НЕБУЛАЙЗЕР СО СТРУЙНЫМ КОНТРОЛЕМ НА ОСНОВЕ ДАВЛЕНИЯ И ОТНОСЯЩИЕСЯ К НЕМУ СПОСОБЫ Российский патент 2011 года по МПК A61M11/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся в целом к медицинским устройствам и относящимся к ним способам применения. Более конкретно отдельные варианты осуществления изобретения относятся к системе небулайзера со струйным контролем и относящимся к ней способам применения такой системы.

Описание предшествующего уровня техники

Небулайзеры, которые известны также как ингаляторы, обычно используются для лечения некоторых состояний или заболеваний, требующих доставки лекарственного средства непосредственно в дыхательные пути. Для доставки лекарственного средства в дыхательные пути в обычных небулайзерах возможно использование сжатого газа для распыления жидкого лекарственного средства с образованием аэрозоля, который может вдыхать пациент. В целом резервуар, содержащий жидкое лекарственное средство или отверстие, сообщающееся с резервуаром, располагается рядом с выпуском для сжатого газа, и в то время, когда сжатый газ проходит над резервуаром или отверстием, вокруг выпуска возникает отрицательное давление, вызывающее вытягивание жидкого лекарственного средства из резервуара и его захват струей сжатого газа. Струя сжатого газа с захваченным жидким лекарственным средством образует аэрозольные частицы, находящиеся в небулайзере во взвешенном состоянии и предназначенные для вдыхания пациентом.

В различных обычных небулайзерах происходит постоянное образование аэрозоля до истощения запаса лекарственного средства в резервуаре. Такое постоянное распыление ведет к тому, что значительная часть лекарственного средства теряется в окружающей среде в то время, когда пациент его не вдыхает. Кроме того, может оказаться трудным количественно определить точное количество аэрозоля, которое введено пациенту. Для уменьшения таких потерь предлагают небулайзеры с мешочными резервуарными системами, которые собирают аэрозоль, образовавшийся между ингаляциями. Эти системы, однако, являются громоздкими и их трудно устанавливать. Кроме того, исследования показали, что часть собранного аэрозоля откладывается или конденсируется на внутренних стенках резервуарных систем, не поступая к пациенту.

Некоторые небулайзеры вырабатывают аэрозоль периодически, например, реагируя на дыхание пациента. Такие устройства являются более эффективными, чем упомянутые выше небулайзеры постоянного действия, поскольку лекарственное средство не расходуется зря, когда пациент его не вдыхает. Некоторые небулайзеры этого типа используют подвижное отводящее средство, расположенное относительно выпуска для сжатого газа или сопла, предназначенное для избирательного распыления жидкого лекарственного средства. Например, отводящее средство под воздействием дыхания пациента может перемещаться между положением без распыления и положением распыления. Когда пациент не вдыхает аэрозоль, отклоняющее средство находится в положении без распыления (т.е. на достаточном расстоянии от выпуска для сжатого газа) и в небулайзере не происходит никакого распыления. При вдыхании аэрозоля пациентом в небулайзере возникает отрицательное давление, что вызывает перемещение отклоняющего средства в положение распыления (т.е. ближе к выпуску для сжатого газа) для отклонения сжатого газа в пространство над резервуаром или отверстием резервуара. Высокая скорость воздуха, отклоненного в пространство над резервуаром или отверстием резервуара, вызывает захват и распыление жидкого лекарственного средства. После окончания вдыхания пациентом отклоняющее средство возвращается в положение без распыления, например, с помощью пружины, и распыление прекращается.

Однако небулайзеры, в которых для приведения в действие применяются подвижные элементы, имеют некоторые недостатки. Например, в то время как небулайзеры часто предназначены для многократного использования, распыленное лекарственное средство может высохнуть внутри небулайзера после использования и может привести к прилипанию подвижных деталей к неподвижным деталям, делая небулайзеры не пригодными для повторного использования. Для устранения возможности возникновения проблемы прилипания небулайзеры могут потребовать тщательной очистки и/или разборки элементов небулайзера после каждого использования. Кроме того, подвижная исполнительная система требует наличия дорогостоящих мембран и/или пружин для того, чтобы вызвать перемещение подвижных элементов. Кроме того, благодаря относительно малым допускам, требующимся в таких небулайзерах (т.е. точному контролю расстояния между отклоняющим средством и выпускным отверстием для газа), возможно возникновение трудностей с проектированием и изготовлением подвижных исполнительных систем.

Соответственно существует необходимость в усовершенствованном небулайзере, который может преодолеть одну или больше проблем из числа перечисленных выше. В частности, существует необходимость в усовершенствованной исполнительной системе с минимальным количеством движущихся элементов, сохраняющей оптимальные рабочие характеристики.

Сущность изобретения

Поэтому различные приведенные в качестве примера варианты осуществления изобретения могут предложить усовершенствованную систему небулайзера с неподвижным отклоняющим средством и системой струйного контроля, предназначенной для избирательного приведения в действие процесса небулизации. Система небулайзера со струйной системой контроля обладает рядом преимуществ. Например, в дополнение к возможности устранения одной или более проблем, рассмотренных выше, струйная система контроля, будучи чрезвычайно чувствительной по отношению к изменениям давления, может обладать способностью включать контроль процесса распыления при более низких скоростях вдоха, чем при обычной технике. Это может привести к более быстрой и/или более равномерной доставке лекарственного средства к пациенту. Кроме того, такие системы струйного контроля могут позволить использовать систему небулайзера с пациентами, способными совершать только слабый вдох, такими как дети или старики.

Кроме того, механизм контроля может не требовать для начала распыления значительного уровня отрицательного давления. Таким образом, для начала распыления требуется значительно меньшее разрежение, и пациент может испытывать меньшее сопротивление во время вдыхания. Кроме того, более низкое пороговое значение отрицательного давления может уменьшить необходимость в создании более плотного уплотнения в месте контакта с пациентом (например, мундштуке или лицевой маске), улучшая таким образом комфортность пациента.

В то время как настоящее изобретение будет описано в связи с системой небулайзера для распыления лекарственных средств, варианты осуществления изобретения могут использоваться в других подходящих медицинских и немедицинских областях применения, таких, например, как области применения в ветеринарии и системы увлажнения по требованию. Кроме того, в то время как настоящее изобретение будет описано в связи с системой небулайзера, приводящейся в действие дыханием, некоторые варианты осуществления могут включать в себя промежуточное устройство, такое как механический вентилятор, предназначенное для таких пациентов, которые не способны сделать самостоятельно достаточно глубокий вдох для того, чтобы запустить распыление. В таких случаях промежуточное устройство может использоваться для запуска системы небулайзера с целью распыления жидкого лекарственного средства для доставки его пациенту.

Для достижения преимуществ и в соответствии с целью изобретения, реализованного и подробно описанного здесь, один служащий примером аспект изобретения может предложить небулайзер, содержащий корпус, имеющий резервуар для вмещения лекарственного средства, сопло для выпуска струи сжатого газа и канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства. Небулайзер может также содержать выпуск небулайзера, сообщающийся с корпусом для доставки аэрозоля пациенту, управляющий канал, сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды для подачи контрольного газа в канал для текучей среды для предотвращения подачи лекарственного средства непосредственно в струю, и струйный усилитель, выполненный с возможностью подачи контрольного газа в управляющий канал. В некоторых типичных вариантах осуществления струйный усилитель выполнен с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха аэрозоля пациентом.

Согласно другому иллюстративному аспекту небулайзер может дополнительно содержать сигнальный канал, сообщающийся по текучей среде со струйным усилителем. Сигнальный канал может создавать отрицательное давление при вдохе пациента, а отрицательное давление может вызвать прерывание поступления контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал.

В различных иллюстративных аспектах струйный усилитель может содержать впускное отверстие для приема контрольного газа, первое выпускное отверстие, второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды и управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения на основании вдоха пациента направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием. Управляющее отверстие может сообщаться по текучей среде с выпуском небулайзера.

В другом иллюстративном аспекте струйный усилитель может быть выполнен так, что вдох пациента создает отрицательное давление в управляющем отверстии, вызывая переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

Еще в одном иллюстративном аспекте первое выпускное отверстие может сообщаться по текучей среде с атмосферой.

