JP4761709B2 - エアロゾル発生器を作動するための方法およびシステム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、係属中の米国特許出願番号０９／８７６，５４２（２００１年６月７日出願）、０９／８７６，４０２（２００１年６月７日出願）および０９／８１２，９８７（２００１年３月２０日出願）（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）に関する。

本願は、米国特許出願番号０９／８４９，１９４（２００１年５月４日出願）（これは、アイルランド特許出願番号ＰＣＴ／ＩＥ／０００５１（２０００年５月４日出願）の利益を主張する）の一部継続であり、これらは、その全体が、本明細書中で援用される。

本願は、米国特許出願番号０９／８１２，７５５（２００１年３月２０日出願）の一部継続であり、かつその利益を主張し、これは、その全体が、本明細書中で参考として援用される。

本願は、米国特許仮出願番号６０／３４９，７６３（２００２年１月１５日出願）の一部継続であり、これは、その全体が、本明細書中で援用される。

本願は、米国特許仮出願番号６０／３４９，８０５（２００２年１月１５日出願）；６０／３８０，６５５（２００２年５月１４日出願）；６０／４０８，７４３（２００２年９月５日出願）および６０／＿＿＿＿＿（２００３年１月８日出願）（表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ａｎ Ａｅｒｏｓｏｌ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」）の一部継続であり、かつその利益を主張し、これらは、その全体が、本明細書中で援用される。

本願は、米国仮出願番号６０／３４４，４８４（２００１年１１月１日出願）および６０／３８１，８３０（２００２年５月２０日出願）の利益を主張する、米国特許出願番号１０／２８４，０６８（２００２年１０月３０日出願）の一部継続であり、これらは、その全体が、本明細書中で援用される。

（発明の背景）
本発明は、一般に、液体エアロゾル発生器に関する。特に、本発明は、患者へのエアロゾル化液体の送達を改善するための噴霧器（ｎｅｂｕｌｅ）の中身を識別するための、方法およびデバイスに関する。

小さい液滴をエアロゾル化または噴霧する能力は、種々の産業において重要である。単なる例として、多くの薬剤は、現在、エアロゾル発生器（例えば、ネブライザー吸入器）の使用によって、液滴形態で肺に送達され得る。エアロゾル化はまた、脱臭剤、香水、殺虫剤などを、大気中または他の標的領域に分配するための、有用な技術である。

エアロゾル発生器は、患者の肺または身体の他の標的領域に、多数の異なる薬学的エアロゾルを送達するために構成され得る。代表的には、エアロゾル発生器は、携帯型噴霧器のいくつかの型（例えば、アンプル、コンテナ、キャニスタ、リザバなど）中に含まれる液体薬剤の取り外し可能な供給を利用する。

既存のエアロゾル発生器は、有効であることが証明されているが、既存のエアロゾル発生器は、いくつかの制限を被る。既存のエアロゾル発生器の１つの問題は、使用者が、不適切に設置し得、そして誤った薬物噴霧器をエアロゾル発生器へと噴霧し得ることである。理解され得るように、誤った薬物の送達は、致命的ではないにしろ、非常に危険であり得る。

既存のエアロゾル発生器の別の問題は、エアロゾル発生器が、噴霧器中の液体を識別できないことである。結果として、患者へのエアロゾル化薬剤の有効な送達を提供することが、困難であることが証明されている。エアロゾル化されるべきいくつかの薬剤は、患者の呼吸サイクルの開始付近に送達されると、より有効であり得るが、他の薬剤は、患者の呼吸サイクルの終了付近に送達されるとより有効であり得るので、エアロゾル発生器が、噴霧器中に分配される液体の型を識別し得、その結果、正確な送達順序が選択されて、患者にエアロゾルを送達し得ることが好ましい。既存のネブライザーは、特定のパラメータにおいて有効であることが証明されているが、既存のネブライザーはまた、改善の機会を示す。

改善のための１つの領域は、使用者または患者の呼吸サイクルにおけるエアロゾル送達の正確な時間の計算および制御である。これは、本質的に、送風機デバイスからの吸息空気の全てのうちいくらかを受容する患者に関して、問題である。既存のネブライザーは、送風機チュービングへのエアロゾルの一定の流れを送達し得、これは、チュービングまたは全送風機システムの他の要素中に有意な量のエアロゾルを残存させ得る。この残存エアロゾルは、患者が息を吐くかまたはそうでなければ吸入していない間に集合するので、吸入されないかもしれず、例えば、呼気の間に、患者によって吸入されることない、有意な量の、システムから押出されるエアロゾル化医薬を生じる。このような状況は、多数の理由のために問題である。まず、実際に患者によって吸入される薬物の投薬量は、有意に不正確であり得る。なぜなら、患者が患者の呼吸系へと実際に受容する医薬の量は、患者の呼吸パターンの変動によって変化し得るからである。さらに、エアロゾル化される有意な量の薬物が、無駄に終わり得、そして特定の医薬は非常に費用がかかり、従って、医療費用が上昇し得る。なおさらに、未使用のエアロゾル化医薬は、代表的に、患者の呼気と共に、周辺環境に放出される。このことは、患者の周囲の個体の投薬を最終的に生じ得、そしてこれは、このような個体に関して有害な影響を生じ得る。さらに、病院環境において、このような個体は、医療提供者（延長した期間にわたって、このような空気汚染に曝され得る）または他の患者（衰弱した状態にあり得るか、またはそうでなければ非処方量もしくは過剰量の医薬への曝露に対して過度に感受性であり得る）のいずれかであり得る。

これらの理由のために、噴霧器の中身についての情報を獲得し得るエアロゾル発生器を提供することが所望される。特に、患者に対する改善された安全性レベル、および患者へのエアロゾル送達における有効性の増大を提供するように、薬物中に分配された液体の型を決定し得る方法およびデバイスを提供することが所望される。さらに、これらの理由のために、選択された間隔の呼吸サイクルで、患者にエアロゾルを送達し得る方法およびデバイスを提供することが所望される。また、選択された間隔で患者にエアロゾルを提供し得る方法およびデバイスを提供することが所望され、ここで、この間隔は、投与されるべき薬物の正体に基づいて選択される。

（発明の簡単な要旨）
本発明は、患者に対する安全性のレベルを改善し、そして患者へのエアロゾル送達の有効性の増大を提供するためのデバイスおよび方法を提供する。

１つの方法において、本発明は、エアロゾルを生成する方法を提供する。この方法は、エアロゾル発生器を提供する工程、およびエアロゾル発生器のインターフェースに噴霧器を連結する工程を包含する。識別マーカーは、噴霧器上で読み取られ、そしてエアロゾル発生器は、噴霧器上の識別マーカーから読み取られた情報に基づく作動プログラムに従って作動される。

別の方法において、本発明は、液体を噴霧する方法を提供する。この方法は、１回以上の呼吸をする工程、および呼吸の特徴を測定する工程を包含する。別の呼吸がされ、そしてエアロゾル発生器は、１つ以上の測定された呼吸の測定された特徴に基づいて、作動される。

なお別の方法において、本発明は、ハウジング、エアロゾル発生器、このエアロゾル発生器に連結されたコントローラー、およびこのエアロゾル発生器と連絡したリザバ（レザバーまたは貯蔵器）を備えるネブライザーシステムを提供する工程を包含する方法を提供する。本体および打鍵要素を有する噴霧器が提供される。この噴霧器は、打鍵要素が、ハウジングで適切に打鍵された場合にリザバへのアクセスを提供するように、ハウジング中に挿入される。液体は、この噴霧器からリザバへと移され、そしてエアロゾル発生器がコントローラーで作動されて、液体をエアロゾル化する。

別の局面において、本発明は、インターフェースを備えるエアロゾル発生器を提供する。検出デバイスは、このエアロゾル発生器に連結される。検出デバイスによって検出され得る少なくとも１つの識別マーカーを有するアンプルは、このインターフェースに取り付け可能である。

別の局面において、本発明は、使用者にエアロゾル化液体を送達するために適合された通路を規定するハウジングを備える、ネブライザーシステムを提供する。エアロゾル発生器は、この通路へとエアロゾル化液体を提供するように配置される。メモリ、およびエアロゾル発生器の作動を制御する複数のエアロゾル発生器作動プログラムを有するコントローラーが、このエアロゾル発生器に連結される。リーダーは、エアロゾル発生器への液体の供給を有する噴霧器上の識別マーカーを読み取るように構成され、そしてこの識別マーカーからの情報をコントローラーに送信するように構成される。代表的には、このコントローラーは、マーカーからの情報に基づいて、作動プログラムの１つに従ってエアロゾル発生器を作動するように、さらに構成される。

別の局面において、本発明は、ネブライザーのエアロゾル発生器に供給されるように適合された液体を保持する噴霧器本体を備える噴霧器；および噴霧器本体上の識別マーカーを提供し、この識別マーカーは、液体を識別する情報を有し、ここで、この識別マーカーは、ネブライザーによって読み取り可能であり、この情報に基づいたエアロゾル発生器の作動を制御する。

別の局面において、本発明は、送風機からの空気を受容する患者に、噴霧された流体を提供するために、送風機呼吸回路へと噴霧された流体を提供するように位置づけられた噴霧要素を提供する。噴霧要素はまた、本明細書中でエアロゾル化要素とも称され得、そして送風機はまた、本明細書中でレスピレータとも称され得ることが理解される。

