DE3875169T2

DE3875169T2 - Durch signal intermittierend betaetigter vernebler.

Info

Publication number: DE3875169T2
Application number: DE8888110538T
Authority: DE
Inventors: James I C Lee; Otto G Raabe
Original assignee: Vortran Medical Tech Inc
Current assignee: Vortran Medical Tech Inc
Priority date: 1987-07-08
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2008-07-02
Also published as: US4832012A; EP0298389A3; JPS6480372A; EP0298389B1; AU600877B2; AU1874188A; CA1291683C; EP0298389A2; ATE81296T1; DE3875169D1

Description

Technisches Feld

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zerstäuber bzw. auf ein entsprechendes Verfahren zum Erzeugen eines medizinischen Aerosols für die Inhalationstherapie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12. Ein derartiges Gerät und Verfahren sind sowohl aus WO 84102 656 als auch aus DE-2 809 255 bekannt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Zerstäuber, die in Verbindung mit mechanischen Beatmungsgeräten verwendet werden, die zum Beatmen der Lungen von Patienten, die nicht ohne Hilfe atmen können, dienen.

Stand der Technik

Die dünne Lungenhaut stellt einen leicht zu durchdringenden, bequemen und im allgemeinen sicheren Weg dar, um eine schnelle Aufnahme von Medikamenten durch den Körper zu erreichen. Dies ist insbesondere wünschenswert, wenn die Lungen selbst erkrankt oder verletzt sind. Solche Medikamente oder Drogen werden den Lungenläppchen im allgemeinen in Form eines feinen Nebels oder Aerosols zugeleitet, das durch die Nase oder den Mund des Patienten in die Lunge eingeatmet wird. Eine Vielzahl verschiedener Geräte, die Fachleuten als Zerstäuber bekannt sind, wurden entwickelt, um Flüssigkeiten zu diesem Zweck in feine Aerosole umzuwandeln, vergleiche beispielsweise WOA 8402656 (ETELA-HAMEEN KEUHKOVA-MMAYHDISTYS); DE-A-3008406 (VEB KOMBINAT MEDIZIN UND LABORTECHNIK); US-A-4279250 (VALENTA et al.); DE-A-2809255 (RO- SENTHAL); DE-A-3000222 (HAKKINEN). Das einfachste dieser Geräte ist ein handgeführter Zerstäuber, der eine Flüssigkeit in ein Aerosol umwandelt, wenn ein Balg zusammengepreßt wird, um einen Luftstrahl zu erzeugen, der das Medikament zerstäubt und aus dem Zerstäuber ausstößt. Um effektiv zu sein, müssen die Aerosole mit hohen Konzentrationen und mit Tröpfchengrößen in dem respirablen Bereich (aerodynamischer Mediandurchmesser < 5 Mikrometer) bereitgestellt werden.
Zerstäuber sind besonders nützlich zum Einleiten und zur Fortführung der Respirationstherapie in Verbindung mit Respiratoren, mechanischen Ventilations- oder Beatmungsgeräten (im folgenden allgemein als Respiratoren bezeichnet), die benutzt werden, um die Lungen von Patienten mit schweren Atemstörungen zu beatmen. Während einige Respiratoren konstruktionsmäßig Zerstäuber einschließen, ist das bei vielen nicht der Fall. Zerstäuber, die in die Konstruktion solcher Respiratoren integriert sind, weisen oft erhebliche Nachteile auf. Ein solcher Nachteil ist die erheblich eingeschränkte Medikamentenkapazität zum Zerstäuben, was häufige Unterbrechungen in der Therapie erforderlich macht, wenn das Zerstäuberreservoir mit neuen Medikamenten aufgefüllt wird.
Ein anderer offensichtlicher Nachteil solcher vorhandenen Systeme ist das Fehlen von Mitteln zum Umrühren des Medikaments. Das ist besonders wichtig, wenn das flüssige Medikament als Suspension vorliegt und ein Absetzen verhindert werden muß. Das Umrühren darf jedoch nicht so heftig sein, daß Turbulenzen erzeugt werden, die die Zerstäubung behindern oder zerstören könnten.
