液滴生成装置.pdf

一种输送安全、适当并且可重复的药输送到受治疗者用于局部、口腔、鼻或肺部用途的方法和一种喷射微滴的装置，包括流体输送系统，所述流体输送系统能够以微滴的形式输送预定体积的流体，所述微滴具有在施加时充足并且可重复的高附着百分比。所述方法和所述装置包括壳体；储液器；布置在壳体内的储液器，用于接收一定容量的流体；喷射器机构，所述喷射器机构构造成喷射微滴流，所述微滴的平均喷射微滴直径大于15μm，在使用期间，所述微滴流挟带较少的气流，使得微滴流能够附着到受治疗者的眼睛。

权利要求书一种用于将流体输送到目标的装置，所述装置包括：
壳体；
储液器，所述储液器布置在所述壳体内，用于接收一定体积的流体；
喷射器机构，所述喷射器机构构造成喷射微滴流，所述微滴的平均喷射微滴直径大于15μm，在使用期间所述微滴流挟带较少的气流，使得所述微滴流附着到目标上。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述目标是受治疗者的眼睛。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷射器机构构造成喷射微滴流，使得喷射出的微滴的质量的至少约75%附着到所述目标上。
根据权利要求3所述的装置，其中，所述喷射出的微滴的质量的至少约85%附着到所述目标上。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷射器机构构造成喷射平均喷射微滴直径大于20μm的微滴流。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷射器机构构造成喷射平均喷射微滴直径处于20μm至100μm范围内的微滴流。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷射器机构包括喷射器板，所述喷射器板具有联接到所述储液器的流体输送区域的第一表面，所述喷射器板包括贯通其厚度形成的多个开口；和
致动器，所述致动器形成在所述喷射器板的第二表面上，所述致动器能够操作，以便以一频率振荡所述喷射器板并产生定向的微滴流。
根据权利要求7所述的装置，其中，所述喷射机构构造成喷射平均初始喷射速度处于0.5m/s至10m/s范围内的微滴流。
根据权利要求7所述的装置，其中，所述致动器围绕所述喷射器板的外周区域延伸。
根据权利要求7所述的装置，其中，所述致动器结合到所述喷射器板的衬底中。
根据权利要求8所述的装置，其中，所述开口布置在所述喷射器板的未被所述致动器遮盖的中心区域中。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述储液器包括从由能够塌缩壁和芯吸储液器构成的组中选择的特征件，其中，当流体体积减小时，所述能够塌缩的壁塌缩。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷射器板包括保护涂层。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷射器板包括反射涂层。
根据权利要求1所述的装置，其中，盖能够密封到所述喷射器板上。
根据权利要求1所述的装置，其中，由聚丙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯或者聚四氟乙烯制成的盖能够密封到所述喷射器板上。
根据权利要求1所述的装置，其中，所述壳体包括开口，以露出所述喷射器板的开口，并且所述壳体还包括盖，所述盖构造成覆盖或露出所述喷射器板的开口。
根据权利要求17所述的装置，其中，所述盖联接到致动触发器，所述致动触发器致动所述喷射器板。
根据权利要求1所述的装置，所述装置在所述喷射器板或者所述致动器的至少一部分上还包括保护涂层。
一种用于将一定体积的眼用流体输送到眼睛的装置，所述装置包括：
壳体；
储液器，所述储液器布置在所述壳体内，用于接收一定体积的眼用流体；
喷射器板，所述喷射器板与所述储液器流体连通，所述喷射器板包括贯通其厚度形成的多个开口；
致动器，所述致动器形成在所述喷射器板的表面上，所述致动器能够操作，以便以一频率振荡所述喷射器板并且产生定向的微滴流；
其中，所述定向的微滴流中的微滴的平均喷射直径处于20μm至100μm的范围内，并且平均喷射速率处于2m/s至5m/s的范围内。
用于将一定体积的眼用流体输送到受治疗者的眼睛的方法，所述方法包括;
从喷射器板的开口喷射容纳在储液器中的眼用流体的定向的微滴流，所述定向的微滴流中的微滴的平均喷射直径处于20μm至100μm的范围内并且平均喷射速率处于0.5m/s至10m/s的范围内，
使得喷射的微滴流的质量的至少85%附着到所述受治疗者的眼睛上。
根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括至少一个诊断特征件，其中，所述诊断特征件包括光发射器和检波器，并且其中，所述光发射器将波引向所述微滴，并且所述检波器检测所述光的由微滴反射或折射的部分。

说明书液滴生成装置
技术领域
本申请要求2010年7月15日提交的美国临时申请No.61/400,864，2010年8月20日提交的美国临时申请No.61/401,850，2010年8月20日提交的美国临时申请No.61/401,920，2010年8月20日提交的美国临时申请No.61/401,918，2010年8月20日提交的美国临时申请No.61/401,848，2010年8月20日提交的美国临时申请No.61/401,849，2011年2月4日提交的美国临时申请No.61/462,576，2011年2月5日提交的美国临时申请No.61/462,791，2011年2月15日提交的美国临时申请No.61/463,280，2011年4月4日提交的美国临时申请No.61/516,462，2011年4月4日提交的美国临时申请No.61/516,496，2011年4月4日提交的美国临时申请No.61/516,495，2011年4月6日提交的美国临时申请No.61/516,694的提交日期的权益，为了各种目的，所述美国临时申请中的每一个的全部内容均特别以援引的方式并入本发明。本申请还涉及在2010年5月28日提交的美国临时申请No.61/396,531，为了各种目的其全部内容特别以援引的方式并入本发明。
背景技术
对于安全性以及产品的易用性而言，使用喷雾分配器管理雾状或水雾形式的产品具有很大的提升空间。提供这样的施加器所面临的主要挑战是一致并且准确地输送适当的剂量。
需要喷雾施加器的重要领域是输送眼药。如在滴眼剂的情况下，施加流体一直存在一个问题，尤其是对于易于在关键时刻眨眼或肌肉挛缩从而导致微滴落在眼睑、鼻子或者面部的其它部位上的儿童和动物。尤其当流体处于不同温度条件下时，较大的流体滴对眼球的冲击也易于引发眨眼反应。老年人还常常丧失将滴眼剂滴入他们眼睛中所需的手部协调性。中风患者面临类似的困难。滴量器输送通常需要诸如头部倾斜的特定的身体姿势或水平姿势。任何一种都不具备实用性。
通常，关键是受治疗者每天按照正确剂量以及每天必需的次数用药。然而，实践中，规定在家进行眼部药物治疗的受治疗者易于忘记给药，或者用药过度或者与其它药物交叉使用。主要依从（compliance）问题中的一个是即使受治疗者专心于遵守治疗方案，但是他或她也常常忘记按照剂量给药。
目前，由滴眼管给送这些药物中的多种药物。当前滴眼装置常常或需要头部向后倾斜，受治疗者仰卧或者向下牵引下眼脸，或者需要牵引和倾斜的组合，原因在于输送机构通常依赖重力来施加药物。这不仅仅是尴尬的问题，而且涉及受治疗者身体较高的协调能力、灵活性和合作能力，以确保药物进入眼睛而同时避免滴管末端刺戳眼睛。当前滴眼管瓶面临刺戳用户眼睛的风险，从而潜在导致对眼镜造成物理伤害，此外，由于与眼睛接触而是末端受到细菌污染。因而，受治疗者将承受滴眼瓶中的药物被污染并且随即感染眼睛的风险。另外，大量药物流出眼睛或者被流泪反应冲走。结果，这种给药方法还是不精确并且导致浪费。而且，技术即没有提供控制分配药量符合要求的方法，也没有提供确保分配的药物事实上落在眼睛中并且存留在眼睛上的方法。
滴眼管还没有提供由受治疗者验证合乎规范的方法。即使在使用一周后，通过给瓶称重能够检查分配的药物的总容量，但是这没有提供日常依从性的记录。受治疗者可能一次或多次忘记用药并且在其它时候又过量用药。而且，即使在药物已经被分配的情况下，滴眼管向眼睛滴送液滴的低精确性也使得药物是否真正滴入到眼睛中存有疑问。
因此，需要一种输送装置，所述装置将安全、适当并且可重复的剂量输送到受治疗者，用于眼睛、局部、口腔、鼻或者肺部使用。
发明内容
本发明包括一种装置和一种方法，所述装置和方法将安全、适当并且可重复的剂量输送到受治疗者，用于眼睛、局部、口腔、鼻或者肺部使用。本发明还包括一种流体输送系统，所述流体输送系统能够以微滴的形式输送限定体积的流体，在施用时，所述微滴具有提供充分且可重复的高附着百分比的特性。
本发明包括并且提供了一种用于将流体输送至受治疗者眼睛的装置，所述装置包括：壳体；布置在壳体中的储液器，用于接收一定体积的流体；喷射器机构，所述喷射器机构构造成喷射具有大于15μm的平均喷射的微滴直径的微滴流，微滴流挟带较少的气流，使得在使用期间微滴流附着到受治疗者的眼睛上。
本发明还包括并且提供了一种装置，其中，喷射器机构包括：喷射器板，所述喷射器板具有联接储液器的流体输送区域的第一表面，所述喷射器板包括贯穿其厚度形成的多个开口；致动器，所述致动器联接到喷射器板的第二表面，所述致动器能够操作，以便以一定频率振荡喷射器板并且产生定向的微滴流。
本发明的又一个实施例包括并且提供了一种用于将一定体积的眼用流体输送到眼睛的装置，所述装置包括：壳体；布置在壳体内的储液器，用于接收一定体积的眼用流体；喷射器板，所述喷射器板与储液器流体连通，所述喷射器板包括贯穿其厚度形成的多个开口；致动器，所述致动器形成在喷射器板的与储液器相对的表面上，所述致动器能够操作，以便以一定频率振荡喷射器板并且产生定向的微滴流，其中，定向流中的微滴的平均喷射直径处于5μm至2500μm的范围中，包括但不局限于20μm至100μm，并且其平均初速度处于1m/s至100m/s的范围中，包括但不局限于2‑20m/s。
本发明的再一个实施例包括并且提供一种将一定体积的眼用流体输送到受治疗者眼睛的方法，所述方法包括将包含在储液器中的眼用流体的微滴的定向流从喷射器板的开口喷射出，定向流中的微滴的平均喷射直径处于5μm至2500μm的范围中，包括但不局限于20μm至100μm，并且其平均初速度处于1m/s至100m/s的范围中，包括但不局限于2m/s至20m/s。
附图说明
图1示出了描绘了喷射器装置的衬底结构的三维视图；
图2是衬底的一个实施例的剖视图；
图3A是包括储液器的喷射器装置的实施例的剖视图；
图3B是具有替代性储液器布置方案的喷射器装置的替代性实施例；
图4示出了形成本发明的流体喷射器装置的一部分的电路的一个实施例的电路图；
图5示出了装置的壳体的三维视图；
图6示出了在装置的一个实施例中使用的电路的电路图；
图7示出了装置的壳体的另一个实施例的三维视图；
图8示出了本发明的将药物输送到人类眼睛的一个实施例的侧视图；
图9示出了图8的实施例的正视图；
图10示出了装置的另一个实施例的侧视图；
图11示出了装置的又一个实施例的正视图；
图12示出了装置的又一个实施例的正视图；
图13A‑B示出了包括隔离件的装置的另一个实施例；
图14A‑B示出了包括隔离件的装置的另一个实施例；
图15A示出了包括隔离件的装置的另一个实施例；
图15B‑H示出了盖的多种示例；
图16A示出了使用压电喷射器机构的装置的另一个实施例的示意性剖视图；
图16B示出了组件的放大的俯视图；
图16C示出了组件的一部分的放大的剖视图；
图16D示出了组件的示意性后视图；
图16E示出了组件的一部分的示意性剖视图；
图16F示出了组件的喷射区域的示意性俯视图；
图16G示出了组件的喷射器板的局部剖视图；
图16H示出了组件的一部分的透视图，其包括储液器的替代性实施例；
图16I示出了图16H中示出的组件的一部分的截面图；
图16L‑R示出了局部剖视图，所述局部剖视图示出了喷射器板中的开口的形状的示例；
图17A和图17B示出了开动的喷射器板的剖视图；
图18A‑C示出了微滴的停止距离对平均微滴直径的标绘图；
图18D示出了微滴蒸发时间对平均微滴直径的标绘图；
图19A‑F描绘了不同平均尺寸的微滴的定向流；
图20示出了组件的一部分的透视图，其包括储液器的替代性实施例；
图21A示出了装置的替代性实施例，其中，滑动盖位于闭合位置；
图21B示出了装置的替代性实施例，其中，打开了滑动盖；
图21C示出了图21A的透视图；
图21D示出了图21A中示出的装置的后部的透视图；
图21E示出了在一个实施例中图21A的装置的壳体的部件的分解的透视图；
图21F示出了描绘了与用户眼睛对准的装置的简图；
图22A示出了包括装置的通信系统；
图22B示出了描绘了通信的装置和插接站；
图22C示出了处理器和驱动电路的方块图；
图23A示出了示例性构造的俯视图，所述示例性构造包括电子模块；
图23B示出了包括电子模块的示例性构造的仰视图；