別の局面において、本発明は、エアロゾルが送風機によって提供される呼吸サイクル中の所定の点で提供される、作動順序を提供する。１局面において、本発明は、エアロゾル生成が吸入期（これはまた、本明細書中で吸気期とも称され得る）における所定の点で開始し、そして同じ吸入期における第二の所定の点にて停止する、作動順序を提供する。別の局面において、本発明は、作動プログラムと称され得る作動順序を提供し、ここで、エアロゾル生成は、吸入期における所定の点で開始し、そして吸入期が終わった後の点（すなわち、呼気期における特定の点）で停止する。呼気期はまた、呼息期とも称され得、そして吸入期が発生しない全期間を包含し得ること；言い換えれば、呼気期は、患者の実際の呼気のみを含むのではなく、呼気の前または後に生じ得る任意の期もまた含み得ることが、理解される。別の局面において、本発明は、エアロゾル化が、吸入期における所定の点で開始し、そして呼気期内で停止する作動順序、あるいは、エアロゾル化が、呼気期における所定の点で開始し、そして引き続く吸引期の所定の点で停止する作動順序を提供する。

別の局面において、本発明は、複数の利用可能な作動順序からの特定の作動順序の選択を提供する。同様に、本発明は、作動の様式を提供し、この様式は、１つ以上の作動順序を含み得る。

別の局面において、本発明は、作動順序、作動順序の選択、または作動の様式の選択を示すためのアルゴリズムを提供する。

別の局面において、本発明は、アルゴリズムを実行する際の、作動の様式を選択する際の、または、作動順序を選択もしくは実行する際の、投与される薬物の同一性の考慮を提供する。

別の局面において、本発明は、特定の薬物群または薬物（例えば、抗体（例えば、ＩｇＧ）、または抗生物質（例えば、アミノグリコシド（例えば、アミカシン）））の噴霧化を提供する。

別の局面において、本発明は、送風機と共に使用するための噴霧された液滴排出デバイスを提供し、ここで、このデバイスは、選択された呼吸周期の間隔の間に、振動アパーチャ要素によって液滴を生成する。

別の局面において、本発明は、アパーチャのある振動エアロゾル化要素のアパーチャ出口直径を変化させることによって、噴霧された霧の粒子サイズ分布を変化させるための装置および方法を提供する。

本発明の性質および利点のさらなる理解のために、添付の図面とともに取られる以下の説明に対して参照がなされるべきである。

（発明の詳細な説明）
本発明のエアロゾル発生器システムは、１つの局面において、少なくとも１つのセンサと連絡するコントローラーに接続されたエアロゾル発生器を備え、その結果、エアロゾルの患者への送達順序は、少なくとも部分的に、センサにより得られた情報に基づき得る。幾つかの例示的な実施形態において、このシステムは、噴霧器識別センサを備えて、噴霧器上の識別マーカーを読み取り、噴霧器内に配置された液体の型を識別する。他の例示的な実施形態において、このシステムは、呼吸特性センサを備え、このセンサは、患者の呼吸特性をモニタリングおよび記録して、コントローラーが、患者の呼吸パターンに一致するようなエアロゾルの送達を指示する。なお他の例示的な実施形態において、エアロゾル発生器システムは、噴霧器識別センサおよび呼吸特性センサの両方を備える。

図１は、本発明の例示的なエアロゾル発生システム２０の概略図を示す。このシステム２０は、エアロゾル発生器（ＡＧ）２２を備え、これは、出力通路２４（例えば、送風機回路、マウスピース、フェイスマスクなど）と連絡する。液体を含む噴霧器２８は、供給システムインターフェース２６に取り外し可能に接続され、エアロゾル化のために液体をエアロゾル発生器２２に送達し得る。コントローラー３０は、エアロゾル発生器２２と連絡し、患者までの液体のエアロゾル化の順序を調整する。コントローラー３０は、出力通路２４と連絡する呼吸センサ３２に接続され得、患者の呼吸特性をモニターする。さらに、または、あるいは、コントローラー３０は、噴霧器識別センサ３４に連結され、噴霧器２８上に提供される識別マーカーを読み取ることによって、噴霧器２８に配置される液体の型を識別し得る。コントローラー３０は、流れセンサ３２および／または噴霧器センサ３４から情報を取り、アルゴリズムによって情報を実行し、エアロゾル化の効率的な順序を決定し得る。代表的には、コントローラーは、コントローラー３０に保存される、選択される前もってプログラムされた送達プログラムまたは順序プログラムを実行し、患者の呼吸サイクルの最適な時間に、患者にエアロゾルを送達する。

コントローラー３０は、保存のためのメモリおよびマイクロプロセッサーを備え得、前もってプログラムされた薬物送達順序を選択するアルゴリズムを実行する。コントローラーのメモリは、コードおよび／またはエアロゾル発生器と適合性の薬物のリストまたはライブラリー、薬物についての情報（例えば、特定の薬物に基づいて従われるべきレジーム）、薬物が最も良好に投与される呼吸サイクルにおける時間、エアロゾル化されるべき薬物の量などを保存し得る。

コントローラー３０は、代表的に、少なくとも１つのセンサと連絡される。上に示されるように、１つのセンサは、噴霧器識別センサ３４であり得、これは、噴霧器上の識別マーカーを読み取り、噴霧器内に配置される液体の型を識別する。センサは、機械的センサ、電気機械的センサ、電気的センサ、光学的センサなどであり得る。このようなセンサは、多くの目的のために、コントローラーに情報を提供するように使用され得る。例えば、識別情報は、薬物の型を識別し、送達順序プログラムを選択するために使用され得る。さらに、識別情報は、品質調節機構として使用され、不適合性薬物、危険薬物、または未知薬物などのエアロゾル化を防止し得る。

コントローラー３０に接続され得る別の型のセンサは、呼吸特性センサ３２であり、これは、ユーザーの呼吸特性をモニターし得る。このセンサは、呼吸特性情報を、コントローラーに送信し、コントローラーに、エアロゾル化液体の患者への適当な送達サイクルを選択させる。代表的には、呼吸特性センサ３２は、患者の呼吸パターン、ピーク流、呼吸数、呼気パラメーター、呼吸の調節などを測定するために使用され得る。このような測定された呼吸特性は、コントローラー３０に送達され、測定された呼吸サイクルに関する、患者への送達の適切な順序を決定するためのソフトウェアアルゴリズムによって実行される。センサ３２によって感知され得る１つの例示的な呼吸特性は、患者に空気を提供する送風機のサイクルであり；例えば、送風機によって生成された吸入サイクルの開始である。センサ３２は、他のパラメーターを感知し得、例えば、これは、音響調（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｔｏｎｅ）を発生するように音響チャンバ（示さず）を通り抜ける患者の呼吸流れを通すことによって作動される音響センサであり得、この音響調は、吸気流量に比例する。音響調の頻度は、呼吸サイクルの任意の瞬間での吸気流量を示す。音響信号は、コントローラーによって検出され、その結果、流量の時間での積分は、１回呼吸を生成する。次いで、流量および１回呼吸の両方は、コントローラーによって使用され、エアロゾル発生器が、液滴を発生する時および液滴の最大堆積が得られるのはどの流量であるかを決定し得る。さらに、音響調は、マイクロプロセッサー中に保存され得る患者の呼吸パターンの記録を生じるように保存され得る。この情報は、後に、同じ患者に対する液滴の放出に同調するように使用され得る。このような情報はまた、後に、他の診断目的のために使用され得る。このようなセンサのより複雑な説明は、共有に係る米国特許第５，７５８，６３７号（以前に参考として援用された）に記載される。

いくつかの実施形態において、センサは、送達レジメンの間中の呼吸特性をモニターするために使用し、エアロゾルが、エアロゾル化手順の間中、効率的に送達されることを保証する。このような実施形態において、コントローラーは、エアロゾル化の間、患者の呼吸パターンの測定された任意の変化に基づいて、エアロゾル送達を調節し得る。これと共に、エアロゾル化のモニタリングならびにエアロゾル化の開始および中止のために予め決定された時間の調節は、患者の実際の呼吸に基づいて、初期状態に戻され得る。しかし、他の実施形態において、呼吸センサは、１回呼吸の呼吸サイクルを決定するために使用され得、そしてコントローラーのメモリに保存される、適切な前もってプログラムされた送達サイクルを選択するために使用され得る。他の実施形態において、コントローラーは、時間に基づいてエアロゾルを提供するように構成され得る。例えば、コントローラーは、呼吸サイクルの吸入期の開始時にエアロゾル生成を開始し、そして所定のパーセンテージの吸入が生じた時点で中止するように構成され得る。あるいは、コントローラーは、第１の所定のパーセンテージが生じた時点でエアロゾル化を開始し、そしてその吸入の第２の所定のパーセンテージが生じた時点でエアロゾル化を中止するように構成され得る。あるいは、エアロゾルは、吸入期の間に開始し、続いての呼気期の間に終了し得る。あるいは、コントローラーは、呼気の間の特定の時点でエアロゾル生成を開始し、その呼気または続いての吸入の間中止するように構成され得る。従って、本発明の局面は、噴霧器を備え得、この噴霧器は、呼気の間にエアロゾル化を開始し、そしてその呼気または続いての吸入の間中止するコントローラーを有するように構成される、エアロゾル発生器およびコントローラーを備える。さらに、コントローラーは、以下の作動の様式の選択を可能にするように作動され得る：例えば、一旦特定の呼吸特性（例えば、十分なレベルの吸入）が検出されると、エアロゾル化が開始し、もはや十分なレベルが存在しない場合終了する、１つの様式；一旦特定の呼吸特性（例えば、十分なレベルの吸入）が検出されると、エアロゾル化が開始し、吸入サイクル内の所定の時間（例えば、吸入のレベルが、エアロゾル化要素の作動に必要とされるレベル未満に下がる前）、あるいは、吸入サイクル内の任意の他の時点（例えば、呼気が開始する前の吸入期のサイクルの後、または呼気が開始した後）に終了する、別の様式。

