本发明一般涉及医学领域，更具体地涉及为确保慢性患者适当周期性应用药物，例如将胰岛素应用于糖尿病患者，以增加治疗依从性并提高生活质量而设计的装置领域。
本发明的第一个目的是设计成连接至任何类型的药物应用笔以便为患者提供用于控制注射何种药物，注射多少药物，何时注射的有用信息的新型设备。此外，该设备能够监测与药物施加和应用相关的各种参数，从而可以由患者自己或由护理人员、家庭成员或医生来控制患者的治疗。本发明的一个特定目的是提高用胰岛素笔注射胰岛素的治疗依从性，并改善患者的生活质量。
本发明的第二个目的是用于上述设备的操作方法。
背景技术：
糖尿病包括若干导致血液中长期高葡萄糖浓度的代谢疾病(高血糖症)，这主要是因为胰腺分泌胰岛素不足，1型糖尿病，或内源性胰岛素2型糖尿病的高外周耐药性。目前世界上有超过4.85亿人患有糖尿病，胰岛素治疗有很高的疗效，因此更大的挑战之一是提高治疗依从性，以避免由于疾病失控而引起的严重问题，这一挑战存在于所有慢性疾病中。大多数糖尿病患者通过定期注射胰岛素来治疗。存在专门设计用于注射胰岛素的多种设备，但必须与本发明提到的所谓的胰岛素注射笔结合。这些笔类似于在一端设有针且在相反端具有按钮的书写笔，按钮用于驱动动容纳在笔主体内的胰岛素药筒。当患者推动按钮时，柱塞推动药筒，以通过针注射预定量的胰岛素。每个药筒储存用于多次注射的足够的胰岛素，例如，300单位的胰岛素。当药筒空了，丢弃药筒并换上新的充满药的药筒，或者用新的充满胰岛素的笔替换胰岛素笔。
尽管这些设备允许简单快速地注射胰岛素，但是患者可能忘记先前进行注射的时间、注射的胰岛素量、是否实际进行特定注射等等。因此，患者、年轻患者的父母或导师、甚至是内分泌医师，并不确定有关所述注射的进展和数据。这带来了重要的缺陷，因为注射不正确的胰岛素量可能对患者带来潜在的严重后果。
对于必须每天进行数次注射的慢性病患者注射其他药物，也会出现同样的问题。例如，矮小者注射生长激素，2型糖尿病患者的glp1治疗，铁吸收不足者注射维生素，注射肝素预防静脉血栓形成等。
为了解决这个问题，存在主要由具有用于控制注射的电子装置的药物应用笔组成的设备。然而，这些设备的缺点在于电子板嵌入笔中，因此用户可能不会使用它们习惯的笔。而且这些设备复杂而昂贵。
此外，这些设备仅对携带和使用它们的患者有用，也就是说，它们不允许通过外部设备实时远程检查信息。这是重要的，因为诸如父母、导师或医生的第三人可能希望通过诸如平板电脑、智能手机或计算机的设备来检查所述信息。
这些问题不仅与糖尿病患者的胰岛素有关，而且在其他使用注射笔如多发性硬化症、生育方法等的慢性疾病中也是常见的。
技术实现要素：
上述缺点可由本发明解决，本发明公开了能够连接至任何型号的药物应用笔的设备，该设备具有用于自动检测注射和用于传送关于下一次注射的患者信息的装置。根据本文中包括的描述，本发明的设备的具体特征和优点将变得显而易见。本发明还公开了一种用于操作该设备的方法。
在本文件中，术语“药物”必须被广泛地解释为包括周期性地或反复地注射到患者体内的任何物质。具体地，本发明的设备用于监测慢性患者的药物注射，并且更特别地用于必须每天接受数次胰岛素注射的糖尿病患者。但是，术语“药物”不仅指胰岛素，还指物质，例如glp1、针对矮小者的生长激素、针对铁吸收不足者的维生素、针对易发生血栓形成者的肝素、针对体外生殖治疗者的卵巢刺激物质、以及针对过敏或多发性硬化症患者的其他物质。然而，结果表明，在一个优选的实施方式中，所述设备有利地与胰岛素一起使用。术语“笔”或“药物笔”是指设计用于为慢性患者注射药物的设备。它是一种具有书写笔形状的细长设备，包括具有注射针的前端和具有驱动按钮的后端。所述笔还具有与传统书写笔类似的笔帽，其具有用于连接笔的前端以覆盖注射针的空腔。容纳存储药物的一次性药筒的一些可再填充的笔型号使驱动按钮移动柱塞，将药筒中的药物推向注射针。其他的笔型号是完全一次性的，也就是说，当一个内置的药物储存器为空时，它们被丢弃。
本发明的第一方面公开了一种用于监测利用药物笔向患者应用药物的设备，所述设备主要包括主体，注射检测装置和处理装置。现在详细公开这些元件：
a)主体
所述主体可以可拆卸地连接至药物笔。术语“可拆卸”是指主体可以与笔几次连接和分离而不会对笔造成任何损坏。原则上，所述主体可以以多种方式配置，只要其可以与市场上任何现有的笔连接和分离即可。在这种情况下，重要的是，连接至笔的主体是通用的，也就是说，它适合于任何市场上的任何笔。本发明的设备与例如kwikpen，flexpen和solostar的大量市售的笔兼容。
b)注射检测装置
