Ингаляционное устройство (варианты)
Изобретение относится к медицине и используется для ингаляции жидкого лекарственного вещества. Устройство содержит секцию эжектирования жидкого лекарственного вещества, имеющую эжекторное отверстие, и манометрическую секцию для определения отрицательного давления, создаваемого в виде разности давлений с атмосферным давлением во время вдоха пользователя, с целью управления эжектирования капелек из эжекторного отверстия. Эжекторное отверстие секции эжектирования жидкого лекарственного вещества расположено в позиции, предназначенной для создания меньшей разности давлений, чем разность давлений с атмосферным давлением, определяемая манометрической секцией во время акта вдоха пользователя. Изобретение обеспечивает эжектирование капелек одинакового размера за счет снижения отрицательного давления на выходе секции эжектирования. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к ингаляционным устройствам. В частности, изобретение относится к ингаляционному устройству для эжектирования капелек лечебного вещества, ароматического вещества, никотина или какого-то другого душистого вещества и побуждения пользователя к их вдыханию.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Наше общество стареет из-за увеличения средней продолжительности жизни, что обусловлено достижениями медицины и науки за последние годы. С другой стороны, обнаружены новые болезни и инфекционные заболевания, обусловленные изменениями в среде проживания, режиме питания, загрязнением окружающей среды и новыми штаммами вирусов и микробов, что вынуждает людей заботиться о своем здоровье. В частности, в так называемых развитых странах все большее число терапевтических больных, страдающих от заболеваний, связанных с образом жизни, включая диабет и гипертензии, создают серьезную проблему для общества.
Например, больным диабетом следует вводить дозы инсулина. По традиции, на практике больным диабетом вводят инсулин обычно после каждого приема пищи. Введение доз инсулина шприцами вызывает болевые ощущения у части больных. Для решения данной проблемы изучена возможность введения доз лекарства через дыхательную систему пациента. К настоящему времени, в общем, известны три метода введения доз лекарственного вещества. Данные методы включают в себя применение ингалятора измеримой дозы, применение ингалятора сухого порошка и применение аэрозольного аппарата.
Ингаляторы измеримой дозы (MDI) широко применяются для лечения астмы. MDI снабжен клапаном для эжектирования дозы аэрозоля в процессе работы. Основной корпус устройства можно уменьшить в размере для удобства применения, хотя каждая доза может изменяться в значительной степени. Кроме того, пользователь MDI должен достаточно синхронно управлять клапаном и вдыхать дозу, и многие пользователи считают сложной и обременительной потребность в синхронизации применения MDI.
От пользователя ингалятора сухого порошка (DPI) требуется вдыхание большого объема воздуха для эффективного введения сухого порошка в бронхиальную систему пользователя с достаточной степенью текучести. Хотя ингаляторы сухого порошка могут быть свободны от вышеописанной проблемы синхронизации работы клапана и вдыхания дозы, вдыхание большого объема воздуха значительно обременяет пользователя ингалятора сухого порошка. Кроме того, пациенты, которые чувствительны к влаге, а также к вдыхаемому порошку, не могут использовать DPI, так как пациент может внезапно испытать приступ астмы. Кроме того, поскольку усилие вдыхания воздуха различно у разных людей, то доза также может изменяться для разных людей.
Аэрозольный аппарат выполнен с возможностью создания аэрозоля распылением жидкости потоком газа-носителя. Данный аппарат нуждается в газовом компрессоре, который работает непрерывно, или большом объеме сжатого газа для его работы. Как правило, размер аэрозольных капелек зависит от давления и скорости газа-носителя, и, следовательно, не просто независимо изменять концентрацию лекарственного вещества в газовом потоке. Кроме того, когда пациент вдыхает распыленную жидкость, давление в сопле аэрозольного аппарата падает. Другими словами, доза и размер частиц лекарственного вещества зависят от продолжительности и силы каждого акта вдыхания.
Следовательно, вышеописанные известные устройства сопряжены с проблемой низкой точности приема надлежащей дозы лекарственного вещества с надлежащим размером частиц в надлежащее место тела пациента. Другими словами, данные устройства можно применять только для лекарственных веществ, которые допускают большие отклонения допустимой дозы. В любом случае, в настоящее время просто полагаются на метод введения пользователем надлежащей дозы в надлежащее место.
С другой стороны, существует потребность в усовершенствованных системах введения лекарственных веществ, которые можно применять для оптимального лечения заболеваний носа и заболеваний легких лекарственным веществом, которое действует только локально. Кроме того, в результате достижений в медицине в последние годы, доказано, что введение такого лекарственного вещества, как белок, пептид или анальгетик в легкие дает преимущество по сравнению с такими традиционными методами введения, как пероральный прием или инъекция. Однако, известные ингаляторы нельзя применять для такого введения из-за того, что им сопутствует проблема неравномерного размера частиц и проблема неравномерной дозы.
