(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアゾールを保持するためのチャンバーを有するハウジングと；
前記エアゾールを前記チャンバーから吸い出させるための、前記チャンバーと連通した空気出口と；
前記チャンバー内に配置された液体出口と；
前記液体出口に隣接して前記チャンバー内に配置された加圧ガス出口と；
前記チャンバー内に、可変高さの噴霧ギャップによって前記加圧ガス出口および前記液体出口から離間して配置された移動可能なガス偏向器とを具備し、前記移動可能なガス偏向器は、前記ガス出口から前記液体出口を横切るように加圧ガスを偏向させて、患者の呼吸と協調して周期的に前記エアゾールを生成させるように、噴霧位置と非噴霧位置との間で移動可能である、ネブライザー。
【請求項２】
前記移動可能なガス偏向器は、患者の呼気の間は噴霧を中断する、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項３】
前記ガス偏向器に接続された付勢部材を更に具備する、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項４】
前記付勢部材が可撓性膜からなる、請求項３に記載のネブライザー。
【請求項５】
前記付勢部材がバネからなる、請求項３に記載のネブライザー。
【請求項６】
前記ネブライザーが、前記チャンバー内に配置された複数の液体出口を具備する、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項７】
前記チャンバー内に配置された空気出口に接続された、周囲の空気と連通する空気入口を更に具備する、発明。
【請求項８】
前記チャンバーと連通した吸引チャンバーを具備する、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項９】
吸入中、前記ガス偏向器は、前記加圧ガスが前記ガス出口から前記チャンバー内へ放射状に向けられるように前記ガス出口に向かって移動され、その間にギャップを形成し、前記加圧ガスにより前記液体出口から液体を吸い出す、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項１０】
前記移動可能なガス偏向器が、前記ガス出口から遠ざかる非噴霧位置へ移動可能である、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項１１】
前記液体出口は前記ガス出口を取り囲む環形状を有している、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項１２】
エアゾールを保持するためのチャンバーを有するハウジングと；
前記エアゾールを前記チャンバーから吸い出させるための、前記チャンバーと連通した空気出口と；
前記チャンバー内に配置された液体出口と；
前記液体出口に隣接して前記チャンバー内に配置された加圧ガス出口と；
前記液体出口からのエアゾールの発生を繰り返すための手段と、を具備し、発生繰り返し手段は、第一の境界が移動可能なガス偏向器によって定められ、且つ第二の境界が固定ノズルによって定められた可変高さの噴霧ギャップからなり、前記ガス偏向器は、患者の呼吸と関連した圧力の変化によって噴霧位置と非噴霧位置の間で移動可能である、ネブライザー。
【請求項１３】
加圧ガスを前記ガス出口から前記液体出口を横切って偏向させるように、前記チャンバー内に、前記加圧ガス出口および前記液体出口に対して配置された偏向器を更に具備する、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項１４】
前記発生繰り返し手段は、前記ガス偏向器を前記液体出口に対して噴霧位置へおよび噴霧位置から移動させるように、前記ガス偏向器に接続された付勢部材からなる、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項１５】
前記付勢部材は、前記ガス偏向器に連結され、且つ前記ガス偏向器を前記非噴霧位置に向かって付勢するようになった可撓性膜からなる、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項１６】
前記発生繰り返し手段が、換気によって引き起こされる圧力の変化に応答する、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項１７】
ベンチレーター回路を更に具備し、
前記チャンバーは、前記エアゾールを前記チャンバーに供給するために前記ベンチレータ回路に接続される、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項１８】
ベンチレーター回路を更に具備し、前記空気出口は前記ベンチレータ回路の吸入部に接続される、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項１９】
ベンチレーター回路を更に具備し；
前記ハウジングは前記チャンバーへの空気入口を含み；
該空気入口は前記ベンチレーター回路の吸入部に接続されて、
前記空気出口は空気流を受けるために患者に接続される、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項２０】
吸入部および排気部を含むベンチレータ回路を更に具備し；
前記発生繰り返し手段は前記排気部に接続される、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項２１】
マウスピースを更に具備し；
前記空気出口は前記マウスピースに接続される、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項２２】
患者に薬剤のエアゾール流を与えるためのネブライザーであって：
チャンバーおよび液体容器を有するハウジングと；
前記ハウジングに取り付けられた付勢部材と；
前記加圧ガス源に接続された第一加圧ガス出口および前記液体容器に接続された第一液体出口を有し、且つ前記ハウジング内に配置された第一ノズルと；
前記第一ノズルに対向して配置され、且つ初期位置に前記付勢部材によって付勢された少なくとも一つの移動可能なガス偏向器と、を具備し、前記少なくとも一つの移動可能なガス偏向器は、患者の吸入による力に応答して前記加圧ガス出口から所定距離まで前記初期位置から移動可能である、ネブライザー。
【請求項２３】
患者の吸気ステージの間に薬剤を噴霧するためのネブライザーであって：
チャンバー、該チャンバーに接続された空気出口および液体容器を有するハウジングと；
前記ハウジングに取り付けられた付勢部材と；
周囲空気への開口部を前記チャンバー内の開口部に接続する中空管を有する空気通路と；
第一境界が移動可能なガス偏向器によって定められ、且つ第二の境界が固定ノズルによって定められた可変高さの噴霧ギャップと；を有し、前記ガス偏向器は、前記患者の吸入によって噴霧位置に移動でき、また前記患者の吐息によって非噴霧位置に移動でき、
前記ノズルは、前記ガス偏向器と向い合って前記ハウジング内部に配置され、且つ加圧ガス出口および前記液体容器に接続された液体出口を有する、ネブライザー。
【請求項２４】
液体出口が前記ガス出口を取り囲む環形状を有する、請求項２３に記載のネブライザー。
【請求項２５】
前記チャンバーが複数の環状液体出口オリフィスを具備する、請求項２４に記載のネブライザー。
【請求項２６】
前記複数の環状液体出口オリフィスの夫々が、ガスオリフィスを取り囲んでいる、請求項２５に記載のネブライザー。
【請求項２７】
前記発生繰り返し手段と関連していて、操作の確認を行うインジケータを更に具備する、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項２８】
前記インジケータ手段は前記ネブライザーの外側部分上に、視認可能な一対の着色マークを更に具備する、請求項２７に記載のネブライザー。
【請求項２９】
前記偏向器と関連し、且つ前記ネブライザーの操作を確認するように構成されたインジケータを更に有する、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項３０】
前記インジケータは視覚インジケータである、請求項２９に記載のネブライザー。
【請求項３１】
前記インジケータは着色マークで構成される、請求項３０に記載のネブライザー。
【請求項３２】
前記着色マークは赤色及び緑色マークで構成される、請求項３１に記載のネブライザー。
【請求項３３】
前記インジケータはネブライザーの頂部分で見える、請求項３０に記載のネブライザー。
【請求項３４】
前記偏向器の移動を制限するための手段を更に具備する、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項３５】
吸入部および排気部を含むベンチレータ回路を更に具備し；
前記発生繰り返し手段は前記吸入部に接続される、請求項１に記載のネブライザー。
