DE19934582A1

DE19934582A1 - Aerosol generator for medicinal purposes is provided with facilities for determining and controlling the aerosol concentration

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Publication number: DE19934582A1
Application number: DE19934582A
Authority: DE
Inventors: Werner Buff; Frank Wolfram; Immo Schill; Klaus Joachim Doetz
Original assignee: Otto Schill & Co KG GmbH
Current assignee: FLORES MEDICAL GMBH, DE
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2019-07-24
Also published as: DE19934582C2

Abstract

The aerosol generator for medicinal purposes, comprising a tank (3) for a liquid to be atomized, and a unit (5) for producing an aerosol (13), is provided with facilities (15, 16, 19) for determining and controlling the aerosol concentration.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosol-Nebels für medizinische Zwecke mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a device for generating a Aerosol mist for medical purposes with the characteristics of The preamble of claim 1.

Aerosole oder Aerosol-Nebel werden in der Medizintechnik beispielsweise zur inhalativen Applikation von Pharmaka ein gesetzt, z. B. zur Therapie von Atemwegserkrankungen. Um aus Medikamenten, Heilmitteln bzw. Wirkstoffen, die vorzugsweise als flüssige Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen vorlie gen, einen zur medizinischen Anwendung geeigneten Nebel zu bilden, werden Aerosolerzeuger der eingangs genannten Art verwendet. Ein herkömmlicher Aerosolerzeuger dieser Art weist einen Flüssigkeitstank auf, der zur Aufnahme der zu vernebelnden Flüssigkeit dient. Des weiteren verfügt ein Ae rosolerzeuger über eine Verneblereinrichtung, die aus der im Flüssigkeitstank gespeicherten Flüssigkeit den gewünschten Aerosolnebel erzeugt. Bei einem als Inhalationsvorrichtung ausgebildeten Aerosolerzeuger weisen die von der Ver neblereinrichtung erzeugten Tröpfchen z. B. einen lungengän gigen Durchmesser auf. Die dabei verwendete Verneblerein richtung weist beispielsweise einen Ultraschallgenerator auf, der in der Flüssigkeit hochfrequente Schwingungen er zeugt, wodurch sich an der Oberfläche der Flüssigkeit perma nent kleinste Tröpfchen ablösen. Anstelle eines Ultraschall generators kann die Verneblereinrichtung auch eine Zerstäu berdüse oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung zur Erzeugung der Nebeltröpfchen aufweisen. Ein herkömmlicher Aerosolerzeuger weist üblicherweise eine Nebelkammer auf, in der sich die erzeugten Tröpfchen sammeln und den Aerosol- Nebel ausbilden. Von dieser Nebelkammer aus kann der Aero sol-Nebel, insbesondere mit Frischluft vermischt, seinem be stimmungsgemäßen Gebrauch zugeführt werden. Beispielsweise wird bei einem als Inhalator ausgebildeten Aerosolerzeuger der Aerosolnebel bzw. das Inhalat von der Nebelkammer zu ei nem Mundstück geführt, durch das der jeweilige Patient den Aerosol-Nebel inhalieren kann. Ein als Inhalationsvorrich tung ausgebildeter Aerosolerzeuger dieser Art ist z. B. aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 198 38 711.3 vom 26.08.98 be kannt.Aerosols or aerosol mists are used in medical technology for example for the inhalative application of pharmaceuticals set, e.g. B. for the therapy of respiratory diseases. To out Medicines, remedies or active ingredients, preferably as liquid solutions, suspensions or emulsions a fog suitable for medical use form, aerosol producers of the type mentioned used. A conventional aerosol generator of this type has a liquid tank to hold the atomizing liquid. Furthermore has an Ae rosol generator via a nebulizer device, which from the Liquid tank stored liquid the desired Aerosol mist generated. One as an inhalation device trained aerosol generators have the ver droplets generated droplets z. B. a lung goose diameter. The nebulizer used direction has, for example, an ultrasonic generator on the he high-frequency vibrations in the liquid witnesses what perma on the surface of the liquid Not detach the smallest droplets. Instead of an ultrasound generator, the nebulizer can also atomize over nozzle or any other suitable device for Have generation of the fog droplets. A conventional one Aerosol generators usually have a cloud chamber, in the collected droplets collect and the aerosol Form fog. From this cloud chamber the aero can sol mist, especially mixed with fresh air, its be intended use. For example with an aerosol generator trained as an inhaler the aerosol mist or the inhalation from the cloud chamber to egg nem mouthpiece through which the respective patient Can inhale aerosol mist. One as an inhalation device tion trained aerosol generators of this type is such. B. from the as yet unpublished German patent application the official file number 198 38 711.3 dated August 26, 1998 knows.