吸入のレベルは、圧力トランスデューサーによって感知され得る。このようなトランスデューサーは、送風機回路と流体連絡しているチャンバ内の気圧の低下または気圧の上昇をモニタリングし得る。この様式において、圧力低下は、例えば、送風機が患者の吸入の開始によって開始される補助された送風を提供する場合において、この回路を通して吸入する患者によって感知され得る。同様に、圧力上昇は、送風機が、患者が呼吸を開始することなく、患者に吸入空気を押す場合に感知され得る。コントローラーが作動可能である別の様式は、エアロゾル発生器のオン／オフ作動が、時間によって引き起こされるモードであり、この時間は、内部時計デバイス（例えば、マイクロプロセッサーに組込まれた時計）または外部源から確かめられ得る。コントローラーが作動可能である別のモードは、エアロゾルのオン／オフ操作が、外部信号（例えば、送風機からの信号）を受信することによって引き起こされる様式であり、この信号は、送風機が送風機回路に吸気を押し始める、吸入期の開始である送風機のサイクルの時点に対応し得る。コントローラーは、このような様式（エアロゾル化が呼吸サイクル中の所定の時間で開始し、呼吸サイクルの所定の時間で終了する様式を含む）の間で作動可能であり得る。第３の様式における第１の所定の時間および第２の所定の時間は、吸入の間に存在し得る。あるいは、第１の所定の時間および第２の所定の時間は、呼気の間に存在し得るか、または、第１の所定の時間は、呼気の間に存在し得、そして、第２の所定の時間は、続いての吸入の間に存在し得る。これらの時間は、起こる吸入期の特定のパーセンテージに対応し得るか、または呼吸サイクル内の任意の他の参照点であり得る。

あるいは、第１の所定の時間および第２の所定の時間は、単一の呼吸サイクル内の任意の時点として指定され得るか、あるいは、第１の所定の時点は、１つの呼吸サイクル内の任意の時点であり得、そして第２の所定の時点は、続く呼吸サイクル内の任意の時点であり得る。コントローラーは、開始した時を決定し得、そして、エアロゾル化を開始するように作動し得、そして中止するためのエアロゾル化の中止の時を決定し得、そしてエアロゾル化の中止を引き起こす。コントローラーは、このような決定をし得、保存されたアルゴリズムにアクセスすることに基づいてこのような作用を生じる。コントローラーは、参照点を確立する送風機からの信号を受信し得るが、それでもなお、保存されたアルゴリズムおよび／または投与される薬物の同定に関して得られる情報に基づいて作用し始めることを決定することによって、コントローラーは、送風機サイクルに関して、送風機の瞬間の位置に依存せずに、エアロゾル生成を、開始および／もしくは中止させ得る。

コントローラーは、単一様式の作動を可能にするように作動され得、そしてこのような単一様式の作動は、例えば、上記されるような任意の様式であり得る。例えば、一旦、特定の呼吸特性（例えば、十分なレベルの吸入）が検出されるとエアロゾル化が開始し、もはや十分なレベルが存在しない場合、終了する、様式である。同様に、コントローラーは、一旦、特定の呼吸特性（例えば、十分なレベルの吸入）が検出されるとエアロゾル化が開始し、もはや十分なレベルが存在しないか、またはエアロゾル化要素が存在しなくなる前の吸入内の所定の時間で終了する様式で作動され得る。

あるいは、様式は、送風機からの信号（送風機出力サイクルまたは患者の吸入サイクル内の特定の点の到達を示す）に基づいてエアロゾル化が開始される様式であり得る。（送風機の送風出力サイクルは、患者の吸入サイクルと一致し、その結果、送風機出力サイクルの送風出力期および患者の吸気サイクルの吸入期は、実質的に同時に起こる。これらは、患者が完全に受動的であり、生じる吸入のみが、送風サイクルの出力期の間の送風機からの空気の生成による場合に当てはまり得る。）このような点は、送風機の出力サイクルの出力期の間であるか、または患者の吸入サイクルの吸入期の間にあり得る。所定の時点は、送風機からの出力の特定のレベルと一致するように選択され得るか、または送風機出力サイクルの間の時間内の特定の時点で選択され得る。このような所定の時点は、例えば、送風機の前の出力期または次の出力期のタイミングに基づいて、送風機サイクルの出力期内の特定の時点、または送風機サイクルの非出力期内の特定の時点であり得る。別の局面において、本発明は、エアロゾル発生器およびコントローラーと共に送風機を提供する。本発明の局面において、所定の時間は、ユーザーに空気を供給する送風機のタイミングに基づき得る。この様式において、コントローラーは、１つの様式において送風機のタイミングを取り除くように設定され得、その一方で、別の様式（すなわち、例えば、送風機が患者の労力に対して空気を供給することによって患者を補助するように設定される場合か、または患者が所定の期間内に十分な労力をなさない場合、患者の吸気労力と送風機のタイミングとの組合せを可能にする様式）において、患者の呼吸の労力を取り除く。

本発明のエアロゾル発生器２２に関して、これらは、例えば、振動可能部材が、超音波周波数で振動され、液滴を生成する型のエアロゾル発生器であり得る。微小液滴を生成するための技術のいくつかの特定の非限定的な例は、液体を複数のテーパーされたアパーチャ（孔）を有するアパーチャプレート（有孔プレート）に供給し、そのアパーチャプレートを振動させ、これらのアパーチャを通して液滴を排出することによる。このような技術は、一般的に、米国特許第５，１６４，７４０号；同第５，９３８，１１７号；同第５，５８６，５５０号；同第５，７５８，６３７号；同第６，０１４，９７０号、および同第６，０８５，７４０号に記載され、これらの完全な開示は、参考として援用される。しかし、本発明が、このようなデバイスを用いる用途のみに限定されないことは理解されるべきである。

図２〜１０は、本発明のいくつかの例示的な供給システムインターフェース２６および噴霧器２８を示す。図２に示されるように、噴霧器２８は、上部端３８および底部端４０を備える本体３６を備えるアンプルであり得る。底部端４０は、テーパーされた開口部を備え、この開口部は、液体をアンプル２８からエアロゾル発生器２２に近接する流体リザバ４２に送達し得る。上部端３８は、ねじ込み式ベント４４を備え得、このベントは、上部端３８において排水ベントを作製するために除去され得る。本発明と共に使用され得るいくつかの例示的なアンプルは、２００１年３月２０日に出願された同時係属中の米国特許出願０９／８１２，７５５に記載され、この完全な開示は、前に参考として援用された。

本発明のアンプルは、広範な液体を保存するために使用され得る。単に例として、アンプル内に保存され得る液体としては、種々の医薬（例えば、生理食塩水、アルブテロール、クロマチン、ブデリニド（ｂｕｄｅｓｉｎｉｄｅ）、ニコチン、ＴＨＣ、コカイン、抗体（例えば、ＩｇＧ）、抗体（例えば、アミノグリコシド）など）が挙げられる。保存され得る他の液体としては、殺虫薬、脱臭薬、香水などが挙げられる。従って、本発明のアンプルは、エアロゾル化され得る本質的に任意の型の液体を保存するために使用され得る。

本発明のアンプルは、成型中でアンプルを吹き込み形成するかまたは真空形成し、このアンプルを液体で充填し、そしてこの液体をアンプル中に融解シーリングすることによって構成され得る。アンプルは、一組の取り外し可能なタブと共にさらに提供され、排水ベントおよび排水開口部を提供し得る。代表的には、これらは、アンプルの上部および底部に位置され、その結果、一旦開口部が形成されると、液体は、重力によって排水され得る。タブは、ねじ込み、クラッキングなどによって取り外され得、その結果、開口部が形成され得る。いくつかの場合において、アンプルは、上部端および／または底部端を単に貫通することによって開放されるように構成され得る。このような貫通要素は、従来的に、エアロゾル化デバイスに組込まれ得る。

種々の材料（例えば、適度なデュロメーターポリマー材料、熱可塑性合成物（例えば、低密度ポリエチレンおよびポリプロピレン）など）が、アンプルを構築するために使用され得る。アンプルは、液滴漏出を最小化するのに十分な厚さの壁と共に提供され得る。例えば、壁厚は、約０．０３０インチより大きくあり得る。アンプルは、排水開口部の直径が、アンプル内に保存される流体について滴下能力を最小にするようにさらに構成され得る。例えば、より大きな直径の開口部は、より高い粘度の流体を保存する場合に提供され得、より小さな直径の開口部は、より低い粘度の流体に対して使用され得る。