【請求項３６】
吸入部および排気部を含むベンチレータ回路を更に具備し；
前記発生繰り返し手段は、前記吸入部および前記排気部の両方に接続される、請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項３７】
吸入部および排気部を含むベンチレータ回路を更に具備し；
前記発生繰り返し手段は、
前記ハウジングに接続され、且つ圧力変化に応答する付勢部材と；
前記排気部と前記付勢部材との間で圧力を伝える手段と、からなる請求項１２に記載のネブライザー。
【請求項３８】
前記チャンバー内に配置された第二ノズル出口を更に具備し、この第二ノズルは、第二のガス出口と、第二の液体出口と、を含み、
前記少なくとも一つの偏向器は、前記複数のガス出口から供給される加圧ガスを、複数の前記環状液体出口を横切るように差し向けて液体の噴霧を生じさせるために、前記ガス出口に隣接して配置される、請求項２２に記載のネブライザー。
【請求項３９】
前記偏向器は単一の偏向器である、請求項３８に記載のネブライザー。
【請求項４０】
前記単一の偏向器が複数の偏向領域を含む、請求項３９に記載のネブライザー。
【請求項４１】
複数の偏向器を含む、請求項３９に記載のネブライザー。
【請求項４２】
前記チャンバー内に配置された第三のノズル出口を更に具備し、該第三のノズルは、
第三のガス出口と；
前記チャンバー内に配置され、前記第三のガス出口を取り囲む環形状を有する第三の液体出口と、を具備する、請求項３８に記載のネブライザー。
【請求項４３】
前記偏向器は、前記第三のガス出口からの加圧ガスを前記第三の環状液体出口を横切るように差し向け、そこから液体の噴霧を生じさせるために、前記第三のノズルに隣接して配置される、請求項４２に記載のネブライザー。
【請求項４４】
前記偏向器に接続され、且つ前記チャンバーを通る空気の呼吸に応答して、前記偏向器を噴霧位置から、前記ガス出口から遠ざかる非噴霧位置へ移動させる付勢部材を更に具備する、請求項３８に記載のネブライザー。
【請求項４５】
エアゾールを保持するためのチャンバーを有するハウジングと；
前記チャンバーと連通した空気出口と；
前記チャンバー内に配置された液体出口と；
前記液体出口に隣接して前記チャンバー内に配置された加圧ガス出口と；
加圧ガスを前記ガス出口から前記液体出口を横切るように偏向させて、液体出口からの液体をエアゾール化させるように、前記チャンバー内に、前記加圧ガス出口及び前記液体出口に対して固定位置に配置された偏向器と；
前記チャンバー内に配置され、患者の呼吸と共働して移動可能なシールドと、を具備したネブライザー。
【請求項４６】
前記シールドに接続された付勢部材を更に有する、請求項４５に記載のネブライザー。
【請求項４７】
前記シールドは前記ガス出口に隣接したエアゾール遮断位置へ移動可能である、請求項４５に記載のネブライザー。
【請求項４８】
操作の確認を与える、シールドと関連したインジケータ手段を更に具備する、請求項４５に記載のネブライザー。
【発明の詳細な説明】
〔発明の背景〕
本発明は、エアゾール薬剤、噴霧された液体もしくは固体の薬剤、または蒸気を患者の気管に供給するための方法および装置に関する。より具体的に言えば、本発明は、粒径の均一性が改善されたエアゾールをより効率的に与える、改良されたネブライザーに関する。
患者が吸入できる液状薬剤の微細なスプレーまたは噴霧を発生させるための薬剤用ネブライザーは、一定の症状および疾患を治療するために、普通に使用されている周知の装置である。ネブライザーは、自然呼吸している意識のある患者および呼吸を管理されている患者の治療に用いられる。
或るネブライザーでは、ガスおよび液体が一緒に混合されて、バッフルに当てられる。その結果、当該液体はエアゾール化される。即ち、該液体は空気中に懸濁した小さな粒子を形成する。次いで、この液体のエアゾールが患者の気管の中に吸入される。ガスと液体とをネブライザーの中で混合する一つの方法は、迅速に移動するガスを、管の液体オリフィス先端上に通すことである。液体オリフィス先端からガス流の中に液体を吸い出し、それを噴霧することに寄与する因子は、加圧ガス流により形成される負圧である。
ネブライザーの設計および操作における、考慮のいくつかは、投与量の調節および一貫したエアゾールの粒径の維持を含む。従来のネブライザー設計においては、加圧ガスが、容器中の液体がなくなるまで、液体を連続的にバッフルに向けて同伴させる。連続的な噴霧では、患者の呼気の間、または患者の吸入と呼気との間の遅延の間に、エアゾールの浪費の起こる可能性がある。浪費されるエアゾールの量を計るのは困難であるから、この影響は投与量の調節を複雑にする。また、連続的な噴霧は、粒径および／または密度に影響を及ぼす可能性がある。加えて、非吸入時の間に、ネブライザーまたはマウスピース上での凝縮により失われる薬剤が過剰に生じる可能性がある。他方、噴霧を中断する場合にも、噴霧がオンおよびオフするときに、粒径および密度に影響を及ぼす可能性がある。
ネブライザー療法の効果に関連して、他の幾つかの考慮が存在する。例えば、エアゾール粒子の発生が比較的均一なとき、例えば、特定の粒径の粒子、或る粒径範囲内にある粒子、および／または粒子のかなりの比率が或る粒径範囲内にある粒子が生成されるときに、ネブライザー療法はより効果的であることが示唆されている。吸入療法において適切と考えられる一つの粒径範囲には、略0.5〜2ミクロンの粒径範囲が含まれる。特別な用途のためには、他の粒径範囲が適切であるかもしれず、或いは好ましいかもしれない。一般的には、大きい粒径の液滴および小さい粒径の液滴は最小限にすべきである。また、ある種の吸入療法では、気管中の望ましい粒子沈着面積に応じて、かなりのパーセンテージ（例えば75％）のエアゾール粒子は略5ミクロン未満であるのが望ましいと考えられている。加えて、ネブライザーは、適正量を投与できるように、迅速かつ均一に大量のエアゾールを発生させることができるのが有利であろう。
従って、これらの要件を考慮すれば、改良されたネブライザーが必要とされている。
〔発明の概要〕
本発明は、噴霧された液体もしくは固体の薬剤、または蒸気を患者に供給するための方法および装置を提供する。一つの側面に従えば、本発明には、吸入時（息を吸うとき）に、ときには吸入時および呼気時（息を吐くとき）の両方でエアゾールを発生し、呼吸管理された患者および自然呼吸している患者の両者が使用できるネブライザーが含まれる。
本発明の他の側面に従えば、噴霧が患者の呼吸サイクルのような患者の自然な生理学的サイクルと協調するように、感圧性であるネブライザーが提供される。このネブライザーは、液体の出口に加圧ガスを偏向させるための、可動ガス偏向器を含んでいる。この偏向器は、患者の呼吸サイクルに応答して移動する。一つの実施例では、膜のような付勢部材がこの偏向器を動かす。
本発明の更に別の側面に従えば、環状の液体オリフィスを有し、これに対して同心円状に配置されたガスオリフィスからの加圧ガス流に応答して、エアゾールを半径方向に散布するネブライザーが提供される。
本発明の更にもう一つの側面では、複数の液体オリフィスおよび／またはその中に配置されたガスオリフィスを備えたチャンバーを有するネブライザーが提供される。この複数のオリフィスは環状オリフィスであるのがよい。この複数の液体オリフィスに向けてガスを偏向させるために、偏向器を設けてもよい。
本発明の更なる側面において、ネブライザーの容器は、該容器から液体を引き出す液体オリフィスに比較的均一な圧力を加えるように、上方の広い部分および下方の狭い部分を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明によるネブライザーの第一の実施例を、一部断面で示す側面図である。
図１Ａは、図１のネブライザーを、吸気サイクルの状態で示す断面図である。
図２は、図１のネブライザーのノズルアセンブリーを示す断面図である。
図３は、図１のネブライザーの線３−３′に沿った頂部断面図（明瞭化のためにバッフルは図示しない）である。
図４は、図１のネブライザーの頂部を示す斜視図である。
図４Ａは、図１Ａの吸気サイクルにあるネブライザーの頂部を示す斜視図である。
図５は、本発明によるネブライザーの第二の実施例を示す断面図である。
図６は、図５の実施例における煙突筒の底部を示す断面図である。
図７は、図５に示したネブライザーにおける煙突筒底部の別の実施例を示す、図６と同様の断面図である。
図８は、図５のネブライザーの偏向リング部分を示す断面図である。
図９は、図５の実施例のネブライザーのための、偏向リングの構成の他の実施例を示している。
図１０は、図８と同様の断面図であり、偏向リング構成のもう一つの実施例を示ている。
図１１は、本発明によるネブライザーの第三の実施例を示す断面図である。
図１２は、図１１のノズルアセンブリーの頂面図である。
図１３は、図１１の実施例の線１３−１３′に沿った断面図である。
図１４は、本発明によるネブライザーの第四の実施例を示す断面図である。
図１５は、本発明によるネブライザーの第五の実施例を示す断面図である。
