(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気輸送法によって薬剤を患者の身体表面を介して搬送する電動の装置（１６０）であって、前記身体表面に接触する１対の電極（１４３及び１４５、１４４及び１４６）を含み、前記電極の少なくとも１つは、搬送される薬剤を含み、更に、前記電極と前記患者とを介して電気輸送電流（ＩＯＵＴ）を搬送し前記薬剤を前記患者にまで搬送する、電気的エネルギ源を含む電気輸送駆動回路（７９、８２）と、前記駆動回路に動作的に接続されており前記駆動回路を付勢して前記薬剤の搬送を開始させる活性化手段とを含む、装置において、
電圧又は電気輸送電流をチェックすることにより前記駆動回路の動作をモニタし、前記電圧又は電気輸送電流が前記駆動回路に対して確立された所定の限度（バイアス１、バイアス４、バイアス５）の外部にある場合には、前記駆動回路が電気輸送電流を搬送することを消勢させるように接続されたモニタ回路（９０、１００、１１０）と、
電気輸送電流の搬送の開始に応答して動作し、前記開始後の変化時間期間が経過するまでは、前記モニタ回路が前記駆動回路を消勢することを禁止するコントローラ（２０）と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記モニタ回路は、電気輸送電流（ＩＯＵＴ）を測定して、前記電流が前記変化時間期間が経過した後に所定の値（バイアス４）よりも下である場合には、前記電流搬送を消勢する手段（１００）を含むことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記モニタ回路は、電圧を測定して、前記電圧が前記変化時間期間が経過した後に所定の値（バイアス１）よりも下である場合には、前記電流搬送を消勢する手段（９０）を含むことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、前記モニタ回路は、電気輸送電流（ＩＯＵＴ）を測定して、前記電流が前記変化時間期間が経過した後に所定の値（バイアス５）よりも上である場合には、前記電流搬送を消勢する手段（１１０）を含むことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記モニタ回路は、電圧を測定して、前記電圧が前記変化時間期間が経過した後に所定の値（バイアス１）よりも上である場合には、前記電流搬送を消勢する手段（１００）を含むことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、前記駆動回路は、電気輸送電流を不連続的に前記電極に搬送することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、前記駆動回路は、付勢されると、電気輸送電流を、所定の搬送間隔の間だけ前記電極に供給することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、前記活性化手段（１８）は、手動で動作されることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、前記活性化装置は自動的に動作されることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、前記身体表面は、人間の皮膚であり、前記変化時間期間は、少なくとも約４０秒であることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１記載の装置において、前記身体表面は、人間の皮膚であり、前記変化時間期間は、少なくとも約１００秒であることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１記載の装置において、前記駆動回路によって搬送された電圧又は電気輸送電流の平均値を測定するフィルタ（８６、８７）を含み、前記モニタ回路は、前記平均値が前記駆動回路に対して確定された所定の限度の外にある場合には、前記駆動回路を消勢することを特徴とする装置。
【請求項１３】
電気輸送法によって患者の身体表面を介して薬剤を搬送する装置（１６０）の動作を制御する方法であって、前記装置は、前記身体表面に接触しており少なくとも一方が搬送される薬剤を含む１対の電極（１４３及び１４５、１４４及び１４６）と、電気的エネルギ源（３０）と、電気輸送電流（ＩＯＵＴ）を前記電極に供給する駆動回路（７９、８２）と、前記駆動回路の動作を制御するコントローラ（２０）と、を含み、この方法は、前記駆動回路を付勢して前記電気輸送電流の搬送を開始させるステップと、電圧又は電気輸送電流をチェックすることにより前記駆動回路の動作をモニタし、前記電圧又は電気輸送電流が所定の動作限度の外部にある場合には前記駆動回路を消勢させるステップと、を含む方法において、
前記コントローラは、電気輸送電流の搬送の開始に応答して動作し、前記開始後の変化時間期間が経過するまでは、前記駆動回路を消勢することを禁止することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において、前記モニタ・ステップは、電気輸送電流（ＩＯＵＴ）を測定して、前記電流が前記変化時間期間が経過した後に所定の値（バイアス４）よりも下である場合には、前記電流搬送を消勢するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３記載の方法において、前記モニタ・ステップは、電圧を測定して、前記電圧が前記変化時間期間が経過した後に所定の値（バイアス１）よりも下である場合には、前記電流搬送を消勢するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１３記載の方法において、前記モニタ・ステップは、電気輸送電流（ＩＯＵＴ）を測定して、前記電流が前記変化時間期間が経過したの後に所定の値（バイアス５）よりも上である場合には、前記電流搬送を消勢するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１３記載の方法において、前記モニタ・ステップは、電圧を測定して、前記電圧が前記変化時間期間が経過した後に所定の値よりも上である場合には、前記電流搬送を消勢するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１３記載の方法において、前記駆動回路は、電気輸送電流を不連続的に前記電極に搬送することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１３記載の方法において、前記駆動回路は、付勢されると、電気輸送電流を所定の搬送間隔の間だけ前記電極に供給することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１３記載の方法において、前記駆動回路を自動的に付勢するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１３記載の方法において、前記身体表面は、人間の皮膚であり、前記変化時間期間は、少なくとも約４０秒であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１３記載の方法において、前記身体表面は、人間の皮膚であり、前記変化時間期間は、少なくとも約１００秒であることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１３記載の方法において、前記駆動回路によって搬送された電圧又は電気輸送電流の平均値をモニタするステップと、前記平均値が前記駆動回路に対して確定された所定の限度の外にある場合には、前記駆動回路を消勢するステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、身体の皮膚を通過して、効果のある薬剤（例えば、薬品）を、電気（電子）輸送法（electrotransport）によって搬送する装置（デバイス）及び方法に関する。
発明の背景
膜を通過する薬剤搬送の１つのタイプとして、電気輸送法があるが、これはすなわち、電気的に補助を与える膜通過の搬送である。「電気輸送法」は、一般的には、少なくとも部分的に電流を流すことに導かれる、皮膚、粘膜、爪などの身体表面又は膜を通じての、物質の通過を意味する。例えば、治療用薬剤を、電気輸送法によって、人体の内部に導くことができる。広く用いられている電気輸送プロセスであるイオン導入法（iontophoresis）は、帯電したイオンを電気的に導くことにより輸送することに関する。別のタイプの電気輸送法である電気浸透法（electroosmosis）は、電場を与えることにより、生体膜（例えば、皮膚）を通じて液体を移動させることに関する。別のタイプの電気輸送法である電気細孔法（electroporation）は、電場を加えることにより、生体膜に過渡的に存在する細孔を通過して、薬剤を輸送することに関する。しかし、どの電気輸送プロセスにおいても、これらのプロセスの中の複数が、ある程度までは、同時に生じることがあり得る。従って、ここで用いる「電気輸送」の用語は、最も広い意味に解釈すべきであり、それによって、帯電していてもしていなくても、又は、その両方の混合形態であっても、輸送の特定のメカニズムとは関係なく、この用語は、少なくとも１つの薬剤の電気的に誘導される又は強化される輸送を意味することとする。
最近は、多数の米国特許が電気輸送法の分野で発行されており、この態様での薬品搬送に再び興味が注がれていることを示している。例えば、米国特許第３９９１７５５号（Vernon他）、米国特許第４１４１３５９号（Jacobsen他）、米国特許第４３９８５４５号（Wilson）、米国特許第４２５０８７８号（Jacobsen）などは、電気輸送デバイスの例と、そのいくつかの応用例とを開示している。電気輸送プロセスは、塩酸リドカイン、ヒドロコルチゾン、フッ素、ペニシリン、デクサメタゾーン燐酸ナトリウム、インシュリン、それ以外の多くの多くの薬品を含む薬剤及び薬品の皮膚通過型の管理に有用であることが分かっている。おそらく最も一般的な電気輸送法の使用は、ピロカルピン塩を電気輸送法によって搬送することによって嚢胞性繊維症を診断する際のものである。ピロカルピンは、汗の発生を刺激する。汗が集められ、それに含まれる塩化物に関して分析がなされ、疾病の存在が検出される。
現在知られている電気輸送デバイスでは、少なくとも２つの電極が用いられる。これらの電極は、共に、身体の皮膚のある部分と電気的に接触するように配置される。通常は、「ドナー」又は「アクティブ」電極と称される一方の電極は、そこから、イオン化した物質、薬物、薬剤先駆物質（drug precursor）、又は薬剤が身体の中へ電気輸送法によって搬送される電極である。「カウンタ」又は「復帰（リターン）」電極と称される他方の電極は、身体を通過する電気回路を閉じる機能を有する。電極が接触している患者の皮膚に関しては、回路は、電極を電気エネルギ源、例えば、バッテリに接続することによって、完成する。例えば、身体の中に搬送されるイオン化した物質が正に帯電している、すなわち、陽イオン（cation）の場合には、アノードが、アクティブ電極であり、カソードが回路を完成させる機能を有する。また、搬送されるイオン化した物質が負に帯電している、すなわち、陰イオン（anion）である場合には、カソードがアクティブ電極となり、アノードがカウンタ電極となる。
また、アノードとカソードとの両方を用いて、反対の電荷の薬剤を身体の中に搬送することもできる。そのような場合には、両方の電極が、アクティブ又はドナーと考えられる。例えば、アノードは、正に帯電したイオン化物質を身体内部に搬送することができ、他方で、カソードは、負に帯電したイオン化物質を身体内部に搬送することができる。
電気輸送式搬送デバイスを用いて、帯電していない薬剤又は薬物を、身体の内部に搬送できることも、知られている。これは、電気浸透法と称されるプロセスを用いて、達成される。電気浸透法は、ドナー電極によって皮膚の両側に加えられた電場の存在に導かれる、液体の溶媒（帯電していない薬剤又は薬物を含む液体の溶媒）の皮膚通過型の流れである。ここで用いる「電気輸送法」の用語は、帯電した／イオン化した薬剤を電気移動法によって搬送する電気的にパワーを与えられたデバイスと、帯電していない／イオン化していない薬剤を電気透過法によって搬送する電気的にパワーを与えられたデバイスとに等しく適用することにする。
更に、既存の電気輸送デバイスは、一般に、電気輸送法によって身体の内部へ搬送される薬剤（好ましくは、イオン化された又はイオン化可能な薬剤、又は、そのような薬剤の先駆物質）の貯蔵装置（reservoir）すなわちソースを、必要とする。このようなイオン化された又はイオン化可能な薬剤の貯蔵装置のレベル・インジケータには、先に引用した米国特許第４２５０８７８号（Jacobson）に記載されたポーチ（pouch）や、米国特許第４４７４５７０号（Webster）や米国特許第４４７４５７０号（Ariura）に記載された、予め形成されたゲル体（pre-formed gel body）などを含む。このような薬剤貯蔵装置は、電気輸送デバイスのアノード又はカソードに電気的に接続され、１つ又は複数の所望の薬剤の固定された又は更新可能なソースを与える。
