УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТРОЙСТВА ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВЕННОГО АЭРОЗОЛЯ
CONTROL DEVICE FOR DRUG AEROSOL DELIVERY DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к управляющему устройству для устройства доставки лекарственного аэрозоля, системе доставки лекарственного аэрозоля, способу управления устройством доставки лекарственного аэрозоля, элементу компьютерной программы для управления таким устройством или системой, а также к компьютерочитаемому носителю информации, хранящему такой элемент компьютерной программы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В ЕР 1 525 893 А2 описано устройство в виде небулайзера для доставки лекарственного средства. Небулайзер содержит средства для определения длительности импульса распыления во время вдоха, причем такие средства включают в себя средства для измерения дыхательного объема пациента, средства измерения времени для измерения продолжительности вдоха, средства для хранения оценочного объема верхних дыхательных путей пациента и средства для вычисления длительности импульса на основе результатов измерения и сохраненной оценки. Альтернативный небулайзер содержит средства для прогнозирования дыхательного объема, в том числе средства для измерения максимального объема выдоха пациента, средства измерения времени для измерения продолжительности вдоха и средства для расчета дыхательного объема на основе результатов измерения; и средства для распыления лекарственного средства, средство для мониторинга паттерна дыхания пациента, а также средства для управления средствами распыления для обеспечения импульсов различной длительности и соотношения  фазы вдоха в зависимости от паттерна дыхания.
Такие обычные небулайзеры или устройства для доставки лекарственного аэрозоля содержат блок управления для реализации адаптивного алгоритма доставки аэрозоля для контроля времени доставки лекарственного средства в виде аэрозоля пользователю или пациенту с определенным паттерном дыхания. Обычный адаптивный алгоритм доставки аэрозоля также анализирует короткие периоды вдыхаемого потока в качестве вдохов с целью прогнозирования продолжительности следующего вдоха. Однако такие кратковременные периоды вдыхаемого потока могут представлять собой аномалии паттерна дыхания, которые могут быть вызваны, например, сознательными попытками пациентов управлять переходом от вдоха к выдоху или движением языка по мундштуку перед началом непосредственного вдоха.
Если паттерн дыхания пациента таков, что в нем присутствуют данные нарушения дыхания, доля времени, затраченного на доставку аэрозоля при каждом вдохе, будет уменьшена, а общая продолжительность лечебной процедуры будет увеличена. Увеличение продолжительности лечебной процедуры, при этом, связано с плохим соблюдением режима лечения.
В US 5 201 322 описано устройство для регистрации воздушного потока и его направления через канал с первым и вторым отверстиями для прохождения потока воздуха. Устройство содержит пьезоэлектрический датчик, расположенный внутри канала. Датчик генерирует первый электрический сигнал, когда воздух проходит через канал в первом направлении, и второй электрический сигнал, когда воздух проходит через канал во втором направлении, противоположном первому направлению.
В US 2005/0183725 A1 описан датчик текучей среды для активации и управления различными компонентами устройства для ингаляции. Датчик содержит акустический элемент, расположенный внутри устройства для ингаляции, для обнаружения жидкости внутри устройства и выходных сигналов, представляющих частоту, направление и/или амплитуду текучей среды. Эти сигналы управляют и активируют электростатическую пластину и/или высокочастотный вибратор.
В US 5 944 680 описан способ прогнозирования критических состояний, связанных с дыханием пациента. Способ включает мониторинг по меньшей мере одной характеристики формы волны дыхательного усилия пациента для обнаружения дыхательного события. Дыхательное событие может наблюдаться в начале вдоха, а характеристика формы волны дыхательного усилия является по меньшей мере одним из наклона и амплитуды. В ответ на регистрируемое начало вдоха может быть проведена его стимуляция.