図１６は、本発明によるネブライザーの第六の実施例を示す断面図である。
図１７Ａおよび図１７Ｂは、本発明によるネブライザーの第七の実施例を示す断面図である。
〔現段階における好ましい実施例の詳細な説明〕
Ｉ．  第一の実施例
ネブライザーの第一の好ましい実施例１０が、図１に示されている。このネブライザー１０は小容量ネブライザーであり、内部チャンバー１４を構成するハウジングまたは容器１２が含まれている。ハウジング１２は、円筒状に成形された側壁部分１８と、頂部２０と、底部２２とで形成されている。ハウジング１２の構成部品は、溶接、接着剤などによって一緒に結合された別体の多くの材料片で形成してもよく、より好ましくは、該構成部品の幾つかを、射出成形プロセスにより形成された単一の材料片で一緒に形成してもよい。例えば、底部および側部２２，１８は、一緒に接合される別々の部材から形成してもよく、好ましくは、成形されたプラスチックのワンピースで形成することができる。ポリカーボネートまたはポリカーボネートブレンドを含む多くのプラスチックの何れであっても適し得る。カバー２１は、スナップ留めカバー機構、ツイストロックネジ、ネジまたは他のタイプの固定器具によって、ハウジング１２の上部に着脱可能に装着される。ハウジング１２は、高さが略6cm（2.36インチ）で、略4cm（1.57インチ）の直径を有している。
チャンバー１４の下方部分２３は、薬物を含有する溶液のような、噴霧すべき液体２５を保持するための容器として作用する。ハウジング１２の下方部分２３には、ノズルアセンブリー２４が配置されている。図１〜図３を参照すると、ノズルアセンブリー２４は、ハウジング１２のチャンバー１４から、チャンバー１４の外側でハウジング１２の底部２２に配置された取付け器具２８まで下方に延びる。この取付け器具２８は、普通の管２９を介して設けられた、加圧ガス供給源２７に接続するように寸法決めされている。加圧ガスは、病院で用いられる従来のガス供給源、ポンプ、コンプレッサー、カートリッジ、キャニスター等のような、適切な如何なる供給源によって供給されてもよい。
ノズルアセンブリー２４は、外管状部材３０および内管状部材３２で構成されている。内管状部材３２は、取付け器具２８の底部端における開口部３６から、ノズルアセンブリー２４の頂部端に配置されたガス出口オリフィス３８へと延出する通路３４を有している。内管状部材３２は、外管状部材３０の内部通路４０の中に配置されている。内管状部材３２は、外管状部材３０の中で整列され得るように、内部通路４０の中で摺動可能な寸法を有している。通路４２が、内管状部材３２の外表面および／または外管状部材３０の内表面上における溝またはスロットによって形成されている。この通路４２は、チャンバー１４の下部にある容器２３に配置された開口部４４から、ノズルアセンブリー２４の頂部端３９に配置された液体出口オリフィス４６まで延びている。通路４２は、チャンバー１４の底部における容器２３から、ノズルアセンブリー２４の頂部における液体出口オリフィス４６まで、薬液を運ぶのに役立つ。（別の実施例では、内管状部材３２の外表面および／または外管状部材３０の内表面に配置された複数のフィン間の空隙または領域によって、通路４２を形成してもよい。）
図３に示すように、液体出口オリフィス４６は、ノズルアセンブリー２４における外管状部材３６の頂部端および内管状部材３２の頂部端で形成された、環形状を有している。ガス出口オリフィス３８は円形の形状を有し、また環状液体オリフィスに対して同心円的に配置されている。一実施例において、ガス出口オリフィス３８の直径は略0.022インチであり、また液体出口オリフィス４６は略0.110インチ〜0.125インチの外径および略0.084インチの内径を有している。これらの寸法は例示として与えられるものであり、ネブライザーは、所望に応じて異なった大きさの他の寸法で作製してもよい。
ノズルアセンブリー２４の頂部端３９は、外管状部材および内管状部材３０，３２の頂部端によって形成される。この実施例において、頂部端３９は、一般的には略0.18インチの直径を有する平坦な表面である。もう一つの実施例では、頂部端３９は平坦でない形状を有していてもよく、例えば、液体オリフィス４６がガスオリフィス３８の下に配置されるように、内管状部材３２を外管状部材３０の上方に離間させてもよい。
ノズルアセンブリー２４またはその一部は、射出成形プロセスにおける単一の材料片として、ハウジング１２の一部として形成されてもよい。例えば、内管状部材３２は、ハウジング１２の底部と同じ射出成形プラスチック片で形成してもよい。
図１を再度参照すると、ネブライザー１０はまた、煙突アセンブリー５０を含んでいる。煙突アセンブリー５０は、液体容器２３の上方にあるチャンバー１４の上部に配置されている。この煙突アセンブリー５０は管状体５１を含んでおり、該管状体は、ハウジングカバー２１の入口開口部５６から管状体５１の底部端の出口開口部５８まで延びる内部通路５２を構成している。従って、煙突アセンブリーは、チャンバー１４に導入される周囲空気の入口チャンネルとして働く。入口開口部５６は、（以下で述べるアクチュエータボタンのポートを介して）周囲空気と連通しており、出口開口部５８はチャンバー１４と連通している。
煙突アセンブリー５０の下端部には、偏向器６０が配置されている。この偏向器６０は、煙突部材５０と同じモールドプラスチック材料片で形成されてもよく、或いは、適切な手段によって煙突アセンブリー５０の残部に取り付けられる別の材料片で形成してもよい。（この偏向器はまた、例えばノズルの直ぐ反対側に配置された対向ガス源によって、気体力学的に設けてもよい。）偏向器６０は、ノズルアセンブリー２４の頂部に配置されたガス出口オリフィス３８および液体出口オリフィス４６と真っ直ぐに対向して配置される。偏向器６０は可動であり、その結果、該偏向器６０とノズルアセンブリー２４との間の距離を変えることができる。偏向器６０は、直径が略0.18インチの平坦な円形を有しており、ガスオリフィス３８および液体オリフィス４６の両方を覆って、ノズルアセンブリー２４における頂面３９の略外縁にまで外側に向かって広がっている。
煙突アセンブリー５０は、ハウジング１２に接続されている。詳細に言えば、煙突アセンブリー５０は、膜またはダイアフラム６４によって、ハウジング１２の頂部２０に取り付けられる。膜６４は、シリコーンゴムのような可撓性弾性材料からなるリング状片である。膜６４の外側リムまたは外側ビードは、ハウジング１２および／またはカバー２１の頂部における溝の中に固定される。膜６４の内側リムは、煙突アセンブリー５０の二つの部材で形成されたスロットの中に固定される。膜６４は、図１に示すように、波立った断面プロファイルを有している。これによって、膜６４をローリングダイアフラム（rolling diaphragm）として作用させる。膜64は、煙突アセンブリーの制限された動きを可能にする。煙突アセンブリー５０が膜６４に接続される結果として、図１に示すように、膜64は、煙突部材５０をノズルアセンブリー２４から遠ざけるように付勢する。図１に示すように設置されると、煙突アセンブリーの底部は、ノズルアセンブリー２４の頂面から略0.15インチ離間される。煙突アセンブリー５０の頂部端には、アクチュエータ６８が配置されている。該アクチュエータ６８は、煙突アセンブリー５０の管状体５１に接続され、またカバー２１内において、ハウジング１２の頂部にある開口部５６を貫いて延びる。アクチュエータ６８は、一以上の側部開口ポート７２を有する閉じた頂部サイド７０を含んでいる。
図４を参照すると、アクチュエータ６８の本体側部には、インジケータ６９Ａおよび６９Ｂが配置されている。インジケータ６９Ａおよび６９Ｂは、アクチュエータ６８の側部に設けた着色マーキングまたは平行リングで形成すればよい。好ましい実施例において、インジケータ６９Ａは赤色であり、ネブライザー本体１２の頂部側に隣接して配置される。また、インジケータ６９Ｂは、好ましくは緑色であり、インジケータ６８Ａに隣接して上方に配置される。
煙突アセンブリー５０の底部端においてチャンバー１４の中には、ベル形バッフル７４が配置されている。該バッフル７４は、煙突通路５１底部の開口部５８から、ハウジング１２の円筒部１８の内壁に向けて外側に広がっている。バッフル７４は、水平部分７５と、該水平部分７５からノズルアセンブリー２４の頂部に向けて下方に延びる垂直部分７６とを含んでいる。バッフル７４は開放した底部側を有しており、これは円筒状垂直壁７６の底部側の回りに空気通路を与える。
上記のように、偏向器６０は、ノズルアセンブリーに対して相対的に移動することができる。この実施例は、ノズルアセンブリー２４に対する偏向器の移動を制限する手段を与える。これは、幾つかの適切な方法の何れによって達成してもよい。この実施例において、ノズルアセンブリー２４に向かう偏向器６０の移動は、一以上の停止ピン８０によって制限される。停止ピン８０は、ハウジングの底部２２から上方に向けて延びている。この実施例には三本の停止ピンが存在する。停止ピン８０の頂部端は、バッフル７４における垂直壁７６の底部端から離間している。煙突アセンブリー５０は、可撓性膜６４でハウジング１２に接続されていることにより垂直方向に移動可能であるから、停止ピン８０は、煙突アセンブリー５０の移動に対する下限を与える。この実施例では、バッフル７４の垂直壁７６の下縁が停止ピン８０と接触したとき、偏向器６０とノズルアセンブリー２４の上面３９との間に隙間「ｈ」が与えられるように、停止ピン８０は離間されている。好ましい実施例において、隙間「ｈ」は略0.025インチ〜0.045インチ、好ましくは略0.030インチ〜0.040インチ、最も好ましくは略0.033インチである。
