JP2010279733A - 有効解剖学的死腔からのエアロゾルを浄化するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エアロゾル化デバイス10は、マウスピース14を備えるハウジング26、エアロゾル発生器16、フローセンサ32およびコントローラー28を有する。コントローラー28は、閾値流量がマウスピース14を介して1回呼吸を吸入する場合に使用者によって達成されることを示すフローセンサ32からの信号の受信に対して、エアロゾル発生器16の作動を開始し、かつ、1回呼吸の継続が実質的に全てのエアロゾルを肺へと送達するように選択される作動時間の経過後に、作動を停止するように構成される。
【選択図】図1
Description
本願は、以下の出願の一部継続出願であり、2002年1月15日に出願された米国仮特許出願番号第60/349,763号;2002年1月15日に出願された同第60/349,805号;2002年5月14日に出願された同第60/380,655号;2002年9月5日に出願された同第60/408,743号;および2003年1月8日に出願された同第60/ 号(表題:「Methods and Systems for Operating an Aerosol Generator」)(これらの完全な開示は、本明細書中で参考として援用される)の利益を主張する。
本発明は、一般に、エアロゾル化の分野に関する。より詳細には、本発明は、液体(例えば、使用者による吸入用の薬物処方物)のエアロゾル化に関する。1つの特定の局面において、本発明は、エアロゾル発生器を使用したエアロゾルの生成に関する。このエアロゾル発生器は、吸入した息の残りが、有効解剖学的死腔からの任意の吸入エアロゾルを浄化して、気道の標的化部分(例えば、肺)にこの吸入エアロゾルを移動させるのを可能にするように選択された時間にて、エアロゾル生成を停止するように構成されている。
本発明は、エアロゾルの肺への移動を容易にする技術およびそのように設計されたデバイスを提供する。この技術およびデバイスは、エアロゾルが要求に応じて生成される適用において特に有用である。これは、例えば、使用者がマウスピースから吸入する場合に、エアロゾルを生成し得る。使用者が吸入し続けると、エアロゾルは、肺に送達される。いくつかの場合において、生成されたエアロゾルの最後の部分は、肺まで到達することができない。このエアロゾルの最後の部分は、単に、吸入器のマウスピースの出口と気道の標的化部分(例えば、肺)への入口との間の、いわゆる死腔を満たすだけである。
er)と称され得る)は、患者の気道を通して、そのエアロゾルを気道の標的化部分(例えば、肺)に移動させる。この結果、吸入の間に、エアロゾルは、使用者の上気道に本質的
に残存しない。
よび気管を含む誘導気道からなる)にて参照され得るものを概算し得る。所定のレジメン
に対する有効解剖学的死腔が、その解剖学的死腔の上気道部分のみを含む場合、この容積は、例えば、この解剖学的死腔の2分の1または3分の1として概算され得る、従って、例えば、誘導気道および肺に対して標的化される適用のために、その有効解剖学的死腔は、上気道の容積である。これは、約30cc〜約100ccの範囲であり得る。従って、本発明に従うエアロゾルデバイスは、広範な種々の使用者について較正され得る。
本発明は、エアロゾルの肺または気道の他の標的領域への輸送を容易にするように設計された技術およびデバイスを提供する。これらの技術およびデバイスは、エアロゾルが需要に応じて発生される適用において特に有用である。このことは、例えば、使用者がマウスピースを介して吸入して、エアロゾルの生成を引き起こす場合に生じ得る。使用者が吸入を続けるにつれて、エアロゾルは、肺に送達される。幾つかの場合において、発生されたエアロゾルの最後の部分は、肺に到達しないかもしれない。このエアロゾルの最後の部分は、吸入器マウスピースの出口と気道の標的化部分(例えば、肺)への入口との間のいわゆる死腔を単に満たす。
(項目1)
エアロゾル化デバイスであって、以下:
マウスピースを有する、ハウジング;
該ハウジング内に配置された、エアロゾル発生器;
フローセンサ;および
該エアロゾル発生器の作動を制御するための、コントローラー;
を備え、ここで、該コントローラーは、該マウスピースを介して吸入する場合に、使用者によって閾値流量が達成されたことを示す、該フローセンサからの信号の受信に対して、該エアロゾル発生器の作動を開始し、呼吸の継続が、実質的に全ての生成されたエアロゾルを使用者の肺に送達するように選択される作動時間の経過後に、該エアロゾル発生器の作動を停止するように構成される、エアロゾル化デバイス。
