PL178772B1

PL178772B1 - Sposób podawania odmierzonej dawki płynnego leku w gazie do inhalacji i urządzenie do podawania odmierzonej dawki płynnego leku w gazie do inhalacji

Info

Publication number: PL178772B1
Application number: PL95319942A
Authority: PL
Inventors: Jonathan S. H. Denyer; Kurt V. H. Nikander
Original assignee: Astra Ab; Medic Aid Ltd
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 2000-06-30
Also published as: CZ126197A3; DK0802813T3; JP3656161B2; DE69516724T2; PT802813E; NO971874D0; HU219561B; ATE192342T1; GB2294402A; CA2203805A1; GB2294402B; JPH10509062A; GB9522023D0; UA41424C2; WO1996013294A1; PL319942A1; EE03281B1; IS4470A; GB2294402A8; CZ291087B6

Abstract

1 Sposób podawania odmierzonej dawki plynnego leku w gazie do inhalacji, znamienny tym, ze wykrywa sie moment wprowadzenia leku do komory przytrzymujacej (1), monitoruje sie czas jaki uplynal od momentu wprowadzenia leku, okresla sie wartosc wstepnego stezenia leku w komorze przetrzymujacej (1) oraz pred- kosc przeplywu gazu wdychanego przez pacjenta z komory przetrzy- mujacej (1), nastepnie na podstawie wstepnego stezenia leku i czasu jaki uplynal od wykrycia momentu wprowadzenia leku do komory przetrzymujacej (1) oznacza sie stezenie leku w komorze przetrzy- mujacej (1) przez caly czas inhalacji z uwzglednieniem spadku tego stezenie leku w czasie co najmniej w czesci na skutek osadzania leku w komorze przetrzymujacej (1), w koncu oznacza sie ilosc leku otrzymana przez pacjenta przez obliczenie objetosci gazu wchlonietej przez pacjenta z komory przytrzymujacej (1), scalkowanie wykrytej predkosci przeplywu gazu i przemnozenie obliczonej objetosci gazu przez oznaczone stezenie leku w komorze przetrzymujacej (1) przez caly czas inhalacji. 3. Urzadzenie do podawania odmierzonej dawki plynnego leku w gazie do inhalacji zawierajace komore przetrzymujaca tymcza- sowo przed wdychaniem lek i gaz oraz zawierajace uklad wprowa- dzajacy lek do komory przetrzymujacej, znam ienne tym, ze ma element detekcyjny (4) wykrywajacy moment wprowadzania leku do komory przetrzymujacej (1) i predkosc przeplywu gazu wdychanego przez pacjenta z komory przetrzymujacej (1) polaczony funkcjonalnie z ukladem obliczeniowym (25) okreslajacym ilosc leku otrzymanego przez pacjenta Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotowy wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do podawania odmierzonej dawki płynnego leku w gazie do inhalacji.

Płynnym lekiem może być ciecz lub proszek w postaci fluidalnej albo w innej podobnej postaci.

Znane są wielodawkowe inhalatory obsługiwane przez pacjenta posiadające ustnik, poprzez który pacjent wdycha. Gdy pacjent zaczyna inhalację musi uruchomić wielodawkowy inhalator, a odmierzona dawka leku zostaje rozpylona w strumieniu powietrza, które jest wchłaniane przez ustnik podczas wdechu pacjenta.

Niestety taki wielodawkowy inhalator jest często obsługiwany nieprawidłowo tak, że duża część dawki leku jest marnowana. Inhalator wielodawkowy trzeba uruchamiać dokładnie wtedy, gdy pacjent rozpoczyna wdech tak, żeby lek był wciągany głęboko w zakamarki płuc, gdzie jego działanie jest najbardziej skuteczne. Jeżeli inhalator wielodawkowy zostanie uruchomiony zbyt późno, większość leku pozostanie w gardle lub w oskrzelach nie powodując żadnego działania. Najczęściej w przypadku starszych pacjentów i dzieci występuje niemożność koordynacji wystartowania wielodawkowego inhalatora z początkiem inhalacji.

178 772

Znane są inhibitory wielodawkowe i inhalatory suchego proszku posiadające czujniki wykrywające moment wdechu pacjenta i automatycznie uruchamiające inhalator. Chociaż te inhalatory wielodawkowe i suchego proszku wykrywają prawidłowo moment rozpoczęcia wdychania u dorosłych, starsi pacjenci i dzieci mają trudności z wyzwalaniem inhalatora wielodawkowego, ponieważ ich natężenia przepływu inhalacji są zbyt małe, by zostały wykryte.

Dziecko lub starszy pacjent może uruchomić inhalator wielodawkowy tylko wtedy, gdy jego natężenie przepływu inhalacji zostanie zwiększone prawie do maksimum, a więc wyzwalanie inhalatora wielodawkowego następuje dopiero wtedy, gdy płuca pacjenta są już w połowie napełnione.

Znane są również inhalatory wielodawkowe i inhalatory suchego proszku, które mają komorę dystansową lub komorę przetrzymującą połączoną z inhalatorem wielodawkowym lub inhalatorem suchego proszku. Kiedy inhalator wielodawkowy zostanie uruchomiony, dawka leku jest uwalniana z inhalatora z dużą prędkością. Jeżeli pacjent wdycha dawkę leku bezpośrednio, wówczas duża część tej dawki, na skutek dużej prędkości, uderza w tylną część gardła. Zatem duża część dawki nie dochodzi do płuc, gdzie lek ma działać. W niektórych przypadkach do płuc dostaje się mniej niż pięćdziesiąt procent dawki leku. Problemem przy bezpośrednim wdychaniu leku przez dzieci jest zwłaszcza to, że często nie są one zdolne do wdychania pełnej uwolnionej dawki ze względu na małą pojemność swych płuc.

