藥物噴射設備及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種藥物噴射設備，其噴射藥物以給使用者施藥，所述藥物噴射設備包括：藥物噴射單元，其具有產生用于噴射藥物的能量的元件；驅動控制單元，其控制元件的驅動開始和驅動停止；和噴射量判定單元，其在元件執(zhí)行驅動停止之后判定從藥物噴射單元噴射的藥物的總量，當由噴射量判定單元所判定出的噴射的藥物的總量沒有達到設定的噴射量時，驅動控制單元使元件能夠執(zhí)行驅動，從而噴射從設定的噴射量與噴射的藥物的總量之間的差所計算出的藥物的量。
【專利說明】藥物噴射設備及其控制方法
[0001] 本申請是名稱為"藥物噴射設備及其控制方法"、申請日為2009年1月23日、申請 號為200980102596. 3、國際申請?zhí)枮镻CT/JP2009/051515的發(fā)明專利申請的分案申請。

【技術領域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種藥物噴射設備及其控制方法，所述藥物噴射設備構造成使得使用 者可以在攜帶該藥物噴射設備時使用該藥物噴射設備，并且可以用于使使用者吸入藥物的 吸入設備以及類似物。

【背景技術】
[0003] 為了使諸如吸入器的藥物噴射設備所噴射的藥物到達目標部位，噴射液滴直徑和 使用者的呼吸動作成為重要的因素。至于噴射液滴直徑和呼吸動作，各自根據藥物到達的 部位有合適條件。因而，在吸入治療中，其治療效果取決于使用者如何吸入。
[0004] 在PCT國際申請No. HlO - 507096的日本公布中，說明了可以通過在預定的吸入 流速和吸入量的范圍內噴射霧化的藥物而實現(xiàn)具有較高的肺沉積率和較好的效率的吸入。 在PCT國際申請No. HlO - 507096的日本公布中公開的吸入設備可以被控制成使得當使用 者的吸入流速達到預定值時開始噴射藥物，并且當使用者的吸入流速達到某一預定的吸入 量時停止噴射藥物。
[0005] 另外，在PCT國際申請No. 2006 - 506151的日本公布中，公開了一種記錄使用者 的吸入模式并且根據該模式噴霧的技術，該技術作為以適當的吸入分布（profile)吸入液 滴的手段。根據該技術，通過事先測量使用者的呼吸模式并且在吸入器中記錄信息，噴霧能 以脈沖的方式與呼吸同步。
[0006] 另一方面，已經開發(fā)了這樣的吸入設備，S卩，所述吸入設備使藥物的微小液滴沿著 空氣流路徑噴射，經由咬嘴吸入的空氣流動通過所述路徑，從而利用噴墨系統(tǒng)的噴射原理 讓使用者吸入液滴（參見日本專利申請?zhí)亻_No. 2004 - 283245)。這些吸入設備具有能夠 以相等的微粒直徑精確地噴射預定量藥物的優(yōu)點。
[0007] 在以上提及的【背景技術】中說明的吸入設備中，即使在噴霧開始時的吸入參數是適 當的，隨后的吸入操作也可能是不合適的。然而，不能期望使用者每次執(zhí)行同樣的吸入操 作，并且當藥物僅在實現(xiàn)適當的吸入分布時釋放藥物時，不能保證通過一次吸入就可施用 整個劑量。例如，當在吸入的中間使用者因為某一原因而停止吸入時，藥物的噴射量沒有達 到所述劑量的可能性較高。
[0008] 這樣，在傳統(tǒng)的吸入設備中，由于不能掌握使用者是否安全地吸入了一劑藥物，所 以不能說可以執(zhí)行定量控制。


【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明的目的是，在根據使用者的吸入動作而噴射藥物的藥物噴射設備中，提供 一種藥物噴射設備及其控制方法，所述藥物噴射設備可以與使用者的吸入操作無關地以設 定的劑量安全地給使用者施藥。
[0010] 本發(fā)明涉及一種藥物噴射設備，其噴射藥物以給使用者施藥，其特征在于，所述藥 物噴射設備包括：
[0011] 藥物噴射單元，其具有產生用于噴射藥物的能量的元件；
[0012] 驅動控制單元，其控制元件的驅動開始和驅動停止；和
[0013] 噴射量判定單元，其在元件執(zhí)行驅動停止之后判定從藥物噴射單元噴射的藥物的 總量，當由噴射量判定單元所判定出的藥物的總量沒有達到設定的噴射量時，驅動控制單 元使元件能夠執(zhí)行驅動，從而噴射從設定的噴射量與藥物的總量之間的差所計算出的藥物 的量。
[0014] 藥物噴射設備可以包括驅動條件判定單元，其判定元件執(zhí)行從設定的噴射量與藥 物的總量之間的差所計算出的藥物的量的噴射的驅動條件。
[0015] 藥物噴射設備可以包括用于檢測使用者的吸入的傳感器，并且驅動控制單元基于 來自傳感器的輸出信號而控制元件的驅動開始和驅動停止。
[0016] 藥物噴射設備可以包括顯示器單元，在所述顯示器單元中，顯示了由噴射量判定 單元所判定出的藥物的總量是否達到設定的噴射量的判定結果。
