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Diese
Erfindung betrifft eine Abgabevorrichtung, insbesondere eine, die
beispielsweise bei der Abgabe geringer Mengen eines Medikaments
verwendbar ist, wobei das Medikament in Aerosolform abgegeben werden
muss.
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Für Dosiersysteme,
welche eine zerstäubte Substanz
liefern, ist ein Abmesssystem bekannt. Beispielsweise ist in der
GB 1,568,808 (Rosenthal)
ein Abmesssystem beschrieben zur Lieferung einer zerstäubten Substanz
zur Inhalation durch einen Patienten, aufweisend Zerstäubermittel,
Erkennungsmittel zur Erkennung des Beginns der Inhalation durch
den Patienten, einstellbare Timermittel zur Einstellung eines zeitgesteuerten
Vorgangs und Ventilmittel, die von den Timermitteln gesteuert werden,
um eine gesteuerte Dosierung der zerstäubten Substanz zu liefern.
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Der
Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert auf der Offenbarung dieser Druckschrift.
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Damit
diese Vorrichtung jedoch arbeitet und eine präzise Medikamentendosis liefert,
ist es notwendig, dass das System einen kalibrierten Zerstäuber verwendet,
der über
die Zeit hinweg eine präzise Abgaberate
hat. Handelsübliche
Zerstäuber
haben einen großen
Bereich von Abgaben über
die Zeit hinweg. Zusätzlich
muss die Kalibrierung im Gebrauch des Zerstäubers konstant bleiben und
der Zerstäuber muss
mit der Dosiervorrichtung derart verbunden werden, dass die Kalibrierung
des Zerstäubers
gültig ist
und erkannt wird, wenn er mit der Abgabevorrichtung betrieben wird.
Dies ist besonders wichtig bezüglich
der Länge
einer Röhre
zwischen dem Ventil und dem Zerstäuber.
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Auch
sei festzuhalten, dass diese Anmeldung keine Vorrichtung beschreibt,
die auf irgendeine Weise zur Verwendung mit nominierten Medikamenten
kalibriert ist. Dies kann aufgrund der Tatsache so sein, dass die
in dieser Anmeldung ausgeführte
Vorrichtung für
Reiztests ausgelegt ist, die üblicherweise in
einem Labor durchgeführt
werden und verwendet wird, Aerosolimpulse in die Luftwege eines
Patienten zu liefern, um dessen Reaktionsvermögen auf Allergene zu bestimmen.
Die Vorrichtung ist nicht zur Mitnahme durch einen Patienten nach
Hause gedacht und zur Abgabe präziser
Medikamentendosen auf täglicher
Basis.
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Zusätzlich zur
oben genannten Anmeldung beschreibt die
GB 2,164,569 (Etela-Hameen Kauhkovammayhdiatys
RY (Finnland)) ein System ähnlich zu
dem oben beschriebenen, welches ebenfalls zur Reiztestung gestaltet
ist, mit der Ausnahme, dass es eine zusätzliche Vernebelungsstartzeitsteuerung
hat, die verwendet wird, den Vernebelungsstartmoment auszuwählen, sodass
dieser mit dem Beginn der Einatmungsphase zusammenfällt, die
durch Untersuchungen als für
einen bestimmten Patienten vorteilhaft herausgefunden wurde.
