CN107847184B - 用于医学喷雾剂递送设备的控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于医学喷雾剂递送设备(2)的控制设备(10)、医学喷雾剂递送系统(1)、用于控制医学喷雾剂递送设备(2)的方法、用于控制这样的设备或系统的计算程序单元、以及存储有这样的计算程序单元的计算机可读介质。用于医学喷雾剂递送设备(2)的控制设备(10)包括提供单元(11)、处理单元(12)和控制单元(13)。所述提供单元(11)被配置为提供每个呼吸的吸气长度数据。所述处理单元(12)被配置为将所提供的吸气长度数据与预定的吸气长度阈值进行比较，并且被配置为过滤在所述预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据。所述控制单元(13)被配置为基于经过滤的吸气长度数据来控制所述医学喷雾剂递送设备(2)。

Description

用于医学喷雾剂递送设备的控制设备
技术领域
本发明涉及用于医学喷雾剂递送设备的控制设备、医学喷雾剂递送系统、用于控制医学喷雾剂递送设备的方法、用于控制这样的设备或系统的计算程序单元、以及存储有这样的计算程序单元的计算机可读介质。
背景技术
EP1 525 893 A2公开了一种雾化器形式的药物递送装置。该雾化器包括用于确定吸气期间的雾化的脉冲的持续时间的单元，这样的单元包括用于测量患者的潮气量的单元、用于测量吸气的持续时间的定时单元、用于存储患者的上气道的体积的估计的单元、以及用于基于测量结果和存储的估计来计算脉冲的持续时间的单元。备选雾化器包括：用于预测潮气量的单元，其包括用于测量患者的峰值流量的单元、用于测量吸气的持续时间的定时单元、和用于基于测量结果来计算潮气量的单元；以及用于雾化药物的单元、用于监测患者的呼吸样式的单元、和用于控制雾化单元以根据呼吸样式来提供吸气相的不同长度和比例的脉冲的单元。
这样的常规雾化器或医学喷雾剂递送设备包括用于实施自适应喷雾剂递送算法以控制到用户的或患者的呼吸样式中的喷雾剂药物递送的定时的控制单元。为了预测下一呼吸的长度的目的，常规的自适应喷雾剂递送算法也将短暂吸气流时段处置为呼吸。然而，这样的短暂吸气流时段能够是能够例如通过患者有意识地尝试控制吸气与呼气之间的转变或者通过在真实吸气的开始之前将他们的舌头横跨咬嘴移动而引起的呼吸样式异常。
如果患者的呼吸样式为使得其具有这些呼吸异常，则递送喷雾剂所花费的每个呼吸的时间比例将会被减少，并且总体处置时间将会被增加。然而，增加的处置时间与差的处置方案顺应性相关联。
US5 201 322公开了一种用于检测通过通道的气流的存在和方向的设备，所述通道具有用于气流通过其中的第一开口和第二开口。所述设备包括位于通道内的压电传感器。所述传感器在空气沿第一方向流过通道时生成第一电信号，并且在空气沿与第一方向相反的第二方向流过通道时生成第二电信号。
US 2005/0183725 A1公开了一种用于激活和控制吸气设备的各种部件的流体传感器。所述传感器包括被定位在吸气设备内以检测该设备内的流体并输出表示流体的频率、方向和/或幅度的信号的声学元件。这些信号控制并激活静电板和/或高频振动器。
US5 944 680公开了一种用于预测患者呼吸中的临界点的方法。所述方法包括监测患者的呼吸用力波形的至少一个特性以检测呼吸事件。呼吸事件可以是吸气开始，并且被监测的呼吸用力波形的特性是斜率和幅度中的至少一个。刺激可以响应于检测到的吸气开始而被提供。
EP 765 631 A2公开了一种用于监测患者的呼吸的装置。所述装置包括用于生成具有表示患者呼吸的幅度调制以及呼吸伪影的呼吸信号的生成单元、和被耦合到生成单元并且响应于呼吸信号的处理单元。
US6 537 228 B1公开了一种呼吸暂停检测器中的方法和装置，所述呼吸暂停检测器监测患者的阻抗呼吸描记呼吸信号和心跳。呼吸信号的漂移的幅值被监测以解析呼吸事件，即呼吸、吸气和呼气。
发明内容
因此，可以存在对提供用于医学喷雾剂递送设备的改善的控制设备的需要，其尤其允许减少处置时间。由独立权利要求的主题来解决本发明的问题，其中，另外的实施例被并入在从属权利要求中。
应当指出，下文中描述的本发明的方面也适用于用于医学喷雾剂递送设备的控制设备、医学喷雾剂递送系统、用于控制医学喷雾剂递送设备的方法、计算程序单元、以及计算机可读介质。
