TWI785732B - 呼吸給藥裝置以及藥物傳遞自動化方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種呼吸給藥裝置以及一種藥物傳遞自動化方法，該呼吸給藥裝置係用於將一藥物傳遞至患者的呼吸道，主要包括一吸入件、一輸氣管、一聲音感測器、以及一給藥模組，該給藥模組依據該聲音感測器所感測的一聲音訊號，至少於該患者吸氣時輸出一霧化藥劑。

Description

呼吸給藥裝置以及藥物傳遞自動化方法

本發明有關於一種呼吸給藥裝置以及一種藥物傳遞自動化方法，尤指一種間歇性給藥的呼吸給藥裝置，以及使用該呼吸給藥裝置將一藥物傳遞至患者呼吸道的自動化方法。

現行在臨床上用於呼吸治療的霧氣治療裝置，通常是採用連續式的氣溶膠供應方式，即使患者於呼氣狀態時也是不斷的供應氣溶膠態的藥物，故藥物的遞送效率不佳，一般僅有20%~30%的藥物有經呼吸道進入患者體內，其餘藥物皆無法被利用，因此產生藥物嚴重浪費的問題。

因此，目前亟需一種新穎的霧氣治療裝置，可針對不同年齡病人或不同疾病類別，偵測病人之呼吸時間，準確地於適當的呼吸時間點給藥，以提升氣溶膠態藥物的遞送效率。

本發明提供了一種呼吸給藥裝置，用於將一藥物傳遞至患者的呼吸道，包括：一吸入件；一輸氣管，連接該吸入件；一聲音感測器，設置於該輸氣管中，並偵測該患者呼吸的一風切音以產生一聲音訊號；以及一給藥模組，與該輸氣管以及該聲音感測器連接，該給藥模組係用以將該藥物霧化成一霧化藥劑，並輸出至該輸氣管；其中，該給藥模組依據該聲音訊號，至少於該患者吸氣時輸出該霧化藥劑。

於一實施態樣中，該聲音訊號包括複數個呼吸週期，而每一呼吸週期依序包括一吸氣段、一停止段、以及一呼氣段，該給藥模組至少於該吸氣段輸出該霧化藥劑。

於一實施態樣中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束時輸出該霧化藥劑。

於一實施態樣中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束前0.5~3秒時輸出該霧化藥劑。

於一實施態樣中，該霧化藥劑為一微粉化藥物、一水溶性藥物、或一藥物懸浮液經霧化所構成。

於一實施態樣中，該給藥模組包含一霧化器，用以產生該霧化藥劑。

於一實施態樣中，該霧化藥劑的霧化粒徑為10μm以下。

於一實施態樣中，該霧化器為一超聲波震盪霧化器。

於一實施態樣中，該吸入件為一鼻部面罩、一口鼻罩、或一鼻用導管。

本發明所提供的呼吸給藥裝置可連接至習知的呼吸器上，在輔助病患呼吸時，可同時給予霧化藥劑進行呼吸道的治療。

本發明更提供了一種藥物傳遞自動化方法，係將一藥物傳遞至患者的呼吸道，其步驟主要包括：步驟(1)：提供一種呼吸給藥裝置，其包含一吸入件、一輸氣管，連接該吸入件、一聲音感測器，設置於該輸氣管中、以及一給藥模組，輸出一霧化藥劑於該輸氣管；步驟(2)：該輸氣管藉由該吸入件而獲取該患者的呼吸氣流，並以該聲音感測器而感測該呼吸氣流的風切音以產生一聲音訊號；以及步驟(3)：藉由該聲音訊號判斷該患者的呼吸週期，並至少於該患者吸氣時，該給藥模組輸出該霧化藥劑置該輸氣管，並由該吸入件輸出該霧化藥劑。

於一實施態樣中，於步驟(2)中，該患者的一呼吸頻率為0.2~1Hz。

於一實施態樣中，於步驟(2)中，該呼吸氣流係自該患者的鼻部發出，並傳遞至該輸氣管中。

於一實施態樣中，於步驟(3)中，該聲音訊號包括複數個呼吸週期，而每一呼吸週期依序包括一吸氣段、一停止段、以及一呼氣段，該給藥模組至少於該吸氣段輸出該霧化藥劑。

於一實施態樣中，於步驟(3)中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束時輸出該霧化藥劑。

於一實施態樣中，於步驟(3)中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束前0.5~3秒時輸出該霧化藥劑。