所述检测装置用于检测是否进行药物注射。这种检测是自动发生的，也就是说，当进行药物注射时，除他/她所遵循的常规步骤之外，患者不需要进行任何额外操作。为此，注射检测装置被实施为配置为用于检测笔的驱动的驱动检测器。所述驱动检测器包括，例如，在设备上设置的机械按钮。本领域技术人员还将能够识别不同种类的驱动检测器，即检测器检测驱动，优选地笔的按钮进行注射的驱动。
c)处理装置
所述处理装置配置为当注射检测装置检测到药物注射被进行时，存储注射的日期和时间。优选地，所述处理装置配置为当注射检测装置检测到药物注射被进行时，存储数据集，所述数据集至少包括注射的日期和时间。为了做到这一点，所述处理装置与所述注射检测装置通信；另外，所述处理装置可以进一步配置为通知患者何时必须进行下一次药物注射，优选地经由无线通信装置和外部设备。此外，所述处理装置可以借助于诸如屏幕、按钮、经由无线通信装置和外部设备的多个装置和/或到外部应用程序的链接来向患者请求信息。基于所述信息，所述处理装置可以警告患者必须进行注射。
该设备优选地包括实时时钟，即用于输出日期和时间的时钟，该实时时钟连接至处理装置，使得处理装置用于存储至少包括注射的日期和时间的数据集。
在一个优选的实施方式中，该设备设置有用于检测应用药物的种类，优选应用胰岛素的种类的药物种类检测装置。在另一个优选实施方式中，所述设备包括剂量检测装置，用于检测药物的装载量，优选为胰岛素的装载量。本发明人在这方面解决的相应问题是找到一种方法来检测各种不同的胰岛素笔已经注射了何种胰岛素和多少胰岛素。通过将专用传感器结合到设备中，能够确保与各种笔的兼容性，例如，insulclok，kwikpen，flexpen，solostar和flextouch。实现这个目标是发明人通过提供不同传感器，特定软件和校准的组合来解决的挑战。
在下文中，公开了设备的具体配置，该设备连接至驱动按钮所在的笔的后端。
配置实施例
在以下配置实施例中，主体配置为连接至笔的按钮，使得通过直接推动主体来驱动按钮。由于注射检测装置本身被实施为驱动检测器，优选作为机械按钮，所以注射检测装置配置为检测主体上的推动，并因此确定何时进行药物注射。也就是说，由于主体连接至按钮，所以当用户推动按钮进行注射时，本发明的设备检测该动作并将其表示为注射。
在优选的实施方式中，所述处理装置用于在注射时检测药物的种类，优选胰岛素的种类。优选地，为此目的，该设备包括药物种类检测装置，该药物种类检测装置优选包括颜色传感器。如本领域技术人员将理解的，通常，例如胰岛素笔在后端按钮中具有其自己的特征颜色。通过为药物种类检测装置，即优选地胰岛素种类检测装置，设置颜色传感器，例如，具有i2c接口的rgbw颜色传感器veml6040a3og，使检测胰岛素品牌和种类或类型成为可能。正如本领域技术人员将进一步理解的，例如通常通过旋转标准胰岛素笔上设置的相应构件来调节胰岛素剂量。根据胰岛素种类或品牌的不同，旋转的步骤会因剂量而有所不同。因此，通过所述设备检测药物的种类有利地允许存储应用药物的种类和剂量。在本发明的一个优选实施方式中，所述主体包括：
-基本上截头圆锥形的垫圈，其具有配置为容纳药物笔的按钮的孔。所述垫圈可以由任何合适的材料制成，例如硬塑料。
-具有通孔的连接部分，所述通孔配置为将所述垫圈容纳在其中，从而发生压缩，将所述垫圈紧紧地压在所述按钮周围。
-盖部分，其配位为连接至连接部分，注射检测装置被实施为驱动检测器，即例如作为机械按钮设置在所述盖部分中。
由于该连接系统，所述设备可仅通过提供具有不同形状和内径的多个垫圈就可以用于不同类型的药物笔。实际上，不同的药物笔型号与设备的这种配置的连接之间的主要差别基本上是按钮的直径和/或形状的差异。通过提供一组不同形状和内径的垫圈，实现了本发明的设备与任何笔型号的正确连接。
另一方面，由于注射检测装置位于盖部分中，并且更具体地位于正常驱动按钮时由患者推动的盖部分的表面上，所以当用户正常推动按钮时，具有该配置的设备自动检测何时进行注射。
在本发明的优选实施方式中，注射检测装置实施为设置在盖部分中的机械按钮。优选地，按钮可以配置为完全覆盖盖部分的上表面。例如，按钮可以与处理装置电通信，以根据是否被推动而打开或关闭接触，从而使处理装置立即接收是否进行药物注射的信息。与使用机械按钮作为注射检测装置相关的重要优点是与使用电子注射检测元件相比节省了电力，因为后者的操作和监测需要电源。
根据本发明，当本发明的设备检测到患者的药物注射时，处理装置存储，优选在所述设备的存储装置中，注射日期和时间，优选为在所述设备提供的存储装置。优选地，当本发明的设备检测到患者的药物注射时，处理装置存储至少包括注射日期和时间的数据集。