別の実施例において、ノズルアセンブリー２４へと向かう偏向器６０の動きは、停止ピン以外の手段によって制限されてもよい。例えば、ハウジングが射出成形プロセスにより形成されるときは、煙突アセンブリーおよび／または偏向器の下方への移動を制限するために、ハウジングの壁に沿って段部、肩、フィン、または他の構造を設けてもよい。
チャンバー１４の中にはまた、偏向リング８２も配置されている。この偏向リング８２は、ハウジング１２の円筒部１８の内壁に位置している。詳細に言えば、偏向リング８２は、バッフル７４に隣接して配置される。偏向リング８２の粒径は、バッフル７４の周囲のギャップ８６を構成するように決められる。偏向リング８２は、ハウジング１２の内壁に形成され得る大きな液滴を防止し、大きな液滴をハウジング１２の底部にある容器２３の中に落下させて戻すように働く。加えて、偏向リング８２は、チャンバー１４の下部から上部に向けてエアゾール粒子を流すための、比較的曲がりくねった通路を提供するように働く。この曲がりくねった通路は、大きな粒子の存在を低減し、粒径分布をより均一にするのを補助する。
上記のように、チャンバー１４の底部は、噴霧すべき液体の容器２３として働く。この実施例において、容器は、噴霧すべき液体を入口４４へと下に向けるように、漏斗状の形状を有している。チャンバー１４の容器部分は、少なくとも二つの部分またはステージで形成されている。この実施例では、容器の上方部分８８は比較的広く、ハウジング１２の円筒部分１８の直径（例えば2.34インチ）と略同じ直径を有している。この上方部分８８は比較的浅い（例えば0.3125インチ〜0.25インチ）。容器の上方部分８８は、容器の下方部分９０（または第二の壁）に向けて、漏斗状に傾斜している。容器の下方部分９０は比較的狭いが、比較的深い（例えば0.25インチ）。容器の下方部分９０は、ノズルアセンブリー２４の外径よりも若干広い（例えば0.625インチ）。そこから液体が引き出される開口部４４が、容器の下方部分９０の底部に配置されている。この実施例では、容器２３はまた、上方部分８８と下方部分９０との間に配置された中間部分９２を含んでいる。容器２３のこの中間部分９２は、上方部分および下方部分の中間の高さおよび幅を有している。
図１に示したネブライザーの実施例において、容器２３の上方部分、下方部分および中間部分の相対的な大きさおよび寸法は、エアゾール粒子のサイズおよび出力が全体的に比較的均一であるようなエアゾールの発生に寄与する。以下でより詳細に述べるように、容器２３内の液体は、部分的には液体オリフィス４６を横切るガス流によって生じる負圧により、開口部４４を通して液体通路４２まで吸い出される。ガス流により与えられる吸引力は、容器からノズルの頂部まで液体を吸い上げ、該液体を一定の速度で空気流の中に同伴させる。液体が噴霧されると、容器中の液体の表面レベルが低下することにより、液体が容器からノズルの頂部のオリフィスにまで吸い上げられなければならない距離は直接増大される。液体表面からノズル頂部までの距離が増大すると、液体をノズルアセンブリー２４の頂部にある液体オリフィスまで吸い上げるために、より大きなエネルギーが必要になる。ガス圧が比較的一定であると仮定すれば、この距離の増大は、液体オリフィスを通過する液体流を減少させる効果を有し、これはまた、エアゾールの粒径および速度を不均一にするように影響を及ぼす可能性がある。
図１のおけるネブライザーの実施例は、この可能な悪影響を低減する。図１の実施例では、液体の比較的大きな部分が容器の上方部分８８に貯留され、液体の比較的小さい部分が容器の下方部分９０に貯留されている。容器の大きな部分８８は広く且つ比較的浅いから、容器のこの部分の液体が引き抜かれるのに伴って、容器内の液体の表面レベルは比較的少ししか変化しない。従って、液体のこの部分がなくなるときに、この量の液体を容器から液体オリフィス４６に吸い上げるのに必要なエネルギーは少ししか変化しない。容器の上部部分８８における全ての液体が噴霧されると、容器の下方部分９０内にある残りの液体が液体通路４２の中に吸い出され、液体の頂面の高さは迅速に低くなる。しかし、容器の下方部分９０は比較的狭いから、小さい比率の噴霧液体しか含まれておらず、従って全体的に見れば、液体のこの部分は、エアゾールの粒径および出力に対して小さな影響しかもたない。
容器の漏斗形状によって与えられる別の利点は、容器の下方部分９０の比較的狭い粒径がより小さい表面積を有し、これによって液体を開口部４４に向かわせることである。これにより、少しの浪費しか伴わずに、殆どまたは全ての液体が開口部４４へと向けられる。
図１〜図３のネブライザーは、センサー８９を有してもよい。センサ８９は、図１に示したカバー２１のような適切な位置で、ハウジングに取り付けることができる。このセンサー８９は、ネブライザー１０の操作サイクルをモニターする。センサー８９は、ハウジング本体１２に対する煙突部分５０の移動をモニターすることによって、操作サイクルをモニターしてもよい。センサー８９には、電子技術、気体圧技術、または機会技術のような適切な技術を利用することができる。例えば、該センサは、煙突部がハウジングの頂部から遠くへ、および近くへ移動するときの局部的な容積変化に反応すればよい。或いは、当該センサは、埋設された磁石に反応しても良く、または光学的パラメータ等を測定してもよい。センサ８９は、操作のサイクルをモニターし、使用者または看護人が観察できるカウントを提供する。これによって、使用者または看護人は、如何なる量の薬剤が供給されたかを評価することが可能になる。センサ８９は、この目的のためのディスプレーまたは同様の装置を含んでいる。加えて、このセンサは、噴霧操作の継続、頻度、速度等について報告する適切なプログラムを含んでいてもよい。また、これらのパラメータを、患者または看護人に薬剤の投与に関する情報を知らせるように提供することもできる。ネブライザーのこの実施例は、投与され得る薬剤または薬物の量を制限する適切なプログラムを含むこともできる。例えば、ネブライザーがモルヒネのような痛み抑制のための薬物を投与するために用いられる場合、ネブライザーは、このような薬物の患者に投与され得る量を制限するようにプログラムすることができる。
図１〜図３に示したネブライザーの実施例は、自然呼吸している患者が使用するために適合されており、従って、ネブライザーからのエアゾールは、自然呼吸している患者が使用できるマウスピースまたはマスクへと出力される。従って、チャンバー１４の上方部分には、マウスピース１００に接続される出口９８をもったアダプター９９が配置されている。別の実施例では、以下で更に説明するように、ネブライザーはベンチレーター系と共に使用され、またアダプター９９は、出口９８をマウスピースの代わりにベンチレータ回路に接続されてもよい。
ネブライザー１０を操作するために、薬剤または水のような適切な量の液体をチャンバー１４の容器内に配置する。先ず、カバー２１、膜６４および煙突部材５０を外し、適切な量の液体を容器内に充填し、次いでカバー２１、膜６４および煙突部材５０をハウジング１２に再配置することにより、この液体を容器内に収容する。好ましい実施例では、カバー、膜および煙突部材は一緒に組み立てられており、ユニットとして一緒に取り外すことが可能である。（或いは、液体はマウスピース１００を通して容器内に配置されてもよく、また、ネブライザーは適切な量の薬剤を予め充填して製造業者から提供されてもよく、更に、ネブライザーに再シール可能な充填ポートを設けてもよい。）加圧ガス源２７を取付け器具２８に接続する。この加圧ガス源２７は、4〜10リットル／分の速度で、35p.s.i.〜50p.s.i.の範囲のガスを与える外部ガス源であり得るが、他の速度および圧力もまた適している。ガスは通路３４を通して供給され、ガス出口３８からチャンバー１４内に噴出する。しかし、この段階において、患者が吸引する以前には偏向器６０が非噴霧位置にあるから、ガスはガス出口オリフィス３８から上方に移動し、噴霧は起きない。膜６４は、偏向器６０を含む煙突アセンブリー５０をノズル２４から離間して保持する。非噴霧位置にあるとき、偏向器６０とノズルの頂部との間の距離は略0.15インチである。この距離において、偏向器６０とノズル２４との間のギャップは、ガスの流れが、液体オリフィス４６上に液体を引き上げる十分な負圧を生じいないようなものである。
