ES2899432T3

ES2899432T3 - Controlador para un generador de aerosol

Info

Publication number: ES2899432T3
Application number: ES19718370T
Authority: ES
Inventors: Thomas Gallem; Markus Reinhart
Original assignee: PARI Pharma GmbH
Current assignee: PARI Pharma GmbH
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2022-03-11
Anticipated expiration: 2039-04-18
Also published as: US11992603B2; EP3556475A1; US20210113785A1; EP3781324B1; WO2019202085A1; EP3781324A1

Abstract

Controlador (100) para un generador (200) de aerosol que tiene un cabezal (210) de vibración para generar un aerosol, comprendiendo el controlador (100): - una unidad (110) de conexión configurada para conectar un elemento (300) de contacto eléctrico, pudiendo conectarse el elemento de contacto eléctrico con el cabezal (210) de vibración; caracterizado por: - una unidad (120) de detección configurada para detectar un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica relacionado con el elemento (300) de contacto eléctrico conectado; y - una unidad (130) de determinación configurada para determinar si el cabezal (210) de vibración está conectado con el elemento (300) de contacto eléctrico basándose en el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica determinado.

Description

DESCRIPCIÓN

Controlador para un generador de aerosol

Campo técnico

La presente invención se refiere a un controlador para un generador de aerosol y, en particular, a un controlador para un generador de aerosol para detectar una conexión de un cabezal de vibración del generador de aerosol y/o para identificar un tipo de cabezal de vibración que se conecta con el controlador.

Antecedentes

Se generan aerosoles con propósitos terapéuticos y se administran a una ubicación deseada dentro del cuerpo de un usuario o paciente con un dispositivo de administración de aerosol. Un fluido o líquido (que incluye un medicamento o fármaco) que va a convertirse en aerosol o nebulización se suministra a un generador de aerosol, el fluido o líquido se convierte en aerosol o nebulización por el generador de aerosol y el aerosol resultante se administra al usuario o paciente.

El fluido o líquido puede convertirse en aerosol o nebulización en el generador de aerosol mediante un elemento vibratorio que a continuación se denomina cabezal vibratorio o cabezal de vibración. Un cabezal de vibración de este tipo está dotado al menos de una membrana y un generador de oscilaciones o un elemento de generación de vibraciones, tal como un elemento piezoeléctrico. Las características (mecánicas y/o eléctricas) del cabezal de vibración del generador de aerosol son decisivas para la calidad del aerosol generado. Al mismo tiempo, el cabezal de vibración también es en general muy sensible. Por ejemplo, una desalineación del cabezal de vibración puede afectar de manera negativa al movimiento oscilatorio o de vibración del cabezal de vibración durante la generación de aerosol y por tanto comprometer la calidad del aerosol generado y la precisión de dosificación.

Las figuras 1A y 1B muestran una vista desde abajo y una vista desde arriba en perspectiva esquemáticas de un ejemplo de un cabezal de vibración de un generador de aerosol tal como se divulga en el documento EP 2957 349 A1. En este caso, la porción 2 delantera de un elemento 4 vibratorio tiene un elemento 6 de soporte, una membrana 8 vibratoria con una pluralidad de orificios (no mostrados), un elemento 10 de generación de vibraciones anular, por ejemplo un elemento piezoeléctrico y una porción 12 de conexión. El elemento 10 piezoeléctrico sirve como un vibrador para hacer vibrar la membrana 8 vibratoria. En funcionamiento, un aerosol (es decir, gotitas de líquido) se genera en un lado de la membrana 8 vibratoria a partir de un líquido o fluido que se proporciona en el otro lado de la membrana vibratoria. Además, el cabezal de vibración puede comprender un par de contactos 14, 14' eléctricos, por ejemplo, enchufes para conectarse a un controlador (no mostrado). Tal como se muestra en este caso, los contactos 14, 14' eléctricos están perforados a partir de una chapa de acero inoxidable y están doblados posteriormente, es decir, doblados para dar la forma tal como se muestra en la figura 1B. Los contactos eléctricos pueden conectarse al elemento 12 de conexión y el elemento 10 piezoeléctrico a través de un conductor 16 de cinta flexible, tal como una pista de placa impresa o una línea de cinta. Aunque la figura 1A ilustra un caso en el que el elemento 6 de soporte y la membrana vibratoria se proporcionan como un elemento integrado, esta no es una configuración limitativa, y también puede proporcionarse un cabezal de vibración sin un elemento de soporte de este tipo.

En este caso, los contactos 14, 14' eléctricos para el cabezal de vibración no se restringen al ejemplo mostrado en la figura 1B y pueden construirse, por ejemplo, de tal manera que puede conectarse un cordón de conexión de múltiples clavijas para una conexión eléctrica con el controlador. Las figuras 2A y 2B muestran una vista desde arriba y una vista lateral en perspectiva esquemáticas de un cabezal de vibración de un generador de aerosol que incluye un elemento 6 de soporte, una membrana 8 vibratoria, y un elemento 10 piezoeléctrico anular y una unidad 12' de conexión para conectar un cordón de conexión de 4 clavijas con el controlador. Una colocación y una conexión eléctrica apropiadas del cabezal de vibración en el generador de aerosol es decisiva para asegurar una calidad suficientemente alta del aerosol generado.