图24示出了操作装置的示例性处理；
图25示出了操作装置的另一个示例性处理；
图26示出了照亮喷射器表面的方法。
具体实施方式
本公开总体上涉及喷射装置，所述喷射装置例如用于将诸如眼用流体的流体输送到眼睛。在某些方面中，喷射装置包括喷射组件，所述喷射组件产生可控的流体微滴流。流体包括但不局限于悬浮液或者乳剂，所述悬浮液或乳剂的粘度处于能够使用喷射机构形成微滴的范围内。
如在此更加详细解释的那样，根据本公开的特定方面，现在公开的喷射器机构可以形成定向的微滴流，所述定向的微滴流可以朝向目标定向。微滴将形成这样的粒度分布，每个分布均可以具有平均粒径。平均粒径可以处于约15μm（微米）至大于100μm，大于20μm至约100μm，约20μm至约80μm，约25μm至约75μm，约30μm至约60μm，约35μm至约55μm等的范围内。然而，根据预期的用途，平均粒径可以如2500μm那么大。而且，微滴的平均初速度为约0.5m/s至约100m/s，例如，约0.5s/m至约20m/s，例如，0.5m/s至10m/s，约1m/s至约5m/s，约1m/s至约4m/s，约2m/s等。当在此使用时，喷射尺寸和初速度是微滴在离开喷射器板时的尺寸和初速度。定向到目标的微滴流将导致一定质量百分比的微滴（包括它们的成分）附着到期望的部位上。
适于喷射装置使用的流体能够具有非常低的粘度，例如，如同水一样，为1cP或者更小，例如为0.3cP。流体可以额外地具有可达600cP范围内的粘度。更加具体地，流体可以具有约0.3cP至100Cp、0.3cP至50cP、0.3cP至30cP、1cP至53cP等的粘度范围。在一些实施例中，能够在储液器中直接使用具有适当粘度和表面张力的溶液或药物而无需改造。在其它实施例中，可以添加额外的材料以调整流体参数。
所公开的技术包括在没有大量蒸发、挟带空气或者偏离（deflection off）眼睛表面的情况下喷射微滴，这有助于一致定量给药。平均喷射粒径和平均初速度取决于多种因素，这些因素包括流体粘度、表面张力、喷射器板性能、几何形状和尺寸以及喷射器机构的的操作参数（包括其驱动频率）。在一些实施例中，喷射的微滴质量的约60%至约100%、约65%至约100%、约75%至约100%、约80%至约100%、约85%至约100%、约90%至约100%、约95%至约100%等的附着在眼睛表面上，这种附着是可以重复的。在使用期间，微滴流的流动方向可以是水平的，或者可以是用户选择致动机构对准的任何方向。
无意受此理论限制，相信随着微滴直径减小，总表面面积与总容积的比率增大。即，更大的表面面积暴露于给定总容积的流体。因此，更小的微滴可以产生更大的表面面积，这产生了更大的阻力。在低雷诺数状态（Re<1）下，由斯托克斯定律（Stoke’s law）、纳微‑斯托克斯方程的解给定曳力。因此，相信曳力与微滴的表面面积的平方根成比例。假设微滴是球形的，则相信曳力与微滴直径成比例。
每颗颗粒随其一起挟带空气（挟带的空气），从而产生气流。相信这种挟带气流的效应与直径近似成比例。当气流抵达目标时，所述气流可以在目标的表面附近偏转或者急转弯例如90度，以保持流动。如果气流的流量太大，则其可以携带微滴中的一些，从而导致这些微滴偏转而没有附着到目标表面上。具有足够大的动量的颗粒将克服这种影响并且成功附着到表面上。停止距离是颗粒在初始动量因空气摩擦而减小为零之前行进的距离的近似值。由周围颗粒产生的挟带的空气将使得停止距离加长，从而给予每个微滴更大的可能范围和更多的偏转机会。微滴由于重力在它们的飞行路径期间还会竖直下落。在较短的加速时间之后，微滴达到极限速度，这时曳力等于重力并且与重力相反。因为极限速度与颗粒表面面积成比例，所以更大的颗粒将更快地下落。微滴的寿命还取决于局部分压和环境分压、局部温度和环境温度以及颗粒直径，所有这些均影响其蒸发速率。通常，越大的颗粒蒸发地越慢。
此外，不受任何具体理论的限制，通过致动机构形成微滴，所述致动机构利用容纳在联接到喷射器机构的储液器中的流体形成微滴流。喷射器机构和储液器可以是一次性用品或者是可重复使用的。喷射器机构和储液器可以包装在壳体中。壳体可以是一次性用品或者是可以重复使用的，壳体可以是手持的、小型化的并且形成为联接到基座，并且所述壳体可以适于与其它装置连通。壳体可以是用颜色编码的或者构造成易于识别。在一些实施例中，微滴喷射器装置可以包括照明设备、对准设备、温度控制设备、诊断设备、或者其它特征件。其它实施例可以是用于受治疗者护理和治疗的互连并且相互作用的多种装置的更大网络的一部分。在一个实施例中，喷射器可以是热力喷射器。在另一个实施例中，喷射器可以是超声喷射器。在又一个实施例中，喷射器可以是压电喷射器。
图18A‑C示出了具有不同微滴直径且喷射速度分别为0.5m/s、1m/s、和2m/s的微滴在静止空气中的停止距离。具体地，参照图18A，在这个实施例中，喷射直径为100μm或者更小且初速度为0.5m/s的微滴的最长停止距离为约1.25m。因此，在这个实施例中，在没有气流帮助的情况下，这些微滴不能够有效地附着到距离喷射器板102超过1.25cm处的眼睛上。参照图18B，喷射直径为100μm或者更小且喷射速度为1m/s的微滴的最长停止距离为约2.2cm。因此，在这个方案中，在没有气流辅助的情况下，这些微滴不能够有效附着到距离喷射器板1902超过2.2cm处的眼睛上（图19A）。参照图18C，喷射直径为100μm或者更小且初速度为2m/s的微滴的最长停止距离为约4cm。因此，在没有气流辅助的情况下，这些微滴不能够有效附着到距离喷射器机构超过4cm处的眼睛上。包含除了水之外的成分的流体的停止距离可能不同于图18A‑18C中示出的那些停止距离。
在抵达目标之前，喷射的微滴可以在空气中蒸发。将喷射速度为约1m/s至约5m/s的微滴输送到位于距离喷射器机构约3cm处的目标需要约0.03s或者更短的时间抵达目标表面。无意受此理论限制，相信蒸发速率与微滴直径和包括温度和湿度的环境参数有关。还相信对于有效沉积微滴而言，希望蒸发时间较长，例如比约0.03s的输送时间更长。假设温度为20℃并且流体是水，图18D示出了直径为约40μm的微滴在约1s的时间内完全蒸发，并且直径为约100μm的微滴在约10s的时间内完全蒸发。在一些实施例中，能够将盐或者其它添加剂添加到流体中，以降低蒸发速率。
图19A‑F示出了微滴和挟带的气流撞击目标而发生偏转。没有充分的动量来抵消这种流施加的力的微滴被该流携带，并被类似地偏转。然而，由于较高的速度或由于较的高质量或者由于较的高速度和较高的质量，动量充分大的微滴继续沿着它们自身的轨迹行进，并且没有被气流携带走。这些微滴能够被有效地输送到目标。充分大的动量能够通过较大的初始喷射速度和动量与曳力的比实现。然而，如果目标是人用的或动物用的，则当微滴撞击目标时，速度必须不会产生不适，也不应当消极地影响诸如阻力的其它参数。可替代地，充分大的动量能够通过增大微滴质量实现。
参照图19A‑F，在这个实施例中，具有不同平均喷射直径的小水滴1912以4m/s的喷射速率从喷射器板1902水平朝向与喷射器板1902相距3cm的表面1916喷射。表面1916能够是玻璃表面，所述玻璃表面具有与眼睛表面类似的特征（例如光滑度）。除了喷射器板1902中的开口（例如，图16A的开口1626）的直径之外，图19A‑F中的所有其它参数均相同。
参照图19A，在该实施例中，喷射的微滴1912的平均喷射直径为约11μm。微滴1912的流1914a具有变化的横截面面积，这表示微滴1912中的一些在抵达表面1916之前可能已经停止。而且，微滴1912中的抵达表面1916的大量微滴1918a被空气沿着表面1916带走，而没有附着到表面上。
参照图19B，在这个实施例中，喷射的微滴的平均喷射直径为约17μm。微滴1912的流1914b也具有变化的横截面面积（与流1914a类似），这表示微滴中的一些在抵达表面1916之前可能已经停止。然而，流1914b的横截面面积的变化小于流1914a的变化。结果，与流1914a相比，流1914b中的更多的微滴1912抵达表面1916。然而，微滴1912中的抵达表面1916的大量微滴1918b微滴被空气沿着表面1916带走，而没有附着到表面1916上。微粒1918b的数量大于微滴418a的数量，使得虽然更多数量的微滴1912抵达表面1916，但是与图19A相比，附着到表面1916上的微滴数量没有显著增加。
参照图19C，喷射出的微滴的平均喷射直径为约32μm。微滴1912的流1914c的横截面面积的变化显著小于流1914a和1914b的横截面面积的变化，这表示在抵达表面1916之前非常少的微滴可能会停止。而且，微滴1912中的抵达表面1916但却被空气沿着表面1916带走而没有附着到表面1916上的微滴1918c的数量小于微滴1918a和1918b的数量。
参照图19D‑19E，在这个实施例中，喷射的微滴的平均直径分别为约56μm、100μm。图19F示出了喷射大微滴。微滴1912的流1914d、1914e、1914f的横截面面积基本恒定，这表示在抵达表面1916之前基本没有微滴停止。而且，抵达表面1916的微滴1912基本都没有被沿着表面1916带走，而是沉积到表面上。
总之，图18A‑D中的计算结果和图19A‑F中的照片表明气流通过夹带的气流的运动而能够对携带微滴通过（across）目标表面产生的不期望的影响，并且由此防止所述微滴附着到目标上。而且，这种不期望的影响对于更小的微滴而言最为显著。无意受此理论限制，相信小微滴的这种问题是由于以下更加充分描述的若干原因。
另外，对微滴充电可以提高其抵达目标的能力。人体并且尤其是湿润的眼睛表面是导体，因此，人体或者湿润的眼睛表面可以吸引充电的微滴，从而有助于微滴与目标相接触。虽然无意受此理论限制，但是充电的微滴在朝向目标输送的过程中形成空间电荷云。这种空间电荷产生电场E，所述电场E通过库伦力排斥类似的充电的微滴抵达目标。当液滴靠近目标时，由充电的微滴产生的电场在导电目标中产生相等并且相反的镜像电荷，其吸引微滴。
已知对微滴充电的若干方法。以下为三个示例：摩擦充电（摩擦）充电；将电压施加在喷射器板并且通过感应对微滴充电；和通过以下方式进行的充电：通过高压电晕放电以产生气体离子充电并通过波德尼尔场（Pauthenier field）充电和/或扩散充电对微滴充电。在摩擦充电中，流体通过例如喷射器板或格栅的小孔，这将导致充电。通过涂覆喷射器板或格栅可以增强这种效应。
微滴喷射装置包括喷射机构。在一些实施例中，机构包括喷射板或衬底。在一些实施例中，所述喷射板或衬底联接到流体储液器，这里了讨论了所述流体储液器的示例。喷射器机构的一个实施例可以是热力喷射器（或者“泡沫喷射（bubble jet）”）。图1的实施例示出了形成有多个开口102的衬底结构100。这能够通过多种已知技术中的任何一种来实现。这种衬底能够形成为微电子机械系统（MEMS）。体硅微加工（bulk micromachining）是形成硅基MEMS的已知技术中的一种。MEMS可以形成在衬底结构上，例如形成在硅衬底上。MEMS可以以类似的方式形成为半导体封装。可替代地，机械部件和电子部件能够单独地形成，随后相互结合。
在图1中示出的实施例中，为了说明的目的仅示出了12个开口。然而，几百个甚至数千个开口可以形成在衬底上，举例说明，所述衬底具有0.5cm×0.5cm的表面面积。在这个实施例中，衬底结构示出为其远侧表面104和其近侧表面106倒置。如图1的实施例所示，开口102中的每一个在远侧表面104上均设置有包围开口的加热元件108。因此，MEMS装置限定了盘状衬底结构，其中，如图2所示，由开口102限定的多条通道在这个实施例中从远侧延伸至近侧表面。在这个实施例中，加热元件108示出位于远侧表面上并且位于通道的底部。居间衬底材料（本文中称作街道（street）110）形成在通道102之间。
在一个实施例中，形成在衬底中开口的半径为37μm并且衬底厚度为74μm，其中居间街道为12μm，中心至中心距离为86μm。假设从开口中的每一个中射出球形液滴，则每个开口中的材料体积将是πr2×t=π（372×74）×10‑18=3.18×10‑13m3=318皮升（pico liter）。因此，每个单元或开口（开口和周围街道）的面积大小为（37+12+37）2μm2=7.396×10‑9m2。因此，在0.5cm×0.5cm=0.25×10‑4m2的衬底中，提供总共3380个开口和开口中的约1μl的总流体体积。
在以上实施例中，选择了74μm的开口尺寸，这用于相当大的流体液滴。应当理解的是，所选择的开口尺寸将取决于化学品的粘度。开口的工作周期（duty cycle）或者激活率（rate of firing）还取决于期望的体积流量并且将取决于用途。在一个实施例中，可以从由衬底制造的开口直径与衬底厚度比为10:1至1:10的喷射器喷射为约300pL的微滴尺寸。
在一些实施中，可以使用具有更高操作温度和更低热膨胀系数的材料并且还提供了更高的导热率和更低的热容用于快速冷却，并且能够利用改进的工作周期控制。材料还优选地具有高热冲击参数，如通过碳化硅（SiC）或者其多型体（不同的原子排列）中的任何一种提供的那样。在本实施例中，衬底可以由具有6H晶格构造的碳化硅形成。