如下面将要解释，除了药物应用的日期和时间之外，该设备优选地用于在数据集中存储各种其他参数。参数选自应用药物的种类、优选应用的胰岛素的种类，应用时药物的温度，优选应用时胰岛素的温度，药物的应用剂量，优选胰岛素的应用剂量，以及应用时笔的取向。如本领域技术人员将理解的，该数据集可以包括被认为有助于药物应用和/或监测药物应用的其他参数。
与这些时间和日期相结合地存储这些参数的数据集允许存储治疗历史。可以从设备读取该数据集，例如使用无线通信装置和诸如智能手机或个人电脑的外部设备。在外部设备上设置的专用软件能够随后使用数据集，例如用于构建图表，统计数据等。如本领域技术人员将理解的，这种治疗历史是特别有利的，例如用于医生合适地控制患者的治疗。以电子记录的数据集的这种形式提供的治疗历史的优点在于，例如患者不再需要手动将药物应用数据写入相应的纸质笔记本。此外，确保了数据的正确性，即不能有意或无意地伪造数据。因此，通过组合提供所有这些参数，可以实现特定的优点，因为这些参数中的每一个对于实现最佳治疗是重要的。另外，为了使设备能够存储所有这些参数，有必要构造一种设备并为每个参数找到相应的传感器，以使得容纳所有这些传感器的设备仍然可以足够小以便与标准尺寸的药物笔(例如胰岛素笔)连接，并且仍然可以由患者方便地使用。
注射的(即药物应用)日期和时间，和/或数据集可以通过无线通信使用外部设备读取，例如用户装备，即例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或个人电脑等移动设备。为此，在优选实施方式中，该设备还包括配置为与安装在外部设备中的应用程序进行通信的无线通信装置。该通信装置可以以不同的方式实现，例如通过机器对机器通信、蓝牙、wifi、wimax等。外部设备可以是任何类型，例如用户装备，即智能手机或移动电话、平板电脑、计算机等。外部设备可以替代地或另外地是服务器或服务器组。在任何情况下，如下面详细公开的，最优选的配置需要通过蓝牙与智能手机进行通信。因此，优选地，无线连接为蓝牙连接。优选地，通过通信装置，可以由用户使用例如智能手机或平板电脑输入数据和参数，例如用于药物应用的一天中的期望时间。
在一个优选实施方式中，除了存储注射的日期和时间之外，该设备还用于在至少一个外部服务器上存储日期和时间，优选为数据集。如本领域技术人员将理解的，这样的外部服务器或多个外部服务器可以形成所谓的“数据云”，该数据云是为由托管公司等提供的这样的服务器或这样的服务器组上的用户提供的逻辑存储空间。可以通过通用网络访问，例如在家或在医院或通过互联网提供的本地通信网络访问数据云。优选地，所述设备用于(即包括所提到的无线通信装置)无线访问通用网络，优选互联网。
在一个优选实施方式中，当或一旦该设备连接至通用网络，优选连接至互联网时，该设备用于在至少一个服务器上存储注射的日期和时间，优选地存储数据集。在替代或另外的实施方式中，数据集可以经由到诸如智能电话的用户装备的无线连接(例如，机器对机器通信或蓝牙连接)被传送到至少一个服务器，用户装备经由互联网连接至至少一个服务器。除了上述基于各种参数存储数据集的功能之外，所述设备优选地用于在特定情况下基于参数警告或提醒用户。因此，在优选实施方式中，本发明的设备还包括用于通知患者某些事件的警报装置。警报装置可以是声学装置、视觉装置、振动装置等。作为视觉装置，例如，可以设置led。例如，所述设备可以在一天中的特定时间输出警报以提醒用户使用笔来应用药物。换句话说，患者可以例如为设备编程每天注射的次数，警报装置会在适当的时候警告他/她。这种编程可以由用户通过无线连接至该设备的外部设备(例如智能电话或平板电脑)输入合适的数据来完成。
在优选实施方式中，基于所存储的注射日期和时间，如果在注射日期和时间之后的预定时间段内检测到进一步注射，则警报装置用于输出警报。预定的时间段可以是几小时，一天或必要的药物注射之间的任何其他合适的时间段。因此，如果患者试图过早注射药物，他或她就会立即被警告，从而可以避免不必要的注射，或者至少可以使患者意识到第二次注射太早。因此，如果用户注射了胰岛素并且又想要注射相同的胰岛素，则所述设备可以例如输出连续的蜂鸣声，且led警报灯变成红色。因此，用户被警告并通知不应该注射胰岛素。
此外，基于药物种类检测装置的检测结果，警报装置优选用于在用户试图注射错误种类的药物，优选胰岛素时，例如速效胰岛素而不是基础胰岛素时警告用户。因此，如果用户注射了胰岛素并又想要注射相同的胰岛素时，则所述设备可以例如输出连续的蜂鸣声，且led警报灯变成红色。
