(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流電源を有する電気輸送薬物配送システムであって、前記システムは、
電源と、
前記電源に接続された第１患者接点と、
電流制御トランジスタに接続された第２患者接点と、
前記電流制御トランジスタの電圧を計測するように構成された検知回路であって、前記検知回路は、前記第１患者接点における電力を制御するフィードバックを提供するように構成され、前記第２患者接点は、前記電流制御トランジスタのみを通じて前記検知回路に接続されるため、前記第２患者接点が前記検知回路から電気的に絶縁される、検知回路と、
を具備し、
第１患者接点は、スイッチを介して電源に接続され、前記スイッチは安全機能として作動する、システム。
【請求項２】
前記電流制御トランジスタは、マイクロコントローラからの入力を受信する増幅器によって制御される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記検知回路は、前記電流制御トランジスタに印加される前記電圧と閾値電圧とを比較するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記検知回路は、フィードバック回路へ入力を提供する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
消費電力を最小化する間、電流を一定に維持するために、前記フィードバック回路は、前記電流制御トランジスタにおける前記電圧と前記閾値電圧との間の前記比較に基づいて前記電源を自動的に制御する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
定電流電源を有する電気輸送薬物配送システムであって、前記システムは、
電源と、
前記電源に接続された第１患者接点と、
トランジスタに接続された第２患者接点と、
前記第１患者接点と前記第２患者接点との間の前記接続が閉じられたときに、前記トランジスタへ制御信号を提供するための電流制御フィードバック回路であって、前記トランジスタは、前記第２患者接点に接続される、電流制御フィードバック回路と、
前記接続が閉じられたときに、前記トランジスタに印加される電圧を計測するように構成される検知回路であって、前記検知回路は、前記第１患者接点における電力を制御するフィードバックを提供するように構成される、検知回路と、を具備し、
前記第２患者接点は、前記トランジスタのみを通じて前記電流制御フィードバック回路および検知回路に接続され、
第１患者接点は、スイッチを介して電源に接続され、前記スイッチは安全機能として作動する、システム。
【請求項７】
前記トランジスタは、ＦＥＴを含み、さらに前記第２患者接点は、前記トランジスタのドレインに接続されるとともに、前記制御信号は、前記トランジスタのゲートに印加される電圧を具備する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記トランジスタに提供される前記制御信号は、マイクロコントローラからの入力を受信する増幅器によって制御される、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記フィードバック回路は、前記電源に印加される電圧を制御する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記フィードバック回路は、前記トランジスタの電圧を基準電圧と比較する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記フィードバック回路は、前記トランジスタのゲート電圧と前記基準電圧との間の前記比較に基づいて前記電源を制御する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記検知回路は、前記トランジスタによって前記第１及び第２患者接点から絶縁される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１患者接点は、アノードであるとともに、前記第２患者接点は、カソードである、請求項６に記載のシステム。
【請求項１４】
前記フィードバック回路は、定量電流を配送するために十分な電源を提供する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１５】
前記フィードバック回路は、１７０μＡの定量電流を配送するのに十分な電源を提供する、請求項６に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１患者接点と前記第２患者接点との間の前記接続は、患者の皮膚によって閉じられるように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１７】
前記トランジスタは、前記第２患者接点と検知レジスタとの間に配置される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記フィードバック回路は、定量電流を提供するためのデジタルーアナログ変換器を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１９】
定電流電源を含む電気輸送薬物配送システムを処理するための方法であって、前記方法は、
患者の皮膚を介してカソードへ接続されたアノードへアノード電圧を印加するステップと、
前記カソードに接続されたトランジスタへ制御信号を提供するステップと、
前記アノードの電力を制御するように構成された検知回路によって前記トランジスタの電圧を検出するステップであって、前記カソードは、前記トランジスタによって前記電圧の検出から絶縁される、ステップと、