Bei der Vernebelung von Medikamenten mittels Aerosolerzeu gern der eingangs genannten Art geht mit dem Vernebelungs vorgang eine Energiebeaufschlagung des Medikaments einher, wobei unter Umständen die Möglichkeit besteht, daß dadurch die Wirksamkeit des Medikaments beeinträchtigt wird. Bei Verneblereinrichtungen, die mit einem Ultraschallgenerator arbeiten, kann es zu einer Temperaturerhöhung des Medikamen tes kommen, da sich elektrische Verluste, die bei der Ener gieeinleitung in die Flüssigkeit auftreten, in Wärmeenergie umwandeln. Dies kann in besonderem Maße bei Medikamenten, die Enzyme und/oder Antibiotika enthalten, zur Denaturierung und damit zum Verlust der Wirksamkeit des Medikamentenwirk stoffes führen. Um eine möglichst geringe Energiebeaufschla gung, insbesondere Wärmebeaufschlagung, des Medikamentes zu erhalten, sind beispielsweise als Inhalationsvorrichtungen ausgebildete Aerosolerzeuger mit einer Betätigungstaste aus gestattet, so daß der Anwender die Vernebelungseinrichtung bedarfsabhängig zur Nebelerzeugung manuell betätigt. Zweck mäßigerweise wird die Vernebelungseinrichtung zum Einatmen des Aerosol-Nebels eingeschaltet und zum Ausatmen ausge schaltet, da beim Ausatmen kein Inhalat benötigt wird. Des weiteren können auch sehr teure Medikamente zur Anwendung kommen, so daß möglichst nur soviel Medikament vernebelt werden sollte, wie auch als Aerosol-Nebel verwendet werden kann. Die Koordination der Aktivität der Verneblereinrich tung an das Ein- und Ausatmen des Anwenders kann bei moder nen Inhalationsvorrichtungen auch mittels eines Drucksensors erreicht werden, der beim Ausatmen in den vom Aerosol-Nebel durchströmten Bereichen (Kammern, Leitungen) der Inhalati onsvorrichtung einen Druckanstieg registriert, wobei eine geeignete Auswerteeinrichtung dann die Verneblereinrichtung ausschaltet. In entsprechender Weise wird die Verneblerein richtung dann wieder eingeschaltet, wenn durch das Einatmen ein Druckabfall festgestellt wird.When nebulizing drugs with aerosol likes to go with the nebulization of the type mentioned process is accompanied by an energy application of the drug, under certain circumstances there is the possibility that the effectiveness of the drug is impaired. At Nebulizer devices using an ultrasonic generator work, the temperature of the medication may rise tes come because there are electrical losses at the Ener Gie initiation into the liquid occur in thermal energy convert. This can be especially true with medication, which contain enzymes and / or antibiotics for denaturation and thus to the loss of effectiveness of the medication lead fabric. To keep the energy consumption as low as possible supply, in particular heat exposure, of the medication obtained, for example, as inhalation devices trained aerosol generator with an actuation button allowed so that the user of the nebulizer Operated manually to generate fog as required. Purpose moderately, the nebulizer becomes inhaled of the aerosol mist turned on and exhaled to exhale switches, since no inhalation is required when exhaling. Of very expensive drugs can also be used come, so that as much as possible nebulized drug should be used as well as an aerosol mist can. Coordinating the activity of the nebulizer device The user can inhale and exhale at moder NEN inhalation devices also by means of a pressure sensor can be reached by exhaling into the aerosol mist areas (chambers, lines) of the inhalati ons device registered a pressure increase, where a suitable evaluation device then the nebulizer device turns off. In a corresponding way, the nebulizer will be then switched on again when inhaled a drop in pressure is detected.

Der hohe Energiebedarf der aktivierten Verneblereinrichtung hat bei herkömmlichen Aerosolerzeugern außerdem zur Folge, daß ein mobiler Betrieb, z. B. bei einer tragbaren Inhalati onsvorrichtung, mit herkömmlichen tragbaren Energiequellen (Batterien, Akkus) nur begrenzt und nur für kurze Betriebs zeiten ermöglicht werden kann.The high energy requirement of the activated nebulizer device with conventional aerosol generators, that a mobile operation, e.g. B. in a portable inhaler ons device, with conventional portable energy sources (Batteries, accumulators) only limited and only for short operation times can be made possible.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, einen Aerosolerzeuger der eingangs genannten Art so auszuge stalten, daß er einen Betrieb mit geringem Energiebedarf und geringem Flüssigkeitsbedarf ermöglicht.The present invention addresses the problem to extract an aerosol generator of the type mentioned at the beginning stalten that he an operation with low energy consumption and low fluid requirements.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch einen Aerosoler zeuger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this problem is solved by an aerosol solved with the features of claim 1.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kon zentration des von der Verneblereinrichtung erzeugten Aero sol-Nebels zu überwachen und diese als Kriterium für das Einschalten oder Ausschalten der Verneblereinrichtung zu verwenden. Die Erfindung nutzt dabei die Erkenntnis, daß die Aerosolkonzentration, z. B. in einer oben genannten Nebelkam mer, mit der Aerosol-Nebelmenge korreliert, die für den be stimmungsgemäßen Gebrauch zur Verfügung steht. Somit kann mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittel zur Be stimmung der Aerosolkonzentration im Aerosol-Nebel erreicht werden, daß stets nur soviel Flüssigkeit vernebelt wird, wie zum bestimmungsgemäßen Gebrauch bereitgestellt werden muß. Die Aktivität der Verneblereinrichtung kann somit auf ein Mindestmaß reduziert werden, wodurch sich der Flüssigkeits verbrauch und der Energieverbrauch verringert. Außerdem wird ein zu vernebelndes Medikament schonend mit Energie beauf schlagt. The invention is based on the general idea that Kon concentration of the aero generated by the nebulizer monitor sol nebula and use this as a criterion for that Switch the nebulizer device on or off use. The invention uses the knowledge that the Aerosol concentration, e.g. B. in a fog above correlated with the amount of aerosol mist required for the be appropriate use is available. So can with the help of the proposed means for loading the aerosol concentration in the aerosol mist is reached be that only as much liquid is atomized as must be provided for the intended use. The activity of the nebulizer device can thus be reduced to one Minimum be reduced, which increases the liquid consumption and energy consumption reduced. Besides, will gently energize a medication to be nebulized strikes.

