JP6653000B1 - Applied pressure vibration device - Google Patents
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Abstract
【課題】患者の呼吸状態を考慮して薬剤気流に加圧振動を印加することで薬剤送達率を向上できる加圧振動付加装置を提供する。【解決手段】薬剤気流を発生させる本体2と、本体2から鼻腔内に薬剤気流を送気するための送気ホース3と、送気ホース3の遠位端に装着されるノーズピース4を備えるネブライザーノーズピース4の近位端4aとの境界部に開口する開口部6と、開口部6を下流端とする加圧ライン7と、加圧ライン7の上流端に接続され、薬剤気流に圧力を印加する加圧ポンプ8と、加圧ライン7の途中であって、加圧ポンプ8と開口部6の間に設けられる弁装置9と、弁装置9の開閉を制御して、加圧ポンプ8の圧力を所望の加圧振動波形に変換する制御部10と、患者の呼気及び吸気を反映するパラメータを計測する温度センサー11を備える。【選択図】図1Provided is a pressurized vibration applying apparatus capable of improving a drug delivery rate by applying pressurized vibration to a medicine airflow in consideration of a patient's respiratory state. The apparatus includes a main body for generating a gas flow, a gas supply hose for supplying a gas flow from the main body into the nasal cavity, and a nosepiece attached to a distal end of the gas supply hose. An opening 6 that opens at a boundary with the proximal end 4a of the nebulizer nosepiece 4, a pressure line 7 having the opening 6 as a downstream end, and an upstream end of the pressure line 7 connected to the upstream of the pressure line 7 to apply a pressure , A valve device 9 provided in the middle of the pressure line 7 and between the pressure pump 8 and the opening 6, and controlling the opening and closing of the valve device 9, 8 is provided with a control unit 10 for converting the pressure into a desired pressurized vibration waveform and a temperature sensor 11 for measuring parameters reflecting the expiration and inspiration of the patient. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、ネブライザー装置が発生した薬剤気流に対して加圧振動を加える加圧振動付加装置に係り、特に、加圧振動のタイミングを呼吸と同期させることで副鼻腔内への薬剤送達率を向上させ、しかも既設のネブライザー装置に容易に装着することが可能な加圧振動付加装置に関する。
The present invention relates to a pressurized vibration applying device that applies pressurized vibration to a drug airflow generated by a nebulizer device, and in particular, synchronizes the timing of pressurized vibration with respiration to reduce the drug delivery rate into the paranasal sinuses. The present invention relates to a pressurized vibration applying device which can be improved and can be easily attached to an existing nebulizer device.
従来、副鼻腔炎のように副鼻腔内で細菌による炎症や膿が発生する疾患については、その治療手段の一つとして、薬剤を霧化して薬剤気流を発生させ、この薬剤気流を副鼻腔へ送達するためのネブライザー装置が使用されてきた。このネブライザー装置によれば、薬剤気流を一定の圧力及び流量で左右の鼻腔内へ一度に投与することができる。しかし、副鼻腔は閉鎖腔であるため鼻腔内に投与された薬剤気流は副鼻腔内にほとんど送達されず、また薬剤気流の粒子を鼻腔粘膜へ付着させることも十分でないことから、付着しなかった薬剤は呼吸とともに体外に排出されてしまうという課題があった。その結果、症状が慢性化したり、重症化して外科的治療が必要になったりするケースがあった。
このような課題を解決するため、薬剤気流に一定周期の加圧振動を加えることによって鼻腔と副鼻腔の間に気体の圧力差を発生させ、副鼻腔内への薬剤気流の送達率を向上させることのできる加圧振動式ネブライザー装置(ドイツ国パリ社製)が製品化された。しかし、この加圧振動式ネブライザー装置は、鼻孔の片方毎に施術しなければならず患者の回転率が従来よりも半減する、加圧振動アクチュエータの騒音が大きいため耳鼻咽喉科の狭い診察室・治療室で使用すると支障がある、との理由からほとんど普及していない。また、加圧振動の印加方式が、一定周期の正弦波状であったことから、薬剤気流を立ち上がり良くボーラス状に加圧することができず、副鼻腔内への薬剤送達率を十分向上させることはできなかった。
そこで、近年、薬剤送達率を向上させるために加圧振動の印加方式を改良した技術が開発されており、それに関して既に発明が開示されている。
Conventionally, for diseases such as sinusitis that cause bacterial inflammation or pus in the sinuses, one of the treatment means is to atomize the drug and generate a drug airflow, and this drug airflow is sent to the paranasal sinuses. Nebulizer devices for delivery have been used. According to this nebulizer device, it is possible to administer the drug airflow at a constant pressure and flow rate into the left and right nasal cavities at a time. However, since the paranasal sinuses were closed cavities, the drug airflow administered intranasally was hardly delivered into the paranasal sinuses, and the particles of the drug airflow did not adhere to the nasal mucosa because they were not enough to adhere to the mucous membrane. There is a problem that the drug is excreted out of the body with respiration. As a result, there have been cases where the symptoms become chronic or become severe and require surgical treatment.
In order to solve such a problem, a pressure difference of gas is generated between the nasal cavity and the paranasal sinuses by applying a pressurized vibration to the pharmaceutical airflow at a constant cycle, thereby improving the delivery rate of the pharmaceutical airflow into the paranasal sinuses. A pressurized vibration type nebulizer device (manufactured by Paris, Germany) has been commercialized. However, this pressurized vibration type nebulizer device has to be operated for each side of the nostril, the rotation rate of the patient is reduced by half compared to the conventional one, and the noise of the pressurized vibration actuator is large, so the narrow consultation room of the otolaryngology It is not widely used because it causes problems when used in treatment rooms. In addition, since the application method of the pressurized vibration is a sinusoidal wave with a constant period, the drug airflow cannot be pressurized in a good bolus shape, and the drug delivery rate into the paranasal sinuses cannot be sufficiently improved. could not.
Therefore, in recent years, a technique has been developed in which the method of applying the pressurized vibration is improved in order to improve the drug delivery rate, and the invention has already been disclosed with respect thereto.
