專利名稱：藥物噴射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括吸入器等的藥物噴射設(shè)備，用于噴射將要由 用戶吸入的藥物。
背景技術(shù)：
藥物噴射設(shè)備能在使用信息數(shù)據(jù)庫比如電子圖表時(shí)最優(yōu)地治療用 戶。藥物噴射設(shè)備具有用于存儲(chǔ)關(guān)于各個(gè)用戶的信息(包括醫(yī)學(xué)圖表 和用戶處方的信息)的存儲(chǔ)單元，以及用于將藥物作為細(xì)小液滴噴射
出去的噴射單元。例如，國(guó)際公開WO 95/01137和國(guó)際公開 WO02/04043公開了一種具有噴射控制單元的藥物噴射設(shè)備，該噴射
使得用戶能根據(jù)處方信息吸入藥物。
這種藥物噴射設(shè)備應(yīng)該有效地給各個(gè)用戶給藥，同時(shí)精確地控制 藥物的應(yīng)用劑量和劑量給藥間隔。
為此，發(fā)明了一種方法，其包括通過使用噴墨系統(tǒng)的噴射原理將 預(yù)定數(shù)目的具有適當(dāng)尺寸的液滴形式的藥物噴射入將要通過承口吸入 的氣流中。該方法還能均勻化顆粒尺寸。然而，為了使藥物被吸入身 體內(nèi)，重要的是液滴必須具有非常小的尺寸，比如幾微米。為此，噴 頭的孔也要求具有尺寸為幾微米的直徑。那么，在藥物通過同一噴頭 吸入數(shù)次時(shí)，在前面的噴射中留下的藥物沉積在一些孔(噴嘴)的內(nèi) 壁上并且容易堵塞孔。于是，在下次吸入中剩下更少量的可噴射孔， 因此通過驅(qū)動(dòng)噴頭與前次噴射相同的時(shí)間而噴射的藥物的量有時(shí)比要 噴射的預(yù)定量小。
另外，如果液體室的內(nèi)壁表面在藥物裝入液體室時(shí)不是充分地濕 潤(rùn)，那么就存在著藥物不能充分地填滿噴頭液體室的情況。因此，在噴射早期中，噴射量將比期望的噴射量要少。在使用熱能或壓電能量的普通打印機(jī)等的噴頭中，這個(gè)問題通過對(duì)噴頭進(jìn)行時(shí)效處理以充分地使噴射元件的表面對(duì)墨水而言可濕潤(rùn)并且然后在運(yùn)送之前將墨水裝入噴頭來阻止。
另一方面，吸入器是用于讓用戶吸入藥物的設(shè)備，因此藥物只是在吸入之前裝入噴射單元以便防止藥物失效。藥物這時(shí)首先與液體室的內(nèi)壁表面相接觸，這將引起上述問題。因此，吸入器不能噴射預(yù)定量的藥物，并且?guī)缀醪荒茏層脩粑腩A(yù)定量的藥物。
換言之，當(dāng)一直在開始確定的驅(qū)動(dòng)條件下通過驅(qū)動(dòng)噴頭來噴射藥物同時(shí)假定每單位時(shí)間的藥物噴射量在整個(gè)噴射操作持續(xù)期間恒定時(shí)，實(shí)際上不能精確地噴射預(yù)定量的藥物(一般由開藥的醫(yī)生確定)。這是因?yàn)槊繂挝粫r(shí)間的藥物噴射量受到上述因素的影響，并且即使藥物在恒定的驅(qū)動(dòng)條件下噴射也不能恒定。
如果能就地精確地測(cè)量從噴頭噴射的藥物量并且在已經(jīng)噴射預(yù)定量的藥物之后停止驅(qū)動(dòng)噴頭，就不會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題。然而，在目前的條件之下這是困難的。
因而，藥物噴射設(shè)備存在未解決的問題，即用戶不能吸入所需量的藥物，原因是沒有從孔噴射預(yù)設(shè)的量，并且事實(shí)上難以實(shí)際使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)常規(guī)技術(shù)的上述未解決的問題而設(shè)計(jì)，并且旨在提供一種藥物噴射設(shè)備，其穩(wěn)定了噴射入承口的流動(dòng)路徑的藥物噴射量并且能充分地控制將要施加至用戶的藥物的劑量。
考慮到上述問題，根據(jù)本發(fā)明用于噴射將要由用戶吸入的藥物的藥物噴射設(shè)備包括用于噴射藥物的藥物噴射部分；用于測(cè)量從藥物噴射部分噴出的藥物噴射量的測(cè)量部分；以及控制器，該控制器基于測(cè)量部分測(cè)量的值用于驅(qū)動(dòng)藥物噴射部分以便噴射相應(yīng)于要施加的藥物量和藥物噴射量之間差異的藥物量。
根據(jù)本發(fā)明的藥物噴射設(shè)備能比以前更精確并且更可靠地噴射將
4要由用戶吸入的藥物的施加劑量。例如，藥物噴射設(shè)備能通過測(cè)量先前吸入時(shí)間中的藥物噴射量并且調(diào)節(jié)后續(xù)步驟中的噴射操作持續(xù)時(shí)間來維持穩(wěn)定的藥物噴射量，并且因此能適當(dāng)?shù)乜刂剖┘又劣脩舻乃幬飫┝俊?br> 本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從以下結(jié)合附圖的描述中變得明顯，在全部附圖中相同的參考符號(hào)表示相同或類似部件。


圖1是示出作為根據(jù)本發(fā)明的藥物噴射設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例(示例性實(shí)施例1)的吸入器的透視外觀圖。
圖2是示出圖1中的設(shè)備在進(jìn)出口蓋打開的狀態(tài)下的透視外觀圖。圖3是僅示出圖1中的設(shè)備的藥物噴射單元的透視外觀圖。圖4是示出圖1中的設(shè)備在用藥物填充之前的狀態(tài)的截面圖。圖5是示出圖1中的設(shè)備在用藥物填充之后的狀態(tài)的截面圖。圖6是示出根據(jù)示例性實(shí)施例1的吸入步驟的流程圖。圖7是示出示例性實(shí)施例2的設(shè)備在用藥物填充之前的狀態(tài)的截面圖。