如上所述，尽管碳化硅总是包括硅和碳的组合，但是晶格结构可以发生变化，并且包括诸如3C（立方晶系）原子排列（其中原子位于形成晶格结构的立方体的拐角处）或六角形（4H或6H）排列（所述六角形排列每四层或六层重复）或菱形排列的结构。在以下表格中给出了3C、4H和6H的排列和性能的比较。这些性能可以指导选择适当的衬底材料。

如上所述，在这个实施例中，衬底联接到储液器。图3A，衬底材料300的开口302被固定到衬底以限定壳体304，该衬底中蚀刻有中央腔306，在这个实施例中，所述壳体304同样由碳化硅制成并且在衬底材料300和壳体304之间限定了腔室306。腔室306在其操作状态下被待分配的流体填充。应当理解的是，可以将多于一个的壳体固定到衬底材料300，由此允许衬底材料300中的一些开口与一个腔室中的流体流体连通，而其它开口与另一种流体流体连通。这允许通过激活选自每组中的选择数量的开口来混合流体。如图3A所示，进入通道310形成在壳体304的壁中，以与流体源流体连通，以便补充壳体304中的腔室。
图3B示出了本发明的替代性实施例。在这个实施例中，例如通过以下方式可以利用热力喷射器喷射多于一种的药物：通过为喷射器设置多个孔并且使孔中的一些具有第一药物而其它孔具有第二药物；或者通过设置多个储液器，每个储液器供应不同组的孔，如在图3B中所描绘的那样，图3B示出了一次性储液器单元700，在这个实施例中，所述储液器单元700包括4个储液器702，这4个储液器702固定到衬底结构710（在此示出为附接到储液器之前的衬底结构710）。控制器可以构造成控制哪些孔被激发和每个孔相继被激发的次数，由此允许同时或者在不同时间提供不同剂量的各种药物。
为了从开口喷射流体微滴，衬底加热元件（如图1和2中示出的元件108）被快速加热，以蒸发加热元件环内的居间流体，以挤出（pinch off）通道中的流体，并且通过流体蒸汽产生的力将流体微滴有效地射出开口。可以理解的是，微滴尺寸和微滴速度将根据多种因素而发生变化，这些因素包括流体粘度、表面张力、喷射器板性能、几何结构和尺寸以及喷射器的操作性能（包括其工作周期或驱动频率）。举例说明，对于5μm、15μm和38μm的开口直径和长度而言，微滴的体积分别为0.1皮升（微升的百万分之一）、2.7皮升和44皮升。
如上所述，本发明使用诸如碳化硅的衬底材料，所述衬底材料具有高操作温度以承受正在被喷射的流体的高热量，并且具有低热膨胀系数（意味着随着温度变化，材料的尺寸保持基本恒定），而且，所述衬底材料提供了高导热率（从而允许热量在加热周期之间快速地消散，以允许精确地控制工作周期）、低热容以及高热冲击参数。材料的参数允许其快速加热流体，从而致使由加热元件包围的开口中的流体盘被极其快速地加热至其沸点，由此从开口的近端在蒸汽盘的上方爆发地推进流体微滴。能够应用例如硅的其它适当的衬底材料。
在一个实施例中，电路加热流体并且影响微滴喷射过程。图4中示出了这种电路的实施例。电池400或电压发生器形式的电源与加热元件404并联。在这个实施例中，可控开关406是继电器的形式，所可控开关406包括由处理器410控制的螺线管408。虽然图4示出了由处理器410控制的仅两个电阻元件404和两个开关406，但是应当理解的是，处理器410优选地控制形成在衬底开口周围的加热元件中的每一个。因此，处理器能够控制激发哪些开口和激发多少个开口以及每秒钟控制激发哪些开口和激发多少个开口的次数，以实现期望的流体体积。尽管这个实施例使用形成在开口周围的加热元件，但是其它实施例使用其它加热元件构造，例如，安装在开口入口管（通过所述入口管补充孔中的流体）内部、上方或者下方的板。
本实施例的一个益处在于，其能够通过控制激发的开口并且选择待激发的开口数量来精确地控制微滴喷射。它还通过为不同组的开口提供填充有不同药物的不同储液器来允许在喷射时混合两种或更多种药物。通过确定每组中激发的开口的数量或者通过调整每组的工作周期，能够精确地控制两种或更多种药物的比例。从衬底材料发射出的小微滴尺寸的药物还确保了这些药物在发射时充分混合。
图5中示出了微滴喷射装置的一个实施例。其示出了实施为MEMS装置并且容纳在壳体502中的热力喷射器的衬底结构500。壳体502包括手动触发器504、检测眼球或眼睛的视网膜的CCD阵列形式的眼部传感器506或近红外（NIR）传感器、光源508（在这个示例中为聚焦LED，其基本沿着热力喷射的流体微滴的喷射路径提供了低强度光）和储液器524，所述储液器514在这个示例中可释放地附接到壳体502并且与衬底结构500中的孔流动连通。储液器可以是能够重复填充的，从而允许重复填充施用器的其余部分。
图6示出了处理器600，所述处理器600安装在壳体502内部的电路板上并且控制从电源602（在这个实施例中为电池）通过电路流到热力喷射器的加热元件604的电流。在这个实施例中，如通过图6中的电路所示，电路包括串联的三个开关。第一开关610由手动触发器604控制。第二开关612由处理器600响应于眼部传感器506发出的信号进行控制。电路还包括第二加热元件620、帕尔贴冷却器622，根据温度传感器624提供给处理器600的信号，所述帕尔帖冷却器622被选择性地致动。作为响应，处理器600闭合开关630或者632，以加热或冷却衬底结构的孔中的流体。其它适当的电路可以替代图6中示出的电路。
图7中示出了本发明的另一个实施例，其示出了本发明的隐形眼镜护理液分配器的三维视图。在这个实施例中，使用热力喷射器700分配流体。盖702示出为位于其缩回位置，但是能够通过向上滑动盖702而是所述盖702运动到闭合位置，以便遮盖热力喷射器700。能够由拇指致动的按钮704控制流体的分配。本实施例不但可以实施为一次性装置，而且它的多个部分可以是一次性的。例如，能够使用可更换的储液器或者盒。在实践中，例如，在储液器是一次性的并且需要更换的情况下，用户可以将储液器512附接到壳体。
能够使用LED（例如LED708）将装置指向例如人类或动物眼睛的目标，以帮助准确地对准施用器。一旦眼部传感器（例如，传感器506）检测到眼睛，则所述眼部传感器向处理器600发出信号，所述处理器600闭合在本实施例中实施为继电器的第二开关612，以允许电流从电源到达热力喷射器的加热元件。能够包含在实施例中的任何一个中的装置的一个实施例可以包括喷射器组件和LED，所述LED在例如通过电源开关或者从插接站中取出装置而启动装置时接通。LED发出的光照射到目标上，例如受治疗者的眼睛上，以便在分配流体之前准确地瞄准眼睛。装置可以包括托架、支撑件、或隔离件，以便如下所讨论的那样辅助对准。
也想到了确保装置与眼睛准确对准的其它实施例。这些实施例（其示例在图8‑13B中示出）可以形成为手持或者握持在手掌中的单元并且能够进一步小型化，以用于其它用途。在图8和图9示出的一个实施例中，镜子800设置在壳体上，用于当装置与眼睛准确对准时将用户眼睛的图像反射回到用户眼睛中。在这个实施例中，如图9的正视图所示，交叉瞄准线设置在镜子上以帮助用户将装置定中，用于将流体喷射到眼睛中。图1和图2的实施例还包括LED810，以在应给剂量时提醒用户，并且图1和图2的实施例还包括第二LED812，以已经输送全剂量时点亮。
图9示出了另一个实施。红外线发射器800（例如，IR LED）和红外线（IR）图像检测器801安装在装置的前表面上，以发射红外线束或脉冲，当装置与眼睛准确对准时并且眼睛反射红外线束或脉冲时，红外线图像检测器802接收红外线束或脉冲。
在图10中示出了本发明的又一个实施例，所述实施例使用锥形套筒1000来相对于热力喷射器定位眼睛。套筒100能够例如实施为橡胶或者硅罩，并且可以行使以下其它功能：提供遮挡或者变暗的成像区域，用于使用扫描仪或照相机为眼睛成像。按钮1002安装在装置上，用于触发流体喷射，并且第二按钮1004用于触发图像捕获装置（未示出），所述图像捕获装置安装在装置上并且位于套筒1000的下方。
图11示出了另一个实施例，低强度光束，例如当按下按钮1102时，发光二极管（LED）1100发射光束。如图11中的实施例所示出的那样，光束构造成当热力喷射器1106或者装置的其它流体分配器与眼睛准确对准时照射到用户的眼睛上。这个实施例没有设置用于捕捉眼睛图像的照相机，而其仅仅用于通过按压按钮或开关1104将流体分配到眼睛中，例如，使流体或药物涌入到眼睛中。如下文更加详细描述的那样，在热力喷射器的情况下，按钮1104闭合开关以加热热力喷射器的加热元件或者向控制器发出信号以控制喷射器的一个或多个加热元件。
在图12中，提供设置图像捕获装置1200来检测眼睛的存在并且确保眼睛是睁开的，图像捕获装置包括且不限于照相机、扫描仪或者其它传感器（例如，电荷耦合元件（CCD））。眼睛传感器提供了控制信息，在一个实施例中，眼睛传感器向装置中的控制器或处理器提供控制信号，用于控制流体喷射。因此，在这些实施例中包括处理器，以控制喷射器机构的致动，以便仅在照相机图像表示眼睛或眼睛的预定区域与流体施用器准确对准时喷射流体。因此，例如，在这种热力喷射器的情况下，仅与眼睛准确对准的孔可以喷射流体。装置能够容易地考虑照相机发出的信号和装置喷射的微滴之间的延迟并且能够准时输送以避开眨眼循环。
由于多种原因，上述装置的实施例相对于其它装置提供了多种优势。例如，所述装置不仅通过允许装置准确地对准确保将分配的流体分配到眼睛中，而且所述装置能够以确保避开眼睛的眨动来进行分配。使用根据本发明的基于热力喷射器的系统并且将其与光学照相机或其它眼睛检测器或者眼睛传感器结合成一体以向装置提供反馈，确保眼睑睁开并且眼睛与热力喷射器准确地对准。仅当确定眼睛睁开时，本发明的施用器才将精确测量的剂量的药物或疫苗以细小雾滴的形式直接分配到眼睛中。通过确保输送速度能够“避开眨眼”，亚秒级（sub‑second）响应时间对于对任何靠近他们眼睛的东西均敏感的人或动物是特别有用的。所述装置的其它优势包括通过选择性地分配精确可控体积的诸如药物或疫苗的流体所产生的可以计量并且可以重复的输送结果。
隐含的（understood）和公开的不同实施例允许用户开启装置。用户可以仅提升装置离开基座，这继而致动或者开启装置。用户还能够通过按压触发器（例如触发器504）来开启装置。在一些实施例中，在喷射器机构是热力喷射器机构或超声喷射器机构的情况下，结合触发器或者开启装置开始加热或者冷却装置或者所述装置的多个部分至预定温度。例如，可以将装置加热或冷却至人类或动物的体温。
在开启装置之后，能够触发喷射机构。在图8和图9的实施例中，致动触发器802用作激发致动机构的孔的触发机构，由装置中的控制器控制，所述控制器监控需要分配的流体量和已经分配的流体量。当然，按钮能够是开启装置的任何适当的部件，包括电气和机械致动触发器、按钮、操作杆、滑动开关、触觉式开关（包括瞬时开关）、压垫、运动传感器、磁和霍尔效应开关、静电开关、电阻或电容触摸式开关、Reeves开关、由红外线、无线射频、光或声音检测器或者定时器或者内部致动信号操作的开关。可以本地或者远程控制致动。
一些实施例可以包括监视计时器，所述监视计时器监控装置以确保适当的操作。在另一个实施例中，装置可以检测微滴流的存在，以用于自诊断目的的并且确认适当的操作。举例说明，一种或多种光发射器（例如，LED、激光二极管）可以用于将光照射在微滴流上。在一个实施例中，光示出为垂直于流。在一个实施例中，装置可以包括例如光电检测器的光检测器，所述光检测器可以与照射的光组合使用，以检测反射和折射，例如从流反射的照射的光，并且使用这个检测结果确定装置的适当操作。系统还可以响应检测和确定适当操作做出反应，例如通过警告合规代理（compliance agent）或系统装置没有适当地运转。
在图12的实施例中，装置还包括手动操作的触发器1202，然而在这个实施例中，易于在通过从照相机1200获得的图像信息所限定的喷射器机构1210相对于眼睛恰当定位的情况下进行喷射。
诸如以上解释的LED的照明机构的波长可以处于280nm以上（例如包括290nm‑1600nm）的范围内，用于照明目标。照明机构可以操作以使光脉动不同的时间段（例如，120ns），以限制瞳孔反应并且允许利用如以上解释的不同频率的光学检测器、扫描仪或者照相机分析眼睛。而且，装置可以包括自适应光学芯片，以实施波长校正，用于获得更清晰的图像。装置还可以包括定影（fixation）源（例如LED或LED图案），以限定活动眼睛聚焦图像并且辅助儿科使用。这还用于在施加药物期间使得眼球运动或转动，以帮助将药物散布在角膜表面上。
在替代性的实施例中能够形成装置的特征部件。以下是一些示例。图13A和13B示出了本发明的另一个实施例。在图13B中示出的装置中，喷射器包括可移除的储液器1300，这允许在储液器中的流体耗尽弃用储液器和喷射器。这有助于保持无菌的分配区域并且避免在热力喷射器上过度堆积灰尘和污垢。而且，图13A和13B描绘了盖，在这些实施例中，所述盖是铰接的。盖1301向下翻转以遮盖喷射器。这在闲置或者运输途中保护喷射器机构。而且，通过与外周密封件1302相结合，盖1301减少了流体的蒸发。盖1301还能够用作隔离件或托架，以搁置在例如眉毛上，使得装置与例如眼睛的目标对准。