特許文献1には「エアロゾル送達装置の作動方法及びエアロゾル送達装置」という名称で、副鼻腔へ効率的にエアロゾルを送達するエアロゾル送達装置の作動方法等に関する発明が開示されている。
以下、特許文献1に開示された発明について説明する。特許文献1に開示された発明は、エアロゾルを生成するためのエアロゾル生成器と、生成したエアロゾルの少なくとも一部をエアロゾル送達装置の外に搬送するためにこの装置内で搬送流を誘発するためのガス運搬要素と、エアロゾル生成ステップ中に、ガス運搬要素の作動と停止を繰り返すことで、搬送流が間欠的に誘発及び停止されるように構成されることを特徴とする。
このような特徴を有する発明によれば、ガス運搬要素の作動と停止を繰り返すことで誘発された搬送流は、その図5,6に示すように、矩形波状をなしている。このような搬送流により、エアロゾルを立ち上がり良くボーラス状に副鼻腔へ搬送することができる。また、搬送流の誘発及び停止が繰り返されることにより、副鼻腔へ間欠的にエアロゾルが送達されて、副鼻腔内への薬剤送達率を従来よりも向上させることが可能となった。
Hereinafter, the invention disclosed in
According to the invention having such features, the transport flow induced by repeatedly activating and stopping the gas transport element has a rectangular wave shape as shown in FIGS. By such a transport flow, the aerosol can be transported to the paranasal sinuses in a well-rised bolus shape. In addition, by repeatedly inducing and stopping the conveyance flow, the aerosol is intermittently delivered to the paranasal sinuses, thereby making it possible to improve the rate of drug delivery into the paranasal sinuses as compared with the related art.
しかしながら、特許文献1に開示されたエアロゾル送達装置においては、搬送流を矩形波状に形成し、エアロゾルを間欠的に副鼻腔へ送達可能であるものの、この送達は患者の呼吸状態が考慮されたものではない。そのため、吸気のタイミングでエアロゾルが送達されると薬剤気流が速やかに鼻腔内に流入するが、呼気のタイミングではこれによる抵抗を受けるため薬剤気流の流入が阻害されるおそれがある。なお、実際には、患者によっては呼吸が不安定で呼気の期間と吸気の期間の割合が一定でなかったり、また患者毎に呼吸状態が異なったりする。よって、このような事情を考慮せず一律にエアロゾルを送達しても、その沈着割合にバラツキが発生し、1回の治療毎又は患者毎の薬剤送達率の再現性が良好でないおそれがある。
また、特許文献1に開示されたエアロゾル送達装置においては、その図1乃至図4と、これらの図に示された符号を用いて説明すると、図1においては、圧縮機1とパルセータ2は本体10に内蔵されたコネクタ12を介してエアロゾル生成器3に接続されている。図2においては、圧縮機1は本体10に内蔵されたコネクタ12を介してネブライザチャンバ32に接続され、パルセータ2は直接ネブライザチャンバ32に接続されている。また、図3においては、圧縮機1とパルセータ2は、本体10に内蔵されたコネクタ12とネブライザチャンバ32を介して本体10に内蔵された適応要素14に接続されている。続いて、図4においては、圧縮機1とパルセータ2は、コネクタ12を介して本体10の筐体に接続されている。
すなわち、図1乃至図4においては、圧縮機1とパルセータ2は、いずれも本体10や、その内部に収容されている様々な構成要素に接続されている。このような構造からは、圧縮機1とパルセータ2を、例えば既設のネブライザー装置に付加する際は、その本体に改造を加える必要があることが分かる。したがって、特許文献1に開示されたエアロゾル送達装置を購入する際には、新設するための費用又は既設装置の改造費用が必要となり、容易に導入できない場合も考えられる。
However, in the aerosol delivery device disclosed in
The aerosol delivery device disclosed in
That is, in FIGS. 1 to 4, the
本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、患者の呼吸状態を考慮して薬剤気流に加圧振動を印加することで薬剤送達率を向上させるとともにその再現性を良好とし、しかも既設のネブライザー装置に容易に装着可能であるために導入コストを抑制し得る加圧振動付加装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional situation, and improves the drug delivery rate by applying a pressurized vibration to a drug airflow in consideration of a patient's respiratory condition, and improves the reproducibility thereof. It is an object of the present invention to provide a pressurized vibration applying apparatus which is favorable and can be easily mounted on an existing nebulizer apparatus, so that the introduction cost can be suppressed.
上記目的を達成するため、第1の発明は、薬剤気流を発生させる本体と、この本体から鼻腔内に薬剤気流を送気するための送気ホースと、この送気ホースの遠位端に装着されるノーズピースを備えるネブライザー装置の、送気ホースの遠位端とノーズピースの近位端との境界部に開口する開口部と、この開口部を下流端とする加圧ラインと、この加圧ラインの上流端に接続され、薬剤気流に圧力を印加する加圧ポンプと、加圧ラインの途中であって、加圧ポンプと開口部の間に設けられる弁装置と、この弁装置の開閉を制御して、加圧ポンプの圧力を所望の加圧振動波形に変換する制御部を備えることを特徴とする。
このような構成の発明において、送気ホースの遠位端とノーズピースの近位端との境界部としては、例えば、これら同士を接続するアタッチメントのほか、送気ホースの遠位端とノーズピースの近位端同士を直接接続した接続部が考えられる。また、開口部は、上記のアタッチメントに設けられるほか、送気ホースの遠位端に穿通される孔を開口部としても良い。いずれにしても、ネブライザー装置の本体に改造を加えるものではない。
また、加圧ポンプと、弁装置としては、例えば、空圧ポンプと、電磁弁が使用される。さらに、加圧ラインとは、具体的には、中空構造の配管である。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a main body for generating a drug airflow, an air supply hose for supplying a drug airflow from the main body into the nasal cavity, and a distal end of the air supply hose. Of a nebulizer device provided with a nosepiece to be opened, an opening opening at a boundary between a distal end of an air supply hose and a proximal end of the nosepiece, a pressurizing line having the opening as a downstream end, and a pressurizing line. A pressure pump connected to the upstream end of the pressure line for applying pressure to the medicine airflow, a valve device provided in the middle of the pressure line between the pressure pump and the opening, and opening and closing of the valve device And a controller for converting the pressure of the pressure pump into a desired pressure vibration waveform.