圖8是示出圖7中的設(shè)備在用藥物填充之后的狀態(tài)的截面圖。圖9A是用于描述圖7設(shè)備中的測(cè)量部分的動(dòng)作的視圖，測(cè)量部
分光學(xué)地測(cè)量每單位時(shí)間的噴射量。
圖9B是用于描述圖7設(shè)備中的測(cè)量部分的動(dòng)作的視圖，測(cè)量部
分光學(xué)地測(cè)量每單位時(shí)間的噴射量。
圖IO是示出示例性實(shí)施例2的一個(gè)變化的視圖。
圖11是示出示例性實(shí)施例2中的吸入步驟的流程圖。
圖12是示出噴射校正部分的電路構(gòu)造的視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將根據(jù)附圖具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。(示例性實(shí)施例1)圖1是示出作為根據(jù)本發(fā)明的藥物噴射設(shè)備的 一個(gè)示例的吸入器
的透視外觀圖。噴射器的主體具有由殼體1和進(jìn)出口蓋2形成的外殼。進(jìn)出口蓋2設(shè)有鉤元件3，用于如圖2所示那樣鎖閉。承口4可移除地附著至殼體l。
進(jìn)出口蓋2的鉤元件3構(gòu)造為鎖閉在一鉤軸上，該鉤軸與由彈簧推動(dòng)的鎖閉釋放按鈕5—起工作。在進(jìn)出口蓋2打開時(shí)，推動(dòng)鎖閉釋放按鈕5。因此，通過在打開進(jìn)出口蓋2的方向上工作的彈簧的力，鉤的鎖閉被解鎖并且進(jìn)出口蓋2打開。進(jìn)出口蓋2具有安裝于其上的顯示單元10以便顯示施加的劑量、每天的時(shí)刻以及誤差信息。進(jìn)出口蓋2還具有安裝為使得用戶能設(shè)定劑量等的菜單變化按鈕11 、設(shè)定按鈕的向上按鈕12、向下按鈕13以及確定按鈕14。
圖2示出吸入器在其進(jìn)出口蓋2打開的狀態(tài)。在進(jìn)出口蓋2打開時(shí)，與噴射部分和儲(chǔ)存器集成的藥物噴射單元6以及承口 4顯現(xiàn)。藥物噴射單元6可從設(shè)備移除，并且可以每次在吸入之前/吸入之后附著/脫離，或在多次吸入之后僅剩下少量藥物時(shí)被替換。
藥物噴射單元6設(shè)有在軟性容器中容納藥物的儲(chǔ)存器7、用于噴射藥物的藥物噴射部分的噴頭部分8、以及具有電連接表面9a的電連接部分9，該電連接部分9將用于產(chǎn)生熱能的電力供應(yīng)至安裝在噴頭部分8中的加熱器，如圖3所示。作為二次電池的可充電電池保持于吸入器的主體內(nèi)部并且將電能供應(yīng)至電連接表面9a。
在圖3中，用于在其中存儲(chǔ)藥物的儲(chǔ)存器7和用于噴射藥物的噴頭8集成在一起以形成具有盒狀形狀的藥物噴射單元6，但是儲(chǔ)存器7和噴頭8也可分開布置。
根據(jù)本發(fā)明的藥物噴射部分(噴頭部分8)能具有任意的噴射能量產(chǎn)生元件。換言之，藥物噴射部分能采用任何噴射原理，包括粉末噴射型、MDI型、噴射型噴霧器、超聲波型噴霧器、網(wǎng)眼型噴射器、使用凸輪的擠出系統(tǒng)以及噴墨系統(tǒng)，這些并不是排他的。上述噴墨系統(tǒng)以寬泛的意義看待，并且包括噴射藥物的情況。噴射能量產(chǎn)生元件能采用例如將熱能施加至藥物的電熱換能器，或施加機(jī)械能的機(jī)電換能器。換言之，用于噴射藥物的方法包括例如借助于電熱換能器的使
用來施加熱能(熱噴射型)從而通過噴射噴嘴噴射藥物的方法；以及借助于從機(jī)電換能器(例如壓電元件)產(chǎn)生的振動(dòng)壓力的使用將機(jī)械能施加至藥物從而通過噴射噴嘴噴射藥物的方法。噴射方法能根據(jù)藥物的類型等來選擇。
在釆用熱噴射型時(shí)，各個(gè)藥物噴射單元的優(yōu)點(diǎn)是噴射噴嘴的孔徑有很高的尺寸精度、用于噴射的熱脈沖和電熱換能器的微加熱器的高熱量，以及噴射的高度可重復(fù)性。因此，熱噴射型能獲得液滴尺寸的狹窄分布。熱噴射型使得噴頭的生產(chǎn)成本很低并且足以應(yīng)用于需要頻繁更換頭部的小型設(shè)備。因此，在要求便攜或方便時(shí)，藥物噴射設(shè)備能特別地釆用熱噴射型的噴射設(shè)備。
本發(fā)明中要使用的藥物的概念不僅包括具有藥理和生理作用的醫(yī)藥化合物的藥物，而且還包括用于香料或調(diào)味品、染料和顏料的成分。藥物可以是液體或粉末。
本發(fā)明中要使用的液體藥物意味著液體形式的藥物或包括藥物的液體介質(zhì)。藥物還可包括任意的添加劑。藥物可形成溶液、分散體、乳劑、懸浮液或液漿中的任何一種并且最好在液體中均勻化。
在液體藥物用作藥物時(shí)，液體的主要介質(zhì)能是水或有機(jī)物質(zhì)，但
是考慮到施加至活體的緣故更適合地是水。
圖4示出圖1中的設(shè)備的橫截面。在圖中，承口4具有用于吸入的氣流路徑20和用于將從藥物噴射單元6噴射的液滴與氣流路徑20中的吸入氣流相混合的開口 21。氣流路徑20在與承口 4相對(duì)的一側(cè)中的端部是用于吸入外部空氣以便在用戶已吸入藥物時(shí)產(chǎn)生氣流的進(jìn)氣口 。吸入器最好使用戶的吸入與液滴噴射同步以使得用戶能有效地吸入藥物。為此，吸入器最好檢測(cè)用戶的吸入并且響應(yīng)于吸入感應(yīng)信號(hào)來開始噴射，并且因此在控制基片(控制器)18中具有壓力傳感器17,作為用于檢測(cè)通過用戶的吸入在氣流路徑20中產(chǎn)生的負(fù)壓的傳感器。承口4還具有連通孔22，其使得壓力傳感器17與氣流路徑20相通。連通孔22通過壓力檢測(cè)噴嘴16與壓力傳感器17相通。
