噴霧器、用于控制該噴霧器的控制單元、霧化元件以及操作噴霧器的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于控制噴霧器的工作的控制單元，所述噴霧器包括用于存儲(chǔ)待霧化的液體的儲(chǔ)液腔、致動(dòng)器以及包括多個(gè)噴嘴的霧化元件，所述多個(gè)噴嘴被布置為在所述致動(dòng)器工作時(shí)霧化所述液體；其中，控制單元被配置為獲得所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示；并基于所獲得的指示控制所述致動(dòng)器的工作，從而以所需輸出率和/或以所需尺寸的液滴提供霧化的液體。
【專利說明】噴霧器、用于控制該噴霧器的控制單元、霧化元件以及操作噴霧器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種將其中存儲(chǔ)的液體霧化成細(xì)滴的噴霧器，該細(xì)滴例如由用戶吸入，并且具體而言涉及一種操作噴霧器的方法，以實(shí)現(xiàn)期望的流率和/或液滴尺寸，以及用于噴霧器的控制單元和被配置為實(shí)施該方法的噴灑元件。
【背景技術(shù)】
[0002]噴霧器，或者有時(shí)稱為霧化器，是從液體生成細(xì)小噴霧或氣霧劑的設(shè)備。噴霧器的特別有用的應(yīng)用是提供包含溶解或懸浮的顆粒藥物的細(xì)小噴霧，以通過吸入向患者施用。
[0003]基于壓電-網(wǎng)格的噴霧器通常用于在這種藥物輸送裝置中生成氣霧劑，由此，例如壓電元件使噴嘴板(也稱為網(wǎng)格)振動(dòng)以產(chǎn)生細(xì)小的氣霧劑噴霧。在一些噴霧器中，將壓電元件結(jié)合到噴嘴板元件，而在其他噴霧器中，噴嘴板元件與壓電元件(有時(shí)稱為基于壓電-空腔-網(wǎng)格的噴霧器)分離(即，不與其接觸)。使噴嘴板元件與壓電元件分離的優(yōu)點(diǎn)在于，噴嘴板元件能夠從噴霧器移除并被清洗或在使用一定量之后被整個(gè)更換。
[0004]為了當(dāng)被吸入時(shí)使特定藥物有治療效果，藥物氣霧劑液滴尺寸必須在很窄的治療范圍之內(nèi)。由于液滴的生成是通過按壓液體使其通過噴嘴板中的孔(噴嘴)來實(shí)現(xiàn)的，且液滴的尺寸部分是由噴嘴板中噴嘴的尺寸確定的，所以理想地，噴嘴板中每個(gè)噴嘴應(yīng)當(dāng)為所需尺寸。通常，期望噴嘴的直徑為2.5 μ m，公差為+/-0.25 μ m。典型的噴嘴板中大約能夠有5000個(gè)噴嘴。
[0005]由于在制造噴嘴板的過程中的限制，所以難以一致地生產(chǎn)具有期望尺寸(或在所需公差之內(nèi))的噴嘴并且具有在每個(gè)板上具有一致尺寸的噴嘴的噴嘴板，因此制造過程的成品率相當(dāng)?shù)停袝r(shí)在10%左右。`
[0006]此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)甚至噴嘴尺寸的很小變化(例如在通常可接受的+/-0.25μπι的噴嘴尺寸公差范圍之內(nèi))都會(huì)導(dǎo)致噴霧器的輸出率(流率)的很大變化。由于可能需要精確控制特定藥物的劑量方案，所以流率中的這種變化是不可接受的。具體而言，為了實(shí)現(xiàn)與期望流率相比僅25%的流率變化，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)噴嘴尺寸與期望尺寸的最大可允許變化為+/-0.05 μ m0然而，對常規(guī)制造過程應(yīng)用這種更小的公差范圍會(huì)進(jìn)一步降低成品率。由于噴嘴板是噴霧器的消耗性元件(即可能經(jīng)常要更換)，所以這是非常不期望的。
[0007]因此，需要一種改進(jìn)的操作噴霧器的方式以不論噴霧器中可能使用的不同噴嘴板上的噴嘴尺寸如何變化，都實(shí)現(xiàn)期望的流率和/或液滴尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于控制噴霧器工作的控制單元，所述噴霧器包括用于存儲(chǔ)待霧化的液體的儲(chǔ)液腔、致動(dòng)器以及包括多個(gè)噴嘴的霧化元件，所述多個(gè)噴嘴被布置為在所述致動(dòng)器工作時(shí)霧化所述液體；其中，所述控制單元被配置為獲得所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示；并基于所獲得的指示控制所述致動(dòng)器的工作，從而以所需輸出率和/或以所需尺寸的液滴提供霧化的液體。
[0009]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制單元被配置為以脈沖工作模式操作所述致動(dòng)器，在所述脈沖工作模式中，所述致動(dòng)器被以頻率f周期性地操作多個(gè)循環(huán)，接著是休息時(shí)段，并且其中，所述控制單元被配置為當(dāng)所述噴嘴為第一尺寸時(shí)以第一循環(huán)數(shù)操作所述致動(dòng)器，而當(dāng)所述噴嘴為第二尺寸時(shí)以第二循環(huán)數(shù)操作所述致動(dòng)器，所述第二循環(huán)數(shù)大于所述第一循環(huán)數(shù)，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