Pomiędzy inhalatorem wielodawkowym a pacjentem może być umieszczona komora przetrzymująca. Lek jest rozpylany wtedy do komory przetrzymującej, gdzie jest on przetrzymywany do momentu wdechu pacjenta. Komora przetrzymująca wytłumia dużą prędkość leku uwalnianego z inhalatora wielodawkowego i działa jako komora buforowa. Pacjent wdycha wtedy dawkę leku ze znacznie mniejszą prędkością. Zmniejsza to ilość leku uderzającego w tylną część gardła nawet do osiemdziesięciu procent i podwaja ilość leku osadzaną w płucach.

Ponadto użycie komory przetrzymującej oznacza, że jeżeli lek został już uwolniony do niej, pacjent nie musi dłużej koordynować wyzwalania inhalatora ze swym wdechem.

Powyższe rozwiązanie ma jednak pewne wady, ponieważ niemożliwe jest zagwarantowanie, że podana dawka leku rzeczywiście dostała się głęboko do płuc pacjenta. Pożądana jest gwarancja, że dawka leku możliwie najdokładniej jest podawana tak, aby leczenie pacjenta było w pełni skuteczne.

W opisie patentowym US 5 156 776 zostało ujawnione urządzenie do podawania pacjentowi płynnego leku w gazie do inhalacji umożliwiające orientacyjne obliczanie podanej dawki leku. Ma ono komorę do tymczasowego przetrzymywania leku i gazu przed inhalacją, środki do wprowadzania pewnej ilości leku do komory przetrzymującej, czujnik do wykrywania wprowadzenia leku w komorę przetrzymującą, detektor do wykrywania natężenia przepływu gazu wdychanego przez pacjenta z komory oraz środki do obliczania ilości leku podanego pacjentowi.

W tym rozwiązaniu dawka leku jest rozpylana w komorze przetrzymującej skąd pacjent wielokrotnie ją wdycha dopóki przypuszczalnie cała dawka nie zostanie wchłonięta. Brak tu dokładnego pomiaru dawki rzeczywiści pobranej przez pacjenta. Po pierwsze, kiedy pacjent wdycha, do komory przetrzymującej wciągane jest więcej powietrza, które ma zastąpić to, które zostało wessane przez pacjenta podczas wdechu. Powoduje to rozcieńczenie leku wewnątrz komory przetrzymującej. Toteż, nawet jeśli pacjent wdychał dwa lub trzy razy, lek pozostaje w komorze przetrzymującej. Po drugie, lek rozpylony w komorze przetrzymującej stopniowo osiada z czasem na ściankach i na dnie komory przetrzymującej. Dzieje się tak częściowo z powodu grawitacji, a częściowo z powodu ładunków elektrostatycznych gromadzących się na leku i na komorze przetrzymującej. Dlatego też duża ilość leku nie dociera do pacjenta podczas inhalacji, niezależnie od liczby wdechów.

Sposób podawania odmierzonej dawki płynnego leku w gazie do inhalacji, według wynalazku jest charakterystyczny tym, że wykrywa się moment wprowadzenia leku do komory przetrzymującej, monitoruje się czas jaki upłynął od momentu wprowadzenia leku, określa się wartość wstępnego stężenia leku w komorze przetrzymującej oraz prędkość przepływu gazu wdychanego przez pacjenta z komory przetrzymującej, następnie na podstawie wstępnego

178 772 stężenia leku i czasu jaki upłynął od wykrycia momentu wprowadzenia leku do komory przetrzymującej oznacza się stężenie leku w komorze przetrzymującej przez cały czas inhalacji, z uwzględnieniem spadku tego stężenia leku w czasie co najmniej w części na skutek osadzania leku w komorze przetrzymującej, w końcu oznacza się ilość leku otrzymaną przez pacjenta przez obliczenie objętości gazu wchłoniętej przez pacjenta z komory przetrzymującej, scałkowanie wykrytej prędkości przepływu gazu i przemnożenie obliczonej objętości gazu przez oznaczone stężenie leku w komorze przetrzymującej przez cały czas inhalacji.

Korzystnie, oznacza się stężenie leku w komorze przetrzymującej z uwzględnieniem dodatkowo spadku tego stężenia na skutek rozcieńczania leku podczas inhalacji.

Urządzenie do podawania odmierzonej dawki płynnego leku w gazie do inhalacji zawierające komorę przetrzymującą tymczasowo, przed wdychaniem, lek i gaz oraz zawierające układ wprowadzający lek do komory przetrzymującej, według wynalazku jest charakterystyczne tym, że ma element detekcyjny, wykrywający moment wprowadzania leku do komory przytrzymującej i wykrywający prędkość przepływu gazu wdychanego przez pacjenta z komory przetrzymującej, połączony funkcjonalnie z układem obliczeniowym określającym ilość leku otrzymanego przez pacjenta.

