CN110662571B - 气雾剂输送装置 - Google Patents

Abstract

一种气雾剂输送系统包括气雾剂发生器，其使流体雾化以输送给患者。所述气雾剂发生器包括壳体，其具有与壳体入口和壳体出口流体连通的流体室。在所述壳体内，所述气雾剂发生器包括支撑板，其具有与所述壳体出口流体连通的孔。可振动构件穿过所述孔联接到所述支撑板。压电致动器也联接到所述支撑板，并且在操作中扩张和收缩以使所述可振动构件振动，这使得流体雾化。所述气雾剂发生器通过联接到所述壳体的流体导管接收流体。

Description

气雾剂输送装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年3月23日提交的美国申请号62/475,635的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文以用于所有目的。本申请还涉及于2017年3月23日提交的美国临时申请号62/475,603以及于2017年3月23日提交的美国临时申请号62/475,618，其均通过引用并入本文以用于所有目的。

背景技术

本部分旨在向读者介绍可能与本发明的各个方面有关的本领域的各个方面，下面将对其进行描述和/或要求保护。据信，该讨论有助于向读者提供背景信息，以便更好地理解本发明的各个方面。因此，应该理解，要从这个角度来阅读这些陈述，而不是将其作为对现有技术的承认。

存在有可能影响患者正常呼吸的能力的许多类型的呼吸系统疾病。这些疾病的范围可能从普通感冒到囊性纤维化。现代医学以多种方式，包括口服药物、吸入器、喷雾器等来治疗这些疾病。喷雾器是将流体(即，药物)改变成气雾剂以通过呼吸输送给患者的装置。患者可以通过口、鼻和/或气管切开术(即，在喉咙中以手术进行的切开)来接收气雾剂。然而，如果气雾剂的液滴很大和/或气雾剂的形成与患者的呼吸周期在时间上没有适当地配合，喷雾器则可能无法有效地治疗呼吸道疾病。

发明内容

在一些实施例中，一种气雾剂输送系统包括气雾剂发生器，其使流体雾化以输送给患者。气雾剂发生器包括壳体，其具有与壳体入口和壳体出口流体连通的流体室。气雾剂发生器包括具有孔的支撑板。可振动构件联接到支撑板，以便穿过孔定位。压电致动器也联接到支撑板，并且在操作中扩张和收缩以使可振动构件振动，这使得流体雾化。以这种方式，当流体被供应到可振动构件的表面时，流体变成气雾剂并且随后可用于通过壳体出口输送。气雾剂发生器通过联接到壳体的流体导管接收流体。

流体导管与可振动构件间隔一段距离，使得当流体离开流体输送导管时将流体吸引至可振动构件(例如，通过表面张力)。因此，流体输送导管能够以气雾剂发生器的任何取向或基本上所有的取向将流体传递到可振动构件。该距离还可以进行调整以阻止或降低可振动构件从流体输送导管抽出/去除未分配的流体的能力(例如，当可振动构件振动时，改变在流体输送导管的端部和可振动构件之间的距离)。该距离还可以进行调整以控制流体在可振动构件上的散布。例如，流体输送导管越接近可振动构件，在可振动构件、流体和流体输送导管之间的交互则可以降低流体散布的能力。如下面将另外详细解释的，当流体在更大的表面积上散布时，在可振动构件中的更多的孔暴露于流体，这可能会改变气雾剂的特性。

在另一个实施例中，一种气雾剂输送系统包括气雾剂发生器，其使流体雾化以输送给患者。气雾剂发生器包括壳体，其具有与壳体入口和壳体出口流体连通的流体室。气雾剂发生器包括具有孔的支撑板。可振动构件联接到支撑板，以便穿过孔定位。压电致动器也联接到支撑板，并且在操作中扩张和收缩以使可振动构件振动，这使得流体雾化。以这种方式，当流体被供应到可振动构件的表面时，流体变成气雾剂，该气雾剂随后可用于通过壳体出口输送。气雾剂发生器通过将流体输送到可振动构件的多个导管接收流体。

多个导管可以促进流体在可振动构件的表面上的快速分布，以及液体在可振动构件的表面上的受控分布(例如，可振动构件的一些部分可以比其他的接收更多的流体)。多个导管延伸到壳体中并且与可振动构件相距一段距离，该距离确保可振动构件吸引离开多个导管的流体(例如，通过表面张力)。以这种方式，流体可以按任何取向或基本上所有的取向传递到可振动构件。该距离还可以进行调整以阻止或降低可振动构件从多个导管抽出/去除未分配的流体的能力(例如，当可振动构件振动时，改变在多个导管的端部/出口和可振动构件之间的距离)。换句话说，该距离可以促进准确的流体释放以用于雾化。该距离还可以进行调整以控制流体在可振动构件上的散布。例如，多个导管越接近可振动构件，在可振动构件、流体和多个导管之间的摩擦则可以降低流体散布的能力。在一些实施例中，多个导管中的一个或多个可以放置在距可振动构件的不同距离处和/或具有不同的尺寸。因此，多个导管中的一些可以使流体能够在可振动构件的部分上更快速地散布，同时其他的可以减少流体在可振动构件的其他部分上的散布。