Vorzugsweise umfassen die Mittel zur Bestimmung der Aerosol konzentration eine Sensorik, welche die Aerosolkonzentration bestimmt und einen damit korrelierten Signalwert generiert. Dieser Signalwert kann dann beispielsweise in einer entspre chenden Auswerteeinheit verarbeitet werden. Die Sensorik weist insbesondere wenigstens einen Sender und wenigstens einen Empfänger für elektromagnetische Strahlung, z. B. Licht, vorzugsweise Infrarotlicht, auf. Sender und Empfänger können dabei entweder so angeordnet sein, daß der Empfänger durch den Aerosol-Nebel transmittierte Strahlung regi striert, oder so angeordnet sein, daß der Empfänger vom Ae rosol-Nebel bzw. von dessen Tröpfchen reflektierte Strahlung empfängt.The means for determining the aerosol preferably comprise concentration a sensor system, which the aerosol concentration determined and a correlated signal value generated. This signal value can then correspond, for example, to one appropriate evaluation unit can be processed. The sensors has in particular at least one transmitter and at least a receiver for electromagnetic radiation, e.g. B. Light, preferably infrared light. Sender and receiver can either be arranged so that the receiver radiation transmitted through the aerosol mist regi striert, or be arranged so that the recipient of the Ae rosol nebula or radiation reflected from its droplets receives.

Zweckmäßigerweise kann der erfindungsgemäße Aerosolerzeuger eine Auswerteeinheit aufweisen, die so geschaltet oder pro grammiert ist, daß die Verneblereinrichtung ausgeschaltet wird, wenn die Aerosolkonzentration und/oder deren zeitliche Änderung für einen vorbestimmten Zeitraum oberhalb eines vorbestimmten Schwellwertes ist, und eingeschaltet wird, wenn die Aerosolkonzentration und/oder deren zeitliche Ände rung für einen vorbestimmten Zeitraum unterhalb des vorge nannten oder eines anderen vorbestimmten Schwellwertes ist. Durch diese Maßnahmen wird in einem hinsichtlich der Aero solkonzentration überwachten Bereich eine vorbestimmte Aero solkonzentration eingeregelt.The aerosol generator according to the invention can expediently have an evaluation unit that is switched or pro is grammed that the nebulizer device is switched off if the aerosol concentration and / or its temporal Change for a predetermined period above one predetermined threshold value, and is switched on, if the aerosol concentration and / or its changes over time tion for a predetermined period below the pre named or another predetermined threshold value. These measures will result in an aero sol concentration monitored area a predetermined aero sol concentration adjusted.

Die Auswerteeinheit kann zusätzlich oder alternativ auch so geschaltet oder programmiert sein, daß die Verneblereinrich tung ausgeschaltet wird und/oder ein Signal, z. B. ein opti sches und/oder akustisches Signal, erzeugt wird, wenn die Aerosolkonzentration und/oder deren zeitliche Änderung für einen vorbestimmten Zeitraum unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegt oder wenn die zeitliche Abnahme der Ae rosolkonzentration einen vorbestimmten Schwellwert erreicht. Die auf diese Weise ausgebildete Auswerteeinheit kann einen Betriebszustand, bei dem die zur Vernebelung vorgesehene Flüssigkeit nicht oder nicht in ausreichendem Maße vorhanden ist, erkennen und darauf angemessen reagieren. Beispielswei se kann die Auswerteeinheit dann die Verneblereinrichtung ausschalten und mit entsprechenden Signalmitteln den jewei ligen Anwender darauf aufmerksam machen, daß die Flüssigkeit fehlt bzw. verbraucht oder noch nicht eingefüllt ist.The evaluation unit can additionally or alternatively also be switched or programmed that the nebulizer device is switched off and / or a signal, e.g. B. an opti cal and / or acoustic signal, is generated when the Aerosol concentration and / or its change over time for a predetermined period of time below a predetermined one Threshold is or if the temporal decrease in the Ae rosol concentration reaches a predetermined threshold. The evaluation unit designed in this way can be one Operating state in which the intended for nebulization There is no or insufficient liquid is to recognize and react appropriately. For example The evaluation unit can then use the nebulizer device switch off and with the appropriate signaling means lig users to the fact that the liquid missing or used or not yet filled.

Entsprechend einer besonders ökonomisch arbeitenden, als In halationsvorrichtung ausgebildeten Ausführungsform des er findungsgemäßen Aerosolerzeugers kann die Auswerteeinheit so geschaltet oder programmiert sein, daß die Verneblereinrich tung eingeschaltet wird, wenn die zeitliche Abnahme der Ae rosolkonzentration einen Schwellwert erreicht, der mit dem Beginn eines Einatemvorganges einhergeht. Dementsprechend wir die Verneblereinrichtung ausgeschaltet, wenn die zeitli che Zunahme der Aerosolkonzentration einen Schwellwert er reicht, der mit dem Ende eines Einatemvorganges einhergeht. Die Auswerteeinheit überwacht somit den zeitlichen Verlauf der Aerosolkonzentration und erkennt daraus den Beginn bzw. das Ende eines Einatemvorganges, um in Abhängigkeit davon die Verneblereinrichtung zu betätigen. Durch diese Steuerung ergibt sich eine recht genau an den Aerosol-Verbrauch ange paßte Aerosolerzeugung mit entsprechend niedrigen Werten für den Verbrauch an Flüssigkeit und Energie.According to a particularly economically working, as In halationsvorrichtung trained embodiment of the The evaluation unit according to the invention can do so be switched or programmed that the nebulizer tion is switched on when the time decrease of the Ae rosol concentration reaches a threshold value which corresponds to the At the beginning of an inhalation process. Accordingly the nebulizer device is switched off when the time increase in aerosol concentration enough that comes with the end of an inhalation process. The evaluation unit thus monitors the course over time the aerosol concentration and recognizes the beginning or the end of an inhalation process, depending on it to operate the nebulizer device. Through this control the result is a very precise indication of aerosol consumption suitable aerosol generation with correspondingly low values for the consumption of liquid and energy.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung an hand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention Device result from the dependent claims, from the Drawings and from the associated figure description hand of the drawings.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the following standing features to be explained not only in the ever because specified combination, but also in other com binations or alone can be used without the To leave the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Be schreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is in the Drawings and is shown in the following Be spelling explained in more detail.