Согласно одному иллюстративному аспекту струйный усилитель может дополнительно содержать отверстие входящего потока, расположенное по существу напротив управляющего отверстия относительно впускного отверстия. Первое выпускное отверстие может сообщаться по текучей среде с отверстием входящего потока.

Согласно другому иллюстративному аспекту управляющее отверстие может содержать клапан, выполненный с возможностью закрытия в ответ на вдох пациента.

В некоторых иллюстративных аспектах сжатый газ и контрольный газ могут поступать из одного источника газа. Например, контрольный газ может отводиться от сжатого газа.

Согласно другому иллюстративному аспекту небулайзер может дополнительно содержать регулятор потока для регулирования потока контрольного газа. Например, регулятор потока может содержать сквозное отверстие в гильзе, которое, по меньшей мере, частично образует канал для текучей среды. Еще в одном иллюстративном аспекте небулайзер может содержать неподвижное отклоняющее устройство, к которому направляется струя сжатого газа. И еще в одном иллюстративном аспекте выпуск небулайзера может содержать трубку Вентури, через которую проходит текучая среда, когда пациент вдыхает через выпуск небулайзера. Трубка Вентури может быть расположена в выпуске небулайзера и сообщается по текучей среде со струйным усилителем. С другой стороны, трубка Вентури расположена внутри корпуса и сообщается по текучей среде со струйным усилителем.

В другом иллюстративном аспекте небулайзер может содержать прерывающий механизм, выполненный с возможностью избирательного прекращения работы струйного усилителя.

Некоторые иллюстративные аспекты изобретения могут предложить небулайзер, содержащий корпус, имеющий резервуар для вмещения лекарственного средства, сопло для выпуска струи сжатого газа, канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства, и выпуск небулайзера, сообщающийся с внутренней частью корпуса для доставки аэрозоля пациенту. Небулайзер может также содержать управляющий канал, сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды для подачи контрольного газа в канал для текучей среды для предотвращения подачи лекарственного средства непосредственно в струю, и струйный усилитель, выполненный с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента. Струйный усилитель может не содержать части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

В иллюстративном аспекте небулайзер может содержать сигнальный канал, сообщающийся по текучей среде со струйным усилителем, причем сигнальный канал создает отрицательное давление в ответ на вдох пациента, причем отрицательное давление требуется для прерывания поступления контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал.

В другом иллюстративном аспекте струйный усилитель может содержать впускное отверстие для приема контрольного газа, первое выпускное отверстие, второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды и управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения на основании вдоха пациента направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием. Управляющее отверстие может сообщаться по текучей среде с выпуском небулайзера.

В одном иллюстративном аспекте струйный усилитель может быть выполнен так, что вдох пациента создает отрицательное давление в управляющем отверстии, вызывая переключение потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие. В другом иллюстративном аспекте первое выпускное отверстие может сообщаться по текучей среде с атмосферой или с внутренней частью корпуса.

Еще в одном иллюстративном аспекте струйный усилитель может содержать также отверстие входного потока, расположенное по существу напротив управляющего отверстия относительно впускного отверстия. Первое выпускное отверстие может сообщаться по текучей среде с отверстием входного потока.

Согласно другому иллюстративному аспекту сжатый газ и контрольный газ могут поступать из одного источника газа. Например, контрольный газ может отводиться от сжатого газа. Еще один иллюстративный аспект может предусматривать регулятор потока для регулирования потока контрольного газа. Регулятор потока может содержать сквозное отверстие в гильзе, которое, по меньшей мере, частично образует канал для текучей среды.

В одном иллюстративном аспекте небулайзер может также содержать трубку Вентури, через которую проходит текучая среда, когда пациент вдыхает через выпуск небулайзера. Трубка Вентури может быть расположена в выпуске небулайзера и может сообщаться по текучей среде со струйным усилителем. С другой стороны, трубка Вентури может быть расположена внутри корпуса и может сообщаться по текучей среде со струйным усилителем.

Еще в одном иллюстративном аспекте небулайзер может дополнительно содержать прерывающий механизм, выполненный с возможностью избирательного прекращения работы струйного усилителя.

Согласно различным иллюстративным аспектам небулайзер может содержать корпус, имеющий резервуар для вмещения лекарственного средства, сопло для выпуска струи сжатого газа, канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства, и выпуск небулайзера, сообщающийся с внутренней частью корпуса для доставки аэрозоля пациенту. Небулайзер может также содержать управляющий канал, сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды для подачи контрольного газа в канал для текучей среды для предотвращения подачи лекарственного средства непосредственно в струю, и струйный усилитель. Струйный усилитель может содержать впускное отверстие для приема контрольного газа, первое выпускное отверстие, второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды и управляющий элемент, выполненный с возможностью избирательного переключения на основании вдоха пациента направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием. В другом иллюстративном аспекте управляющий элемент может быть выполнен с возможностью переключения направления потока на основании вдоха пациента.

В одном иллюстративном аспекте управляющий элемент может содержать управляющее отверстие, сообщающееся по текучей среде с выпуском небулайзера через сигнальный канал. Сигнальный канал может создавать отрицательное давление в ответ на вдох пациента для того, чтобы вызвать переключение направления потока контрольного газа со второго, выпускного отверстия на первое выпускное отверстие так, чтобы прервать подачу контрольного газа в управляющий канал.

В другом иллюстративном аспекте управляющий элемент может содержать клапан, выполненный с возможностью избирательного открытия первого выпускного отверстия в ответ на вдох пациента, причем открытие первого выпускного отверстия вызывает переключение направления потока управляющего потока со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

Еще в одном иллюстративном аспекте струйный усилитель может содержать Т-образное соединение, при этом каждая ветвь образует впускное отверстие, первое выпускное отверстие и второе выпускное отверстие, соответственно.

И еще в одном иллюстративном аспекте первое выпускное отверстие может сообщаться по текучей среде с атмосферой. В одном иллюстративном аспекте струйный усилитель может не содержать части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

Согласно некоторому иллюстративному аспекту сжатый газ и контрольный газ могут поступать из одного источника газа, когда контрольный газ отводится от сжатого газа. Согласно другому иллюстративному аспекту небулайзер может содержать регулятор потока для регулирования потока контрольного газа. И еще в одном иллюстративном аспекте регулятор потока может содержать сквозное отверстие в гильзе для текучей среды, которая, по меньшей мере, частично образует канал для текучей среды.

В одном иллюстративном аспекте небулайзер может содержать трубку Вентури, через которую проходит текучая среда, когда пациент производит вдох через выпуск небулайзера. Еще в одном иллюстративном аспекте небулайзер может также содержать прерывающий механизм, выполненный с возможностью избирательного прекращения работы струйного усилителя.

Один иллюстративный аспект может предлагать небулайзер, содержащий корпус, имеющий резервуар для вмещения лекарственного средства, сопло для выпуска струи сжатого газа, при подаче сжатого газа в сопло через главный газовый канал, и канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства. Небулайзер может также содержать выпуск небулайзера, сообщающийся с внутренней частью корпуса для доставки аэрозоля пациенту, управляющий канал, ответвляющийся от главного газового канала и сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды, управляющий канал для доставки контрольного газа в канал текучей среды для предотвращения поступления лекарственного средства непосредственно в струю и систему управления, выполненную с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал. В некоторых иллюстративных аспектах система управления может быть выполнена с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента.

Согласно другому иллюстративному аспекту небулайзер может содержать сигнальный канал, сообщающийся по текучей среде с системой управления, причем сигнальный канал может создавать отрицательное давление в ответ на вдох пациента. Отрицательное давление может вызвать прерывание поступления контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал.

В некоторых иллюстративных аспектах система управления может содержать впускное отверстие для приема контрольного газа, первое выпускное отверстие, второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды и управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента. Управляющее отверстие может сообщаться по текучей среде с выпуском небулайзера.