如图14A和14B所示，盖还可以靠铰链向上转动。隔离件还可以形成为如图15A中用1500描绘的位于装置外部上的单独件或整体件。隔离件搁置在身体结构的一部分上，以辅助对准装置和目标。除了指出的盖之外，盖还可以省略。另外，盖能够是任何适当的机构，所述机构包括虹膜型闭合件、从左向右滑动的盖、经由摩擦配合以螺纹联接方式联接的、装有百叶窗的、或者夹式的盖。盖能够与任何适当的机械的、磁性的或者机电部件相联接。对于一次性包装而言，盖可以是外部或保护性包装纸或者遮蔽物。另外，可以利用片簧或者其它聚合物密封件使盖密封在喷射区域上。这种密封件能够由适当的聚合物制成，所述聚合物例如是聚丙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯或聚四氟乙烯。而且，诸如陶瓷密封物、金属密封物或垫圈的其它密封件能够用于将盖密封到壳体上。图15B‑H示出了盖的若干替代实施例。
在一些实施例中，可能期望的是在喷射周期外控制装置中的流体的温度。在这些实施例中，装置可以包括冷却器（例如，帕尔帖（Peltier）装置），用于在需要时保持流体冷却。装置还可以包括加热器，用于将流体加热至预定温度，例如加热至将给予流体的人员的眼睛表面的温度。温度范围可以由控制器控制。
除了热力和超声喷射器机构之外，喷射器机构可以是压电的。参照图16A，组件1600可以包括喷射器机构1601和储液器1620。喷射器机构1601可以包括喷射器板1602，所述喷射器板1602能够被致动以振动容纳在储液器1620中的流体1610并且沿着方向1614以喷射的微滴1612的形式输送所述流体1610。在图16A的示例中，流体同样可以是眼用流体，所述眼用流体可以朝向成人、儿童或者动物的眼睛1616喷射。另外，流体可以包含活性药物，以治疗人类或者动物的不适、病况或者疾病。
参照图16A‑16C，喷射器板1602如所示出的那样具有圆形形状，其具有两个相对的表面1622、1625。尽管没有示出，但是喷射器板还能够具有其它形状，例如，椭圆、正方形或者大体多边形。另外，喷射器板不需要是平坦的。板可以包括表面曲率，从而使得所述板成凹形或者是凸形。喷射器板可以是穿孔板，所述穿孔板包括至少一个开口1626。一个或多个开口1626在流体1610通过时形成微滴。喷射器板1602可以包括任何适当的开口构造，在图16A、16B和16F中描绘了一种构造。开口可以以网格、螺旋、矩形、直线形、或其它图案形成在喷射器板中。图案可以是规则或者不规则的。图案可以保持开口之间均匀间隔开，或者开口之间的间隔可以发生变化。例如，开口的密集程度朝向板的中心增大或者减小。图案还可以覆盖板的一部分或者覆盖整个板。这些图案并不局限于压电喷射装置，而是可以与其它类型的喷射机构组合使用，所述其它类型的喷射机构包括热力和超声喷射机构。下文将更详细地讨论图案和包含开口1626的区域1632。
另外，开口1626可以形成具有适当纵横比的容积或任何适当的形状。在图16A中示出了一个示例。图16A示出了具有圆柱形形状的开口，即，所述开口的直径从表面1622至1625保持大体恒定。然而，开口不必局限于这种圆柱形形状，并且可以是锥形或者圆锥形的。锥形可以延伸从表面1622至1625的整个厚度，或者可以部分地延伸。开口还可以在一个侧部或两个侧部上具有斜面。斜面可以具有斜边或者弯曲的边缘。开口的横截面可以如图16F示出的那样是圆形的，或者可以具有任何其它适当的形状。一些示例可以是圆形、椭圆、矩形或者多边形。开口可以呈有规则地成形或者无规则地成形。形状可以是对称的或者不对称的。开口1626的尺寸和形状影响微滴的尺寸和形状以及由喷射机构1601所产生的微滴流。其还可以影响整个微滴流中的密度分布。因此，选择开口的尺寸和形状以及其图案，以根据本公开的原理和教导产生具有期望特性的微滴流。微滴流的特性影响流体的输送和任何治疗或活性成分的用量。流的特性还影响受治疗者的舒适度。例如，输送过大的力的流将引起疼痛或不适。这种流还可以诱发流泪或者眨眼，这继而可以减少有效输送到受治疗者的流体量。与此相反，适当配制的流将引起较轻的不适或者不会引起不适，并且将不会诱发眨眼或流泪。图16L‑16R中示出了开口的不同形状的一些示例。这些形状并不局限于压电喷射装置，而是可以与其它类型的喷射机构结合使用，所述其它类型的喷射机构包括热力和超声喷射机构。
喷射器板1602联接到喷射器，所述喷射器致动板，以在致动时形成微滴。喷射器1604附接到板1602的方式和位置影响喷射组件的操作和微滴流的产生。在图16B的实施例中，喷射器1604联接到板1602的表面1622的外周区域。中心区域1630没有被压电喷射器1604所遮盖。喷射器板1602的区域1632包括中心区域1630，所述中心区域1630包括一个或多个开口1626。流体1610通过开口1626以形成微滴1612。压电喷射器1604可以具有任何适当形状或由任何适当的材料制成。例如，喷射器可以具有椭圆形、正方形、或者大体多边形的形状。喷射器1604可以符合喷射器板1602或者区域1630/1632的形状。可替代地，喷射器1604可以具有不同的形状。而且，喷射器1604可以在一个或多个段中联接到板1602或者表面1622。在图16B示出的示例中，压电喷射器1604图解为成环状，所述喷射器1604与区域1630和1632同心。开口1626可以位于喷射区域1632中。区域1632如图16B所示可以占据区域1630的一部分，或者可以占据区域1630的整个面积（未示出）。区域1630的由区域1632占据的部分可以处于区域1632的中心处，或者其可以偏离中心（未示出）。在一些实施例中，例如如图16A和16E所描绘的那样，储液器壳体1608的区域1638的尺寸基本对应于喷射区域1632的尺寸。在一些实施例中，开口区域1638可以显著大于喷射区域1632。
与开口1626的尺寸和形状一样，能够根据微滴流的期望特性选择喷射区域1632的尺寸和形状。如图16F中所示，举例说明，开口1626以圆形图案布置在喷射器板1602的喷射区域1632中，但是如以上所解释的那样也可以使用其它图案。毗邻的开口126之间的距离l可以是任何适当的值，包括1μm至几毫米，例如，150μm至300μm。在一个特定实施例中，l选择为200μm。另外，也如以上所解释的那样，开口1626之间的间隔不必一致。
图16D描绘了布置在包含流体1610的储液器壳体1608上的喷射器板1602。板1602的表面1625毗邻流体1610。储液器1608具有如图16E所示的开口区域1638，所述开口区域1638毗邻表面1625和板1602的区域1632。在这个实施例中，表面1625将流体1610封闭在储液器1608中。使用适当的密封件或者联接件能够将储液器壳体1608联接到喷射器板1602的表面1625的外周区域1646处。举例说明，图16E示出了O型环1648a。尽管没有示出，但是可以使用多于一个的O型环。如本领域众所周知的那样，O型环可以具有任何适当的横截面形状。而且，诸如聚合物、陶瓷或者金属密封件的其它联接件也可以用于将壳体1608联接到喷射器板1602。可替代地，可以消除所有联接件，壳体1608能够例如通过焊接或者包塑（over molding）与板1602连接成一整体。在这个实施例中，可以设置流体通过其供应到储液器壳体1608的开口。而且，联接件可以制成为能够移除的，例如铰链，或者联接件可以制成为挠性的或者非刚性的连接件，例如聚合连接件。当壳体1608联接到喷射器板并且流体1610包含在储液器内时，即使开口1626暴露于外部，流体1610在使用循环之间也不会泄漏。这是由于因开口的尺寸规模所产生的流体1610的表面张力。外周区域1646能够至少部分地与外周区域1624重叠，并且能够延伸越过外周区域1624，尽管并不需要这种重叠。储液器壳体1608和喷射器板1602联接到彼此的接触部分相对较小，以便储液器壳体1608附接到板1602不会在致动喷射器板时对喷射器板1602的振动造成实质性影响。
除了开口区域1638之外，喷射器板1602的多个部分可以被额外的储液器壁1650遮盖。在图16E的实施例中，壁1650不会直接接触喷射器板1602，而是联接到O型环1648a。可替代地，壁1650能够直接附接到板1602。而且，壳体1608能够直接附接到板1602，并且能够省略整个壁1650。
当喷射组件1600用于将治疗剂或者其它流体输送到眼睛时，喷射组件1600设计成防止容纳在储液器1620中的流体1610和喷射出的微滴1612受到污染。在一些实施例中，例如，如图16C所示，可以在压电喷射器1604的露出的表面上和喷射器板1602的表面1622的至少一部分上形成涂层160。涂层可以用于防止压电喷射器1604和电极1606a和1606b与流体1610直接接触。涂层可以用于防止板或喷射器与流体相互作用，或者所述涂层可以用于保护压电喷射器1604和电极1066a和1066b，使它门不受环境影响。例如，涂层能够是包括惰性材料（例如，包括聚丙烯、尼龙或者高密度聚乙烯（HDPE）的聚合物、金、铂或者钯）的共形（conformal）的涂层，或者诸如的涂层。
参照图16G，在一些实施例中，喷射器板1602能够涂敷有保护涂层1662，所述保护涂层1662抗污染和/或抗菌。保护涂层1662在喷射器板1602的所有表面上均可以是共形的，所述表面包括限定了开口1626（仅示出了一个开口）的表面1664。在其它实施例中，保护涂层1662能够施加在选择的表面（例如，表面1622、1625）上或者选择的表面区域（例如，表面1622、1625、1664的多个部分）上。保护涂层能够由生物相容金属（例如金、铱、铑、铂、钯或者其合金）或者生物相容聚合物（例如，聚丙烯、HDPE或者）形成。抗菌材料包括诸如银的金属或诸如聚酮的聚合物。保护涂层能够直接与流体1610或者微滴1612相接触。涂层可以在流体周围提供惰性屏障，或者可以抑制细菌滋生，并且为流体1610和/或微滴1612消毒。
另外，板1602的表面1622，例如图16A和16E，也可以覆有涂层。涂层可以是亲水涂层或疏水涂层。另外，涂层可以涂敷有保护层。表面还可以涂敷有反射层。涂层可以既具有保护性又具有反射性。可替代地，表面可以已经形成为反射性的。例如，表面可以由不锈钢、镍钴合金或者其它反射材料制成。表面可以已经形成为是反射的或者抛光成为反射的。除了使表面1622具有反射性之外，表面还可以在其表面上或者围绕其周边是有背衬的（backlit），如图26所示。在眼科应用中，反射表面帮助用户将喷射器组件与眼睛对准。
在一些实施例中，喷射器板1602自身能够由金属（例如，不锈钢、镍、钴、钛、铱、铂或者钯或其合金）形成。可替代地，板能够由适当的材料（包括其它金属和聚合物）形成，并且如以上指出的那样涂敷有涂层。板可以是多种材料或层中的一种复合而成。例如可以通过以下方法制造板，所述方法包括：切割金属板、预成型、滚轧、铸造或者使用其它方法成形。可以使用适当的方法形成板中的开口，所述方法包括但不局限于：通过机械或者诸如激光打孔的光学装置钻孔；或者烧蚀；或者化学处理，例如利用或不利用模版或平版图案结构的蚀刻。开口还可以在形成板的时候预先成型。涂层可以通过浸渍、包括电镀的包覆金属或者通过诸如模制或者铸造的其它方式封装预先形成。涂层还可以通过适当的沉积技术沉积，所述适当的沉积技术例如是：溅射法；汽相沉积，包括物理汽相沉积（PAD）、化学汽相沉积（COD）；或者静电粉末沉积。保护涂层的厚度可以约小于1μm至约500μm。期望的是涂层充分地附着到板102，以在高频振动时防止剥离。
能够根据待储存的流体1610的量和喷射器板1602的几何形状选择储液器1620的包括形状和尺寸的构造。储液器的替代形式包括重力供给、芯吸或者在压差的作用下操作的塌缩式囊状物。这些储液器可以使用微型泵或者通过更换盒预先填充、填充。微型泵通过将流体泵送到塌缩式容器或者非塌缩式容器中或将流体从所述塌缩式容器或者非塌缩式容器中泵出来填充储液器。盒可以包括容器，所述容器装载到储液器中。可替代地，盒自身可以联接到一次性喷射器组件，然后在进行规定数量排放之后在所述壳体内更换所述一次性喷射器组件。
图16H示出了连接到微型泵组件1670的储液器1620。组件包括微型泵1672和更大的储液器1671。图16I示出了组件1600的截面图。用20表示用于与装置一起使用的替代性储液器。储液器壳体1608’联接到喷射器机构。壳体1608’包括芯吸材料W。这种材料即使在流体高度下落到喷射器板1602以下时也维持对喷射器机构的流体供应。无意受这种理论限制，这种类型的储液器通过毛细管作用操作。在Droege的美国专利No.7,192,129中充分描述了这种储液器类型的实施例。
在图16D示出的示例中，储液器壳体1608具有矩形的横截面。也能够使用其它形状。在一些实施例中，储液器壳体1608包括弯曲的边缘。在图16D中描绘了示出弯曲拐角140的示例。因此，在储液器120的边缘中没有捕获或者捕获很少的流体1610,并且能够有效使用储液器中的流体。储液器1620能够被重复填充或者是一次性的。对于一次性储液器而言能够预先填充储液器，或者能够使用填充孔重复填充储液器。
在一些实施例中，储液器壳体1608包括贯通孔1642（在图16A中仅仅示出了一个），以允许空气从储液器1620中逸出或者进入到储液器1620中,并且将储液器中的流体1610保持处于适当的环境压力下。贯通孔1642具有较小的直径，使得流体1610不会从孔露出。可替代地，在储液器壳体1608中没有形成开口，并且至少一部分（例如部分1644）或者整个储液器壳体1608可以塌缩，例如呈囊状物的形式。整个储液器还可以制成为挠性或者塌缩式囊状物的形式。因此，当流体1610通过喷射器板1602喷射出时，储液器1620的形状和容积改变，以遵循储液器1620中的流体1610的量的变化。
