CN114126552A - 用于眼科应用的非重力流体输送设备 - Google Patents

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Abstract

一种流体分配设备包括药筒，该药筒包括外壳和耦合到外壳的头部。外壳形成被配置为容纳流体的第一腔室；并且头部包括喷嘴；并且弹性壁与喷嘴间隔开以形成保持腔室。保持腔室与第一腔室流体连通并且被配置为容纳流体的一部分；并且喷嘴形成一个或多个开口以从保持腔室喷射流体的所述部分。一个或多个开口形成长椭圆形，使得长椭圆形的长度大于长椭圆形的宽度。一个或多个开口可以包括一起形成长椭圆形的两个平行槽。

Description

用于眼科应用的非重力流体输送设备
技术领域
本公开一般而言涉及一种将眼科药物输送到用户的眼睛的设备。该设备允许使用一个或多个微流(micro-streams)将粘性眼科药物非重力输送到眼睛。
背景技术
配方粘度增加的许多滴眼药和人工泪液配方(例如，50厘泊(cps)至200cps)已被证明具有更长的停留时间、更好的粘膜粘附(对粘蛋白细胞的粘附)和改善的角膜水合作用。这对于干眼病是重要的，但对于其中更高浓度和更长停留时间提高药物输送功效的其它药物输送应用也是重要的。
出于多种原因，从常规滴眼管中分配较高粘度的流体(例如，粘度在50cps至200cps之间的流体)并不理想。首先，常规滴眼管的剂量体积各不相同。剂量体积的范围可以从30到65μL不等，具有重复性约为+/-5μL或约+/-10％的标准偏差。人们在使用常规滴眼管的施加过程中使用的倾斜角度范围可以对液滴体积产生高达额外10％的可测量的影响。为了考虑输送到眼睛的流体的部分损失，通常使用常规滴眼管向眼睛输送过多的流体。当剂量体积变化并且有过多的流体施加到眼睛时，过多的流体有时需要几分钟才能从眼睛中排出，这会暂时导致不均匀的泪液层，该泪液层会由于球面像差和梳状像差而导致模糊。更令人讨厌的是，有时在施加过程中，过多的粘性液滴体积会部分漏过眼睛，然后卡在睫毛中，这会随着液滴变干而导致结痂。
其次，由常规滴眼管产生的液滴的形状和尺寸导致液滴在眼睛上的均匀扩散降低。一般而言，由常规滴眼管产生的50μL液滴的常规形状和尺寸是直径约5mm的半球。当直径为5mm的球体接触眼睛时，液滴在液滴和眼睑之间的任一侧大约有2mm的边缘。由此，通常难以在没有一部分液滴落到眼睛外或溅到眼睛外的情况下击中眼睛。当液滴是高粘性流体时，击中角膜表面的液滴在垂直于角膜表面测量时的高度可以为约2-3mm。考虑到眼睑本身只有约3-4mm厚，人眼睑的擦拭动作不能很好地迫使如此高的扰动均匀扩散。由此，对于高粘度配方，均匀扩散变得更具挑战性。
因此，对于高粘度配方，优选地在整个眼睛上分配更小、均匀的剂量，并允许眼睑在垂直方向(例如，在眼睑之间)均匀地扩散小液滴。使用较小的剂量减少或消除了与短期模糊相关联的问题，并且可以允许在其驻留时间和保湿方面更有效并且因此更令最终用户满意的甚至更高粘度的配方。
此外，对于常规的可重复使用的滴眼液系统，通常在分配的流体中包含防腐剂以防止细菌或病毒病菌的生长。对于那些经常使用滴剂的人，随着时间的推移，这些防腐剂可能导致损伤和角膜过敏。虽然可以使用过滤器在防腐剂到达用户眼睛之前将防腐剂排除掉，但过滤器可能不适用于所有类型的流体/配方。不包含防腐剂的可重复使用的滴眼液系统通常需要内置过滤器和单向阀，但这很复杂，并且会显著增加可重复使用的滴眼液系统的包装成本。
最后，常规的可重复使用的滴眼液系统不会提醒用户施用滴眼药、不会帮助用户高效地将滴眼液有效引导到他们的眼睛中而没有眨眼干扰，以及不会核实用户正在按规定剂量施用药物。
因此，需要一种用于将较小的粘性滴剂尺寸均匀施加在眼睛上、具有水平非重力输送和消毒能力的系统，该系统还提醒用户施用滴眼药，帮助用户高效地将滴眼液有效引导到他们的眼睛中而没有眨眼干扰，并且核实用户是否正在按所需的规定剂量施用药物。
附图说明
图1是根据本公开的至少一个实施例的示例非重力流体输送设备的透视图，该非重力流体输送设备系统包括容纳在施加器内的药筒。
图2是根据本公开的至少一个实施例的图1的药筒的透视图。
图3是根据本公开的至少一个实施例的图1的药筒的透视剖视图。
图4是根据本公开的至少一个实施例的图1的药筒的一部分的透视图。
图5是根据本公开的至少一个实施例的图1的药筒的另一个透视图。
图6是根据本公开的至少一个实施例的图1的药筒的一部分的横截面图。
图7是根据本公开的至少一个实施例的图1的药筒的一部分的透视剖视图，图1的药筒的该部分包括具有开口的喷嘴。
图8是根据本公开的实施例的眼睛的示意透视图。
图9A是根据示例实施例的喷嘴的(一个或多个)开口和产生的液滴形状的示意图。
图9B是根据另一个示例实施例的喷嘴的(一个或多个)开口和产生的液滴形状的示意图。
图10是根据本公开的另一个实施例的图9B的喷嘴的开口和产生的液滴覆盖区(footprint)的示意图。
图11是根据本公开的另一个实施例的图9B的开口和产生的液滴覆盖区的示意图。
图12是根据本公开的另一个实施例的图9B的开口和产生的液滴覆盖区的示意图。
图13是根据本公开的另一个实施例的图1的药筒的透视图。
图14是根据本公开的至少一个实施例的图13的药筒的横截面图。
图15是托架、图1的施加器以及控制器的示意图，该施加器包括消毒器和眨眼检测器。
图16是根据本公开的至少一个实施例的图1的施加器的透视图。
图17是根据本公开的至少一个实施例的图15的眨眼检测器和眼睛的示意图。
图18是根据本公开的至少一个实施例的图16的眨眼检测器和眼睛的另一个示意图。
图19是根据本公开的至少一个实施例的图16的眨眼检测器和眼睛的又一个示意图。
图20是根据本公开的至少一个实施例的示出了表示不同条件的用于比较的重叠信号轨迹的眨眼检测信号的时间线的图形说明，其包括远离眼睛的基线噪声、靠近眼睛的更高电平信号和表示眨眼事件的瞬态尖峰信号。
图21是根据本公开的至少一个实施例的图1的设备的一部分的横截面图。
图22是根据本公开的至少一个实施例的图1的药筒和施加器的透视剖视图。
图23是根据本公开的至少一个实施例的图1的施加器和药筒的示意图。
图24是根据示例实施例的操作图1的设备的方法的流程图。
图25A是根据本公开的实施例的在图24的方法的步骤期间图1的药筒的透视剖视图。
图25B是根据本公开的实施例的在图24的方法的另一个步骤期间图1的药筒的透视剖视图。
图25C是根据本公开的实施例的在图24的方法的另一个步骤期间图1的药筒的透视剖视图。
图25D是根据本公开的实施例的在图24的方法的另一个步骤期间图1的药筒的透视剖视图。
图26是根据本公开的又一个实施例的图1的药筒的透视图。
图27是根据本公开的另一个实施例的图26的药筒的透视剖视图。
图28是根据本公开的另一个实施例的图26的药筒的一部分的横截面图。
图29是根据本公开的另一个实施例的图26的药筒的另一个透视剖视图。
图30是根据本公开的实施例的图26的药筒的开口的示意图。
图31是根据本公开的另一个实施例的图26的药筒的开口的示意图。
图32是根据本公开的至少一个实施例的图26的药筒和图16的眨眼检测器和消毒器的透视图。
图33是根据本公开的至少一个实施例的图26的药筒和图16的消毒器的透视剖视图。
图34是根据示例实施例的用于实现本公开的一个或多个示例实施例的节点的示意图。
具体实施方式
本文公开了将流体输送给患者或用户的非重力滴管设备和/或喷雾器设备的一个示例。但是，术语“喷雾”、“喷雾器”、“液滴”或“滴管”都不是限制性的，因为从设备中分散的流体可以被认为是流体的“流”、“微流”或“片(sheet)”。一般而言，从设备分散的流体包括脉冲连续的液体流。一般而言，设备将流体输送到患者的眼睛，但设备可以用于其它应用，诸如在其它应用中将粘性流体药物输送到鼻子或嘴巴。在一个实施例中，设备被配置为经由喷嘴将粘性眼科药物输送到患者的眼睛，该喷嘴具有形成长椭圆形(oblong)的开口阵列或形成长椭圆形的狭缝状开口，使得流体经由喷嘴的输送导致流体在眼睛的水平部分上呈长椭圆形施加，这改善了将流体施加到眼睛。一般而言，流体经由开口阵列的输送允许具有延伸尾部的多个液滴流与眼睛接触，其中各流与眼睛中的不同位置接触。
图1图示了通过数字10引用和指定的流体输送设备的实施例。在一些实施例中，设备10包括施加器15和可移除地定位在施加器15内的药筒20。
