NO813908L - Medisinsk nebuliseringsapparat. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører medisinske nebuliseringsappara-ter for inhaleriirgsformål. I denne beskrivelse skal uttrykket "nebulisering" omfatte dannelse av en tåke av pulver eller væske.

I medisinen er inhalering av tåkeformige, dvs. forstørrede medikamenter, en akseptert måte å behandle forskjellige medisinske tilstander, såsom astma, bronkitt, systisk fibrose og andre tilstander i åndedrettskanalene. Eksisterende, medisinske nebulisatorer er ikke lett å bruke av alle pasienter. De er kostbare, plasstrengende og krever en atskilt trykkluft- eller oksygentil-førsel, f.eks. fra en trykkluftbeholder eller fra en elektrisk kompressor. En pasient kan derfor ikke tenkes å ha eller bære sin egen nebulisator og han må derfor besøke et sykehus for in-haleringsbehandling.

Det er tidligere blitt foreslått å benytte en roterbar

skive for dispergering av partikler i en medisinsk nebulisator. Materialet mates i en aksial retning på skiven for spredning av partiklene i et stort kammer og en luftstrøm genereres uavhengig for å bære partiklene ut av kammeret. Det dannes en stor andel av store partikler og apparatet er massivt.

En felles måte å fremstille en tåke eller dusj på er en trykksprayboks som vanligvis benyttes f.eks. til slike formål som sprøyting av maling, luftoppfriskningsspray og insekticid-spray. Alle slike spraybokser er lette å bære og benyttes i og som inhalasjonsinnretninger, men de lider av alvorlige svakhe-

ter. De krever en bæregass under trykk som i seg selv er uønske-lig av omgivelsesmessige årsaker, og trykket er ytterst høyt med den følge at tåkepartiklene støter sammen i munnen og faller sammen. Slike apparater kan ikke brukes om igjen og de krever en meget høy grad av koordinasjon og anstrengelse fra pasientens side.

Denne oppfinnelse tilveiebringer et medisinsk nebulise-ringsapparat som omfatter et hus som omgir et kammer utstyrt med en beholder for materiale som skal forstøves, hvor huset har et utløpsparti for forstøvet materiale, en passasje for forstøvet materiale mellom kammeret og utløpspartiet og forstøvningsinnret-ninger i form av en dreven roterbar del for utførelse av forstøv-ningen. Dette apparat utmerker seg ved at den roterbare dels rotasjonsbane strekker seg gjennom beholderen for opptagning av materiale, idet passasjen er i forbindelse med kammeret ved en port som er radialt atskilt fra rotasjonsbanen og plassert i banen for partikler som slynges ut fra rotasjonsdelen, og kammeret er formet slik at partiklene rettes mot porten i en strøm som dannes sentrifugalt av den roterende del.

Den roterende del er fortrinnsvis i form av en roterbar skive og kammeret har fortrinnsvis en sirkulær periferisk vegg rundt skivens periferi. Passasjen fra kammeret kan være tan-gential til kammeret.

Luftinnløpet er fortrinnsvis en åpning i en vegg av kammeret og en lukker kan være anordnet for kontroll av innløpets areal. Det foretrekkes at det er anordnet en skala som indike-rer lukkerens stilling og derfor tillater forutbestemte innstil-linger av innløpsarealet. Størrelsen av innløpsarealet bestem-mer leveringsmengden av forstøvet materiale ved styring av tilfø-ringsgraden for luft til kammeret under drift.

Passasjen mellom kammeret og det ytre parti omfatter fortrinnsvis en skjermanordning som bidrar til å kontrollere par-tikkelstørrelsen ved utløpet ved å tilbakeføre større partikler til kammeret.

Apparatet ifølge oppfinnelsen kan være utført tilstrekkelig lite til å kunne bæres i en lomme eller håndbag og kan til-veiebringe en fin dusj med partikler med en størrelse som ikke overskrider 30y eller til og med mindre enn 15y.

Bruken av et rotasjonshjul for utslyngning av partikler i en gasstrøm er en gammel praksis i noen industrier, f.eks. for pulverisering av metaller og elektrostatisk pulverdekking. Slike industrielle prosseser er beskrevet i følgende britiske.patent-skrifter.

Britisk patent 1 173 180 beskriver et apparat for utvik-ling av elektrostatisk ladning som omfatter bruk av en skive-elektrode i et lukket kammer som under rotasjon neddykkes i en farvevæske. Høyspenning for atomisering av farvévæsken og de atomiserte eller støvede partikler avsettes som følge av det på-førte elektriske felt på et ledende bærelag av samlemateriale som bærer et ladningsmønster.

Britisk påtent 1 085 092 beskriver et apparat med en roterende tannskive som sender væskepartikler fra en beholder inn i en gasstrøm. Dette apparat krever en særskilt tilførsel av gass

under trykk for å kunne virke.