Es zeigen, jeweils schematisch,Each shows schematically

Fig. 1 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung für ei nen Aerosolerzeuger nach der Erfindung und Fig. 1 is a greatly simplified schematic diagram for egg NEN aerosol generator according to the invention and

Fig. 2 eine schaltplanartige Prinzipdarstellung einer zur Ausbildung der erfindungsgemäß vorgesehenen Mittel zur Bestimmung der Aerosolkonzentration vorgesehe nen elektronischen Schaltungsanordnung. Fig. 2 is a circuit diagram-like illustration of a principle provided for the formation of the means provided according to the invention for determining the aerosol concentration NEN electronic circuit arrangement.

Entsprechend Fig. 1 kann ein erfindungsgemäßer Aerosolerzeu ger 1 als Inhalationsvorrichtung ausgestaltet sein und dem entsprechend ein Mundstück 2 oder ein anderes Anschlußele ment aufweisen. Der Aerosolerzeuger bzw. die Inhalationsvor richtung 1 enthält einen Flüssigkeitstank 3, in dem sich ei ne zu vernebelnde Flüssigkeit 4 befindet, die für medizini sche Zwecke geeignet ist und beispielsweise aus einem Medi kament oder aus einer Medikamentenlösung besteht. An den Flüssigkeitstank 3 ist eine Verneblereinrichtung 5 ange schlossen, die beispielsweise einen Ultraschallgenerator 6 enthält, der hier direkt mit der zu vernebelnden Flüssigkeit 4 zusammenwirkt. Ebenso sind Ausführungsformen möglich, bei denen der Ultraschallgenerator 6 bzw. die Verneblereinrich tung 5 über ein Zwischenmedium, z. B. Wasser, mit der zu ver nebelnden Flüssigkeit 4 bzw. mit dem Flüssigkeitstank 3 zu sammenwirkt.According to FIG. 1 may be configured as an inhalation device, an inventive Aerosolerzeu ger 1 and have accordingly a mouthpiece 2 or another Anschlußele ment. The aerosol generator or the Inhalationsvor device 1 contains a liquid tank 3 , in which there is egg ne to be atomized liquid 4 , which is suitable for medical purposes and, for example, consists of a drug or a drug solution. At the liquid tank 3 , a nebulizer device 5 is connected, which contains, for example, an ultrasonic generator 6 , which cooperates here directly with the liquid 4 to be nebulized. Embodiments are also possible in which the ultrasonic generator 6 or the nebulizer device 5 via an intermediate medium, for. B. water, with the liquid to be misted ver 4 or with the liquid tank 3 to cooperate.

Bei eingeschalteter Verneblereinrichtung 5 erzeugt der Ul traschallgenerator 6 Ultraschallschwingungen in der Flüssig keit 4, was an deren Oberfläche 7 zur Bildung uhd Ablösung kleiner Tröpfchen 8 führt, die entsprechend Fig. 1 nach oben aufsteigen. Die auf diese Weise erzeugten Tröpfchen 8 sam meln sich in einer oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 7 ausgebildeten Nebelkammer 9, die hier zumindest teilweise von einer Wandung 10 des Flüssigkeitstanks 3 begrenzt ist.When the nebulizer device 5 is switched on, the ultrasound generator 6 generates ultrasonic vibrations in the liquid 4 , which leads to the formation uhd of small droplets 8 on their surface 7 , which rise upwards according to FIG. 1. The droplets 8 produced in this way collect in a cloud chamber 9 formed above the liquid surface 7 , which here is at least partially delimited by a wall 10 of the liquid tank 3 .

Auf den Flüssigkeitstank 3 ist ein Aerosolkanal 11 vorzugs weise luftdicht aufgesetzt, der die Nebelkammer 9 mit dem Mundstück 2 verbindet. Im Bereich des oberen Endes der Ne belkammer 9 ist eine Prallplatte 12 der Flüssigkeitsoberflä che 7 gegenüberliegend angeordnet, die dazu dient, Tröpfchen 8, insbesondere jedoch größere Tropfen, die mit überhöhter Geschwindigkeit nach oben geschleudert werden, abzufangen, um diese wieder in die Nebelkammer 9 bzw. in den Flüssig keitstank 3 zurückzuführen.On the liquid tank 3 , an aerosol channel 11 is preferably airtight, which connects the fog chamber 9 with the mouthpiece 2 . In the area of the upper end of the ne belkammer 9 , a baffle plate 12 of the liquid surface 7 is arranged opposite, which serves to intercept droplets 8 , but in particular larger drops which are flung upwards at excessive speed, in order to bring them back into the fog chamber 9 or in the liquid keitstank 3 attributable.

