專利名稱：吸入模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交互式設(shè)備和方法，用于例如實(shí)時(shí)地在吸入(inhalation)操作的過程中根據(jù)對(duì)象產(chǎn)生的生理狀況來記錄、傳送和顯示關(guān)鍵的物理測(cè)量結(jié)果。尤其是，該設(shè)備可以單獨(dú)使用，和/或與吸入模擬系統(tǒng)結(jié)合使用，該系統(tǒng)能夠?qū)Σ∪说奈牖顒?dòng)進(jìn)行記錄和再現(xiàn)，或者模擬。
背景技術(shù)：
目前能夠買到吸入器裝置，用于通過呼吸道來分配治療物質(zhì)，尤其是在對(duì)局部的或全身的疾病的治療中進(jìn)行肺部遞送。例如，噴霧器、包含壓縮氣體的裝置、以及干粉吸入器已經(jīng)被用來治療疾病，例如哮喘、呼吸道感染和全身的疾病(例如糖尿病)。在治療疾病中向病人遞送治療物質(zhì)劑量的有效性取決于裝置的效率，在裝置的使用過程中向病人提供合適的反饋機(jī)制來向病人教導(dǎo)例如合適的吸入技術(shù)能夠增強(qiáng)總體的遞送。不合適地使用這些裝置以及不良的吸入技術(shù)可能在治療疾病中造成缺乏功效，例如給予比所需治療物質(zhì)的劑量更低的劑量，或者給予可能對(duì)病人有害的更高治療物質(zhì)劑量。 為了有效地將治療物質(zhì)遞送到呼吸道，可以對(duì)病人或用戶進(jìn)行以合適方式使用該裝置的訓(xùn)練或指導(dǎo)。用來把藥劑遞送到肺部的干粉吸入器包含用于粉末配方的定量給藥(dosing)系統(tǒng)，該配方通常是塊狀供應(yīng)源的形式，或者被定量成儲(chǔ)存在單元?jiǎng)┝渴?例如硬膠囊、藥筒(cartridge)或水泡形包裝)中的單獨(dú)劑量。定量給藥的再現(xiàn)性要求藥物配方均勻，并且能夠按照一致且可再現(xiàn)的結(jié)果來向病人遞送藥劑。因此，通過對(duì)配方的排放進(jìn)行優(yōu)化(例如通過使病人執(zhí)行合適的吸入操作來完成)，能夠使定量給藥得以改善。用于訓(xùn)練病人通過呼吸道合適地遞送治療物質(zhì)的裝置例如在美國專利 No. 5，333，106中有描述，該專利公開了一種設(shè)備，用于對(duì)使用氣霧劑吸入器的病人進(jìn)行交互式訓(xùn)練，該設(shè)備包括反饋顯示器，該顯示器基于使用合適的一系列吸入步驟的氣流與體積數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。此外，美國專利申請(qǐng)No. 10/759，859(公開號(hào)US 2004/0187869)公開了一種用于藥劑吸入器(例如干粉吸入器)的訓(xùn)練裝置，該裝置基于對(duì)壓力差異進(jìn)行測(cè)量并顯示與吸入速度和吸入流速峰值二者相對(duì)應(yīng)的單一值，并包括干粉吸入器模擬器。干粉吸入器和藥筒系統(tǒng)(例如美國專利No. 7，305，986和No. 7，464，706中描述的那些，這些專利的公開內(nèi)容通過引用方式全部結(jié)合于此，為了其中與干粉吸入器有關(guān)的教導(dǎo)的目的)能夠在吸氣操作過程中通過對(duì)吸入器和膠囊或藥筒內(nèi)的粉末配方進(jìn)行解聚集 (deagglomerate)，而產(chǎn)生主要藥物顆?；蚝线m的吸入煙流(plume)。通過肺部循環(huán)來遞送藥品的優(yōu)點(diǎn)很多，包括迅速進(jìn)入動(dòng)脈循環(huán)，避免肝臟代謝造成的一次通過藥物降解、以及容易使用，例如與其他施藥途徑(例如通過注射)相比不適感更少。這些裝置已經(jīng)用在臨床設(shè)施中，病人已經(jīng)對(duì)于使用這些吸入器受到了合適的訓(xùn)練?，F(xiàn)有技術(shù)中需要對(duì)這些裝置的設(shè)計(jì)和制造進(jìn)行改進(jìn)，從而對(duì)對(duì)象進(jìn)行訓(xùn)練合適地使用吸入系統(tǒng)，在使用吸入系統(tǒng)的過程中監(jiān)視病人，監(jiān)視吸入系統(tǒng)的性能(例如是否存在泄漏或缺陷)，并能夠耦合到用于對(duì)病人的吸入分布(profile)進(jìn)行再現(xiàn)的系統(tǒng)。本發(fā)明呈現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)這些目的的設(shè)備和方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本申請(qǐng)中描述了用于在吸入系統(tǒng)的使用期間對(duì)關(guān)鍵的吸氣特征參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的設(shè)備。該設(shè)備和使用該設(shè)備的方法可以有利于例如對(duì)需要使用吸入器(例如高阻干粉吸入器系統(tǒng))向肺部和肺循環(huán)遞送藥物、活性成分或藥劑的對(duì)象進(jìn)行訓(xùn)練和/或監(jiān)視。該設(shè)備能夠同時(shí)地測(cè)量和重現(xiàn)病人的吸入分布的參數(shù)，或者儲(chǔ)存所獲得的吸入分布并在隨后的時(shí)間重現(xiàn)所儲(chǔ)存的信息。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種吸入模擬系統(tǒng)，包括吸入器；與所述吸入器相連的傳感器，所述傳感器被構(gòu)造成對(duì)從該干粉吸入器產(chǎn)生的至少一種類型的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并把所述至少一種類型的信號(hào)發(fā)送到至少一個(gè)裝置用于分析、儲(chǔ)存、打印或顯示；人工解剖學(xué)頭部，其包括基本上準(zhǔn)確的上呼吸通道；真空源；電源；計(jì)算機(jī)，其包括微處理器、算法和顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種吸入模擬系統(tǒng)，用于對(duì)由對(duì)象進(jìn)行的吸入操作進(jìn)行模擬，包括第一吸入器，所述第一吸入器包括第一傳感器和第一無線電發(fā)送器， 其被提供給所述對(duì)象；所述吸入器被設(shè)置以使所述對(duì)象通過所述吸入器進(jìn)行吸入，以通過所述吸入器產(chǎn)生壓力差異或吸入模擬設(shè)備附近的吸入，該吸入模擬設(shè)備包括帶有微處理器的計(jì)算機(jī)，該微處理器包括信號(hào)接收器和被構(gòu)造成對(duì)從所述第一傳感器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行處理的算法，控制器，電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過校準(zhǔn)的注射泵，人工的、基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)上呼吸通道，以及第二吸入器，其附裝到所述人工的、基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)上呼吸通道，并包括第二傳感器、第二無線電發(fā)送器和干粉配方；至少一種信號(hào)從所述第一吸入器中產(chǎn)生的流被收集；該信號(hào)通過所述算法被轉(zhuǎn)換成由所述計(jì)算機(jī)或微處理器中的第一傳感器提供的、來自所述對(duì)象的吸入的第一組數(shù)據(jù)；第二組信號(hào)在所述計(jì)算機(jī)中被產(chǎn)生以指令所述控制器激活所述電動(dòng)機(jī)，以使所述注射泵移動(dòng)以產(chǎn)生壓力差異，該壓力差異等于由所述對(duì)象的吸入所產(chǎn)生的壓力差異；并且由所述對(duì)象進(jìn)行的所述吸入操作被模擬。本申請(qǐng)中公開的吸入系統(tǒng)的示例性實(shí)施例包括用于視覺提示的顯示裝置，以便于訓(xùn)練和/或監(jiān)視對(duì)象對(duì)于通過吸氣系統(tǒng)進(jìn)行有效的治療遞送獲得最佳的或合適的吸氣或吸入過程。該系統(tǒng)便于訓(xùn)練這些對(duì)象合適地使用吸入裝置，以對(duì)于該個(gè)人獲得優(yōu)選的流速和/或壓力降低分布，從而可以獲得對(duì)于藥劑的最大遞送。這些裝置和方法還可以用來對(duì)吸入系統(tǒng)的性能(例如，對(duì)于遞送的劑量、所遞送的藥品的量、遞送的藥劑的排放時(shí)間、給予對(duì)象的藥劑數(shù)目進(jìn)行檢測(cè))進(jìn)行監(jiān)視，并對(duì)吸入系統(tǒng)的機(jī)械完整性進(jìn)行監(jiān)視。在一種示例性實(shí)施例中，該裝置可以以交互方式工作，例如，該裝置包括無線通信接口，以允許從遠(yuǎn)程獲取數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)可以被發(fā)送到基于計(jì)算機(jī)/微處理器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)的交互式顯示、數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和/或基于網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸?；蛘撸渌纠詫?shí)
5施例可以包括有線通信接口。在一種示例性實(shí)施例中，該設(shè)備或裝置可以例如適配到高阻干粉吸入系統(tǒng)，例如美國專利 No. 7，305, 986 和 No. 7，464，706、美國專利申請(qǐng) No. 12/413，405 和 No. 12/484，125 中公開的那些系統(tǒng)，所有這些文獻(xiàn)因?yàn)槠涔_的與干粉吸入器有關(guān)的全部?jī)?nèi)容而通過引用方式全文結(jié)合于此。但是，任何類型的吸入器都可以被使用。該裝置可以包括帶有或不帶容納了藥物配方的藥筒的干粉吸入器；一個(gè)或多個(gè)換能器，包括電的、電子的、機(jī)電的、電磁的、光子的或光伏的換能器，例如壓力傳感器、溫度傳感器、電聲傳感器或聲音傳感器、光學(xué)傳感器；信號(hào)調(diào)節(jié)電路和/或軟件系統(tǒng)、用于電子信號(hào)通信的裝置和輸出顯示器。在這樣的示例性實(shí)施例中，該設(shè)備可以與模擬式或數(shù)字式傳感器、合適的信號(hào)調(diào)節(jié)器(例如放大、信號(hào)濾波、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換)、用于板上處理的微處理器、與用于隨后的信號(hào)處理和/或?qū)崟r(shí)輸出顯示的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)通信的無線通信器一起使用。該裝置可以用來遞送預(yù)先測(cè)定的單位劑量藥筒中容納的藥物組分，所述藥筒容納了用于遞送到肺循環(huán)的活性成分。在可替換的示例性實(shí)施例中，感知和監(jiān)視裝置可以被適配到吸入系統(tǒng)上或吸入系統(tǒng)內(nèi)，該系統(tǒng)包括帶有藥筒的干粉吸入器，藥筒可以是空的，也可以容納有適于肺部遞送的干粉。在一種實(shí)施例中，該設(shè)備可以用來向系統(tǒng)遞送測(cè)得的參數(shù)，該系統(tǒng)重現(xiàn)病人的測(cè)得分布并能夠在病人進(jìn)行吸入的同時(shí)或在此后重現(xiàn)或模擬病人的吸入操作。在該實(shí)施例中，模擬吸入系統(tǒng)包括帶有微處理器的計(jì)算機(jī)以及一組機(jī)器可讀指令，這些指令可由處理裝置執(zhí)行以實(shí)施算法，其中，該算法包含用于操縱數(shù)據(jù)的指令，包括下述步驟從至少一個(gè)傳感器接收數(shù)據(jù)；對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾；對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行變形；對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；顯示病人的所儲(chǔ)存的信息分布。