El documento US 2012/291777 A1 divulga disposiciones para determinar si un líquido está en contacto con un elemento nebulizador. El elemento nebulizador puede energizarse con una señal eléctrica a una frecuencia de medición. Puede medirse una impedancia del elemento nebulizador, obteniendo de ese modo un valor de impedancia medido. El valor de impedancia puede compararse con un valor de impedancia almacenado. Basándose en la comparación, puede determinarse si el líquido está en contacto con el elemento nebulizador.

Problemas con soluciones existentes

Existen situaciones en las que resulta útil proporcionar una realimentación sobre una conexión eléctrica apropiada de un cabezal de vibración con el controlador. Por ejemplo, esto es útil para pacientes en un entorno de hospital o sala de urgencias en el que ellos mismos no pueden verificar la conversión en aerosol, por ejemplo, cuando una medicación o un fármaco se administra a través de un dispositivo respiratorio. Con el fin de reducir errores, sería deseable por tanto proporcionar una realimentación sobre una conexión eléctrica apropiada de un cabezal de vibración con el controlador.

Sumario

Por tanto existe la necesidad en la técnica de que el controlador determine una conexión apropiada de un cabezal de vibración del generador de aerosol.

Además, puede proporcionarse una variedad de diferentes tipos de cabezal de vibración. Tales tipos de cabezal de vibración pueden diseñarse específicamente para diferentes aplicaciones médicas, pueden tener diferentes propiedades eléctricas y pueden requerir por tanto diferentes parámetros de accionamiento eléctrico (tal como tensión, corriente, frecuencia y similares). Por tanto, existe otra necesidad en la técnica de que el controlador determine el tipo de cabezal de vibración que se proporciona en el generador de aerosol y está conectado eléctricamente con el controlador.

Las características de un controlador para un generador de aerosol que tiene un cabezal de vibración para generar un aerosol según la presente invención se definen en la reivindicación 1. Se describen realizaciones ventajosas en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras 1A y 1B muestran una vista desde abajo y una vista desde arriba en perspectiva esquemáticas de un cabezal de vibración de un generador de aerosol, respectivamente.

Las figuras 2A y 2B muestran una vista desde arriba y una vista lateral en perspectiva esquemáticas de otro cabezal de vibración de un generador de aerosol, respectivamente.

La figura 3 muestra un controlador para un generador de aerosol según una realización de la presente invención. Las figuras 4A y 4B muestran diagramas de circuitos eléctricos equivalentes para un elemento piezoeléctrico y un cable eléctrico, respectivamente.

La figura 5 muestra una comparación de curvas de descarga eléctrica obtenidas experimentalmente de una medición con y sin un cabezal de vibración.

La figura 6 muestra una comparación de curvas de descarga eléctrica obtenidas experimentalmente de una medición con diferentes tipos de cabezal de vibración.

La figura 7 muestra un ejemplo de un diagrama de circuito eléctrico que puede usarse para implementar una realización de la presente invención.

La figura 8 muestra un controlador para un generador de aerosol según otra realización de la presente invención. La figura 9 muestra un controlador para un generador de aerosol según otra realización de la presente invención. Descripción de las realizaciones

Se describen realizaciones de la presente invención con referencia a las figuras.

En lo siguiente y lo anterior, signos de referencia similares o iguales indican elementos u operaciones similares o iguales.

La figura 3 muestra un controlador 100 según una realización de la presente invención, estando el controlador configurado para determinar si un cabezal 210 de vibración de un generador 200 de aerosol se ha conectado de manera apropiada. Dicho de otro modo, el controlador 100 está configurado para detectar si un cabezal 210 de vibración está conectado eléctricamente y es posible, por tanto, la generación de aerosol. En este caso, el cabezal 210 de vibración se proporciona dentro del generador 200 de aerosol. Para generar aerosol, el cabezal 210 de vibración puede comprender al menos una membrana y un elemento de generación de vibraciones, tal como un elemento piezoeléctrico, tal como se detalló anteriormente. Además, se observa que el cabezal 210 de vibración puede insertarse en el generador 200 de aerosol, y puede reemplazarse por tanto con otro cabezal de vibración del mismo tipo o uno diferente. La colocación mecánica, la orientación apropiada y similares del cabezal 210 de vibración dentro del generador de aerosol, por ejemplo, con respecto a un depósito de líquido se conoce por el experto en la técnica, véase, por ejemplo, el documento EP 2957 349 A1.

Tal como se muestra además en la figura 3, el controlador 100 está dotado de una unidad 110 de conexión, una unidad 120 de detección y un unidad 130 de determinación.

La unidad 110 de conexión de la figura 3 está configurada para conectar un elemento 300 de contacto eléctrico. El elemento 300 de contacto eléctrico puede ser al menos uno de un cable electrónico, un conector, un cordón de conexión, un circuito impreso, una trayectoria de circuito, un polímero conductor, un hilo eléctrico, una clavija y un enchufe. Para simplificar la comprensión, la figura 3 ilustra esquemáticamente un cordón de conexión como el elemento 300 de contacto eléctrico. Tal como se ilustra además esquemáticamente en la figura 3, el elemento 300 de contacto eléctrico puede estar dotado de un enchufe 310 de múltiples clavijas o similar con el fin de proporcionar una conexión eléctrica con la unidad 110 de conexión. Tal como se muestra, el elemento 300 de contacto eléctrico también puede conectarse eléctricamente con el cabezal 210 de vibración, por ejemplo, a través de un enchufe 310 de múltiples clavijas o similar, con el fin de proporcionar una conexión eléctrica segura entre el controlador 100 y el cabezal 210 de vibración, por ejemplo, con el propósito de accionar eléctricamente el cabezal 210 de vibración según parámetros eléctricos específicos para generar un aerosol. Por tanto, el elemento 300 de contacto eléctrico puede conectarse tanto con el controlador 100 como con el cabezal 210 de vibración, o puede tener una conexión fija con el controlador y puede conectarse sólo con el cabezal 210 de vibración.

