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特許7001717薬剤を換気回路に計量分配するエアゾール薬剤送達アダプタ及びシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-28
(45)【発行日】2022-01-20
(54)【発明の名称】薬剤を換気回路に計量分配するエアゾール薬剤送達アダプタ及びシステム
(51)【国際特許分類】
   A61M 15/00 20060101AFI20220112BHJP
   A61M 16/08 20060101ALI20220112BHJP
【FI】
A61M15/00 Z
A61M16/08 300Z
【請求項の数】 15
(21)【出願番号】P 2019572197
(86)(22)【出願日】2018-06-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-08-31
(86)【国際出願番号】 EP2018067512
(87)【国際公開番号】W WO2019007818
(87)【国際公開日】2019-01-10
【審査請求日】2021-05-19
(31)【優先権主張番号】62/529,501
(32)【優先日】2017-07-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/623,663
(32)【優先日】2018-01-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】590000248
【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ
【氏名又は名称原語表記】KONINKLIJKE PHILIPS N.V.
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100091214
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 進介
(72)【発明者】
【氏名】ステッグマン,スティーブン チャールズ
【審査官】佐藤 智弥
(56)【参考文献】
【文献】独国特許出願公開第19807682(DE,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61M 15/00
A61M 16/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の導管と、
第2の導管と、
ダイバータ要素とを含み、
前記第1の導管は、円筒状流路チャンバを取り囲む流路導管を含み、前記円筒状流路チャンバは、(i)第1の半径方向断面寸法と、(ii)上流端に対応する第1の端と下流端に対応する第2の端との間に延びる第1の主軸とを有し、
前記第2の導管は、円筒状エアゾール送達チャンバを取り囲むエアゾール薬剤送達導管を含み、前記円筒状エアゾール送達チャンバは、(i)第2の半径方向断面寸法と、(ii)前記第2の導管の上流端に対応する第1の端と下流端に対応する第2の端との間に延びる第2の主軸とを有し、前記第2の導管の前記第1の端は、ネブライザに流体的に連結されるように構成され、前記第2の導管の前記第2の端は、前記第1の導管の前記第1の端に近接してY接合部で前記第1の導管に流体的に連結され、
前記ダイバータ要素は、前記第1の導管及び前記第2の導管のうちの少なくとも一方の内に配置される円筒状フローダイバータチャンバを含み、該円筒状フローダイバータチャンバは、(a)(i)移行フロー断面と、(a)(ii)前記円筒状フローダイバータチャンバの第1の端と第2の端との間に延びる第3の主軸とを含み、前記円筒状フローダイバータチャンバの前記移行フロー断面は、(b)(i)前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第1の端での第3の半径方向断面寸法の第1の断面から、(b)(ii)前記第3の半径方向断面寸法を備える第1の部分と、前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端で前記第3の主軸に対して垂直に内向きに延在するフローダイバータ移行面によって決定される断面寸法を備える第2の部分とを含む、複合断面を含む、第2の断面に移行する、前記第3の主軸に対して垂直な流路断面を含み、前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端は、(c)(i)前記第2の導管の上流で、前記第1の導管の前記第1の端に近接して、前記第1の導管内に、又は(c)(ii)前記Y接合部で或いは前記Y接合部に近接して、前記ネブライザの下流で、前記第2の導管内に、流体的に連結され、下流方向における前記第1の導管内の流路に沿う加圧ガス流に応答して、前記ダイバータ要素は、前記第1の導管内の前記流路に沿う前記加圧ガス流内で、前記第2の導管を介して送達される、エアゾール粒子の取込みを強化するために流動渦を作り出す、
エアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項2】
