Ингаляционное устройство
Группа изобретений относится к медицине. Система сухого ингалятора включает вибрационный механизм, функционально связанный со средством подачи сухого порошка, источником энергии и датчиком. С датчиком и источником энергии связан регулятор с обратной связью. Регулятор с обратной связью управляет энергией, подаваемой на вибрационный механизм, на основании информации, предоставляемой датчиком относительно рабочих характеристик вибрационного механизма. Заявлен также способ предоставления регулирования с обратной связью в ингаляторе сухого порошка, описывающий, в частности, работу ингалятора. Группа изобретений позволяет регулировать энергию, подаваемую на вибрационный механизм, за счет обратной связи. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится в целом к области ингаляционных устройств, а более конкретно, к ингаляционным устройствам, которые используют вибрацию для облегчения суспендирования порошка, например порошкообразного лекарственного средства во вдыхаемую газовую струю (например, вдыхаемого воздуха).
Известно, что определенные заболевания дыхательных путей поддаются лечению с помощью непосредственного употребления терапевтических средств. Поскольку данные средства наиболее легко доступны в сухой порошкообразной форме, их употребление наиболее удобно осуществляется посредством вдыхания порошкообразного материала через нос или рот. Данная порошкообразная форма обусловливает лучшее использование лекарства, за счет того, что лекарственное вещество помещают точно в желаемую область, где может потребоваться его действие. Следовательно, очень мелкие дозы лекарственного вещества часто по эффективности равны большим дозам, вводимым с помощью другого средства, с отмечаемым в результате снижением доли нежелательных побочных эффектов и стоимости лекарства. Альтернативно, лекарственное вещество в данной форме может быть использовано для лечения заболеваний, не являющихся заболеваниями дыхательной системы. Когда лекарственное вещество осаждается на очень больших площадях поверхности легких, оно может очень быстро абсорбироваться в кровоток, и следовательно, данный способ употребления может заменить введение посредством инъекции, таблетки или другого общепринятого средства.
В фармацевтической промышленности существует убеждение, что биодоступность лекарственного вещества является оптимальной, когда размер частиц лекарственного вещества, доставляемого в дыхательные пути, составляет от 1 до 5 микрон. Когда необходимо, чтобы частицы лекарственного вещества находились в данной градации размеров, нужно, чтобы система доставки сухого порошка решала ряд следующих вопросов:
(1) В процессе изготовления и хранения частицы небольшого размера создают на себе электростатический заряд, что вызывает скопление или агрегацию частиц, в результате чего формируется группа частиц, которые имеют действительный размер больше, чем 5 микрон. Следовательно, уменьшается вероятность создания данных больших групп глубоко в легких. Это, в свою очередь, приводит к более низкому процентному содержанию расфасованного лекарственного вещества, являющегося доступным пациенту для абсорбции.
(2) Количество активного лекарственного вещества, которое должно быть доставлено пациенту, может быть порядка десятков микрограммов. Например, в случае лекарственного вещества альбутерола, используемого при астме, оно составляет, как правило, от 25 до 50 микрограмм. Существующее в настоящее время производственное оборудование может эффективно доставлять аликвоты лекарственных веществ в миллиграммовом дозовом диапазоне с приемлемой точностью. Поэтому стандартная практика состоит в том, чтобы смешивать активное лекарственное вещество с наполнителем или вспомогательным веществом, как, например лактоза. Данная добавка также делает лекарственное вещество "легкотекущим". Данный наполнитель также называют "носитель", поскольку частицы лекарственного вещества также прикрепляются к данным частицам через электростатические или химические связи. Частицы данного носителя значительно больше по размеру, чем частицы лекарственного вещества. Способность ингалятора сухого порошка отделять лекарственное вещество от носителя представляет собой важный рабочий параметр эффективности конструкции.
