本專(zhuān)利合作條約申請(qǐng)要求于2015年6月18日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第14/743,711號(hào)的優(yōu)選權(quán)；該專(zhuān)利申請(qǐng)要求于2014年7月1日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)第62/019,781號(hào)的優(yōu)先權(quán)，這些專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容以參考的方式并入本文中用于所有目的。

背景技術(shù)：

霧化系統(tǒng)為多種藥物(例如胰島素和哮喘藥)提供有效的輸送。這種系統(tǒng)通過(guò)使計(jì)量劑量的采用液體形式的藥物霧化而將藥物直接地輸送至使用者的呼吸系統(tǒng)。然后，使用者將該霧化藥物直接地吸入呼吸系統(tǒng)中，從而能夠使各種病況得到更快的治療。

將一致且正確計(jì)量劑量的霧化藥物輸送至使用者是非常重要的。目前的霧化系統(tǒng)常常由于在霧化過(guò)程后有呈液體形式的部分藥物滯留在貯液室中因而提供不一致的劑量。此外，就霧化的藥物而言，常常是用過(guò)大或過(guò)小的力將大體上全部的計(jì)量劑量正確地輸送進(jìn)入使用者的呼吸系統(tǒng)。目前的霧化系統(tǒng)的另一個(gè)問(wèn)題是存在藥物變得被使用者或其它來(lái)源所污染的傾向。藥物的污染尤其是成問(wèn)題的，因?yàn)椴糠只蛉康撵F化藥物此后直接地被輸送至使用者的呼吸系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例可提供針對(duì)這些和其它問(wèn)題的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于將霧化藥物輸送至使用者的霧化裝置。該霧化裝置可包括：導(dǎo)管、與導(dǎo)管連通的氣霧劑發(fā)生器、與氣霧劑發(fā)生器連通的流體接收室、設(shè)置在導(dǎo)管內(nèi)部的限流器、和指示機(jī)構(gòu)。導(dǎo)管可具有內(nèi)壁和接口管端，利用該接口管端使用者可引發(fā)經(jīng)過(guò)導(dǎo)管的吸氣流。氣霧劑發(fā)生器可包括振動(dòng)網(wǎng)，其中該振動(dòng)網(wǎng)可從內(nèi)壁側(cè)向地偏置。流體接收室可接收一定體積的液體藥物。至少一部分的流體接收室可形成錐形，以便可將大體上全部的液體藥物引導(dǎo)到振動(dòng)網(wǎng)上進(jìn)行霧化。限流器可限定多個(gè)孔口。多個(gè)孔口可構(gòu)造成提供隨著導(dǎo)管內(nèi)部的吸氣流量而變化的壓力差的增大，并且提供與限流板上游位置相比在限流器下游位置的相對(duì)層狀流。指示機(jī)構(gòu)可向使用者指示相對(duì)于預(yù)定期望范圍的一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)參數(shù)的狀態(tài)。氣霧劑發(fā)生器可構(gòu)造成僅當(dāng)吸氣流的一個(gè)和多個(gè)流動(dòng)參數(shù)在期望范圍內(nèi)時(shí)使至少一部分體積的液體藥物霧化。

在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于將霧化藥物輸送至使用者的不同的霧化裝置。該霧化裝置可包括：導(dǎo)管、與導(dǎo)管連通的氣霧劑發(fā)生器、與氣霧劑發(fā)生器連通的流體接收室。導(dǎo)管可附接到殼體。導(dǎo)管可具有內(nèi)壁和接口管端，利用該接口管端使用者可引發(fā)經(jīng)過(guò)導(dǎo)管的吸氣流。氣霧劑發(fā)生器可包括振動(dòng)網(wǎng)。該振動(dòng)網(wǎng)可從內(nèi)壁側(cè)向地偏置達(dá)大約1毫米(mm)和6mm。氣霧劑發(fā)生器可接收一定體積的液體藥物，并且至少一部分的流體接收室可形成錐形以便可將大體上全部的液體藥物引導(dǎo)到振動(dòng)網(wǎng)上進(jìn)行霧化。氣霧劑發(fā)生器可構(gòu)造成僅當(dāng)吸氣流的一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)參數(shù)是在預(yù)定的期望范圍內(nèi)時(shí)使至少一部分體積的液體藥物霧化。

在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種將霧化藥物輸送至使用者的呼吸系統(tǒng)的方法。該方法可包括感測(cè)在導(dǎo)管內(nèi)部的吸氣流的流動(dòng)參數(shù)的狀態(tài)。該導(dǎo)管可具有內(nèi)壁和接口管端，利用該接口管端使用者可引發(fā)在導(dǎo)管內(nèi)部的吸氣流。所述方法也可包括：當(dāng)流動(dòng)參數(shù)的狀態(tài)是在預(yù)定的期望范圍內(nèi)時(shí)，使與導(dǎo)管連通的氣霧劑發(fā)生器的網(wǎng)發(fā)生振動(dòng)以使一定體積的液體藥物霧化，從而在導(dǎo)管內(nèi)部產(chǎn)生霧化藥物的羽流。網(wǎng)可從內(nèi)壁側(cè)向地偏置。霧化藥物的羽流可被朝向?qū)Ч艿慕涌诠芏溯斔汀?/p>