[0017] 元件可以是給藥物提供熱能的電熱換能器。
[0018] 噴射量判定單元可以基于電熱換能器的驅動條件判定噴射量。
[0019] 本發(fā)明涉及一種藥物噴射設備的控制方法，所述藥物噴射設備噴射藥物以給使用 者施藥，其特征在于，所述控制方法包括：
[0020] 開始藥物的噴射；
[0021] 停止該藥物的噴射；
[0022] 判定從藥物的噴射開始到噴射停止所噴射的藥物的總量；
[0023] 判斷該總量是否達到設定的噴射量；以及
[0024] 當判斷出藥物的總量沒有達到設定的噴射量時，使藥物噴射設備能夠噴射從設定 的噴射量與藥物的總量之間的差所計算出的藥物的量。
[0025] 控制方法可以包括判定用于噴射從設定的噴射量與藥物的總量之間的差所計算 出的藥物的量的噴射條件。
[0026] 藥物噴射設備可以通過檢測使用者的吸入而開始藥物的噴射，并且可以基于使用 者的隨后的吸入條件而停止藥物的噴射。
[0027] 根據本發(fā)明的藥物噴射設備，即使在一次吸入中所噴射的藥物的量沒有達到事先 在設備中設定為一個劑量的噴射量時，也可以噴射欠缺的噴射量。因此，使用者可以吸入設 定的劑量。
[0028] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將從以下參照附圖的說明而變得明顯，貫穿附圖，其中 相同的附圖標記表示相同的或類似的部件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是示出噴射藥物以給使用者施藥的本發(fā)明的藥物噴射設備的概念上的構造 的視圖；
[0030] 圖2A、2B、2C和2D是示出當使用者執(zhí)行適當的吸入時在藥物的噴射周期與使用者 的吸入之間的關系的圖表；
[0031] 圖3A、3B、3C和3D是示出當使用者的吸入較弱并且設定的藥物的噴射量不能在一 次吸入中被噴射時在藥物的噴射周期與使用者的吸入之間的關系的圖表；
[0032] 圖4A、4B、4C和4D是示出當使用者的吸入速率過強并且超過適當的吸入速率的上 限時在藥物的噴射周期與使用者的吸入之間的關系的圖表；
[0033] 圖5是示出本發(fā)明的藥物噴射設備的控制方法的示例的流程圖；
[0034] 圖6是示出吸入器100的外觀的透視圖，所述吸入器100是本發(fā)明的藥物噴射設 備的示例并且使使用者吸入藥物；
[0035] 圖7示出其中圖6中的吸入器中的艙蓋18打開的狀態(tài)；
[0036] 圖8是其中噴射頭部單元107和藥罐108成一體的盒101的透視圖；
[0037] 圖9是其中圖8中的帽21保護噴射頭部8的狀態(tài)的原理剖視圖；
[0038] 圖10是其中圖9中的藥罐108被推到噴射頭部單元107中的狀態(tài)的剖視圖，并且 使藥罐108和噴射頭部單元107二者連通；
[0039] 圖11是示出噴射操作周期和噴射量之間的關系的圖表；
[0040] 圖12是不出噴射頻率和噴射量之間的關系的圖表；
[0041] 圖13是第二示例中的藥盒101的連接之前的剖視圖；
[0042] 圖14是第二示例中的藥盒101的連接之后的剖視圖；
[0043] 圖15是不出研究藥罐108中的壓力和噴射量之間的關系的實驗結果的圖表；以及
[0044] 圖16A和16B包括第三示例中的藥盒101的剖視圖。

【具體實施方式】
[0045] 現(xiàn)在將參照附圖詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0046] 另外，相同的附圖標記基本上表示相同的部件，并且將省略它們的說明。
[0047] (藥物噴射設備）
[0048] 圖1中示出噴射藥物以給使用者施藥的本發(fā)明的藥物噴射設備的概念上的構造。 產生用于噴射藥物的能量的元件布置在噴射頭部107中，所述噴射頭部107是藥物噴射單 元，并且當所述元件通過頭部驅動電路104驅動時，藥物從噴射口噴射。適當的是容納有待 噴射的藥物的藥罐108連接到噴射頭部107,并且噴射頭部107和藥罐108成一體以構造藥 盒101。這種一體式的盒能可拆卸地附裝到藥物噴射設備。適當的是CPU 103包括至少存 儲器103a、驅動條件判定單元103b和驅動控制單元103c，所述CPU 103是控制整個設備的 控制單元。在存儲器l〇3a中存儲有整個設備的許多設定，并且尤其，存儲有使用者的劑量 和類似設定。以下，使用者的劑量可以稱為"設定的噴射量"。驅動控制單元l〇3c發(fā)送命令 到頭部驅動電路104以執(zhí)行噴射能量產生元件的驅動開始和驅動停止，S卩，噴射頭部107的 驅動控制。從吸入和噴射同步的角度來說，適當的實施例是，基于來自檢測使用者的吸入的 傳感器102的輸出信號執(zhí)行元件的驅動開始和驅動停止，S卩，藥物的噴射開始和噴射停止 的控制。作為其它的實施例，可以涉及通過使用者的按鈕操作或類似操作而開始噴射，并且 在噴射執(zhí)行了預定的時間之后停止噴射。該具體的時間可以事先根據使用者的吸入時間和 類似參數被設定為適當的值。