本发明的一个方面包括一种用于雾化流体的方法。该方法包括将一定体积的流体供应到气雾剂发生器中的可振动构件的表面，使得流体通过表面张力粘附到表面。该方法通过用压电致动器振动可振动构件来将流体转换成气雾剂。通过供应粘附到可振动构件的表面的一定体积的流体，不需要液体贮存器以存储在表面处。以这种方式，气雾剂发生器可以移动到任何位置并且仍能够雾化液体。此外，由于供应了液体并且液体是按需进行雾化的，因此可以使昂贵药物的损失最小化。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的各种特征、方面和优点，在附图中，相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是连接到呼吸系统的气雾剂输送系统的一个实施例的示意图；

图2是气雾剂发生器的一个实施例的立体图；

图3是气雾剂发生器的一个实施例的横截面视图；

图4是可振动构件的一个实施例的部分俯视图；

图5是在图3的线5-5内的可振动构件的一个实施例的部分横截面视图；

图6是用可振动构件雾化流体的气雾剂发生器的一个实施例的横截面视图；

图7是用可振动构件雾化流体的气雾剂发生器的一个实施例的横截面视图；

图8是气雾剂发生器的一个实施例的立体图；

图9是气雾剂发生器的一个实施例的横截面视图；

图10是沿图9的线10-10的气雾剂发生器的一个实施例的横截面视图；

图11是沿图9的线10-10的气雾剂发生器的一个实施例的横截面视图；

图12是沿图9的线10-10的气雾剂发生器的一个实施例的横截面视图；以及

图13是在图9的线13-13内的辅助导管的一个实施例的截面视图。

具体实施方式

下面将描述本发明的一个或多个特定实施例。这些实施例仅仅是本发明的示例。另外地，为了提供对这些示例性实施例的简要描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这种实际实施方式的开发中，例如，在任何工程或设计项目中，都必须做出许多特定于实施方式的决策，以实现开发者的特定目标，诸如遵守与系统相关和与业务相关的约束，这可能因实施方式的不同而不同。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本发明的普通技术人员而言，这仍将是设计、制作和制造的例行工作。

下面讨论的实施例包括一种气雾剂输送系统，其能够预测患者吸入，以便对可吸入药物的产生和输送进行时间安排。例如，气雾剂输送系统可以预测吸入，使得可以在吸入之前雾化药物。通过在吸入之前雾化药物，气雾剂输送系统可以增加每次呼吸被输送给患者的药物量，增强药物的效力，和/或将药物输送到患者肺内的更大区域(例如，更深地进入肺中)。气雾剂输送系统使用一个或多个呼吸传感器来检测患者的吸入。这些呼吸传感器可以检测在所有通气模式(包括强制性、辅助性和自发性)下的吸入。例如，气雾剂输送系统可以将流量传感器用作呼吸传感器来检测患者的吸入。如下面将解释的，流量传感器在检测到吸入的开始和停止时比压力传感器更有效。

气雾剂输送系统还可以用能够产生大于80％的细颗粒部分(FPF)的气雾剂发生器来增加输送效力，其中液滴/颗粒具有为1微米或更小的体积中值直径(VMD)。换句话说，气雾剂发生器能够产生非常细小的气雾剂，其易于悬浮在载流体中并且由其携带(例如，空气、O2、O2/空气混合物等)。最终，下面讨论的气雾剂输送系统可以联接到现有的呼吸系统，而无需重新设计或重新工程化那些系统。这使气雾剂输送系统能够与现有的通气机、加湿器、持续气道正压(CPAP)机等一起使用。

如下面将详细讨论的，气雾剂输送系统包括气雾剂发生器，其接收粘附至可振动构件的后表面的流体的供应，使得不需要液体贮存器以存储在后表面处。以这种方式，气雾剂发生器可以移动到任何位置并且仍能够雾化流体。此外，由于供应了流体并且流体是按需进行雾化的，因此可以使昂贵药物的损失最小化。

流体是通过一个或多个流体导管来供应的。导管或多个导管延伸到气雾剂发生器的壳体中并且与可振动构件相距一段距离，该距离确保可振动构件吸引离开多个导管的流体(例如，通过表面张力)。以这种方式，流体可以按任何取向或基本上所有的取向传递到可振动构件。距离还可以进行调整以阻止或降低可振动构件从导管抽出/去除未分配的流体的能力。该距离还可以进行调整以控制流体在可振动构件上的散布。例如，导管越接近可振动构件，在可振动构件、流体和导管之间的摩擦则可以降低流体散布的能力。

可振动构件也可以进行定制以产生具有不同特性(例如，VMD、羽流速度、羽流密度、平均流率、方向等)的气雾剂。例如，不同的可振动构件的尺寸、数量、位置等可以不同。在一些实施例中，定制可以使得能够在可振动构件上的不同位置处产生不同的气雾剂。即，相同可振动构件的部分的孔的数量和尺寸可能不同，使得可振动构件的不同部分可以产生具有不同尺寸、密度等的气雾剂。定制可振动构件的能力有助于产生气雾剂，以用于不同的流体、不同的治疗、不同的应用等。

图1是连接到呼吸系统12的气雾剂输送系统10的一个实施例的示意图。在图1中，呼吸系统12包括通气机14，其能够迫使空气(例如，空气、O2、空气/O2混合物等)进入患者体内以及从患者体内抽出。如下面将详细解释的，气雾剂输送系统10能够连接到各种现有的呼吸系统12，以提供雾化的流体(例如，药物)以用于患者治疗。即，可以将气雾剂输送系统10改造为现有的呼吸系统12(例如，通气机、加湿器、持续气道正压(CPAP)机或其组合)，而无需重新设计或重新工程化呼吸系统12以与气雾剂输送系统10一起工作。