本発明のアンプルは、連結要素（すなわち、打鍵要素（ｋｅｙｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）４６）（例えば、ねじ山またはタブ）を備え、ネブライザー供給システムインターフェース２６を備えるアンプル２８に正確に整列し得る。供給システムインターフェース２６は、連結要素に係合するための対応する特徴またはスロット４８を有する。図２〜４に示される例示的な実施形態において、アンプル２８は、らせん打鍵要素４６を備え得、これは、供給システム２６における対応する打鍵特徴部４８と嵌合するように形作られる。アンプルを供給システムに挿入するために、らせん打鍵要素４６が、対応する打鍵特徴部４８に近接して位置決めされるまで、アンプルは、軸方向（矢印５０の方向）に移動される。その後、アンプル２８は、打鍵要素４６と打鍵特徴部４８とが一緒に嵌合するように回転され、アンプル２８の底部端４０が、供給システム２６中のスリットシール膜５２を開放するまで、アンプル２８を軸方向下に引く（図３および４）。

例示的な実施形態において、アンプル２８は、コントローラー、アンプル２８内に存在する液体に対して識別するための識別マーカー３５を備える。識別マーカー３５は、バーコード（例えば、浮き出されたかまたは印刷された）、１つ以上のバンプまたは突出部、無線周波数識別子、保存された情報を含む小さなチップ、または他の適切な識別技術であり得る。図２〜４に示される実施形態において、アンプルの内容物に関する情報は、アンプル２８の供給システムインターフェース２６との回転係合の間の、光学的検出器５６とのこれらの相互作用によって感知されるアンプル２８上の一連の突出部識別マーカー３５を介して運ばれる。この特定の実施形態において、ミニチュア光源５８および光学的センサ５６は供給システム２６に連結され、その結果、突出部３５を通過することは、センサ５６が、突出部の位置、数、または非存在に基づく情報（例えば、代表的に、バイナリー情報、すなわち、「０」または「１」）を提供し得る様式で、感知された光に影響する。従って、アンプルが、ネブライザー供給システム２６にねじ的に挿入された場合、アンプル２８の回転は、バンプの数を数えるか、または「１−０−１−０」のようなコードを提供し、ネブライザーコントローラー３０（図１）に、アンプル中に配置された医薬または他の液体の型を知らせ得る。単一のセンサは、アンプル２８が、ネブライザー供給システム２６に軸方向に移動される間、一連の突出部によって伝えられるコードを読み取り得、その一方で、供給システム２６のハウジングにおけるねじを切られた特徴によって回転される。

図５は、別の例示的な噴霧器識別センサ３４およびアンプル２８を示す。噴霧器センサ３４は、電気機械的スイッチを備え得、このスイッチは、供給システムに挿入される場合、噴霧器上の突出部に接触する。図５に示されるように、噴霧器は、らせん打鍵要素４６を備え、これは、対応するらせん状打鍵特徴部（示さず）と相互作用し、アンプルを供給システムインターフェース２６内で位置決めする。アンプルが、回転され、軸方向で下に移動される場合、突出部識別マーカーは、噴霧器センサ３４の金属バネ様接触部６０に接触し、そして始動して、回路を作り出し、識別電気的信号を、コントローラー３０に送信して、アンプル２８中の薬物の型を同定する。図６の平面図に示されるように、噴霧器センサ３４は、１つ以上の金属接触部６０を備え得、その結果、アンプル２８の回転によって、突出部識別マーカーが金属接触部６０、６０’に接触し得る。突出部識別マーカーの間隔および数を変更することによって、特有の電気的識別信号が、発生され、アンプル中の液体をコントローラーに対して識別し得る。次いで、コントローラーが、選択され、送達プログラムを実行し、識別された液体の効率的な送達を提供する。

別の例示的なアンプル２８および供給システムインターフェース２６が、図７および８に示される。図７に示されるように、打鍵タブ（ｋｅｙｉｎｇ ｔｕｂ）４６を有するアンプル底部端４０は、供給システムインターフェース（ｆｅｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２６におけるスパイラルスロット４８と相互作用し得る。アンプルが、供給システムインターフェース２６に挿入され、回転するにつれて、打鍵要素は、スパイラルスロット４８に係合し、アンプルをインターフェースへと引き下げる（図８）。上記実施形態と同様に、アンプルの底部端は、スリットシール膜５２を通って突出して、液体をリザバ４２へ送達し得る。上記実施形態に記載のように、識別マーカー３５は、識別センサ（示さず）によって感知され得る。

アンプル突出部識別マーカー３５は、一重らせん構造でも二重らせん構造でもよい。例示的な実施形態において、この識別マーカーは、二重らせん構造であり、その結果、第１のセットの突出部が読み取られた場合、この第１のセットの突出部は、二進コード（ｂｉｎａｒｙ ｃｏｄｅ）をシステムに提供し、アンプル２８が、ネブライザー供給システム２６（図２〜４）へとねじで回されるにつれて、第２のセットの突出部は、相補的二進コード（第２の光学検出器によって読み取られる、示さず）を提供し得る。従って、第１のシリーズの突出部の二進コードは、例えば、コード「１−０−１−０」を伝達し得、突出部の各々は、アンプルが、ネブライザー供給システムハウジングへとねじで回されるにつれて、感知され、一方、第２のシリーズは、相補的コード「０−１−０−１」を提供し得る。この様式において、コントローラーは、特定の二進コードが、どの時点で第１のセットの突出部によって送達されたか、相補的二進コードが、どの時点で第２のセットの突出部によって感知されたかを検査する。従って、このシステムは、送達され得る潜在的な誤情報を防止し得る。情報を伝達するために提供される単一のセットの突出部のみが存在し、そして、挿入が、不完全になされた。

このような相互作用により、システムが、１つ以上のアンプル突出部が感知機能に影響を及ぼす程度にまで損傷する状況に対して検査することが可能になる。なぜなら、このシステムは、第２のシリーズの突出部によって提供されたコードを有して、第１のセットの突出部によって提供される情報に対して検査するからである。

あるいは、第２のセットの突出部を使用して、異なる薬物についてのさらなるコード組み合わせを提供し得る。例示的な実施形態において、アンプルの各片側に３つのバンプ（ｂｕｍｐ）または突出部を提供することによって、エアロゾル発生器のコントローラーは、９つの薬物または医薬のうちのどの薬物または医薬が、アンプルに配置されたかを決定し得る。例えば、以下のバンプまたは突出部の分布は、コントローラーに信号を送達して、以下の薬物の正体（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を示し得る。

図２〜８に示される実施形態において、突出部識別マーカー３５は、らせん形状で配置され、このらせん形状は、らせん打鍵要素４６のピッチに実質的に一致するピッチを有し、その結果、らせん打鍵要素は、回転して、対応する打鍵特徴部（ｋｅｙｉｎｇ ｆｅａｔｕｒｅ）４８を通って移動する場合、突出部識別マーカーは、光学センサ５６または金属接触部６０の側を通過する。しかし、図９〜１０に関して記載されるように、識別マーカー３５は、種々の非らせんパターンで配置され得ることが、理解されるべきである。

図９は、非らせん配置で配置された識別マーカー３５を有するアンプル２８の１つの例示的な実施形態を示す。示されるように、アンプルは、アンプル２８の底部端に隣接する打鍵スロット６２を備え、このアンプルが、供給システムインターフェース２６へと挿入されることを可能にする。打鍵スロット６２が、インターフェース上の打鍵タブ６４に対応しない場合、このアンプルは、インターフェース内でシールされないようになっており、アンプル中の液体は、リザバ４２へ送達されないようになっている。打鍵スロットが、打鍵タブに一致する状況において、アンプル２８が、供給システムへと軸に沿って挿入され、そしてねじられて、打鍵スロットと打鍵タブとが係合するにつれて、識別マーカー３５は、噴霧器センサ３４を横切って同時に通過する。示された実施形態は、バーコード識別マーカーを読み取るバーコードリーダーを備えるが、識別マーカー３５および識別センサ３４は、上記のように、任意の他の型の識別マーカーおよびセンサ、またはそれらの等価物を備え得ることが理解されるべきである。

図１０は、アンプル上に配置されたバンプ識別マーカーを備えるアンプル２８を示し、その結果、アンプルの供給システムインターフェース２６への軸挿入（回転を伴わず）は、電気機械的接触部６０に対してバンプ識別マーカー３５と接触する。アンプル２８は、保持器（ｒｅｔａｉｎｅｒ）またはクリックポジティブ位置フィードバック要素６６、および／またはアンプルを供給システムへと整列させるためのアライメント手段を備え得る。

上記の説明に対するバリエーションが、本発明に従ってなされ得る。例えば、アンプル２８は、他の打鍵要素および／または方向要素（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）を備え、アンプルがエアロゾル化デバイスに挿入される場合に適切に方向付けされることを保証し得る。このような打鍵要素および方向要素のより詳細な説明は、２００１年３月２０日に出願された同時係属中の米国特許出願０９／８１２，７５５（その完全な開示は、本明細書で先に参考として援用された）に見出され得る。このような実施形態において、識別マーカー３５は、このような打鍵要素または方向要素に対して、センサがマーカーを感知し得、かつアンプル中に配置された医薬または薬物の型を決定し得る任意の位置で、このアンプル上に配置され得る。