[0049] 當通過吸入檢測傳感器102檢測到使用者的吸入時，輸出信號被發(fā)送到CPU 103， 通過驅動控制單元103c開啟噴射頭部107的驅動，并且噴射藥物。另外，當通過吸入檢測傳 感器102判定使用者的吸入結束時，或者當通過吸入檢測傳感器102判定使用者的吸入沒 有處于適當的吸入狀態(tài)時，通過驅動控制單元103c停止噴射頭部107的驅動，并且藥物的 噴射結束。這里，通過作為噴射量判定單元的噴射量識別單元105判定在周期中噴射的藥 物的總量。然后，通過由噴射量識別單元105所判定出的藥物的總量與存儲器103a中所記 錄的設定的噴射量相比較，判斷噴射的藥物的總量是否達到設定的噴射量。當噴射的藥物 的總量沒有達到設定的噴射量時，能夠再次通過驅動控制單元l〇3c驅動噴射頭部107,從 而噴射基于與設定的噴射量的差所計算出的藥物的量。雖然適當的是這里所計算出的量是 其自身與設定的噴射量和噴射的藥物總量之間的差相對應的量，但是本發(fā)明不限于此。例 如，就諸如類固醇的不必控制精確量的藥物而言，也可想到的是稍超過以上提及的差來施 用該藥物。本發(fā)明的本質是基于一次噴射中的噴射量與事先設定的噴射量之間的差而執(zhí)行 第二次噴射。甚至當不能通過一次吸入吸入劑量（設定的噴射量）時，也可以執(zhí)行與設定 的噴射量相同或者幾乎相同的噴射量。
[0050] 這樣，當執(zhí)行第二次噴射時，作為判定單元的驅動條件判定單元103b可以對噴射 頭部107的驅動條件進行判定，以用于噴射基于與設定的噴射量的差所計算出的藥物的 量。然后，根據所判定的驅動條件，可以通過使噴射頭部107能夠被驅動控制單元103c驅動 而執(zhí)行噴射與設定的噴射量相同的量。即使當噴射量識別單元105不能掌握在噴射中就地 的藥物噴射量時，通過提前判定用于獲得預定噴射量的噴射條件以及根據這些條件執(zhí)行驅 動，也可以判定預定量的噴射完成。另外，噴射量識別單元105根據實施例布置在CPU 103 中。
[0051] 這里，第二次和隨后的噴射可以自動地執(zhí)行或者可以通過使用者的切換按壓而執(zhí) 行。當自動地執(zhí)行時，可以基于吸入檢測傳感器102的輸出信號而執(zhí)行。
[0052] 藥物噴射設備的主體可以具有諸如IXD顯示器的顯示器單元106,并且在該顯示 器單元106中可以顯示對是否達到設定的噴射量的判定結果以及類似參數。
[0053] 這里，藥物噴射單元（噴射頭部）107具有兩個或更多個噴射口，和設定成與噴射 口有一對一、一對多和多對一關系的任意的噴射能量產生兀件?？梢詫⒔o藥物提供熱能的 電熱換能器或者給藥物提供機械能的機電換能器作為示例。即，作為藥物的噴射方法，可以 將使用電熱換能器給藥物提供熱能并且噴射藥物的方法（熱噴射系統(tǒng)）和使用給藥物提供 機械能的機電換能器（例如，壓電元件）的振蕩壓力而噴射藥物的方法（壓電噴射系統(tǒng)） 作為示例。這些系統(tǒng)可以稱為噴墨系統(tǒng)?？筛鶕幬锏念愋突蝾愃莆镞x擇噴射方法。
[0054] 當使用熱噴射系統(tǒng)時，關于每個噴射頭部，可以提高噴射口的孔口、用于噴射的熱 脈沖的熱量和作為電熱換能器的微型加熱器的尺寸準確度和可重復性。因而，可以獲得較 窄的液滴直徑分布。另外，頭部制造成本較低，并且對需要頻繁地更換頭部的較小設備的適 用性也較高。因此，當藥物噴射設備要求具有可攜帶性或者便利性時，尤其可以采用熱噴射 類型的噴射原理。
[0055] 這里，將舉例說明用于任意地控制藥物的噴射量的驅動條件的判定方法。首先，可 通過改變當藥物噴射時的噴射操作周期而改變噴射量。這里，在本說明書中，"噴射操作周 期"或者"噴射周期"意思是在連續(xù)地給出一系列脈沖的情況下從給噴射能量產生元件提供 第一個脈沖開始到給出最后一個脈沖完成為止的時間，即，當供給用于噴射能量產生的脈 沖串時的一系列周期?？梢酝ㄟ^使噴射操作周期變長而增大藥物噴射量。另外，還可以通 過改變噴射能量產生元件的噴射頻率而不是改變噴射操作周期來改變噴射量。這里，"噴射 頻率"等同于每單位時間給噴射能量產生元件提供的用于噴射藥物的脈沖信號的數量。噴 射頻率可以稱為驅動頻率。
[0056] 另外，可以通過結合這兩種方法而改變用于獲得必要劑量的藥物噴射量。