气雾剂输送系统10包括能够联接到各种气流装置，诸如气管内管18、鼻插管/面罩、气管造口术管等的气雾剂发生器16。气雾剂发生器16通过流体输送导管22从流体源20接收流体。流体源20(例如，容器、小瓶)可以包含多种物质，包括药物、表面活性剂、其组合等。在操作中，用泵24通过流体输送导管22将来自流体源20的流体泵送到气雾剂发生器16，在该气雾剂发生器16中，在患者吸入之前和/或在患者吸入时雾化流体。在一些实施例中，可以在治疗之前用流体灌注流体输送导管22以确保快速输送(例如，将流体预加载在气雾剂发生器16中)。泵24是用控制器26控制的，控制器26对流体的输送和剂量进行时间安排。

控制器26包括一个或多个处理器28，其执行存储在一个或多个存储器30上的指令以驱动泵24和气雾剂发生器16的操作。例如，存储器30可以包括指令，其指示在用于致动气雾剂发生器的每个剂量中要泵送到气雾剂发生器16的流体的量，在特定的时间段内在泵送多少流体等。所存储的指令可以基于患者的体型、患者的年龄、患者的性别、药物的类型、流体添加剂、期望的气雾剂的量等。存储器30还包括用于激活气雾剂发生器16的指令。如图所示，控制器26用缆绳32(即，电缆)和/或使用无线连接而连接到气雾剂发生器16。缆绳32承载信号，该信号激活在气雾剂发生器16内部的压电(或其他)致动器。当压电致动器操作时，其使可振动构件振动，可振动构件随后雾化流体以输送给患者(即，通过吸入进行)。因此，存储器可以包括用于控制压电致动器何时开始、停止、振动频率或多个频率等的指令。

气雾剂输送系统10通过对气雾剂的产生进行时间安排来提高治疗效力。例如，气雾剂输送系统10可以在患者吸入之前开始雾化药物。以这种方式，气雾剂输送系统10在吸入开始时利用增加的气流。当吸入的空气将药物带入患者肺内更深处时，这增加了至患者的药物输送。一旦检测到吸入(例如，用于自发性呼吸)，气雾剂输送系统10也可以雾化药物。

气雾剂输送系统10使用一个或多个呼吸传感器34来协调药物的输送，以确定患者何时吸入以及持续多长时间。呼吸传感器34可以包括流量传感器36(例如，电流量传感器)、雷达传感器38(例如，用于测量胸部位移的UWB雷达传感器)、CO2传感器、高速温度传感器40、声学传感器40、阻抗体积描记传感器40、呼吸感应体积描记传感器、压力传感器等。这些呼吸传感器34可以通过有线连接和/或无线连接与控制器26通信。在一些实施例中，气雾剂输送系统10可以使用呼吸传感器34(例如，1、2、3、4、5个)的组合来提供冗余和/或对患者呼吸周期的更准确的监测。例如，气雾剂输送系统10可以将流量传感器36与雷达传感器38结合使用以监测气流和胸部运动。在另一个实施例中，气雾剂输送系统10可以使用流量传感器36、雷达传感器38和体积描记传感器40来监测呼吸周期。

如图所示，流量传感器36联接到气体输送导管42，以感测在吸入期间气流的变化(例如，强制性、辅助性或自发性呼吸)。在一些实施例中，流量传感器36还可以联接到气体返回导管44以检测呼出的开始和结束。并且在其他实施例中，气雾剂输送系统10可以包括流量传感器36，其联接到气体输送导管42和气体返回导管44。当控制器26从流量传感器36接收数据时，控制器26可以监测呼吸模式以预测患者何时将要呼吸。预测吸入何时开始的能力使得气雾剂输送系统10能够制备雾化的药物以用于立即吸入。更具体地，气雾剂输送系统10能够将流体预加载在气雾剂发生器16中的可振动构件上，使得可以在吸入之前将流体雾化。由于流量检测不是滞后指示器，所以流量传感器36可以快速检测用于气雾剂的输送的不寻常或自发性吸入(例如，从吸入的开始时不到10毫秒)。

可以通过使用一个或多个呼吸和/或流量传感器36来跟踪患者的呼吸模式和/或通气周期来开始预测患者的吸入(如果患者是强制性通气的)。然后，控制器26使用跟踪的数据来预测随后的吸入将何时开始。这允许控制器26在吸入之前指示泵24将来自流体源20的流体输送到气雾剂发生器16。控制器26还可以向气雾剂发生器16发信号以在适当的时间开始雾化流体，诸如在预测的吸入之前和/或期间的预定的时间段(例如，+/-0.5秒)内。以这种方式，在开始吸入时就为患者准备了气雾剂。虽然气雾剂输送系统10能够预测呼吸周期以产生用于患者的气雾剂，但气雾剂输送系统10也能够使用呼吸传感器34来识别非正常模式的一部分的自发性/不规则的呼吸。一旦识别出自发性呼吸，气雾剂输送系统10可以立即将流体泵送到气雾剂发生器16以输送给患者。