Korzystnie, układ obliczeniowy określający ilość leku otrzymanego przez pacjenta oraz określający stężenie leku w komorze przetrzymującej, zmniejszające się podczas inhalacji co najmniej w części na skutek osadzania się leku wewnątrz tej komory, zawiera zegar mierzący czas jaki upłynął od wykrycia przez element detekcyjny momentu wprowadzenia leku do komory przetrzymującej i układ wprowadzający zapewniający wstępne stężenie leku w komorze przetrzymującej bezpośrednio po wprowadzeniu do niej leku.

Korzystnie, urządzenie zawiera pamięć przechowującą tablicę przeglądową obrazującą spadek stężenia leku w komorze przetrzymującej w funkcji czasu.

Korzystnie, urządzenie zawiera układ obliczeniowy określający stężenie leku w komorze przetrzymującej podczas wdychania na podstawie tablicy przeglądowej w pamięci.

Korzystnie, urządzenie zawiera układ wprowadzający zapewniający wstępne stężenia leku w komorze przetrzymującej natychmiast po wprowadzeniu leku na podstawie uprzednio wyznaczonej ilości leku wprowadzanego do komory przetrzymującej i na podstawie uprzednio określonej objętości komory przetrzymującej.

Korzystnie, komora przetrzymująca ma wlot umożliwiający dopływ gazu do komory przetrzymującej, gdy jest on wysysany z komory przetrzymującej podczas inhalacji, powodując zmniejszenie stężenia leku w komorze przetrzymującej przez rozcieńczenie.

Korzystnie, urządzenie zawiera układ obliczeniowy określający stężenie leku w komorze przetrzymującej podczas wdychania również na podstawie objętości gazu uprzednio wchłoniętej przez pacjenta.

Korzystnie, urządzenie zawiera pamięć przechowującą tablicę przeglądową obrazującą spadek stężenia leku w komorze przetrzymującej w funkcji objętości wdychanego powietrza.

Korzystnie, w komorze przetrzymującej znajduje się tłok zmniejszający objętość gazu w komorze przetrzymującej podczas inhalacji, zapobiegając rozcieńczaniu.

Korzystnie urządzenie zawiera elementy blokujące tłok.

Korzystnie, tłok jest ruchomy wewnątrz komory przetrzymującej i zapewnia wciąganie gazu i leku do komory przetrzymującej.

Korzystnie, komora przetrzymująca ma otwór przelotowy, którym lek jest wprowadzany do komory przetrzymującej przez elementy wprowadzające, i którym gaz jest wdychany przez pacjenta.

Korzystnie, urządzenie ma elementy blokujące tłok po podaniu odmierzonej dawki leku.

Korzystnie, urządzenie zawiera element wskaźnikowy sygnalizujący podanie odmierzonej dawki leku.

Korzystnie, podawanym lekiem jest chmura kropelek cieczy albo chmura cząstek suchego proszku.

Korzystnie, elementem detekcyjnym wykrywającym moment wprowadzenia leku do komory przetrzymującej i wykrywającym prędkość przepływu gazu wdychanego przez pacjenta z komory przetrzymującej jest pojedynczy czujnik.

178 772

Korzystnie, element detekcyjny w postaci pojedynczego czujnika jest umieszczony w otworze przelotowym komory przetrzymującej.

Korzystnie, układ obliczeniowy określający ilość leku otrzymanego przez pacjenta oraz określający stężenie leku w komorze przetrzymującej, zmniejszające się wraz z objętością wdychanego gazu co najmniej w części na skutek rozcieńczenia leku w komorze przetrzymującej, zawiera zegar mierzący czas jaki upłynął od wykrycia przez element detekcyjny momentu wprowadzenia leku do komory przetrzymującej i układ zapewniający wstępne stężenie leku w komorze przetrzymującej natychmiast po wprowadzeniu do niej leku.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia dokładne określenie dawki leku otrzymanej przez pacjenta z uwzględnieniem spadku stężenia wywołanego zarówno osadzaniem się leku w komorze przetrzymującej jak i rozcieńczaniem leku podczas inhalacji.

Przedmiot wynalazku w przykładach realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do podawania leku w gazie do inhalacji z jednym zaworem jednokierunkowym do wdychania gazu z komory przetrzymującej; fig. 2 urządzenie według fig. 1 zawierające także drugi zawór jednokierunkowy do wypuszczania wydychanego powietrza do atmosfery; fig. 3 - zmianę stężenia leku w komorze przetrzymującej w funkcji czasu, w postaci wykresu; fig. 4 - zmianę współczynnika rozcieńczania podczas wdychania leku w funkcji minutowej objętości płuc pacjenta, w postaci wykresu; fig. 5 - rozkład przepływu gazu przez czujnik w funkcji czasu, w postaci wykresu; fig. 6 drugi przykład realizacji urządzenia do podawania leku w gazie do inhalacji z komorą przetrzymującą zawierającą tłok w pozycji zasysania leku; fig. 7 - urządzenie według fig. 6 z tłokiem w pozycji wdychania leku przez pacjenta; fig. 8 - zmianę stężenia leku w komorze przetrzymującej w funkcji czasu dla urządzenia według fig. 6 i 7, w postaci wykresu; fig. 9 zmianę współczynnika rozcieńczania podczas wdychania leku w funkcji minutowej objętości płuc pacjenta dla urządzenia według fig. 6 i 7, w postaci wykresu; fig. 10 - rozkład przepływu gazu przez czujnik w funkcji czasu dla urządzenia według fig. 6 i 7, w postaci wykresu; fig. 11 - alternatywny przykład wykonania urządzenia do podawania leku w gazie do inhalacji z komorą przetrzymującą z tłokiem w pozycji zasysania leku; fig. 12 - urządzenie według fig. 11 z tłokiem w pozycji wdychania leku przez pacjenta; fig. 13 - kolejny przykład wykonania urządzenia do podawania leku w gazie do inhalacji; fig. 14 - rozkład przepływu gazu przez czujnik w funkcji czasu dla urządzenia według fig. 13, w postaci wykresu; fig. 15 - układ obliczeniowy do obliczania dawki podanej pacjentowi, w schemacie blokowym, zaś fig. 16 przedstawia jeszcze jeden przykład wykonania urządzenia do podawania leku w gazie do inhalacji zawierający układ sterowania.