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Die
EP 519,742 (DeVilbiss Healthcare
Inc.) beschreibt ein medizinisches Zerstäubersteuersystem, das ein Dreiwegeventil
hat. In der Ausführungsform
ist ein Teil des Ventils mit einem Drucksensor verbunden und das
andere mit einer Druckluftversorgung. Das Steuersystem innerhalb
dieser Vorrichtung verwendet die Zufuhrröhre an den Zerstäuber, um
das Atemmuster des Patienten zu erkennen. Wenn eine Einatmung erkannt
wird, wird das Ventil zu der Druckluftversorgung umgeschaltet, welche dann
den Zerstäuber über eine
bestimmte Zeitdauer hinweg betreibt, und zwar ungeachtet davon,
ob der Patient mit der Einatmung fortfährt oder nicht. Diese Vorrichtung
leidet auch an Problemen anderer Zerstäuber, nämlich dass es eine große Längenerstreckung
der Röhre
zwischen dem Steuergehäuse
und dem Zerstäuber
gibt. Zusätzlich
kann der Zerstäuber von
jedem Hersteller geliefert werden und somit ist die Kalibrierung
nicht an die Vorrichtung gebunden, was bewirken kann, dass variable
Medikamentmengen abgegeben werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Produktabgabevorrichtung geschaffen, aufweisend einen
kalibrierten Zerstäuber
mit einer Zerstäuberdüse, ein
Mundstück,
Mittel zur Lieferung von komprimierter Luft, einen Verteiler zur
Verteilung der komprimierten Luft in wenigstens eine Richtung, einen
Auslass und Ventilmittel zur Steuerung des Verteilers und damit
des Flusses von komprimierter Luft zu dem Auslass, wobei der Verteiler
und der Auslass durch eine Länge
einer Röhre
verbunden sind, gekennzeichnet durch Zerstäuberaufnahmemittel, auf die durch
den Auslass zugreifbar ist, durch einen Sensor zur Erkennung des
Atems eines Patienten, um die Inhalationsrate des Patienten anzuzeigen
und durch Mittel zur Bestimmung der abzugebenden Dosis, wobei die
Dosis auf der Grundlage der Ausgaberate des Medikaments durch den
Zerstäuber
und durch die Dauer der Medikamentenzufuhr bestimmt wird, wobei
die Dosierungsbestimmungsmittel dazu dienen, den Wert der Ausgaberate,
der bei der Berechnung der Dosis verwendet wird, auf der Grundlage
der Inhalationsrate des Patienten, die durch den Sensor erkannt
wird, einzustellen.
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Bevorzugt
ist das Innenvolumen der Röhre von
dem Verteilerauslass zur Zerstäuberdüse geringer
als 0,5 ml.
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Vorteilhafterweise
wird die Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung
zusammen mit einem kleinen Luftkompressor als die Quelle von komprimierter Luft
verwendet, der eine Flussrate von 1–2 Litern pro Minute hat.
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Durch "kalibriert" wird in diesem Zusammenhang
zum Ausdruck gebracht, dass die Dosierungsrate für den Zerstäuber bereits eingestellt ist
und das Dosimeter entsprechend programmiert ist, so dass eine bekannte
Dosierungsrate für
ein bestimmtes Medikament geliefert wird. Es ist vorstellbar, dass
ein bestimmtes Dosimeter einen oder mehrere bestimmte Zerstäuber hat.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung weist die Abgabevorrichtung zusätzlich Schaltmittel auf, die
darauf ansprechen, ob komprimierte Luft in der Vorrichtung fließt.
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Es
ist ein anderer bevorzugter Aspekt der Erfindung, dass sie eine
Abgabevorrichtung aufweisen kann, die ein Dosimeter hat, welches
vorprogrammiert worden ist, um eines oder mehrere Medikamente gemäß vorbestimmten
Dosierungsprofilen zu dosieren.
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Die
Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung ist
bevorzugt eine, die in der Lage ist, vorprogrammiert zu werden,
um einen oder mehrere unterschiedliche Medikamententypen zu dosieren,
welche gemäß unterschiedlichen
Profilen dosiert werden müssen.
Verfahren zum Vorprogrammieren der Abgabevorrichtung auf diese Weise
sind dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt. Zusätzlich werden der Zerstäuber und
das Dosimeter gemäß der Erfindung
kalibriert, um die Dosierung des Medikaments zu bestimmen, wie in
der
EP 587,380 (Medic-Aid
Limited) beschrieben; auf den dortigen Offenbarungsgehalt wird vollinhaltlich
Bezug genommen.
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Die
Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen
Zerstäuber
und ein Mundstück,
mittels dem das zerstäubte
Medikament letztendlich dem Patienten zugeführt werden kann. Die Abgabevorrichtung
weist auch zusätzlich
einen Drucksensor auf, der in der Lage ist, den Druckabfall in der
Vorrichtung in Antwort auf die Atmung des Patienten zu erkennen
und dann einen Impuls eines zerstäubten Medikaments in das Mundstück zu liefern.