7控制基片18在其上具有使用三軸加速系統(tǒng)的傾斜傳感器19。傾斜傳感器19用于校正藥物的剩余量以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，并且還用來讓用戶以適當(dāng)?shù)淖藨B(tài)吸入藥物。在傾斜傳感器19顯示已經(jīng)檢測(cè)到異常的結(jié)果時(shí)，吸入器能在布置于進(jìn)出口蓋2上的顯示單元10上顯示姿態(tài)的異常，并且通過使用聲音、從振動(dòng)馬達(dá)傳送的振動(dòng)或LED的照明等將異常通知用戶。而且，至少控制基片18具有用于存儲(chǔ)處方數(shù)據(jù)的RAM和閃存(flash ROM )、用于存儲(chǔ)吸入器操作程序的ROM;以及用于基于布置于其上的ROM和RAM中的數(shù)據(jù)來控制吸入器的CPU。控制器的控制基片18計(jì)算包括將稍后描述的噴射操作持續(xù)時(shí)間的噴射條件，并且控制用于噴頭的驅(qū)動(dòng)。
儲(chǔ)存器7在藥物噴射單元6附著至吸入器的主體之前沒有與藥物噴射單元6中的噴頭部分8相連接。其目的是防止藥物失效和已經(jīng)考慮到藥物安全性的目的。存儲(chǔ)器7具有薄膜，比如結(jié)合在其噴頭部分一側(cè)的鋁箔，以防止藥物從儲(chǔ)存器7泄漏。噴頭部分8具有噴頭8a(噴射單元)，其具有加熱器、液體室以及噴嘴(孔)。用于將藥物裝入噴頭8a的連接管8b具有尖頂形狀的端部以便穿透存儲(chǔ)器7的薄膜并且裝入藥物。厚膠質(zhì)板可用來代替薄膜，因?yàn)榘寤虮∧H需要防止液體的泄漏并且使存儲(chǔ)器7與噴頭8a相通。在采用厚膠質(zhì)板時(shí)，連通管8b可由不銹鋼制成并且具有像針一樣的細(xì)長(zhǎng)形狀。這種結(jié)構(gòu)能允許連通管8b被插入和拔出數(shù)次。當(dāng)吸入器在長(zhǎng)時(shí)間之后再次使用時(shí)，必須防止藥物與空氣接觸。在這種情況下，這種結(jié)構(gòu)非常有用。
布置于殼體1中的升降壓縮馬達(dá)33旋轉(zhuǎn)馬達(dá)齒輪34以使得存儲(chǔ)器7接近噴頭部分8的連通管8b。然后，從動(dòng)齒輪35旋轉(zhuǎn)。從動(dòng)齒輪35具有形成于內(nèi)徑側(cè)中的螺旋狀槽。螺桿軸36布置為與螺旋狀槽相嚙合。作為測(cè)量部分的應(yīng)變儀(剩余量測(cè)量裝置)37放置于螺桿軸36的末梢。螺桿軸36推動(dòng)存儲(chǔ)器7穿過與螺桿軸36 —體成形以包圍應(yīng)變儀的存儲(chǔ)器升降部分38，并且使存儲(chǔ)器7與噴頭部分8的連接管8b連接?？刂破髟谶@時(shí)監(jiān)控施加至應(yīng)變儀37的負(fù)載，并且使螺桿軸36將藥物裝入噴頭8a。圖5示出其中藥物已經(jīng)完全被裝入的狀態(tài)。
8現(xiàn)在將參照?qǐng)D6所示的流程圖描述根據(jù)本實(shí)施例的吸入器的動(dòng)作。
在步驟sooi (開始)中，吸入器設(shè)定在能由用戶接通電源開關(guān)的
操作而開始使用的狀態(tài)。在開始狀態(tài)之后，吸入器檢查藥物噴射單元
6是否插入其中(S002:噴射單元在其上？)。在藥物噴射單元6沒有 插入其中時(shí)，吸入器顯示通知用戶缺少藥物噴射單元6的警告(S016: 警告，替換噴射單元)、關(guān)閉電源(S018:電源斷開)、并且完成其動(dòng) 作(S019:結(jié)束)。
在采用例如用于噴射藥物的熱噴射型的藥物噴射單元6時(shí)，能采 用一種測(cè)量加熱器(其作為噴射能量產(chǎn)生單元)的歐姆值的方法作為 藥物噴射單元6的檢測(cè)單元。
在檢測(cè)單元已經(jīng)檢測(cè)到存在藥物噴射單元6時(shí)，吸入器檢查設(shè)備 主體中電池的剩余量(S003:電池剩余量很好？)。在剩余量不足時(shí)， 吸入器顯示電池需要替換或充電的信息(S017:警告，替換電池)，關(guān) 閉電源(S018:電源斷開)，并且完成其動(dòng)作(S019:結(jié)束)。在吸入 器確定電池的剩余量足夠至少用于 一次吸入動(dòng)作時(shí)，用戶接通電源 (S004:電源接通)，并且設(shè)定初始條件(S005:初始化)。
在完成設(shè)定初始條件之后，可要求用戶自己輸入藥物的劑量(S005 -1:輸入藥物劑量)。 一般，醫(yī)生的處方數(shù)據(jù)中的劑量會(huì)自動(dòng)地設(shè)定 于吸入器中，但是用戶可改變例如胰島素的劑量，在考慮到用戶吸入 藥物時(shí)熱量的攝取和消耗的情況下。
升降壓縮馬達(dá)33在將存儲(chǔ)器7移動(dòng)至噴頭8a—側(cè)的方向上驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)齒輪34、從動(dòng)齒輪35以及螺桿軸36。然后，存儲(chǔ)器7由存儲(chǔ)器 升降部分38向上推動(dòng)以移動(dòng)至噴頭8a—側(cè)。在存儲(chǔ)器7移動(dòng)時(shí)，連 接管8b穿透粘貼在存儲(chǔ)器7上的薄膜，并且存儲(chǔ)器7開始將藥物裝入 噴頭部分8。升降壓縮馬達(dá)33還移動(dòng)來將藥物裝入噴頭8a的噴嘴中， 這是裝入步驟。由于噴嘴具有幾微米的孔徑，施加至應(yīng)變儀37上的負(fù) 栽在噴嘴被藥物填充時(shí)顯著改變。吸入器監(jiān)控這種變化。在檢測(cè)到這 種變化時(shí)，吸入器確定噴頭8a已經(jīng)完全由藥物填充(S006:馬達(dá)驅(qū)動(dòng)施壓和S007:負(fù)載檢測(cè))。