在一个优选实施方式中，警报装置用于与无线通信装置配合，优选地通过至少一个外部服务器，将警报传送至外部设备。例如，在上述警告用户进行第二次不必要的注射的情况下，可以将信息发送至移动设备，并且该移动设备可以例如向用户显示：“您已注入这种类型的胰岛素。您确定再次注射这种胰岛素吗？”进一步地，在向用户通知错误类型的胰岛素的上述例子中，可以将信息发送到移动设备，该移动设备可以显示“您需要的胰岛素是“x”，并且您试图注入胰岛素“y”-您确定要注射这种胰岛素吗？”在这种向用户输出警报的情况下，用户可以取消警报，例如通过推动设备上的相应按钮并且可以继续注射。
例如，当在预设的日期和时间之后的预设时间段内没有使用设备时，警报装置和无线通信装置可以用于使警报信息经由机器对机器通信或蓝牙通信发送给远程人员，即与使用该设备的与患者不同的人员，例如医生、导师或家庭成员。可替换地或者附加地，警报装置和无线通信装置可以用于使警报被传送到至少一个服务器，该服务器又用于自动地发送诸如sms、电子邮件或者预先记录的电话呼叫的信息至所述人员。为此，至少一个外部服务器优选地设置有相应的软件程序。
与警报装置结合，所述设备优选地设置有装载状态检测装置，该装载状态检测装置用于检测和监测药物笔的药筒或没有笔的药筒的装载状态或充填状态或充填水平。基于装载状态检测装置的检测结果，当装载状态低于预定阈值时，所述警报装置优选用于输出警报。例如，所述阈值可以是应用一次注射所需剂量所必需的最小装载量。从而避免了药物应用的错误和遗漏。因此，基于由警报装置触发的装载状态检测设备的检测结果，可以将信息发送到移动设备，使得移动设备显示“胰岛素笔用完。请更换新笔。”
所述设备还可以例如，通过外部设备的屏幕，请求来自患者的附加信息，如注射药物的量。例如，在胰岛素的具体情况下，可要求患者指出注射胰岛素的量和当时的葡萄糖水平。可将该信息以及与每次注射的日期和时间的有关信息存储至嵌入或连接至处理装置的存储装置，并且随后可以用于建立图表、统计数据等。
一方面，无线通信装置允许从本发明的设备向外部设备发送自动获得地与每次注射的日期和时间相关的数据集。优选地，将所述数据集处理成患者或医生可访问的信息，并转换成方便的表格，图表等。该功能使患者更方便地在外部设备中检查所有的信息。数据发送到外部设备后，可以通过外部设备上的专用应用程序处理该数据。可选地或另外地，使用存储在至少一个外部服务器上的数据集，通过安装在至少一个服务器上的程序处理数据集。外部设备通过例如互联网可以获取通过云服务处理数据集产生的信息。然后外部设备可以利用例如，外部设备上安装的专用程序或应用程序将信息显示给设备的用户。可将数据集中包括的数据处理为可被数据访问，即，可以将由诸如温度传感器、取向传感器(例如加速度计)等的设备所构成的传感器的输出处理成诸如表格或图形包括的数字的输出，该表格或图形可以由外部设备使用专用软件或应用程序来显示。因此所述数据集变得可供用户访问和理解。
通过至少一个外部服务器存储和/或处理数据使得能够在诸如父母和医生的，例如多个智能手机的各种外部设备之间同步治疗历史。因此，当患者是例如一个孩子，数据可以通过父母的移动电话，同时通过医生的移动设备或个人电脑来访问。从而，可以保证控制例如孩子的治疗。类似地，如果患者是老年人，家庭成员和医生可以访问云数据，以便多人确保治疗。
另一方面，也可以在相反的方向上进行通信，即从安装在外部设备中的应用程序朝向本发明的设备。在这种情况下，通信允许进行配置调整，编程每日编程注射的日期和时间，请求诸如图表等的特定数据，更新软件等。
除了日期(例如，日、月和年)和时间(例如一天中的时刻)之外，在优选的实施方式中，所述数据集包括注射或应用时药物的温度，优选胰岛素的温度。为此，该设备设置有用于检测应用时的药物温度的装置，即例如温度传感器和相应的电子器件(例如±0.5℃的最高准确度数字温度传感器-mcp9808t-e/mc以连续监测药物的温度，优选为胰岛素的温度)，其连接至处理装置，处理装置又用于将温度存储在数据集中。当设计该设备时，发明人注意到所应用的必需药物剂量可取决于药物温度。例如，在极端温度的情况下，胰岛素会失去功效。因此，存储应用时的药物温度对于稍后评估治疗是有利的。此外，在优选实施方式中，在应用时检测到药物温度高于或低于预设阈值的情况下，警报装置用于警告笔的用户。
此外，在一个优选实施方式中，所述设备还包括药物种类检测装置，优选为胰岛素种类检测装置，其用于自动检测应用的药物种类，优选为胰岛素的种类，当检测到药物注射时，药物种类检测装置与处理装置连接，以使处理装置用于将所应用的药物种类存储到数据集中。