[0010]在其他優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制單元被配置為基于所獲得的指示調(diào)節(jié)或設(shè)置所述噴霧器的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，從而以所需輸出率和/或以所需液滴尺寸提供所述霧化的液體，所述一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)是從如下中選擇的:(i)所述致動(dòng)器的控制信號(hào)的峰值電壓；(ii)所述致動(dòng)器的周期性控制信號(hào)的活動(dòng)部分和/或休息部分的長度，所述控制信號(hào)的所述活動(dòng)部分令所述致動(dòng)器工作以霧化液體；(iii)所述致動(dòng)器的控制信號(hào)的頻率；和/或(iv)所述致動(dòng)器和所述霧化元件之間的距離。
[0011]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制單元包括用于讀取與所述霧化元件相關(guān)聯(lián)的電子可讀標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的讀取器，所述數(shù)據(jù)包括所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述控制單元還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)噴嘴尺寸和所述致動(dòng)器的至少一個(gè)工作參數(shù)的值的查找表，并且其中，所述控制單元被配置為使用所述查找表和所獲得的指示確定所述至少一個(gè)工作參數(shù)的值，以用于操作所述致動(dòng)器并以所需輸出率和/或以所需液滴尺寸提供所述霧化的液體。
[0013]優(yōu)選地，所述控制單元被配置為當(dāng)在所述噴霧器中安裝所述霧化元件后或當(dāng)激活所述噴霧器后獲得所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二`方面，提供了一種用于噴霧器中的霧化元件，所述霧化元件包括:包括多個(gè)噴嘴的板；以及所述板中的所述噴嘴的尺寸的指示。
[0015]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述霧化元件還包括電子可讀標(biāo)簽，所述板的所述噴嘴的尺寸的所述指示存儲(chǔ)于所述電子可讀標(biāo)簽中。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種噴霧器，所述噴霧器包括用于存儲(chǔ)待霧化的液體的儲(chǔ)液腔；被配置為振動(dòng)以便霧化所述儲(chǔ)液腔中存儲(chǔ)的所述液體的致動(dòng)器；以及如上所述的控制單元。
[0017]優(yōu)選地，所述噴霧器還包括定位于所述儲(chǔ)液腔中的如上所述的霧化元件。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種用于操作噴霧器的方法，所述噴霧器包括用于存儲(chǔ)待霧化的液體的儲(chǔ)液腔、致動(dòng)器以及包括多個(gè)噴嘴的霧化元件，所述多個(gè)噴嘴被布置為在所述致動(dòng)器工作時(shí)霧化所述液體；所述方法包括獲得所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示；并且基于所獲得的指示控制所述致動(dòng)器的工作，從而以所需輸出率和/或以所需尺寸的液滴提供霧化的液體。
[0019]在優(yōu)選實(shí)施例中，控制所述致動(dòng)器的工作的所述步驟包括在脈沖工作模式中操作所述致動(dòng)器，在所述脈沖工作模式中，所述致動(dòng)器被以頻率f周期性地操作多個(gè)循環(huán)，接著是休息時(shí)段，并且其中，控制所述致動(dòng)器的工作的所述步驟包括當(dāng)所述噴嘴為第一尺寸時(shí)以第一循環(huán)數(shù)操作所述致動(dòng)器，而當(dāng)所述噴嘴為第二尺寸時(shí)以第二循環(huán)數(shù)操作所述致動(dòng)器，所述第二循環(huán)數(shù)大于所述第一循環(huán)數(shù)，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
[0020]在備選的優(yōu)選實(shí)施例中，控制所述致動(dòng)器的工作的所述步驟包括基于所獲得的指示調(diào)節(jié)或設(shè)置所述噴霧器的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，從而以所需輸出率和/或以所需液滴尺寸提供所述霧化的液體，所述一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)是從如下中選擇的:(i)所述致動(dòng)器的控制信號(hào)的峰值電壓；(ii)所述致動(dòng)器的周期性控制信號(hào)的活動(dòng)部分和/或休息部分的長度，所述控制信號(hào)的所述活動(dòng)部分令所述致動(dòng)器工作以霧化液體；(iii)所述致動(dòng)器的控制信號(hào)的頻率；和/或(iv)所述致動(dòng)器和所述霧化元件之間的距離。
[0021]優(yōu)選地，獲得指示的所述步驟包括讀取與所述霧化元件相關(guān)聯(lián)的電子可讀標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示。
[0022]在一些實(shí)施例中，控制所述致動(dòng)器的工作的所述步驟包括使用所獲得指示以及噴嘴尺寸和所述致動(dòng)器的至少一個(gè)工作參數(shù)的值的查找表確定所述至少一個(gè)工作參數(shù)的值，以用于操作所述致動(dòng)器，從而以所需輸出率和/或以所需液滴尺寸提供所述霧化的液體。
