CS227981B1

CS227981B1 - Apparatus for inhalation of medicinal aerosols with intermittent action

Info

Publication number: CS227981B1
Application number: CS559982A
Authority: CS
Inventors: Ondrej Brychta; Jozef Tlucko; Viktor Magdolen; Jozef Zan
Original assignee: Ondrej Brychta; Jozef Tlucko; Viktor Magdolen; Jozef Zan
Priority date: 1982-07-23
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1984-05-14

Description

Vynález se týká zařízení k inhalaci aerosolů s přerušovaným chodem v závislosti na dýchání pacienta. Dosud známá zařízení pro inhalaci aerosolů sestávají v principu z inspiračního zařízení pro dopravu a výrobu aerosolů, jež se nazývá generátor aerosolu a zařízení pro jeho ohřev. Uvedená zařízení tvoří funkční celek, přičemž k pohonu ispirečního zařízení tzv. generátoru aerosolu slouží tisková energie, zatímco pro ohřev se používá elektrická energie, případnS teplá voda.The present invention relates to an intermittent aerosol inhalation device depending on patient breathing. The previously known aerosol inhalation devices consist essentially of an inspiratory device for aerosol transport and production, called an aerosol generator and a device for heating it. Said devices form a functional unit, whereby the printing energy is used to drive the aspirating device of the so-called aerosol generator, while electric energy or hot water is used for heating.

Nevýhodou všech uvedených zařízení je, že při jeho spuštšní dochází k trvalému chodu inspiračního zařízení, což se projevuje trvalou výrobou aerosolových částic bez ohledu na skutečnost, že pacient spotřebovává aerosol rozptýlený v inspiračním plynu jen při nádechu a jeho frekvence je určená spontánní aktivitou pacienta. Uvedená nevýhoda má za následek více než dvojnásobnou spotřebu léčiv, spotřebu tlakové energie k vytvoření průtoku plynu v inspiračním traktu a výrobu aerosolových částí.The disadvantage of all said devices is that the triggering of the device causes the inspiratory device to run continuously, which is reflected in the continuous production of aerosol particles, despite the fact that the patient consumes the aerosol dispersed in the inspiratory gas only by inhalation and its frequency is determined by the patient's spontaneous activity. This disadvantage results in more than twice the consumption of medicaments, the consumption of pressure energy to create a gas flow in the inspiratory tract and the production of aerosol parts.

Zařízení, která tento nedostatek odstraňují, jsou zařízení s rytmickou dodávkou aerosolu s možností plynulé změny rychlosti cyklů daného rytmu. Nevýhodou těchto zařízeni však je, že pacient se musí přizpůsobovat tomuto rytmu, což při některých chorobách dýchacích cest je po určitém času velmi namáhavé. Shora uvedené nedostatky odstraňuje zeřízeni podle vynálezu, jehož podstatou je to, že na signální vstup je připojen výstup zesilovače tlaku s regulátorem citlivosti a signální vstup zesilovače tlaku je spojen se signálním výstupem oddělovače tlaku a zesilovač tlaku a pneumatické relé jsou připojeny k regulovatelnému zdroji tlaku a inhalační náústek připojený k výstupu generátoru aerosolu je opatřen refulovatelným přetlakovým ventilem. Zařízení dle vynálezu je dále význačné tím, že oddělovač tlaku je tvořen tryskou ústící do rozšířeného průřezu válcového otvoru hranou, přičemž signální výstup je tvořen otvorem ve stěně válcového otvoru.Devices that eliminate this deficiency are devices with rhythmic aerosol delivery with the possibility of continuously changing the cycle speed of the rhythm. However, the disadvantage of these devices is that the patient has to adapt to this rhythm, which in some respiratory diseases is very strenuous after some time. The aforementioned drawbacks are overcome by the apparatus of the present invention, wherein the pressure input is connected to a pressure amplifier output with a sensitivity regulator and the pressure amplifier signal input is connected to a pressure separator signal output and the pressure amplifier and pneumatic relay are connected to a controllable pressure source; the inhalation mouthpiece connected to the aerosol generator outlet is provided with a repressible pressure relief valve. The device according to the invention is further characterized in that the pressure separator is formed by a nozzle leading to an enlarged cross-section of the cylindrical opening by an edge, the signal output being formed by an opening in the wall of the cylindrical opening.