根据本发明，呈现了一种用于医学喷雾剂递送设备的控制设备。所述控制设备包括提供单元、处理单元和控制单元。所述提供单元被配置为提供每个呼吸的吸气长度数据。所述处理单元被配置为将所提供的吸气长度数据与预定的吸气长度阈值进行比较，并且被配置为过滤在所述预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据。所述控制单元被配置为基于经过滤的吸气长度数据来控制所述医学喷雾剂递送设备。
所提供的每个呼吸的吸气长度数据可以包括或可以被理解为一个或若干测得的呼吸信号、呼吸值、吸气持续时间、吸气长度或吸气时间。
所提供的吸气长度数据与预定的吸气长度阈值的比较可以被理解为吸气长度数据中的伪影和/或尖峰的检测。伪影和/或尖峰可以被理解为例如通过用户有意识地尝试控制吸气与呼气之间的转变或通过在真实吸气的开始之前将他/她的舌头横跨咬嘴移动等而引起的呼吸短促和/或呼吸样式异常。
所述预定的吸气长度阈值可以处在50ms与1000ms之间、或处在100ms至400ms之间、或可以为大约250ms。
经过滤的吸气长度数据是在所提供的吸气长度数据被过滤之后获得的数据。
根据本发明的用于医学喷雾剂递送设备的控制设备允许减少处置时间。这由于该控制设备可以实施用于控制到用户的呼吸样式中的喷雾剂药物递送的定时的算法而被实现。由此，该控制设备可以防止短吸气流时段减少雾化到患者呼吸中所花费的时间并且由此增加总体处置时间。换言之，本发明防止算法由于例如通过有意识地控制吸气与呼气之间的转变或通过将舌头横跨医学喷雾剂递送设备的咬嘴移动等而引起的短吸气时段和/或呼吸样式异常而缩短喷雾剂递送时段。益处是保持总体处置时间短，并且促进良好的处置方案顺应性。
这由于吸气长度数据中的伪影和/或尖峰以改善的方式被管理而被实现。这意味着这些伪影被检测到并且被过滤。当吸气长度数据例如处在50ms至1000ms的范围内并且优选共计仅250ms时，这样的伪影可以被检测到。过滤可以包括忽略吸气长度数据或用先前移动平均值代替吸气长度数据。换言之，本发明防止小于例如250ms的吸气流时段被包括在下一呼吸的长度的预测和到下一呼吸中的喷雾剂递送持续时间的设定中。
所述过滤可以是将在所述预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据移除或忽略。所述过滤也可以用数据库值、平均值或先前呼吸的移动平均值代替在所述预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据。因此，所述处理单元被配置为将所提供的吸气长度数据处理为每个呼吸的移动平均值。用先前呼吸的移动平均值代替在所述预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据消除了计算将在存在小于阈值的相继呼吸时崩溃的几率。
先前移动平均值可以是例如三个呼吸移动平均值。移动平均值也能够基于任何数量的呼吸(如例如五个呼吸移动平均值)、或被加权以移除较老呼吸的影响(例如指数加权的移动平均值)。当例如吸气的数量n大于三时，三个呼吸移动平均值τ可以通过对针对先前三个呼吸的吸气长度求和并除以三来计算。例如，在吸气长度小于例如250ms的预定的吸气长度阈值的情况下，该吸气长度用先前移动平均值τj代替。在下面的范例中，所有时间都被认为大于250ms：
Figure BDA0001529352280000041
当一个提供的或测得的吸气长度τ(例如tn-2)小于250ms时，三个呼吸移动平均值将会使用下式来计算：
Figure BDA0001529352280000042
其中，吸气数量n-2处的三个呼吸移动平均值τ用于代替测得的小于250ms的吸气长度tn-2。
三个呼吸移动平均值τ用于计算喷雾剂将被递送到下一呼吸中的时间长度。根据本发明的控制设备可以用于高端雾化器(诸如飞利浦Ineb)的自适应喷雾剂递送。医学喷雾剂递送设备可以是是基于网格的雾化器。
在一范例中，所述控制单元被配置为基于经过滤的吸气长度数据来计算针对用户的随后吸气的预测的吸气时间。
在一范例中，所述控制单元还被配置为基于经过滤的吸气长度数据来计算针对所述用户的随后吸气的目标喷雾剂脉冲长度。
在一范例中，所述提供单元还被配置为提供吸气流量数据，并且其中，所述处理单元还被配置为当所提供的流量数据大约为零时进行过滤以对流量数据求平均。