当該ネブライザーでエアゾールを発生させるために、患者はマウスピース１００を彼／彼女の口に入れる。患者が吸引すると、空気はチャンバーから引き出されてハウジング１２内の圧力を減少させる。チャンバー１４内の低い圧力によって、膜６４が曲げられ、煙突部材５０が下に引っ張られる。煙突部材５０の下方位置が図１Ａに示されている。煙突部材５０の下方への移動は、停止ピン８０によって制限される。停止ピン８０が煙突部材５０の下方への動きを制限したとき、偏向器６０は、ノズルアセンブリー２４の頂面３９から所定の距離「ｈ」だけ離間されている。この実施例において、ギャップ「ｈ」は略0.033インチである。
取付け器具３８を通してネブライザーの中に連続的に射出される加圧ガスは、偏向器６０によって略90#横向きに偏向される。ガス出口オリフィス３８、偏向器６０およびノズル頂部３９は一般に円形であり、オリフィス３８を出て行くガスは、略360#のパターンまたは放射パターンで均等に分散する。次いで、容器内の液体薬剤は通路４２に吸い上げられ、部分的には液体出口オリフィス上を通って移動するガスにより生じる負圧によって、液体出口オリフィス４６から出ていく。偏向されたガス流の中に吸い出された液体は、少なくともチャンバーの大容量空間に達するときまでにエアゾール化される。この実施例において、液体オリフィス４６から引き出された液体薬剤は、偏向器６０に対して少ししか衝突せず、または全く衝突しない。しかし、別の実施例では、ガス流の中に引き出された液体は偏向器６０に向けて衝突させられてもよい。
液体が噴霧されると、それはバッフル７４の下縁部周囲の経路に沿ってチャンバー１４の中に移動する。患者が吸入すると、噴霧された液体は、バッフル７４と偏向リング８２との間のギャップ８６を通して上方に向けて移動し、マウスピース１００を通して患者の気管へと出ていく。
患者が吸入を止めると、チャンバー１４内の圧力は上昇する。膜６４の付勢は、煙突部材５０を再び上方に移動させるために十分な大きさになり、偏向器６０とノズルアセンブリー２４の頂面３９との間の距離が増大して、液体の噴霧は停止する。別の実施例では、偏向器６０を非噴霧位置に移動させるために、バネ、空気圧弁または他の付勢装置を、単独または相互に若しくは膜と組み合わせて利用してもよい。こうして、ネブライザーは患者の呼吸サイクルに同調して自動的にエアゾール発生を周期的に繰り返す。
患者がネブライザーの中に息を吐き出すと、偏向器６０が膜６４の付勢により非噴霧位置にあるから、噴霧は生じない。煙突部材５０の移動はカバー２１によって制限される。
吸入の間に、煙突部材５０を通る経路内において、ネブライザーを通して幾らかの空気流が与えられるかもしれない。チャンバー１４の中への空気流は、周囲からポート７２、煙突部材入口５６、煙突通路５２、および煙突出口５８を通して与えられる。この空気流は、煙突部材５０が低い位置にある吸入（吸気）時、および煙突部材が高い位置にある排気（呼気）時の両方で継続してもよい。或いは、煙突部材５０を通る空気流は、煙突部材５０が低い位置にある吸入時には停止または低下してもよい。吸気または呼気の際にネブライザーを通過する空気流の制御は、煙突部入口５６、煙突部出口５８、アクチュエータポート７２、偏向リング８２、およびチャンバーを通る空気流に影響を及ぼす他の部材（例えばフィルター）の直径を適切に選択することによって行うことができる。
上記の実施例において、膜６４は弾性トリガー閾値を与え、これによって患者の呼吸に合致した周期的な噴霧を生じることを可能にするる。この閾値は、患者の正常な呼吸の結果として、偏向器がノズルの頂部に接近しまた離れるように、正常な人の呼吸パラメータの範囲内にセットされる。一実施例において、このレベルは略3.0cm以下であり得る。この閾値は、異なったクラスの患者を考慮して異なったレベルで確立すればよいことが理解される。例えば、ネブライザーが幼児または新生児に使用されるように設計されるときは、膜の弾性閾値は、成人が使用するときの閾値よりも低くすればよい。同様に、老人の患者についても異なった閾値を使用することができる。このネブライザーは、ウマまたはイヌのような動物（家畜）のためにも使用することができる。動物への適用においては、種々の大きさの動物に対して、比較的広い範囲の閾値が存在し得る。適切に選択された動作閾値を有するネブライザーを、動物に使用するために設計することができる。開口部５６のようなチャンバー内への開口部は、噴霧のための動作閾値に影響し得る。従って、ネブライザーの動作閾値は、アクチュエータ６８を調節可能にすることによって容易に調節することができる。或いは、動作閾値は、チャンバー内への開口部５６および７２の粒径（これは空気の随伴をも制御する）を選択することによって調節してもよい。これによって、所望のときは、使用者が閾値を調節することが可能になる。動作閾値を適切に調節することによって、ネブライザーを通る流れの制御を提供することができる。例えば、患者の吸気および呼気は、早すぎたり深すぎたりしないのが望ましい。成人については、適切な流速は略30-60リットル／分であり得る。チャンバーへの開口部およびチャンバーからの開口部は、これらの流速を与えるように適切に調節すればよい。
当該ネブライザーは、呼吸駆動に依存する代わりに、マニュアルで動作させてもよい。ネブライザーをマニュアルで動作させるために、アクチュエータはカバー２１に向けて押下される。上記のように、アクチュエータは煙突部材５０に接続される。アクチュエータ７０を押して、偏向器６０をノズル２４に近接した噴霧位置にまで下げる。アクチュエータ７０を解放することにより、膜６４のバイアスによって煙突部材５０は上昇し、噴霧を停止させる。
図４および図４Ａを参照すると、インジケータ６９Ａおよび６９Ｂが、ネブライザーの動作を確認するための便利な方法を提供する。上記のように、偏向器６０がノズル２４の頂部から離間しているときは、エアゾールは発生しない。偏向器６０がアクチュエータ６８から離間されているとき、煙突部材５０を介して偏向器６０に接続されているアクチュエータ６８は上方の位置にあり、アクチュエータ６８の側部に或る赤色インジケータ６９Ａが、図４に示すようにネブライザー１０の頂部側に沿って見える。患者が十分に息を吸って偏向器６０を下方位置にまで下げると、アクチュエータ６８の側部にある赤色インジケータ６９Ａはネブライザー１０の頂部にある開口部５６を通して引き下げられる。赤色インジケータ６９Ａは最早見えなくなるが、赤色インジケータ６９Ａよりも上にある緑色インジケータ６９Ｂが、ネブライザーの頂部２１に見えたまま残る。従って、患者または看護人は、ネブライザーが動作中であることを容易に決定することができる。小児用ネブライザーの実施例では、アクチュエータおよび／またはインジケータは、漫画風にデザインすることができる。
当該ネブライザーの呼吸駆動は、便利で且つ効率的である。液体の噴霧を周期的に行うことにより、ネブライザーはより効率的になり、治療のコストを低減することができる。
このネブライザーの特徴から、噴霧を、患者の生理学的サイクルに合致させて、周期的に生じさせることができるという重要な利点が生じる。より詳細に言えば、吸入の間でのみ噴霧を行うことにより、例えば、患者に供給される薬剤の投与量をより正確にし、且つモニターすることができる。これによって、この実施例のネブライザーは、それ以外の方法ではできなかったような定量的な薬剤投与を提供することが可能になる。薬剤の供給を患者の呼気サイクルに限定することによって、薬剤の定量部分(dosimetric portion)を与えることができる。
加えて、ネブライザー１０は、偏向器６０に対するガスオリフィス３８および液体オリフィス４６の構成によって、高い力および均一な噴霧を提供する。ガスオリフィスに対する液体オリフィス４６の環状構成によって、略360#の方向でのエアゾール発生が与えられる。これは、比較的高く且つ均一な噴霧速度を可能にする。液体の偏向器に対する衝突が少ししかなく、または全くない状態で噴霧が形成されるから、その均一性が向上する。
当該ネブライザーの別の実施例において、カバー１２に、空気入口５６を覆う空気フィルターを含めることができる。このフィルターは、汚染物を侵入しないようにチャンバーの外に維持し、また噴霧された液体の逃散を防ぐように作用するであろう。このようなフィルターは、簡単で安価な取り替えが可能なように、取り外し自在であるのがよい。
更に別の実施例において、当該ネブライザーは、オンタリオ州ロンドンのツルーデル・メディカル・パートナーシップ社(Trudell Medical Partnership)が販売しているエアロチャンバーＲ(Aerochamber)のようなエアゾール化スペーサと共に使用してもよい。このエアロチャンバースペーサは、米国特許第4,470,412号に記載されており、その開示は本明細書の一部をなす参照として本願に組み込まれる。この変形例において、当該ネブライザーの出力はエアロチャンバーの入口に向けられ、患者はエアロチャンバーの出口からエアゾールを吸入する。
この実施例のネブライザーによって与えられる他の利点は、より少量のエアゾールしか周囲環境に逃散しないことである。これは多分、ネブライザーから連続的に発生するエアゾール薬剤にさらされる付き添い看護人にとって有益である。