Unter solchen Umständen
kann die Medikamentendosis durch die bekannte Abgaberate gegenüber der
Zeit für
das ausgewählte
Medikament berechnet werden und der Summe aller Zerstäuberimpulse,
die das System geliefert hat und zwar auf Arten, die dem Fachmann
auf diesem Gebiet gemäß obiger
Darlegung bekannt sind. Solche Arten können typischerweise die Durchführung klinischer
Untersuchungen am Medikament, um geeignete Dosierungen zu bestimmen
und deren Programmierung auf elektronischem Weg in die Abgabevorrichtung
enthalten.
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Es
versteht sich, dass der Verteiler in einer Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung
in der Praxis ein einstückiges
Teil der Ventilmittel sein kann und nicht eine separate diskrete
Einheit sein muss. In bestimmten Ausführungsformen ist der Verteiler
ein Formblock mit internen Führungen,
beispielsweise aus Kunststoffmaterialien und deren Vorhandensein erlaubt,
dass die Röhren
mit den Anschlüssen
des Ventils verbunden werden können.
Die Anschlüsse am
Ventil können
nahe beieinander liegen, um die Verbindung von Röhren direkt aufzunehmen und
ein Verteiler erhöht
den Abstand zwischen ihnen in anderen Ausführungsformen, da es für den Verteiler
notwendig sein kann, komprimierte Luft in wenigstens zwei unterschiedlichen
Richtungen zu verteilen.
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Die
Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung kann
mit einer Vielzahl unterschiedlicher Druckluftquellen arbeiten,
beispielsweise einer kontinuierlichen Luftversorgung mit einer Rate
von ungefähr
6 Litern pro Minute. Dies kann typischerweise entweder mittels eines
Druckzylinders erfolgen, wie sie in Krankenhäusern verwendet werden, oder
kann mittels eines herkömmlichen
Luftkompressors erzeugt werden.
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In
einer alternativen und bevorzugten Ausgestaltung kann die Abgabevorrichtung
mit einem leichtgewichtigen Kompressorsystem arbeiten, das typischerweise
eine Luftflussrate (in der Größenordnung
von 1–2
Litern pro Minute, bevorzugt 1,5 Liter pro Minute) erzeugt, zusammen
mit einem Sammler. Eine solche Kombination aus Kompressor mit niedriger
Flussrate und Sammler erlaubt, dass die Abgabevorrichtung Pulse
von komprimierter Luft an einen Zerstäuber in der Abgabevorrichtung
mit einem Fluss von ungefähr
6 Litern pro Minute erzeugt, wobei der Fluss vom Kompressor an den
mittleren Fluss durch den Zerstäuber
angepasst ist (1,5 Liter pro Minute). Zusätzlich liefert eine solche
Kombination aus Kompressor, niedriger Flussrate mit Sammler zusammen mit
der Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung
eine Dosiervorrichtung, die leichter, kompakter und leichter tragbar
als bekannte Dosiervorrichtungen ist.
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Was
den Verteiler betrifft, so ist es, wenn die Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung
zusammen mit einem Kompressor niedriger Flussrate verwendet wird,
es für
das Ventil lediglich notwendig, die komprimierte Luft für den Zerstäuber ein-
und auszuschalten, wobei in diesem Fall der Verteiler die komprimierte
Luft nur in einer Richtung führten
muss. Wenn jedoch die Abgabevorrichtung zusammen mit einer herkömmlichen
Luftversorgung verwendet wird, beispielsweise einem Kompressor mit
6 Litern pro Minute oder einer Gasflaschenversorgung, richtet der
Verteiler zusammen mit dem Ventil den Fluss entweder zum Zerstäuber oder
zur Auslassöffnung.
In solchen Umständen
hat das Ventil zusammen mit dem Verteiler entweder einen Anschluss
oder zwei Auslassanschlüsse,
was von der Anwendung abhängt.
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Ein
wichtiges Merkmal von Abgabevorrichtungen gemäß der Erfindung ist, dass das
Volumen in der Röhre
zwischen dem Verteiler und dem Auslass kleiner als 0,7 ml, bevorzugt
kleiner als 0,5 ml ist. Es hat sich gezeigt, dass durch Verwendung
von Längen einer
Röhre mit
einem relativ kleinen Volumen der Zerstäuber so rasch als möglich zu
arbeiten beginnt, sobald die Einatmung des Patienten erkannt wurde. Typischerweise
ist es möglich,
dass der Zerstäuber innerhalb
von 50 Millisekunden nach Erkennung der Einatmung durch den Patienten
arbeiten kann. Um sowohl die rasche Ansprechzeit als auch das niedrige
Volumen der Röhre
zwischen dem Verteiler und dem Auslass zu erleichtern, ist es bevorzugt,
dass das Ventil körperlich
nahe an dem Zerstäuber
liegt.