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖來(lái)描述本發(fā)明。

圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的霧化裝置的內(nèi)部；

圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1A的截面；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1A的霧化裝置的前部；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的其中將導(dǎo)管和氣霧劑發(fā)生器拆除的圖1A的霧化裝置的殼體；

圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的從殼體中所拆除的圖1的霧化裝置的導(dǎo)管和氣霧劑發(fā)生器；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的限流板；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在霧化裝置的導(dǎo)管內(nèi)部的限流板；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由在圖6的導(dǎo)管內(nèi)部的限流板所形成的層流；

圖8A-圖8C示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有處在各種角度的接口管端的導(dǎo)管；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在霧化裝置上的輸入裝置；

圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用霧化裝置的方法的方框圖。

在附圖中，相似的部件和/或特征可具有相同的附圖標(biāo)記。此外，相同類(lèi)型的各種部件可用以下的附圖標(biāo)記并且用字母加以辨別，該字母在相似的部件和/或特征中加以辨別。如果在本說(shuō)明書(shū)中僅使用第一附圖標(biāo)記，那么描述適用于具有相同第一附圖標(biāo)記的相似部件和/或特征中的任一個(gè)，而不論字母后綴如何。

具體實(shí)施方式

接下來(lái)的描述只提供示例性實(shí)施例，而并非意圖限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或形態(tài)。相反，接下來(lái)對(duì)示例性實(shí)施例的描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實(shí)施本發(fā)明各種實(shí)施例的使能描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離如所附權(quán)利要求中所陳述的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可在各元件的功能和布置中作出各種變更。例如，關(guān)于一個(gè)實(shí)施例所描述的任何細(xì)節(jié)可以或者可以不存在于該實(shí)施例的變型、和/或本文中所描述的其它實(shí)施例中。

本文中描述了幫助將未污染的劑量霧化藥物正確地輸送至使用者呼吸系統(tǒng)的霧化裝置的實(shí)施例。在許多實(shí)施例中，可以以計(jì)量的劑量將液體藥物提供至霧化裝置?？蓪⒁后w藥物分配至氣霧劑發(fā)生器。在一些實(shí)施例中，液體藥物可經(jīng)由用于將液體藥物匯集進(jìn)入氣霧劑發(fā)生器中的室或貯液室而提供，在該氣霧劑發(fā)生器中使液體藥物霧化以便將藥物輸送進(jìn)入使用者的呼吸系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，容納液體藥物的單獨(dú)容器可與霧化裝置聯(lián)接，以便將液體藥物提供至霧化裝置。在一些實(shí)施例中，容納液體藥物的單獨(dú)容器可與霧化裝置連接以便將液體藥物提供至霧化裝置。氣霧劑發(fā)生器可構(gòu)造成僅當(dāng)吸氣流的一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)參數(shù)是在期望范圍內(nèi)時(shí)使至少一部分體積的液體藥物霧化。

在一些實(shí)施例中，霧化裝置可包括：導(dǎo)管、與導(dǎo)管連通的氣霧劑發(fā)生器、與氣霧劑發(fā)生器連通的流體接收室、設(shè)置在導(dǎo)管內(nèi)部的限流板、和指示機(jī)構(gòu)。在許多實(shí)施例中，將部分或全部的這些部件設(shè)置在殼體內(nèi)部。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)管和/或氣霧劑發(fā)生器可以可移除地與殼體聯(lián)接或者被接納于殼體內(nèi)部。通過(guò)提供可移除的導(dǎo)管和/或氣霧劑發(fā)生器，可容易地對(duì)霧化裝置進(jìn)行清洗，由此防止病原體和/或其它污染物的污染和聚積。這些部件的拆除也有助于這些部件的干燥。因?yàn)殪F化裝置以這種方式被迅速地且容易地清洗和干燥，所以沒(méi)有滯留可能導(dǎo)致水源性細(xì)菌增殖的靜止液體。

在一些實(shí)施例中，導(dǎo)管可包括內(nèi)壁和接口管端，利用該接口管端使用者可引發(fā)經(jīng)過(guò)導(dǎo)管的吸氣流。使用者可經(jīng)過(guò)接口管而吸氣從而形成空氣的吸氣流，該吸氣流可將霧化藥物輸送至使用者。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)管的接口管端可以以相對(duì)于水平面的一個(gè)角度將霧化藥物輸送至使用者。這種輸送角度可基于被輸送至使用者呼吸系統(tǒng)的藥物的劑量和類(lèi)型進(jìn)行選擇，以確保在不變?yōu)楸蛔枞谑褂谜叩目谇?、咽喉?或其它區(qū)域中的情況下將大部分的霧化藥物輸送至呼吸系統(tǒng)。

在許多實(shí)施例中，傳感器是用于確定何時(shí)吸氣流的參數(shù)是在霧化裝置和/或氣霧劑發(fā)生器的預(yù)定期望范圍或操作范圍內(nèi)。例如，流量傳感器或壓力傳感器可用于確定在導(dǎo)管內(nèi)部的流量或壓力差。也可采用/測(cè)量其它類(lèi)型的傳感器和流動(dòng)參數(shù)。例如，流動(dòng)參數(shù)可以是利用流量傳感器、記時(shí)器、壓力傳感器、或其它感測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)的吸氣流量、吸氣壓力、吸氣時(shí)間等。與傳感器聯(lián)接的處理單元可對(duì)感測(cè)值與存儲(chǔ)的期望范圍進(jìn)行比較。在一些實(shí)施例中，用于特定藥物輸送的流動(dòng)參數(shù)的期望范圍可與氣霧劑發(fā)生器的操作范圍相對(duì)應(yīng)。在其它實(shí)施例中，流動(dòng)參數(shù)的期望范圍可比氣霧劑發(fā)生器的操作范圍更窄或更寬。