この実施例において、膜６４は、煙突部材を上方の非噴霧位置に保持するように付勢される。従って、吸気と呼気との間の時間、または患者が休憩してマウスピースを外したときには、噴霧は起きない。別の実施例では、呼気の間を除いて、ネブライザーがエアゾールまたは噴霧剤を発生するように、膜６４は煙突部材を下方に付勢する。この変形例は、先の変形例ほど効率的ではないかもしれないが、連続的にエアゾールを発生するネブライザーに勝る顕著な利点を提供する。
当該ネブライザーの更に別の実施例において、ガスオリフィス３８、ガス通路３４またはその一部は、偏向器６０に対する加圧ガスの力を偏向させるような形状を有していてもよい。例えば、吸入の最中に、ガスの力が偏向器を遠くに動かして、ガスをチャンバーの中へ向けるのを補助しないように、ガスオリフィス３８は、ガスが偏向器に当てられたときにガスの方向変化を容易にする円錐形状を有することができる。他の実施例では、円錐形状を変化させて、ガスの力および流れを調整してもよい。
上記で述べたように、膜６２は、偏向器を動かすバイアス部材として働く。好ましくは、この膜はシリコーンゴム材料で構成される。吸気または呼気の力に応答して、反復した折り曲げ、圧縮または膨張が可能な他の材料、例えばバネまたは弾性ベローズを用いてもよい。この付勢部材は、患者の自然呼吸またはベンチレーション呼吸に際して、偏向器をノズルから遠ざかる方向またはノズルに向かう方向に所定の距離だけ動かすように構成される。
この実施例において、偏向器は、患者の呼吸に応答して上方および下方に移動する。しかし、別の実施例では、偏向器の代わりにノズル２４が移動でき、或いは、ノズルおよび偏向器の両者が移動してもよい。また、この実施例では、偏向器は上方および下方に移動されるが、別の実施例では、その移動は横方向移動、回転移動または旋回移動であってもよい。或いは、偏向器をガス出口に近接するように移動させる代わりに、別の実施例では、液体のジェットまたはオリフィスは、ガスのジェットまたはオリフィスに向けて移動することができ、或いはガスジェットに向けてまたは反対側に移動することができる。実際に、別の実施例では、ガス流および液体流を円筒状ベース内の近傍に運びまたは偏向させるための種々の手段を想定している。
当該ネブライザーの別の実施例において、液体オリフィスは、環状以外の形状を有していてもよい。例えば、液体オリフィスをガスオリフィスに隣接して配置してもよい。或いは、一連の液体オリフィスを、ガスオリフィスに隣接して、またはその回りに環状に配置してもよい。
また、当該ネブライザー１０に、ハウジング１２の外部周囲に接続されてこれを支持する複数の支持脚（図示せず）を設けてもよい。
この実施例において、偏向器５０は、チャンバー１４内の負圧によって、ノズル２４の近傍に移動する。しかし、この圧力変化は、正圧の変化によって、または正圧と負圧との組合せによって形成されてもよい。
ＩＩ．  第二の実施例
ネブライザーの第二の実施例を図５に示す。この実施例によれば、ネブライザー１１０は、チャンバー１１４を構成するハウジング１１２を有している。チャンバー１１４の下方部分は、噴霧すべき液体を収容するための容器１２３として働く。ハウジング１１２の下方部分には、ノズルアセンブリー１２４が配置されている。このノズルアセンブリー１２４は、上記で述べた第一の実施例のノズルアセンブリーと同様もしくは同一である。第一の実施例と同様に、ノズルアセンブリー１２４の底部は、従来の管１２９によって加圧ガス供給源１２７に接続できる取付け器具１２８を有している。ノズルアセンブリー１２４には、ガスおよび液体の通路を構成する内管状部材および外管状部材が配置されており、この通路は、第一の実施例のときと同様に、ノズルアセンブリー１２４の頂部におけるガスオリフィスおよび液体オリフィスから出て行く。第一の実施例と同様に、このガスオリフィスおよび液体オリフィスは、好ましくは同心円状の構成を有しており、液体出口オリフィスはガス出口オリフィスを取り囲む環形状を有している。また、第一の実施例と同様に、図５の実施例において、容器１２３は比較的広く且つ浅い主要部または上方部分１８８と、比較的狭く且つ深い下方部分または二次的部分１９０とを有している。この実施例は、第一の実施例のバッフル７４と同様のベル形バッフルを伴わない形態で示されているが、この実施例でもバッフルを設けることができる。この実施例にバッフルを設けるならば、該バッフルは図１のバッフル７４と同様の構造を有することになるであろう。
図５の実施例において、煙突部材１５０は、ハウジング１１２の上方部分に配置される。該煙突部材は第一の内部通路１５２を含んでいる。この実施例において、煙突アセンブリー１５０の内部通路１５２はチャンバー１１４からの出口１９８として働く。該出口は、マウスピース１１９または患者にエアゾールを供給する、他の適切な手段（例えばマスク）に接続される。偏向器１６０が、煙突部材１５０の下端部に配置され接続されている。この偏向器１６０は、ノズルアセンブリー１２４の頂部から所定距離に離間して配置されている。この実施例において、この距離は略0.033インチである。第一の実施例とは異なり、この実施例１１０の煙突アセンブリーは、上方位置と下方位置との間で移動することができない。その代わり、この煙突アセンブリー１５０は、偏向器１６０がノズルアセンブリー１２４から適切な距離に維持されて、エアゾールが発生するような位置に固定される。
この実施例では、少なくとも一つの第二の空気通路１５３が設けられる。この第二の空気通路１５３は、煙突アセンブリー１５０内において、第一の通路１５２に隣接して配置される。この第二の空気通路１５３は、入口開口部１６１および吸引チャンバー１６３と連通している。この吸引チャンバー１６３は、煙突アセンブリー１５０の下端部の周囲、特に偏向器１６０の周縁回りに配置される。開口部１５８は、吸引チャンバー１６３とチャンバー１１４との間を連通させている。加圧ガスおよび噴霧された液体が偏向器１６０の周囲を通過して流れるときに、圧力変化が生じて、空気が周囲から開口部１６１を通り、第二の通路１５３を通して吸引チャンバー１６３の中へ吸い込まれる。一つの実施例では、この圧力変化は負圧であるが、該圧力変化は正圧変化により生じさせてもよく、或いは正圧および負圧の組合せによって発生させてもよい。開口部１５８に与えられる吸引は、エアゾールの発生を高めるように作用する。
ネブライザー１１０によって与えられる噴霧の増強は、開口部１５８周囲の壁１７１の形状に関連している。図５および図６に示すように、壁１７１の形状には、第一の領域１７３および第二の領域１７５が含まれている。第一の領域１７３は、段差または肩部１７７によって第二の領域１７５から離間されている。第一の領域１７３および第二の領域１７５は、好ましくは水平の平坦な表面であり、肩部１７７は、好ましくは垂直な表面である。また、壁１７１は第三の領域１７９を含んでいる。この第三の領域１７９は、第二の領域１７５の周囲に配置されている。該第三の領域１７９は、第二の領域１７５から偏向リング１８２に隣接して形成されたギャップ１８６へと広がる、傾斜したまたは角度の付いた表面である。
第一、第二および第三の領域１７３，１７５，１７７の形状は、偏向器からチャンバー内への空気流に影響を与える。相対的な寸法および形状は、粒子の発生および粒径の均一性を高めるように変更すればよい。壁および領域１７３，１７５および１７７の別の実施例が、図７に示されている。図７に示されている壁の実施例１７１Ａにおいて、第一の領域１７３Ａ、第二の領域１７５Ａ、および第三の領域１７７Ａの相対的な寸法は、図６の実施例における寸法から変更されている。これらの寸法は、噴霧またはエアゾールにおける粒子分布の粒径および均一性に影響を及ぼすように変更される。
図５を再度参照すると、煙突部材１５０の壁には、少なくとも一つ、好ましくは複数の開口部１８５が配置されている。開口部１８５は、チャンバー１１４と、煙突アセンブリー１５０の第一の空気通路１５２との間を連通させている。
図５および図８を参照すると、チャンバー１１４の中に偏向リング１８２を設けて大きな液滴の存在を低減し、患者に供給されるエアゾールをより均一にすることができる。第一の実施例に関連して上記で述べたように、この偏向リングは、部分的には、ネブライザーハウジング内壁上での液滴の移動を制限することによって、この機能を提供する。加えて、ハウジングの内壁にバリアを形成することによって、偏向リングは、噴霧されたエアゾールを比較的非線形の通路に沿って強制的に移動させ、マウスピースへと出す。
図５を参照すると、ネブライザー１１０を動作させるために、適切な量の液体薬剤をチャンバー１１４の容器内に収容する。出口１９８を、適切な方法でマウスピース１９９に接続する。取付け器具１２８に対して、加圧ガス源１２７を接続する。ノズルアセンブリー１２４の頂部からのガスの流れを、偏向器１６０により、ガスオリフィスを取り囲む環状の液体オリフィスを横切るように向かわせて、容器中の液体からエアゾールを発生させる。エアゾールは、ノズル１２４および偏向器１６０周囲に360#の方向で、チャンバー１１４内へと発生される。