更に最近は、複雑な電気回路を用いて多数の機能を実行する電気輸送式搬送デバイスが、開発されてきている。これらの複雑な回路は、パルス化された電流を搬送するパルス回路と、所定のタイミングと服用法で薬剤を搬送するタイミング回路と、感知した物理的パラメータに応答して薬剤を搬送するフィードバック規制回路と、電極の極性を周期的に反転させる極性制御回路と、を含む。例えば、米国特許第４３４００４７号（Tapper他）、米国特許第４４５６０１２号（Lattin）、米国特許第４１４１３５９号（Jacobsen）、米国特許第４４０６６５８号（Lattin）などを参照のこと。
２つの電極と直列に電気的に接続された、典型的にはバッテリなどの、単純なＤＣ電源を用いている電気輸送デバイスもある。例えば、米国特許第４４７４５７０号を参照のこと。また、他のデバイスでは、より複雑な回路を用いて、電極に接続される電流源を提供している。その中の少なくとも１つでは（米国特許第４１４１３５９号（Jacobsen）を参照）、電極が接触する皮膚の電気的インピーダンスをモニタすることを提案している。回路が、電流と電極での電圧とをモニタして、インピーダンスの測定値が所定の範囲の外側にあるときには、遮断回路を自動的にトリガし、それによって、過剰な電圧の蓄積と、それに付随するショック及び燃焼の危険とを防止する。Jacobson特許の回路は、いったん付勢されたら電流を連続的に供給する電気輸送デバイスに適しているが、いったん身体の上に装着され付勢されると電流を不連続的に供給する電気輸送デバイスには、適していない。患者に不連続的に電流を供給する電気輸送デバイスの例は、米国特許第５０１３２９３号（Sibalis）に開示されたデバイス（例えば、正常で健康な身体による自然なＬＨＲＨのリリースを模倣して１時間当たり６分の間だけＬＨＲＨを電気輸送法による搬送する）、食事の前のインシュリンの電気輸送法による搬送、鎮痛剤（例えば、麻酔性の鎮痛薬（narcotic analgesics））を患者自身の付勢による電気輸送法によって搬送し痛み（例えば、手術後の痛み、癌による周期的な痛み）を制御することなどである。
発明の開示
身体膜（例えば、皮膚）のインピーダンスは、患者に対して管理されるそれぞれの新たな電気輸送法による治療の開始時における短い変化期間の間に正常な変化をすることが分かっている。本発明によると、身体膜（例えば、皮膚）のインピーダンス、及び／又は、電流や電圧降下などの関連する電気的なパラメータが、この変化期間の後でチェックされ、加えられた電気輸送電流を更に厳密な限度までモニタすることが、可能になる。本発明は、デバイスの製造者又は担当の医師によって確立された範囲内でその電気輸送薬剤搬送システムの使用及び制御にある程度の患者自身の関与が許されるような電気輸送デバイスのような、電流を不連続的に（例えば、オン・オフの態様で）供給する電気輸送デバイスにおいて、特に有用である。例えば、電気輸送法によって管理された痛み治療の場合には、所定のレベルの電流を連続的に供給するデバイスによるよりも、薬剤の搬送を患者が自分自身で開始できる所定の短い時間間隔において行える（例えば、短い時間周期の間はオンであり、その後で自然にオフになるなど）ことが望ましい。
本発明は、オプショナルで、ロックアウト間隔の特徴を有するように構成し、所定の時間だけ患者の指導により投薬が行われ、その次に、治療が禁止されるロックアウト期間が続くようにできる。このロックアウト期間は、投薬が余りに頻繁に行われることを防止するように、予めプログラムしておくことができる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃは、本発明の好適実施例の回路図である。
図２は、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄから構成されるが、本発明による電気輸送デバイスの動作を図解する流れ図である。
図３は、本発明と共に用いられる電気輸送式搬送デバイスの機械的なアセンブリの展開図である。
図４は、本発明と共に用いることができる電気輸送デバイスのある実施例の断面図である。
発明の実施態様
本発明は、有益な薬剤（例えば、薬品）を患者に搬送する改良型の電気輸送式搬送デバイスを提供する。ここでは、「薬剤」（agent）の用語は、身体の表面を通過して搬送することのできる種類の、薬品などの、有益（beneficial）な薬剤を意味するものとする。「薬品」という表現は、所望の通常は有益な効果を生じさせるために生きた器官まで搬送される任意の治療上の活性物質としての広い解釈を有することを意図している。一般的には、これには、限定的ではないが、抗生剤や抗ウイルス剤などの抗感染薬、鎮痛薬及び鎮痛複合薬、麻酔薬、食欲抑制薬、抗関節炎薬、抗喘息薬、抗痙攣薬、抗鬱薬、抗糖尿病薬、抗下痢薬、抗ヒスタミン薬、抗炎症薬、抗偏頭痛薬、抗運動病薬、抗嘔吐薬、抗新生物薬、抗パーキンソン病薬、抗掻痒薬、抗精神病薬、解熱薬、胃腸や尿管を含む鎮痙薬、抗コリン薬、交感神経作用薬、キサンチン誘導体、カルシウム・チャンネル・ブロックを含む心血管製剤、ベータ遮断薬、抗不整脈薬、抗高血圧薬、利尿薬、全身性、冠状動脈、末梢血管、脳血管を含む血管拡張薬、中枢神経刺激薬、咳止め、感冒薬、うっ血除去薬、診断薬、ホルモン剤、睡眠薬、免疫抑制剤、筋弛緩薬、副交感神経遮断薬、副交感神経作用薬、プロテイン、ペプチド、精神興奮薬、鎮静薬、そして精神安定薬などが含まれる。
本発明は、ポリペプチド、タンパク質やほかの高分子を導出するために使用することもできる。これらの高分子物質は、典型的に、少なくとも３００ダルトン（ドルトン）の分子量をもち、より典型的には、約３００から４００００ドルトンの間の分子量をもつ。限定的ではないが、このサイズの幅のペプチドとプロテインの特定の例としては、ブセレリン、ゴナドレリン、ナフレリン、ロイプロリデなどの黄体形成ホルモン放出ホルモン（ＬＨＲＨ）、黄体形成ホルモン放出ホルモンアナログ、成長ホルモン放出ホルモン（ＧＨＲＨ）、インスリン、ヘパリン、カルシトニン、エンドルフィン、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン（ＴＲＨ）、ＮＴ−３６（化学名：Ｎ＝［［（ｓ）−４−ｏｘｏ−２−ａｚｅｔｉｄｉｎｙｌ］ｃａｒｂｏｎｙｌ］−Ｌ−ｈｉｓｔｉｄｙｌ−Ｌ−ｐｒｏｌｉｎａｍｉｄｅ）、リプレシン、下垂体ホルモン（例えば、ＧＨＧ、ＨＭＧ、ＨＣＧなど）、黄体卵胞、アルファＡＮＦ、成長因子放出因子（ＧＨＲＦ）、ベータＭＳＨ，ソマトスタチン、ブラジキニン、ソマトトロピン、血小板由来成長因子、アスパラギナーゼ、ブレオマイシン硫酸塩、キモパパイン、コレシストキニン、絨毛膜ゴナドトロピン、コルチコトロピン（ＡＣＴＨ）、エリトロポイエチン、エポプロステノール（血小板凝集抑制因子）、グルカゴン、ヒアルロニダーゼ、インターフェロン、インターロイキン２、メノトロピン（ウロフォリトロピン（ＦＳＨ）と、黄体形成ホルモン）、オキシトシン、ステプトキナーゼ、組織プラズミノゲン活性薬、ウロキナーゼ、バソプレッシン、副腎皮質ホルモン（ＡＣＴＨ）類似化合物、ＡＮＰ、ＡＮＰクリアランス抑制因子、アンギオテンシンＩＩ拮抗薬、抗利尿ホルモン作動薬、抗利尿ホルモン拮抗薬、プロスタグランジン拮抗薬、ペンチゲチド、プロテインＣ、プロテインＳ、レニン抑制因子、チモシンアルファ−１、血栓崩壊薬、ＴＮＦ、ワクチン、バソプレッシン拮抗薬、類似化合物、ＶＩＰ、アルファ−１抗トリプシン（組換型）などがある。