1000:呼吸給藥裝置

1:吸入件

2:輸氣管

3:聲音感測器

4:給藥模組

41:訊號處理器

42:霧化器

圖1係本發明一實施態樣的呼吸給藥裝置的結構示意圖。

圖2係本發明一實施態樣中呼吸模擬裝置的聲音訊號示意圖。

圖3係本發明一實施態樣中呼吸模擬裝置的呼吸週期聲音訊號示意圖。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更

本發明所提供的一實施態樣的呼吸給藥裝置1000係如圖1所繪示，其主要包括一吸入件1、一輸氣管2、一聲音感測器3、以及一給藥模組4。

於本實施態樣中，該吸入件1為一口鼻罩，用於罩住患者的口鼻。然而於其他實施態樣中，該吸入件1可為一鼻部面罩或一鼻部導管，可視患者的情況而決定使用何種吸入件，只要該吸入件1連通至患者的呼吸道，且可獲取患者的呼吸氣息即可。

該輸氣管2連接該吸入件1，而該聲音感測器3為一麥克風，設置於該輸氣管2的內壁上，且較佳為設置於靠近該吸入件1的位置，以蒐集的患者呼吸時所產生的風切音，並將該風切音轉換成一聲音訊號後傳遞至該給藥模組。而患者呼吸的風切音係由吸氣及呼氣時，氣流通過該聲音感測器3而產生。

該給藥模組4包含一訊號處理器41以及一霧化器42，該訊號處理器41接收該聲音感測器3所偵測患者呼吸的聲音訊號，經處理後，判斷該聲音訊號可包括複數個呼吸週期，而每一呼吸週期依序包括一吸氣段、一停止段、以及一呼氣段；而該霧化器42設置於該輸氣管2內，且較佳為設置於遠離該吸入件1以及該聲音感測器3的位置，該霧化器42於該吸氣段輸出一霧化藥劑，並藉由該輸氣管2傳送至該吸入件1，以進一步傳遞至患者的呼吸道中。即，當患者於吸氣段時，該霧化藥劑可自該吸入件1傳遞至該患者的呼吸道，而當患者於吐氣段時停止輸出該霧化藥劑，藉以提升給藥的效率，避免浪費藥劑。詳細而言，該霧化器為一超聲波震盪霧化器，用以霧化一藥劑而產生該霧化藥劑，而該藥劑可為微粉化藥物、水溶性藥物、或藥物懸浮液等，且霧化藥劑的霧化粒徑為10μm以下。

本實施態樣的呼吸給藥裝置可進一步連接至習知的呼吸器上，用以輔助病患呼吸時，同時給予霧化藥劑進行呼吸道的治療。然而，本發明不受限於此，可視使用時的需求而配置。

然而於另一實施態樣中，該霧化器42可於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束時輸出該霧化藥劑，也就是說，可於該呼氣段最後的0.1~5秒即開始輸出霧化藥劑，直到該吸氣段結束，使得患者於最一開始吸氣時，該吸入件1(口鼻罩)中已充滿了霧化藥劑，如此可進一步提升給藥的效率。

而於又一實施態樣中，該霧化器42於該呼氣段最後的0.1~5秒即開始輸出霧化藥劑，並於該吸氣段結束前0.5~3秒停止輸出霧化藥劑，這樣的給藥時間可使得患者於開始吸氣時，該吸入件1中已充滿了霧化藥劑，而在該吸氣段結束前停止供藥可避免過多殘餘的霧化藥劑於該呼氣段開始時充滿該吸入件，進而增加給藥效率，避免藥劑的浪費。

以下詳細的描述使用本發明所提供的呼吸給藥裝置1000的藥物傳遞自動化方法，該方法係將藥物傳遞至患者呼吸道，其步驟如下：

步驟(1)：提供一種呼吸給藥裝置，其包含一吸入件、一輸氣管，連接該吸入件、一聲音感測器，設置於該輸氣管中、以及一給藥模組，輸出一霧化藥劑於該輸氣管。詳細而言，該呼吸給藥裝置及上述的呼吸給藥裝置，其元件結構如前文所記載。

步驟(2)：該輸氣管藉由該吸入件而獲取該患者的呼吸氣流，並以該聲音感測器而感測該呼吸氣流的風切音以產生一聲音訊號。 本實施態樣中，該呼吸氣流係自該患者的鼻部發出，並傳遞至該輸氣管中，該聲音感測器設置於輸氣管中，以感測該呼吸氣流的風切音，可避免聲音感測器過於接近病患而接收到病患的心跳聲或其他醫療器材所發出的雜音，也因此，可確保該聲音感測器所產生的聲音訊號中的吸氣段、一停止段、以及呼氣段是正確的。另外，一般而言，患者的一呼吸頻率通常為0.2~1Hz，若該聲音訊號的呼吸頻率超過此範圍，則可能需要檢查該聲音感測器是否感測到呼吸風切音以外的雜音，或儀器是否有故障的可能。

