(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を供給するための計量供給ユニット（14）および該計量供給ユニットをその内部に交換可能に挿入された超音波噴霧装置（２）を有する超音波式噴霧システムにおいて、前記超音波噴霧装置（２）は、電子回路（６）から超音波を供給されている霧化表面（28）に流体を供給するため前記電子回路（６）により作動可能な推進要素（19）がハウジング（４）に設けられており、この推進要素（10）が、計量供給ユニット（14）内のアンプル（58）に配置されているピストン（66）の直線運動（68）を生じさせるように計量供給ユニット（14）に推進力を転送するため、計量供給ユニット（14）の別の結合部材（34）と係合可能である結合部材（32）を有し、計量供給ユニット（14）の構造および推進要素（10）の駆動のための電動機速度の調節は、霧化表面（28）の特性にマッチする制御された流量率が得られるように構成され、
前記電子回路（６）が前記装置（２）内に設けられている起動要素（22）による起動の後に、
ａ）流体の付随的な供給なしに前記霧化表面（28）にある周波数を有する超音波を供給し、そして作動周波数範囲内でその周波数を変更する工程と、
ｂ）前記作動周波数範囲内で最良の周波数を選定する工程と、
ｃ）前記霧化表面に流体を供給しながら前記霧化表面に最良の周波数に等しい周波数を有する超音波を供給する工程と、
ｄ）その後の流体の供給なしに前記霧化表面に超音波を供給する工程と
を順次に実行するように設計されている
ことを特徴とする超音波噴霧システム。
【請求項２】
前記計量供給ユニット（14）が前記装置（２）の前記ハウジング（４）の凹みに挿入されており、前記計量供給ユニット（14）が、前記計量供給ユニット（14）を所定の位置に保つため、その一部分のなかの前記凹み（12）に適合する形状のハウジング（36）を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記計量供給ユニット（14）の前記ハウジング（36）が前記凹み（12）の表面に載っているリブ（98）を有することを特徴とする請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記計量供給ユニット（14）から突出しているパイプ（40）を含んでおり、前記計量供給ユニット（14）から霧化表面（28）に流体を供給するため霧化表面の近くに置かれている供給ノズル（42）を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記供給ノズル（42）が前記計量供給ユニット（14）の前記ハウジング（36）に対して固定された位置関係を有し、前記計量供給ユニット（14）の前記ハウジング（36）が前記凹み（12）の表面に設けられているそれぞれの基準点と係合する基準点を有することを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項６】
霧化表面（28）がヘッド状隆起の形態であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項７】
霧化表面（28）が圧電トランスデューサ（26）の上に形成されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項８】
ハウジング（４）は、水は通さないが気体は通すダイアフラム（18）によりカバーされている少なくとも１つの開口16を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記電子回路（６）は、この電子回路（６）に割当てられている電池システム（８）の電圧が予め決定可能な限界電圧以下であれば、および／または計量供給ユニット（14）の充填状態が予め決定可能な限界充填状態以下であれば、および／または摩擦の比較的大きい増大が前記推進要素（10）または計量供給ユニット（14）内で生ずるならば、警報信号を発生するための警報装置（114）を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記推進要素（10）が電動機（10）であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記電子回路（６）と、前記推進要素（10）と、前記霧化表面（28）に超音波を供給するための前記超音波駆動手段（26、106）とに電力を供給するための電池システム（８）を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記電池システム（８）が前記ハウジング（４）内に設けられているソケット（20）を介して商用電源に接続可能であることを特徴とする請求項11記載のシステム。
【請求項１３】
前記霧化表面（28）から霧化された流体を吸入するためのマウスピース（５）が設けられており、このマウスピース（５）が前記霧化表面（28）の周りのチャンバを形成していることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記電子回路（６）が、前記霧化表面（28）への流体の付随的な供給なしに前記霧化表面（28）にある周波数を有する超音波を供給し、作動周波数範囲内で周波数を変更し、超音波を供給するための電力消費を周波数に関係して測定し、電力消費を最小にする周波数として最良の周波数を選定することにより工程ｂ）を実行するように設計されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
前記電子回路（６）が工程ａ）に対して約0.1−1.0s、工程ｂ）に対して約0.1−1.0s、工程ｃ）に対して約0.5−5.0s、工程ｄ）に対して約0.2−2.0sのそれぞれの時間周期で工程ａ）ないしｄ）を実行するように設計されていることを特徴とする請求項14記載のシステム。
【請求項１６】
前記電子回路（６）が工程ａ）ないしｄ）の実行中に前記起動要素（22）のその後の起動に反応しないように設計されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１７】
使用のつど指定された量の流体を供給するのに設計されており、指定される量が約10μｌと約100μｌとの間であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液体を供給するための計量供給ユニットおよび該計量供給ユニットをその内部に交換可能に挿入された超音波噴霧装置を有する超音波式噴霧システムに関する。
【０００２】
一層詳細には、本発明は、液体、特に気管支鎮痙剤に対する超音波式噴霧装置であって、アンプルに供給すべき液体を含んでいる取り替え可能な計量供給ユニットを収容する超音波式噴霧装置に関する。本発明はこのような超音波式噴霧装置およびそのなかに挿入されるこのような計量供給ユニットを含んでいるシステムにも関する。
【０００３】
【従来技術】
液体噴霧器はよく知られており、またエアゾール、手動および超音波式を含むいくつかの形式に分けられる。たとえば、美容および衛生用製品（ヘアースプレー、脱臭剤など）およびクリーニング液（消毒剤、エアーフレッシュナーなど）の分配のような種々の応用に対してエアゾール噴霧器がある。エアゾール噴霧器は薬物を分配するためにも使用されるが、それらはその目的に使用される時に重大な欠点を有する。一つには、それらは薬物の分配および吸入を整合する患者の能力に不利な影響を与える高い速度で薬物を分配する。さらに、エアゾールにより霧化かつ分配される薬物は一般に非常に冷たく、また患者の喉を刺激する。またエアゾール推進剤は患者にも環境にも不利な影響を与える。
【０００４】
手動噴霧器も利用可能である。この形式の装置では、薬物は薬物を霧化するために患者により与えられる手動力により分配される。このような噴霧器の最も有意義な利点は、それらを患者が携行するのに十分な小形化が可能であり、従ってまたいつでも容易に利用可能とするそれらの簡便さにある。
【０００５】