Schließlich sind einige Zerstäuber für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt. Dadurch werden offensichtlich Druckgas und Medikamente verschwendet, da der Patient einen positiven Effekt nur während der Einatmungsphase erfährt. Diejenigen Zerstäuber, die für eine unterbrechende Betriebsweise ausgelegt sind, d. h. nur während der Einatmungsphase betrieben werden, werden im allgemeinen durch die Bewegung von Gas durch den Respirator während des Einatmens ausgelöst. Dies hat eine leichte Verzögerung in der Zuführung des Medikaments zu dem Patienten zur Folge, da ein Anteil von nicht medikamentiertem Gas in die Lungen gelangt, bevor der Zerstäuber zu arbeiten beginnt. Daher nimmt der Patient nicht die maximal mögliche Menge des Medikaments während der Einatmungsphase auf.
Die meisten, wenn nicht alle derartigen Zerstäuber sind in Respiratoren eingebaut, in denen die Einatmungs- und Ausatmungsphasen des Atemzyklus durch Änderungen des Luftdrucks, die der Patient selbst verursacht, ausgelöst werden. Derartige "Anforderungs"-Respiratoren sind bei solchen Patienten nicht anwendbar, deren Atemsystem gelähmt ist und unfähig ist, selbst kleine Änderungen des Luftdrucks zu bewirken. Diese Patienten werden durch mechanische Respiratoren unterstützt, in denen die Phasen des Atemzyklus durch elektrische Signale ausgelöst werden. Für Patienten an solchen Respiratoren gibt es derzeit keine bequemen Behandlungseinrichtungen.
Es besteht daher der Bedarf für einen Zerstäuber, der an einen mechanischen Respirator, insbesondere an solche, bei denen der Atemzyklus durch ein elektrisches Signal gesteuert wird, anschließbar ist und der eine ausreichende Vorratskapazität aufweist, um eine kontinuierliche Behandlung über mehrere Stunden zu ermöglichen, der das Absetzen von Suspensionen oder Gemischen verhindern kann, ohne zerstäubungszerstörende Turbulenzen zu erzeugen, und der den Patienten das Medikament genau zu Beginn der Einatmungsphase des Atemzyklus liefert, um sicherzustellen, daß der Patient einen maximalen Betrag des Medikaments während der Einatmungsphase ohne unnötige Verschwendung erhält.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Synchronisieren der Zerstäubung eines flüssigen Medikaments mit einer externen elektrischen Signalquelle, die ein erstes und ein zweites elektrisches Signal erzeugen kann, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein Gehäuse, welches ein Reservoir zum Bereithalten eines flüssigen, zu zerstäubenden Medikaments enthält;
einen Aerosol-Wandler zum Zerstäuben des flüssigen Medikaments;
eine einzelne Quelle für Druckgas; und
eine Leitung zum Anschluß des Druckgases an den Aerosol- Wandler;
wobei der Aerosol-Wandler durch die Leitung an ein elektrisch betätigtes Magnetventil angeschlossen ist, das an einer Druckgasleitung angebracht ist;
wobei das Magnetventil zwei Einstellungen hat, eine erste Einstellung zum Verbinden der Druckgasleitung und des Aerosol- Wandlers durch die Leitung, und eine zweite Einstellung zum Verbinden der Druckgasleitung und eines turbinengetriebenen Mixers durch eine Leitung, um das flüssige, zu zerstäubende Medikament umzurühren, wobei das Magnetventil an die externe elektrische Signalquelle zur Aufnahme des erzeugten und synchronisierten Signals angeschlossen ist, um sich in die erste Einstellung zu bewegen, wenn das erste elektrische Signal empfangen wird, und um sich in die zweite Einstellung zu bewegen, wenn das zweite elektrische Signal empfangen wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der Erfindung und Ihrer Vorteile dient die detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Zerstäubers gemäß der vorliegenden Erfindung ist, der betriebsmäßig mit einem mechanischen Respirator verbunden ist;