入口１６１からチャンバー１１４の中へ、空気流の通路が確立される。供給源１２７によって与えられるガスもまた、チャンバー１１４の中への空気の供給を補充する。空気は、第二の通路１５３を通り、また吸入チャンバー１６３および開口部１５８を通って、チャンバーの中へと流れる。チャンバー１１４からの噴霧された液体を載せた空気流は、ギャップ１８６を通って移動し、開口部１８５を通って第一の通路１５２に入り、出口開口部１９８を通って、マウスピース１９９またはフェースマスクへと出て行く。この実施例において、噴霧は連続的に進行してもよく、またはガスの周期的供給のような他の手段によって周期的に行ってもよい。
偏向リング構成の別の実施例が、図９および図１０に示されている。図９において、偏向リング１８２Ａは煙突部材１５０に向けて更に広がり、煙突部材１５０の底部１５０Ａの縁部１８３Ａと殆ど重なっている。この構成は、図８に示した実施例よりも、エアゾールのための更に曲がりくねった通路を与える。図８の実施例は、より均一な粒子分布を与える。図１０において、通路は、偏向リング１８２Ｂと煙突部材の底部１５０Ｂとの間に延出しており、これにより狭い寸法のより長い通路を与えている。図１０の実施例は、図８または図９の実施例よりも、更に均一な粒子分布を与える。
ＩＩＩ．  第三の実施例
本発明の他の実施例によるネブライザーが、図１１〜図１３に示されている。このネブライザー２１０は、上記で述べた先の実施例と類似している。該ネブライザー２１０は、チャンバー２１４を構成するハウジング２１２を含んでいる。図１１の実施例において、ハウジング２１２は先の実施例のハウジングよりも相対的に大きい。例えば、ハウジング２１２は、略11cm（4.33インチ）の高さおよび略9cm（3.54インチ）の直径を有している。これによって、ネブライザー２１０は、対応する大容量の液体およびエアゾールを保持することが可能になる。図１１に示したような大きなサイズのネブライザーは、ウマ、ウシ、イヌ等のような一定の動物への適用に適している。大サイズのネブライザーはまた、去痰誘導のような人への用途に使用してもよい。
取付け器具２３８は、圧縮ガス供給源（図示せず）に接続され、また出口２９８は、チャンバー２１４から噴霧された薬剤を患者に与える。この出口２９８は、適宜マウスピース、マスクまたはベンチレータに接続すればよい。既に説明した第一の実施例と同様に、ネブライザー２１０は、移動可能な煙突部材２５０を有している。ネブライザー２１０のチャンバー２１４には、複数のノズルアセンブリー２２４Ａ、２２４Ｂおよび２２４Ｃが存在する。これら夫々のノズルアセンブリーは、第一の実施例におけるノズルアセンブリー２４と同様であってよい。各ノズルアセンブリーは、２３４Ａのようなガス供給通路、および２４２Ａのような環状の液体供給通路を含んでいる。各ノズル２２４Ａ，２２４Ｂおよび２２４Ｃの頂部では、夫々のガス通路が、ガス出口オリフィス２３８Ａ、２３８Ｂおよび２３８Ｃとそれぞれ連通しており、また夫々の液体通路が、液体出口オリフィス２４６Ａ，２４６Ｂおよび２４６Ｃとそれぞれ連通している。各ノズルアセンブリーに向かう液体入口２４４は、共通して、チャンバー２１４の底部に形成された容器２２３と連通している。
煙突部材の底部には、偏向器２６０が配置されている。この偏向器２６０は、単一の面または表面で形成してもよく、または複数のノズルアセンブリー２２４Ａ〜２２４Ｃと整列した複数の面または表面で形成されてもよい。或いは、この偏向器をリングとして形成してもよい。更に、複数の偏向器を設けてもよい。好ましい実施例では、夫々のノズルの回りで360#でエアゾールの発生を可能にするために、偏向器２６０の底部の中心に、スペースまたはギャップ２６１が形成される。
膜２６４が煙突部材２５０の頂部に配置され、図１の実施例と同様にバイアス機能を与える。図１の実施例に比較して、図１１の実施例では煙突アセンブリー２５０の粒径および重量が大きいことから、膜２６４の代わりに、または膜２６４に加えて、バネのような付勢部材２６５を設けてもよい。このバネまたは他の付勢部材２６５は、煙突部材２５０の頂部に接続すればよい。
ネブライザー２１０は、図１に示したネブライザーと同様の方法で操作される。図１に示したネブライザーと同様に、図１１のネブライザー２１０は、呼吸または圧力で駆動される。適切な液体がハウジング内に貯留された後、チャンバー２１４内の圧力の周期的な低下に伴って、噴霧またはエアゾールの発生が周期的に起きるであろう。圧力の低下は、患者による吸入によって、またはベンチレーターの作用によって生じ得る。第一の実施例と同様に、呼気の間または吸引のないときは噴霧が停止する。
ネブライザー２１０は複数のノズル２２４Ａ〜Ｃを有するから、大量の液体を迅速に噴霧することができる。単一の偏向器または接続された複数の偏向器が一緒に、患者の吸入と共に複数のノズルに向けて移動するから、噴霧の周期は全てのノズルの間で整合する。
先の実施例におけると同様に、夫々の液体オリフィスは、高い噴霧発生速度を与える。図１１〜図１３の実施例は三つのノズルを示しているが、複数のノズルの数は、例えば二つ、四つ、五つ等、如何なる数であってもよい。
別の実施例において、偏向器２６０は、煙突部材１５０の本体２５２に対して回転可能である。偏向器２６０は、加圧ガス流の幾つかを捕捉し、偏向器２６０をハウジング２１２の内部で回転させる適切な羽根、チャンネルまたはプロペラを含んでいてもよい。チャンバーの内部でのエアゾールの混合を改善するために、偏向器２６０の回転を用いてもよい。
この実施例はまた、第一の実施例に示したようなベル形のバッフルを含むこともできる。
ＩＶ．  第四の実施例
図１４は、本発明によるネブライザーの第四の実施例を示している。ネブライザーのこの実施例３１０は、ベンチレーター回路３０１と共に使用されるようになっている。ベンチレータ回路３１０は、ベンチレーターから患者へ空気を供給する吸気性の空気流通路３０２を含んでいる。この実施例のネブライザー３１０は、ベンチレーター回路３０１から空気を供給するための第一の長さの吸気管３０３と、患者に空気を供給する第二の長さの吸気管３０４との間に接続された、吸気性の空気流通路３０２の中に配置される。第二の長さの吸気管３０４は、マスク、気管内チューブなどの手段によって、患者に接続され得る。
図１の実施例のように、図１４の実施例のネブライザーは、圧力または呼吸で駆動される。従って、ネブライザー３１０は、患者の呼吸またはベンチレーションと同期して、周期的にエアゾールを生成する。このネブライザーは、チャンバー３１４を構成するハウジング３１２を有している。ノズルアセンブリー３２４は、チャンバー３１４の底部まで延出している。加圧ガスは、ノズルアセンブリー３２４の頂部端にあるガスオリフィスから供給され、液体は、第一の実施例と同様にチャンバー３１４の底部にある容器３２３から、ノズルアセンブリー３２４の頂部端に配置された液体オリフィスへと吸い出される。煙突アセンブリ３５０が、ハウジング３１２の頂部から下方に延びている。煙突部材３５０は、可撓性の弾性部材３６４によってハウジングに接続されている。偏向器３６０は、ノズルアセンブリー３２４の頂部にあるガスオリフィスおよび液体オフィスと真っ直ぐに対向して、煙突アセンブリー３５０の底部に配置されている。煙突部材３５０の入口３５６は、ベンチレーター回路３０１からの吸気管３０３に接続される。該入口３５６は、煙突アセンブリー３５０の内部通路３５２と連通されている。ベンチレーター３０１からの吸気ガスは、煙突部材入口３５６を介してネブライザー３１０に導入され、次いで煙突アセンブリー３５０の通路を通過し、更に煙突部材３５０の壁に配置された開口部３８５を通ってネブライザーチャンバー３１４の中へと通過する。吸引されたガスは、出口３９８を介してネブライザーチャンバー３１４を出る。出口３９８は第二の長さの吸気管３０４に接続され、この管は気管内チューブ、マスク、または他の手段（図示せず）に接続される。この実施例は、第一の実施例で示したように、ベル形のバッフルを含んでもよい。
図１４の実施例において、ベンチレータ回路３０１の正常な動作は、ネブライザー３１０内の圧力の十分な変化を生じさせ、煙突アセンブリ３５０がノズルアセンブリー３２４の近傍へと接近し、またそこから遠ざかるように、該アセンブリーの移動を誘発させる。従って、吸気サイクルの際に、偏向器３６０を含む煙突アセンブリー３５０は、（第一の実施例に関して上述したように）ノズルアセンブリー３２４の頂部に接近して液体の噴霧を生じさせるであろう。ベンチレーター３０１の呼気相の際、偏向器３５０はノズルアセンブリー３２４から遠くに位置し、これにより噴霧を停止させる。ネブライザー３１０のチャンバー３１４から、エアゾールをベンチレーター回路の吸気チューブの中に引き出すために必要とされるもの以外は、特別な接続は必要とされない。
Ｖ．  第五の実施例
図１５は、本発明によるネブライザーの第五の実施例を示している。先の実施例と同様に、図１５のネブライザー４１０は、ベンチレータ回路に使用するために適合されており、ベンチレータの動作および／または患者の呼吸と共働して、周期的にエアゾールを生成する。