前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での前記第2の断面は、半円形断面を含み、前記第1の部分は、部分的な第3の半径方向断面寸法を含み、前記第2の部分は、前記フローダイバータ移行面によって決定される平坦な部分を含み、更に、前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での前記移行フロー断面は、(i)円筒状フローダイバータチャンバの前記第1の端での円形断面の少なくとも90%である前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での半円形断面と対応する小型ダイバータ、(ii)円筒状フローダイバータチャンバの前記第1の端での円形断面の少なくとも75%であるが90%未満である前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での半円形断面と対応する中型ダイバータ、及び(iii)円筒状フローダイバータチャンバの前記第1の端での円形断面の少なくとも50%であるが75%未満である前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での半円形断面と対応する大型ダイバータからなる群から選択される1つを含む、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項3】
前記第1の主軸及び前記第2の主軸は、ある平面内に配置され、前記複合断面の前記第2の部分は、(a)前記平面に平行な角度に向けられること、及び(b)前記平面に対して-90度~+90度の範囲内の角度で前記平面と平行でなくなるように回転させられることからなる群から選択される1つである、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項4】
更に、前記円筒状フローダイバータチャンバは、前記複合断面の前記第2の部分を前記平面に対して-90度~+90度の範囲内の1つ又はそれよりも多くの角度において配置するために、前記第3の主軸について回転可能である、請求項3に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項5】
更に、前記第3の主軸は、前記第1の主軸及び前記第2の主軸からなる群から選択される1つと整列させられる、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項6】
更に、前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端は、前記第1の導管内の上流に配置され、更に、前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端は、前記第2の導管が前記第1の導管と交差する前記第1の導管内の位置から20mmまでの距離だけ離間させられる、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項7】
前記Y接合部は、前記第2の主軸が90度未満の角度で前記第1の主軸と交差するように、前記第1の導管に連結される前記第2の導管を含む、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項8】
更に、前記第2の主軸は、前記第2の導管が前記加圧ガス流の前記下流方向に対向するエアゾール送達の下流流動方向を有することを可能にするために、前記第1の主軸に対して角度付けられる、請求項に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項9】
前記エアゾール薬剤送達導管の前記第2の端は、前記流路導管の前記第2の端よりも前記流路導管の前記第1の端に近く前記流路導管に連結される、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項10】
前記ダイバータ要素の前記円筒状フローダイバータチャンバの前記移行フロー断面は、(b)(i)前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第1の端での前記第3の半径方向断面寸法の円形断面から、(b)(ii)前記複合断面の前記第1の部分についての部分的な第3の半径方向断面寸法と、前記複合断面の前記第2の部分についての平坦な部分を含む、前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での半円形断面に移行する、前記第3の主軸に対して垂直な流路断面を提供する、ダイバータバンプ構成を含む、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項11】
前記第3の半径方向断面寸法は、前記第1の半径方向断面寸法と等しい、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項12】
前記第1、第2、及び第3の半径方向断面寸法は、円形半径及び楕円形半径からなる群の中から選択される、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項13】