图2图示了药筒20的实施例。如图所示，药筒20包括外壳30和附接到外壳30的头部35。在一些实施例中，药筒20大约为14mm宽×14mm长×7mm厚，但是，维度可以变化。
一般而言，如图3中的剖视图中所示，外壳30是流体贮存器或形成腔室40，其中容纳粘性药物或粘性流体(图3中未示出)。在一些实施例中，粘性流体在头部35被热密封或耦合到外壳30之前被无菌地分配。在一些实施例中，外壳30是吹-填充-密封包装容器。
如图所示，头部35耦合到外壳30以从腔室40中分配粘性流体。一般而言，头部35至少暂时与腔室40流体连通并形成喷嘴37和空气入口45。头部35还包括帽50和可相对于喷嘴37移动的壁55。头部35形成保持腔室62，该保持腔室62与腔室40流体连通并且被定位在喷嘴37和壁55之间。在一些实施例中，空气入口45被定位在喷嘴37和外壳30之间，如图3和图4中所示。在一些实施例中，空气入口45是无菌空气过滤的空气入口。过滤器65可以被定位在空气入口45上方。在一些实施例中，过滤器65由具有0.1μm-0.2μm通道的聚丙烯多孔材料制成。当头部35也由聚丙烯模制时，过滤器65可以直接焊接到头部35。在一些实施例中，壁55是“可挤压”或足够柔韧以响应施加到壁55上的冲击力而变形的膜或弹性壁。
图5是设备10的透视图并且图示了头部35的实施例，其中喷嘴37被定位在空气入口45和外壳30之间。在一些实施例中，在将药筒20装载到施加器15中期间，帽50保护空气入口45免受碎屑的影响。在一些实施例中，空气入口45为喷嘴37的相对尺寸(如图26和图27中所示)。
图6是头部35的局部横截面图。如图所示，阀70形成或定位在头部35内，使得当直接机械冲击发生在壁55上，引起从喷嘴37喷射流体的正位移时，阀70移动到闭合位置，使得流体不会从头部35返回到腔室40中。一个示例阀70包括耦合到壁55的臂75，使得壁55的移动也移动臂75。壁55的向下移动使臂75移动穿过在腔室40和头部35之间延伸的通道80。由此，臂75将保持腔室62与腔室40流体隔离，从而使喷嘴37成为流体的唯一出口。臂75和通道80只是阀70的一个示例并且可以用弹性单向阀的许多不同示例代替。
图7是头部35的一个实施例的局部透视剖视图。如图所示，喷嘴37包括开口阵列85。在一些实施例中，帽50和壁55耦合在一起或形成在一起。一般而言，壁55的目的是便于通过喷嘴37容易地挤出流体并且允许在喷射事件之后经由帽50容易地对喷嘴37自给式加盖(self-contained capping)。图7还图示了开口阵列85中每个开口的圆锥形状。如图所示，开口阵列85的开口90在其延伸穿过喷嘴37的壁95时包括圆锥形状。即，头部35的内表面105中的开口100大于头部35的外表面115中的开口110。
一般而言，开口110的目标直径D基于待分散流体的液体粘度、输送速度、表面张力和密度。一般而言，目标直径D必须足够大以克服粘性力造成的液压损失，但又要足够小以使得流体的喷射或流将由于表面张力而夹断成单个液滴。在一些实施例中，喷嘴的目标狭缝宽度或直径为100-300微米，输送速度为大约1.5-3米/秒(m/s)，液体粘度(μ)在约1cp-500cp之间，表面张力(σ)在约40-72达因/厘米之间，并且密度(ρ)大约是水的密度或约1gm/cc。一般而言，喷射速率或速度需要足够低以便在眼睛感觉方面能够很好地耐受，但足够高以穿过10-25mm之间的目标距离而基本上不会被重力或侧风偏转。低于3m/s的速度很低，只是雨滴、温和淋浴喷头、洗眼器以及在水上乐园和用于玩具水枪的水射流速度的既定规定的一小部分。高于1m/s的速度确保在高达20mm的瞄准距离中由于重力导致的喷嘴瞄准的偏转仅有亚毫米。在一些实施例中，1.5m/s是最佳速度，但是对于一些粘性材料，由于微流尾部的粘性阻力，初始速率可能会随着轨迹而降低，使得3m/s的初始喷射速度是更理想的，因为撞击眼睛时的速率更低。最佳喷嘴直径D在100-300μm之间，具体维度取决于喷嘴表面张力、介质粘度、喷射流体体积和对污染的敏感性的影响。目标体积可以低至8μL才能完全有效，因为该值大约是眼睛在不立即引流的情况下可以保持的最大泪液量。考虑一些可能的损失，10μL-15μL范围内的体积更理想。一般而言，具有圆形形状的开口需要100-300μms的直径。
图8图示了在通过图1中的设备10的喷嘴37输送之后在眼睛125上的微滴阵列120。阵列120通常限定宽度120a和高度120b。如图所示，阵列120由小球形液滴120c组成。由于开口阵列85在一个轴上线性布置，因此当共同合并在一起时，开口85的线性布置导致微滴阵列120的长椭圆形形状。眼睛125包括上眼睑130和下眼睑135，并且当睁开时，暴露眼睛125的表面，该表面具有在上眼睑130和下眼睑135之间在与高度120b相同的方向上测量的维度140。一般而言，暴露的角膜和巩膜区域呈椭圆形。由于相对于维度140的高度120b，在微滴阵列120和上眼睑130之间形成间隙145，并且在微滴阵列120和下眼睑135之间形成间隙150。微滴阵列120允许跨角膜在水平方向上(即，在图8中测量阵列120的宽度120a的方向上)更均匀地输送流体。在眼睑130和135眨眼几次(就像挡风玻璃雨刷一样跨过眼睛125的表面)之后，这些微滴在垂直方向(即，在图8中测量阵列120的高度120b的方向)上的均匀扩散很快得以促进。图8还图示了与微滴阵列120相比较的常规液滴151及其尺寸。
在实践中，高于100cps的粘性流体在喷射时通常会具有“尾部”，这是因为由于表面张力，流无法快速夹断，或与喷嘴37分离。图9A图示了由具有多个圆形开口85的喷嘴形成的流体流151。如图所示，每个流体流都具有“尾部”部分152，在一些实施例中，该“尾部”部分永远不会与喷嘴37分离并且尾部的至少一小部分作为残留物保留在喷嘴37上。在一些实施例中，每个流在离开喷嘴37后合并成单个微流。但是，使用多个圆形开口85形成的多个尾部会导致过多的浪费或污染。当多个开口85以水平或线性阵列布置以形成长椭圆形时，通常流在它们到达眼睛125时具有一些重叠并形成形状上与眼睑之间睁开的卵形眼睛非常相似的连续卵状膜。形成的微流对气流稳定。在一些实施例中，由于每个开口的尺寸较小(例如，100-200μm)，灰尘或碎屑可能堵塞一个或多个开口。
在一些实施例中并且如图9B中所示，喷嘴37包括位于喷嘴37中的卵形或体育场形开口160，这有助于夹断同时保持横截面积并因此大体上维持或减少流动的横截面阻力。如图所示，通常具有一个尾部部分162的一个微流161由开口160形成。当每个尾部部分潜在地在喷嘴37上产生残留物时，减少每次喷射时产生的尾部部分的数量会减少每次喷射后保留在喷嘴37上的残留物的体积。由此，与具有三个或更多个圆形开口的喷嘴37相比，当与喷射的体积相比时，包括一个线性延伸的开口160的喷嘴37可以减少残留物的体积。例如，代替具有直径为300μm的开口的喷嘴37，喷嘴37可以仅包括一个沿着纵轴为200μmx8000μm(8mm)的开口。在一些实施例中，狭缝状开口具有比多个开口85更有效的喷射面积，因此，输送流体所需的致动能量降低。此外，狭缝状开口允许微流比多个开口85更快地合并，并且因此形成对外部气流更不敏感的更有针对性的液体输送。由此，代替具有如图7中所示的多个开口85，在一些实施例中，喷嘴37包括一个开口，该开口形成带状“片”微流而不是圆柱形微流。因此，这种“片”状微流在一些实施例中是有利的。例如，如图10中所示，可以省略多个开口85并且在喷嘴37中形成一个开口160。如图所示，开口160的长度远大于宽度，因此形成长椭圆形。与开口160相关联的液滴覆盖区165也在图10中示出。如图所示，开口160是体育场形状。尾端最终形成比喷嘴37小得多的单个粘性尾部，从而显著减少或消除残留物。在射流尾端这种液体微片的破碎可再现的程度非常复杂，并且受侧向气流、小喷嘴形状缺陷、喷嘴出口处夹带气泡或表面碎屑引起的小扰动的影响。这些不稳定性源于简单的薄壁液体流，并且表征和模拟这种行为的数学非常复杂。无论如何，从开口160分散的粘性流体通常导致形成单个尾部的片，该尾部与片的头部相对。在一些实施例中，狭缝或开口160的长度是不受限制的，并且作为示例甚至可以是12mm长，但是狭缝的宽度需要通常在100-250微米之间的稍小的维度。