В ЕР 765 631 А2 описано устройство для мониторинга дыхания пациента. Устройство содержит средства для генерирования сигнала дыхания, имеющего амплитудные модуляции, которые представляют дыхание пациента, а также артефакты дыхания, и средства обработки, соединенные со средством генерирования и реагирующие на сигнал дыхания.
В US 6 537 228 B1 описан способ и устройство, реализуемые в датчике апноэ, которые осуществляют мониторинг импедансных пневмографических сигналов дыхания и частоты сердечных сокращений пациента. Мониторинг сигналов дыхательной экскурсии осуществляют для разрешения дыхательных событий, т.е. восстановления дыхания, вдохов и выдохов.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, имеет место необходимость в обеспечении улучшенного управляющего устройства для устройства доставки лекарственного аэрозоля, которое, в частности, позволит сократить продолжительность лечебной процедуры.
Задача настоящего изобретения решена посредством объектов по независимому пункту формулы изобретения, при этом дополнительные варианты реализации включены в зависимые пункты формулы изобретения.
Следует отметить, что аспекты настоящего изобретения, описанные далее, также применимы к управляющему устройству для устройства доставки лекарственного аэрозоля, системе доставки лекарственного аэрозоля, способу управления устройством доставки лекарственного аэрозоля, элементу компьютерной программы и компьютерочитаемому носителю информации.
В соответствии с настоящим изобретением, представлено управляющее устройство для устройства доставки лекарственного аэрозоля. Управляющее устройство содержит блок выдачи, блок обработки и блок управления. Блок выдачи выполнен с возможностью выдачи данных о продолжительности ингаляции за один вдох. Блок обработки выполнен с возможностью сравнения выданных данных о продолжительности ингаляции с заданным пороговым значением продолжительности ингаляции, а также с возможностью отфильтровывать выданные данные о продолжительности ингаляции, находящиеся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции. Блок управления выполнен с возможностью управления устройством доставки лекарственного аэрозоля на основе отфильтрованных данных о продолжительности ингаляции.
Выданные данные о продолжительности ингаляции за вдох могут содержать один или несколько измеренных сигналов дыхания, показателей дыхания, периодов ингаляции, длительности ингаляций или значений времени ингаляции, или же интерпретированы в качестве таких данных.
Сравнение выданных данных о продолжительности ингаляции с заданным пороговым значением продолжительности ингаляции может быть интерпретировано как регистрация артефактов и/или резких скачков параметров данных продолжительности ингаляции. Артефакты и/или резкие скачки могут быть интерпретированы в качестве кратковременных вдохов и/или расстройств паттерна дыхания, вызванных, например, непрерывными попытками пользователя управлять переходом от вдоха к выдоху или движением языка по мундштуку перед началом непосредственного вдоха, или т.п.
Заданное пороговое значение продолжительности ингаляции может составлять от 50 мс до 1000 мс или от 100 мс до 400 мс, или может составлять около 250 мс.
Отфильтрованные данные о продолжительности ингаляции представляют собой данные, полученные после того, как выданные данные о продолжительности ингаляции были отфильтрованы.
Управляющее устройство для устройства доставки лекарственного аэрозоля, в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает возможность сокращения продолжительности лечебной процедуры. Это достигается за счет того, что управляющее устройство может реализовывать алгоритм для управления временем доставки лекарственного средства в виде аэрозоля пользователю с определенным паттерном дыхания. Таким образом, управляющее устройство может препятствовать тому, чтобы кратковременные периоды ингаляционного потока приводили к сокращению времени, отводимому на распыление при вдохах пациента, и тем самым препятствовать увеличению общей продолжительности лечебной процедуры. Иными словами, настоящее изобретение не позволяет алгоритму сокращать периоды доставки аэрозоля при кратких периодах ингаляции и/или расстройствах паттерна дыхания, вызванных, например, сознательно управляемым переходом от вдоха к выдоху, или движением языка по мундштуку устройства доставки лекарственного аэрозоля, или тому подобным. Достигаемое преимущество заключается в том, что общее время лечения остается коротким и поддерживается соблюдение эффективного режима лечения.