在图16A至17B的实施例中，通过被压电喷射器1604振动来致动喷射器板1602。如图16A和图16C所示，两个电极1606a和1606b在压电喷射器1604的两个相对的与喷射器板1602的表面1622平行的表面1634和1636上形成，并且致动压电喷射器1604以振动喷射器板1602。可以以任何已知的方式将电极附接到板，所述方式包括通过粘合剂或者其它粘合方式固定。所述电极还可以包塑在板1602的适当位置中。电线或其它导电连接件能够用于实现板1602和电极之间的必要的电气接触。可替代地，电极可以通过电镀或者其它沉积方法在原位置处形成在板1602上。举例说明，可以通过粘合剂1628附接电极，所述粘合剂1628施加在电极1606a和喷射器板1602之间。电极1606a与板1602电接触。当将电压施加在电极1606a和1606b上时，压电致动器1604使喷射器板1602弯曲，以将形状改变成如图17A和17B所示更加凹或者更加凸。例如，图17A示出了电极1606a和1606b，所述电极1606a和所述电极1606b联接到板1602，并且致使板挠曲成形状1700。在本领域中已知对应于不同压电材料的电压的广泛范围，但是举例说明，可以将40V或60V的压差施加在图17A的电极上。当使得压差的方向反向时，例如改变成‑40或‑60，板将沿着相反的方向挠曲成如图17B所示的形状1701。这样，致动器1604致使板1602振荡，所述振荡构成了导致由流体1610形成微滴1612的振动。在图17A示出的实施例中，储液器1620的容积减小，并且储液器1620中的流体1610被喷射器板1602压缩并且迫使所述流体1610进入到开口1626中。在图17B示出的实施例中，储液器1620的容积增大。当在电极1606a和1606b上施加交变电压时，喷射器板1602在形状2600和形状2602之间振荡，从而致使流体微滴1612聚集在开口1626中并且最终沿着方向1614从开口1626喷射离开储液器1620。振荡的频率和波长可以取决于多种因素，例如开口1626的容积、开口1626的数量、流体的粘度、板1602的刚度、温度和其它因素。可以调整或者选择这些参数以产生期望的微滴流。从板1602喷射微滴的频率还取决于多种因素。在一些实施例中，喷射微滴1612的频率低于施加到压电致动器1604的脉冲频率。例如，喷射器板振动的每1‑1000个周期，更加具体地每8‑12个周期，喷射微滴1612。在下文更加详细地讨论微滴喷射频率。
多种压电材料能够用于生产致动器1604。举例说明，在一些实施例中，压电致动器能够由PZT形成。但是PZT含铅，并且应当与流体1610密封隔离。其它无铅材料包括钛酸钡或者聚合物基压电材料，例如聚偏二氟乙烯。电极1606a和1606b能够由适当的导体形成，所述导体包括金、铂、或者银。用作粘合剂1628的适当材料包括但是不局限于诸如硅酮胶、环氧树脂、银膏的粘合剂。导电粘合剂的一种示例包括诸如Dow Corning DA6524和DA6533的触变粘合剂。储液器壳体1608能够由聚合物材料形成，所述聚合物材料的一些示例包括、橡胶、聚丙烯、聚乙烯或者硅树脂。如先前所提及的那样，整个储液器或储液器中的一部分能够是挠性的或者可塌缩的。在制造喷射组件1600的过程中使用的各种参数能够影响通过喷射组件1600喷射的微滴的尺寸和速度。这些参数能够包括压电致动器1604的尺寸、喷射器板1602的特性（例如，尺寸、弹性和其它）、喷射器板1602中的开口1626的尺寸和图案、驱动电子器件施加在电极1606a和1606b上的脉冲的频率、形状和幅值、流体特性（例如，粘度和表面张力）以及其它参数。
还能够通过控制施加在电极1606a和1606b上的电压脉冲来控制喷射器板振动的幅值和频率。如以上所讨论的那样，如图17A和17B所示，由使板1602挠曲的压差产生脉冲。在一些实施例中，电极1606a或1606b中的一个是接地的，并且将电压脉冲（例如，双极性脉冲）施加在电极1606a或1606b中的另一个上，例如以振动喷射器板1602。在本文中将进一步详细讨论电压脉冲的细节和其它特征的细节。举例说明，在一个实施例中，压电致动器1604能够具有约60KHz至约120KHz（例如118KHz）的谐振频率。所施加的电压脉冲的频率可以低于、高于或者等于压电致动器1604的谐振频率。
在图16A的实施例中，微滴的输送时间为约0.1ms至约数秒钟。无意受此理论限制，相信人类眼睛的两次眨动之间间隔约300ms至约400ms。因此，对于期望在眨动之间进行输送的实施例而言，输送时间可以是约50ms至约300ms，并且更加具体地为25ms至200ms。在一个实施例中，输送时间为50ms至100ms。以此种方式，能够在眼睛的眨动周期之间有效地输送喷射的微滴，并且微滴能够附着在眼睛上。在一些实施例中，例如不需处方可以出售的盐水分配器，输送时间能够横跨若干眨动周期而长达若干秒钟，例如3‑4秒。可替代地，能够通过微滴喷射的若干次迸发或者脉动执行单次输送。
另外，并且并不旨受本理论约束，与碰撞期间的汽车溃缩区的作用类似，通过在一段时间内展开冲量，脉动可以减小气流的峰值振幅。因此，可以减轻目标上的喷射压力。即，例如，对于眼部应用而言，受治疗者不会感觉到同样多的空气并且不会感到更大程度的不适。而且，脉动还可以降低微滴的凝聚，并且产生更少的挟带空气。以一个示例举例说明，可以在脉冲间隔25ms的条件下施加25ms的脉冲。举例说明，在一个实施例中，脉冲可以重复总共150ms的时间。
图21A‑D示出了装置的壳体的另一个实施例。通过由塑料或其它适当材料模制成的部件形成的壳体502大体由前部分2104和后部分2106所限定。前部分2104包括流体输送区域2108和致动机构2110。流体输送区域2108还限定了输送孔2112，所述输送孔2112形成为贯通盖边框2114并且贯通壳体。流体输送区域2108还包括多功能LED2116，所述多功能LED2116具有如先前针对其它实施例所描述的功能。致动触发器2110包括孔盖板2118和拇指支承件2120。一个或多个突起边缘2122可以形成为围绕拇指支承件520的周边，以辅助将用户的拇指定位在致动触发器2110上。在示出的实施例中，盖板2118和拇指支承件2120可以形成一个整体或者形成为多个部件。盖板2118装配在前部分2104和盖边框2114形成的狭槽内（图5E），并且能够操作以在狭槽内上下滑动，从而允许盖板2118密封输送孔2112，并且使得位于孔后面的喷射器组件和内部部件免于受到外部碎片和污染物的影响。可选地，盖板2118的后表面可以涂敷有包含银颗粒的材料，以防止细菌形成在输送区域内部中或周围。图21F是示意图，其示出了用户在输送一剂量的眼科流体微滴之前使装置沿着用户眼睛的方向对准。装置的人类工程学设计允许用户将他们的拇指搁置在位于装置上的拇指支承件上并且促进拇指呈略微弯曲的姿势。然后，拇指的近侧指骨可以放置在用户的颧骨上，用于在用户将输送孔与用户眼睛对准时稳定装置。多功能LED，可选地包括背光（back‑lit）抛光的喷射器板，还可以帮助对准。当用户的拇指放置在其颧骨上时，能够容易地在与眼睛表面相距2‑3cm的最优距离的位置处对准输送孔。然后，用户可以将他们的手指放置在输送按钮上，并且当准备就绪时便按压输送按钮，用于将眼科流体输送到他们的眼睛表面。
因此，拇指支承件的位置和将拇指的指背放置在颧骨上的组合提供了一种自然并且可重复的对准特征和处理。根据用户的身体结构，拇指或手的不同部位可以与面部上的替代位置对准，以实现适当的对准。可替代地，在使用期间，可以将装置保持在适当的距离，例如，如针对图16A中示出的距离d指出的那样。根据受治疗者和用途的类型，适当的距离可以改变。例如，对于兽医的医治对象而言，与人类受治疗者相比，可以将装置保持在更远的距离。另外，可以在不使用手或其手指而是利用隔离件或者由如上所述的对准装置辅助的情况下，将装置握持在手掌中并且对准。可替代地，手或者其手指的任何部位均能够用于装置，并且手或者其手指的任何部位均可以用于致动输送按钮。举例说明，能够将装置握持在手中，其中小指使得装置与面部间隔开，并且拇指按压位于装置壳体侧部上的输送按钮。
在使用期间，装置被握持、开启、对准，并且输送按钮被按压。通过致动物理致动触发器可以手动开启装置，或者装置可以自动开启或者响应例如从插接站移除装置的状态而开启。一旦致动之后，则装置可以循环清洁周期。适当对准的壳体将流体以微滴流形式输送到目标。
图22A示出了通信系统，所述通信系统包括流体喷射装置。装置可以与插接站一起使用。在名称为“Method and System for Performing Remote Treatment and Monitoring”的美国申请代理人案号24591.003‑US02中更加充分讨论了这种系统和插接站的细节，其与本申请同时提交并且在此以援引的方式并入本发明。
图22B示出了这样的方框图，所述方框图示出了处于通信关系的装置2202和插接站2250。装置2202可以包括壳体2206、电子器件2208、喷射机构致动器（例如压电元件2210）、储液器2212、瞄准装置2214、电子存储设备2216、和输入/输出（I/O）接口2218。装置2702还可以包括成像装置2220、查找表2222、扬声器2224和LED2226。
壳体2206可以由例如注塑成型的塑料或者任何其它适当的、耐用的或者轻质材料形成。壳体2206可以包括：开口2228；可定位的滑动件2230；接口2232，所述接口2232将通信发送至插接站2250并且接收由插接站2250发送的通信；流致动器2234；和通信接口2236。通信接口2236将数据发送至位于装置2202的壳体2206和插接站2250外部的源并且接收由所述源发送的数据（见名称为“Method and System for Performing Remote Treatment and Monitoring”的美国申请代理人案号24591.003‑US02中，其与本申请同时提交并且在此以援引的方式并入本发明）。例如，通信接口2236可以与数据库或者输入/输出装置（例如键盘）通信。
开口2228可以是贯通壳体2206的外表面形成的孔的形式，并且开口2228允许贮存在储液器2212中的流体离开壳体2206。开口2228可以与那些先前解释的开口类似。
可定位的滑动件2230可以与先前描述的拇指滑动件类似。壳体2206还包括构造成接收连接件2204的接口2232。连接件2204可以例如是单线、双线或者I2C接口。接口2232允许装置2202通过连接件2204将数据传送至插接站2250并且接收由插接站2250传送的数据。
壳体2206还包括致动触发器2234。触发器可以例如是：按钮，所述按钮从壳体706的外表面突出；开关；或者任何其它触觉式接口，使用装置的用户可以接触所述触觉式接口，例如以上描述的开关。触发器2234可以位于壳体2206的与壳体2206的包括开口2228和滑动件2230的侧部相对的侧部上。
壳体2206还可以包括通信接口2236，所述通信接口2236与电子存储装置2216通信，并且允许获得贮存在电子存储装置2216中的数据并且允许将数据写入到电子存储装置2216中。接口2236例如可以是通用串行总线（USB）连接件、串行连接件、以太网连接件或者允许读取和写入数据的任何其它连接件。在名称为“Method and System for Performing Remote Treatment and Monitoring”并且与本申请同时提交的美国申请代理人案号24591.003‑US02中对这些方面进行了进一步讨论。
装置2202包括电子器件2208，所述电子器件2208向喷射器机构的致动器或压电元件2210提供一种或多种输出驱动信号。压电元件2210响应输出信号的应用使喷射器板2202振动、运动或者变形。喷射器板2202与贮存在储液器2212中的流体相接触，并且当压电元件2210变形时，通过形成在喷射器板中的一个或多个开口从储液器2212中抽出流体。在压电实施例中，喷射器板的运动并且总的来说喷射机构的操作，致使定向的微滴流通过开口2228离开壳体2206。
如参照公开了电子器件的附图更加详细讨论的那样，电子器件2208确定施加到压电元件2210上的输出驱动信号2342的频率、电压、工作周期和持续时间。另外，电子器件2208是可编程的，使得能够将应用到压电元件2210的输出驱动信号的特征或特性调整成适应流体和/或用量计划的变化。
图22C包括处理器2304和驱动电路2806。处理器2804向驱动电路2306提供了激发信号2340，并且驱动电路2306产生应用到压电元件2210的输出驱动信号2342。输出驱动信号2342的特性由激发信号2340的特性所确定。如以下所讨论的那样，输出驱动信号8232可以包括例如两路或四路单独的输出驱动信号。
在制造装置2202时，可以用流体预先填充储液器2212。可以在制造装置2202时对装置2202编程。能够使用所讨论的替代性储液器，而不受任何限制。