しかし純粋に手動式の噴霧器の難点は、（人が異なると装置を作動させるのに不可避的に異なる大きさの力が用いられ、またこのような装置は時によって使用ごとに異なる分量の薬物を計量供給するので）患者ごとに計量供給が不均一になること、必要とされる手動駆動と放出される薬物の吸入の整合に困難があること（特に非常に若い患者および非常に老いたまたは虚弱な患者における問題）、および薬物を汚染から保護するのが不可能であることを含んでいる。
【０００６】
超音波式噴霧器は、霧化すべき薬物を含んでいるシリンダ内のピストンを手動で動かすことによりその上に置かれた液体薬物を霧化するのに圧電要素を使用する形式を含んでいる。ピストンはシリンダの出口から液体を押し出して圧電式噴霧器の上に置き、圧電式噴霧器が次いで手動による薬物分配作動の一部分として能動化される。
【０００７】
（手動で分配される薬物を用いる）この形式の超音波式噴霧器の例は米国特許第4,294,407号、第4,877,989号および第5,134,993号明細書に示されている。このような噴霧器はいくつかの観点ではそれらの純粋に手動の相当物よりも良好であるが、それらはすべての条件のもとにまたすべての患者に対して均一の計量供給を行うという問題を完全には解決せず、また圧電式の超音波式噴霧器に関するパワー上の考察から霧化可能な薬物の量に制限がある。
【０００８】
超音波式噴霧器はヨーロッパ特許出願公開第0 689 879 A1号明細書にも提案されている。
【０００９】
他の形式の超音波式噴霧器は貯蔵容器から圧電振動子へ液体を供給するポンプを含んでいる。この形式の装置の例は英国特許第1,434,746号および第2,099,710号およびヨーロッパ特許出願公開第0 569 611 A1号明細書に示されている。これらの装置は作動のつど霧化される液体の量の均一性の点では極めて良好であるが、それらは携帯可能な医療供給システムとしてはなお重大な欠点を有する。たとえが、英国特許第1,434,746号および第2,099,710号明細書に示されている噴霧器は、便宜上または喘息患者の場合には非常用として患者のポケットまたはハンドバックのなかに携行するのに十分に小形化するのには明らかに困難であろう。さらに、液体容器をつぶすことにより霧化すべき液体を分配するための英国特許第2,099,710号明細書に示されている技術は、容器がどのように変形するかを正確に予測することができないので、十分な計量供給精度を許さない。
【００１０】
他方において、ヨーロッパ特許出願公開第0 569 611 A1号明細書の噴霧器は喘息の治療に使用される気管支鎮痙剤のような薬物液体に対する完全携帯可能な手持ちの噴霧器として特別に設計されている。また、それは以前から知られている装置よりもはるかに優れているけれども、種々の理由から不適当であることが判明している。
【００１１】
第１の問題は、薬物液体を圧電式噴霧器に供給するためのメカニズムとしてヨーロッパ特許出願公開第0 569 611 A1号明細書中に開示されている蠕動性チューブポンプである。これは以前の供給システムよりも精密ではあるが、これにより供給される液体の量が大きい変動を受けやすい。これにはいくつかの原因がある。このような原因の１つは、計量供給量が小さいので、チューブ内に生ずる泡が計量供給量に大きい影響を与えることである。第２に、チューブの直径の製造許容差も同一の理由で計量供給量に大きい影響を与える。ヨーロッパ特許出願公開第0 569 611 A1号明細書には、チューブポンプの代わりに、液体貯蔵容器を加圧し、またそれから液体を計量供給するためのばね弁システムも開示されているが、このシステムはまだ医療装置のような多くの応用で必要とされる精密な計量供給を行うことができず、また過度に複雑である。
【００１２】
ヨーロッパ特許出願公開第0 569 611 A1号明細書中の装置はまた他の欠点を有する。ポンプ（またはばね弁システム）および薬物貯蔵容器を含んでいる計量供給システムがかなり大きく、また装置に取付けられた時にその外側輪郭のかなりの部分を占めることになる。従ってユニットがポケットまたはハンドバックのなかに携行される時には外れるおそれがある。加えて、適当な微生物学的条件を長期間にわたり維持するような仕方で計量供給システムを封止することが困難である。最後に、ヨーロッパ特許出願公開第0 569 611 A1号明細書および国際特許出願92/11050号明細書に示されているものにおいては、薬物を圧電要素に供給するチューブの端部に操作後に残留する薬物が次の操作まで雰囲気中に露出され、従って汚染されるおそれがある。汚染された可能性のある薬物が次いで霧化されまた次の操作時に患者により吸入されるので、患者の安全上そのことに注意する必要がある。
【００１３】
加えて、従来のすべての形式の超音波式噴霧器には十分な量の薬物を効率的かつ効果的に噴霧することができないという問題がある。たとえば特定の大きさの圧電要素はその表面上の一定量の液体しか霧化することができない。もしそれが特定の薬物に対する計量供給量よりも小量であれば、噴霧器は吸入可能薬物供給システムとしてのその意図する機能を遂行することが本質的に不可能であろう。圧電要素をより大きくすることは潜在的に可能な解決策ではあるが、一定の周波数において圧電要素を作動させるのに必要とされる電力の量は圧電要素の大きさが増大するにつれて指数関数的に増大する。従って、圧電要素の大きさは否応なしに制限されることになる。なぜならば、噴霧器は、実用的であるためには、ポケットサイズに装置の内蔵するのに十分に小さい電池を使用して有効回数だけ作動することが可能でなければならないからである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は従来の欠点を克服する超音波噴霧装置と計量供給ユニットを含む超音波式噴霧システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、液体を供給するための計量供給ユニットおよび該計量供給ユニットをその内部に交換可能に挿入された超音波噴霧装置を有する超音波式噴霧システムにおいて、前記超音波噴霧装置は、電子回路から超音波を供給されている霧化表面に流体を供給するため前記電子回路により作動可能な推進要素がハウジングに設けられており、この推進要素が、計量供給ユニット内のアンプルに配置されているピストンの直線運動を生じさせるように計量供給ユニットに推進力を転送するため、計量供給ユニットの別の結合部材と係合可能である結合部材を有し、計量供給ユニットの構造および推進要素の駆動のための電動機速度の調節は、霧化表面の特性にマッチする制御された流量率が得られるように構成されていることを特徴とする超音波式噴霧システムが提供される。
【００１６】
好ましくは、装置のハウジングは計量供給ユニットを保持するための凹みを有する。
【００１７】
装置内の霧化表面は好ましくは帽子に似た隆起の形態である。
【００１８】
霧化表面が圧電トランスデューサの上に形成されることも好ましい。
【００１９】
呼吸により装置から霧化流体を抽出することが重要である本装置の吐出を容易にするため、ハウジングは、水は通さないが気体は通す少なくとも１つの開口を有する。従って、水または他の流体の望ましくない侵入を阻止しながら本装置を通じて空気を循環させることが可能である。
【００２０】
さらに、本装置の電子回路が、この電子回路に割当てられている電池システムの電圧が予め規定可能な限界電圧以下であれば、および／または計量供給ユニットの充填状態が予め規定可能な限界充填状態以下であれば、および／または摩擦の比較的大きい増大が前記の推進要素または計量供給ユニットにおいて生ずるならば、警報信号を発生するための警報装置を有するようにすると有利である。
【００２１】
推進要素は好ましくは電動機、特に直流電動機である。
【００２２】
本装置が、前記電子回路と、前記推進要素と、前記霧化表面に前記超音波を供給するための超音波駆動手段とに電力を供給するための電池システムを有することも好ましい。このような超音波駆動手段は圧電トランスデューサおよび増幅器を含んでいる。もちろん、当業者により考えられる代替的な実施態様を排除することはここに意図されていない。
【００２３】