Подробное описание данных проблем приведено ниже на примерах. Из текущих больных диабетом, число которых увеличивается, у больных, страдающих инсулинозависимым сахарным диабетом, который называют также диабетом I типа, поджелудочная железа не вырабатывает инсулин, и, следовательно, им требуется периодически вводить инсулин. В настоящее время, введение инсулина выполняют подкожной инъекцией, что является большой физической и психологической нагрузкой для больного. Для существенного ослабления боли, испытываемой больным, разработаны шприцы-ручки, предназначенные для использования очень тонкой иглы. Однако многие больные сахарным диабетом I типа работают как здоровые люди, за тем исключением, что им требуется периодически вводить инсулин, и таким больным будет психологически трудно делать себе инъекцию инсулина шприцом в то время, как он или она находятся на виду у людей, если шприц является шприц-ручкой.
Следовательно, существует потребность в удобном способе введения лекарственного вещества самим больным, который не предусматривает применение шприца, но может эжектировать лекарственное вещество в форме капелек и приводить их в движение для надежного достижения легких.
В последнее время предложены способы для эжектирования физиологически активного лекарственного вещества в форме заданного числа капелек надлежащего размера из выпускного отверстия в воздушный поток для вдыхания через мундштук или что-то подобное под действием пузырькового струйного или пьезоэлектрического элемента, расположенного в секции эжекторной насадки (эжекторной секции) (см. международную публикацию WO 95/01137 и международную публикацию WO 02/04043).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложенное устройство позволяет осуществлять эжектирование капелек одинакового размера. Однако, поскольку секция эжекторной головки устройства непосредственно испытывает действие отрицательного давления, создаваемого в виде разности давлений с атмосферным давлением во время вдоха, жидкость может утекать из отверстия также во время вдоха. Когда жидкость утекает, она не превращается в капельки надлежащего размера, и жидкость больше не эжектируется из закупоренного отверстия. Тогда больше нет возможности эжектировать капельки заданными дозами. Кроме того, секция эжекторной головки непосредственно испытывает действие отрицательного давления, сокращающего срок службы секции эжекторной головки. Следовательно, предложенное устройство вряд ли сможет найти практическое применение.
С учетом вышеописанных проблем, целью настоящего изобретения является создание ингаляционного устройства для применения пользователем для ингаляции жидкого лекарственного вещества из ингаляционного отверстия данного устройства, при этом устройство содержит: секцию эжектирования жидкого лекарственного вещества, имеющую эжекторное отверстие для эжектирования жидкого лекарственного вещества в виде капелек; и манометрическую секцию для определения отрицательного давления, создаваемого в виде разности давлений с атмосферным давлением во время вдоха пользователя, с целью управления эжектированием капелек из эжекторного отверстия; при этом эжекторное отверстие секции эжектирования жидкого лекарственного вещества расположено в позиции, создающей меньшую разность давлений, чем разность давлений с атмосферным давлением, определяемая манометрической секцией во время вдоха.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предлагается мундштук для установки с возможностью съема на ингаляционное устройство в соответствии с изобретением для формирования канала течения воздушного потока между ингаляционным отверстием и патрубком всасывания наружного воздуха, при этом мундштук содержит: средство снижения давления, расположенное на половине длины канала течения, для ослабления отрицательного давления секции эжектирования; часть (например, соединительное отверстие, сообщающееся с датчиком отрицательного давления, который описан ниже) для вмещения манометрической секции, подлежащей установке в мундштуке, причем данная часть расположена ближе к ингаляционному отверстию, чем средство снижения давления; и часть (например, отверстие всасывания жидкого лекарственного вещества, которое описано ниже) для вмещения эжекторного отверстия секции эжектирования жидкого лекарственного вещества, подлежащей установке в мундштуке, причем данная часть расположена ближе к стороне патрубка всасывания наружного воздуха, чем средство снижения давления.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предлагается ингаляционное устройство для применения пользователем для ингаляции жидкого лекарственного вещества из ингаляционного отверстия данного устройства, при этом устройство содержит: канал течения для формирования воздушного потока вдыхательным актом пользователя, причем канал течения имеет ингаляционное отверстие на одном его конце; секцию эжектирования жидкого лекарственного вещества, имеющую эжекторное отверстие, расположенное в канале течения, для эжектирования жидкого лекарственного вещества в виде капелек; и манометрическую секцию, расположенную в канале течения, для определения отрицательного давления, создаваемого в виде разности давлений с атмосферным давлением во время вдыхательного акта пользователя; причем эжекторное отверстие секции эжектирования жидкого лекарственного вещества расположено в позиции, предназначенной для создания меньшей разности давлений, чем разность давлений с атмосферным давлением, определяемая манометрической секцией во время вдыхательного акта.
Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, поскольку эжекторное отверстие секции эжектирования жидкого лекарственного вещества расположено в позиции, в которой разность давлений с атмосферным давлением меньше, чем разность давлений, определяемая манометрической секцией во время вдыхания, риск утечки жидкости из секции эжектирования сведен к минимуму, чтобы, в свою очередь, свести к минимуму вредное последствие утечки жидкости для срока службы секции эжектирования.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из нижеследующего описания, связанного с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые или сходные части на всех фигурах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схематичный вид в перспективе примерного ингалятора или ингаляционного устройства в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.2 - схематичный вид в перспективе ингаляционного устройства, показанного на фиг.1, в состоянии, в котором открыта эксплуатационная крышка;
Фиг.3 - схематичный вид в перспективе примерного блока картриджа эжекторной головки (CRG);
Фиг.4 - схематичное сечение примерного мундштука, выполненное по его боковой поверхности;
Фиг.5 - схематичное сечение мундштука, показанного на фиг.4, выполненное по его передней поверхности;
Фиг.6 - схематичное сечение мундштука, показанного на фиг.4, иллюстрирующее взаимное расположение датчика отрицательного давления и секции эжекторной головки блока CRG;
Фиг.7 - схематичное сечение ингалятора или ингаляционного устройства, показанного на фиг.1, изображающее устройство в целом;
Фиг.8 - график, иллюстрирующий работу ингалятора или ингаляционного устройства, показанного на фиг.1, при вдыхании;
Фиг.9 - блок-схема всей последовательности операций ингалятора или ингаляционного устройства, показанного на фиг.1;
Фиг.10 - схематичное сечение варианта 2 осуществления настоящего изобретения, который относится к типу с параллельными каналами течения, иллюстрирующее конфигурацию мундштука и его окружения; и
Фиг.11A и 11B - схематичные сечения варианта 3 осуществления настоящего изобретения, содержащего клапан, с демонстрацией его работы.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления ингаляционного устройства или ингалятора в соответствии с изобретением предназначен для ношения пользователем. Данный вариант содержит средство памяти для хранения персональной информации пользователя, включая информацию о медицинской карте и рецепте лекарства для пользователя. Устройство предназначено для эжектирования микрокапель жидкого лекарственного вещества в заданном объеме для создания условий вдыхания вещества пользователем. Микрокапли являются очень равномерными по своим размерам. В данном варианте осуществления, пользователь может помещать мундштук, который имеет ингаляционную насадку, через которую пользователь может вдыхать жидкое лекарственное вещество, и блок картриджа эжекторной головки (CRG) в основной корпус ингалятора. Блок картриджа эжекторной головки содержит резервуар, вмещающий вещество, и выполнен с возможностью эжектирования вещества, подаваемого из резервуара, в виде микрокапель. Следовательно, пользователь может эффективно и гигиенично вдыхать жидкое лекарственное вещество согласно информации, предусмотренной рецептом.
Канал течения для создания воздушного потока в ингаляторе в целом сформирован только при помощи мундштука. Мундштук снабжен на половине его длины суженной секцией, которая действует как средство снижения давления. Манометрическая секция расположена в позиции ближе к пользователю, чем средство снижения давления, (на стороне, находящейся ближе к ингаляционному отверстию), для определения давления в данной позиции, и секция эжектирования блока CRG расположена в позиции ближе к патрубку всасывания наружного воздуха, чем суженная секция. Жидкое лекарственное вещество может вытекать через эжекторное отверстие с закупориванием эжекторного отверстия, когда к секции эжекторной насадки прилагается отрицательное давление выше заданного уровня (т.е. выше чем -0,3 кПа (или выше чем абсолютное значение 0,3)). После этого жидкое лекарственное вещество не будет эжектироваться надлежащим образом. Однако суженная секция защищает секцию эжекторной головки от непосредственного воздействия отрицательного давления, создаваемого, когда пользователь вдыхает жидкое лекарственное вещество, так что микрокапли непрерывно и равномерно эжектируются из эжекторного отверстия секции эжекторной головки. Другими словами, эжекторное отверстие секции эжектирования расположено в позиции, в которой разность давления с атмосферным давлением, которая создается во время вдыхания, является такой, что жидкое лекарственное вещество не эжектируется естественно из эжекторного отверстия под действием отрицательного давления, создаваемого относительно атмосферного давления, так что микрокапли вещества эжектируются беспрепятственно. Микрокапли жидкого лекарственного вещества могут эжектироваться в любом режиме работы, пока они эжектируются через отверстие. Например, для эжектирования микрокапель через отверстие можно использовать тепловую энергию, пьезоэлектрическую энергию или энергию, создаваемую сжатием жидкости. Однако предпочтительно применение струйной системы, которая может представлять собой пузырьковую струйную систему или пьзоэлектрическую струйную систему. Когда применяют струйную систему, жидкость подается из резервуара, который открыт воздействию атмосферы, капиллярными силами сопла, так что окружающее давление должно находиться в диапазоне, который допускает уравнивание между собой отрицательного давления, создаваемого резервуаром и мениском эжекторного отверстия. С данной точки зрения, очень эффективно применение схемы в соответствии с настоящим изобретением.