装置2202还包括瞄准装置2214。瞄准装置2214可以帮助用户将装置2202与受治疗者的眼睛对准。瞄准装置2214可以例如是：LED，所述LED照射受治疗者的眼睛；反射或者反光的表面，所述表面反射受治疗者眼睛；和/或CCD照相机，所述CCD照相机为受治疗者眼睛成像并且向电VINNOnics2208提供信号。瞄准装置2204可以包括反射镜，以便当定位装置2202正确定位时向用户提供他或她的眼睛的图像，或者瞄准装置2214可以包括光源，诸如低强度LED，用于当定位装置2202正确定位时照进用户眼睛中。瞄准装置2214可以包括传感器，所述传感器确定受治疗者的眼睛是否睁开。瞄准装置2214可以包括在装置2202与眼睛适当对准时示出受治疗者眼睛的映像的元件。例如，喷射器板和/或压电元件2210可以由反射材料制成，所述反射材料在开口2228和压电元件2210与受治疗者眼睛对准时示出受治疗者眼睛的映像。在受治疗者使用装置2202以将定向的微滴流施于其自己眼睛的情况下，这种类型的瞄准装置是有帮助的。
在替代性实施例中，喷射器机构的整个表面或者部分表面或者毗邻喷射器机构的壳体可以涂覆有反射层。涂层可以既是保护性的又是反射性的。可替代地，表面可以已经形成为具有反射性。例如，表面可以由不锈钢、镍钴合金或者其它反射性材料制成。表面可以已经形成为或抛光成具有反射性。除了使得表面具有反射性之外，表面还可以在其表面上或者围绕其周边是从背后照亮的。在眼科应用中，反射表面帮助用户将喷射器组件与眼睛对准。
装置2202还包括电子存储设备2216和I/O接口2218。除了存储诸如受治疗者眼睛图像的数据之外，电子存储设备2216还存储指令，所述指令可以作为计算机程序存储，当执行所述计算机程序时，其致使包括在电子器件2208中的处理器与装置2202中的其它部件通信。处理器例如可以是诸如现场可编程门阵列（FPGA）或专用集成电路（ASIC）的状态机。激发信号2340可以由信号发生器生成。可以通过接口2218或接口2236（其与数据库通信）访问关于电子存储装置2216中的信息，并且控制（例如，通过密码限制）对电子存储装置中的内容的访问，以允许特定医疗人员（例如希望调节剂量的医生或者药剂师）实施特定行为。在计算机连接到互联网的情况下，可以经由互联网上传信息例如至医疗人员访问的服务器，以允许监控进展和适当的受治疗者用量，并且允许通过互联网调整剂量，例如通过医疗人员将修改后的剂量信息上传至服务器，然后经由互联网或者通过用户下载推送至装置。装置自身可以连接到互联网，以允许实时上传使用信息和图像信息以及将新信息实时下载到装置。在装置连接到互联网的情况下，装置可以设置有用户接口，例如，屏幕和键盘或者触敏屏幕。
输入/输出接口2218提供了允许将数据和/或命令输入到装置2202和/或从装置2202读取数据和/或命令的接口。输入/输出接口2218可以从诸如键盘、鼠标、通信端口、在与装置2202分离的装置上执行的电子处理器或者显示器的装置接收数据。输入/输出接口2218还可以包括这样的软件，所述软件允许装置2202、装置2202的部件、和/或外部装置之间通信。在装置2202插入到具有屏幕和用户输入能力的计算机（如，笔记本电脑或掌上电脑或移动电话）中时，接口2218可以使用户通过接口2218访问装置2202。
装置2202还可以包括成像装置2220。成像装置2220可以是电荷耦合装置（CCD），所述成像装置2220与开口2228对准，使得成像装置通过输送定向的流体微滴流的同一孔捕捉受治疗者眼睛的图像。在一些实施例中，成像装置2220安装在壳体706的外部表面上的除了开口2228所处的位置以外的位置上。由成像装置2220收集的图像可以通过I/O接口2218、通信接口2236或2256从装置2202传输，和/或图像可以储存在电子存储设备2216中。图像可以上传到数据库并且与受治疗者的医疗记录联合贮存，如在其题目为”Method and System for Performing Remote Treatment and Monitoring”的美国申请代理人案号24591.003‑US02中进行了更加充分地解释的那样，该美国申请与本申请同时提交，并且其全部内容以援引的方式并入本发明。
在从装置2202喷射流体期间或者在从装置2202喷射流体之前或之后的可选时间，能够操作成像装置2220和电子器件2208以控制捕捉图像。在一些实施例中，用户可以通过例如按压按钮或者流致动器2234触发图像捕捉。例如，可以将盐水微滴从装置2202引向眼睛，以在角膜上施加压力并且可以照相以确定效果。可以如以上所讨论的那样保存图像。
装置2202还可以包括查找表2222。查找表2222可以存储在装置2202中，例如，存储在电子存储设备2216中，或者可以独立于装置2202存储查找表，例如，查找表可以存储在数据库中。查找表2222包括流体特有的信息，所述信息可以在装置2202中使用。例如，因为流体药物的粘度随着储液器中的流体的不同而不同，所以压电元件2210可能需要施加具有适合储液器中的流体的频率的输出驱动信号。通过改变特性（例如，由电子器件2208产生并且施加到压电元件2210的输出驱动信号的频率、电压和/或持续时间）可以解决这种药物特有的变化。
查找表2222还可以包括与受治疗者的治疗计划相关的药物特有的信息。例如，查找表可以包括这样的信息，所述信息规定第一药物每天施加三次，而第二药物每天施加一次。电子器件2208使用这种治疗计划信息，例如根据存留在储液器中的药物类型确定何时触发对受治疗者发出提醒警告。
在一些实施例中，专业人员（例如，医疗专业人员）可以编辑特定装置2202上的查找表2222，以适应受治疗者病况的变化。接口2236能够操作以例如经由外部I/O装置或者直接从数据库或经由互联网下载信息。下载的信息可以包括修订剂量、修订给药次数和待分配的药物类型中的一个或多个。装置2202可以构造成使得电子器件2208响应预先确定的信息或者下载的信息控制药物分配。
装置2202还可以包括扬声器2224和照明器2226，所述扬声器2224和所述照明器2226皆可以与电子器件2208组合使用，以向使用装置2202的用户发出可感知的警报。装置702可以发出其它可感知的警报。例如，装置2202可以振动以引起用户的注意。装置2202可以产生能够由电子器件2208控制的声音报警或者发音器或者视觉指示器，以向用户提供反馈，例如，提供视觉或者声音反馈，以在当已经达到充足剂量时发出指示。照明器2226可以是响应电输入发出可见辐射的LED或者其它装置。
在一些实施例中，照明器2226可以包括多个不同频率的光源，用于照亮眼睛，或者所述照明器2226可以包括可变频光源，诸如不同颜色和频率的灯（例如，红、蓝、绿、白、红外（IR）、紫外（UV））。装置可以包括钴蓝色光（例如通过使用滤光镜产生），用于与荧光素一起使用，以照亮角膜，用于识别角膜溃疡和刮伤。照明器726可以是辐射源，所述辐射源发射大于280nm波长的频率，用于照亮眼睛。照明器2226能够操作，以使得光脉动不同的时间（例如，20纳秒（ns）），以限制瞳孔反应并且允许利用不同频率的光学检测器、扫描仪或者照相机来分析眼睛。照明器2226可以包括自适应光学芯片，以实施波阵面修正，用于获得更清晰的图像，例如，基于MEMS的自适光学芯片。
装置还可以包括定影源，例如，LED或LED图案，以限定活动视觉聚焦图像，并且辅助儿科使用。这还用于在施加药物期间使眼球运动或转动，以帮助将药物散布在整个角膜表面上。
插接站2250包括壳体端口2252（包括但不局限于插接站），所述壳体端口2252构造成接收装置2202。壳体端口2252可以是凹陷的，使得当插接站2250接收装置2202时，装置2202牢固地落座，并且被插接站2250稳固地保持。插接站2250还可以包括通信接口2256，所述通信接口2256从插接站2250和/或装置2202读取数据并且将数据写入插接站2250和/或装置2202。通信接口2256可以例如是USB连接件、以太网连接件或者串行连接件。插接站2250还可以包括存储器或者电子存储设备2254。
电子存储设备部件2216和2254可以是易失存储器，例如RAM。在一些实施例中，电子存储部件2216和2254可以包括非易失和易失部分或部件。
图23A示出了用于在装置中使用的电子器件的示例构造2300的俯视图，并且图23B示出了构造800的仰视图。尽管参照装置2202讨论以下描述，但是在装置中可以应用构造2300或者类似的构造。可以在印刷电路板（PCB）上实施构造，所述印刷电路板成适当尺寸，以装配到壳体中，所述壳体足够小以握持在人的单只手掌中。可以在单个印刷电路板上或者在多个印刷电路板上实施构造。在图8A和8B示出的示例中，在单个印刷电路板2301上实施构造。
参照图23A，示出了构造2300的俯视图。俯视图包括储液器2302、处理器2304、驱动电路2306、按钮开关2308、编程接口2310、和滑动开关2312。处理器2304可以是逻辑电路，其中，自激振荡器设计成控制并且定序（sequence）用于控制发送到喷射器的脉冲和形成微滴的信号。可替代地，现场可编程门阵列（FPGA）、特定用途集成电路（ASIC）、复杂可编程逻辑器（CPLD）或者可擦除可编程逻辑器（EPLD）均可以用作处理器。可替代地，微型处理器或者其它可编程的处理器（例如，从亚利桑那州钱德勒市的Microchip Technology,Inc.获得的PIC18F14K50‑I/SS的微型控制器），FPGA和ASIC通常成本低于微型处理器。逻辑电路和自激振荡器（例如在非稳态模式和单稳态模式中使用的LM555）的成本也较低，并且提供高精确度的信号控制。在一些实施例中，电压范围约为2.4伏特至6伏特的产生时钟信号并且具有休眠模式或低功率模式的低功率处理器可以用作处理器2304。驱动电路806可以例如是从加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的Linear Technologies获得的LT3572EUF#PBF马达驱动器。另外，装置可以包括具有监视计时器的微型控制器，所述监视计时器监控装置以确保适当的操作。
驱动电路2306由处理器2304控制并且接收处理器2304以特定频率发出的激励信号2340。利用处理器控制驱动电路2306可以提供与仅依赖驱动电路的系统相比具有增加的灵活性和适用性的系统。例如，利用处理器控制驱动电路允许通过修改处理器产生的驱动信号2340的特性来快速确定并且改变由驱动电路产生的输出驱动信号2342的频率。这可以允许装置2202适应受治疗者需求的变化，并且适于与可以放置在储液器2302中的多种流体一起操作。另外，利用处理器2304控制驱动电路2306可以消除单独的电位计，所述电位计控制自激信号2340的频率。使用处理器2304控制驱动电路2306可以允许减小电子器件2208的尺寸，使得装置2202可以由人的单只手握持和操作。
处理器2304从按钮开关2308、编程接口2310、和滑动开关2312接收数据和控制信号。处理器可以通过导电通路2314（例如，铜迹线）连接到驱动电路。按钮开关2308、编程接口2310和滑动开关2312可以分别经由迹线（trace）2314、2316和2318电连接到处理器。
按钮开关2308联接到致动触发器2234，使用装置2202的用户通过该机构释放定向的微滴流。当装置2202的用户按压或者用其它方法选择流致动器2234时，按钮开关2308和流致动器2234的一部分可以物理地相互接触。在流致动器2234是电子的（例如，软键）的实施例中，流致动器2234可以不必与按钮开关2308物理接触，而是流致动器2234可以为按钮开关808提供选择的电子指示。响应于从致动器触发器2234接收致动指示，按钮开关2308产生输送到处理器2304的喷雾信号。
编程接口810允许处理器804被编程，以便例如产生具有特定的频率、持续时间或者激活状态之间的时间的激励信号840。例如，处理器804可以被编程为产生频率介于约108千赫兹（kHz）和183kHz之间的激励信号840。编程接口810可以例如是5针接口。在一些实施例中，可以通过图形用户界面（未示出）访问编程接口810。
处理器2304向驱动电路2306提供激励信号2340，并且驱动电路使用激励信号2340来产生两路输出驱动信号，所述两路输出驱动信号作用于压电元件2320。每路输出驱动信号2342均可以是方波或者近似是方波，并且每路输出驱动信号2342均可以具有近似相同的最大和最小电压。输出驱动信号的最大电压可以近似为20伏特至40伏特，并且最小电压可以近似为零（0）伏特。第二输出驱动信号2342可以与第一输出驱动信号异相，并且第一和第二输出驱动信号的相位差近似为180度。
滑动开关2312联接到滑动件2330。例如，在滑动件2230是物理滑动件的实施例中，滑动开关2312可以物理连接到滑动件2230，使得滑动开关2312在滑动件2230定位在壳体2206上的一个或多个预定位置时产生信号。在一些实施例中，滑动件2230可以是电子的，并且可以与滑动开关2312电子地而非机械地通信。滑动件2330还可以设置有金属化的表面，当滑动件2330运动到开口位置时，所述金属化的表面能够操作，以桥接两个金属触点之间的间隙，从而限定滑动开关。滑动开关2312可以在滑动件2230运动到露出（或未遮盖）开口2228的位置时产生信号。这个信号可以称作初始信号。滑动开关2312可以在滑动件2230运动离开那个位置时产生另一个信号。滑动开关812所产生的信号被提供给处理器2304。