在一些实施例中并且如图11中所示，喷嘴包括一个开口170，该开口具有波浪状的表面以形成波浪状的体育场形状。当开口170包括波浪状开口时，由于与空气相关的毛细管表面张力不稳定性距离，该波浪状开口被配置为匹配典型的自然空间频率，通过迫使自然不稳定性持续发生可以提高尾部喷射的可再现性和均匀性，因此，尾部喷射的可再现性和均匀性更可预测，同时不影响其头部处微流液滴的主要质量的整体形状均匀性。与开口170相关联的液滴覆盖区175也在图11中示出。如图11中所示，大体的体育场形状形成有波浪状的表面，但该形状不限于大体的体育场形状。例如，一般形状可以包括领结形状、矩形形状等以提高从开口170分散的流体片的尾部喷射可再现性和均匀性。在一些实施例中，波浪状表面被定义为具有弯曲或波状形式的表面。由此，波浪状的表面通常具有交替的正和负曲率半径。
在一些实施例中并且如图12中所示，可以省略多个开口85并且在喷嘴37中形成一个开口180。与开口180相关联的液滴覆盖区185也在图12中示出。如图所示，开口180形成领结形状并且具有长度180a、最大宽度180b和最小宽度180c。因为宽度180b和180c较小，因此改善了在喷嘴37的出口处夹断液滴尾部的能力。此外，因为离开开口180的“片”流最初是连接的，因此惯性力更大并且提供了克服少量喷嘴制造缺陷或碎屑和空气扰动的稳定动力。在一些实施例中，并且对于领结状的开口180，狭缝边缘处的喷射阻力可以相对于中心稍微减小，从而产生更均匀的边缘轮廓。最后，由于表面张力不稳定性，领结形状延迟了“片状”微流合并成更圆柱形的流。通过调整喷嘴的形状，对眼睛的冲击通常可以与眼睛的形状相匹配。
图13-14图示了用附图标记190表示的头部35的另一个实施例。在一些实施例中，头部190包括芯吸(wicking)毛细管195，其将腔室40放置成与保持腔室62流体连通。在一些实施例中，芯吸毛细管195不延伸到保持腔室62中，因为它会抑制流体喷射。但是，毛细管195有助于将流体芯吸到保持腔室62中并且充当机械阻抗通道，这在壁55的快速机械冲击期间防止回流。在一些实施例中，并且当在壁55从向下冲击位置释放之前开口阵列85被盖住时，壁55将提供吸力，该吸力在其返回其正常位置时通过毛细管195吸取材料。
毛细管195可以用毛细芯吸材料代替，该毛细芯吸材料提供独立于重力的流动。典型的医疗级毛细芯吸材料是PET、乙二醇改性PET(PETG)或聚氨酯泡沫，其由许多不同的供应商(诸如Porex、FXI的
Figure BDA0003350531210000111
Berkshire的
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或Foam Sciences的
Figure BDA0003350531210000113
)制造。
在一些实施例中，限定保持腔室62的内表面具有在其上蒸发的高表面能材料以促进液体流入到保持腔室62中并帮助防止被困气泡的发生。在一些实施例中，气泡通道200形成在头部35中并且是疏水的，但是保持腔室62是亲水的，因此空气可以逸出到边缘并且流体将充满保持腔室62。
在一些实施例中，头部35还包括不连接到壁55但是迫使在一个方向上的流动的壁205和210，以及尖向下以更顺应的边缘壁215和220。结果是沿着横截面流动的更均匀的几何形状，如图14中所示。壁205、210、215和220克服了由于被钉到头部35的硬边缘的壁55的变形而导致的边缘喷嘴喷射缺陷的问题。
在一些实施例中，亲水涂层设置在喷射流体的喷嘴37的内表面上，并且特氟龙或特氟龙类(例如，具有C-F3侧链基团)设置在喷嘴37的外表面上以减少由于污染的泄漏并提高流破碎之间的均匀性。
图15是施加器15、远程设备250和容纳施加器15的支架255的示意图，所有这些都经由网络260进行通信。如图所示，支架255包括发射器265、电源270和控制器275。在一些实施例中，施加器15包括发射器280、电源285、控制器290、眨眼检测器295、消毒器300和触发器305。在一些实施例中，控制器290可操作地耦合到眨眼检测器295、电源285、发射器280、消毒器300和触发器305。
参考图16，施加器15包括外壳310、耦合到外壳310并相对于外壳310可移动的帽315、耦合到用于打开防尘盖325(图23中示出)和用于唤醒和装备设备10以供使用的机构的机械激活按钮320。在一些实施例中，施加器15包括滑动防尘盖325，其在开口326上方或跨开口326延伸，该开口326允许流体在离开内部药筒20的喷嘴37之后离开外壳310。外壳310被设定尺寸为容纳药筒20、发射器280、电源285、控制器290、眨眼检测器295、消毒器300和触发器305。在一些实施例中，施加器15是“智能”施加器15，其允许增加用户便利性，诸如水平非重力喷涂、视觉瞄准LED、眨眼检测传感器和眼睑张开时触发分配，以及用于合规性监测的全云连接。因为施加器15可以与可更换药筒反复使用，因此用户的成本非常低并且在长期用户(诸如青光眼患者)的情况下摊销到几乎为零。
转到图17-19，在药物输送之前或期间进行电子对准检查对于将喷嘴37与眼睛125对准是理想的。在一些实施例中，眨眼检测器295包括一个或多个反射光学近程红外传感器以检测面部/眼睛在射程内。在其它实施例中，检测器295检查眨眼以确保药物不是在眨眼期间而是在眼睑打开后不久分配的。在一些实施例中，施加器15在已经检测到眨眼事件之后的预定时间段之后或在眨眼检测事件的尾端打开眼睑时分配流体345。
在一些实施例中并且如图17-19中所示，眨眼检测器295包括成对布置的两个反射式接近传感器350和355，以验证正确的眼睛瞄准并检测眨眼。在一些实施例中，传感器350和355被定位在喷嘴37的任意侧。在一些实施例中，每个传感器355和350包括LED和光电二极管(在图19中示为355a和355b)。在一些实施例中，两个传感器350和355是光学接近红外传感器，它们被配置为检测眼睛125的存在并确定是否发生了眨眼。在一些实施例中，传感器350和355是具有透镜光收集和表面安装技术封装的反射式接近传感器。在一些实施例中，传感器350和355是来自美国德克萨斯州卡罗尔顿的TT Electronics的OPB733TR传感器或来自美国加利福尼亚州圣何塞的Avago Technologies的HSDL-9100传感器，但是传感器350和355可以是是任何LED和光电二极管检测器。在一些实施例中，传感器350和355在其微透镜的顶表面上方具有模制封装表面，以提供其上可以安装大约30度角的微棱镜的方便的表面。一般而言，传感器350和355记录平衡阈值信号，该信号指示与眼睛125的对准以及到眼睛125的目标范围内的距离。在一些实施例中，到眼睛的目标范围(在图18中示为L)为约10mm至约30mm。在一些实施例中，L在约15mm和20mm之间。
可以在15-25mm范围内检测到来自眼睛125的反射，但是当仅基于来自仅一个光邻近对(即，LED和光电二极管组合)的信息时，预测的空间朝向和对准通常是不准确的。由此，将两个传感器350和355定位在距喷嘴37相等的距离处产生可以比较的离轴反射信号。通常，用户可以非常准确地水平定向设备，并且可以准确地对准水平位置，但在垂直角度和垂直空间目标方面的则经受很差的判断力。此外，眼睛125通常在眼睑之间仅具有8-9mm的间隙，但在眼睛125的水平巩膜上方具有18mm的间隙。由此，水平巩膜上方的间隙远大于眼睑之间的间隙140。此外，由于眼睛的自然曲率(通常半径为11.5-12.5mm)，难以在不在成角度的基板上安装SMD照片接近度传感器(这会导致成本增加)的情况下引导大部分光垂直于眼睛125来优化反射信号强度。由此，眨眼检测器295还可以包括微棱镜360和365，其引导光更接近垂直于眼睛125的巩膜和角膜表面，并在眼睛125处于最佳的距离和垂直于其路径的位置时增加反射信号。因此，传感器350和355以及微棱镜360和365可以用作用于检测喷嘴37与眼球的最佳对准以及眨眼检测的电子设备。
当喷嘴37包括多个开口，例如8-10个直径大约为300μm并且充分间隔开以允许喷嘴锥角和低液压损失的开口时，阵列120的维度120a大约为14mm。由此并且在一些实施例中，传感器350和355以及相应的微棱镜360和365相隔约16mm。但是，传感器350和355的间距可以基于药筒15和喷嘴37的尺寸并且对于狭缝喷嘴可以稍微靠近在一起。在一些实施例中，该布置允许玻璃(n＝1.5)的最佳微棱镜角α(图18中所示)，其最大化反射光散射回到传感器350和355的光电二极管检测器中。在一些实施例中，省略了微棱镜360和365。
