CN1123364C - 分配系统 - Google Patents

Abstract

一种物质分配系统，包括一已校准的、具有一喷嘴的喷雾器，一承口，输送压缩空气的装置，沿至少一个方向分配压缩空气的总管，与一孔口接通的喷雾器调节装置，以及一用来控制总管、以便使压缩空气流向孔口的阀门。所述总管和孔口通过一段管子连接，其中，从总管出口到喷嘴的管子的内部容积小于0.7毫升。

Description

分配系统

本发明涉及一种分配系统，特别涉及一种可用来(例如)分配少量药剂的分配系统，其中，要求该药剂成雾状进行分配。

测剂量系统是众所周知的，它提供成雾状的物质给一计量系统。例如，英国专利第1,568,808号(Rosenthal)公布了一种提供雾状的物质供病人吸入的计量系统，它包括一喷雾装置，一检测病人吸气开始的检测装置，一调整定时操作的可调定时装置，以及一由定时装置控制的阀门装置，以便提供剂量得到控制的雾状物质。

然而，为了使该系统能够工作并提供精确剂量的药物，必须要求该系统使用带刻度的喷雾器，该喷雾器具有相对于时间的精确输出率。市场上可买到的这种喷雾器具有较宽范围的相对于时间的输出率。此外，在使用喷雾器的整个过程中刻度必须保持不变，而喷雾器必须与测剂量装置连接，这样，当与分配装置一起工作时喷雾器上的刻度是正确的和被认可的。相对于阀门和喷雾器之间的管子长度来说，这是十分重要的。

此外，可看到该申请未涉及一种可以任何方式进行校准以用于推荐药物的装置。其原因可能是，包括在该申请里的装置是用来进行刺激试验的，这种试验通常是在实验室里进行的，以便将药物脉冲输入病人的输气管，从而确定他们对过敏源的反应性。该装置不是供病人带回家的，并一天接一天的输送精确剂量的药物。

除了上述申请，英国专利第2,164,569号(Etela-HameenKauhkovammayhdiatys RY，芬兰)公布了一种与上面所述类似的系统，该系统也是被用来进行刺激试验的，但它具有另外的雾化开始时间控制装置，它被用来选择与吸气阶段的开始时间一致的雾化开始时间，通过检查发现，这对于特殊病人是有益的。

欧洲专利第519,742号(DeVilbiss健康护理有限公司)公布了一种具有三通阀的药物喷射控制系统。在该实施例里，阀门的一路与一压力传感器连接，另一路与一压缩空气供应源连接。在该装置里的控制系统利用连接在喷雾器上的供应管来检测病人的呼吸型态。当它检测到是吸气时，使阀门与压缩空气供应源连通，然后驱动喷雾器工作一段预定的时间，而与病人是否继续吸气或不吸气无关。该装置也遇到其它喷雾器所遇到的问题，即在控制箱和喷雾器之间的管子有一个长度。此外，喷雾器可由任何厂商提供，因此它的刻度不能固定在装置上，由此导致可变化的药物分配量。

按照本发明，一种物质分配系统包括一已校准的、具有一喷嘴的喷雾器，一承口，输送压缩空气的装置，沿至少一个方向分配压缩空气的总管，一孔口，以及一用来控制总管、以便使压缩空气流向孔口的阀门，所述总管和孔口通过一段管子连接，此外，还包括一与孔口接通的喷雾器调节装置，从总管出口到喷嘴的管子的内部容积小于0.7毫升。

较佳的是，从总管出口到喷嘴的管子的内部容积小于0.5毫升。

较有利的是，按照本发明的分配系统与一作为压缩空气供应源的小型空气压缩机一起使用，该空气压缩机具有每分钟1-2升范围内的流量。

在这个例子里使用的“已校准的”这个词意味着喷雾器的剂量已经确定，而剂量计也被相应地编程，由此可提供已知剂量的给定药物。可以设想，一个给定的剂量计将具有一个和多个专用喷雾器。