在一些實(shí)施例中，氣霧劑發(fā)生器可包括與導(dǎo)管流體連通的振動(dòng)網(wǎng)。振動(dòng)網(wǎng)可具有圓頂形狀并且利用限定振動(dòng)網(wǎng)的環(huán)狀壓電元件(未圖示)或其它電-機(jī)械共振裝置使其振動(dòng)。振動(dòng)網(wǎng)可具有圓頂形狀，并且利用限定振動(dòng)網(wǎng)的環(huán)狀壓電元件(未圖示)或其它電機(jī)械共振裝置而發(fā)生振動(dòng)。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)參數(shù)是在氣霧劑發(fā)生器的操作范圍內(nèi)時(shí)，使振動(dòng)網(wǎng)發(fā)生振動(dòng)。例如，與導(dǎo)管連通的流量傳感器和/或壓力傳感器可檢測(cè)導(dǎo)管內(nèi)部的吸氣流量和/或壓力差是否在氣霧劑發(fā)生器的操作范圍內(nèi)。處理器可控制電路以便將電流提供給壓電元件從而使網(wǎng)發(fā)生振動(dòng)。通常，將以在大約50kHz至大約150kHz范圍內(nèi)的頻率使振動(dòng)網(wǎng)發(fā)生振動(dòng)，從而使該劑量的液體藥物霧化。

可將振動(dòng)網(wǎng)設(shè)置在與導(dǎo)管內(nèi)壁相隔一定距離處，使得振動(dòng)網(wǎng)的下表面從導(dǎo)管的最接近的壁發(fā)生偏置。該偏置確保大體上全部的被引導(dǎo)至導(dǎo)管的任何病原體或其它污染物將沉積到除振動(dòng)網(wǎng)外的表面上，由此維持清潔和/或無(wú)菌的霧化藥物源。這種病原體和/或污染物可由使用者通過(guò)咳嗽、打噴嚏或其它動(dòng)作或者通過(guò)環(huán)境污染源被引導(dǎo)至霧化系統(tǒng)。

在一些實(shí)施例中，振動(dòng)網(wǎng)可限定多個(gè)孔口。多個(gè)孔口可包括多于500個(gè)的孔口。在一些實(shí)施例中，多個(gè)孔口可包括多于1000個(gè)的孔口。各孔口可具有在大約1μm至大約8μm范圍內(nèi)、優(yōu)選地大約3μm至大約6μm范圍內(nèi)、在一些情況下大約為4μm的出口直徑。由于小孔口尺寸及從導(dǎo)管偏置的結(jié)合，振動(dòng)網(wǎng)和貯液器可以保持基本上清潔從而產(chǎn)生未受污染的霧化藥物的羽流。

在一些實(shí)施例中，流體接收室可接收一定體積的要被霧化的液體藥物。不直接地沉積到振動(dòng)網(wǎng)上的任何藥物可以利用流體接收室的錐形壁而被匯集或者被引導(dǎo)到振動(dòng)網(wǎng)上，以便可將大體上全部的液體藥物引導(dǎo)到振動(dòng)網(wǎng)上進(jìn)行霧化。流體接收室可以構(gòu)造成在霧化后沒(méi)有多于15μl的液體藥物滯留在流體接收室內(nèi)部。通過(guò)分配全部劑量或大體上全部的劑量，而從一次給藥到下一次給藥將振動(dòng)網(wǎng)保持在基本上無(wú)液體的狀態(tài)。在給藥之間，任何滯留的液體將風(fēng)干。在一些情況下，在給藥之間的時(shí)間可以是在大約45分鐘和2小時(shí)之間。這樣，由此能夠避免在相繼使用之間的非使用期間液體與周?chē)諝庵g的接觸。對(duì)于藥物制劑而言這是尤為重要的，因此這可排除在液體中使用防腐劑的需要并且避免蒸發(fā)損失。例如，可使用的各種無(wú)防腐劑胰島素制劑包括在名稱(chēng)為“無(wú)防腐劑胰島素制劑及用于霧化的系統(tǒng)和方法”美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第13/004,662號(hào)中所描述的，該專(zhuān)利的全部?jī)?nèi)容以參考的方式并入本文中。

在許多實(shí)施例中，吸入的空氣可通過(guò)在導(dǎo)管內(nèi)部的限流器陣列。在一些實(shí)施例中，該限流器陣列可以是限流板，該限流板具有從其中穿過(guò)的多個(gè)孔口。當(dāng)空氣通過(guò)這些孔口時(shí)，這些孔口提供根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)部的吸氣流量而變化的壓力差的增大。這些孔口也提供與限流板上游位置相比在限流板下游位置的相對(duì)層狀流。在許多實(shí)施例中，這些孔口是沿限流板的外周而設(shè)置。在一些實(shí)施例中，振動(dòng)網(wǎng)可位于限流板或其它限流器陣列的下游位置，并且產(chǎn)生在由限流器陣列所產(chǎn)生相對(duì)層狀流中的霧化藥物的羽流。在一些實(shí)施例中，限流器陣列可包括多個(gè)串聯(lián)的限流板。