Bei hinreichender Aerosolerzeugung können sich die generier ten Tröpfchen 8 in der Nebelkammer 9 sammeln und dort einen Aerosol-Nebel 13 ausbilden. Beim Inhalieren saugt der Anwen der bei einem Einatemvorgang am Mundstück 2 den Aerosol- Nebel 13 an, wobei mindestens eine Lufteintrittsöffnung 31 vorgesehen ist, um die Ausbildung einer geeigneten Aerosol- Nebel-Strömung zu erreichen. Pfeile 14 deuten dabei die sich beim Einatmen ausbildende Aerosol-Nebel-Strömung an. Bei der Anwendung des Aerosolerzeugers 1 wird demnach der Aerosol- Nebel 13 ausgehend von der Nebelkammer 9 dem bestimmungsge mäßen Gebrauch zugeführt.With sufficient aerosol generation, the generated droplets 8 can collect in the cloud chamber 9 and form an aerosol mist 13 there. When inhaling, the user sucks in the aerosol mist 13 during an inhalation process on the mouthpiece 2 , at least one air inlet opening 31 being provided in order to achieve the formation of a suitable aerosol mist flow. Arrows 14 indicate the aerosol mist flow that forms during inhalation. When using the aerosol generator 1 , the aerosol mist 13 is supplied from the cloud chamber 9 to the intended use.

In der Wandung 10 des Flüssigkeitsbehälters 3 sind oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 7 ein Sender 15 und ein dem ge genüberliegender Empfänger 16 für elektromagnetische Strah lung angeordnet. Vorzugsweise arbeiten Sender 15 und Empfän ger 16 mit Licht, zweckmäßigerweise mit Infrarotlicht, als elektromagnetische Strahlung, die in Fig. 1 mit Pfeilen 17 angedeutet ist. Mit Hilfe der so gebildeten Sensorik 15, 16 kann die Konzentration des Aerosols in dem in der Nebelkam mer 9 enthaltenden Aerosol-Nebel 13 registriert werden. Zu diesem Zweck sendet der Sender 15 z. B. Infrarotlicht mit ei ner bestimmten Intensität in Richtung Empfänger 16. Die Strahlung 17 dringt dann in den Aerosol-Nebel 13 ein, durch dringt diesen und trifft schließlich auf den Empfänger 16. Während dieser Transmission reduziert sich die Strahlungsin tensität in Abhängigkeit der Aerosolkonzentration: je höher die Aerosolkonzentration, desto geringer ist die auf den Empfänger 16 auftreffende Strahlungsintensität. Bei einer anderen Ausführungsform kann anstelle der transmittierten Strahlung die gestreute Strahlung zur Bestimmung der Aero solkonzentration gemessen werden, wobei dann der Empfänger zweckmäßigerweise nicht in der Abstrahlungsrichtung des Sen ders 15 angeordnet ist. Die Aerosolkonzentration korreliert auch hierbei mit der auf den Empfänger 16 auftreffenden Strahlungsintensität: je höher die Aerosolkonzentration, de sto stärker wird die Strahlung 17 gestreut und desto mehr Strahlungsintensität kann vom Empfänger 16 registriert wer den.In the wall 10 of the liquid container 3 above the liquid surface 7, a transmitter 15 and a ge the opposite receiver 16 for electromagnetic radiation are arranged. Preferably, transmitter 15 and receiver 16 work with light, expediently with infrared light, as electromagnetic radiation, which is indicated in FIG. 1 by arrows 17 . With the help of the sensors 15 , 16 formed in this way , the concentration of the aerosol in the aerosol mist 13 contained in the Nebelkam mer 9 can be registered. For this purpose, the transmitter 15 z. B. infrared light with egg ner certain intensity towards the receiver 16th The radiation 17 then penetrates into the aerosol mist 13 , penetrates it and finally strikes the receiver 16 . During this transmission, the radiation intensity is reduced as a function of the aerosol concentration: the higher the aerosol concentration, the lower the radiation intensity impinging on the receiver 16 . In another embodiment, the scattered radiation can be measured to determine the aerosol concentration instead of the transmitted radiation, in which case the receiver is expediently not arranged in the radiation direction of the transmitter 15 . The aerosol concentration also correlates with the radiation intensity impinging on the receiver 16 : the higher the aerosol concentration, the more the radiation 17 is scattered and the more radiation intensity can be registered by the receiver 16 .

Es ist klar, daß die aus Sender 15 und Empfänger 16 gebilde te Sensorik grundsätzlich in einem beliebigen Abschnitt der aerosolführenden Elemente des Aerosolerzeugers 1 unterge bracht sein kann. Im vorliegenden Beispiel sind Sender 15 und Empfänger 16 in die Wandung 10 des Flüssigkeitstanks 3 integriert. Vorzugsweise sind Sender 15 und Empfänger 16 in der Wandung 10 so positioniert, daß sie sich hinter einer dem Aerosol-Nebel 13 ausgesetzten Innenseite der Wandung 10 befinden. Es ist klar, daß die Wandung 10 zumindest im Be reich von Sender 15 und Empfänger 16 für die jeweilige Strahlung durchlässig ist. Beispielsweise kann zu Ausbildung des Flüssigkeitstank 3 ein durchsichtiger Kunststoff verwen det werden.It is clear that the sensor 15 formed from transmitter 15 and receiver 16 can in principle be accommodated in any section of the aerosol-carrying elements of aerosol generator 1 . In the present example, transmitter 15 and receiver 16 are integrated in the wall 10 of the liquid tank 3 . The transmitter 15 and receiver 16 are preferably positioned in the wall 10 such that they are located behind an inside of the wall 10 exposed to the aerosol mist 13 . It is clear that the wall 10 is at least in the area of the transmitter 15 and receiver 16 permeable to the respective radiation. For example, a transparent plastic can be used to form the liquid tank 3 .