在具體實(shí)施例中，該算法激活電動(dòng)機(jī)控制器，以激活注射泵來產(chǎn)生真空，從而模擬對(duì)象的吸入。在一種實(shí)施例中，用于再現(xiàn)病人的吸入分布的設(shè)備包括閉環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)自動(dòng)地在受控的室中產(chǎn)生壓力降低、體積和流的測(cè)量結(jié)果，所得的壓力降低和所產(chǎn)生的流速將適配到該系統(tǒng)的吸入器中容納的粉末排出，該系統(tǒng)使用具有人工的、基本上精確的上呼吸道或通道的解剖學(xué)模型。在一種實(shí)施例中，該設(shè)備可以重現(xiàn)此前來自對(duì)象的測(cè)得吸入分布，從而能夠?qū)ξ雲(yún)?shù)進(jìn)行表征，這些參數(shù)包括峰值吸氣壓力、壓力發(fā)生改變的壓力增大率或速度、體積、到達(dá)峰值壓力或流速的時(shí)間。干粉包括適于肺部遞送的微粒，是本領(lǐng)域熟知的，例如包括美國專利 No. 6，似8，771和No. 6，071497中公開的那些，這些專利的公開內(nèi)容因?yàn)槠涔_的與微粒有關(guān)的全部?jī)?nèi)容而通過引用方式全部結(jié)合于此。在各種示例性實(shí)施例中，干粉、活性成分可以是蛋白質(zhì)、肽、多肽或它們的組合，例如內(nèi)分泌激素，例如胰島素、胰高血糖素樣肽-1 (GLP-I)、甲狀旁腺激素或其類似物(analog)。在某些實(shí)施例中，用于遞送到肺部循環(huán)的干粉配方包括活性成分或活性劑，包括肽、蛋白質(zhì)、激素、其類似物或其組合，其中，活性成分是胰島素、降鈣素、生長激素、促紅細(xì)胞生成素、粒細(xì)胞集落刺激生物因子(GM-CSF)、絨毛膜促性腺激素釋放因子、黃體激素釋放激素、促卵泡激素(FSH)、血管活性腸肽、甲狀旁腺激素(包括黑熊PTH)、甲狀旁腺激素相關(guān)的蛋白質(zhì)、胰高血糖素樣肽-I(GLP-I)、exendin、調(diào)酸素(oxyntomodulin)、多肽YY、曲坦(triptan，例如舒馬曲坦)、白細(xì)胞介素2-誘導(dǎo)的酪氨酸酶(interleukin 2-inducible tyrosine kinase)、Bruton酪氨酸激酶(BTK)、肌醇需求激酶1 (IREl)或類似物、活性片段、PC-DAC改性衍生物或其0端糖基化形式。在特定的實(shí)施例中，干粉配方的藥物組分包括富馬酰二酮哌嗪(fumaryl diketopiperazine)，活性成分是從下列項(xiàng)中選擇的一項(xiàng)或多項(xiàng) 胰島素、甲狀旁腺激素1-34、GLP-1、調(diào)酸素、多肽YY、肝素、PTHrP、它們的類似物以及它們的組合物。在本申請(qǐng)中描述的一種示例性實(shí)施例中，干粉吸入器包括與干粉吸入器通信的傳感器，其中，該傳感器能夠?qū)χ辽僖粋€(gè)信號(hào)類型進(jìn)行檢測(cè)并能夠?qū)⑿盘?hào)發(fā)送到至少一個(gè)裝置以進(jìn)行分析、儲(chǔ)存、打印或顯示(包括實(shí)時(shí)的情況)，該信號(hào)類型包括從干粉吸入系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力、溫度、以及聲學(xué)或聲音信號(hào)。在這樣的示例性實(shí)施例中，傳感器被構(gòu)造在干粉吸入器內(nèi)，或者適配到干粉吸入器，該傳感器可以是話筒。在一種示例性實(shí)施例中，吸入系統(tǒng)包括具有高流阻的干粉吸入器，阻值在大約每分鐘0.065(V^)/升到大約每分鐘0.200(i)/升之間。高阻吸入系統(tǒng)可以設(shè)有本申請(qǐng)中描述的感知和監(jiān)視設(shè)備，但是低阻的或其他類型的吸入器也適用于這里的系統(tǒng)。在一種實(shí)施例中，傳感器可以對(duì)吸入系統(tǒng)使用中產(chǎn)生的固有特征信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。在另一種示例性實(shí)施例中，傳感器是聲音傳感器，其包括聲音檢測(cè)裝置(或話筒)，該裝置被構(gòu)造成通過有線通信模式或無線通信模式將聲音信號(hào)傳送到系統(tǒng)中的至少一個(gè)其他裝置。用于本申請(qǐng)中所述干粉吸入器的感知和監(jiān)視裝置還可以與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器相關(guān)聯(lián)，該轉(zhuǎn)換器將至少一個(gè)信號(hào)(例如聲音信號(hào))傳遞給微處理器，微處理器構(gòu)造成對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析和處理。在另一種示例性實(shí)施例中，至少一個(gè)裝置是模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在一種示例性實(shí)施例中，描述了用于干粉吸入器的監(jiān)視系統(tǒng)，包括包括至少一個(gè)傳感器的監(jiān)視裝置；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)，其中，該數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)包括一組機(jī)器可讀指令，這些指令可由處理裝置執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)算法，其中，該算法包括用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操縱和分析的指令，所述操縱包括下列步驟從至少一個(gè)傳感器接收數(shù)據(jù)；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾； 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變形；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；用所獲得的數(shù)據(jù)監(jiān)視病人。在一種示例性實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器是話筒，該監(jiān)視裝置被設(shè)置在吸入器內(nèi)的任何地方，例如在吸入器的壁內(nèi)的空氣導(dǎo)管內(nèi)，或者在吸入器的外部作為單獨(dú)的一件。在另一種示例性實(shí)施例中，監(jiān)視裝置還可以是可拆卸裝置，其能夠被構(gòu)造成安裝在吸入器上或連接到吸入器，例如用于適配到干粉吸入器的護(hù)套或類似結(jié)構(gòu)。在另一種示例性實(shí)施例中，監(jiān)視裝置提供了圖形顯示，圖形顯示是由對(duì)象使用該裝置進(jìn)行的吸入的實(shí)時(shí)圖形表現(xiàn)形式。在另一種示例性實(shí)施例中，信號(hào)是聲音信號(hào)的幅度、聲音信號(hào)的頻率或它們的組合。在其他的示例性實(shí)施例中，傳感器還在不同頻率處對(duì)至少一個(gè)聲音信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，干粉吸入器還包括藥筒，該藥筒可以包括用于肺部遞送的干粉。在一種實(shí)施例中，干粉例如可以包括二酮哌嗪微粒(包括經(jīng)過取代的二酮哌嗪微粒，例如富馬酰二酮哌嗪)和至少一種活性成分。在另一種實(shí)施例中，至少一種藥劑包括胰島素、GLP-1、 甲狀旁腺激素、舒馬曲坦、降鈣素、其類似物或其組合物。在另一種實(shí)施例中，感知和/或監(jiān)視裝置被構(gòu)造成從正向?qū)ο筮f送的劑量檢測(cè)信號(hào)。在這種實(shí)施例中，感測(cè)和監(jiān)視系統(tǒng)可以對(duì)顆粒的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，例如，粉末顆粒在吸入器(可選地，在使用中的藥筒系統(tǒng)內(nèi))的運(yùn)動(dòng)、自粉末開始遞送直到粉末顆粒遞送結(jié)束的運(yùn)動(dòng)，其中，傳感器對(duì)從吸入系統(tǒng)發(fā)出的吸入器聲音和粉末顆粒聲音的固有特性的變動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。從檢測(cè)記錄所獲得的數(shù)據(jù)可以被分析并關(guān)聯(lián)到所發(fā)射或遞送到吸入系統(tǒng)外的藥劑量、藥劑遞送所經(jīng)過的時(shí)間、以及吸入系統(tǒng)的性能。在另一種示例性實(shí)施例中，感知和監(jiān)視設(shè)備可以作為可適配、可拆卸的裝置(例如護(hù)套，鞍，或能夠適配到吸入器(包括干粉吸入器)的任何結(jié)構(gòu))而提供給干粉吸入器。 在這種實(shí)施例中，可拆卸的裝置便于對(duì)吸入系統(tǒng)的使用，因?yàn)槲肫鞯牟僮饕约敖Y(jié)構(gòu)或構(gòu)造不用改變或妥協(xié)。因此，一旦已經(jīng)確定了吸入器的特征性能并且對(duì)象能夠合適地使用它， 同一吸入器就可以在沒有護(hù)套的情況下使用。在本申請(qǐng)中的實(shí)施例中，傳感器(例如小的話筒)可以有利地置于套筒的任何區(qū)域，例如包括嵌入到套筒或適配器的壁中，或者從套筒的壁延伸。在這種實(shí)施例中，感知和監(jiān)視設(shè)備對(duì)于從使用中的吸入器和藥筒系統(tǒng)發(fā)出的聲音特性提供了更高的分辨率。在一種示例性實(shí)施例中，描述了用于在吸入過程中對(duì)壓力差異進(jìn)行測(cè)量的方法， 該方法包括給對(duì)象提供吸入器，其中，該吸入器包括傳感器，該傳感器被構(gòu)造成對(duì)從吸入器產(chǎn)生的聲音信號(hào)的至少一個(gè)幅度、聲音信號(hào)的至少一個(gè)頻率或它們的組合進(jìn)行檢測(cè)；使對(duì)象進(jìn)行至少一秒鐘的吸入；用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的微處理器提供的算法對(duì)聲音信號(hào)的所述至少一個(gè)幅度、聲音信號(hào)的所述至少一個(gè)頻率或它們的組合進(jìn)行分析以產(chǎn)生數(shù)據(jù)集；以時(shí)間和壓力的函數(shù)的形式顯示、打印或儲(chǔ)存該數(shù)據(jù)集。本申請(qǐng)中描述的更多示例性實(shí)施例是用于干粉吸入器的監(jiān)視系統(tǒng)，這些系統(tǒng)包括監(jiān)視裝置，具有至少一個(gè)傳感器；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)，該數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)包括一組機(jī)器可讀指令，這些指令可由處理裝置執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)算法，該算法包括用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操縱或處理的指令，所述操縱包括下列步驟在由病人進(jìn)行的吸入過程中從所述至少一個(gè)傳感器接收數(shù)據(jù)；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變形；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；顯示所獲得的數(shù)據(jù)和用該數(shù)據(jù)對(duì)病人吸入進(jìn)行監(jiān)視。本申請(qǐng)中描述的一種實(shí)施例中還有用于在吸入過程中測(cè)量壓力差異的方法，這些方法包括給對(duì)象提供吸入器，其中，該吸入器包括傳感器，該傳感器被構(gòu)造成對(duì)從吸入器產(chǎn)生的聲音信號(hào)的至少一個(gè)幅度、聲音信號(hào)的至少一個(gè)頻率或它們的組合進(jìn)行檢測(cè)，使對(duì)象進(jìn)行至少一秒鐘的吸入；用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的算法對(duì)聲音信號(hào)的所述至少一個(gè)幅度、聲音信號(hào)的所述至少一個(gè)頻率或它們的組合進(jìn)行分析以產(chǎn)生數(shù)據(jù)集；以時(shí)間和壓力的函數(shù)的形式顯示、打印或儲(chǔ)存該數(shù)據(jù)集。本申請(qǐng)中描述的其他實(shí)施例有用于對(duì)用戶的吸入進(jìn)行監(jiān)視的交互式干粉吸入系統(tǒng)，這些系統(tǒng)包括干粉吸入器，其包括藥筒并具有每分鐘0.065(V^) /升到每分鐘