Pokazana na fig. 1 komora przetrzymująca 1 zawiera wlot 2, poprzez który ciekły lek dochodzi do tej komory z wielodawkowego układu wprowadzającego 3 uwalniającego ciekły lek w postaci chmury kropelek. Pomiędzy układem wprowadzającym 3, a komorą przetrzymującą 1 jest umieszczony element detekcyjny 4 w postaci czujnika, który wykrywa każde uruchomienie układu wprowadzającego 3. Element detekcyjny 4 wykrywa również prędkość, z jaką powietrze lub inny gaz dopływa do komory przetrzymującej 1 poprzez wlot 2.

Komora przetrzymująca 1 ma również wylot 5, do którego jest przymocowany ustnik 6. Przez ten ustnik 6 pacjent wdycha z komory przetrzymującej 1 powietrze lub gaz wypełniony lekiem. Powoduje to wciągnięcie więcej powietrza lub gazu do komory przetrzymującej 1 poprzez wlot 2. Prędkość przepływu powietrza przez wlot jest wykrywana przez element detekcyjny 4. Pomiędzy wylotem 5 a ustnikiem 6 umieszczony jest jednokierunkowy zawór 7 w ten sposób, że pacjent może tylko wdychać z komory przetrzymującej 1, ale nie może wydychać do niej powietrza. Pacjent musi wyjmować ustnik 6 z ust przed wydechem.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 2, w ustniku 6 jest umieszczony drugi jednokierunkowy zawór 8, który pozwala na wypuszczanie wydychanego powietrza do atmosfery.

Po uwolnieniu leku do komory przetrzymującej 1 stężenie leku maleje, po pierwsze w wyniku osadzania się go na ściankach i na dnie komory przetrzymującej 1 na skutek grawitacji i sił elektrostatycznych występujących pomiędzy ściankami komory przetrzymującej a lekiem. Po drugie, stężenie to maleje na skutek rozcieńczania powodowanego przez powietrze dopływające do komory przetrzymującej 1 w celu zastąpienia powietrza wdychanego przez pacjenta.

178 772

Dla określenia dawki leku, która została rzeczywiście podana pacjentowi trzeba przeprowadzić obliczenia. W tym celu potrzebna jest znajomość następujących danych:

(i) stężenia leku w komorze przetrzymującej 1, pokazanego na fig. 3, które zależy od liczby uruchomień wielodawkowego układu wprowadzającego 3 uwalniającego lek do komory przetrzymującej 1 i od czasu jaki upłynął pomiędzy momentem wprowadzenia leku do komory przetrzmującej 1, a wdechem pacjenta, ponieważ w tym czasie następuje osadzanie się leku; oraz (ii) współczynnika rozcieńczenia, pokazanego na fig. 4, gdyż stężenie leku w komorze przetrzymującej 1 maleje przy każdym wdechu pacjenta, a powietrze lub gaz nie zawierający leku wchodzi do komory przetrzymującej 1.

Z uwzględnieniem tych danych dawka leku otrzymanego przez pacjenta jest monitorowana, a urządzenie sygnalizuje, kiedy podana zostanie wymagana dawka. Sygnalizacja ta może być akustyczna lub wizualna.

Na fig. 5 pokazano zmierzony rozkład przepływu gazu przez wlot 2 komory przetrzymującej 1, w funkcji czasu. Podawanie leku rozpoczyna się od uruchomienia wielodawkowego inhalatora, po czym kontroluje się wdychanie pacjenta. Prędkość wdychania jest tak kontrolowana, że można przeprowadzić obliczenia wyznaczające punkt, w którym została podana żądana dawka. Punkt ten może być następnie wskazany.