本発明は、不連続的に搬送されるように構成される薬剤の搬送において、特に有用である。この例としては、排卵を促進するＬＨＲＨの搬送、食事時のインシュリンの搬送、偏頭痛や継続性の偏頭痛症及び／又は群発性の頭痛を治療するための抗偏頭痛薬の搬送、間欠的な下痢を治療するための抗下痢薬、間欠的な嘔吐を治療するための抗嘔吐薬、アンギナを治療するための血管拡張神経薬、などが、含まれる。本発明の特に好適な使用は、痛みを制御するためのフェンタニール、スフェンタニール、モルヒネ、又はそれに関係する化合物などの鎮痛薬の患者自身の始動による電気輸送式の搬送である。
本発明に従って電気輸送デバイスを動作させる制御回路及び方法は、広範囲の電気輸送デバイスにおける使用に適している。本発明と共に用いることができる電気輸送式薬品搬送デバイスの例が、参照番号４１０を付され、図４に図解されている。デバイス４１０は、ここではドナー電極４１２とカウンタ電極４１４と称する２つの電流が流れる部材を有する。電極４１２、４１４は、金属などの導電性の材料で作られている。例えば、電極４１２、４１４は、金属フォイル、金属スクリーン、カレンダリング（calendaring）又はフィルム・エバポレーション（evaporation）によって、又は、バインダ・マトリクス内で導電性のフィルタ（例えば、金属粉末、粉末化されたグラファイト、カーボン・ファイバなど）を混合することによって、適切な背景上に配置又は塗られた金属、などから形成されている。適切な金属には、銀、亜鉛、塩化銀、アルミニウム、プラチナ、ステンレス・スチール、金、チタニウムが、含まれる。最も好ましくは、アノード電極は、銀で作られ、カソード電極は、塩化銀で作られる。アノードとして銀が好ましいのは、人体に対する毒性が比較的低いからである。カソードとして塩化銀が好ましいのは、塩化銀が減少することによって、人体に対して内性的である塩素イオンを生じるからである。
ドナー及びカウンタ電極４１２、４１４は、ドナー貯蔵装置（reservoir）４１６とカウンタ薬剤貯蔵装置４１８にそれぞれ隣接して配置される。ドナー貯蔵装置４１６は、搬送される薬剤を含み、他方で、カウンタ薬剤貯蔵装置４１８は、典型的には、生体適合的な電解塩を含む。ドナー貯蔵装置４１６とオプショナルなカウンタ薬剤貯蔵装置４１８とは、その中に十分な量の液体を吸収して保持する任意の材料であり、電気輸送によってそれを通過して薬剤が透過する。例えば、綿やその他の吸収性の織物から成るガーゼ、パッド、スポンジなどを、自然でも合成でも、用いることができる。更に好ましくは、貯蔵装置４１６、４１８の素材は、少なくとも部分的には、親水性のポリマ材料から、構成される。親水性ポリマが好ましいのは、水が好適なイオン輸送媒体であり、親水性ポリマは、比較的高い平衡度の水内容物を有するからである。最も好ましくは、貯蔵装置４１６、４１８の素材は、少なくとも部分的には、非溶解性の親水性ポリマである。溶解性の親水性ポリマよりも非溶解性のポリマ素材が好ましいのは、構造的な理由による。
天然及び合成の親水性ポリマーが使用し得る。適切な親水性ポリマーはポリビニルピロリドン類、ポリビニルアルコール、ユニオンカーバイド社によって製造されているＰｏｌｙｏｘ（登録商標）のようなポリエチオレンオキサイド類；オハイオ州アクロンのＢＦ  グッドリッチによって製造されているＣａｒｂｏｐｏｌ；Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）とブレンドされたＰｏｌｙｏｘ（登録商標）のようなポリオキシエチレンまたはポリエチレングリコールとポリアクリル酸のブレンド、ポリアクリルアミド、Ｋｌｕｃｅｌ（登録商標）、Ｓｅｐｈａｄｅｘ（ファルマシア  ファインケミカルズ，ＡＢ，Ｕｐｐｓａｌａ，スウェーデン）のような架橋デキストラン、澱粉−グラフト化ポリ（ナトリウムアクリレート−ｃｏ−アクリルアミド）であるＷａｔｅｒ  Ｌｏｃｋ（登録商標）（グレイン  プロセッシング社、ムスカチン、アイオワ）、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、低置換ヒドロキシプロピルセルロース及びＡｃ−Ｄｉ−Ｓｏｌ（ＦＭＣ社，フィラデルフィア，ペンシルバニア）のような架橋−Ｎａ−カルボキシメチルセルロースのようなセルロース誘導体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート（ナショナルパテントデベロップメント社）のようなヒドロゲル類、天然ガム、キトサン、ペクチン、澱粉、グアガム、ローカストビーンガム等、並びにこれらのブレンドを含む。
貯蔵溜めマトリックスは望まれる薬剤、電解質、または他の成分（単数または複数）を不活性ポリマーと、溶融ブレンド、溶媒キャスティングまたは押出しのような方法によってブレンドすることによって形成されるポリマーマトリックス構造体であり得る。カウンター貯蔵溜め（貯蔵装置）４１８は次の電解質のいずれか１種またはそれ以上を含む：ＮａＣｌのようなアルカリ金属塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、カルボン酸塩及びリン酸塩のようなアルカリ土類金属塩、アスコルビン酸塩、クエン酸塩及び酢酸塩のような有機塩；Ｃｕ-2、Ｆｅ-2、Ｆｅ-3、キノリン、ヒドロキノン、Ａｇ-2及びＩＯ3-のようなレドックス種を含む電解質；及び他のバイオコンパチブルな塩及び緩衝剤。塩化ナトリウムはカウンター貯蔵溜め４１８のために適した電解質塩である。配送されるべき薬剤及び電解質に加えて、貯蔵溜め４１６及び４１８は染料、顔料、不活性充填剤等の他の慣用の材料を含み得る。ドナー電極４１２とドナー貯蔵装置４１６とは、カウンタ電極４１４とカウンタ貯蔵装置４１８とから、電気的短絡を防止する電気的絶縁物によって、分離されている。絶縁物４２０によって、ドナー貯蔵装置４１６又はドナー電極４１２とカウンタ電極４１４又はオプショナルなカウンタ貯蔵装置４１８との間の、直接的なイオン移動、すなわち、短絡が防止される。絶縁物の目的を考慮すれば、絶縁物４２０は、好ましくは、イオンと電子との両方の通過に関して不透過的である疎水性材料から作られている。好ましくは、絶縁材料は、貯蔵装置のポリマと強く結合することのできる材料であり、それによって、デバイスに対して全体的な構造上の統合性を与える。好適な絶縁材料は、ポリイソブチレン、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）を含む。