在垂直方向上，只要LED的光线发散度在非常典型的+/-20度的范围内，就将获得足够的信号，如图19中所示。
在一些实施例中，传感器350和355是具有检测器涂层以拒绝+/-10nm范围之外的阳光的940nm光学接近传感器。在一些实施例中，当波长范围内的入射红外背景辐射小于930nm且大于950nm时，自然阳光淹没(overwhelm)放大器信号。在940nm处，自然阳光具有大气吸收和深度透射倾角，使得在地球表面以该波长为中心存在的辐射非常少。由此，在一些实施例中，传感器350和355被配置为具有发射940nm辐射并且仅检测940nm+/-10nm或甚至更窄的940nm+/-5nm的波长的LED。这防止了自然阳光下的DC检测器饱和。通过以AC频率脉冲接近传感器并滤除剩余的DC背景，可以轻松地补偿其它较小的背景发光源。
在一些实施例中，光电流信号可以跨在kΩ范围内的检测电阻器下降，并且因此获得的电压可以被缓冲，并且在左和右接近传感器350和355两者中具有下限阈值信号的低通滤波器用以确保眼科输送设备很好地位于眼睛125附近。此外，可以选择光电二极管之间的阈值匹配信号误差值，以确保设备的水平定位或旋转角度与眼睛125齐平。眨眼检测可以通过采样和拾取尖锐的瞬态信号来实现，由于进入到检测器中的背向散射增加，该信号的振幅通常更高。
在一些实施例中，喷嘴37与眼睛125的对准涉及喷嘴相对于眼睛125的维度(即，沿着x、y和z轴)对准和角位置的组合。由于眼睛125的表面是弯曲的，因此存在导致喷嘴或一个或多个开口的纵轴与眼睛125对准的维度对准和角位置的多种组合。一般而言，在将喷嘴37指向眼睛125时存在三个旋转角度。第一个旋转角度是在鼻子和耳朵之间的“右”和“左”方向。因为眼睛的暴露部分在这个方向上比它的高度(即，在眼睑之间)宽得多，因此沿着左右方向扫过眼睛的施加器的旋转轴并不重要。第二个旋转角度是在“顶部”和“底部”方向或眼睑之间的垂直方向。考虑到眼睛在这个方向上的暴露较少，沿着这个旋转角度旋转的施加器更加关键，并且接近传感器350和355寻找在两个眼睑之间沿着这个方向给出最佳信号的旋转。第三个旋转角度是喷嘴相对于眼睛的“顺时针”或“逆时针”方向。再次，接近传感器350和355寻找在该旋转角度也给出最佳信号的旋转。喷嘴37的对准由具有基本相等信号的两个接近传感器350和355指示；否则，一个信号将可能是部分眼睑的部分反射，而另一个则不是。因此，对于指示对准的光电检测器信号，它们必须是指示撞击眼球巩膜的指定窄振幅范围并且振幅基本相等。在一些实施例中，喷嘴37的对准涉及多个开口之一的纵向轴与眼睛表面对准，使得从开口喷射的流体瞄准眼睛125的表面。
在示例实施例中，喷嘴37直接与诸如LED之类的光源对准(例如，无视差对准)，这允许用户仅在喷嘴37在位置和朝向范围内正确对准眼睛125时才能看到来自光源的光。施加器15可以不需要重力来起作用，并且因此可以与朝向无关地起作用。施加器15还可以包括旨在抵靠在用户的前额或颧骨上以帮助设备正确对准的被动特征件。在一方面，并且当头部35的部分是透明的时，单色或多色LED可以直接放置在施加器15的喷嘴37后面以允许将喷嘴37直接对准到眼睛中。通过适当的光线孔径，这些光线可以被限制在可以直接穿过一个或多个开口(例如，85、160、170或180)的小角度范围内，使得来自光源的光线仅当与眼睛125正确对准时才可见。假设LED亮度选择适当，用户然后将仅在诸如+/-10度的狭窄瞄准范围内在他们眼睛的中央凹颜色感受区域内看到具有高视敏度的彩色LED灯，这有助于用户正确地将设备对准眼睛125。
如果施加器15距离太远(例如，距眼睛超过20mm)，那么可以控制光源以改变例如颜色或照明模式(例如，闪烁、频闪、脉冲、稳定)。此外，如果施加器15足够近以在范围内，那么它可以从第一颜色变为第二颜色。例如，蓝色和橙色可以是常见的色盲友好调色板。但是，可以使用任何合适的颜色和颜色组合。可以使用RGB LED，它能够通过调整每个LED的相对电流来实现宽色域。LED的强度也可以选择性地被闪烁或频闪，以类似于闪光灯相机中的抑制眨眼信号的方式使用。因此，通过颜色变化和时域变化信号，可以在用户手持设备的同时将范围、对准和瞄准传达给用户，从而极大地提高了设备的易用性。
在一些实施例中，眨眼检测器295包括控制器290或与控制器290通信，控制器290指示触发器305激活或分配剂量。在一些实施例中，控制器290通过检查“ON”信号来确定施加器15是否被手动装备(例如，用户是否按下机械激活按钮320)。在一些实施例中，控制器290还确定传感器350和355的低通滤波光学反射传感器目标信号是否高于它们的平均值的阈值电压和低于它们的差值的阈值。在一些实施例中，控制器290具有至少2个单独的8位ADC通道，并且在原始数据已经被模数转换器捕获之后，低通滤波器最容易用软件实现。在一些实施例中，控制器290还确定未过滤的较高带宽眨眼信号是否应当在接近传感器的表示眨眼开始或结束的快速上升沿或下降沿转变时触发ON信号。接近传感器信号的上升沿或下降沿表示眨眼睁开还是闭合的详细细节取决于接近传感器LED的中心光线的对准。图20图示了由数字366指定的时间线，在该时间线期间控制器290确定已经发生眨眼并且导致触发器305分配剂量。一般而言，来自眨眼检测器LED的光以100Hz和10kHz之间的频率脉冲，这比10Hz级别的眨眼瞬变快得多。滤除对应光学传感器的DC分量。随着时间的推移，剩余的AC分量被放大并过滤到平滑函数中。一般而言，当接近传感器远离眼睛时，会存在来自接近传感器的基线跨阻抗放大噪声信号，这由背景照明和噪声引起的纹波信号指示。一旦将施加器15带入到眼睛125的瞄准距离内，就检测到较高值的基础信号。当用户眨眼时，较高值的基础信号出现尖峰。图20图示了表示与未与眼睛对准的传感器相关联的预期纹波信号的线366a；表示与和眼睛对准的传感器相关联的预期较高值的基础信号的线366b；以及表示随着时间的推移当传感器与眼睛对准时(例如，当线366c接近线366b时)的实际信号的线366c，以及然后与用户闭合然后睁开眼睑相关联的线366c的瞬态尖峰366d。如图所示，在用户重新睁开他或她的眼睑之后，线366c返回到基线366b。一般而言，当较高值的基础信号在两个接近传感器之间平衡时，然后当用户眨眼时，两个眨眼信号将被记录为闭合和打开眼睑时的瞬态尖峰。一般而言，当眼睑闭合时，只要主中心轴LED光线稍微偏离轴地撞击眼球，信号就会更强。根据睫毛、肤色和眨眼持续时间，这些信号如何成形的细节及其详细振幅和时域特性因人而稍有差异，并且机器学习可以用于精确指出每个个体用户的特性瞬态信号并将这些数据存储在存储器中，以帮助完善眨眼检测算法。
在一些实施例中，触发器305是或包括撞击弹性壁55的机电螺线管。在其它实施例中并且如图21中所示，触发器305是或包括机电螺线管367，该机电螺线管367耦合到撞击壁55的臂或闩锁触发器368。一般而言，触发器305由电信号激活并导致硬尖端物体(例如，螺线管或闩锁触发器368的一部分)撞击壁55并产生瞬时的动量脉冲，其施加压力冲击波，该压力冲击波突然在保持腔室62中累积压力并使流体通过喷嘴37正位移。保持腔室62在喷射之前容纳流体。冲击可以来自任何类型的累积机械能的机械机构，包括诸如具有回拉机构的板簧、具有卷起机构的扭转弹簧或具有扳机和触发器机械机构的锤子。在一些实施例中，触发器305包括使用弹簧和/或磁体的双稳态类型的直接螺线管，其可以具有足够大的保持力以将壁55维持在壁55覆盖喷嘴37的(一个或多个)开口的移位状态。一般而言，壁55可以通过具有足够冲击力的任何机械机构移位。由于壁55在覆盖或接触喷嘴37的内表面时停止太慢，因此在壁55撞击期间积累太低的动量会导致从喷嘴37流出的粘性口水。在一些实施例中，流出喷嘴37的流体的速率在1.5m/s和3m/s之间。但是，在一些实施例中，流体喷射的速率在约1.5m/s至约2m/s之间。此外，对于10-15μl的输送的液体体积，流必须足够快，以在大约小于100ms的时间内战胜眨眼反射。但是，通过引起眨眼的打开，提供了额外的时间，因为将眨眼从睁开状态转向眼睑重新闭合需要更长的时间。一般而言，将液体输送到眼睛的总时间远低于100ms，因为眨眼检测电路需要不到40ms，螺线管致动需要不到10ms，壁的移动需要不到5ms，并且流体的喷射需要不到20ms。撞击冲击太低的另一个问题是可能导致太低的低于1.5m/s的速率，从而导致失去重力抛物线轨迹的瞄准。但是，过高的速率会对眼睛125产生明显的不愉快影响。由于撞击的质量高，撞击速率不必与从喷嘴喷出的微流相同。在一些实施例中，为了获得速率在1.5-3m/s之间的“片”微流，触发器305撞击壁55的部分的平均速率至少为0.5m/s并在冲击瞬间高达3m/s，并且来自锤子或直接螺线管电枢(如果由金属制成)的动量质量在2克到3克之间。为了使壁55在撞击后关闭喷嘴37并维持其正位移，需要通常在0.5N-2N之间的附加保持力以将壁55维持在完全位移状态。但是，确切的力取决于弹性壁的确切弹性机械性质和几何形状。