追加的に、直前にあげた実施態様による前記電池システムが前記ハウジング内に設けられているソケットを介して商用電源に接続可能であると有利である。この実施態様では、前記電子回路または前記電池システムは、前記電池システムに含まれている電池の再充電を可能にする回路を含んでいてよい。追加的に、または代替的に、本装置の特定の構成要素、特に前記推進要素または前記超音波駆動要素を前記電池システムの代わりに前記商用電源から選択的に作動させることも可能であろう。
【００２４】
さらに、前記霧化表面から霧化された流体を吸入するためのマウスピースが設けられ、このマウスピースが前記霧化表面の周りにチャンバを形成することも好ましい。この実施態様は、霧化された流体が本装置から直ちに吸入されることが意図されるならば、特に好ましい。
【００２５】
本発明の他の実施態様によれば、流体を供給するための計量供給ユニットと、この計量供給ユニットが取り替え可能に挿入される超音波式噴霧装置とを含んでいる超音波式噴霧システムであって、噴霧装置がハウジング内に設けられている電子回路から超音波を供給されている霧化表面に流体を供給するため電子回路により作動可能な推進要素を有し、この推進要素が、計量供給ユニット内のアンプルに配置されているピストンまたはプランジャの直線運動を生じさせるように計量供給ユニットに推進力を転送するため、取り替え可能な計量供給ユニットの別の結合部材と係合する結合部材を有する超音波式噴霧システムが提供される。
【００２６】
好ましくは、前記計量供給ユニットは噴霧装置のハウジングの凹みに挿入されており、前記計量供給ユニットが、このユニットを所定の位置に保つため、その一部分のなかの前記凹みに適合する形状のハウジングを有する。
【００２７】
また好ましくは、前記計量供給ユニットのハウジングは計量供給ユニットを固定保持するために凹みの表面に載っているリブを有する。このことは以下に記載する別の実施態様にとって特に重要である。
【００２８】
また好ましくは、本装置は前記計量供給ユニットから突出しているパイプを有し、また前記計量供給ユニットから霧化表面に流体を供給するため霧化表面の近くに置かれている供給ノズルを有する。さらに好ましくは、前記供給ノズルは計量供給ユニットのハウジングに対して固定された位置関係を有し、また前記計量供給ユニットのハウジングが凹みの表面に設けられているそれぞれの基準点と係合する基準点を有する。これにより前記供給ノズルと霧化表面との間の固定空間関係が保証され、これはシステムの長期間にわたる信頼性にとって重要である。
【００２９】
本システムの好ましい作動モードにもかかわらず、前記電子回路が噴霧装置内に設けられている能動化要素による能動化の後に、以下の行程、すなわち
ａ）流体の付随的な供給なしに霧化表面にある周波数を有する超音波を供給し、また作動周波数範囲でこの周波数を変更する工程と、
ｂ）この作動周波数範囲で最良の周波数を選定する工程と、
ｃ）霧化表面に流体を供給しながら霧化表面に最良の周波数に等しい周波数を有する超音波を供給する工程と、
ｄ）それ以上の流体の供給なしに霧化表面に超音波を供給する工程と
を順次に実行するように設計されていると特に好ましい。
【００３０】
これらの工程の関連性は下記のとおりである。工程ａ）では霧化表面がすべての汚染物または前回の使用時からの流体の残留物を除去するようにクリーニングされる。工程ｂ）は霧化表面および過程ｃ）でそれを作動させるのに必要な手段に特に適する最良の周波数を選定することを可能にする。最後に工程ｄ）は霧化表面から供給される流体の残留物を除去する役割をする。
【００３１】
言及しておくと、霧化表面に供給される超音波の周波数は少なくとも工程ａ）で変更される。従って、霧化表面の上にのっている汚染物による霧化表面の関連パラメータに生じ得る部分的変化について心配する必要なしに、すべての汚染物を除去することが保証される。
【００３２】
好ましくは、霧化表面に供給される超音波の周波数は最良の周波数を選定するために工程ｃ）でも用いられる。それにより、ある周波数を有する超音波が流体の付随的な供給なしに霧化表面に供給され、作動周波数範囲内で前記周波数が変更され、また同時に超音波を供給するための電力消費が周波数に関係して測定される。その結果として、最良の周波数が最小の電力消費を特徴とする周波数として選定される。
【００３３】
さらに、電子回路が工程ａ）に対して約0.1/1.0秒、工程ｂ）に対して約0.1/1.0秒、工程ｃ）に対して約0.5/5.0秒、工程ｄ）に対して約0.2/2・０秒のそれぞれの時間周期において工程ａ）ないしｄ）を実行するように設計されていると好適である。
電子回路が工程ａ）ないしｄ）の実行中に起動要素のそれ以上の操作に反応しないように設計されていることも好ましい。
【００３４】
本システムは使用のつど指定された量の流体、すなわち約10μｌと約100μｌとの間の量の流体を供給するように設計されていると特に好ましい。
【００３５】
図１はカバーを有する超音波式噴霧吸入装置の本発明の好ましい実施例の斜視図、
図1Aはカバーおよび盲板を取り外した図１中の装置の斜視図、
図２はカバーおよびマウスピースを取り外した図１中の装置の縦断面を部分的に概要図として示す図、
図３は本発明の計量供給ユニットを取り外し、またマウスピースを所定の位置に取り付けた図１中の装置の頂面図、
図４は図１〜３中の装置に対する本発明による計量供給ユニットの好ましい実施例の長期間貯蔵構成での縦断面図、
図4Aは図４中の計量供給ユニットのスピンドルおよび結合ロッド部分の横断面図、
図５は図１〜３中の装置に対する計量供給ユニットの作動構成での縦断面図、
図６は図１〜３中の装置に対する本発明による計量供給ユニットの第２の実施例の作動構成での縦断面図、
図6Aおよび6Bはそれぞれ本発明の好ましい実施例による計量供給ユニットプランジャーの拡大された立面図および底面図、
図7AおよびＢは計量供給ユニットの供給出口の関係をそれが図１〜３中の装置内で作動位置にある時に示す図、
図8A〜8Cおよび8Eは計量供給ユニットの供給出口の端部に対する弁および蓋の種々の実施例、図8Dは図8C中の実施例の側面図、図8Fは図8E中の実施例の側面図、
図９は装置の作動のタイミングダイアグラム、
図10は本発明による電子回路の実施例のブロック図である。
【００３６】
【実施例】
図１および図1A中に示されているように、本発明の吸入装置２はハウジング４を含んでおり、それにマウスピース５が取り付けられており、それから患者が装置２により霧化された薬物を吸入する。装置２は、この装置が使用されない時に、マウスピース５を覆って装置に嵌められるカバー３を含んでいる。代替的にカバー３はカバーの下縁で装置にヒンジで取り付けられるようにしてもよい。このような配置ではカバーは、装置が使用される時までカバーを所定の位置に保つため、たとえば、適当なラッチ（図示せず）、好ましくはその上縁にスナップ止め（図示せず）を含むことができる。装置の使用時には、患者はカバーをヒンジを中心に揺動させて開き、またカバーはヒンジから患者の顎の下に垂れ下がる。患者は次いでカバーを上方に揺動させて、マウスピースを覆う所定の位置に戻し、また保管のためにそれを嵌めて閉じる。
【００３７】
ハウジング４内の凹み12は本発明による計量供給ユニット14を収容している。後で一層詳細に説明するように、起動要素またはボタン22が装置に作動を開始し、それによって薬物が、後で詳細に説明する仕方で、計量供給ユニット14によりマウスピース５を通じて患者による吸入のために霧化表面に分配される。計量供給ユニット14が凹み12内の所定の位置にない時には、盲板11が凹み12に挿入される。盲板11は、好ましくは、盲板11を所定の位置にしっかり保つために凹みの内壁との摩擦嵌合を形成する弾性材料（図示せず）から形成されたインサートを含んでいる。カバー11aは、好ましくは、盲板11が所定の位置にある時に起動ボタン22の上に延びている。盲板11はこうして凹み12を損傷から保護し、また装置の誤操作を防止する。
【００３８】