前記トランジスタの電圧を閾値電圧と比較するステップと、
前記トランジスタの電圧と前記閾値電圧との間の前記比較に基づいて前記アノードに印加される前記アノード電圧を制御するステップと、
を具備する方法。
【請求項２０】
前記トランジスタは、ＦＥＴであるとともに、前記制御信号は、前記トランジスタのゲートに印加される電圧を具備する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記アノード電圧は、前記検知回路からの入力に応答して前記アノードに印加される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記トランジスタに印加される前記制御信号は、増幅器によって前記トランジスタに提供され、前記増幅器は、前記トランジスタによって前記アノードおよび前記カソードから絶縁される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記トランジスタから提供される電流は、定量電流である、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書において言及されるすべての公報および特許出願は、個々の公報または特許出願が具体的かつ個別に参照により組み込まれるように示されたのと同じように、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般には、電気輸送薬物配送デバイスに関する。特に、前記発明は、安全性の改善された定電流電源回路を開示する。
【背景技術】
【０００３】
自動薬物配送システムを含む様々な薬物配送システムが、知られている。薬物の不適当な（例えば、多すぎるか少なすぎる）投薬量の配送の結果は、生命を脅かしうるため、薬物配送システムが非常に正確であることは、極めて重要である。薬品を患者達に配送するように構成された薬物配送システムは、可能性の低い偶然の配送事故でさえも防止するように構成されなければならない。特に、薬物を患者へ電気的に配送する、経皮または他の電気輸送薬物配送デバイスを含む薬物配送システムは、薬物を前記患者へ偶然提供することを防止する。
【０００４】
本明細書において使用される「電気輸送」という用語は、一般に、皮膚、粘膜、または爪のような細胞膜を通じた作用薬（例えば、薬物）の配送に関する。前記配送は、電位の適用によって引き起こされるか促進される。例えば、有益な治療の作用薬は、前記皮膚を通じた電気輸送によって人間の身体の全身循環をもたらされうる。広く使用される電気輸送処理、電気移動（および、イオン導入と呼ばれるもの）は、電気によって引き起こされる荷電イオンの伝送に関する。別の種類の電気輸送、電気浸透は、液体の流動に関する。前記液体は、電界の影響下で配送されるべき前記作用薬を包含する。さらに別の種類の電気輸送処理、電気穿孔は、電場の適用による生物の細胞膜内に一時的に存在する孔の形成に関する。作用薬は、受動的（例えば、電気的な補助なしで）、または能動的（例えば、電位の影響の下で）のどちらでも、前記孔を通じて配送されることができる。しかしながら、任意の所定の電気輸送処理において、１つより多いこれらの処理は、ある程度同時に発生しうる。したがって、本明細書において使用される前記「電気輸送」という用語は、その最も幅広い可能な解釈がされるべきである。そのため、特定の機能または実際に輸送される作用薬の機能に関係なく、負荷されたものか、負荷されていないものか、あるいはそれらの混合物であってもよい少なくとも１つの作用薬の輸送が電気的に引き起こされるか改善されることを含む。
【０００５】
一般に、電気輸送デバイスは、皮膚、爪、粘膜または、他の身体の表面の一部と電気的に接触している少なくとも２つの電極を使用する。一般に「ドナー」または「アクティブ」電極と呼ばれる、一方の電極は、そこから作用薬が身体に配送される電極である。典型的に「カウンター」または「リターン」電極と呼ばれる、もう一方の電極は、身体を通じて電気回路を閉じるために機能する。例えば、配送されるべき作用薬が正に荷電している、すなわちカチオンである場合、アノードがアクティブまたはドナー電極であり、カソードは、回路を完成させる役目を果たす。あるいは、作用薬が負に荷電している、すなわちアニオンである場合、カソードがドナー電極になる。さらに、アニオン性およびカチオン性の作用薬イオンの両方が、あるいは荷電されていない溶解された作用薬が配送される場合、アノードおよびカソードの両方がドナー電極とみなされてもよい。
【０００６】
さらに、電気輸送配送システムは、身体に輸送されるべき作用薬の少なくとも１つの貯留手段または供給源を必要とする。このようなドナーの貯留手段の例は、ポウチ（ｐｏｕｃｈ）もしくはキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）、多孔質スポンジ（ｐｏｒｏｕｓ  ｓｐｏｎｇｅ）もしくはパッド（ｐａｄ）、並びに親水性ポリマーもしくはゲルマトリックスを含む。このようなドナー溜めは、アノードもしくはカソードならびに身体の表面に電気的に接続されるとともにそれらの間に配置され、固定の、あるいは再生可能な１つ以上の作用薬または薬物の供給源を提供する。電気輸送デバイスは、１つ以上のバッテリーのような電気的な電源を有する。典型的に、前記電源の一方の極は、前記ドナー電極に電気的に接続され、一方で、反対の極は、前記カウンター電極に電気的に接続される。加えて、いくつかの電気輸送デバイスは、電極を通じて印加される電流を制御する電気式制御器を有し、それによって作用薬配送の割合を調整する。さらに、パッシブ・フラックス制御細胞膜（ｐａｓｓｉｖｅ  ｆｌｕｘ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｅｍｂｒａｎｅｓ）、デバイスが身体の表面との接触することを維持するための接着剤、絶縁部材（ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒｓ）、および不浸透性の支援部材（ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅ  ｂａｃｋｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒｓ）は、電気輸送デバイスのいくつかの他の潜在的なコンポーネントである。