Указанное преимущество достигается за счет улучшенного управления артефактами и/или резкими скачками параметров данных о продолжительности ингаляции. Это означает, что данные артефакты регистрируют и отфильтровывают. Такой артефакт может быть зарегистрирован, если данные о продолжительности ингаляции находятся, например, в диапазоне от 50 мс до 1000 мс и, предпочтительно, составляют всего 250 мс. Фильтрация может включать игнорирование данных о продолжительности ингаляции или замену данных о продолжительности ингаляции предыдущим скользящим средним значением. Иными словами, настоящее изобретение предотвращает учет периодов ингаляционного потока, составляющих менее, чем, например, 250 мс, при прогнозировании продолжительности следующего вдоха и установке продолжительности доставки аэрозоля при следующем вдохе.
Фильтрация может представлять собой удаление или игнорирование выданных данных о продолжительности ингаляции, находящихся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции. Кроме того, фильтрация может представлять собой замену выданных данных о продолжительности ингаляции, находящихся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции, значением из базы данных, средним значением или скользящим средним значением предыдущего вдоха. Таким образом, блок обработки может быть выполнен с возможностью обработки выданных данных о продолжительности ингаляции до предыдущего скользящего среднего значения за один вдох. Замена выданных данных о продолжительности ингаляции, находящихся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции, посредством скользящего среднего значения предыдущего вдоха исключает вероятность того, что расчет даст сбой при наличии последовательных вдохов, которые меньше порогового значения.
j
Предыдущее скользящее среднее значение может представлять собой, например, скользящее среднее значение по трем вдохам. Скользящее среднее значение также может быть основано на любом другом количестве вдохов, например, скользящее среднее значение по пяти вдохам, или взвешено для удаления воздействия со стороны предшествующих вдохов, например, экспоненциально взвешенное скользящее среднее значение. Если, например, количество n ингаляций больше трех, то скользящее среднее значение τ по трем вдохам может быть рассчитано путем суммирования продолжительностей ингаляций по трем предыдущим вдохам и деления на три. Для случаев, когда продолжительность ингаляции меньше заданного порогового значения продолжительности ингаляции, например, 250 мс, данную продолжительность ингаляции заменяют предыдущим скользящим средним значением τ. В приведенном ниже примере все взятые значения времени  превышают 250 мс:
Если одна выданная или измеренная продолжительность τ ингаляции составляет менее 250 мс, например, , скользящее среднее значение по трем вдохам будет вычислено с использованием
где среднее скользящее значение по трем вдохам при количестве ингаляций, составляющем n-2, используют для замены измеренной продолжительности  ингаляции, которая составляет менее 250 мс.
Скользящее среднее значение τ по трем вдохам используют для расчета времени, в течение которого аэрозоль будут доставлять для следующего вдоха. Управляющее устройство, в соответствии с настоящим изобретением, может быть использовано для регулируемой доставки аэрозоля в высокотехнологичных небулайзерах, таких как «Philips Ineb». Устройство доставки лекарственного аэрозоля может представлять собой небулайзер на сетчатой основе.
В одном примере блок управления выполнен с возможностью вычисления прогнозируемого времени ингаляции для последующей ингаляции пользователю на основе отфильтрованных данных о продолжительности ингаляции.
В одном из примере блок управления дополнительно выполнен с возможностью вычисления целевой продолжительности импульса аэрозоля для последующей ингаляции пользователю на основе отфильтрованных данных о продолжительности ингаляции.