前記フローダイバータ移行面は、前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端の断面の方向において見られるときに、前記第1の導管又は前記第2の導管のいずれかの内面との前記フローダイバータ移行面の交差部に円弧長のエッジを含み、該円弧長の前記エッジは、0度~180度の、前記第1の導管又は前記第2の導管のいずれかのフロー幾何学的形状の中心からそれぞれの前記第1の導管又は前記第2の導管の交差する内側面まで測定される角度内に延在する、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項14】
前記円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での前記流路断面の面積は、その前記第1の端での前記流路断面の面積よりも少なく、更に、前記第1の端での前記面積に対する前記第2の端での前記面積の比は、0よりも大きく、1よりも小さい、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタ。
【請求項15】
換気回路内に薬剤を計量分配するシステムであって、
加圧空気を送達するように構成される圧力生成デバイスと、
エアゾール化された薬剤を送達するネブライザと、
エアゾール化された薬剤を伴う加圧された空気流を患者インタフェースに送達するために、前記圧力生成デバイス及び前記ネブライザに連結される患者回路とを含み、該患者回路は、請求項1に記載のエアゾール薬剤送達アダプタを含む、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本実施形態は、一般的には、患者換気回路(patient ventilation circuit)に関し、より具体的には、患者換気回路に薬剤(medicament)を計量分配(ディスペンス)するエアゾール薬剤送達アダプタ及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
非侵襲的又はPAP療法を必要とする患者は、その用途のために設計されたマスクを着用する必要がある。時には、患者は、自分の状態を改善するために、霧状にされた(nebulized)薬剤を必要とすることがある。ガス経路においてエアゾール化された(aerosolized)薬剤を効果的に送達する鍵は、エアゾール化された薬剤粒子を、粒子生成器から、ガス経路を通じて、患者の肺に取り込むことである。薬剤粒子がガス経路面のいずれかと接触するようになる多くの機会の故に、薬剤送達の効率は、あまり良くない(典型的には、20%未満である)。
【0003】
吸入薬剤は、高価且つ腐食性であり得る。患者への薬剤送達の効率を高め、それによって、吸入薬剤を受け入れる患者を支援するために必要とされる医薬の量を減少させることが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従って、エアゾール化された医薬送達の効率を改善し、当該技術分野における問題を克服する、改良された方法及び装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
1つの態様によれば、カスタム形状のダイバータ要素が、他の点では標準的なフロー断面に導入される。ダイバータ要素は、粒子生成器からエアゾール化された薬剤を捕捉する(picking up)或いは取り込む(entraining)という特定のタスクを達成するために流路を変更し、取り込んだ粒子をガス流路に沿って効率的に運搬するように構成される。ダイバータ要素は、粒子リザーバ内に方向転換し、粒子を取り込み、主空気ストリームに再進入する、特異なフローパターンを作り出す、特定の幾何学的形状を、空気流路に導入することによって、粒子生成器の下流で粒子の取込みを有利に増加させる。加えて、特定の幾何学的形状の大きさ、形状及び向きを変えることによって、広範囲の流速に亘って取込み効率を調整することができる。
【0006】
別の態様によれば、粒子生成器出口の上流の流路は、ダイバータ要素を介してカスタマイズされる。その結果、増大した量の薬剤粒子を効果的に捕捉し或いは取り込み、次に、患者換気回路のガス経路に沿って搬送する、流動渦(フロー渦)(flow eddies)が形成される。1つの実施形態において、ダイバータ要素のカスタマイズは、戦略的に大きさが定められ、形作られ、粒子生成器の直ぐ上流に配置される、ガス経路構成要素の壁から延びる、設計された「バンプ(bumps)」の形態をとる。
【0007】
より多くのエアゾール化された薬剤をガス経路内に導入することによって、より多くの薬剤が患者の肺内に潜在的に導入される。有利なことには、これは投与量の低減を可能にし、それにより、患者へのエアゾール化された医薬の適用の時間及びコストを更に有利に減少させることができる。上記のように、吸入される薬剤は高価で腐食性であり得る。エアゾール化された医薬送達の効率を増大させることによって、患者を支援するのに必要とされるエアゾール化された医薬の量を有利に減少させることができる。
【0008】
別の態様によれば、本開示の実施形態は、粒子利用(即ち、粒子の取込み)の所望の変化を誘発するよう、標準設計から流動挙動の所要の変化をもたらすガス経路内のカスタム設計構成(custom design feature)(即ち、流動修正構成(flow modifying feature))を含む。設計される流路流動特性(flow path flow characteristics)が計算流体力学(CFD)ソフトウェアプログラムを用いて解析される。結果がひとたび解析されると、流動挙動を変化させるために流動修正構成が導入される。この構成(即ち、流動修正構成)の追加は、次に、CFDプログラムを使用して解析され、結果がベースラインと比較される。
