專利名稱：藥物分配裝置及其相關(guān)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及藥物分配裝置，具體地、但并非排它地涉及噴霧器和劑量分配器(dosimetric spacers)。
用來(lái)將藥物直接分配到病人肺中的許多不同類型的噴霧器是已知的，它們通常是用作呼吸疾病的治療。噴霧器一般分配液滴或干燥粉末形式的藥物。在大多數(shù)的噴霧器中，藥物霧化成空氣流是連續(xù)發(fā)生的，而不管病人是吸氣還是呼氣。但是，連續(xù)霧化的效果是在呼氣時(shí)喪失了相當(dāng)部分的藥物。
眾所周知的噴霧器或者是通過(guò)連接于噴霧器的壓縮氣體源靠壓縮空氣來(lái)霧化液體，或者是使用壓電晶體來(lái)霧化液體的超聲噴霧器。近年來(lái)，已發(fā)展出一種網(wǎng)型噴霧器，其中迫使藥物通過(guò)一細(xì)小的網(wǎng)眼以產(chǎn)生藥物的小滴。另一種噴霧器或吸入器是使用壓電振動(dòng)器和靜電充電板一起來(lái)使干燥的粉末煙霧流體化并分散在空氣流中。這樣的噴霧器揭示在US5694920中。
藥物顆?；蛞旱蔚淖罴阎睆绞谴蠹s1-5微米。如果顆粒或液滴比這大，在它們到達(dá)肺部之前將在呼吸道中撞擊，但是如果它們小于1微米，它們將在呼氣時(shí)又被帶出肺部，而不會(huì)沉積在肺部。
噴霧器或吸入器將藥物的小顆粒分散到流向病人的空氣流或其它氣體流中。攜帶藥物的空氣包括適于攜帶藥物的其它氣體。
一種已知的噴霧器在最初的三次呼吸過(guò)程中分析該裝置內(nèi)的壓力變化以確定呼吸模式的平均形狀。當(dāng)開(kāi)始接著的吸氣時(shí)，發(fā)生計(jì)時(shí)的霧化脈沖，以使霧化發(fā)生在吸氣的前50％。這示出在

圖1中，呼吸模式和脈沖是重疊的。這能夠有效地將呼氣時(shí)的藥物損失減小至大約3％。圖1示出以流速相對(duì)時(shí)間的曲線形式的呼吸。當(dāng)治療開(kāi)始時(shí)，病人在治療開(kāi)始前通過(guò)噴霧器呼吸三次。測(cè)量最初的三次呼吸，由此在吸氣的平均時(shí)間的50％內(nèi)發(fā)生計(jì)時(shí)的霧化脈沖。吸氣的持續(xù)時(shí)間被標(biāo)為T1、T2和T3。對(duì)這些計(jì)時(shí)的時(shí)間求平均，并除以二以確定用于開(kāi)始治療時(shí)的第四次呼吸的脈沖長(zhǎng)度。對(duì)于接著的呼吸，通過(guò)相加前三次呼吸的吸氣時(shí)間，并除以三以獲得平均值，再除以二，可確定霧化脈沖的持續(xù)時(shí)間。供給病人的劑量與霧化脈沖的持續(xù)時(shí)間直接成比例，因此霧化的時(shí)間被相加，一旦供給病人的劑量達(dá)到治療所規(guī)定的藥量，該霧化器被關(guān)閉，或者指示病人應(yīng)當(dāng)停止。
在其它已知的噴霧器中，霧化的計(jì)時(shí)脈沖被設(shè)定成不同于吸氣持續(xù)時(shí)間的50％。但是，在這些噴霧器中，必須由臨床醫(yī)生給每個(gè)病人設(shè)定脈沖長(zhǎng)度。因此，許多噴霧器僅適合在受控制的環(huán)境例如醫(yī)院中使用。給每個(gè)病人設(shè)定脈沖長(zhǎng)度意味著大多數(shù)噴霧器不適合病人在家中使用。
參考我們的正在申請(qǐng)中的國(guó)際專利公開(kāi)WO97/48431，其內(nèi)容通過(guò)引述全部結(jié)合在此。本申請(qǐng)的圖2和圖3示出揭示在以上專利申請(qǐng)中的噴霧器。參見(jiàn)圖2，示出一端頭1，病人通過(guò)端頭1沿箭頭2的方向吸氣。位于端頭1之下的是可拆卸的霧化部分3，霧化部分3本身又?？吭诨?上。
基部4更詳細(xì)地示出在圖3中。參見(jiàn)圖3，基部4具有一個(gè)入口5，通過(guò)入口5從一個(gè)壓縮器(圖未示)在壓力下供給空氣。加壓的空氣借助于管子6被引導(dǎo)至歧管7，歧管7控制加壓的氣流流動(dòng)至空氣出口8，出口8將空氣引導(dǎo)入圖2所示的霧化部分3中?；?還具有一個(gè)壓力傳感器9，傳感器9通過(guò)端口10探測(cè)霧化部分3中的壓力。
再次參見(jiàn)圖2，壓力之下的空氣穿過(guò)基部4的空氣出口8并通過(guò)管形柱11被引導(dǎo)至霧化器噴嘴12，空氣在壓力之下從噴嘴12噴出。一偏轉(zhuǎn)體13位于加壓的空氣從噴嘴12噴出的路徑中，因此加壓的空氣沿側(cè)向偏轉(zhuǎn)以從擋板14之下通過(guò)。加壓的空氣跨越管形柱11頂部的流通致使藥物15在管形柱11的外表面和圍繞管形柱11的套管16的內(nèi)表面之間被吸起。藥物15在空氣流中被霧化，并攜帶在擋板14的邊緣之下的空氣流中，且向上通過(guò)端頭1供給病人。
基部4中的壓力傳感器9監(jiān)控病人的呼吸模式，在呼吸模式的基礎(chǔ)上，控制歧管7，使其僅在吸氣階段的前50％將加壓的空氣供給霧化部分3。
盡管以上描述的是一具體類型的噴霧器，但本申請(qǐng)適用于任何類型的噴霧器。