В одном примере блок выдачи дополнительно выполнен с возможностью выдачи данных об ингаляционном потоке, и при этом блок обработки дополнительно выполнен с возможностью фильтрации данных о потоке, составляющих приблизительно от нуля до среднего значения данных о потоке.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, предложена система доставки лекарственного аэрозоля. Система доставки лекарственного аэрозоля содержит устройство доставки аэрозоля и управляющее устройство, как описано выше. Управляющее устройство выполнено с возможностью управления устройством доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля выполнено  с возможностью доставки аэрозоля пользователю. Устройство доставки аэрозоля может представлять собой адаптивное устройство доставки аэрозоля для высокотехнологичных небулайзеров, таких как «Philips Ineb». Устройство доставки лекарственного аэрозоля может представлять собой небулайзер на сетчатой основе.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предложен способ управления устройством доставки лекарственного аэрозоля. Способ включает следующие этапы, которые не обязательно следуют друг за другом:
- выдача данных о продолжительности ингаляции за один вдох,
- сравнение выданных данных о продолжительности ингаляции с заданным пороговым значением продолжительности ингаляции,
- отфильтровывание выданных данных о продолжительности ингаляции, находящихся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции, и
- управление устройством доставки лекарственного аэрозоля на основе отфильтрованных данных о продолжительности ингаляции.
Способ управления устройством доставки лекарственного аэрозоля, в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает возможность сокращения продолжительности лечебной процедуры и соблюдение эффективного режима лечения. Это достигается за счет того, что артефакты и/или резкие скачки параметров данных о продолжительности ингаляции регистрируют и отфильтровывают. Такой артефакт может быть зарегистрирован, когда данные о продолжительности ингаляции находятся, например, в диапазоне от 50 мс до 1000 мс. Фильтрация может включать игнорирование данных о продолжительности ингаляции или замену данных о продолжительности ингаляции предыдущим скользящим средним значением. Таким образом, управляющее устройство может препятствовать сокращению времени, затрачиваемому на распыление при актах вдоха пациента, под влиянием коротких периодов ингаляционного потока и тем самым препятствовать увеличению общей продолжительности лечебной процедуры.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, представлен элемент компьютерной программы, который содержит средства компьютерного кода, обуславливающие выполнение управляющим устройством для устройства доставки лекарственного аэрозоля или системой доставки лекарственного аэрозоля, заявленных в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения, этапов способа управления устройством доставки лекарственного аэрозоля, заявленного в соответствующем независимом пункте формулы изобретения на способ, когда компьютерная программа запущена на компьютере, который управляет управляющим устройством для устройства доставки лекарственного аэрозоля или системой доставки лекарственного аэрозоля.
Следует понимать, что управляющее устройство для устройства доставки лекарственного аэрозоля, система доставки лекарственного аэрозоля, способ управления устройством доставки лекарственного аэрозоля, элемент компьютерной программы для управления таким устройством или системой и компьютерочитаемый носитель информации, хранящий такой элемент компьютерной программы, в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения, имеют подобные и/или идентичные предпочтительные варианты реализации, в частности, описанные в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует также понимать, что предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения может быть любая комбинация зависимых пунктов формулы изобретения с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.
Эти и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными и будут пояснены со ссылкой на варианты реализации, описанные далее.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее будут описаны варианты реализации изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, где:
На Фиг. 1 показан схематический чертеж примера системы доставки лекарственного аэрозоля.
x
На Фиг. 2 показана последовательность из четырех вдохов, при этом каждый вдох имеет продолжительность ингаляции, составляющую t секунд, причем все они составляют более 250 мс.
На Фиг. 3 показана последовательность из пяти вдохов с одним вдохом, имеющим продолжительность ингаляции менее 250 мс.
