(57)【要約】  ネブライザの動作方法であって、パルス動作モードにより動作するよう前記ネブライザのアクチュエータを制御するステップと、動作中に前記ネブライザにより生成される音を測定するステップと、前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップとを有する動作方法が提供される。本方法を実行するよう構成されるネブライザの制御ユニットがまた説明される。
2014533169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネブライザの動作方法であって、
パルス動作モードにより動作するよう前記ネブライザのアクチュエータを制御するステップと、
動作中に前記ネブライザにより生成される音を測定するステップと、
前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップと、
を有する動作方法。
【請求項２】
前記パルス動作モードにより動作するよう前記ネブライザのアクチュエータを制御するステップは、第１サイクル数において第１周波数により周期的に作動し、第２サイクル数において休止するよう前記アクチュエータを制御することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記音の測定結果を前記ネブライザからの噴霧化された液体の出力レートの指標として利用することを含む、請求項１又は２記載の動作方法。
【請求項４】
前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記ネブライザにより生成される音が所定のレベルにあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することを含む、請求項１乃至３何れか一項記載の動作方法。
【請求項５】
前記所定のレベルは、最大音レベルである、請求項４記載の動作方法。
【請求項６】
前記所定のレベルは、最大音レベル未満である、請求項４記載の動作方法。
【請求項７】
前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記ネブライザの動作中に前記ネブライザにより生成された音の第１音レベルからの変化を検出すると、前記測定された音が前記第１音レベルの所定の範囲内にあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することを含む、請求項１乃至６何れか一項記載の動作方法。
【請求項８】
前記１以上の動作パラメータは、第１周波数、前記パルス動作モードの期間、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に作動する第１サイクル数、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に休止する第２サイクル数、前記アクチュエータの動作を駆動するのに使用される制御信号の振幅及び前記アクチュエータと前記アクチュエータの動作に対して前記液体を噴霧化するよう構成される噴霧化エレメントとの間の距離から選ばれる、請求項４乃至７何れか一項記載の動作方法。
【請求項９】
適切なコンピュータ又はプロセッサにより実行されると、前記コンピュータ又はプロセッサが請求項１乃至８何れか一項記載の方法に従って動作するよう構成されるように構成される具現化されたコンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラム。
【請求項１０】
ネブライザの動作を制御する制御ユニットであって、
当該制御ユニットは、
アクチュエータをパルス動作モードにより動作させるための制御信号を前記アクチュエータに出力し、
動作中に前記ネブライザにより生成された音の測定結果を受信し、
前記受信した音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するよう構成される制御ユニット。
【請求項１１】
当該制御ユニットは、前記受信した音の測定結果を前記ネブライザからの噴霧化された液体の出力レートの指標として利用するよう構成される、請求項１０記載の制御ユニット。
【請求項１２】