[0057] 作為用于本發(fā)明的吸入檢測傳感器，可以將布置在空氣流路徑中的壓力傳感器作 為示例。通過壓力傳感器檢測由于使用者的吸入而在空氣流路徑中產生的壓力變化（負壓 波動），可以掌握吸入狀況，例如使用者的吸入開始以及隨后的吸入強度。除此之外，可以使 用測量空氣流動路徑中氣體流量的普通的流量傳感器。
[0058] 用于本發(fā)明的藥物的概念不但包括諸如顯示出藥理和生理效果的藥類化合物，而 且包括除了藥類化合物以外的、用于誘人的口味或者誘人的氣味的復合物、染料、色素和類 似物。于是，藥物是液體還是粉末是無關緊要的。
[0059] 另外，用于本發(fā)明的藥物流體意思是藥液或者包含藥物的液體介質。藥物流體中 可以包括任意的添加劑。溶解、分散、乳化、懸浮以及漿狀中的任一種可以足以作為液體的 藥物狀態(tài)，并且當在液體中均勻時更好。
[0060] 當使用藥液作為藥物時，適當的是液體的主要介質是純凈水或者有機溶劑，并且 考慮到藥液被施加到活體中，適當的是純凈水是主要介質。
[0061] (操作模式）
[0062] 藥物噴射設備的一次噴射操作周期取決于使用者的吸入條件，所述藥物噴射設備 是本發(fā)明的適當的實施例并且具有吸入檢測傳感器102。在這種情況下，尤其，在一次噴射 操作周期中噴射的藥物的總量可能沒有達到事先設定為一個劑量的噴射量。以下將具體地 說明本發(fā)明的藥物噴射設備的控制方法，雖然吸入被分成多次，但是所述藥物噴射設備也 可以在該情況下安全地噴射設定的噴射量。
[0063] 圖2A至4D中示出被認為是藥物噴射周期和使用者的吸入之間的關系的圖形。圖 2A、3A和4A示出使用者的吸入速率（吸入強度）的變化，所述使用者的吸入速率可通過吸 入檢測傳感器直接測量。這些變化也稱為"吸入分布"。圖2B、3B和4B是從吸入開始的吸 入量的時間序列變化，并且分別成為在圖2A、3A和4A不出的吸入分布的時間積分值。圖 2C、3C和4C示出當給噴射能量產生元件提供脈沖時的周期。由陰影示出的周期是噴射周 期。圖2D、3D和4D示出每次的藥物的噴射總量。橫軸是在各種情況下的時間。
[0064] 圖2A至2D示出使用者執(zhí)行適當的吸入的情況。僅在使用者的吸入流速處于由圖 2A中的虛線所示出的預定吸入流速內的范圍內執(zhí)行藥物的噴射。當使用者開始吸入并且 檢測預定的吸入流速時，通過驅動控制單元l〇3c開始噴射。在吸入流速保持在適當的范圍 內的同時，當在沒有停止噴射的情況下噴射量達到設定的噴射量V t時結束噴射。在該情況 下，可以在一次吸入中噴射設定的噴射量。
[0065] 圖3A至3D是使用者的吸入較弱并且設定的噴射量不能在一次吸入中噴射的情況 的圖表。由于在噴射設定的量之前吸入速率是在預定的范圍的下限以下，所以停止噴射。 通過噴射量識別單元105判定噴射的藥物的總量Vt，并且在下一次吸入時噴射剩余的劑量 K = Vt - Vt)。通過驅動條件判定單元103b判定用于噴射的元件的驅動條件。
[0066] 即使當在第二次吸入中根據所判定的驅動條件而執(zhí)行噴射時，由于僅在上述的適 當的范圍內執(zhí)行噴射，可想到的是，即使在第二次吸入中噴射量也可能沒有達到設定的噴 射量。在該情況下，計算再次噴射的藥物的總量，并且將加上第一次吸入時噴射的藥物總量 所得到的量與設定的噴射量相比較。然后，再次判定驅動條件，從而噴射與設定的噴射量的 差相對應的藥物量。該操作重復，直到噴射的藥物總量達到設定的噴射量為止。
[0067] 圖4A至4D是當使用者的吸入速率太強并且超過適當的吸入速率的上限時的圖 表。雖然吸入速率進入適當的界限并且已經開始噴射，但是因為超過上限而停止噴射。此 后，雖然在吸入操作的后半部分再一次處于適當的界限內，但此時也不噴射藥物。這是因 為顯然由于使用者的一次吸入量已經接近于飽和，所以肺沉積效率在吸入的后半部分中下 降。與圖3A至3D的情況類似，計算噴射的藥物總量和設定的噴射量之間的差，并且促使使 用者執(zhí)行下一次吸入。然后，類似地，根據吸入執(zhí)行噴射，直到噴射量達到設定的噴射量為 止。
[0068] 雖然適當的吸入速率范圍是大約0. lL/s至I. OL/s，并且是對于成年人來說，但吸 入速率范圍也會根據個體差異、疾病、條件和類似因素而改變。
[0069] 作為用于判定噴射周期的吸入條件的呼吸參數，除了以上提及的吸入速率以外， 可以使用吸入量。"吸入速率"意思是在空氣流路徑中產生的空氣流的速度，并且其基于經 過吸入檢測單元中的給定點的空氣的速度而計算。"吸入量"是通過對吸入速率數據進行時 間積分所計算出的吸入的空氣的量。
[0070] 適當的吸入條件根據待使用的藥物而不同。根據使藥物起作用的呼吸器官的部 位，設定適于它們的適當的液滴直徑、微粒尺寸分布以及吸入條件。
[0071] 如果待吸入的藥物是支氣管擴張劑，則由于待施加藥物的部位是支氣管，藥物最 好不要到達肺泡。雖然最優(yōu)的條件也依據使用者的身體和生理特征，但是已經證實通常最 好使液滴具有某一微粒尺寸分布而且不增大吸入流速以及不增加吸入量。