根据本发明，还呈现了一种医学喷雾剂递送系统。所述医学喷雾剂递送系统包括喷雾剂递送设备和如上所述的控制设备。所述控制设备被配置为控制所述喷雾剂递送设备。所述喷雾剂递送设备被配置为向用户递送喷雾剂。所述喷雾剂递送设备可以是用于高端雾化器(诸如飞利浦Ineb)的自适应喷雾剂递送设备。所述医学喷雾剂递送设备可以是基于网格的雾化器。
根据本发明，还呈现了一种用于控制医学喷雾剂递送设备的方法。所述方法包括以下步骤(不必以这种顺序)：
-提供每个呼吸的吸气长度数据，
-将所提供的吸气长度数据与预定的吸气长度阈值进行比较，
-过滤在所述预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据，并且
-基于经过滤的吸气长度数据来控制所述医学喷雾剂递送设备。
根据本发明的用于控制医学喷雾剂递送设备的方法允许减少处置时间和良好的处置方案顺应性。这由于吸气长度数据中的伪影和/或尖峰被检测到并且被过滤而被实现。当吸气长度数据例如处在50ms至1000ms的范围内时，这样的伪影可以被检测到。过滤可以包括忽略吸气长度数据或用先前移动平均值代替吸气长度数据。由此，该控制设备可以防止短吸气流时段减少雾化到患者呼吸中所花费的时间并且由此增加总体处置时间。
根据本发明，还呈现了一种计算机程序单元，其中，所述计算机程序单元包括程序代码单元，当计算机程序在控制如在独立设备权利要求中限定的用于医学喷雾剂递送设备的控制设备或医学喷雾剂递送系统的计算机上运行时，所述程序代码单元用于使用于医学喷雾剂递送设备的所述控制设备或所述医学喷雾剂递送系统执行如在独立方法权利要求中限定的用于控制医学喷雾剂递送设备的方法的步骤。
应当理解，根据独立权利要求的用于医学喷雾剂递送设备的控制设备、医学喷雾剂递送系统、用于控制医学喷雾剂递送设备的方法、用于控制这样的设备或系统的计算程序单元、以及存储有这样的计算程序单元的计算机可读介质具有与特别是在从属权利要求中限定的类似和/或相同的优选实施例。还应当理解，本发明的优选实施例也能够是从属权利要求与相应独立权利要求的任意组合。
参考下文所述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的并且得到阐明。
附图说明
本发明的示范性实施例将会在下文中参考附图来进行描述：
图1示出了医学喷雾剂递送系统的范例的示意图。
图2示出了四个呼吸的序列，其中，每个呼吸具有tx秒的吸气长度，所有吸气长度都大于250ms。
图3示出了五个呼吸的序列，其中，一个呼吸具有小于250ms的吸气长度。
图4示出了用于控制医学喷雾剂递送设备的方法的范例的基本步骤。
具体实施方式
图1示意地且示范性地示出了医学喷雾剂递送系统1的实施例。医学喷雾剂递送系统1包括喷雾剂递送设备2和控制设备10。喷雾剂递送设备2被配置为向用户递送喷雾剂。控制设备10被配置为控制喷雾剂递送设备2。控制设备10因此包括提供单元11、处理单元12和控制单元13。提供单元11被配置为提供每个呼吸的吸气长度数据。处理单元12被配置为将预定的吸气长度阈值与所提供的吸气长度数据进行比较，并且过滤在预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据。控制单元13被配置为基于经过滤的吸气长度数据来控制医学喷雾剂递送设备2。
根据本发明的医学喷雾剂递送系统1和用于医学喷雾剂递送设备2的控制设备10允许减少处置时间。这由于控制设备10可以实施用于控制到用户的呼吸样式中的喷雾剂药物递送的定时的算法而被实现。由此，控制设备10可以防止短吸气流时段减少雾化到患者呼吸中所花费的时间并且由此增加总体处置时间。
在一范例中，预定的吸气长度阈值处在50ms与1000ms之间。在又一范例中，预定的吸气长度阈值为100ms至400ms。在另一范例中，预定的吸气长度阈值为250ms。在一范例中，过滤是将在预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据移除。
在另一范例中，处理单元12还被配置为将所提供的吸气长度数据处理为每个呼吸的三个呼吸移动平均值，其中，过滤是用先前呼吸的三个呼吸移动平均值代替在预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据。