当該制御ユニットは、前記測定結果の音が所定のレベルにあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することによって、前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するよう構成される、請求項１０又は１１記載の制御ユニット。
【請求項１３】
当該制御ユニットは、
前記ネブライザにより生成された音の測定結果と第１音レベルとを比較し、
前記ネブライザにより生成される音の測定結果が所定量以上前記第１音レベルから乖離する場合、前記音の以降の測定結果が前記第１音レベルの所定の範囲内にあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することによって、
前記受信した音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するよう構成される、請求項１０乃至１２何れか一項記載の制御ユニット。
【請求項１４】
当該制御ユニットは、第１周波数、前記制御信号の期間、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に作動する第１サイクル数、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に休止する第２サイクル数、前記アクチュエータの動作を駆動するのに使用される制御信号の振幅及び前記アクチュエータと前記アクチュエータの動作に対して前記液体を噴霧化するよう構成される噴霧化エレメントとの間の距離から選ばれる１以上の動作パラメータの値を調整又は利用するよう構成される、請求項１２又は１３記載の制御ユニット。
【請求項１５】
噴霧化される液体を格納する貯蔵チャンバと、
前記貯蔵チャンバに格納される液体を噴霧化するために振動するよう構成されるアクチュエータと、
前記アクチュエータの動作に対して前記液体を噴霧化するよう構成される噴霧化エレメントと、
動作中に前記ネブライザにより生成される音を測定するよう構成される音検出装置と、
請求項１０乃至１４何れか一項記載の制御ユニットと、
を有するネブライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ユーザによる吸入などのため格納されている液体を細かい液滴に噴霧するネブライザ（ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ）に関し、特にネブライザの動作方法と当該方法を実現するよう構成されるネブライザの制御ユニットとに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネブライザ、あるいはときどき呼ばれるアトマイザ（ａｔｏｍｉｚｅｒ）は、液体から細かいスプレーやエアロゾルを生成する装置である。ネブライザの特に有用な用途は、吸入によって患者に投薬するための溶解又は浮遊した微粒子を含む細かいスプレーを提供することである。
【０００３】
ピエゾメッシュ（ｐｉｅｚｏ−ｍｅｓｈ）ベースネブライザは、このような薬品搬送装置においてエアロゾルを生成するのに通常利用され、これにより、例えば、圧電素子は細かいエアロゾルスプレーを生成するためノズルプレート（メッシュとも呼ばれる）を振動させる。典型的には、ノズルプレートにおける穴は、約２．５μｍの直径を有し、典型的なノズルプレートでは５０００個のオーダのノズルがある可能性がある。
【０００４】
一部のネブライザでは、圧電素子はノズルプレートエレメントに接着され、他のネブライザでは、ノズルプレートエレメントは圧電素子（ピエゾキャビティメッシュベースネブライザとも呼ばれることがある）から分離される（すなわち、接触されない）。圧電素子から分離したノズルプレートエレメントを有する効果は、ノズルプレートエレメントがネブライザから取り除くことが可能であり、ある程度の使用後に清掃又は完全に置換可能であるということである。これらのタイプのネブライザはまた、フラットプレート技術（ＦＰＴ）エアロゾル発生装置とも呼ばれる。
【０００５】
従来のネブライザでは、噴霧される液体は、圧電素子及びメッシュを含むキャビティに保持され、それらは短い距離（１ｍｍなど）だけ離間され、圧電素子は高周波数により連続的に上下振動され、圧電素子の上部に置かれた液体が噴霧化された噴霧を形成するよう圧縮される。従来のネブライザにおける圧電素子の駆動信号は、典型的には、正弦波である。
【０００６】