指示機(jī)構(gòu)可向使用者指示吸氣流參數(shù)相對(duì)于預(yù)定期望范圍的狀態(tài)。例如，指示器可以是光、模擬/數(shù)字顯示器或讀出、揚(yáng)聲器、振動(dòng)發(fā)生裝置、和/或?qū)㈥P(guān)于參數(shù)狀態(tài)的情況向使用者警告的其它特征。在一些實(shí)施例中，參數(shù)的狀態(tài)可以是由流量傳感器、記時(shí)器、壓力傳感器、或其它感測(cè)機(jī)構(gòu)所檢測(cè)的吸氣流量、吸氣壓力、吸氣時(shí)間等。指示器可告知使用者參數(shù)的狀態(tài)是否在參數(shù)的期望范圍內(nèi)或外。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)全部劑量的藥物已被霧化時(shí)，可以將“劑量結(jié)束”指示提供給使用者。當(dāng)傳感器(例如負(fù)載或流量傳感器)檢測(cè)到大體上全部的藥物已被霧化時(shí)，可提供這種指示。也可將另一個(gè)指示提供給使用者，從而告知他們液體藥物何時(shí)實(shí)際上被啟動(dòng)的振動(dòng)網(wǎng)所霧化。這種指示可以由上述指示機(jī)構(gòu)所提供，例如通過(guò)基于流動(dòng)參數(shù)狀態(tài)的指示而提供可辨別的指示。例如，可用綠色光來(lái)指示流動(dòng)參數(shù)的狀態(tài)，并且可用藍(lán)色光提供劑量結(jié)束的指示。在其它實(shí)施例中，劑量結(jié)束指示和/或霧化指示可由一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的指示機(jī)構(gòu)提供。

在一些實(shí)施例中，霧化裝置還可包括用于接收并設(shè)定吸氣流參數(shù)的預(yù)定期望范圍的輸入裝置。例如，該輸入裝置可包括：條形碼掃描器、射頻識(shí)別(RFID)閱讀器、鍵盤(pán)、或者可以接收來(lái)自使用者的有關(guān)于吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(例如期望的流量、吸氣壓力、或吸氣時(shí)間)的輸入的任何其它輸入裝置。在一些實(shí)施例中，可將期望的流量視覺(jué)地編碼在藥物輸送容器上，并且由霧化裝置從該輸送容器中讀出。

在一些實(shí)施例中，吸氣流的參數(shù)可包括在導(dǎo)管內(nèi)部的吸氣流量。吸氣流量的預(yù)定期望范圍可以是在大約5和14升每分鐘(L/min)之間。在一些實(shí)施例中，吸氣流的參數(shù)可包括吸氣時(shí)間。吸氣時(shí)間的預(yù)定期望范圍可以是在大約5和26秒之間。在一些實(shí)施例中，可測(cè)量和參考多種參數(shù)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，最小吸氣流量的某個(gè)量的吸氣時(shí)間會(huì)是必需的。

在一些實(shí)施例中，霧化系統(tǒng)可包括電子元件，這些電子元件包括但不限于處理元件和存儲(chǔ)單元。處理元件可用于控制氣霧劑發(fā)生器、指示機(jī)構(gòu)、和輸入裝置、以及任何傳感器(例如流量傳感器和壓力傳感器)的啟動(dòng)。存儲(chǔ)單元可構(gòu)造成存儲(chǔ)由輸入裝置所設(shè)定的用于指示機(jī)構(gòu)和/或氣霧劑發(fā)生器的參數(shù)的設(shè)置和范圍。存儲(chǔ)單元也可構(gòu)造成存儲(chǔ)與過(guò)去的霧化期有關(guān)的數(shù)據(jù)、以及由附接到該存儲(chǔ)單元的藥物輸送容器所提供的信息。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1A和圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的霧化裝置100。霧化裝置100包括導(dǎo)管102和與該導(dǎo)管102連通的氣霧劑發(fā)生器104。霧化裝置100也可包括一個(gè)或多個(gè)指示機(jī)構(gòu)106，這里被圖示為指示燈。一個(gè)或多個(gè)指示機(jī)構(gòu)可與殼體108、或裝置100的一些其它部分聯(lián)接。導(dǎo)管102和氣霧劑發(fā)生器104也可任選地與殼體108聯(lián)接。