(項目2)
項目1に記載のデバイスであって、前記コントローラーは、呼吸からの一般的にエアロゾルを含まない追い出し空気により、所定の死腔容積を本質的に満たすための送達時間の概算である保存値を含み、ここで、該コントローラーは、該保存値を使用して該作動時間を計算するように構成される、デバイス。
(項目3)
項目1に記載のデバイスであって、前記コントローラーは、前記流量が、初期化処理の間の前記閾値流量より上である時間の長さに等しい初期化時間を計算および保存するように構成され、ここで、該コントローラーは、該初期化時間から該保存値を引くことによって前記作動時間を計算するようにさらに構成される、デバイス。
(項目4)
前記エアロゾル発生器が、複数のアパーチャを有するプレート、および前記コントローラーに接続されて、該アパーチャプレートを振動させる圧電変換器を備える、項目1に記載のデバイス。
(項目5)
前記アパーチャプレートが、形状がドーム型形状であり、該アパーチャが、テーパー状である、項目4に記載のデバイス。
(項目6)
前記フローセンサが、前記流量に関する電気信号を生成し、そして該電気信号を前記コントローラーに送信するように構成される、項目1に記載のデバイス。
(項目7)
前記死腔容積が、上気道容積の概算である、項目2に記載のデバイス。
(項目8)
前記コントローラーが、前記作動時間を保存するためのランダムアクセスメモリを備える、項目1に記載のデバイス。
(項目9)
液体を前記エアロゾル発生器に提供するための前記ハウジング内に配置された液体の供給をさらに備える、項目1に記載のデバイス。
(項目10)
液体をエアロゾル化するための方法であって、該方法は、以下:
マウスピースを有するハウジング、該ハウジング内に配置されたエアロゾル発生器、フローセンサ、および該エアロゾル発生器の作動を制御するためのコントローラーを備えるエアロゾル化デバイスを提供する、工程;
該マウスピースを介して1回呼吸を吸入して、該マウスピースを介して気流を生成する、工程;
該フローセンサにより該気流を感知して、該エアロゾル発生器の開始時間を決定する、工程;ならびに
該開始時間において、該コントローラーにより、該1回呼吸の初期部分の間に該エアロゾル発生器を作動させて、エアロゾルを発生させ、次いで、該1回呼吸の継続が、実質的に全ての生成されたエアロゾルを肺に送達するように選択された時間において、該エアロゾル発生器の作動を停止する、工程、
を包含する、方法。
(項目11)
T0が、前記吸入の開始として規定される、項目10に記載の方法であって、以下:
該吸入された呼吸が閾値を超えることを感知する工程、および該閾値時間を時間T1として規定する工程;ならびに
前記コントローラーから信号を送信して、時間T1において前記エアロゾル発生器を作動させる工程、
をさらに包含する、方法。
(項目12)
項目11に記載の方法であって、前記エアロゾル発生器が、エアロゾル発生時間の呼気後に停止され、該時間は、一般的に、T1〜T3の時間からT2〜T3の時間を引いた時間に等しく、ここで、T2〜T3の時間が、前記残留1回呼吸からの一般的にエアロゾルを含まない追い出し空気により、死腔容積から実質的に全ての生成されたエアロゾルを移動させるための時間の概算であり、ここで、該死腔容積は、前記マウスピースと肺への入口との間の容積であり、ここで、時間T3は、1回呼吸によって生成された流れが、前記閾値流量より下回る、前に測定された時間である、方法。
(項目13)
前記閾値流量が、1分あたり約8リットルである、項目11に記載の方法。
(項目14)
前記マウスピースを介して別の1回呼吸を吸入する工程、および前記フローセンサによって感知される際の新たな時間T1において前記エアロゾル発生器の作動を開始する工程、および前記エアロゾル発生時間が終了した後に該エアロゾル発生器の作動を停止する工程、をさらに包含する、項目11に記載の方法。
(項目15)
エアロゾル発生器を初期化するための方法であって、該方法は、以下:
マウスピースを有するハウジング、該ハウジング内に配置されたエアロゾル発生器、フローセンサ、および該エアロゾル発生器の作動を制御するためのコントローラーを備えるエアロゾル化デバイスを提供する、工程;
該マウスピースを介して初期1回呼吸を吸入して、該マウスピースを介して気流を生成する、工程;
該フローセンサにより該気流を感知する工程;
該吸入された呼吸が、閾値流量を超える初期化時間を、該コントローラーにおいて測定および保存する工程;ならびに