本発明の方法は、ここでは記載しない。１つの方法において、本発明は、噴霧器の接触部を同定して、エアロゾル発生器の方向を改善する。図１１に示されるように、エアロゾル発生器が提供され（工程１００）、噴霧器が、エアロゾル発生器の噴霧器インターフェースに接続される（工程１０２）。噴霧器上の識別マーカーは、エアロゾル発生器によって読み取られ（工程１０４）、そしてエアロゾル発生器は、噴霧器上の識別マーカーから読み取られた情報に基づく作動プログラムに従って作動される（工程１０６）。

代表的に、エアロゾル発生器は、コントローラーによって作動される（図１）。このコントローラーは、代表的に、適合性の特定の型の薬物または医薬の各々を送達するための複数の作動プログラムを記憶するメモリを備える。識別マーカーが、センサによって読み取られた後、この情報は、コントローラーを通過して、その結果、正確な作動プログラムを選択されて、エアロゾル発生器を作動させ得る。作動プログラムは、エアロゾル発生器の開始時間および停止時間、エアロゾル生成速度、エアロゾル化要素の振動の振幅、エアロゾル化の頻度などを制御し得る。

識別マーカー情報を使用して、エアロゾル発生器の作動を制御することに加えて、識別マーカーからの情報は、他の目的に使用され得ることが理解されるべきである。例えば、図１に示されるように、本発明のシステム２０は、必要に応じて、出力デバイス６８（例えば、プリンター、オーディオスピーカー、またはＬＣＤ）を備え得る。センサによって受信された識別情報が、コントローラーメモリ内のコードエントリーに一致する場合、薬物名、投薬量情報、または他の関連する情報は、装着された出力デバイスを介して情報を表示またはアナウンスすることによってユーザーに利用可能となり得る。さらに、識別マーカーは、１つ以上の特定の薬物コード／識別マーカーの受信および識別に対してのみエアロゾル発生器を作動させ、他のものは排除するようにエアロゾル発生器コントローラーを設定することによって、患者に誤った薬物が投与されることを防止するために使用され得る：例えば、１人の患者のネブライザーは、薬物Ａおよび薬物Ｂを含み、それらについてコード化された噴霧器を受容するように設定され得、一方、別の患者のネブライザーは、噴霧器が薬物Ａを含み、それについてコード化される場合にのみ作動するように設定され得る。

代表的に、識別マーカーは、噴霧器上の打鍵要素の使用を介してセンサに隣接して配置される。打鍵要素は、エアロゾル発生器インターフェース上の対応する打鍵特徴部と相互作用して、このセンサに隣接して識別マーカーを配置し得る。しかし、他の方法において、噴霧器上の打鍵要素を使用して、エアロゾル発生器システムに接続され得る噴霧器の型を制御し得る。このような方法において、図１２に示されるように、ネブライザーシステムおよび打鍵要素（例えば、ねじ、タブ、スロットなど）を有する噴霧器本体を備える噴霧器が、提供される（工程１１０、１１２）。噴霧器は、ハウジングに挿入され得る。打鍵要素が、ネブライザーシステムのハウジングにより適切に打鍵される場合、噴霧器は、システムのリザバにアクセスし得る（工程１１４）。その後、噴霧器からの液体は、エアロゾル化のためにリザバへと移送される（工程１１６）。次いで、エアロゾル発生器は、コントローラーにより作動され、液体を噴霧し得る（工程１１８）。

打鍵要素、識別マーカー、またはこれら両方を使用して、供給システムおよびエアロゾル発生器に適合する噴霧器のみが使用されることを保証し得る。例えば、第１の注意として、本発明のエアロゾル発生器システムは、特定の型の噴霧器にのみ一致する打鍵特徴部を備え得る。例えば、ステロイドを含む噴霧器は、抗生物質を含む噴霧器とは異なる打鍵要素を有し得る。従って、ステロイド送達にのみエアロゾル発生器を使用する患者は、抗生物質を含む噴霧器をエアロゾル発生器へと打鍵し、不意に抗生物質を噴霧することを防止し、またその逆も可能である。

さらに、またはあるいは、各個々のシステムのコントローラーをプログラム化して、コントローラーメモリ中のコードおよび薬物のライブラリーに見出される選択された医薬または薬物のついての入手可能な順序送達プログラム（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｐｒｏｇｒａｍ）（これは、作動配列についての、作動順序、またはアルゴリズムと称され得る）のみを有し得る。従って、エアロゾル発生器に接続された噴霧器上の識別マーカーは、コントローラーメモリ中に記憶された一覧上の薬物のうちのいずれの１つでもなく、このコントローラーは、患者にエアロゾルを送達しない。必要に応じて、このコントローラーは、取り付けられた噴霧器が、システムに不適合であることを使用者に知らせる出力を提供し得る。

他の例示的な方法において、本発明は、個人の吸気した呼吸、代表的には、１回呼吸の特性を測定して、エアロゾル発生器の作動を制御し得る。図１３に示されるように、個人は、１回以上の呼吸をして（工程１２０）、そして呼吸の特性が、測定され得る（工程１２２）。測定され得る呼吸特性としては、呼吸パターン、最大吸気流速、呼吸数、呼気パラメーター、呼吸規則性、１回呼吸容積など挙げられるが、これらに限定されず、このような情報に基づいて使用者の１回呼吸容積を概算し得る。使用者は、さらに１回呼吸をし得、エアロゾル発生器は、この測定された１回呼吸の特性に基づいて作動し得る（工程１２４）。しかし、１回呼吸の代わりに、個人は、他の呼吸型をとり得ることが、理解されるべきである。あるいは、コントローラーは、エアロゾル発生器の作動のタイミングに基づき得、その結果、エアロゾルは、呼吸周期内の特定の時間期間で発生される（工程１２５、図１３ａ）。例えば、コントローラーは、吸気の最初の５０％についてエアロゾル発生器を作動し得る。あるいは、コントローラーは、エアロゾル発生器を作動させて、吸気の一部が生じた後にエアロゾルを発生し得、そして別の吸気の一部が生じた後にエアロゾル生成を中断し得る。例えば、コントローラーにより、エアロゾルは、吸気の２０％が生じた後に発生され得、そしてエアロゾル生成は、吸気の７０％が生じた後に中断され得る。コントローラーにより、エアロゾル生成は、例えば、呼気の９０％が生じた直後に開始し得、そして例えば、エアロゾル生成は、次の吸気の３０％が生じた後に停止し得る。エアロゾル化された医薬品が呼吸回路に提供される呼吸周期内での特定のタイミングを制御することによって、より高い効率の薬物投与が、達成され得る。図１５ａ〜１５ｃを参照して、例えば、連続エアロゾル化は、約１０％〜約１５％の効率のみを生じ得（図１５ａ）、呼吸周期の全体の吸気段階の間のエアロゾル化は、約１５％〜約２５％の効率を生じ得（図１５ｂ）、そして例えば、吸気の開始で開始する吸気段階の所定の一部の間の送達は、約６０％〜約８０％の間の効率を生じる薬物を提供し得る（図１５ｃ）。従って、本発明は、所定の％の呼吸周期（例えば、所定の％の呼吸周期の吸気段階）に対する送達を制御することにより、連続送達よりも全体の吸気段階の間の送達よりも、かなり高い効率を提供する。さらに、そして驚くべきことに、このような所定の一部の吸気段階（図１５ｃ）の全体の吸気段階（図１５ｂ）の間の送達に対する送達の効率の増加の％は、それ自体、単純に連続的に提供されるエアロゾル（図１５ａ）に対する、吸気段階（図１５ｂ）の間の送達の効率の増加よりさらに高い。

一般的に上記のように（そして一般的に、米国特許第５，１６４，７４０号；同第５，９３８，１１７号；同第５，５８６，５５０号；同第５，７５８，６３７号；同第６，０８５，７４０号；ならびに同第６，２３５，１７７号（これらの完全な開示および上記の開示は、本明細書で参考として援用される）に記載されるように）、振動可能部材（これにより、アパーチャプレートは、そのアパーチャを介して、その他面から霧としてその一面に液体を排出する）に電力を供給することによりエアロゾルを生成するエアロゾル発生器を利用することによって、エアロゾル発生の開始および停止は、マイクロ秒またはミリ秒のレベルの正確さで制御されえ、従って、正確な投薬を提供する。エアロゾル発生のタイミングは、単に呼吸周期内の所定のタイミングのみに基づいて、前の呼吸またはその一部の長さと組み合わせたタイミングに基づいて、他の呼吸特性に基づいて、投与される特定の医薬品に基づいて、またはこれらの基準の任意の組み合わせに基づいてなされ得る（工程１３５、図１３ｂ）。