[0023]優(yōu)選地，所述獲得步驟包括當(dāng)在所述噴霧器中安裝所述霧化元件后或當(dāng)激活所述噴霧器后獲得所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有包含于所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼包括代碼，所述代碼當(dāng)由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行時(shí)，被配置為令所述計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行如上所述的方法中的步驟。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]現(xiàn)在將參考以下附圖僅通過舉例來描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，在附圖中:
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括噴嘴板的噴霧器的框圖；
[0027]圖2是示出了用于控制噴霧器中的致動(dòng)器的示范性信號(hào)的圖；
[0028]圖3是示出了隨著噴嘴尺寸變化的輸出率(流率)變化的曲線圖；
[0029]圖4是示出了流率與施加到噴嘴板的脈沖中的循環(huán)數(shù)之間關(guān)系的曲線圖；
[0030]圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制噴霧器中的致動(dòng)器的兩個(gè)示范性信號(hào)的圖；
[0031]圖6是示出了針對不同輸出流率的，噴嘴尺寸與所生成液滴的質(zhì)量平均直徑之間關(guān)系的曲線圖；以及
[0032]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的操作噴霧器的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]盡管在本文中基本將本發(fā)明描述為用于解決與能夠用于噴霧器中的噴嘴板中的噴嘴的尺寸變化相關(guān)聯(lián)的問題，但能夠備選地或額外地將本發(fā)明用于調(diào)節(jié)由特定噴嘴板提供的輸出流率和/或液滴尺寸(無論噴嘴板中的噴嘴是否尺寸正確)。在不同的藥物治療或處置方案需要不同流率的情況下，這是特別有用的，并且期望能夠從單一的噴嘴板產(chǎn)生那些輸出流率。同樣地，在由小孩使用噴霧器的情況下，期望能夠輸出比正常情況更小尺寸的液滴，而無需改變噴霧器中的噴嘴板。
[0034]圖1示出了示范性的噴霧器2。噴霧器2包括具有入口 6和出口 8的主體4，入口6和出口 8被布置使得當(dāng)噴霧器2的用戶通過出口 8吸氣時(shí)，空氣經(jīng)由入口 6和出口 8被吸入并通過噴霧器2并進(jìn)入用戶的身體。出口8通常以套口或面罩或鼻面罩的形式或以適于連接到獨(dú)立的可更換套口或面罩或鼻面罩的形式被提供。[0035]噴霧器2包括入口 6和出口 8之間的用于存儲(chǔ)待霧化(即被轉(zhuǎn)化成細(xì)霧或噴霧)的液體12 (例如藥劑或藥物)的儲(chǔ)液腔10。噴霧器2被配置使得當(dāng)用戶吸氣時(shí)霧化液體12的微滴與通過噴霧器2吸取的空氣組合，以向用戶輸送一定劑量的藥劑或藥物。
[0036]提供致動(dòng)器14以攪動(dòng)或振動(dòng)儲(chǔ)液腔10中存儲(chǔ)的液體12。在下文進(jìn)一步描述的本發(fā)明實(shí)施例中，以壓電元件的形式提供致動(dòng)器14。然而，噴霧器領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，能夠在根據(jù)本發(fā)明的噴霧器中使用其他形式的致動(dòng)器14。還要認(rèn)識(shí)到，能夠利用塑料或金屬覆蓋層覆蓋壓電元件14以避免壓電元件和液體12之間的直接接觸。
[0037]在儲(chǔ)液腔10中提供噴嘴板16以當(dāng)致動(dòng)器14使液體12振動(dòng)時(shí)使液體12霧化。噴嘴板16通常是網(wǎng)格或具有少量液體能夠通過的多個(gè)小孔或噴嘴的膜的形式。噴嘴板16中的噴嘴的尺寸(直徑)確定了當(dāng)激活噴霧器2時(shí)產(chǎn)生的液體液滴的尺寸等。能夠按照質(zhì)量平均直徑(MMD)測量所產(chǎn)生液體液滴的尺寸。能夠從噴霧器2移除噴嘴板16，使得其能夠根據(jù)需要被清潔或被完全更換。
[0038]在圖示的實(shí)施例中，致動(dòng)器14與噴嘴板16分離并定位在或接近儲(chǔ)液腔10的底部，以便攪動(dòng)液體12。然而，在備選實(shí)施例中，致動(dòng)器14能夠與噴嘴板16接觸或集成，并且能夠使噴嘴板16振動(dòng)以便霧化液體12。
[0039]在使用時(shí)，液體12填充儲(chǔ)液腔10，直到噴嘴板16的高度。要認(rèn)識(shí)到，在操作噴霧器2時(shí)將會(huì)耗盡儲(chǔ)液腔10中的液體12，必須要向儲(chǔ)液腔10添加更多液體12，以便將液體12維持在所需高度，以使噴霧器2繼續(xù)工作。因此，噴霧器2可以包括或耦合到另一個(gè)腔室(圖1中未示出),該另一個(gè)腔室存儲(chǔ)液體，以在儲(chǔ)液腔10中補(bǔ)充液體12。由于重力和/或毛細(xì)管填充的作用，來自另一腔室的液體可以流入儲(chǔ)液腔10。