(3) Частицы активного лекарственного вещества с размерами больше чем 5 микрон, будут осаждаться во рту или в горле. Это также создает неопределенность, поскольку биодоступность и абсорбция лекарственного вещества в данных местах отличается от легких. Ингаляторы сухого порошка должны минимизировать осаждение лекарственного вещества в данных местах для уменьшения неопределенности, связанной с биодоступностью лекарственного вещества.
Известные ингаляторы сухого порошка обычно имеют средство для введения лекарственного вещества (активное лекарственное вещество плюс носитель) в воздушную струю высокой скорости. Воздушную струю высокой скорости используют в качестве основного механизма для разрушения группы микронизированных частиц или отделения частиц лекарственного вещества от носителя. Известно несколько ингаляционных устройств, пригодных для распределения данной порошкообразной лекарственной формы. Например, в патентах США №№ 3507277; 3518992; 3635219; 3795244; 3807400 раскрыты ингаляционные устройства, имеющие средство для прокалывания капсулы, заключающей в себе порошкообразное лекарство, которое при вдыхании вытягивается из проколотой капсулы в рот потребителя. Некоторые из данных патентов раскрывают движущее средство, которое при вдыхании оказывает помощь в распределении порошка из капсулы, так что нет необходимости полагаться только на вдыхаемый воздух для всасывания порошка из капсулы. Например, в патенте США № 2517482 раскрыто устройство, имеющее заключающую в себе порошок капсулу, помещаемую в нижнюю камеру перед ингаляцией, где ее прокалывают посредством ручного нажатия пользователем прокалывающей иглы. После прокалывания начинают вдыхание, а капсулу втягивают в верхнюю камеру устройства, где ее двигают кругом во всех направления для распределения порошка через проколотые отверстия и во вдыхаемую воздушную струю. Патент США № 3831606 раскрывает ингаляционное устройство, имеющее множество прокалывающих игл, движущее средство и автономный источник энергии для функционирования движущего средства посредством внешнего ручного управления, так что при ингаляции движущее средство оказывает помощь в распределении порошка в струе вдыхаемого воздуха.
Данные известные устройства имеют некоторые проблемы и недостатки, которые исправляются посредством ингаляционных устройств настоящего изобретения. Например, данные известные устройства требуют, чтобы пользователь прилагал значительное усилие при вдыхании для осуществления распределения или извлечения порошка из проколотой капсулы во вдыхаемую воздушную струю. В известных устройствах вызываемое вдыханием всасывание порошка через проколотые отверстия в капсуле в целом не извлекает весь или даже большую часть порошка из капсулы, вызывая, таким образом, потерю лекарства. Также подобные известные устройства обеспечивают нерегулируемые количества или комки порошкообразного материала, вдыхаемого в рот потребителя, а не непрерывное вдыхание регулируемых количеств мелко рассеянного порошка.
Известно устройство для облегчения вдыхания порошкообразного лекарственного средства, которое включает корпус, имеющий основной и дополнительный каналы для впуска воздуха и выпускной канал. Дополнительный впускной канал обеспечивает оболочку для капсулы, заключающую в себе порошкообразное лекарственное средство, а выпускной канал образован в виде мундштука, выступающего из корпуса. Использовано средство для прокалывания капсул, которое при вращении формирует одно или более отверстий в капсуле, так что при вибрации капсулы посредством электромеханического вибратора порошкообразное лекарственное вещество может быть высвобождено из капсулы. Прокалывающее средство включает три радиально установленные, смещаемые пружиной прокалывающие иглы, установленные в трохоидальной камере. При ручном вращении камеры одновременное радиальное движение игл внутрь протыкает капсулу. Дальнейшее вращение камеры обеспечивает возможность втягивания игл за счет их пружинных установок в их исходные положения для извлечения игл из капсулы.