エアロゾル発生器作動時間を計算する工程であって、該作動時間は、該初期化時間から該コントローラー中の保存値を引いた時間に等しく、該保存値は、1回呼吸からの一般的にエアロゾルを含まない追い出し空気によって、死腔容積を介して該エアロゾル発生器から生成された実質的に全てのエアロゾルを移動させるための時間の概算であり、ここで、該死腔は、該マウスピースと肺への入口との間の容積である、工程、
を包含する、方法。
(項目16)
前記初期1回呼吸が、時間T0において開始する、項目15に記載の方法であって、前記吸入された呼吸によって生成された流れが、前記閾値流量を超える時間T1、および該吸入された呼吸によって生成された流れが、該閾値流量を下回る時間T3において、センサにより感知する工程をさらに包含し、ここで、該初期化時間が、T3からT1を引いた時間に等しい、方法。
(項目17)
前記閾値流量が、1分あたり約8リットルである、項目15に記載の方法。
(項目18)
前記コントローラーのランダムアクセスメモリ内に前記作動時間を保存する工程をさらに包含する、項目15に記載の方法。
(項目19)
前記死腔容積が、約200立方センチメートル〜約400立方センチメートルの範囲である、項目15に記載の方法。
(項目20)
前記エアロゾル発生器の作動より前に、該エアロゾル発生器に液体を供給する工程をさらに包含する、項目15に記載の方法。
(項目21)
噴霧された流体を使用者に送達するための方法であって、以下の工程:
噴霧化要素を提供する工程;
流体を該噴霧化要素に送達する工程;
該噴霧化要素を作動させて、噴霧された流体を生成する工程;
使用者の吸入の間に該使用者に該噴霧された流体を送達する工程であって、該噴霧された流体は、該使用者への経路を介して移動する、工程;
該使用者の吸入の終了の前に該噴霧化要素を停止して、それにより、該経路が、追い出し空気により満たされ始める、工程、
を包含する、方法。
(項目22)
前記作動工程および停止工程は、使用者の各呼吸について多数回繰り返される、項目21に記載の方法。
(項目23)
前記停止工程が、吸入の間の少なくとも1つの呼吸特性に基づく時間を選択することによって実行される、項目21に記載の方法。
(項目24)
前記停止工程が、圧力および流量のうちの少なくとも1つである前記呼吸特性により実行される、項目23に記載の方法。
(項目25)
前記停止工程が、少なくとも1回の前の呼吸からの特性に基づく時間を選択することによって実行される、項目21に記載の方法。
(項目26)
前記停止工程が、少なくとも1回の前の呼吸についての吸入時間に基づく時間を選択することによって実行される、項目21に記載の方法。
(項目27)
前記作動工程が、前記使用者の呼吸の特性を測定することによって実行される、項目21に記載の方法。
(項目28)
前記作動工程が、閾値圧力が達成される場合に実行される、項目21に記載の方法。
(項目29)
前記作動工程が、閾値吸入流量が達成される場合に実行される、項目21に記載の方法。
(項目30)
前記提供する工程が、複数の孔を有する振動素子を有する噴霧化要素により実行され、そして、前記作動工程が、前記流体が該複数の孔を通過するように実行される、項目21に記載の方法。
(項目31)
前記停止工程および作動工程が、作動時間が停止時間より短いように実行される、項目21に記載の方法。
(項目32)
前記停止工程が、使用者の吸入の終了の少なくとも約0.5秒前に開始される、項目21に記載の方法。
(項目33)
前記停止工程が、使用者の吸入の終了の少なくとも約0.5〜約2.0秒前に開始される、項目21に記載の方法。
(項目34)
前記停止工程が、使用者の体重に少なくとも一部基づいて、時間を選択することによって実行される、項目21に記載の方法。
(項目35)
前記提供する工程が、送風機回路の一部である前記噴霧化要素により実行される、項目21に記載の方法。
(項目36)
前記作動工程および停止工程が、制御システムに作動可能に接続され、該システムはまた、前記送風機に接続される、項目35に記載の方法。
(項目37)
前記停止工程が、前記使用者の吸入の終了の前の所定の時間において、前記噴霧化要素を停止させることによって実行される、項目35に記載の方法。
(項目38)
前記停止工程が、前記前吸入時間の割合である前記所定の時間量で実行される、項目35に記載の方法。
(項目39)
前記作動工程および停止工程が、前記使用者の1回呼吸の間の回数で実行される、項目21に記載の方法。
(項目40)