La unidad 120 de detección de la figura 3 está configurada para detectar un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica relacionado con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado. Además, la unidad 130 de determinación de la figura 3 está configurada para determinar si el cabezal 210 de vibración está conectado con el elemento 300 de contacto eléctrico basándose en el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica determinado.

Un mecanismo de detección y determinación de este tipo puede ser de interés para pacientes en cuidados intensivos, para los que se proporciona una administración de medicación o fármaco a través de un dispositivo respiratorio, y que ellos mismos no son capaces de verificar la conversión en aerosol apropiada/correcta de la medicación o el fármaco. Por tanto, un mecanismo de detección y determinación de este tipo puede ser de interés particular para profesionales sanitarios (HCP), médicos, enfermeros, enfermeros de estudio, que trabajan en el campo de hospitales o especialmente en unidades de cuidados intensivos y bancos de datos y sistemas en la nube conectados con los mismos. Además, una instalación de cuidados intensivos de este tipo puede requerir la presencia de cables eléctricos bastante largos que conectan el controlador 100 con el generador 200 de aerosol (que está dotado de un cabezal 210 de vibración insertado) y que son propensos por tanto a errores de desconexión. Por tanto, una determinación sobre una conexión correcta del cabezal 210 de vibración minimiza errores en tratamientos médicos. Un mecanismo de detección y determinación de este tipo también puede ser de interés particular en situaciones en las que el controlador está en una posición remota con respecto al generador de aerosol (que está dotado de un cabezal 210 de vibración insertado). En una situación de este tipo, la conexión apropiada puede no comprobarse visualmente, por ejemplo.

A continuación, se distinguen dos casos. En un primer caso, el elemento 300 de contacto eléctrico está conectado sólo con la unidad 110 de conexión del controlador 100, mientras que en un segundo caso el elemento 300 de contacto eléctrico está conectado tanto con la unidad 110 de conexión del controlador 100 como con el cabezal 210 de vibración. Sólo en el segundo caso, el cabezal 210 de vibración tiene una conexión eléctrica con el controlador 100 y puede garantizarse una generación de aerosol apropiada.

Los presentes inventores se han dado cuenta de que el propio controlador 100 es capaz de distinguir entre estos dos casos basándose en un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica. En este caso, el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica está asociado o relacionado con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado en el primer caso anterior, y está asociado o relacionado con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado y el cabezal 210 de vibración conectado en el segundo caso anterior. La capacidad de almacenamiento de energía eléctrica se refiere a al menos una de una capacidad eléctrica (carga eléctrica) y una inductancia (energía de campo magnético) que pueden almacenarse en el cabezal 210 de vibración y el elemento 300 de contacto eléctrico, respectivamente.

Las figuras 4A y 4B muestran diagramas de circuitos eléctricos equivalentes del elemento piezoeléctrico del cabezal 210 de vibración (figura 4A) y un cable eléctrico como ejemplo del elemento 300 de contacto eléctrico (figura 4B). En este caso, según el circuito 210ec equivalente en la figura 4A, puede considerarse que el elemento piezoeléctrico del cabezal 210 de vibración tiene una capacidad de almacenamiento de energía eléctrica debido a elementos de circuito capacitivos (C0, C1) e inductivos (L) en la figura 4A. Además, según el circuito equivalente 300ec en la figura 4B, puede considerarse que el cable eléctrico (elemento de contacto eléctrico) tiene una capacidad de almacenamiento de energía eléctrica debido a los elementos de circuito capacitivos (C) e inductivos (L/2, L/2) en la figura 4B. El tipo de almacenamiento de un elemento piezoeléctrico en un cabezal 210 de vibración puede ser principalmente de naturaleza capacitiva con valores de 4 - 7 nF. El tipo de almacenamiento de un cable eléctrico (elemento de contacto eléctrico) puede ser principalmente de naturaleza capacitiva con valores de 0,05 - 0,25 nF. Dicho de otro modo, tanto el cabezal 210 de vibración como el elemento 300 de contacto eléctrico tienen capacidades de almacenamiento de energía eléctrica distinguibles y por tanto definen parámetros distinguibles.

Basándose en lo anterior, en el primer caso anterior, la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica relacionada con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado es por tanto la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica del elemento 300 de contacto eléctrico. En el segundo caso anterior, es decir, cuando está conectado también el cabezal 210 de vibración, entonces la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica relacionada con el elemento 300 de contacto eléctrico conectado es la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica tanto del elemento 300 de contacto eléctrico como del cabezal 210 de vibración, es decir, la cantidad de energía eléctrica que puede almacenarse tanto en el elemento 300 de contacto eléctrico como en el cabezal 210 de vibración.