[0040]噴霧器2還包括控制單元17，控制單元17控制噴霧器2的工作?？刂茊卧?7包括電連接到致動(dòng)器14的處理器18。處理器18向致動(dòng)器14輸出控制信號(hào)，以令致動(dòng)器14工作并如下進(jìn)一步所述霧化液體12。`
[0041]還提供存儲(chǔ)器20，其能夠存儲(chǔ)工作參數(shù)和/或程序指令，以由處理器18在噴霧器2的工作期間使用。例如，工作參數(shù)可以涉及由噴霧器2提供的劑量方案，例如所需的處置時(shí)間和/或藥劑流率。
[0042]在圖示的實(shí)施例中，處理器18向致動(dòng)器14輸出的控制信號(hào)令致動(dòng)器14在“脈沖”工作模式工作。在這種模式中，控制信號(hào)令致動(dòng)器14以頻率f接連致動(dòng)特定循環(huán)數(shù)，之后令致動(dòng)器14休息另一循環(huán)數(shù)。在噴霧器2的工作期間重復(fù)這種致動(dòng)和非致動(dòng)操作。在一個(gè)實(shí)施例中，頻率f為1MHz，但要認(rèn)識(shí)到，可以使用其他頻率。
[0043]圖2中示出了針對這種“脈沖”操作的示范性控制信號(hào)，其中，能夠看出，控制信號(hào)包括活動(dòng)部分30 (本文中有時(shí)稱為“脈沖”)，活動(dòng)部分30包括頻率為f的四個(gè)致動(dòng)循環(huán)，隨后是不致動(dòng)致動(dòng)器14的休息時(shí)段32。本文稱為“脈沖長度”或“循環(huán)數(shù)”(能夠?qū)⑵涠x為活動(dòng)部分30中頻率為f的信號(hào)的循環(huán)數(shù))的活動(dòng)部分30與非致動(dòng)(休息)部分32的長度是周期P。
[0044]現(xiàn)在參考圖3，將更詳細(xì)地解釋本發(fā)明提供的解決方案。圖3示出了針對五個(gè)噴嘴板，以致動(dòng)器14的工作的三個(gè)不同脈沖長度而獲得的以克每分鐘(g/min)為單位的輸出率(流率)，每個(gè)噴嘴板都具有不同的平均噴嘴尺寸(2.41 μ m、2.63 μ m、2.83 μ m、3 μ m和3.25 μ m)。[0045]通過按照脈沖長度對流率分組，能夠看出，對于給定的脈沖長度，流率一般隨著噴嘴尺寸增大而線性增大。具體而言，在上文給出的由箭頭50指示的噴嘴尺寸的可接受范圍(即2.5 μ m+/-0.25 μ m)之內(nèi)，隨著箭頭52指示的脈沖長度增大，輸出率從O變化到4.5g/min左右。換言之，通過改變開循環(huán)與閉循環(huán)的比(即活動(dòng)部分30中的循環(huán)數(shù)與休息部分32中的循環(huán)數(shù)的比)，能夠調(diào)節(jié)噴霧器2的輸出流率。
[0046]如果假設(shè)期望的輸出率為1.5g/min，則當(dāng)平均噴嘴尺寸為2.5μπι時(shí)，55個(gè)循環(huán)的脈沖長度將提供所需的流率。然而，當(dāng)平均噴嘴尺寸恰好低于2.75 μ m (并仍然在可接受的噴嘴尺寸公差之內(nèi))時(shí)，55個(gè)循環(huán)的脈沖長度獲得2.4g/min左右的輸出率，這是過高的。因此，在這種情況下，將脈沖長度減小到27個(gè)循環(huán)左右(即，圖2中所示的20個(gè)循環(huán)和55個(gè)循環(huán)線之間的中間某處)將獲得所需的1.5g/min的流率。類似地，當(dāng)平均噴嘴尺寸為
2.34 μ m左右時(shí)，55個(gè)循環(huán)的脈沖長度獲得1.0g/min左右的輸出率，這是過低的。因此，在這種情況下，將脈沖長度增加到90個(gè)循環(huán)左右將獲得所需的1.5g/min的所需流率。
[0047]圖4是另一曲線圖，其示出了以g/min為單位的流率如何受到脈沖中的循環(huán)數(shù)的影響。這種特定網(wǎng)格的平均噴嘴尺寸為2.36微米。在這幅圖中能夠看出，流率一般隨著脈沖中循環(huán)數(shù)線性增加。
[0048]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，控制單元17被配置為控制噴霧器2，使得基于噴霧器2中存在的噴嘴板16中的噴嘴的尺寸或平均尺寸改變或設(shè)置致動(dòng)器14的脈沖中的循環(huán)數(shù)(即脈沖長度)，以便提供所需的輸出流率。通常，噴嘴板16中的噴嘴的尺寸越大，致動(dòng)器14的脈沖中的循環(huán)數(shù)越少，反之亦然。
[0049]圖5示出了能夠根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例使用的兩個(gè)示范性控制信號(hào)。上方的信號(hào)對應(yīng)于圖2中示出的脈沖長 度為4 (即頻率為f的4個(gè)循環(huán)的信號(hào))的那個(gè)，并可以用于具有相對小噴嘴的噴嘴板16 ;下方的信號(hào)脈沖長度為2 (即頻率為f的2個(gè)循環(huán)的信號(hào))，并將用于具有較大噴嘴的噴嘴板16。
[0050]由于噴嘴板16是噴霧器2的可更換元件且噴嘴的平均尺寸將會(huì)在不同噴嘴板16之間變化，所以需要針對當(dāng)前在噴霧器2中使用的噴嘴板16確定噴嘴的平均尺寸，使得能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)置操作致動(dòng)器14的控制信號(hào)。