事实证明，这种药物类型检测在胰岛素的情况下是特别有利的。如本领域技术人员将理解的，可以通过例如在笔的按钮上设置的颜色标签来识别各种类型的胰岛素。通过设置具有相应led的颜色传感器形式的胰岛素种类检测装置，证实这种类型的传感器可以容纳在本发明的设备中，同时允许设备适当地连接至标准尺寸的笔。同时，可以实现非常可靠的胰岛素种类检测，而led和颜色传感器的组合也是节能的。
在一个优选的实施方式中，药物为胰岛素，并且药物种类检测装置用于自动检测应用的胰岛素。
在优选实施方式中，该设备还包括剂量检测装置，其用于基于设置在笔上的剂量驱动器的设置来检测药物的装载量。如本领域技术人员将理解的，诸如胰岛素笔的药物笔设置有剂量驱动器，例如，设置在笔上的环，其可以由用户访问以设置期望的剂量。剂量检测装置为例如用于检测这样的剂量驱动器的设置以确定在注射时应用的剂量。处理装置还用于将应用的剂量的量存储到数据集。提供剂量量作为数据集中包括的参数之一使得例如随后评估治疗和/或验证治疗的正确性成为可能。
在一个优选实施方式中，所述设备还包括笔取向角检测装置，所述笔取向角检测装置用于在应用药物时检测所述笔的取向角，由此所述处理装置用于将所述设备的该取向角存储在数据集中。参数取向角度是设备的角度，例如，相对于诸如房间等的正常环境。因此笔取向角检测装置的输出可以是相对于房间地板的角度，使得如果笔已经被握住，例如，在进行注射时是水平的情况下，可对其进行检测。
通过提供笔取向检测装置，因此能够验证在应用药物时笔已经保持在预期的取向。换句话说，当将一定剂量的胰岛素应用于患者的腹部时，可以预期该笔保持大致水平。如果在应用药物时笔大致垂直地放置，则可以认为药物没有适当地施用于患者或是应用于空气中。这使得例如父母或导师来控制儿童或需要帮助的患者的适当的药物应用。例如，父母可以检查在应该应用药物的特定时间存储的数据集，即使是从远程位置使用移动电话。通过附加的取向信息，父母可以确保药物实际上以适当的方式应用。在优选实施方式中，笔取向角检测装置包括至少一个加速度计。
在一个优选实施方式中，该设备设置有用于检测该设备的电池的电池充电状态的电池充电状态检测装置。基于电池充电状态检测装置的输出，当电池状态低于预定阈值时，警报装置用于输出警报。例如，通过警报装置触发，可以向移动设备发送信息，以使移动设备被触发并显示“电量不足，请充电”。
在一个优选实施方式中，该设备设置有故障检测装置，该故障检测装置用于识别该设备的至少一个传感器或检测设备是否不工作。例如，故障检测装置优选用于检测药物种类检测装置是否不输出检测结果。类似地，故障检测装置优选用于检测温度传感器是否不输出检测结果。
基于故障检测装置的检测结果，警报装置用于在检测到故障时输出警报。例如，通过警报装置触发，可以将信息发送到移动设备，以使移动设备显示“使用/维护insulclock错误，请移除您的insulclock笔并联系您的呼叫中心，教育者/内分泌服务发送邮件到aa@insulclock.com”。
在下文中，描述进一步的示例性情况和示例性警报。例如，连续的蜂鸣声和橙色的led可以是通知用户电量低的警报。如果检测到电池电量为例如小于10％，警报装置可触发警报信息，并在移动设备显示“电池电量低(小于10％)。请为您的insulclock充电”。
基于装载状态检测装置的输出，警报装置优选用于在药物笔只有两个剂量的情况下输出警报。在这种情况下，警报装置可以用于触发向移动设备发送信息，该移动设备显示信息“胰岛素笔运行低。不要忘记带新笔更换笔”。
该设备优选用于检测胰岛素笔的错误使用。例如，可能发生用户注射胰岛素但会过早停止推动设备(例如在活塞停止之前并且例如经过10秒的时间)的情况。众所周知，如果用户注射胰岛素，停止连续地推动按钮和推动柱塞数次，可能会造成错误。因此，在一个优选实施方式中，该设备用于使得如果没有应用剂量或应用错误剂量或注射未完成，则输出警报。
为此，基于驱动检测器和实时时钟的输出，如果驱动检测器的驱动在注射的日期和时间过去之后的预定时间段之前被中断，则警报装置用于输出警报。预定时间段可以是例如10秒。因此，如果用户推动按钮开始注射，则注射的时间和日期被识别并存储。如果按钮在预定的时间段过去之前被释放，例如在10秒过去之前，这由处理装置基于驱动检测器的输出而识别。基于此，警报装置用于输出警报。例如，可以输出两声短促的蜂鸣声和橙色的led灯。可选地或另外地，可以通过警报装置触发信息以在移动设备上显示“注射未完成”。继续握住设备，直到听到连续的蜂鸣声，并且led变成绿色”。
当用户按时注射胰岛素时，不得将笔从体内移出，并推动柱塞直到led变绿。因此，在正确应用的情况下，警报装置可以通过输出两阵短蜂鸣声和绿色led以确认这种正确的应用。警报装置可触发信息“注射胰岛素。完成”。