Как показано на фиг.8, процесс эжектирования из эжекторного отверстия начинается, когда манометрическая секция определяет отрицательное давление заданного уровня. Однако требуется правильно задать наименьшее отрицательное давление, которое определяет манометрическая секция, так как отрицательное давление, создаваемое в манометрической секции в результате вдыхания, может изменяться от одного человека к другому и обычно зависит от дыхательного объема легких. С учетом детей и пожилых людей, имеющих относительно малый дыхательный объем, площадь поперечного сечения суженной секции предпочтительно задают около 10 мм2, чтобы отрицательное давление могло быть выше чем -0,5 кПа (или выше чем абсолютное значение 0,5). Тогда манометрическая секция имеет возможность точного определения изменений отрицательного давления, создаваемого в результате вдыхания (кривая ингаляции, показанная на фиг.8).
Поскольку канал течения для создания воздушного потока в ингаляторе в целом сформирован только мундштуком, секция воздушного потока загрязняется жидким лекарственным веществом только в канале течения мундштука. Другими словами, внутренний объем ингалятора поддерживают безопасным и гигиеничным всего лишь промыванием мундштука.
Эффективность ингаляции можно повысить, если в легкие пользователя доставлять больший объем жидкого лекарственного вещества изменением ряда или всех параметров (скорости инжектирования, времени инжектирования и т.п.), связанных с эжектированием жидкого лекарственного вещества, обычно, в зависимости от вдыхаемого объема (другими словами, в зависимости от изменения кривой ингаляции, показанной на фиг.8, которая определяется манометрической секцией). Когда ингалятор в соответствии с изобретением снабжен средством управления эжектированием, которое выполнено с возможностью изменения ряда или всех параметров, связанных с эжектированием жидкого лекарственного вещества в зависимости от изменения интенсивности потока при ингаляции (изменение отрицательного давления), определяемой датчиком отрицательного давления в заданный период времени, в течение которого пользователь вдыхает жидкое лекарственное вещество, данный ингалятор может быть дополнительно снабжен предупредительным средством, которое срабатывает, когда пользователь не может вдохнуть заданный объем жидкого лекарственного вещества в заданный период времени, чтобы предупредить пользователя о том, что пользователь нуждается в еще одном вдыхании жидкого лекарственного вещества. Данный вариант осуществления легко использовать, так как он сводит к минимуму сложные операции, которые должны выполняться пользователем. Следовательно, данный вариант осуществления может быть использован где угодно любым лицом.
В альтернативном варианте ингаляционное устройство в соответствии с изобретением может быть выполнено таким образом, как описано ниже.
Клапан, который постоянно и, по существу, закрывает канал течения воздушного потока, кроме ситуации, когда устройство используют для ингаляции, можно использовать в качестве средства снижения давления. Тогда манометрическая секция расположена в позиции ближе к ингаляционному отверстию, чем клапан, и эжекторное отверстие секции эжектирования расположено с противоположной стороны от клапана. Когда устройство используют для ингаляции, клапан, который был закрыт, начинает открываться. Тогда отрицательное давление снижается до того, как оно достигает эжекторного отверстия секции эжектирования, расположенной на стороне, противоположной ингаляционному отверстию, с небольшой задержкой по времени, так что клапан действует как средство снижения давления.
В еще одном альтернативном варианте манометрическая секция и эжекторное отверстие секции эжектирования могут быть расположены так, чтобы быть обращенными к соответствующим каналам течения, исходящим из ингаляционного отверстия. При данной схеме расположения, один канал течения имеет выход в ингаляционном отверстии, при этом, ингаляционное отверстие сформировано вокруг выхода канала течения, с профилем, сходным с профилем рта человека, и имеет часть, формирующую другой канал течения. Манометрическая секция (с соединительным отверстием, сообщающимся с датчиком отрицательного давления) расположена так, что обращена к другому каналу течения.