Электромеханический вибратор включает на своем крайнем внутреннем конце вибрационный шток поршня, который проходит в место пересечения впускного канала и выпускного канала. К штоку поршня присоединен механический электромагнитный зуммер для активизации вибрации штока. Зуммер приводят в действие с помощью гальванического элемента высокой энергии и включают посредством внешнего кнопочного выключателя. При вдыхании через выпускной канал и одновременном нажатии переключателя для включения электромеханического вибрационного средства через впускные каналы всасывается воздух, а воздушная струя через дополнительный впускной канал поднимает капсулу вверх вплотную к вибрационному штоку поршня. Капсула, таким образом, быстро вибрирует, при этом порошок флюидизируется и распределяется из проколотых в ней отверстий. Данная технология обычно используется при изготовлении для распределения порошка через воронку, при этом воронка вибрирует для флюидизирования порошка и перемещения его через выпускное отверстие воронки. Проколотые отверстия в капсуле представляют выпускное отверстие воронки. Воздух проходит через впускной канал, содействует извлечению порошка из капсулы и переносит данный порошок через выпускной канал в рот пользователя. Электромеханическое вибраторное средство может быть помещено под прямым углом в приемную камеру, а амплитуду и частоту вибрации можно менять для регулирования распределяющих характеристик ингалятора.
Таким образом, как отмечалось выше, вибратор ингалятора представляет собой электромеханическое устройство, состоящее из штока, приводимого в действие электромагнитным зуммером. Данное электромеханическое средство может представлять собой двигатель, приводящий в действие кулачок. Недостатком исполнения ингалятора является относительно большое механическое движение, необходимое штоку для эффективного вибрирования капсулы. Большое движение штока, как правило, приблизительно сотни микрон, необходимо вследствие эластичности стенок капсулы и инерции лекарственного вещества и капсулы.
Более того, электромагнитные зуммеры обычно имеют рабочие частоты меньше чем 5 кГц. Данная рабочая частота создает шум и, вследствие этого, нежелательна для включения в ингалятор сухого порошка с точки зрения комфорта пациента. Дополнительным недостатком электрохимических приводов является потребность в источнике высокой энергии, с требованием, таким образом, большого батарейного источника или частых замен портативного батарейного источника питания для портативных устройств. Оба данных обстоятельства не желательны с точки зрения безопасности пациента и легкости использования.
Ингалятор в первую очередь предназначен для уменьшения количества порошка, оставляемого в капсуле, относительно известных ингаляторов, указанных в описании. Однако описанное выше устройство не дезагрегирует порошок до размеров частиц или групп меньше, чем 6 микрон, что требуется для эффективной доставки лекарственного средства в легкие, точнее, как и известные ингаляторы, оно продолжает основываться на скорости воздушной струи для дезагрегирования порошка, выталкиваемого в воздушную струю, до размеров частиц, подходящих для доставки в легкие.
В еще одном известном ингаляционном устройстве жидкое лекарственное средство распыляется посредством ультразвукового устройства, как, например, пьезоэлемент. Струя воздуха, как правило, с высокой скоростью, или пропеллент, затем переносит распыленные частицы пациенту. Энергия, необходимая для распыления жидкого лекарственного средства в распылителе, чрезмерно высокая, обеспечивает доставку лекарственных веществ в легкие осуществимым только стационарным устройством. Требования высокого напряжения для приведения в действие пьезоэлемента для создания необходимого механического движения также жестко влияют на массу и размер устройства. Также неочевидно, что рабочие принципы распылителя могут быть приложены к ингаляторам сухого порошка для доставки порошкообразного лекарственного средства в легкие.
Известные устройства вследствие этого имеют ряд недостатков, которые делают не очень желательным их применение для доставки сухого порошка в легкие. Некоторыми из данных недостатков являются следующие.
Рабочие характеристики известных ингаляторов зависят от скорости потока, создаваемого пользователем. Более низкая скорость потока не приводит к полному дезагрегированию порошка и, следовательно, неблагоприятно сказывается на дозе, доставляемой пациенту.
Несовместимость в биодоступности лекарственных веществ от дозы к дозе в связи с отсутствием последовательности в процессе дезагрегации.
Большие потребности энергии для приведения в действие электромеханических ингаляторов, что увеличивает размер устройства, делая его неподходящим для портативного использования.
