる例は、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。ＡＰＩおよび薬物の例は、ローテリステ２０１４年（Ｒｏｔｅ  Ｌｉｓｔｅ  ２０１４）（たとえば、限定されるものではないがメイングループ１２（抗糖尿病薬剤）または８６（オンコロジー薬剤））やメルク・インデックス第１５版（Ｍｅｒｃｋ  Ｉｎｄｅｘ，１５ｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ）などのハンドブックに記載されているものである。
【００５６】
１型もしくは２型糖尿病または１型もしくは２型糖尿病に伴う合併症の治療および／または予防のためのＡＰＩの例としては、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、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、また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、「アナログ」および「誘導体」という用語は、天然に存在するペプチドに存在する少なくとも１つのアミノ酸残基の欠失および／または交換によりおよび／または少なくとも１つのアミノ酸残基の付加により天然に存在するペプチドの構造たとえばヒトインスリンの構造から形式的に誘導可能な分子構造を有するポリペプチドを指す。付加および／または交換アミノ酸残基は、コード可能アミノ酸残基または他の天然に存在する残基または純合成アミノ酸残基のどれかでありうる。インスリンアナログは、「インスリンレセプターリガンド」とも呼ばれる。特に、「誘導体」という用語は、天然に存在するペプチドの構造から形式的に誘導可能な分子構造、たとえば、１つまたはそれ以上の有機置換基（たとえば脂肪酸）がアミノ酸の１つまたはそれ以上に結合したヒトインスリンの分子構造を有するポリペプチドを指す。場合により、天然に存在するペプチドに存在する１つまたはそれ以上のアミノ酸が、欠失し、および／または非コード可能アミノ酸を含めて他のアミノ酸によって置き換えられ、または天然に存在するペプチドに非コード可能なものを含めてアミノ酸が付加される。
【００５７】
インスリンアナログの例は、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（インスリングルリジン）；Ｌｙｓ（Ｂ２８）、Ｐｒｏ（Ｂ２９）ヒトインスリン（インスリンリスプロ）；Ａｓｐ（Ｂ２８）ヒトインスリン（インスリンアスパルト）；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。
【００５８】
インスリン誘導体の例は、たとえば、Ｂ２９−Ｎ−ミリストイル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン、Ｌｙｓ（Ｂ２９）（Ｎ−テトラデカノイル）−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン（インスリンデテミル、レベミル（Ｌｅｖｅｍｉｒ）（登録商標））；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−オメガ−カルボキシペンタデカノイル−ガンマ−Ｌ−グルタミル−ｄｅｓ（Ｂ３０）ヒトインスリン（インスリンデグルデク、トレシーバ（Ｔｒｅｓｉｂａ）（登録商標））；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。
【００５９】
ＧＬＰ−１、ＧＬＰ−１アナログおよびＧＬＰ−１レセプターアゴニストの例は、たとえば、リキシセナチド（リキスミア（Ｌｙｘｕｍｉａ）（登録商標））、エキセナチド（エキセンジン−４、バイエッタ（Ｂｙｅｔｔａ）（登録商標）、ビデュリオン（Ｂｙｄｕｒｅｏｎ）（登録商標）、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（Ｖｉｃｔｏｚａ）（登録商標））、セマグルチド、タスポグルチド、アルビグルチド（シンクリア（Ｓｙｎｃｒｉａ）（登録商標））、デュラグルチド（トルリシティ（Ｔｒｕｌｉｃｉｔｙ）（登録商標））、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−４０１、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。
【００６０】
オリゴヌクレオチドの例は、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ナトリウム（キナムロ（Ｋｙｎａｍｒｏ）（登録商標））である。
【００６１】
ＤＰＰ４阻害剤の例は、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。
【００６２】
ホルモンの例としては、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。
【００６３】
多糖の例としては、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（Ｓｙｎｖｉｓｃ）（登録商標））、ヒアルロン酸ナトリウムである。
【００６４】
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。抗体という用語は、４価二重特異的タンデムイムノグロブリン（ＴＢＴＩ）および／またはクロスオーバー結合領域配向を有する二重可変領域抗体様結合タンパク質（ＣＯＤＶ）に基づく抗原結合分子も含む。
【００６５】
「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。本開示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、四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）、１価または多価抗体フラグメント、たとえば、２価、３価、４価および多価の抗体、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。
【００６６】
「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。
【００６７】
抗体の例は、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。
【００６８】
本明細書に記載のいずれのＡＰＩの薬学的に許容可能な塩も、薬物送達デバイスで薬物または薬剤に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。
【００６９】
本開示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ＡＰＩ、構成、装置、方法、システム、および実施形態の様々な構成要素に修正（追加および／または削除）を加えることができ、本開示は、そのような修正およびそのあらゆる均等物を包含することが、当業者には理解されよう。
【００７０】
本開示の複数の実装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、他の実装形態も以下の特許請求の範囲の範囲内である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2021506476.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2021506476.tif 000006
【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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