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Wenn
eine relativ lange Röhre
oder eine mit einem großen
Innenvolumen zwischen dem Verteiler und dem Zerstäuber verwendet
wird, muss diese Röhre
unter Druck gesetzt werden, bevor der Zerstäuber zu arbeiten beginnt. Dies
kann erhebliche Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Systems haben,
was die Steuerung der Abgaberate des Zerstäubers betrifft, das der Zerstäuber bevorzugt
mit einer im Wesentlichen konstanten Rate ("Rechteckwelle") an Druck über die Zeit hinweg versorgt
werden sollte, sodass sein Ausgang über die Zeit hinweg konstant
ist. Der in der Abgabevorrichtung verwendete Zerstäuber ist
bevorzugt einer, der Einatmungsmuster zwischen 0,1 und 1,5 Sekunden
Dauer liefert.
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Die
Erfindung wird anhand eines Beispiels lediglich unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung näher
beschrieben, in der:
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1 eine
schematische Ansicht einer Abgabevorrichtung der Erfindung zeigt,
komplett mit Zerstäuber
und angesetztem Mundstück;
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2 eine
schematische Schnittdarstellung des Zerstäuber/Mundstückendes der Abgabevorrichtung
von 1 zeigt;
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3 eine
weitere schematische Schnittdarstellung des Zerstäuber/Mundstückendes
der Abgabevorrichtung von 1 aus einer
Richtung senkrecht zu derjenigen von 2 zeigt;
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4 eine
schematische Schnittdarstellung des Steuersystemendes der Abgabevorrichtung
von 1 zeigt;
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5 eine
schematische Ansicht der Abgabevorrichtung von 1,
angebracht an einem Kompressor niedriger Flussrate zeigt;
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6 eine
schematische Darstellung des kombinierten Abgabevorrichtung/Kompressorsystems
von 5 zeigt;
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7 eine Ladereihenfolge zum Laden einer Ausführungsform
einer Abgabevorrichtung gemäß einem
Aspekt der Erfindung zeigt;
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8 eine Reinigungsreihenfolge zum Reinigen
einer Ausführungsform
einer Abgabevorrichtung gemäß einem
Aspekt der Erfindung zeigt;
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9 einen
Sammler zeigt, der aus einer im Wesentlichen halbkugelförmigen elastischen
Membran besteht;
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10 eine
Grafik zeigt, die die Zerstäuberabgaberate
eines typischen Zerstäubers
gegenüber des
Einatmungsflusses eines Patienten zeigt.
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Bezugnehmend
auf die Figuren weist eine Ausführungsform
einer Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung
ein von Hand zu haltendes Dosimeter mit einer Höhe von annähernd 200 mm und einem Gewicht
von annähernd
200 g auf. Das Dosimeter hat ein Mundstück (1) und eine angebrachten
Zerstäuber
(2), sowie einen Körper
(3), der ein Steuerventil, elektronische Schaltkreise und
eine Batterie enthält.
Diese Bauteile sind über
eine Basis (4) zugänglich.
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Das
Dosimeter ist über
eine Röhre
(10) mit einer Quelle komprimierter Luft verbunden. Um
das Dosimeter zu betreiben, entfernt der Patient das Mundstück (1)
und schüttet
eine Flüssigkeitsform
des Medikaments (welches eine Flüssigkeit
oder ein Pulver in einer fluidisierten Form oder einer anderen ähnlichen
Form sein kann) in den Zerstäuber
(2). Dann wird das Dosimeter über die Röhre (10) mit der Versorgung
von komprimierter Luft verbunden. Mittels einer Schaltvorrichtung,
die später
beschrieben wird, aktiviert das Vorhandensein eines Überdrucks im
Dosimeter den Steuerschaltkreis im Dosimeter und schaltet diesen
ein.
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Obgleich
bei dieser Ausführungsform
der Zerstäuber
nur eine Aufnahme hat, in der sich die Medikation befindet, ist
das Dosimeter nichtsdestoweniger vorprogrammiert, um die korrekte
Dosis zweier unterschiedlicher nominierter Medikamente zu liefern.