Еще одно известное устройство включает ингалятор, который использует вибрацию для облегчения суспендирования порошка в газ, что преодолевает вышеуказанные и другие недостатки и устраняет проблемы вышеописанных известных решений. Более конкретно, ингалятор включает пьезоэлектрический вибратор для вибрации порошка. Использован регулятор для регулирования подачи (т.е. амплитуды и/или частоты) воздействующего электричества на вибратор для обеспечения вибрации порошка, который приспособлен для оптимального суспендирования, по меньшей мере, части порошка в газ. Регулятор может обеспечить регулируемое пользователем управление для выбора пользователем частоты и/или амплитуды вибрации для оптимального суспендирования в газе порошка, используемого в настоящий момент в ингаляторе. Регулируемое пользователем управление предварительно калибруют регулятором, чтобы регулятор регулировал частоту и/или амплитуду воздействующего электричества, подаваемого на вибратор, для создания частоты и/или амплитуды, необходимых для вибрации порошка, выбираемого регулируемым пользователем управлением с целью оптимального суспендирования, по меньшей мере, части порошка в газе. Регулируемое пользователем управление может включать выбор градаций в соответствии со средним размером частиц порошка, подлежащего суспендированию в газе, и/или в соответствии с желательной частотой и амплитудой вибрации. Обычно частоту вибрации необходимо регулировать, по меньшей мере, до приблизительно 12 кГц, для оптимального суспендирования подобных обычно используемых порошкообразных лекарственных средств в газе. Частоту и амплитуду вибрации можно регулировать для оптимизации суспендирования конкретного порошкообразного лекарственного средства, подлежащего использованию.
Настоящее изобретение предоставляет усовершенствования по сравнению с известными ингаляторами, включающими пьезоэлектрические вибраторы, такие, как описаны выше. Более конкретно, авторы изобретения обнаружили, что избыточное движение непосредственно связано с преждевременной поломкой пьезоэлектрических преобразователей. Таким образом, было бы выгодно иметь обратную связь, касающуюся передвижения преобразователя в процессе работы ингаляторных устройств сухого порошка. Пьезоэлектрическую керамику, имеющую двустороннюю связь между механической силой и напряжением, можно бы было использовать одновременно в качестве устройств приведения в действие и обратной связи. Однако в небольшом, малом по стоимости устройстве, дополнительные системы обратной связи не должны быть чрезмерно большими и дорогими. Настоящее изобретение обеспечивает подобную обратную связь.
Варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют систему и способ обеспечения ингалятора сухого порошка. Один вариант осуществления системы, среди других, может быть исполнен, как изложено ниже. Система включает вибрационный механизм. Средство подачи сухого порошка функционально связано с вибрационным механизмом. Источник энергии связан с вибрационным механизмом. Датчик связан с вибрационным механизмом. Регулятор с обратной связью связан с датчиком и источником энергии. Регулятор с обратной связью регулирует энергию, подаваемую на вибрационный механизм на основании информации, предоставляемой датчиком относительно рабочих показателей вибрационного механизма.
Настоящее изобретение также предоставляет способы обеспечения регулирования с обратной связью для ингалятора сухого порошка, содержащей следующие стадии: приведение вибрационного механизма в состояние, близкое к устойчивому, с использованием первой входной мощности, удаление первой входной мощности при продолжении вибрации, по меньшей мере, части вибрационного механизма, определение вибрации вибрационного механизма после удаления входного напряжения, повторение указанных стадий приведения, удаления и определения с множеством различных входных мощностей, определение входного напряжения, создающего наибольшую обнаруженную вибрацию и расположение вибрационного механизма для дезагрегирования сухого порошка.
Другие системы и способы, признаки и преимущества настоящего изобретения будут или станут ясными квалифицированному специалисту в данной области при изучении следующих чертежей и подробного описания. Предусматривается, что все подобные дополнительные системы, способы, признаки и преимущества, будучи включенными в данное описание, находятся в пределах объема настоящего изобретения и прилагаемой формулы изобретения.