Obliczanie dawki podanej pacjentowi zostanie opisane w odniesieniu do przykładu realizacji urządzenia przedstawionym na fig. 2. Najpierw pacjent łączy układ wprowadzający 3 z wlotem i wyzwala go uwalniając chmurę leku, poprzez element detekcyjny 4, do komory przetrzymującej 1. Element detekcyjny 4, który może być mikrofonem lub detektorem ciśnienia, wykrywa moment wprowadzenie leku do komory przetrzymującej 1 i wytwarza sygnał. Procesor danych (nie pokazany na fig. 2) odbiera ten sygnał z elementu detekcyjnego 4 i uruchamia zegar (nie pokazany na fig. 2). Następnie pacjent bierze do ust ustnik 6 i wdycha. Powietrze i lek znajdujące się w komorze przetrzymującej 1 pacjent wdycha przez wylot 5 i ustnik 6. Równocześnie poprzez wlot 2 do komory przetrzymującej 1 dostaje się powietrze zastępujące powietrze wdychane przez pacjenta, powodując w ten sposób rozcieńczenie leku w komorze przetrzymującej 1. Procesor danych oblicza ilość leku podanego pacjentowi w bardzo małych odstępach czasu, zwykle co jedną setną sekundy. W każdym z tych próbkowanych okresów czasu oblicza się stężenie leku wewnątrz komory przetrzymującej 1, uwzględniając osadzania się leku na ściankach komory przetrzymującej 1 i zjawisko rozcieńczania leku powietrzem dopływającym do niej, a nie zawierającym żadnego leku. W pamięci zawarta jest tablica przeglądowa danych obrazująca spadek stężenia leku w komorze przetrzymującej 1 w funkcji czasu jaki upływa od momentu wprowadzenia leku, na podstawie prędkości osadzania leku. Pamięć ta zawiera również tablicę przeglądową danych, która podaje spadek stężenia leku w komorze przetrzymującej 1 po wprowadzeniu do niej określonej objętości powietrza. Stężenie leku w komorze przetrzymującej 1 jest zatem obliczane w czasie próbkowania. Wchłoniętą dawkę leku oblicza się przez pomnożenie objętości powietrza zmierzonej przez element detekcyjny 4 w okresie próbkowania przez stężenie leku w komorze przetrzymującej 1 w tym okresie. Dawka obliczona podczas tego jednego okresu próbkowania jest następnie dodawana do dawek obliczonych dla poprzednich okresów próbkowania. Kiedy łączna skumulowana dawka osiągnie uprzednio wyznaczoną wartość, przekazuje się sygnał pacjentowi, że otrzymał już pełną dawkę leku. Może to być sygnalizowane świetlnie lub sygnałem akustycznym. Pacjent może potrzebować kilku oddechów zanim otrzyma wyznaczoną dawkę leku. Pomiędzy wdechami poprzez ustnik pacjent ma możliwość wydychania, ponieważ jednokierunkowy zawór 8 umożliwia odprowadzanie wydychanego powietrza do atmosfery.

Mikroprocesor musi również zliczać liczbę uruchomień wielodawkowego inhalatora, aby obliczyć wstępne stężenie leku wewnątrz komory przetrzymującej 1. Zastosowane w tym przykładzie realizacji urządzenie obliczające jest podobne do układu obliczeniowego 25 opisanego dalej w odniesieniu do fig. 15 i 16. Jednakże w obecnie omawianym przykładzie realizacji oprócz spadku stężenia powodowanego przez osadzanie się leku trzeba również uwzględniać rozcieńczenie.

178 772

Drugi przykład realizacji urządzenia według wynalazku przedstawiony na fig. 6, działa w połączeniu z inhalatorem suchego proszku 13. Takie inhalatory proszkowe są zwykle uruchamiane przez przepływ wdechu pacjenta. Nie są one odpowiednie dla pacjentów o bardzo małym przepływie wdechu, ponieważ inhalator suchego proszku nie zapewni wtedy niezawodnego wyzwolenia. Inhalatory suchego proszku wprowadzają lek w postaci drobnego proszku, który jest wdychany przez pacjenta do płuc. Podobnie jak przy konwencjonalnych wielodawkowych inhalatorach konwencjonalny inhalator suchego proszku ma tę wadę, że znaczna część otrzymanej dawki uderza w tylną część gardła pacjenta.

'Jak pokazano na fig. 6, komora przetrzymująca 1 ma otwór przelotowy 9, który jest wykorzystywany zarówno do jej napełniania jak i do opróżniania. Komora przetrzymująca 1 ma również tłok 10 poruszający się w tej komorze 1. Gdy tłok 10 jest odwiedziony, powietrze lub gaz zostaje wciągnięte do komory przetrzymującej 1 poprzez otwór przelotowy 9, a powietrze zamknięte za tłokiem uchodzi poprzez otwór 11.

Jednokierunkowy zawór 12 komory przetrzymującej 1 umożliwia dopływ powietrza do gazu lub powietrza z lekiem tylko wtedy, gdy tłok 10 jest całkowicie odwiedziony.

Podczas wyciągania tłoka 10 do tyłu wciąga się powietrze lub gaz do komory przetrzymującej 1 poprzez otwór przelotowy 9. Zanim osiągnie ono otwór przelotowy 9 przechodzi przez inhalator suchego proszku 13, który wprowadza lek do powietrza lub gazu, a następnie cała ta mieszanina poprzez element detekcyjny 4 dostaje się do otworu przelotowego 9. Kiedy tłok 10 zostanie całkowicie odwiedziony, wówczas odsłania się jednokierunkowy zawór 12. W tym położeniu tłok 10 uruchamia się. Pacjent usuwa następnie inhalator suchego proszku 13 i zastępuje go ustnikiem 6, jak pokazano na fig. 7. Następnie pacjent wdycha ustnikiem 6 z komory przetrzymującej 1 powietrze lub gaz z lekiem przechodzące przez otwór 9 i element detekcyjny 4. Element detekcyjny 4 wykrywa ten przepływ powietrza, jak pokazano na fig. 10. Powietrze z otoczenia dostaje się do komory przetrzymującej 1 poprzez jednokierunkowy zawór 12 i zastępuje powietrze lub gaz wdychany przez pacjenta.