In the invention having such a configuration, as the boundary between the distal end of the air supply hose and the proximal end of the nosepiece, for example, in addition to an attachment for connecting them, the distal end of the air supply hose and the nosepiece May be directly connected to each other. The opening may be provided in the above-mentioned attachment, or may be a hole penetrating the distal end of the air supply hose. In any case, no modification is made to the body of the nebulizer device.
Further, as the pressurizing pump and the valve device, for example, a pneumatic pump and an electromagnetic valve are used. Further, the pressurizing line is, specifically, a pipe having a hollow structure.
上記構成の発明においては、送気ホースによって一定量が持続的に送気されてきた薬剤気流に対し、境界部に開口する開口部から、加圧振動波形に変換された加圧ポンプの圧力が加えられるため、薬剤気流の波形もこの圧力の波形と類似したものに変換される。例えば、加圧振動波形をパルス状の信号が一定間隔を空けて連続的に発生するような波形とした場合、各パルス発生時において時間変化に対する圧力変化(以下、これを圧力勾配という。)が発生する。これにより、鼻腔と副鼻腔の間に圧力差が発生し、すなわち、鼻腔における薬剤気流の圧力が副鼻腔内の気体の圧力よりも強くなることによって、副鼻腔の中に薬剤気流が送達される。
また、加圧振動波形は、制御部によって、周波数や振幅、あるいはパルス幅といった因子を所望の値に調整することができるので、これら因子の値を適切に設定することで、薬剤気流の送達率を向上させることが期待できる。
In the invention having the above configuration, the pressure of the pressurized pump converted into the pressurized vibration waveform from the opening that opens to the boundary portion with respect to the drug airflow that has been continuously supplied with a constant amount by the air supply hose. As a result, the waveform of the drug airflow is also converted to a waveform similar to this pressure waveform. For example, when the pressurized vibration waveform is a waveform in which a pulse-like signal is continuously generated at fixed intervals, a pressure change with respect to a time change (hereinafter, referred to as a pressure gradient) at each pulse generation. appear. This creates a pressure difference between the nasal cavity and the paranasal sinuses, i.e., the drug airflow is delivered into the paranasal sinuses by the drug airflow pressure in the nasal cavity being stronger than the gas pressure in the paranasal sinuses. .
In addition, since the pressure oscillation waveform can adjust factors such as frequency, amplitude, and pulse width to desired values by the control unit, by appropriately setting the values of these factors, the delivery rate of the drug airflow can be improved. Can be expected to improve.
次に、第2の発明は、第1の発明において、患者の呼気及び吸気を反映するパラメータを計測する呼吸センサーを備え、この呼吸センサーは、計測したパラメータを反映する信号を制御部に送信し、制御部は、受信した信号から呼気及び吸気の時系列データを作成し、この時系列データに基づいた所望のタイミングに加圧ポンプの圧力を矩形波パルスとして出力させることを特徴とする。
このような構成の発明において、呼吸センサーとしては、例えば、呼気の温度を計測する温度センサーや呼気の流量を計測する流量センサー等が考えられる。
したがって、上記構成の発明においては、第1の発明の作用に加えて、計測したパラメータを反映する信号から少なくとも呼気の開始と終了に関する情報が得られるので、この信号を受信した制御部では呼気の状態を示す時系列データを作成できる。
次に、制御部は、上記の時系列データに適切な処理を施して呼気と吸気が切り替わる時点を求め、さらに求められた結果から弁装置の開閉を制御して加圧ポンプの圧力を矩形波状のパルスとして出力させることができる。
Next, a second invention according to the first invention, further comprises a respiration sensor for measuring a parameter reflecting the expiration and inspiration of the patient, and the respiration sensor transmits a signal reflecting the measured parameter to the control unit. The control unit generates time series data of expiration and inspiration from the received signal, and outputs the pressure of the pressurizing pump as a rectangular wave pulse at a desired timing based on the time series data.
In the invention having such a configuration, as the respiration sensor, for example, a temperature sensor that measures the temperature of expiration, a flow sensor that measures the flow rate of expiration, or the like can be considered.
Therefore, in the invention having the above configuration, in addition to the operation of the first invention, at least information relating to the start and end of the exhalation can be obtained from the signal reflecting the measured parameter. Time series data showing the status can be created.
Next, the control unit performs an appropriate process on the time-series data to determine a point in time at which exhalation and inspiration are switched, and further controls the opening and closing of the valve device based on the determined result to change the pressure of the pressurizing pump into a rectangular waveform. Can be output as a pulse.
続いて、第3の発明は、第2の発明において、矩形波パルスは、(1)吸気の終了から呼気が開始するまでの呼吸停止の間、又は、(2)吸気の開始から呼気が開始するまでの間、に出力されることを特徴とする。
このような構成の発明においては、第1又は第2の発明の作用に加えて、(1)の呼吸停止しているわずかな間、又は、(2)の数秒間、に矩形波パルスが出力される。このうち、少なくとも(2)では、一定間隔を空けて複数回の矩形波パルスが出力される。よって、薬剤気流の鼻腔への流入が阻害されることはない。
Next, according to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the square-wave pulse is generated by: (1) during the stop of breathing from the end of inspiration to the start of expiration, or (2) the start of expiration from the start of inspiration. Until the data is output.
In the invention having such a configuration, in addition to the operation of the first or second invention, a rectangular wave pulse is output during a short period of time (1) while breathing is stopped or during a few seconds in (2). Is done. Of these, at least in (2), a plurality of rectangular wave pulses are output at regular intervals. Therefore, the inflow of the drug airflow into the nasal cavity is not inhibited.
さらに、第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、送気ホースの遠位端とノーズピースの近位端との間に中空構造のアタッチメントが介設され、開口部は、アタッチメントの内部に開口することを特徴とする。
このような構成の発明においては、第1乃至第3のいずれかに記載の発明の作用に加えて、開口部はアタッチメントの内部に開口するため、例えば送気ホースの遠位端に穿通される孔を開口部とする場合と比較して、簡単に加圧ラインと、加圧ポンプ等がアタッチメントに接続される。
Further, according to a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, an attachment having a hollow structure is interposed between a distal end of the air supply hose and a proximal end of the nosepiece, and the opening is And an opening inside the attachment.