Der Sender 15 ist über eine Leitung 18 mit einer Auswerte einheit 19 verbunden, an welche auch der Empfänger 16 über eine entsprechende Leitung 20 angeschlossen ist. Des weite ren ist die Auswerteeinheit 19 über eine Leitung 21 mit der Verneblereinrichtung 5 und über eine Leitung 22 mit einem Signalgeber 23 verbunden. Die Signalgebereinheit 23 kann beispielsweise zur Abstrahlung eines optischen und/oder aku stischen Signals ausgebildet sein.The transmitter 15 is connected via a line 18 to an evaluation unit 19 , to which the receiver 16 is also connected via a corresponding line 20 . Furthermore, the evaluation unit 19 is connected via a line 21 to the nebulizer device 5 and via a line 22 to a signal generator 23 . The signal generator unit 23 can, for example, be designed to emit an optical and / or acoustic signal.

Entsprechend Fig. 2 kann die Auswerteeinheit 19 eine elek tronische Schaltungsanordnung 24 enthalten, die eine Strom versorgung 25, einen Schalter 26, eine Auswerteschaltung 27, eine Zeitverzögerungsschaltung 28 und eine den Signalgeber 23 aufweisende bzw. betätigende Anzeige 29 enthält. Die ein zelnen Bestandteile der Schaltungsanordnung 24 sind durch entsprechende Leitungen 30 miteinander in geeigneter Weise verbunden. Die Auswerteschaltung 27 kommuniziert mit dem Sender 15 und mit dem Empfänger 16, und die Verneblerein richtung 5 ist über den Schalter 26 an die Stromversorgung 25 angeschlossen. Es ist klar, daß hierbei mehrere Elemente der Schaltungsanordnung 24 zu einem Bauteil zusammengefaßt sein können. Zum Beispiel können die Auswerteschaltung 27 und die Zeitverzögerungsschaltung 28 zu einem Bauteil inte griert sein.According to FIG. 2, the evaluation unit 19 contains an elec tronic circuitry 24, which supplies a current 25, a switch 26, an evaluation circuit 27, a time delay circuit 28 and a signal encoder having 23 or operated display 29 contains. The individual components of the circuit arrangement 24 are connected to one another in a suitable manner by corresponding lines 30 . The evaluation circuit 27 communicates with the transmitter 15 and with the receiver 16 , and the nebulizer 5 is connected to the power supply 25 via the switch 26 . It is clear that several elements of the circuit arrangement 24 can be combined into one component. For example, the evaluation circuit 27 and the time delay circuit 28 can be integrated into one component.

Der erfindungsgemäße Aerosolerzeuger 1 arbeitet wie folgt:
Der Anwender schaltet an einem nicht dargestellten Ein/Aus- Schalter die Inhalationsvorrichtung 1 ein, wodurch zunächst die Verneblereinrichtung 5 aktiviert wird. Falls keine Flüs sigkeit 4 im Flüssigkeitstank 3 enthalten ist, kann sich kein Aerosol-Nebel 13 ausbilden, so daß innerhalb einer vor bestimmten Zeitdauer nicht eine bestimmte Aerosolkonzentra tion erzeugt werden kann. Dies wird von der Auswerteschal tung 27 in Verbindung mit der Zeitverzögerungsschaltung 28 erkannt, da die vom Empfänger 16 zugeführten Signalwerte mit zu geringen Aerosolkonzentrationen korrelieren. Außerdem kann ein hier nicht dargestellter Temperatursensor vorgese hen sein, der eine Überhitzung des Ultraschallgenerators 6 detektiert, die bei fehlender Flüssigkeit 4 relativ rasch auftritt. Das Fehlen der Flüssigkeit 4 wird über die Anzeige 29 bzw. über den Signalgeber 23, z. B. mit einer lichtemit tierenden Diode (LED), dem Anwender mitgeteilt, gleichzeitig wir die Verneblereinrichtung 5 ausgeschaltet.The aerosol generator 1 according to the invention works as follows:
The user switches on the inhalation device 1 at an on / off switch, not shown, whereby the nebulizer device 5 is first activated. If no liquid 4 is contained in the liquid tank 3 , no aerosol mist 13 can form, so that a certain aerosol concentration cannot be generated within a certain period of time. This is recognized by the evaluation circuit 27 in conjunction with the time delay circuit 28 , since the signal values supplied by the receiver 16 correlate with aerosol concentrations which are too low. In addition, a temperature sensor (not shown here) can be provided, which detects overheating of the ultrasound generator 6 , which occurs relatively quickly when there is no liquid 4 . The lack of liquid 4 is indicated on the display 29 or on the signal generator 23 , for. B. with a light-emitting diode (LED), the user informed, at the same time we turned off the nebulizer 5 .

Wenn jedoch die zu vernebelnde Flüssigkeit in ausreichendem Maße in den Flüssigkeitstank 3 eingefüllt ist, kann die ak tivierte Verneblereinrichtung 5 bei eingeschalteter Inhala tionsvorrichtung 1 den Aerosol-Nebel 13 erzeugen. Innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer bildet sich dann bei einem ord nungsgemäßen Funktionsablauf in der Nebelkammer 9 ein Aero sol-Nebel 13 mit ausreichender Aerosolkonzentration aus. Dies wird von der Auswerteschaltung 27 erkannt und bei spielsweise durch eine LED dem Anwender signalisiert. Die Inhalationsvorrichtung 1 ist dann betriebsbereit. However, if the liquid to be nebulized is sufficiently filled in the liquid tank 3 , the activated nebulizer device 5 can generate the aerosol mist 13 with the inhalation device 1 switched on. Within the predetermined period of time, an aerosol mist 13 with a sufficient aerosol concentration then forms in the cloud chamber 9 in the event of a proper functional sequence. This is recognized by the evaluation circuit 27 and signaled to the user by, for example, an LED. The inhalation device 1 is then ready for operation.