在一些实施例中，当药筒20插入到施加器15中时，喷嘴帽50在流体喷射之前通过与激活按钮320的机械连杆而打开。因为在一些实施例中帽50是头部35的组成部分，因此它不需要维持机械完整性长达数年而只要在药筒20本身被使用时即可，通常1-2个月，因此帽50与药筒20一起被丢弃。在典型的滴眼设备瓶中，用户手动释放挤压压力，并且未经灭菌的空气通过同一喷嘴重新进入。通过该设备10，在壁55被释放并且保持腔室62吸入新流体之前，喷嘴37可以经由帽50重新盖上。这同时允许通过单独的无菌空气摄入过滤器(例如，空气入口45)吸入无菌过滤空气以实现相等的加压。
在一些实施例中并且如图22和图23所示，存在附加的消毒器300，其由一个或两个紫外线(“UV”)发光二极管(“LED”)组成，这些二极管相对于喷嘴37定位，使得喷嘴图37通过帽50或喷嘴头部的尖端暴露于LED光锥301。此外，并且在一些实施例中，因为UV LED的恒定功率使用大量的电池能量，因此UV LED可以在刚应用于眼睛之后并且在防尘盖325被重新关闭以进行保护之后开启。由于UV LED与喷嘴37非常接近，因此使用适当的波长进行消毒只需几秒钟的暴露时间。例如，在285nm的适当UVC波长范围下，已知UV LED非常有效地杀死病毒、细菌甚至霉菌，其中超过10^3的降低，仅在集中的近距离区域内利用毫焦耳的能量。使用UV LED是一种额外的预防措施，这意味着保留在尖端的任何残留物都将被重新消毒。在帽50在喷嘴37和消毒器300之间延伸的实施例中，例如如图23中所示，帽50和/或形成湿气腔室515的材料对UV波长至少部分透明并且由UV稳定的材料制成。
在一些实施例中，UV屏蔽件370施加在喷嘴37的一部分或头部35的其它部分上。例如，UV屏蔽件370可以包括溅射的SiO2或金属的薄层以防止喷嘴37的一部分暴露于UV光。在一些实施例中，UV屏蔽件370防止主保持腔室62中粘性流体的药物成分降解的可能性并且仅影响喷嘴周围的小的集中区域。
如图22中所示，包括SMD UV LED的示例消毒器300耦合到施加器15并且位于喷嘴37附近。SMD UV LED的示例包括例如来自American Opto Plus LED的L944-UV265-4 265nm圆顶UVC LED。除了UV-C LED杀死细菌外，UV-C LED还杀死霉菌孢子。虽然被描述为消毒器300，但消毒器300不需要杀死所有的细菌、病毒和真菌。而是，消毒器300可以杀死或减少大部分细菌、病毒和真菌达几个数量级。在一些情况下，这可能导致可完全不含防腐剂的眼科药物配方，这是非常期望的。在其它情况下，防腐剂的使用可能会大大减少。应该注意的是，在操作过程中，喷嘴盖50不会被用户以任何方式接触或从药筒上移除，而是在某种程度上永久地系在药筒上，并且保持得比普通滴眼管更远离睫毛。一般而言，施加器15的防尘盖325还保持喷嘴盖或帽50清洁，并在消毒器300开启时防止UV泄漏到施加器外部。生物污染的唯一机会是液体分配过程中的空气传播事件。但是，即使是最快的自推进细菌的扩散时间和扩散速率也足够慢，以致于在任何生长发生之前就被喷嘴37附近的UV光杀死。此外，喷嘴37在分配事件之后由弹性壁55内部覆盖，其充当捕获任何此类生物污染物的阀。在一些实施例中，壁55可以保持抵靠喷嘴37直到发生短暂的UV暴露之后。
在一些实施例中，电源285是可再充电电池，诸如LiPo电池的小型纽扣电池。
在一些实施例中，施加器15的发射器280与支架255的发射器265通信。发射器280和265之间和/或发射器280和265与远程设备250之间的通信允许跟踪设备10的使用。在一些实施例中，支架255、施加器15和/或远程设备250之间的通信和连接允许药物的时间和日期跟踪、在与设备10相似或相同的不同设备之间同步、自动重新订购药物、提供电池再充电提醒、提供用户服药提醒、实现医生/患者共享、改进远程医疗选项和/或跟踪治疗依从性。支架255、施加器15和/或远程设备250之间的通信和连接允许基于历史数据训练施加器15。训练施加器15的一些示例包括使用关于巩膜基线接近反射、皮肤反射、离轴移动和居中信号以及眨眼时间动态的数据更新算法和/或计算。
在示例实施例中，如图24中所示并继续参考图1-23，操作设备10的方法400包括在步骤405处将药筒20装载在施加器15中；在步骤410处手动启动施加器15并打开防尘盖325；在步骤415处检测眨眼并分配剂量；在步骤420处记录与分配的剂量相关联的数据；在步骤425处对喷嘴37进行消毒；以及在步骤430处经由发射器265和280传送记录的数据。
在步骤405处并且在一个实施例中，将药筒20装载在施加器15中。在一些实施例中，药筒20是一次性的。一般而言，当药筒20容纳在施加器15中但施加器15未被装载时，头部35处于如图25A中所示的第一构造。如图所示，帽50靠着喷嘴37定位并且壁55没有被压下。流体容纳在保持腔室62中。
在步骤410并且在一个实施例中，施加器15被机械地或电加载的能量激活以准备撞击壁55。手动启用施加器15的一个示例是当用户按下激活和机械激活按钮320时。头部35从第一构造过渡到第二构造，在第二构造中帽50与喷嘴37间隔开，使得离开喷嘴37的流体将离开帽50，如图25B中所示。在一些实施例中，施加器15在用户按下机械激活按钮320时被启用，但是直到眨眼检测器295确定施加器15相对于用户的眼睛125正确定位并且响应于检测到的眨眼才发射。
在步骤415处并且在一个实施例中，检测到眨眼并且分配剂量。如上文详述和图19中所示，眨眼检测器295确定喷嘴37与眼睛125对准并检测眨眼。在检测到眨眼时，控制器290向触发器305发送信号以分配剂量。头部35也从第二构造过渡到第三构造，在第三构造中壁55被压下以迫使流体经由喷嘴37从保持腔室62流出，如图25C中所示。对壁55的外部冲击应该是突然的并且比大约100ms的眨眼反射时间快得多。在一个实施例中，冲击持续时间约为10ms或更快的量级。一般而言，壁55由足够柔软的弹性材料制成，使得壁55高度抑制来自该撞击冲击的任何回弹并且还足够柔软以使得抵抗该撞击的冲击的惯性可以在运动结束附近很大程度上归因于流体本身的挤压膜阻尼。在一些实施例中，壁55受到已经在运动中的瞬时动量脉冲的撞击，这施加了压力冲击波，该压力冲击波突然累积压力。在分配之后，头部35也从第三构造过渡到第四构造，在第四构造中中首先帽50在喷嘴37上延伸，然后壁55从其压下状态释放，这防止空气通过喷嘴37被吸入，而是将流体从腔室40吸入到保持腔室62中，如图25D中所示。
在步骤420处并且在一些实施例中，控制器290记录与分配的剂量相关联的数据。在一些实施例中，控制器记录由眨眼检测器295检测到的数据和由触发器305检测到或生成的数据。由此，控制器290检测正在分配的每个剂量的定时。此外，控制器290可以检测并记录用户的眨眼速度。
在步骤425处并且在一些实施例中，在重新关闭防尘盖325之后，在步骤425处消毒器300对喷嘴37进行消毒。在一些实施例中并且响应于检测到的由控制器290分配的剂量，控制器290激活消毒器300达预定时间段以对喷嘴37的一部分和/或经由喷嘴37流过的流体进行消毒。