Fig. 2 eine seitliche Schnittdarstellung des Zerstäubers der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 eine perspektivische Außenansicht von oben des Zerstäubers der vorliegenden Erfindung ist, der an eine externe Stromversorgung und einen Signalerzeuger angeschlossen ist; und
Fig. 4 eine perspektivische Oberansicht des Zerstäubers aus Fig. 3 im Schnitt ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt einen Zerstäuber gemäß der vorliegenden Erfindung, der betriebsmäßig mit einem mechanischen Respirator 70 verbunden ist. Der Zerstäuber enthält in einem Gehäuse - an einem Ende einer Druckgasleitung 4 - einen Druckgaseinlaß 2, der dazu ausgelegt ist, an eine Druckgasquelle angeschlossen zu werden. Vorzugsweise ist diese Druckgasquelle die selbe Quelle, die dem Respirator Sauerstoffangereicherte Luft liefert, und liefert Luft oder Sauerstoffgemisch unter Druck zu dem Zerstäuber mit bis zu etwa 345 kPa (50 psig).
Die Druckgasleitung 4 ist am anderen Ende mit einem elektrisch betätigten Zerstäuberventil 6 verbunden. Beispiele solcher Ventile, die sich als nützlich erwiesen haben, enthalten die Honeywell® Skinner® K4M ultraminiatur 4-Wege magnetbetriebene pneumatische Ventile und Numatic® magnetbetriebene Ventile.
Das Zerstäuberventil 6 ist durch elektrische Leitungen 8, 8ß mit einer elektrischen Signalquelle 72 am Respirator verbunden, die die Einatmungsphasen des Atemzyklus steuert. Beispiele solcher Signalquellen weisen eine Respiratorspule, wie beispielsweise ein magnetbetätigtes Einatmungsventil, ein externes elektronisches Überwachungssystem oder eine elektronische Schnittstelle auf, die an einen Signalgenerator am Respirator 70 angeschlossen ist, wie etwa eine Schnittstelle, die mit einer Logikschaltung im Respirator verbunden ist. Das entscheidende Kriterium hierbei ist, eine Signalquelle zu wählen, die mit dem Atemzyklus des Respirators synchron ist.
Das Zerstäuberventil 6 ist auch mit den Leitungen versehen, die die Druckgasquelle mit einer Turbinenleitung 10 und einer Zerstäuberleitung 12 verbinden. Das Zerstäuberventil 6 schaltet zwischen zwei Einstellungen nach Maßgabe der empfangenen elektrischen Ein-/Aus-Signale. In der ersten Einstellung, wenn während der Einatmung das elektrische Signal "Ein" ist, ist ein Durchgang zwischen der Druckgasleitung 4 und der Zerstäuberleitung 12 geöffnet und die Turbinenleitung 10 geschlossen. In der zweiten Stellung, wenn während der Ausatmung das elektrische Signal "Aus" ist, ist ein Durchgang zwischen der Druckgasleitung 4 und der Turbinenleitung 10 geöffnet und die Zerstäuberleitung 12 geschlossen. Wenn gewünscht, kann die Wirkung der Signale auch umgekehrt sein.
Mit ihrem anderen Ende führt die Turbinenleitung 10 in ein Ende der Kammer 14, die eine rotierende Turbine 16 umschließt, an der oben ein Magnet 18 angebracht ist. Am anderen Ende der Kammer 14 befindet sich eine Auslaßleitung 20.
Die Zerstäuberleitung 12 ist an ihrem anderen Ende an einem Aerosol-Wandler angebracht, der ein Flüssigkeitszufuhrrohr 24 aufweist, das in das Reservoir 26 hineinreicht. Das Reservoir 26 weist einen magnetischen Rührstab 28 auf, der am Boden des Reservoirs angeordnet ist. Die in dem Reservoir 26 enthaltene flüssige Medizin wird vorzugsweise durch ein Temperaturbad 34 auf konstanter Temperatur gehalten. Alternativ kann das Bad 34 gewechselt oder durch den Hahn 36 abgelassen werden. Der Zerstäuber ist an dem Respirator 70 an der Respirator-Eingangsleitung 30 und an der Zerstäuber-Ausgangsleitung 32 angeschlossen.