[0072] 另外，在給整個身體定量供給如胰島素的情況下，最好避免藥物沉積在支氣管中 并且最好使液滴到達肺泡。而且此時，雖然最優(yōu)的條件也依據使用者的身體和生理特征，但 是已經證實通常最好使液滴的直徑在1 μ m至5 μ m，使微粒尺寸分布較陡，使吸入流速變得 較小，并且增加吸入量。
[0073] 吸入條件的設定被設定成使得當吸入速率在某一范圍內時噴射標志（FLG)可以 變成0N。此外，有利的是從對吸入速率的時間積分得到吸入量，并且將相對于事先測量的使 用者的最大吸氣量（IC)的比率增加到所述吸入條件。通過在該條件中添加吸入量，可以在 用待吸入的空氣填充肺之前將噴霧的藥物輸送到肺。
[0074] 期望的是基于使用的藥物和對使用者的呼吸分布的分析確定實際的吸入條件的 設定。常規(guī)肺功能測試的數據用于呼吸分布的分析，并且設定吸入條件。這種吸入條件數 據可以記錄在主體內的記錄介質上，或者使用者可以將這種吸入條件數據作為外存儲器來 存儲。
[0075](設備驅動的流程圖）
[0076] 在圖5中示出本發(fā)明的藥物噴射設備的控制方法的示例的流程圖。首先，當設備 的電源通過使用者推壓電力按鈕的操作或者類似操作而啟動時，藥物噴射設備執(zhí)行最初 設定（S001)。具體地，確定設定的噴射量V t是否在存儲器103a中設定為一個劑量，并且 在從噴射開始的時間t處對噴射總量Vt的計數被復位為零。另外，錯誤檢測被復位。CPU 103監(jiān)測來自吸入檢測傳感器102的輸出信號，并且確定吸入條件是否落入預定的范圍內 (S002)。當使用者開始吸入并且吸入條件落入預定的范圍內時，通過驅動控制單元103c開 始噴射頭部107的驅動，并且開始藥物的噴射（S003)。當吸入條件沒有落入預定的范圍內 時，繼續(xù)等待噴射啟動。
[0077] 在噴射期間判定當時藥物的噴射量Vt是否已經達到設定的噴射量VT(S004)。以 下將舉例說明執(zhí)行該判定的方法。
[0078] 首先，可以通過噴射量識別單元105就地判定噴射量Vt。在該情況下，可以直接判 定是否達到設定的噴射量V t。接下來，由于確定了用于噴射設定的噴射量Vt的噴射條件， 所以可以根據噴射條件判定噴射是否已經完成。
[0079] 當通過該判定而知道Vt達到Vt時，噴射結束（S006)。在該噴射期間，還基于吸入 檢測傳感器102的輸出信號而連續(xù)地監(jiān)測吸入條件是否落入預定的范圍內（S005)。當吸入 條件落入預定的范圍內時，噴射持續(xù)地進行。當吸入條件是在預定的范圍之外時，即使噴射 量還沒有達到V t，也結束噴射（S006)。當噴射結束時，執(zhí)行錯誤判定（S007)。這里，不但執(zhí) 行噴射量是否已經達到V t的判定，而且執(zhí)行例如作為噴射能量產生元件的小型加熱器的溫 度和阻力是否指示異常值以及是否已經不正常地執(zhí)行噴射的判定。當沒有錯誤時，電源關 閉，正如已經完成預定的噴射量那樣，并且操作結束。當有錯誤時，程序切換到S008。當有 除了噴射量（N)方面的錯誤以外的錯誤時，在顯示器板塊106上顯示錯誤的內容，并且向使 用者給出這些錯誤的警告（S009)。在噴射量方面的錯誤的情況下，示出剩余的劑量VJ = Vt - Vt)，并且促使使用者第二次吸入。另外，根據需要通過驅動條件判定單元103b計算在 噴射t時的噴射條件（S010)。噴射量V t的計數器被復位為零，并且第二次噴射中的設定 的噴射量Vt被設定成剩余的劑量I。錯誤檢測被復位（S011)。以下重復以上提及的流程， 直到完全噴射出設定的噴射量為止。
[0080] (噴射量識別單元）
[0081] 作為用于本發(fā)明的用于判定噴射量的裝置，當噴墨的噴射原理用于藥物噴射單元 時，可以從給定的脈沖的數量（以下，稱為噴射射出數量）和液滴直徑來計算噴射量。由于 取決于噴射口（噴嘴）的直徑，因而可以把液滴直徑設定為事先設定的常數，并且可以從噴 射條件計算噴射射出數量。在該計算方法中，即使在一次吸入期間在噴射條件改變的情況 下執(zhí)行噴射，也可以準確地掌握其噴射量。
[0082] 另外，當藥罐108的容量根據內部藥物的量改變時，還可以通過檢測容量變化而 掌握噴射的量。至于容量變化，可以涉及一種通過諸如光學類型的或者超聲波類型的距離 傳感器檢測構成藥罐108的一部分的可運動壁的位移的方法。另外，由于可以通過在噴射 頭部107和藥罐108之間安裝液體流量傳感器而測量被供給到噴射頭部107的液體量，所 以也可以從該值獲得噴射量。
[0083] 此外，在除了噴射頭部107的噴射口以外藥罐108是與外部空氣隔離的氣密性容 器且在噴射期間不必改變藥罐的容量的情況下，可以通過測量在藥罐中出現(xiàn)的與噴射量相 對應的壓力變化而獲得噴射量。例如，可以使用測量藥罐的內部壓力的壓力傳感器。