本發(fā)明還涉及其它藥物分配裝置，例如分配器，其中液滴或粉末形式的一劑藥物被釋放到病人從其內(nèi)吸氣的分配器腔室或容納腔中。這些裝置最適合老年病人或兒童，他們?cè)谑褂枚鄤┝课肫骱透稍锓勰┪肫鲿r(shí)有困難，例如因?yàn)樗麄儏f(xié)調(diào)藥物的釋放與吸氣的開(kāi)始有困難，或者是因?yàn)樗麄兊奈肓魉偬　＠?，分配器揭示在?guó)際專利公開(kāi)WO96/13294中，其內(nèi)容通過(guò)引述結(jié)合在此。
按照本發(fā)明的第一方面，一種藥物分配裝置包括在病人吸氣時(shí)將攜帶藥物的空氣和沒(méi)有承載任何藥物的空氣選擇地傳送給病人的裝置，其中攜帶藥物的空氣以脈沖形式選擇地被傳送；用于監(jiān)控病人呼吸模式的裝置；以及用于控制所述分配裝置以脈沖形式傳送藥物的裝置，其中通過(guò)控制可以改變脈沖的長(zhǎng)度及它們?cè)诤粑Ｊ降奈鼩怆A段的所占比例。
按照本發(fā)明的第二方面，用于確定脈沖的持續(xù)時(shí)間的一種方法，在脈沖的持續(xù)時(shí)間中，攜帶藥物的空氣在吸氣時(shí)被傳送給病人，其特征在于該方法包括以下步驟(ⅰ)測(cè)量病人的換氣量(tidal volume)；(ⅱ)測(cè)量病人吸氣的持續(xù)時(shí)間；(ⅲ)存儲(chǔ)病人的上呼吸道的容量的估計(jì)值；以及(ⅳ)在測(cè)得的病人的換氣量、測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間和所存儲(chǔ)的病人的上呼吸道的估計(jì)容量的基礎(chǔ)上計(jì)算脈沖的持續(xù)時(shí)間。
在本文件中，病人的上呼吸道是指嘴和氣管，在使用噴霧器的情況下，較佳地包括噴霧器腔體的容量。
脈沖長(zhǎng)度的確定使得發(fā)生霧化時(shí)的吸氣時(shí)間的比例可延伸至50％至100％。這可使病人在較短的時(shí)間內(nèi)得到治療，這是因?yàn)樾枰^少次數(shù)的呼吸就可分配所需的藥物劑量。但是，將藥物持續(xù)分配到病人在其最后吸氣階段(‘最后量’)吸入的空氣中是沒(méi)有意義的，因?yàn)樗鼘⒈３衷谏虾粑乐?。在病人呼吸時(shí)，沒(méi)有通過(guò)上呼吸道的藥物將被浪費(fèi)。
因此，按照第一和第二方面的本發(fā)明能夠產(chǎn)生長(zhǎng)于50％的脈沖，但在吸氣的最后量開(kāi)始之前停止。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是如果治療的長(zhǎng)度被縮短，將會(huì)明顯改進(jìn)病人對(duì)該治療方法的依賴。
此外，本發(fā)明允許脈沖長(zhǎng)度的自動(dòng)的最優(yōu)化，而不需要由臨床醫(yī)生來(lái)設(shè)定。這意味著脈沖長(zhǎng)度在分配藥物時(shí)病人的呼吸模式的基礎(chǔ)上能自動(dòng)地適應(yīng)每個(gè)病人。因此，噴霧器或其它藥物分配裝置可由病人在醫(yī)院的受控制的環(huán)境之外使用，也可以在家中使用。此外，該裝置能夠指示何時(shí)劑量已被分配完，而不需要病人數(shù)已進(jìn)行的呼吸次數(shù)。
按照較佳的實(shí)施例，用于測(cè)量病人的換氣量的裝置具有用于測(cè)量病人的峰值氣流的裝置、以及在峰值氣流測(cè)量裝置測(cè)得的峰值氣流和計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上計(jì)算換氣量的換氣量預(yù)測(cè)裝置。
使用在該計(jì)算中的某些或全部數(shù)值是從病人的呼吸模式的多次較早的測(cè)量中得到的平均值。例如，病人將通過(guò)該裝置開(kāi)始呼吸，在最初的三次呼吸中將不會(huì)分配藥物。通過(guò)記錄確定霧化脈沖的持續(xù)時(shí)間時(shí)所需的吸氣的持續(xù)時(shí)間、以及吸氣時(shí)的峰值氣流，分析最初的三次呼吸。藥物的分配發(fā)生在第四次呼吸和接下來(lái)的呼吸中，在各個(gè)情況下，計(jì)算中的數(shù)值是從病人的吸氣階段的多次較早的測(cè)量中得到的平均值，在該情況下是前三次的吸氣階段。
較佳地，在該裝置是噴霧器的情況下，霧化是由在壓力下通過(guò)該噴霧器并來(lái)自一氣體供給裝置的氣流形成的。該氣體一般是空氣，氣體源較佳地是與一儲(chǔ)氣室一起運(yùn)作的一壓縮器。在霧化時(shí)，來(lái)自儲(chǔ)氣室的氣體用來(lái)霧化藥物，該壓縮器產(chǎn)生承受壓力的空氣以填充儲(chǔ)氣室。
如果病人的吸氣非常長(zhǎng)，該儲(chǔ)氣室可能會(huì)排空，由此中斷霧化。因此該霧化器較佳地具有用于限制脈沖持續(xù)時(shí)間的裝置以將儲(chǔ)氣室保持在總處于某一壓力之下的狀態(tài)。此外，該儲(chǔ)氣室可具有一個(gè)閥門，當(dāng)儲(chǔ)氣室被充滿時(shí)，該閥門將氣體排放到大氣中，由此防止儲(chǔ)氣室變得危險(xiǎn)。通常較佳地使壓縮器總保持在運(yùn)作狀態(tài)，并將過(guò)量的空氣排放到大氣中，而不是將壓縮器打開(kāi)和關(guān)閉。