Согласно другому иллюстративному аспекту небулайзер может содержать регулятор потока для регулирования потока контрольного газа, проходящего в управляющий канал. В еще одном иллюстративном аспекте небулайзер может содержать неподвижное отклоняющее устройство, к которому направляется струя сжатого газа. И еще в одном иллюстративном аспекте система управления может не содержать части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

Различные иллюстративные аспекты изобретения могут предлагать способ управления процессом небулизации. Способ может включать обеспечение лекарственного средства в резервуаре внутри корпуса, имеющего выпуск для вдоха пациента, выпуск струи сжатого газа в корпус и обеспечение канала для текучей среды, сообщающегося с резервуаром для доставки лекарственного средства непосредственно в струю. Способ может также включать предотвращение поступления лекарственного средства непосредственно в струю посредством подачи контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал и использование струйного усилителя для прерывания подачи контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента. Прерывание может обеспечивать поступление лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства.

В другом иллюстративном аспекте струйный усилитель может содержать впускное отверстие для приема контрольного газа, первое выпускное отверстие, второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды, управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

В некоторых иллюстративных аспектах управляющее отверстие может сообщаться по текучей среде с выпуском. Способ может также включать создание отрицательного давления в управляющем отверстии посредством вдоха пациента. Отрицательное давление может вызвать переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие. Согласно другому иллюстративному аспекту первое выпускное отверстие может сообщаться с атмосферой.

Согласно еще одному иллюстративному аспекту способ может дополнительно включать смещение контрольного газа для прохождения из впускного отверстия во второе выпускное отверстие, когда пациент не вдыхает.

В одном иллюстративном аспекте сжатый газ и контрольный газ могут быть поданы из одного источника газа. Например, контрольный газ может отводиться от сжатого газа.

В другом иллюстративном аспекте способ может дополнительно включать регулирование потока контрольного газа, проходящего в управляющий канал, посредством регулятора потока. Еще в одном иллюстративном аспекте способ может включать направление струи сжатого газа в направлении неподвижного отклоняющего устройства. И еще в одном иллюстративном аспекте струйный усилитель может не содержать части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

Согласно иллюстративному аспекту способ управления процессом небулизации может включать обеспечение лекарственного средства в резервуар внутри корпуса, содержащего выпуск для вдоха пациента, выпуск струи сжатого газа и обеспечение канала для текучей среды, сообщающегося с резервуаром для доставки лекарственного средства непосредственно в струю. Способ может также включать предотвращение поступления лекарственного средства непосредственно в струю посредством подачи контрольного газа в канал для текучей среды и использование струйного усилителя для прерывания подачи контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента, причем прерывание обеспечивает поступление лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства. В различных иллюстративных аспектах струйный усилитель может не содержать части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

В иллюстративном аспекте струйный усилитель может содержать впускное отверстие для приема контрольного газа, первое выпускное отверстие, второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды и управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

В другом иллюстративном аспекте управляющее отверстие может сообщаться по текучей среде с выпуском. Способ может также включать создание отрицательного давления в управляющем отверстии посредством вдоха пациента. Отрицательное давление может вызвать переключение направления потока со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

Еще в одном иллюстративном аспекте способ может также включать смещение потока контрольного газа для прохождения от впускного отверстия ко второму выпускному отверстию, когда пациент не вдыхает.

Согласно другому иллюстративному аспекту сжатый газ и контрольный газ могут быть поданы из источника газа. Например, контрольный газ может отводиться от сжатого газа.

Некоторые иллюстративные аспекты изобретения могут предлагать способ управления процессом небулизации, который включает обеспечение лекарственного средства в резервуаре внутри корпуса, содержащего выпуск для вдоха пациента, выпуск струи сжатого газа и обеспечение канала для текучей среды, сообщающегося с резервуаром для доставки лекарственного средства непосредственно в струю. Способ может также включать предотвращение поступления лекарственного средства непосредственно в струю посредством подачи контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал и использование струйного усилителя для прерывания подачи контрольного газа в управляющий канал. Струйный усилитель может содержать впускное отверстие для приема контрольного газа, первое выпускное отверстие, второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды и управляющий элемент, выполненный с возможностью переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием. В другом иллюстративном аспекте управляющий элемент может быть выполнен с возможностью переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

В одном иллюстративном аспекте управляющий элемент может содержать управляющее отверстие, сообщающееся по текучей среде с выпуском через сигнальный канал. Сигнальный канал может создать отрицательное давление в ответ на вдох пациента для того, чтобы вызвать переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие так, чтобы прервать поступление контрольного газа в управляющий канал.

В другом иллюстративном аспекте управляющий элемент может содержать клапан, выполненный с возможностью избирательного открытия первого выпускного отверстия в ответ на вдох пациента. Открытие первого выпускного отверстия может вызвать переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

Согласно еще одному иллюстративному аспекту струйный усилитель может содержать Т-образное соединение, при этом каждая ветвь образует впускное отверстие, первое выпускное отверстие и второе выпускное отверстие, соответственно. Согласно еще одному иллюстративному аспекту сжатый газ и контрольный газ могут быть поданы из одного источника газа. Например, контрольный газ может отводиться от сжатого газа.

В другом иллюстративном аспекте способ управления процессом небулизации может включать обеспечение лекарственного средства в резервуаре внутри корпуса, содержащего выпуск для вдоха пациента, выпуск струи сжатого газа, причем сжатый газ поступает через главный газовый канал, и обеспечение канала для текучей среды, сообщающегося с резервуаром для доставки лекарственного средства непосредственно в струю. Способ может также включать предотвращение поступления лекарственного средства непосредственно в струю посредством подачи контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал и использование системы управления для прерывания подачи контрольного газа в управляющий канал. Согласно одному иллюстративному аспекту управляющий канал может ответвляться от главного газового канала и сообщается по текучей среде с каналом для текучей среды.

В некоторых иллюстративных аспектах система управления может содержать впускное отверстие для приема контрольного газа, первое выпускное отверстие, второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды и управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

Согласно другому иллюстративному аспекту способ может также включать соединение управляющего отверстия с выпуском так, что вдох пациента создает отрицательное давление для того, чтобы вызвать переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие так, чтобы прервать поступление контрольного газа в управляющий канал.

Еще в одном иллюстративном аспекте система управления может не содержать части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

Дополнительные цели и преимущества изобретения будут изложены частично в следующем далее описании, а частично будут очевидными из описания или могут быть обнаружены при использовании изобретения на практике. Цели и преимущества изобретения будут реализованы и достигнуты с помощью элементов и их комбинаций, особенно выделенных в прилагаемой формуле изобретения.

Следует понимать, что и предшествующее общее описание, и последующее подробное описание являются только иллюстративными или пояснительными и не служат для ограничения заявленного изобретения.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, которые включены в настоящее описание и составляют его часть, иллюстрируют различные варианты осуществления, согласующиеся с изобретением и, вместе с описанием, служат для пояснения принципов изобретения.

Фиг.1 представляет собой схематичный вид небулайзера согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения, иллюстрирующий режим работы без распыления;

Фиг.1А представляет собой местный вид системы небулайзера согласно другому иллюстративному варианту осуществления изобретения, который показывает, что трубка Вентури может быть расположена возле отверстия улавливания воздуха;

Фиг.1В представляет собой местный вид системы небулайзера согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления изобретения, который показывает альтернативный или дополнительный регулятор контроля потока;

Фиг.2 представляет собой схематичный вид небулайзера, показанного на фиг.1, иллюстрирующий режим работы с распылением;

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе в поперечном разрезе струйного усилителя согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения;

Фиг.4-7 представляет собой схематичные иллюстрации проточных соединений в струйном усилителе, показанном на фиг.3, согласно различным иллюстративным вариантам осуществления изобретения;

Фиг.4 представляет собой схематичный вид струйного усилителя согласно другому иллюстративному варианту осуществления изобретения;

Фиг.9-12 представляет собой схематичные иллюстрации процесса управления потоком для струйного усилителя, показанного на фиг.8 согласно иллюстративным вариантам осуществления изобретения;

Фиг.13 представляет собой схематичный вид системы небулайзера согласно другому иллюстративному варианту осуществления изобретения, иллюстрирующий режим работы без распыления;

Фиг.14 представляет собой схематичный вид системы небулайзера, показанного на фиг.13, иллюстрирующий режим работы с распылением.