Et apparat for desintegrering av smeltet metall, f.eks. for fremstilling av et oksyd av metallet,er beskrevet i britisk patent 519 784 og et meget lignende apparat er beskrevet i britisk patent 574 385. Apparatet ifølge hvert av disse patent-skrifter krever en beholder som kan inneholde en masse med smeltet metall,og en roterende skive eller et hjul slynger partiklene av smeltet metall inn i en gasstrøm. Patentskriftet

519 784, som ble publisert for 40 år siden, nevner forbigående i en setning at rotasjonshjulet kunne tjene til å frembringe gasstrømmen, men for disse industrielle prosesser, som for da-gens medisinske nebulisatorer, er det akseptert at et atskilt apparat for frembringelse av gasstrømmen er viktig.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere nedenfor ved hjelp av eksempler og- under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et perspektivriss av en første utførelse av et medisinsk forstøvningsapparat ifølge oppfinnelsen, fig. 2 et perspektivriss av en avbrukket del av apparatet ifølge fig. 1 og viser en beholder av samme, fig. 3 viser et snitt langs linjen 3-3 på fig. 1, og fig. 4 viser et snitt langs linjen 4-4 på fig. 1.. Fig. 5 og 6 viser snitt som ligner snittene ifølge fig. 3 og 4, men av en annen utførelse, og fig. 7 og 8 er tilsvarende snitt som viser en tredje utførelse.

Fig. 1-4 viser et medisinsk forstøvningsapparat omfattende et hus 11 med et hult sylindrisk parti 12 som inneholder et kammer 13. Et utløpsrør 14 strekker seg oppover (i den bruksstil-ling som er vist på fig. 1) fra det sylindriske parti og danner en utløpskanal som forløper tangentielt til kammeret 13 og er forbundet med dette gjennom en port 13a. Utløpsrøret 14 fører til et rørformet hode 15 som har en T-forbindelse med røret 14.. Et munnstykke 16 er forbundet med hodets 15 ene ende. Under bruken befinner materialet som skal forstøves,seg i kammeret 12 og en fin dusj bestående av partikler som trenger inn i en luft-strøm, dannes ved munnstykket, som skål beskrives nærmere nedenfor.

Kammerets 13 nedre parti motsatt til røret 14 danner en beholder 18 og indre skråflater 19,20 tvinger beholderen til å smalne av mot omkretsen, idet hver skråflate er bueformet.og følger den indre omkretskontur av kammeret, som det fremgår av fig. 2. Hver.flate i denne konstruksjon er dannet ved en fast innervegg 21,22 med stort sett trekantet tverrsnitt, som det fremgår av fig. 4.

En forstøvningsskive 25 er anordnet dreibart i kammeret 13 på en aksel 26, slik at en del av ytteromkretsen av skiven ligger mellom skråflåtene 19 og 20 i beholderen og skivens diameter er bare ubetydelig mindre enn beholderens,og skivens hoved-plan forløper parallelt med det sylindriske partis 12 sidevegger 12a,12b. Akselen drives av en elektrisk motor 27 og.ét utskift-bart elektrisk batteri 28 anbragt i et hus 29 på den ene sidevegg 12a av det sylindriske parti 12 som danner kammeret 13.

En bryter 28a er tilgjengelig utenfra huset og kan betjenes

for igangsetning av motoren.

Den motsatte sidevegg 12b av dette parti har et sentralt luftinn-løp" 30, hvis størrelse kan variere ved hjelp av en lukker 31. Lukkeren i denne utførelse er i form av en skive som er festet dreibart med en dreiepinne 32 på sideveggen 12b. Lukkeren har en åpning 3.3 med samme diameter som innløpet 30, slik at med åpningen 33 og innløpet i flukt med hverandre er innløpet åpnet helt. Lukkeren kan dreies for forminsking av det åpnede inn-løpsareal. Lukkeren bærer en viser 35 som samvirker med en bue-formet skala 36 på sideveggen 12b, slik at et forutbestemt areal av innløpet kan avdekkes overensstemmende med skalaavlesningen.

Utløpspartiene av anordningen har en indre skjermanordning dannet ved en innsnevring 4 0 nær munningen av utløpsrøret 14

ved hodet 15 og et konisk fremspring 41 anordnet i hodet 15 rett overfor utløpsrøret 14, hvor fremspringets 41 spiss 4 2 ligger på utløpsrørets akse. Enden av hodet motsatt munnstykket 16 er lukket unntatt en lufteåpning 43. En bøyelig belg 44 forbinder munnstykket 16 med hodet 15.■

Utløpsrøret 14 omfatter en øvre del 14a som er integral méd hodet 15 og med en nedre del 14b som er integral med det sylindriske parti 12. De to deler er skjøvet inn i hverandre. Hodet 15 med den øvre del 14a kan derfor tas av, slik at munnstykket 14c av den nedre del danner et innløp.