在优选实施方式中，基于实时时钟的输出，如果达到预设的警报时间(预定的日期和时间，或每天的时刻，例如9:00)，则警报装置用于输出警报。这样的警报时间可以使用本领域技术人员已知的标准输入装置输入到设备中。例如，可以在设备上设置屏幕，并且可以通过相应的按钮输入警报时间并通过屏幕进行验证。也可以使用诸如移动电话的外部设备来完成输入。可替换的输入装置对于本领域技术人员将是显而易见的。当达到警报时间时，闹钟装置可以输出例如预设秒数的间歇性蜂鸣声，且橙色的led可以亮起。
在优选实施方式中，基于实时时钟的输出，如果在警报时间之后的预设时间段内，基于驱动检测器的输出没有检测到注射，则警报装置用于触发警报信息。
例如，如果警报时间过后一小时，没有检测到注射，则信息自动发送给例如导师、医生或护理人员。该信息可以是从服务器发送的电子邮件。该信息也可以是sms或预先记录的电话信息给护理人员。
如上所述的设备是特别有利的，因为它优选地允许自动检测患者注射的胰岛素的剂量和种类。这极大地增加了治疗的依从性并改善了患者的生活质量。
根据以下对优选实施方式的描述，将更好地理解本发明的设备的操作。
附图说明
图1a和1b展示了传统胰岛素笔的例子。
图2a-2e展示了本发明的设备的具有屏幕的实施例的几个视图。
图3展示了本发明的设备如何连接至胰岛素笔的按钮上。
图4a-4c显示了本发明的设备的没有屏幕的实施例的几个视图。
具体实施方式
现在参照附图公开本发明的多个优选实施方式。这里描述的实施例具体涉及通过胰岛素笔在糖尿病患者中注射胰岛素。然而，如本文前面提到的，本发明不能被解释为限于胰岛素笔，因为它适用于用于注射任何类型的药物的笔。此外，本实施例示例性地针对一次性笔。图1a和1b展示了一次性常规胰岛素笔(100)的一个实施例的元件。所述笔(100)具有容纳胰岛素药筒的基本上圆柱形的主体。注射针(103)位于笔(100)的主体的前端，其用于注射存储在胰岛素药筒中的胰岛素。为了这样做，患者推动位于笔(100)的主体后端的按钮(101)，该按钮对于每种胰岛素和胰岛素笔具有独特的特征颜色，按钮(101)进而驱动内柱塞，内柱塞驱动药筒以通过针(103)注射胰岛素。在驱动前，通过将按钮(101)向后旋转一定距离而缩回，该距离与待注射的胰岛素剂量成比例。当用户转动按钮(101)时，指示窗口(104)向用户显示正被装载用于注射的胰岛素单位的数量。笔帽(102)覆盖笔(100)的前端以防止针(103)发生事故。
如下面所公开的，本发明的设备(1)被特别设计用于连接至任何型号的这种类型的胰岛素笔(100)，并且用于自动检测患者何时进行注射。
用于监测胰岛素应用的设备(1)特别设计为连接至胰岛素笔(100)的按钮(101)。检测装置(3,3')设置在设备(1)中，以使当患者推动胰岛素笔(100)的按钮(101)时，检测装置(3,3')由患者施加的压力驱动。为此，注射检测装置被实施为驱动检测器，驱动检测器配置为检测按钮上的推动动作。图2a-2e中详细示出了本发明的设备(1)的配置。
该设备(1)包括由连接部分(2b)、盖部分(2c)和垫圈(2a)形成的主体(2)。垫圈(2a)具有基本截头圆锥形的中空形状，其配置为在其中容纳传统胰岛素笔的按钮(101)。连接部分(2b)具有基本上为圆柱形的形状，其具有与垫圈(2a)的直径类似的内孔，使得其可以沿着胰岛素笔(100)自身的主体滑动。如图2c所示，连接部分(2b)垂直向上移动，直到垫圈(2a)被容纳在其中。在此过程中，连接部分(2b)压缩垫圈(2a)，使得所述垫圈(2a)强有力地包围按钮(101)，以实现与其牢固的连接。接下来，盖部分(2c)连接至连接部分(2b)，在这个实施例中，通过螺纹连接，三个部件形成容纳设备(1)的其余元件的单个刚性主体。
垫圈(2a)可以设置有不同的形状和内径，以便连接至不同笔(100)型号的按钮(101)。因此，本设备(1)可以与任何胰岛素笔(100)型号一起使用。
在所示的实施例中，触摸屏(3,5)设置在主体(2)的最上部。由于本发明的设备(1)连接至笔(100)的按钮(101)上，按钮(101)本身隐藏在主体(2)内，当使用笔(100)时，患者直接推动设备(1)的上部，其由与按钮连接的或实施为按钮的驱动检测器检测。驱动检测器可以配置为使得长时间推动被解释为将其用作注射检测装置(3)的注射。
在本实施例中，屏幕(5)是100×100像素的单色多像素屏幕。在屏幕(5)上设置具有约20×20个压力点的矩阵的触摸面板。屏幕的控制单元可以单独提供，或者也可以嵌入处理装置(4)中。连接至屏幕(5)的小横向按钮(6)突出穿过盖部分(2c)，使患者能够确认通过触摸屏(5)引入的数据。