В еще одном альтернативном варианте, ингалятор в соответствии с изобретением, может быть снабжен средством для контроля вдыхаемого объема, использующим датчик отрицательного давления (другими словами, для контроля ингаляционной кривой, показанной на фиг.8) и извещающим пользователя, является ли вдыхаемый объем подходящим или нет, миганием светоизлучающего диода (LED) или изменением режима вибрации вибромотора. Кроме того, ингалятор содержит средство для извещения пользователя о периоде времени ингаляции с начала вдыхания, и когда ингаляцию следует прекратить. В виде средства извещения о периоде времени ингаляции можно использовать средство, которое использует вибрацию вибромотора.
Следовательно, ингаляционное устройство в соответствии с изобретением, имеющее любую из вышеописанных конфигураций, может ослаблять физическую и психологическую нагрузку на больного (пользователя) и обеспечивать больному удобную ингаляцию (жидкого) лекарственного вещества. Поэтому ингаляционное устройство в соответствии с изобретением может точно регулировать действия больного по ингаляции лекарственного вещества согласно рецепту и подавать больший объем лекарственного вещества в легкие, чем когда-либо, для повышения эффективности ингаляции, чтобы эффективно вводить лекарственное вещество посредством изменения управляющих параметров, относящихся к эжектированию жидкого лекарственного вещества, в зависимости от объема лекарственного вещества, вдыхаемого больным.
Ниже приведено подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Вариант 1 осуществления
На фиг.1 представлен схематичный вид в перспективе, изображающий внешний вид ингалятора в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.1 показаны основной корпус 1 ингалятора, эксплуатационная крышка 2 и передняя крышка 3, которые составляют футляр ингалятора. На фиг.1, позицией 5 обозначен запорный рычаг, поджимаемый пружиной и имеющий клювообразную часть на его переднем конце, которая входит в зацепление с выступающим участком 2a, расположенным на переднем конце эксплуатационной крышки 2, для предотвращения открывания эксплуатационной крышки 2 во время работы. Когда запорный рычаг 5 приводят в движение вниз, эксплуатационная крышка 2 поворачивается на шарнире (не показанном) в открытое положение упругостью возвратной пружины эксплуатационной крышки (не показанной), которая поджимает эксплуатационную крышку 2. На фиг.1 позиция 101 обозначает выключатель питания, и позиция 102 обозначает индикаторный LED, который указывает, что блок картриджа эжекторной насадки (CRG) или мундштук, подробное описание которых приведено ниже, не установлены в футляр, или что резервуар блока CRG пуст и в нем не содержится жидкое лекарственное вещество.
На фиг.2 представлен схематичный вид в перспективе ингалятора, показанного на фиг.1, в состоянии, в котором открыта эксплуатационная крышка 2. Когда эксплуатационную крышку 2 открывают, становятся открытыми блок 6 CRG и мундштук 4, которые установлены в футляр по направляющей 20 CRG. Мундштук 4 расположен под блоком 6 CRG. Упомянутые блок и мундштук установлены так, чтобы находиться поперечно один относительно другого. На фиг.3 представлен схематичный вид в перспективе блока 6 CRG в целом. Блок 6 CRG содержит резервуар 7 для вмещения жидкого лекарственного вещества, секцию 8 насадки (секцию эжектирования) для эжектирования жидкого лекарственного вещества, часть 9 (секция электрического соединения), содержащая электрическую соединительную поверхность, для подведения электрического питания от батареи 10 (см. фиг.7) и тем самым обеспечения выделения тепловой энергии нагревателем, расположенным в секции 8 насадки и т.д. Батарея 10 является подзаряжаемой и действует как вспомогательный элемент для накопления электрической энергии внутри ингалятора и тем самым обеспечения выделения тепловой энергии нагревателем. Секцию передней поверхности блока 6 CRG можно открывать на шарнирной секции 24 для обеспечения доступа к резервуару 7. На задней поверхности секции передней поверхности обычно сформирован выступ, так что выступ с усилием вдвигается в резервуар 7 и создает небольшое давление на жидкое лекарственное вещество в резервуаре 7 для смачивания эжекторного отверстия секции 8 насадки в момент, когда закрывают секцию передней поверхности.