[0084] 這些噴射量識別單元可以獨立地使用，或者可以結合地使用。
[0085] (實施例1)
[0086] 圖6是示出吸入器100的外觀的透視圖，所述吸入器100是本發(fā)明的藥物噴射設 備的示例并且使使用者吸入藥物。主體護層由外殼17和艙蓋18形成。附圖標記40指示 艙蓋的鎖定釋放按鈕。采用這樣的構造，即，所述構造為鉤部部分19(圖7)通過與被彈簧 供能的鎖定釋放按鈕40 -體地操作的鉤部保持軸捕獲，所述鉤部部分19設置成使得艙蓋 18在使用中不會打開。該構造被構造成使得當艙蓋18被打開時，可以通過推壓釋放按鈕 40而釋放對鉤部的捕獲，并且可以通過沿著艙蓋18打開的方向被供能的未示出的彈簧的 力而打開艙蓋18。用于顯示劑量、時間、錯誤和類似參數的顯示器單元106設置在艙蓋18 中。另外，設置有用于使使用者執(zhí)行設定的菜單切換按鈕11、作為設定按鈕的上按鈕12和 下按鈕13以及確定按鈕14。
[0087] 圖7示出其中圖6中的吸入器中的艙蓋18打開的狀態(tài)。當艙蓋18打開時，可以 看到噴射頭部單元107和藥罐108,所述噴射頭部單元107是可從設備本體拆卸的藥物噴射 單元，所述藥罐108是藥物容納單元。噴射頭部單元107朝向空氣流路徑7噴射藥物。雖 然在圖6中示出空氣流路徑7,但是在圖7中通過蓋31隱藏了空氣流路徑7的一部分。通 過從入口（咬嘴）20吸入空氣，使用者可以吸入噴射到空氣流路徑7中的藥物。在該實施 例中，入口 20和空氣流路徑7成一體。入口 20每次吸入后被扔掉，或者在吸入后被清潔以 被再次使用。當藥罐108中的藥物的量小于設定的噴射量時，噴射頭部單元107和藥罐108 將被更換掉。例如，由于在主體中準備了對噴射量計數的功能，并且可通過該噴射量計數功 能計算剩余的量，可行的是執(zhí)行更換時間的通知以促使使用者更換，或者不執(zhí)行噴射直到 完成更換為止。附圖標記31指示驅動單元保護蓋，其用于使使用者不容易碰觸到吸入器的 內部機構。在驅動單元保護蓋31的背部中，安裝有電路板和多種控制電路，固定有諸如馬 達的驅動機構、諸如傳感器的檢測單元、電池以及類似物，在所述電路板上有布置在設備本 體內的CPU 103、ROM、RAM或類似物。
[0088] 在圖8中示出噴射頭部單元107和藥罐108成一體而形成的盒101的透視圖。布 置有頭部保護帽21，所述頭部保護帽21具有藥物流體吸收體，從而接觸到噴射頭部8的噴 射口表面，以用于防止噴射口變形的目的或者防止噴射口被弄臟的目的。頭部保護帽21釋 放噴射頭部8,從而在藥物噴射時能夠將藥物從噴射口噴射到空氣流路徑7。圖8中示出釋 放狀態(tài)。
[0089] 噴射頭部單元107主要由殼體39構造，并且噴射頭部8是在打印機領域中眾所周 知的熱噴墨式噴射頭部。在噴射頭部8的噴射口表面的周邊中有框架24,所述框架24在保 護時接觸到帽21并且由橡膠制成。在殼體39的未示出的表面上布置有用于供給電力的電 連接構件（接觸銷），以用于使設置在噴射頭部8中的加熱器從設置在主體中的電源產生熱 能。
[0090] 圖9是帽21保護圖8中的噴射頭部8的狀態(tài)的原理剖視圖。在殼體39中，有空 心針體38,藥物流體通道42設置成連接到該空心針體38,并且藥物流體被供給到噴射頭部 8。藥罐108主要由玻璃容器33構造以用于容納藥物。在玻璃容器33的頂端處，固定的橡 膠止動器36通過玻璃容器33以及由鋁制成的嵌縫金屬配件37壓制。然后，在玻璃容器33 的后邊緣側，設置有可運動的橡膠止動件34,并且可運動的橡膠止動件34將運動了由于從 玻璃容器33中的噴射而減少的藥物32的量。通過該構造維持藥劑容器33的密封特性，并 且藥物32的變性和濃度變化將被抑制到最小。在可運動的橡膠止動件34中，設置有連接 節(jié)點45,該連接節(jié)點45具有使所述橡膠止動件34正向運動的主體側柱塞。
[0091] 圖10是圖9中的藥罐108被推到噴射頭部單元107中的狀態(tài)的剖視圖，并且使藥 罐108和噴射頭部單元107二者連通。該圖示出如下的狀態(tài)，S卩，在該狀態(tài)中空心針體38穿 透固定的橡膠止動件36,形成藥物通道42,并且藥罐108中的藥物流入噴射頭部8中。通 過在噴射頭部單元的加熱器、頂面部分以及噴射噴嘴中填充藥物而能夠噴射。通過推動可 運動的橡膠止動件34而執(zhí)行藥物32到噴射頭部8的填充（圖11)。
[0092] 在以上構造中，可以使用由噴射的液滴的數量計算的方法作為判定和掌握噴射量 的手段。公式1是基于噴墨系統(tǒng)的數字噴射的噴射量的操作表述。
[0093] Vt = V1XnXfXtXA (公式 1)