Многие аспекты изобретения могут быть лучше поняты со ссылкой на следующие чертежи. Элементы на чертежах не являются обязательно масштабированными, вместо этого акцент сделан на ясную иллюстрацию принципов настоящего изобретения. Более того, на чертежах аналогичные ссылочные номера обозначают соответствующие части на нескольких изображениях.
Фиг.1 представляет собой боковой вид поперечного сечения ингалятора в соответствии с первым иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой вид схемы системы управления вибрацией для ингалятора настоящего изобретения, показанного на Фиг.1, в соответствии с первым иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет собой блок-схему способа предоставления ингалятора сухого порошка, в соответствии с первым иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
На Фиг.1 показано, что воздух 10 или другая текучая среда входит в проход 12 для воздушного потока. Поток воздуха 10 может быть запущен за счет дыхательной активности пациента, дышащего на устройстве 2. Поток воздуха 10 двигается от дистального конца 14 ингалятора 2 через проход 12 к проксимальному концу 46 ингалятора 2. На проксимальном конце 46 ингалятора 2, с которого пациент вдыхает, может быть расположен мундштук.
Вибрационный механизм 28 расположен рядом с третьим отверстием 16 в ингаляторе 2. Вибрационный механизм 28 может включать, но без ограничения, пьезоэлектрический элемент, ультразвуковой акустический преобразователь или любой другой электромеханический вибрационный механизм. Рядом с вибрационным механизмом 28 расположен контейнер 20. Контейнер 20 и вибрационный механизм 28 находятся, по меньшей мере, достаточно близко для обеспечения возможности вибрации контейнера 20 с помощью вибрационного механизма 28. Контейнер 20 может представлять собой блистерную капсулу, как, например, блистерная капсула, описанная в патенте США 7318434, переуступленном MicroDose Technologies, Inc, описание которого включено в данную заявку во всей полноте путем ссылки. Контейнер 20 содержит порошок 50, подлежащий дезагрегированию с помощью вибрационного механизма 28. Ингалятор 2 может обеспечить возможность выбрасывать и заменять контейнер 20 после каждого использования ингалятора 2.
В ингаляторе 2 содержится схема 48 управления. Схема управления может быть выполнена в виде специализированной интегральной микросхемы и/или другой интегральной микросхемы. Схема 48 управления может иметь вид микропроцессора или дискретного электрического и электронного компонента и может включать один или более элементов, удаленно соединенных с ингалятором 2. Схема 48 управления определяет количество энергии, которое должно быть подано от источника 26 энергии на вибрационный механизм 28. Схема управления может управлять амплитудой и/или частотой энергии срабатывания, которая должна быть подана от источника 26 энергии на вибрационный механизм 28, что будет оказывать влияние на уровень вибрации вибрационного механизма 28. Энергия срабатывания может быть предоставлена посредством электрического соединения 22 между вибрационным механизмом 28 и источником энергии 26, при этом схема 48 управления, по меньшей мере, частично управляет электрическим соединением 22. Электрическое соединение 22 может включать устройство, которое трансформирует энергию постоянного тока, предоставляемую источником 26 энергии, в энергию переменного тока для вибрационного механизма 28, причем такие устройства известны специалистам в области схемного проектирования.
Вибрационный механизм 28 может включать пьезоэлектрический элемент 28, изготовленный из материала, который имеет высокочастотную, и предпочтительно, ультразвуковую резонансную частоту вибрации (например, приблизительно от 15 до 100 МГц) и создает вибрацию с определенной частотой и амплитудой в зависимости от частоты и/или амплитуды прикладываемого к нему электричества возбуждения. Примеры материалов, которые могут быть использованы для создания пьезоэлектрического элемента, включают кварцевые и поликристаллические керамические материалы, например титанат бария и цирконат-титанат свинца. Преимущественно, вибрация пьезоэлектрического элемента при ультразвуковых частотах минимизирует шум от вибрации пьезоэлектрического элемента при более низких, т.е. ниже ультразвуковых частотах.