隨后，吸入器測(cè)量藥物的重量損失(S008:重量損失測(cè)量)。在這 個(gè)步驟，吸入器測(cè)量存儲(chǔ)器7中藥物的剩余量(剩余藥物量)并且通 過比較測(cè)量到的剩余量與上次測(cè)量到的剩余量的值來計(jì)算由于噴射造 成的重量損失，即藥物噴射量。換言之，本實(shí)施例中的剩余量測(cè)量裝 置(應(yīng)變儀37)相當(dāng)于用于測(cè)量通過噴頭8a噴射的藥物噴射量的測(cè) 量部分。另外，連接至升降壓縮馬達(dá)33的旋轉(zhuǎn)編碼器39不是用于檢 測(cè)藥物剩余量的必要構(gòu)造。然而，設(shè)定旋轉(zhuǎn)編碼器39能檢測(cè)存儲(chǔ)器升 降部分38的位置。因此，存儲(chǔ)器升降部分38能被向上推動(dòng)任意的規(guī) 定量，并且如果在此情況下應(yīng)變儀37的負(fù)載沒有變化，能檢測(cè)到從升 降壓縮馬達(dá)33至螺桿軸36的存儲(chǔ)器升降機(jī)構(gòu)被認(rèn)為是異常的。
在較小的便攜吸入器的情況下，設(shè)備的主體可在應(yīng)變儀37測(cè)量負(fù) 栽時(shí)傾斜。在這種情況下，設(shè)備基于設(shè)備的主體的傾斜來校正藥物的 重量以提高測(cè)量藥物剩余量的精確性。具體地，存儲(chǔ)器7布置于應(yīng)變 儀37上方，并且設(shè)備的主體從豎直方向傾斜得越多，重量分量減少得 越多；因此，應(yīng)變儀37根據(jù)主體的傾斜度輸出較低值，即使噴頭8a 填充有藥物；并且然后吸入器考慮相對(duì)于豎直方向的傾斜來增加重量 以才交正由于傾斜造成的縮減。
根據(jù)本發(fā)明的藥物噴射設(shè)備的特征在于該設(shè)備驅(qū)動(dòng)噴頭以便基于 測(cè)量部分中的測(cè)量值噴射其量相應(yīng)于要施加的藥物量和藥物的噴射量 之間差值的藥物。如上所述，要施加的藥物量分兩次吸入，這是用于 施加恒定的藥物噴射量的具體示例。現(xiàn)在將描述這個(gè)示例。要施加的 藥物量是由用戶通過一 系列吸入動(dòng)作所服用的藥物劑量。這個(gè)值如上 所述由用戶或醫(yī)生設(shè)定并輸入。這個(gè)量有時(shí)被稱為以下描述中的總劑 量。最初，吸入器檢測(cè)剩余量(S008:重量損失測(cè)量)并且與先前剩 余量相比計(jì)算重量損失(S009:剩余量存在)。這個(gè)情況是第一次吸入， 以使得重量損失為零。接著，吸入器計(jì)算用于噴射總劑量的一半劑量 的噴射操作持續(xù)時(shí)間(S010:噴射操作持續(xù)時(shí)間計(jì)算)，并且等待吸入 開始(S011:準(zhǔn)備)。在上面的描述中，"噴射操作持續(xù)時(shí)間"意思是在一個(gè)吸入操作的必要時(shí)期中，第一脈沖已經(jīng)施加至噴射能量產(chǎn)生元 件之后以及在施加最終脈沖之前的時(shí)間段，即意思是其中施加用于產(chǎn) 生噴射能量的脈沖串的時(shí)間段。
在已經(jīng)檢測(cè)到吸入時(shí)，吸入器執(zhí)行噴射(S012:吸入啟動(dòng))。這時(shí)， 吸入器顯示處于噴射的信息(S013:處于噴射)。吸入器可具有通過由 振動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的振動(dòng)和/或聲音將該信息通知用戶的單元。在已經(jīng)完成 用于作為第一次吸入所計(jì)算的噴射操作持續(xù)時(shí)間的噴射時(shí)，吸入器停 止噴射(S014:噴射完成)。接著，吸入器返回至步驟S006的馬達(dá)驅(qū) 動(dòng)壓縮步驟，加壓存儲(chǔ)器7，并且檢測(cè)剩佘量(S008:重量損失計(jì)算)。 藥物的剩佘量應(yīng)當(dāng)大約是一半，但是可以不同于計(jì)劃的重量損失，原 因是第一次藥物噴射量由于噴頭8a的狀態(tài)的影響而變化。第一次吸入 中每單位時(shí)間的噴射量能通過用計(jì)算的噴射操作持續(xù)時(shí)間除實(shí)際噴射 藥量來計(jì)算。然后，吸入器計(jì)算將要通過噴頭8a噴射的第二次噴射操 作持續(xù)時(shí)間(S010:噴射操作持續(xù)時(shí)間計(jì)算)以便噴射如此量的藥物 以使得在加上笫一次吸入量時(shí)滿足總劑量。具體地，第二次噴射操作 持續(xù)時(shí)間通過(總劑量-第一次實(shí)際施加的劑量)/(第一次中每單位 時(shí)間的噴射量)來計(jì)算，原因是預(yù)期藥物在第二次噴射中將以與第一 噴射中每單位時(shí)間的噴射量大致相同的速度噴射。隨后的步驟是與第 一次相同的步驟。從而，吸入器能控制噴射單元以使得該單元能補(bǔ)償 藥物噴射量的誤差，具體地，能保持總噴射量恒定。然后，吸入器檢 查第三次檢查步驟的藥物剩余量(S009:剩余量存在)。當(dāng)在該步驟中 剩余量為零時(shí)，即，藥物的重量損失等于或大于劑量時(shí)，吸入器認(rèn)為 不再存在要施加的任何藥物，將藥物剩余量存儲(chǔ)在控制基片18上的閃 存中，關(guān)閉電源(S018:斷開電源)，并且完成這個(gè)動(dòng)作(S019:結(jié) 束)。