按照本發(fā)明的第三方面，一藥物分配裝置包括用來(lái)預(yù)測(cè)病人的換氣量的裝置，該裝置具有測(cè)量病人峰值氣流的裝置、用來(lái)測(cè)量吸氣的持續(xù)時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置、以及在通過(guò)峰值氣流測(cè)量裝置得到的峰值氣流和通過(guò)計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上計(jì)算換氣量的換氣量預(yù)測(cè)裝置。
按照本發(fā)明的第四方面，預(yù)測(cè)病人的換氣量的一種方法包括以下步驟(ⅰ)測(cè)量病人的峰值氣流；
(ⅱ)測(cè)量病人的吸氣的持續(xù)時(shí)間；(ⅲ)在測(cè)得的峰值氣流和測(cè)得的病人的吸氣的持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上計(jì)算換氣量。
測(cè)量病人的呼吸量(換氣量)在先前已包含持續(xù)監(jiān)控病人的吸氣氣流，一般是每十毫秒。該氣流流速在吸氣的持續(xù)時(shí)間內(nèi)被積分以確定吸氣量。但是，本發(fā)明的第三和第四方面可非常簡(jiǎn)單地確定病人的換氣量。本發(fā)明減少了需要處理的數(shù)據(jù)量，由此降低整個(gè)噴霧器的成本。峰值氣流可更簡(jiǎn)單地被測(cè)量，并可更簡(jiǎn)單地用在計(jì)算中以確定換氣量。
按照本發(fā)明的第五方面，一種噴霧器包括用于確定吸氣時(shí)霧化的脈沖的持續(xù)時(shí)間的裝置，該確定裝置包括用于測(cè)量病人的換氣量的裝置、用于測(cè)量吸氣的持續(xù)時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置、用于存儲(chǔ)病人的上呼吸道的容量的估計(jì)值的裝置、以及在通過(guò)換氣量測(cè)量裝置測(cè)得的換氣量、通過(guò)計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間、以及從存儲(chǔ)裝置得到的所存儲(chǔ)的病人的上呼吸道的估計(jì)量的基礎(chǔ)上計(jì)算脈沖持續(xù)時(shí)間的裝置。
以下通過(guò)舉例并參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是示出在一段時(shí)間內(nèi)病人的吸氣模式的曲線圖，該圖指示出如同發(fā)生在已知的噴霧器中的在吸氣的前50％中何時(shí)發(fā)生霧化脈沖；圖2和圖3示出在吸氣的前50％發(fā)生霧化脈沖的一已知的噴霧器；圖4是如何確定吸氣時(shí)的霧化脈沖的流程圖；圖5是預(yù)測(cè)的換氣量相對(duì)測(cè)得的換氣量的圖表；圖6是依據(jù)加壓氣體的供給來(lái)限制脈沖長(zhǎng)度的流程圖；圖7示出與加壓氣體源在一起的噴霧器；圖8示出位于空氣供給源中的一空氣儲(chǔ)氣室；圖9是示出噴霧器被控制的方式的示意圖；以及圖10是按照本發(fā)明的劑量分配器的示意圖。
本發(fā)明應(yīng)用于產(chǎn)生霧化脈沖的噴霧器，如上述現(xiàn)有技術(shù)中的噴霧器。但是本發(fā)明并非確切地局限于上述的噴霧器，也可以應(yīng)用于其它噴霧器。方便起見(jiàn)，本發(fā)明的以下描述將參照?qǐng)D2和圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)裝置的組成部分，因?yàn)樵S多組成部分例如歧管可使用在本發(fā)明中。該噴霧器可以是噴射噴霧器、超聲噴霧器或壓力網(wǎng)噴霧器。
噴射噴霧器有兩種類型，即空氣式噴射噴霧器和液體式噴射噴霧器。使用壓縮的空氣源來(lái)噴射液體的空氣式噴射噴霧器的一個(gè)例子揭示在EP0627266(Medic-Aid Limited)中，其內(nèi)容通過(guò)引述結(jié)合在此。通過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴嘴出口驅(qū)動(dòng)液體來(lái)產(chǎn)生細(xì)小液滴的噴霧的液體式噴射噴霧器的一個(gè)例子揭示在WO94/07607(Boehringer Ingelheim International GmbH等)中，通過(guò)引述將其內(nèi)容結(jié)合在此。
使用壓電振蕩器產(chǎn)生的超聲波來(lái)霧化氣體的超聲噴霧器具有許多形式，這包括液體與壓電振蕩器直接接觸的噴霧器，存在一個(gè)增強(qiáng)的界面，一般是位于壓電振蕩器和液體之間的一封閉的流體，該壓電振蕩器振動(dòng)產(chǎn)生氣霧的網(wǎng)眼。超聲噴霧器的例子揭示在US4533082(Maehara等)和US5261601(Ross等)中，其內(nèi)容通過(guò)引述結(jié)合在此。描述在這些文件中的噴霧器具有一殼體，該殼體具有容裝將要分配的大量液體的一容器，該殼體具有與該容器相接觸的一打孔的隔膜以及連接于該殼體以振動(dòng)該打孔的隔膜的一超聲振動(dòng)器。超聲噴霧器的另一例子描述在WO97/29851(Fulid Propulsion Technologies,Inc)中，通過(guò)引述將其內(nèi)容結(jié)合在此。包括或不包括壓電振蕩器的壓力網(wǎng)噴霧器的一個(gè)例子揭示在WO96/13292(Aradigm Corporation)中，通過(guò)引述將其內(nèi)容結(jié)合在此。