На фиг.4 и 5 представлены схематичные сечения мундштука 4. Мундштук 4 лишь один формирует канал воздушного потока и снабжен, в части, расположенной вблизи его патрубка 11 всасывания воздуха, окном (отверстием всасывания жидкого лекарственного вещества) 12 для всасывания жидкого лекарственного вещества от эжекторного отверстия секции 8 насадки блока 6 CRG внутрь мундштука 4. Суженная секция 4a сформирована на половине длины мундштука 4 для постепенного уменьшения площади поперечного сечения. Как подробно показано на фиг.6, в той части канала течения, где площадь поперечного сечения увеличивается относительно площади суженой секции 4a, выполнено воздушное отверстие 13, чтобы обеспечить сообщение канала течения с измерительным отверстием датчика 19 отрицательного давления для определения интенсивности вдыхания или вдыхаемого объема, который является интегральным значением от интенсивности вдыхания, посредством определения отрицательного давления в данном месте. Датчик 19 отрицательного давления расположен на управляющей плате 21 (см. фиг.6 и 7). На половине канала течения между воздушным отверстием 13 и датчиком 19 отрицательного давления расположено расширенное пространство 22. Расширенное пространство 22 действует как отстойник для накопления грязи, пыли, капель воды и жидкого лекарственного вещества, чтобы не допускать их прохода через воздушное отверстие 13 и прилипания к поверхности датчика 19 отрицательного давления, и поэтому ингалятор не может функционировать неправильно.
Выход (ингаляционное отверстие) 15 мундштука сформирован на конце мундштука 4, противоположном патрубку 11 всасывания воздуха, так чтобы иметь профиль, пригодный для удерживания во рту пользователя. Выход 15 мундштука имеет эллиптическое сечение, которое соответствует профилю рта человека. Внутренняя часть мундштука 4 имеет двойную конструкцию, и выход 14 канала течения сформирован так, чтобы через внутреннюю часть могло проходить жидкое лекарственное вещество. Выход 14 канала течения сформирован так, чтобы у него был профиль, который приводит к плавному увеличению площади его поперечного сечения, так как, если бы площадь поперечного сечения выхода увеличивалась резко, то смешанная текучая среда из воздуха и жидкого лекарственного вещества могла бы резко расширяться с прилипанием к некоторым зубам пользователя, удерживающего выход 15 мундштука во рту. Следовательно, пользователю рекомендуется немного пропускать конец выхода 14 канала течения сквозь зубы, при удерживании выхода 15 мундштука во рту. Конец выхода 14 канала течения может быть сформирован так, чтобы немного выступать наружу за кромку выхода 15 мундштука, и пользователь легко мог обеспечить пропускание конца выхода 14 канала течения сквозь зубы. Как показано на фиг.1 и 2, канал воздушного потока мундштука 4 имеет прямоугольное сечение, так что мундштук 4 можно устанавливать в футляре с патрубком 11 всасывания воздуха надежно направленным вверх.
На фиг.7 представлено схематичное сечение данного варианта осуществления ингаляционного устройства, изображающее устройство в целом. Управляющая плата 21 для управления ингалятором расположена под батареей 10. Управляющая плата 21 подсоединена к штыревой плате 16 кабелем или соединителем (соединителем 25 на фиг.7), причем штыревая плата 16 расположена под блоком 6 CRG. Контактный штырь 17 расположен также для соединения штыревой платы 16 и секции 9 электрического соединения блока 6 CRG и электрического питания секции 8 насадки блока 6 CRG с целью выделения тепла. Вибромотор 18 расположен в контакте с управляющей платой 21 в области между батареей 10 и мундштуком 4.
Ниже, со ссылкой на фиг 8, приведено описание операции ингаляции для данного варианта осуществления в вышеописанной конфигурации.
Когда пользователь начинает вдыхание, и отрицательное давление (связанное с интенсивностью вдыхания или интенсивностью потока), определяемое датчиком 19 отрицательного давления, достигает уровня, который допускает эжектирование жидкого лекарственного вещества, ингалятор начинает эжектирование жидкого лекарственного вещества из секции 8 насадки блока 6 CRG под управлением управляющей платы 21, и вибромотор 18 начинает в то же время вибрировать для извещения пользователя, что ингалятор начинает эжектирование жидкого лекарственного вещества. По окончании эжектирования заданного объема из секции 8 насадки, вибромотор 18 продолжает вибрировать в течение дополнительного времени ингаляции, которое определено на основании интенсивности вдыхания и непрерывного времени ингаляции путем вычислений по значению отрицательного давления от датчика 19 отрицательного давления, с целью побуждения пользователя к вдыханию объема в процессе дополнительной ингаляции и так, чтобы эжектированное жидкое лекарственное вещество могло полностью достигнуть легких. Когда вибромотор 18 прекращает вибрацию, пользователь или пациент прекращает вдыхание жидкого лекарственного вещества. В данной схеме расположения, процесс эжектирования жидкого лекарственного вещества и процесс ингаляции взаимосвязаны один с другим, так что жидкое лекарственное вещество надежно подается в легкие с исключением явления недостаточной ингаляции.