特定の薬品の投薬計画は正確に制御される必要があるため、正しい薬量がネブライザのユーザに投与されるように、噴霧化された液体の出力レートを正確に制御する（又は少なくとも知る）必要がある。
【発明の概要】
【０００７】
上述されるように、圧電素子とメッシュとが固定的な距離（１ｍｍなど）だけ離間し、圧電素子が連続的な正弦波により駆動されると、ネブライザは、メッシュと圧電素子との間のキャビティにおいて液体を噴霧化する。これら従来のネブライザは、動作中にわずかなノイズを生成するが、それは白色ノイズ（すなわち、音調クオリティを有さないノイズ）。
【０００８】
しかしながら、圧電素子がバースト（パルス）信号（すなわち、周期的にオンして、その後にオフする正弦波信号）により駆動される場合、キャビティの液体は依然として噴霧化されるが、動作中にネブライザが生成するノイズは白色ノイズでなく、バースト信号に関する聴取可能な音調を有することがわかった。
【０００９】
聴取可能なトーンのボリュームはバースト繰り返しレートの中心周波数を変更することによって調整可能であることがまたわかっており、より大きな音の聴取可能なトーンが噴霧化された液体のより大きな噴霧と関連付けされることがわかった。
【００１０】
特定のネブライザの設定のテストを通じて、圧電素子とメッシュとの間のギャップのサイズ、中心周波数及びバースト繰り返しレートを含む最適な動作パラメータセットが、ネブライザの出力レートと圧電素子を駆動するのに必要とされる入力パワーとに関して最も高い効率性を提供するネブライザについて決定可能である。
【００１１】
更に、ピエゾメッシュベースネブライザの使用中、メッシュは液体により部分的又は完全にあふれる可能性がある。例えば、噴霧化された噴霧がネブライザの内部において濃縮された場合、濃縮された液体の一部はメッシュの表面上に落ちる可能性がある。これが生じた場合、噴霧化された液体の出力レートは、メッシュの上部の液体が穴を塞ぐため低下し、これは、ネブライザによる生成される聴取可能なトーンのボリュームの変化を導く。この結果、ネブライザにより生成される聴取可能なトーンの振幅とネブライザの出力レートとの間のリンクがあることがわかる。
【００１２】
従って、本発明の第１の態様によると、ネブライザの動作方法であって、パルス動作モードにより動作するよう前記ネブライザのアクチュエータを制御するステップと、動作中に前記ネブライザにより生成される音を測定するステップと、前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップとを有する動作方法が提供される。上述されるように、パルス動作モードは、ネブライザのより効率的な動作と、ネブライザによる聴取可能なトーンの生成とが得られ、ネブライザのパフォーマンスの指標を提供するため容易に測定及び解析可能である。
【００１３】
パルス動作モードは、好ましくは、第１サイクル数において第１周波数により周期的に作動し、第２サイクル数において休止するよう前記アクチュエータを制御することを含む。
【００１４】
好適な実施例では、前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記音の測定結果を前記ネブライザからの噴霧化された液体の出力レートの指標として利用することを含む。従って、本実施例は、通常動作中にネブライザの出力レートを決定するためのシンプルな方法を提供する。
【００１５】
他の好適な実施例では、前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記ネブライザにより生成される音が所定のレベルにあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することを含む。従って、ネブライザにより生成される音量がネブライザの出力レートを示すため、所定の音レベル（及び出力レート）が達成されるまで、動作パラメータが調整可能である。
【００１６】
好ましくは、前記所定のレベルは、最大音レベルである。従って、本実施例では、ネブライザの出力レートが最大化されるように、動作パラメータが調整される。
【００１７】
あるいは、前記所定のレベルは、ネブライザの最大音レベル未満である。従って、ネブライザの最大出力レート未満で薬剤を投薬することが所望される場合（例えば、特定の投薬計画の要求のためなど）、ネブライザが当該出力レートに対応する音を生成するまで、動作パラメータは調整可能である。
【００１８】