Aby dokładnie zmierzyć kiedy została podana określona dawka leku należy przeprowadzać obliczenia. W tym celu, podobnie jak w poprzednim przykładzie realizacji wynalazku, konieczna jest znajomość spadku stężenia leku w komorze przetrzymującej 1 w funkcji czasu (fig. 8), ponieważ z biegiem czasu następuje osadzanie się leku. Trzeba również znać współczynnik rozcieńczenia podczas wdychania, jak pokazano na fig. 9. Oblicza się to na podstawie sygnału wyjściowego elementu detekcyjnego 4, jak opisano w nawiązaniu do fig. 2.

Po podaniu prawidłowej dawki fakt ten jest sygnalizowany.

Dalszy przykład realizacji wynalazku jest pokazany na fig. 11 i 12. W tym przykładzie tłok 10 powraca wzdłuż komory przetrzymującej 1 podczas wdechu pacjenta. W komorze przetrzymującej 1 nie ma żadnego jednokierunkowego zaworu 12, jak w poprzednim przykładzie realizacji. Podczas wdychania i w konsekwencji opróżniania komory przetrzymującej 1 tłok porusza się tylko w kierunku opróżniania tej komory 1, co zapobiega rozcieńczaniu. By pacjent mógł wykonać wydech w ustniku 6 jest umieszczony jednokierunkowy zawór 14. Do komory przetrzymującej 1 nie dopływa powietrze zastępujące powietrze lub gaz wdychany, ponieważ tłok 10 porusza siew takt wdychania.

Ponieważ tym przykładzie realizacji rozcieńczanie nie zachodzi, zatem w obliczeniach dawki nie jest brany pod uwagę współczynnik rozcieńczania i stają się one prostsze, szybsze i dokładniejsze.

Obliczanie dawki podanej pacjentowi zostanie teraz opisane w odniesieniu do przykładu realizacji przedstawionego na fig. 11 i 12. Najpierw pacjent łączy inhalator suchego proszku 13 z otworem przelotowym 9. Tłok 10 zostaje odciągnięty aby wciągnąć powietrze do wnętrza komory przetrzymującej 1 poprzez inhalator suchego proszku 13 i otwór przelotowy 9. Element detekcyjny 4, którym może być mikrofon lub detektor ciśnienia, wykrywa to wprowadzenie leku do komory przetrzymującej 1 i wytwarza sygnał. Procesor danych (nie pokazany) otrzymuje sygnał z elementu detekcyjnego 4 i uruchamia zegar (nie pokazany). Następnie pacjent usuwa inhalator suchego proszku 13 z otworu przelotowego 9 i zastępuje go ustnikiem (fig. 12). Pacjent wdycha powietrze przez ustnik, a powietrze przepływa przez element detekcyjny 4. Procesor danych oblicza ilość leku podanego pacjentowi z dużą częstotliwością,

178 772 zwykle co jedną setną sekundy. Stężenie leku wewnątrz komory przetrzymującej 1 jest obliczane w sposób ciągły, aby uwzględniać osadzanie się leku na ściankach komory przetrzymującej 1 z biegiem czasu. Pamięć zawiera tablicę przeglądową danych, która podaje spadek stężenia leku w komorze przetrzymującej w funkcji czas jaki upływa od momentu wprowadzenia leku. Dawka wdychanego leku jest obliczana przez pomnożenie objętości powietrza zmierzonej przez element detekcyjny 4 przez stężenie leku. Dawka obliczona podczas jednego okresu próbkowania, wynoszącego jedną setną sekundy, jest następnie dodawana do dawki obliczonej dla poprzednich okresów próbkowania. Kiedy skumulowana całkowita dawka osiągnie wyznaczoną uprzednio wartość, pacjent otrzymuje sygnał, że dostał pełną dawkę. Może to być sygnał świetlny lub sygnał akustyczny.

Figura 15 przedstawia schemat blokowy układu obliczeniowego 25 w postaci procesora zasilanego z zasilacza 34. Element detekcyjny 4 wysyła sygnały do procesora 25 poprzez wzmacniacz 32, aby zasygnalizować moment kiedy lek został wprowadzony do komory przetrzymującej 1 oraz prędkość wdychania pacjenta. Procesor 25 oblicza dawkę przekazaną pacjentowi na podstawie programu 29, pamięci zawierającej tablice przeglądowe danych 31 i na podstawie zegara 27. Kiedy procesor 25 obliczy, że została już podana uprzednio wyznaczona dawka leku, z wyjścia danych 33 zostaje wysłany sygnał.

Jak pokazano na fig. 13 i 14, cały system może być sterowany przez ruch tłoka 10. Nie są używane żadne zawory, ale ustnik 6 ma dwa wloty, jeden z atmosfery, a drugi z komory przetrzymującej 1. Element detekcyjny 4 wykrywa, kiedy pacjent wdycha i wydycha.

Tłok 10 automatycznie porusza się do przodu, kiedy pacjent wdycha z komory przetrzymującej 1 powietrze lub gaz zawierający lek. Podobnie jak w poprzednich przykładach wykonania może być włączana sygnalizacja akustyczna lub wizualna, kiedy pacjent otrzyma prawidłową dawkę leku.