В результате акта вдыхания пользователем воздух подается в мундштук 4 из патрубка 11 всасывания воздуха для образования смешанной текучей среды из воздуха и жидкого лекарственного вещества, эжектированного из эжекторного отверстия, расположенного в секции 8 насадки блока 6 CRG. Затем смешанная текучая среда подается в выход 15 мундштука, имеющий профиль, пригодный для удерживания во рту пользователя. Выход 15 мундштука выполнен с возможностью предотвращения утечки смешанной текучей среды через боковые края рта, со сведением к минимуму потерь смешанной текучей среды, и создания условий для жесткого соударения смешанной текучей среды с такими препятствиями во рту, как зубы, чтобы жидкое лекарственное вещество можно было эффективно ингалировать в тело пользователя.
Данный вариант осуществления снабжен вибромотором 18, так как, возможно, пользователь не желает, чтобы знали о применении им ингалятора, и вибрации могут быть предпочтительнее, чем звуковые сигналы, для пользователя в качестве предупредительного средства. Следовательно, вариант осуществления с данной схемой расположения можно использовать любым лицом в любом месте.
Ниже, со ссылками на блок-схему последовательности на фиг.9, приведено описание всей работы ингаляционного устройства. Когда включают выключатель 101 питания, определяется открытое или закрытое положение эксплуатационной крышки 2 (S801). Если эксплуатационная крышка 2 открыта, пользователь извещается об этом, обычно, с помощью индикаторного LED 102. Если данная крышка закрыта, то тогда выполняется определение, установлен или нет блок 6 CRG (S802). Например, если блок 6 CRG не установлен, начинается передача данных в стандарте Bluetooth (S803) для обмена данными с пользователем, включая данные об объеме, подлежащие введению пользователю (S804). Работа заканчивается, когда заканчивается обмен данными (S805). Данный режим работы может применяться, в основном, врачом пользователя.
Если, с другой стороны, блок 6 CRG установлен, работа продолжается нижеописанным образом. Данный режим работы может применяться, в основном, пациентом или пользователем. Когда пользователь начинает вдыхание (S806), и вдыхание определяется, отрицательное давление определяется датчиком 19 отрицательного давления, когда оно достигает заданного уровня (S807). Тогда секция 8 эжекторной головки начинает эжектирование жидкого лекарственного вещества (S808). Если не определяется, что отрицательное давление достигает заданного уровня, то может быть выдано предупреждение, приглашающее пользователя выполнить более глубокий вдох.
Жидкое лекарственное вещество эжектируется в течение заданного периода времени с начала эжектирования, чтобы можно было эжектировать заданный объем жидкого лекарственного вещества. Объем определяется на основе данных, считанных ингаляционным устройством. Затем датчик 19 отрицательного давления контролирует изменение со временем отрицательного давления вследствие вдыхания, и ингаляционное устройство определяет, было ли или нет произведено вдыхание заданного объема на основе величины интеграла изменения по времени (S809). Время начала расчета интеграла можно выбрать надлежащим образом. Поскольку проинтегрированное значение относится к вдыхаемому объему смешанной текучей среды из воздуха и жидкого лекарственного вещества, оно соответствует определению, если вдыхался заданный объем жидкого лекарственного вещества. Работа заканчивается, когда произведена ингаляция заданного объема жидкого лекарственного вещества. Тогда вибромотор 18 прекращает вибрировать. Если не определяется, что произведена ингаляция заданного объема жидкого лекарственного вещества по истечении заданного периода времени, то выдается предупреждение пользователю, обычно, изменением режима вибрации вибромотора 18, чтобы рекомендовать пользователю снова вдохнуть жидкое лекарственное вещество (S806). В том случае, когда вычислен объем, не достигающий объема, подлежащего ингаляции, (S810), соответственно вычисляются объем жидкого лекарственного вещества, подлежащий эжектированию из секции 8 эжекторной головки, период времени ингаляции (или период времени вибрации вибромотора 18) и другие необходимые значения.
Поскольку эжекторное отверстие секции эжектирования жидкого лекарственного вещества надежно расположено в позиции, в которой разность давлений с атмосферным давлением меньше, чем разность давлений, определяемая манометрической секцией во время ингаляции в вышеописанном варианте осуществления, то риск утечки жидкости из секции эжектирования минимизируется со сведением, в свою очередь, к минимуму вредного влияния утечки жидкости на срок службы секции эжектирования. Кроме того, жидкое лекарственное вещество надежно и эффективно вводится пользователю в заданном объеме с помощью простой операции.