在一些實(shí)施例中，導(dǎo)管102可包括接口管端110，使用者可經(jīng)過(guò)該接口管端吸氣以形成吸氣流從而將霧化藥物輸送至使用者的呼吸系統(tǒng)。如圖1B中所見(jiàn)，導(dǎo)管102限定內(nèi)壁120。氣霧劑發(fā)生器104可包括振動(dòng)網(wǎng)112?？梢詫⒁后w藥物直接地從液體藥物的玻璃小瓶中分配到振動(dòng)網(wǎng)112上，或者通過(guò)利用流體接收室114的錐形壁匯集到振動(dòng)網(wǎng)112上而將液體藥物間接地分配到振動(dòng)網(wǎng)112上。在許多實(shí)施例中，當(dāng)吸氣流的流量是在氣霧劑發(fā)生器104的操作范圍內(nèi)時(shí)，利用由處理器所控制的機(jī)構(gòu)使振動(dòng)網(wǎng)112振動(dòng)從而使一定體積的液體藥物霧化。當(dāng)振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)網(wǎng)112的作用是在導(dǎo)管102內(nèi)部產(chǎn)生霧化藥物的羽流，使得霧化的藥物可以被吸入使用者的肺中。

可以使用的示例性氣霧劑發(fā)生器也描述于美國(guó)專(zhuān)利5164740、6629646、6926208、7108197、5938117、6540153、6540154、7040549、6921020、7083112、7628339、5586550、5758637、6085740、6467476、6640804、7174888、6014970、6205999、6755189、6427682、6814071、7066398、6978941、7100600、7032590、7195011，這些專(zhuān)利的內(nèi)容以參考的方式并入本文中。這些參考文件描述了示例性氣霧劑發(fā)生器、制造這種霧劑發(fā)生器的方法、和將液體提供至氣霧劑發(fā)生器的方法，并且它們的內(nèi)容以參考的方式并入本文中至少用于這些特征。

在一些實(shí)施例中，可將振動(dòng)網(wǎng)設(shè)置在與導(dǎo)管102的內(nèi)壁120相距一距離122處。例如，可將振動(dòng)網(wǎng)112設(shè)置在與內(nèi)壁120相距大約1mm和6mm之間的距離122處。振動(dòng)網(wǎng)112可限定多個(gè)孔口，從這些開(kāi)口中將霧化藥物分配到導(dǎo)管102上。在一些實(shí)施例中，多個(gè)孔口可包括多于500個(gè)的孔口，各孔口具有在大約1和8μm之間的直徑。在其它實(shí)施例中，多個(gè)孔口可包括多于1000個(gè)的孔口。這些孔口的小尺寸結(jié)合從導(dǎo)管102偏置的振動(dòng)網(wǎng)112有助于確保霧化藥物不被污染。振動(dòng)網(wǎng)112可具有圓頂形狀，并且利用限定孔口的環(huán)狀壓電元件(未圖示)使其振動(dòng)。振動(dòng)網(wǎng)112的直徑可以是在大約5mm至大約8mm的范圍內(nèi)。振動(dòng)網(wǎng)112也可具有在大約50微米至大約70微米范圍內(nèi)的厚度。通常，振動(dòng)網(wǎng)112將以在大約50kHz至大約150kHz范圍內(nèi)的頻率而振動(dòng)從而使該劑量的液體藥物霧化。

在一些實(shí)施例中，導(dǎo)管102可包括開(kāi)口134，該開(kāi)口提供對(duì)流體接收室114的進(jìn)入。開(kāi)口134可具有小于流體接收室114的頂部的直徑136的直徑。這種幾何形狀確保液體藥物分配器的頂端的側(cè)部不會(huì)與流體接收室114的壁接觸，并且也為分配機(jī)構(gòu)的肩部提供接觸點(diǎn)以防止分配器頂端與振動(dòng)網(wǎng)112接觸。通過(guò)防止這種接觸，頂端不會(huì)與在流體接收室114內(nèi)部的一定體積液體藥物接觸和將部分體積的液體藥物從流體接收室114拉出并且/或者污染液體藥物。

在一些實(shí)施例中，霧化裝置100包括處理單元或集成電路(IC)138，該處理單元或集成電路控制霧化裝置100的其它電子部件的功能或者運(yùn)行發(fā)送給這些電子部件的計(jì)算機(jī)代碼。包括IC 138的霧化裝置100可由與IC 138聯(lián)接的電池140提供動(dòng)力。IC 138可與電子部件(例如氣霧劑發(fā)生器104的任何傳感器、指示機(jī)構(gòu)106和/或壓電元件)電性連接。IC 138可以基于從與導(dǎo)管102流體連通的任何傳感器(例如流量傳感器或壓力傳感器)中所接收的信息來(lái)控制指示機(jī)構(gòu)和/或氣霧劑發(fā)生器104的啟動(dòng)。在一些實(shí)施例中，可利用插塞124將IC 138與導(dǎo)管102和/或氣霧劑發(fā)生器104電性連接?？蓪?dǎo)管102和/或氣霧劑發(fā)生器104從殼體108中拆除?？蓪?dǎo)管102和/或氣霧劑發(fā)生器104插入殼體108中并且與插塞124連接，以便給氣霧劑發(fā)生器104提供動(dòng)力并基于來(lái)自與導(dǎo)管102流體連通的傳感器的測(cè)量值來(lái)控制氣霧劑發(fā)生器104的啟動(dòng)。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的霧化裝置100和指示機(jī)構(gòu)106的俯視圖。在一些實(shí)施例中，指示機(jī)構(gòu)106可以包括呼吸指示器116和電池指示器118。呼吸指示器116可以指導(dǎo)使用者何時(shí)及如何呼吸以使向使用者肺的霧化藥物的輸送最大化。在一些實(shí)施例中，呼吸指示器116可以包括多個(gè)指示器，例如各種顏色的LED，用以給使用者提供更多的詳細(xì)指導(dǎo)。呼吸指示器116可采用包括3種顏色的LED的V字形圖案的形狀。