[0094] Vt :在時間t秒之后噴射的量
[0095] V1 : -個液滴的體積
[0096] η :噴嘴的數量
[0097] f:噴射頻率
[0098] t :噴射驅動時間
[0099] A :校正值
[0100] 這里，校正值A是當施加一個驅動脈沖時，通過從一個噴嘴噴射的、除了主要液滴 以外的、被稱為輔液滴（satellites)的液滴來校正體積的系數。在噴墨系統(tǒng)中，由于噴射 的液滴直徑取決于噴嘴的直徑，因此主要液滴的微粒直徑是恒定的。另外，由于輔液滴的噴 射依據噴射條件也是恒定的，可以通過事先記錄V 1和A的值而準確地執(zhí)行測量在t秒內噴 射的量?？紤]到通過例如脈沖寬度和驅動電壓影響輔液滴的噴射。"脈沖寬度"這里是在一 個脈沖信號應用中的應用時間。另外，"驅動電壓"是給噴射能量產生元件提供的電壓。由 于噴嘴數量η是噴射藥物的孔的數量，用于噴射的數量被應用到公式1。待使用的噴嘴數量 可通過噴射條件改變。
[0101] 圖11中的圖表中示出噴射操作周期和噴射量之間的關系。實施這樣的實驗，即， 所述實驗為去離子水以IOkHz的噴射頻率、5. 6 μ m的液滴直徑、和2000個的噴嘴數量噴射， 并且測量在繪制的相應噴射周期中的噴射量。通過使用用于將液體供給到噴射頭部的細管 (內徑：16 mm<p),測量由于噴射而減少的噴射的液體的長度,并且從這些結果計算體積 而判定噴射量。噴射量結果幾乎與噴射操作周期成比例。當這些實驗條件被應用到公式1 時：
[0102] \ = 4/3.11.(2.8)3\2000(個）\10(詘2)\七（秒）\1.15?（1)這與圖11中 的結果較好地一致。
[0103] 圖12中的圖表示出噴射頻率和噴射量之間的關系。實施這樣的實驗，S卩，所述實 驗為去離子水以I. 0秒的噴射時間、5. 6 μ m的液滴直徑、和2000個的噴嘴數量噴射，并且測 量在相應的噴射頻率下的噴射量。噴射量結果幾乎與噴射頻率成比例。當這些實驗條件被 類似地應用到公式1時：
[0104] Vt = 4/3 · Π · (2· 8)3X2000(個）Xf(kHz) XI. 0(秒）XI. 15... (2)這與圖 12 中的結果較好地一致。
[0105] 這樣，當使用噴墨系統(tǒng)的噴射原理時，可以從噴射條件計算預定的噴射周期中的 噴射總量。如果計算剩余的噴射量I，則判定第二次噴射的噴射條件，但是當沒有改變諸如 噴射頻率的條件時，驅動條件判定單元103b判定，從而與第一次噴射中的噴射周期相比縮 短了該噴射周期。這樣，當采用該實施例時，必要的是判定第二次噴射中的噴射條件。
[0106] 當適當的吸入速率的范圍是0. 1L/S至I. OL/s并且在IOmm2的截面積的空氣流 路徑部分中借助壓力傳感器執(zhí)行檢測時，以上提及的適當的范圍可檢測為一 〇. 12kPa至一 6kPa〇
[0107] (實施例2)
[0108] 接下來，將說明從藥罐的內部壓力變化判定噴射量的方法的實施例。雖然在該實 施例中吸入設備主體的外形與第一示例中的吸入設備主體的外形相同，但是該設備具有這 樣的構造，即，所述構造為藥盒101可以測量藥罐108中的壓力。圖13和14中示出該實施 例中的藥盒101的剖視圖。圖13示出連接之前的剖視圖，并且圖14示出連接之后的剖視 圖。
[0109] 在噴射頭部單元107內部，有空心針體38,藥物流體通道42設置成連接到該空心 針體38,并且藥物流體被供給到噴射頭部8。藥物流體通道42在中途沿著壓力檢測開口 23 的方向出現(xiàn)分支。壓力檢測開口 23連接有設置在吸入設備本體側面中的壓力傳感器。在 壓力檢測開口 23中，布置有用于在主體附裝之后在壓力傳感器連接時防止壓力泄漏的密 封件（0型環(huán)）22。
[0110] 罐中的壓力從分支的小孔通過上部分中的空間被傳遞到壓力檢測開口 23。該空間 的上部分（劃分壓力檢測開口 23和該空間的表面）成為由柔性材料構成的膜，并且通過主 體側中的壓力傳感器從由壓力變化導致的膜位移來檢測罐內部壓力。
[0111] 藥盒101的其它主要構造與第一示例的藥盒的其它主要構造相同。
[0112] 在圖15中的圖表中示出研究藥罐108中的壓力和噴射量之間的關系的實驗結果。 對于內部容量為2mL的罐，以3 μ m的液滴直徑、IOkHz的噴射頻率、和一秒的噴射時間來執(zhí) 行噴射，并且噴射量為2 μ L/次。在噴射期間，可運動的橡膠止動件34固定成不運動。另 夕卜，藥罐108的內部是氣密性容器，并且除了噴射頭部8的噴射口以外與外部空氣隔離。因 此，當藥物流體從噴射口 8噴射時，與噴射量相對應，在容器中出現(xiàn)負壓。雖然負壓較小，但 是負壓值和噴射量有幾乎成比例的關系，但是當隨著負壓變大而噴射量漸漸減少且變成一 20kPa時，空氣從噴射頭部抽出，而不能執(zhí)行噴射。在這些條件下，噴射量可以通過該方法判 定到40 μ 1的范圍。