[0051]因此，在制造特定噴嘴板16期間或之后，能夠測量噴嘴板16的噴嘴尺寸，并記錄這種信息以由噴霧器2使用。之后在工作之前，這種信息能夠由噴霧器2自動(dòng)讀取或被人工輸入到噴霧器2中，并使用該信息設(shè)置致動(dòng)器14的脈沖中的循環(huán)數(shù)，以獲得期望的輸出流率。該信息能夠包括噴嘴板16中的噴嘴的平均尺寸，例如實(shí)測噴嘴尺寸的平均數(shù)、中值或眾數(shù)，或者噴嘴板16中的噴嘴的尺寸范圍。
[0052]在以皇家飛利浦有限公司的名義申請的題為“Nozzle plate fabrication”的歐洲專利申請N0.11163885.4中描述了一種用于測量噴嘴板16中的噴嘴的尺寸、平均尺寸或尺寸變化的技術(shù)，在此通過引用將其內(nèi)容并入本文。簡要地講，該技術(shù)包括利用光照射噴嘴板，檢測透射過噴嘴板中的多個(gè)噴嘴的光；并且分析檢測到的光以確定噴嘴板上的噴嘴的尺寸變化。
[0053]能夠通過多種不同方式在噴嘴板16中或上記錄這一技術(shù)或用于測量噴嘴尺寸的任何其他適用技術(shù)(對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而易見的)的結(jié)果。
[0054]例如，在一個(gè)實(shí)施例中，能夠向噴嘴板16上印刷噴嘴板16中的噴嘴的平均尺寸。當(dāng)用戶向噴霧器2中安裝噴嘴板16時(shí)，他們能夠讀取印刷的平均噴嘴尺寸并經(jīng)由用戶接口(圖1中未示出)向噴霧器2中輸入這種數(shù)據(jù)。或者，能夠?yàn)閲婌F器2提供一些用于從噴嘴板16讀取印刷的平均尺寸的器件(例如，結(jié)合光學(xué)字符識(shí)別軟件的照相機(jī)或其他光傳感器)。
[0055]在備選實(shí)施例中，并非向噴嘴板16上印刷噴嘴的實(shí)際平均尺寸，而是能夠以簡化格式呈現(xiàn)平均尺寸，這種簡化格式更容易由用戶向噴霧器2中輸入或更容易由噴霧器2自動(dòng)讀取。這種簡化格式可以包括單個(gè)數(shù)字或字母，其表示平均噴嘴尺寸的特定范圍(例如，數(shù)字I可以表示2-2.1 μ m的平均噴嘴尺寸，數(shù)字2可以表示2.1-2.2 μ m的平均噴嘴尺寸，
寸寸7 ο
[0056]然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在電子可讀標(biāo)簽(例如作為噴嘴板16的一部分的射頻標(biāo)識(shí)(RFID)標(biāo)簽)中存儲(chǔ)關(guān)于噴嘴板16中的噴嘴的平均尺寸的信息。可以按照噴嘴的實(shí)際平均尺寸或按照上述簡化格式存儲(chǔ)該信息。因此，再次參考圖1，為噴嘴板16提供RFID標(biāo)簽22，RFID標(biāo)簽22存儲(chǔ)噴嘴尺寸指示，并且控制單元17還包括連接到處理器18的RFID標(biāo)簽讀取器24。
[0057]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，期望的流率可以取決于待施用的特定藥劑。在這種情況下，能夠?yàn)閲娮彀?6供應(yīng)藥劑，并且能夠由關(guān)于所需流率的信息補(bǔ)充上述關(guān)于噴嘴板16中的噴嘴的平均尺寸的信息。這一信息也能夠由噴霧器2讀取或被輸入到噴霧器2中，并用于相應(yīng)地調(diào)節(jié)噴霧器2的工作。
[0058]圖6是曲線圖，其示出了針對不同流率，噴嘴尺寸(以微米測量)和質(zhì)量平均直(MMD-也以微米測量)之間的關(guān)系。該曲線圖示出了針對分別具有2.41微米、2.63微米、
2.83微米和3.0微米噴嘴尺`寸的四種不同噴嘴板16獲得的液滴尺寸，利用三組不同的脈沖寬度操作這四種不同噴嘴板以便獲得0.5g/min、l.0g/min和1.5g/min的流率。
[0059]能夠看出，對于利用平均噴嘴尺寸為2.63微米的噴嘴板16獲得的5微米的示范性目標(biāo)液滴尺寸(MMD)，需要使用具有所需循環(huán)數(shù)(脈沖長度)的控制信號(hào)來實(shí)現(xiàn)lg/min的輸出流率。
[0060]如果液滴尺寸過大(例如，5.6微米)，能夠減少循環(huán)數(shù)，以便將液滴的尺寸減小到5微米左右(由圖6中的箭頭A指示)。類似地，如果液滴尺寸過小(例如，4.4微米)，能夠增加循環(huán)數(shù)，以便增大液滴的尺寸(由圖6中的箭頭B指示)。
[0061]對于平均噴嘴尺寸較大(例如2.83微米)的噴嘴板，能夠通過如下方式實(shí)現(xiàn)5微米的目標(biāo)液滴尺寸:調(diào)節(jié)控制信號(hào)以包括比平均噴嘴尺寸為2.63微米的噴嘴板的控制信號(hào)更少的循環(huán)數(shù)(如圖6中的箭頭C和D所示)。從圖6中將看出，這種噴嘴板所需的液滴尺寸將導(dǎo)致更低流率。
[0062]應(yīng)認(rèn)識(shí)到，一般而言，調(diào)整控制信號(hào)以將所生成液滴的MMD設(shè)置成期望值將導(dǎo)致也調(diào)節(jié)噴霧器2的輸出率。然而，在將循環(huán)數(shù)設(shè)置成特定值以便實(shí)現(xiàn)所需液滴尺寸之后，能夠進(jìn)一步調(diào)節(jié)控制信號(hào)或噴霧器2的其他參數(shù)，以便調(diào)節(jié)流率。
[0063]例如，如果噴嘴板16具有2.63微米的平均噴嘴尺寸，且期望產(chǎn)生MMD為5微米的液滴，則如圖6所示設(shè)置循環(huán)數(shù)，這導(dǎo)致lg/min的流率。如果期望增大流率，那么應(yīng)當(dāng)采取兩個(gè)相繼步驟。首先，能夠減小控制信號(hào)的周期，同時(shí)保持活動(dòng)和非活動(dòng)周期之間的比例基本恒定。這樣獲得基本相同的流率，同時(shí)減小了 MMD (因?yàn)橐旱卧跁r(shí)間上更加分散)。之后在第二步驟中，為了恢復(fù)5微米的MMD，能夠增加循環(huán)數(shù)，以獲得更高流率。于是，通過調(diào)節(jié)控制信號(hào)的周期，能夠調(diào)節(jié)流率，同時(shí)保持液滴的MMD大致恒定。