在一些實(shí)施例中，藥物(例如液體胰島素)的最優(yōu)肺部輸送是以規(guī)定的流量和吸氣次數(shù)而執(zhí)行。例如，最優(yōu)流量可以是在大約5和14L/min之間，或者更常見(jiàn)地在大約7和14L/min之間。過(guò)高或過(guò)低的流量可以導(dǎo)致被輸送至使用者呼吸系統(tǒng)的正確位置的霧化藥物的量的損失。最優(yōu)吸氣時(shí)間可以是在6和24秒之間。呼吸指示器116可以用于指導(dǎo)使用者將吸氣維持在這些參數(shù)內(nèi)。

當(dāng)“劑量結(jié)束”指示器指示大體上全部劑量的藥物已被輸送時(shí)，呼吸指示器116可產(chǎn)生不同顏色的光。例如，可發(fā)出藍(lán)色光達(dá)一段時(shí)間(例如在大約1和10秒之間)，以警告使用者大體上全部的劑量已被霧化和吸入?！叭俊眲┝康妮斔涂杀活A(yù)先定義為當(dāng)至少大約95％、更優(yōu)選地98％、最優(yōu)選地多于99％的劑量被輸送時(shí)。為了接收該劑量，基于要被輸送的液體藥物的體積和使用者的肺活量，使用者可采用數(shù)次吸氣或單次吸氣?？捎稍撗b置對(duì)各吸氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并經(jīng)由指示器116反饋提供給使用者，以保證正確輸送到肺。在一些實(shí)施例中，在大體上全部的劑量已被輸送之后，劑量結(jié)束指示器的操作可延遲達(dá)一個(gè)時(shí)段(例如多達(dá)大約5秒)，因此提供進(jìn)入肺的空氣的“追趕者”。該追趕者可用于清潔上氣道并且使被輸送至使用者肺的劑量的量最大化。

在一些實(shí)施例中，蓋126可與流體接收室114和/或殼體108聯(lián)接，以便當(dāng)處在閉合位置時(shí)將流體接收室114和振動(dòng)網(wǎng)112密封。蓋126的作用是防止病原體或其它污染物進(jìn)入流體接收室114。當(dāng)處在打開(kāi)位置時(shí)，蓋126可使流體接收室114和振動(dòng)網(wǎng)112暴露。蓋126可包括滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示)，以便可使蓋126從打開(kāi)位置移動(dòng)到閉合位置并且通過(guò)使蓋126在軌道內(nèi)或軌道上滑動(dòng)而使蓋126反向移動(dòng)。在一些實(shí)施例中，蓋126被鉸接以便可將蓋126翻轉(zhuǎn)而打開(kāi)和閉合?？砂ㄦi定機(jī)構(gòu)(未圖示)，用以將蓋126維持在閉合位置。

在一些實(shí)施例中，導(dǎo)管102和氣霧劑發(fā)生器104中的一個(gè)或兩個(gè)可移除地與殼體108聯(lián)接。圖3示出了導(dǎo)管102和氣霧劑發(fā)生器104從殼體108內(nèi)部的開(kāi)口128中拆除的霧化裝置100的等軸測(cè)視圖。開(kāi)口128可構(gòu)造成滑動(dòng)地接收并固定導(dǎo)管102和氣霧劑發(fā)生器104中的一個(gè)或兩個(gè)。可包括電源按鈕130d，用以啟動(dòng)霧化裝置100。插塞124可位于開(kāi)口128的內(nèi)部，用以將導(dǎo)管102和/或氣霧劑發(fā)生器104與IC 138聯(lián)接。插塞124的陽(yáng)型連接器144可以與導(dǎo)管102的陰型連接器146連接。

圖4A和圖4B示出了從殼體108中拆除的導(dǎo)管102和氣霧劑發(fā)生器104。導(dǎo)管102和氣霧劑發(fā)生器104可以是單獨(dú)的部件，并且/或者共用外殼132。外殼132可構(gòu)造成滑動(dòng)進(jìn)入殼體108的開(kāi)口128。在一些實(shí)施例中，外殼132可包括電連接器142，如圖4B中所示。電連接器142可與插塞124連接，如圖1A、圖1B和圖3中所見(jiàn)，從而將導(dǎo)管102和/或氣霧劑發(fā)生器104聯(lián)接到IC 138。電連接器142可以包括陰型或陽(yáng)型連接器，并且與插塞124上的相對(duì)應(yīng)的連接器連接。例如，陰型連接器146可與插塞124的陽(yáng)型連接器144連接。這樣，可將外殼132、氣霧劑發(fā)生器104、和/或?qū)Ч?02拆除以便更換，同時(shí)可重復(fù)使用殼體108、IC 138、和其它部件。與外殼132、氣霧劑發(fā)生器104、和/或?qū)Ч?02相比，電器部件和/或控制部件的更換費(fèi)用常常更高，因此當(dāng)一些部件需要更換時(shí)這種重復(fù)使用提供具有成本效益的解決方案。