In the invention having such a configuration, in addition to the operation of the invention described in any of the first to third aspects, since the opening is opened inside the attachment, for example, the opening is pierced through the distal end of the air supply hose. The pressurizing line, the pressurizing pump, and the like are easily connected to the attachment as compared with the case where the hole is an opening.
そして、第5の発明は、第4の発明において、アタッチメントは、前端がノーズピースの近位端に接続される筒状のカバーと、一端がカバーの内部空間に嵌入されるとともに他端に送気ホースの遠位端が接続される筒状のアダプターを備え、カバーは、内部空間が前端に向かって先細となるテーパー状の貫通孔をなすとともに開口部がカバーの後端寄りの側壁に開口し、アダプターは、一端に向かって先細となるテーパー状の外周形状をなす突出部を備え、この突出部は、内部空間に挿入された場合に、カバーの内周面との間に一定の間隔で間隙が形成され、開口部を介して印加された加圧ポンプの出力は、間隙の内部を旋回しながらカバーの前端に向かって進行する旋回流であることを特徴とする。 In a fifth aspect based on the fourth aspect, the attachment includes a cylindrical cover having a front end connected to the proximal end of the nosepiece, one end fitted into the internal space of the cover, and the other end fed to the other end. The cover has a cylindrical adapter to which the distal end of the air hose is connected.The cover has a tapered through-hole whose internal space tapers toward the front end, and the opening opens in the side wall near the rear end of the cover. The adapter is provided with a protrusion having a tapered outer shape tapering toward one end, and the protrusion has a predetermined gap between the adapter and the inner circumferential surface of the cover when inserted into the internal space. The output of the pressurizing pump applied through the opening is a swirling flow traveling toward the front end of the cover while swirling inside the gap.
このような構成の発明において、カバーの内部空間と、突出部の外周形状は、いずれもテーパー状に形成されるが、カバーの外周形状と、突出部の内部空間は、必ずしもテーパー状でなくても良い。
上記構成の発明においては、第4に記載の発明の作用に加えて、加圧ポンプの出力が、カバーの貫通孔とアダプターの突出部との間隙の内部をカバーの前端に向かって旋回しながら進行することから、カバーの前端においては中心部に負圧領域が発生する。そのため、負圧領域が形成されるタイミングに合わせて、薬剤気流が吸引され、ボーラス状となる。よって、ボーラス状に形成された薬剤気流は、その立ち上がり時においてより多くの量が副鼻腔の内部へ送達される。
In the invention having such a configuration, the inner space of the cover and the outer peripheral shape of the protruding portion are all formed in a tapered shape, but the outer peripheral shape of the cover and the inner space of the protruding portion are not necessarily tapered. Is also good.
In the invention having the above configuration, in addition to the operation of the invention described in the fourth aspect, the output of the pressurizing pump rotates inside the gap between the through hole of the cover and the protrusion of the adapter toward the front end of the cover. As it progresses, a negative pressure region is generated at the center at the front end of the cover. Therefore, the drug airflow is sucked at the timing when the negative pressure region is formed, and becomes a bolus shape. Therefore, a larger amount of the bolus-shaped drug airflow is delivered to the inside of the paranasal sinuses when it rises.
第6の発明は、第2乃至第5のいずれかの発明において、呼吸センサーは、患者の口元に設置される温度センサーであることを特徴とする。
このような構成の発明において、呼吸センサーは、制御部と有線通信又は無線通信可能に設置されていれば良く、呼吸センサーが単体で独立して口元に設置されるほか、アタッチメントによって支持されて設置される場合や、アタッチメントを保持する保持装置に支持されて設置される場合が考えられる。また、温度センサーとしては、例えば、熱電対やサーミスタが使用され、高速の熱応答性を有する方が望ましい。
上記構成の発明においては、口元に設置される温度センサーから呼気の温度がリアルタイムに計測されるため、この計測結果に応じて時間的な精度の良好な加圧ポンプの圧力が発生する。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the second to fifth aspects, the respiration sensor is a temperature sensor installed at a mouth of a patient.
In the invention having such a configuration, the respiratory sensor may be installed so as to be able to perform wired communication or wireless communication with the control unit. In addition to the independent installation of the respiratory sensor alone at the mouth, and the installation supported by the attachment, It is considered that the attachment is performed or the attachment is supported by a holding device that holds the attachment. As the temperature sensor, for example, a thermocouple or a thermistor is used, and it is desirable that the temperature sensor has a high-speed thermal response.
In the invention having the above configuration, since the temperature of the exhaled air is measured in real time from the temperature sensor installed at the mouth, the pressure of the pressurizing pump with good temporal accuracy is generated according to the measurement result.
第1の発明によれば、鼻腔と副鼻腔の間に圧力差が発生し、副鼻腔の中に薬剤気流が送達されることから、薬剤気流の送達率を向上させることができる。また、加圧振動付加装置をネブライザー装置の本体に改造を加えずに容易に装着可能であり、導入コストを抑制可能である。さらに、制御部によって、加圧振動波形の周波数等の因子を所望の値に調整することができるので、これら因子の値を適切に設定することで、薬剤気流の送達率をさらに向上させることが期待できる。 According to the first aspect, a pressure difference is generated between the nasal cavity and the paranasal sinuses, and the drug airflow is delivered into the paranasal sinuses, so that the delivery rate of the drug airflow can be improved. Further, the pressurizing vibration applying device can be easily mounted without modifying the main body of the nebulizer device, and the introduction cost can be suppressed. Furthermore, since the control unit can adjust factors such as the frequency of the pressurized vibration waveform to desired values, by appropriately setting the values of these factors, it is possible to further improve the delivery rate of the drug airflow. Can be expected.
第2の発明によれば、第1の発明の効果に加えて、呼吸センサーと、制御部を備えることにより、弁装置の開閉を制御して加圧ポンプの圧力を矩形波パルスとして出力させることができるから、薬剤気流に対し、所望のタイミングで矩形波状の加圧振動を印加することが可能である。 According to the second invention, in addition to the effect of the first invention, by providing a respiration sensor and a control unit, the opening and closing of the valve device is controlled to output the pressure of the pressurizing pump as a rectangular wave pulse. Therefore, it is possible to apply rectangular wave-shaped pressurized vibration to the medicine airflow at a desired timing.