擴(kuò)充病人的吸入比例，其中50％以上發(fā)生霧化，因?yàn)樾枰俚暮粑鼇?lái)攝取所需的藥物量，這使病人可更快地接受治療。但是，為了避免浪費(fèi)在病人吸入量的最后量中霧化的藥物，在到達(dá)最后量之前必須停止霧化的脈沖。最后量是在吸入量的最后病人所吸入的空氣量，這些空氣仍然處在上呼吸道(口和氣管)中并沒(méi)有進(jìn)入到肺的下部中。當(dāng)病人呼氣時(shí)，霧化在最后量中的藥物和停留在噴霧器中的霧化的藥物一起被浪費(fèi)，這是因?yàn)樗鼈儧](méi)有到達(dá)肺部。
最后量是病人上呼吸道的容量，并與病人的體型成比例。顯然，因?yàn)閾Q氣量隨著病人所患的呼吸疾病的類型和程度顯著變化，所以最后量將作為吸入的換氣量的一個(gè)比例而變化。因此，霧化脈沖的最佳的持續(xù)時(shí)間是吸氣過(guò)程中從開(kāi)始吸氣至仍要吸入的量等于最后量時(shí)的那一時(shí)刻為止。而后霧化停止，剩余的最后量將從該裝置和病人的上呼吸道帶走霧化的藥物并進(jìn)入到肺部中。因此，分配霧化藥物的吸氣的比例被最大化，由此使治療時(shí)間最短并能夠避免藥物的浪費(fèi)。霧化脈沖的長(zhǎng)度取決于病人吸入的換氣量。因此該噴霧器必須測(cè)量病人的換氣量，較佳地在一次次的呼吸的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，例如從前三次的呼吸計(jì)算出下一次呼吸的平均吸氣量。因此，可以按照以下計(jì)算出霧化脈沖時(shí)間 計(jì)時(shí)裝置包含在連接于壓力傳感器9的噴霧器(如圖3所示)中以測(cè)量吸氣的持續(xù)時(shí)間。存儲(chǔ)裝置也包含在該噴霧器中，其內(nèi)存儲(chǔ)一具體病人的最后量的估計(jì)值。該數(shù)值對(duì)于一具體的病人是恒定值，可在治療過(guò)程的起始輸入該數(shù)值，并且該數(shù)值是在病人體型的基礎(chǔ)上估計(jì)出的。該噴霧器具有用于測(cè)量病人的換氣量的裝置。按照本發(fā)明的一個(gè)形式，本發(fā)明的吸入的氣流被連續(xù)監(jiān)控，一般是每10毫秒，并且在吸氣的持續(xù)時(shí)間內(nèi)被積分。另外，在該說(shuō)明書(shū)中，在后面描述測(cè)量病人的換氣量的較簡(jiǎn)單的方式。
該噴霧器還具有在吸氣持續(xù)時(shí)間、換氣量和最后量的基礎(chǔ)上計(jì)算霧化脈沖時(shí)間的裝置，該計(jì)算裝置進(jìn)行上述式子的計(jì)算。
由于噴霧器要適應(yīng)病人的呼吸模式，當(dāng)病人開(kāi)始呼吸時(shí)，在最初的三次呼吸過(guò)程中不發(fā)生霧化。這三次呼吸用來(lái)分析病人的呼吸模式。測(cè)量最初三次呼吸的流速，并借此計(jì)算最初三次呼吸的吸氣階段的持續(xù)時(shí)間，并得到一平均值。而后吸氣的平均持續(xù)時(shí)間在計(jì)算中用來(lái)確定第四次呼吸過(guò)程中霧化的脈沖長(zhǎng)度。此外，當(dāng)病人持續(xù)呼吸時(shí)，測(cè)量在前的三次呼吸模式并用來(lái)計(jì)算下一次脈沖持續(xù)時(shí)間。因此，如果病人的呼吸模式在治療過(guò)程中有所改進(jìn)，該噴霧器將適應(yīng)該變化以最優(yōu)化每次呼吸過(guò)程中的劑量。
現(xiàn)參見(jiàn)圖4，描述的是該噴霧器和病人所經(jīng)過(guò)的步驟。首先的操作，邏輯框30代表病人開(kāi)始吸氣。計(jì)時(shí)裝置記錄開(kāi)始吸氣的時(shí)刻，如邏輯框31所示，在吸氣過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算來(lái)預(yù)測(cè)病人的換氣量，如邏輯框33所示。在說(shuō)明書(shū)的后面將更詳盡地描述該步驟，但是應(yīng)注意到，該計(jì)算需要包含在該計(jì)算中的數(shù)據(jù)，即作為平均值從最后三次呼吸中得到吸氣時(shí)間和峰值氣流，如邏輯框32所示。然后通過(guò)計(jì)算裝置來(lái)計(jì)算脈沖時(shí)間，如邏輯框34所示，在脈沖長(zhǎng)度將排空儲(chǔ)氣室的情況下，如邏輯框35所示，調(diào)節(jié)脈沖時(shí)間，加壓的空氣正是通過(guò)儲(chǔ)氣室供給到噴霧器中。在說(shuō)明書(shū)的后面也將對(duì)邏輯框35所示的該步驟進(jìn)行詳盡描述。霧化的脈沖發(fā)生在吸氣過(guò)程中，在停止之后將進(jìn)行計(jì)算以確定已霧化的劑量。在呼吸的末了，如邏輯框38所示，記錄病人吸氣的峰值氣流的細(xì)節(jié)和吸氣的持續(xù)時(shí)間，由此可為后來(lái)的呼吸進(jìn)行確定脈沖長(zhǎng)度的計(jì)算。