在步骤430处并且在一些实施例中，记录的数据经由发射器265和280传送。在一些实施例中，记录的数据被传输到发射器265和/或远程设备250。在一些实施例中，数据从发射器265传输到发射器280。在一些实施例中，记录的数据存储在控制器275中。但是，记录的数据也经由网络260被远程设备250存储或接收。控制器290可以经由控制器275将记录的数据(其可以跨越数月到数年)上传和更新到基于云的数据库。这些记录的数据可以用于更新、定制和生成预测模型，以在数小时到数天的过程中完善干眼症管理。模型可以包括用于生成预测模型的各种因素，包括历史、当前和预期或预测的外部因素。
图26图示了用附图标记500指定的药筒20的另一个实施例。在一些实施例中，代替矩形主体，外壳30是圆柱形的。此外，药筒500包括作为头部35的另一个实施例的头部505，头部505可以可选地包括用户在将药筒500装载到施加器中之前移除的圆柱形保护性头部盖。如图26和图27中所示，头部505与头部35的相似之处在于它包括形成保持腔室62的壁55和喷嘴37。在这个实施例中，排气口45被定位在头部505的顶侧(例如，包括壁55的一侧)而不是底侧(例如，包括喷嘴37的一侧)。在一些实施例中，头部505的帽50不与壁55整体形成，而是耦合到弹簧510或形成头部505的一部分的其它能量储存设备。如前所述，除非流体即将或正在从喷嘴37喷射(此时帽50过渡到打开位置)，否则帽50保持在闭合位置。在一些实施例中并且如图26-28中所示，当处于闭合位置以在喷嘴37和帽50之间形成湿气腔室515时，帽50与喷嘴37间隔开。在一些实施例中，当处于闭合位置时，帽50与喷嘴37的间隔降低了帽50污染喷嘴37的可能性，因为喷嘴从未被直接触摸。图28是特写剖面图，它包含两个槽，类似于图27中也绘出的长椭圆形开口。
在一些实施例中并且如图29中所示，喷嘴37形成沿着方向520延伸的单个开口或多于一个开口，并且内表面105形成凹状或弯曲的表面，并且外表面115形成凸状或弯曲的表面。弯曲的表面105和115促使离开喷嘴37的流体在离开后形成更像扇形的形状。即，离开喷嘴37的相对边缘的流体以不垂直于方向520的角度B离开。在一些实施例中，弯曲的表面105和115促使所产生的液滴覆盖区为更高度的椭圆形或偏心的体育场形状，而不是更圆的轮廓或卵形以用于到眼睛的更大行进距离。
在一些实施例中，壁55具有内表面55a，其形成保持腔室62的一部分并且在流体喷射期间接触内表面105。在这个实施例中，当力施加在壁55上时，壁55朝喷嘴37变形，从而减小保持腔室62的容积并迫使流体从喷嘴37流出。此外，壁55变形直到内表面55a接触喷嘴37的内面或内表面105，从而密封或以其它方式暂时阻塞开口。由此，壁55朝喷嘴37的移动不仅分散流体而且闭合喷嘴37的开口以结束流体的喷射。由此并且在一些实施例中，壁55形成闭合喷嘴37的阀。壁55移动到其自然状态(在被撞击之后)用来自腔室40的流体填充保持腔室62以准备再次喷射流体。在一些实施例中并且如图26-29中所示，存在两个沿着方向520平行延伸以形成长椭圆形形状的狭缝开口525和530。
在一些实施例中并且如图30中所示，形成单个喷嘴开口535，其通常以重复的“S”形状延伸方向520以形成长椭圆形。这种形状具有更大的起伏，如图11中所讨论的，这允许在相同的冲击能量下分配大量流体，并在有限的喷嘴面面积中只有单个微流尾部。
在一些实施例中并且如图31-32中所示，消毒器300包括第一和第二头部540和545，它们从头部505的相对侧向喷嘴37或喷嘴湿气腔室515发射UV光。在这个实施例中，槽525和530在第一和第二头部540和545之间延伸并且光在与方向520大体平行的方向上发射。
在一些实施例中，设备10包括放置在智能施加器15中的简单药筒20，该智能施加器15具有允许对喷嘴37进行连续或间歇消毒的支架255。
在一些实施例中，喷嘴37是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)塑料模制喷嘴。在一些实施例中，头部35包括聚丙烯，因为它具有用于直接焊接到壁55的弹性体材料的有利材料性质，诸如具有精密高速激光焊接工艺。在一些实施例中，帽50是包覆成型或焊接的弹性体瓣。在一些实施例中，壁55被热结合、超声结合或激光焊接到头部35的另一个部分。一般而言，壁55有利于从保持腔室62出来和通过喷嘴37的流体的容易的挤压(即，低位移力)。如果壁55连接到帽50，那么它也允许喷嘴37容易地自给式加盖，这符合分配事件后的微观表面粗糙度。壁55可以由以强度热焊接到PE或PP的任何材料形成。在一些实施例中，壁55是或包括具有包含硫化橡胶弹性体的PP交联聚合物骨架的被称为热塑性硫化橡胶(“TPV”)的热塑性弹性体(TPE)的兼容医疗级版本。在一些实施例中，TPE可以包括例如来自ExxonMobilChemical的医疗级
Figure BDA0003350531210000241
来自Teknor Apex的
Figure BDA0003350531210000242
或来自FosterCorporation的ProFlexTMTMSEBS，其具有与PE和尤其是PP的化学和熔体相容性以及诸如少量的压缩形变的性能特性。在一些实施例中，形成壁55的材料的硬度值在40-60Shore A的范围内，使得它们比PE或PP更不刚性且更易变形。
设备10不限于将流体输送到眼睛，还可以经由鼻喷剂将流体输送到鼻子，因为鼻喷剂中较高的粘度有利于改善药物在鼻粘膜内层上的停留时间。
在一些实施例中，设备10包括流动机构或一般构造以防止未消毒空气的摄入，使得它在规定的时间量内维持内部压力和无菌。
在示例实施例中，网络260包括互联网、一个或多个局域网、一个或多个广域网、一个或多个蜂窝网络、一个或多个无线网络、一个或多个语音网络、一个或多个数据网络、一个或多个通信系统和/或其任何组合。
在一些实施例中，粘性流体是具有50cps至200cps的高粘度的流体。虽然这种高粘度一直是讨论的焦点，但应该注意的是，如果优化喷嘴狭缝宽度和撞击力，那么可以使用0.5-50cps范围内的较低粘度。
在示例实施例中，如图34中所示并继续参考图1-23、24A、24B、24C和24D，描绘了用于实现上述和/或图1-9A、9B、23、24A、24B、24C、24D和25-33中所示的一个或多个示例实施例的说明性节点1000。节点1000包括微处理器1000a、输入设备1000b、存储设备1000c、视频控制器1000d、系统存储器1000e、显示器1000f和通信设备1000g，所有这些都通过一个或多个总线1000h互连。在几个示例实施例中，存储设备1000c可以包括软盘驱动器、硬盘驱动器、CD-ROM、光驱、任何其它形式的存储设备和/或其任何组合。在几个示例实施例中，存储设备1000c可以包括和/或能够容纳软盘、CD-ROM、DVD-ROM或可以包含可执行指令的任何其它形式的计算机可读介质。在几个示例实施例中，通信设备1000g可以包括调制解调器、网卡或任何其它设备以使节点能够与其它节点通信。在几个示例实施例中，任何节点表示多个互连的(无论是通过内部网还是互联网)计算机系统，包括但不限于个人计算机、大型机、PDA、智能电话和蜂窝电话。
在几个示例实施例中，上述和/或图1-9A、9B、23、24A、24B、24C、24D和25-33中所示的系统的一个或多个部件至少包括节点1000和/或其部件，和/或与节点1000和/或其部件基本相似的一个或多个节点。在几个示例实施例中，节点1000、设备10和/或上述和/或图1-9A、9B、23、24A、24B、24C、24D和25-33中所示的示例实施例的一个或多个上述部件包括相应的多个相同部件。
在几个示例实施例中，上述和/或图1-9A、9B、23、24A、24B、24C、24D和25-33中所示的应用、系统和应用程序中的一个或多个包括计算机程序，该计算机程序包括多条指令、数据和/或其任何组合；用例如Arena、超文本标记语言(HTML)、级联样式表(CSS)、JavaScript、可扩展标记语言(XML)、异步JavaScript和XML(Ajax)和/或其任何组合编写的应用；用例如Java或Adobe Flex编写的基于web的应用，在几个示例实施例中，它从一个或多个服务器提取实时信息，以预定的时间增量自动刷新最新信息；或其任何组合。
在几个示例实施例中，计算机系统通常至少包括能够执行机器可读指令的硬件，以及用于执行产生期望结果的动作(通常是机器可读指令)的软件。在几个示例实施例中，计算机系统可以包括硬件和软件的混合体，以及计算机子系统。