いま図１および図1Aとならんで図２および図３をも参照すると、ハウジング４は電子回路６、電池システム８および電動機10を含んでいる。加えて、後で詳細に説明するように、計量供給ユニット14を着脱自在に収容する凹み12がハウジング４内に存在している。ハウジングの開口16は、好ましくは、気体および水蒸気は通すが水は通さないダイアフラム18によりカバーされている。プラグおよびソケットによる電気コネクタ20は電池システム８が商用電源のような外部電源に接続されることを可能にする。電池システム８は再充電可能な電池と、コネクタ20が商用電源に接続されている時に電池を再充電する回路とを含んでいる。
【００３９】
ハウジング４の開口16は、好ましくは、気体および蒸気の通気を許し得るが、装置の内部構成要素を保護すべく水に対しては実質的に不透過性であるダイアフラム18により内張りされている。ダイアフラム18は、好ましくは、ゴアテックス（登録商標）から製造されるが、他の適当な材料も使用できる。開口16は、たとえば、電池システム８の電池の充電時の故障中に発生する蒸気または水素ガスのような気体が逃げるのを許すようにハウジング４の通気を可能にする。
【００４０】
起動要素またはボタン22は、後で詳細に説明するように、装置の作動を開始する。付設ブラケット24は、付設ブラケット24に取け付けられたホルダ30に保持されたボタン状の霧化表面28を有するセラミックス圧電要素26を担持している。霧化表面28は２秒ないし2.5秒間に10μｌないし100μｌのオーダーの比較的小さい容積の流体を霧化するために特に適している。付設ブラケット24は適当な取付手段（図示せず）によりハウジング４の上に固定されている。
【００４１】
電動機10は計量供給ユニットに電動機10の推進力を伝達するため計量供給ユニット組立体14の結合ソケットまたは被駆動部材と係合する駆動結合部材32を有する。計量供給ユニット14は好ましくは成形されたプラスチックから成るハウジングカバー38により閉じられるハウジング36を含んでいる。好ましくは鋼のような金属から成る流体気管またはパイプ40はハウジングカバー38と実質的に一体に（たとえばそれらを一緒に成形することにより）作られており、また好ましくは霧化表面28に直接的に隣接する供給出口を形成する弁42に終端する供給端においてハウジングカバー38から突出している。パイプ40は代替的に、カバー38を形成するのに使用されるようなプラスチック材料から成っていてよい。
【００４２】
図３は、ハウジング４の上に形成された肩部44を有するハウジング４の凹み12を示すため計量供給ユニット14を取り外された図１中のポケット吸入装置２の頂面図である。図３中に見られるように、マウスピース５は付設ブラケット24の各側でフランジ47のスロット47aに嵌まる付設タブ46を含んでいる。マウスピース上のフランジは圧電要素26により霧化されている薬物を患者が吸入し得るように空気取り入れ開口を形成する１つまたはそれ以上のスロット48を有する。空気の流れおよび霧化された薬物の流れは矢印50により概略的に示されている。
【００４３】
マウスピース５が霧化表面28の周りのチャンバを形成し、このチャンバ内に霧化された薬物の雲が発生し、また次いでボタン22による起動以前にマウスピースを口に入れた患者により吸入されることは理解されよう。マウスピースが患者の鼻または鼻および口の上に嵌まるマスク（図示せず）により置換または補強され得ることも理解されよう。
【００４４】
凹み12の底に収容される駆動結合部材32は、後で一層詳細に説明する仕方で計量供給ユニットに電動機10の推進力を伝達するように矢印の方向に回転するため電動機10に作用的に結合されている軸54により駆動される推進ギアとして示されている。
【００４５】
図４ないし図６は着脱自在な計量供給ユニット組立体14を一層詳細に示す。計量供給ユニットハウジング36は、霧化すべき流体、この場合には気管支鎮痙剤60により満たされた密に嵌合する同様に円形のシリンダ状のガラスアンプルまたはカートリッジ58を入れる細長い円形のシリンダである上側部分を有する。ここに使用される“流体”は溶液、懸濁物、乳剤などを含んでいることは理解されよう。ガラスアンプル58はたとえばアンプル58の壁にシールされたフランジを有するゴムダイアフラム62の形態の貫通可能な蓋62を有する。ダイアフラム62の頂の上の金属キャップ64は、カートリッジ58を密にシールするため所定の位置にダイアフラム62を保持し、また流体パイプ40の入口端に対する中央開口を有する。ゴムのような弾性材料から成る好ましくは固体のピストンまたはプランジャ66が矢印68の方向の直線運動のためにカートリッジ58のなかに配置されている。プランジャ66はガラスカートリッジ58の壁に対してプランジャ66をシールする少なくともシーリングリップ70を有する。図面は２つのシーリングリップ70がプランジャ66の上に設けられている好ましい実施例を示す。プランジャ66の頂は、好ましくは、頂におけるガラスカートリッジ58の構成にマッチする形状とされており、こうして使用されるカートリッジ58内の薬物60の量を最大化し、また付随的に使用されない薬物60の量、従ってまた患者に対するコストを減ずる。
【００４６】
図6Aおよび図6Bは、それぞれ、計量供給ユニットプランジャ66の拡大された立面図および底面図である。図6A中に見られるように、プランジャ66の輪郭は本発明の計量供給ユニット14に使用するために特に適している。その目的で、各シーリングリップ70は、その最小直径はガラスカートリッジ58の壁の最大許容可能な内径以下ではあり得ないような許容差に製造されている。換言すれば、たといプランジャ66およびガラスカートリッジ58の双方がそれらの製造許容差の限界にあるとしても、シーリングリップ70は、流体に対して密なシールを形成するため、カートリッジ壁に向けてなお少し圧縮される。同じ理由で、シーリングリップ70およびカートリッジ内壁の製造許容差は、たといそれらが共に最大の締まりばめ許容差にあってたとしても、それらの間の摩擦が過大でないように、十分に密な限界に保たれる。その摩擦は、シーリングリップ70およびカートリッジ内壁の真円度許容差を可能なかぎり密に実際的なコスト考察と一致するように保つことによっても最小化される。
【００４７】
許容差の制御に加えて本発明の実施例の重要な特徴はリップ70のエッジ70a、70bおよび70cに少し丸みを設けることである。これらの丸くされたエッジはさらにカートリッジ壁とプランジャ66との間の摩擦を最小にする。加えて、プランジャ66の質量および剛性を最大にししかもカートリッジ壁との十分なシーリング接触を可能にするため、プランジャ66は好ましくはショア硬度50〜70を有するゴムから作られており、またリップ70の間の凹んだ部分66aが次第に丸くされているとよい。プランジャ66の下側エッジは66bにおいてアンダーカットされており、また一対の向かい合った弧状のリング66cがそれらの間にプランジャプッシャ76を収容するため設けられている。
【００４８】
プランジャ66の外部に露出された側（すなわち底）は外ねじを有するスピンドル72と接触する。スピンドル72はハウジング36の延長された直径を減ぜられた部分36′に固定されたねじを切られたナット74に回転可能に配置されている。スピンドル72は、スピンドル72に対して相対的に自由に回転するように取り付けられたプランジャプッシャ76を含んでいる。プランジャプッシャ76は、好ましくはリング66cの間で、プランジャ66の中央に嵌合する。
【００４９】
スピンドル72は結合ロッド80を受け入れる中央孔78を有する。好ましい実施例では、中央孔78は図４（Ａ）中に示されているように、結合ロッド80の端部の耳部81を受け入れる２つの縦の凹み79を有する。こうして結合ロッド80の回転運動がスピンドル72に伝達され、他方においてスピンドル72は、結合ロッドが回転するにつれて、結合ロッド80に対して相対的に縦方向に自由に並進運動をする。すなわち、結合ロッド80はスピンドル72に滑動可能に嵌まっている。雌雄結合部分へのシリコン潤滑剤またはテフロン（登録商標）合成樹脂の被覆のような適当な潤滑システムがこのような滑動を容易にするため使用される。
【００５０】