[0113] 因此，只要以上提及的罐內部壓力與噴射量之間的關系被事先存儲在吸入設備本 體中，就可以判定噴射量。
[0114] (實施例3)
[0115] 圖16Α和16Β中示出根據本發(fā)明的第三實施例的藥盒101的剖視圖。圖16Α是噴 射的早期的狀態(tài)的剖視圖，并且圖16Β是噴射推進并且藥罐中的藥物流體減少的狀態(tài)的剖 視圖。在該實施例中，可運動的橡I父止動件34在嗔射期間在保持藥罐中的負壓恒定的情況 下通過活塞運動。在該情況下，由于橡膠止動件的運動量和藥物流體的噴射量以一對一的 關系相對應，因此可以通過測量橡膠止動件的運動而判定噴射量。
[0116] 由于可運動的橡膠止動件34固定有鐵芯45,并且設置在柱塞47的頂端處的磁體 46與鐵芯45相互吸引，柱塞47和可運動的橡膠止動件34被固定。根據藥物流體的噴射， 可運動的橡膠止動件34通過柱塞47運動。
[0117] 與可運動的橡膠止動件34相對地設置有位置傳感器49,并且在磁體46的一部分 中設置有檢測板48。通過使用位置傳感器49讀取可運動的橡膠止動件34的運動量，可以 準確地測量噴射量。
[0118] 因此，只要橡膠止動件的運動量和噴射量之間的關系被事先存儲在吸入設備本體 中，就可以判定嗔射量。
[0119] 除了藥物吸入以外，本發(fā)明的藥物噴射設備可以用于多種應用。例如，還可以用于 芳香劑的噴霧式噴射設備、諸如尼古丁的奢侈品的吸入設備、以及類似設備。因而，本發(fā)明 的藥物噴射設備可應用于需要特定的衛(wèi)生噴射的多種應用。
[0120] 本發(fā)明不限于上述實施例，并且各種變化和修改能在本發(fā)明的精神和范圍內作 出。因此，為了讓公眾知道本發(fā)明的范圍，給出所附的權利要求。
[0121] 本申請要求2008年1月25日提交的日本專利申請No. 2008-014458和2008年4 月11日提交的日本專利申請No. 2008-103554的優(yōu)先權，這兩個申請的全部內容通過參考 包含于此。
【權利要求】
1. 一種藥物噴射設備，其噴射藥物以給使用者施藥，其特征在于，所述藥物噴射設備包 括： 藥物噴射單元，其具有產生用于噴射所述藥物的能量的元件； 驅動控制單元，其控制所述元件的驅動開始和驅動停止；和 噴射量判定單元，其在所述元件執(zhí)行驅動停止之后判定從所述藥物噴射單元噴射的藥 物的總量， 其中，當由所述噴射量判定單元所判定出的藥物的總量沒有達到設定的噴射量時，所 述驅動控制單元使所述元件能夠執(zhí)行驅動，從而噴射從所述設定的噴射量與所述藥物的總 量之間的差所計算出的藥物的量。
2. 根據權利要求1所述的藥物噴射設備，包括驅動條件判定單元，所述驅動條件判定 單元判定所述元件執(zhí)行從所述設定的噴射量與所述藥物的總量之間的差所計算出的藥物 的量的噴射的驅動條件。
3. 根據權利要求1所述的藥物噴射設備，其特征在于，所述藥物噴射設備包括用于檢 測使用者的吸入的傳感器，并且所述驅動控制單元基于來自所述傳感器的輸出信號而控制 所述元件的驅動開始和驅動停止。
4. 根據權利要求1所述的藥物噴射設備，包括顯示器單元，在所述顯示器單元中，顯示 關于由所述噴射量判定單元所判定出的藥物的總量是否達到所述設定的噴射量的判定結 果。
5. 根據權利要求1所述的藥物噴射設備，其特征在于，所述元件是給所述藥物提供熱 能的電熱換能器。
6. 根據權利要求5所述的藥物噴射設備，其特征在于，所述噴射量判定單元基于所述 電熱換能器的驅動條件判定噴射量。
7. -種藥物噴射設備的控制方法，所述藥物噴射設備噴射藥物以給使用者施藥，其特 征在于，所述控制方法包括 ： 開始藥物的噴射； 停止所述藥物的噴射； 判定從所述藥物的噴射開始到所述噴射停止為止所噴射的藥物的總量； 判斷所述總量是否達到設定的噴射量；以及 當判斷出所述藥物的總量沒有達到所述設定的噴射量時，使所述藥物噴射設備能夠噴 射從所述設定的噴射量與所述藥物的總量之間的差所計算出的藥物的量。
8. 根據權利要求7所述的控制方法，包括判定噴射從所述設定的噴射量與所述藥物的 總量之間的差所計算出的藥物的量的噴射條件。
9. 根據權利要求7所述的控制方法，其中，所述藥物噴射設備通過檢測使用者的吸入 而開始所述藥物的噴射，并且基于所述使用者隨后的吸入狀況而停止所述藥物的噴射。
【文檔編號】A61M15/00GK104288878SQ201410602146
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2009年1月23日 優(yōu)先權日:2008年1月25日
【發(fā)明者】政田陽平, 今井滿, 川原敬祐, 武井正弘 申請人:佳能株式會社