在本发明的较佳实施例里，分配系统还包括一开关装置，它对压缩空气是否进入系统作出反应。

本发明的另一较佳方面是它可以包括一分配系统，该系统包括一剂量计，而该剂量计已被预编程，以便按照预定的剂量模型提供一种或几种药物。

按照本发明的分配系统能方便地被预编程以提供一种或几种不同类型的药物，这些药物可能是需要按照不同的模型提供的。给这种样子的分配系统进行预编程的方法对于本技术领域的技术人员来说将是熟悉的。此外，按照本发明的喷雾器和剂量计将按照欧洲专利第587,380号(Medic-Aid有限公司)所述的进行校准，以便确定药物剂量，该专利的内容将在这里被参考引用。

按照本发明的分配系统包括一喷雾器和一承口，喷射的药物可通过承口直接输送给病人。另外，该分配系统较佳的是还可以包括一压力传感器，它可相对病人的呼吸检测装置里的压力降，然后输送一个喷射药物的脉冲给承口。在该例子里，药物的剂量可通过上面提到的、本技术领域的技术人员都知道的方法，即通过选定药物的已知的输出率与时间乘积、以及由系统输送的所有喷射脉冲的总和来计算。这种方法一般可包括对该药物进行临床试验，以确定适当的剂量，并将这些数据用电子装置编程进入分配系统。

可以理解，在按照本发明的分配系统里的总管事实上可以是与阀门成为一体的一个部分，而不一定是一个独立的实体。在某些实施例里，总管是一个(例如)由塑料材料制造的具有内部空腔的块体，它的存在将允许管子与阀门上的孔口连接。阀门上的孔口可能靠得很近，以便直接与各管子连接，而在其它实施例里，总管将增加它们之间的空间，这对于总管至少沿两个不同方向分配压缩空气可能是需要的。

按照本发明的分配系统可由许多不同的压缩空气供应源进行操作，诸如一种以每分钟大约6升的速率进行工作的连续空气供应源。这一般可由诸如医院里使用的加压汽缸提供，或由普通的空气压缩机产生。

在一种替换的和较佳的结构里，分配系统可用带有蓄压器的轻型压缩机进行操作，它通常产生较低的流量(在每分钟1-2升的范围内，较佳的是每分钟1.5升)。低流量压缩机和蓄压器的这种组合将允许分配系统产生压缩空气脉冲、以每分钟约6升的流量提供给在分配系统里的喷雾器，其中，来自压缩机的流量将与通过喷雾器的平均流量配合(每分钟1.5升)。此外，低流量压缩机与在按照本发明的分配系统里的蓄压器在这种组合将提供一种比已知的计量装置更轻、更紧凑、更容易携带的计量装置。

至于总管，如果按照本发明的分配装置与低流量压缩机一起使用，那么只需要利用阀门来打开和切断通向喷雾器的压缩空气，在这种情况下，只需要总管沿一个方向引导压缩空气。然而，如果分配系统与传统的空气供应源、诸如每分钟6升的压缩机或罐装气体一起使用，那么与阀门一起使用的总管或是将气流引向喷雾器，或是将气流引向出口孔。在这种情况下，与总管在一起的阀门根据用途或具有一个孔口或具有两个出口孔。

按照本发明的分配系统的一个重要特征在于连接总管和孔口的管子的容积小于0.7毫升，较佳的是小于0.5毫升。已经发现，使用具有相当小容积的这种长度的管子，喷雾器将在一旦检测到病人吸气时尽可能快地开始工作。通常，喷雾器可在检测到病人吸气的50毫秒内开始工作。为了有利于快速的响应时间和连接总管和孔口的管子的低容积，较佳的是使阀门尽量靠近喷雾器。

如果在总管和喷雾器之间使用的是一条相当长的或具有大的内部容积的管子，该管子必须在喷雾器开始工作前被加压。这可能对系统控制喷雾器输出率的性能有显著的作用，因为喷雾器较佳的是应该在所有时间里有一个基本稳定的压力供应率(“矩形波”)，这样，它的输出在所有时间里是稳定的。用于该分配系统的喷雾器较佳的是能传送在0.1和1.5秒持续时间之间的吸气型态。