22798,22798,

Výhody tohoto zařízení k inhalaci aerosolů s přerušovaným Chodem spočívají v tom, že tlaková energie k dopravě aerosolu a jeho výroba se spotřebovává jen v době spontánního nádechu pacienta, který trvá cca 40 % cyklu, tj. nastává tu úspora cca 60 % tlaková .energie a léčiv v porovnání se zařízením doposud vyráběnými, kde tlaková energie k dopravě aerosolové směsi plynu a energie k výrobě aerosolu se odebírá trvale během celého dechového cyklu, přičemž právě únik do úkolní atmosféry je oněch 60 % aerosolu.Příkladné zobrazení zařízení pro inhalaci aerosolů je schématicky znázorněno na výkresu v osovém řezu.The advantages of this intermittent aerosol inhalation device are that the pressure energy to deliver the aerosol and its production is consumed only during the spontaneous inhalation of the patient, which lasts about 40% of the cycle, i.e. saving about 60% of the pressure. of medicaments compared to the devices produced so far, where the pressure energy to deliver the aerosol gas mixture and the energy to produce the aerosol is taken permanently throughout the breathing cycle, while the leakage to the task atmosphere is the 60% of the aerosol. in the drawing in axial section.

Ke generátoru £ aerosolu je ve směru průtoku inspiračních plynů připojeno inspirační potrubí 2, do něhož je vsazen inspirační zpětný ventil £ β pohyblivou částí £ a oddělovač £ tlaku se signálním výstupem 6, přičemž tryska £ injektorů 8 a tryska £ generátoru £ aerosolu jsou připojeny k inverznímu výstupu £0 pneumatického relé 11. na jehož signální vstup 12 je připojen výstup 13 zesilovače 14 tlaku s regulátorem 15 citlivosti a signální vstup 16 zesilovače 14 tlaku je spojen se signálním výstupem 6. oddělovače £ tlaku.An inspiratory line 2 is connected to the aerosol generator 6 in the direction of flow of the inspiratory gases, into which the inspiratory check valve 6 and the pressure separator 6 with the signal outlet 6 are inserted, the injector nozzle 8 and the aerosol generator nozzle 6 being connected to the. an inverse output 60 of the pneumatic relay 11, to whose signal input 12 the output 13 of the pressure booster 14 is connected with the sensitivity regulator 15 and the signal input 16 of the pressure booster 14 is connected to the signal output 6 of the pressure separator.

Zesilovač 14 tlaku a pneumatické relé 11 jsou připojeny k regulovatelnému zdroji 17 tlaku a inhalační naustek 18 s regulovatelným přetlakovým ventilem 20 je připojen k výstupu 19 regulátoru £ aerosolu. Oddělovač £ tlaku je tvořen tryskou 21. jež ústi do rozšířeného průřezu válcového otvoru 22 hranou 23. přičemž signální výstup 6, je tvořený otvorem 24 ve stěně 25 válcového otvoru 22. přičemž maximální vzdálenost stěny 26 otvoru 24 od hrany 23 je menší než dvojnásobek průměru trysky 21 a maximální délka válcového otvoru 22 je větší než čtyřnásobek průměru válcového otvoru 22 a jeho průměr je maximálně dvojnásobek průměru trysky 21.The pressure booster 14 and the pneumatic relay 11 are connected to a controllable pressure source 17 and the inhalation nozzle 18 with the controllable pressure relief valve 20 is connected to the outlet 19 of the aerosol regulator 6. The pressure separator 6 is formed by a nozzle 21 which opens into an enlarged cross-section of the cylindrical bore 22 by an edge 23. The signal output 6 is formed by an opening 24 in the wall 25 of the cylindrical bore 22. and the maximum length of the cylindrical bore 22 is greater than four times the diameter of the cylindrical bore 22, and its diameter is at most twice the diameter of the nozzle 21.