結合ロッド80は、それ自体、たとえば結合ソケット34上の溝34aと係合するロッド80上の耳部81aにより、溝を付けられた結合ソケット34に接続されている。好ましい実施例では、結合ソケット34は計量供給ユニット14のハウジング部分36′の周縁凹み37に嵌合する周縁リッジ34bを有する。リッジ34bおよび凹み37は、結合ソケット34がハウジング部分36′に対して相対的に回転するのを許し、他方において縦方向の運動に抵抗するベアリングを形成する。結合ソケット34の回転は上記のような適当な潤滑シリコンの使用により容易にされる。結合ソケット34は、計量供給ユニットがポケット吸入装置２の凹み12に完全に挿入された時に、推進ギヤの上に嵌合し、またそれと係合する。
【００５１】
作動中、ギヤ55を介して結合ソケット34に伝達される推進力は結合ロッド80の、従ってまたスピンドル72の回転運動に変換される。スピンドル72は固定されたナット74と係合するので、スピンドル72が回転するにつれて、回転運動の結果としてスピンドル72の並進運動が生じ、それによりプランジャ66が縦方向に矢印68の方向に進められる。回転可能なプッシャ76は回転するスピンドル72と回転しないプランジャ66との間の軸線方向ベアリングを形成する。こうして、図示の配置は、電動機10により与えられる回転運動を結合ソケット34を介してプランジャ66の並進運動に変換するための伝動メカニズムを形成する。
【００５２】
図４および図５に示されているもの以外の伝動メカニズムも電動機10の回転運動をプランジャ66の並進運動に変換するために使用できる。たとえば、図６のローラーベアリング90によりハウジング部分36′に取り付けられた中空結合スピンドル72′を有する伝動メカニズムを示す。この実施例では、スピンドル72′の中央孔78′はねじを切られており、また結合ロッド80′の上の共同作用するねじ91と係合する。結合ロッド80′は、結合ロッド80′の縦方向の運動は許すがその縦方向軸線における回転は阻止するように、ハウジング36′の部分83を通過するスピンドル部分93を有する。この実施例中の駆動結合部材34′は装置内の駆動結合部材を構成する共同作用するフェースギヤとの一方向クラッチを形成するフェースギヤを構成している。図６の実施例では、結合スピンドル78′の回転が軸線方向に結合ロッド80′を推進し、またこうしてプランジャ66を駆動する。
【００５３】
当業者は、上記のことを参考にして、他の伝動メカニズムも煩雑な実験なしに電動機10の回転運動をプランジャ66の並進運動に変換するために使用できることを理解するであろう。
【００５４】
計量供給ユニット14のハウジングカバー38は、それがハウジング36に取り付けられた時に、２つの異なった位置のいずれかをとり得る。図４はこのカバーを、計量供給ユニット不定期間保管される第１の位置で示す。この位置では、ハウジングカバー38は、流体パイプ40がガラスカートリッジ58のゴムキャップ62を貫くことなしに、ハウジング36の上に載っている。こうして、カートリッジ58内の薬物は、いったん殺菌されると、たといそれが計量供給ユニット14に装入されたとしても、長期間にわたり無菌状態にとどまる。
【００５５】
第１の位置である長期間保管位置はハウジング36の上側エッジにハウジング36のリムの周りに延びているリング状の爪82を設けることにより実現される。カバー38はそのリムのところに共同作用する外側凹み84を有する。外側凹み84は、爪82の傾斜した表面が外側凹み84とカバー38の下側または底エッジ38aとの間の凹んでいない部分の上に載り、また次いで外側凹み84内の所定の位置にロックして係止されるように、カバー38の周縁の周りに延びているフランジにより形成されている。
【００５６】
ハウジング36に対して相対的なハウジングカバー38の第２の位置である作動位置は図５中に示されている。この場合、流体パイプ40の入口端がカートリッジ58のキャップを貫いており、従ってプランジャ66の直線的並進運動がパイプ40を通じて液体薬物を押し出す。好ましくは、パイプ40の入口端は、ダイアフラム62を通って容易に進入する鋭いエッジを形成するような角度でカットオフされている。カバー38はカバー38の上の内側凹み86によりハウジング36の上の第２の位置に保たれており、そこで爪82の傾斜した表面が外側凹み84とカバー38の下側または底エッジ38aとの間の凹んでいない部分の上に載り、また次いで外側凹み84内の所定の位置にロックして係止し得る。計量供給ユニットハウジング36は、凹み84および86への挿入のためのハウジングの十分な変形を許すように、好ましくは１つまたはそれ以上、一層好ましくは約４つの縦方向スロット85を有する。
【００５７】
本発明の代替的な実施例では、爪82および凹み84および86は、爪をカバー38の上に、また凹みまたは肩部をハウジング36の上にして配置することもできよう。いずれの仕方でも、ハウジングカバー38の一層強固な部分に内側肩部または爪を位置させることは、カバーがいったんその作動位置にあるときに、カバーの容易な取り外しを防止し、またカバー38に対して相対的なハウジング36の位置を固定する。
【００５８】
計量供給ユニット14は典型的には、図４中に示されているように、第１の位置でのカバー38と共に製造かつ販売される。計量供給ユニットを組み立てるためには、図４中に示されているように、ガラスアンプル58が、スピンドル72をその引っ込められた位置にして、ハウジング36に挿入される。カバー38が次いで、爪82が外側凹み84に留まるまで、ハウジング36の上に置かれる。
【００５９】
本発明の噴霧装置２を使用するためには、患者は先ずシールされた計量供給ユニットパッケージを開き、また計量供給ユニット14を、カバー38を第１の位置にして、装置ハウジング14内の凹み12に挿入する（図１〜３参照）。次いで、患者はハウジングカバー38を押し下げて、爪82をして内側凹み86へ並進運動させ、また同時に、金属キャップ64の開口に配置されているチューブ40の鋭い入口端をしてキャップ62を貫かせ、またカートリッジ58の内部空間に入らせる。同一の作用が溝を付けられた結合ソケット34を推進ギヤ55に確実に接続する。代替的に、患者は、内側凹み86が爪82により係合されるまで、カバー38およびハウジング36の底を押し下げることにより、計量供給ユニット14をその第２または作動位置に置くことができる。次いで、ユニットが凹み12に挿入され得る。
【００６０】
ハウジング36の形状は、ハウジング36の外側表面と凹み12の上側部分の内側表面との間の摩擦により計量供給ユニット14をハウジング４内の所定の位置に保つため、凹み12の上側部分の形状に正確に適合されている。その目的でハウジング36は、好ましくは凹み12の内側表面に当接する小さいリブ98（図４参照）を有する。これは、後で一層詳細に説明する理由で、チューブ40の供給出口を圧電要素26に対して相対的に精密に位置決めするという追加的な利点を有する。適当なスナップ止めシステム（たとえば、凹み12内の雌雄結合凹み（図示せず）に嵌合するハウジングカバー38上の小さい突起）によりハウジング内にさらに取り付けられる計量供給ユニット14はこうして装置の使用のための所定の位置に確実に保持され、他方において、薬物が使い切られた時の新しい計量供給ユニット14との交換のため、または異なる薬物を分配するための異なる計量供給ユニット14との交換のため、容易に着脱自在でもある。
【００６１】
いったん計量供給ユニット14がその作動位置に正しく置かれた後に薬物を分配するため、患者は自分の口にマウスピース５を当て、後で一層詳細に説明するように、電池システム８の電池を通じて、また回路６の制御のもとに、電動機10および圧電要素26を付勢する起動ボタン22を押す。電動機10が回転する時、それは推進ギヤ56を駆動し、この推進ギヤ56が、雌雄結合する溝付きソケット34および結合ロッド80を駆動し、またそれによりスピンドル72を駆動する。それはプランジャ66を矢印68の方向に押し、また薬物をパイプ40を通じて押し出す。起動ボタン22を押すつど、予め定められた精密に計量された量の薬物がパイプ40を通じて噴霧表面28の上に霧化のために押し出される。患者はこうして霧化された薬物をマウスピース５を通じて吸入する。
【００６２】