【0009】
1つの実施形態によれば、エアゾール薬剤送達アダプタは、第1の導管と、第2の導管と、ダイバータ要素とを含む。第1の導管は、円筒状流路チャンバを取り囲む流路導管を含み、円筒状流路チャンバは、(i)第1の半径方向断面寸法と、(ii)上流端に対応する第1の端と下流端に対応する第2の端との間に延びる第1の主軸とを有する。第2の導管は、円筒状エアゾール送達チャンバを取り囲むエアゾール薬剤送達導管を含み、円筒状エアゾール送達チャンバは、(i)第2の半径方向断面寸法と、(ii)第2の導管の上流端に対応する第1の端と下流端に対応する第2の端との間に延びる第2の主軸とを有する。第2の導管の第1の端は、ネブライザ又は粒子生成器に流体的に連結されるように構成され、第2の導管の第2の端は、第1の導管の第1の端に近接してY接合部で第1の導管に流体的に連結される。
【0010】
ダイバータ要素は、第1の導管及び第2の導管のうちの少なくとも一方の内に配置される円筒状フローダイバータチャンバを含む。円筒状フローダイバータチャンバは、(a)(i)移行フロー断面と、(a)(ii)円筒状フローダイバータチャンバの第1の端と第2の端との間に延びる第3の主軸とを含む。円筒状フローダイバータチャンバの移行フロー断面は、(b)(i)円筒状フローダイバータチャンバの第1の端での第3の半径方向断面寸法の第1の断面から、(b)(ii)第3の半径方向断面寸法を備える第1の部分と、円筒状フローダイバータチャンバの第2の端でフローダイバータ移行面によって決定される断面寸法を備える第2の部分とを含む、複合断面を含む、第2の断面に移行する、第3の主軸に対して垂直な流路断面を含む。
【0011】
円筒状フローダイバータチャンバの第2の端は、(c)(i)第2の導管の上流で、第1の導管の第1の端に近接して、第1の導管内に、又は(c)(ii)Y接合部で或いはY接合部に近接して、ネブライザ又は粒子生成器の下流で、第2の導管内に、流体的に連結され、下流方向における第1の導管内の流路に沿う加圧ガス流に応答して、ダイバータ要素は、第1の導管内の流路に沿う加圧ガス流内で、第2の導管を介して送達される、エアゾール粒子の取込みを強化するための流動渦を作り出す。
【0012】
別の実施形態において、エアゾール薬剤送達アダプタは、更に、円筒状フローダイバータチャンバの第2の端での第2の断面が、半円形断面を含むことを含む。加えて、第1の部分は、部分的な第3の半径方向断面寸法を含む。更に、第2の部分は、フローダイバータ移行面によって決定される平坦な部分を含む。一層更には、円筒状フローダイバータチャンバの第2の端での移行フロー断面は、(i)円筒状フローダイバータチャンバの第1の端での円形断面の少なくとも90%である円筒状フローダイバータチャンバの第2の端での半円形断面と対応する小型ダイバータ、(ii)円筒状フローダイバータチャンバの第1の端での円形断面の少なくとも75%であるが90%未満である円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での半円形断面と対応する中型ダイバータ、及び(iii)円筒状フローダイバータチャンバの第1の端での円形断面の少なくとも50%であるが75%未満である円筒状フローダイバータチャンバの前記第2の端での半円形断面と対応する大型ダイバータからなる群から選択される1つを含む。
【0013】
別の実施形態において、エアゾール薬剤送達アダプタは、第1の主軸及び第2の主軸が、ある平面内に配置され、複合断面の第2の部分が、(a)平面に平行な角度に向けられること、及び(b)平面に対して-90度~+90度の範囲内の角度で平面と平行でなくなるように回転させられることからなる群から選択される1つであることを含む。1つの実施形態において、エアゾール薬剤送達アダプタは、更に、円筒状フローダイバータチャンバが、複合断面の第2の部分を平面に対して-90度~+90度の範囲内の1つ又はそれよりも多くの角度において配置するために、第3の主軸について回転可能であることを含む。
【0014】
更に別の実施形態によれば、第3の主軸は、第1の主軸及び第2の主軸からなる群から選択される1つと整列させられることを更に含む。別の実施形態において、円筒状フローダイバータチャンバの第2の端は、第1の導管内の上流に配置され、更に、円筒状フローダイバータチャンバの第2の端は、第2の導管が第1の導管と交差する第1の導管内の位置から20mmまでの距離だけ離間させられる。別の実施形態において、第1の導管、第2の導管、及びダイバータ要素は、互いに一体的に形成される。加えて、移行フロー断面は、非線形移行部を含み得る。
【0015】
別の実施形態において、Y接合部は、第2の主軸が90度未満の角度で第1の主軸と交差するように、第1の導管(又は流路導管)に連結される第2の導管(又はエアゾール送達導管)を含む。更なる実施形態において、第2の主軸は、第2の導管が加圧ガス流の下流方向に対向するエアゾール送達の下流流動方向を有することを可能にするために、第1の主軸に対して角度付けられる。
【0016】