在几个示例实施例中，硬件通常至少包括具有处理器能力的平台，诸如客户端机器(也称为个人计算机或服务器)和手持处理设备(诸如，例如，智能电话、平板计算机、个人数字助理(PDA)，或个人计算设备(PCD))。在几个示例实施例中，硬件可以包括能够存储机器可读指令的任何物理设备，诸如存储器或其它数据存储设备。在几个示例实施例中，其它形式的硬件包括例如硬件子系统，包括诸如调制解调器、调制解调器卡、端口和端口卡之类的传输设备。
在几个示例实施例中，软件包括存储在诸如RAM或ROM的任何存储器介质中的任何机器代码，以及存储在其它设备(诸如例如软盘、闪存或CD ROM)上的机器代码。在几个示例实施例中，软件可以包括源代码或目标代码。在几个示例实施例中，软件包括能够在节点上(诸如例如在客户端机器或服务器上)执行的任何指令集。
在几个示例实施例中，软件和硬件的组合还可以用于为本公开的某些实施例提供增强的功能和性能。在示例实施例中，软件功能可以直接制造到硅芯片中。因此，应该理解的是，硬件和软件的组合也包括在计算机系统的定义内，并且因此被本公开设想为可能的等效结构和等效方法。
在几个示例实施例中，计算机可读介质包括例如无源数据存储装置，诸如随机存取存储器(RAM)以及半永久性数据存储装置，诸如光盘只读存储器(CD-ROM)。本公开的一个或多个示例实施例可以实施在计算机的RAM中以将标准计算机变换成新的特定计算机器。在几个示例实施例中，数据结构是可以实现本公开的实施例的定义的数据组织。在示例实施例中，数据结构可以提供数据的组织或可执行代码的组织。
在几个示例实施例中，任何网络和/或其一个或多个部分可以被设计为在任何特定体系架构上工作。在示例实施例中，任何网络的一个或多个部分可以在单个计算机、局域网、客户端-服务器网络、广域网、互联网、手持和其它便携式和无线设备和网络上执行。
在几个示例实施例中，数据库可以是任何标准或专有的数据库软件。在几个示例实施例中，数据库可以具有可以通过特定于数据库的软件相关联的字段、记录、数据和其它数据库元素。在几个示例实施例中，可以映射数据。在几个示例实施例中，映射是将一个数据条目与另一个数据条目相关联的过程。在示例实施例中，包含在字符文件的位置中的数据可以映射到第二表中的字段。在几个示例实施例中，数据库的物理位置没有限制，并且数据库可以是分布式的。在示例实施例中，数据库可以远离服务器存在并且在单独的平台上运行。在示例实施例中，数据库可以通过互联网访问。在几个示例实施例中，可以实现不止一个数据库。
在几个示例实施例中，存储在计算机可读介质上的多条指令可以由一个或多个处理器执行以使得该一个或多个处理器全部或部分地执行或实现系统、方法和/或其任何组合的每个上述示例实施例的上述操作。在几个示例实施例中，此类处理器可以包括微处理器1000a、作为系统部件的一部分的(一个或多个)任何处理器和/或其任何组合中的一个或多个，并且此类计算机可读介质可以分布于系统的一个或多个部件之间。在几个示例实施例中，这样的处理器可以结合虚拟计算机系统来执行多条指令。在几个示例实施例中，这样的多条指令可以直接与一个或多个处理器通信，和/或可以与一个或多个操作系统、中间件、固件、其它应用和/或其任何组合交互，以使得一个或多个处理器执行指令。
本公开介绍了一种流体分配设备，该流体分配设备包括：包括外壳和耦接到外壳的头部的药筒；其中外壳形成被配置为容纳流体的第一腔室；并且其中头部包括：喷嘴；以及与喷嘴间隔开以形成保持腔室的弹性壁；其中保持腔室与第一腔室流体连通并且被配置为在喷射之前容纳流体的一部分；其中喷嘴形成一个或多个开口以从保持腔室喷射流体的部分；并且其中所述一个或多个开口形成长椭圆形，使得长椭圆形的长度大于长椭圆形的宽度。在一些实施例中，该设备还包括被设定尺寸以容纳药筒的施加器；其中施加器包括可在加载位置和撞击位置之间移动的致动器；其中，当处于加载位置时，致动器与弹性壁间隔开；并且其中，当处于撞击位置时，致动器已经朝喷嘴压缩弹性壁以经由所述一个或多个开口从保持腔室喷射流体的所述部分。在一些实施例中，施加器还包括：控制致动器的位置的控制器；以及可操作地耦合到控制器的眨眼检测器，其中眨眼检测器包括多个传感器；其中每个传感器包括将光发射到用户的眼睛的表面上的发光二极管和检测发射到眼睛的表面上的光的反射的光电二极管；并且其中，控制器基于每个传感器的光电二极管检测到的光，确定用户是否已经眨眼。在一些实施例中，光电二极管检测到的光的波长为约930nm至约950nm。在一些实施例中，所述一个或多个开口包括一起形成长椭圆形的两个平行槽。在一些实施例中，所述一个或多个开口包括线性布置以形成长椭圆形的多个开口。在一些实施例中，喷嘴的形成所述一个或多个开口的一部分形成凹形内表面和凸形外表面。在一些实施例中，弹性壁可在相对于所述一个或多个开口的第一位置和相对于所述一个或多个开口的第二位置之间移动；其中，当处于第一位置时，弹性壁与所述一个或多个开口间隔开；其中，当处于第二位置时，弹性壁阻挡所述一个或多个开口；其中将弹性壁从第一位置移动到第二位置将流体从保持腔室中喷射出来；其中，当处于第二位置时，弹性壁将所述一个或多个开口与第一腔室流体隔离；并且其中，当将弹性壁从第二位置移动到第一位置时，流体从第一腔室被吸入到保持腔室中。在一些实施例中，施加器还包括紫外线(“UV”)发光二极管，其定位成使得UV光照射在喷嘴的至少一部分上。在一些实施例中，UV光在265nm和285nm之间；其中弹性壁包括热弹性聚合物，其包括热塑性硫化橡胶；并且其中头部形成与第一腔室流体连通的空气入口，并且还包括焊接到头部的无菌空气过滤器，使得无菌空气过滤器过滤通过空气入口的空气。
本公开还介绍了一种从流体分配器分配粘性流体的方法，该流体分配器包括一对发光二极管和对应的一对光电二极管、具有形成长椭圆形的一个或多个开口的喷嘴、柔性膜、定位在喷嘴和柔性膜之间的保持腔室、控制器和可操作地耦合到控制器的致动器，该方法包括：使用这对发光二极管将光发射到眼睛的表面上；使用这对光电二极管检测从眼睛的表面反射的光量；以及使用控制器并基于检测到的光量致动致动器以将柔性膜压入到保持腔室中，从而使粘性流体通过喷嘴的一个或多个开口从保持腔室喷射。在一些实施例中，该方法还包括将来自UV发光二极管(“LED”)的紫外(“UV”)光照射到喷嘴的一部分上以对喷嘴的所述部分进行消毒。在一些实施例中，响应于控制器致动致动器，照射UV光持续预定时间段。在具有用于眨眼检测的光学接近传感器的一些实施例中，由它们的LED发射并由该对光电二极管检测的光的波长是从约935nm到约945nm。在一些实施例中，致动器包括机电螺线管。在一些实施例中，该方法还包括生成关于致动器的致动的数据；并将该数据传送到遥控器。在一些实施例中，由所述一个或多个开口形成的长椭圆形的长度大于宽度；其中该方法还包括控制器基于从眼睛的表面反射的光量确定长椭圆形的长度被定位成大致平行于用户的眼睑；并且其中从流体分配器喷射粘性流体是响应于控制器确定由所述一个或多个开口形成的长椭圆形的长度被定位成大致平行于眼睑。
本公开还介绍了一种在用户的眼睛上分配粘性流体的一个或多个流的方法，该方法包括：将粘性流体容纳在药筒的保持腔室中，其中药筒包括具有形成长椭圆形的一个或多个开口的喷嘴、柔性膜，并且其中保持腔室被定位在喷嘴和柔性膜之间；以及致动螺线管，该螺线管压下柔性膜，以在目标为约1.5米/秒和约3米/秒之间的速率从所述一个或多个开口喷射粘性流体的一个或多个流；其中所述一个或多个开口形成长椭圆形，使得经由所述一个或多个开口从保持腔室喷射的粘性流体的一个或多个流形成粘性流体片。在一些实施例中，所述一个或多个开口包括两个平行槽，每个槽的长度大于槽的宽度；其中该方法还包括检测槽的长度与用户的眼睛的对准；并且其中致动螺线管是响应于检测到槽的长度与用户的眼睛的对准。
短语“A和B中的至少一个”应理解为“A、B或A和B两者”。短语“以下中的一个或多个：A、B和C”应理解为“A、B、C、A和B、B和C、A和C，或A、B和C中的所有三个”。短语“A、B和C中的一个或多个”应理解为“A、B、C、A和B、B和C、A和C，或A、B和C中的所有三个”。
一般而言，与本文公开的方法、装置和/或系统相关联的用户数据的任何创建、存储、处理和/或交换被配置为遵守各种隐私设置和安全协议以及流行的数据法规、与处理用户数据的机密性和完整性一致作为重要事项。例如，装置和/或系统可以包括实现信息安全控制以符合多个标准和/或其它协议的模块。在一些实施例中，该模块从用户接收隐私设置选择并实施控制以符合所选择的隐私设置。在其它实施例中，该模块识别被认为是敏感的数据、根据本领域任何适当的和众所周知的方法加密数据、用代码替换敏感数据以对数据进行假名，并以其它方式确保符合所选择的隐私设置和数据安全要求和规定。