在已經(jīng)確定要施加的藥物仍然剩余時(shí)，吸入器在步驟S010中計(jì)算 噴射操作持續(xù)時(shí)間，并且用戶將再次吸入藥物。吸入器可具有如此的 結(jié)構(gòu)以便允許用戶在步驟S005 - 1中根據(jù)其自己的肺活量設(shè)定吸入的 次數(shù)，當(dāng)兒童、老人以及性別的個(gè)體之間存在肺活量的差別時(shí)。
ii在上面的描述中，吸入器設(shè)定為在第一次吸入中噴射總荊量的一 半，但是第一次噴射量不限于此。例如，吸入器可設(shè)定為在笫一次吸
入中噴射總劑量的2/3。在這種情況下，吸入器從由于第一次吸入的重 量損失(相應(yīng)于總劑量的重量的大約2/3 )和噴射操作持續(xù)時(shí)間計(jì)算噴 射速度，并且基于這個(gè)速度計(jì)算接下來的大約1/3劑量的噴射操作持 續(xù)時(shí)間。吸入器能在第一次吸入中噴射總劑量的1/2或更多，以便高 精確度地噴射總劑量。
吸入器可根據(jù)類似的原理將其噴射動(dòng)作分為三次或更多次。這個(gè) 實(shí)施例現(xiàn)在將在下面用具體數(shù)值進(jìn)行描述?？倓┝吭O(shè)定為21^L。吸 入器計(jì)算的噴射操作時(shí)間為1.2秒并且驅(qū)動(dòng)頻率為10kHz,以便在第 一次吸入中噴射10.5//L (S010:噴射操作持續(xù)時(shí)間計(jì)算)。吸入器噴 射藥物1.2秒，然后用應(yīng)變儀37測(cè)量藥物噴射量(S008:重量損失計(jì) 算)。實(shí)際噴射量是9〃L。換言之，吸入器以9/1.2-7,5 ( aL/s)的速 度噴射藥物，這個(gè)數(shù)值是每單位時(shí)間的藥物噴射量。然后，吸入器根 據(jù)以下計(jì)算等式計(jì)算第二次的噴射操作持續(xù)時(shí)間(S010:噴射操作持
續(xù)時(shí)間計(jì)算)。
(21-9) /7.5=1.6秒
由于已經(jīng)通過控制器驅(qū)動(dòng)噴頭以噴射1.6秒，吸入器能可靠地高 準(zhǔn)確度地噴射總劑量。
(實(shí)施例2)
圖7示出根據(jù)實(shí)施例2的吸入器的橫截面。根據(jù)本實(shí)施例的吸入 器采用投影儀41和42以及光接收器43和44,它們是用于光學(xué)地測(cè) 量藥物噴射單元6的噴射速度(每單位時(shí)間的噴射量)的速度測(cè)量單 元，替代用于測(cè)量存儲(chǔ)器7中的藥物剩余量(作為用戶一次吸入中的 藥物噴射量)的應(yīng)變儀37。除了上述以外，吸入器具有與實(shí)施例l的 情況相同的構(gòu)造。
承口 4具有開口 21，用于將從藥物噴射單元6噴射的液滴與承口 4中的吸入氣流相混合。吸入器最好將用戶的吸入與液滴的噴射同步
12以使得用戶能有效地吸入藥物。為此，吸入器最好檢測(cè)用戶的吸入并
且響應(yīng)于吸入檢測(cè)信號(hào)來開始噴射，并且因此在控制基片18中具有作 為吸入檢測(cè)傳感器的壓力傳感器17。承口 4還具有連通孔22，其與氣 流路徑20相通用于吸入。連通孔22通過壓力檢測(cè)噴嘴16與壓力傳感 器17相通。
儲(chǔ)存器7在藥物噴射單元6附著至吸入器的主體之前沒有與藥物 噴射單元6中的噴頭部分8相連接。其目的是防止藥物失效和已經(jīng)考 慮到藥物安全性的目的。
升降壓縮馬達(dá)33旋轉(zhuǎn)馬達(dá)齒輪34以使存儲(chǔ)器7接近噴頭部分8 的連通管8b。然后，從動(dòng)齒輪35旋轉(zhuǎn)。從動(dòng)齒輪35具有形成于內(nèi)徑 側(cè)中的螺旋狀槽。螺桿軸36布置為與螺旋狀槽相嚙合。在螺桿軸36 的末端中，布置了用于擠壓存儲(chǔ)器7的包裝7a的板40。升降壓縮馬 達(dá)33旋轉(zhuǎn)以向下移動(dòng)螺桿軸36。然后，板40擠壓包裝7a以使連通 管8b穿透薄膜7b并且使得噴頭部分8的連通管8b連接至存儲(chǔ)器7。 在連接之后，旋轉(zhuǎn)編碼器39控制螺桿軸36的移動(dòng)距離并且使得板40 將特定量的藥物裝入噴頭8a中。圖8示出其中藥物完全裝入的狀態(tài)。
藥物的水平從圖8中的噴射開始狀態(tài)逐漸下降。然后，從投影儀 (第一水平)41發(fā)出的信號(hào)光到達(dá)光接收器(第一水平)43。圖9A中 示出此時(shí)的狀態(tài)。隨著吸入器繼續(xù)噴射，藥物的水平進(jìn)一步下降。然 后，從投影儀(第二水平)42發(fā)出的信號(hào)光到達(dá)光接收器(第二水平) 44。圖9B示出此時(shí)的狀態(tài)。
投影儀和光接收器能用如圖10中所示的反射投影儀和光接收器 (第一水平45以及投影儀和光接收器(第二水平)46來替換，如果它 們足以提供信噪比(S/N比)的話。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D11所示的流程圖描述根據(jù)本實(shí)施例的吸入器的動(dòng)作。
首先，吸入器設(shè)定在能通過用戶接通電源開關(guān)來開始使用的狀態(tài) (S001:開始)。在開始狀態(tài)之后，吸入器檢查藥物噴射單元6是否插 入其中(S002:噴射單元在其上？)。在藥物噴射單元6沒有插入其中時(shí)，吸入器顯示用于通知用戶缺少藥物噴射單元6的警告(S016:警 告，替換噴射單元)，關(guān)閉電源(S018:斷開電源)，并且結(jié)束其動(dòng)作 (S019:結(jié)束)。