参照图23B，示出了构造2300的仰视图。仰视图示出为图23A的俯视图的镜像。仰视图示出了压电元件2320、LED2322、驱动电路2306、处理器2304、扬声器2324、电源模块826和远程控制模块2328。
压电元件2320保持与保持在储液器2302中的流体接触的喷射器板1602和/或与该喷射器板1602相接触（图16A），并且压电元件2320通过导电通路2330接收由驱动电路2306输出的输出驱动信号。压电元件2320响应输出自驱动电路2306的输出驱动信号842的应用而运动、振动、扭曲和/或改变形状。
在一个实施例中，压电元件2320安装在印刷电路板（PCB）2301上，并且接触印刷电路板2301上的导电表面（未示出）。导电表面可以是不锈钢的。在一些实施例中，导电通路830是分立的连线，而没有与电路板2301成一体，所述电路板2301将压电元件2320连接到驱动电路2306的输出端。在一些实施例中，导电通路2330是直接形成在印刷电路板2301上的迹线。在这些实施例中，导电材料放置在压电元件820和O型环和储液器2302之间。导电材料可以例如是弹性体或“斑马条（Zebra strip）”。在这些实施例中，消除了分立的连线，并且通过直接形成在印刷电路板2301上的导电迹线将输出自驱动电路2306的输出驱动信号2342提供给压电元件2320。压电元件2320可以与开口2228对准，以允许定向的微滴流离开装置2202。
在一些实施例中，构造800包括第二压电元件，所述第二压电元件联接到储液器，所述储液器安装在印刷电路板的顶部上。在这个实施例中，驱动电路2306构造成产生四路输出驱动信号2342，以驱动两个分开的压电元件。第二压电元件可以直接安装到储液器2302的表面，使得储液器2302与第二压电元件一起振动。这种振动可以有助于确保储液器2302中的流体保持处于流体状态，并且有助于防止在储液器2302中形成晶体和其它固体颗粒。在作为悬浮体提供的药物的情况中，可以实施振动以搅拌药物。
LED2322接收来自电源模块2326的电力和来自处理器2304的打开或关闭的信号。处理器2304还向扬声器2324提供信号，以开启或关闭。构造2300包括远程控制模块2328，所述远程控制模块2328允许远程构造处理器2304和/或远程控制处理器2304。电源模块2326可以是一块或多块电池。例如，电源模块2326可以包括三块电池。
图24示出了用于操作装置的示例处理2400，所述装置将定向的微滴流输送到受治疗者眼睛。使用例如装置可以执行处理2400。通过电子器件2208或者处理器2304可以执行处理2400。通过与驱动电路2306相组合的处理器2304可以执行处理2400。2402接收致动触觉装置的指示。触觉装置可以例如是流致动器2234，并且致动指示可以是喷雾信号，当流致动器物理接触按钮开关2308或者与按钮开关2308电子地相互作用时，由按钮开关2308产生所述喷雾信号。装置2202的用户产生致动指示，所述致动指示规定从装置2202释放定向的流体微滴流。
2404确定壳体中的开口是否基本没有阻塞物。当滑动件2230位于露出而非遮盖开口2228的位置时，装置2202释放定向的微滴流。当滑动件2230定位于壳体上的露出开口2228的位置时，滑动开关2312产生提供给处理器2304的信号。如果还没有产生这种信号，则开口2228基本不太畅通。如果已经产生信号，则开口2228基本畅通无阻，使得可以从装置2202释放定向的微滴流。
2406响应接收致动指示并且确定壳体中的开口基本没有阻塞物而产生激励信号。激励信号2340作用于驱动电路2306，所述驱动电路2306继而产生两路电压信号（输出驱动信号），所述两路电压信号作用于压电元件2320（或者压电元件2210），以致使压电元件和附接到压电元件的喷射器板1602振动、运动或者变形。喷射器板1602的运动从储液器2302并且通过喷射器板中的一个或多个孔抽吸流体，产生定向的流体微滴流，用于输送到受治疗者眼睛。激励信号2340可以是方波，所述方波的频率约是95kHz至183kHz。激励信号2340作用于驱动电路2306，并且驱动电路2306产生两路方波输出驱动信号，所述两路方波输出驱动信号的相位差为180°，并且作用于压电元件2320。方波输出驱动信号2342的电压可以例如是20伏特至40伏特，并且每个输出驱动信号2342的频率可以介于约95kHz至183kHz之间。
图25示出了另一个示例处理2500，用于操作将流体微滴流引导到受治疗者眼睛的装置。可以使用例如所述装置执行处理2500。可以通过电子器件2208或者处理器2304来执行处理2500。可以通过与驱动电路2306相组合的处理器2304来执行处理2500。
接收拇指滑动件已经运动到第二位置的指示（2502）。拇指滑动件可以类似于滑动件2230的滑动件，并且第二位置可以是壳体2206的表面上的露出开口2228的位置，使得定向的微滴流可以离开装置2202。滑动件2230已经运动的指示可以是由滑动开关2312响应滑动件机械接触或电接触滑动开关2312产生的信号。响应接收指示而产生激励信号2340（2504）。处理器2304可以产生激励信号2340，并且激励信号2340可以是控制驱动电路2306产生驱动压电元件执行预备序列的输出驱动信号的信号。预备序列可以被称作初始序列、冲洗周期或者清洗周期。
预备序列致使装置2202产生不输送到受治疗者眼睛中的一个或多个定向的微滴流。更确切地说，在预备序列中产生的一个或多个流冲洗屏障、屏障中的孔、储液器和装置2202的其它内部部件。预备周期可以减少或者消除在两次使用之间聚集在装置2202中的污染物和残留物。在一些实施例中，在预备序列期间产生约8至10股定向的微滴流。尽管在预备序列期间释放的定向的微滴流并不输送到受治疗者眼睛中，但是在预备周期期间储液器中的药物用作流体，以清洗和/或准备装置以备使用。
在一些实施例中，作用于驱动电路2306的驱动信号2340致使驱动电路产生具有这样波形的两路输出驱动信号，所述波形具有持续约总共50ms的周期，并且在输出驱动信号2342是启动的同时持续约30ms，而在输出驱动信号2342是关闭（即，本质上没有输出驱动信号2342作用于压电元件）时持续约20ms。预备周期可以包括将这些输出波形应用于压电元件并持续波形的8至10个周期。当启动输出波形时，压电元件振动并且从储液器中抽吸流体通过屏障，以清洗装置2202的部件。
接收表示完成预备序列的指示2506，并且在完成预备序列时发出可感知的警报2508。可感知的警报可以例如是打开的LED2322。警报使得装置2202的用户了解到装置2202已经准备就绪。如果在完成预备序列之后在预定时间内没有接收到致动触觉式接口的指示，则启动休眠模式2512。如果在预定时间内接收到致动指示，则确定壳体中的开口是否已经基本没有阻塞物，使得定向的微滴流可以离开壳体（516）。
如果接收到拇指滑动件已经运动到第一位置的指示，则启动休眠模式2512。第一位置可以是拇指滑动件遮盖壳体中的开口的位置。如果没有收到拇指滑动件已经运动到第一位置中的指示，则装置2202保持准备好接收用户的输入，直到经过预定的时间。在经过预定时间之后，启动休眠模式。
处理器2304可以被编程，以分配仅预定数量的剂量，诸如30剂量、60剂量或者180剂量，并且额外致动触觉接口不会产生定向的微滴流。
还可以想到其它替代性的实施例。举例说明，在一个实施例中，通过精密微加工技术生产喷射板。从这样的板喷射出微球体的尺寸将根据板运动的幅度显著变化。驱动附接到喷射器板的压电致动器的电压（通常为方波）的频率影响板运动的频率。通常，致动频率将处于50kHz至200kHz的范围内，并且将具有大于约0.1ms的持续时间。
由喷射出的球体的直径、板中孔的数量、振动的频率、每个孔每次喷射的电压周期的数量和板振动的时间长短计算每剂的药物体积。例如，具有1000个直径为20μm的孔的喷射板可以喷射直径为约40μm的球体。如果每个孔约每10个周期喷射球体一次，则压电元件的100kHz的振动将每秒每孔喷射约100,000/10个球体，或者当所有1000个孔都喷射流体时每秒喷射约10,000,000个球体。如果每个球体的直径均为40μm，则喷射器板将每秒分配约10,000,000*4/3*pi*（（40e‑6）/2）^3立方米或者每秒分配约10,000,000*4/3*pi*（（40e‑3）/2）^3=335μL。如果致动板20ms，则喷射约6.5μL的药物。
不受理论限制，球体尺寸和速度与驱动压电元件的波形电压的幅值和频率有关。某种程度上，这是因为喷射器板运动和压电元件运动的幅度与驱动信号的频率有关。压电元件运动的幅度与施加的电压的电压有关。喷射速度还取决于施加的电压的频率和幅值。在一些实施例中，除了接近谐振频率或它们的谐波之外，没有有效地喷射球体。在一实施例中，在这些频率喷射的球体在速度和体积方面是最优的。遗憾地，制造压电元件过程中的差异能够导致谐振频率背离平均水平约10%。这种变化导致每个分配单元均需要略微不同的电压或者频率来实现相同的分配速度和体积。每个单元均能够在制造期间调整用于特定频率。压电元件的振荡主要取决于频率。因此，通常需要优化频率，并且通过改变内部方波发生器（通常为微型处理器或者FPGA）的频率控制方波频率。
在便携装置的某些实施例中，能够通过电气部件和整个电池电能的击穿电压来限制施加在压电元件上的电压和功率。能够最小化电压，以降低能耗并同时仍然实现最优化喷射球体。将频率调整为略微偏离谐振频率允许控制针对给定施加电压的喷射速率和羽流（plume）形状。类似地，通过持续喷射来控制每剂喷射的总质量。因此，需要最终调试驱动频率和脉冲时间，以设定喷射速度和剂量体积。
在此描述的一个实施例是一种用于调整便携式眼科分配器的喷射速度和剂量大小的装置和方法。在这个实施例中，设置有小靶板，该小靶板具有相连的称重机构和视觉系统，所述视觉系统观察分配器和板之间的区域。测试固定控制器在固定的时间内分配剂量，并且接收分配的剂量的重量和速率。控制器计算眼科输送装置中的适当修改。眼科分配器具有可编程的内部控制器，所述内部控制器具有静态存储器（诸如，EEPROM），以存储最优化的参数。
视觉系统将测量分配速度。通常，分配速度处于0.5m/s至10m/s之间，其中，典型的飞行时间为4至80ms，行进距离为4厘米。因此，具有快于100帧/秒的帧速率并且理想地具有10,000帧/秒的照相机能够在分配物从分配器行进到称重台时测量分配物的前缘。测量微滴前缘的精确度取决于有效的照明源、有效的光学设备和照相机的分辨率。
在一个实施操作中，分配器放置在调整台的刚性夹具中（或者带到夹具中的测试区域），该刚性夹具电连接到分配器。当视觉系统测量喷射的微滴的前缘的速度时，剂量将朝向4厘米外的目标分配。然后，目标被称重。然后，控制器计算分配体积和速度。通常，以多个频率进行分配，以确定对于恰当的微滴速率而言最优的分配频率。通过称重系统在这个频率下测量每次分配的剂量，并且然后将分配时间设定成给出正确剂量的值。
在适当的时间，用气流从目标清除分配流体，在此之后进行另一次称重，以称量系统的皮重。为了进行精确地剂量测量，可以进行多次分配，以增加测量的总质量。然后，应用平均值来确定单次剂量的质量。
另外，视觉系统能够用于检验分配羽流的宽度，并且甚至根据气流在目标周围运载微滴的程度来推断微滴尺寸。如果需要，能够沿着一个或两个方向（例如，从上或从侧部）来收集这种数据，以便检验分配器板的瞄准。类似地，观察从侧部飞行的微滴的视觉系统能够通过分配物下落到目标下方的数量来推断分配速度和微滴尺寸。对于更高的分配速度，微滴的竖直位置变化很小。
为了使这种系统运转，每个便携式装置均可以具有外部可编程存储器，以保持压电频率和脉冲持续时间的校准常数或者公式。对于消费者并且尤其是处方应用，如果期望那个实施例，则每个单元均能够存储允许它分配的剂量次数。已知流体体积允许过度填充，这能够可选地用于在每次打开单元时可以进行的校准喷雾和清洗喷雾。在一个实施例中，润湿整个喷射器板，用于全剂量分配。充分润湿的要求可导致能够在分配器中存储过量的药物，使得在用户用药结束时，在分配器中还存有药物。
在一个实施例中，不仅对于消费者而言能够限制喷射的剂量数量，以防止使用部分剂量，而且对于装置的供应者而言也能够限制喷射的剂量数量，以便能够准确地完成每次给药。例如，如果单元过填充20%，则消费者在长期使用装置的情况下每年可以少购买20%单元。
在一个实施例中，连通校准常数和剂量限制一起，存储器是可编程的，以在年龄更小的受治疗者或者儿童应当接收更小剂量的药物的情况下，允许同一单元分配不同大小的剂量。类似地，在如果剂量逾期则单元应当警告用户的情况下，如在青光眼药物的情况下那样，在所述情况下，定期施药是最小化疾病引起的伤害的关键，可以设定用药间隔甚至内时钟。例如，在一天中，可能需要每四小时一剂，但是当受治疗者从9pm至6am休息时不需要施药。在一个实施例中，可以将分配系统的校准点或者稍后在包装或者处方销售期间，可以将用户常数下载到装置。