Tal como se describirá adicionalmente a continuación, la detección de un parámetro relacionado con la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica puede realizarse mediante una medición de impulsos, por ejemplo, mediante una medición de impulsos eléctricos monopolares o bipolares. Esto puede considerarse como una medición de impulsos de prueba. El impulso de prueba monopolar puede proporcionarse mediante una instalación de generación de impulsos simple, mientras que un impulso de prueba bipolar es ventajoso con el fin de descargar eléctricamente por completo el elemento piezoeléctrico del cabezal 210 de vibración. En este caso, en respuesta a aplicar un impulso de prueba eléctrico al elemento 300 de contacto eléctrico conectado, la unidad 120 de detección puede detectar un perfil de descarga eléctrica, es decir, una curva de descarga eléctrica a través de una carga eléctrica definida en el primer caso (sólo está conectado el elemento de contacto eléctrico) o el segundo caso (están conectados tanto el elemento de contacto eléctrico como el cabezal de vibración). Tales curvas de descarga eléctrica pueden ser un perfil de descarga de tensión que tiene normalmente un decaimiento temporal exponencial Um(t) = U0 x exp(-tAr) en el que U es una tensión medida, t es el tiempo, y t es un ejemplo de un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica que indica un valor de capacitancia y/o inductancia relevante de la carga conectada. En el primer caso anterior en el que sólo está conectado el elemento 300 de contacto eléctrico, el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica T1 es por tanto un valor que es normalmente mucho menor que en el segundo caso anterior en el que también está conectado el cabezal 210 de vibración y el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica es T2, es decir, T1 < T2.

La figura 5 muestra una comparación de curvas de descarga eléctrica obtenidas experimentalmente para el primer y el segundo caso. Para el primer caso (imagen izquierda), la medición se realiza sin un cabezal de vibración conectado. Para el segundo caso (imagen derecha), la medición se realiza con un cabezal de vibración conectado. Las constantes de tiempo de descarga T1 sin cabezal de vibración sin normalmente de aproximadamente 0,2 ms, mientras que las constantes de tiempo de descarga t2 con un cabezal de vibración conectado son normalmente mayores de 2 ms. La comparación en la figura 5 muestra de manera conclusiva que la curva de descarga eléctrica es distinguiblemente más lenta para el segundo caso (es decir T1 < T2) lo que confirma que la detección de un cabezal de vibración conectado puede realizarse de manera fiable determinando un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica.

De manera más específica, la unidad 130 de determinación puede estar configurada por tanto para analizar la curva de descarga medida y determinar un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica a partir de la misma. En este caso, el análisis de la curva de descarga medida puede realizarse por la unidad 130 de determinación aplicando uno o más parámetros de ajuste a la curva de descarga medida. Basándose en el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica determinado (t-i , T2), la unidad 130 de determinación determina por tanto si el cabezal 210 de vibración está conectado (t = T2) o si el cabezal 210 de vibración no está conectado (t = t i). Por tanto, la determinación puede realizarse comparando el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica detectado con un umbral predeterminado. Puede establecerse un umbral predeterminado de este tipo basándose en valores típicos ti para el elemento de contacto eléctrico. Se observa que pueden usarse diferentes elementos de contacto eléctrico (un cable electrónico, un conector, un circuito impreso, una trayectoria de circuito, un polímero conductor, un hilo eléctrico, una clavija, un enchufe o una combinación de los mismos) en aplicaciones prácticas, pero que el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica de un cabezal de vibración siempre es significativamente mayor, tal como se explicó anteriormente.

La medición anterior puede realizarse durante la activación regular del cabezal de vibración, es decir, una activación eléctrica del cabezal de vibración cuando se genera un aerosol (operación en línea), y también puede realizarse en una fase previa (es decir, una fase de inicio) de la activación de generación de aerosol, o durante un modo en reposo en el que no se genera aerosol. Durante la operación en reposo, por ejemplo, una excitación eléctrica de impulsos del cabezal de vibración (a través del elemento 300 de contacto eléctrico) usa parámetros eléctricos (tensión, corriente) que no son suficientes para hacer vibrar el cabezal 210 de vibración de tal manera para generar aerosol. Una medición en reposo de este tipo evita, por ejemplo, una generación de aerosol real y una pérdida de fármaco asociada que resulta a partir del funcionamiento del generador de aerosol durante un funcionamiento en línea en el que se suministra corriente alterna al cabezal de vibración. De esta manera, no se gasta medicación líquida cuando se determina (sólo) que se consigue una conexión eléctrica apropiada del cabezal 210 de vibración.

En otra realización, la unidad 130 de determinación puede estar configurada además para determinar un tipo de cabezal de vibración. Tal como se explicó anteriormente, pueden proporcionarse diferentes tipos de cabezal de vibración para el generador 200 de aerosol. En particular, pueden requerirse diferentes parámetros eléctricos para los diferentes tipos de cabezal de vibración de modo que la determinación del tipo de cabezal de vibración conectado permite que el controlador 100 seleccione y aplique parámetros de control y/o accionamiento correspondientes (tensión, corriente y/o frecuencia).

La unidad 130 de determinación puede distinguir entre una pluralidad de diferentes tipos de cabezal de vibración basándose en el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica detectado. La figura 6 muestra una comparación de curvas de descarga eléctrica obtenidas experimentalmente cuando se conectan 2 tipos de cabezal de vibración diferentes, en este caso el cabezal de vibración de tipo 1 y el cabezal de vibración de tipo 2. En este caso, un cabezal de vibración de tipo 1 puede estar relacionado con un cabezal de vibración tal como se ilustra en las figuras 2A, 2B y 9. Un cabezal de vibración de tipo 1 de este tipo puede usarse en sistemas “cerrados” o “en línea” (véase a continuación), y puede estar dotado de radios de resorte para sujetar de manera central la membrana de manera que optimiza la vibración y puede fabricarse mediante colada de un material de plástico blando (véanse las figuras 2A, 2b ) para sellar el alojamiento, véanse, por ejemplo, los documentos DE 102005038619, DE 102007056462, DE 102008 054431, DE 102006006183, DE 102008 022987. Además, un cabezal de vibración de tipo 2 de este tipo puede estar relacionado con un cabezal de vibración tal como se ilustra en las figuras 1A, 1B, y puede estar integrado mecánicamente en un conjunto de material de plástico duro que forma una única entidad con el depósito de líquido/fluido, véanse, por ejemplo, los documentos EP 2910 268, EP 2957 349, EP 2987 520, US 9016 272. Por consiguiente, también pueden distinguirse otros tipos de cabezales de vibración, por ejemplo, tal como se ilustra en los documentos EP 0615 470, EP 1295647, DE 1995 3317 y EP 1386 672.