当患者被强制通气(例如，用通气机14进行)或接收辅助性通气时，随着通气机14在迫使空气进入患者体内和将空气从患者体内抽出之间交替，流量传感器36能够检测流量中的变化。控制器26监测这些流量中的变化，并且随后计算何时开始雾化药物，如上面所讨论的。以这种方式，气雾剂输送系统10可以被集成到现有的呼吸系统12中，而无需将系统编程或连接在一起。换句话说，气雾剂输送系统10和呼吸系统12不需要彼此通信以协调雾化产生和输送给患者/对其进行时间安排。

应当注意，流量传感器36比压力传感器更有能力检测患者何时开始吸入。当花费了时间在空气回路中建立压力时，压力传感器提供了滞后或延迟的指示器。因此，在呼吸结束或几乎结束之后，压力传感器将检测吸入。压力传感器在确定吸入何时完成时也是无效的，这是因为压力传感器需要持续的吸气暂停(即，当患者在吸入和呼出之间暂停时的平稳压力)。此外，在空气回路中发生泄漏和/或管路中发生扭结的情况下，压力传感器的准确性会大大降低。最后，使用压力传感器的系统将需要强大的自适应控制算法以在强制性、辅助性和自发性呼吸情况下操作，这是因为通气机的呼吸产生正压力，而自发性呼吸则在空气回路中产生负压力。然而，在一些情况下，当气雾剂的产生和输送的时间安排要求不高时，压力传感器可以与气雾剂输送系统10一起使用。

图2是气雾剂发生器16的一个实施例的立体图。如上面所解释的，流体源20(如图1中所示)注流体输送导管22流体联接到气雾剂发生器16。流体输送导管22联接到在气雾剂发生器16的壳体62中的流体入口60。在操作中，来自流体源20的流体通过流体入口60被泵送至气雾剂发生器16中，在气雾剂发生器16处，流体被雾化。然后，气雾剂通过流体出口64离开气雾剂发生器16，以输送给患者。出口64可以联接到任何数量的气流装置，诸如气管内管、鼻插管/面罩、气管造口术管、咬口等。例如，出口64可以用卡扣配合连接、压入配合连接、螺纹连接、螺纹紧固件、胶水、焊接或其组合联接到气流装置。在一些实施例中，壳体62可以包括一个或多个通气孔66(例如，1、2、3、4或更多个)。当流体进入流体输送导管22时，通气孔66可以通过使空气能够从气雾剂发生器16逸出来促进流体输送导管22的灌注。在一些实施例中，通气孔66可以促进对至气雾剂发生器16中的流体的过度灌注/过度泵送的检测。例如，通气孔66的尺寸可能不便于多余的流体快速流出壳体62。当由于过度灌注/过度泵送而在壳体62中建立压力时，控制器26能够检测压力峰值。可以用压力传感器和/或通过泵24的增加的功率需求(如图1中所示)来检测增加的压力。在一些实施例中，通气孔66还可以通过平衡在可振动构件的相对侧上的压力来促进气雾剂的产生。

为了雾化流体，气雾剂发生器用缆绳32电联接到控制器26(如图1中所示)。缆绳32通过壳体62中的缆绳入口68联接到气雾剂发生器16。在壳体62的内部，缆绳32连接到压电(或其他)致动器，其使可振动构件振动，这随后使流体雾化。

图3是气雾剂发生器16的一个实施例的横截面视图。如图所示，壳体62可以包括联接在一起的第一部分80(例如，第一半)和第二部分82(例如，第二半)。第一部分80和第二部分82可以用卡扣配合连接、压入配合连接、螺纹连接、螺纹紧固件、胶水、焊接或其组合而联接在一起。第一部分80和第二部分82形成腔84，其接收可振动构件86(例如，孔板、网孔)和压电致动器88。在操作中，压电致动器88以通过支撑板90传递能量来使可振动构件86振动。当可振动构件86振动时，其产生气雾剂。为了使气雾剂离开气雾剂发生器16，可振动构件86联接到孔92周围的支撑板90。孔92使得能够实现通过壳体62的从入口60到出口64的流体连通，使得由可振动构件86产生的气雾剂可以离开气雾剂发生器16。

支撑板90可以由以下材料中的一种或多种制成：金属、金属合金、聚合物等。可振动构件86可以类似地由金属、金属合金或聚合物制成。通过改变支撑板90的厚度，气雾剂发生器16可以改变可振动构件86的振动特性。例如，较厚和/或较硬的支撑板90可以抵抗振动的传递，而较薄的支撑板90则可以促进振动的传递。在一些实施例中，支撑板90可以是导体(例如，金属板)，其联接到缆绳32中的接地线。支撑板90因此可以完成为压电致动器88供电的电路。在一些实施例中，支撑板90和可振动构件86可以是一件式/整体的，而不是联接在一起的两个分开的组件。在另一个实施例中，可振动构件86可以模制在支撑板90的上方(例如，环绕)。