步驟(3)：藉由該聲音訊號判斷該患者的呼吸週期，並至少於該患者吸氣時，該給藥模組輸出該霧化藥劑至該輸氣管，並由該吸入件輸出該霧化藥劑。詳細而言，當患者於吸氣段時，該給藥模組將該霧化藥劑自該吸入件傳遞至該患者的呼吸道，而當患者於吐氣段時停止輸出該霧化藥劑，藉以提升給藥的效率，避免浪費藥劑。同樣地，於另一實施態樣中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束時輸出該霧化藥劑；而於又一實施態樣中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束前0.5~3秒時輸出該霧化藥劑，藉此進一步地增加給藥效率，避免藥劑的浪費。

[給藥效率的評估]

本實施例係以呼吸模擬器模擬病患呼吸，並藉由該吸入件接上本發明所提供的呼吸給藥裝置，該呼吸模擬器用以模擬健康患者的正常呼吸情況，並具有一通氣管聯通該呼吸給藥裝置，該通氣管中更設置了一濾紙，用以吸附經霧化的藥劑，藉由該濾紙上吸附的藥劑的重量 來評估其給藥的效率。該呼吸模擬器的設定參數如下：吸氣/呼氣比例(I/E ratio)為1/2.5；每一呼吸週期中吸氣或呼氣的空氣容積為410mL；以及水的總量為1mL。該呼吸給藥裝置則以水模擬作為藥劑，並經霧化後成為水霧。

當該呼吸模擬器所模擬的呼吸經吸入件進入輸氣管後，經聲音感測器感測其風切音後所產出的該聲音訊號係如圖2所示，而一呼吸週期的聲音訊號係如圖3所示，由圖可得知，該吸氣段持續1.35秒，該呼氣段持續3秒，而該吸氣段與該呼氣段之間有短暫的停止段。本評估有六組實施例，為實施例1至實施例6，於實施例1至實施例6中，該給藥裝置於該吸氣段的1.35秒內將該霧化藥劑(水霧)傳遞至該輸氣管並進入該呼吸模擬裝置的通氣管，並隨著模擬吸氣的氣流而被吸附至該濾紙上，而於藥劑輸入前以及藥劑噴乾後量測濾紙的重量，進而換算為給藥效率，其算式為：給藥效率(%)=(給藥後濾紙重量-給藥前濾紙重量)/水的總重。

另外，本評估中有8組比較例(比較例1至比較例8)是以連續給藥的方式進行測試，同樣量測藥劑輸入前後量測濾紙的重量以換算其給藥效率，並比較實施例與比較例的給藥效率。本評估的結果如以下表1所示：表1

由表1中的評估結果可明顯得知，控制僅於吸氣段給藥的實施例1至6的給藥效率皆大幅超過連續給藥的比較例1至8中，如此可證實本發明所提供的呼吸給藥裝置確實可增加給藥效率。

接著，改變該呼吸模擬器的設定參數如下：吸氣/呼氣比例(I/E ratio)為1/2.5；每一呼吸週期中吸氣或呼氣的空氣容積為250mL、500mL、及800mL；以及水的總量為1mL，以模擬作為藥劑，並經霧 化後成為水霧。同樣地，該給藥裝置於該吸氣段的1.35秒內將該霧化藥劑(水霧)傳遞至該輸氣管並進入該呼吸模擬裝置的通氣管，並於藥劑輸入前後量測設置於該通氣管中的濾紙的重量，進而換算為給藥效率。詳細而言，本評估中實施例僅於該吸氣段的1.35秒內將該霧化藥劑(水霧)傳遞至該輸氣管並進入該呼吸模擬裝置的通氣管，而比較例則是以連續給藥的方式進行測試。250mL空氣容積的評估共有三組實施例及三組比較例，為實施例7至實施例9以及比較例9至比較例11；500mL空氣容積的評估共有三組實施例及三組比較例，為實施例10至實施例12以及比較例12至比較例14；800mL空氣容積的評估同樣共有三組實施例及三組比較例，為實施例13至實施例15以及比較例15至比較例17。本評估的結果如以下表2所示：