別の実施形態において、エアゾール送達導管の第2の端は、流路導管の第2の端よりも流路導管の第1の端に近く流路導管に連結される。更に別の実施形態において、ダイバータ要素の円筒状フローダイバータチャンバの移行フロー断面は、第3の主軸に対して垂直な流路断面を提供するダイバータバンプ構成(diverter bump feature)を含み、流路断面は、(b)(i)円筒状フローダイバータチャンバの第1の端での第3の半径方向断面寸法の円形断面から、(b)(ii)複合断面の第1の部分及び複合断面の第2の部分のための平坦な部分のための部分的な第3の半径方向断面寸法を含む、円筒状フローダイバータチャンバの第2の端での半円形断面に移行する。一層更には、1つの実施形態において、第2の半径方向断面寸法は、第1の半径方向断面寸法と等しい。
【0017】
別の実施形態において、第3の半径方向断面寸法は、第1の半径方向断面寸法と等しい。第1、第2、及び第3の半径方向断面寸法は、円形半径及び楕円形半径からなる群の中から選択される。加えて、フローダイバータ移行面は、円筒状フローダイバータチャンバの第2の端の断面の方向において見られるときに、第1の導管又は第2の導管のいずれかの内面とのフローダイバータ移行面の交差部に円弧長のエッジを含み、円弧長のエッジは、0度~108度の、第1の導管又は第2の導管のいずれかのフロー幾何学的形状の中心からそれぞれの第1の導管又は第2の導管の交差する内側面まで測定される角度内に含められる。
【0018】
更なる実施形態において、エアゾール薬剤送達アダプタは、円筒状フローダイバータチャンバの第2の端での流路断面の面積が、その第1の端での流路断面の面積よりも少なく、更に、第1の端での面積に対する第2の端での面積の比は、0よりも大きく、1よりも小さいことを含む。更に別の実施形態において、第2の断面は、半月断面を含む。
【0019】
別の実施形態によれば、換気回路内に薬剤を計量分配するシステムが、加圧空気を送達するように構成される圧力生成デバイスと、エアゾール化された薬剤を送達するネブライザと、エアゾール化された薬剤を伴う加圧された空気流を患者インタフェースに送達するために、圧力生成デバイス及びネブライザに連結される患者回路とを含み、患者回路は、エアゾール薬剤送達アダプタを含む。
【0020】
一層更なる利点及び利益は、以下の詳細な記述を読んで理解した後に当業者に明らかになるであろう。
【0021】
本開示の実施形態は、構成要素及び構成要素の様々な配置並びにステップ及びステップの様々な配置の形態を取ることがある。従って、図面は、様々な実施形態を例示する目的のためにあり、実施形態を限定するものと解釈されてならない。図面において、同等の参照番号は、同等の要素を指している。加えて、図は縮尺通りに描かれていない場合があることが留意されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】本開示のある実施形態に従ったエアゾール薬剤送達アダプタを含む患者回路に薬剤を計量分配するシステムのブロック図である。
【0023】
図2】本開示のある実施形態に従ったエアゾール薬剤送達アダプタの概略的な断面図である。
【0024】
図3】本開示のある実施形態に従った様々な大きさのダイバータ素子を備えるエアゾール薬剤送達アダプタの斜視図である。
【0025】
図4】本開示のある実施形態に従った主軸に沿って様々な寸法間隔を備えるエアゾール薬剤送達アダプタの斜視図である
【0026】
図5】本開示のある実施形態に従った様々な配向におけるエアゾール薬剤送達アダプタの斜視図である。
【0027】
図6】本開示のある実施形態に従った、10リットル/分及び60リットル/分の加圧ガス流を使用するエアゾール薬剤送達アダプタの斜視図及びエアゾール薬剤粒子の取込みの表現である。
【0028】
図7】本開示の別の実施形態に従ったエアゾール薬剤送達アダプタの概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本開示の実施形態並びにそれらの様々な構成及び有利な詳細は、図面に記載され且つ/或いは例示され、以下の記述中で詳述される、非限定的な例を参照して、より完全に説明される。図面に示される構成は、必ずしも縮尺通りに描かれておらず、1つの実施形態の構成は、たとえ本明細書に明示的に記載されていないとしても、当業者が認識するように、他の実施形態と共に利用されてよいことが、留意されるべきである。よく知られている構成要素及び処理技法の記述は、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にしないよう省略されることがある。本明細書中で使用される例は、本発明の実施形態が実施されることがある方法の理解を容易にし、当業者が同じ実施形態を実施するのを更に可能にすることを意図しているに過ぎない。従って、本明細書中の例は、添付の請求項及び適用法によってのみ定義される、本開示の実施形態の範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【0030】
本開示の実施形態は、本明細書に記載する特定の方法論、プロトコル、デバイス、装置、材料、用途などに限定されないことが理解されよう。何故ならば、これらは異なることがあるからである。本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を記載する目的のためにのみ使用されており、特許請求するような実施形態の範囲を限定することを意図しないことも理解されるべきである。本明細書及び添付の請求項において使用されるとき、単数形の表現は、文脈が他のことを明確に示さない限り、複数の言及を含むことが留意されるべきである。