通过用支撑板90将压电致动器88间接联接到可振动构件86，气雾剂发生器16能够使压电致动器88和缆绳32与进入和离开壳体62的流体隔离。例如，气雾剂发生器16可以包括第一密封件94和第二密封件96。第一密封件94在支撑板90的第一表面98与壳体62的第一部分80之间形成密封，而第二密封件96则在支撑板90的第二表面100与壳体62的第二部分82之间形成密封。当支撑板90振动时，密封件94、96被保持在壳体62的相应凹槽102、104(例如，周向凹槽)内的适当位置中。在一些实施例中，密封件94、96可以是由塑料、橡胶、弹性体等制成的O形环密封件。一旦组装，第一和第二壳体部分80、82压缩密封件94、96以使其与支撑板90接触，从而形成流体室106以及在流体室106和压电致电器88之间的不漏流体的密封。这些密封件94、96还可以通过阻止污染物通过缆绳入口68进入流体室106来维持无菌环境。

如上面所解释的，壳体62包括通气孔66。在一些实施例中，通气孔66可以包括一个或多个过滤器107。过滤器107可以通过阻止污染物进入流体室106来促进无菌环境。过滤器107还可以在灌注流体输送导管22时使气体能够从流体室106逸出并且阻止/减少流体从流体室106逸出。

流体室106从流体输送导管22接收流体，流体输送导管22联接到壳体62的入口60。流体输送导管22延伸到流体室106中，使得流体输送导管22的出口/端部108与可振动构件86相距一段距离110(例如1mm至0.001mm)。该距离110确保可振动构件86吸引离开流体输送导管22的流体(例如，通过表面张力)。以这种方式，流体输送导管22能够以气雾剂发生器16的任何取向或基本上所有的取向将流体传递到可振动构件86。该距离110还可以进行调整以阻止或降低可振动构件86从流体输送导管22抽出/去除未分配的流体的能力(例如，当可振动构件86振动时，改变在流体输送导管22的端部108和可振动构件86之间的距离110)。该距离110还可以进行调整以控制流体在可振动构件86上的散布。例如，流体输送导管22越接近可振动构件86，在可振动构件86、流体和流体输送导管22之间的摩擦对降低流体散布的能力的影响就越大。如下面将另外详细解释的，当流体在更大的表面积上散布时，在可振动构件86中的更多的孔暴露于流体，这可能会改变气雾剂的特性。

该距离110可以通过流体输送导管22插入或能够插入壳体62的距离来控制。在一些实施例中，流体输送导管22可以包括连接器或分配顶端112(例如，导管、管)，其位于流体输送导管22内并且通过流体入口60联接至壳体62。连接器112可以与流体输送导管22为一体或是可分离的部件。在一些实施例中，连接器112可以包括减少表面能量以促进流体通过连接器至可振动构件86的流动的涂层或处理(例如，可润湿性涂层或处理)。

在具有可分离的连接器112的实施例中，沉孔114的深度116以及连接器112的总长度可以控制在连接器的端部/出口108与可振动构件86之间的距离110。在一些实施例中，流体输送导管22可以被制造成具有多个具有不同长度的连接器112(例如，套件)。这些可互换的连接器112使用户能够根据应用(例如，流体的类型、气雾剂的类型、不同的剂量率、药物混合、零G使用)来调整距离110。例如，距离110可以随着流体的粘度而增加，以使流体能够在可振动构件86上散布，且同时仍保持在流体和可振动构件86之间的吸引。在一些实施例中，减小距离110的连接器112可以用于限制流体在可振动构件86上的散布，这可以改变气雾剂的特性(例如，较小的羽流)。连接器112的宽度118也可以不同，以控制输送到气雾剂发生器16的流体量(例如，匹配患者剂量)。改变宽度118可以通过减少或增加在每个呼吸周期期间输送到气雾剂发生器16的流体量来改变流体的剂量。连接器112的宽度118还可以通过改变流体在可振动构件86上的散布来改变气雾剂的特性。然而，使连接器的宽度118最小化使未释放的流体至气体、污染物等的暴露最小化。较小的宽度118还可以减少气泡在连接器112内的滞留，这可能会影响剂量的准确性。最后，使宽度118最小化可以增加流体室106的尺寸。

在一些实施例中，可以通过在流体输送导管22的端部120与壳体62的外表面122之间插入一个或多个垫圈(例如，塑料的、金属的)来改变距离110。在其他实施例中，系统10可以包括多个流体输送导管22，其在不同深度116处具有沉孔114，沉孔使得用户能够用标准尺寸的连接器112来改变距离110。应当理解，上面所讨论的距离改变选项可以单独使用或彼此结合使用以改变距离110。

如图所示，连接器112、入口60、出口64和可振动构件86与轴线124(例如，壳体62的中心轴线、导管22的中心轴线、可振动构件86的中心轴线)对齐或基本对齐。这可以促进流体流入气雾剂发生器16中以及气雾剂从气雾剂发生器16流出。在一些实施例中，连接器112、入口60、出口64和/或可振动构件86可以相关于彼此错位。例如，连接器112可能相关于可振动构件86错位，以在可振动构件86的特定区域或部分上指引流体。如下面将详细解释的，可振动构件86可能不具有均匀的孔和/或可能不均匀地振动。因此，通过在可振动构件86的一部分上指引流体的流动，气雾剂发生器16可以改变气雾剂的特性。为了促进气雾剂从气雾剂发生器16流出，出口64可以具有大于或等于在支撑板90中的孔92的宽度/直径128的宽度/直径126。这使得针对气雾剂从气雾剂发生器16流出的阻塞最小化，这可以增加输送给患者的气雾剂的量。在一些实施例中，出口64可以具有锥形内表面130。锥形内表面130可以促进气雾剂发生器16附接到各种气流装置或特定气流装置的各个尺寸。在一些实施例中，出口64的外表面132可以是锥形的，以类似地促进将气雾剂发生器16附接到不同的气流装置或气流装置的不同尺寸。