以上已提及換氣量的較簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)?？梢岳斫獾?，通過(guò)在吸氣的時(shí)間內(nèi)對(duì)測(cè)得的氣流流速進(jìn)行積分來(lái)測(cè)量換氣量需要相當(dāng)多的處理能量并相對(duì)昂貴。建議使用確定換氣量的一種較簡(jiǎn)單的方法，該方法在計(jì)算中需要非常簡(jiǎn)單的計(jì)算和非常簡(jiǎn)單的測(cè)量。為了進(jìn)行測(cè)量，噴霧器具有用于探測(cè)吸氣的峰值氣流流速的一峰值氣流探測(cè)器。
該計(jì)算的或預(yù)測(cè)的換氣量是從峰值氣流探測(cè)器測(cè)得的峰值氣流和計(jì)時(shí)器測(cè)得的吸氣持續(xù)時(shí)間得出的。換氣量計(jì)算裝置進(jìn)行以下的計(jì)算 C是恒定的，已知道C=0.7圖5是預(yù)測(cè)的換氣量相對(duì)測(cè)得的換氣量的圖表。圖上的每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)病人，已通過(guò)對(duì)病人的吸氣氣流在吸入的持續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行積分的復(fù)雜的換氣量計(jì)算方法測(cè)量了其換氣量，并且也按照新穎的較簡(jiǎn)單的計(jì)算方法得到了預(yù)測(cè)的換氣量。可以看出預(yù)測(cè)的換氣量非常精確，所以預(yù)測(cè)的換氣量可用在霧化脈沖時(shí)間的計(jì)算中。
使用低流速壓縮器與儲(chǔ)氣室一起將壓縮的空氣供給到噴霧器中揭示在以上提及的我們的較早的專利申請(qǐng)公開(kāi)文本W(wǎng)O97/48431中。在以前，需要選擇壓縮器和儲(chǔ)氣室的大小，以使該裝置所分配的最大脈沖(一般為吸氣時(shí)間的50％)不會(huì)超過(guò)用于任何給定脈沖的儲(chǔ)氣室的容積或壓縮器的平均輸出。既然脈沖時(shí)間是變化的，較佳地計(jì)算從空氣供給系統(tǒng)可得到的最大脈沖時(shí)間。對(duì)于具有稍高吸氣要求的病人，霧化的脈沖時(shí)間將被減短，因此不會(huì)超過(guò)空氣供給系統(tǒng)的供給能力。該計(jì)算是在一次次呼吸的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，假定儲(chǔ)氣室是以來(lái)自壓縮器的恒定的氣流流速被填充的。計(jì)算從上一次脈沖的結(jié)束到下一次脈沖的開(kāi)始加入到儲(chǔ)氣室中的空氣量，而后將其加入到上一次脈沖結(jié)束時(shí)剩余的量中。
圖6是示出為確保所使用的空氣量不超過(guò)儲(chǔ)氣室的容積而進(jìn)行的計(jì)算的流程圖。如果計(jì)算出儲(chǔ)氣室中的空氣超過(guò)儲(chǔ)氣室的最大容量，那么將該容量設(shè)定在它的最大值V=Vmax。這是因?yàn)橄拗苾?chǔ)存在儲(chǔ)氣室中的空氣量的是一自動(dòng)的通風(fēng)閥。在從儲(chǔ)氣室流動(dòng)至噴霧器噴嘴的空氣流速減去壓縮器的流速的基礎(chǔ)上可計(jì)算出最大的脈沖時(shí)間。如果該值超過(guò)在儲(chǔ)氣室中可得到的容量，那么該脈沖時(shí)間被限制在當(dāng)前的儲(chǔ)氣室容量。而后計(jì)算脈沖結(jié)束時(shí)的儲(chǔ)氣室的容量以使用在病人下次開(kāi)始吸氣時(shí)發(fā)生的下次計(jì)算的開(kāi)始。因此，在不超過(guò)空氣供給系統(tǒng)的容量的情況下計(jì)算用于每次呼吸的最大脈沖時(shí)間。該壓縮器具有恒定的輸出流速，一般為每分鐘1.5升，噴霧器噴嘴在發(fā)生脈沖時(shí)具有每分鐘6升的流速。該儲(chǔ)氣室在NTP時(shí)具有大約150毫升的容量。
圖7示出通過(guò)柔性管子52連接于空氣供給器51的噴霧器50。
參見(jiàn)圖8，該圖示出該儲(chǔ)氣室，它具有一個(gè)通風(fēng)閥63，由此限制該儲(chǔ)氣室的最大膨脹。當(dāng)將每個(gè)脈沖傳送給該噴霧器時(shí)，該儲(chǔ)氣室的直徑縮小，通風(fēng)閥63關(guān)閉。
壓縮器可以是電力供電或電池供電。打氣機(jī)、特別是電力供電的打氣機(jī)在使用過(guò)程中持續(xù)運(yùn)作，并用來(lái)給儲(chǔ)氣室充氣。當(dāng)儲(chǔ)氣室中的壓力達(dá)到所需的程度時(shí)，該噴霧器的手持部分中的一壓力開(kāi)關(guān)被驅(qū)動(dòng)，如在以上提及的較早的專利申請(qǐng)中的描述。這將噴霧器打在開(kāi)(ON)的位置。一旦完成治療，該壓縮器被打在關(guān)(OFF)的位置。儲(chǔ)氣室收縮，并且噴霧器的手持部分中的該壓力開(kāi)關(guān)使該單元停止運(yùn)作。