圖5示出了可位于導(dǎo)管內(nèi)部的限流板的一個(gè)實(shí)施例，例如圖1、圖1A、圖2和圖4中的導(dǎo)管102。限流板10形成對(duì)經(jīng)過(guò)導(dǎo)管的空氣流的阻力并且限制該空氣流，同時(shí)給導(dǎo)管增加最小的長(zhǎng)度或者不增加長(zhǎng)度。限流板500提供隨著吸氣流量而變化的壓力差的增大。該壓力差存在于導(dǎo)管與導(dǎo)管外部和/或大氣壓之間，因而當(dāng)使用者的吸氣力增加時(shí)壓力差下降從而使在期望流速范圍內(nèi)的導(dǎo)管內(nèi)部流速維持相對(duì)恒定。在一些實(shí)施例中，當(dāng)使用者的吸氣力增加時(shí)，壓力差以與流量為線(xiàn)性的關(guān)系而增大。由傳感器和/或指示機(jī)構(gòu)所提供的傳感反饋(例如上述的傳感反饋)可允許使用者將吸氣壓力與操作氣霧劑發(fā)生器所需的所需流量聯(lián)系起來(lái)。限流板500限定用于使空氣通過(guò)的多個(gè)孔口502?？卓?02可以沿限流板500的外周，使得通過(guò)孔口的空氣在限流板500的下游位置形成相對(duì)層狀流。孔口502可以具有任意形狀或尺寸，以便形成相對(duì)層狀流。例如，孔口可以是圓形并且具有在大約0.5mm至1.5mm之間范圍內(nèi)的直徑。多個(gè)孔口502的尺寸和圖案可以防止空氣流經(jīng)過(guò)限流板500的實(shí)心中心部，同時(shí)允許空氣流經(jīng)過(guò)在其外周上的孔口。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的位于導(dǎo)管602內(nèi)部的限流板600。限流板600被設(shè)置在導(dǎo)管內(nèi)部在與導(dǎo)管內(nèi)部流體連通的壓力傳感器604與氣霧劑發(fā)生器606之間。壓力傳感器604對(duì)導(dǎo)管602內(nèi)部相對(duì)于導(dǎo)管外部和/或大氣壓的壓力差進(jìn)行監(jiān)測(cè)。處理單元或IC(例如圖1的IC 138)可執(zhí)行將壓力讀數(shù)轉(zhuǎn)換成在整個(gè)導(dǎo)管602中的流量的軟件。該流量可用于確定何時(shí)啟動(dòng)氣霧劑發(fā)生器606以使一定體積的液體藥物霧化。限流板600可具有上述限流板500的特性。限流板600在氣霧劑發(fā)生器606的上游位置形成層流，以便在霧化藥物和與氣霧劑發(fā)生器606相對(duì)的導(dǎo)管602壁接觸之前使霧化藥物沉積于該層流內(nèi)并且被夾帶于該層流內(nèi)，從而使被輸送至使用者的藥物的量最大化。

圖7是經(jīng)過(guò)導(dǎo)管602和具有類(lèi)似于限流板500的結(jié)構(gòu)的限流板600的空氣流的層流圖。當(dāng)空氣流到達(dá)限流板600時(shí)，壓力差增大并形成相對(duì)層狀流以便與霧化藥物接觸。該層流提供一致的速度場(chǎng)從而以一致的方式將霧化的顆粒輸送至使用者的呼吸系統(tǒng)同時(shí)使撞擊損失最小化。此外，該層流使可沉積于導(dǎo)管壁上的霧化藥物的量最小化。在藥物和與氣霧劑發(fā)生器606相對(duì)的壁接觸之前，霧化藥物被夾帶于層流中。然后，所夾帶的霧化藥物從導(dǎo)管602中被帶出至使用者的呼吸系統(tǒng)。

圖8A-圖8C示出了具有用于將空氣流引導(dǎo)進(jìn)入使用者呼吸系統(tǒng)中的以各種角度傾斜的接口管端的霧化裝置?？苫趧┝康捏w積、要被輸送的藥物的類(lèi)型、及霧化裝置的導(dǎo)管的長(zhǎng)度和直徑來(lái)設(shè)定接口管端角度。圖8A示出了具有相對(duì)于水平面向下傾斜15°的接口管端802的霧化裝置800。圖8B示出了具有平行于水平面的接口管端802的霧化裝置800。圖8C示出了具有相對(duì)于水平面向上傾斜15°的接口管端802的霧化裝置800。相對(duì)于水平面向上或向下傾斜多達(dá)30°的相對(duì)于水平面的其它角度可用于使藥物向使用者呼吸系統(tǒng)的輸送最大化。