Фиг.2 представляет собой схему системы управления вибрацией для ингалятора, показанного на Фиг.1, в соответствии с первым иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как будет понятно специалистам в данной области, хотя функциональные составные элементы, показанные на Фиг.1, относятся к одному возможному варианту осуществления настоящего изобретения, они могли бы быть подходящим образом модифицированы, изменены и/или иначе скомпонованы без выхода за пределы объема настоящего изобретения, и другие конфигурации ингалятора могут иметь преимущества от системы управления вибрацией, описанной в данной заявке.
Схема 48 управления может включать управляющий регулятор 70 и подсистему управления 72. Управляющий регулятор 70 может включать переключающий механизм для обеспечения возможности подачи энергии срабатывания от источника 26 энергии в подсистему управления 72 в зависимости от поступающих к нему сигналов от датчика 40 воздушного потока. Датчик 40 воздушного потока должен ограничивать инициирование вибрационного механизма 28 для случаев, когда кто-нибудь вдыхает с проксимального конца 46 ингалятора 2. Со схемой 48 управления может также быть использован тумблер 32 для гарантии, что источник 26 энергии осушается благодаря внешнему воздушному потоку. Другими словами, регулятор 70 обеспечивает возможность подачи энергии срабатывания от источника 26 энергии в подсистему управления 72, когда тумблер 32 устанавливают в положение «включено», а датчик 40 воздушного потока подает сигнал в управляющий регулятор 70, который показывает, что через проход для воздушного потока 12 происходит вдыхание. Однако управляющий регулятор 70 не разрешает подачу энергии срабатывания от источника 26 энергии в систему 72, когда тумблер 32 установлен на «выключено» или сигнал, подаваемый на регулятор 70 от датчика 40 воздушного потока, указывает, что не происходит вдыхание через проход для воздушного потока 12.
Когда управляющий регулятор 70 впервые разрешает подачу энергии срабатывания от источника 26 энергии в подсистему управления 72, которая может войти в состояние инициализации, в котором управляемая схема 74 для подачи предварительно определенных частоты и амплитуды энергии срабатывания задействуется для генерирования управляющих сигналов. Управляющие сигналы приводят к тому, что схема 80 накачки передает исходную требуемую частоту и амплитуду энергии срабатывания, на основании их сохраненных значений, хранящихся в памяти 82 инициализации. Управляемая схема 74 может включать генератор 76 развертки по частоте и генератор 78 частоты. Сигналы, генерируемые управляемой схемой 74, могут подаваться для зарядки схемы 80 накачки для подачи энергии срабатывания, точно определяемой управляющими сигналами, от схемы 80 накачки в вибрационный механизм 28.
Предпочтительно, исходную частоту и амплитуду воздействующего электричества, подаваемого на вибрационный механизм 28, предварительно калибруют для приведения в действие вибрационного механизма 28 в устойчивом состоянии. Как будет ясно специалистам в данной области, максимальная по существу передача вибрационной энергии от вибрационного механизма 28 порошку 50 в контейнере 20 осуществляется, когда пьезоэлектрический элемент 90 приводится в действие для вибрации в состоянии, близком к устойчивому. Было обнаружено, что следствием этого является значительное дезагрегирование и суспендирование порошка 50 из контейнера 20 во вдыхаемом пользователем воздухе. Однако, когда контейнер 20 или порошок 50 помещают на вибрационный механизм 28, масса и объем контейнера 20 с массой, объемом и определенным размером дезагрегируемого порошка 50 могут изменить вибрационные характеристики вибрационного механизма 28 и заставить вибрационный механизм 28 вибрировать с небольшим расхождением с его резонансной частотой. Полученная в результате частота может вызвать сниженную передачу вибрационной энергии порошку 50 от вибрационного механизма 28 и, тем самым, уменьшенную эффективность вибрационного механизма 28 в дезагрегировании и суспендировании порошка 50 во вдыхаемом пользователем воздухе.