W omawianym przykładzie wykonania, kiedy tłok 10 zostanie już odwiedziony a komora przetrzymująca 1 napełni się lekiem i powietrzem, do wypychania powietrza i leku z tej komory 1 można zastosować element sprężynujący oraz elementy unieruchamiające tłok 10. Element detekcyjny 4 jest czujnikiem ciśnienia, który rozpoznaje rozpoczęcie wdychania przez pacjenta, a procesor 25 wyzwala elementy blokujące umożliwiając tłokowi 10 ruch wzdłuż komory przetrzymującej 1 w celu dozowania wystarczającej ilości powietrza i leku podczas wdechu pacjenta, oraz blokuje elementy blokujące tłok 10, gdy element detekcyjny 4 wykryje, że pacjent przestał wdychać. Kiedy pacjent robi wydech, wydychane powietrze jest odprowadzane poprzez jednokierunkowy zawór 14 w ustniku 6. Proces oddychania jest powtarzany, aż procesor 25 stwierdzi, że uprzednio wyznaczona dawka została podana. Wtedy pacjent otrzymuje ostrzeżenie a elementy blokujące na stałe unieruchamiają tłok 10 tak, że lek nie może być już dalej wdychany z komory przetrzymującej 1.

Jak pokazano na fig. 16, tłok 10 porusza się w komorze przetrzymującej Iposiadającej otwór przelotowy 9, poprzez który powietrze i lek są wyciągane z inhalatora suchego proszku gdy tłok 10 jest odwodzony przez pacjenta odciągającego tłoczysko 20. Tłoczysko 20 jest uzębione, a tuż na zewnątrz komory przetrzymującej 1 jest umieszczony elektromagnetyczny zaczep 21, który sprzęga się z uzębionym tłoczyskiem 20, w celu unieruchomienia tłoka 10. Wokół tłoczyska 20, pomiędzy tłokiem 10 a jednym końcem komory przetrzymującej 1, opcjonalnie może być umieszczona sprężyna 22, która popycha tłok 10 gdy gaz i lek mają być wypchnięte z komory przetrzymującej 1. Ponadto zastosowano tu diodowy wskaźnik dawki 35, który pokazuje jaka część przewidzianej dawki została już podana.

Ten przykład wykonania działa zasadniczo w taki sam sposób jak opisane powyżej w odniesieniu do fig. 11, 12 i 15, gdzie dawka przekazana pacjentowi jest w sposób ciągły kontrolowana. Procesor 25 wykorzystuje sygnał z elementu detekcyjnego 4, sygnał z zegara 27, dane dotyczące uprzednio wyznaczonej dawki i dane o spadku stężenia w funkcji czasu, w postaci tablicy przeglądowej danych 31. Kiedy obliczona dawka podana pacjentowi rośnie, diody elektroluminescencyjne na diodowym wskaźniku dawki 35 zapalają się wskazując odpowiednią część wyznaczonej dawki. W tym przypadku nowa dioda zapala się przy 25%, 50%, 75% i 100%. Ponadto, kiedy zostanie już podana cała uprzednio wyznaczona dawka,

178 772 procesor 25 uruchamia elektromagnetyczny zaczep 21, aby spowodować jego sprzężenie z uzębionym tłoczyskiem 20 i unieruchomienie tłoka 10.

Uniemożliwia to dalsze podawanie leku pacjentowi. Układ obliczeniowy zawiera również pamięć danych dotyczących stosowania 36 do zapisywania daty, czasu zegarowego i podanej dawki, które mogą być później analizowane przez lekarza.

Zawarte w tablicach przeglądowych 31 dane o tym, jak stężenie leku maleje z czasem i jak stężenie leku maleje na skutek rozcieńczenia występującego przy wdychaniu znanych objętości, muszą być zbierane doświadczalnie. Przykładowo, kiedy zbierane są dane dotyczące spadku stężenia leku z biegiem czasu, znaną ilość leku wprowadza się do komory przetrzymującej 1, a następnie powietrze zawarte w tej komorze przetrzymującej 1 wypycha się po pewnym czasie w papier filtracyjny. Następnie wypchnięty lek jest ważony. Doświadczenie to powtarza się dla różnych okresów czasu, aby zebrać potrzebne dane. Przebieg zmiany stężenia leku w funkcji czasu będzie prawdopodobnie różny dla różnych leków. Z tego względu urządzenie musi mieć zaprogramowaną prawidłową charakterystykę.

Dane na temat spadku stężenia leku z powodu rozcieńczenia gromadzi się przez wprowadzanie znanej ilości leku do komory przetrzymującej 1, rozcieńczenie tego leku przez wymianę części powietrza i następnie wypychanie powietrza i leku w papier filtracyjny. Można wtedy określić krzywą.

Komora przetrzymująca 1 zwykle ma objętość rzędu 100-500 ml, a element detekcyjny 4 może być typu ciśnieniowego, typu pneumatycznego, albo typu wykrywającego turbulencje, np. mikrofon.