现在通过例子并只参考附图来进一步描述本发明，其中：

图1显示了按照本发明的一分配系统的示意图，其上安装着相配合的喷雾器和承口；

图2显示了图1中的分配系统的喷雾器/承口端的示意的剖视图；

图3显示了图1中的分配系统的喷雾器/承口端的又一示意的剖视图，它是从与图2所示位置垂直的方向看过去的；

图4显示了图1中的分配系统的控制系统端的示意的剖视图；

图5显示了图1中的分配系统固定在一低流速压缩机上的示意图；

图6显示了将图5中的分配系统和压缩系统组合在一起的示意图；

图7a至7d显示了对按照本发明一个方面的分配系统的一个实施例进行装料的装料方法；

图8a至8d显示了对按照本发明一个方面的分配系统的一个实施例进行清洗的清洗方法；

图9显示了一由半球形弹性薄膜组成的蓄压器；

图10是表示传统的喷雾器的喷雾量与病人的吸气流量关系的图表。

参看附图，按照本发明的分配系统的一个实施例包括一手持剂量计，它高约200毫米，重约200克。该剂量计具有固定在其上的承口1和喷雾器2，以及包含控制阀、电子电路和电池的本体3。这些零件可通过底部4装入。

剂量计通过管子10与一压缩空气源连接。在使用剂量计时，病人将承口1卸下，并将流体状的药剂(它们是一种液体或一种流态化形式或任何其它类似形式的粉末)倒入喷雾器2。然后，通过管子10使剂量计与压缩空气源连接。利用下面将要介绍的开关装置，剂量计里正压的存在将启动剂量计里的控制电路，并使其通电。

在这个实施例里，虽然喷雾器只有一个盛放药剂的腔，但剂量计还是被预先设定成可输送正确剂量的两种不同的推荐药物。然而，可对剂量计进行设计和预先设定，以便输送任何所需数量的推荐药物。已安装在喷雾器里的药物可利用选择按钮5和6进行选择。一旦选定药物类型，发光二极管7和8将显示被病人选定的药物类型。按钮9是重新设定钮，以便使用者可纠正选择中的错误。

用于按照本发明的分配系统的喷雾器可是任何适当的、具有已知的校准常数的喷雾结构，它可用来喷射诸如药剂之类的物质，能与分配系统适当配合，并能随剂量计进行校准。适当的喷雾器包括可使用压缩空气源以便喷射药物、以及如欧洲专利第672,266号(Medic-Aid有限公司)所述的那种类型，该专利的内容在这里被参考引用。

当选定药物后，病人通过承口1吸气。在本体3里的一个压力传感器(下面将进一步介绍)检测承口1里的、因病人吸气发生的压力降，然后将喷射药物的预编程脉冲输送给吸入过程的第一个50％，直至达到被编程进入分配系统的剂量范围。

通过已知的、被选定药物的输出率与时间乘积，以及已由剂量计输送的喷射脉冲的总和来计算剂量。关于药物剂量怎样可以导出和预编程进入剂量计的进一步情况可参阅英国专利第2,294,402号(Medic-Aid有限公司等)，它的内容在这里被参考引用。在这个例子里，已经进行了旨在确定必需输送的、以获得有效治疗效果的药物剂量的临床试验，并将该剂量编程进入供两种推荐药物使用的剂量计。

当输送了按程序提供的剂量后，靠近与选定的药物相关的按钮的发光二极管迅速闪光，而表示治疗已经结束的蜂音器开始鸣叫，从而确保每次给病人提供精确剂量的药物。

图2和3较详细地显示了本实施例使用的喷雾器。通过孔口17给喷嘴11提供压缩空气，它将与挡板12一起使已盛放在容器19里的流体药物成雾状喷出。

该喷雾器是一文杜里喷雾器，它通过管口13将空气吸入挡板12的中央，然后通过管口13的出口向上向外进入承口。由于在吸气过程中喷雾器只产生汽雾，因此病人吸入的空气是通过阀门14、然后通过承口提供的。该空气的一小部分向下通过喷雾器的中央，以启动文杜里系统。通过喷雾器的流量完全独立于病人提供的流量，因此喷雾器产生速度稳定的输出。阀门14在承口里产生一个压力降，而这是通过孔口18监控的。呼气时，阀门14将关闭，而病人将通过阀门15呼气。欧洲专利第627,266号(Medic-Aid有限公司)内有关于在喷雾器上的喷雾器的进一步情况。