Вариант 2 осуществления
На фиг.10 представлено схематичное сечение варианта 2 осуществления настоящего изобретения, который отличается от варианта 1 осуществления только конфигурацией канала течения до манометрической секции (соединительным отверстием 13, сообщающимся с датчиком 19 отрицательного давления). В варианте 2 осуществления, соединительное отверстие 13 расположено снаружи выходного отверстия 14 канала течения выхода 15 мундштука, расположенного на переднем конце мундштука 4. В данной схеме расположения, канал течения для определения отрицательного давления, ведущий к датчику 19 отрицательного давления, полностью отделен от канала воздушного потока мундштука 4 и параллелен данному каналу. Когда мундштук 4 устанавливают в устройство со стороны его верхней и передней поверхности, направление установки согласуется с направлением, по которому соединительное отверстие 13 подходит вплотную к каналу течения для определения отрицательного давления, ведущему к датчику 19 отрицательного давления. Следовательно, данная схема расположения выгодна с точки зрения предотвращения утечки воздуха. В таком случае надежно определяется отрицательное давление. Кроме того, поскольку канал течения для определения отрицательного давления, ведущий к датчику 19 отрицательного давления, и канал течения жидкого лекарственного вещества полностью отделены один от другого, то канал течения для определения отрицательного давления загрязняется жидким лекарственным веществом по минимуму, что обеспечивает высокоточное определение отрицательного давления. В остальном, вариант 2 осуществления идентичен варианту 1 осуществления.
Вариант 3 осуществления
На фиг.11A и 11B представлен вариант 3 осуществления, содержащий средство снижения давления, которое отличается от суженного канала течения в варианте 1 осуществления. Клапан 30, имеющий размер прохода, по существу, такой же, как площадь поперечного сечения канала течения мундштука 4, расположен с возможностью поворота между соединительным отверстием 13, ведущим к датчику 19 отрицательного давления, и отверстием 12 всасывания жидкого лекарственного вещества, вмещающим секцию 8 эжекторной головки в канале течения мундштука 4. Клапан 30 постоянно удерживается в состоянии, в котором он, по существу, закрывает канал течения, так как он выполнен так, чтобы упираться в упор 31 клапана, как показано на фиг.11A. Клапан 30 открывается, как показано на фиг.11B, когда пользователь начинает операцию ингаляции. Хотя, в это время создается относительно сильное отрицательное давление в пространстве канала течения на стороне датчика 19 отрицательного давления, подобного сильного отрицательного давления не создается в пространстве канала течения на стороне секции 8 эжекторной головки. Следовательно, окончательные результаты будут сходными с результатами в варианте 1 осуществления. В остальном, вариант 3 осуществления идентичен варианту 1 осуществления.
Настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления, и возможно внесение различных изменений и модификаций в пределах существа и объема настоящего изобретения. Поэтому, для информирования общественности об объеме настоящего изобретения, предлагается следующая формула изобретения.
Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Японии №2004-225510, поданной 2 августа 2004 г., которая включена в настоящую заявку путем отсылки.
1. Ингаляционное устройство для применения пользователем для ингаляции жидкого лекарственного вещества из ингаляционного отверстия, содержащее:
канал течения для формирования воздушного потока посредством акта вдоха пользователя, содержащий ингаляционное отверстие на одном конце и патрубок всасывания воздуха на втором;
манометрическую секцию для определения отрицательного давления, создаваемого в канале течения актом вдоха пользователя, сообщающуюся с каналом течения через соединительное отверстие;
и секцию эжектирования жидкого лекарственного вещества, расположенную в канале течения, имеющую эжекторное отверстие и электротермический или пьезоэлектрический элемент для эжектирования жидкого лекарственного вещества в ответ на отрицательное давление, определяемое манометрической секцией,
отличающееся тем, что канал течения имеет между ингаляционным отверстием и патрубком всасывания воздуха средство снижения отрицательного давления в виде суженной секции, имеющей меньшую площадь поперечного сечения или клапана, выполненного с возможностью открываться во время ингаляции, при этом секция эжектирования расположена в канале течения ближе к патрубку всасывания воздуха, чем средство снижения отрицательного давления, а соединительное отверстие расположено в канале течения ближе к ингаляционному отверстию, чем средство снижения отрицательного давления.
2. Ингаляционное устройство для применения пользователем для ингаляции жидкого лекарственного вещества из ингаляционного отверстия, содержащее:
канал течения для формирования воздушного потока посредством акта пользователя, содержащий ингаляционное отверстие на одном конце и патрубок всасывания воздуха на его втором конце,
и секцию эжектирования жидкого лекарственного вещества, расположенную в канале течения и имеющую эжекторное отверстие и электротермический или пьезоэлектрический элемент для эжектирования жидкого лекарственного вещества,
отличающееся тем, что канал течения имеет между ингаляционным отверстием и патрубком всасывания воздуха средство снижения отрицательного давления в виде суженной секции, имеющей меньшую площадь поперечного сечения, или клапан, выполненный с возможностью открываться во время ингаляции,
при этом секция эжектирования расположена в канале течения ближе к патрубку всасывания воздуха, чем средство снижения отрицательного давления.