參見(jiàn)圖8，打氣機(jī)通過(guò)端口64給儲(chǔ)氣室供給空氣。儲(chǔ)氣室的隔膜61的膨脹被具有臂62的一組件控制，臂62連接于通風(fēng)閥63。當(dāng)儲(chǔ)氣室的隔膜61達(dá)到所需的最大膨脹程度時(shí)，它接觸臂62以打開(kāi)通風(fēng)閥63。這將空氣氣流從壓縮器釋放到大氣中，并將儲(chǔ)氣室保持在固定的膨脹程度。在使用中，空氣通過(guò)端口65離開(kāi)儲(chǔ)氣室，隔膜61收縮并喪失與臂62的接觸，臂62關(guān)閉閥門63，從而允許壓縮器重新對(duì)儲(chǔ)氣室充氣，直到臂62再次操作通風(fēng)閥63。
當(dāng)壓縮器關(guān)閉時(shí)使儲(chǔ)氣室與大氣通風(fēng)也是有利的，這可通過(guò)將電力開(kāi)關(guān)66安裝在帶有旋轉(zhuǎn)鈕67的儲(chǔ)氣室的頂部來(lái)獲得的。旋轉(zhuǎn)鈕67的底部具有一個(gè)凸輪68，凸輪68接觸臂62以打開(kāi)通風(fēng)閥63，由此釋放儲(chǔ)氣室中的壓力。同時(shí)，該壓縮器被關(guān)閉。當(dāng)該壓縮器再次被打開(kāi)時(shí)，凸輪68從臂62上脫離，由此關(guān)閉通風(fēng)閥63。
圖9示出該噴霧器的所有組成部分連接在一起的一簡(jiǎn)化的形式。所示的壓縮器和儲(chǔ)氣室70是與噴霧器71的手持部分相分離的，但被管子72相連接，管子72攜帶加壓的空氣進(jìn)入到噴霧器71中。在壓縮器和儲(chǔ)氣室部分70中，所示的打氣機(jī)給儲(chǔ)氣室70供給壓縮的空氣。在噴霧器部分71中，由于管子72中存在加壓的空氣，該噴霧器在壓力開(kāi)關(guān)73處被打開(kāi)。該噴霧器的噴霧部分74被一個(gè)閥門或歧管75控制，閥門75控制加壓空氣的脈沖。病人的呼吸模式被傳感器76探測(cè)，傳感器76將與呼吸模式相關(guān)的信息傳送給微控制器77，微控制器77又來(lái)控制歧管75。一旦已分配了藥物的一次劑量，諸如發(fā)光二極管(LED)或蜂鳴器等指示裝置78便被微控制器驅(qū)動(dòng)，以給病人指示治療已完成。
本發(fā)明的另一實(shí)施例示出在圖10中，它是一個(gè)劑量分配器80，劑量分配器80具有一容納腔81，容納腔81具有面向其一個(gè)端部的一端口82，端口82上連接著一端頭83。一空氣壓力傳感器84位于端頭83和容納腔81之間。該傳感器84測(cè)量該端頭中的壓力，從端頭處可以測(cè)量病人吸氣和呼氣的空氣流速。端頭83還具有一個(gè)通氣口85，通氣口85允許病人通過(guò)端頭83呼氣，而不會(huì)填充容納腔81。以下對(duì)通氣口有更多的揭示。
在容納腔中，一活塞86可縱向運(yùn)動(dòng)以改變病人在吸氣過(guò)程中在容納腔81中可得到的空氣量。該活塞具有延伸通過(guò)容納腔81的端部的一齒形的連接桿87，小齒可與螺線管88的指部相接合。一空氣入口89位于容納腔的左手側(cè)，以在活塞向右或向左運(yùn)動(dòng)時(shí)允許空氣進(jìn)入或離開(kāi)活塞后部的空間。
在使用中，向后拉活塞86以給容納腔81注入空氣。而后處在容納腔81中的空氣承載液滴形式或粉塵形式的藥物。藥物是通過(guò)端口82傳送到容納腔81中的，并通常需要卸下端頭83來(lái)傳送藥物。而后將端頭83復(fù)位，病人通過(guò)端頭83進(jìn)行呼吸。在吸氣中，病人從容納腔81中吸入攜帶藥物的空氣，在呼氣時(shí)，呼出的空氣通過(guò)通氣口85排放到大氣中。在呼氣時(shí)，螺線管88鎖定活塞86的連接桿87，致使它不能活動(dòng)，因此容納腔將不會(huì)注入呼出的空氣。但是，按照本發(fā)明，活塞86只是在吸氣階段的部分可自由運(yùn)動(dòng)，在病人吸氣的最后量時(shí)，它將被螺線管88鎖定在靜止?fàn)顟B(tài)。一旦活塞鎖定，通氣口85被設(shè)置為因活塞86的鎖定導(dǎo)致的端頭83中的壓降將打開(kāi)通氣口85，因此周圍的空氣可以吸入到端頭中。當(dāng)然，一單獨(dú)的通氣口也可以包含在端頭中以適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)該功能。
活塞86能夠自由運(yùn)動(dòng)以將藥物分配給病人時(shí)的脈沖長(zhǎng)度的計(jì)算可以按照以上針對(duì)噴霧器描述的相同方式來(lái)確定。病人在前三次呼吸中的吸氣被傳感器84監(jiān)控，由此可進(jìn)行與上述相同的計(jì)算。在隨后的呼吸中，傳感器探測(cè)呼吸的開(kāi)始，在脈沖的持續(xù)時(shí)間之后，活塞被鎖定。
這樣的裝置可減少存在于病人正常呼吸的空氣的最后量中的藥物的浪費(fèi)。
本發(fā)明也可應(yīng)用于其它類型的藥物吸入器中。例如，如在該說(shuō)明書(shū)的緒論中所述，一干燥粉末吸入器揭示在US5694920中，它使用一壓電振動(dòng)器和一靜電充電板來(lái)將干燥的粉末流體化并分配在病人吸入的空氣流中。該靜電充電板可響應(yīng)病人的呼吸模式來(lái)運(yùn)作，以產(chǎn)生流向病人的空氣流中的粉末藥物的脈沖。能夠以上述實(shí)施例中的相同方式精確地確定該脈沖的長(zhǎng)度，因此干燥的粉末沒(méi)有分散到流向病人的空氣流的最后量中。為了敘述的目的，示出在US5694920中的霧化器的揭示內(nèi)容通過(guò)引述結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中。