该设备包括处理装置(4)，在该实施例中，处理装置(4)位于屏幕(5)的下方。处理装置(4)原则上可以以多种方式实施，例如通过微控制器、微处理器等。在任何情况下，不管是嵌入在处理装置(4)中还是作为与其连接的独立元件，所述设备(1)都包括用于控制日期和时间的控制时钟。在图2e中描绘了合适的实时时钟或控制时钟的示例电路图。该示例电路是带有sram-芯片mcp7940mt-i/mny的i2ctm实时时钟/日历，并允许生成时间和日期(月/日/年)的数据。另外，所述设备(1)还包括或者嵌入在处理装置(4)中或者作为与其连接的独立元件的通信装置、存储装置和警报装置。
存储装置允许存储从设备(1)获得的信息、操作程序、临时操作数据等，所述信息通过检测注射自动获得，或通过触摸屏(5)向患者请求的数据手动获得。在这个具体的实施例中，rom用于操作程序，静态存储器存储数据库的不同元素、警报等，且ram存储诸如变量或计数器的临时操作数据。
通信装置允许将设备(1)中获得并存储的信息发送到外部设备，例如智能电话、平板电脑或计算机。在该具体实施例中，通信装置是使用低功耗通信协议的蓝牙芯片，例如协议3.0或4.0以上的协议。另一方面，外部设备具有专门设计用于管理安装在其中的设备(1)的应用程序或应用。患者或其他人(例如导师或医生)将不仅能够在触摸屏(5)中查看由设备(1)存储的信息，还能够通过智能电话、平板电脑或计算机查看信息。除了查看信息之外，患者可以改变设备(1)的配置数据，诸如警报的日期和时间等。
警报装置将警告患者即将注射胰岛素。警报装置可以以几种不同的方式实施，但是本实施例使用小型蜂鸣器。
小电池(10)向本发明的设备(1)的不同电子设备供电。
图4a-4b展示了进一步的实施例。在附图中，相同的数字表示第一版本中的相似元件。在该实施例中，驱动检测器被实施为机械按钮(未在附图中明确示出)。例如，按钮可以设置在处理装置(4)所在的电子板上，以使按钮(101)的驱动导致电触点闭合。在任何情况下，设备(1)机械地检测常规笔(100)的按钮(101)的推动。
在下文中，描述了可以与所有上述优选实施方式结合使用的进一步的特征。
图5b展示了该设备的另一组件的分解图，并且图5a展示了安装到胰岛素笔的未分解形式的该组件。如图所示，该组件包括正功率部件501和负功率环502，其允许对可充电电池进行充电。提供半透明部分503，以使led光可以从外部透射和看见。提供顶部按钮部件504，其在操作中由用户按压。该设备还包括用于保持电子元件和传感器的核心部分505。环部分506是编码器，这允许知道注射的胰岛素单位的数量。环部分506放置在有助于固定编码器的弹簧507上。该设备还包括主体保护部分508。一旦设备连接至胰岛素笔时，塑料夹持部分509,510和511用于夹持胰岛素笔。由附图标记501至505表示的部件相对于连接至胰岛素笔的附图标记506至511表示的部件可自由旋转。当患者注射胰岛素时，旋转量允许知道注射剂量。
图6示出了用于颜色传感器的示例电路，示例性地展示了具有i2c接口的rgbw颜色传感器-veml6040a3og。颜色传感器感测红、绿、蓝和白光，并采用cmos工艺将光电二极管、放大器和模拟/数字电路集成到一个芯片中。如图所示，电路包括安装在设备中的led，使得当设备安装到胰岛素笔上时，来自led的光照射在胰岛素笔的颜色编码部分(例如按钮)上。传感器用于检测，即其安装在设备上，以使其可以检测编码的颜色。颜色传感器连接至处理装置，使得处理装置可以检测胰岛素笔中的胰岛素的类型。传感器连接至设备，使得设备可以检测应用时胰岛素的类型。在应用时，按钮101被完全压下，例如用于将来自led的光聚集到颜色编码部分上的聚焦透镜设置在该设备上与led间隔一距离处，该距离针对按下的按钮的配置进行了优化，即，当led最接近通常在按钮上设置的颜色编码时。这允许对颜色编码进行最佳照明，并由此实现可靠的颜色检测。尽管鉴于应用于胰岛素的通用标准化颜色编码，对于大量所使用的胰岛素类型能够进行胰岛素类型检测，但是如本领域技术人员将理解的，当相应的颜色编码系统被具体用于设备或一般地实施时，相同的原理通常也适用于其他药物。
图7展示了一个数字温度传感器的实施例，它允许以±0.5℃的步长测量胰岛素温度。传感器用于测量保持胰岛素的笔的部分的温度。发现在所感测的温度与实际的胰岛素温度之间仅存在非常小的-并不显着的差异，其可容易地被处理，例如，通过一个小的校准。