0.200(7^)/升之間的流阻值；換能器，其構(gòu)造成對(duì)吸入器在使用中產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；顯示裝置，其構(gòu)造成實(shí)時(shí)地顯示由用戶進(jìn)行的吸入過程。在另一種實(shí)施例中，換能器感知和測(cè)量吸入器內(nèi)的壓力差異。此外，換能器還可以是流量計(jì)，其構(gòu)造成對(duì)經(jīng)過干粉吸入器的空氣導(dǎo)管的流速進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量。換能器例如可以是電聲學(xué)裝置(例如話筒)，其構(gòu)造成對(duì)吸入器內(nèi)產(chǎn)生的聲音信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量。本申請(qǐng)中描述的另外實(shí)施例是用于適配到吸入器(例如干粉吸入器)的感知和監(jiān)視裝置，這些裝置包括可拆卸裝置，可拆卸裝置在結(jié)構(gòu)上構(gòu)造成適配到干粉吸入器；所述可拆卸裝置包括用于對(duì)所述吸入器中產(chǎn)生的聲音進(jìn)行檢測(cè)的話筒；其中，干粉吸入器具有每分鐘0.065(V^) /升到每分鐘0.200(7^) /升之間的流阻值。此外，在一種實(shí)施例中，描述了用于干粉吸入系統(tǒng)的感知和監(jiān)視裝置，其中，干粉吸入系統(tǒng)包括干粉吸入器和藥筒，感知和監(jiān)視裝置包括話筒，該話筒被構(gòu)造成對(duì)從干粉吸入系統(tǒng)發(fā)射的干粉配方所產(chǎn)生的聲音信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。在另一種實(shí)施例中，本申請(qǐng)中描述的感知和監(jiān)視裝置在閉環(huán)系統(tǒng)中與模擬模塊相結(jié)合，該模塊產(chǎn)生壓力差異(例如注射泵)。該模擬模塊能夠通過信號(hào)來與具有微處理器的計(jì)算機(jī)通信，該微處理器帶有指令，用于對(duì)注射泵進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制以產(chǎn)生或建立所需的真空或壓力降低，以針對(duì)執(zhí)行吸入的預(yù)定時(shí)間重現(xiàn)人的吸入分布。在該實(shí)施例中，從對(duì)象獲得的吸入分布可以由該系統(tǒng)儲(chǔ)存，并在體外重現(xiàn)或模擬，以評(píng)估和確定由吸入器遞送所需劑量所需的該對(duì)象的行動(dòng)。在該實(shí)施例和其他實(shí)施例中，該模擬模塊還包括基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)頭部并具有基本上準(zhǔn)確的呼吸道模型(例如本頭)，該頭部被構(gòu)造成具有嘴部，該嘴部被構(gòu)造成接收吸入器，該模型被構(gòu)造成可適配和附裝到連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)包括與注射泵連接的氣缸或管子。在這種實(shí)施例和其他實(shí)施例中，基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)頭部還可以被構(gòu)造成適于人工肺裝置或過濾裝置，以在模擬模塊的使用過程中捕獲粉末藥劑。在示例性實(shí)施例中，提供了一種干粉吸入模擬系統(tǒng)，包括干粉吸入器；與干粉吸入器連通的傳感器；該傳感器被構(gòu)造成對(duì)從干粉吸入器產(chǎn)生的至少一種信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并將至少一種信號(hào)發(fā)送到至少一個(gè)裝置以進(jìn)行分析、儲(chǔ)存、打印和/或顯示；人工的解剖學(xué)頭部，其包括基本上準(zhǔn)確的上呼吸道(包括嘴部)；校正注射泵；電源；計(jì)算機(jī)，包括微處理器、算法和顯示監(jiān)視器。還提供了用于對(duì)由對(duì)象進(jìn)行的吸入操作進(jìn)行模擬的方法，包括給對(duì)象提供第一吸入器，該吸入器配有無線的或有線的第一傳感器以及第一無線電發(fā)送器；使該對(duì)象經(jīng)過第一吸入器進(jìn)行吸入以產(chǎn)生經(jīng)過第一吸入器的壓力差異或吸入；其中，該對(duì)象可以位于吸入模擬設(shè)備附近，該吸入模擬設(shè)備包括帶有微處理器的計(jì)算機(jī)，其包括信號(hào)接收器和算法， 算法被配置成對(duì)從第一傳感器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析和處理并產(chǎn)生能夠由計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存和/ 或同時(shí)使用的一組數(shù)據(jù)；電動(dòng)機(jī)控制器，電動(dòng)機(jī)，真空源(例如經(jīng)校準(zhǔn)的注射泵)，人工的、 基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)上呼吸通道，第二吸入器包括有線的或無線的第二傳感器、第二無線電發(fā)送器并可選地包括干粉配方；從第一吸入器中產(chǎn)生的流收集至少一種信號(hào)；用算法在計(jì)算機(jī)或微處理器中把由第一傳感器提供的、來自對(duì)象吸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換成一組數(shù)據(jù)；在計(jì)算機(jī)中產(chǎn)生第二組信號(hào)以指令該控制器激活電動(dòng)機(jī)，以使注射泵運(yùn)動(dòng)以產(chǎn)生壓力差異，該壓力差異等于由對(duì)象的吸入所產(chǎn)生的壓力差異。在其他實(shí)施例中，模擬系統(tǒng)設(shè)有與提供給對(duì)象的吸入器相同類型的吸入器，并包括適配到該吸入器的傳感器以及包含藥劑藥物的粉末配方；其中，該吸入器適配到人工的、 基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)上呼吸通道，并被構(gòu)造成將粉末配方遞送到人工的、基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)上呼吸通道，該通道可以連接到清晰透明的氣缸，以在用吸入器對(duì)對(duì)象進(jìn)行給藥之前評(píng)估或確定由吸入器遞送的粉末特性。這樣，能夠?qū)τ趥€(gè)體病人評(píng)估吸入器的遞送效率。

圖1圖示了干粉吸入器訓(xùn)練設(shè)備的一種實(shí)施例的右側(cè)立體圖。圖2圖示了圖1的實(shí)施例的左側(cè)立體圖，其中，殼體的一部分已被除去，以示出干粉吸入器訓(xùn)練裝置的內(nèi)部組件。圖3圖示了圖1的實(shí)施例的后視圖。圖4圖示了圖1的實(shí)施例在除去裝置罩子情況下的右側(cè)立體圖，示出了該裝置內(nèi)部的更多組件。圖5圖示了本申請(qǐng)中公開的總體訓(xùn)練系統(tǒng)的框圖。圖6以圖形方式圖示了由未受過訓(xùn)練的對(duì)象所進(jìn)行的吸入過程。圖7以圖形方式圖示了只被訓(xùn)練進(jìn)行深呼吸的對(duì)象所進(jìn)行的吸入過程。圖8以圖形方式圖示了由對(duì)象進(jìn)行的吸入過程，該對(duì)象用訓(xùn)練裝置受到了使用干粉吸入器的合適訓(xùn)練。圖9A和圖9B圖示了吸入器在帶有集成的感知和監(jiān)視裝置的情況下(圖9B)和不帶集成的感知和監(jiān)視裝置的情況下(圖9A)的替換實(shí)施例的立體圖。圖10圖示了感知和/或監(jiān)視裝置的另一種可替換實(shí)施例的立體圖，該裝置作為被適配到干粉吸入器的套筒的一部分。圖11圖示了圖10所示感知和/或監(jiān)視裝置的立體圖，其中，干粉吸入器系統(tǒng)被圖示為處于開啟構(gòu)造。圖12圖示了所示的感知和/或監(jiān)視裝置被安裝到圖10和圖11所示干粉吸入器上的后視圖。圖13圖示了圖12所示感知和/或監(jiān)視裝置的仰視圖。圖14以經(jīng)過其中心縱軸的剖面方式圖示了在藥筒就位、且裝有感知和/或監(jiān)視裝置的情況下的干粉吸入器的側(cè)視圖。圖15圖示了裝有感知和/或監(jiān)視裝置的干粉吸入器的接近視圖。圖16圖示了圖10-15所示感知和/或監(jiān)視裝置的實(shí)施例的立體圖。圖17圖示了用于適配到干粉吸入器的感知和/或監(jiān)視裝置的可替換實(shí)施例的立體圖。圖18圖示了本申請(qǐng)中所公開的總體示例性感知和/或監(jiān)視系統(tǒng)的框圖。圖19以圖形方式圖示了在相同的壓力差異情況下測(cè)試的、由受到進(jìn)行深呼吸訓(xùn)練的對(duì)象進(jìn)行的吸入過程，并圖示了帶有干粉藥劑和不帶干粉藥劑的曲線。圖20圖示了與用于對(duì)病人的吸入操作進(jìn)行再現(xiàn)或模擬的系統(tǒng)結(jié)合使用的、干粉吸入器訓(xùn)練或監(jiān)視和感知設(shè)備的可替換實(shí)施例。圖21圖示了與本申請(qǐng)中公開的吸入模擬系統(tǒng)相結(jié)合的總體示例性感知和/或監(jiān)視裝置的框圖。圖22圖示了由對(duì)象㈧使用配有本申請(qǐng)中描述的感知和監(jiān)視裝置的干粉吸入器執(zhí)行的吸入操作，該曲線圖還圖示了由吸入模擬裝置(B)實(shí)時(shí)重現(xiàn)的對(duì)象操作。
具體實(shí)施方式
本申請(qǐng)中公開了吸入模擬系統(tǒng)和把這些系統(tǒng)用于各種應(yīng)用的方法。在示例性實(shí)施例中，該吸入系統(tǒng)是包括兩個(gè)部件的閉環(huán)系統(tǒng)第一部件包括吸入設(shè)備(包括吸入器)以及交互系統(tǒng)，該交互系統(tǒng)對(duì)于吸入操作過程中來自對(duì)象的壓力改變或壓力降低和/或流速特性進(jìn)行測(cè)量或監(jiān)視；第二部件接收和轉(zhuǎn)換信息(例如用第一部件數(shù)據(jù)從對(duì)象的吸入所獲得