權(quán)利要求
1．一種藥物分配裝置，它包括在病人吸氣時(shí)將攜帶藥物的空氣和沒(méi)有承載任何藥物的空氣選擇地傳送給病人的分配裝置；用于監(jiān)控病人呼吸模式的監(jiān)控裝置；以及用于控制所述分配裝置以脈沖形式傳送藥物的的控制裝置，其中，依據(jù)監(jiān)控裝置監(jiān)控的呼吸模式，通過(guò)控制裝置可以改變脈沖的長(zhǎng)度及它們?cè)诤粑Ｊ降奈鼩怆A段的所占比例。
2．如權(quán)利要求1所述的藥物分配裝置，其特征在于該裝置是一噴霧器，用于選擇地傳送攜帶藥物的空氣的該裝置是用于霧化藥物的裝置，該控制裝置控制霧化裝置，以脈沖形式霧化藥物。
3．如權(quán)利要求2所述的噴霧器，其特征在于還包括用于確定霧化脈沖的持續(xù)時(shí)間的裝置，該確定裝置具有用于測(cè)量病人的換氣量的裝置、用于測(cè)量吸氣的持續(xù)時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置、用于存儲(chǔ)病人的上呼吸道的容量的估計(jì)值的裝置、以及用來(lái)在換氣量測(cè)量裝置測(cè)得的換氣量、計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間、以及存儲(chǔ)裝置所存儲(chǔ)的病人的上呼吸道的容量的估計(jì)值的基礎(chǔ)上計(jì)算脈沖持續(xù)時(shí)間的裝置。
4．如權(quán)利要求3所述的噴霧器，其特征在于用于測(cè)量病人的換氣量的裝置具有用于測(cè)量病人的峰值氣流的裝置、以及在峰值氣流測(cè)量裝置測(cè)得的峰值氣流和計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上計(jì)算換氣量的換氣量預(yù)測(cè)裝置。
5．如權(quán)利要求3或4所述的噴霧器，其特征在于使用在該計(jì)算中的某些或全部數(shù)值是從病人的呼吸模式的多次較早的測(cè)量中得到的平均值。
6．如權(quán)利要求2至5中的任一權(quán)利要求所述的噴霧器，其特征在于還包括用于霧化藥物的一加壓的氣體源，該氣體源具有用于在壓力下積聚氣體的儲(chǔ)氣室和用于限制脈沖的持續(xù)時(shí)間以將儲(chǔ)氣室保持在總處于某一壓力之下的狀態(tài)的裝置。
7．如權(quán)利要求6所述的噴霧器，其特征在于該儲(chǔ)氣室具有一個(gè)閥門，當(dāng)儲(chǔ)氣室被充滿時(shí)該閥門將氣體排放到大氣中。
8．如權(quán)利要求1所述的藥物分配裝置，其特征在于該裝置是一分配器，其中用于選擇地傳送攜帶藥物的空氣的分配裝置是用來(lái)容納攜帶藥物的空氣的一容納腔。
9．如權(quán)利要求8所述的分配器，其特征在于還包括用于確定霧化脈沖的持續(xù)時(shí)間的裝置，該確定裝置具有用于測(cè)量病人的換氣量的裝置、用于測(cè)量吸氣的持續(xù)時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置、用于存儲(chǔ)病人的上呼吸道的容量的估計(jì)值的裝置、以及用來(lái)在換氣量測(cè)量裝置測(cè)得的換氣量、計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間、以及存儲(chǔ)裝置所存儲(chǔ)的病人的上呼吸道的容量的估計(jì)值的基礎(chǔ)上計(jì)算脈沖持續(xù)時(shí)間的裝置。
10．如權(quán)利要求9所述的分配器，其特征在于用于測(cè)量病人的換氣量的裝置具有用于測(cè)量病人的峰值氣流的裝置、以及在峰值氣流測(cè)量裝置測(cè)得的峰值氣流和計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上計(jì)算換氣量的換氣量預(yù)測(cè)裝置。
11．如權(quán)利要求9或10所述的分配器，其特征在于使用在該計(jì)算中的某些或全部數(shù)值是從病人的呼吸模式的多次較早的測(cè)量中得到的平均值。
12．如權(quán)利要求8至11中的任一權(quán)利要求所述的分配器，其特征在于還包括用于減小容納腔中的攜帶藥物的空氣的量的裝置，以將攜帶藥物的空氣傳送給病人。
13．如權(quán)利要求12所述的分配器，其特征在于用于減小攜帶藥物的空氣的量的裝置是可在容納腔中活動(dòng)的一活塞。
14．如權(quán)利要求12或13所述的分配器，其特征在于還包括用以控制用于減小容納腔的容量以脈沖形式傳送攜帶藥物的空氣的裝置的運(yùn)動(dòng)的裝置。
15．如權(quán)利要求8至14中的任一權(quán)利要求所述的分配器，其特征在于還包括一通氣口，該通氣口允許在不存在脈沖的時(shí)刻吸入不攜帶藥物的周圍空氣。