【0031】
別に定義されない限り、本明細書で使用する全ての技術用語及び科学用語は、本開示の実施形態が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。好ましい方法、デバイス、及び材料が記載されているが、実施形態の実施又は試験において、本明細書に記載するのと類似又は均等の任意の方法及び材料を使用することができる。
【0032】
ここで図1を参照すると、本開示のある実施形態に従ったエアゾール薬剤送達アダプタ(aerosol medicament delivery)を含む患者回路に薬剤を計量分配(ディスペンス)するシステム10のブロック図が示されている。システム10は、加圧ガスの流れを提供するように構成された換気源12(ventilator source)と、エアゾール化された(aerosolized)薬剤粒子の供給源を提供するように構成されたネブライザ又は粒子生成器14と、適切な換気管組織を含む患者回路16と、換気マスク又は同等物のような患者インタフェース18とを含む。システム10は、以下に更に議論するように、患者回路16内で換気源12とネブライザ14と患者インタフェース18との間に連結されたエアゾール薬剤送達アダプタ20を更に含む。エアゾール薬剤送達アダプタ20は、一次流路導管22と、エアゾール送達導管24と、ダイバータ要素26(方向転換要素)(diverter element)とを含む。
【0033】
動作中、薬剤を換気回路に計量分配するシステム10は、加圧ガス流を、圧力生成デバイス12を介して、エアゾール薬剤送達アダプタ20の一次流路導管22内に送達する。ネブライザ14は、エアゾール化された薬剤をエアゾール薬剤送達アダプタ20のエアゾール送達導管24内に送達する。エアゾール薬剤送達アダプタ20を介して圧力生成デバイス12及びネブライザ14に連結される患者回路16は、エアゾール化薬剤で加圧された空気の流れを、患者インタフェース18を介して患者11に送達する。
【0034】
ここで図2を参照すると、本開示のある実施形態に従ったエアゾール薬剤送達アダプタ20の概略的な断面図が示されている。この実施形態において、第1の導管22、第2の導管24及びダイバータ要素26は、互いに一体的に形成されている。第1の導管22は、(i)第1の半径方向断面寸法30と、(ii)上流端に対応する第1の端34と下流端に対応する第2の端36との間に延在する第1の主軸32とを有する、円筒状流路チャンバ28を囲む一次流路導管を含む。1つの実施形態において、第1の導管22は、円形断面38を備えるシリンダであり、第1の半径方向断面寸法30は、半径である。別の実施形態において、第1の導管22は、楕円形又は長円形の断面40を備えるシリンダであり、第1の半径方向断面寸法30は、楕円半径である。
【0035】
第2の導管24は、(i)第2の半径方向断面寸法44と、(ii)第2の主軸46とを有し、上流端に対応する第1の端48と第2の導管24の下流端に対応する第2の端50との間に延在する、円筒状のエアゾール送達チャンバ42を取り囲む、エアゾール送達導管を含む。第2の導管24の第1の端48は、図1に示すような、ネブライザ又は粒子生成器14に流体的に連結されるように構成されている。1つの実施形態において、第2の導管24は、円形断面52を備えるシリンダであり、第2の半径方向断面寸法44は、半径である。別の実施形態において、第2の導管24は、楕円形又は長円形断面(図示せず)を備えるシリンダであり、第1の半径方向断面寸法44は、楕円半径である。
【0036】
第2の導管24の第2の端50は、第1の導管22の第1の端34に近接するY接合部54で第1の導管22に流体的に結合されている。1つの実施形態において、Y接合部54は、第2の主軸46が90度未満の角度で第1の主軸32と交差するように、第1の導管又は流路導管22に連結されている第2の導管又はエアゾール送達導管24を含む。別の実施形態において、第2の主軸46は、第2の導管24が加圧ガス流の下流方向58に対向するエアゾール化された送達の下流フロー方向56を有することを可能にするために、第1の主軸32に対して角度付けられている。
【0037】
依然として図2を参照すると、ダイバータ要素26は、第1の導管22内に配置された円筒状のフローダイバータチャンバ60を含む。円筒状のフローダイバータチャンバ60は、(i)移行フロー断面62(移行流断面)と、(ii)円筒状のフローチャンバ60の第1の端66と第2の端68との間に延在する第3の主軸64とを含む。この実施形態において、第3の主軸64は、第1の主軸32と整列させられている。円筒状フローダイバータチャンバ60の移行フロー断面62は、(i)円筒状フローダイバータチャンバ60の第1の端66における第3の半径方向断面寸法30の第1の断面から、(ii)第3の半径方向断面寸法74を備える第1の部分72と円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68におけるフローダイバータ移行面78によって決定される断面寸法を備える第2の部分76とを含む複合断面70を含む第2の断面に移行する、第3の主軸64に対して垂直な流路断面を含む。ダイバータ要素26、よって、円筒状フローダイバータチャンバ60は、第3の主軸64に沿う長さ寸法80によっても特徴付けられる。更に、移行フロー断面62は、長さ寸法80に沿う第1の端66から第2の端68への非線形移行を含む。