1的吸入分布)，并改造該信息以在體外(in vitro)復(fù)現(xiàn)病人的吸入。在本申請(qǐng)中描述的具體實(shí)施例中，第一吸入設(shè)備包括吸入器和交互系統(tǒng)，該系統(tǒng)被構(gòu)造成在吸入過程中對(duì)實(shí)時(shí)地或與對(duì)象進(jìn)行的吸入基本同時(shí)地獲得的信息進(jìn)行檢測(cè)或感知、以及輸出，該信息或數(shù)據(jù)可以與獲得信息同時(shí)地被儲(chǔ)存和/或顯示。吸入設(shè)備可以被用來訓(xùn)練對(duì)象以使其結(jié)合吸入裝置的呼吸操作的效率盡可能高，還可以被用來在藥劑遞送過程中對(duì)吸入進(jìn)行監(jiān)視以檢測(cè)合適的藥劑遞送、藥劑遞送的時(shí)機(jī)以及所用的吸入器的合適性能。在一種示例性實(shí)施例中，可以給任何吸入器類型使用感知和監(jiān)視設(shè)備。但是在本申請(qǐng)中描述的具體實(shí)施例中，該系統(tǒng)可以與高阻吸入器(包括干粉吸入器)結(jié)合應(yīng)用。吸入設(shè)備包括換能器或傳感器，該換能器或傳感器能夠?qū)⒅辽僖环N被測(cè)量(包括壓力、氣流、空氣體積、濕度和溫度)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。該裝置還包括合適的信號(hào)調(diào)節(jié)電路(例如信號(hào)過濾、放大以及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換)和處理電路(例如微處理器)、有線的或無線的通信接口等，以將所產(chǎn)生的信號(hào)實(shí)時(shí)傳送到接收計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)以顯示該信號(hào)。在一種實(shí)施例中，輸出顯示器可以是交互式顯示器，使得該顯示裝置提供可視的幫助以實(shí)時(shí)地教導(dǎo)對(duì)象執(zhí)行可重復(fù)的吸入操作，從而便于藥劑的合適吸入遞送方式。在另一種示例性實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)可以被儲(chǔ)存以供此后分析，或者用于其他的應(yīng)用。在一種實(shí)施例中，感知和監(jiān)視可以適于將信號(hào)發(fā)送到吸入模擬裝置或與之通信， 該裝置包括室、真空源(例如注射泵或者活塞驅(qū)動(dòng)裝置)，該真空源能夠產(chǎn)生經(jīng)過該室的壓力差異和/或流速。注射泵可以包括微處理器，該微處理器能夠由來自計(jì)算機(jī)的信號(hào)致動(dòng)，這些信號(hào)可以通過無線或有線的方式傳送到控制器。計(jì)算機(jī)信號(hào)可以由對(duì)象的吸入分布(該吸入分布在吸入操作的過程中同時(shí)由算法來分析)來產(chǎn)生，或者由從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部件中儲(chǔ)存的對(duì)象吸入分布所獲得的信息來產(chǎn)生。圖1到圖14圖示了示例性吸入設(shè)備，該設(shè)備包括干粉吸入器訓(xùn)練裝置。本申請(qǐng)中描述的訓(xùn)練裝置包括交互式系統(tǒng)，該系統(tǒng)適于高阻干粉吸入器，例如美國專利 No. 7，305，986 和 No. 7，464，706、美國專利申請(qǐng) No. 11/934，643 (US2008/0053437)、 No. 11/949，704(US2008/0127970)、No. 12/102, 625中公開的那些；其他的高阻干粉吸入器公開于美國專利申請(qǐng)No. 12/413,405、NO. 12/484，125中，對(duì)于與干粉吸入器有關(guān)的全部公開內(nèi)容，這些公開內(nèi)容通過引用方式結(jié)合于此。訓(xùn)練裝置100包括執(zhí)行器按鈕102、外殼104、嘴部106、混合部分108、混合部分 108上的帽子或蓋子110、空氣入口端口 112和空氣出口端口 114?？諝馊肟诙丝?112與空氣出口端口 114之間設(shè)立了空氣導(dǎo)管。圖2圖示了在外殼104的左側(cè)面板(未示出)被除去的情況下的訓(xùn)練裝置100，示出了信號(hào)處理/接口板116和傳感器118在外殼104內(nèi)的位置。圖3圖示了訓(xùn)練裝置100的后視圖，示出了外殼104具有用于容納電源的隔間，該隔間在右側(cè)帶有蓋子120。在一種示例性實(shí)施例中，模擬形式的傳感器118位于外殼104內(nèi)，并檢測(cè)當(dāng)通過對(duì)執(zhí)行器按鈕102進(jìn)行下壓而使訓(xùn)練裝置100開啟時(shí)來自訓(xùn)練裝置100的壓力差異，該按鈕連接到也向系統(tǒng)供電的電源(例如圖4所示的電池122)。傳感器118可以置于訓(xùn)練裝置 100的空氣導(dǎo)管內(nèi)的任意位置。在一些示例性實(shí)施例中，傳感器118可以置于外殼104內(nèi)的空氣導(dǎo)管中。在其他示例性實(shí)施例中，傳感器118可以置于混合室(未示出)內(nèi)或者嘴部 106的空氣導(dǎo)管內(nèi)。[0065]圖5圖示了用于吸入設(shè)備(例如訓(xùn)練裝置100)的框圖，示出了其各種操作部件。 在圖5中，系統(tǒng)500包括兩個(gè)組件，即吸入器訓(xùn)練裝置502和處理系統(tǒng)504。處理系統(tǒng)504 可以包括PDA或計(jì)算機(jī)506、顯示器508、無線通信器510和輸出端512，該輸出端可以是數(shù)字儲(chǔ)存裝置、網(wǎng)絡(luò)接口、打印輸出端等形式。在這種示例性實(shí)施例中，用戶可以通過對(duì)電源按鈕(例如訓(xùn)練裝置100上的按鈕102)進(jìn)行下壓來激活吸入器訓(xùn)練裝置502，處理系統(tǒng)504 也被激活。當(dāng)與計(jì)算機(jī)506 —體的軟件程序就緒時(shí)，顯示器508上出現(xiàn)開始信號(hào)。在系統(tǒng)被激活的情況下，吸入514在吸入器訓(xùn)練裝置502中產(chǎn)生了壓力降低，這由傳感器118轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。在該實(shí)施例中，傳感器118可以是壓力、流速、聲音、光學(xué)、氣體、濕度或溫度換能器，可以是模擬的也可以是數(shù)字的。來自傳感器118的電信號(hào)516然后被傳送到信號(hào)調(diào)節(jié) 518以除去不希望的信號(hào)，例如信號(hào)噪聲。經(jīng)過調(diào)節(jié)的電信號(hào)520然后被傳送到信號(hào)放大器 522，其中，經(jīng)過調(diào)節(jié)的電信號(hào)5618可以被放大到預(yù)定的電壓范圍并作為經(jīng)放大的信號(hào)524 而傳送。經(jīng)放大的信號(hào)5M然后通過模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器5 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)526。數(shù)字信號(hào)5 然后經(jīng)過微處理器530傳遞，經(jīng)過連接件534到第二無線通信器532中以傳送到計(jì)算機(jī)506，該計(jì)算機(jī)具有用于接收無線信號(hào)536的無線通信器510。內(nèi)置到/編程到微處理器530或計(jì)算機(jī)506中的軟件程序把電信號(hào)516轉(zhuǎn)換成能夠以圖形方式顯示的壓力值。在某些實(shí)施例中，還提供用于吸入器訓(xùn)練裝置502的基本曲線作為參考標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)用戶的吸入操作。因此，在吸入的過程中，用戶能夠?qū)⑵湮氩僮髋c該基本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行視覺比較。這樣，用戶能夠調(diào)整其吸入活動(dòng)以與該標(biāo)準(zhǔn)的要求相符。對(duì)于由對(duì)象執(zhí)行的每次吸入所顯示的數(shù)據(jù)可以通過第二連接件538而保存到輸出端512，數(shù)據(jù)在該輸出端能夠被相應(yīng)地儲(chǔ)存或傳輸。例如，輸出端512可以是閃存驅(qū)動(dòng)器或打印機(jī)的形式，也可以通過email而傳送到醫(yī)生以進(jìn)行檢查或根據(jù)需要進(jìn)一步訓(xùn)練。在一種實(shí)施例中，來自吸入訓(xùn)練裝置的信號(hào)可以被傳送到計(jì)算機(jī)/PDA，來自該計(jì)算機(jī)/PDA的信號(hào)可以由該吸入訓(xùn)練裝置接收，從而在這兩個(gè)部件之間建立雙向通信。此外，其他的板上裝置540可以通過一個(gè)或多個(gè)電纜542從微處理器530接收數(shù)據(jù)或向其發(fā)送數(shù)據(jù)。例如，其他的板上裝置可以包括數(shù)字輸出傳感器、溫度傳感器、發(fā)光二極管(LED)、聲音告警裝置和其他的板上傳感器。也可以構(gòu)造出框圖500的其他構(gòu)造，例如在信號(hào)放大之后，經(jīng)過放大的信號(hào)5M可以經(jīng)過無線通信器532直接發(fā)送到計(jì)算機(jī)506，計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換和其他所需的分析步驟。圖6至圖8圖示了用于對(duì)對(duì)象進(jìn)行訓(xùn)練科目的示例性數(shù)據(jù)。每個(gè)圖示出了在吸入操作之后，由本申請(qǐng)中描述的訓(xùn)練系統(tǒng)所顯示的數(shù)據(jù)的曲線(600、700、800)。這些曲線以下述形式來繪制y軸是以千帕斯卡(kPa)為單位的壓力，而χ軸是以毫秒為單位的時(shí)間。用于訓(xùn)練裝置100的基本吸入性能標(biāo)準(zhǔn)被示為區(qū)域602，該區(qū)域以警告區(qū)域604和可接受的 (或優(yōu)選的)區(qū)域606為邊界。區(qū)域602、604和606可以以不同的顏色來提供，以便在對(duì)吸入過程中的個(gè)人表現(xiàn)進(jìn)行監(jiān)視時(shí)分辨這些區(qū)域。區(qū)域602例如可以被圖示為紅色，表明該吸入操作不滿足基本要求。因此，遞送系統(tǒng)并非以最佳狀況有效地遞送藥劑。警告區(qū)域 604可以被圖示為黃色，以表明對(duì)該吸入操作接近不可接受的性能進(jìn)行警告。優(yōu)選區(qū)域606 可以被圖示為綠色，表明該吸入行為對(duì)于有效地遞送藥劑是可接受的。圖6圖示了由對(duì)象執(zhí)行的吸入操作的示例，該對(duì)象沒有接受過訓(xùn)練，并且在吸入操作過程中不被允許觀看計(jì)算機(jī)的屏幕顯示。該吸入的結(jié)果被圖示為曲線608。如圖6所示，在整個(gè)吸入過程中，該對(duì)象所進(jìn)行的吸入動(dòng)作落在不可接受區(qū)域602中。圖7圖示了對(duì)象執(zhí)行的吸入操作的結(jié)果，該對(duì)象接受了關(guān)于使用該裝置的一些指導(dǎo)，并且在操作期間被允許觀看顯示了吸入動(dòng)作的計(jì)算機(jī)屏幕。在這種操作中，如曲線610 所示，對(duì)象進(jìn)行的吸入持續(xù)了一段可接受的時(shí)間，如落在優(yōu)選區(qū)域606內(nèi)的端點(diǎn)612所示； 但是沒有足夠快或者用足以獲得可接受的值的努力來進(jìn)行吸入，如落在區(qū)域602內(nèi)的區(qū)域 614和616所示。圖8圖示了對(duì)象執(zhí)行的吸入操作的示例，該對(duì)象接受了完整的訓(xùn)練并且在執(zhí)行吸入的過程中被允許觀看計(jì)算機(jī)的顯示屏幕。由曲線618可見，該對(duì)象完全在區(qū)域606的可接受的值的范圍內(nèi)執(zhí)行動(dòng)作。圖6-圖9和圖19所示的曲線圖可以被包含在計(jì)算機(jī)程序中并作為屏幕快照而被抓取。本申請(qǐng)中描述的裝置和系統(tǒng)的其他特性可以用計(jì)算機(jī)或微處理器來控制并可以通過屏幕上的顯示而可視化。在本申請(qǐng)中公開的一些示例性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)可以定義可接受的吸入操作，包括總吸入時(shí)間、峰值吸氣壓力、到達(dá)峰值吸氣壓力的時(shí)間、以及從峰值到總吸入時(shí)間的75%為止的平均壓力。在一些實(shí)施例中，總吸入時(shí)間可以大于5秒，峰值吸氣壓力可以大于約6kPa，到達(dá)峰值吸氣壓力的時(shí)間可以小于約1. 1秒，從峰值吸氣到總吸入時(shí)間的75%為止的平均壓力可以約為4kPa。這些值是用于訓(xùn)練裝置100的值的代表，可以對(duì)于其他的吸入器訓(xùn)練裝置而被更改，取決于該吸入器的藥劑最佳遞送所需的性能參數(shù)，包括阻力。