デバイス４１０は、防水性で好ましくは電気的に絶縁性の材料から構成された背面層４２２を有する。更に、この背面層４２２は、デバイスに、いくらかの構造上の統合性を与える。
電力は、電流発生及び制御回路によって供給される。この様子は、図４において、１つ又は複数のバッテリを含む層４２４として概略的に示されている。パナソニック・モデルＣＲ２０２５などの１つ又は複数の３ボルトのボタン・セル・バッテリが、デバイス４１０の電力を供給するのに適している。層４２４の電源は、電極４１２、４１４と電気的に接触しており、それぞれの電極は、層４２４の電源の他方の極に電気的に接続されている。層４２４はまた、電気輸送デバイス４１０の動作を制御する電子回路を含み、デバイス４１０は、不連続的に、電気輸送電流を患者に供給するようになっている。従って、層４２４は、例えばオンデマンドの投薬方法によって患者が手動でシステムをオン・オフでき、又は、所望の周期性をもってシステムをオン・オフし、例えば身体の自然な、すなわち、日周性（circadian）のパターンに一致させることができるように設計された回路を含む。比較的単純なコントローラ又はマイクロプロセッサが、時間の関数として電流を制御して、パルスや正弦波などの複雑な電流波形を発生させることができる。制御回路は、バイオセンサと、生体信号をモニタして治療を評価しそれに従って薬品搬送を調整する何らかのタイプのフィードバック・システムとを含む。
デバイス４１０は、この実施例では、周辺的な接着層４２８によって、身体表面４００に接着する。オプショナルな受動的フラックス制御膜４３０が、身体表面４００とドナー貯蔵装置４１６との間に配置される。
デバイス４１０は、更に、別の特徴も含む。例えば、デバイスの身体表面接触表面上の取り外し可能な保護ライナ（図示せず）がある。更に、デバイス４１０における構成要素は、不必要又はオプショナルである。カウンタ貯蔵装置４１８が、例えば、オプショナルな構成要素の例である。また、電極４１２及び４１４が、ガルバニック結合（galvanic couple）が存在するように選択されれば、独立の電源、例えば層４２４の中の１つ又は複数のバッテリは、オプショナルな構成要素となる。従って、図４のデバイス４１０は、本発明の構成と共に用いることができる電気輸送式の搬送デバイスの単なる一例である。
本発明の制御システムの好適実施例は、特定用途向けの集積回路（ＡＳＩＣ）として、実現できる。ただし、以下の記載から明らかなように、それ以外の技術又はデバイスを用いて本発明を実現できる。図１Ａから図１Ｃを参照すると、図に示されているすべての構成要素は、ＡＳＩＣとして実現されているが、図１ＣのＡＳＩＣの境界線１５の右側に示されている構成要素と、押下ボタン・スイッチ１８（図１Ａ）とは、例外である。
図３に示されている電気輸送式搬送デバイス１６０は、ＡＳＩＣ１５０、バッテリ３０、ＡＳＩＣの外部のいくつかの構成要素を含む。外部の要素には、電圧ブースト回路のためのインダクタ５６、ＬＥＤインジケータ１２０、ビーパ１３０、押下ボタン・スイッチ１８などが含まれ、これらは、回路ボード１４１上に設置され、ハウジング１４０、１４２の内部に入れられている。デバイス１６０は、治療の間に患者の皮膚上に装着するように構成される。回路ボード１４１は、トップ・ハウジング１４０とボトム・ハウジング１４２との間に保持される。ボトム・ハウジング１４２には、電極１４３、１４４と受け入れるための溝（リセス）が形成されている。これらの電極は、回路の出力端子８０、８１に接続されている。ジェル１４５及び１４６が、ボトム・ハウジング１４２におけるリセス１４７、１４９の中の電極１４３、１４４と接触している。このジェルの一方は、搬送される薬剤を含み、他方は、生体適合的な電解塩（例えば、。ＮａＣｌ）を含む。接着層１４８が、底部、すなわち、電気輸送式搬送デバイスの皮膚接触側に設けられ、患者の皮膚に接触して、デバイスをジェル１４５、１４６が皮膚と接触した状態で保持されるようにする。押下ボタン・スイッチ１８がトップ・ハウジング１４０の外側にアクセス可能に設けられ、ＬＥＤ１２０も、トップ・ハウジング１４０において提供されたアパーチャを通してユーザに見えるように設置されている。
図１Ａに見られるように、押下スイッチ１８は、デジタル制御２０に接続している。このデバイスの多くの機能が、図２の流れ図を参照して後に説明するように、デジタル制御２０によって、調整される。デジタル制御２０は、回路の種々の側面を動作させ制御する多数の出力を含む。これは、図１Ａでは、シャットダウン、ＬＥＤ、ビーパ、１Ｖ／０．５Ｖ、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、及びクロックとして、指示されている。クロック信号が、クロック・モニタ発振器１６をイネーブルし、クロック・モニタ発振器１６は、（図２示された多くの他の回路のように）ＶＢＡＴＴからから動作電圧を受け取り、出力クロック信号を、デジタル制御２０の入力に与える。
発振器出力が、デジタル制御２０からピン９上にテスト・ポイントとして与えられ、ピン６は、入力Ｖｐｐをハイ電圧に対して与えて、ＥＰＲＯＭセルを構成する。
参照番号２２は、バンドギャップ基準発生回路を示す。この回路は、ＶＢＡＴＴに対して作用し、ＡＳＩＣ内の必要なバイアス電圧を発生しまた電流出力とモニタリング回路とによって用いられる基準を設定するのに用いられる安定規制基準電圧を生じる。特に、バンドギャップ基準２２は、リード２３上に基準電圧を生じ、その１つの分岐は、バイアス発生器２６（図１Ｂ）に至る。この回路は、基準バイアス電圧を生じる。この基準バイアス電圧は、バイアス１からバイアス７と称され、示されているように、回路の他の種々の部分によって、用いられる。
リード２３の別の分岐は、分圧器３０（図１Ａ）に接続される。分圧器３０は、多数の中間的な電圧タップを含み、これらは、１．４０Ｖから５５０ｍＶの間で変動することが示されている。１．０５Ｖから１．４０Ｖのタップは、スイッチ３２によって、選択可能である。５５０ｍＶから９００ｍＶのタップは、スイッチ３３によって、選択可能である。そして、スイッチ３２、３３は、スイッチ３４によって選択され、それによって、スイッチ３２又は３３からの選択された基準電圧が、リード３５の上に提供される。この電圧は、以下で説明するように、、過小電圧をモニタするのに用いられる。