成套组件由卡子16固定。当卡子16的下端移动时，可将承口卸下。然后，可使卡子的上端向下倾斜，以便从本体3里取出容器组件。这将允许所有的喷雾器零件在治疗结束后取出，以便在完全与本体分离的情况下进行清洗。图7和8用图解方式的显示了这些过程。其中，图7a至7d显示了加料过程，如图7a显示喷雾器是空的和清洁的，图7b显示①推A和②卸下承口，图7c显示通过管口加料，而图7d显示推压承口并使劲扣接，使喷雾器处于准备工作状态。图8a至8d显示了清洗过程，如图8a显示①推A和②卸下承口，图8b显示卸下管口，图8c显示①推B和②卸下喷雾器，然后清洗和晾干所有零件，并通过图8c、8b和8a所示的步骤以相反顺序进行组装，或如图8d所示，将喷雾器、管口和承口扣接在一起作为一个部件，然后将该部件扣接在本体上。

图4显示了整个剂量计的内部结构，特别显示了该装置的电子结构。空气通过管子10进入剂量计，再通过软管22进入总管21并朝向阀门20。为了确定管子22里是否有压力，使管子环绕着壁28。当管子里没有压力时，管子收缩。然而，当有压力时它会膨胀，从而推动杠杆29抵顶开关30，由此使剂量计通电工作。

可利用各种不同的压缩空气源使剂量计工作；首先，它可使用由传统的空气压缩机产生的、大约每分钟6升的连续空气流量，或诸如医院里使用的罐装压缩气体。由于这些压缩空气源，当压缩空气不是通过管子23和孔口17提供给喷雾器时，它必将通过管子24和与喷雾器里的喷嘴11直径尺寸相配的一个小孔从剂量计底部向外排出。这可使系统保持稳定的压力，而与阀门是否引导空气进入喷雾器或排出无关。

在一个替换的和较佳的实施例里，它可与其它形式的剂量计一起使用，这种剂量计可与具有每分钟1-2升流速并具有相配的蓄压器的低流速压缩系统一起工作。

这种压缩系统在蓄压器里产生(例如)每分钟1.5升的低流量，这将允许剂量计给喷雾器提供压缩空气脉冲，而该脉冲具有相当于大约每分钟6升的流速，从而使来自压缩机的流动与通过喷雾器的平均流动(每分钟1.5升)相配合。在这种结构里，管子24被密封，而当阀门20关闭时，供应管10里的压力被传递给压缩机的蓄压器。孔口18使压力传感器25与承口连接。压力传感器25与由电池26供电的印刷线路板31连接。当电子系统检测到病人吸气时，阀门20将压力气流传送给管子23，再通过孔口17进入喷雾器。电池是通过门27进入底部4，进而插入剂量计的。

图5和6显示了如上面所述可使用的、一种适当的低流速压缩机的一个例子，它包括一大约每分钟1.5升流速的小型空气压缩机，以及一约0.2升容积的蓄压器，该蓄压器(例如)可形成于在压缩机和剂量计之间的管子里，或利用在压缩机壳体里的一中空的和有弹性的构造。下面将要介绍一种特别适合在腔室里工作的半球形橡胶蓄压器。压缩机将一直工作到蓄压器达到它的容量，然后停止运转。剂量计接受来自蓄压器的空气脉冲，直至蓄压器被排空至一规定容量(0.1升)。然后，压缩机又开始工作并重新充填蓄压器。压缩机产生一个剂量计认可的平均输出流速，而剂量计控制自己的空气供应，从而使它不会超过来自压缩机的平均流速，而剂量计输送的任何一个脉冲不会超过蓄压器容量。因此，这种系统可使用尺寸大约是传统压缩系统的四分之一、能耗大约也是四分之一的压缩机。这种压缩机的制造和购买都较便宜、