图4是可振动构件86的一个实施例的俯视图。如上面所解释的，可振动构件86响应于压电致动器88而振动并且雾化流体。可振动构件86可以是如在2016年5月12日公开的美国专利公开2016/0130715中所描述的光限定的可振动构件，该专利的全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。在操作中，可振动构件86能够产生具有99.6％或更多的细颗粒部分(FPF)，其中液滴/颗粒具有为4微米或更小的体积中值直径(VMD)。在一些实施例中，使用可振动构件86的气雾剂产生器16能够产生80％或更多的FPF，并且液滴具有为1微米或更小的VMD。具有这些特性的气雾剂很容易悬浮在载流体(例如，空气、O2、O2/空气混合物等)中并且由其携带，以有效地输送给患者(例如，将药物输送到患者肺内更深的地方)。

如图所示，可振动构件86包括位于一个或多个沉孔142内的一个或多个雾化孔140。例如，每个沉孔142可以包括大约二十个孔140。在一些实施例中，孔140的数量和/或尺寸在每个沉孔142内可以不同。例如，一些沉孔142可以具有五个孔140，而其他的则可以具有十个孔140等。此外，沉孔142可以均匀地或非均匀地分布在可振动构件86上，并且孔140还可以均匀地或非均匀地分布在沉孔142内。改变孔140和沉孔142两者的尺寸、数量、位置等的能力使得能够适应支撑板90、压电致动器88和/或可振动构件86的振动特性。例如，支撑板90和/或压电致动器88可以使可振动构件86的部分比其他部分振动得更多。因此，这些部分可能比其他部分产生更多的气雾剂。因此，孔140和沉孔142的定制可以使得能够产生具有不同特性(例如，VMD、羽流速度、羽流密度、平均流率、方向等)的气雾剂。在一些实施例中，定制可以使得能够在可振动构件86上的不同位置处产生不同的气雾剂。例如，可振动构件86的一些部分可以产生具有为4微米或更小的VMD的气雾剂，而其他部分则可以产生具有为1微米或更小的VMD的气雾剂。定制可振动构件86的能力促进了针对不同流体、不同治疗、不同应用等的气雾剂的产生。

图5是在图3的线5-5内的可振动构件86中包含雾化孔140的沉孔142的一个实施例的部分横截面视图。如上面所解释的，孔140和沉孔142的尺寸(包括长度146)可以根据应用而变化。

图6是用可振动构件86雾化流体的气雾剂发生器16的一个实施例的横截面视图。如上面所解释的，连接器112的端部108可以远离可振动构件86一段距离110，以确保可振动构件86吸引离开流体输送导管22的流体(例如，通过表面张力)。距离110还可以促进形成使阻塞移位的池170，使得流体在雾化期间保持与可振动构件86接触。例如，在雾化期间，可能形成气泡或泡沫172，并且如果不移位，泡沫则可能会干扰流体的雾化。因此，气雾剂发生器16包括流体室106，其为移位的泡沫提供了空间。流体室106还可以减少泡沫172的产生，同时促进形成的任何泡沫172的分解。

该距离110还可以进行调整以控制流体在可振动构件86上的散布。例如，流体输送导管22越接近可振动构件86，在可振动构件86、流体和流体输送导管22之间的摩擦对降低流体散布的能力的影响就越大，并且因此改变了气雾剂的性质(例如，羽流速度、羽流密度、平均流率、方向等)。

图7是用可振动构件86雾化流体的气雾剂发生器16的一个实施例的横截面视图。如上面所解释的，孔140和沉孔142可以进行定制，以产生具有不同特性(例如，VMD、羽流速度、羽流密度、平均流率、方向等)的气雾剂。在一些实施例中，定制可以使得能够在可振动构件86上的不同位置处产生不同的气雾剂。如图所示，可振动构件86产生具有两个VMD的气雾剂。例如，可振动构件86的外部可以产生具有为4微米或更小的VMD的气雾剂，而内部则产生具有为1微米或更小的VMD的气雾剂。定制可振动构件86的能力促进了针对不同流体、不同治疗、不同应用等的气雾剂的产生。

图8是具有联接到壳体62中的流体入口60的流体输送导管22的气雾剂发生器16的一个实施例的立体图。在操作中，来自流体源20的流体通过流体入口60被泵送至气雾剂发生器16中，在气雾剂发生器16处，流体被雾化并且通过流体出口64离开。然而，代替将流体输送至可振动构件86的单个导管，流体输送导管22可以包括或联接至包含多个辅助导管的歧管连接器190。辅助导管可以促进流体在可振动构件86的表面上的快速分布，以及液体在可振动构件86的表面上的受控分布(例如，可振动构件86的一些部分可以比其他的接收更多的流体)。

图9是气雾剂发生器16的一个实施例的横截面视图。气雾剂发生器16可以包括联接在一起的第一部分80(例如，第一半)和第二部分82(例如，第二半)。第一部分80和第二部分82可以用卡扣配合连接、压入配合连接、螺纹连接、螺纹紧固件、胶水、焊接或其组合而联接在一起。第一部分80和第二部分82形成腔84，其接收可振动构件86和压电致动器88。