第3の発明によれば、第2の発明の効果に加えて、矩形波パルスを呼気以外のタイミングで発生させることが可能である。よって、矩形波パルスを吸気、呼気を考慮せず発生させる場合と比較して、1回の治療毎又は患者毎の薬剤送達率の再現性が良好となる。また、呼気時に加圧振動されると、患者が不快に感じる可能性があるが、第3の発明によれば、この不快感をも防止することができる。 According to the third invention, in addition to the effect of the second invention, it is possible to generate a rectangular wave pulse at a timing other than the exhalation. Therefore, the reproducibility of the drug delivery rate for each single treatment or for each patient is improved as compared with the case where the rectangular wave pulse is generated without considering inspiration and expiration. In addition, if the patient is pressurized and vibrated during expiration, the patient may feel uncomfortable. According to the third aspect, this discomfort can be prevented.
第4の発明によれば、第1乃至第3のいずれかの発明の効果に加えて、アタッチメントを備えることで、加圧ラインと、加圧ポンプ等を簡単に取り付け可能である。 According to the fourth aspect, in addition to the effects of any of the first to third aspects, by providing the attachment, the pressurizing line, the pressurizing pump, and the like can be easily attached.
第5の発明によれば、第4の発明の効果に加えて、薬剤気流の立ち上がり時においてより多くの量が副鼻腔の内部へ送達されるので、副鼻腔への薬剤気流の送達率が向上する。 According to the fifth aspect, in addition to the effect of the fourth aspect, since a larger amount is delivered to the inside of the paranasal sinuses at the time of the rise of the pharmaceutical stream, the delivery rate of the pharmaceutical stream to the paranasal sinuses is improved. I do.
第6の発明によれば、第2乃至第5のいずれかの発明の効果に加えて、温度センサーという簡易な計測手段で、患者の呼吸状態を知ることができる。また、高速熱応答性を有する温度センサーを選択することで、加圧ポンプの圧力を実際の呼吸の波形に精度良く追随させて発生させることができる。 According to the sixth aspect, in addition to the effects of any of the second to fifth aspects, the respiratory condition of the patient can be known by a simple measuring means such as a temperature sensor. Further, by selecting a temperature sensor having a high-speed thermal response, the pressure of the pressurizing pump can be generated by accurately following the waveform of the actual breathing.
本発明の第1の実施の形態に係る加圧振動付加装置について、図1乃至図6を用いて詳細に説明する。図1は、実施例に係る加圧振動付加装置の構成を示すブロック図である
図1に示すように、実施例に係る加圧振動付加装置1は、薬剤を霧化して薬剤気流を発生させ、この薬剤気流を副鼻腔へ送達するためのネブライザー装置5に取り付けて、薬剤気流に対し加圧振動を付加するための装置である。
まず、ネブライザー装置5は、薬剤気流を発生させる本体2と、この本体2から鼻腔内に薬剤気流を送気するための送気ホース3と、この送気ホース3の遠位端に装着されるノーズピース4を備える。
A pressure vibration applying apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a pressure vibration applying device according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the pressurized
First, the
次に、加圧振動付加装置1は、送気ホース3の遠位端とノーズピース4の近位端との境界部に開口する開口部6と、この開口部6を下流端とする加圧ライン7と、この加圧ライン7の上流端に接続され、薬剤気流に空気の圧力を印加する加圧ポンプ8と、加圧ライン7の途中であって、加圧ポンプ8と開口部6の間に設けられる弁装置9と、この弁装置9の開閉を制御して、加圧ポンプ8の圧力を所望の加圧振動波形に変換する制御部10を備える。
具体的には、加圧ライン7は気密性を有する配管である。また、加圧ポンプ8は空圧ポンプであって、静音設計が施されているものが望ましい。さらに、弁装置9は高速応答の可能な電磁弁であって、制御部10の制御を受けて弁体の姿勢が変化することにより、加圧ポンプ8から出力される圧縮空気を加圧ライン7の内部を通過可能又は通過不可とする。
Next, the pressurizing
Specifically, the
また、加圧振動付加装置1は、 患者の呼気及び吸気を反映するパラメータを計測する呼吸センサーを備える。本実施例では、この呼吸センサーは、患者の口元に設置されるとともに、制御部10へ有線通信可能に接続される温度センサー11である。そのため、温度センサー11は、計測したパラメータ、すなわち患者の呼気及び吸気の温度を反映する強さの信号を制御部10へ自動的に送信する。勿論、温度センサー11の計測間隔や制御部10への送信間隔は、制御部10によって自在に設定される。
さらに、加圧振動付加装置1は、送気ホース3の遠位端とノーズピース4の近位端との間に介設される中空構造をなすアタッチメント12を備えており、先に述べた開口部6は、アタッチメント12の内部に開口する。このような加圧振動付加装置1の詳細な構成については、図4を使用しながら後述する。
Further, the pressurized
Further, the pressurized
続いて、加圧振動付加装置を構成する制御部の作用について、図2を用いながら説明する。図2(a)は実施例に係る加圧振動付加装置を構成する制御部が作成した呼気及び吸気の時系列データであり、図2(b)は図2(a)に基づいて出力された矩形波パルスの波形である。
制御部10は、受信した温度センサー11の信号から呼気及び吸気の時系列データを作成する。作成した時系列データは、図2(a)に示すように、横軸を時間tとし、縦軸に温度センサー11の信号Sの強さ(室温で規格化したもの)をプロットした場合、大まかには上に凸の二次曲線が一定間隔を空けて繰り返されるといった波形を呈していると考えられる。このうち、二次曲線が呼気の温度計測結果であり、二次曲線同士の間にあるほぼ平坦な部分が吸気の温度計測結果である。
Subsequently, the operation of the control unit configuring the pressure vibration applying device will be described with reference to FIG. FIG. 2A is time-series data of expiration and inspiration created by a control unit included in the pressurized vibration applying apparatus according to the embodiment, and FIG. 2B is output based on FIG. 2A. It is a waveform of a square wave pulse.