【０００７】
小型の、長時間の間皮膚に着用されるように適用された自己内蔵型電気輸送薬物配送デバイスが提案されている。例えば、米国特許第６１７１２９４号、米国特許第６８８１２０８号、米国特許第５８４３０１４号、米国特許第６１８１９６３号、米国特許第７０２７８５９号、米国特許第６９７５９０２号、および米国特許第６，２１６，０３３号を参照。これらの電気輸送作用薬配送デバイスは、電源（例えば、バッテリー）および前記電極と電気的に接続された電気回路を典型的に使用する。小型イオンフォレーシス（ｉｏｎｔｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）薬物配送デバイスのような電気的コンポーネントは、好ましくは小型化されるとともに、集積回路（すなわちマイクロチップ）またはプリント回路のどちらかの形態であってもよい。例えば、バッテリー、レジスタ、パルス発生器、キャパシタ等のような電子コンポーネントは、前記電源によって供給される電流の振幅、極性、波形のタイミング等を制御する電気回路を形成するために電気的に接続される。小型の、自己内蔵型電気輸送配送デバイスの他の例は、米国特許第５，２２４，９２７号、米国特許第５，２０３，７６８号、米国特許第５，２２４，９２８号、および米国特許第５，２４６，４１８号に開示されている。
【０００８】
電気輸送薬物配送デバイスと共に使用されるために適切であるような可変抵抗負荷に供給する定電流源が、既に説明されたが、そのようなシステムは、カソードの電圧および／または電流を測定するために前記カソードの使用を必要とする。例えば、Ｃｏｌｎの米国特許５，８０４，９５７号は、可変抵抗負荷のための定電流電源システムを説明している。このシステムは、前記負荷（患者）へ既定の電流を提供するための第２の出力端末（例えば、アノード）に接続された定電流回路と定電流制御回路とを含む。電圧供給制御回路は、前記定電流回路に渡って前記第２の端末の電圧を監視するとともに、前記可変抵抗負荷への既定の電流を維持するために前記第２の端末を予め選択された電圧を維持するために前記電圧の供給を調節する。例えば図１を参照すると、前記カソード（コンパレータ「スロットル」要素１４０を介して）を直接監視する電圧制御回路を含む先行技術のシステムが図示されている。
【０００９】
しかしながらいくつかの形態において、前記第２の患者端末（例えば、カソード）を直接監視することなく前記印加される電流を制御するとともに監視することが有益である。この構成は、回路のリスク管理の側面から回路の制御の側面を分離することができる。
【００１０】
例えば、前記患者端末（例えば、カソード）に直接接続されていない前記回路を、切り替え要素を使用して間接的に監視および制御することを含む、電気輸送薬物配送デバイスを監視するとともに制御するための方法、デバイス、システムが本明細書において説明される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一般に、患者端末のカソードから直接計測することなく印加される電流を間接的に制御および／または監視することによって、電気輸送薬物配送デバイスの患者接点から薬物を配送するための電流および／または電圧の適用を制御するためのデバイスおよび方法が、本明細書において説明される。具体的には、前記患者接点（例えば、アノードおよびカソード）から絶縁されたフィードバック電流および／または電圧制御モジュールを有する定電流配送システムを含む電気輸送薬物配送システムが、本明細書において説明される。いくつかの形態において、前記フィードバックモジュールは、トランジスタによって前記患者接点から絶縁され、フィードバック電流および／または電圧制御の測定は、前記トランジスタではなく前記患者接点（例えば、カソード）において実施される。
【００１２】
例えば、定電流電源を有する電気輸送薬物配送システムが、本明細書において説明される。いくつかの形態において、前記システムは、電源と、電源に接続された第１患者接点と、電流制御トランジスタに接続された第２患者接点と、前記トランジスタの電圧を測定するための検知回路とを含み、前記第２患者接点は、前記電流制御トランジスタのみを通じて前記検知回路に接続されるため、前記第２患者接点は、前記検知回路から電気的に絶縁される。いくつかの形態において、前記第１患者接点は、前記電源と間接的に接続されてもよい。
【００１３】
前記電流制御トランジスタは、マイクロコントローラからの入力を受信する増幅器によって制御されてもよい。任意の適切なトランジスタが使用されてもよい。例えば、前記トランジスタは、ＦＥＴまたは二極式トランジスタであってもよい。前記電流制御トランジスタがＦＥＴである形態において、前記第２患者接点は、前記トランジスタのドレインに接続されてもよい。
【００１４】