在圖9A和圖9B所示的另一種示例性實(shí)施例中，干粉吸入器900可以設(shè)有感知和 /或監(jiān)視裝置902，該裝置可以對(duì)病人進(jìn)行吸入操作的過程中由干粉吸入器900產(chǎn)生的或在干粉吸入器900內(nèi)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和/或感知。圖9A圖示的干粉吸入器900不帶有集成到該裝置中的傳感器裝置或附裝到該裝置的傳感器裝置。在圖9B所示的示例性實(shí)施例中，監(jiān)視裝置902可以作為干粉吸入器900的一體部分而根據(jù)需要設(shè)置在嘴部904上或者外殼906上。如圖9B所示，干粉吸入器900具有適配到吸入器內(nèi)的監(jiān)視裝置902，該吸入器具有嘴部904和外殼906。在一種實(shí)施例中，傳感器可以被集成在吸入器900的組件壁(包括嘴部、外殼)內(nèi)，或者被滑動(dòng)以凸起到吸入器的流動(dòng)通路之一中。干粉吸入器900包括帶有空氣入口 908、空氣出口 910和可選的嘴部蓋912(圖10)的空氣導(dǎo)管。監(jiān)視裝置902包括小型或微型話筒，被設(shè)在配有嘴部904的干粉吸入器900內(nèi)并設(shè)有引線914 (圖13)，這些引線可以連接到模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、顯示裝置和/或計(jì)算機(jī)。圖10-圖16圖示了可替換的實(shí)施例，其中，干粉吸入器900包括以護(hù)套(jacket) 或帽的形式呈現(xiàn)的、可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000，其中，可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000 可以作為能夠裝到干粉吸入器的可拆卸零件而設(shè)置。在這種實(shí)施例中，護(hù)套被制造成單獨(dú)的可拆卸裝置，該裝置包括傳感器，這些傳感器例如話筒，該話筒能夠檢測(cè)信號(hào)并能夠儲(chǔ)存、傳遞或顯示這些信號(hào)。在一種實(shí)施例中，該傳感器被置于護(hù)套的底部部分，如圖12所示，使得該傳感器被置于吸入器的空氣導(dǎo)管中。在其他示例性實(shí)施例中，還可以設(shè)置與該傳感器關(guān)聯(lián)的無線裝置。從使用中的有干粉或沒有干粉的吸入器所發(fā)出的聲波由該話筒檢測(cè)，這些信號(hào)可以受到分析并取決于所用的傳感器類型而關(guān)聯(lián)到有干粉的情況下的粉末排
13放時(shí)間、空氣流速、吸入過程中粉末排放的結(jié)束、吸入器路徑內(nèi)的溫度等。例如，聲音增大可以被關(guān)聯(lián)到流經(jīng)該裝置的流速增大，和/或遞送過程中空氣流中的粉末顆粒碰撞。傳感器(例如話筒，因?yàn)槠涑叽缧?可以被置于吸入器中的任何地方。在以壓力換能器作為傳感器的實(shí)施例中，傳感器可以被置于經(jīng)過吸入器隔間之一的空氣導(dǎo)管內(nèi)。這些傳感器例如可以被設(shè)置在吸入器上或吸入器內(nèi)的空氣導(dǎo)管中，或者以附件形式作為單獨(dú)的可拆卸部件而設(shè)置到吸入器，該附件具有可以適于所要應(yīng)用到的吸入器的形狀或構(gòu)造， 并可以包括適配到或安裝到吸入器的帽、護(hù)套、套筒或鞍狀構(gòu)造。對(duì)于這些可拆卸的實(shí)施例，感知和監(jiān)視設(shè)備的制造是容易和便宜的，該設(shè)備可以由塑料制造，并很好地與高阻干粉吸入器一起工作。例如，在圖10所示的實(shí)施例中，圖12所示的傳感器1202被設(shè)置在管嘴 904的空氣導(dǎo)管內(nèi)。該傳感器可以是任何傳感器，例如熱電偶絲、壓力換能器、模擬傳感器、 話筒、光學(xué)傳感器、氣體傳感器、或者能夠?qū)ξ肫鲀?nèi)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的任何傳感器。 傳感器1202例如是話筒。本申請(qǐng)中描述的傳感器可以適于用無線裝置通信和傳送信號(hào)，或者，這些信號(hào)也可以用有線連接設(shè)施916傳送或儲(chǔ)存到模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器?；蛘?，吸入器裝置內(nèi)設(shè)有模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所得的數(shù)字式數(shù)據(jù)被直接傳送到該裝置外部。由本申請(qǐng)中描述的傳感器所提供的信號(hào)可以是吸入器內(nèi)因?yàn)榱鹘?jīng)空氣導(dǎo)管的空氣流和/或空氣流路中發(fā)生的粉末顆粒碰撞而產(chǎn)生的聲音的形式。從吸入器產(chǎn)生的信號(hào)可以由這些傳感器檢測(cè)，并可以被儲(chǔ)存、傳送或顯示。可以從這些信號(hào)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并可以對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行定性和/或定量的分析。這樣可以進(jìn)行測(cè)量，這些測(cè)量包括劑量釋放時(shí)間。圖11圖示了圖10所示感知和/或監(jiān)視裝置的立體圖，其中，干粉吸入器900被圖示為處于開啟構(gòu)造。干粉吸入器900包括管嘴904、殼體906以及用于將干粉吸入器900 開啟和關(guān)閉的鉸鏈機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括齒輪。管嘴904如圖11所示移動(dòng)到開啟構(gòu)造允許安裝用于定量給藥的藥筒1102。管嘴904如圖9所示移動(dòng)到殼體906上進(jìn)入干粉吸入器900的關(guān)閉位置或給藥位置使藥筒1102被重新配置到定量給藥位置，形成了經(jīng)過藥筒1102和管嘴904的空氣流路，其中，干粉吸入器900包括安裝到該鉸鏈機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)托盤。在一種示例性實(shí)施例中，在訓(xùn)練中或從病人的吸入過程收集信息時(shí)，可以由病人或醫(yī)者根據(jù)需要來使用可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000(圖12、13和16)，然后從干粉吸入器900拆卸該裝置，而此時(shí)干粉吸入器900仍然可工作。圖11圖示了一種示例性實(shí)施例， 其中，可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000被適配到管嘴904，使其穩(wěn)固地裝配，并在反復(fù)使用時(shí)不會(huì)在裝在或卸載藥筒1102的過程中移動(dòng)?？刹鹦兜母兄捅O(jiān)視裝置1000可以在使用后被拆下，并可以根據(jù)需要而再次安裝到另一吸入器上。在這種實(shí)施例中，可拆卸的系統(tǒng)提供了不會(huì)對(duì)吸入系統(tǒng)的特征阻值造成干擾和不利影響的簡(jiǎn)單裝置。圖12圖示了被從吸入器拆下的可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000的后視圖，該裝置在圖10和圖11中被示為安裝到干粉吸入器900上。如圖12所示，可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000被構(gòu)造成具有第一凸緣1204和第二凸緣1206，二者都能夠與管嘴904嚙合，使得能夠獲得穩(wěn)固的裝配并且能夠在處于關(guān)閉位置時(shí)通過留在干粉吸入器900上相應(yīng)的第一槽 918和第二槽920內(nèi)而穿過殼體906。在這樣的示例性實(shí)施例中，干粉吸入器900可以包括電線連接設(shè)施916或至少一個(gè)引線，該引線能夠連接到模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，使由可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000的橫貫部1208上的傳感器1202所檢測(cè)的信號(hào)能夠變換成數(shù)據(jù)。在可替換的示例性實(shí)施例中，可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000可以適配到無線發(fā)送器，以向收發(fā)器發(fā)送測(cè)得的信號(hào)。圖12和圖16圖示了被構(gòu)造成鞍狀的可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000，以對(duì)應(yīng)于不同的干粉吸入器構(gòu)造?？刹鹦兜母兄捅O(jiān)視裝置1000具有頂面1210、底面1212和傳感器 1202，傳感器1202被沿中心縱軸布置在可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000的底面1212上。除了第一凸緣1204和第二凸緣1206外，可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000還可以包括至少一個(gè)鎖銷(detent)和至少一個(gè)突起1214，以嚙合和適配到干粉吸入器900。在一種示例性實(shí)施例中，可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000包括抬高區(qū)域1216，該區(qū)域具有中空的下表面，并被構(gòu)造來保持傳感器線1302，以免對(duì)干粉吸入器900的空氣導(dǎo)管中的空氣流造成任何障礙。 圖13圖示了可拆卸的感知和監(jiān)視裝置100的仰視圖，圖示了連接到傳感器線1302的傳感器1202以及用于連接到數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器的電線連接設(shè)施916。圖14圖示了裝有圖11所示可拆卸的感知和監(jiān)視裝置1000的干粉吸入器900的剖視圖。該剖面是在藥筒1102在位的情況下經(jīng)過器中心縱軸線取得的，示出了傳感器1202 在護(hù)套內(nèi)的位置。圖14和圖15還示出了傳感器1202(例如話筒)在管嘴904的空氣流路中的位置。在一些實(shí)施例中，在用于適配到吸入器的空氣流路的護(hù)套內(nèi)，傳感器可以取決于吸入器而被配置在不同的位置。這樣，護(hù)套可以被構(gòu)造成使傳感器被集成為下述情況當(dāng)被適配到吸入器時(shí)，其位于吸入器的空氣導(dǎo)管的上游、下游和中間，使得能夠穿過吸入器的壁或直接在空氣流路上檢測(cè)到聲音信號(hào)或振動(dòng)。圖17圖示了另一種可拆卸的監(jiān)視裝置1700的立體圖，該裝置被構(gòu)造成適配到干粉吸入器(例如干粉吸入器900)。在這種示例性實(shí)施例中，第一側(cè)面板1702和第二側(cè)面板 1704可以適配到管嘴904的第一吸入器側(cè)面板922和第二吸入器側(cè)面板924，從而與干粉吸入器900形成緊密配合。這種可拆卸的監(jiān)視裝置1700還包括第一底部凸緣1706、第二底部凸緣1708、第一前部凸緣1710和第二前部凸緣1712，用于與干粉吸入器900嚙合。第一底部凸緣1706和第二底部凸緣1708夾持第一吸入器側(cè)面板922和第二吸入器側(cè)面板擬4 的底部，而第一前部凸緣1710和第二前部凸緣1712夾持管嘴904的側(cè)面并配合在干粉吸入器900上的第一槽918和第二槽920內(nèi)。這種可拆卸的監(jiān)視裝置1700還包括抬高區(qū)域 1714，以將傳感器和附帶的電線(未示出)容納在其下表面中。夾持區(qū)域1718便于握持護(hù)套。圖18圖示了對(duì)于本申請(qǐng)中描述的總體感知和/或監(jiān)視裝置和系統(tǒng)的示例性構(gòu)造的框圖1800。在這種示例性實(shí)施例中，吸入器1802包括話筒1804，以對(duì)用戶吸入(1806) 進(jìn)行檢測(cè)并提供模擬信號(hào)1808。在用戶吸入(1806)期間，由空氣流在進(jìn)入吸入器1802的空氣導(dǎo)管時(shí)產(chǎn)生的聲波由話筒1804檢測(cè)到。