更なる他の好適な実施例では、前記音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記ネブライザの動作中に前記ネブライザにより生成された音の第１音レベルからの変化を検出すると、前記測定された音が前記第１音レベルの所定の範囲内にあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することを含む。
【００１９】
このようにして、ネブライザの動作は、噴霧化エレメント（メッシュ）が部分的又は完全に液体によりあふれるときに発生するネブライザの出力レートの低下に対向するよう調整可能である。これは、ネブライザが全体的に一定の投薬の出力レートをユーザに対して維持することを可能にし、特定の吸入中にユーザに投与される薬剤の量の制御を改善する。
【００２０】
いくつかの実施例では、前記１以上の動作パラメータは、第１周波数、前記パルス動作モードの期間、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に作動する第１サイクル数、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に休止する第２サイクル数、前記アクチュエータの動作を駆動するのに使用される制御信号の振幅及び前記アクチュエータと前記アクチュエータの動作に対して前記液体を噴霧化するよう構成される噴霧化エレメントとの間の距離から選ばれる。
【００２１】
本発明の第２の態様によると、適切なコンピュータ又はプロセッサにより実行されると、前記コンピュータ又はプロセッサが上述した方法に従って動作するよう構成されるように構成される具現化されたコンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラムが提供される。
【００２２】
本発明の第３の態様によると、ネブライザの動作を制御する制御ユニットであって、当該制御ユニットは、アクチュエータをパルス動作モードにより動作させるための制御信号を前記アクチュエータに出力し、動作中に前記ネブライザにより生成された音の測定結果を受信し、前記受信した音の測定結果を前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するよう構成される制御ユニットが提供される。
【００２３】
好ましくは、当該制御ユニットは、アクチュエータを第１サイクル数において第１周波数により周期的に作動させ、第２サイクル数において休止させるための制御信号をアクチュエータに出力するよう構成される。
【００２４】
本発明の第４の態様によると、噴霧化される液体を格納する貯蔵チャンバと、前記貯蔵チャンバに格納される液体を噴霧化するために振動するよう構成されるアクチュエータと、前記アクチュエータの動作に対して前記液体を噴霧化するよう構成される噴霧化エレメントと、動作中に前記ネブライザにより生成される音を測定するよう構成される音検出装置と、上述された制御ユニットとを有するネブライザが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明の実施例が、以下の図面を参照して例示的に説明される。
【図１】図１は、本発明の実施例によるネブライザのブロック図である。
【図２】図２は、本発明によるネブライザ内のアクチュエータを制御する一例となる信号を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施例によるネブライザの動作方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、ネブライザの動作中に測定される音と消費電力及び出力レートを比較する２つのグラフを示す。
【図５】図５は、本発明の他の実施例によるネブライザの動作方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、一例となるネブライザ２を示す。ネブライザ２は、ネブライザ２のユーザが吸出口８を介し吸入すると、吸入口６及び吸出口８を介し空気がネブライザ２に引き込まれ、ユーザの体内に入る。吸出口８は、典型的には、マウスピースや顔又は鼻マスクの形態により、又は分離した取り替え可能なマウスピースや顔又は鼻マスクに接続するのに適した形態により提供される。
【００２７】