圖9示出了具有與殼體904聯(lián)接的輸入裝置902的霧化裝置900。在一些實(shí)施例中，輸入裝置902可與導(dǎo)管聯(lián)接。輸入裝置902構(gòu)造成接收來(lái)自使用者的輸入，該輸入設(shè)定用于由在導(dǎo)管內(nèi)部的壓力傳感器(未圖示)所測(cè)定的吸氣流的參數(shù)。該輸入可由使用者手動(dòng)地輸入、經(jīng)由無(wú)線(xiàn)接口而提供、經(jīng)由有線(xiàn)接口(例如通用串行總線(xiàn)(USB))而提供，或者以任何其它方式而提供?？砂髁?、吸氣壓力、吸氣時(shí)間等的參數(shù)可用于確定何時(shí)啟動(dòng)霧化裝置900的氣霧劑發(fā)生器，以及用于為指示機(jī)構(gòu)(未圖示)設(shè)定范圍，該指示機(jī)構(gòu)指導(dǎo)使用者何時(shí)和如何呼吸。輸入裝置902可包括鍵盤(pán)或者類(lèi)似的界面、條形碼掃描器或RFID閱讀器，用以接收來(lái)自使用者或容器或藥物標(biāo)簽的流動(dòng)參數(shù)。霧化裝置900可以以類(lèi)似于任何本文中所描述霧化裝置的方式而構(gòu)造，并且可包括相同或類(lèi)似的特征。

圖10示出了利用本文中所描述霧化裝置將霧化藥物輸送至使用者呼吸系統(tǒng)的方法1000。該方法可包括在方框1002處感測(cè)在導(dǎo)管內(nèi)部的吸氣流的流動(dòng)參數(shù)的狀態(tài)。對(duì)流動(dòng)參數(shù)狀態(tài)的感測(cè)可利用傳感器(例如圖4的流量傳感器或壓力傳感器404)而完成。該方法也可包括在方框1004處使與導(dǎo)管連通的氣霧劑發(fā)生器的網(wǎng)發(fā)生振動(dòng)從而使一定體積的液體藥物霧化。當(dāng)流動(dòng)參數(shù)的狀態(tài)是在預(yù)定的期望范圍內(nèi)時(shí)，該振動(dòng)在霧化裝置的導(dǎo)管內(nèi)部產(chǎn)生霧化藥物的羽流。例如，當(dāng)由壓力傳感器所側(cè)定的吸氣流量是在霧化裝置的操作范圍內(nèi)時(shí)，可使網(wǎng)發(fā)生振動(dòng)。霧化藥物的羽流可提供至由設(shè)置在導(dǎo)管內(nèi)位于霧化藥物羽流上游位置的限流板所產(chǎn)生相對(duì)層狀流的內(nèi)部。在藥物和與氣霧劑發(fā)生器相對(duì)的導(dǎo)管壁接觸之前，該層流將霧化藥物朝向?qū)Ч艿慕涌诠芏藪邉?dòng)。然后，霧化藥物被引導(dǎo)進(jìn)入使用者的呼吸系統(tǒng)。

在一些實(shí)施例中，該方法還可包括在方框1006處利用與導(dǎo)管聯(lián)接的指示機(jī)構(gòu)提供相對(duì)于預(yù)定期望范圍的流動(dòng)參數(shù)狀態(tài)的指示。在一些實(shí)施例中，該方法還可包括：提供液體藥物已準(zhǔn)備好被霧化的指示，并且提供大體上全部的液體藥物已被霧化的指示。該方法可任選地包括經(jīng)由霧化裝置的輸入裝置接收輸入從而設(shè)定流動(dòng)參數(shù)的預(yù)定期望范圍。在一些實(shí)施例中，該方法還可包括使與導(dǎo)管聯(lián)接的蓋移動(dòng)從而使室和振動(dòng)網(wǎng)暴露以便接收液體藥物。在一些實(shí)施例中，該方法可任選地包括將分配器的頂端接納于氣霧劑發(fā)生器的內(nèi)部，并且從分配器中接收一定體積的液體藥物到網(wǎng)上。該頂端可保持在網(wǎng)上方的一定距離處，使得頂端的外表面不與所接收體積的液體藥物接觸。在一些實(shí)施例中，該方法也可包括將導(dǎo)管和氣霧劑發(fā)生器附接到殼體。例如，可使導(dǎo)管和氣霧劑發(fā)生器滑動(dòng)進(jìn)入并固定于殼體的開(kāi)口中。

實(shí)驗(yàn)例

使用具有從導(dǎo)管內(nèi)壁側(cè)向偏置的振動(dòng)網(wǎng)的霧化裝置來(lái)防止由于使用者咳嗽或打噴嚏進(jìn)入導(dǎo)管的污染(如圖1A和圖1B中所示)，是通過(guò)使用100μl鼻腔噴霧泵將五種類(lèi)型病原體的培養(yǎng)肉湯噴射進(jìn)入導(dǎo)管中而進(jìn)行模擬。將一次噴射從裝載的鼻腔泵中直接地排放進(jìn)入導(dǎo)管的開(kāi)口。然后，利用氣霧劑發(fā)生器使30μl劑量的生理鹽水霧化以模擬給藥的完成。將霧化的生理鹽水收集在具有對(duì)于病原體測(cè)試物為特定的培養(yǎng)基的培養(yǎng)肉湯上。然后，使受污染的霧化裝置在環(huán)境條件下靜置達(dá)4小時(shí)。然后，將另一劑量的生理鹽水在霧化裝置中霧化并且將霧化的生理鹽水再次收集在培養(yǎng)板上。對(duì)所有培養(yǎng)板進(jìn)行保溫培養(yǎng)，并且在來(lái)自任一取樣時(shí)間的生理鹽水樣品中未發(fā)現(xiàn)病原體。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以在本發(fā)明的方法和系統(tǒng)中作出各種修改和變型。因此，意圖是本發(fā)明包括是在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的修改和變型。