Die Betriebsweise dieses Zerstäubers in Verbindung mit einem mechanischen Respirator 70 macht viele Vorteile gegenüber den bekannten Zerstäubern deutlich. Druckgas mit einem Druck bis zu 345 kPa (50 psig) wird der Zerstäubereinheit durch den Druckgaseinlaß 2 kontinuierlich zugeführt. Das Druckgas kann vorgemischt und angereichert mit Sauerstoff sein.
Wenn der mechanische Respirator 70 die Einatmungsphase des Atemzyklus beginnt, schaltet die Signalquelle 72 in die "Ein"- Stellung, sobald sich der Respirator-Ausatmungsanschluß 74 schließt und sich der Respirator-Einatmungsanschluß 76 öffnet. Dieses Signal wird gleichzeitig von dem Zerstäuberventil 6 aufgenommen, das mit der Signalquelle 72 durch die elektrischen Leitungen 8, 8' verbunden ist, und schaltet das Zerstäuberventil 6 in seine erste Einstellung, wodurch ein Durchgang zwischen der Druckgasleitung 4 und der Zerstäuberleitung 12 geöffnet wird. Der Zufluß von Druckgas durch die Turbinenleitung 10 in die Kammer 14 wird unterbrochen, wodurch die Rührtätigkeit des magnetischen Rührstabes 28 im Reservoir 26 gestoppt wird. Druckgas fließt durch die Druckgasleitung 4, die Zerstäuberleitung 12 und in den Aerosol-Wandler 22, der das flüssige Medikament im Reservoir 26 in ein Aerosol wandelt, das Tröpfchen mit einem aerodynamischen Mediandurchmesser von < 5 Mikrometer aufweist. Das Aerosol wird in dem Luftraum oberhalb des Reservoirs 26 erzeugt. Im wesentlichen zu dem gleichen Zeitpunkt fließt Druckgas in den Respirator und tritt in den Zerstäuber durch den Zerstäubereingang 30 ein. Sofort bei Eintritt in den Zerstäuber trifft der Druckgasstrom auf die Wand 38, die den Luftstrom nach unten in den Luftraum über dem Reservoir 26 ablenkt, wo er die Aerosoltröpfchen aufnimmt und durch den Zerstäuberausgang 32 trägt und zurück in den mechanischen Respirator und schließlich in den Patienten führt. Daher wird sogar die Luft, die anfangs beim Start der Einatmungsphase in den Patienten eintritt, durch den Zerstäuber geführt und transportiert das Medikamenten-Aerosol.
Wenn der mechanische Respirator 70 die Ausatmungsphase des Atemzyklus einleitet, schaltet die Signalquelle 72 in die "Aus"- Stellung, der Respirator-Einatmungsanschluß 76 schließt sich, und der Respirator-Ausatmungsanschluß 74 öffnet sich. Gleichzeitig wird dieses Signal durch die elektrischen Leitungen 8, 8ß von dem Zerstäuberventil 6 aufgenommen und das Zerstäuberventil 6 in die zweite ("Aus") Stellung geschaltet, wodurch ein Durchgang zwischen der Druckgasleitung 4 und der Turbinenleitung 10 geöffnet wird. Das Druckgas tritt in die Kammer 14 ein, wo es auf die Blätter oder Flügel an der luftgetriebenen Turbine 16 trifft und diese bewegt, wodurch die Turbine 16 in Rotation versetzt wird. Der oben auf der Turbine 16 angebrachte Magnet 18 übt eine magnetische Kraft aus, und bewirkt die Drehung des magnetischen Rührstabes 28 im Reservoir 26, der die Flüssigkeit im Reservoir 26 umrührt. Das Druckgas fließt durch die Auslaßleitung 20 aus der Kammer 14 in die umgebende Atmosphäre.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Zerstäubers der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse 40 kann aus Kunststoff, Metall oder irgendeinem anderen zur Aufnahme eines flüssigen Temperaturbades geeigneten Material hergestellt sein. Das Temperaturbad 34 kann kalt oder heiß sein. Fachleuten sind viele Methoden bekannt, ein solches Bad auf eine bestimmte Temperatur zu bringen und bei einer konstanten Temperatur zu halten. Beispielsweise kann durch Verwendung eines Eiswasserbades das Medikament in Reservoir 26 auf 32ºF (0ºC) gehalten werden. Ein Temperaturbad 34 mit einer Temperatur oberhalb der Umgebungslufttemperatur kann durch Anwendung von Wärme auf die Außenfläche des Gehäuses 40 oder durch Einführen eines thermostatgesteuerten Heizelementes durch die Öffnung 44 in der Gehäuseabdeckung 42 erreicht werden, um das Flüssigkeitsbad auf die gewünschte Temperatur zu bringen und die Temperatur konstant zu halten.