ネブライザ２は、例えば、噴霧化される（すなわち、細かい霧又はスプレーに変えられる）薬品又は薬剤などの液体１２を格納するための吸入口６と吸出口８との間の貯蔵チャンバ１０を有する。ネブライザ２は、ユーザが１回分の薬品又は薬剤をユーザに搬送するため吸入すると、噴霧化された液体１２の細かい液滴がネブライザ２を介し引き込まれた空気と合成するよう構成される。
【００２８】
アクチュエータ１４は、貯蔵チャンバ１０に格納される液体１２を攪拌又は振動するため設けられる。後述される本発明の実施例では、アクチュエータ１４は、圧電素子の形態により設けられる。しかしながら、ネブライザの当業者は、他の形態のアクチュエータ１４が本発明によるネブライザにおいて利用可能であることを理解するであろう。また、圧電素子１４は、圧電素子と液体１２との間の直接的な接触を回避するため、プラスチック又は金属カバーレイヤによりカバーできることが理解されるであろう。
【００２９】
ノズルプレートの形態による噴霧化エレメント１６は、液体１２がアクチュエータ１４により振動されると、液体１２を噴霧化するため貯蔵チャンバに設けられる。ノズルプレート１６は、典型的には、少量の液体が通過可能な複数の小さな穴又はノズルを有するメッシュ又は膜の形態を有する。ノズルプレート１６のノズルのサイズ（直径）は、ネブライザ２が作動されるときに生成される液体の液滴のサイズを決定する。生成される液体の液滴のサイズは、質量平均粒径（ＭＭＤ）に関して測定できる。ノズルプレート１６はネブライザ２から着脱可能であり、必要に応じて、清掃又は完全に置換可能である。
【００３０】
図示された実施例では、アクチュエータ１４は、ノズルプレート１６から分離され、液体１２を攪拌するため、貯蔵チャンバ１０の底部に又は近接して配置される。しかしながら、他の実施例では、アクチュエータ１４は、ノズルプレート１６と接触又は一体化可能であり、液体１２を噴霧化するためノズルプレート１６を振動させることが可能である。
【００３１】
使用において、液体１２は、ノズルプレート１６の高さまで貯蔵チャンバ１０を充填する。貯蔵チャンバ１０の液体１２は、ネブライザ２が動作すると枯渇し、より多くの液体１２が動作を継続するためネブライザ２の要求される高さに液体１２を維持するため、貯蔵チャンバ１０に追加される必要があることが理解されるであろう。従って、ネブライザ２は、貯蔵チャンバ１０に液体１２を補充するため液体を格納する更なるチャンバ（図１に図示せず）を有するか、又は結合されてもよい。更なるチャンバからの液体は、重力及び／又は毛細血管充満の作用のため、貯蔵チャンバ１０に流入する。
【００３２】
ネブライザ２は更に、ネブライザ２の動作を制御する制御ユニット１８を有する。制御ユニット１８は、ネブライザ２の動作を全体制御するプロセッサ２０を有する。制御ユニット１８はまた、一般に正弦信号を生成し、プロセッサ２０及びパワーアンプ２４に接続される可変周波数オシレータ２２を有する。パワーアンプ２４は、オシレータ２２からの信号を増幅し、アクチュエータ１４を駆動するのに利用される信号を出力する。パワーアンプ２４はまた、パワーアンプ２４により使用される電力をプロセッサ２０に示す。プロセッサ２０は、後述されるように、アクチュエータ１４に液体１２を操作（振動）及び噴霧化させるアクチュエータ１４の制御信号を生成するため、オシレータ２２（及び任意的にパワーアンプ２４）を制御する。
【００３３】
メモリ２６がまた、ネブライザ２の動作中にプロセッサ２０により使用されるネブライザ動作パラメータ、薬剤情報及び／又はプログラム命令を格納可能な制御ユニット１８に設けられる。薬剤情報は、例えば、要求される処置時間及び／又は薬剤フローレートなどのネブライザ２により提供される投薬計画に関する。
【００３４】
本発明によると、（プロセッサ２０及びオシレータ２２の制御の下）パワーアンプ２４によりアクチュエータ１４に出力される制御信号は、アクチュエータ１４に“パルス”動作モードにより動作させる。パルス動作モードでは、制御信号は、アクチュエータ１４に特定の連続サイクル数の間にある周波数により作動（振動）させ、その後、アクチュエータ１４に更なる連続サイクル数の間に休止させる（すなわち、振動させない）。この作動及び非作動動作が、ネブライザ２の動作中に周期的に繰り返される。このパルス動作モードの期間（すなわち、作動及び非作動部分の合計期間）は、“バースト繰り返しレート”と呼ばれる。
【００３５】