いくつかの形態において、前記検知回路は、前記トランジスタにおける電圧と閾値電圧とを比較するように構成される。前記検知回路は、フィードバック回路に入力を提供してもよい。いくつかの形態において、このフィードバック回路は、定電流が維持することができないことを示すために前記トランジスタ（例えば、ドレインが患者と接触しているときの前記トランジスタのゲート）における電圧と前記閾値電圧との間の前記比較に基づいて、アラームを提供してもよい。前記フィードバック回路は、消費電力を最小化する間、定電流を一定に維持するために、前記トランジスタにおける電圧と前記閾値電圧との間の前記比較に基づいて前記電源を自動的に制御してもよい。例えば、いくつかの形態において、前記電流は、約１７０μＡに維持されてもよい。
【００１５】
定電流電源を有する電気輸送薬物配送システムも本明細書において説明され、前記システムは、電源と、前記電源に接続された第１患者接点と、トランジスタ（例えば、トランジスタのドレイン）に接続された第２患者接点と、前記第１患者接点と前記第２患者接点との間の接続が閉じられたときに前記トランジスタへ制御信号を提供するための電流制御フィードバック回路であって、前記トランジスタは、前記第２患者接点に接続される、電流制御フィードバック回路と、前記接続が閉じられたたときに、前記トランジスタにおける電圧を測定するための検知回路であって、前記第２患者接点は、前記トランジスタのみを通じて前記電流制御フィードバック回路と検知回路とに接続される。例えば、前記トランジスタのゲートに接続されてもよい前記フィードバック／検知回路から独立した前記第２患者接点は、前記トランジスタのドレインに接続されてもよい。
【００１６】
上述したように、前記トランジスタは、二極トランジスタおよび／または電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む任意の適切なトランジスタであってもよい。例えば、前記トランジスタがＦＥＴである場合、前記第２患者接点は、前記トランジスタのドレインに接続されてもよく、前記制御信号は、前記トランジスタのゲートに印加される電圧を具備してもよい。いくつかの形態において、前記制御信号が前記二極トランジスタのベースに印加される電流を具備する間、前記トランジスタは、二極トランジスタであるとともに、前記第２患者接点は、コレクタに接続される。一般に、前記制御信号は、前記トランジスタに印加される電圧および／または電流であってもよい。
【００１７】
いくつかの形態において、前記トランジスタに供給される前記制御信号は、マイクロコントローラからの入力を受信する増幅器によって制御されてもよい。
【００１８】
前記フィードバック回路は、前記電源に印加される前記電圧を制御してもよい。例えば、いくつかの形態において、前記フィードバック回路は、前記トランジスタ（例えば、ゲート）の電圧と基準電圧とを比較する。前記フィードバック回路は、前記トランジスタのゲート電圧と前記基準電圧との間の前記比較に基づいて前記電源を制御する。前記フィードバック回路は、定電流を配送するために十分な電源を提供してもよい。例えば、前記フィードバック回路は、約１７０μＡの定電流を配送するために十分な電源を提供してもよい。前記フィードバック回路は、定電流を提供するためのデジタル―アナログ変換器を含んでもよい。
【００１９】
一般に、前記検知回路は、前記トランジスタによって前記第１および第２患者接点から絶縁（例えば、電気的な絶縁）されてもよい。前記トランジスタは、前記第２患者接点と検知レジスタとの間に配置されてもよい。
【００２０】
前記第１患者接点は、アノードであってもよく、かつ前記第２患者接点は、カソードであってもよい。前記第１患者接点と前記第２患者接点との間の前記接続は、典型的に、患者の皮膚によって閉じられるように（例えば、接続されるように）構成される。
【００２１】
定電流電源を含む電気輸送薬物配送システムを処理するための方法が、本明細書において説明され、前記方法は、前記アノードとカソードとの間の接続を形成するためにアノードおよびカソードで患者の皮膚に接するステップと、アノード電圧を前記アノードへ印加するステップと、前記カソード（例えば、前記ドレインにおいて）に接続されたトランジスタ（例えば、ゲート）へ制御信号を提供するステップと、前記トランジスタにおける電圧を検出するステップであって、前記カソードは、前記トランジスタによって前記電圧の検出から絶縁される、ステップと、前記トランジスタの電圧と閾値電圧と比較するステップと、前記トランジスタの電圧と前記閾値電圧との間の前記比較に基づいて前記アノードに印加される前記アノード電圧を制御するステップと、を具備する。
【００２２】
前記方法は、任意の適切なトランジスタの使用を含んでもよい。例えば、前記トランジスタは、ＦＥＴであってもよく、かつ前記制御信号は、前記トランジスタのゲートに印加される電圧を具備する。前記アノード電圧は、入力に応答して前記アノードに印加されてもよい。前記トランジスタに印加される前記制御信号は、増幅器によって前記トランジスタへ提供されてもよく、前記増幅器は、前記トランジスタによって前記アノードと前記カソードから絶縁される。上述したように、任意の適切な制御信号が使用されてもよく、具体的には電気の電圧および／または電流であってもよい。
【００２３】
これらの形態において、前記トランジスタに提供される前記電流は、定電流である。例えば、前記提供される電流は、約１７０μＡに制御されてもよい。
【００２４】
いくつかの形態において、前記方法は、前記トランジスタの電圧と前記閾値電圧との比較に基づいて前記アノードに印加される前記電圧を調節するステップを含む。
【００２５】
本発明の新規な特徴について、添付の特許請求の範囲に特に記載する。本発明の特徴および利点のさらなる理解は、本発明の原理が利用される例示的実施形態を記載する以下の詳細な説明および添付の図面を参照して得られよう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、従来技術のイオントフォレーシス経皮薬物配送システムの概略図である。