例えば、米国特許第６，２３５，１７７号（これは、本譲受人に譲渡され、そしてその全体が参考として本明細書に援用される）に記載されるように、エアロゾル化要素は、金属を含む種々の材料から構築され得、これは、電鋳されて、この要素が形成される際にアパーチャを生成し得る。パラジウムは、電鋳の、複数のアパーチャを有するエアロゾル化要素を生成する際に、ならびにそれらを作動させて液体をエアロゾル化する際に、特に有用であると考えられる。使用され得る他の金属は、例えば、８０％のパラジウムおよび２０％のニッケルを有するパラジウム合金（例えば、ＰｄＮｉ）である。他の金属および材料が、本発明から逸脱することなく使用され得る。エアロゾル化要素７０（図１６ａおよび図１６ｂをここで参照する）は、ドーム形状のような湾曲（ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）（これは、球状、放物線状、または任意の他の湾曲であり得る）を有するように構成され得る。このエアロゾル化要素は、その全体にわたってドーム部分７３を有するように形成され得、そしてこれは、エアロゾル化要素の中心と同軸であり得、従って、実質的に平面円周上環部分７５であるエアロゾル化要素の部分を残す。エアロゾル化要素は、第１の面７１、第２の面７２およびそれらを通る複数のアパーチャ７４（図１６ｂ）を有する。第１の面７１は、ドーム部分７２の凹状側面（ｃｏｎｃａｖｅ ｓｉｄｅ）を含み得、第２の面７２は、エアロゾル化要素７０のドーム部分７２の凸状側面（ｃｏｎｖｅｘ ｓｉｄｅ）を含み得る。このアパーチャをテーパー状にして、第１の面７１における狭い部分７６、およびエアロゾル化要素７０の第２の面７２の広い部分を有し得る。代表的に、液体は、エアロゾル化要素の第１の面に配置され、ここで、それは、アパーチャ７４の狭い部分７６に引き込まれ得、そしてエアロゾル化要素７０の第２の面７２におけるアパーチャ７４の広い部分７８からエアロゾル化された霧またはクラウド７９として排出され得る。

エアロゾル化要素は、エアロゾルアクチュエーター８０上に取り付けられ得、これは、それを通じるアパーチャ８１を規定する。このことは、エアロゾル化要素のドーム部分が、エアロゾルアクチュエーター８０のアパーチャ８１を介して突出し、エアロゾル化要素７０の第２の面７２上の実質的に平面円周上環部分７４が、エアロゾルアクチュエーター８０の第１の面８２に接するような様式でなされ得る。振動要素８４が提供され得、そして、エアロゾルアクチュエーター８０の第１の面８２上に取り付けられ得るか、あるいは、エアロゾルアクチュエーター８０の対向する第２の面８３上に取付けられ得る。エアロゾル化要素は、エアロゾル化要素７０のアパーチャ７４を通して、第１の面から第２の面まで液体を引き込むような様式で振動し得、ここで、この液体は、噴霧された霧としてアパーチャから放出される。エアロゾル化要素は、振動要素８４によって振動し得、この振動要素は、圧電素子であり得る。この振動要素は、エアロゾルアクチュエーターに取付けられ得、その結果、振動要素の振動は、エアロゾルアクチュエーターを介してエアロゾル化要素へと機械的に移送され得る。振動要素は、環状であり得、例えば、同軸配置でエアロゾルアクチュエーターのアパーチャを取り囲み得る。本発明の幾つかの実施形態において、エアロゾル化要素、またはエアロゾル化要素７０、エアロゾルアクチュエーター８０および振動要素８６を備えるエアロゾル発生器は、異なるサイズ（例えば、異なる出口直径）のアパーチャを有するそれぞれのアセンブリとともに配置されて、異なるエアロゾル粒子サイズを有する霧を生成し得る。回路８６は、電源から電力を提供し得る。この回路は、振動要素、従って、エアロゾル化要素を振動させるように作動し得るスイッチを備え得、この様式で実施されるエアロゾル化は、スイッチの作動のミリ秒以内で達成され得る。この回路は、コントローラー８７、例えば、振動要素８４に電力を提供して、ミリ秒またはそのようにするミリ秒の信号のフラクション内で、エアロゾル化要素７０からエアロゾルを生成し得るマイクロプロセッサーを備え得る。例えば、エアロゾル生成は、このような信号の約０．０２〜約５０ミリ秒内で開始し得、そして第１の信号または第２の信号（これらのいずれもが、エアロゾル化の切り換えに対する引き金として作用し得る）の中断から約０．０２〜約５０ミリ秒内で停止し得る。同様に、エアロゾル生成は、このようなそれぞれの信号伝達の約０．０２〜約２０ミリ秒内に開始および停止し得る。同様に、エアロゾル生成は、このようなそれぞれの信号伝達の約０．０２〜約２ミリ秒内に開始および停止し得る。さらに、この様式のエアロゾル化は、実質的に均一な粒子サイズの低粘度の霧７９を有する完全なエアロゾル化を提供し、この霧は、スイッチの作動により効率的に瞬間的に生成される。

図１７を参照にして、頂部９３（これを介して液体を（直接または噴霧器の内側に）提供し得る）を備え得る、本発明に従うネブライザー８５を、送風されている患者の送風機呼吸回路に組み込み得る。呼吸回路は、「Ｙ」コネクター８８を備え得、この「Ｙ」コネクターは、次いで入口部分８９、気管内チューブ部分９０および出口部分９１を備え得る。入口部分８９は、送風機９２から提供された空気を患者に運ぶ。Ｙコネクター８８の気管内チューブ部分９０は、入ってくる空気を患者の気道に運び；この方向は、矢印ａで示される。気管内チューブ部分９０はまた、患者の呼気をＹコネクター８８の排出部分９１に運び、そしてこの排出部分は、排出を引き起こし（矢印ｂにより示される）、システムから患者の呼気を除去し得る。本発明のエアロゾル化要素のネブライザー８５は、エアロゾルクラウド９４を発生し、このエアロゾルクラウド９４は、注入部分を流れる吸気がない場合、実質的にＹコネクター８８の注入部分８９内に残り、上記のように、エアロゾル化要素によって、低速度霧を発生する。このように、提供される吸気がない場合に発生されたエアロゾルは、Ｙコネクターの排出部分９１を通って運び出され、そして外気に失われる。従って、エアロゾル化医薬品の用量は前充填され得る、すなわち、送風機９２によって送られる吸入期（ｐｈａｓｅ）の前に、注入部分８９内で実質的に発生され得そして配置され得る。この様式において、このような医薬品は患者の呼吸システムに、吸入サイクルの極めて初期に掃引され得る。これは、新生児の患者の場合および吸入期の初期ブラストのみが呼吸システムの標的部分に到達する他の例において、特定の利益となり得る。

スイッチ（上記）は、圧力変換器によって作動可能であり得、この圧力変換器は、ネブライザーのマウスピースに配置され得る。圧力変換器は、回路と電気連絡し得、そしてマイクロプロセッサーはまた、回路と電気連絡し得、そしてこのマイクロプロセッサーは、圧力変換器からの電気信号を判断し得、そしてまた、スイッチを作動してエアロゾル化を開始し得る。この様式において、噴霧化は、マウスピースに対する使用者の吸入により、実質的に、瞬間的に開始し得る。このようなセンサスイッチの例は、本譲受人に譲渡された、同時譲渡されかつ同時係属中の米国特許出願番号０９／７０５，０６３（その全体の内容は、参考として本明細書中に援用される）において見出され得る。

別の変換器を使用して、リザバの液体の存在または非存在を、（例えば、エアロゾル化要素の振動特性間の差異（例えば、振動数または振幅における差異、湿性振動および実質的な乾性振動の間の差異）を感知することによって、感知し得る。この様式において、回路は例えば、マイクロプロセッサーによって、本質的にエアロゾル化のための液体がない場合（すなわち、最終の用量が達成された場合）、振動を止め、従って、乾燥状態のエアロゾル化要素の作動を最小限にし得る。同様に、スイッチは、リザバへの次の用量の送達前に、振動を遮断し得る。このようなスイッチの例は、同時譲渡されかつ同時係属中の米国特許出願番号０９／８０５，４９８（その全体の内容が、参考として本明細書中に援用される）において示される。

図１４に模式的に示されるように、例示的な実施形態において、本発明のエアロゾル発生器のコントローラーは、エアロゾル発生器に送達される液体を識別し、そして患者の呼吸特性をモニタリングするために、噴霧器識別センサおよび呼吸特性センサの両方に接続され得る（工程１３０〜１４０）。このような実施形態において、エアロゾル発生装置を、作動して（そして予めプログラムされた送達プログラムを選択して）、識別センサおよび呼吸特徴センサから得られた情報に少なくとも部分的に基づいて、エアロゾル発生装置を作動し得る（工程１４０）。

どの型の医薬または薬物が送達されているかが公知である場合、コントローラーは、メモリに記憶されている薬物についての所定のレジメンに基づいて、エアロゾルの送達のための患者の呼吸サイクル間の、最良の時間を選択し得る。さらなる利益として、患者の年齢および／または困難の推定が、例えば、一回呼吸量および呼吸数を測定することによってなされ得る。このような測定は、一呼吸に対する用量の効果的な必要量に影響を与え得る。これらの変数または別の変数は、エアロゾル送達（特に送風機の呼吸回路への送達）のための様々なレジメンを確立する際に使用され得る。これらのレジメンは、メモリに記憶され得、次いで所定の患者状態に適切なようにコントローラーによりアクセスされ得る。