The
よって、制御部10は、図2(a)に示す時系列データに、例えば、微分処理を施すことで、微分値がゼロから正の値に変化する時点を吸気から呼気に切り替わる時点であると判断し、微分値が負の値からゼロに変化する時点を呼気から吸気に切り替わる時点であると判断することができる。そこで、この時系列データに基づいた所望のタイミング、例えば吸気時に加圧ポンプ8の圧力を矩形波パルスPとして出力させることができる。
Therefore, the
具体例として、本実施例においては、図2(b)に示すように、矩形波パルスPは、(1)吸気の終了から呼気が開始するまでの呼吸停止の間、又は、(2)吸気の開始から呼気が開始するまでの間、に出力される。すなわち、いずれの場合においても、呼気の間に矩形波パルスPが出力されることはない。なお、矩形波パルスPの最大振幅Amax及び周波数は、任意に設定可能である。 As a specific example, in the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the rectangular wave pulse P is (1) during the end of respiration from the end of inspiration to the start of expiration, or (2) during inspiration. Is output from the start to the start of exhalation. That is, in any case, the rectangular pulse P is not output during expiration. Note that the maximum amplitude A max and the frequency of the rectangular wave pulse P can be arbitrarily set.
さらに、副鼻腔に対する加圧ポンプによる圧力印加の作用について、図3を用いて説明する。図3(a)は加圧ポンプによる圧力が印加された場合における副鼻腔内の圧力変化を示す予備実験の結果であり、図3(b)は矩形波パルス状の加圧振動が印加された場合における薬剤気流の副鼻腔への到達率を示す実験結果である。
まず、実験方法について説明すると、図3(a)においては 、簡易なヒト鼻副鼻腔モデル(図示せず)と、気体の流量及び圧力をそれぞれ計測する流量計及び圧力計を用いた。ヒト鼻副鼻腔モデルは、ガラス製の略球形の中空部と、この中空部を直径方向に貫通する送気管と、この送気管の上流側と連通する連通口をその途中に備えており、送気管と直交して配置される管体からなる。流量の計測方法としては、管体の一方の開口端から加圧した空気をボーラス状に送り込み、その流量を流量計で時間を追って計測した。次に、管体へ送り込まれた空気の一部は連通口から中空部へ流入するため、中空部へ流入した空気の圧力p1と、中空部から流出した空気の圧力p2を、送気管の両端にそれぞれ設置した圧力計によって時間を追って計測した。そして、副鼻腔内の圧力p(=p1−p2)を求めた。
図3(a)は、横軸を時間tとし、縦軸に管体の一方の開口端における空気の流量Qの波形(破線)と副鼻腔内の圧力p(実線)をプロットしたものである。この結果によれば、副鼻腔内での圧力勾配が大きい初期時にのみ、空気が副鼻腔内へ流入し、流量Qがゼロになっても副鼻腔内の圧力pが最大になっている状態が継続していることが分かる。
Further, the effect of pressure application to the paranasal sinus by the pressure pump will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a result of a preliminary experiment showing a change in pressure in the paranasal sinuses when pressure is applied by a pressurizing pump, and FIG. 3B is a diagram in which rectangular wave pulse-like pressurizing vibration is applied. 9 is an experimental result showing the rate of arrival of a drug airflow into a paranasal sinus in each case.
First, an experimental method will be described. In FIG. 3A, a simple human nasal paranasal sinus model (not shown), and a flow meter and a pressure gauge for measuring a flow rate and a pressure of a gas, respectively, are used. The human nasal paranasal sinus model is provided with a substantially spherical hollow portion made of glass, an air supply pipe diametrically penetrating the hollow portion, and a communication port communicating with the upstream side of the air supply pipe in the middle thereof. It consists of a tube that is placed orthogonal to the trachea. As a method of measuring the flow rate, pressurized air was sent in a bolus form from one open end of the tube, and the flow rate was measured with a flow meter over time. Then, because the part of the air sent to the pipe flowing from the communicating port to the hollow portion, and the pressure p 1 of the air flowing into the hollow portion, the pressure p 2 of the air flowing out of the hollow portion, flues The time was measured with a pressure gauge installed at each end of the sample. Then, to determine the pressure p in the sinuses (= p 1 -p 2).
FIG. 3A plots the waveform (broken line) of the air flow rate Q at one open end of the tubular body and the pressure p (solid line) in the paranasal sinuses on the vertical axis, with time t on the horizontal axis. . According to this result, the air flows into the paranasal sinuses only at the initial stage when the pressure gradient in the paranasal sinuses is large, and the state in which the pressure p in the paranasal sinuses is maximum even when the flow rate Q becomes zero. You can see that it is continuing.
図3(b)においては、図3(a)と同様のモデルを使用して、管体の一方の開口端から、一定の濃度に着色した霧化気流を矩形波パルス状として送り込み、中空部内に沈着した色素の濃度を比色法により測定し、薬物送達度(%)を算出した。このとき、1分間当たりに付加される矩形波パルスの回数(加圧振動付加頻度)を1回から10回の間で変化させた。なお、霧化気流の色素粒子径は5.9(μm)、連通口径は5(mm)、圧力勾配は78.2(kPa/s)であった。
図3(b)は、横軸を加圧振動付加頻度(回/分)とし、縦軸に薬物送達度 (上顎洞薬物送達度:%)をプロットしたものである。この結果によれば、加圧振動付加頻度が10(回/分)の場合、薬物送達度は25(%)程度となった。これに対し、同様の方法で従来の正弦波状の加圧振動を行ったところ、薬物送達度は2〜3(%)程度であった。よって、矩形波パルス状の加圧振動によれば、薬物送達度を従来の約10倍程度に、飛躍的に向上できることが分かる。
In FIG. 3 (b), using a model similar to that of FIG. 3 (a), an atomized gas stream colored at a certain concentration is sent as a rectangular wave pulse from one open end of the pipe body, and The concentration of the dye deposited on the sample was measured by colorimetry, and the degree of drug delivery (%) was calculated. At this time, the number of times of applying the rectangular wave pulse per minute (frequency of applying pressure vibration) was changed from 1 to 10 times. In addition, the pigment particle diameter of the atomization airflow was 5.9 (μm), the communication aperture was 5 (mm), and the pressure gradient was 78.2 (kPa / s).