В схеме 48 управления, как только возникает устойчивое состояние, подача сигнала из схемы 80 накачки останавливается. Вибрационный механизм 28 должен продолжать вибрировать вследствие своей кинетической энергии. Если вибрационный механизм 28 включает пьезоэлектрический элемент, непрерывная вибрация будет индуцировать напряжение вследствие пьезоэлектрического эффекта, который может измеряться датчиком 88, как, например, вольтметр, в первые несколько циклов после остановки подачи сигнала из схемы 80 накачки. Наблюдаемое напряжение должно быть прямо пропорционально движению пьезоэлектрического элемента 90.
Генератор 76 развертки по частоте и генератор 78 частоты систематически генерируют управляющие сигналы, отображающие многочисленные различные амплитуды и частоты электричества, для подачи в вибрационный механизм 28 схемой 80 накачки. Поскольку генератор 78 частоты "циклически проходит" различные частоты и амплитуды, а сигнал, подаваемый схемой 80 накачки, периодически прерывается, мгновенные непрерывные вибрационные характеристики вибрационного механизма 28 для каждой из данных различных частот и амплитуд обнаруживаются датчиком 88, который передает данную информацию детектору 86 пиковой мощности. Детектор 86 пиковой мощности анализирует выходные данные датчика 88 и подает сигнал регулятору 84 выборки и хранения с обратной связью, когда характеристики передачи энергии находятся на обнаруженном локальном максимуме. Регулятор 84 выборки и хранения с обратной связью устанавливает соотношение данного локального максимума с частотами и амплитудами, задаваемыми управляемой схемой 74, которые должны подаваться на вибрационный механизм 28. Регулятор 84 выборки и хранения с обратной связью может сохранять информацию в памяти 500, связанной с регулятором 84 выборки и хранения с обратной связью.
После окончания перебора значений частот и амплитуд энергии, подаваемой на вибрационный механизм 28 генератором 76 развертки по частоте и генератором 78 частоты, регулятор 84 выборки и хранения с обратной связью заставляет управляемую схему 74 циклически проходить частоты и амплитуды энергии, которые приводят к локальному максимуму, и определять, какая из данных частот и амплитуд имеет следствием обнаруженные оптимальные характеристики передачи энергии через вибрационный механизм 28.
При использовании контейнер 20 может быть проколот и сцеплен с поверхностью вибрационного механизма 28 способом, описанным прежде. Тумблер 32 помещают в положение «включено», и пользователь вдыхает воздух через проксимальный конец 46. Датчик 40 воздушного потока определяет вдыхание воздуха 10 и подает сигнал в управляющий регулятор 70, который вызывает подачу энергии в подсистему управления 72. Подсистема управления 72 затем регулирует амплитуду и частоту энергии срабатывания, подаваемой на вибрационный механизм 28 до оптимизации для оптимальной дезагрегации и суспендирования порошка 50 из контейнера 20 в воздушную струю.
Фиг.3 изображает блок-схему 200 способа предоставления ингалятора 2 сухого порошка в соответствии с первым иллюстративным вариантом осуществления изобретения. Необходимо отметить, что любые описания процесса или блоки в блок-схемах необходимо понимать как отображающие модули, сегменты, части кода или стадии, которые включают одну или более команд для осуществления специфичных логических функций в процессе, и в объем правовых притязаний настоящего изобретения включены альтернативные осуществления, в которых функции могут выполняться в порядке, отличающемся от показанного или обсуждаемого порядка, включая, по существу, одновременный или обратный порядок в зависимости от заложенной функциональности, как должно быть понятно достаточно квалифицированным специалистам в области настоящего изобретения.