Das Dosimeter könnte
jedoch so aufgebaut und vorprogrammiert sein, dass jede gewünschte Anzahl
von nominierten Medikamenten geliefert wird. Das Medikament, welches
in den Zerstäuber aufgenommen
wurde, wird unter Verwendung von Wahlknöpfen (5) und (6)
gewählt.
Sobald der Medikamententyp gewählt
worden ist, zeigen LEDs (7) und (8) den vom Patienten
gewählten
Medikamententyp. Der Knopf (9) ist ein Rücksetzknopf,
sodass der Benutzer jegliche Fehler bei der Auswahl korrigieren kann.
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Der
Zerstäuber
in der Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung
kann von jeder geeigneten Zerstäubergestaltung
mit einer bekannten Kalibrierungskonstante sein, der verwendet wird,
Substanzen wie Medikamente zu zerstäuben und der geeignet zum Passen
an die Abgabevorrichtung ausgelegt ist und mit dem Dosimeter kalibriert
ist. Geeignete Zerstäuber
umfassen diejenigen, die eine Quelle von komprimierter Luft verwenden,
um das Medikament zu zerstäuben
und sind beispielsweise in dem
europäischen Patent
672,266 (Medic-Aid Limited) beschrieben; auf den dortigen
Offenbarungsgehalt wird vollinhaltlich Bezug genommen.
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Wenn
das Medikament ausgewählt
worden ist, atmet der Patient durch das Mundstück (1) ein. Ein Drucksensor
(wir später
beschrieben) innerhalb des Körpers
(3) erkennt einen Druckabfall innerhalb des Mundstücks (1)
aufgrund der Einatmung durch den Patienten und liefert dann einen
vorprogrammierten Impuls an zerstäubtem Medikament in die ersten
50% des inspiratorischen Profils, bis die in die Abgabevorrichtung
einprogrammierte Dosierung geliefert worden ist.
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Die
Dosis wird aus einer bekannten Abgaberate gegenüber der Zeit für das ausgewählte Medikament
berechnet, sowie der Summe aller Zerstäuberimpulse, die das Dosimeter
geliefert hat. Weitere Informationen, wie die Medikamentendosen
geliefert und in das Dosimeter vorprogrammiert werden können, lassen
sie der
GB 2,294,402 (Medic-Aid
Limited et al.) entnehmen; auf den dortigen Offenbarungsgehalt wird
vollinhaltlich Bezug genommen. In diesem Fall wurden klinische Untersuchungen
durchgeführt, um
die Medikamentendosis zu bestimmen, welche zur Erreichung eines
richtigen therapeutischen Effekts geliefert werden muss und diese
Dosis wurde für
die beiden nominierten Medikamente in das Dosimeter programmiert.
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Wenn
die programmierte Dosis zugeführt worden
ist, blinkt die LED benachbart dem Knopf, der zu dem ausgewählten Medikament
gehört,
rasch und ein Summer ertönt, was
anzeigt, dass die Behandlung beendet ist, wodurch sichergestellt
wird, dass eine präzise
Dosierung des Medikaments dem Patienten bei jeder Gelegenheit zugeführt wird.
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Der
in dieser Ausführungsform
verwendete Zerstäuber
ist genauer in den 2 und 3 gezeigt.
Komprimierte Luft wird über
einen Auslass (17) der Zerstäuberdüse (11) zugeführt und
diese arbeitet zusammen mit einem Prallblech (12), um das
flüssige Medikament,
das sich in einer Zerstäuberwanne
(19) befindet, zu zerstäuben.
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Dieser
Zerstäuber
ist ein Venturi-Zerstäuber, der
Luft über
eine Nase (
13) in die Mitte des Prallblechs (
12)
zieht und dann durch den Auslass der Nase (
13) in das Mundstück. Da der
Zerstäuber
ein Aerosol nur während
der Einatmung erzeugt, wird vom Patienten inhalierte Luft über ein
Ventil (
14) angesaugt und weiter durch das Mundstück zum Patienten.
Ein kleiner Anteil dieser Luft wird nach unten durch die Mitte des
Zerstäubers
gezogen, um das Venturi-System zu betreiben. Wenn der Fluss durch den
Zerstäuber
vollständig
unabhängig
vom Patientenfluss ist, erzeugt der Zerstäuber eine konstante Ausgangsrate.