Claims

1. Sposób podawania odmierzonej dawki płynnego leku w gazie do inhalacji, znamienny tym, że wykrywa się moment wprowadzenia leku do komory przetrzymującej (1), monitoruje się czas jaki upłynął od momentu wprowadzenia leku, określa się wartość wstępnego stężenia leku w komorze przetrzymującej (1) oraz prędkość przepływu gazu wdychanego przez pacjenta z komory przetrzymującej (1), następnie na podstawie wstępnego stężenia leku i czasu jaki upłynął od wykrycia momentu wprowadzenia leku do komory przetrzymującej (1) oznacza się stężenie leku w komorze przetrzymującej (1) przez cały czas inhalacji, z uwzględnieniem spadku tego stężenie leku w czasie co najmniej w części na skutek osadzania leku w komorze przetrzymującej (1), w końcu oznacza się ilość leku otrzymaną przez pacjenta przez obliczenie objętości gazu wchłoniętej przez pacjenta z komory przetrzymującej (1), scałkowanie wykrytej prędkości przepływu gazu i przemnożenie obliczonej objętości gazu przez oznaczone stężenie leku w komorze przetrzymującej (1) przez cały czas inhalacji.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oznacza się stężenie leku w komorze przetrzymującej (1) z uwzględnieniem dodatkowo spadku tego stężenia na skutek rozcieńczania leku podczas inhalacji.

3. Urządzenie do podawania odmierzonej dawki płynnego leku w gazie do inhalacji zawierające komorę przetrzymującą tymczasowo przed wdychaniem lek i gaz oraz zawierające układ wprowadzający lek do komory przetrzymującej, znamienne tym, że ma element detekcyjny (4) wykrywający moment wprowadzania leku do komory przetrzymującej (1) i prędkość przepływu gazu wdychanego przez pacjenta z komory przetrzymującej (1) połączony funkcjonalnie z układem obliczeniowym (25) określającym ilość leku otrzymanego przez pacjenta.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że układ obliczeniowy (25) określający ilość leku otrzymanego przez pacjenta oraz określający stężenie leku w komorze przetrzymującej (1), zmniejszające się podczas inhalacji co najmniej w części na skutek osadzania się leku wewnątrz komory przetrzymującej (1), zawiera zegar (27) mierzący czas jaki upłynął od wykrycia przez element detekcyjny (4) momentu wprowadzenia leku do komory przetrzymującej (1) i układ wprowadzający (3) zapewniający wstępne stężenie leku w komorze przetrzymującej (1) bezpośrednio po wprowadzeniu do niej leku.

5. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że zawiera pamięć (30) przechowującą tablicę przeglądową obrazującą spadek stężenia leku w komorze przetrzymującej (1) w funkcji czasu.

6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że zawiera układ obliczeniowy (25) określający stężenie leku w komorze przetrzymującej (1) podczas wdychania na podstawie tablicy przeglądowej w pamięci (30).

7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zawiera układ wprowadzający (3) zapewniający wstępne stężenia leku na podstawie uprzednio wyznaczonej ilości leku wprowadzanego do komory przetrzymującej (1) i na podstawie uprzednio określonej objętości komory przetrzymującej (1).

8. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że komora przetrzymująca (1) ma wlot (2) umożliwiający dopływ gazu do komory przetrzymującej (1), gdy jest on wysysany z komory przetrzymującej (1) podczas inhalacji, powodując zmniejszenie stężenia leku w komorze przetrzymującej (1) przez rozcieńczenie.

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zawiera układ obliczeniowy (25) określający stężenie leku w komorze przetrzymującej (1) podczas wdychania również na podstawie objętości gazu uprzednio wchłoniętej przez pacjenta.

178 772

10. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że zawiera pamięć (30) przechowującą tablicę przeglądową obrazującą spadek stężenia leku w komorze przetrzymującej (1) w funkcji objętości wdychanego powietrza.

11. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że w komorze przetrzymującej (1) znajduje się tłok (10) zmniejszający objętość gazu w komorze przetrzymującej (1) podczas inhalacji, zapobiegając rozcieńczaniu.

12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że zawiera elementy blokujące (20, 21) tłok (10). .

13. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, znamienne tym, że tłok (10) jest ruchomy wewnątrz komory przetrzymującej (1) i zapewnia wciąganie gazu i leku do komory przetrzymującej (1). .

14. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, albo 11, albo 12, znamienne tym, że komora przetrzymująca (1) ma otwór przelotowy (9), którym lek jest wprowadzany do komory przetrzymującej (1) przez elementy wprowadzające (3) i, którym gaz jest wdychany przez pacjenta.

15. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że zawiera elementy blokujące (20, 21) tłok (10) po podaniu odmierzonej dawki leku.

16. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że zawiera element wskaźnikowy sygnalizujący podanie odmierzonej dawki leku.

17. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że podawanym lekiem jest chmura krople cieczy.

18. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że podawanym lekiem jest chmura cząstek suchego proszku.

19. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że elementem detekcyjnym (4) wykrywającym moment wprowadzania leku do komory przetrzymującej (1) i wykrywającym prędkość przepływu gazu wdychanego przez pacjenta z komory przetrzymującej (1) jest pojedynczy czujnik.

20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że element detekcyjny (4) w postaci pojedynczego czujnika jest umieszczony w otworze przelotowym (9) komory przetrzymującej (1).

21. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym,że układ obliczeniowy (25) określający ilość leku otrzymanego przez pacjenta oraz określający stężenia leku w komorze przetrzymującej (1), zmniejszające się wraz z objętością wdychanego gazu co najmniej częściowo na skutek rozcieńczenia leku w komorze przetrzymującej (1), zawiera zegar (27) mierzący czas jaki upłynął od wykrycia przez element detekcyjny (4) momentu wprowadzenia leku do komory przetrzymującej (1) i układ wprowadzający (3) wstępne stężenie leku w komorze przetrzymującej (1) natychmiast po wprowadzeniu do niej leku.