【0038】
依然として図2を参照すると、円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68は、第2の導管24の上流で、第1の導管22の第1の端34に近接して、第1の導管22内に流体的に結合されている。換言すれば、第1の導管22内に位置付けられるが、フローダイバータ要素26は、Y接合部で或いはY接合部に近接して、粒子生成器の直ぐ上流にある。所与のエアゾール粒子取込み(entrainment)用途の要件に従ってダイバータ要素26の特定の大きさ及び場所寸法を決定することができる。下流方向58における第1の導管22内の流路に沿う加圧ガス流に応答して、ダイバータ要素26は、第1の導管22内の流路に沿う加圧ガス流内で、第2の導管24を介して送達される、エアゾール粒子の取込みを強化する、流動渦(フロー渦)(flow eddies)を作り出す。1つの実施形態において、第2の断面70は、半月形を備える断面、又は半月形断面を含む。別の実施形態において、第2の断面は、参照番号82を介して示される、部分月形状を備える断面又は部分月形断面を含む。加えて、円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68での流路断面積は、その第1の端66での流路断面積よりも小さく、更に、第1の端66での面積に対する第2の端68での面積の比は、ゼロよりも大きく、1よりも小さい。
【0039】
依然として図2を参照すると、フローダイバータ移行面78は、円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68の断面方向において見られるときに、第1の導管22の内面とのフローダイバータ移行面78の交差部に、ある円弧長のエッジを含む。円弧長のエッジは、第1の導管22のフロー幾何学的形状の中心から第1の導管22の交差する内面まで測定される、ゼロから180度までの角度内に含められる。
【0040】
別の実施形態において、ダイバータ要素26の円筒状フローダイバータチャンバ60の移行フロー断面62は、(i)円筒状フローダイバータチャンバ60の第1の端66での第3の半径方向断面寸法74の円形断面から、(ii)複合断面の第1の部分72についての部分的な第3の半径方向断面寸法と複合断面の第2の部分76についての平坦な部分とを含む円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68での半円形断面に移行する、第3の主軸64に対して垂直な流路断面を提供する、ダイバータバンプ構成(diverter bump feature)を含む。
【0041】
1つの実施形態において、第2の半径方向断面寸法44は、第1の半径方向断面寸法30と等しい。別の実施形態において、第3の半径方向断面寸法74は、第1の半径方向断面寸法30と等しい。一層更には、別の実施形態において、第1、第2及び第3の半径方向断面寸法は、円形半径及び楕円半径からなる群の中から選択される。
【0042】
ここで図3を参照すると、本開示のある実施形態に従った様々な大きさのダイバータ要素を備えるエアゾール薬剤送達アダプタの斜視図が示されている。図3の実施形態において、円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68での第2の断面70(図2を参照)は、半円形断面を含み、第1の部分72は、部分的な第3の半径方向断面寸法74を含み、第2の部分76は、フローダイバータ移行面78によって決定される平坦な部分を含む。加えて、円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68での移行フロー断面62は、(i)図3(A)に示すように円筒状フローダイバータチャンバの第1の端での円形断面の少なくとも90%である円筒状フローダイバータチャンバの第2の端部での半円形断面と対応する小型ダイバータと、(ii)図3(B)に示すように円筒状フローダイバータチャンバの第1の端部での円形断面の少なくとも75%であるが90%未満である円筒状フローダイバータチャンバの第2の端での半円形断面と対応する中型ダイバータと、(iii)図3(C)に示すように円筒状フローダイバータチャンバの第1の端での円形断面の少なくとも50%であるが75%未満である円筒状フローダイバータチャンバの第2の端での半円形断面と対応する大型ダイバータとからなる群から選択される1つを含む。
【0043】
ここで図4を参照すると、本開示のある実施形態に従った主軸に沿って様々な寸法間隔を備えるエアゾール薬剤送達アダプタの斜視図が示されている。1つの実施形態において、円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68は、第1の導管22内の上流に配置され、更に、円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端68は、第2の導管24が第1の導管22と交差する第1の導管22内の位置84から20mmまでの距離だけ主軸32に沿って離間させられる(図2)。
【0044】