In FIG. 3 (b), the horizontal axis represents the pressure application frequency (times / minute), and the vertical axis represents the drug delivery rate (maxillary sinus drug delivery rate:%). According to this result, when the frequency of pressurized vibration application was 10 (times / minute), the drug delivery degree was about 25 (%). On the other hand, when a conventional sinusoidal pressurized vibration was performed by the same method, the degree of drug delivery was about 2 to 3 (%). Therefore, it is understood that the degree of drug delivery can be drastically improved to about 10 times that of the related art by the pressurized vibration in the form of a rectangular wave pulse.
次に、加圧振動付加装置1の詳細な構成について、図4を使用しながら説明する。図4(a)は実施例に係る加圧振動付加装置を構成するアタッチメントの斜視図であり、図4(b)は同装置の外観図である。なお、図1及び図2で示した構成要素については、図4においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図4(a)及び図4(b)に示すように、加圧振動付加装置1は、送気ホース3の遠位端3aと、ノーズピース4の近位端4aにそれぞれ一端12a及び他端12bが接続されるアタッチメント12と、このアタッチメント12の両側面12c,12c及び底部12dを保持するホルダー13と、このホルダー13をその裏面から支持する金属中空管からなるフレキシブルアーム14と、このフレキシブルアーム14の下端が取り付けられるベース部15からなる。
Next, a detailed configuration of the pressure
As shown in FIGS. 4A and 4B, the pressurized
このうち、アタッチメント12は、透明な硬質樹脂又はガラス製の中空管であり、図4(a)に示すように二か所の略直角に屈曲した屈曲部12e,12fを有する階段状に形成され、一端12a寄りの屈曲部12fに、先細形状をなす開口部6が開口している。
図4(b)に示すように、ホルダー13は、硬質の樹脂製であって、アタッチメント12の両側面12c,12cを挟持するクリップ部13aの直下に開口部6への差し込み口13bが設けられ、さらにその下方に温度センサー11の基部11aが取り付けられている。
また、ベース部15も硬質の樹脂製もしくは金属製であって、その内部に加圧ポンプ8、弁装置9及び制御基板からなる制御部10(図1参照)が収容されている。
なお、図示は省略するが、フレキシブルアーム14内には、加圧ポンプ8の圧力を開口部6に送気するための加圧ライン7が通過しており、その先端はホルダー13の差し込み口13bに開口している。さらに、フレキシブルアーム14内には、温度センサー11の出力信号を制御部10へ送信するための配線(図示せず)も通過している。
また、加圧ポンプ8、弁装置9、制御部10及び温度センサー11に対する電力供給は、図示しない内蔵電源もしくはACアダプターによって行われる。
The
As shown in FIG. 4B, the
The
Although not shown, a
The power supply to the pressurizing pump 8, the
上記構成の加圧振動付加装置1によれば、制御部10が温度センサー11の計測による呼気の温度に基づいて、弁装置9の開閉を制御し加圧ポンプ8の圧力を矩形波パルスPとして出力させる。この矩形波パルスPは、その出力開始時に最大の圧力勾配を示すので、図3(a)で説明したように薬剤気流を副鼻腔の内部へ流入させることができる。
また、矩形波パルスPは、制御部10によって、所望の最大振幅や出力回数に設定できるため、図3(b)で説明したように薬剤気流の副鼻腔への送達率を従来技術よりも大きく向上させることが可能である。
さらに、加圧振動付加装置1によれば、矩形波パルスPが(1)吸気の終了から呼気が開始するまでの呼吸停止の間、又は、(2)吸気の開始から呼気が開始するまでの間、に出力される。したがって、薬剤気流が呼気による抵抗を受けることを防止することができるため、薬剤送達率を向上させるとともに副鼻腔粘膜に沈着しなかった薬剤粒子の割合を低下できる。
そして、矩形波パルスPの出力は、患者毎に調整することができるから、従来一律に薬剤投与されていた場合と異なり、患者の状態に最適な薬剤投与方法をきめ細かく決定できるので、治療成績の向上が期待できる。
According to the pressurized
In addition, since the rectangular wave pulse P can be set to a desired maximum amplitude and the number of outputs by the
Furthermore, according to the pressurized
Since the output of the rectangular wave pulse P can be adjusted for each patient, unlike the conventional case where the medicine is uniformly administered, the optimal medicine administration method for the patient's condition can be finely determined, so that the treatment results can be determined. Improvement can be expected.
加えて、加圧振動付加装置1によれば、アタッチメント12を介して既設のネブライザー装置へ容易に装着可能である。よって、改造費用が不要であり、既存のネブライザー装置に対し、安価に上述の優れた効果を発揮させることが可能になる。また、加圧振動付加装置1の加圧ポンプ8として静音設計されているものを選択することで、手狭な耳鼻咽喉科の診察室に設置した場合の騒音を従来よりも軽減することかできる。
In addition, according to the pressurized
続いて、本実施例の変形例に係る加圧振動付加装置を構成するアタッチメントについて、図5及び図6を用いながら説明する。図5は、実施例の変形例に係る加圧振動付加装置を構成するアタッチメントの外観斜視図である。 なお、図1乃至図4で示した構成要素については、図5においても同一の符号を付して、その説明を省略する。
図5に示すように、アタッチメント16は、前端17aがノーズピース4の近位端4aに接続される筒状のカバー17と、一端18a(図6参照)がカバー17の内部空間S17(図6参照)に嵌入されるとともに他端18bに送気ホース3の遠位端3a(図6参照)が接続される筒状のアダプター18を備える。
このうち、カバー17の側壁の一箇所に加圧ライン7の先端が接続される開口部20が開口している。この開口部20の構成及び作用については、図6を用いて説明する。
Subsequently, an attachment constituting a pressurized vibration applying apparatus according to a modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is an external perspective view of an attachment constituting a pressurized vibration applying apparatus according to a modification of the embodiment. The same reference numerals are given to the components shown in FIGS. 1 to 4 in FIG. 5 and the description thereof is omitted.