На Фиг. 4 показаны основные этапы примера способа управления устройством доставки лекарственного аэрозоля.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Фиг. 1 схематически и в качестве примера изображен вариант реализации системы 1 доставки лекарственного аэрозоля. Система 1 доставки лекарственного аэрозоля содержит устройство 2 доставки аэрозоля и управляющее устройство 10. Устройство 2 доставки аэрозоля выполнено с возможностью доставки аэрозоля пользователю. Управляющее устройство 10 выполнено с возможностью управления устройством 2 доставки аэрозоля. Для этого управляющее устройство 10 содержит блок 11 выдачи, блок 12 обработки и блок 13 управления. Блок 11 выдачи выполнен с возможностью выдачи данных о продолжительности ингаляции за один вдох. Блок 12 обработки выполнен с возможностью сравнения выданных данных о продолжительности ингаляции с заданным пороговым значением продолжительности ингаляции, а также с возможностью отфильтровывать выданные данные о продолжительности ингаляции, находящиеся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции. Блок 13 управления выполнен с возможностью управления устройством 2 доставки лекарственного аэрозоля на основе отфильтрованных данных о продолжительности ингаляции.
Система 1 доставки лекарственного аэрозоля и управляющее устройство 10 для устройства 2 доставки лекарственного аэрозоля, в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают возможность сокращения продолжительности лечебной процедуры. Это достигается за счет того, что управляющее устройство 10 может реализовывать алгоритм управления временем доставки лекарственного средства в виде аэрозоля пользователю с определенным паттерном дыхания. Таким образом, управляющее устройство 10 может препятствовать сокращению времени, затрачиваемому на распыление при актах вдоха пациента, под влиянием коротких периодов ингаляционного потока, и тем самым препятствовать увеличению общей продолжительности лечебной процедуры.
В одном примере заданное пороговое значение продолжительности ингаляции составляет от 50 мс до 1000 мс. Еще в одном примере заданное пороговое значение продолжительности ингаляции составляет от 100 мс до 400 мс. В другом примере заданное пороговое значение продолжительности ингаляции составляет 250 мс. В одном примере фильтрация представляет собой удаление выданных данных о продолжительности ингаляции, находящихся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции.
В другом примере блок 12 обработки дополнительно выполнен с возможностью обработки выданных данных о продолжительности ингаляции с получением скользящего среднего значения за один вдох по трем вдохам, при этом фильтрация представляет собой замену выданных данных о продолжительности ингаляции, находящихся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции, скользящим средним значением по трем вдохам предыдущего вдоха.
j
На фиг. 2 и 3 предыдущее скользящее среднее значение представляет собой скользящее среднее значение по трем вдохам. Если, например, количество n ингаляций больше трех, то скользящее среднее значение τ по трем вдохам рассчитывают путем суммирования продолжительностей ингаляций по трем предыдущим вдохам с последующим делением на три. В данном примере, если продолжительность ингаляции меньше заданного порогового значения продолжительности ингаляции, составляющего 250 мс, данную продолжительность ингаляции заменяют предыдущим скользящим средним значением τ. В примере, показанном на фиг. 2, все взятые значения времени превышают 250 мс:
На фиг. 3, если одна выданная или измеренная продолжительность  ингаляции составляет менее 250 мс, то скользящее среднее значение по трем вдохам вычисляют с использованием
где скользящее среднее значение τ по трем вдохам при количестве ингаляций, составляющем n-2, используют для замены измеренной продолжительности  ингаляции, которая составляет менее 250 мс.
Скользящее среднее значение τ по трем вдохам используют для расчета продолжительности времени, в течение которого аэрозоль будут подавать при следующем вдохе.
На фиг. 4 схематически показаны этапы способа управления устройством 2 доставки лекарственного аэрозоля. Способ включает следующие этапы, которые не обязательно следуют друг за другом:
- на первом этапе S1 - выдают данные о продолжительности ингаляции за один вдох.
- на втором этапе S2 - сравнивают выданные данные о продолжительности ингаляции с заданным пороговым значением продолжительности ингаляции.
- на третьем этапе S3 - отфильтровывают выданные данных о продолжительности ингаляции, находящиеся ниже заданного порогового значения продолжительности ингаляции.
- на четвертом этапе S4 - управляют устройством 2 доставки лекарственного аэрозоля на основании отфильтрованных данных о продолжительности ингаляции.