由表2所示的評估結果可得知，間歇性給藥的給藥效率依然大幅超過連續給藥，有高達50至75%的給藥效率。

接著，模擬不同程度的慢性阻塞性肺病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者的呼吸，包括嚴重慢性阻塞性肺病、輕微慢性阻塞性肺病、以及普通阻塞性肺病，以及間質性肺病(Interstitial lung disease,ILD)。本評估的水的總量為1mL，空氣容積為500ml，其他呼吸模擬器的設定參數(吸氣/呼氣比例及阻力)、實施例及比較例的組別、以及評估結果如表3所示：

由上表所示的評估結果，當呼吸模擬器模擬患有不同程度的COPD以及ILD時，於吸氣段間歇性給藥的給藥模式依然可大幅提升2至3倍的給藥效率。因此本發明所提供的呼吸給藥裝置可提高霧化藥劑經呼吸道進入患者體內的利用率，顯著地改善了連續給藥的藥物浪費問題，且本發明所提供的呼吸給藥裝置係以病患呼吸的風切音來作為判斷病患呼吸狀況的標準，且聲音感測器是設置於輸氣管內，故不易被病患的心跳或病房中其他雜音所影響，可準確的判斷病患的呼吸頻率並藉以間歇性的給藥。

1000:呼吸給藥裝置

1:吸入件

2:輸氣管

3:聲音感測器

4:給藥模組

41:訊號處理器

42:霧化器

Claims (14)

1. 一種呼吸給藥裝置，用於將一藥物傳遞至患者的呼吸道，包括：一吸入件；一輸氣管，連接該吸入件；一聲音感測器，設置於該輸氣管中，並偵測該患者呼吸的一風切音以產生一聲音訊號，該聲音訊號包括複數個呼吸週期，而每一呼吸週期依序包括一吸氣段、一停止段、以及一呼氣段；以及一給藥模組，與該輸氣管以及該聲音感測器連接，該給藥模組係用以將該藥物霧化成一霧化藥劑，並輸出至該輸氣管；其中，該給藥模組依據該聲音訊號，至少於該患者吸氣時輸出該霧化藥劑。
2. 如請求項1所述的呼吸給藥裝置，其中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束時輸出該霧化藥劑。
3. 如請求項2所述的呼吸給藥裝置，其中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束前0.5~3秒時輸出該霧化藥劑。
4. 如請求項1所述的呼吸給藥裝置，其中，該霧化藥劑為一微粉化藥物、一水溶性藥物、或一藥物懸浮液經霧化所構成。
5. 如請求項4所述的呼吸給藥裝置，其中，該給藥模組包含一霧化器，用以產生該霧化藥劑。
6. 如請求項4所述的呼吸給藥裝置，其中，該霧化藥劑的霧化粒徑為10μm以下。
7. 如請求項5所述的呼吸給藥裝置，其中，該霧化器為一超聲波震盪霧化器。
8. 如請求項1所述的呼吸給藥裝置，其中，該吸入件為一鼻部面罩、一口鼻罩、或一鼻用導管。
9. 一種藥物傳遞自動化方法，係將一藥物傳遞至患者的呼吸道，包括：步驟(1)：提供一種呼吸給藥裝置，其包含一吸入件、一輸氣管，連接該吸入件、一聲音感測器，設置於該輸氣管中、以及一給藥模組，輸出一霧化藥劑於該輸氣管；步驟(2)：該輸氣管藉由該吸入件而獲取該患者的呼吸氣流，並以該聲音感測器而感測該呼吸氣流的風切音以產生一聲音訊號；以及步驟(3)：藉由該聲音訊號判斷該患者的呼吸週期，並至少於該患者吸氣時，該給藥模組輸出該霧化藥劑置該輸氣管，並由該吸入件輸出該霧化藥劑。
10. 如請求項9所述的方法，於步驟(2)中，該患者的一呼吸頻率為0.2~1Hz。
11. 如請求項10所述的方法，於步驟(2)中，該呼吸氣流係自該患者的鼻部發出，並傳遞至該輸氣管中。
12. 如請求項9所述的方法，於步驟(3)中，該聲音訊號包括複數個呼吸週期，而每一呼吸週期依序包括一吸氣段、一停止段、以及一呼氣段，該給藥模組至少於該吸氣段輸出該霧化藥劑。
13. 如請求項12所述的方法，於步驟(3)中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束時輸出該霧化藥劑。
14. 如請求項12所述的方法，於步驟(3)中，該給藥模組於該吸氣段開始前0.1~5秒至該吸氣段結束前0.5~3秒時輸出該霧化藥劑。

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