在这个实施例里的蓄压器在一个脉冲的输送过程(通常是1.5秒)中应该具有一个线性的压力与容积关系，即喷雾器的喷射量是每分钟6升，而蓄压器应该在一稳定压力下(1巴+/-10％)提供150毫升的容积流量。要获得一个稳定的压力与容积的线性关系是困难的。图9显示了一种由天然橡胶制成的半球形蓄压器。该橡胶具有在100％和500％伸展范围之间的、线性的负载伸展。薄膜91是一半球形的零件，它被夹在两个环92和93之间。在图9中，在标号为A、B和C的三个位置上都画有薄膜。位置A是无负载的位置，当通过孔口94提供压缩空气时，薄膜从这里开始膨胀，当薄膜膨胀至位置C时已有200％的伸展率。然后，或者通过启动在薄膜表面上的、能使压缩机停止的微动开关(未画出)，或者通过一能将压缩机的输出排放出去的微型气动开关停止压缩空气的供应。然后，薄膜91停留在该位置上，直至输送一空气脉冲给喷雾器。当薄膜输送空气时，操作过程中的压力降小于5％。这样，薄膜可在一稳定压力下提供空气，直至到达伸展率为120％的位置B。然后，微动开关将重新启动压缩机，或微型气动开关被关掉。这种半球形结构在制造上相对简单，但与其它已经使用的蓄压器相比具有许多优点。

图6显示了用于这种压缩机的一种适当的电子线路。

为了使按照本发明的分配系统有效工作，剂量计阀门20紧靠着喷雾器，这样，当系统检测到病人的吸气时，喷雾器将尽可能快地(一般小于50毫秒)开始工作。这意味着在总管出口和喷雾器喷嘴之间的管子23的长度必须很短，并具有小于0.7毫升、较佳的是小于0.5毫升的内部容积，这相当于喷雾器输送5％的最短脉冲。如果在阀门和喷雾器之间使用一条长管子，就必须在喷雾器开始工作前对这条管子加压。这将显著地影响系统的性能，因为要控制喷雾器的输出率就必须提供“矩形波”的空气压力，这样，可使输出在所有时间内保持稳定，并在吸气开始时传送。喷雾器给在0.1和1.5秒持续时间之间的吸气型态传送脉冲。

如上所述，一种确定病人所接受的药物剂量的最简单方式是，将每次脉冲的持续时间乘以喷雾器的输出率。然后，通过将每次脉冲过程中接受的药物量相加来确定该剂量。这种计算取决于喷雾器的输出率应该是稳定的这种情况，而与病人的吸气流量无关。因此，喷雾器输出率对于吸气较慢和吸气较快的人来说是一样的，该计算结果将是正确的。如果喷雾器输出率随吸气流量而改变，那么剂量计的精度将改变。

图10是显示传统的喷雾器中的汽雾输出率相对吸气流量变化的图表。如图所示，其中的输出率是不稳定的。

因此，可设想使用压力传感器，以便提供有关病人吸气流量的信息，这样，可确定在病人吸气过程中的正确的喷雾器校准速度。这可通过十分有效的对照表来实施，且该对照表可具有两个或多个能提供所需精度的校准点。在图10所示图表的情况下，可用两条直线制成对照表的近似值，其中，一条直线大致沿着30升/分钟这一点的曲线，而第二条直线一般沿着在该点之上的曲线，通过利用该对照表的近似值可获得令人满意的对照表。这种近似值将会有利于工作，因为事实上病人的呼吸型态并不在一个固定的水平上，而是连续变化的。

利用正确的校准值的另一种方式是使用计算机，该计算机考虑到吸气流量。可在每分钟30升水平之上使用一校准值，并当吸气流量降至每分钟15升时将该校准常数减至该值的60％。这样，可利用许多不同的方式进行校准，而不仅仅是一张多点对照表。

Claims (22)

1.一种物质分配系统，包括一已校准的、具有一喷嘴(11)的喷雾器(2)，一承口(1)，输送压缩空气的装置(10，22)，沿至少一个方向分配压缩空气的总管(21)，一孔口(17)，以及一用来控制总管(21)、以便使压缩空气流向孔口(17)的阀门(20)，所述总管(21)和孔口(17)通过一段管子(23)连接，其中，从总管出口到喷嘴(11)的管子(23)的内部容积小于0.7毫升。