話筒1804可以檢測(cè)由于使用中的吸入器的壓力、應(yīng)力、顆粒位移和顆粒速度的變動(dòng)而產(chǎn)生的聲音信號(hào)，范圍從15到20，000赫茲。話筒 1804使用由所用的帶有和不帶有粉末的吸入器所固有地產(chǎn)生的頻率發(fā)射中的改變或變動(dòng)所造成的信號(hào)模式，來確定裝置內(nèi)的流速或壓力，該流速或壓力可在受到分析時(shí)關(guān)聯(lián)到用戶和/或裝置性能。話筒1804中的這些振動(dòng)信號(hào)然后被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)1808(例如電壓) 并被傳送到模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器1810。來自模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器1812的信號(hào)被傳遞到設(shè)有微處理器的計(jì)算機(jī)/PDA 1814，該計(jì)算機(jī)/PDA使用算法來對(duì)從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器1812接收的信號(hào)進(jìn)行分析。經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)由頻率、時(shí)間和幅度參數(shù)呈現(xiàn)，并在顯示器1816上提供或被提供給輸出裝置1818，用于儲(chǔ)存以便將來使用、傳遞到基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字式儲(chǔ)存裝置、和/或打印輸出。在這樣的示例性實(shí)施例中，通過對(duì)信號(hào)頻率隨時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行監(jiān)視，模擬信號(hào)1808的幅度可以被確定。每個(gè)干粉吸入器型號(hào)可以具有典型聲學(xué)模式(或指紋)，該模式對(duì)于使用中的吸入器顯現(xiàn)出來，然后該模式可以被檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成具體的信號(hào)，受到分析并儲(chǔ)存或顯示在顯示裝置(例如計(jì)算機(jī)監(jiān)視器)上。在另一種實(shí)施例中，用于吸入器的感知和監(jiān)視系統(tǒng)包括在結(jié)構(gòu)上構(gòu)造成適配到吸入器的感知和/或監(jiān)視裝置；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器；數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)包括盤驅(qū)動(dòng)器、CD-ROM、服務(wù)器、閃存卡或驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)卡等，并包括一組機(jī)器可讀指令，這些指令可由微處理器或其他處理裝置來執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)算法。該算法在運(yùn)行時(shí)發(fā)起下列步驟產(chǎn)生從所檢測(cè)的信號(hào)得到的邏輯子系統(tǒng)發(fā)生數(shù)；將邏輯子系統(tǒng)發(fā)生數(shù)保存到邏輯子系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)軌道中，其中，邏輯子系統(tǒng)發(fā)生數(shù)以及該處理裝置中的簇(cluster)發(fā)生數(shù)被進(jìn)行比較；儲(chǔ)存和/或顯示作為吸入過程的結(jié)果而來自該算法的信息。圖19圖示了響應(yīng)于壓力差異而用干粉吸入器系統(tǒng)執(zhí)行的吸入過程的示例性圖形顯示1900，其中，該干粉吸入器系統(tǒng)包括話筒傳感器。與圖6-圖9類似，圖形顯示1900具有可接受區(qū)域1902和不可接受區(qū)域1904。這些區(qū)域可以由紅色和綠色或有助于了解吸入過程的任何其他顏色組合來著色。對(duì)象受到教導(dǎo)通過該吸入器進(jìn)行約4到5秒長度的深呼吸，并被允許正常地呼氣。該曲線圖圖示了來自該對(duì)象的吸氣曲線，示出了使用圖10-圖16 描述的感知和監(jiān)視裝置的測(cè)量結(jié)果。圖19圖示的數(shù)據(jù)以時(shí)間作為χ軸，以壓力差異作為y 軸ο吸入過程是用具有藥筒的吸入器進(jìn)行的，第一曲線1906示出了該藥筒不帶干粉配方，而第二曲線1908示出該藥筒帶有干粉配方。這些結(jié)果表明，感知和監(jiān)視裝置能夠?qū)南到y(tǒng)發(fā)射的粉末的存在情況、粉末發(fā)射時(shí)間以及從系統(tǒng)發(fā)射的粉末量進(jìn)行檢測(cè)。曲線 1906是在系統(tǒng)中沒有粉末的吸入過程中由話筒產(chǎn)生的信號(hào)，而曲線1908是在系統(tǒng)中具有粉末的相同吸入過程中由話筒產(chǎn)生的信號(hào)。曲線1908與1906的差別代表了從系統(tǒng)發(fā)射的粉末的存在情況和數(shù)量，以及發(fā)射的時(shí)間。圖19中的數(shù)據(jù)表明感知和監(jiān)視裝置對(duì)于測(cè)量從吸入器藥筒系統(tǒng)發(fā)射的藥劑量是有效的。在一種示例性實(shí)施例中，吸入模擬系統(tǒng)的各個(gè)部件可以彼此獨(dú)立地使用。在一種實(shí)施例中，吸入模擬系統(tǒng)的第二部件可以單獨(dú)使用，也可以在下述情況下使用來自由病人執(zhí)行的吸入分布、并被儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中的所儲(chǔ)存信息由計(jì)算機(jī)中的算法和編程軟件所分析，該計(jì)算機(jī)能夠用一些附加裝置在體外復(fù)現(xiàn)病人的吸入動(dòng)作。吸入模擬系統(tǒng)可以包括個(gè)體病人的分布，該系統(tǒng)可以由模擬或復(fù)現(xiàn)了病人的吸入的具體參數(shù)來編程，例如能夠用來對(duì)吸入器性能進(jìn)行測(cè)試并確定吸入器的干粉性能，所述性能是為了使用、設(shè)計(jì)和開發(fā)針對(duì)個(gè)人對(duì)于具體吸入動(dòng)作的需要的吸入器而被給予的。在示例性實(shí)施例中，吸入模擬系統(tǒng)1910圖示于圖20和圖21中。圖20圖示的吸入模擬系統(tǒng)的實(shí)施例示出了第一和第二組件的一些方面。吸入模擬系統(tǒng)1910包括第一吸入設(shè)備1919，該設(shè)備包括干粉吸入器，干粉吸入器帶有作為第一組件的一部分而可附裝的感知和監(jiān)視系統(tǒng)。系統(tǒng)1910的第二組件包括相同的吸入設(shè)備1918，該設(shè)備對(duì)所儲(chǔ)存的或由計(jì)算機(jī)1921同時(shí)獲取的病人吸氣分布數(shù)據(jù)進(jìn)行再現(xiàn)。圖20圖示了干粉吸入器訓(xùn)練或監(jiān)視和感知設(shè)備1918，該設(shè)備與用于對(duì)第一設(shè)備 1919的病人吸入操作進(jìn)行再現(xiàn)或模擬的系統(tǒng)結(jié)合使用。由感知和監(jiān)視系統(tǒng)1919從吸入操作獲得的數(shù)據(jù)被傳送到接收器，其中，該模擬系統(tǒng)能夠同時(shí)地或者在稍后的時(shí)間儲(chǔ)存或再現(xiàn)由病人產(chǎn)生的吸入?yún)?shù)。在該實(shí)施例中，如圖20所示，模擬模塊系統(tǒng)1910包括感知和監(jiān)視裝置1918，該裝置包括外殼、電池(未示出)、傳感器和無線電發(fā)送器，該無線電發(fā)送器如圖所示是適配到吸入器的無線護(hù)套。由病人使用的監(jiān)視和感知裝置1919能夠在吸入過程中對(duì)吸入裝置的性能的至少一個(gè)方面進(jìn)行感知，例如流動(dòng)、壓力差異和/或聲音。所檢測(cè)的信號(hào)可以被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過有線的或無線的發(fā)送器傳送到計(jì)算機(jī)1921，該計(jì)算機(jī)包括接收器以及微處理器，該微處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)于模擬系統(tǒng)1910進(jìn)行控制的算法。在具體實(shí)施例中，該數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)地顯示，例如顯示在監(jiān)視器1922上。被中繼到包含算法的計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)可以被實(shí)時(shí)地顯示，也可以被儲(chǔ)存以用于以后的模擬流程或用于進(jìn)一步分析。在一種實(shí)施例中，吸入模擬系統(tǒng)1910包括人工的、基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)頭部 1911，該頭部包括上呼吸道/通道的模型，稱為本頭(benhead)，本頭基本上是準(zhǔn)確的，是男性上通道的代表模型，被沿著經(jīng)過中心的縱軸平分成兩半，這兩半在使用中形成緊密的密封。本頭可以由環(huán)氧樹脂制造，具有嘴部并在相反那端具有開口，可以適用于各種裝置(例如過濾系統(tǒng)、人工肺、流量表)以及真空源(例如經(jīng)過校準(zhǔn)的注射泵)。吸入模擬系統(tǒng)還包括監(jiān)視和感知裝置1918(該裝置可以是吸入器的一體部分，也可以耦合到吸入器)、電源 (未示出)、電動(dòng)機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)、作為注射泵的活塞/氣缸組件1920、計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)包括帶有算法的微處理器1921并在一些實(shí)施例中包括顯示監(jiān)視器1922，用于對(duì)由模擬系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行視覺輸出。模擬系統(tǒng)還可以包括過濾器適配器以及樣品管1925和過濾器 (例如由I^ll Life kiences提供的玻璃纖維過濾器)以防止粉末進(jìn)入模擬系統(tǒng)1910，包括其他組件(閥1923、1924)以對(duì)流進(jìn)行控制。粉末可以由過濾器和樣品管恢復(fù)，以對(duì)藥劑遞送和藥劑的量進(jìn)行定量。在操作中，電動(dòng)機(jī)控制器根據(jù)系統(tǒng)中儲(chǔ)存的或同時(shí)接收的信息來從計(jì)算機(jī)接收與具體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的輸入?？刂破鞅患せ钜詫?duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，該電動(dòng)機(jī)在機(jī)械上耦合到活塞，使得電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成活塞的線性運(yùn)動(dòng)。隨著活塞的運(yùn)動(dòng)，氣缸中的體積改變，從而產(chǎn)生進(jìn)入氣缸中的流，該流在配有監(jiān)視和感知裝置1918的吸入器裝置的導(dǎo)管中產(chǎn)生真空。吸入器1918中由于所產(chǎn)生的壓力差異/氣流而產(chǎn)生的聲音由該裝置中的、或附裝到該裝置的傳感器捕獲。在可替換實(shí)施例中，傳感器可以集成到干粉吸入器內(nèi)。如果干粉配方容納在帶有傳感器1918的吸入器內(nèi)，則該裝置中產(chǎn)生的壓力降低可以使粉末從吸入器發(fā)射，流動(dòng)、壓力差異和/或聲音可以由感知和監(jiān)視裝置1918檢測(cè)并傳送到計(jì)算機(jī) 1921。