[0064]應(yīng)認(rèn)識(shí)到，能夠調(diào)節(jié)的其他參數(shù)之一包括控制信號(hào)的電壓。
[0065]還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，能夠用相反方式執(zhí)行這種調(diào)節(jié)，即，能夠選擇循環(huán)數(shù)以實(shí)現(xiàn)所需流率，之后能夠調(diào)節(jié)控制信號(hào)的其他參數(shù)以便修改液滴尺寸。
[0066]圖7中圖示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的操作噴霧器2的方法。在第一步，步驟101(可以能夠當(dāng)噴霧器2中第一次安裝噴嘴板16時(shí)或當(dāng)激活噴霧器2時(shí)進(jìn)行)中，處理器18激活RFID標(biāo)簽讀取器24，以便讀取關(guān)于噴嘴板16中的RFID標(biāo)簽22中存儲(chǔ)的平均噴嘴尺寸的信息或指示。
[0067]一旦從噴嘴板16讀取了平均噴嘴尺寸的信息或指示，處理器18就能夠處理該信息以確定操作致動(dòng)器(壓電元件)14的脈沖中的循環(huán)數(shù)，以便獲得所需流率和/或液滴尺寸。具體而言，能夠在存儲(chǔ)器20中存儲(chǔ)列出針對不同噴嘴尺寸的循環(huán)數(shù)的查找表，并且處理器18能夠簡單地在表中查找適當(dāng)噴嘴尺寸、輸出率和/或液滴尺寸，并提取所需的循環(huán)數(shù)?；蛘撸軌蛟赗FID標(biāo)簽上存儲(chǔ)所需循環(huán)數(shù)和其他工作參數(shù)。
[0068]一旦確定了所需的脈沖長度，處理器18就能夠向致動(dòng)器14輸出適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)，所述控制信號(hào)令致動(dòng)器14攪動(dòng)液體12并以所需輸出流率和/或液滴尺寸提供液滴(步驟103)。
[0069]如果噴嘴板16被從噴霧器2移除并被清洗和更換，或由另一噴嘴板16更換，則處理器18能夠重復(fù)圖4中所示的步驟，以便以所需的脈沖長度操作致動(dòng)器14。
[0070]盡管在上述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，控制單元17被配置為控制噴霧器2，從而基于噴嘴板16中的噴嘴的尺寸或平均尺寸，改變或設(shè)置致動(dòng)器14的脈沖中的循環(huán)數(shù)(即脈沖長度)，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，能夠改變或設(shè)置定義致動(dòng)器14的工作的其他參數(shù)以實(shí)現(xiàn)所需輸出率和/或液滴尺寸。
[0071]具體而言，并非(或甚至作為補(bǔ)充)改變控制信號(hào)中的脈沖長度(脈沖中的循環(huán)數(shù))，能夠通過如下方式實(shí)現(xiàn)所需輸出率和/或液滴尺寸:調(diào)節(jié)(i)控制信號(hào)的幅度(峰值電壓)(其中，控制信號(hào)的幅度/電壓確定了致動(dòng)器14的致動(dòng)程度，且其中，更高電壓針對給定噴嘴板16—般會(huì)產(chǎn)生增大的輸出率)，(ii)控制信號(hào)的周期(這會(huì)具有相對于活動(dòng)時(shí)段減小或增加休息時(shí)段的長度的效果)，(iii)活動(dòng)部分30中循環(huán)的頻率f，和/或(iv)調(diào)節(jié)噴嘴板16和致動(dòng)器14之間的距離。
[0072]盡管在圖示的實(shí)施例中，處理器18向致動(dòng)器14輸出的控制信號(hào)令致動(dòng)器14在“脈沖”工作模式中工作，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，能夠在備選的工作模式中操作致動(dòng)器14，所述備選的工作模式包括連續(xù)工作模式(即沒有休息部分32)。
[0073]因此提供了一種改進(jìn)的操作噴霧器2的方式以不論在噴霧器2中能夠使用的不同噴嘴板16上的噴嘴的尺寸如何變化，都實(shí)現(xiàn)期望的流率和/或液滴尺寸。
[0074]還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，除了上述控制單元17和處理器18之外，也能夠以計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上承載的計(jì)算機(jī)程序的形式提供本發(fā)明，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)被配置為令控制單元17中的處理器18執(zhí)行圖6中所示的步驟。這種程序能夠存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器20中。