当該“パルス”動作のための一例となる制御信号が図２に示され、制御信号は、周波数ｆにより４サイクルの作動を有するアクティブ部分３０（“パルス”とも呼ばれる）と、その後のアクチュエータ１４が作動されず、休止する休止部分３２とを有することが見られる。アクティブ部分３０の組み合わされた長さは、ここでは“パルス長”又は“サイクル数”と呼ばれ（それは、アクティブ部分３０内にある周波数ｆの信号のサイクル数として定義できる）、非動作（休止）部分３２はバースト期間ｐ（すなわち、バースト繰り返しレート）である。この例示的な信号では４サイクルの作動が示されるが、実際には、アクティブ部分３０は有意に４サイクルより多いサイクルを有することが理解されるであろう。
【００３６】
すなわち、パワーアンプ２４によりアクチュエータ１４に出力される制御信号は、アクチュエータ１４に周波数ｆにより作動（振動）させる周波数ｆによる時間可変／正弦部分（アクティブ部分３０）と、その後のアクチュエータ１４が非アクティブ状態にある時間不変部分（非アクティブ部分３２）とを有すると言うことができる。
【００３７】
アクティブ部分３０は、要求されるパルス長／サイクル数において正弦信号を出力するようプロセッサ２０がオシレータ２２を制御することによって生成可能であり、非アクティブ部分３２は、要求される期間／サイクル数において一定電圧の信号を出力するようプロセッサ２０がオシレータ２２を制御することによって生成可能である。
【００３８】
本発明の１つの特定の実現形態では、アクティブ部分３０の信号の中心周波数ｆは１ＭＨｚ又は約１ＭＨｚであり（従って、オシレータ２２は１ＭＨｚの周波数を有する信号を生成する）、バースト繰り返しレートは１ｍｓ（１ＭＨｚの信号の１ｍｓ、すなわち、１０００サイクルのバースト期間に対応する）及び２０％のデューティサイクル（すなわち、アクティブ部分３０の長さは１ＭＨｚの信号の０．２ｍｓ又は２００サイクルである）である。他の実現形態では、周波数ｆ、バースト繰り返しレート及び／又はデューティサイクルは他の値をとることができることが理解されるであろう。
【００３９】
上述されるように、噴霧化エレメント１６が当該バースト（パルス）信号により駆動される場合、貯蔵チャンバ１０の液体は噴霧化され、ネブライザ２はバースト繰り返しレートに関連する聴取可能なトーンを生成することが判明している。また、上述されたように、ネブライザ２により生成される聴取可能なトーンの特性とネブライザ２のパフォーマンスとの間にはリンクがあり、聴取可能なトーンはネブライザ２のパフォーマンス（出力レートなど）の指標として利用可能であることが判明している。
【００４０】
従って、ネブライザ２には、動作中にネブライザ２により生成される音を測定するのに利用されるマイクロフォン２８が設けられる。マイクロフォン２８は、処理のための測定結果をプロセッサ２０に提供する。図示された実施例では、マイクロフォン２８は、ネブライザ２の本体４などのネブライザ２の何れかに配置可能であることが理解されるが、マイクロフォン２８は制御ユニット１８に配置される。
【００４１】
他の実施例では、ネブライザ２には、振動センサ（例えば、ＭＥＭＳタイプ振動センサなど）などのマイクロフォン２８に対する他のタイプの音検出装置が設けることができる。
【００４２】
ネブライザ２の出力レートを測定するため、マイクロフォン２８からの信号を利用することを可能にするため、マイクロフォン２８からの信号は、ネブライザ２の動作に関連する聴取可能なトーンを抽出するため、プロセッサ２０において処理される。特に、マイクロフォン２８からの信号は、好ましくは、帯域通過フィルタによって、また更に好ましくは、ｈｉｇｈ  Ｑ帯域通過フィルタによって増幅及びフィルタリングされる。当該フィルタは、ネブライザ２のユーザの吸入により生成される音を含むマイクロフォン信号の何れか外部の音を効果的に取り除き、（１／バースト繰り返しレートである）バースト周波数を中心とする周波数帯域のみを通過させる。従って、バーストレートが１ｍｓである上記の具体例では、帯域通過フィルタは、１ｋＨｚを中心とする帯域における周波数を通過させる。その後、プロセッサ２０は、（信号の振幅により表される）音量又は音レベルなど、フィルタリングされた信号の特性を測定可能である。
【００４３】