En este caso, la comparación indica que pueden distinguirse las constantes de tiempo de descarga para el cabezal de vibración de tipo 1 y el cabezal de vibración de tipo 2. En particular, el cabezal de vibración de tipo 1 tiene una constante de tiempo de descarga mayor. Para cada tipo de cabezal de vibración conectado puede obtenerse por tanto una curva de descarga eléctrica distinguible. Basándose en este conocimiento experimental, la unidad 130 de determinación puede estar dotada de intervalos respectivos para el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica que son específicos del cabezal de vibración. Dicho de otro modo, estos intervalos pueden ser específicos para los diferentes cabezales de vibración para identificar de manera única el tipo de cabezal de vibración respectivo. Por ejemplo, para el cabezal de vibración de tipo 1 anterior, puede proporcionarse un intervalo de parámetro específico entre un valor mínimo (mín) y máximo (máx), es decir, 12 (tipo 1, mín) < 12 < 12 (tipo 1, máx), y también puede proporcionarse un intervalo de parámetro específico para el cabezal de vibración de tipo 2 anterior, es decir, i 2 (tipo 2, mín) < 12 < 12 (tipo 2, máx). La unidad 130 de determinación puede determinar entonces el cabezal 210 de vibración conectado comparando el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica detectado i 2 con estos intervalos.

La figura 7 muestra un ejemplo de un diagrama de circuito eléctrico que puede usarse para implementar una realización de la presente invención. En particular, cuando el controlador determina que el cabezal de vibración está conectado eléctricamente, entonces el controlador funciona para accionar el cabezal de vibración y para hacer vibrar el cabezal de vibración a una frecuencia predeterminada f. Se observa que diferentes tipos de cabezal de vibración pueden funcionar con diferentes frecuencias predeterminadas f, y que la identificación anterior del tipo de cabezal de vibración conectado permite que el controlador seleccione y use los parámetros de accionamiento apropiados (que se explicarán adicionalmente a continuación). La figura 7 ilustra esquemáticamente el elemento 30 piezoeléctrico así como electrodos 20 y 40 del generador de oscilaciones (elemento de generación de vibraciones) del cabezal de vibración. La unidad de control (descrita adicionalmente a continuación) del controlador puede incluir un elemento 50 de accionamiento que suministra tensión de CA a los electrodos 20 y 40 para el elemento 30 piezoeléctrico. En este caso, el elemento 50 de accionamiento puede incluir un puente 50a, 50b, 50c y 50d FET y un oscilador controlado por tensión (VCO) o elemento 50e de controlador para accionar el puente FET. La frecuencia de vibración f del elemento 30 piezoeléctrico se determina mediante una tensión de entrada U(f) en el VCO o una señal de control dependiente de la frecuencia en el elemento 50e de controlador.

La figura 7 muestra además un elemento 60 de sensor (unidad de detección), por ejemplo, una resistencia, para medir la descarga de tensión descrita anteriormente, por ejemplo, Um(t) = U0 x exp(-tAr). Esta señal de sensor se suministra al elemento 70 de control (unidad de determinación) que comprende, por ejemplo, un convertidor 80 A/D para convertir la señal de sensor en valores digitales y proporcionar estos a un microcontrolador 90. El microcontrolador 90 evalúa los valores digitales, determina un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica, tal como se explicó anteriormente, a partir del mismo, y determina por tanto si el cabezal de vibración está conectado con el elemento de contacto eléctrico y/o el tipo de cabezal de vibración.

El microcontrolador 90 puede ser un módulo programable que puede usarse en la implementación de tareas de control y regulación. El microcontrolador 90 proporciona la potencia de computación y la programabilidad requeridas para analizar el perfil de descarga Um(t) y determinar por tanto parámetros de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica. Además, el microcontrolador 90 puede estar programado para generar una señal de control U(t) que conduce a un impulso de prueba eléctrico monopolar o bipolar. En el microcontrolador 90, además de una unidad informática y/o una unidad lógica, pueden proporcionarse una o más unidades de almacenamiento para el almacenamiento volátil y no volátil de datos. En lugar de un microcontrolador, también puede usarse un microprocesador con circuitos periféricos correspondientes u otros dispositivos programables.

La figura 8 muestra otra realización del controlador 100. Además de la realización ilustrada en la figura 3, el controlador 100 puede estar dotado además de una unidad 140 de notificación, una unidad 150 de almacenamiento y una unidad 160 de control.