Når apparatet brukes, innføres materialet som skal forstø-ves, i beholderen 18 gjennom innløpet 14c. Pasientens munn fø-res til munnstykket 16 og den elektriske motor energiseres ved betjening av bryteren 28a. Derved roterer forstøvningsskiven 25

i retning av pilen B på fig. 3. En del av omkretsen neddyppes

i materialet i beholderen 18, slik at skiven slynger partikler

av materialet langs den tangentiale kanal i utløpsrøret 14. Den roterende skive tjener også som en sentrifugal-pumpe til å suge luft inn gjennom innløpet 30 og frembringe en gasstrøm langs ka-nalen i utløpsrøret, og materialpartikléne rives med' inn i gass-strømmen slik at forstøvet materiale går ut av munnstykket 16

i form av en fin dusj. Luftmengden somsuges inn i kammeret kan kontrolleres ved innstilling av lukkeren 31.

Da skiven slynger partiklene ut med stor hastighet, har disse partikler (særlig de store) en tendens til å støte mot kammerets 13 innervegger og brytes opp til enda mindre partikler.

De større partikler som går inn i røret 14 har tendens til å fal-le sammen og drypper tilbake inn i beholderen 18 eller på skiven for ytterligere behandling. Denne kontinuerlige og seg gjenta-gende prosess fører til dannelse av meget små partikler. Innsnevringen 4 0 forhindrer strømmen av større partikler' og begun-stiger denne virkning som også fører det koniske fremspring 41

som tjener til å lede partikler som er falt sammen, tilbake til beholderen. Dusjen ved munnstykket kan derfor bestå av partik-

ler med maksimal størrelse på 15u.

Lufteåpningen tillater innsugning av tilskuddsluft ved en pasient og forhindrer også en sugevirkning ved munnstykket ved å dra inn materiale fra beholderen og bevirker trykkavlastning

hvis pasienten tilstopper munnstykket eller blåser tilbake inn

i munnstykket. Pasienten kan derfor puste fritt uten å innvirke på apparatets funksjon. Lufting i dette tilfelle forhindrer også fuktning åv materialet i beholderen ved brukerens ånding, hvilket er viktig hvis materialet er i form av et pulver.

Utformingen av beholderen 18 reduserer til et minimum dybdeforandringene av materialet i beholderen når apparatets stilling forandres.

Skiven kan være anbrakt roterbart eksentrisk eller ute av balanse dreibar om en akse ved hjelp av andre innretninger, så-

som vekter, for å forårsake vibrering som bidrar til oppbrytning og fluidisering av materialet i beholderen for forbedring av forstøvningsvirkningen. Dette kan være særlig nyttig når materialet er et pulver. Større partikler som ikke kan forstøves i apparatet kunne bli i beholderen for å bevirke slike vibrasjoner og bidra til oppbrytning av pulverpartiklene i enda mindre partikler.

Slike vibrasjoner kan forårsake ubehagelig følelse•i. brukerens lepper og den bøyelige belg 44 tjener derfor til å dempe vibrasjonene på veien til munnstykket.

Skiven roterer fortrinnsvis med 8000 omdr./min. eller mer

for å sikre en god leveringsmengde av forstøvet materiale.

Det beskrevne forstøvningsapparat er lite og kan holdes i en lomme eller håndbag. Dette blir ennå lettere ved forbindel-sen mellom rørdelene 14a og 14b som tillater at delene kan dreies fra hverandre, slik at apparatet blir enda mer kompakt.

Motorhuset 29 kan tas av for lettere sterilisering hvis ikke huset er vanntett. Huset kan f.eks. ha en bajonettkobling eller skruekobling i den sylindriske del 12, og skaftet 26 kan være i to deler med en fjærende forbindelse. Batteriet kan være et oppladbart batteri som lades opp fra hovedledningen.

En alternativ utførelse er vist på fig. 5 og 6 hvor hoved-konstruksjonen er i det vesentlige den samme som beskrevet. I dette tilfelle finnes det to parallelle, i liten avstand fra hverandre anordnede forstøvningsskiver, og de indre vegger av beholderen 118 er ytterligere atskilt ved omkretsen av kammeret 114 for å gi plass til de to skiver. I dette tilfelle er vegge-'ne 119,120 utført med kurveformet tverrsnitt istedenfor rett-linjet.

Istedenfor fremspringet 41 og innsnevringen 40 er skjermer 140,141 anordnet i hodet 115. Ventileringshullene 150 er fortrinnsvis anordnet i dette tilfelle nær munnstykket 116 og stør-relsen er innstillbar ved bevegelse av munnstykket 116 i forhold til resten av hodet 115.