前記停止工程が、前記噴霧化要素を停止させるための時間を計算することによって実行され、該時間は、前記経路における噴霧された流体の量を最小限にするように選択される、項目21に記載の方法。
(項目41)
前記噴霧された流体の少なくとも一部が、肺を介して前記使用者の血流に進入する、項目35に記載の方法。
(項目42)
前記死腔容積が、約200立方センチメートル〜約400立方センチメートルの範囲である、項目15に記載の方法。
(項目43)
前記エアロゾル発生器を作動させる前に、液体を該エアロゾル発生器に供給する工程をさらに包含する、項目15に記載の方法。
(項目44)
エアロゾル化デバイスであって、以下:
マウスピースを有するハウジング;
該ハウジング内に配置されたエアロゾル発生器;
フローセンサ;および
該エアロゾル発生器の作動を制御するためのコントローラー;
該コントローラーによってアクセス可能なメモリ;および
該コントローラーによってアクセス可能な参照表;
を備え、ここで、該コントローラーは、該参照表の情報に少なくとも一部基づいて、該エアロゾル発生器の作動を停止するように構成される、エアロゾル化デバイス。
(項目45)
前記参照表が、吸気流が呼吸基準および患者の個々の統計量に従う解剖的概算に基づいて、前記有効死腔を満たす間の時間を表す値の表を含む、項目44に記載の装置。
Sensor(登録商標)が挙げられる。使用され得る他の型のセンサとしては、米国特許第6,014,970号、および2000年11月2日に出願された、同時係属中の米国出願番号09/705,063(本明細書中に参考として援用される)に記載されるものが挙げられる。しかし、本発明は、本明細書中に記載されるセンサのみに限定されないことが意図されることが、理解される。例えば、センサは、使用者がマウスピースを通して吸引することによって生じる予め決定された圧力低下において、ハウジング内の圧力低下を感知する、圧力センサであり得る。
Claims (12)
- マウスピースを有するハウジングと、
該ハウジング内に配置されたエアロゾル発生器と、
フローセンサと、
該エアロゾル発生器の作動を制御するためのコントローラーと
を備える、エアロゾル化デバイス。 - マウスピースを有するハウジングと、
該ハウジング内に配置されたエアロゾル発生器と、
フローセンサと、
該エアロゾル発生器の作動を制御するためのコントローラーと、
該コントローラーによってアクセス可能なメモリと、
該コントローラーによってアクセス可能な参照表と
を備える、エアロゾル化デバイスであって、
該コントローラーは、該参照表の情報に少なくとも部分的に基づいて、該エアロゾル発生器の作動を停止するように構成され、
該参照表は、呼吸基準および患者の個々の統計量に従う解剖的概算に基づいて、有効死腔を吸気流が満たす時間を表す値の表を含む、デバイス。 - 前記コントローラーは、前記吸気流が閾値流量を超えることを前記フローセンサからの信号が示している間の時間である初期化時間を計算するように構成される、請求項2に記載のデバイス。
- 前記コントローラーは、前記参照表から取得された値である保存値を前記初期化時間から引いた時間に等しい前記エアロゾル発生器の作動時間を計算するように構成される、請求項3に記載のデバイス。
- 前記コントローラーは、前記マウスピースを介して吸入する場合に、閾値流量が前記患者により達成されたことを示す前記フローセンサからの信号を受信すると、前記エアロゾル発生器の作動を開始するように構成される、請求項2に記載のデバイス。
- 前記死腔の容積は、前記患者の上気道容積の概算である、請求項2に記載のデバイス。
- 前記フローセンサは、前記ハウジングを介する空気の流量に関する電気信号を生成し、該電気信号を前記コントローラーに送信するように構成される、請求項2に記載のデバイス。
- 前記参照表は、前記メモリに保存される、請求項2に記載のデバイス。
- 前記エアロゾル発生器は、複数のアパーチャを有するアパーチャプレートと、前記コントローラーに結合されて、該アパーチャプレートを振動させる圧電変換器とを備える、請求項2に記載のデバイス。
- 前記アパーチャプレートの形状は、ドーム型形状である、請求項9に記載のデバイス。
- 前記アパーチャは、テーパー状である、請求項9に記載のデバイス。
- 液体を前記エアロゾル発生器に提供するための前記ハウジング内に配置された液体の供給をさらに備える、請求項2に記載のデバイス。
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