[0075]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，能夠與術(shù)語藥物輸送裝置或霧化器互換地使用“噴霧器”一詞，并且使用“噴霧器”一詞旨在覆蓋除上文所述和附圖所示的噴霧器的具體類型之外的噴霧器的形式和設(shè)計(jì)。[0076]此外，盡管已經(jīng)按照主要用于施用藥劑的噴霧器描述了本發(fā)明，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于任何其他類型的噴霧器或設(shè)備，在任何其他類型的噴霧器或設(shè)備中，致動(dòng)噴嘴板以便霧化液體，所述任何其他類型的噴霧器或設(shè)備例如為空氣加濕器、電動(dòng)剃須刀、蒸汽熨斗或香水撒布器。
[0077]盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)說明并描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述被認(rèn)為是說明性或示范性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例。
[0078]通過研究附圖、說明書和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)施請求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)能夠理解和實(shí)現(xiàn)所公開實(shí)施例的變型。在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，量詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他單元可以完成權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)目的功能。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施并不指示不能有利地使用這些措施的組合。計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)和/或分布在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)上，所述介質(zhì)例如是與其他硬件一起供應(yīng)或作為其他硬件一部分供應(yīng)的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但計(jì)算機(jī)程序也可以以其他形式分布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不得被解釋為對范圍的`限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制噴霧器的工作的控制單元，所述噴霧器包括用于存儲(chǔ)待霧化的液體的儲(chǔ)液腔、致動(dòng)器以及包括多個(gè)噴嘴的霧化元件，所述多個(gè)噴嘴被布置為在所述致動(dòng)器工作時(shí)霧化所述液體；其中，所述控制單元被配置為: -獲得所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示；并且 -基于所獲得的指示控制所述致動(dòng)器的工作，從而以所需輸出率和/或以所需尺寸的液滴提供霧化的液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制單元，其中，所述控制單元被配置為以脈沖工作模式操作所述致動(dòng)器，在所述脈沖工作模式中，所述致動(dòng)器被以頻率f周期性地操作多個(gè)循環(huán)，接著是休息時(shí)段，并且其中，所述控制單元被配置為當(dāng)所述噴嘴為第一尺寸時(shí)以第一循環(huán)數(shù)操作所述致動(dòng)器，而當(dāng)所述噴嘴為第二尺寸時(shí)以第二循環(huán)數(shù)操作所述致動(dòng)器，所述第二循環(huán)數(shù)大于所述第一循環(huán)數(shù)，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制單元，其中，所述控制單元被配置為基于所獲得的指示調(diào)節(jié)或設(shè)置所述噴霧器的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，從而以所述所需輸出率和/或以所需液滴尺寸提供所述霧化的液體，所述一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)是從如下中選擇的: (i)所述致動(dòng)器的控制信號(hào)的峰值電壓； (ii)所述致動(dòng)器的周期性控制信號(hào)的活動(dòng)部分和/或休息部分的長度，所述控制信號(hào)的所述活動(dòng)部分令所述致動(dòng)器工作以霧化液體； (iii)所述致動(dòng)器的控 制信號(hào)的頻率；和/或 (iv)所述致動(dòng)器和所述霧化元件之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的控制單元，其中，所述控制單元包括用于讀取與所述霧化元件相關(guān)聯(lián)的電子可讀標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的讀取器，所述數(shù)據(jù)包括所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的所述指示。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的控制單元，其中，所述控制單元還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)噴嘴尺寸和所述致動(dòng)器的至少一個(gè)工作參數(shù)的值的查找表，并且其中，所述控制單元被配置為使用所述查找表和所獲得的指示來確定所述至少一個(gè)工作參數(shù)的值，以用于操作所述致動(dòng)器，并以所述所需輸出率和/或以所需液滴尺寸提供所述霧化的液體。