Zařízení pracuje tak, že nejprve se uvede v činnost regulovatelný zdroj 17 tlaku a regulátor 15 citlivosti zesilovače 14 tlaku se nastaví ručně. Na výstupu 13 zesilovače H tlaku vznikne signál, který na vstupu 12 pneumatického relé 11 zruší tlak v inverzním výstupu £0 pneumatického relé 11 a tím i přenos tlaku do trysky £ injektorů £ a trysky '£ generátoru £.The device operates by first actuating a controllable pressure source 17 and adjusting the sensitivity regulator 15 of the pressure booster 14 manually. At the output 13 of the pressure booster 11, a signal is generated which, at the input 12 of the pneumatic relay 11, cancels the pressure in the inverse output 60 of the pneumatic relay 11 and thereby transmits pressure to the injector nozzle 6 and generator nozzle 6.

Při inhalaci, tj. při spontánním nádechu pacienta vznikne v inspiračním potrubí £ podtlak úměrný hmotnosti pohyblivé části £ v inspiračním zpětném ventilu £, který se přenese oddělovačem £ tlaku do signálního výstupu 6 a do vstupu 16 zesilovače 14 tlaku a na výstupu 13 zesilovače 14 tlaku signál zanikne. V inverzním výstupu 10 pneumatického relé 11 vznikne tlak, který se přenese do trysky £ injektorů 8 a trysky £ generátoru £ aerosolu.Upon inhalation, i.e. spontaneous inhalation of the patient, a vacuum proportional to the mass of the movable portion 6 in the inspiratory check valve 6 is generated in the inspiratory line 6, which is transferred by the pressure separator 6 to signal output 6 and inlet 16 of pressure booster 14 and the signal disappears. A pressure is generated in the inverse outlet 10 of the pneumatic relay 11, which is transferred to the injector nozzle 8 and the aerosol generator nozzle 6.

Tlak v trysce £ injektorů vyvolá v trysce £ generátoru £ aerosolu průtok plynu, který se sacím účinkem v injektorů 8 znásobí na několikanásobnou hodnotu průtoku plynu v trysce £ injektorů 8 a proud plynu dynamickým tlakem zdvihne pohyblivou část £ inspiračního zpětného ventilu £ a plyn proudí tímto ventilem £ do trysky 21 oddělovače £ tlaku, kde plyn v zúženém průřezu trysky 21 zvýší rychlost a turbulentní proud ee ne hraně 23 odtrhne a vytvoří ve válcovém otvoru 22 rozšiřující se turbulentní profil, jehož sací účinek v otvoru 24 vyvolá zvýšený podtlak, který se přenese signálním výstupem £ ne vstup 16 zesilovače tlaku ££ a tím podrží na výstupu 13 zesilovače tlaku nulovou úroveň signálu i v případě, kdy v inspiračním potrubí £ začne narůstat přetlak daný odporem inspiračního potrubí £ generátoru £ aerosolu a inhalačním náustkem 18.The pressure in the injector nozzle 6 induces a gas flow in the aerosol generator nozzle 4, which multiplies by the suction effect in the injectors 8 to a multiple of the gas flow in the injector nozzle 8, and the gas flow dynamically presses up the movable portion through a valve 6 into the nozzle 21 of the pressure separator, where the gas in the narrowed cross section of the nozzle 21 increases the velocity and breaks off the turbulent flow at the edge 23 and creates a widening turbulent profile in the cylindrical bore 22. through the signal output 6, the pressure booster input 16, thus retaining a zero signal level at the pressure booster output 13, even if the overpressure given by the resistance of the aerosol generator inspiratory line 6 and the inhalation mouthpiece 18 increases in the inspiratory line.