在藥物噴射單元6釆用例如用于噴射藥物的熱噴射型時(shí)，測(cè)量作 為噴射能量產(chǎn)生單元的加熱器的歐姆值的方法能用作藥物噴射單元6 的檢測(cè)單元。
在檢測(cè)單元已經(jīng)檢測(cè)到存在藥物噴射單元6時(shí)，吸入器檢查設(shè)備 主體中電池的剩余量(S003:電池剩余量很好？)。在剩余量不足時(shí)， 吸入器顯示需要替換電池或充電的信息(S017:警告，替換電池)，切 斷電源(S018:電源斷開)，并且完成其動(dòng)作(S019:結(jié)束)。在吸入 器確定電池的剩余量至少用于一次吸入動(dòng)作是足夠的時(shí)，用戶開啟電 源(S004:電源開啟)，并且i殳定初始條件(S005:初始化)。
在設(shè)定初始條件已經(jīng)完成之后，需要用戶自己輸入劑量(S005 - 1: 輸入藥物劑量)。 一般，醫(yī)生處方數(shù)據(jù)中的劑量會(huì)自動(dòng)地設(shè)定于吸入器 中，但是用戶可在考慮到用戶吸入藥物時(shí)的熱量攝取和消耗的情況下 改變例如胰島素的劑量。
升降壓縮馬達(dá)33在如此方向上驅(qū)動(dòng)馬達(dá)齒輪34、從動(dòng)齒輪35以 及螺桿軸36以將存儲(chǔ)器7移動(dòng)至噴頭8a—側(cè)。然后，存儲(chǔ)器7移動(dòng) 至噴頭8a—側(cè)。在存儲(chǔ)器7移動(dòng)時(shí)，連接管8b穿透粘著在存儲(chǔ)器7 上的薄膜，并且存儲(chǔ)器7開始將藥物裝入噴頭部分8。升降壓縮馬達(dá) 33還移動(dòng)來將藥物裝入噴頭8a的噴嘴中，這是裝入步驟。旋轉(zhuǎn)編碼 器39監(jiān)控馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)，并確定具有預(yù)定劑量的液體藥物已經(jīng)供應(yīng)至液 體噴射單元6，即，噴頭8a已經(jīng)完全用藥物填充(S006:馬達(dá)驅(qū)動(dòng)加 壓)。在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時(shí)，吸入器檢查螺桿軸36的旋轉(zhuǎn)完成檢測(cè)信號(hào)的存 在與否(S020 )。在檢測(cè)信號(hào)接通時(shí)，馬達(dá)不能再旋轉(zhuǎn)螺桿軸。因此， 吸入器顯示存儲(chǔ)器7為空的警告以通知用戶這個(gè)事實(shí)(S027:警告， 替換存儲(chǔ)器)，切斷電源(S018:斷開電源)，并且完成其動(dòng)作(S019: 結(jié)束)。在螺桿軸36的旋轉(zhuǎn)完成檢測(cè)信號(hào)斷開時(shí)，吸入器準(zhǔn)備吸入， 即，處于準(zhǔn)備狀態(tài)(S011:準(zhǔn)備)。在用戶開啟吸入開關(guān)時(shí)(S012:吸入開啟)，吸入器開始從噴頭8a噴射藥物(S013:噴射開始)。 接下來，將描述測(cè)量藥物噴射速度的步驟。
吸入器開始噴射藥物(S013:噴射開始)。在藥物逐漸減少時(shí)，首 先檢測(cè)第一水平(S021:第一水平檢測(cè))。吸入器測(cè)量檢測(cè)到的時(shí)間 (S022:噴射操作持續(xù)時(shí)間測(cè)量開始)。在藥物進(jìn)一步減少時(shí)，檢測(cè)第 二水平(S023:第二水平檢測(cè))。吸入器測(cè)量檢測(cè)到的時(shí)間(S024: 噴射操作持續(xù)時(shí)間測(cè)量完成，剩余噴射操作持續(xù)時(shí)間計(jì)算)。檢測(cè)到的 時(shí)間之間的每單位時(shí)間藥物噴射量能通過測(cè)量將水平從第 一水平移動(dòng) 至第二水平所需的時(shí)間段來計(jì)算，因?yàn)樗幬飮娚鋯卧?的第一水平和 第二水平之間包含的藥物量是已知的，這在圖9A和9B中示出。包含 于第二水平和噴糸8a的表面之間的藥物量已經(jīng)預(yù)先已知，因此剩余噴 射操作持續(xù)時(shí)間通過用上述計(jì)算的每單位時(shí)間的藥物噴射量除第二水 平和噴頭8a的表面之間包含的藥物量來計(jì)算出。因此，吸入器能控制 噴射單元以使得該單元能補(bǔ)償藥物噴射量的誤差，具體地，能保持總 噴射量不變。
隨后，吸入器開始測(cè)量剩余噴射操作持續(xù)時(shí)間(S025:剩余噴射 操作持續(xù)時(shí)間測(cè)量開始)，并確定時(shí)間是否已到(S026:時(shí)間已到)。 在確定時(shí)間已到時(shí)，吸入器完成噴射(S014:噴射完成)；在控制基片 18上的閃存中存儲(chǔ)藥物剩余量以及藥物噴射記錄(每天的噴射時(shí)間和 噴射量)，關(guān)閉電源(S018:電源關(guān)閉)，并且完成其動(dòng)作(S019:結(jié) 束)。
控制基片18的CPU中的時(shí)鐘功能承擔(dān)時(shí)間測(cè)量部分(計(jì)時(shí)器) 的工作，其測(cè)量第一水平和第二水平之間的轉(zhuǎn)變時(shí)間，并且控制噴頭 的驅(qū)動(dòng)時(shí)間段(噴射操作持續(xù)時(shí)間)。上述動(dòng)作與實(shí)施例1中類似地執(zhí)行。
在兒童、老人、性別和種族的個(gè)體之間存在著肺活量的差異。因 此，重要的是調(diào)節(jié)第一水平和第二水平之間的距離以使得吸入器在用 戶的一次吸入中完成測(cè)量。在吸入檢測(cè)信號(hào)沒有超過預(yù)設(shè)的感應(yīng)水平 時(shí)，換言之，在用戶不能充分地吸入藥物時(shí)，吸入器停止吸入。在吸入不能一次完成時(shí)，其能分為幾次。在這種情況下，吸入器噴射相應(yīng) 于剩余噴射操作持續(xù)時(shí)間的藥物量。