在一種實(shí)施例中，感知和監(jiān)視裝置1919與吸入模擬系統(tǒng)1910耦合，以提供這樣的設(shè)備該設(shè)備能夠被構(gòu)造成對(duì)沒有藥劑的、使用中的病人的吸入器中的流進(jìn)行測(cè)量，并能夠在有藥劑的、第二裝置的吸入過程中再現(xiàn)相同的流特性，例如流速、大小、吸入操作的持續(xù)時(shí)間。在該實(shí)施例中，病人能夠進(jìn)行吸入而無需暴露于有效的藥品，并可以探知吸入器和病人的表現(xiàn)測(cè)量結(jié)果，例如包括能夠使所得的排放具有從吸入器發(fā)射的藥劑量、顆粒尺寸分布等。在可替換實(shí)施例中，1918可以僅包括吸入器(藥劑能夠從該吸入器遞送到模擬器系統(tǒng))，也可以還包括監(jiān)視和感知裝置，使得能夠評(píng)估病人的吸入操作的模擬的真實(shí)度。在一些實(shí)施例中，過濾器適配器1925還包括透明管(未示出)，以允許對(duì)“吸入”的粉末塊進(jìn)行視覺觀察，例如通過眼睛或高速攝像機(jī)。在可替換實(shí)施例中，激光衍射裝置可以用來對(duì)從干粉吸入器發(fā)射的包含粉末組分的煙流進(jìn)行測(cè)量。激光衍射系統(tǒng)可以用來對(duì)煙流與透明管交叉時(shí)的顆粒尺寸分布進(jìn)行測(cè)量。圖21圖示了彼此交互的吸入模擬系統(tǒng)1910部件的總體示例性實(shí)施例的框圖。在操作中，吸入器1926(例如干粉吸入器)可以與可移除的監(jiān)視和感知裝置1919耦合，使得監(jiān)視和感知裝置1919在吸入器上位于運(yùn)動(dòng)流的位置處。在吸入時(shí)，經(jīng)過裝置1擬6產(chǎn)生流，該流由感知和監(jiān)視設(shè)備1919內(nèi)的傳感器感知。在一種實(shí)施例中，傳感器可以包括話筒，話筒可以用來對(duì)經(jīng)過吸入器1擬6的導(dǎo)管而運(yùn)動(dòng)的流所產(chǎn)生的聲音進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，該聲音的幅度與吸入器1擬6兩端的壓力降低有很好的相關(guān)性。在其他實(shí)施例中， 傳感器可以包括壓力換能器或流量表。所感知的流由傳感器轉(zhuǎn)換成作為吸入器19 特性的電信號(hào)，并被中繼到外殼內(nèi)的無線電裝置1930，該裝置例如運(yùn)行無線協(xié)議，例如藍(lán)牙或Zigbee。無線電裝置1930然后將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)或微處理器1932以進(jìn)行分析、顯示 (1940)和/或儲(chǔ)存。在由計(jì)算機(jī)1930接收該數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)被標(biāo)度并與壓力進(jìn)行相關(guān)， 最終被轉(zhuǎn)換成由電動(dòng)機(jī)控制器對(duì)電動(dòng)機(jī)1934進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所使用的轉(zhuǎn)速，使得所接收的信息由模擬系統(tǒng)1910再現(xiàn)以在活塞/氣缸裝置1936中產(chǎn)生壓力差異，在吸入器監(jiān)視和感知系統(tǒng)1918中產(chǎn)生流。由適配到模擬系統(tǒng)中的本頭的吸入器所產(chǎn)生的聲音信號(hào)由感知和監(jiān)視裝置1918從該流檢測(cè)，這些聲音信號(hào)是吸入器1擬6’的特性，由傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并被中繼到外殼內(nèi)的無線電裝置1929，該裝置例如運(yùn)行無線協(xié)議，例如藍(lán)牙或Zigbee。無線電裝置19 然后將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)或微處理器1932以進(jìn)行分析、顯示(1940)和/或儲(chǔ)存。在一種實(shí)施例中，吸入模擬系統(tǒng)1910被構(gòu)造成單向的，使得流動(dòng)處于一個(gè)方向。 閥1923和1擬4被設(shè)置來使系統(tǒng)在使用之后回到開始位置。在一種實(shí)施例中，解剖學(xué)人工頭部1911的呼吸道可以在帶有或不帶有人工黏液的情況下使用，以在藥劑遞送過程中模擬粉末沉積在活體內(nèi)的效果。在一種實(shí)施例中，吸入模擬系統(tǒng)可以包括相機(jī)，用于記錄使用過程中從吸入裝置1918中包含的粉末發(fā)射的煙流的質(zhì)量。示例 1使用集成訓(xùn)練裝置一位57歲的II型糖尿病患者受到指導(dǎo)，從干粉吸入系統(tǒng)接收吸入的胰島素，因?yàn)樗难t蛋白Alc較高并被認(rèn)為失去了控制。病人受到訓(xùn)練以使用帶有集成傳感器的、如圖9B所示的裝置來進(jìn)行吸入。將該裝置給予病人并要求其使用該訓(xùn)練裝置進(jìn)行快速的深呼吸。數(shù)據(jù)被收集在計(jì)算機(jī)上，病人能夠?qū)崟r(shí)地觀看顯示屏幕上的數(shù)據(jù)。病人的第一次吸入嘗試太慢，并且在屏幕上被顯示為進(jìn)入了紅色的“不可接受區(qū)域”。病人受到指導(dǎo)以進(jìn)行比第一次嘗試略快的另一次快速呼吸。在完成吸入后，曲線圖表明該病人的吸入過程是可接受的，完全處于曲線圖的綠色區(qū)域中。病人在對(duì)訓(xùn)練感到輕松的同時(shí)，清楚了對(duì)于類似裝置的使用。對(duì)該病人的處方是與圖9A所示類型類似的干粉吸入器以及填充有可吸入胰島素的藥筒，以治療該病人的糖尿病。在給予吸入胰島素的處方六個(gè)月之后，該病人的糖尿病被診斷為得到了控制。示例 2[0102]使用可拆卸的訓(xùn)練裝置一位59歲的II型糖尿病患者受到指導(dǎo)，從干粉吸入系統(tǒng)接收吸入的胰島素。病人出于方便原因而要求了吸入系統(tǒng)。病人受到訓(xùn)練以使用圖9A所示的裝置來進(jìn)行吸入。將裝有與圖12所示類似的可拆卸傳感器的裝置給予病人并要求其使用該訓(xùn)練裝置進(jìn)行快速的深呼吸。數(shù)據(jù)被收集在計(jì)算機(jī)上，病人能夠?qū)崟r(shí)地觀看顯示屏幕上的數(shù)據(jù)。病人的第一次嘗試是可接受的，如軟件所示。病人在對(duì)訓(xùn)練感到輕松的同時(shí)，清楚了對(duì)于類似裝置的使用。病人可拆卸的傳感器被從干粉吸入器拆下。將干粉吸入器以及填充有可吸入胰島素的藥筒給予該病人以治療病人的糖尿病。在給予吸入胰島素的處方六個(gè)月之后，該病人的糖尿病被診斷為得到了控制，病人對(duì)于該裝置給予了 “非常方便”的評(píng)論。示例 3■■斥腫謝線職徘及入腳及入平碰入浦育ρ匕一位45歲的II型糖尿病患者受到指導(dǎo)，從干粉吸入系統(tǒng)接收吸入的胰島素。病人出于方便原因而要求了吸入系統(tǒng)。病人受到訓(xùn)練以使用圖9Α所示的裝置來進(jìn)行合適的吸入操作。將裝有與圖12所示類似的可拆卸無線傳感器裝置的裝置給予病人，該裝置被構(gòu)造在可附裝到吸入器的護(hù)套中。該病人被要求在使用具有該訓(xùn)練裝置的吸入器時(shí)進(jìn)行深吸入，直到病人達(dá)到其與由系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)分布相比的最佳吸入分布，該分布在執(zhí)行吸入的同時(shí)被顯示在監(jiān)視器中。一旦病人在達(dá)到其最佳吸入分布時(shí)感到舒適，則要求該病人在如上所述的激活的模擬吸入設(shè)備附近進(jìn)行吸入。病人的訓(xùn)練裝置系統(tǒng)能夠與計(jì)算機(jī)通信以激活該模擬系統(tǒng)。 模擬吸入設(shè)備配有與病人所用的類型相同類型的吸入器，該吸入器與病人的吸入器一樣配有其自身的可拆卸無線傳感器裝置，并包含干粉配方，該配方包括醫(yī)囑量的胰島素和富馬酰二酮哌嗪(雙_3，6- (N-富馬酰基-4-氨基丁基)-2，5- 二酮-二酮哌嗪；FDKP)。為了評(píng)估吸入器性能并確定對(duì)于該病人合適的劑量，病人被要求像以前那樣進(jìn)行最佳的吸入。隨著病人的吸入，來自訓(xùn)練裝置傳感器的信號(hào)被發(fā)送到計(jì)算機(jī)中模擬系統(tǒng)的接收器。在接收到來自吸入器的信號(hào)以及從該信號(hào)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)被處理之后，系統(tǒng)的模擬吸入程序發(fā)送一組信號(hào)，以指令該模擬系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)控制器激活電動(dòng)機(jī)，從而由注射泵重現(xiàn)病人的吸入分布，該分布是由注射系統(tǒng)中產(chǎn)生的壓力差異而產(chǎn)生的，經(jīng)過吸入器的氣流被創(chuàng)建，該氣流將粉末配方從吸入器中的藥筒排放。由吸入器產(chǎn)生的粉末煙流被收集在與人工通道相連的過濾器系統(tǒng)中，受到拍攝并針對(duì)從吸入器發(fā)射的百分比劑量和所發(fā)射的藥劑中的顆粒尺寸分布而被評(píng)估。粉末沉積圖案在上呼吸道的人工模型內(nèi)受到評(píng)估。在確定了由吸入器遞送藥劑的效率之后，針對(duì)如醫(yī)師所推薦的、病人將要接收的粉末配方的合適量而確定病人的劑量要求。圖22圖示了在不帶有藥品的情況下從感知和監(jiān)視裝置實(shí)時(shí)獲得的數(shù)據(jù)，該裝置由病人使用并耦合到吸入模擬系統(tǒng)。由圖22可見，病人的吸入操作(曲線 Α)由監(jiān)視器顯示，吸入模擬(B)被重現(xiàn)并由模擬系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示。圖22中的數(shù)據(jù)表明，所重現(xiàn)的吸入操作與病人所執(zhí)行的模擬幾乎相同。這種模擬系統(tǒng)能夠有改善的系統(tǒng)來在不暴露于藥品的情況下確定由實(shí)際病人 (或多個(gè)病人)的(一次或多次)吸入所得的吸入器性能和實(shí)際的劑量特性、特征和屬性。使用該系統(tǒng)還能夠使吸入器設(shè)計(jì)受到優(yōu)化以滿足病人群體的需要。前面的公開內(nèi)容是示例性的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，本申請(qǐng)中所公開的技術(shù)闡述了能良好地實(shí)施本發(fā)明的代表性技術(shù)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員考慮到這里公開的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在所公開的這些具體實(shí)施例中進(jìn)行許多改變，這些改變?nèi)匀荒軌颢@得相同或類似的效果。除非另有指明，說明書和權(quán)利要求書中所有表示成分?jǐn)?shù)量的數(shù)字、特性(例如分子量)、反應(yīng)條件等應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何情形下都由詞語“大約”來修飾。因此，除非另有相反的表述，說明書和所附權(quán)利要求中闡述的數(shù)值參數(shù)是近似的，可以根據(jù)本發(fā)明所要獲得的期望特性而改變。至少(但不應(yīng)認(rèn)為試圖限制將等同原則應(yīng)用于權(quán)利要求的范圍)，每個(gè)數(shù)值參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少考慮所記載的有效數(shù)字并應(yīng)用普通的取舍技術(shù)來解釋。雖然闡述本發(fā)明廣闊范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是具體示例中闡述的數(shù)值是盡可能精確地記載的。