上述されるように、ネブライザ２の動作パラメータを変更することはネブライザ２により生成された音に対する効果を有し、ネブライザ２により生成される音を解析することによって、最適な動作パラメータセットが決定可能であることが判明した。特定のネブライザ２において変更可能な動作パラメータは、アクチュエータ１４に提供される制御信号及び／又はネブライザ２の他の側面に関連しうる。“最適”な動作パラメータは、ネブライザ２に最も効率的な方法により動作させ（例えば、入力パワーに対する出力レートのレシオを最大化するなどによって）、又は可能な最も高い出力レートにより動作させる動作パラメータとすることが可能である。あるいは、“最適”な動作パラメータは、所定の出力レートによりネブライザ２を動作させる動作パラメータとすることが可能である（ただし、当該出力レートは、可能な最大出力レート未満であるが、特定の薬剤を投薬するのに望ましい）。
【００４４】
変更可能な制御信号に関連する動作パラメータは、限定することなく、オシレータ２２の振動の周波数、バースト繰り返しレート（すなわち、制御信号のバースト期間ｐ）、制御信号の振幅（ピーク電圧）（ただし、制御信号の振幅／電圧はアクチュエータ１４の作動の程度を決定する）、デューティサイクル（すなわち、アクチュエータ１４が駆動される制御信号の比率）、アクティブ部分３０の長さ及び／又は休止部分３２の長さを含む。
【００４５】
変更可能なネブライザ２に関する動作パラメータは、ノズルプレート１６とアクチュエータ１４との間の距離である。
【００４６】
図３のフローチャートは、噴霧化された液体の要求される出力レートを提供する動作パラメータの値を決定する方法を示す。当該方法は、ネブライザ２がユーザに薬剤を投薬するのに利用される前のキャリブレーション手順の間に実行可能であるか、あるいは、ネブライザ２がユーザに薬剤を投薬している間に出力レートを調整するのに実行可能である。
【００４７】
ステップ１０１において、最適化されるネブライザ２の動作パラメータの初期値が設定される。特定の一例では、最適化される動作パラメータは制御信号の周波数ｆであり、初期値は１ＭＨｚとして設定される。バースト繰り返しレート及びデューティサイクルを含む他の動作パラメータ（本手順では最適化されず）は、それぞれ１ｍｓと２０％に設定される。
【００４８】
ネブライザ２は、その後、動作パラメータの初期値を用いて実行され（ステップ１０３）、ネブライザ２により生成される音がマイクロフォン２８を用いて測定される（ステップ１０５）。
【００４９】
マイクロフォン２８からの信号は、上述されるように、信号から外部の音を効果的に取り除くよう処理可能であり、信号に残った音量（振幅）が決定される。決定された音量は、その後にメモリ２６に格納される（ステップ１０７）。ネブライザ２の動作に関する他の情報がまた、メモリ２６に格納可能である。例えば、動作パラメータが初期値を用いるときにパワーアンプ２４により供給されるパワーがまた、メモリ２６に格納可能である。
【００５０】
ステップ１０９において、最適な動作パラメータ値を決定するため、動作パラメータの十分な個数の値が評価されたか判断される。評価対象の要求される値の個数は、評価される動作パラメータ、評価に必要とされるトータルの値の範囲及びネブライザ２がパラメータを変更可能な分解能に依存する。
【００５１】
十分な個数の値がまだ評価されていない場合、本方法はステップ１１１に移行し、動作パラメータの初期値が新たな値に調整され、その後、ステップ１０３〜１０９が新たな値に対して繰り返される。
【００５２】
最適化される動作パラメータが制御信号の周波数ｆである例では、ネブライザ２は、１ｋＨｚの分解能による１ＭＨｚ±５０ｋＨｚの範囲において周波数値を評価するよう構成可能である。
【００５３】
十分な個数の値が評価されると、本方法はステップ１１３に移行し、ネブライザ２に要求される出力レートを提供する動作パラメータの最適値が決定される。
【００５４】
図４（ａ）に示されるグラフは、周波数の例のための上記方法の結果を示し、周波数範囲９５０ｋＨｚ〜１０５０ｋＨｚ（ライン５０により表される）において測定された音量（振幅）のバリエーションと、パワーアンプ２４により供給される対応するパワーのバリエーション（ライン５２により表される）とを示す。従って、供給されるパワーは１００６ｋＨｚでピークとなり、それはアクチュエータ１４（圧電素子）の共振周波数に対応するが、ネブライザ２により生成される音量は９９８ｋＨｚでピークとなり、それは完全なネブライザ２（すなわち、アクチュエータ１４、噴霧化エレメント１６及び貯蔵チャンバ１０）の共振周波数に対応することが判明した。従って、周波数の最適値である。
【００５５】