接下來，將使用具體數(shù)值來描述該實(shí)施例?？倓┝吭O(shè)定為21^L。 初始驅(qū)動(dòng)條件"&定為用10kHz的驅(qū)動(dòng)頻率噴射藥物。包含于第一水平 和第二水平之間的藥物量是10〃L。吸入器噴射藥物，并且藥物的表 面需要用1.0秒來從第一水平移動(dòng)至第二水平。因此，在藥物的表面 從第一水平移動(dòng)至第二水平時(shí)，每單位時(shí)間的藥物噴射量計(jì)算為 10^L/秒。包含于第二水平和噴頭8a的表面之間的藥物量是6〃L，因 此剩余噴射操作持續(xù)時(shí)間計(jì)算為6/10 = 0.6秒。在藥物經(jīng)過第二水平之 后，控制器驅(qū)動(dòng)噴頭0.6秒。因此，吸入器能可靠地、高精確度地噴 射總劑量。
根據(jù)本實(shí)施例的吸入器能通過調(diào)節(jié)噴射操作持續(xù)時(shí)間可靠地噴射 適當(dāng)?shù)乃幬锪?，即使在噴頭8a使用幾次之后噴嘴的一部分堵塞并且每 單位時(shí)間的藥物噴射量隨著時(shí)間而偏差時(shí)。上述每單位時(shí)間的藥物噴 射量有時(shí)稱為"噴射速度"。
為了確保預(yù)定的噴射量，不僅能調(diào)節(jié)噴射操作持續(xù)時(shí)間，而且還 能改變噴射頻率、噴射脈沖寬度、驅(qū)動(dòng)電壓的參數(shù)(驅(qū)動(dòng)條件)。在上 面的描述中，"噴射頻率，，相應(yīng)于每單位時(shí)間施加至噴射壓力產(chǎn)生元件 以便噴射藥物的脈沖信號(hào)的數(shù)量。另外，"脈沖寬度，，是所施加的一個(gè) 脈沖信號(hào)的電流承載時(shí)間段。隨著脈沖寬度增大， 一個(gè)脈沖信號(hào)期間 噴射的藥物量增大。同樣可接受的是通過改變這些組合方法中的多個(gè) 來確定用于獲得必要?jiǎng)┝康尿?qū)動(dòng)條件。然而，簡(jiǎn)單的方法是調(diào)節(jié)噴射 操作持續(xù)時(shí)間，原因是可能每個(gè)設(shè)備的能力會(huì)使調(diào)節(jié)噴射頻率等受到限制。
圖12示出噴射校正部分的電路構(gòu)造的視圖，其具有驅(qū)動(dòng)條件讀取 電路102和驅(qū)動(dòng)條件表103。驅(qū)動(dòng)條件表103是用于相對(duì)于要噴射的 剩余量來校正驅(qū)動(dòng)電壓、脈沖寬度和頻率的表。隨著驅(qū)動(dòng)電壓、脈沖 寬度和頻率的任何值增大，校正噴射量增大。
在驅(qū)動(dòng)脈沖控制電路104接受指令以開始噴射校正時(shí)，控制電路104將驅(qū)動(dòng)條件請(qǐng)求信號(hào)303發(fā)送至驅(qū)動(dòng)條件讀取電路102并且請(qǐng)求 發(fā)送驅(qū)動(dòng)條件。驅(qū)動(dòng)條件請(qǐng)求信號(hào)303是邏輯級(jí)的信號(hào)，其在新的驅(qū) 動(dòng)條件成為必須的之后并且在設(shè)定驅(qū)動(dòng)條件之前為真。
驅(qū)動(dòng)條件讀取電路102接著在每次接收到驅(qū)動(dòng)條件請(qǐng)求信號(hào)303 時(shí)從驅(qū)動(dòng)條件表103讀取驅(qū)動(dòng)條件數(shù)據(jù)1301，并通過驅(qū)動(dòng)條件設(shè)定信 號(hào)1201設(shè)定驅(qū)動(dòng)脈沖控制電路104中的驅(qū)動(dòng)條件。
在驅(qū)動(dòng)條件由驅(qū)動(dòng)條件設(shè)定信號(hào)1201設(shè)定在驅(qū)動(dòng)脈沖控制電路 104上時(shí)，控制電路104臨時(shí)收回驅(qū)動(dòng)條件請(qǐng)求信號(hào)303,并且基于設(shè) 定的驅(qū)動(dòng)條件控制驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)302以使噴頭8a噴射藥物。
將在驅(qū)動(dòng)脈沖控制電路104中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)條件包括驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào) 302的接通時(shí)間段條件和斷開時(shí)間段條件、接通/斷開重復(fù)次數(shù)和繼續(xù)/ 結(jié)束標(biāo)記。驅(qū)動(dòng)脈沖控制電路104在設(shè)定的接通時(shí)間段和斷開時(shí)間段 中重復(fù)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)302的接通和斷開所指令的重復(fù)次數(shù)。在驅(qū)動(dòng)脈 沖控制電路104已經(jīng)完成控制驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)302所指令的重復(fù)次數(shù)之 后繼續(xù)/結(jié)束標(biāo)記顯示繼續(xù)時(shí)，控制電路104通過驅(qū)動(dòng)條件請(qǐng)求信號(hào) 303請(qǐng)求驅(qū)動(dòng)條件讀取電路發(fā)送新的驅(qū)動(dòng)條件。在繼續(xù)/結(jié)束標(biāo)記顯示 結(jié)束時(shí)，驅(qū)動(dòng)脈沖控制電路104不請(qǐng)求新的條件，而是完成噴射控制。 圖12中，附圖標(biāo)記107表示驅(qū)動(dòng)電壓控制電路；并且術(shù)語"DEAR，，和 "HR"意思分別是"檢測(cè)噴射剩余量"和"加熱電阻器"。