可振动构件86和压电致动器88联接到腔84内的支撑板90。在操作中，支撑板90使得能够从压电致动器88到可振动构件86进行能量传递(例如，振动)。支撑板90可以由以下材料中的一种或多种制成：金属、金属合金、聚合物等。通过改变支撑板90的厚度，气雾剂发生器16可以改变可振动构件86的振动特性。例如，较厚和/或较硬的支撑板90可以抵抗振动的传递，而较薄的支撑板90则可以促进振动的传递。在一些实施例中，支撑板90可以是导体(例如，金属板)，其联接到缆绳32中的接地线。支撑板90因此可以完成为压电致动器88供电的电路。

气雾剂发生器16可以包括第一密封件94和第二密封件96，其在壳体62的第一部分80和支撑板90的第一表面之间形成密封，并且在壳体62的第二部分82和支撑板90的第二表面100之间形成密封。当支撑板90振动时，密封件94、96被保持在相应凹槽102、104(例如，周向凹槽)内的适当位置中。在一些实施例中，密封件94、96可以是由塑料、橡胶、弹性体等制成的O形环密封件。一旦组装，第一和第二壳体部分80、82压缩密封件94、96以使其与支撑板90接触，从而在流体室106和压电致电器88之间形成不漏流体的密封。这些密封件94、96还可以通过阻止污染物通过缆绳入口68进入流体室106来维持无菌环境。

如上面所解释的，壳体62包括一个或多个通气孔66。在一些实施例中，通气孔66可以包括一个或多个过滤器107。过滤器107可以通过阻止污染物进入流体室106来促进无菌环境。过滤器107还可以在灌注流体输送导管22时使气体能够从流体室106逸出以及阻止/减少流体从流体室106逸出。

流体输送导管22流体地联接到流体室106，这使得流体能够从流体源20流动到气雾剂发生器16。然而，代替将流体输送至可振动构件86的单个导管，流体输送导管22可以包括或联接至流入多个辅助导管200的歧管连接器190。辅助导管200可以促进流体在可振动构件86的表面202上的快速分布，以及液体在可振动构件86的表面上的受控分布(例如，可振动构件86的一些部分可以比其他的接收更多的流体)。辅助导管200延伸到流体室106中，使得其端部/出口204在距可振动构件86的一段距离110处。该距离110确保可振动构件86吸引离开辅助导管200的流体(例如，通过表面张力)。以这种方式，流体可以按任何取向或基本上所有的取向传递到可振动构件86。该距离110还可以进行调整以阻止或降低可振动构件86从辅助导管200抽出/去除未分配的流体的能力(例如，当可振动构件86振动时，改变在辅助导管200的端部204和可振动构件86之间的距离110)。换句话说，该距离110可以促进准确的流体释放以用于雾化。该距离110还可以进行调整以控制流体在可振动构件86上的散布。例如，辅助导管200越接近可振动构件86，在可振动构件86、流体和辅助导管200之间的摩擦则可以降低流体散布的能力。在一些实施例中，辅助导管200中的一个或多个可以放置在距可振动构件86的不同距离处。因此，辅助导管200中的一些可以使流体能够在可振动构件86的部分上更快速地散布，同时其他的可以减少流体在可振动构件的部分上的散布。

歧管连接器190可以与流体输送导管22为一体或是可分离的部件。在一些实施例中，气雾剂发生器16和/或流体输送导管22可以带有多个歧管连接器190，其具有辅助导管200，辅助导管200具有不同的长度和/或宽度(例如，套件)。这些可互换的歧管连接器190使用户能够改变由可振动构件86产生的气雾剂的特性，包括羽流密度、平均流率、方向等。

图10是沿着图9的线10-10的气雾剂发生器16的一个实施例的横截面视图，其示出了将流体供应到可振动构件86的多个辅助导管200。在图10中，辅助导管200等距间隔开，并且具有相同尺寸的孔宽度210。虽然示出了七个辅助导管200，但是应当理解，一些实施例也可以具有不同数量的辅助导管200(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)。在操作中，尺寸相等且间隔相等的辅助导管200可以将相同量的流体供应到可振动构件86的整个表面202。通过覆盖表面202的更大部分，可振动构件86上的孔140能够雾化更多的流体，增加羽流尺寸，改变液滴尺寸。

图11是沿图9的线10-10的气雾剂发生器16的一个实施例的横截面视图，其示出了具有不同尺寸的辅助导管200。例如，歧管连接器190可以包括居中在可振动构件86上的辅助导管200，其中较小的辅助导管200围绕位于中心的辅助导管200。然而，在其他实施例中，辅助导管200的尺寸和位置可以不同(例如，较小的辅助导管200集中在可振动构件86的中心附近，并且较大的辅助导管200是围绕周边定位的)。通过包括不同尺寸的辅助导管200，歧管连接器190能够增加流到可振动构件86的部分的流体。如上面所解释的，可振动构件86可能未在整个表面202上均等地振动和/或孔140的集中可能无法均等地分散。因此，将不同尺寸的辅助导管200定位在可振动构件86的上方可以使得能够产生具有期望特性(例如，液滴尺寸、输出速率、离开的液滴的适当速度)的气雾剂。