На стадии 202 вибрационный механизм 28 приводят в состояние, близкое к устойчивому, с использованием первой входной мощности. Первую входную мощность удаляют, при этом продолжается вибрация, по меньшей мере, части вибрационного механизма 28 на стадии 204. Вибрацию вибрационного механизма 28 определяют после удаления входного напряжения на стадии 206. Стадии приведения, удаления и определения повторяют с множеством различных входных мощностей на стадии 208. Определяют входное напряжение, которое производило наибольшую обнаруженную вибрацию на стадии 210. Вибрационный механизм 28 располагают для дезагрегирования сухого порошка 50 на стадии 212.
Необходимо подчеркнуть, что описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения, особенно любые "предпочтительные" варианты осуществления, представляют собой всего лишь возможные примеры осуществлений, изложенные исключительно для ясного понимания принципов изобретения. Многочисленные изменения и модификации могут быть сделаны к описанным выше вариантам осуществления изобретения без выхода, по существу, за пределы сущности и принципов изобретения. Предусматривается, что все подобные модификации и изменения должны быть включены в данной заявке в пределы объема правовых притязаний данного раскрытия и настоящего изобретения и защищены следующей формулой изобретения.
1. Ингалятор сухого порошка, содержащий вибрационный механизм, средство подачи сухого порошка, функционально связанное с вибрационным механизмом, источник энергии, связанный с вибрационным механизмом, датчик, связанный с вибрационным механизмом и предназначенный для измерения его вибрации, и регулятор с обратной связью, связанный с датчиком и источником энергии, предназначенный для регулирования энергии, подаваемой на вибрационный механизм, и содержащий генератор развертки по частоте, присоединенный между источником энергии и вибрационным механизмом и предназначенный для регулирования характеристики энергии, подаваемой на вибрационный механизм.
2. Ингалятор сухого порошка по п.1, в котором вибрационный механизм дополнительно содержит пьезоэлектрический преобразователь.
3. Ингалятор сухого порошка по п.1, в котором датчик дополнительно содержит вольтметр.
4. Ингалятор сухого порошка по п.1, дополнительно содержащий запоминающее устройство, связанное с указанным регулятором и сохраняющее, по меньшей мере, одно сообщение от датчика на регулятор, касающееся, по меньшей мере, одного сообщения от регулятора источнику энергии.
5. Ингалятор сухого порошка по п.1, дополнительно содержащий детектор пиковой мощности, связанный с датчиком.
6. Ингалятор сухого порошка по п.1, в котором вибрационный механизм дополнительно содержит пьезоэлектрический преобразователь, и датчик способен определять выходное напряжение пьезоэлектрического преобразователя.
7. Ингалятор сухого порошка по п.1, в котором указанный регулятор способен согласовывать множество энергетических контуров, подаваемых на вибрационный механизм, со множеством выходных данных от датчика и необязательно устанавливать характеристику мощности множества энергетических контуров, подаваемых на вибрационный механизм, согласованную с наивысшими выходными данными из множества выходных данных датчика.
8. Способ обеспечения регулирования с обратной связью для регулирования энергии, подаваемой на вибрационный механизм в ингаляторе сухого порошка, содержащий следующие стадии:
приведение вибрационного механизма в состояние, близкое к устойчивому, с использованием первой входной мощности;
удаление первой входной мощности при продолжении вибрации, по меньшей мере, части вибрационного механизма;
определение вибрации вибрационного механизма после удаления входного напряжения;
повторение указанных стадий приведения, удаления и определения с множеством различных входных мощностей, которые отличаются по частоте;
определение входного напряжения, создающего наибольшую обнаруженную вибрацию;
расположение вибрационного механизма для дезагрегации сухого порошка.
9. Способ по п.8, в котором стадии расположения вибрационного механизма предшествует стадия удаления первой вводной мощности.
10. Способ по п.8, в котором стадия приведения вибрационного механизма дополнительно содержит приведение в действие пьезоэлектрического преобразователя для вибрации.
11. Способ по п.9, в котором различные входные мощности отличаются по величине.
12. Способ по п.8, дополнительно содержащий стадию согласования множества различных входных мощностей с множеством различных определенных вибраций.