Fig. 7 og 8 viser en modifisert utførelse av fig. 5 og 6, hvor forstøvningsskivene er anordnet eksentriske i forhold til kammerets omkretsvegg og har mindre diameter enn i de ovenfor beskrevne utførelser. Skivene kan dreies i begge retninger. Skivene er anordnet nær kammerets bunn og går inn i beholderen 218 som ovenfor. I dette tilfelle er en radial skjerm eller ledepla-te 260 anordnet i kammeret og strekker seg mot skivene. Dette øker omrøringsvirkningen og oppbrytningen av partiklene i kammeret som følge av sammenstøtet og omledér også større partikler°PP på skivene.for ytterligere behandling.

Ved denne utførelse er munnstykket 216 anbrakt.i utløpet fra.hodet 215 og holdes ved hjelp av en ettergivende tapp 244 som absorberer vibrasjoner. En utløpsdyse 245 strekker seg gjennom tappen og forbinder munnstykkets indre med hodets indre. Ventileringshull eller luftehull 250 er anordnet rundt munnstykket. Denne anordning er å foretrekke og er særlig effektiv når det gjelder å tillate brukeren å puste fritt og hindre luften fra lungene i å nå materialbeholderen.

Hver av de beskrevne utførelser kan lett renses' og steri-liseres.

En meget enkel anordning kan virke ganske effektiv når hodet, såsom hodet 15 på fig. 1, er sløyfet, men utløpsrøret 14 selv utgjør munnstykket. Luftinnløpet kan være dannet ved ut-løpsrøret, idet det sistnevnte er tilstrekkelig vidt for å tillate innsuging av luft i kammeret. I dette tilfelle kan et munnstykke være anordnet med et indre utløpsrør omgitt med luftehull, som vist på fig. 7.

En nebulisator utført i samsvar med oppfinnelsen kan anord-nes i en inkubator.

Nebulisatore.n kan også benyttes på ikke-medisinske områder, f.eks. for tilveiebringelse av en fin dusj i et drivhus for spredning av et■insecticid.

Claims (10)

1. Forstøvningsapparat til medisinsk bruk omfattende et.hus (11) med et kammer (12) utstyrt med en beholder (18) for materiale som skal forstøves og som har et luftinnløp (30)., hvor huset har et utløpsparti (16) for forstøvet materiale og en passasje (14) for forstøvet materiale mellom kammeret og utløpspartiet, og forstøvningsinnretninger i form av en dreven roterbar del (25) for å bevirke forstøvning, karakterisert ved at den roterbare dels(25) rotasjonsbane strekker seg gjennom beholderen for opptagning av materiale, at passasjen (14). er i forbindelse med kammeret (12) med en- port (13a) som er radialt atskilt fra rotasjonsbanen og anordnet i banen for partikler som slynges ut fra den roterende del, og at kammeret er utformet til å lede partikler til porten i en luftstrøm som dannes ved sentrifugalkraften fra den roterende del.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den roterbare del (25) er en skive som er dreibart anbrakt om-trent ved sitt senter og at kammeret har i det vesentlige sirku-lært tverrsnitt stort sett vinkelrett på rotasjonsaksen (26) av den roterbare del.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at den roterbare del omfatter to i meget liten avstand fra hverandre anordnede, i det vesentlige parallelle skiver (125a,125b) anbrakt på en felles rotasjonsaksel.

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at beholderen er dannet ved et avsmalnet parti (21,22) av kammeret overfor porten (13a) som finnes i kammerets omkretsvegg, og at passasjen (14) er tilsluttet tangentialt til kammeret.

5. Apparat ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at luftinnløpet er anordnet i en vegg.(12b) av kammeret og at det effektive areal er varierbart etter valg.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at apparatet omfatter en lukker (31), at kammerets vegg (12b) og lukkeren,er utstyrt med en viser (35) på den ene del og en skala (36) på den andre del for indikering av valgbare stillinger av lukkeren.

7. Apparat ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det roterbare element er i ubalanse for frembringelse av vibrasjoner i beholderen og at vibrasj.onsdem- pende innretninger (4 4) er anordnet mellom utløpspartiet (16) og huset (11).

8. Apparat ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at-apparatet omfatter en ledeskjermanordning (40,41) for å øke tilbakeføringen av større partikler til kammeret, for å kontrollere partikkelstørrelsen av materiale i luftstrøm-men til. et maksimum på 30'y .

9. Apparat ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at passasjen er dannet av et første parti (14) som leder fra kammeret (12) og et annet parti (15) som forløper i det vesentlige vinkelrett på det første og som fører til ut-løpspartiet (16) .

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at en eller flere lufteåpninger (43,150) er anordnet i det andre parti (15) eller, i utløpspartiet (116) .