ここで図5を参照すると、本開示のある実施形態に従った様々な配向におけるエアゾール薬剤送達アダプタ20の斜視図が示されている。図5の例示に関して、第1の主軸32及び第2の主軸46は、ある平面(例えば、ページの平面)内に配置される。加えて、複合断面62の第2の部分76(図2を参照)は、(a)(図5(C)に例示するように)平面に対して平行な角度に向けられること、及び(b)平面に対して-90度から+90度の範囲内の角度で平面と平行でなくなるように回転されることからなる群から選択される1つである。例えば、図5(A)は、複合断面62の第2の部分76が、平面に対して-90度の角度で平面と平行でなくなるように回転させられていることを例示している。図5(B)は、複合断面62の第2の部分76が、平面に対して-45度の角度で平面と平行でなくなるように回転させられていることを例示している。図5(D)は、複合断面62の第2の部分76が、平面に対して+45度の角度で平面と平行でなくなるように回転させられていることを例示している。同様に、図5(E)は、複合断面62の第2の部分76が、平面に対して+90度の角度で平面と平行でなくなるように回転させられていることを例示している。
【0045】
依然として図5を参照すると、別の実施形態において、円筒状フローダイバータチャンバ60は、複合断面62の第2の部分76を平面に対して-90度から+90度の範囲内の1つ又はそれよりも多くの角度において配置するために、第3の主軸64(図2)について回転可能である。
【0046】
ここで図6を参照すると、本開示のある実施形態に従ったエアゾール薬剤送達アダプタ20の斜視図並びに10L/分及び60L/分の加圧ガス流を使用したエアゾール薬剤粒子の取込みの表現が示されている。特に、ダイバータ要素26を備える第1の導管22内の流路に沿う加圧ガス流内の、第2の導管を介した、ネブライザ14から送達されるエアゾール化された粒子の取込みが示されている。加えて、粒子の取込みは、10L/minから60L/minに増加する加圧ガス流量の変化に応答して、更に有意に増加させられる。図6の例示は、上記で議論したように、図3(B)及び図5(A)のエアゾール薬剤送達アダプタ20を含む。
【0047】
ここで図7を参照すると、本開示の別の実施形態に従ったエアゾール薬剤送達アダプタの概略的な断面図が示されている。図7の実施形態は、以下の差異を伴って、上記で議論した実施形態に類似している。ダイバータ要素26は、第2の導管24内に配置された円筒状フローダイバータチャンバ60を含む。円筒状フローダイバータチャンバ60の第2の端は、Y接合部54で或いはY接合54に近接して、ネブライザ又は粒子生成器14の下流で、第2の導管24内に流体的に連結されている。加えて、第2の導管24内に位置付けられる間に、フローダイバータ要素26は、Y接合部で或いはY接合部に近接して、粒子生成器の直ぐ下流にある。所与のエアゾール粒子取込み用途の要件に従ってダイバータ要素26の特定の大きさ及び場所寸法を決定することができる。加えて、エアゾール送達導管24の第2の端50は、流路導管22の第2の端36よりも流路導管22の第1の端34に近い第1の導管又は流路導管22に連結されている。
【0048】
ほんの僅かの例示的な実施形態を上記で詳細に記載したが、当業者は、本開示の実施形態の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正が例示的な実施形態において可能であることを容易に理解するであろう。例えば、エアゾール化された薬剤送達が治療と共に使用される任意の換気治療方法又はデバイスにおいて本開示の実施形態を有利に使用することができる。加えて、流路は、可変の断面フットプリントを有することができる。例えば、ダイバータ要素は、流速変化に応答して流動ストリーム内の断面フットプリントを変化させるように構成されることができる。従って、全てのそのような修正は、後続の特許請求の範囲に定義されるような本開示の実施形態の範囲内に含まれることが意図されている。特許請求の範囲において、ミーンズ・プラス・ファンクション条項は、列挙された機能を実行するものとして本明細書に記載されている構造をカバーし、そして、構造的な均等物のみならず、均等な構造もカバーすることが意図さている。
【0049】
加えて、1つ又はそれよりも多くの請求項中の括弧内に配置される如何なる参照符号も、請求項を限定するものと解釈されてならない。「含む(comprising)」及び「含む(comprises)」等の用語は、任意の請求項又は明細書全体に列挙される要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素の単数形の言及は、そのような要素の複数の言及を排除せず、その逆もまた同様である。実施形態のうちの1つ又はそれよりも多くは、幾つかの別個の要素を含むハードウェアによって及び/又は適切にプログラムされたコンピュータによって実施されてよい。幾つかの手段を列挙するデバイスの請求項において、これらの手段のうちの幾つかは、1つの同じハードウェア品目によって具現されてよい。特定の手段が相互に異なる従属項に列挙されている単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用し得ないことを示さない。
図1
図2
図3(A)】
図3(B)】
図3(C)】
図4(A)】
図4(B)】
図5(A)】
図5(B)】
図5(C)】
図5(D)】
図5(E)】
図6
図7