Описание вариантов осуществления изобретения

Далее будет приведено подробное описание иллюстративных вариантов осуществления, согласующихся с настоящим изобретением, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Там, где это возможно, одинаковые ссылочные позиции используются на чертежах для обозначения одинаковых или аналогичных элементов.

На фиг.1 и 2 показана приводящаяся в действие дыханием система 10 небулайзера с механизмом струйного контроля на основе давления согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения. Система 10 может содержать корпус 20 небулайзера, образующий внутреннее пространство 24 и выпускное отверстие 29, сообщающееся по текучей среде с внутренним пространством 24 и предназначенное для доставки распыленного лекарственного средства пациенту. Система 10 может также содержать источник 70 сжатого газа (под давлением приблизительно 50 фунт/кв.дюйм (345 кПа), предназначенный для использования в процессе распыления и систему 50 струйного контроля, предназначенную для избирательного приведения в действие процесса распыления в ответ на вдох пациента.

Корпус 20 небулайзера может содержать в общем цилиндрический корпус 25, образующий внутреннее пространство 24 и резервуар 22 для текучей среды, предназначенный для вмещения лекарственного средства 30 (например, в виде текучей среды), предназначенного для распыления. Резервуар 22 для текучей среды может иметь самые разные размеры и форму. Например, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления резервуар 22 может иметь форму конуса. Выходной элемент 40 (например, мундштук) может проходить от корпуса 20 небулайзера и сообщаться с выпускным отверстием 29. В иллюстративном варианте может быть выполнена трубка 45 Вентури посредством размещения внутри выпускного элемента 40 для усиления отрицательного давления, созданного вдохом пациента. Трубка 45 Вентури может быть расположена в любом месте вдоль воздушного канала между отверстием 28 улавливания воздуха и выпускным отверстием 29. Например, в некоторых иллюстративных вариантах осуществления, как показано на фиг.1А, трубка 45' Вентури может быть расположена возле отверстия 28 улавливания воздуха. Функциональный аспект трубки 45, 45' Вентури будет описан здесь ниже.

В верхней части корпуса 20 небулайзера отверстие 28 улавливания воздуха может содержать регулятор 23 давления, предназначенный для регулирования потока уловленного воздуха, поступающего во внутреннее пространство 24 во время вдоха пациента. Определенное пороговое значение разрежения во внутреннем пространстве 24 может способствовать приведению в действие системы 50 струйного контроля, а регулятор 23 давления в отверстии 28 улавливания воздуха может использоваться для поддержания внутреннего пространства во время вдыхания пациента при оптимальном уровне разрежения. Например, когда пациент вдыхает, во внутреннем пространстве 24 создается разрежение. После достижения установленного порогового значения нормально закрытый регулятор 23 давления может открыться для того, чтобы позволить наружному воздуху поступить во внутреннее пространство 24. Открытие регулятора 23 давления может устранить любое избыточное сопротивление вдоху пациента, созданное избыточным разрежением во внутреннем пространстве 24 при сохранении разрежения на уровне выше установленного порогового значения. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления регулятор 23 давления может содержать одно или больше отверстий, размеры которых могут варьироваться в зависимости от расхода уловленного воздуха. В другом иллюстративном варианте осуществления регулятор 23 давления может содержать подпружиненный элемент или другой отжимаемый элемент, такой как гибкий клапан или мембрана, и может автоматически полностью закрываться после окончания вдоха пациента.

Как показано на фиг.1 и 2, сжатый газ (например, воздух) из источника 70 сжатого газа может быть направлен к отклоняющему устройству 15 (например, экрану) для того, чтобы вызвать распыление лекарственного средства 30. Отклоняющее средство предпочтительно является неподвижным. В различных иллюстративных вариантах осуществления сжатый газ может ускоряться через сопло 74 до выпуска 76 для создания струи аэрозоля, ударяющейся об отклоняющее устройство 15. Сопло 74 может проходить от дна корпуса 20 небулайзера в направлении, по существу параллельном продольной оси корпуса 20 небулайзера. Выпуск 76 сопла 74 может быть обращен к отклоняющему устройству 15 в направлении, по существу перпендикулярном поверхности 17 соударения отклоняющего устройства 15. Рядом с отклоняющим устройством 15 и вокруг сопла 74 может быть расположена гильза 13 для текучей среды (например, кольцевая гильза), образующая канал 26 (например, кольцевой канал) и предназначенная для транспортировки лекарственного средства 30 из резервуара 22 для текучей среды непосредственно в струю аэрозоля во время распыления. Расстояние между выпуском 76 сопла 74 и поверхностью 17 соударения отклоняющего устройства 15 может быть достаточно небольшим, так что во время распыления сжатый газ, отклоненный отклоняющим устройством 15, может создать в канале 26 отрицательное давление, достаточное для того, чтобы вызвать транспортировку лекарственного средства 30 в канал 26 и его захват струей аэрозоля для распыления.

Как упоминалось выше, система 50 струйного контроля может быть использована для избирательного приведения в действие процесса распыления в корпусе 20 небулайзера в ответ на вдох пациента. Система 50 управления может использовать струйный усилитель 54 и управляющий поток, отходящий от источника 70 сжатого газа 70, для переключения между режимом работы с распылением или режимом работы без распыления. Работа струйного усилителя 54 будет описана ниже со ссылкой на фиг.3-12. Для того чтобы направлять управляющий поток из источника 70 сжатого газа, магистраль 72 управляющего потока (например, Т-образное соединение) может быть расположена в главной линии 71 сжатого газа для создания в ней перепада давления и создания таким образом слабого (например, приблизительно 2-5 л/мин), имеющего низкое давление (например, приблизительно 50-70 см водного столба) потока, направленного в струйный усилитель 54. Магистраль 72 может использовать для достижения нужного перепада давления отверстие и/или различную геометрическую форму пути потока.

Система 10 может также содержать регулятор 60 потока, расположенный, например, между магистралью 72 управляющего потока и струйным усилителем 54. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления регулятор 60 потока может быть расположен в любом месте между струйным усилителем 54 и каналом 26 для текучей среды. Регулятор 60 может быть выполнен с возможностью поддержания расхода управляющего потока в канале 26 в пределах заданного диапазона. Например, в то время, когда расход управляющего потока превышает установленное пороговое значение, регулятор 60 управляющего потока может выпускать избыточный поток в атмосферу для поддержания управляющего потока в заданном диапазоне. В иллюстративном варианте осуществления регулятор 60 потока может содержать утяжеленный поплавок, расположенный над фиксированным отверстием и, когда расход управляющего потока превышает установленное пороговое значение, утяжеленный поплавок может подняться для того, чтобы сбросить избыточное давление в атмосферу. В некоторых вариантах осуществления поплавок может удерживаться на месте пружиной для подъема поплавка. Дополнительно или в качестве альтернативы возможно использование любого другого подходящего способа регулирования потока, известного в технике.

Поддержание расхода управляющего потока в установленном диапазоне может быть важно по разным причинам. Например, в случае, если расход слишком велик, может потребоваться больший сигнал давления (например, отрицательного давления, созданного вдохом пациента) для приведения в действие струйного усилителя 54 для переключения из режима работы без распыления в режим работы с распылением. Кроме того, большой расход может взывать стекание управляющего потока вниз в резервуар 22 для текучей среды, создавая таким образом нежелательное барботирование в резервуаре 22. Кроме того, может оказаться желательным регулировать поступление газа в струйный усилитель 54 для учета различных систем сжатого газа с меняющимися значениями давления источника.