Vorzugsweise ist eine Einrichtung zum Ablassen des Temperaturbades 34 vorgesehen. Dies kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden. Ein Weg ist in Fig. 2 dargestellt, wo ein drehbarer Hahn 36 am Boden des Gehäuses 40 vorgesehen ist, so daß wenn der Hahn 36 in einer offenen Stellung ist, ein Abflußweg aus dem Gehäuse 40 heraus geöffnet ist, der jegliche Flüssigkeit aus dem Temperaturbad 34 abfließen läßt, und daß, wenn der Hahn 36 in einer geschlossenen Stellung ist, der Abflußweg aus dem Gehäuse 40 heraus geschlossen ist.
Die Kammer 14 kann in eine hohle Vertiefung im Boden des Gehäuses 40 eingebaut werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Luftturbine 16 drehbar auf einer Platte 46 angebracht sein, die an den Seiten der hohlen Vertiefung befestigt ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Magnet 18 kann an der Oberseite der Turbine 16 befestigt oder in die Oberseite der Turbine 16 eingegossen sein, wie in Fig. 2 gezeigt. Wenn bei dieser Ausführungsform Druckgas zu der Turbine 10 geleitet wird, tritt das Gas in die Kammer 14 ein und trifft auf die Flügel der Turbine 16 und bewirkt die Drehung der Turbine 16 und des Magneten 18. Der Druckgasstrom kann dann die Kammer 14 auf irgendeinem verschiedener möglicher Wege verlassen. Beispielsweise kann die Platte 46 eine einzelne Auslaßleitung 20 aufweisen, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, oder kann perforiert sein, um den Druckgasstrom aus der Kammer 14 ausströmen zu lassen.
Wie oben bei der Beschreibung von Fig. 1 erwähnt, wird dem Zerstäuberventil 6 kontinuierlich Druckgas durch den Druckgaseinlaß 2 und die Druckgasleitung 4 zugeführt. Die Druckgasleitung 4 endet bei dem Zerstäuberventil 6, das einen Anschluß 7 zur Aufnahme der elektrischen Leitungen 8, 8' von der Respirator-Signalquelle aufweist. Das Zerstäuberventil 6 schaltet zwischen zwei Einstellungen nach Maßgabe der von der Respirator- Signalquelle durch die Leitungen 8, 8' empfangenen Signale. In der ersten Stellung öffnet das Zerstäuberventil 6 einen Durchgang zwischen der Druckgasleitung 4 und der Zerstäuberleitung 12 und sperrt die Turbinenleitung 10 ab. In der zweiten Stellung öffnet das Zerstäuberventil 6 einen Durchgang zwischen der Druckgasleitung 4 und der Turbinenleitung 10 und sperrt die Zerstäuberleitung 12 ab.
Die Turbinenleitung 10 und die Zerstäuberleitung 12 können aus irgendeinem Material hergestellt sein, das zur Leitung von Druckgas geeignet ist. Vorzugsweise sind sie jedoch aus Kunststoffröhren herzustellen, die abnehmbar angeschlossen werden, um nach der Benutzung eine leichte Reinigung und Sterilisierung der Teile der Zerstäubereinheit zu ermöglichen, und um die Entfernung der Reservoirabdeckung 48 zuzulassen, um Zugang zu dem Inneren des Reservoirs zu erlauben. Fachleuten sind verschiedene Wege geläufig, solche abnehmbaren Anschlüsse zu schaffen. Beispielsweise kann ein Wulst, wie der an dem Druckgaseinlaß 2 in Fig. 2, mit einem Außendurchmesser, der etwas größer als der Innendurchmesser der verwendeten Kunststoffröhren ist, verwendet werden. Da die Wand der Kunststoffröhren in gewissem Umfang elastisch ist, kann sie über das Ende eines solchen Wulstes gezogen werden und wird reibschlüssig in der Position auf dem Wulst gehalten, bis eine ausreichende Kraft angewendet wird, um die Röhre von dem Wulst abzuziehen. Im allgemeinen wird die durch das Druckgas in dem in dieser Einheit verwendeten Bereich ausgeübte Kraft zu gering sein, um die Röhren zu lösen. Eine Person kann die Röhren jedoch leicht abziehen und wieder aufstecken. Eine solche abnehmbare Befestigung kann an jeder gewünschten Position verwendet werden.