例えば、気管支拡張剤の送達に最良の時間は、埋伏が吸入の流れが減少したために減少された場合、呼吸の吸入期の半分であり得る。ステロイドに関して、呼吸の吸入期の最後に送達されることが最良であり得る。抗生物質に関して、わずかに前充填されること（すなわち、呼気期の間のエアロゾル送達、または呼吸開始すぐの送達）が最良であり得る。例えば、抗生物質は、吸入を提供された送風機の開始に送達され得、エアロゾル送達は、吸入の予め決定された割合が提供された後、止められ得る。本発明に従って投与され得る抗生物質の１つのクラスは、抗生物質のアミノグリコシドクラスとして公知のクラスである。この抗生物質のクラスは、代表的に静脈内に投与されるが、しかし、このような送達は望まれない副作用を有し得、この副作用は、全身性であり得る。本発明の目的は、送風機に対して、患者の呼吸回路に、エアロゾル化形態で、抗生物質を送達することにより、抗生物質（例えば、アミカシンを含むアミノグリコシド）を投与することである。この様式において、アミカシンを使用して、患者が機械的に人工呼吸されている場合に代表的に生じる肺性感染状態を処置し得、そしてアミカシン、または他のアミノグリコシドあるいは他の抗生物質が、処置の標的、肺気道に直接送達され得る、静脈内投与から生じる別の副作用を回避し得る。さらに、このような薬物の高い費用に起因して、はるかに高い有効性が、この肺送達を介して達成される。上記のように、図１５ｃを参照にして、呼吸回路の吸入期の開始割合の間のエアロゾルの送達は、約６０％および約８０％の間の効率を生じ得、これは、継続的なエアロゾル化または吸入回路の全吸入期に対するエアロゾル化の効率より有意に高い。

上記のように、エアロゾル化の様々なレジメンが、状況に依存して、続けられ得る。例えば、図１８において、第１、第２および第３のレジメン間の選択が示される。レジメンは、手動的または自動的に（例えば、入力されるか、または保存されるかのいずれかである情報に基づく、作動プログラムを選択するアルゴリズムの適用を介して）選択され得る。手動選択に関して、使用者は、機械のスイッチを作動し、レジメンを選択得るか、またはこのような選択を電気入力デバイス（例えば、キーボード）に入力し得る。あるいは、コントローラーは、上記のように、薬物噴霧器上の薬物コードを、薬物レジメンの組み合わせのライブラリーと一致させることにより、自動的にレジメンを選択し得る。（図１８、１９および２０において、作動順序アルゴリズムの模式的フローチャートが示される。そこにおけるアイテムは、考察を容易にするための工程として参照されるが、これらは本明細書中においてより広く作動または様式の状態（システムが存在し得るか、または周期化し得る）を言う。長方形に示された工程は、本質的に作動、作用または様式の状態である。菱形に示された工程は、所定の状態が満たされるまでの、作動、作用または様式の以前の状態の選択または継続のいずれかを示す。２つの連続的な菱形は、第１の状態および第２の状態それぞれを充足することを言い、この第２の状態は、第１の状態のサブセットであり得る。）
工程２００において、選択は以下の特定のレジームに対してなされる。この場合、レジームＩは、エアロゾルが連続的に発生されるレジームである（工程２０２）。レジームＩＩは、吸入期のみの間にエアロゾル発生を提供する（工程２０４）。この場合、工程２０６において、エアロゾル発生が、吸入期の開始で始まるようにセットされ、そして工程２０８において、エアロゾル発生は、吸入期が止まる場合に止まるようセットされる。工程２１０において、エアロゾル発生は、吸入期の開始で始まる。工程２１２において、吸入期が終わる時、エアロゾル発生が止まる（工程２１４）。

レジームＩＩＩは、所定の割合の吸入の期間に、吸入を提供する（工程２１６）。所定の割合の吸入（または呼気）期は、送風機サイクルにおける別々の時点から測定した時間（例えば、送風機による吸気生成の瞬間開始）に基づき得る。
あるいは、このように所定の割合は、送風機における連続した別々の時点の間の時間間隔（例えば、送風機による連続吸入生成の連続開始）に基づき得る。あるいは、このような割合は、送風機回路における空気圧に基づき得るか、または他のパラメーターに基づき得る。レジームＩＩＩに関して、この場合、工程２１８において、第１の所定の時点は、吸入の第１の所定の割合の完了と対応するようにセットされる。工程２２０において、第２の所定の時点は、完了した吸入割合の第２の所定の割合に対応するようにセットされる。例えば、上記のように、第１の所定の時点は、完了した吸入期の２０％と対応し得、そして第２の所定の時点は、同じ吸入が生じた時点の７０％での時点と一致し得る。工程２２２において、エアロゾル発生は、吸入期における、第１の所定の時点で始まる。工程２２４において、第２の所定の時点に達した場合、コントローラーは工程２１４を実行し、そしてエアロゾル発生を止める。

同様に、上記のように、他のレジームが、続き得、例えば、エアロゾル発生が吸入期の間に始まりそして呼気期の間に終わるか、または呼気期の間に始まりその呼気期の間に終わるか、または呼気期の間に始まりそして引き続く呼吸サイクル（例えば、引き続く吸入期の所定の時点）で終わる。従って、図１９を参照すると、選択は、上記のように、レジームＩＩ（工程２３２）およびＩＩＩ（工程２３４）の間の工程２３０でなされ得、そして別のレジーム、レジームＩＶ（工程２３６〜２４２）もまた、選択に有用である。レジームＩＶにおいて、エアロゾル発生は、第１の所定の時点（工程２３６）で始まり、そしてこの第１の所定の時点は、所定の吸入期の割合が生じた後であり得るか、または吸入期が完了した後の所定の時点であり得る。例えば、この時点は、所定の吸入期の割合が生じた後の所定の時点であり得るか、または引き続く吸入期の開始の前の所定の時点であり得る。エアロゾル発生は、呼気の間（レジームＩＶａ、工程２３８）、呼気の完了（レジームＩＶｂ、工程２４０）において止まり得るか、またはエアロゾル発生は、次の呼吸サイクルに継続し得（レジームＩＶｃ、工程２４２）、そして、例えば引き続く吸入期の間の所定の時点後に止まり得る。

この例において、レジームＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶに対応する作動順序間で選ばれる選択を有するコントローラーを用いて、作動順序の模式的な説明が、図２０に示される。工程２５０において、レジームが選択される。工程２５２において、エアロゾル発生器コントローラーは、選択したレジームに基づいて、作動順序を選択する。工程２５４において、コントローラーは、送風機が吸入期を提供し始めることを示す信号を受信する。信号は、上記のように、送風機によって直接提供される信号であり得る。あるいは、信号はセンサによって提供され得、そしてこのようなセンサは、上記のように、呼吸回路における圧力変化を感知することで、送風機により提供された吸入期の開始を感知し得る。工程２５６において、コントローラーは、選択された作動順序を実行する。レジームＩＩの場合において（工程２５８）、コントローラーは、送風機により提供された吸入期の開始により、エアロゾル発生を作動する。コントローラーは、吸入期が完了する時点まで、エアロゾル発生器を作動し続ける（工程２６０）。工程２６２において、コントローラーは、エアロゾル発生器を止める。

レジームＩＩＩの場合、コントローラーは、吸入期の所定の時点が、完了される吸入期の割合と対応するまで、エアロゾル発生を開始するための任意の作用を取らない（工程２６４）。工程２６６において、吸入期の所定の時点で、コントローラーは、エアロゾル発生器を作動する。工程２６８において、吸入期完了の第２の割合時点に対応する、第２の所定の時点吸入期まで、エアロゾル発生器は持続する。この時点において、コントローラーは、工程２６２を実行し、そしてエアロゾル発生器を止める。レジームＩＶに関して、エアロゾル発生は、吸入期完了の所定の時点の後に始まり（工程２６４）、そしてこの時点は、予め決定され、吸入期が完了されそして呼気期が始まった後で生じ得る（工程２７０）。工程２７２において、コントローラーは、エアロゾル発生器を作動し、エアロゾル化を開始する。バリエーションは、エアロゾル発生が終わる時点に関してなされ得る。エアロゾル発生が、呼気期の完了の前に完了されることが所望される場合（レジームＩＶａ）、エアロゾル発生は、引き続く吸入前の所定の時点まで持続し得る（工程２７６）。あるいは、呼気の終了までエアロゾル化を持続することが所望され得、ここでこの終了は、レジームＩＶｂ（工程２７８）におけるような、引き続く吸入の開始時点に対応し得る。あるいは、レジメン（例えば、レジームＩＶｃ）を続けることが所望され得、ここで、エアロゾル発生が、引き続く呼吸サイクル（工程２８０）を通じて、例えば、引き続く吸入期の所定の割合が完了されるまで（工程２８２）、持続する。これらのレジームにおいて、エアロゾル化は、コントローラーが工程２６２を実行し、そしてエアロゾル発生を止める時点で、これらの状態を満たすまで持続する（レジームＩＶａに関する工程２７６、レジームＩＶｂに関する工程２７８またはレジームＩＶｃに関する工程２８２）。このプロセスは、送風機が吸入期（工程２５４）を提供し始めたことを示す、次の信号を用いて持続され得る。