16．用于確定脈沖的持續(xù)時(shí)間的一種方法，在脈沖的持續(xù)時(shí)間中，攜帶藥物的空氣在吸氣時(shí)被傳送給病人，其特征在于該方法包括以下步驟(ⅰ)測(cè)量病人的換氣量；(ⅱ)測(cè)量病人吸氣的持續(xù)時(shí)間；(ⅲ)存儲(chǔ)病人的上呼吸道的容量的估計(jì)值；以及(ⅳ)在測(cè)得的病人的換氣量、測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間和所存儲(chǔ)的病人的上呼吸道的估計(jì)容量的基礎(chǔ)上計(jì)算脈沖的持續(xù)時(shí)間。
17．如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于病人的換氣量的測(cè)量包括(ⅴ)測(cè)量病人的峰值氣流；以及(ⅵ)在測(cè)得的峰值氣流和測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)病人的換氣量。
18．如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于計(jì)算是用從病人的呼吸模式的多次較早的測(cè)量中得到的平均值進(jìn)行的。
19．如權(quán)利要求16至18中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于該脈沖是藥物的霧化的脈沖，由此攜帶藥物的空氣被傳送給病人。
20．一種藥物分配裝置，其特征在于它包括用來(lái)預(yù)測(cè)病人的換氣量的裝置，該裝置具有測(cè)量病人峰值氣流的裝置、用來(lái)測(cè)量吸氣的持續(xù)時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置、以及在通過(guò)峰值氣流測(cè)量裝置得到的峰值氣流和通過(guò)計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上計(jì)算換氣量的換氣量預(yù)測(cè)裝置。
21．如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于使用在該計(jì)算中的某些或全部數(shù)值是從病人的呼吸模式的多次較早的測(cè)量中得到的平均值。
22．如權(quán)利要求20或21所述的裝置，其特征在于；該裝置是一噴霧器。
23．預(yù)測(cè)病人的換氣量的一種方法，其特征在于它包括以下步驟(ⅰ)測(cè)量病人的峰值氣流；(ⅱ)測(cè)量病人的吸氣的持續(xù)時(shí)間；(ⅲ)在測(cè)得的峰值氣流和測(cè)得的病人的吸氣的持續(xù)時(shí)間的計(jì)算上計(jì)算換氣量。
24．如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于計(jì)算是用從病人的呼吸模式的多次較早的測(cè)量中得到的平均值進(jìn)行的。
25．一種噴霧器，其特征在于它包括用于確定吸氣時(shí)霧化的脈沖的持續(xù)時(shí)間的裝置，該確定裝置包括用于測(cè)量病人的換氣量的裝置、用于測(cè)量吸氣的持續(xù)時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置、用于存儲(chǔ)病人的上呼吸道的容量的估計(jì)值的裝置、以及在通過(guò)換氣量測(cè)量裝置測(cè)得的換氣量、通過(guò)計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣的持續(xù)時(shí)間、以及從存儲(chǔ)裝置得到的所存儲(chǔ)的病人的上呼吸道的估計(jì)量的基礎(chǔ)上計(jì)算脈沖持續(xù)時(shí)間的裝置。
26．一種噴霧器，它包括用來(lái)霧化藥物的裝置；用于監(jiān)控病人的呼吸模式的監(jiān)控裝置；以及用來(lái)控制霧化裝置以霧化藥物的控制裝置，其特征在于該控制裝置用來(lái)控制霧化裝置以脈沖形式霧化攜帶藥物的空氣，依據(jù)監(jiān)控裝置監(jiān)控的呼吸模式，通過(guò)控制裝置可以改變脈沖的長(zhǎng)度及它們?cè)诤粑Ｊ降奈鼩怆A段的所占比例。
全文摘要
一噴霧器包括用于確定吸氣時(shí)霧化脈沖的持續(xù)時(shí)間的裝置,該確定裝置具有用于測(cè)量病人的換氣量的裝置(76)、用于測(cè)量吸氣的持續(xù)時(shí)間的計(jì)時(shí)裝置(77)、用于存儲(chǔ)病人的上呼吸道的容量的計(jì)算結(jié)果的裝置(77)、以及用于計(jì)算脈沖持續(xù)時(shí)間的裝置。脈沖的持續(xù)時(shí)間是在換氣量測(cè)量裝置(76)、計(jì)時(shí)裝置測(cè)得的吸氣持續(xù)時(shí)間和存儲(chǔ)裝置所存儲(chǔ)的病人的上呼吸道的估計(jì)容量的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算的。
文檔編號(hào)A61M15/00GK1324256SQ9981262
公開(kāi)日2001年11月28日 申請(qǐng)日期1999年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月26日
發(fā)明者J·S·H·德尼爾, A·戴奇, I·R·普林茨 申請(qǐng)人:醫(yī)藥救護(hù)有限公司