La unidad 140 de notificación está configurada para notificar a un usuario, a través de al menos una de una realimentación visual, de audio o háptica, un resultado de determinación de la unidad 130 de determinación. Por ejemplo, si un cabezal 210 de vibración está conectado puede mostrarse una luz verde al usuario, mientras que se muestra una luz roja (por ejemplo, parpadeante) al usuario si el resultado de determinación indica que no está conectado un cabezal 210 de vibración. En particular, la notificación puede proporcionar un aviso de que un cabezal de vibración no está conectado con el controlador y por tanto no puede conseguirse la generación de aerosol. Esto es, por ejemplo, útil en entornos de hospitales en los que se usan cables eléctricos bastante largos y se pierde la conexión eléctrica apropiada entre el controlador y el cabezal de vibración debido a obstáculos o similares. Alternativamente o además, la unidad 140 de notificación puede enviar un mensaje de comunicación, por ejemplo, un correo electrónico, un SMS, una señal de aviso o similares, a un tercero (por ejemplo, un sistema de monitorización de hospital central o similar).

Según una realización adicional la unidad 130 de determinación puede estar configurada además para determinar una entrada de agua en el cabezal 210 de vibración. Una entrada de agua en el cabezal 210 de vibración, por ejemplo, en una región de contacto con el elemento 300 de contacto eléctrico y/o en una región del elemento piezoeléctrico del cabezal 210 de vibración, puede dar como resultado una etapa previa a cortocircuito en la que el funcionamiento eléctrico apropiado del cabezal de vibración está al menos mermado. En una situación de este tipo, se han medido reducciones de salida de aerosol de hasta el 30%. En el peor caso, una entrada de agua también puede conducir a un cortocircuito completo en el que el funcionamiento del cabezal de vibración falla. Más específicamente, una entrada de agua puede conducir a un valor de resistencia eléctrica paralelo reducido, por ejemplo, de 1 kQ, en comparación con un valor de resistencia eléctrica del cabezal de vibración, por ejemplo, de 470 kQ.

Una entrada de agua en el cabezal de vibración conduce por tanto a una componente de resistencia eléctrica adicional y, por tanto, cambia la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica del cabezal 210 de vibración. Este cambio en la capacidad de almacenamiento de energía eléctrica del cabezal 210 de vibración debido a una entrada de agua puede detectarse por la unidad de detección debido a un cambio correspondiente en el perfil de descarga medido. Dicho de otro modo, el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica 12 se reduce en función de la cantidad de entrada de agua y por tanto puede detectarse durante mediciones repetidas en el modo de activación. Después, puede proporcionarse un aviso correspondiente por la unidad 140 de notificación para limpiar o reemplazar el cabezal 210 de vibración.

Según una realización adicional, la unidad 130 de determinación puede estar configurada además para determinar la temperatura del cabezal 210 de vibración. La temperatura del cabezal de vibración puede alcanzar hasta 0 = 70°C en condiciones de funcionamiento extremas. Puesto que los parámetros eléctricos del cabezal de vibración, tal como la capacitancia y/o inductancia dependen de la temperatura, esta dependencia con la temperatura puede influir en un perfil de descarga de tensión, y la unidad 130 de determinación está configurada para determinar la temperatura basándose en el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica detectado. Esto es una determinación de temperatura indirecta que se basa en la capacitancia dependiente de la temperatura del cabezal 210 de vibración. El parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica 12 pasa a ser por tanto dependiente de la temperatura, es decir, 12 = T2(0), y normalmente el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica 12 se correlaciona con la temperatura, es decir, un aumento de la temperatura del cabezal 210 de vibración está asociado con un aumento (y en algunos casos un descenso) del parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica 12. En otro caso, es decir, un aumento de la temperatura del cabezal 210 de vibración está asociado con fases con un descenso y un aumento del parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica 12.

Como tal, dotando al controlador 100 de una característica de temperatura-parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica 12, por ejemplo en una unidad 150 de almacenamiento (que se explicará adicionalmente a continuación), la unidad 130 de determinación puede determinar la temperatura del cabezal 210 de vibración basándose en el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica detectado 12. Esta funcionalidad es ventajosa porque puede evitar la provisión de un sensor de temperatura individual en o cerca del cabezal 210 de vibración. Además, al menos algunos medicamentos o fármacos no deberían convertirse en aerosol por encima de una temperatura determinada debido a una eficacia, una integridad o una seguridad alteradas del medicamento, fármaco o su administración. Por tanto, el controlador 100 puede estar dotado además de una unidad 160 de control (que se explicará adicionalmente a continuación) que funciona para detener el funcionamiento del generador 200 de aerosol cuando la temperatura detectada indirectamente alcanza un umbral de temperatura específico de medicamento/fármaco y/o específico de cabezal de vibración. Por tanto, puede evitarse de manera apropiada un sobrecalentamiento del cabezal 210 de vibración. Un estado de sobrecalentamiento de este tipo también puede indicarse en la unidad 140 de notificación.

Según una realización adicional, la unidad 130 de determinación puede usar otro mecanismo para determinar un tipo de cabezal de vibración. Para este mecanismo, el elemento 300 de contacto eléctrico está dotado de una pluralidad de subelementos de contacto eléctrico, por ejemplo 4 cables eléctricos individuales que tienen 4 clavijas de cable correspondientes (en comparación con la figura 2B) o similares. La pluralidad de subelementos de contacto eléctrico del elemento 300 de contacto eléctrico proporciona por tanto una pluralidad de maneras diferentes para conectar eléctricamente un cabezal 210 de vibración con el controlador 100. Para el ejemplo de 4 clavijas, es decir, la clavija 1, la clavija 2, la clavija 3 y la clavija 4, un primer tipo de cabezal de vibración puede conectarse, por tanto, eléctricamente y hacerse funcionar a través de la clavija 1 y la clavija 4, mientras que un segundo tipo de cabezal de vibración puede conectarse, por tanto, eléctricamente y hacerse funcionar a través de la clavija 2 y la clavija 3.