图8展示了用于“蜂鸣器”的示例性电路，即用于与本发明的设备一起使用的警报器。所述蜂鸣器为饱和电抗器，允许用不同的音色输出不同的声音报警，例如，在使用的胰岛素笔变空的情况下警告用户。蜂鸣器可以与下图所示的rgbleds组合，如上所述向患者输出各种警报。
如本领域技术人员可以从图9中得出的那样，该电路是用于控制rgbleds以红色、绿色、橙色和蓝色(或其混合)显示视觉警报的电路。
图10a和10b展示了用于检测设置在设置上、由用户转动以调整(如所应用的胰岛素)剂量的环驱动器的旋转的示例性检测器。图10a和10b展示了编码器系统。正如本领域技术人员从电路图中将理解的，检测到伸缩探针(图10a)物理接触编码器印刷电路板(图10b)产生的电脉冲。通过调整编码器pcb，可以调整程度的灵敏度。图10b的印刷电路板(pcb)可以连接至笔的环驱动器上。正如本领域技术人员可以从图10a和10b中得出的那样，当pcb相对于图10a所示的电子器件旋转时，可以检测到环驱动器的旋转度，例如，存储在数据集中。
图11展示了用于笔取向角检测装置的示例性电路，即用于检测安装有根据本发明的设备的笔的取向角的传感器。如本领域技术人员从所示电路将理解的，该实施例对应于用于确定笔在空间中的3d取向的3轴14位/8位数字加速度计。加速度计能够验证患者正在清洗笔或将胰岛素注入体内。
图12展示了可以用于实现无线通信装置的示例性电路。如本领域技术人员可以从所示出的图中得出的，所示的电路允许在设施和外部设备之间启用蓝牙通信。该电路使得能够将数据从设备发送到安装在外部设备上的应用程序和云存储器，使得多个外部设备可以与数据云中存储的数据保持同步。
图13展示了可以用于实现(例如在外部设备上)存储装置的示例性电路。所示的存储是特别有利的，因为它能够存储长达一年的时间跨度的数据。
上述的图6至图13所示的电路对本发明的设备是特别有利的，因为它们允许在本发明的设备中组合提供，而所述设备可以实现为小型设备，以便可拆卸地连接至诸如胰岛素笔的标准的笔，同时患者可方便的操作笔。
本发明人发现，例如，实施为具有i2c接口的rgbw颜色传感器-veml6040a3og对于检测胰岛素的品牌和种类是有利的。根据品牌或种类，胰岛素笔上设置的剂量驱动器的旋转步骤对于每次投放的剂量是不同的。剂量检测装置示例性地实施为4×单伸缩探针(pogopin)触点-avx709150001025006与pcb01的组合，对于检测剂量是有利的。剂量驱动器的旋转，即注射器装载器(具有先前检测到的rgb颜色种类的胰岛素)旋转使pcb01反过来，从而有利地能够确定旋转角度，旋转角度与笔结合来确定剂量。例如，在本领域技术人员已知的笔kwikpen，flexpen和solostar的情况下，18度的旋转对应于1个单位。在技术人员已知的另一笔flextouch的情况下，15度对应于1个单位。该信息结合之前检测到的胰岛素的类型和品牌，生成注射量。
通过将专用传感器结合到设备中，可以确保与各种笔的兼容性，例如，insulclok，kwikpen，flexpen，solostar和flextouch。实现这个目标是发明人通过提供不同传感器，特定软件和校准的组合来解决的挑战。
操作
现在简要地公开本发明的设备(1)在任何配置中的操作。如上所述，患者可以使用安装在与本发明的设备(1)通信的外部设备(诸如智能电话、平板电脑或计算机)中的应用程序来进行任何数据读取或写入操作。
作为使用该设备的第一步，患者输入他/她的基本个人数据，以及在使用应用程序的情况下输入用户和密码。接下来，他/她可以输入任何需要的警报。例如，如果患者特别需要每天进行三次注射，则他/她输入他/她希望提醒注射的时间。此外，患者可以填写来自护理人员的数据、姓名、电话号码和电子邮件地址，以发送有关使用胰岛素笔的警报，并轻松地进行治疗。患者可以利用例如与该设备无线连接的移动设备输入数据和参数。将信息存储在设备的存储装置中，并且由于控制时钟，即实时时钟，警报装置在上述规定时间被启动。然后患者进行注射。在注射之后，所述设备要求患者输入注射的胰岛素体积、血液中的葡萄糖水平，并使用例如安装在智能手机或平板电脑上的相应应用程序或软件输入该数据，所述注射由设备自动检测，且在一个优选实施方式中，还检测胰岛素的种类和剂量。将这些数据存储在设备的存储装置中以产生图表。设备返回到等待模式，直到下一次注射。如上所述，在错误的情况下或者在正确应用的情况下，可以输出各种声音和视觉警报来告知患者。
此外，患者可以在任何时间查看从设备传送到外部设备的信息，例如显示血液中葡萄糖水平和注射时间的图表。此外，应用程序可以自动将所有信息发送到外部服务器，以允许相应的医生查看患者数据。