As shown in FIG. 5, the
Of these, an
図6(a)及び図6(b)はそれぞれ実施例の変形例に係る加圧振動付加装置を構成するアタッチメントの断面図であり、図6(c)はその作用を説明するための断面図である。なお、図1乃至図5で示した構成要素については、図6においても同一の符号を付して、その説明を省略する。また、図6(a)乃至図6(c)における断面図は、いずれもアタッチメントをその長軸X(図6(c)参照)に沿って均等に分割した場合の縦断面図である。
図6(a)及び図6(b)に示すように、カバー17は、内部空間S17が前端17aに向かって先細となるテーパー状の貫通孔をなすとともに開口部20が内部空間S17の接線方向に沿って、カバー17の後端17b寄りの側壁17cに開口している。
また、アダプター18は、一端18aに向かって先細となるテーパー状の外周形状をなす突出部19を備える。この突出部19は、内部空間S17に挿入された場合に、カバー17の内周面17dとの間に一定の間隔で間隙g(図6(c)参照)が形成される。これ以外のアタッチメント16の構成は、実施例のアタッチメント12と同様である。
6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views of an attachment constituting a pressurized vibration applying apparatus according to a modification of the embodiment, and FIG. 6 (c) is a cross-sectional view for explaining the operation thereof. It is. The same reference numerals are given to the components shown in FIGS. 1 to 5 in FIG. 6 and the description is omitted. 6 (a) to 6 (c) are longitudinal sectional views in which the attachment is equally divided along its long axis X (see FIG. 6 (c)).
As shown in FIG. 6 (a) and 6 (b), the
In addition, the
図6(c)に示すように、アタッチメント16においては、開口部20を介して印加された加圧ポンプ8の出力は、間隙gの内部を旋回しながらカバー17の前端17aに向かって進行する旋回流(図中螺旋状矢印)である。したがって、カバー17の前端17aにおいては中心部に負圧領域が発生する。そのため、負圧領域が形成されるタイミングに合わせて、薬剤気流が吸引され、ボーラス状となってアダプター18の一端18aからノーズピース4に送り込まれる。よって、ボーラス状に形成された薬剤気流は、その立ち上がり時においてより多くの量が副鼻腔の内部へ送達される。したがって、アタッチメント16を備えることで、アタッチメント12を備える場合よりも薬剤気流の送達率が向上する。これ以外のアタッチメント16による作用及び効果は、加圧ポンプ8の作用及び効果と同様である。
As shown in FIG. 6C, in the
なお、本発明に係る加圧振動付加装置は、実施例に示すものに限定されない。例えば、呼吸センサーは、流量センサーや圧力センサーが使用されても良く、無線通信手段を介して制御部10へ計測結果が送信されても良い。また、アタッチメント12,16は省略されてもよく、この場合開口部6,20は、送気ホース3の遠位端3aに穿通されて形成されても良い。
Note that the pressure vibration applying device according to the present invention is not limited to the one shown in the embodiment. For example, a flow sensor or a pressure sensor may be used as the respiration sensor, and a measurement result may be transmitted to the
本発明は、ネブライザー装置が発生した薬剤気流に対して加圧振動を加える加圧振動付加装置として利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a pressurized vibration applying device that applies pressurized vibration to a medicine airflow generated by a nebulizer device.
1…加圧振動付加装置 2…本体 3…送気ホース 3a…遠位端 4…ノーズピース 4a…近位端 5…ネブライザー装置 6…開口部 7…加圧ライン 8…加圧ポンプ 9…弁装置 10…制御部 11…温度センサー 11a…基部 12…アタッチメント 12a…一端 12b…他端 12c…側面 12d…底部 12e,12f…屈曲部 13…ホルダー 13a…クリップ部 13b…差し込み口 14…フレキシブルアーム 15…ベース部 16…アタッチメント 17…カバー 17a…前端 17b…後端 17c…側壁 17d…内周面 S17…内部空間 18…アダプター 18a…一端 18b…他端 19…突出部 20…開口部 g…間隙
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記送気ホースの前記遠位端と前記ノーズピースの近位端との境界部に開口する開口部を下流端とする加圧ラインと、
この加圧ラインの上流端に接続され、前記送気ホースによって一定量が持続的に送気されてきた前記薬剤気流に圧力を印加する加圧ポンプと、
前記加圧ラインの途中であって、前記加圧ポンプと前記開口部の間に設けられる弁装置と、
この弁装置の開閉を制御して、前記加圧ポンプの前記圧力を所望の加圧振動波形に変換する制御部と、
患者の呼気及び吸気を反映するパラメータを計測する呼吸センサーを備え、
この呼吸センサーは、計測した前記パラメータを反映する信号を前記制御部に送信し、
前記制御部は、受信した前記信号から前記呼気及び前記吸気の時系列データを作成し、この時系列データに基づいた所望のタイミングに前記加圧ポンプの前記圧力を矩形波パルスとして出力させることを特徴とする加圧振動付加装置。 A nebulizer device including a main body for generating a medicine airflow, an air supply hose for supplying the medicine airflow from the main body into the nasal cavity, and a nosepiece attached to a distal end of the air supply hose is closed. A pressurized vibration applying device attached to improve the drug delivery rate into the paranasal sinuses,
A pressure line having an opening opening at a boundary between the distal end of the air supply hose and the proximal end of the nosepiece as a downstream end,
A pressurizing pump connected to the upstream end of the pressurizing line and applying pressure to the drug airflow, which has been continuously supplied with a certain amount by the gas supply hose ;
In the middle of the pressurizing line, a valve device provided between the pressurizing pump and the opening,
A control unit that controls the opening and closing of the valve device and converts the pressure of the pressure pump into a desired pressure oscillation waveform ;
Equipped with a respiratory sensor that measures parameters that reflect the patient's expiration and inspiration,
This respiration sensor transmits a signal reflecting the measured parameter to the control unit,
The control unit creates time-series data of the expiration and the inspiration from the received signal, and outputs the pressure of the pressurizing pump as a rectangular wave pulse at a desired timing based on the time-series data. Characteristic pressurized vibration applying device.
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