Das Ventil (
14) erzeugt einen Druckabfall innerhalb des
Mundstücks
und dieser wird über den
Anschluss (
18) überwacht.
Beim Ausatmen schließt
das Ventil (
14) und der Patient atmet über das Ventil (
15)
aus. Weitere Informationen für
diesen Zerstäuber
sind in der
EP 627,266 (Medic-Aid
Limited) enthalten.
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Die
gesamte Anordnung wird durch eine Halterung (16) an Ort
und Stelle gehalten. Wenn das untere Ende der Halterung verschoben
wird, kann das Mundstück
entfernt werden. Das obere Ende der Halterung kann nach unten gekippt
werden, um die Zerstäuberschüsselanordnung
von dem Dosimeterhauptgehäuse
(3) zu entfernen. Dies erlaubt, dass die gesamte Zerstäubereinheit
entfernt werden kann, nachdem die Behandlung abgeschlossen ist und
separat von dem Dosimeterhauptgehäuse vollständig gereinigt werden kann.
Dies ist grafisch weiterhin in den 7 und 8 dargestellt.
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4 zeigt
einen Schnitt durch das Innere des Dosimeters und zeigt insbesondere
die elektronische Ausgestaltung der Vorrichtung. Luft tritt in das Dosimeter über die
Röhre (10)
und den flexiblen Schlauch (22) zum Verteiler (21)
und weiter zum Ventil (20) ein. Um zu bestimmen, ob sich
Druck in der Röhre
(22) befindet, läuft
diese über
eine Wand (28). Wenn sich kein Druck in der Röhre befindet,
fällt die Röhre in sich
zusammen. Unter Druck dehnt sie sich jedoch aus und bewegt einen
Hebel (29) gegen einen Schalter (30), der das
Dosimeter einschaltet. Das Dosimeter kann von verschiedenen unterschiedlichen Quellen
komprimierter Luft betrieben werden; zunächst kann es entweder eine
kontinuierliche Luftversorgung von annähernd 6 Liter pro
Minute, erzeugt von einem herkömmlichen
Luftkompressor, verwenden oder eine Versorgung erfolgt mittels einer
Druckgasflasche, wie sie in Krankenhäusern verwendet wird. Bei diesen
Quellen komprimierter Luft muss, wenn die komprimierte Luft nicht über die
Röhre (23) und
den Auslass (17) dem Zerstäuber zugeführt wird, sie nach außen über die
Röhre (24)
aus der Basis des Dosimeters über
eine Öffnung
abgelassen werden, welche an die Größe des Durchmessers der Düse (11)
angepasst ist. Dies hält
einen konstanten Druck in dem System ungeachtet dessen aufrecht, ob
das Ventil Luft zu dem Zerstäuber
oder zu dem Ablass führt.
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In
einer alternativen und bevorzugten Ausführungsform, die zusammen mit
anderen Formen von Dosimetern verwendet werden kann, kann das Dosimeter
zusammen mit einem Kompressorsystem niedriger Flussrate betrieben
werden, das eine Flussrate von 1–2 Litern pro Minute hat, sowie
einen angesetzten Sammler.
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Dieses
Kompressorsystem erzeugt einen niedrigen Fluss von beispielsweise
1,5 Litern pro Minute in den Sammler und dies erlaubt, dass das
Dosimeter Impulse von komprimierter Luft zu dem Zerstäuber mit
einer Äquivalentflussrate
von ungefähr
6 Litern pro Minute liefert, wo der Fluss vom Kompressor an den
mittleren Fluss durch den Zerstäuber
(1,5 Liter pro Minute) angepasst ist. Bei dieser Ausgestaltung ist
die Röhre
(24) verschlossen und wenn das Ventil (20) geschlossen
ist, wird Luft in der Versorgungsröhre (10) zum Sammler
des Kompressors geleitet. Der Anschluss (18) verbindet
den Drucksensor (25) mit dem Mundstück. Dieser ist an einer Platine (31)
angeordnet, die von einer Batterie (26) versorgt wird.