В некоторых иллюстративных вариантах осуществления система 10 может регулировать управляющий поток после того, как он достигает канала для текучей среды 26. Например, вместо регулятора 60 давления, рассмотренного выше, или в дополнение к нему система 10 может содержать сквозное отверстие 65 в гильзе 13 для текучей среды, как показано на фиг.1В. Сквозное отверстие 65 может образовать канал потока для выпуска из канала 26 текучей среды избыточного управляющего потока, не допуская таким образом достижения избыточным управляющим потоком резервуара 22 и создания нежелательного барботирования. Сквозное отверстие 65 может быть расположено ниже выходной части 75 пути потока небулайзера 77 и по существу с противоположной стороны, обращенной к выходной части 75. Площадь раскрытия сквозного отверстия 65 может быть меньше площади раскрытия выходной части 75. Исключительно в качестве примера сквозное отверстие 65 может иметь площадь раскрытия, составляющую 0,4-0,6 от площади раскрытия выходной части 75. Сквозное отверстие 65 может быть достаточно мало, так что во время распыления жидкое лекарственное средство 30 может эффективно герметизировать или блокировать сквозное отверстие 65, не допуская попадания воздуха в канал 26 через сквозное отверстие 65.

В различных иллюстративных вариантах осуществления система 10 небулайзера может содержать подходящий прерывающий механизм, выполненный с возможностью прекращения функции приведения в действие дыханием системы 10 небулайзера для непрерывного генерирования аэрозоля. Прерывающим механизмом можно управлять вручную или автоматически. В различных иллюстрирующих вариантах осуществления прерывающий механизм может содержать клапан 90 для избирательного открытия и закрытия управляющего проточного канала от магистрали 72 управляющего потока до канала 26. Так, клапан 90 может быть расположен в любом месте между магистралью 72 управляющего потока и каналом 26. В одном иллюстративном варианте осуществления, как показано на фиг.1 и 2, клапан может быть расположен возле магистрали 72 управляющего потока перед регулятором 60 потока. Когда клапан 90 приводится в действие, клапан 90 закрывает путь управляющего потока для того, чтобы не допустить достижения управляющим потоком канала 26, вне зависимости от того, вдыхает пациент или нет. Таким образом, может быть отключена функция приведения в действие дыханием системы 10 небулайзера, и распыленное лекарственное средство может генерироваться непрерывно. Когда клапан 90 не приведен в действие, клапан 90 может быть отжат в открытое положение для включения функции приведения в действие дыханием системы 10 небулайзера.

В некоторых альтернативных вариантах осуществления прерывающий механизм может содержать выпускной клапан (не показан), предназначенный для выпуска управляющего потока в атмосферу. В то время, когда приводится в действие выпускной клапан, управляющий поток, проходящий через путь управляющего потока, может быть выпущен в атмосферу. В результате управляющий поток может не достичь канала 26, прерывая таким образом функцию приведение в действие дыханием системы 10 небулайзера. В одном иллюстративном варианте осуществления выпускной клапан может служить также регулятором 60 управляющего потока, предназначенным для поддержания расхода управляющего потока в установленном диапазоне. Например, выпускной клапан может быть выполнен так, что в то время, когда расход управляющего потока превышает установленное пороговое значение, выпускной клапан может открыть выпускной канал для того, чтобы выпустить избыточный поток в атмосферу для поддержания управляющего потока в нужном диапазоне.

Как лучше всего показано на фиг.3, струйный усилитель 54 может содержать, по меньшей мере, одно впускное отверстие 51, два выпускных отверстия 53, 55 и одно управляющее отверстие 57. Как показано на фиг.1 и 2, впускное отверстие 51 может сообщаться по текучей среде с каналом 73 впускного потока для того, чтобы принимать управляющий поток из источника 70 сжатого газа. Управляющий поток, поступающий во впускное отверстие 51, может быть направлен к одному из двух выпускных отверстий 53, 55 (т.е. отверстие 53 небулайзера и внешнее отверстие 55). Отверстие 53 небулайзера может сообщаться по текучей среде с каналом 77 потока небулайзера, предназначенным для того, чтобы направлять управляющий поток в верхнюю часть канала 26, образованного гильзой 13 для текучей среды. Гильза 13 для текучей среды может образовывать отверстие, через которое может проходить выходная часть 75 канала 77 потока небулайзера для того, чтобы сообщаться с каналом 26. Внешнее отверстие 55 может сообщаться по текучей среде с каналом 78 вентилирующего потока, предназначенным для того, чтобы направлять управляющий поток в атмосферу. Управляющее отверстие 57 может сообщаться по текучей среде с каналом 79 сигнального потока, предназначенным для приема переключающего сигнала из трубки 45, 45' Вентури при вдохе пациента.

Струйный усилитель 54 может также содержать отверстие 59 входного потока, предназначенное для того, чтобы изменять направление управляющего потока с отверстия 53 небулайзера на внешнее 55 отверстие. Отверстие 59 входного потока может сообщаться по текучей среде с атмосферой или же, вместо этого, с каналом 78 вентилирующего потока. При вдохе пациента отрицательное давление на управляющем отверстии 57 может вызвать поток газа из отверстия 59 входного потока до управляющего отверстия 57 (с газом, поступающим из атмосферы или канала 78 вентилирующего потока), как показано на фиг.2. Этот поток газа из отверстия 59 входного потока до управляющего отверстия 57 может облегчить переориентирование управляющего потока с отверстия 53 небулайзера на внешнее отверстие 55, усиливая таким образом переключающий сигнал, который генерируется вдохом пациента, для увеличения чувствительности механизма переключения потока.

Согласно различным иллюстративным вариантам осуществления струйный усилитель 54 может быть выполнен так, что когда пациент не вдыхает, управляющий поток может входить в струйный усилитель 54 через впускное отверстие 51 и покидать струйный усилитель 54 через отверстие 53 небулайзера, как показано на фиг.1. В частности, входной канал 51', проходящий от впускного отверстия 51, может быть выровнен с каналом 53' небулайзера, проходящим к отверстию 53 небулайзера, так что управляющий поток, не находясь под воздействием давления, может быть направлен от впускного канала 51' к каналу 53' небулайзера. При работе в этом режиме без распыления управляющий поток, выходящий из струйного усилителя 54, может поступать в канал 26 внутри гильзы 13 для текучей среды для прерывания поступления лекарственного средства 30 в струю аэрозоля.

В то время, когда пациент вдыхает, как показано на фиг.2, в выпускном элементе 40 может создаваться отрицательное давление, которое может быть усилено трубкой 45 Вентури. Отрицательное давление может служить пусковым сигналом для струйного усилителя 54 для втягивания и переориентирования управляющего потока во внешнее отверстие 55. Переориентирование может вызвать выпуск управляющего потока в атмосферу, прерывая таким образом поступление управляющего потока в отверстие 53 небулайзера и в канал 26. В этом режиме работы с распылением допускается транспортировка лекарственного средства 30 вверх по каналу 26 внутри гильзы 13 и его захват струей аэрозоля для распыления. Когда вдох пациента прекращается и, таким образом, ослабевает и прекращается отрицательное давление, управляющий поток может быть переключен назад, с внешнего отверстия 55 на отверстие 53 небулайзера, прекращая распыление, как показано на фиг.1. В иллюстративном варианте осуществления струйный усилитель 54 может быть выполнен с возможностью переключения между режимами работы без распыления и с распылением менее чем за 10 мс.

Согласно другому иллюстративному варианту осуществления изобретения струйный усилитель 54 может также содержать отверстие 84 с клапаном, имеющее подвижный запорный клапан 88 (например, гибкую мембрану) и соответствующее отверстие для входного потока 86, сообщающееся по текучей среде с атмосферой, как лучше всего показано на фиг.3. Отверстие 84 с клапаном может сообщаться по текучей среде с каналом 79 сигнального потока, а запорный клапан 88 может быть выполнен с возможностью реагирования на отрицательное давление, созданное вдохом пациента. Например, когда пациент вдыхает, запорный клапан 88 может закрыть отверстие 84 с клапаном. Закрытие отверстия 84 с клапаном может вызвать внутри клапана турбулентность (например, внутри канала 84'), которая способствует переориентации управляющего потока с отверстия 53 небулайзера на внешнее отверстие 55.