在几个示例实施例中，各种说明性示例实施例的元素和教导可以全部或部分地组合在一些或所有说明性示例实施例中。此外，可以至少部分地省略各种说明性示例实施例的一个或多个元素和教导，和/或至少部分地与各种说明性示例实施例的一个或多个其它元素和教导相结合。
如本文所使用的，术语“约”通常应理解为指代数字范围内的两个数字。例如，“约1至2”应理解为“约1至约2”。此外，本文中的所有数值范围应理解为包括该范围内的每个整数或整数的1/10。
任何空间参考，诸如例如，“上部”、“下部”、“上方”、“下方”、“之间”、“底部”、“垂直”、“水平”、“角度”、“向上”、“向下”、“左右”、“从左到右”、“从右到左”、“从上到下”、“从下到上”、“上”、“下”、“自下而上”、“自上而下”等仅用于说明目的并不限制上述结构的具体朝向或位置。
在几个示例实施例中，虽然不同的步骤、处理和过程被描述为表现为不同的动作，但是一个或多个步骤、一个或多个处理和/或一个或多个过程也可以以不同的次序执行，同时和/或顺序执行。在几个示例实施例中，这些步骤、处理和/或过程可以被合并到一个或多个步骤、处理和/或过程中。
在几个示例实施例中，可以省略每个实施例中的一个或多个操作步骤。此外，在一些情况下，本公开的一些特征可以在没有其它特征的相应使用的情况下被采用。此外，上述实施例和/或变型中的一个或多个可以与其它上述实施例和/或变型中的任何一个或多个全部或部分组合。
虽然上面已经详细描述了几个示例实施例，所描述的实施例仅是示例而不是限制性的，并且本领域技术人员将容易理解，在不实质上背离本公开的新颖教导和优点的情况下，许多其它修改、改变和/或替换是可能的。因此，所有此类修改、改变和/或替换旨在被包括在如以下权利要求所限定的本公开的范围内。
在权利要求中，任何手段加功能条款旨在涵盖本文描述为执行所述功能的结构，并且不仅是结构等效物，而且是等效结构。此外，申请人明确表示不援引35U.S.C.§112(f)对本文任何权利要求的任何限制，但权利要求明确使用的“手段”一词以及相关联功能的限制除外。

Claims (20)

1.一种流体分配设备，包括：
药筒，包括外壳和耦接到所述外壳的头部；
其中所述外壳形成被配置为容纳流体的第一腔室；以及
其中所述头部包括：
喷嘴；以及
与所述喷嘴间隔开以形成保持腔室的弹性壁；
其中所述保持腔室与所述第一腔室流体连通并且被配置为在喷射之前容纳流体的一部分；
其中所述喷嘴形成一个或多个开口以从所述保持腔室喷射流体的所述部分；以及
其中所述一个或多个开口形成长椭圆形，使得所述长椭圆形的长度大于所述长椭圆形的宽度。
2.如权利要求1所述的设备，还包括被设定尺寸以容纳所述药筒的涂药器；
其中所述施加器包括能够在加载位置和撞击位置之间移动的致动器；
其中，当处于加载位置时，所述致动器与所述弹性壁间隔开；以及
其中，当处于撞击位置时，所述致动器已经朝所述喷嘴压缩所述弹性壁以经由所述一个或多个开口从所述保持腔室喷射流体的所述部分。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述施加器还包括：
控制所述致动器的位置的控制器；以及
可操作地耦合到所述控制器的眨眼检测器，其中所述眨眼检测器包括多个传感器；
其中所述传感器中的每个传感器包括将光发射到用户的眼睛的表面上的发光二极管和检测发射到眼睛的表面上的光的反射的光电二极管；以及
其中，所述控制器基于每个传感器的光电二极管检测到的光，确定用户是否已经眨眼。
4.如权利要求3所述的设备，其中由所述光电二极管检测到的光的波长为从约930nm至约950nm。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个开口包括共同形成长椭圆形的两个平行槽。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个开口包括线性布置以形成长椭圆形的多个开口。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述喷嘴的形成所述一个或多个开口的一部分形成凸出的外表面。
8.如权利要求1所述的设备，
其中所述弹性壁能够在相对于所述一个或多个开口的第一位置和相对于所述一个或多个开口的第二位置之间移动；
其中，当处于第一位置时，所述弹性壁与所述一个或多个开口间隔开；
其中，当处于第二位置时，所述弹性壁阻挡所述一个或多个开口；
其中将所述弹性壁从第一位置移动到第二位置将流体从所述保持腔室中喷射出来；
其中，当处于第二位置时，所述弹性壁将所述一个或多个开口与第一腔室流体隔离；以及
其中，当将所述弹性壁从第二位置移动到第一位置时，流体从第一腔室被吸入到所述保持腔室中。
9.如权利要求2所述的设备，其中所述施加器还包括紫外线(“UV”)发光二极管，该紫外线发光二极管被定位成使得UV光照射在所述喷嘴的至少一部分上以对所述喷嘴的所述部分进行消毒。
10.如权利要求9所述的设备，其中UV光在265nm和285nm之间。
11.如权利要求8所述的设备，其中所述弹性壁包括可模制热弹性聚合物，所述可模制热弹性聚合物包括热塑性硫化橡胶。
12.如权利要求1所述的设备，其中所述头部形成与第一腔室流体连通的空气入口，并且还包括被密封到所述头部的无菌空气过滤器，使得所述无菌空气过滤器过滤通过所述空气入口的空气，并且其中所述无菌空气过滤器与所述弹性壁在同一平面中，使得它能够在密封所述弹性壁的同时被密封。
13.一种从流体分配器分配粘性流体的方法，所述流体分配器包括：一对光学传感器，每个光学传感器包括发光二极管和对应的光电二极管，具有形成长椭圆形的一个或多个开口的喷嘴，柔性膜，定位在所述喷嘴和所述柔性膜之间的保持腔室，控制器和可操作地耦合到所述控制器的致动器，所述方法包括：
使用所述一对发光二极管将光发射到眼睛的表面上；
使用所述一对光电二极管检测从眼睛的表面反射的光量；以及
使用所述控制器并基于检测到的光量，致动所述致动器以将所述柔性膜压入到所述保持腔室中，从而使粘性流体通过所述喷嘴的所述一个或多个开口从所述保持腔室喷射。
14.如权利要求13所述的方法，还包括将来自UV发光二极管的紫外光照射到所述喷嘴的一部分上以对所述喷嘴的所述部分进行消毒。
15.如权利要求13所述的方法，其中由所述一对光电二极管检测的光的波长为从约930nm至约950nm。
16.如权利要求13所述的方法，还包括：
生成关于所述致动器的致动的数据；以及
将所述数据传送到遥控器。
17.如权利要求13所述的方法，
其中由所述一个或多个开口形成的长椭圆形的长度大于宽度；
其中所述方法还包括所述控制器基于从眼睛的表面反射的光量确定所述喷嘴与眼球对准；
以及
其中从所述流体分配器喷射粘性流体响应于所述控制器确定所述喷嘴与眼球对准。
18.一种在用户的眼睛上分配粘性流体的一个或多个流的方法，所述方法包括：
将粘性流体容纳在药筒的保持腔室中，其中药筒包括具有形成长椭圆形的一个或多个开口的喷嘴、柔性膜，并且其中所述保持腔室被定位在所述喷嘴和所述柔性膜之间；以及
致动螺线管，所述螺线管下压所述柔性膜以从所述一个或多个开口以约1.5米/秒和约3米/秒之间的速率喷射粘性流体的一个或多个流；
其中所述一个或多个开口形成长椭圆形，使得经由所述一个或多个开口从所述保持腔室喷射的粘性流体的一个或多个流形成粘性流体片。
19.如权利要求18所述的方法，
其中所述一个或多个开口包括两个平行的槽，每个槽的长度大于槽的宽度；
其中所述方法还包括检测槽的长度与用户的眼睛的对准；以及
其中致动所述螺线管响应于检测到槽的长度与用户的眼睛的对准。
20.如权利要求18所述的方法，还包括用帽覆盖所述喷嘴的外表面以在所述喷嘴的外表面和所述帽之间形成湿气腔室，其中所述帽能够在其中所述帽形成湿气腔室的第一位置和其中从所述喷嘴喷射粘性流体不受所述帽的阻碍的第二位置之间移动；其中所述帽被弹簧加载以被偏置到第一位置；并且其中所述湿气腔室的存在保护所述喷嘴。
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