2.如权利要求1所述的分配系统，其特征在于，根据预定的剂量预先设定投配一种和一种以上的药物。

3.如权利要求1或2所述的分配系统，其特征在于，总管(21)是阀门(20)的一个组成部分。

4.如权利要求1至3之一所述的分配系统，其特征在于，还包括一具有每分钟1-2升流量的压缩机和一蓄压器(90)。

5.如权利要求1至4之一所述的分配系统，其特征在于，还包括一对压缩空气是否进入系统起反应的开关装置(30)。

6.如权利要求1至5之一所述的分配系统，其特征在于，还包括一已根据预定的剂量模型预先设定投配一种或一种以上药物的剂量计。

7.如权利要求1至6之一所述的分配系统，其特征在于，还包括一压力传感器(25)，它能在使用时根据病人的呼吸检测系统里的压力降，从而可将喷射药物的脉冲传送给承口(1)。

8.如权利要求7所述的分配系统，其特征在于，还包括根据已知的选定药物的输出率与时间乘积来计算药物剂量的装置。

9.如权利要求1至8之一所述的分配系统，其特征在于，总管(21)是阀门(20)的一个组成部分。

10.如权利要求1至9之一所述的分配系统，其特征在于，总管(21)是一具有内部空腔的块体，它的存在允许管子与阀门上的孔口连接。

11.如权利要求1至10之一所述的分配系统，其特征在于，还包括一轻型压缩机和一蓄压器(90)。

12.如权利要求11所述的分配系统，其特征在于，所述轻型压缩机产生每分钟1至2升范围内的低流量。

13.如权利要求11或12所述的分配系统，其特征在于，低流量压缩机和蓄压器(90)的组合允许分配系统产生每分钟6升流量的压缩空气脉冲给喷雾器(2)。

14.如权利要求11-13之一所述的分配系统，其特征在于，阀门(20)用来打开和切断压缩空气。

15.如权利要求1-9之一所述的分配系统，其特征在于，总管(21)和阀门(20)一起用来引导压缩空气流向喷雾器(2)或一出口孔。

16.如权利要求1至15之一所述的分配系统，其特征在于，连接总管出口和喷雾器喷嘴(11)的管子(23)的容积小于0.5毫升。

17.如权利要求1至16之一所述的分配系统，其特征在于，喷雾器(2)被用来传送在0.1和1.5秒持续时间之间的吸气脉冲。

18.如权利要求11至17之一所述的分配系统，其特征在于，蓄压器(90)包括一压力与容积成线性关系的弹性体(91)。

19.如权利要求18所述的分配系统，其特征在于，弹性体(91)是一半球形的弹性元件。

20.如权利要求18或19所述的分配系统，其特征在于，所述半球形元件(91)是一可膨胀至其无负载容积的500％的薄膜。

21.一种物质分配系统，包括一已校准的、具有一喷嘴(11)的喷雾器(2)，一承口(1)，输送压缩空气的装置(10，22)，沿至少一个方向分配压缩空气的总管(21)，一孔口(17)，以及一用来控制总管(21)、以便使压缩空气流向孔口(17)的阀门(20)，所述总管(21)和孔口(17)通过一段管子(23)连接，其特征在于，从总管出口至喷雾器喷嘴(11)的管子(23)的内部容积小于0.7毫升；此外，还包括一与孔口(17)、一压缩机和一蓄压器(90)接通的喷雾器调节装置，其中，该蓄压器(90)包括一压力与容积成线性关系的弹性体(91)。

22.一种物质分配系统，包括一已校准的、具有一喷嘴(11)的喷雾器(2)，一承口(1)，输送压缩空气的装置(10，22)，沿至少一个方向分配压缩空气的总管(21)，一孔口(17)，一用来控制总管(21)、以便使压缩空气流向孔口(17)的阀门(20)，所述总管(21)和孔口(17)通过一段管子(23)连接，其特征在于，从总管出口至喷雾器喷嘴(11)的管子(23)的内部容积小于0.7毫升；此外，还包括一与孔口(17)、一压力传感器(25)和一用来确定被分配的剂量的装置接通的喷雾器调节装置，其中，压力传感器(25)相对病人的呼吸检测系统里的压力降，以指示病人的吸气流量，而剂量是根据喷雾器(2)的药物输出率和传送药物的持续时间确定的，剂量确定装置根据压力传感器(25)检测到的病人吸气流量来调整阀门的输出率。

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