Basándose en una configuración de este tipo de los tipos de cabezales de vibración, la unidad 120 de detección del controlador 100 puede realizar mediciones de impulsos de prueba respectivas, tal como se explicó anteriormente, para la pluralidad de combinaciones, por ejemplo, una primera medición de impulsos de prueba con respecto a la clavija 1 y la clavija 4, una segunda medición de impulsos de prueba con respecto a la clavija 1 y la clavija 3, una tercera medición de impulsos de prueba con respecto a la clavija 2 y la clavija 3, etc. Cada una de tal combinación específica de subelementos de contacto eléctrico está asociada con un tipo de cabezal de vibración específico.

Basándose en una identificación única de este tipo del tipo de cabezal de vibración, la unidad 120 de detección está configurada además para detectar un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica relacionado con el elemento de contacto eléctrico conectado para una pluralidad de las combinaciones específicas de los subelementos de contacto eléctrico, por ejemplo, aplicando impulsos de prueba respectivos a las combinaciones respectivas de clavijas.

Si un cabezal 210 de vibración está conectado, entonces aplicar un impulso de prueba a una de las combinaciones específicas dará como resultado la detección de un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica que indica la presencia de un cabezal de vibración, tal como se explicó anteriormente, mientras que las otras de las combinaciones específicas darán como resultado la detección de un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica que indica que no está presente ningún cabezal de vibración. Basándose en la asociación única anterior entre combinaciones de subelementos de contacto eléctrico con un tipo de cabezal de vibración específico, la unidad 130 de determinación es capaz por tanto de determinar el tipo de cabezal de vibración conectado.

La unidad 150 de almacenamiento de la figura 8 también puede almacenar una pluralidad de parámetros de configuración dependientes del tipo de cabezal de vibración. Los parámetros de configuración pueden referirse a parámetros eléctricos dependientes del tipo de cabezal (tensión, corriente y/o frecuencia) para hacer funcionar el cabezal de vibración. Después, la unidad 160 de control de la figura 8 puede seleccionar, basándose en el tipo de cabezal de vibración determinado, uno de los parámetros de configuración dependientes del tipo de cabezal de vibración, y controlar el cabezal 210 de vibración conectado del generador 200 de aerosol para generar aerosol basándose en el parámetro de configuración dependiente del tipo de cabezal de vibración seleccionado. Como tal, los parámetros de accionamiento eléctrico apropiados se usan para generar el aerosol y puede garantizarse una calidad de aerosol apropiada. Además, un único controlador 100 puede funcionar con una variedad de diferentes tipos de cabezal de vibración y, por tanto, ya no se requiere proporcionar controladores respectivos para cada uno de los diferentes tipos de cabezal de vibración.

Basándose en lo anterior, se proporciona una manera rentable de determinar si un cabezal de vibración está conectado con el controlador del generador de aerosol. El controlador puede usarse, sin programación adicional, con respecto a diferentes tipos de cabezal de vibración y, por tanto, simplifica la capacidad de uso.

La figura 9 muestra un controlador 100 para un generador 200 de aerosol según otra realización de la presente invención. Esta realización se refiere a un generador 200 de aerosol en línea que junto con el controlador 100 está configurado para tratar enfermedades del sistema respiratorio en un entorno de hospital. En este caso, la figura 9 muestra además un cordón de conexión como ejemplo del elemento 300 de contacto eléctrico, un adaptador 400 de potencia y una banda 500 de montaje. En este caso, un cabezal de vibración está colocado en (y puede retirarse de) el generador 200 de aerosol, y el generador 200 de aerosol en línea puede usarse dentro de un circuito de respirador convencional para pacientes intubados. En este caso, el cabezal nebulizador del generador 200 de aerosol en línea está conectado por el cordón 300 de conexión al controlador 100 enchufando un extremo del cordón de conexión en el generador 200 de aerosol en línea y enchufando el otro extremo en el controlador 100. Una luz 140 de tipo LED o similar (una unidad de notificación) se iluminará si el generador 200 de aerosol en línea está conectado correctamente, es decir, si se determina mediante el mecanismo de detección anterior que el cabezal nebulizador está conectado con el cordón 300 de conexión basándose en un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica determinado. Además, la unidad 140 de notificación indicará un tipo de cabezal de vibración determinado específico, por ejemplo, usando luz verde para el tipo 1, una luz azul para el tipo 2, etc.

La banda 500 de montaje puede unirse de manera fija al controlador 100, por ejemplo, formándola de manera solidaria con el mismo mediante moldeo por inyección. Alternativamente, la banda 500 de montaje puede unirse de manera fija al controlador 100 agarrando la banda de montaje mediante una abertura del controlador 100, o puede retenerse en el interior de una abertura del controlador 100 por medio de elementos de retención proporcionados en la banda 500 de montaje y/o el controlador 100. El experto en la técnica puede concebir maneras adicionales de unir de manera fija la banda 500 de montaje al controlador. Una unión fija de este tipo es ventajosa, por ejemplo, puesto que es capaz de impedir de manera fiable que el controlador 100 se caiga al suelo cuando cuelga de la banda 500 de montaje.