安裝于吸入器上的噴頭在任何上述實(shí)施例中使用熱能，但是無須 贅言噴頭也能使用壓電能量。吸入器還可具有如此的構(gòu)造以使得測(cè)量 部分測(cè)量存儲(chǔ)器中藥物的剩余量并且通知用戶藥物的剩余量。然后， 用戶能安心地使用吸入器，能減少恢復(fù)噴射性能所浪費(fèi)的預(yù)先噴射量； 能有效地吸入存儲(chǔ)器中的藥物；并且還能降低用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
根據(jù)本發(fā)明的藥物噴射設(shè)備不僅能應(yīng)用于藥物的吸入器，而且能 應(yīng)用于噴射呈霧狀形式的調(diào)料等的設(shè)備以及奢侈物品比如煙堿的吸入 器。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例并且各種變化和變型能在本發(fā)明的精神 和范圍內(nèi)作出。因此，為了讓公眾知道本發(fā)明的范圍，給出所附的權(quán)利要求。
本申請(qǐng)要求2006年8月1日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)1^0.2006-209365 和2007年7月26日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2007-193998的優(yōu)先權(quán)， 這兩個(gè)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過參考結(jié)合于此。
18
權(quán)利要求
1.一種藥物噴射設(shè)備，用于噴射將要由用戶吸入的藥物，其包括用于噴射藥物的藥物噴射部分；用于測(cè)量從藥物噴射部分噴射的藥物量的測(cè)量部分；以及控制器，該控制器用于驅(qū)動(dòng)藥物噴射部分以便基于測(cè)量部分中測(cè)量到的值來噴射其量相應(yīng)于要施加的藥物量和已噴射的藥物量之間的差值的藥物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的藥物噴射設(shè)備，其特征在于，測(cè)量部分通過使用剩余量測(cè)量裝置測(cè)量用于存儲(chǔ)藥物的存儲(chǔ)器中的剩余藥物量來測(cè)量藥物噴射量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的藥物噴射設(shè)備，其特征在于，測(cè)量部分包括用于測(cè)量每單位時(shí)間從藥物噴射部分噴射的藥物量的光學(xué)裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何一個(gè)的藥物噴射設(shè)備，其特征在于，控制器調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)條件，所述驅(qū)動(dòng)條件包括藥物噴射部分的噴射頻率、噴射脈沖寬度、驅(qū)動(dòng)電壓或噴射操作持續(xù)時(shí)間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的藥物噴射設(shè)備，其特征在于，控制器基于在用戶已經(jīng)一次吸入藥物時(shí)測(cè)量部分中的測(cè)量值來調(diào)節(jié)下一次吸入中藥物噴射部分的噴射操作持續(xù)時(shí)間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4的任何一個(gè)的藥物噴射設(shè)備，其特征在于，控制器基于在用戶已經(jīng)一次吸入藥物時(shí)測(cè)量部分中的測(cè)量值來調(diào)節(jié)一次吸入中藥物噴射部分的噴射操作持續(xù)時(shí)間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6的任何一個(gè)的藥物噴射設(shè)備，其特征在于，藥物噴射部分具有用于將熱能施加至藥物的電熱換能器或用于將機(jī)械能施加至藥物的機(jī)電換能器。
全文摘要
這種藥物噴射設(shè)備旨在均勻化用戶通過承口吸入的藥物量；并且通過使用應(yīng)變儀37在每次吸入時(shí)測(cè)量?jī)?chǔ)存器7中藥物的剩余量，并且通過在用戶下次吸入藥物時(shí)調(diào)節(jié)噴頭8a的噴射操作持續(xù)時(shí)間來噴射預(yù)定的恒定量藥物，其通過連接管8b將藥物供應(yīng)至噴頭8a以將藥物噴入承口4的流動(dòng)路徑20，從而補(bǔ)償要吸入的藥物量由于藥物在噴頭8a的噴嘴(孔)中的沉積所導(dǎo)致的降低。
文檔編號(hào)A61M11/00GK101495168SQ20078002867
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月1日
發(fā)明者今井滿, 小林雅也 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社