在图2和图3中，先前移动平均值是三个呼吸移动平均值。当例如吸气的数量n大于三时，三个呼吸移动平均值τ通过对针对先前三个呼吸的吸气长度求和并除以三来计算。在该范例中，在吸气长度小于预定的吸气长度阈值250ms的情况下，该吸气长度用先前移动平均值τj代替。在图2的范例中，所有时间都被认为大于250ms：
Figure BDA0001529352280000071
在图3中，当一个提供的或测得的吸气长度tn-2小于250ms时，三个呼吸移动平均值使用下式来计算：
Figure BDA0001529352280000072
其中，吸气数量n-2处的三个呼吸移动平均值τ用于代替测得的小于250ms的吸气长度tn-2。
三个呼吸移动平均值τ用于计算喷雾剂将被递送到下一呼吸中的时间长度。
图4示出了用于控制医学喷雾剂递送设备2的方法的步骤的示意概述。该方法包括以下步骤(不必以这种顺序)：
-在第一步骤S1中，提供每个呼吸的吸气长度数据。
-在第二步骤S2中，将所提供的吸气长度数据与预定的吸气长度阈值进行比较。
-在第三步骤S3中，过滤在预定的吸气长度阈值之下的所提供的吸气长度数据。
-在第四步骤S4中，基于经过滤的吸气长度数据来控制医学喷雾剂递送设备2。
在一范例中，医学喷雾剂递送设备2基于经过滤的吸气长度数据来计算针对用户的随后吸气的预测的吸气时间。在一范例中，医学喷雾剂递送设备2基于经过滤的吸气长度数据来计算针对用户的随后吸气的目标喷雾剂脉冲长度。
在本发明的另一示范性实施例中，提供了一种计算机程序或计算机程序单元，其特征在于其适于在合适的系统上运行根据前述实施例中的一个所述的方法的方法步骤。
因此，计算机程序单元因此可以被存储在计算机单元上，所述计算机单元也可以是本发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行或诱导上述方法的步骤的执行。此外，其可以适于操作上述装置的部件。计算单元能够适于自动操作和/或适于执行用户的命令。计算机程序可以被加载到数据处理器的工作存储器中。因此，数据处理器可以被装备为执行本发明的方法。
本发明的该示范性实施例涵盖从最开始使用本发明的计算机程序和借助于更新将现有程序转变为使用本发明的程序的计算机程序两者。
此外，计算机程序单元可以能够提供所有必要步骤，以履行如上面描述的方法的示范性实施例的流程。
根据本发明的又一示范性实施例，提出了一种计算机可读介质，诸如CD-ROM，其中，所述计算机可读介质具有被存储在其上的计算机程序单元，由前述章节描述了所述计算机程序单元。
计算机程序可以被存储和/或分布在合适的介质上，诸如与其他硬件一起被提供或作为其他硬件的部分被提供的光学存储介质或固态介质，但是所述计算机程序也可以以其他形式分布，诸如经由互联网或其他有线或无线通信系统分布。
然而，计算机程序也可以被提供在如万维网的网络上并且能够从这样的网络下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的又一示范性实施例，提供一种用于令计算机程序单元可用于下载的介质，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的前面描述的实施例中的一个的方法。
必须指出，参考不同主题描述了本发明的实施例。尤其，参考方法类型的权利要求描述了一些实施例，而参考设备类型的权利要求描述了其他实施例。然而，除非另有说明，本领域技术人员将从以上和以下描述中获悉，除属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也被视为由本申请所公开。然而，能够组合所有特征，从而提供多于特征的简单加和的协同效果。
尽管已经在附图和上述描述中详细图示并描述了本发明，但是这些图示和描述应被视为是说明性或示范性的，而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、说明书和从属权利要求，在实践所请求保护的本发明时，能够理解并实现所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行在权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求书中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (12)