Como alternativa, una manera ventajosa de unir la banda 500 de montaje al controlador 100 es unir la banda 500 de montaje al controlador 100 de modo que pueda desengancharse del controlador 100 sin el uso de herramientas. Una unión de este tipo puede conseguirse por medio de la retención o agarre de la banda 500 de montaje de la manera descrita en el párrafo anterior. Una unión desenganchable de este tipo es ventajosa porque permite retirar la banda 500 de montaje del controlador 100 de modo que la banda 500 de montaje puede limpiarse por separado del controlador 100. Esto es particularmente importante en entornos de hospitales, en los que la higiene es una preocupación fundamental.

En la realización mostrada en la figura 9, la banda 500 de montaje puede desengancharse, preferiblemente tiene una forma alargada y está realizada a partir de un material compuesto de caucho flexible. Los extremos respectivos de la banda 500 de montaje están dotados de porciones de extremo que tienen una sección transversal aproximadamente rectangular (medida en perpendicular a la dirección longitudinal de la banda 500 de montaje) que pueden insertarse en una abertura conformada de manera correspondiente del controlador 100. En los extremos de las porciones de extremo, la zona de sección transversal de las porciones de extremo está aumentada, para mantener las porciones de extremo posicionadas en el interior de la abertura del controlador 100. Debe observarse que la forma y los detalles específicos de las porciones de extremo de la banda 500 de montaje pueden elegirse según convenga y no se limitan a los detalles específicos proporcionados anteriormente.

Además, el controlador 100 de la figura 9 puede ofrecer diversas opciones para colocarlo en una posición segura. El controlador 100 puede colocarse, por ejemplo, sobre una superficie plana. El controlador 100 puede unirse además en una posición colgada por medio de la banda 500 de montaje suministrada. El controlador 100 puede estar dotado además de un elemento de almacenamiento en el que puede almacenarse el cordón de conexión entre tratamientos.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Controlador (100) para un generador (200) de aerosol que tiene un cabezal (210) de vibración para generar un aerosol, comprendiendo el controlador (100):

- una unidad (110) de conexión configurada para conectar un elemento (300) de contacto eléctrico, pudiendo conectarse el elemento de contacto eléctrico con el cabezal (210) de vibración;

caracterizado por:

- una unidad (120) de detección configurada para detectar un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica relacionado con el elemento (300) de contacto eléctrico conectado; y

- una unidad (130) de determinación configurada para determinar si el cabezal (210) de vibración está conectado con el elemento (300) de contacto eléctrico basándose en el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica determinado.
2. Controlador (100) según la reivindicación 1, en el que la unidad (130) de determinación está configurada además para determinar que el cabezal (210) de vibración está conectado con el elemento (300) de contacto eléctrico cuando el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica detectado supera un umbral predeterminado.
3. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 1 - 2, en el que la unidad (130) de determinación está configurada además para determinar un tipo de cabezal de vibración.
4. Controlador (100) según la reivindicación 3, en el que la unidad (130) de determinación está configurada además para determinar el tipo de cabezal de vibración comparando el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica detectado con una pluralidad de intervalos de parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica.
5. Controlador según una de las reivindicaciones 1 - 4, en el que el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica se detecta basándose en un perfil de descarga detectado que responde a un impulso eléctrico monopolar o bipolar.
6. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 1 - 5, que comprende además:

una unidad (140) de notificación configurada para notificar a un usuario, a través de al menos uno de una realimentación visual, de audio o háptica, de un resultado de determinación de la unidad (130) de determinación.
7. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 1 - 6, en el que la unidad (130) de determinación está configurada además para determinar una entrada de agua en el cabezal (210) de vibración.
8. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 1 - 7, en el que la unidad (130) de determinación está configurada además para determinar una temperatura del cabezal (210) de vibración basándose en el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica detectado.
9. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 3 - 8, en el que el elemento (300) de contacto eléctrico está dotado de una pluralidad de subelementos de contacto eléctrico y el tipo de cabezal de vibración se identifica usando una combinación específica de la pluralidad de subelementos de contacto eléctrico.
10. Controlador (100) según la reivindicación 9, en el que

la unidad (120) de detección está configurada además para detectar un parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica relacionado con el elemento (300) de contacto eléctrico conectado para una pluralidad de las combinaciones específicas de los subelementos de contacto eléctrico; y

la unidad (130) de determinación está configurada además para determinar el tipo de cabezal de vibración basándose en la detección de los parámetros de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica de la pluralidad de las combinaciones específicas de los subelementos de contacto eléctrico.
11. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 3 -10, que comprende además:

una unidad (150) de almacenamiento configurada para almacenar una pluralidad de parámetros de configuración dependientes del tipo de cabezal de vibración;

una unidad (160) de control configurada para seleccionar, basándose en el tipo de cabezal de vibración determinado, uno de los parámetros de configuración dependientes del tipo de cabezal de vibración almacenados, y para controlar el cabezal (210) de vibración del generador (200) de aerosol para generar aerosol basándose en el parámetro de configuración dependiente del tipo de cabezal de vibración seleccionado.
12. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 1 -11, en el que el elemento (300) de contacto eléctrico conectado comprende al menos uno de un cable electrónico, un conector, un circuito impreso, una trayectoria de circuito, un polímero conductor, un hilo eléctrico, una clavija y/o un enchufe.
13. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 1 - 12, en el que la unidad (120) de detección está configurada además para detectar el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica en un modo de funcionamiento en reposo del cabezal (210) de vibración.
14. Controlador (100) según una de las reivindicaciones 1 - 12, en el que la unidad (120) de detección está configurada además para detectar el parámetro de capacidad de almacenamiento de energía eléctrica en un modo de funcionamiento de activación del cabezal (210) de vibración.