ベンチレーター回路４０１は、第一の長さのチューブ４０３で形成された吸気通路４０２を有しており、これは患者に連結されたマスク４０５、または気管内チューブなどに接続される。ベンチレーター回路４０１はまた、呼気バルブ圧力ライン４０６を含んでいる。この呼気バルブ圧力ライン４０６は、呼気通路４０８に連結された呼気バルブ４０７に接続される。患者の換気の際、加圧ガスは、排気バルブ圧力ライン４０６の中に供給されて排気バルブ４０７に向い、患者の換気の周期的繰り返しを補助する。
ネブライザー４１０は、チャンバー４１４を定義するハウジング４１２を有し、また先に述べた実施例と同様に配置されたノズルアセンブリー４２４、可撓性の弾性膜４６２、および偏向器４６０を含んでいる。煙突部材の代わりに、このネブライザー４１０はポスト４５０を有しており、これに偏向器４６０が連結されている。煙突部材とは異なり、ポスト４５０は空気開口部または内部空気通路を含んでいない。偏向器４６０は、ノズルアセンブリー４２４の頂部から真っ直ぐに隣接したポストの底部側に接続されている。図１５の実施例はまた、ベンチレーター回路４０１がネブライザー４１０に連結され、またベンチレーター回路４０１がネブライザー４１０の周期的噴霧を起こさせる点で、先の実施例とは異なっている。この実施例はまた、第一の実施例に示したようなベル形状のバッフルを含むことができる。
図１５において、ネブライザーハウジング４１２は、チャンバー４１４への入口４５６を含んでいる。この入口４５６は、ベンチレーター回路４０１からの吸気チューブ４０２における第一の区画４０３に接続される。ネブライザーハウジング４１２はまた、チャンバー４１からの出口４９８を含んでいる。この出口４９８は、吸気チューブの第二の区画４０４に接続されており、該チューブは従来の装置４０５、例えば、気管内チューブまたはマスクに至り、患者はそこから、ネブライザー４１０由来のエアゾールを含むベンチレータ４０１からの吸気流を受け取る。
ネブライザーチャンバー４１４から膜４６２を横切って、通路４８３が配置されている。この通路４３２は、ティー４８７のような適切な手段によって、ベンチレータ回路４０１の排気バルブ圧力ライン４０６に接続されている。ベンチレーター回路４０１は、患者へおよび患者から空気を循環させるから、空気は呼気バルブ圧力ライン４０６の中を循環して流れ、呼気バルブ４０７を動作させる。呼気バルブ圧力ライン４０６内のこの空気流は、チャンバー４１４内の空気との圧力差を生じる。膜４６２は、吸気流通路４０２および呼気バルブ圧力ライン４０６を横切って配置されており、従って、これら二つの通路を横切る圧力差を検知する。先の実施例と同様に、ベンチレーターの吸気相に際して、偏向器４６０はノズルアセンブリー４２４の頂部に接近し、またベンチレーターの呼気相の際には、ノズルアセンブリーの頂部近傍から遠ざかる。従って、吸気相の間は噴霧が生じるが、呼気相の間は噴霧を生じない。
ＶＩ．  第六の実施例
図１６は、本発明の第六の実施例５１０を示している。この実施例は、図１５の実施例のネブライザー１１０と類似している。ネブライザー５１０は、チャンバー５１４を定義するハウジング５１２を含んでいる。チャンバー５１４は、加圧ガス源５２７に接続された入口５２８を有し、また、患者に至るチューブ５９９（若しくはマウスピース等の同様の構造）に接続された出口を有しており、患者はそこから空気およびエアゾールを吸入することができる。図５の実施例と同様に、図１６のネブライザー５１０はまた、空気随伴のための入口５６２を含んでいる。他の実施例におけると同様に、偏向器５６０と対向してノズル５２４の頂部に配置された液体出口およびガス出口（図示せず）が、チャンバー５１４の中にエアゾールを分配する。
この実施例のネブライザー５１０は呼吸を駆動する特徴的構成を含んでおり、この構成によって、該ネブライザーに、患者の生理学的サイクルと共働して周期的に噴霧を発生させることを可能にする。図１５の実施例において、呼吸を駆動させる特徴的構成は、ネブライザーハウジング５１２の外部にある。この特徴的構成には、加圧ガス源５２７からネブライザー入口５２８に対して加圧ガスを与える入口管５２９と共に、インラインで配置されたバルブ５６９または他の計量装置が含まれている。チューブ５６７は、出口管５９９から入口管５２９に接続されている。このチューブ５６７は、バルブ５６９が出口管５９９内の圧力を検知することを可能にする。一つの実施例において、該チューブ５６７は慣用のチューブであってよく、バルブ５６９はこのチューブ５６７を通して圧力を検知する。バルブ５６９は、チューブ５６７を介して検知される出口５９９内の圧力変化に同期して開閉し、ネブライザー５１０に加圧ガスを供給するように適合されている。より詳細に言えば、吸入時には、入口５９９および接続チューブ５６７内の圧力は低く、バルブ５６９が開き、加圧ガスがネブライザー５１０の中に供給されることにより、噴霧が生じるであろう。吸入後は、患者側出口５９９および接続チューブ５６７内の圧力が上昇し、バルブが閉じることにより噴霧は停止される。このようにして、図１６の実施例は、上記で述べた他の実施例と同様の呼吸駆動を与えることができる。チューブ５６７およびバルブ５６９は、再使用可能または使い捨ての何れであってもよく、また図１６に示したネブライザー５１０と共に使用してもよく、或いは他のタイプのネブライザーと共に使用してもよい。また、チューブ５６７およびバルブ５６９は、ベンチレーションされる患者に湿気を与えるために用いる加湿器と共に使用することもできるであろう。
ＶＩＩ．  第七の実施例
図１７Ａおよび図１７Ｂは、本発明によるネブライザーの第七の実施例６１０を示している。この実施例は、ハウジング６１２が液体６２５を保持するチャンバー６１４を限定し、また、加圧ガス供給源６２７により液体を噴霧する点で、先の実施例と同様である。この実施例では、偏向器アセンブリーポスト６５０の頂部端がハウジングの頂部側に結合されており、偏向ポスト６５０の底面６６０が、ノズルアセンブリー６２４の頂部６３９からの固定距離、例えば0.033インチに配置されるようになっている。先の実施例におけると同様に、ガスオリフィスおよび液体オリフィス（図示せず）が、ノズルアセンブリー６２４の頂部に配置されている。液体オリフィスはリング形状で、且つガスオリフィスと同心円状であってもよく、或いは、これらのオリフィスが並列に配置されていてもよい。マウスピース７００は、チャンバー６１４からエアゾールおよび空気の吸い出しを可能にする。可撓性のダイアフラム６６４が、ネブライザーチャンバー６１４の上部領域内に配置されており、該チャンバーの内部と外部環境との間の境界を形成している。一以上の空気入口ポート６５６が、ハウジング６１２の頂部に配置されている。フィルター６３９が、偏向器ポスト６５０の頂部に配置されている。円筒状のシールドまたは収集表面６３３が、可撓性ダイアフラム６６４に連結され、チャンバー６１４の中を下方に延びて、偏向器ポスト６５０の下方部分およびノズルアセンブリー６２４の上方部分を覆っている。このシールド６３３は、偏向器ポスト６５０およびノズルアセンブリー６２４の外径よりも大きい内径を有しており、これらの部分に対して容易にシフトすることができる。一以上の窓６３７が、シールド６３３の壁に配置されている。これらの窓６３７は、（図１７Ｂに示すように）ダイアフラム６６４が上方部分にあるとき、窓６３７がノズル６２４と偏向器６６０との間のギャップに整列しないように、円筒状シールド６３３の壁に配置されている。該シールド６３３がこの上方位置にあるときに、液体オリフィスを横切る加圧ガス流により発生したエアゾール粒子は、円筒状シールド６３３の内壁に衝突して液滴を形成し易く、該液滴は落下して容器の中に戻る。これに加えて、またはその代わりに、具体的な寸法によっては、シールド６３３が加圧ガスオリフィスから液体オリフィスを横切るガス流を妨害して、液体オリフィスから液体を吸い出すための減圧を不十分にするかもしれない。何れにしても、チャンバー６１４の中に向かうエアゾール粒子の生成は減少する。しかし、患者がマウスピース７００を通して吸引するときのように、空気がチャンバー６１４から引き抜かれると、チャンバー６１４の内部圧力の減少によって、（図１７Ａに示すように）ダイアフラム６６４は下方に曲げられる。これは、円筒状のシールド６３３を下方の位置へとシフトさせる。シールド６３３が下方位置にあるとき、窓６３７は、ノズル６２４と偏向器６６０との間のギャップに対して整列して、液体オリフィスから発生したエアゾールチャンバー６１４の中へと逃がし、患者はそこから吸引することができる。
医学的または治療的用途での使用について、上記実施例のネブライザーを説明してきた。ここで開示した本発明の原理は、他の用途、例えば工業、製造業または自動車（例えば気化器）における適用を有することができる。
上記の詳細な説明は限定的なものではなく、例示とみなされるべきものであり、全ての均等物を含む以下の請求の範囲が本発明の範囲を定義するものである。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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