【図２】図２は、コントローラ、薬物配送回路、フィードバック回路、アノード、カソードを含む電気輸送薬物配送システムとともに使用するための例示の電気輸送薬物配送回路のブロック図である。
【図３】図３は、図２の前記フィードバック回路の概略図である。
【図４】図４は、図２の前記電気輸送薬物配送回路の概略図である。
【図５】図５は、例示の電気輸送薬物配送回路の処理の方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の例示の実施形態が詳細に参照され、その例示の実施形態が添付の図面において図示される。本発明は、前記例示の実施形態と合わせて説明されるが、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図していないことが理解されよう。反対に、本発明は、添付の請求項によって定義される本発明の精神および範囲内の代替、修正、および等価物を含むことが意図される。
【００２８】
有効な作用薬の経皮配送のための１つの方法は、電気輸送によって無傷の皮膚を通じて身体へ前記有効な作用薬を能動的に輸送するための電流の使用を含む。電気輸送技術は、イオン導入、電気浸透、および電気穿孔を含んでもよい。イオン導入デバイスのような電気輸送デバイスは、当技術分野において既知である。アクティブまたはドナー電極と呼ばれる１つの電極は、そこから前記有効な作用薬が身体に配送される電極である。カウンターまたはリターン電極と呼ばれる別の電極は、身体を通じて電気回路を閉じるために機能する。前記患者の身体組織、例えば皮膚に併せて、前記回路は、前記電極の電気エネルギー源と、通常、前記デバイスが電流を配送することが「オン」である時に前記デバイスを通過する前記電流を制御することのできる回路と、への接続によって完成される。前記身体へ配送された物質が、イオン性であるとともに、正に荷電している場合、正電極（前記アノード）は、前記アクティブ電極となるとともに、負電極（前記カソード）は、前記カウンター電極として機能する。前記配送されたイオン性の物質が、負に荷電している場合、カソードの電極は、前記アクティブ電極となるとともに、アノードの電極は、前記カウンター電極となる。
【００２９】
スイッチによって操作される治療薬配送デバイスは、スイッチを起動することによって１または複数回の投与量の治療薬を患者に供給することができる。起動と同時に、そのようなデバイスは、治療薬を患者に配送する。患者によって制御されるデバイスは、前記患者に必要に応じて自分で治療薬を投与する能力を提供する。例えば、前記治療薬は、十分な痛みを感じたときに患者が投与する鎮痛剤であることができる。
【００３０】
以降において詳細に説明されるように、任意の適切な薬物（あるいは複数の薬物）が、本明細書において説明される前記デバイスによって配送されてもよい。例えば、前記薬物は、フェンタニル（例えば、フェンタニルＨＣＬ）またはスフェンタニルのような鎮痛剤であってもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態において、前記電気輸送システムの異なる部分は、別々に保存されるとともに、使用するために互いに接続される。例えば、使用する前に互いに接続される部分を有する電気輸送デバイスの例は、米国特許第５，３２０，５９７号（Ｓａｇｅ，  Ｊｒ．ら）、米国特許第４，７３１，９２６号（Ｓｉｂａｌｉｓ）、米国特許５，３５８，４８３（Ｓｉｂａｌｉｓ）号、米国特許第５，１３５，４７９号（Ｓｉｂａｌｉｓら）、英国特許公報ＧＢ２２３９８０３（Ｄｅｖａｎｅら）、米国特許第５，９１９，１５５号（Ｌａｔｔｉｎら）、米国特許第５，４４５，６０９号（Ｌａｔｔｉｎら）、米国特許第５，６０３，６９３号（Ｆｒｅｎｋｅｌら）、国際特許公開ＷＯ１９９６０３６３９４（Ｌａｔｔｉｎら）、米国特許２００８／０２３４６２８Ａ１（Ｄｅｎｔら）において開示されたものを含む。
【００３２】
一般に、本明細書において説明される前記システムおよびデバイスは、１つの薬物または複数の薬物を患者（例えば、皮膚または細胞膜を通じて）電気輸送するためのアノードおよびカソードと、前記配送を制御する（例えば、前記配送をオンまたはオフにする）ためのコントローラとを含む。本明細書において説明されるすべての実施形態は、前記患者に薬物が配送されてはならないように、前記アノードとカソードとの間の（閾値を超える）電位および／または電流が存在するかどうかを判定するために、前記デバイスがオフである（しかし、それにも拘らず電力が供給されている）時に、そうでなければ、デバイスのためのコントローラが前記デバイスを「オフ」にした時に、前記アノードおよびカソードを監視するためのオフ電流モジュールを含んでもよい。前記コントローラは、前記デバイスがオンの時に前記電圧を調整し、前記アノードとカソードとの間に電流／電圧が印加し、かつそれによって薬物を配送するためのアクティベーションコントローラ（例えば、アクティベーションモジュールまたはアクティベーション回路）を含んでもよい。
【００３３】
本明細書を通して、特に明記しない限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数形を含むことを意図する。したがって、例えば、「ａ  ｐｏｌｙｍｅｒ（ポリマー）」への言及は、単一のポリマーならびに２つ以上の異なるポリマーの混合物を含み、「ａ  ｃｏｎｔａｃｔ（接点）」は複数の接点を参照してもよく、「ａ  ｐｏｓｔ（柱）」は複数の柱を示してもよい、等である。
【００３４】
本明細書で用いる場合、「使用者」という用語は、医療従事者であれ、患者であれ、または他の人間であれ、治療薬を患者に送達することを目的としてデバイスを使用する者を示す。
【００３５】