已经公开了本发明的多个实施例。本公开想到将一个实施例的任一个特征与其它实施例中的一个或多个的特征组合。例如，喷射器机构或者储液器中的任何一个能够与公开的壳体或者壳体特征件（例如，盖、支撑件、托架、灯、密封件和垫片）、填充机构、或者对准机构中的任意一个相组合使用。本公开想到在普通技术范围内对本发明中的任意一个中的任一个元件的另外的变型。这些变型包括材料、涂层或者制造方法的选择。电气技术和电子技术中的任意一种能够与实施例中的任意一个一起使用，而不存在任何限制。而且，互联网、远程访问、受治疗者监控、电子健康、数据存储、数据挖掘或者互联网功能中的任意一个均能够用于任意一个和全部实施例，并且能够与所述实施例一起付诸实施。另外，其它诊断功能（例如，实施生理参数的测试或者测量）可以包含在任一个实施例的功能中。作为装置的诊断功能的一部分，装置可以实施青光眼或者其它视觉测试。在本领域中已知并且在此没有明确列出的其它制造方法能够用于制造、测试、修理或者维护装置。而且，装置可以包括更加精密的成像或者对准机构。例如，装置或者基座可以装配有或联接到虹膜或者视网膜扫描仪，以产生唯一的识别码，以使得装置与用户匹配，并且在眼睛之间描绘（delineate）。可替代地，装置或者基座可以联接到或者包括精密的成像装置，用于任何适当类型的摄影术和放射医学。
为了有助于理解本发明，包括以下示例。当然，在此描述的实验不应当解释为特别地限制本发明和本发明的现在公知或者以后开发的变型，在本领域的技术人员的视界内，所述变型被认为处于在此描述的本发明并且在下文请求保护的范围内。
示例
可以通过这个示例来实施本公开的实施例。尽管能够实施多种布置方案，但是一个实施例使用环形PZT压电元件，其直接附接到圆形的80μm厚的Ni‑Co喷射器板上，所述喷射器板的直径为0.5cm。喷射器板包括89个30μm的圆柱形孔，所述孔贯通中心部，其中毗邻孔之间的中心至中心的距离为380μm。将60Vpp振幅的方波以谐振频率（108.0kHz）施加在压电元件上，从而致使喷射器板以大致相同的频率振荡。
当使用这些参数操作时，装置产生的微滴具有中间直径为55μm的尺寸分布。在这个示例中，假定装置的理想范围是与目标平面垂直相距3.0cm。如果目标具有从下到上8.0mm的目标直径，则微滴在离开目标之前因重力作用能够下落的平均距离是4.0mm。对于55μm的水微滴而言终极速度为0.09m/s。因此，所述水微滴需要花费0.044s下落4mm。假设微滴的平均水平速度是初始速度的1/2，则需要在0.44s的时间内将微滴推进到相距3.0cm的目标所需的最小初始速度为1.4m/s。
直径为55μm的微滴的蒸发时间约为3秒。因此，在与眼睛碰撞时，以到达眼睛所需的最小速度行进的颗粒将仍含有对于其初始体积的99%。
不考虑所挟带的空气的影响，这种中等大小的颗粒的动量与曳力的比率（弛豫时间）是0.0093s，从而导致理论上的停止距离为9.3mm。然而，挟带的空气减小了微滴上的曳力，从而将有效范围提高了一个数量级。
利用Malvern Spraytec设备来测量并且分析颗粒直径。这种系统使用准直为10mm直径光束的632.8nm的激光。当激光在其路径上与颗粒相互作用时，根据微滴尺寸，光以不同的角度散射。镜头将散射的光聚焦到光敏二极管检测元件上。控制软件滤去电气和光学背景噪声，应用多个散射校正滤波器，然后计算作为时间函数的微滴尺寸分布。
用20MHz BK Precison4040A的信号发生器、NF Electronic Instruments4025高速功率放大器/双极电源和Ohaus Pioneer PA214数字标尺（210g的容量×0.1mg分辨率）来实施质量附着实验。载玻片（7.5cm×7.5cm）用于收集由Corinthian Ophthalmic药物输送发明喷射的微滴。这些大的载玻片对于观察挟带的空气对质量沉积所产生的影响很重要。Edmund Optics36英寸的燕尾光学轨道用于在保持直线精度的同时改变质量附着距离。
用Malvern Spraytec设备和软件来测量微滴尺寸分布。微滴产生装置保持与准直激光束的中心相距3.0cm的恒定距离，并且所述微滴产生装置向激光束水平地喷射。信号发生器用于使用脉冲宽度调制来驱动高速功率放大器。高速功率放大器产生频率为108.0kHz、脉冲宽度为0.150s、工作周期为50%且振幅为60Vpp的方波，由此以压电元件的谐振频率驱动压电元件。当激光传输下降到低于98%时，触发Malvern Spraytec开始测量。
通过观察在距离喷射器板0.0‑6.0cm处的载玻片上的质量附着来实施剂量效应测量。针对5种不同喷射器板孔尺寸实施这个实验。
曲线图标准化为100%的质量沉积，并且标绘为通过Malvern Spraytec装置测量的中等颗粒直径和距离的函数（图3和图4）。图3示出了10μm和17μm的颗粒如何在3cm处时仅输送部分剂量（68%‑85%）。然而，32μm、56μm和70μm的颗粒在3cm处输送剂量的92%‑99%。在6cm的更远距离条件下，10μm和17μm的颗粒仅仅输送原始剂量的21%‑51%，而32μm、56μm和70μm的颗粒输送原始剂量的70%‑84%。这个曲线图表明当尝试用喷射器型输送装置输送眼科流体时，微滴尺寸是需要考虑的相关变量。
如方程3所示，质量不充足的微滴将具有较低的动量与曳力比。这些微滴在它们飞行时间期间相对于它们的直径将产生更多的夹带空气，原因在于它们具有更大的表面体积比。当这些较小的微滴接近眼睛时，它们不具有足以克服上述挟带空气的影响的动量，并且因此通常发生偏离。小微滴还具有较短的停止距离。这个因素导致它们在抵达目标之前快速减速。17μm直径阈值的微滴的蒸发速率也很高。较高的蒸发速率有助于调和停止距离、空气挟带和动量与曳力比的问题。
在不同距离处测量微滴直径与质量附着的比率。直径大于或等于32μm的微滴具有显著高百分比的附着质量。直径小于或等于17μm的颗粒在较宽的距离范围上似乎没有有效的附着质量。针对直径等于或小于17μm的情况，直径大于或等于32μm的微滴以更高的水平实现附着质量。

曲线图1：作为微滴直径的函数的喷嘴速率和终极速率的比率

曲线图2：对于标准温度和压力条件（NTP）的水，作为微滴直径函数的蒸发时间

曲线图3：作为微滴直径和距离喷射器板的距离的函数的质量沉积百分比

曲线图4：作为与喷射器板相距的距离和微滴直径的函数的质量附着百分比
在实施例中，当手持的便携式眼科分配器产生行进到用户眼睛的流体微型球体或者微滴时，通常保持所述眼科分配器与眼睛相距约3cm。在压电材料以精确模式的频率和持续时间使得分配器上的喷射板振动时，形成并且发射药物的微型球体。当将电压施加在压电材料上时，所述压电材料的形状发生变化。形状变化被机械地连接，以振动喷射板。微型球体的尺寸和速度是关键的，以便球体不会太小并且不会较慢地运动而使得所述微型球体未能抵达眼睛。类似地，球体的数量和质量对于保持施予眼睛的药物的准确剂量很重要。利用精密微型加工技术制造喷射板。微型球体直径与喷射板中的孔的直径有关。喷射板通常在板中具有数百个孔，所述所有孔制造成具有相同的直径，其中，标称直径通常介于15μm和60μm之间。
在一个实施例中，从这种板喷射出的微型球体的大小将根据板运动的幅度发生体积变化。板运动的频率由电压（通常方波）的频率来确定，所述电压致动附接到喷射器板的压电致动器。通常，致动电压将处于100kHz至150kHz的范围内，并且将具有每剂10ms至100ms的持续时间。
在一个实施例中，由喷射的球体的直径、板中孔的数量、振动频率、每个孔每次喷射电压周期的数量和振动板的时间长度计算每剂药物体积。例如，具有1000个直径为20μm的孔的喷射板可以喷射直径为约40μm的球体。如果每个孔约每10个周期喷射球体一次，则由压电元件产生的100kHz的振动将每秒每孔喷射约100,000/10个球体或者所有1000个孔每秒喷射约10,000,000个球体。如果每个球体的直径均为40μm，则喷射器板将每秒分配约10,000,000*4/3*pi*（（40e‑6）/2）^3m3或者每秒分配约10,000,000*4/3*pi*（（40e‑3）/2）^3=334微升。如果致动板40ms，则喷射约13μL的药物。
尽管不受此限制，但是球体尺寸和速度与施加在压电元件上的电压的幅值和频率有关。某种程度上，这是因为喷射器板运动和压电元件运动的幅值与驱动信号的频率有关。压电元件运动的幅值与施加的电压的伏特数有直接关系。喷射速度还取决于施加的电压的频率和幅值。已经发现，除了对于最大速度和体积来说是最优的相当窄范围的频带内之外，没有喷射球体。遗憾地，在制造压电元件过程中的变化导致这个最优值在一系列压电元件中变化约10%。这种变化导致每个分配单元均需要略微不同的电压频率以实现相同的分配速度和体积。因此，必须在制造期间将每个单元调整为特定频率。通常，由于电路复杂程度和与电压控制有关的成本的增加，因此调整频率，而不调整电压。另一方面，通过改变内部方波发生器（通常为微型处理器或者FPGA）的频率来控制方波频率。
在一个实施例中，在便携装置中，通过电气部件和整个电池电能的击穿电压限制施加在压电元件上的电压和功率。因此，需要调优球体的喷射，以实现在最小和最大电压条件下的良好喷射。调整频率略微偏离最优值，以允许控制对应于给定施加电压的喷射速度。类似地，通过持续喷射来控制每剂喷射的总质量。因此，需要最终调试驱动频率和驱动时间，以设定喷射速度和剂容量。
在此描述的一个实施例是一种用于为便携式眼科分配器调整喷射速度和剂量大小的装置和方法。
在一个实施例中，具有相连的称重机构和视觉系统的小靶板，所述视觉系统观察位于分配器和靶板之间的区域，测试固定控制器启动分配器进行分配，接收分配的剂量的重量和速度，并计算对眼科输送装置中的分配常数作出的适当修改。眼科分配器具有外部可编程的内部控制器，所述内部控制器具有静态存储器（例如，EEPROM），以接收并且存储这些常数。
在一个实施例中，视觉系统将测量分配速度。通常，分配速度处于0.5m/s至5m/s或之间，或在10ms至100ms之间运送5cm。因此，具有快于每秒100帧的帧速率并且理想地具有约每秒1000帧的照相机能够在分配物从分配器行进到称重台时测量分配物的前缘。显而易见的是，测量微滴前缘的精确度取决于作为视觉系统的一部分的有效的照明源。
在一个实施例中，分配器放置在调整台的刚性夹具中（或者带到夹具中的测试区域），该夹具电连接到分配器。当视觉系统测量喷射的微滴的前缘的速度时，将剂量分配向3厘米外的目标。然后，将对目标进行称重。然后，控制器计算分配体积和速度。通常，以多种频率进行分配，以确定对应于恰当的微滴速度的最优的分配频率。在这个频率下通过称重系统测量每次分配的剂量，然后将分配时间设定成给出正确剂量的值。
在一个实施例中，分配目标近似为眼睛区域。在适当的时间，用气流从目标清除分配流体，在此之后进行另一次称重，以称量系统的皮重。为了精确地测量剂量，可以进行多次分配，以增加测量的总质量。
在一个实施例中，视觉系统能够用于检验分配羽流的宽度，甚至根据气流在目标周围运载微滴的程度来推断微滴尺寸。如果需要，能够沿着一个或两个方向（例如，从上或从侧部）来收集这种数据，以检验分配板的瞄准。类似地，观察从侧部飞行的微滴的视觉系统能够通过分配物下落在目标下方的量来推断分配速度和微滴尺寸。在更高的分配速度的条件下，微滴的竖直位置变化很小。
在一个实施例中，为了使这种系统运转，每个便携式装置均必须具有外部可编程存储器，以保持压电元件频率和持续时间的校准常数。另外，对于消费者并且尤其是处方应用，每个单元必须能够存储允许它分配的剂量次数。这是必须的，因为每个单元必须被轻微地过度填充，以允许在每次打开单元时进行的校准喷雾和清洗喷雾。另外，就多孔喷射器的特性而言，必须使整个喷射器板润湿，以用于全剂量分配。充分润湿的要求将需要在分配器中存储过量的药物，使得在用户用药结束时，在分配器中还存有药物。
在一个实施例中，不仅对于消费者而言能够限制喷射的剂量数量，以防止使用部分剂量，而且对于装置的供应者而言也能够限制喷射的剂量数量，以便能够准确地完成每次给药。例如，如果单元过填充20%，则消费者在长期使用装置的情况下每年可以少购买20%单元。
在一个实施例中，连通校准常数和剂量限制一起，存储器是可编程的，以在年龄更小的受治疗者或者儿童应当接收更小剂量的药物的情况下，允许同一单元分配不同大小的剂量。类似地，在如果剂量逾期则单元应当警告用户的情况下，如在青光眼药物的情况下那样，在所述情况下，定期施药是最小化疾病引起的伤害的关键，可以设定用药间隔甚至内时钟。例如，在一天中，可能需要每四小时一剂，但是当受治疗者从9pm至6am休息时不需要施药。
在一个实施例中，在分配系统的校准点，或者在稍后在包装或者处方销售期间，可以将用户常数下载到装置。
尽管通过说明和示例的方式在上文中描述了多种实施例，但是本领域中的技术人员将理解，在本申请的精神和范围内可以作出多种变型和修改。
名称为“Ophthalmic Drug Delivery”并且与本申请一起提交的美国申请No.13/184/446（代理人案号24591.003‑US01）以及名称为“Method and System for Performing Remote Treatment and Monitoring”并且与本申请一起提交的美国申请No.13/184,468（代理人案号24591.003‑US02）的全部内容均以援引的方式并入本发明。