Wenn das elektronische System erkennt, dass der Patient einatmet,
leitet das Ventil (20) den Druckfluss in die Röhre (23)
und über
den Auslass (17) zu dem Zerstäuber. Die Batterie ist in das
Dosimeter über
eine Öffnung
(27) in der Basis (4) eingesetzt.
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Ein
Beispiel eines geeigneten Kompressors niedriger Flussrate, der wie
oben beschrieben verwendet werden kann, ist in den 5 und 6 dargestellt
und weist einen kleinen Luftkompressor mit einem Fluss von annähernd 1,5
Litern pro Minute und einen Sammler mit einem Volumen von ungefähr 0,2 Litern
auf, der beispielsweise in der Verrohrung zwischen dem Kompressor
und dem Dosimeter angeordnet sein kann oder indem eine Faltenbalg-
und Federanordnung innerhalb des Kompressorgehäuses verwendet wird. Nachfolgend
wird ein halbkugelförmiger
Sammler aus Gummi beschrieben, der genauso gut arbeitet. Der Kompressor
arbeitet, bis der Sammler seine Kapazität erreicht hat und schaltet dann
ab. Das Dosimeter empfängt
Impulse von Luft von dem Sammler, bis der Sammler auf ein bestimmtes
Volumen (0,1 Liter) geleert ist. Der Kompressor schreitet dann ein
und füllt
den Sammler neu. Der Kompressor erzeugt eine mittlere Ausgangsflussrate, die
für das
Dosimeter bekannt ist und das Dosimeter steuert seine Versorgung
von Luft, sodass es die mittlere Flussrate vom Kompressor nicht übersteigt und
irgendein Impuls, der vom Dosimeter geliefert wird, die Sammlerkapazität nicht übersteigt.
Dieses System verwendet damit den Kompressor, der annähernd ein
Viertel der Größe eines
herkömmlichen Kompressorsystems
hat, sowie ein Viertel des Energieverbrauchs. Ein derartiger Kompressor
ist auch billiger herzustellen und zu liefern.
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Der
Sammler in dieser Ausführungsform
sollte eine lineare Beziehung von Druck zu Volumen über die
Periode einer Pulslieferung haben, welche typischerweise 1,5 Sekunden
beträgt,
mit einem Zerstäuberstrom
von 6 Litern pro Minute, der Sammler sollte einen Volumenfluss von
150 ml bei einem konstanten Druck (1 bar ±10%) liefern. Es ist schwierig, eine
stetig/geradlinige Beziehung zwischen Druck und Volumen zu erhalten. 9 zeigt
einen halbkugelförmigen
Sammler aus Naturgummi. Der Gummi hat eine lineare Dehnlast zwischen
einer Dehnung von 100% und 500%. Eine Membran 91 ist eine
halbkugelförmige
Komponenten, die zwischen zwei Ringen 92 und 93 gehalten
ist. In 9 ist die Membran in zwei Positionen
mit den Bezugszeichen A, B und C gezeigt. Position A ist die unbelastete
Position, aus der die Membran beginnt und wenn komprimierte Luft über einen
Anschluss 94 geliefert wird, weitet sich die Membran zu
einer Position C mit einer Dehnung von 200%. Die Versorgung an komprimierter
Luft wird dann entweder durch Betätigung eines Mikroschalters
an der Membranfläche
(nicht gezeigt) gestoppt, welche die Kompressoren anhält, oder
durch einen pneumatischen Mikroschalter, der dann den Kompressorausgang
ableitet. Die Membran 91 bleibt dann in dieser Position,
bis das Ventil einen Impuls von Luft an den Zerstäuber liefert.
Wenn die Membran Luft liefert, ist der Druckabfall im Betrieb geringer als
5%. Die Membran kann Luft mit einem stabilen Druck liefern, bis
sie Position B erreicht, welche einer Dehnung von 120% entspricht.
Der Mikroschalter startet dann den Kompressor erneut oder der pneumatische
Mikroschalter wird geschlossen. Diese halbkugelförmige Anordnung ist relativ
einfach herzustellen, hat jedoch große Vorteile gegenüber anderen
Sammlersystemen, die verwendet werden könnten.
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Ein
geeigneter elektrischer Aufbau für
einen derartigen Kompressor ist in 6 gezeigt.