一般に、本明細書において説明される前記デバイスは、前記デバイスによって電流の印加を調整するための制御論理および／または回路を含んでもよい。例えば、図２は、薬物を配送するために電流の印加を制御するための概略図を図示する。フィードバック回路は、コントローラによって制御または調整されてもよく、かつ前記薬物配送回路の一部となってもよい（あるいは独立してもよい）。前記コントローラおよび回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または（制御論理を含む）それらのいずれかの組み合わせを含んでもよい。例えば、図２において図示されるように、システムは、アノード、カソード、およびフィードバック回路を含んでもよい。前記フィードバック回路は、前記アノードとカソードとの間に電流を提供するとともに薬物を配送するために前記薬物配送モジュールの一部をなしてもよい（または前記薬物配送モジュールによって使用されてもよい）。前記デバイスは、さらに前記デバイスの処理を制御するコントローラを含んでもよい。前記コントローラは、プロセッサまたはＡＳＩＣを含んでもよい。
【００３６】
一般に、前記フィードバック回路は、前記デバイスによって実施される一種の自己診断と呼ばれる。図３は、前記患者電極（アノードおよびカソード）に渡って印加される前記電流および／または電圧を制御するためのフィードバック回路の１つの形態を図示するとともに、前記フィードバック回路は、図４の構成に含まれるとともにより詳細に説明される。
【００３７】
図４は、患者に薬物を配送するために電流の印加を制御する前記回路を示す１つの形態図示す。この例において、前記薬物の投与は、前記電極（アノードからカソード）を通じて前記電流の制御によって調整される。この例における前記電流は、（例えば、１０ビットＤＡＣを使用して）プログラム可能であるが、あらかじめ設定されてもよい。例えば、図示されるように、前記ターゲット電流は、１７０μＡの電流を使用して投与する薬を配送するようにあらかじめ設定されてもよい。
【００３８】
図４において、点線は、図式的にＡＳＩＣコンポーネントを示し、この集積回路は、前記ＲＳＥＮＳＥレジスタから独立されてもよい。前記患者組織（以下「組織」）は、前記アノードとカソード要素との間の前記回路を完成させる。いくつかの形態においてＲｓｅｎｓｅは、前記プリント基板上にある。前記Ｒｓｅｎｓｅは、（例えば、前記ＡＳＩＣ内ではなく）前記基板上にあってもよい。例えば、前記Ｒｓｅｎｓｅおよび点線で囲まれたすべてのものが、前記プリント基板上にあってもよい。前記アノードおよび前記カソードが、前記患者に接続されてもよい。
【００３９】
図４において、上記アノードは、電流を配送するとともに、それによって薬物の配送を駆動するための電圧を印加する電圧源であるＶＨＶである。いくつかの形態において、Ｖｂｏｏｓｔも、前記ＶＨＶの一部として含まれても（または前記ＶＨＶに接続されても）よい。加えて、スイッチＳ１は、前記アノードへの電圧の印加を制御するためのソフトウェアを利用したスイッチを含んでもよい。前記Ｓ１スイッチは、電流が配送されないときに、（ソフトウェアを介して）制御するための安全機能として作動してもよい。たとえ他の電圧が存在していても、前記電圧は、完全にオフにされるとともに、前記スイッチは、開放される、前記アノードは、浮動（ｆｌｏａｔｉｎｇ）する。したがって、前記アノードが浮動しているため（および回路を完全に開放するため、電流を流すための電子源が存在しないため）電流は、前記アノードを通じてカソードへ流れることができない。
【００４０】
この例において、前記Ｓ１スイッチが閉じているとき、電流は、前記組織を通して前記アノードから流れてもよく、前記カソードを通して前記Ｍ２スイッチ（トランジスタ）へ戻ってもよい。この例において、前記Ｍ２スイッチは、電流の流れを制御するための弁として作動するトランジスタ（例えば、電界効果トランジスタ）である。前記Ｍ２スイッチは、Ｒｓｅｎｓｅレジスタへ流下し、接地へ向かう前記電流を調整する電流制御弁またはスロットルと呼ばれる。図式的に、前記電流は、様々なレベルで前記電流を制御することを可能にする前記Ｍ２スイッチによって抑えられる。例えば、図４において、前記電流レベルは、およそ１７０ｕＡであるように設定される。この例において、Ｒｓｅｎｓｅは、前記電流の範囲および／または最大値を設定するために使用される。電流の矩形波が配送されてもよい。
【００４１】
さらに、Ｍ２は、増幅器（例えば、Ａｍｐ１）によって調整されてもよい。この例において、Ａｍｐ１は、アナログ増幅器であって、前記Ａｍｐ１への入力は、１７０μＡレベルを目標に設定されたデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）である。したがって、マイクロコントローラは、目標の配送電流（例えば、１７０μＡ）に対応するアナログーデジタル変換器を使用してデジタル信号を設定するために使用されてもよい。
【００４２】
したがって、処理において、前記コントローラ（例えば、マイクロコントローラ）は、電流が配送されない時、前記ＤＡＣは、０に設定され、電流が配送される時、１７０ｕＡに設定されるように、Ｒｓｅｎｓｅへ流れるための電流を許可するＡＭＰ１へのアナログ出力を提供するように構成されてもよい。したがって、Ｍ２（ゲート）への前記入力は、コンパレータ（例えば、ＣＭＰ１）を使用して前記トランジスタのゲートにおける前記電圧を監視するために使用されてもよい。いくつかの形態において、前記ゲートにおける前記電圧は、閾値（Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）と比較される。前記Ｍ２のゲートにおける前記電圧が、ローである場合、前記電圧は増加されてもよく、ハイである場合、前記電圧は低下されてもよい。このフィードバックは、図４において図示されるようにＶＨＶを調節するために用いられてもよい。