图12是沿图9的线10-10的气雾剂发生器16的一个实施例的横截面视图。因为可振动构件86可能未在整个表面202上均等地振动和/或孔140的集中可能无法均等地分散，辅助导管200可以集中在特定位置中。在图12中，气雾剂发生器16包括辅助导管200，其集中在可振动构件86的一部分上。虽然示出了三个辅助导管200，但是其他实施例也可以具有不同数量的辅助导管200(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)。辅助导管200还可以具有相关于彼此的不同尺寸。

图13是在图9的线13-13内的辅助导管200的一个实施例的截面视图。如上面所解释的，在可振动构件86的出口204和表面202之间的距离110便于将流体附接到可振动构件86，以及控制流体的散布。在一些实施例中，可振动构件86可以是凹形的。为了维持位于远离可振动构件86的中心处的辅助导管200之间的距离110，辅助导管200可以具有成角度或锥形的端部/出口204，这在辅助导管200和可振动构件86之间保持了适当的距离110。锥形端部/出口204的角度可以是笔直的和/或弯曲的。例如，锥形端部/出口204中的一个或多个可以具有模拟在特定的锥形端部/出口204下方的位置处的可振动构件的表面202的轮廓的轮廓。

虽然本发明可能易于进行各种修改和替代形式，但还是以示例的方式在附图中示出了并且在本文中详细描述了特定实施例。然而，应当理解，本发明不旨在受限于所公开的特定形式。相反地，本发明意图涵盖落在如通过下列所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (13)

1.一种气雾剂输送系统，其包括：

气雾剂发生器，所述气雾剂发生器包括：

壳体，所述壳体限定有室，所述室具有壳体入口和壳体出口，雾化流体通过所述壳体出口从所述气雾剂发生器排出，且所述壳体限定了排出孔，其流体联接到所述室，并且其中所述排出孔被配置为从所述壳体排出气体、液体和泡沫中的至少一种；

支撑板，所述支撑板可操作地联接到所述壳体，其中所述支撑板限定有孔；

可振动构件，所述可振动构件可操作地联接到所述支撑板，以便穿过所述孔定位；

压电致动器，所述压电致动器联接到所述支撑板，其中所述压电致动器扩张和收缩以使所述可振动构件振动，这使得流体雾化；

第一密封件，所述第一密封件在所述壳体和所述支撑板之间密封；

第二密封件，所述第二密封件在所述壳体和所述支撑板之间密封，其中：

所述第一密封件和所述第二密封件抵靠所述支撑板的相对侧密封；

所述第一密封件和所述第二密封件形成所述室和所述压电致动器之间的不漏流体的密封；以及

流体导管，所述流体导管具有与所述可振动构件间隔开的远端以便被配置为将所述流体输送到所述可振动构件，其中所述流体导管的所述远端定位在距所述可振动构件1.0mm至0.001mm处，以便使用表面张力将所有所述输送流体基本上粘附到所述可振动构件，而不管所述壳体的取向如何，直到通过所述可振动构件的振动将所述流体雾化为止。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体导管包括连接器导管，其中所述流体导管联接到流体源。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述连接器导管通过所述壳体入口并且留置在所述室内。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述流体导管包括在所述壳体内的多个流体导管中的一个，所述流体导管能用于将流体供应到所述可振动构件。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述壳体包括联接在一起的第一部分和第二部分，并且其中所述第一部分限定所述壳体入口，以及所述第二部分限定所述壳体出口。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述可振动构件和所述支撑板是一体的。

7.根据权利要求1所述的系统，其还包括控制器，所述控制器被配置为控制所述流体通过所述流体导管至所述可振动构件的输送。

8.一种气雾剂输送系统，其包括：

气雾剂发生器，所述气雾剂发生器包括：

壳体，所述壳体限定有与壳体入口和壳体出口流体连通的流体室，雾化流体通过所述壳体出口从所述气雾剂发生器排出，且所述壳体限定了排出孔，其流体联接到所述流体室，并且其中所述排出孔被配置为从所述壳体排出气体、液体和泡沫中的至少一种；

支撑板，所述支撑板联接到所述壳体，其中所述支撑板限定有与所述壳体出口流体连通的孔；

可振动构件，所述可振动构件联接到在所述孔周围的所述支撑板；

压电致动器，所述压电致动器联接到所述支撑板，并且所述压电致动器扩张和收缩以使所述可振动构件振动，这使得流体雾化；

第一密封件，所述第一密封件在所述壳体和所述支撑板之间密封；

第二密封件，所述第二密封件在所述壳体和所述支撑板之间密封，其中：

所述第一密封件和所述第二密封件抵靠所述支撑板的相对侧密封；

所述第一密封件和所述第二密封件形成所述流体室和所述压电致动器之间的不漏流体的密封；以及

多个导管，所述导管将所述流体输送到所述可振动构件。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个导管包括在歧管内。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个导管中的所述导管中的至少一个在尺寸上与剩余的导管不同。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个导管中的至少一个包括成角度的出口。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述成角度的出口成形为模拟设置在所述成角度的出口的下方的所述可振动构件的表面中的一部分。

13.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个导管中的每一个的远侧顶端与所述可振动构件的表面间隔0.001mm和1mm之间，使得所述流体通过表面张力粘附到所述表面。

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