Tlak v trysce £ generátoru £ aerosolu vyvolá rychlost plynů a tím nebulizeční účinek a aerosolové částice jsou inspiračním průtokem unášeny směrem zmenšujícího se. tlaku do inhalačního náustku 18 a do dýchacích cest pacienta. Podle spontánní dechové potřeby, obsluha zařízení nebo pacient může zmenšit, případně zvětšit inspirační přítok zařízení změnou tlakové energie ne regulovatelném zdroji tlaku 17. přičemž přetlak ne výstupu ££ z generátoru £ aerosolu nemůže být větší, než je hladině přetlaku nastavená na regulovatelném přetlakovém ventilu 20. V okamžiku, kdy spontánní nádech paciente přejde do spontánního výdechu, tlakový spád v inhalačním náustku se obrátí, čímž vzroste v inepi3 řečním potrubí 2, který se přenese do oddělovače % tlaku, průtok plynu v trysce 21 se zmenší, tím ee zmenši rychlost plynu v trysce 21 a podtlak v otvoru 24. Tím v signálním výstupu 6, a tím i ve vstupu 16 zesilovače 14 tlaku zanikne podtlakový signál, který udržoval výstup 13 zesilovače 14 tlaku v nulovém stavu.The pressure in the nozzle 6 of the aerosol generator 6 produces a gas velocity and thus a nebulizing effect and the aerosol particles are carried in the direction of decreasing by the inspiratory flow. pressure into the inhalation mouthpiece 18 and into the patient's airways. Depending on the spontaneous respiratory need, the operator of the device or the patient may reduce or increase the inspiratory inflow of the device by varying the pressure energy at the controllable pressure source 17. wherein the overpressure at the aerosol generator outlet 6 may not be greater than the overpressure level set on the controllable relief valve 20. When the patient's spontaneous breath becomes spontaneous exhalation, the pressure drop in the inhalation mouthpiece reverses, thereby increasing in the inepipation conduit 2 which is transferred to the pressure separator%, the gas flow in the nozzle 21 decreases, thereby reducing the gas velocity Thus, in the signal output 6 and thus in the inlet 16 of the pressure booster 14, the vacuum signal which kept the outlet 13 of the pressure booster 14 in a zero state is lost.

Zánikem podtlakového signálu vznikne na výstupu 13 tlakový signál, který se přenese do vstupu 12 pneumatického relé 11 . na jehož inverzním výstupu 10 zanikne průtok a tím zanikne i pohonná energie trysky 2. injektoru 8, a trysky generátoru £ aerosolu- a tím průtok plynu v inspiračním potrubí 2. ^a výroba aerosolu v generátoru aerosolu a pohyblivá část £ v inspiračním zpětném ventilu £ se vrátí na sedlo ventilu. V okamžiku opakovaného spontánního nádechu se cyklus opakuje. Hodnotu podtlaku, když je činnost zařízení aktivovaná, je možno měnit regulátorem 15 citlivosti na zesilovači 14 tlaku.The termination of the vacuum signal generates a pressure signal at the output 13, which is transmitted to the input 12 of the pneumatic relay 11. at whose inverse outlet 10 the flow is lost and thus the driving energy of the nozzle 2 of the injector 8 and the nozzle of the aerosol generator 8 and thus the gas flow in the inspiratory line 2 ^{and the} aerosol production in the aerosol generator and returns to the valve seat. At the time of repeated spontaneous inhalation, the cycle is repeated. The vacuum value, when the operation of the device is activated, can be changed by the sensitivity regulator 15 on the pressure booster 14.

Claims

An intermittent-run medicinal aerosol inhalation device, comprising an aerosol generator with an inspiratory piping, having an inspiratory non-return valve with a movable portion and a pressure separator with a signal outlet, in which the injector nozzle and the aerosol generator nozzle are connected to an inverse output of the pneumatic relay, characterized in that the signal output (12) f is connected to an output (13) of the pressure amplifier (14) with a sensitivity regulator (15) and a signal input (16) of the pressure amplifier (14) connected to the signal the outlet (6) of the pressure separator (5) and the pressure booster (14) and the pneumatic relay (11) are connected to an adjustable pressure source (17) and the inhalation nozzle (18) connected to the outlet (19) of the aerosol generator (1) pressure relief valve (20).

Device according to claim 1, characterized in that the pressure separator (5) is formed by a nozzle (21) opening into an enlarged cross-section of the cylindrical bore (22) by an edge (23), the signal output (6) being a bore (24). a wall (25) of the cylindrical bore (22).