6.一種用于噴霧器中的霧化元件，所述霧化元件包括: -包括多個(gè)噴嘴的板；以及 -所述板中的所述噴嘴的尺寸的指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的霧化元件，其中，所述霧化元件還包括電子可讀標(biāo)簽，所述板中的所述噴嘴的尺寸的所述指示被存儲(chǔ)在所述電子可讀標(biāo)簽中。
8.—種噴霧器,包括: -儲(chǔ)液腔，其用于存儲(chǔ)待霧化的液體； -致動(dòng)器，其被配置為振動(dòng)以便霧化所述儲(chǔ)液腔中存儲(chǔ)的所述液體；以及 -根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的控制單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴霧器，還包括: -根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的霧化元件，其定位于所述儲(chǔ)液腔中。
10.一種操作噴霧器的方法，所述噴霧器包括用于存儲(chǔ)待霧化的液體的儲(chǔ)液腔、致動(dòng)器以及包括多個(gè)噴嘴的霧化元件，所述多個(gè)噴嘴被布置為在所述致動(dòng)器工作時(shí)霧化所述液體；所述方法包括: -獲得所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示；并且 -基于所獲得的指示控制所述致動(dòng)器的工作，從而以所需輸出率和/或以所需尺寸的液滴提供霧化的液體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，控制所述致動(dòng)器的工作的所述步驟包括以脈沖工作模式操作所述致動(dòng)器，在所述脈沖工作模式中，所述致動(dòng)器被以頻率f周期性地操作多個(gè)循環(huán)，接著是休息時(shí)段，并且其中，控制所述致動(dòng)器的工作的所述步驟包括當(dāng)所述噴嘴為第一尺寸時(shí)以第一循環(huán)數(shù)操作所述致動(dòng)器，而當(dāng)所述噴嘴為第二尺寸時(shí)以第二循環(huán)數(shù)操作所述致動(dòng)器，所述第二循環(huán)數(shù)大于所述第一循環(huán)數(shù)，且所述第二尺寸小于所述第一尺寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，控制所述致動(dòng)器的工作的所述步驟包括基于所獲得的指示調(diào)節(jié)或設(shè)置所述噴霧器的一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)，從而以所述所需輸出率和/或以所需液滴尺寸提供所述霧化的液體，所述一個(gè)或多個(gè)工作參數(shù)是從如下中選擇的: (i)所述致動(dòng)器的控制信號(hào)的峰值電壓； (ii)所述致動(dòng)器的周期性控制信號(hào)的活動(dòng)部分和/或休息部分的長度，所述控制信號(hào)的所述活動(dòng)部分令所述致動(dòng)器工作以霧化液體； (iii)所述致動(dòng)器的控制信號(hào)的頻率；和/或 (iv)所述致動(dòng)器和所述霧化元件之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、1 1或12所述的方法，其中，獲得指示的所述步驟包括讀取與所述霧化元件相關(guān)聯(lián)的電子可讀標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括所述霧化元件中的所述噴嘴的尺寸的指示。
14.根據(jù)權(quán)利要求10到13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，控制所述致動(dòng)器的工作的所述步驟包括使用所獲得指示以及關(guān)于噴嘴尺寸和所述致動(dòng)器的至少一個(gè)工作參數(shù)的值的查找表確定所述至少一個(gè)工作參數(shù)的值，以用于操作所述致動(dòng)器，從而以所述所需輸出率和/或以所需液滴尺寸提供所述霧化的液體。
15.—種包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中具有計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼包括這樣的代碼，該代碼當(dāng)由計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行時(shí)，被配置為令所述計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10到14中任一項(xiàng)所述的方法中的步驟。
【文檔編號(hào)】A61M11/00GK103813822SQ201280045351
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月19日
【發(fā)明者】P·范德斯路易斯, A·R·M·費(fèi)許雷恩, M·希杰凱馬, J·H·拉莫斯 申請人:皇家飛利浦有限公司