分圧器３０の底部から、リード３９は、別の分圧器４０に接続される。その底部端子は接地されている分圧器４０は、２５ｍＶの間隔で、２５ｍＶから４２５ｍＶまで変動する電圧タップを与える。スイッチ４２、４３は共に動作して、それぞれ、スイッチ４２及び４３によって、隣接する電圧の対が選択される。これらの電圧対は、後で説明するように、出力電流と過剰電流基準とを設定するのに用いられる。スイッチデバイス３２、３３、３４、４２、４３は、図１Ａではスイッチとして表されているが、ＡＳＩＣでは、トランジスタを流れる値を切り換えるＥＰＲＯＭ選択の送信ゲートとして、実現されている。これらのデバイスのための設定は、工場において、ＡＳＩＣのためのダイの封止の前のテスト・フェーズの間に、ＥＰＲＯＭのプログラミングによって、行われる。ダイは、封止の前であればアクセス可能であるが完成したＡＳＩＣではリード（線）として外に出ていない、テスト及びプログラミングのための多数のパッドを有する。プログラミングにおいては、所望の送信ゲート・スイッチ設定のための論理コードが適切なダイ・パッドの上に配置され、ハイ電圧Ｖｐｐがピン６においてパルス化される。これが、必要なスイッチ設定のそれぞれに対して、反復される。また、所望の服用時間間隔とロックアウト時間間隔とに対する設定も、後で詳しく説明するが、ＥＰＲＯＭのプログラミング技術を用いてＡＳＩＣの中へプログラムされる。通常は、製造されるすべてのデバイスが、同じプログラムされた値を有する。しかし、デバイスの開発及びテストの間には、プログラム可能性の特徴を利用して、同じダイの設計を用いながら、デバイスの異なるモデルを製造することもできる。
分圧器３０からの１．２０Ｖの基準は、リード２４上を、バンドギャップ基準２２まで、バッテリの変化にもかかわらず分圧器の電圧を一定に維持する規制基準として運ばれる。
デジタル制御２０の遮断（シャットダウン）出力は、インバータを介し、更に５００Ｋの抵抗を介して、バンドギャップ基準２２に接続される。デジタル制御２０の遮断出力は、以下で説明するように、遮断モードの間には、バンドギャップ基準２２の機能を、ディセーブルする。
分圧器３０からの１．００Ｖ基準は、リード５０を介して、この回路の出力電流発生部分によって用いられるブースト電圧ＶＢｏｏｓｔの発生を制御する。特に、リード５０は、コンパレータ５１（図１Ｂ）に接続し、このコンパレータ５１は、ゲート５２に接続する。ゲート５２は、また、クロック入力を受け取り、イネーブルされると、インダクタ・ドライブであるリード５３上にパルスを提供する。図１Ｃに示されるように、このインダクタ・ドライブは、トランジスタ・スイッチ５５を介して接続され、このトランジスタのコレクタは、インダクタ５６を介して、ＶＢＡＴＴ電圧に接続される。トランジスタ５５のスイッチングにより、ハイ電圧パルスが生じ、このパルスは、ダイオード５７とコンデンサ５８とによって、整流されフィルタリングされる。リード５９の上に提供される電圧は、主に出力電流発生器によって用いられるブースト電圧Ｖｂｏｏｓｔである。リード５９の分岐はまた、５００Ｋの抵抗を、基準点として、コンパレータ５１の入力に接続する。Ｖｂｏｏｓｔ電圧の一部分である（６７Ｋ／５００Ｋ＋６７Ｋ）＊Ｖｂｏｏｓｔは、１ボルトの基準と比較され、パルスが、その負の入力が１ボルトよりも小さいときには常に、コンパレータ５１の出力によって与えられる。デジタル制御２０からとインバータ２１からとの遮断信号は、ゲート５２の入力とスイッチ６０とに与えられ、また、６７Ｋの抵抗に接続され手、コンパレータ５１の負の入力に至る。遮断信号によって、搬送が開始されない限り、Ｖｂｏｏｓｔ電圧の発生が阻止される。
スイッチ４３（図１Ａ）において選択された電圧基準は、リードＥを介して、演算増幅器７０（図１Ｂ）の非反転入力に印加される。この増幅器は、また、バイアス電圧及びＶＢＯＯＳＴを受け取るように接続され、その出力は、リード７９を介して、有益な薬剤の電気輸送式の搬送のために、正の出力電流端子８０に接続される。端子８０、８１は、デバイスのドナー及びカウンタ電極（例えば、図３に図解されたデバイスの電極１４３、１４４）に接続される。１キロオームの抵抗８５が、出力端子８１から、信号グランドに接続される。０．１μＦ（マイクロファラッド）のコンデンサ８６が、端子８１から信号グランドに接続され、リード８２を通過する電流信号からのすべてのノイズをフィルタリングするフィルタとして、機能する。第２の０．１μＦのコンデンサ８７は、端子８０と端子８１との間に接続される（すなわち、図３に図解されたデバイスの電極１４３と１４４との間）。コンデンサ８７は、電極１４３及び１４４、貯蔵装置１４５及び１４６、及び／又はその相互の又は患者の皮膚とのインターフェースから生じる電流信号におけるすべてのノイズをフィルタリングするフィルタとして機能する。コンデンサ８６及び８７は、図１の電流／電圧モニタリング回路における好ましいがオプショナルな素子であり、その理由は、これらのコンデンサは、デバイスによって患者に対して与えられる電流及び電圧レベルにおけるピークやバレーをフィルタリングによって除去するように機能するからである。与えられた電気輸送電流及び電圧のフィルタリングは、与えられた電流及び／又は電圧の瞬時値ではなく平均値をモニタし、その平均の電流及び／又は電圧をそれに対する所定の限界値と比較することによって、達成される。これにより、また、所定の受け入れ可能なレンジの外側の電圧及び／又は電流の拡張された値ではなく過渡的な値によって生じる電気輸送駆動電流の「誤った」ディセーブルの回数を減少させるのに役立つ。リード８２は、負の出力端子８１を抵抗８３に接続し、更に、リード８４を介して、演算増幅器７０の反転入力に接続される。演算増幅器７０とそれに付随する素子とによって、出力電流ドライブとデバイスの規制機能とを形成される。特に、選択された電圧が選択スイッチ４３から演算増幅器７０に印加されると、これによって、対応する量の出力電流が生じるが、この電流は、皮膚の抵抗値と抵抗８５とを介して、反転入力に至るフィードバック・ループによって規制される。演算増幅器７０は、このようにして、選択された出力電流を駆動するのに必要な電圧を、それがどのようなものであれ、（電源ＶＢＯＯＳＴの範囲内で）制御する。
最少の電流、過剰（過大）電流、及び過小電圧に対する出力電流と回路パフォーマンスとに対するチェックは、追加的な回路によって行われる。コンパレータ９０（図１Ｂ）とそれに付随する回路とが、患者の皮膚における電圧降下をモニタして、過剰電圧条件が存在する際には、連続的な動作を回避するように切り換わる。コンパレータ９０は、リード７９から、プラスの出力電流である電圧を、その反転入力において受け取る。リード３５における電圧は、プログラミングの際に選択されて、スイッチ３４の選択とスイッチ３２又は３３の選択とに依存して、皮膚の両側で０．５ボルト又は１．０ボルトの安全なマージンを与える。この値は、やはりリード７９上に生じる１Ｋの抵抗８５の両端での電圧降下も考慮したものである。典型的な正常な動作においては、皮膚の両側では、約１．５ボルトの電圧が存在する。この回路は、電極における所定の電圧降下（例えば、０．５ボルト）よりも小さい値も、これは、インピーダンスが低すぎるという問題を示しているのだが、チェックすることができる。従って、例えば、出力電流が２５０マイクロアンペアに設定され、過小電圧が０．５ボルトに設定される（スイッチ３４）場合には、スイッチ３３は、７５０ｍＶにプログラムされるが、これは、０．５ボルトのマージンに抵抗８５の両端での２５０ｍＶの電圧降下を加えた値である。コンパレータ９０の出力は、過小電圧条件時には切り換わり、過小電圧信号をデジタル制御２０に提供する。