Das Reservoir 26 ist in dem Gehäuse 40 in einem separaten, vorzugsweise herausnehmbaren Behälter enthalten. Das Reservoir 26 kann aus jedem Material hergestellt werden, das zur Aufbewahrung und zur Ausgabe von Medikamenten geeignet ist, wie etwa Kunststoff, Edelstahl oder Glas. Weiter kann das Reservoir so gestaltet werden, daß es sterilisierbar und daher wiederverwendbar ist, oder für eine einmalige Verwendung ausgelegt sein. Die Größe des Reservoirs 26 ist nur durch die Größe des Gehäuses 40 begrenzt. Vorzugsweise hat das Reservoir 26 eine ausreichende Größe, um wenigstens 250 ml Flüssigkeit aufzunehmen. Diese Größe erlaubt einen Betrieb von bis zu 6 Stunden, bevor eine Wiederauffüllung oder Ersetzung des Medikaments notwendig ist. Schließlich kann der Boden des Reservoirs 26 leicht geneigt sein, damit die Flüssigkeitszufuhrröhre 24 das flüssige Medikament im wesentlichen vollständig absaugen kann.
Die Reservoirabdeckung 48 ist abnehmbar auf dem Reservoir 26 angebracht, um das Reservoir während des Betriebs der Zerstäubereinheit gegen die Atmosphäre abzudichten, um Zugang zu dem Reservoir 26 zu ermöglichen, und um Mittel zu schaffen, die Zerstäubereinheit an dem Respirator anzubringen. Daher können der Respiratoreingang 30, der Zerstäubereausgang 32 und die Wand 38 in dem Respiratoradapter 52 vorgesehen sein, der einstückig mit oder abnehmbar befestigt an der Reservoirabdeckung 48 ausgebildet sein kann. Der Aerosol-Wandler 22 mit der daran angebrachten Flüssigkeitszufuhrröhre 24 ist vorzugsweise an der Reservoirabdeckung 48 befestigt.
Der magnetische Rührstab 28 kann von jeder Größe oder aus jedem Material sein, das mit der von dem Magneten 18 ausgeübten Kraft zusammenwirkt, um eine Rührtätigkeit zu bewirken, wenn die Turbine 16 durch Druckgas gedreht wird. Der magnetische Rührstab 28 ist vorzugsweise mit einer inerten Beschichtung überzogen, wie etwa Teflon, die eine leichte Sterilisation erlaubt und jegliche Reaktion mit dem flüssigen Medikament vermeidet.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine perspektivische Außenansicht im Schnitt einer Zerstäubereinheit, wie sie im wesentlichen oben in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde. Fig. 3 zeigt den Hahn 36 in der geschlossenen Stellung. In dieser Stellung ist der Durchgang aus dem Inneren des Gehäuses 40 nach außen durch den Hahn 36 geschlossen und es kann keine Flüssigkeit aus dem Temperaturbad 34 aus dem Gehäuse 40 abfließen. Fig. 4 zeigt den Hahn 36 in der geöffneten Stellung. In dieser Stellung ist der Durchgang von dem Inneren des Gehäuses 40 nach außen durch den Abfluß 36 geöffnet und Flüssigkeit im Temperaturbad 34 kann aus dem Gehäuse 40 abfließen.
Die Zerstäubereinheit wird mit einem vorhandenen Respirator verbunden, indem der Respiratoradapter 52 an den Respiratorschlauch angeschlossen wird, der dem Patienten Druckluft und/ oder Sauerstoffgemisch zuführt, und indem eine Signalquelle an dem Respirator, die mit dem Atemzyklus synchronisiert ist, durch die elektrischen Leitungen 8, 8' angeschlossen wird. Wenn der Zerstäuber in dieser Weise mit einem mechanischen Respirator benutzt wird, ist keine weitere externe Leistungsversorgung erforderlich. Wenn die Signalquelle "Aus" ist, schaltet das Zerstäuberventil 