但是，任何數(shù)值都不可避免地包含有由于其相應(yīng)的測(cè)試測(cè)量結(jié)果中的標(biāo)準(zhǔn)偏差而必然造成的某些誤差。描述本發(fā)明的上下文(尤其是所附權(quán)利要求的上下文)中所用的“一個(gè)”、“一”、 “該”以及類似的標(biāo)志詞應(yīng)當(dāng)認(rèn)為既覆蓋了單數(shù)形式又覆蓋了復(fù)數(shù)形式，除非本申請(qǐng)中有相反的表述或與上下文明確抵觸。本申請(qǐng)中對(duì)于取值范圍的引用只是作為對(duì)于落在該范圍內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)的值進(jìn)行分別記載的速記方式。除非本申請(qǐng)中另有指明，每個(gè)單獨(dú)的值都被包含在說明書中，就像被單獨(dú)記載在本申請(qǐng)中一樣。本申請(qǐng)中描述的所有方法都能夠以任何合適的順序來執(zhí)行，除非本申請(qǐng)中另有指明或者以其他方式與上下文明確抵觸。本申請(qǐng)中對(duì)于任何示例或示例性語言(如“例如”)的使用僅僅是為了更好地解釋本發(fā)明，并非對(duì)于以其他方式要求保護(hù)的發(fā)明的范圍施加限制。說明書中的語言不應(yīng)認(rèn)為表示任何未在權(quán)利要求中使用的要素對(duì)于實(shí)施本發(fā)明而言是必需的。本申請(qǐng)中公開的具體實(shí)施例可以在權(quán)利要求中用“由...組成”或“主要由...組成”這樣的語言來進(jìn)一步限定。在用于權(quán)利要求中時(shí)，無論在提交時(shí)還是在進(jìn)行修改時(shí)加入，連接詞“由...組成”排除了該權(quán)利要求中未指出的任何要素、步驟或成分。連接詞“主要由...組成”將權(quán)利要求的范圍限制在所指出的材料或步驟，以及不會(huì)對(duì)基本的和新穎的 (一個(gè)或多個(gè))特性造成實(shí)質(zhì)影響的材料或步驟。本申請(qǐng)中隱含或者明確地描述了所要求保護(hù)的本發(fā)明實(shí)施例，并使它們能夠被實(shí)施。對(duì)本申請(qǐng)中所公開的發(fā)明的可替換要素或?qū)嵤├M(jìn)行的分組不應(yīng)認(rèn)為是限制。每組的成員可以被單獨(dú)地引用和主張權(quán)利，或者與本申請(qǐng)中的其他組成員或其他要素相結(jié)合地引用和主張權(quán)利。已經(jīng)預(yù)期到為了方便和/或?qū)＠苑矫娴脑?，一組中的一個(gè)或多個(gè)成員可以被包括在組中或從該組刪除。在發(fā)生了任何這種包含或刪除情況時(shí)，說明書應(yīng)當(dāng)認(rèn)為包含了這樣修改過的組，從而滿足了對(duì)于所附權(quán)利要求所用的全部馬庫什組的字面記載要求。本申請(qǐng)中描述了本發(fā)明的某些實(shí)施例，包括對(duì)于發(fā)明人而言已知的執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前文的說明時(shí)會(huì)想到對(duì)于所描述的實(shí)施例的各種變更形式。發(fā)明人可以預(yù)料本領(lǐng)域技術(shù)人員在合適的情況下采用這些變更形式，發(fā)明人也預(yù)料到本發(fā)明會(huì)以與說明書中所具體描述的方式不同的方式來實(shí)施。因此，本發(fā)明包括了由可適用的法律所允許的、在此所附權(quán)利要求中記載的主題的全部修改和等同形式。此外，上述要素在其所有可能的變更形式中的任意組合都由本發(fā)明所涵蓋，除非本申請(qǐng)中另有指明或以其他方式明顯與上下文抵觸。此外，在說明書全文中還有對(duì)于專利和印刷公開文獻(xiàn)的多處引用。上述引用內(nèi)容中的每一者以及印刷公開文獻(xiàn)分別通過引用方式全文結(jié)合在本申請(qǐng)中。最后，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本申請(qǐng)中所公開的發(fā)明的這些實(shí)施例是對(duì)于本發(fā)明原理的舉例說明。可以采用的其他修改形式也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，通過舉例而非限制方式，根據(jù)本申請(qǐng)中的教導(dǎo)可以有本發(fā)明的替換性構(gòu)造。因此，本發(fā)明不限于所具體示出和描述的內(nèi)容。
權(quán)利要求1.一種吸入模擬系統(tǒng)，包括 吸入器；與所述吸入器相連的傳感器，所述傳感器被構(gòu)造成對(duì)從該干粉吸入器產(chǎn)生的至少一種類型的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并把所述至少一種類型的信號(hào)發(fā)送到至少一個(gè)裝置用于分析、儲(chǔ)存、 打印或顯示；人工解剖學(xué)頭部，其包括基本上準(zhǔn)確的上呼吸通道； 真空源； 電源；計(jì)算機(jī)，其包括微處理器、算法和顯示裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述傳感器被構(gòu)造在所述吸入器內(nèi)部或者構(gòu)造成附裝到所述吸入器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述干粉吸入器是由呼吸帶動(dòng)的干粉吸入器，其包括傳感器和微處理器，它們內(nèi)置于所述吸入器內(nèi)或者設(shè)置在可附裝到所述吸入器的裝置中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述至少一種類型的信號(hào)是聲音信號(hào)的幅度、聲音信號(hào)的頻率或者它們的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述傳感器被構(gòu)造成還對(duì)從所述吸入器產(chǎn)生的所述至少一種信號(hào)進(jìn)行測(cè)量并將所述信號(hào)發(fā)送到微處理器或計(jì)算機(jī)中的接收器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述傳感器是話筒。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述干粉吸入器裝置包括藥筒，該藥筒包括用于肺部遞送的干粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述干粉包括二酮哌嗪微粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述干粉包括至少一種活性成分。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述干粉吸入器具有每分鐘0.065(7 )/升到每分鐘0.200(7^) /升的阻值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述傳感器被構(gòu)造成通過有線通信模式或無線通信模式把所述聲音信號(hào)發(fā)送到所述至少一個(gè)裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器將所述至少一個(gè)聲音信號(hào)傳送到被構(gòu)造成對(duì)所述至少一個(gè)聲音進(jìn)行分析和處理的微處理器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)裝置是模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換ο
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)裝置是顯示裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述顯示裝置是計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、PDA 或打印機(jī)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述真空源是經(jīng)過校準(zhǔn)的注射泵或活塞/氣缸裝置。
17.—種吸入模擬系統(tǒng)，用于對(duì)由對(duì)象進(jìn)行的吸入操作進(jìn)行模擬，包括第一吸入器，所述第一吸入器包括第一傳感器和第一無線電發(fā)送器，其被提供給所述對(duì)象；所述吸入器被設(shè)置以使所述對(duì)象通過所述吸入器進(jìn)行吸入，以通過所述吸入器產(chǎn)生壓力差異或吸入模擬設(shè)備附近的吸入，該吸入模擬設(shè)備包括帶有微處理器的計(jì)算機(jī)，該微處理器包括信號(hào)接收器和被構(gòu)造成對(duì)從所述第一傳感器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行處理的算法，控制器，電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過校準(zhǔn)的注射泵，人工的、基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)上呼吸通道，以及第二吸入器，其附裝到所述人工的、基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)上呼吸通道，并包括第二傳感器、第二無線電發(fā)送器和干粉配方；至少一種信號(hào)從所述第一吸入器中產(chǎn)生的流被收集；該信號(hào)通過所述算法被轉(zhuǎn)換成由所述計(jì)算機(jī)或微處理器中的第一傳感器提供的、來自所述對(duì)象的吸入的第一組數(shù)據(jù)；第二組信號(hào)在所述計(jì)算機(jī)中被產(chǎn)生以指令所述控制器激活所述電動(dòng)機(jī)，以使所述注射泵移動(dòng)以產(chǎn)生壓力差異，該壓力差異等于由所述對(duì)象的吸入所產(chǎn)生的壓力差異；并且由所述對(duì)象進(jìn)行的所述吸入操作被模擬。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述注射泵連接到所述人工的、基本上準(zhǔn)確的解剖學(xué)上呼吸通道，該通道構(gòu)造有與所述第二吸入器連接的嘴。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述第二吸入器是配有傳感器和無線電發(fā)送器的干粉吸入器。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的吸入模擬系統(tǒng)，其中，所述第二吸入器配有無線的或有線的護(hù)套，該護(hù)套包括話筒，該話筒能夠把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖，被構(gòu)造成與計(jì)算機(jī)或微處理器中的無線電信號(hào)接收器進(jìn)行通信。
專利摘要本申請(qǐng)涉及吸入模擬系統(tǒng)。提供了用于吸入器的吸入模擬系統(tǒng)，尤其是由呼吸帶動(dòng)的干粉吸入器。該模擬系統(tǒng)能夠重現(xiàn)由吸入器獲得的病人的吸入分布，該吸入器配有感知和監(jiān)視裝置，以檢測(cè)使用中從吸入器產(chǎn)生的特征信號(hào)，這些信號(hào)通過發(fā)送器被傳送到具有算法的計(jì)算機(jī)，該算法被構(gòu)造來分析這些信號(hào)并產(chǎn)生新的信號(hào)，以激活吸入模擬系統(tǒng)組件，使得同時(shí)或?qū)崟r(shí)地重現(xiàn)對(duì)象的吸入分布，或者儲(chǔ)存以供此后使用。還提供了對(duì)吸入器的性能進(jìn)行測(cè)量的方法。
文檔編號(hào)A61B5/08GK202289119SQ20112014305
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者P·斯般瑟兒·堪賽, 丹尼斯·歐文菲爾德, 卡爾·R·薩伊, 布倫丹·勞倫茲, 查得·C·斯穆尼, 班諾特·阿達(dá)莫, 約翰·M·波利多洛 申請(qǐng)人:曼金德公司