Beim Inhalieren atmet der Anwender abwechselnd ein und aus. Beim Einatmen wird durch das Mundstück 2 der Aerosol-Nebel 13 aus der Nebelkammer 9 abgesaugt, während beim Ausatmen kein Aerosol-Nebel 19 aus der Nebelkammer 9 abgeführt wird. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann die Aus werteschaltung 27 so ausgestaltet bzw. programmiert sein, daß die Verneblereinrichtung 5 über den Schalter 26 ausge schaltet wird, sobald die detektierte Aerosolkonzentration einen vorbestimmten, insbesondere einstellbaren, oberen Schwellwert erreicht. Dieser Betriebszustand kann beispiels weise mit einer LED kenntlich gemacht werden. Da sich der in der Nebelkammer 9 bereitgestellte Aerosol-Nebel 13 mit der Zeit verflüchtigt, ohne daß des dazu einer aktiven Nebelab führung bedarf, sinkt im Laufe der Zeit die Aerosolkonzen tration in der Nebelkammer 9 von selbst. Dementsprechend ist die Auswerteschaltung 27 so ausgebildet, daß sie die Ver neblereinrichtung 5 wieder einschaltet, sobald die Aerosol konzentration einen vorbestimmten unteren Schwellwert unter schreitet.When inhaling, the user alternately inhales and exhales. When inhaled, the aerosol mist 13 is sucked out of the mist chamber 9 through the mouthpiece 2 , while no aerosol mist 19 is removed from the mist chamber 9 when exhaling. According to a preferred embodiment 27 can be configured or programmed from the evaluation circuit, that the nebuliser device 5 is turned off via the switch 26 as soon as the detected aerosol concentration reaches a predetermined, in particular adjustable, upper threshold value. This operating state can be identified with an LED, for example. Since the aerosol mist 13 provided in the mist chamber 9 evaporates over time without the need for active mist management, the aerosol concentration in the mist chamber 9 decreases over time. Accordingly, the evaluation circuit 27 is designed such that it switches the nebulizer 5 on again as soon as the aerosol concentration falls below a predetermined lower threshold.

Die Auswerteschaltung 27 kann so ausgebildet sein, daß sie aus dem zeitlichen Verlauf der Aerosolkonzentration erkennt, ob ein Einatemvorgang beginnt oder endet. Mit beginnenden Einatemvorgang sinkt die Aerosolkonzentration mit zunehmen der Geschwindigkeit ab. Die Charakteristik dieser Abnahme wird von der Auswerteschaltung 27 erkannt und die Ver neblereinrichtung 5 wird eingeschaltet, so daß während des Einatemvorganges stets eine ausreichende Aerosolkonzentrati on gewährleistet werden kann. Zum Ende des Einatemvorganges hin verlangsamt sich die Abfuhr des Aerosol-Nebels 13 aus der Nebelkammer 9, so daß ein charakteristischer Anstieg der Aerosolkonzentration in der Nebelkammer 9 festgestellt wer den kann. Die Auswerteschaltung 27 schaltet dann die Ver neblereinrichtung 5 ab, um Flüssigkeit 4 und Energie zu spa ren.The evaluation circuit 27 can be designed such that it recognizes from the temporal course of the aerosol concentration whether an inhalation process begins or ends. As the inhalation process begins, the aerosol concentration decreases with increasing speed. The characteristic of this decrease is recognized by the evaluation circuit 27 and the nebulizer 5 is switched on, so that a sufficient aerosol concentration can always be ensured during the inhalation process. Towards the end of the inhalation process, the removal of the aerosol mist 13 from the cloud chamber 9 slows down, so that a characteristic increase in the aerosol concentration in the cloud chamber 9 can be determined. The evaluation circuit 27 then switches off the nebulizer 5 to save liquid 4 and energy.

Eine Weiterbildung der Auswerteschaltung 27 erkennt am zeit lichen Verlauf der Aerosolkonzentration, wenn sich der Flüs sigkeitsvorrat im Flüssigkeitstank 3 dem Ende neigt, da sich auch hierbei ein charakteristischer zeitlicher Konzentrati onsverlauf ausbildet. Die Auswerteschaltung 27 betätigt dann die Anzeige 29, so daß die ausgehende Flüssigkeit 4 dem An wender signalisiert wird, und schaltet schließlich die Ver neblereinrichtung 5 aus.A further development of the evaluation circuit 27 recognizes from the time course of the aerosol concentration when the liquid supply in the liquid tank 3 is nearing its end, since a characteristic temporal course of concentration is also formed here. The evaluation circuit 27 then actuates the display 29 so that the outgoing liquid 4 is signaled to the user, and finally switches off the nebulizer 5 .