6 in die zweite Einstellung und öffnet einen Durchgang, der Druckluft durch die Turbinenleitung 10 fließen läßt. Wie oben erläutert, wird dadurch ein auf einer Luftturbine angebrachter Magnet in der Kammer 14 in Drehung versetzt, was die Drehung des magnetischen Rührstabes 28 und Mischung der Flüssigkeit im Reservoir 26 bewirkt. Diese integrierte Mischfähigkeit schafft eine gleichförmige Zerstäubung von beispielsweise Suspensionen, Kolloiden und Liposomen in wässeriger Lösung über ausgedehnte Zeiträume. Obwohl andere Rührmechanismen bekannt sind und angewendet werden können, ist das magnetische Mischen wie hier beschrieben vorzuziehen, da das Druckgas in Verbindung mit einer Luftturbine eingesetzt werden kann, wodurch die Notwendigkeit für eine externe Leistungsversorgung für die Rührfunktion entfällt. Weiterhin ist magnetisches Rühren vorzuziehen, da es eine gute Durchmischung ergibt, ohne möglicherweise zerstäubungszerstörende Turbulenzen zu erzeugen, die entstehen können, wenn Druckgas direkt zum Umwälzen der Lösung verwendet wird.
Wenn die Signalquelle auf "Ein" gestellt wird, so schaltet das Zerstäuberventil 6 in seine erste Einstellung, in der der Durchgang zur Turbinenleitung 10 geschlossen und der Durchgang zur Zerstäuberleitung 12 geöffnet wird. Dadurch kann Druckgas in den Aerosol-Wandler 22 fließen, die Flüssigkeit, die durch die Flüssigkeitszufuhrleitung 24 durch Venturi-Vakuum hochgezogen wird, zerstäuben und die oberen Bereiche der Reservoirabdeckung 48 mit dem Aerosol anfüllen. Wenn Druckgas durch den Respiratoreingang 30 in die Zerstäubereinheit einfließt, so wird es durch die Wand 38 nach unten abgelenkt, nimmt das Aerosol auf und tritt durch den Zerstäuberausgang 32 aus, wo es zurück in den Respirator strömt und von dem Patienten eingeatmet wird.
Es ist auch möglich, wie in Fig. 3 gezeigt, die vorliegende Erfindung für eine manuelle Benutzung mit oder ohne Respirator anzupassen, indem die elektrischen Leitungen 8, 8' an eine Einrichtung zum Erzeugen elektrischer Signale angeschlossen werden, beispielsweise eine Batterie 54 und einen Schalter 56. Bei dieser Ausführungsform kann ein Techniker oder ein Benutzer die Zerstäubung starten, indem er den Schalter 56 in eine "Ein"- Stellung bringt. In dieser Ausführungsform kann der Zerstäuber das flüssige Medikament im Reservoir 26 kontinuierlich zerstäuben, bis der Schalter 56 in eine "Aus"-Stellung geschaltet wird. Es ist offensichtlich, daß jegliche externe Leistungsversorgung mit einer ausreichenden Spannung zusammen mit einem Schalter Anwendung finden kann. Sofern die externe Spannung kein geeignetes Niveau hat, kann eine Anpassungseinrichtung verwendet werden, die die Spannung nach oben oder nach unten auf ein geeignetes Niveau umspannt. Eine Batterie ist jedoch in solchen Situationen am besten verwendbar, wo Transportfähigkeit wichtig ist oder wo eine geeignete externe Leistungsversorgung nicht zur Verfügung steht.
Für den Fachmann ist es ohne weiteres erkennbar, daß die verschiedenen Komponenten der vorliegenden Erfindung aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden können. Während die bevorzugte Ausführungsform detailliert beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt wurde, ist es offensichtlich, daß viele weitere Abwandlungen möglich sind, ohne von dem in den Ansprüchen ausgeführten Gegenstand der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Synchronisieren der Zerstäubung eines flüssigen Medikaments mit einer externen elektrischen Signalquelle, die ein erstes und ein zweites elektrisches Signal erzeugen kann, wobei die Vorrichtung aufweist:

ein Gehäuse (40), welches ein Reservoir (26) zum Bereithalten eines flüssigen, zu zerstäubenden Medikaments enthält;

einen Aerosol-Wandler (22) zum Zerstäuben des flüssigen Medikaments;

eine einzelne Quelle für Druckgas; und

eine Leitung (12) zum Anschluß des Druckgases an den Aerosol-Wandler (22);

wobei der Aerosol-Wandler (22) durch die Leitung (12) an ein elektrische betätigtes Magnetventil (6) angeschlossen ist, das an einer Druckgasleitung (4) angebracht ist;

wobei das Magnetventil (6) zwei Einstellungen hat, die erste Einstellung zum Verbinden der Druckgasleitung (4) und des Aerosol-Wandlers (22) durch die Leitung (12), wobei das Magnetventil (6) an die externe elektrische Signalquelle (72) zur Aufnahme des erzeugten und synchronisierten Signals angeschlossen ist, um sich in die erste Einstellung zu bewegen, wenn das erste elektrische Signal empfangen wird, und um sich in die zweite Einstellung zu bewegen, wenn das zweite elektrische Signal empfangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß

die zweite Einstellung des Magnetventils (6) zum Verbinden der Druckgasleitung (4) und eines turbinengetriebenen Mixers (16) durch eine Leitung (10) zum Umrühren des flüssigen, zu zerstäubenden Medikaments dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste elektrische Signal "Ein" und das zweite elektrische Signal "Aus" ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste elektrische Signal "Aus" und das zweite elektrische Signal "Ein" ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der turbinengetriebene Mixer (16) an dem Gehäuse außerhalb des Reservoirs (26) befestigt ist, um das flüssige, zu zerstäubende Medikament umzurühren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Mixer (16) weiterhin einen beweglichen Magneten (18), der an der Turbine (16) befestigt ist, und einen magnetischen Rührstab (28) enthält, der innerhalb des Reservoirs angeordnet ist und der mit dem beweglichen Magneten (18) zusammenwirkt und durch dessen Bewegung bewegt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Druckgas einen Druckbereich von bis zu etwa 345 kPa (50 psig) einnimmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische Signalquelle eine Batterie (54) und einen Schalter (56) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die elektrische Signalquelle (72) Teil eines mechanischen Respirators (70) ist und bei der das "Ein"-Signal während des Einatmungszyklus des Respirators und das "Aus"-Signal während des Ausatmungszyklus des Respirators erzeugt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, welche zusätzlich Mittel (52) zum Anschluß des Gehäuses (40) an den mechanischen Respirator (70) in der Weise aufweist, daß das Gas vom Respirator 70 während des Einatmungszyklus des Respirators durch das Gehäuse (40) strömt und das erzeugte Aerosol in den Respirator (70) trägt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher das Gehäuse (40) zusätzlich ein Temperaturbad (34) aufweist, um das flüssige, zu zerstäubende Medikament auf eine konstante Temperatur zu bringen und das flüssige Medikament auf der konstanten Temperatur zu halten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche zusätzlich Mittel (36) zum Ablassen des Temperaturbades (34) aufweist.

12. Verfahren zur Erzeugung eines Aerosols mit Hilfe einer einzelnen Druckgasquelle, um das Aerosol zu erzeugen, und eines externen elektrischen Signalgenerators, der ein erstes und ein zweites elektrisches Signal erzeugen kann, um die Erzeugung des Aerosols zu steuern, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

Leiten des Druckgases zu einem Aerosol-Wandler (22), der durch ein Zufuhrrohr (24) mit einem Reservoir (26) für flüssiges Medikament verbunden ist, wenn ein Aerosol erzeugt werden soll;

Stoppen des Druckgasflusses zu dem Aerosol-Wandler (22), wenn die Erzeugung des Aerosols gestoppt werden soll;

wobei das Druckgas zu dem Aerosol-Wandler durch ein elektrisch betätigtes Magnetventil (6) geleitet wird, das zwei Einstellungen hat, eine erste Einstellung, die einen Durchgang zwischen dem Druckgas und dem Aerosol-Wandler (22) öffnet, und eine zweite Einstellung, die den Durchgang zwischen dem Druckgas und dem Aerosol-Wandler (22) schließt, wobei das Ventil (6) elektrisch so angeschlossen ist, daß es das erste und zweite von der externen elektrischen Signalquelle (72) erzeugte Signal nachweist;

wobei, wenn das erste elektrische Signal erzeugt wird, dieses von dem Ventil (6) aufgenommen wird, das sich in die erste Einstellung bewegt, was das Druckgas zu dem Aerosol-Wandler (22) fließen läßt, um ein Aerosol zu erzeugen;

wobei, wenn das zweite elektrische Signal erzeugt wird, dieses von dem Ventil (6) aufgenommen wird, das sich in die zweite Einstellung bewegt, was den Durchfluß von Druckgas zu dem Aerosol-Wandler (22) schließt und die Erzeugung von Aerosol beendet;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Ventil (6), wenn es in der zweiten Einstellung ist, einen Durchgang zwischen dem Druckgas und einem turbinengetriebenen Mixer (16) öffnet, um das flüssige Medikament in dem Reservoir (26) umzurühren, und, wenn das erste elektrische Signal von dem Ventil (6) aufgenommen wird, der Durchgang zwischen dem Druckgas und dem Mixer (16) während der Erzeugung von Aerosol geschlossen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem das erste elektrische Signal ein "Ein"-Signal und das zweite elektrische Signal ein "Aus"-Signal ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem das erste elektrische Signal ein "Aus"-Signal und das zweite elektrische Signal ein "Ein" -Signal ist.

15. Verfahren nach Anspruch 12, welches als weiteren Schritt die Steuerung der Temperatur des flüssigen Medikaments in dem Reservoir (26) enthält.

16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei welchem die externen elektrischen Signale durch einen mechanischen Respirator erzeugt werden, der das erste elektrische Signal während des Einatmungszyklus des Respirators und das zweite elektrische Signal während des Ausatmungszyklus des Respirators erzeugt, und welches Verfahren zusätzlich den Schritt enthält, das erzeugte Aerosol in den Luftstrom des Respirators zu leiten.