本発明に従って使用するための薬物は吸入による投与が可能であり、また液体媒体への溶解、分散または懸濁が可能であるすべての薬物も含んでいる。このような溶解物、分散物または懸濁物は、薬物の比較的連続的な流れおよびその霧化表面への供給に実質的な不利な影響なしに、パイプ40を通じての通過および噴霧表面28の上での霧化が可能でなければならない。このような薬物は可逆閉塞性気道疾患の予防的処置または治療に使用するための薬品を含んでいる。本発明により使用され得る特別な薬物はクロモグリシック酸の塩類（たとえばクロモリン‐ナトリウム）、ネドクロミルの塩類（たとえばネドクロミル‐ナトリウム）、ベクロメタソン‐ジプロピオネート、チプルデン、ブデソナイト、トリアムチノロン‐アセトナイド、およびフルチカソンのような吸入されるステロイド、イプラトロピラム臭化物およびブロンコジレター（たとえばサルメテロール、アルブテロール（サルブタモル）、レプロテロール、テレブテリン、イソプロテレノール（イソプレナリン）、フェノテロールおよびそれらの塩類）のような抗コリン剤を含んでいる。もし望まれれば、薬物の混合物、たとえばナトリウムのクロモリンとアルブテロール、レプロテロール、イソプレナリン、テルブテリン、フェノテロール、またはそれらの任意の塩類のようなブロンコジレータとの混合物も使用できる。イパトロピウム臭化物およびブロンコジレータのような他の組み合わせも使用できる。
【００６３】
挙げられ得る他の薬物は抗ヒスタミン剤（たとえばエレマスチン）、ペンタミジンおよびその塩類、アセチル‐β‐メチクロリン臭化物、ペプチッドホルモン（たとえばインシュリンおよびアミリン）、ブラジキニン拮抗剤、PLA抑制剤、PAF拮抗剤、リポキシゲネーズ抑制剤、ロイコトリエン拮抗剤、CNS活性薬品（たとえばNMDA拮抗剤、グルタミン酸塩拮抗剤およびCCK主働薬および拮抗剤）、マクロライド化合物（たとえばリファンピン）および構造的に関連する化合物のような抗生物質、酵素、ビタミン、ワクチン（たとえばMMRワクチンおよびポリオワクチン）および遺伝子治療用のベクター（たとえば嚢腫性線維症のような遺伝性不調を正すように意図される遺伝子を含んでいるプラスミド）を含んでいる。
【００６４】
以上に説明した装置は数多くの利点を有する。
【００６５】
第一にそれは効率的に霧化すべき薬物の精密に計量された供給を可能にし、無駄を最小にする。これは本発明の並進運動するピストンを有する計量供給装置が容易にそれ自体で多くの理由で効率的で精密な作動に通ずるからである。
【００６６】
最初に、ピストン66およびアンプル58は、非常に効果的なシールを維持しつつ、それらの間の摩擦を最小にするように設計されている。これは、アンプルの断面直径を可能なかぎり真に円形に維持することと、摩擦の過度な増大なしにシール効果を最大にする図6Aおよび図6B中に示されているようなプランジャ66の形状を使用することとの双方により達成される。本発明によるプランジャの形状は、摩擦を減じ、また同時にプランジャ66を可能なかぎり強固にすることにより、機械的ヒステリシスをも減ずる。こうして、プランジャ66は、それがプッシャ76によりアンプル58の壁に沿って力を受けるときに非常にわずかしか変形されない。従って、プランジャ66の変形およびそれに続く回復により惹起される計量供給誤差は好ましいプランジャ66の形状を使用することにより避けられる。
【００６７】
プランジャ66により可能にされる低い摩擦および精密な作動は、電力消費の小さい電動機10の使用を許し、小形の電動機10によりプランジャ66に対する駆動力を与えることを可能にする。このことは、装置２がコンパクトに作られ、また患者が装置２を常に手に持つことを可能にするので、非常に重要である。回転子の位置を指示するのにホールセンサを有する直流電動機が使用される時、本発明の計量供給ユニット14は非常に正確な計量供給を行い、またディジタル測定回路を使用する直接計量供給制御を可能にする。さらに、計量供給ユニット14の独特な駆動システムは、電動機の特定の大きさの回転がピストンの既知の大きさの行程を生じ、またこうして計量供給を簡単にするように、ギヤ比が選ばれることを可能にする。このことは、後で一層詳細に説明する圧電式噴霧器26の電力消費の点で有意義である。
【００６８】
これらの作動上の利点の他に、取り扱いの観点からの利点が、長期保管のためのその第１の位置と作動のための確実に保持されるその第２の位置とを有するハウジングカバー38を設けることにより与えられる。カバー38が保管の間に確実に保持されることはそれほど臨界的ではない。なぜならば、カートリッジのダイアフラムがその時にはまだ破られていないからである。しかし、いったん計量供給ユニットがその作動状態にあると、患者がカバーを外して、薬物を汚染に曝さないことが安全上の理由で重要である。たとえば、カバー施錠装置が、もし患者が異なる薬物を入れた他の計量供給ユニット14を挿入するため計量供給ユニットを装置２から取り外したとしても、計量供給ユニットが完全な状態にとどまることを保証する。それは、患者が異なる薬物アンプル58を計量供給ユニット14に容易に挿入し得ないことをも保証する。いくつかの観点から患者の安全に寄与するであろう。
【００６９】
霧化表面28に対して相対的な計量供給ユニット14の供給出口42の配置が、それぞれ、計量供給ユニット14が凹み12に挿入され、またカバー38がその作動位置（図５）をとるため押し下げられた後に出口の所定の位置に弁またはノズル42を有するパイプ40を有する霧化表面28の拡大正面図および拡大側面図である図7Aおよび図7Bと結び付けて説明される。霧化点に対して相対的な供給出口42の位置は、計量供給ユニット14の上および装置ハウジング４の上の３つの直交する平面内に雌雄結合する基準表面を設けることにより、また出口を計量供給ユニット14の上の基準点に対して精密に相対的に位置決めし、また霧化表面28を装置２の上の基準点に対して精密に相対的に出口を位置決めすることにより保証される。カバー38およびパイプ40に対して相対的な位置に、従ってまたチューブ40の供給出口に対して相対的な位置に爪82および内側凹み86により実質的に固定されている計量供給ユニット14のハウジング36はハウジング36と凹み12の内側表面との上のリブ98により図7Aおよび図7B中に示されているｘおよびｚ方向に位置決めできる。ノズルは、それが計量供給ユニットハウジング36の頂により形成される肩部44に載った状態で、カバー38の底面38aにより垂直に（ｙ方向に）位置決めされている。換言すれば、出口を計量供給ユニット14の上の３つの直交基準点に対して精密に相対的に位置決めし、また霧化表面28を装置ハウジング４の上の３つの雌雄結合する直交基準点に対して精密に相対的に出口を位置決めすることにより、計量供給ユニット14が装置２においてその作動位置にある時に圧電要素26に対して相対的に必要な精度をもって出口の位置決めが行われる。
【００７０】
図7Aおよび図7Bを参照すると、弁42が正面（図7A）および側面（図7B）から霧化表面28に対して相対的な所定の位置で示されている。霧化表面28はクラウス・ヴァン・デア・リンデン、オラフ・ハークおよびランドルフ・モックによる1995年６月29日付（1994年６月29日付ドイツ特許出願第P4422822.8号の優先権主張付）の米国特許出願に相当するヨーロッパ特許出願公開第0689879A1号明細書の教示に従って設けられており、その内容を参照によりここに組み入れるものとする。その明細書中に示されている構造は薬物治療を施すための液体を霧化するのに特に適しており、またここで吸入装置２に使用することが意図されている。しかし、その明細書が指摘するように、薬物供給のための液体を正しく霧化するために霧化すべき液体が霧化表面の最も高い点に供給されることが正しい作動のために重要である。
【００７１】
図7Aおよび図7Bは３つの直交する方向ｘ、ｙおよびｚに霧化表面28に対して相対的な弁42の位置を示す。これらの間隔は典型的に、液体が弁42から出る点と霧化表面28上の最高点との間で測定されている。霧化表面に対して相対的に弁開口を位置決めするための最も臨界的な寸法はｙ方向にある。間隔ｚは可能なかぎり零に近くなければならない。（弁は、単にｚ方向の方位を示すように、間隔ｚだけずらされて図7A中に示されている。）ｘ方向には間隔は典型的に0.1〜0.5mmであり、またｙ方向には間隔は0.1mm〜2.2mmであるべきである。
【００７２】
図8A〜8Dはチューブ40の端部における弁42の種々の実施例を示す。