Neben dem minimalen Verbrauch an Flüssigkeit 4, die bei spielsweise ein teures Medikament sein kann, und Energie, die beispielsweise von einer Batterie oder einem Akku nur begrenzt zur Verfügung steht, sorgt der erfindungsgemäß aus gestaltete Aerosolerzeuger 1 auch dafür, daß die zu verne belnde Flüssigkeit nur mit einer minimalen Energie beauf schlagt wird. Insbesondere bei empfindlichen Medikamenten werden diese dadurch geschont, so daß deren Wirksamkeit bes ser gewährleistet werden kann.In addition to the minimal consumption of liquid 4 , which can be an expensive medication for example, and energy that is only available to a limited extent, for example from a battery or a rechargeable battery, the aerosol generator 1 designed according to the invention also ensures that the liquid to be aerated minimal energy is applied. Particularly with sensitive medications, these are spared, so that their effectiveness bes water can be guaranteed.

Bei einer Weiterbildung kann der Aerosolerzeuger 1 auch eine hier nicht dargestellte elektronische Schnittstelle aufwei sen, die mit der Schaltungsanordnung 24 bzw. mit deren Aus werteschaltung 27 kommuniziert, so daß Daten des Inhalati onsvorganges an ein an die Schnittstelle anschließbares Pe ripheriegerät, z. B. Personalcomputer, übertragbar sind.In a further development, the aerosol generator 1 can also have an electronic interface, not shown here, which communicates with the circuit arrangement 24 or with its evaluation circuit 27 , so that data of the inhalation process on a connectable to the interface Pe ripheriegerät, z. B. personal computers are transferable.

Claims

1. An apparatus for generating an aerosol mist ( 13 ) for medical purposes with a liquid tank ( 3 ) for receiving a liquid to be nebulized ( 4 ) and with a nebulizer device ( 5 ), the aerosol mist from the liquid ( 4 ) ( 13 ) generated, characterized in that means ( 15 , 16 , 19 ) are provided for determining the aerosol concentration.

2. Aerosol generator according to claim 1, characterized in that the means for determining the aerosol concentration have a sensor system ( 15 , 16 ) which senses the aerosol concentration and generates a signal value correlated therewith.

3. Aerosol generator according to claim 2, characterized in that the sensor system has at least one transmitter ( 15 ) and at least one receiver ( 16 ) for electromagnetic radiation ( 17 ).

4. Aerosol generator according to claim 3, characterized in that the transmitter ( 15 ) and receiver ( 16 ) are arranged such that the radiation ( 17 ) emitted by the transmitter ( 15 ) in a measuring area ( 9 ) which monitors the aerosol concentration should, occurs and passes through this more or less depending on the aerosol concentration and on the transmitter ( 15 ) arranged opposite receiver ( 16 ) hits more or less intensely.

5. Aerosol generator according to claim 3, characterized in that the transmitter ( 15 ) and receiver ( 16 ) are arranged such that the radiation ( 17 ) emitted by the transmitter ( 15 ) in a measuring area ( 9 ) which monitors the aerosol concentration is to occur and is scattered more or less by the aerosol mist ( 13 ) depending on the aerosol concentration and strikes the receiver ( 16 ) more or less intensely as scattered light.

6. Aerosol generator according to one of claims 3 to 5, characterized in that the sensor system ( 15 , 16 ) with light, in particular with infrared light, works as electromagnetic radiation ( 17 ).

7. Aerosol generator according to one of claims 3 to 6, characterized in that the transmitter ( 15 ) and / or receiver ( 16 ) are assigned to a cloud chamber ( 9 ), from which the aerosol mist ( 13 ) is supplied for the intended use and in which the aerosol mist ( 13 ) collects after its generation, if more aerosol mist ( 13 ) is generated than is needed.

8. Aerosol generator according to one of claims 3 to 7, characterized in that the transmitter ( 15 ) and / or receiver ( 16 ) in an aerosol-guiding element ( 3 , 9 ) in a, the aerosol mist ( 13 ) exposed wall ( 10 ) is or are integrated.

9. Aerosol generator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the means for determining the aerosol concentration have an evaluation unit ( 19 ) which receives and processes signal values correlated with the aerosol concentration.

10. Aerosol generator according to claim 9, characterized in that the evaluation unit ( 19 ) is switched or programmed so that the evaluation unit ( 19 ) switches off the nebulizer device ( 5 ) when the aerosol concentration and / or de ren temporal change for a predetermined period above of a predetermined threshold value and that the evaluation unit ( 19 ) switches on the nebulizer device ( 5 ) when the aerosol concentration and / or its change over time is below a predetermined threshold value for a predetermined period of time.

11. Aerosol generator according to claim 9 or 10, characterized in that the evaluation unit ( 19 ) is switched or programmed so that the evaluation unit ( 19 ) switches off the nebulizer device ( 5 ) and / or generates a signal which attracts the attention of the user when the aerosol concentration and / or its change over time is below a predetermined threshold value for a predetermined period of time or when the decrease in the aerosol concentration over time reaches a predetermined threshold value.

12. Aerosol generator according to one of claims 9 to 11, characterized in that in an aerosol generator designed as an inhalation device ( 1 ) the evaluation unit ( 19 ) is switched or programmed such that the evaluation unit ( 19 ) switches on the nebulizer device ( 5 ) when a threshold characterizing the start of an inhalation process for the temporal che decrease of the aerosol concentration is reached, and that the evaluation device ( 19 ) switches off the nebulizer device ( 5 ) when a threshold value characterizing the end of an inhalation process for the temporal increase in the aerosol concentration is reached.

13. Aerosol generator according to one of claims 10 to 12, characterized in that the evaluation unit ( 19 ) is coupled to setting means, with the aid of which at least one threshold value for the aerosol concentration or a signal value correlated therewith can be set.

14. Aerosol generator according to one of claims 1 to 13, characterized in that the aerosol generator is formed as an inhalation device ( 1 ), the aerosol mist ( 13 ) serving as an inhalant.