1.一种被配置为控制医学喷雾剂递送设备(2)的控制设备(10)，所述控制设备包括：
-提供单元(11)，
-处理单元(12)，以及
-控制单元(13)，
其中，所述提供单元(11)被配置为提供每个呼吸的吸气持续时间数据，
其中，所述处理单元(12)被配置为将所提供的吸气持续时间数据处理为每个呼吸的移动平均值，将所提供的吸气持续时间数据与预定的吸气持续时间阈值进行比较，并且被配置为过滤在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据，
其中，所述过滤包括将在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据移除以及用先前呼吸的移动平均值代替在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据，并且
其中，所述控制单元(13)被配置为基于经过滤的吸气持续时间数据来控制所述医学喷雾剂递送设备(2)。
2.根据权利要求1所述的控制设备(10)，其中，所述预定的吸气持续时间阈值处在50ms与1000ms之间。
3.根据权利要求1或2所述的控制设备(10)，其中，所述预定的吸气持续时间阈值为100ms至400ms。
4.根据权利要求1至2中的一项所述的控制设备(10)，其中，所述预定的吸气持续时间阈值为250ms。
5.根据权利要求1-2中的一项所述的控制设备(10)，其中，所述提供单元(11)还被配置为提供吸气流量数据，并且其中，所述处理单元(12)还被配置为当所提供的流量数据大约为零时进行过滤。
6.根据权利要求1-2中的一项所述的控制设备(10)，其中，所述控制单元(13)被配置为基于经过滤的吸气持续时间数据来计算针对用户的随后吸气的预测的吸气时间。
7.根据权利要求1-2中的一项所述的控制设备(10)，其中，所述控制单元(13)还被配置为基于经过滤的吸气持续时间数据来计算针对用户的随后吸气的目标喷雾剂脉冲长度。
8.一种医学喷雾剂递送系统(1)，包括：
-喷雾剂递送设备(2)，以及
-根据前述权利要求中的一项所述的控制设备(10)，并且
其中，所述喷雾剂递送设备(2)被配置为向用户递送喷雾剂。
9.根据前一权利要求所述的医学喷雾剂递送系统(1)，其中，所述医学喷雾剂递送设备(2)是基于网格的雾化器。
10.一种用于控制医学喷雾剂递送设备(2)的方法，包括以下步骤：
-提供每个呼吸的吸气持续时间数据，
-将所提供的吸气持续时间数据处理为每个呼吸的移动平均值，
-将所提供的吸气持续时间数据与预定的吸气持续时间阈值进行比较，
-过滤在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据，
其中，所述过滤包括将在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据移除以及用先前呼吸的移动平均值代替在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据，并且
其中，经过滤的吸气持续时间数据用于控制所述医学喷雾剂递送设备(2)。
11.一种用于控制医学喷雾剂递送设备(2)的装置，包括：
-用于提供每个呼吸的吸气持续时间数据的模块，
-用于将所提供的吸气持续时间数据处理为每个呼吸的移动平均值的模块，
-用于将所提供的吸气持续时间数据与预定的吸气持续时间阈值进行比较的模块，
-用于过滤在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据的模块，
其中，所述过滤包括将在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据移除以及用先前呼吸的移动平均值代替在所述预定的吸气持续时间阈值之下的所提供的吸气持续时间数据，并且
其中，经过滤的吸气持续时间数据用于控制所述医学喷雾剂递送设备(2)。
12.一种计算机可读介质，其存储有用于控制根据权利要求1至9中的一项所述的控制设备或系统的计算机程序单元，所述计算机程序单元当由处理单元(12)运行时适于执行根据权利要求10所述的方法的步骤。
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