【００７３】
図8Aは図４および図５中に示されている弁42の拡大図である。それはチューブ40の上に楽にかつ確実に嵌合するようにチューブ40の外径よりも少し小さい直径を有する内孔42aを有する弾性材料、好ましくはシリコンゴムから成るスリーブである。それは平らな端部42cを有するテーパー付きの外側引外し装置42bを有する。スリット42dが平らな端部を内孔42aと結合する。このスリットは孔42aの直径よりも少し短く、また平らな端部42cの直径よりも少し短い長さを（紙面に垂直な方向に）有する。
【００７４】
作動中、薬物液体が孔に入り、またプランジャ66により生ずる流体圧力が弁42を変形させて、液体がスリットを出て霧化表面28の上に載ることを可能にする。いったん圧力が除かれると（すなわちプランジャがもはや駆動されない時）スリット42dが閉じて、液体の汚染および蒸発損失を防ぐ。
【００７５】
図8Bの実施例は、弁42′の端部42c′が丸められており、またスリット42d′が内孔42a′から45゜の角度で孔の中心線へ設けられていることを例外として、図8Aの実施例と類似している。この弁は、計量供給ユニット14が装置２内のその作動位置にある時にスリットが水平であり（図7A中のｚ方向に整列）また霧化表面28と対面するようにチューブ40の上に置かれる。
【００７６】
図8Cおよび8Dの実施例も図8A中の実施例の変形であり、弁42′′の端部42c′′が直角であり、また内孔42a′′が弁の先端までずっと拡大されている。これはスリット42d′′が一層容易に開きかつ閉じることを許す２つのフラップ42c′′を形成するという効果を有する。弁42′′はこうして“フラップ弁”と呼ばれる。
【００７７】
図8Eおよび8Fの実施例はパイプ出口を開きかつ閉じるため吸入器カバー３と結び付いて作用するスライド弁42′′である。この実施例では、パイプ出口はパイプ40の側壁に形成されており、また弁42′′はパイプ40をスライドして受け入れるように貫通するスロットまたは導管42hを有するものとして形成されている。弁42′′は矢印42jの方向に（図示されている）開位置から（図示されていない）閉位置へスライド可能であり、そこで弁42′′の出口カバー部分42kが弁42′′をしてパイプ出口をカバーさせる。弁42′′の上側表面42gは、カバー３の内側表面（図示せず）にスライド係合するような形状にされており、従って、患者がカバー３を装置２の上に置く時に、カバー３と弁42′′の上側エッジ42gとの係合が弁42′′をしてパイプ40を閉位置にスライドダウンさせる。好ましくは、ワイヤースプリングのようなバイアス手段42fが、カバー３が取り外される時に弁42′′を開位置へ向けてバイアスさせるのに使用される。
【００７８】
異なる薬物は異なる弁配置により一層良好に供給することができる。このことは本発明のさらに他の利点となる。すなわち、計量供給ユニット14は異なる薬物により交換可能に使用できるので、所与の薬物に対する最良の弁を計量供給ユニット14に組み入れることができる。
【００７９】
図９は図10中にブロック図として概要を示されている電子回路６により制御される電動機10および圧電要素26のタイミングダイアグラムである。秒を単位とする時間ｔが横軸にとられている。作動のシーケンスは４つの工程ａないしｄにより表されている。作動は起動要素22の起動（もしそれがボタンであれば、患者により押される）により開始する。起動要素22は装置２の水密な特性を維持するためシールすることができる。好ましい実施例では起動要素22はシリコンゴムキャップによりシールされる。起動要素22を押すことにより9V〜14Vの出力電圧を有する電力供給源が投入される。電力供給源は９つの電池を含んでいる電池システム８として設けられている。自己保持リレー101により電子回路６の電力供給は、コントローラ100がリレー101を開くまで、起動要素22をショートカットすることにより自動的に維持されている。
【００８０】
先ず、t0（要素22の押圧）とt1との間の圧電要素26のセルフクリーニングプロセスである工程ａは近似的に0.1秒ないし１秒、好ましくは0.4秒の周期にわた継続し、また付随的な流体供給なしに、すなわち電動機10の回転なしに、圧電要素26の付勢を含んでいる。この作動の間に、圧電要素26のインピーダンス挙動が安定化されるように、前回の計量供給作動から存在しているかもしれない残留薬物は安全に取り除かれる。このセルフクリーニングプロセスは圧電要素26に1.5MHz〜1.6MHzの範囲内の周波数を有する信号を与えることにより行われる。一般に、与えられる周波数は圧電要素26の特性に関係する。周波数は、電圧制御形発振器（VCO）103およびプログラム可能な分周器104を有する周波数シンセサイザ102により発生される。他の電子的手段により周波数を発生することも容易に考えられる。コントローラ10を介してスイッチオフオンされる第１の増幅器105は周波数シンセサイザからのパルスを増幅する。増幅されたパルスは第１の電力段106を介して圧電要素26を駆動する。
【００８１】
クリーニング動作はVCO103を初期化するため高い周波数で50ms後に開始する。続いて、コントローラが1kHzの周波数範囲内で分周器104を介して周波数を増減し、それによって工程の数および工程あたりの時間がプログラム可能である。t1でコントローラ100が第１の増幅器105をスイッチオフし、クリーニング動作を終了する。
【００８２】
基準時間のための内部クロックとして電子回路６は4.096MHzの周波数を有する水晶発振器107を含んでいる。
【００８３】
次いで、圧電要素26に対する最良の周波数を探索するため、工程ｂが近似的に0.1秒〜１秒、好ましくは0.3秒の周期にわたってt1とt2との間に実行される。コントローラ100は第１の増幅器105をスイッチオフし、また再び分周器104を介して周波数が周波数シンセサイザ102の可能な周波数範囲内で増減される。第１の電力段106に接続されている第２の増幅器108とAD変換器109とを介してのフィードバックにより、圧電要素２の動作点が、特に低い電力消費を含めて、電力消費を測定し、また現在の値を先行の工程の値と比較することにより確立される。圧電要素26の電力消費の絶対的最小は共振周波数を意味する。この周波数は次の作動工程のためにコントローラに記憶される。圧電要素26は常にこの周波数で動作し、その結果として電池システム８に貯えられているエネルギーが非常に経済的に使用される。t2でコントローラ100は第１の増幅器105をスイッチオフし、工程ｂを終了する。
【００８４】
0.5秒から５秒、好ましくは1.5秒の間継続するt2とt3との間の後続の工程ｃで圧電要素26は第１の増幅器105のスイッチオンにより励起され、また同時に電動機10が、霧化表面28への薬物の連続的供給を行うため、コントローラ100により第２の電力段110を介して付勢される。霧化表面28に当たる流体はこうして肺に近接可能なエアゾールとして霧化され、またマウスピース５を介して吸入される。
【００８５】
この時間の間、プランジャ66は、薬物をパイプ40を通じて推進するため、矢印68（図４参照）の方向に電動機10を介して動かされる。高い運動精度を得るため、電動機10は近似的に1200Hzの周波数でコントローラ100により調節されて動作するパルス発生器111の電気パルスにより駆動される直流電動機である。代替的に、電動機10は工程モータである。結果として生ずる流体圧力が弁42を開き、また流体が直接的かつ連続的に霧化表面28の上に供給される。計量供給ユニット14の構造も、後で一層詳細に説明する電動機速度の調節も、非常に精密な量の薬物が霧化表面28および圧電要素26の特性に正確にマッチする細かく制御された流量率で送り出されるようにされている。その結果として、薬物液体が効率的かつ連続的に霧化され、こうして薬物の最適な供給を行う。従って、薬品が、効能のある量の薬品が患者の肺に到達することを保証するのにまさに必要な量よりも多くの量の供給を必要とした以前の供給システムにありがちな無駄なしに供給される。
【００８６】