さらに、作動順序を続けるための選択は、投与されるべき薬物の識別に少なくとも部分的に依存して、ここで、情報は上記のようなコントローラーにより考慮され得る。加えて、改変が、本発明から逸脱ことなく、これらの実施例に対してなされ得ることが理解されるべきである。例えば、３つより多い初期レジームを続けるように選択され得、システムが形成され得、または方法が実行され得る。例えば、上記のようなレジームＩ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶが、同時に選択可能であり得る。さらに、様々な工程が、変化され得る；例えば、幾つかの工程は、別の工程でなくてもよい。従って、工程２５６は、不連続の工程となり得ず、むしろ選択されたレジームに従う、以下の作動順序であり得る。同様に、送風機が吸入期を提供し始める信号を受信後（工程２５４）、コントローラーが作動順序を選択し得る（工程２５２）ように、工程の順番が変えられ得る。工程はまた、組み合わされ得る（例えば、レジームＩＶにおいて、工程２６４および２７０は、単一の第１の所定の時点が達成されたことを決定するための、連続的な基準を表すので、単一工程として組み合わされ得る）。同様に、工程２７４が他の連続的な試験（工程２７６、２７８、または２８０）の各々で特定された状態試験を意味するので、工程２７４は、工程２７６、２７８または２８０と組み合わされ得る。アルゴリズムの例は、他の作動順序を形成するように変えられ得る。例えば、作動順序は、コントローラーが、レジームＩＩの工程２５８のように、ネブライザーにより提供された吸入サイクルの開始で、エアロゾル発生を開始し、レジームＩＩＩの工程２６８（および工程２６２）のように、吸入期の所定の割合が完了する時点で、エアロゾル発生器を止めることを求め得る。同様に、他の基準を使用して、エアロゾル発生器の開始または停止を引き起こし得る。例えば、上記のように、エアロゾル化の開始は、送風機回路内の特定の圧力または圧力変化を感知することにより、引き起こされ得、そして以下のレジームＩＩＩ（工程２６８および２６２）またはＩＶ（上記のように、工程２７４、２７６、２７８または２８０および２８２、続いて工程２６２）の順序を止めることにより、終わり得る。

図２１は、噴霧した薬物を、送風機からの空気を受ける患者に提供するための作動順序が、複数の独立した情報のセットの組み合わせ（この場合、薬物識別および送風機からの信号）に基づいて、選択され得ることによる、アルゴリズムの模式的な説明である。工程３００において、薬物レジームのライブラリーが提供され、この薬物ライブラリーは、投与され得る様々な薬物に基づく。工程３０２において、特定の薬物の識別は、システムに提供され、そしてこれは上記のように、薬物、システムにより読み取られるマーカーを含む噴霧器上のマーカーにより提供され得る。工程３０４において、コントローラーは、保存されたレジームのライブラリーに由来するレジームを検討し、投与されるべき特定の薬物に基づいたレジームを選択する。工程３０６において、コントローラーは、送風機からの信号を受信する。工程３０８において、コントローラーは次いで、薬物識別および薬物レジームに一部基づき、ならびに送風機からの信号により提供される独立した情報に一部基づく作動順序を選択する。工程３１０において、コントローラーは、薬物および送風機の吸入サイクルを要素として組み込まれる薬物を提供されるレジームに基づき、送風機サイクルにおいて所定の間隔でエアロゾルを発生し得る、作動順序を実行する。これらの説明は、例示であり、従って、工程の順序が変化され得、そして他のバリエーション、追加および改変が、上記のように、本発明に従って、なおなされ得る。

上記の全てが、本発明の好ましい実施形態の完全な説明であるが、様々な代替物、改変物および等価物が使用され得る。従って、前述の発明は、理解を明確にする目的で、詳細に記載されているが、特定の改変は添付の特許請求の範囲の範囲内で実施され得ることが明らかである。

図１は、本発明のシステムを概略的に示す。 図２は、本発明の例示的な噴霧器および供給システムインターフェースを示す。 図３は、本発明の例示的な噴霧器および供給システムインターフェースを示す。 図４は、本発明の例示的な噴霧器および供給システムインターフェースを示す。 図５は、電気機械的センサを備える、本発明の別の例示的なシステムの立面図を示す。 図６は、アンプルおよび図５の電気機械的センサの平面図を示す。 図７は、アンプルおよび代替的なねじ山インターフェースを有する供給システムインターフェースを示す。 図８は、アンプルおよび代替的なねじ山インターフェースを有する供給システムインターフェースを示す。 図９は、別のアンプルおよび供給システムインターフェースを示す断面平面図である。 図１０は、非らせん状構造で配置された識別マーカーを有するアンプルの平面図である。 図１１は、本発明の１つの例示的な方法を示す簡素化したフローチャートを示す。 図１２は、本発明の別の簡素化した方法を示す。 図１３は、本発明のなお別の簡素化した方法を示す。 図１４は、本発明の別の簡素化した方法を示す。 図１５は、呼吸周期の経過に対する種々の様式のエアロゾル化を示すグラフである。 図１６ａは、本発明に従ったエアロゾル発生器の概略的な断面図である。 図１６ｂは、図１６ａに表されたエアロゾル発生器の概略的な切り取り断面の詳細である。 図１７は、本発明に従った送風機呼吸回路に組み込まれたネブライザーの概略的な斜視図である。 図１８は、本発明に従った作動順序のアルゴリズムの概略図である。 図１９は、図１８の図の代替的な概略図である。 図２０は、図１９に示され、かつ本発明に従った作動順序のアルゴリズムのさらなる概略図である。 図２１は、作動順序が、複数の独立したセットの情報の組み合わせに基づいて選択され得るアルゴリズムの概略図である。

Claims (10)

1. システムであって、
   送風機を備えた、送風機回路；
   振動可能な有孔プレートを備えるエアロゾル発生器であって、エアロゾルを該送風機回路へと放出するように構成されている、エアロゾル発生器；
   液体を保持し、かつ該エアロゾル発生器と接続するように構成された噴霧器本体を備える、噴霧器；および
   振動要素に接続されたコントローラー、を備え、ここで、該噴霧器が、該エアロゾル発生器の作動を制御するために使用可能な情報を有する識別子を、該有孔プレートが該噴霧器上の識別子から読まれた情報に基づき作動プログラムに従って振動されるように含み、該識別子が識別マーカーであり、ここで、該システムが、患者の１つ以上の呼吸特性を測定し、そして該コントローラーが、測定された該１つ以上の呼吸特性に基づいて該振動要素を振動し、そして、該コントローラーが、該エアロゾル発生器に、呼吸サイクルの第１の所定の時間においてエアロゾル生成を開始させ、そして該呼吸サイクルの第２の所定の時間においてエアロゾル生成を停止させるように構成されており、該呼吸サイクルにおける第１の所定の時間が吸気の第１の部分の後に存在し、そして該呼吸サイクルにおける第２の所定の時間が当該吸気の第２の部分の後に存在する、呼吸サイクルシステム。
2. ハウジングをさらに備え、そして前記エアロゾル発生器と連絡している貯蔵器をさらに備え、ここで前記噴霧器本体が打鍵要素を備え、該噴霧器が該ハウジング中に挿入される場合、該打鍵要素が、該ハウジングと鍵合わせされる場合に該貯蔵器への接近を提供し、これによって液体が該噴霧器から該貯蔵器に移され、該打鍵要素がねじ山、タブおよびスロットからなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記振動可能な有孔プレートが、第１の面、第２の面およびそれらを通る複数の孔を有するエアロゾル化要素、ならびに振動要素を備え；そしてここで、前記貯蔵器が、前記エアロゾル発生器のエアロゾル化要素の第１の面と液体連絡している、
   請求項２に記載のシステム。
4. 前記コントローラーが、複数の記憶された作動プログラムを備える、請求項３に記載のシステム。
5. 該コントローラーが、呼吸パターンに基づいてエアロゾル生成の時間間隔を調整するように構成されている、請求項３に記載のシステム。
6. 測定された前記呼吸特性が、患者の吸入パターン、最大吸気流速、呼吸数、呼気パラメーター、または吸入の調節である、請求項３に記載のシステム。
7. 前記貯蔵器上に配置されたスリットシール膜をさらに備え、ここで前記噴霧器が、前記打鍵要素が前記ハウジングと鍵合わせされて前記液体が該噴霧器から該貯蔵器に移されることを可能にする場合に、該スリットシール膜を通じて突出するように構成されている、請求項２に記載のシステム。
8. 請求項３に記載のシステムであって、該システムが呼吸サイクルの第１の所定の時間を感知するセンサをさらに備え、ここで、該センサが、前記コントローラーと連絡している、システム。
9. 前記コントローラーが、ある間隔の間エアロゾルを提供するように構成されており、該間隔は、呼気期の一部分および連続する吸気期の一部分を含み、該呼気期の開始後に始まり、そして該連続する吸気期の間に終わる、請求項３に記載のシステム。
10. 前記液体をさらに含み、ここで該液体が抗生物質を含有する、請求項１に記載のシステム。

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