コンパレータ１００及び１１０（図１Ｂ）は、ロー及びハイの出力電流を示すために提供される。リード８４からのフィードバック電圧は、コンパレータ１００の反転入力と、コンパレータ１１０の非反転入力とに与えられる。コンパレータ１００の非反転入力は、リードＦと分圧器４０の２５ｍＶのタップとから、基準電圧を受け取る。この基準電圧は、２５マイクロアンペアの出力端子８０及び８１を流れる電流に対応する。コンパレータ１００の出力は、従って、出力電流が、デジタル制御２０によって用いられる２５アンペアよりも大きいか小さいかを示す信号を提供する。
コンパレータ１１０は、その反転入力において、分圧器４０のプログラムされた選択スイッチ４２からリードＧ上を基準電圧を受け取る。この基準電圧は、出力演算増幅器７０のために４３によって選択されたプログラムされた基準と対（ペア）になり、コンパレータ１１０は、通常は、選択された出力電流よりも、例えば２５マイクロアンペアである所定の量だけ大きな出力電流を検出するように設定される。コンパレータ１１０は、このようにして、実際の出力電流が所定の量だけ選択された出力電流を超えるかどうかを指示する出力信号を提供する。
デジタル制御２０は、また、ＬＥＤ１２０とビーパ１３０と（図１Ｃ）も制御する。これらは、患者や医療関係者への種々の指示を提供するのに用いられる。デジタル制御２０からのＬＥＤ信号は、増幅器１２１（図１Ｂ）に印加され、この増幅器１２１は、バイアス及びバッテリ電圧を受け取る。増幅器１２１の出力は、リード１２２（図１Ｃ）を介して、可視的であるようにハウジングに設けられているＬＥＤ１２０のカソードに接続される。ＬＥＤ１２０のアノードは、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴに接続される。この回路は、デジタル制御２０を付勢して、ＬＥＤ１２０をオン及びオフに切り換える。
デジタル制御２０からのビーパ信号は、バッファ増幅器１３１（図１Ｂ）に接続され、また、インバータ１３２を介してバッファ増幅器１３３にも接続される。これらのバッファ増幅器１３１及び１３３の出力は、ビーパー（マイナス）及びビーパ（プラス）リードを介して、ビーパ１３０（図１Ｃ）に至る。この回路は、デジタル制御２０をイネーブルして、ビーパ１３０を選択的に付勢する。
図１Ａから図１Ｃの回路の動作を、次に、図２に図解されている動作的な流れ図を参照して、説明する。このデバイスは、ＥＰＲＯＭのプログラミングを介して、所望の出力電流、過剰電流の限度、更には、搬送の継続時間とロックアウト間隔の継続時間に関して、前もってプログラムされている。動作は、図２のステップ２００に示されている当初のバッテリ挿入によって開始する。僅かな時間遅延がステップ２１０において与えられ、回路のスタートアップと安定とを可能にする。この二重のビープ（警報）は、ユーザに対して、システムがバッテリの挿入に応答することを確認する機能を有する。このシステムは、ステップ２０５においてリセットされ、次に、システムは、押下ボタン１８の押下を待機する。
このシステムは、所定の短い時間内に（例えば、約３秒の間に）押下ボタン１８を患者や医療関係者が押下することによって付勢する（所定の、例えば１０分間などの期間間隔の間、電気輸送電流を供給する）ように設計されている。これは、患者が誤って押下ボタンにぶつかったり押下してしまったりすることによって生じる、デバイスの意図しない付勢を防止するためである。押下ボタンの第１の押下がなされると、３秒タイマ関数がステップ２０７において付勢される。ステップ２０８によって表されている１２５ｍｓのスイッチ・バウンス間隔の後で、システムは、ステップ２１０において、第２の押下を待機する。３秒の間に第２の押下が生じない場合には、ステップ２０９は待機をアボートして、制御をステップ２０２に戻る。次に、システムは、スタートアップを再び経由して、ステップ２０６においてキーの押下を待機する。
第２のキー押下が３秒以内に検出され、ユーザが電気輸送式の薬品搬送の開始を望むことを示す場合には、制御は、デバウンス・ステップ２１７を介してステップ２２０に至り、出力を付勢して、ステップ２１６において、確認のビープを最初に開始させる。電気輸送電流出力が付勢されるのと同時に、タイマがステップ２２１で開始され、ＬＥＤ１２０がステップ２２２で付勢されて、システムが動作しており電流／薬品を搬送していることを示す。上述したように、人間の皮膚などの生きている生体膜は、電気輸送電流が供給されてから最初の時期には揺らぐ傾向がある。従って、ステップ２２１において開始したタイマは、少なくとも約４０秒、好ましくは、少なくとも約８０秒、最も好ましくは、約１００秒の期間周期を計数するように設定されている。動作の最初の１分から２分の間には、出力電流は、上述したように、皮膚のインピーダンスは動作の開始時から最初の１分から２分の間に広く揺らぐことがあり得るので、開始し安定することが許容される。最初の１分から２分の時間周期が経過した後で、システムは、供給された電流（電流が多すぎるのと少なすぎるのと両方）、電極の両端の電圧降下の３つの動作パラメータを同時にかつ連続的にチェックし始める。
これらの動作パラメータのチェックに関しては、以下で更に詳細に述べる。
過小電流条件のチェック
ステップ２３０は、供給される電流が少なすぎ、従って、患者に搬送される薬品が少なすぎることを、連続的にチェックする。このような過少電流条件は、電極／貯蔵装置が、非常に硬化した（カルスを形成している）皮膚や異常に高いインピーダンス／抵抗値を有する皮膚に配置された場合や、電気輸送電流ドライブ回路の機能が正常ではない場合に、生じ得る。ステップ２３０では、コンパレータ１００（図１Ｂ）の条件をチェックし、電流が２５マイクロアンペアよりも大きい場合には、制御は、ステップ２３０を通るループを保つ。出力電流が２５マイクロアンペアのレベルよりも低い場合には、制御は、経路２３２上に示されているように進み、電気輸送電流の搬送をアボートする。２つのビープが、ステップ２３３から２３５において発生され、制御ステップ２０５に進み、システムをリセットして、再度試みるまで、２回の連続的なキー押下を待機する。