Со ссылкой на фиг.4-7 описаны различные иллюстративные соединения потока для струйного усилителя 54, показанного на фиг.3. В одном иллюстративном варианте осуществления, показанном на фиг.4, канал 79а сигнального потока соединяется и с управляющим отверстием 57, и с отверстием 84 с клапаном. Каждое из внешнего отверстия 55 и отверстий 59, 86 входного потока сообщаются с атмосферой. В качестве альтернативы или дополнительно внешнее отверстие 55 и, по меньшей мере, одно из отверстий 59, 86 входного потока могут сообщаться между собой по каналу 78а потока, как показано на фиг.5. В этих иллюстративных конфигурациях, показанных на фиг.4 и 5, оба отверстия 57, 84 могут быть использованы для переключения между режимами работы без распыления и с распылением. Согласно другому иллюстративному варианту осуществления струйный усилитель 54 может использовать только управляющее отверстие 57 и/или отверстие 84 с клапаном, как показано на фиг.6 и 7, соответственно.

На фиг.8 показан схематичный вид струйного усилителя 150 согласно другому иллюстративному варианту осуществления, совместимому с настоящим изобретением. Струйные усилители, подобные показанному на фиг.8, были разработаны компанией Bowles Fluidics Corporation of Columbia, штат Мэриленд, и имеют идентификационные номера Ml 9912-011V14 и М20140-020V1. Струйный усилитель 150 может применяться вместо струйного усилителя 54, показанного в системе небулайзера на фиг.1 и 2.

Подобно струйному усилителю 54, рассмотренному выше, струйный усилитель 150, показанный на фиг.8, может содержать впускное отверстие 151, отверстие 153 небулайзера, внешнее 155 отверстие, управляющее отверстие 157 и отверстие 159 входного потока. При работе в режиме без распыления впускной канал 151', проходящий от впускного отверстия 151, может быть выровнен с каналом 153' небулайзера, проходящим к отверстию 153 небулайзера, так что управляющий поток, не находясь под воздействием давления, может поступать в струйный усилитель 150 через впускное отверстие 151, проходить через входной канал 151' и канал 153' небулайзера и выходить из струйного усилителя 150 через отверстие 153 небулайзера. При работе в режиме распыления отрицательное давление в управляющем отверстии 157 может вызвать втягивание струйным усилителем 150 и переориентацию управляющего потока на внешнее отверстие 155 через внешний канал 155'. Проточные соединения 173, 176, 177, 178, 179 струйного усилителя 150 с остальной системой небулайзера по существу идентичны варианту осуществления, показанному на фиг.1 и 2 и поэтому подробное описание, относящееся к проточным соединениям, здесь опущено.

Струйный усилитель 150, показанный на фиг.8, действует иллюстративным вариантам осуществления, описанным выше. Различие между описанными выше вариантами осуществления и усилителем 150 заключается в том, что усилитель 150 содержит каналы 182, 184 обратной связи между управляющим каналом 157', проходящим к управляющему отверстию и внешним каналом 155', и между каналом 159' входного потока, проходящим к отверстию 159 входного потока и каналом 153' небулайзера соответственно. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления эти каналы 182, 184 могут содержать области 186, 188 с карманами, как показано на фиг.8. Каналы 182, 184 обратной связи могут обеспечить дополнительные каналы циркуляции для того, чтобы способствовать переключению направления управляющего потока во время вдоха пациента, между режимами без распыления и распыления.

Например, на фиг.9-12 показаны направления течения управляющего потока внутриструйного усилителя 150 перед (фиг.9), во время (фиг.10 и 11) и после (фиг.12) вдоха пациента. Когда пациент не вдыхает, как показано на фиг.9, управляющий поток может поступать в струйный усилитель 150 через впускное отверстие 151, пройти через впускной канал 151' и канал 153' небулайзера и выйти через отверстие 153 небулайзера. При начале вдоха пациентом, как показано на фиг.10, отрицательное давление, созданное на управляющем отверстии 157, может вызвать немедленное переключение управляющего потока с отверстия 153 небулайзера на внешнее отверстие 155. Переориентированный управляющий поток вместе с отрицательным давлением на управляющем отверстии 157 и газ, поступающий в отверстие 159 входного потока, могут вызывать управляющий поток, который уже проходит в канал 153' небулайзера для циркуляции через канал обратной связи 184 и переориентируется на внешний канал 155'.

Когда управляющий поток полностью переключается на режим работы с распылением, как показано на фиг.11, управляющий поток из впускного отверстия 151 может быть направлен во внешнее отверстие 155 через внешний канал 155'. На этом этапе канал обратной связи 182 может продолжать переориентировать часть управляющего потока, поступившего в управляющий канал 157, на внешний канал 155'. Когда пациент не вдыхает, как показано на фиг.12, направление управляющего потока может быть немедленно переключено с внешнего отверстия 155 на отверстие 153 небулайзера. Подобно переключению с отверстия 153 небулайзера на внешнее отверстие в начале вдоха пациента, управляющий поток, переориентированный на отверстие 153 небулайзера, может привести к тому, что управляющий поток, который уже проходит во внешний канал 155', будет циркулировать по каналу 182 обратной связи и будет переориентирован на канал 153' небулайзера. И вновь переориентация управляющего потока, существующего во внешнем канале 155', сразу после прекращения вдыхания пациента, может привести к более быстрому началу поступления управляющего потока в канал 26 и, таким образом, к более быстрому переключению с режима работы с распылением на режим работы без распыления.

На фиг.13 и 14 показаны схематичные виды другого иллюстративного варианта осуществления приводимой в действие дыханием системы 210 небулайзера с использованием альтернативной системы 250 струйного контроля. Система 250 струйного контроля может содержать Т-образный фитинг 275 или подобный ему механизм, предназначенный для того, чтобы направлять управляющий поток из источника сжатого газа 70 или в канал 26 внутри гильзы 13 для текучей среды для прекращения распыления, или в атмосферу для того, чтобы инициировать распыление. Например, в одной ветви Т-образного фитинга 275 может быть выполнено отверстие 278, соединенное с трубкой 45 Вентури выпускного элемента 40 и предназначенное для сообщения с атмосферой. Подвижный клапан 254 (например, гибкий мембранный клапан) или любой другой подходящий выпускной клапан может быть расположен над отверстием 278. При работе в режиме без распыления клапан 254 может оставаться на месте, закрывая отверстие 278, и, поэтому управляющий канал может быть направлен по Т-образному фитингу 275 в канал 26 внутри гильзы 13 для текучей среды, как показано на фиг.13, для того, чтобы прервать поступление в него лекарственного средства. В режиме работы с распылением отрицательное давление, создаваемое вдыханием пациента, может вызвать подъем клапана 254 над отверстием 278 или открыть его иным образом, переориентируя управляющий поток в атмосферу, как показано на фиг.14. Переориентация управляющего потока в атмосферу может вызвать прерывание управляющего потока, поступающего в канал 26 внутри гильзы 13 для текучей среды, обеспечивая поступление лекарственного средства 30 в канал 26 для распыления.

В то время как система 50 струйного контроля, включая струйные усилители 54, 150, описана как отдельный элемент, являющийся внешним относительно корпуса 20 небулайзера, следует понимать, что такая система 50 может быть расположена внутри корпуса 20 небулайзера. Кроме того, вся система 50 контроля или ее часть может быть выполнена за одно целое с корпусом 20 небулайзера (например, посредством литьевого формования). Кроме того, хотя различные проточные каналы и каналы потоков показаны на фигурах как упрощенные проточные соединения, следует понимать, что некоторые из проточных каналов и каналов потоков могут иметь любую геометрическую форму и конфигурацию.

Другие варианты осуществления изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники исходя из описания и практического применения изобретения, описанных здесь. Предполагается, что описание и примеры должны рассматриваться только в качестве иллюстративных, а истинный объем и сущность изобретения определены в следующей формуле изобретения.