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Damit
die Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung
effizient arbeitet, sollte das Dosimeterventil (20) in
enger Nachbarschaft zu dem Zerstäuber
sein, sodass, wenn die Vorrichtung die Einatmung durch den Patienten
erkennt, der Zerstäuber
so rasch als möglich
zu arbeiten beginnt, typischerweise in weniger als 50 Millisekunden.
Dies bedeutet, dass die Länge
der Röhre
(23) zwischen Verteilerauslass und Zerstäuberdüse kurz
sein muss mit einem Innenvolumen von unter 0,7 ml, bevorzugt unterhalb
von 0,5 ml, was 5% des kürzesten
Impulses darstellt, den der Zerstäuber liefert. Wenn zwischen
Ventil und Zerstäuber
eine lange Röhre
verwendet wird, muss diese Röhre
unter Druck gesetzt werden, bevor der Zerstäuber zu arbeiten beginnt. Dies
beeinflusst die Leistungsfähigkeit
der Vorrichtung erheblich, da, um die Abgaberate des Zerstäubers zu
steuern, dieser mit einer "Rechteckwelle" an Luftdruck versorgt
werden muss, sodass der Ausgang über
die Zeit hinweg konstant ist und zum Zeitpunkt der Einatmung geliefert
wird. Der Zerstäuber
liefert Impulse mit inspiratorischen Mustern zwischen 0,1 und 1,5
Sekunden Dauer.
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Eine
der einfachsten Möglichkeiten,
die Dosis des Medikaments zu bestimmen, welches vom Patienten aufzunehmen
ist, ist gemäß obiger
Beschreibung, die Zerstäuberausgangsrate
mit der Dauer eines jeden Impulses zu multiplizieren. Die Dosierung
wird dann durch Aufsummieren der Medikamentenmenge sichergestellt,
die während
jedes Impulses empfangen wird. Diese Berechnung vertraut auf die
Tatsache, dass die Ausgangsrate eines Zerstäubers konstant sein sollte,
ungeachtet der Einatmungsrate des Patienten. Daher ist, vorausgesetzt, dass
die Zerstäuberausgangsrate
für eine
Person, die langsam einatmet, gleich ist wie bei einem Patienten,
der rasch einatmet, die Berechnung genau. Wenn die Ausgangsrate
des Zerstäubers
sich mit der Einatmungsgeschwindigkeit ändert, ändert sich die Präzision des
Dosimeters.
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10 ist
eine Grafik, die die Änderung
der Aerosolausgangsrate über
die Geschwindigkeit des Einatmungsflusses für einen typischen Zerstäuber zeigt.
Wie man sieht, ist der Ausgang nicht konstant.
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Es
wird daher vorgeschlagen, den Drucksensor zu verwenden, um Informationen über die
Patientenflussrate zu erhalten, sodass eine korrekte Zerstäuberkalibrierrate
während
der Einatmung des Patienten bestimmt wird. Dies kann in Form einer
Nachschlagtabelle erfolgen, welche recht wirksam ist und die Nachschlagtabelle
kann zwei oder mehr Kalibrierpunkte nach Bedarf haben, um die notwendige
Genauigkeit zu liefern. Eine befriedigende Nachschlagtabelle kann
erhalten werden, indem eine Annäherung
der Nachschlagtabelle verwendet wird, die im Fall der Grafik gemäß 10 aus
zwei geraden Linien gemacht werden kann, wobei eine Linie im Wesentlichen
der Kurve zum Punkt von 30 lpm folgt und die zweite Linie im Wesentlichen
der Kurve darüber folgt.
Eine derartige Annäherung
funktioniert gut, da in der Realität das Atemmuster eines Patienten
nicht auf einem festen Wert liegt, sondern sich kontinuierlich ändert.
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Ein
anderer Weg der Verwendung eines korrekten Kalibrierwertes ist,
den Computer zu verwenden, der die inspiratorische Flussrate mit
berücksichtigt.
Ein Kalibrierwert kann oberhalb des Pegels von 30 Litern pro Minute
verwendet werden und wenn der Fluss unterhalb ungefähr 15 Liter
pro Minute liegt, wird die Kalibrierkonstante um 60% dieses Wertes verringert.
Somit kann die Kalibrierung auf eine Anzahl unterschiedlicher Wege
erreicht werden und nicht nur durch eine mehrere Punkte enthaltende Nachschlagtabelle.