最少の電流がステップ２３０においてチェックされている間に、出力電圧は、ステップ２４０においてチェックされる。これは、コンパレータ９０によって行われる（図１Ｂ）。電極の両端での電圧降下（ＡＶ）が所定の最小のレベルよりも上にある場合には、制御は、連続的に、ステップ２４０を介して、ループ状に戻る。出力における電圧は所定のレベル（例えば、０．５ボルト）よりも下にある場合には、制御は、ビープ２４１と遅延２４２とを通過して経路２３２に至り、先に述べたように、システムをリセットする。
同様に、ステップ２４５は、供給される電流が多すぎ、従って、患者に搬送される薬品が多すぎるかどうかを、連続的にチェックする。このような過剰電流条件は、電極／貯蔵装置が、切り傷のある皮膚や擦りむいた皮膚に配置された場合や、電気輸送電流ドライブ回路の機能が正常ではない場合に、生じ得る。過剰電流のチェックは、コンパレータ１０９（図１Ｂ）によって行われる。電流が、所定のレベルに２５マイクロアンペアを加えた値を超える場合には、制御は、ビープ２４１と遅延２４２とを介して、経路２３２に至り、先に述べたように、システムをリセットする。従って、過小電圧、過少電流、又は過剰電流の条件が１分から２分の変化期間の後で生じると、これは、何らかのタイプの問題を示しており、結果的に、出力は消勢し、システムをリセットすることになる。また、種々のビープ２４６、２４１、２３３、２３５は累積的であるから、実際に発せられたビープの数は、３つのモニタされているパラメータの中のどれが仕様からずれているのかを示している。従って、ユーザは、指導の後で、１分から２分待機することができ、問題が生じている場合には、１分から２分の終了時のビープの数が、問題のタイプを指示する。電極が適切に配置されていない可能性もあり、調整した後で２回のキー押下によって、動作を再び開始させることができる。
出力がステップ２３０において付勢されるのと同時に、タイマが、ステップ２５０において始動される。ステップ２５０のタイマは、電気輸送電流が供給される時間の長さを制御する。この時間周期は、搬送される特定の薬品、患者の身体内部での薬品の所望の濃度、治療における条件などによって、変動する。痛みを制御するフェンタニール（鎮痛剤）を電気輸送式の搬送をする特定の例を考えてみると、薬品搬送の周期は、典型的には、５分から２０分の範囲にある。この搬送周期の終了時には、出力は、ステップ２５２において、自動的に消勢される。これはまた、ステップ２５４において、２４時間のタイミング機能を開始させる。２４時間の終わりには、電気輸送電流ドライブ回路は、永久的に消勢される。これにより、デバイスの使用が確実に限定されて、濫用の潜在性が制限を受ける。
ここまでに説明したステップ（流れ図の左側）は、当初の薬品搬送の場合のためのものである。後に続く搬送に関しては、制御は、以下で説明するステップ（流れ図の右側）によって統制される。後に続く搬送動作は、全体的には、当初の場合と同じであるが、いくつか追加的な機能が加わっている。これには、搬送の間にロックアウト遅延を挿入したことと、ユーザによる服用のロギングと報告とが含まれる。
出力がステップ２５２において消勢された後で、ロックアウト遅延機能が、ステップ３０３において、オプションで、始動される。これによって、それぞれの薬品搬送周期に続く義務的な待機周期の長さが制御される。待機周期は、搬送される特定の薬品、患者の身体内部での薬品の所望の濃度、治療における条件などによって、変動する。痛みを制御するフェンタニール（鎮痛剤）を電気輸送式の搬送をする特定の例を考えてみると、待機又はロックアウトの周期は、典型的には、３０分までの範囲にある。ＬＥＤ１２０は、ステップ３０５においてオフになり、制御は、ステップ３１０に進んで、押下ボタンにキー押下を待機する。キー押下及びデバウンス周期３１１の後で、ステップ３１２は、搬送又はロックアウト遅延が進んでいるかをテストする。判断が否定的である場合には、制御は、第２のキー押下のためにステップ３１５に進み、ユーザが次の薬品適用量の搬送を開始することを望んでいることを示す。これがステップ３１６の３秒タイミング機能の中で生じる場合には、制御は、デバウンス３１８とビープ３１９とを経由して、ステップ３２０において、出力を付勢する。これはまた、服用タイミング機能３２２を開始させるが、これはステップ２５０と同じであり、カウンタ３０１がインクリメントされ、別のロックアウト遅延３０３が設定される。
服用搬送がが開始されると、ＬＥＤ１２０がオンになり、１分から２分のタイマ３３１が始動される。この時間の終了時には、過剰電流、過少電流、過小電圧の測定がステップ３３０、３４０、３５０において、開始する。これらのどれかによってエラーが検出される場合には、出力は消勢されて、ＬＥＤはステップ３６０、３６１でオフになる。しかし、最初に、２から４のビープの連続音が発生されて、モニタリング機能の中のどれが問題を検出したのかを示す。これは、検出されたエラーに対応して、ステップ３３２、３４２、３５２において０、１、２に等しい変数に対する値をロードして、ステップ３５６から３５９をループ状に移動し、対応する数のビープを発生し、そして、ステップ３６０において制御から出て、出力を消勢することによって行われる。ここから、制御は、ステップ３１０に戻り、キー押下を待機する。ロックアウト・タイマは付勢されていないので、ユーザは、次の服用を開始することができる。しかし、問題がそのまま存在し続けると、１分から２分の時間周期の後で、再び、消勢される。
回路に対する予めプログラムされた値は、意図した使用に従って、選択される。例えば、先に説明したフェンタニールの搬送の例では、ユニットは、２５０μＡの電流に対して設定され、過剰電流は、２７５μＡに設定され、過小電圧（０．５ボルトに設定されたΔＶに対して）は、７５０ｍＶに設定され、搬送時間は、１０分に設定され、ロックアウト時間はゼロに（すなわち、ロックアウトは存在しない）設定される。これらのプログラムされた設定は、単に例示であり、発明の技術的範囲を制約するものではまったくない。これ以外の設定を、別の応用例に対して用いることができる。
上述の回路の説明と好適実施例の動作から、本発明が、改良型の電気輸送デバイスを提供することは明らかである。このデバイスは、薬剤搬送の動作パラメータに関して改良されたモニタリングを提供する。これは、服用と服用の間のオプションのロックアウト間隔の長さに関する所定の制約の内部で、例えば痛みに対する投薬の患者自身が開始させる搬送に特に適用できる。
【図１】
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【図１Ｂ】
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【図１Ａ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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