Группа изобретений относится к медицине. Небулайзер содержит корпус, содержащий резервуар для вмещения лекарственного средства; сопло, расположенное в корпусе, для выпуска струи сжатого газа; канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства; выпуск небулайзера, сообщающийся с корпусом для доставки аэрозоля пациенту; управляющий канал, сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды для подачи контрольного газа в канал для текучей среды для предотвращения подачи лекарственного средства непосредственно в струю. Небулайзер снабжен сообщенным с управляющим каналом струйным усилителем, выполненным с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал. Раскрыты варианты небулайзера, отличающиеся выполнением средств регулирования поступления контрольного газа. Раскрыты варианты способов управления процессом небулизации. Технический результат состоит в управлении подачей лекарства в соответствии со вдохом пациента без использования подвижных элементов. 8 н. и 70 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Небулайзер, содержащий:
корпус, содержащий резервуар для вмещения лекарственного средства;
сопло, расположенное в корпусе, для выпуска струи сжатого газа;
канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства;
выпуск небулайзера, сообщающийся с корпусом для доставки аэрозоля пациенту;
управляющий канал, сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды для подачи контрольного газа в канал для текучей среды для предотвращения подачи лекарственного средства непосредственно в струю;
при этом небулайзер снабжен сообщенным с управляющим каналом струйным усилителем, выполненным с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал.

2. Небулайзер по п.1, в котором струйный усилитель выполнен с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента.

3. Небулайзер по п.2, дополнительно содержащий сигнальный канал, сообщающийся по текучей среде со струйным усилителем и предназначенный для создания отрицательного давления в ответ на вдох пациента, предназначенного для прерывания поступления контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал.

4. Небулайзер по п.2, в котором струйный усилитель содержит:
впускное отверстие для приема контрольного газа;
первое выпускное отверстие;
второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды; и
управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

5. Небулайзер по п.4, в котором управляющее отверстие сообщается по текучей среде с выпуском небулайзера.

6. Небулайзер по п.4, в котором струйный усилитель выполнен с возможностью создания отрицательного давления в управляющем отверстии на основании вдоха пациента, вызывая переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

7. Небулайзер по п.4, в котором первое выпускное отверстие сообщается по текучей среде с атмосферой или с внутренней частью корпуса.

8. Небулайзер по п.4, в котором струйный усилитель дополнительно содержит отверстие входящего потока, расположенное, по существу, напротив управляющего отверстия относительно впускного отверстия.

9. Небулайзер по п.8, в котором первое выпускное отверстие сообщается по текучей среде с отверстием входящего потока.

10. Небулайзер по п.4, в котором управляющее отверстие содержит клапан, выполненный с возможностью закрытия в ответ на вдох пациента.

11. Небулайзер по п.1, в котором предусмотрен источник газа, выполненный с возможностью подачи сжатого газа и контрольного газа из него для обеспечения отвода контрольного газа от сжатого газа.

12. Небулайзер по п.1, дополнительно содержащий регулятор потока для регулирования потока контрольного газа.

13. Небулайзер по п.12, в котором регулятор потока содержит сквозное отверстие в гильзе, которое, по меньшей мере, частично образует канал для текучей среды.

14. Небулайзер по п.1, дополнительно содержащий неподвижное отклоняющее устройство, к которому направляется струя сжатого газа.

15. Небулайзер по п.1, дополнительно содержащий трубку Вентури, через которую проходит текучая среда, когда пациент вдыхает через выпуск небулайзера.

16. Небулайзер по п.15, в котором трубка Вентури расположена в выпускном отверстии небулайзера и сообщается по текучей среде со струйным усилителем.

17. Небулайзер по п.15, в котором трубка Вентури расположена внутри корпуса и сообщается по текучей среде со струйным усилителем.

18. Небулайзер по п.1, дополнительно содержащий прерывающий механизм, выполненный с возможностью избирательного прекращения работы струйного усилителя.

19. Небулайзер, содержащий:
корпус, содержащий резервуар для вмещения лекарственного средства;
сопло, расположенное в корпусе, для выпуска струи сжатого газа;
канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства;
выпуск небулайзера, сообщающийся с корпусом для доставки аэрозоля пациенту;
управляющий канал, сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды для подачи контрольного газа в канал для текучей среды для предотвращения подачи лекарственного средства непосредственно в струю;
при этом небулайзер снабжен сообщенным с управляющим каналом струйным усилителем, выполненным с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента,
при этом струйный усилитель не содержит части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

20. Небулайзер по п.19, дополнительно содержащий сигнальный канал, сообщающийся по текучей среде со струйным усилителем и предназначенный для создания отрицательного давления в ответ на вдох пациента, предназначенного для прерывания поступления контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал.

21. Небулайзер по п.19, в котором струйный усилитель содержит:
впускное отверстие для приема контрольного газа;
первое выпускное отверстие;
второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды; и
управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основе вдоха пациента.

22. Небулайзер по п.21, в котором управляющее отверстие сообщается по текучей среде с выпуском небулайзера.

23. Небулайзер по п.21, в котором струйный усилитель выполнен с возможностью создания отрицательного давления в управляющем отверстии на основании вдоха пациента, вызывая переключение потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

24. Небулайзер по п.21, в котором первое выпускное отверстие сообщается по текучей среде с атмосферой или с внутренней частью корпуса.

25. Небулайзер по п.21, в котором струйный усилитель дополнительно содержит отверстие входного потока, расположенное, по существу, напротив управляющего отверстия относительно впускного отверстия.

26. Небулайзер по п.19, в котором предусмотрен источник газа, выполненный с возможностью подачи сжатого газа и контрольного газа из него для обеспечения отвода контрольного газа от сжатого газа.

27. Небулайзер по п.19, дополнительно содержащий регулятор потока для регулирования потока контрольного газа.

28. Небулайзер по п.27, в котором регулятор потока содержит сквозное отверстие в гильзе, которое, по меньшей мере, частично образует канал для текучей среды.

29. Небулайзер по п.19, дополнительно содержащий трубку Вентури, через которую проходит текучая среда, когда пациент вдыхает через выпуск небулайзера.

30. Небулайзер по п.29, в котором трубка Вентури расположена в выпуске небулайзера и сообщается по текучей среде со струйным усилителем.

31. Небулайзер по п.29, в котором трубка Вентури расположена внутри корпуса и сообщается по текучей среде со струйным усилителем.

32. Небулайзер по п.19, дополнительно содержащий прерывающий механизм, выполненный с возможностью избирательного прекращения работы струйного усилителя.

33. Небулайзер, содержащий:
корпус, содержащий резервуар для вмещения лекарственного средства;
сопло, расположенное в корпусе, для выпуска струи сжатого газа;
канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства;
выпуск небулайзера, сообщающийся с корпусом для доставки аэрозоля пациенту;
управляющий канал, сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды для подачи контрольного газа в канал для текучей среды для предотвращения подачи лекарственного средства непосредственно в струю;
при этом небулайзер снабжен сообщенным с управляющим каналом струйным усилителем, содержащим:
впускное отверстие для приема контрольного газа;
первое выпускное отверстие;
второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды; и
управляющим элементом, выполненным с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием.

34. Небулайзер по п.33, в котором управляющий элемент выполнен с возможностью переключения направления потока на основании вдоха пациента.

35. Небулайзер по п.34, в котором управляющий элемент содержит управляющее отверстие, сообщающееся по текучей среде с выпуском небулайзера через сигнальный канал, обеспечивающий отрицательное давление в ответ на вдох пациента для того, чтобы вызвать переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие так, чтобы прервать подачу контрольного газа в управляющий канал.

36. Небулайзер по п.34, в котором управляющий элемент содержит клапан, выполненный с возможностью избирательного открытия первого выпускного отверстия в ответ на вдох пациента, причем открытие первого выпускного отверстия вызывает переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

37. Небулайзер по п.33, в котором струйный усилитель содержит Т-образное соединение, при этом каждая ветвь образует впускное отверстие, первое выпускное отверстие и второе выпускное отверстие соответственно.

38. Небулайзер по п.33, в котором струйный усилитель не содержит части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

39. Небулайзер по п.33, в котором предусмотрен источник газа, выполненный с возможностью подачи сжатого газа и контрольного газа из него для обеспечения отвода контрольного газа от сжатого газа.

40. Небулайзер по п.33, дополнительно содержащий регулятор потока для регулирования потока контрольного газа.

41. Небулайзер по п.40, в котором регулятор потока содержит сквозное отверстие в гильзе для текучей среды, которое, по меньшей мере, частично образует канал для текучей среды.

42. Небулайзер по п.33, дополнительно содержащий трубку Вентури, через которую проходит текучая среда, когда пациент вдыхает через выпуск небулайзера.