【００４３】
前記カソードが、前記電流制御トランジスタのみに接続されるとともに、前記検知回路に直接接続されないため、前記検知回路における電圧障害は、前記第２患者接点から絶縁されるとともに、アノードからカソードへの追加の電流の流れをもたらさず、したがって前記患者への追加の薬物の配送をもたらさない。
【００４４】
前記電圧は、そのＤＡＣおよびＡＭＰ１の前記電流を設定するために変更されてもよい。例えば、前記電流は、１７０ｕＡに設定されてもよく、本明細書において説明される前記制御システムは、定電流源を提供するために、それが１７０ｕＡを超えることを防ぐ。そのＤＡＣ、ＡＭＰ１、およびＭ２は、Ｍ２を通して流れることのできる電流の最大量を制限する。前記ＤＡＣを１７０ｕＡに設定することは、前記電圧に関わらず前記電流を１７０ｕＡを超えることから防ぐ。この構成において、前記電圧が、持つべき値よりも高い場合、オームの法則によって、Ｖ＝ＩＲであり、ここでＲは、前記皮膚の抵抗であり、かつＩは、前記目標の１７０ｕＡであり、前記電圧は、制限されることができる。前記Ｍ２は、１７０ｕＡに制限するために前記電流の最大量を抑圧し、前記電圧が調節されることを可能にする。電力が現在の電圧と等しい間、前記電流が（例えば、１７０μＡに）固定される時、電圧の最低量のみを提供することによって電力の量を最小化することができる。これは、必要とされる最低量の電圧のみを使用することによって、前記バッテリーの電力を温存するのに役立ってもよい。実際に、前記制御及び監視回路は、必要に応じて自動的に前記電圧を落とすように前記電圧を調節してもよい。浸透（ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）を維持するために前記Ｍ２におけるゲートを監視するため、前記電源電圧ＶＨＶの値は、前記設定された値（例えば、１７０μＡ）の電流を配送するのに十分な上記レベルに維持される。前記浸透レベル以下で、前記ゲートは、１７０ｕＡより少ない電流を配送してもよい。これを防止するために、前記電圧は、浸透される限界に達するまで低下されることができるとともに、この閾値に達するとすぐに、前記コンパレータは、その浸透と検知するとともに前記電圧のバックアップを調節してもよい。このフィードバック（電圧フィードバック）は、前記Ｍ２ゲート（スロットル）の前記レベルで行われるとともに、前記Ｍ２の前記ゲートを閾値と絶えず比較する恒常的なフィードバックループを提供する。
【００４５】
このフィードバックループは、例えば、前記カソードではなく（例えば、前記カソードにおける前記電圧を監視することによって）前記スロットルにおいて発生するため、追加の利益が実現される。前記ＶＨＶを制御するためにそのゲート（Ｍ２）における前記電圧を監視することは前記カソードを少しも変更することなく（例えば、接触することなく）、例えば、前記システムの監視と制御の側面の電気的な絶縁を維持して、前記ブースト電圧の制御を可能にする。これは、前記デバイスを適切な電流を印加することおよびそれによって薬物を配送することから阻害する前記デバイスのリスク管理の側面から、管理の側面の分離を可能にする。前記カソード（および／またはアノード）が監視のために使用されないため、この処理において、前記アノード−カソード電圧の自己検査計測は、前記アノードおよびカソードに渡る前記電圧および／または電流の制御を独立して実施されてもよい。その代わりに、前記カソードは、前記薬物を配送するために使用されてもよい。
【００４６】
この構成は、消費電力を減らすための前記電圧の制御を可能にし、および／または、前記カソードにおいて監視をする必要なしに前記電圧の監視および制御するため、前記スロットルの地点におけるモニタリングによって、前記システムの効率化を図ることができ、前記アノードおよびカソードを通る電流の流れに関する前記アノードおよびカソードで計測を行うことのみで、前記システムが安全目的に対処することができる。したがって、前記カソードは、前記電極（例えば、カソード）への計測ラインの接続を必要としない。したがって、前記電圧の制御は、エラー検出（例えば、リーク電流検出）のような安全機能から独立している。さらに、この構成は、そのようなエラー検出メカニズムから前記電圧制御メカニズムを分離する。エラー検出メカニズムは、（例えば、前記ＡＳＩＣＳ内の）アナログ―デジタル変換器を含んでもよく、かつ前記アナログ―デジタル変換器は、前記カソード、前記ＶＨＶ電圧、またはその他における前記電圧を計測するために多重化される。しかしながら、前記フィードバック検出および前記電圧および電流の制御は、前記カソードの前記レベルではなく前記カソード（例えば、ゲートＭ２）から調整されてもよい。
【００４７】
この論理的な分離の利点は、リーク電流が存在するか否か（安全性の問題があるか否か）に関連したアノードおよびカソード上の計測のみを行うことを含んでもよい。前記ゲートＭ２における計測は、（例えば、２クロックチック数毎に）絶えず進行していてもよい。これは、この構成において前記カソードにおける計測が必要ないため、前記カソードは、前記ゲートＭ２を通じて前記フィードバック回路から絶縁されたままである。前記アノード・カソードの計測は、そこに電流が流れていないことの独立した確認である。この問題において前記システムを構成することによって、前記カソードは、前記電圧を制御する前記フィードバックから独立される。分離は、前記電流を配送する事実上の患者との接続から前記フィードバックメカニズムを分離することを可能にする。したがって、前記電圧は、患者の安全のためにより重要ではないとともに、前記電圧の前記監視および制御は、前記システムおよび前記バッテリー電力の効率化を提供するように構成される。電流は、前記カソードと接地との間の追加の回路を必要とすることなく前記トランジスタの前記ドレインから前記ソースを通じて流れてもよく、この追加の電流経路を通じて機能不全の機会（例えば、追加の電流の流れ）を減らす。患者の安全は、前記回路における小さなエラーによってさえ、劇的に影響されることができる。したがって、いくつかの形態において、本願明細書において開示及び説明されたように、前記アノード／カソードのみへの前記接続が、必ず存在するように前記システムは、限定される。