t3で、予め定められた量の薬物が既に供給されており、また近似的に0.2秒〜５秒、好ましくは0.5秒のt3とt4との間の工程ｄの間に、圧電要素26がその後の流体の供給なしの動作点で励起される。この仕方で、圧電要素26の上に残留する薬物液体が安全に霧化され、また霧化表面28がクリーニングされる。t4で、電力供給源が自動的にスイッチオフされる。
【００８７】
電子回路６は、さらに、起動要素22の起動が工程ａ〜ｄの間は、すなわち時点t0〜t4の間は無視されるように設計されている。この仕方で、正しくない計量供給または誤った機能が避けられる。
【００８８】
電子回路６は、さらに、もし電池システム８の電池の電圧が所与の最小電圧以下に低下すれば、および／またはもしガラスアンプル58内の薬物の量が最小レベルに達したならば、または完全に空であれば、および／またはもし摩擦の比較的大きい増大が電動機10および／または計量供給ユニット14内に生じたならば、警報信号が発生されるように設計されている。このような警報信号は警報装置114内の発光ダイオードの発光または可聴警報であってよい。警報信号を発生するため、電子回路６は複数個のセンサを含んでいる。電子回路６は、得られる電圧を最小電圧と比較し、また得られる電圧がこの最小電圧に達したこと、またはそれ以下になったことを指示する電圧コンパレータ113を含んでいる。また、ハウジング36が光透過性であれば、ガラスアンプル58の状態を検出するのに発光ダイオード90および光センサ92を使用することが可能であり、それによってプランジャ66によるダイオード90と光センサ92との間の光路の中断が、ガラスアンプル58が空になるのが差し迫っていることの指示として解釈される。
【００８９】
非常に正確な量の薬物を放出するため、または電動機10および／または計量供給ユニット14内の摩擦の比較的大きい増大を検出するため、現在の電動機速度が電動機センサ92および電子回路６上の電気位相コンパレータ112を介して制御される。電動機センサ92は電動機軸上に取り付けられているパルス発生器であり、従ってパルス周波数は理想的には駆動周波数と同一である。パルス周波数は位相コンパレータ112を介して直流電動機10の駆動周波数と比較される。もし電動機10の実際のパルス周波数が駆動周波数と異なるならば、コントローラが駆動周波数をパルス発生器111を介して、電動機10のパルス周波数が精確に1200Hzであるように調節する。所望の回転角度からの実際の回転角度の偏差が過度に大きい場合には、警報装置114が付勢されて、ポケット吸入装置の使用者が計量供給ユニット14を取り替えるべきであること、または場合によると電動機10を検査すべきであることを指示する。
【００９０】
警報信号のこれらの可能な原因を区別するため、警報装置114は色の異なる３つの発光ダイオードのユニットとして構成することもでき、および／または可聴警報が周波数の異なる音を発生するためブザーアレイにより構成されていてよいであろう。従って、使用者は新しい電池を電池装置８に装入すべきか（または古い電池を再充電すべきか）、および／または既に空であるため、または間もなく空になるために計量供給ユニット14を取り替えるべきか、および／または摩擦の比較的大きい増大のために計量供給ユニット14を取り替えるべきか、および・または電動機10内の摩擦の比較的高い損失のために装置２を完全に取り替えるべきかを知ることができる。
【００９１】
さらに電子回路６は、電池システムの電池から得られる電圧に関係して圧電要素26および電動機10が異なる電力供給源により、もしくはソケット20を通じて供給される商用電源電流により電力を供給されるように構成されている。
【００９２】
さらに電子回路６は、好ましくは、工場での場設定のための34ビットPROMセル115を含んでいる。追加的に、コントローラは呼吸により操作されるオプションによる始動スイッチ116に接続することができる。
【００９３】
通常の計算機ハードウェアによる工場検査、パラメータ設定などを可能にするため、矢印によりシンボル化して示されている直列ポート200も設けられている。その直列ポート200を介してコントローラ100がこのようなハードウェアに接続される。
【００９４】
一般的に、図10中に概要を示されている電子回路６が代替的に、上記の特徴をすべて含んでいるプログラム可能なオンボード計算機チップのような他の電子デバイスにより構成できることは強調されなければならない。
【００９５】
たとい本発明を薬物供給システムに関して説明してきたとしても、それが任意の適当な目的の噴霧器として、特にそれに制限はされないが、精密な量の流体が霧化されるべきであり、および／または防腐条件の維持が重要である場合に、一層広い用途を有することは理解されよう。
【００９６】
一般的に、本発明が以上に説明した詳細な実施例に制限されないこと、またこのような実施例の種々の変更が、既に特記したことに追加して、下記の請求の範囲によってのみ定められるべき本発明の精神または範囲から逸脱することなしに、行われ得ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】カバーを有する超音波式噴霧吸入装置の本発明の好ましい実施例の斜視図。
【図１Ａ】カバーおよび盲板を取り外した図１中の装置の斜視図。
【図２】カバーおよびマウスピースを取り外した図１中の装置の縦断面を部分的に概要図として示す図。
【図３】本発明の計量供給ユニットを取り外し、またマウスピースを所定の位置に取り付けた図１中の装置の頂面図。
【図４】図１〜３中の装置に対する本発明による計量供給ユニットの好ましい実施例の長期間貯蔵構成での縦断面図。
【図４Ａ】図４中の計量供給ユニットのスピンドルおよび結合ロッド部分の横断面図。
【図５】図１〜３中の装置に対する計量供給ユニットの作動構成での縦断面図。
【図６】図１〜３中の装置に対する本発明による計量供給ユニットの第２の実施例の作動構成での縦断面図。
【図６Ａ】本発明の好ましい実施例による計量供給ユニットプランジャの拡大された立面図。
【図６Ｂ】本発明の好ましい実施例による計量供給ユニットプランジャの拡大された底面図。
【図７Ａ】計量供給ユニットの供給出口の関係をそれが図１〜３中の装置内で作動位置にある時に示す図、
【図７Ｂ】計量供給ユニットの供給出口の関係をそれが図１〜３中の装置内で作動位置にある時に示す図、
【図８Ａ】計量供給ユニットの供給出口の端部に対する弁および蓋の種々の実施例。
【図８Ｂ】計量供給ユニットの供給出口の端部に対する弁および蓋の種々の実施例。
【図８Ｃ】計量供給ユニットの供給出口の端部に対する弁および蓋の種々の実施例。
【図８Ｄ】図8C中の実施例の側面図、図8Fは図8E中の実施例の側面図。
【図８Ｅ】計量供給ユニットの供給出口の端部に対する弁および蓋の種々の実施例。
【図９】装置の作動のタイミングダイアグラム。
【図１０】本発明による電子回路の実施例のブロック図。
【図１】
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【図４Ａ】
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【図８Ｆ】
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【図６Ｂ】
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【図１Ａ】
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【図３】
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【図６Ａ】
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【図２】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図４】
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【図８Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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