43. Небулайзер по п.33, дополнительно содержащий прерывающий механизм, выполненный с возможностью избирательного прекращения работы струйного усилителя.

44. Небулайзер, содержащий:
корпус, содержащий резервуар для вмещения лекарственного средства;
сопло, расположенное в корпусе, для выпуска струи сжатого газа, подаваемого в сопло через главный газовый канал;
канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для подачи лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства;
выпуск небулайзера, сообщающийся с внутренней частью корпуса для доставки аэрозоля пациенту;
управляющий канал, ответвляющийся от главного газового канала и сообщающийся по текучей среде с каналом для текучей среды для доставки контрольного газа в канал для текучей среды для предотвращения доставки лекарственного средства к струе;
при этом небулайзер снабжен сообщенной с управляющим каналом системой управления, выполненной с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал.

45. Небулайзер по п.44, в котором система управления выполнена с возможностью регулирования поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента.

46. Небулайзер по п.45, дополнительно содержащий сигнальный канал, сообщающийся по текучей среде с системой управления для создания отрицательного давления в ответ на вдох пациента, предназначенного для прерывания поступления контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал.

47. Небулайзер по п.45, в котором система управления содержит:
впускное отверстие для приема контрольного газа;
первое выпускное отверстие;
второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды; и
управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основе вдоха пациента.

48. Небулайзер по п.44, дополнительно содержащий регулятор потока для регулирования потока контрольного газа.

49. Небулайзер по п.48, в котором регулятор потока содержит сквозное отверстие в гильзе для текучей среды, которое, по меньшей мере, частично образует канал для текучей среды.

50. Небулайзер по п.44, дополнительно содержащий неподвижное отклоняющее устройство, к которому направляется струя сжатого газа.

51. Небулайзер по п.44, в котором система управления не содержит части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

52. Небулайзер по п.44, дополнительно содержащий трубку Вентури, через которую проходит текучая среда, когда пациент вдыхает через выпуск небулайзера.

53. Небулайзер по п.44, дополнительно содержащий прерывающий механизм, выполненный с возможностью избирательного прекращения работы системы управления.

54. Способ управления процессом небулизации, включающий этапы, на которых:
обеспечивают лекарственное средство в резервуаре внутри корпуса, содержащего выпуск для вдоха пациента;
выпускают струю сжатого газа в корпус;
обеспечивают канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для доставки лекарственного средства непосредственно в струю;
предотвращают поступление лекарственного средства непосредственно в струю посредством подачи контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал; и
используют струйный усилитель для прерывания поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента, причем прерывание обеспечивает поступление лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства.

55. Способ по п.54, в котором струйный усилитель содержит:
впускное отверстие для приема контрольного газа;
первое выпускное отверстие;
второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды; и
управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

56. Способ по п.55, в котором управляющее отверстие сообщается по текучей среде с выпускным отверстием.

57. Способ по п.56, дополнительно включающий этап, на котором создают отрицательное давление в управляющем отверстии посредством вдоха пациента, вызывающее переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

58. Способ по п.55, дополнительно включающий этап, на котором смещают контрольный газ для прохождения из впускного отверстия во второе выпускное отверстие, когда пациент не вдыхает.

59. Способ по п.54, в котором сжатый газ и контрольный газ подают из одного источника газа, причем контрольный газ отводят от сжатого газа.

60. Способ по п.54, дополнительно включающий этап, на котором регулируют поток контрольного газа, проходящего в управляющий канал, посредством регулятора потока.

61. Способ по п.54, дополнительно включающий этап, на котором направляют струю сжатого газа в направлении неподвижного отклоняющего устройства.

62. Способ по п.54, в котором струйный усилитель не содержит части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

63. Способ управления процессом небулизации, включающий этапы, на которых:
обеспечивают лекарственное средство в резервуаре внутри корпуса, содержащего выпуск для вдоха пациента;
выпускают струю сжатого газа;
обеспечивают канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для доставки лекарственного средства непосредственно в струю;
предотвращают поступление лекарственного средства непосредственно в струю посредством подачи контрольного газа в канал для текучей среды; и используют струйный усилитель для прерывания поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента, причем прерывание обеспечивает поступление лекарственного средства непосредственно в струю для получения аэрозоля лекарственного средства, при этом струйный усилитель не содержит части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.

64. Способ по п.63, в котором струйный усилитель содержит:
впускное отверстие для приема контрольного газа;
первое выпускное отверстие;
второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды; и
управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

65. Способ по п.64, в котором управляющее отверстие сообщается по текучей среде с выпускным отверстием.

66. Способ по п.65, дополнительно включающий этап, на котором создают отрицательное давление в управляющем отверстии посредством вдоха пациента, вызывающее переключение направления потока со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

67. Способ по п.64, дополнительно включающий этап, на котором смещают поток контрольного газа для прохождения от впускного отверстия ко второму выпускному отверстию, когда пациент не вдыхает.

68. Способ по п.63, в котором сжатый газ и контрольный газ подают из одного источника газа, причем контрольный газ отводят от сжатого газа.

69. Способ управления процессом небулизации, включающий этапы, на которых:
обеспечивают лекарственное средство в резервуаре внутри корпуса, содержащего выпуск для вдоха пациента;
выпускают струю сжатого газа;
обеспечивают канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для доставки лекарственного средства непосредственно в струю;
предотвращают поступление лекарственного средства непосредственно в струю посредством подачи контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал; и
используют струйный усилитель для прерывания подачи контрольного газа в управляющий канал,
причем струйный усилитель содержит:
впускное отверстие для приема контрольного газа;
первое выпускное отверстие;
второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды; и
управляющий элемент, выполненный с возможностью переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием.

70. Способ по п.69, в котором управляющий элемент выполнен с возможностью переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

71. Способ по п.69, в котором управляющий элемент содержит управляющее отверстие, сообщающееся по текучей среде с выпуском через сигнальный канал, обеспечивающий отрицательное давление в ответ на вдох пациента для того, чтобы вызвать переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие так, чтобы прервать поступление контрольного газа в управляющий канал.

72. Способ по п.69, в котором управляющий элемент содержит клапан, выполненный с возможностью избирательного открытия первого выпускного отверстия в ответ на вдох пациента, причем открытие первого выпускного отверстия вызывает переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие.

73. Способ по п.69, в котором струйный усилитель содержит Т-образное соединение, при этом каждая ветвь образует впускное отверстие, первое выпускное отверстие и второе выпускное отверстие соответственно.

74. Способ по п.69, в котором сжатый газ и контрольный газ подают из одного источника газа, причем контрольный газ отводят от сжатого газа.

75. Способ управления процессом небулизации, включающий этапы, на которых:
обеспечивают лекарственное средство в резервуаре внутри корпуса, содержащего выпуск для вдоха пациента;
выпускают струю сжатого газа, подаваемого через главный газовый канал;
обеспечивают канал для текучей среды, сообщающийся с резервуаром для доставки лекарственного средства непосредственно в струю;
предотвращают поступление лекарственного средства непосредственно в струю посредством подачи контрольного газа в канал для текучей среды через управляющий канал; и
используют систему управления для прерывания поступления контрольного газа в управляющий канал на основании вдоха пациента, при этом управляющий канал ответвляется от главного газового канала и сообщается по текучей среде с каналом для текучей среды.

76. Способ по п.75, в котором система управления содержит:
впускное отверстие для приема контрольного газа;
первое выпускное отверстие;
второе выпускное отверстие для направления контрольного газа в канал для текучей среды; и
управляющее отверстие, выполненное с возможностью избирательного переключения направления потока контрольного газа между первым выпускным отверстием и вторым выпускным отверстием на основании вдоха пациента.

77. Способ по п.76, дополнительно включающий этап, на котором соединяют управляющее отверстие с выпуском так, что вдыхание пациента создает отрицательное давление для того, чтобы вызвать переключение направления потока контрольного газа со второго выпускного отверстия на первое выпускное отверстие так, чтобы прервать поступление контрольного газа в управляющий канал.

78. Способ по п.75, в котором система управления не содержит части, которая перемещается в ответ на вдох пациента.