【００４８】
いくつかの形態において、本願明細書において説明される前記システムおよび方法は、前記印加された電圧を制御するために使用された前記フィードバックモジュールから、前記患者との接続（例えば、アノードおよびカソード）を絶縁するとともに、前記患者との接続の間の前記電流を調整するためにゲート（例えば、トランジスタＭ２）を使用する。この例において、前記フィードバックモジュールは、前記トランジスタの前記電圧と閾値電圧とを比較するコンパレータを含む回路として構成される。
【００４９】
いくつかの形態において、この回路は、前記電流が前記目標の電流レベル（例えば、１７０μＡ）以下となるように、前記患者との接続の間の前記電流を調整する。前記回路は、前記電流が１７０ｕＡを超えたときに感知してもよい。
【００５０】
図５は、電気輸送薬物配送システムの前記患者との接続（例えば、アノードおよびカソード）を渡る前記電圧および／または電流を調整するための方法のある実施形態を模式的に図示する。この例において、患者との接続の組は、前記患者回路を完成させるための患者組織（例えば、皮膚）と接触するように構成される。前記第１の患者との接続（いくつかの構成における前記アノード、他の構成における前記カソード）は、電圧源を駆動するために接続される。前記駆動する電圧源と前記第１の患者との接続との間の前記接続は、スイッチまたはゲートによって調整されてもよく、前記スイッチまたはゲートは、（例えば、マイクロコントローラによって）調整されるか、制御されてもよい。前記第２の患者との接続（例えば、いくつかの形態においけるカソード、他の形態におけるアノード）は、トランジスタのドレイン（あるいは他のスロットル要素）へ直列で接続されるとともに、前記第１及び第２の患者との接続の間に印加される前記電流および電圧を監視および制御するためのフィードバックモジュールは、このトランジスタゲートによって前記第２の患者との接続から絶縁される。
【００５１】
この処理において、電圧は、まず前記第１の患者との接続（例えば、アノード）に印加され、その後または前に、前記第１および第２の患者との接続との間で皮膚との接触によって接続が、形成される。電流は、前記第２患者接点の下流の前記トランジスタのドレインへ提供されるとともに、フィードバックモジュールは、前記第１および第２患者接点の絶縁中の前記トランジスタのゲートにおける前記電圧を検出する。前記トランジスタのゲートにおける前記電圧は、閾値電圧と比較されるとともに、この比較は、前記第１の患者との接続における前記印加された電圧を調節するために使用される。同様の例において、目標の電流は、前記第１および第２の患者との接続の間の前記電流を調整するために、（例えば、マイクロコントローラから）前記トランジスタへ提供されてもよい。
【００５２】
上述の前記定電流電源は、様々な患者の抵抗に対して一様に目標の電流（例えば、薬物配送電流）を低い電圧で配送するための前記システムの投与を調整するために使用されてもよい。例えば、図３および４において図示された前記回路は、投与期間（例えば、１０分の投与）の間、既定の１７０μＡの薬物配送電流を配送することによって薬物の投与を提供するために使用されてもよい。図３及び４において図示された前記アノードおよびカソードを制御する前記回路は、前記電圧ブースト変換器（ＶＨＶ）の前記出力を前記スイッチＳ１を通じて前記アノード電極（ＥＬ＿Ａ）へ接続するための回路を含む制御ブロックを包含する。１０ビットＤＡＣは、前記電流出力を前記所望の投与する電流に比例した値に設定するように構成するために使用される。前記ＤＡＣは、前記Ｍ２のゲートの駆動によってＥＬ＿ＡおよびＥＬ＿Ｃを通じて流れる前記電流を制御するＡＭＰ１を駆動する。前記Ｍ２のソースは、ＡＭＰ１へフィードバックされ前記電圧低下を引き起こすＲｓｅｎｓｅを通る前記電流の流れを検出する。ＥＬ＿ＡとＥＬ＿Ｃとの間の前記皮膚の抵抗を変更するため、Ｒｓｅｎｓｅを通る前記電流を投与し、前記電流は、ＡＭＰ１の前記出力において変化をトリガする。ＥＬ＿ＡとＥＬ＿Ｃとの間の前記抵抗へ前記プログラムされた電流を配送するための十分な電圧が存在しない場合、ＡＭＰ１は、浸透される。配送機能は、この回路の様々な地点の制御および監視のために利用することができる。
【００５３】
上記の本発明の具体的な実施形態の説明は、説明と解説を目的として提示されている。それらは、網羅的であったり、開示された形態そのものに本発明を限定することを意図していない。明らかに上記の開示を考慮して多数の変形および変更が可能である。実施形態は、本発明の原理およびその実際的な応用を最適に説明するために選択されるとともに説明され、それにより当業者は、考えられる特定の使用に適した様々な変更を行い、本発明および様々な実施形態を最良に利用することが可能である。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらと等価物によって定義されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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