В примере устройство 2 доставки лекарственного аэрозоля вычисляет прогнозируемое время ингаляции для последующей ингаляции пользователю на основе отфильтрованных данных о продолжительности ингаляции. В одном примере устройство 2 доставки лекарственного аэрозоля вычисляет целевую продолжительность импульса аэрозоля для последующей ингаляции пользователю на основе отфильтрованных данных о продолжительности ингаляции.
Согласно настоящему изобретению также предложена компьютерная программа или элемент компьютерной программы, который характеризуется тем, что он выполнен с возможностью выполнения этапов способа, в соответствии с одним из предыдущих вариантов реализации, в соответствующей системе.
Таким образом, элемент компьютерной программы может быть сохранен в вычислительном блоке, который также может быть частью варианта реализации настоящего изобретения. Такой вычислительный блок может быть выполнен с возможностью выполнения или запуска выполнения этапов описанного выше способа. Кроме того, он может быть выполнен с возможностью управления компонентами описанного выше устройства. Вычислительный блок может быть выполнен с возможностью автоматической работы и/или выполнения команд пользователя. Компьютерная программа может быть загружена в рабочую память процессора данных. Таким образом, процессор данных может быть выполнен с возможностью реализации способа, в соответствии с настоящим изобретением.
Данный вариант реализации настоящего изобретения охватывает как компьютерную программу, которая использует настоящее изобретение с самого начала, так и компьютерную программу, которая превращает существующую программу в программу, которая использует настоящее изобретение, посредством обновления.
Кроме того, элемент компьютерной программы может быть выполнен с возможностью обеспечения всех необходимых этапов для выполнения способа согласно варианту реализации, описанному выше.
Согласно настоящему изобретению также предложен компьютерочитаемый носитель информации, такой как CD-ROM, который содержит хранящийся на нем элемент компьютерной программы, который описан в предыдущем разделе.
Компьютерная программа может быть сохранена и/или распространена на подходящем носителе информации, таком как оптический носитель информации или твердотельный носитель информации, поставляемый вместе с другим аппаратным обеспечением или в качестве его части, но также может быть распространена в других формах, например, через сеть Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы.
Однако компьютерная программа также может быть представлена по сети, такой как всемирная компьютерная сеть, и она может быть загружена в рабочую память процессора данных из такой сети. Согласно еще одному иллюстративному варианту реализации настоящего изобретения также предложен носитель для обеспечения возможности загрузки элемента компьютерной программы, который выполнен с возможностью выполнения способа, в соответствии с одним из ранее описанных вариантов реализации изобретения.
Следует отметить, что варианты реализации изобретения описаны со ссылкой на различные объекты изобретения. В частности, некоторые варианты реализации описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на способ, тогда как другие варианты реализации описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на устройство. Тем не менее, специалисту в данной области техники из вышеизложенного и последующего описания будет ясно, что, если не указано иное, в дополнение к любой комбинации признаков, относящихся к одному типу объекта изобретения, также любая комбинация признаков, относящихся к различным объектам изобретения, считается описанной в настоящей заявке. Однако все отличительные признаки могут быть скомбинированы с обеспечением синергетических эффектов, которые представляют собой больше чем простое суммирование признаков.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и в вышеприведенном описании, такая иллюстрация и описание следует рассматривать в качестве иллюстрации или примера, а не в качестве ограничения. Настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами реализации. Другие варианты описанных вариантов реализации могут быть поняты и выполнены специалистами в данной области техники при реализации заявленного изобретения на практике после ознакомления с чертежами, описанием и зависимыми пунктами формулы изобретения.
В пунктах формулы изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а грамматические показатели единственного числа не исключают множественное число. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в пунктах формулы изобретения. Тот факт, что некоторые характеристики приведены в различных пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих характеристик не может быть использована для достижения преимущества. Все ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не следует толковать как ограничение объема притязаний.