図４（ｂ）のグラフは、同一の周波数範囲に対して取得されるネブライザ２の出力レート（グラム／分により測定され、ライン５４により示される）の測定結果に対してプロットされる同一の音測定結果を示す。従って、振幅及び出力レートはほぼ正確に同じ周波数（９９８ｋＨｚ）においてピークとなり、振幅と出力レートとの間の関係は、バースト周波数（１ＭＨｚ）の約１０ｋＨｚの範囲内で全体的にリニアであることが観察できる。
【００５６】
従って、可能な最も高い出力レートによりネブライザ２を作動することが所望される場合、最適な動作周波数ｆは９９８ｋＨｚである。
【００５７】
上述されるように、ネブライザ２の使用中、噴霧化された噴霧がネブライザ２の内部で濃縮し、濃縮した液体の一部がエレメント１６の表面に落ちた場合、噴霧化エレメント１６は、部分的又は全体的に液体によりあふれる可能性がある。これが生じると、噴霧化された液体の出力レートは、噴霧化エレメント１６の上部の液体が穴をブロックするため低下する。ネブライザ２の出力レートはまた、貯蔵チャンバ１０における液体の高さ（及び噴霧化エレメント１６に対する圧力）により影響を受ける可能性があり、動作中にネブライザ２の発熱が発生し、噴霧化エレメント１６の液体側にバブルが形成される。
【００５８】
従って、本発明の実施例は、上記問題点を解決する方法を提供し、一例となる方法が図５に示される。概略すると、プロセッサ２０は、動作中にネブライザ２により生成される音をモニタし、当該音が初期値から変化した場合（出力レートの変更があったことを示す）、プロセッサ２０は、当該音を初期値に回復又は維持するため（従って、要求される出力レートを回復又は維持するため）、ネブライザ２の動作パラメータを調整可能である。
【００５９】
図５において、ステップ２０１，２０３，２０５，２０７は、概して図３のステップ１０１，１０３，１０５，１０７に対応し、主要な相違は、ステップ２０１，２０３，２０５，２０７が典型的には、キャリブレーション又は初期化手順中でなく、ネブライザ２の使用中にのみ実行されることである。
【００６０】
ステップ２０１における動作パラメータに対して設定された値は、図３の方法を用いて決定された“最適値”とすることが可能であり、上述した具体例を続けると、オシレータ２２の周波数は９９８ｋＨｚに設定可能である。ステップ２０７において、９９８ｋＨｚの動作周波数について測定される音レベル（量）は、第１音レベル値として格納される。
【００６１】
設定された周波数を用いたネブライザ２の動作が続けられ、ネブライザ２により生成される音が周期的に測定される（ステップ２０９）。
【００６２】
ステップ２１１において、最後の音測定結果が第１音レベル値と比較される。最後の音測定結果が第１音レベルの所定の範囲内である場合、本方法はステップ２０９に戻る。所定の範囲は、アクチュエータ１４、貯蔵チャンバ１０及びオシレータ周波数のジオメトリックに基づき設定可能である。
【００６３】
しかしながら、最後の音測定結果が所定量以上第１音レベル値と異なるか、又は所定の範囲外に属する場合、プロセッサ２０は、ネブライザ２により生成された音レベルを第１音レベルに試行及び回復するため、動作パラメータの値を調整可能である（ステップ２１３）。一実施例では、プロセッサ２０は、ネブライザ２により生成される音量を増加させるため、パワーアンプ２４により供給されたパワー（及び制御信号の振幅）を調整可能である。しかしながら、プロセッサ２０は、音量を変更するため、ネブライザ２の他の動作パラメータを調整可能であることが理解されるであろう。
【００６４】
当該調整後、ネブライザ２により生成される音は再び測定され（ステップ２１５）、本方法は、当該測定結果と第１音レベル値とを比較するため、ステップ２１１に戻る。ステップ２１１，２１３，２１５は、所望のレベルに出力レートを維持するため、ネブライザ２の動作中に繰り返すことが可能である。
【００６５】
上述された制御ユニット１８及び方法に加えて、本発明は、図３又は５に示されるステップを制御ユニット１８のプロセッサ２０に実行させるよう構成されるコンピュータ可読媒体に担持されるコンピュータプログラムの形態により提供できる。当該プログラムは、メモリ２６に格納可能である。
【００６６】
当業者は、“ネブライザ”という用語が薬剤搬送装置又はアトマイザという用語と互換的に利用可能であり、上述された及び図面に示された特定タイプのネブライザ以外のネブライザの形態及び設計をカバーすることが意図されることを理解するであろう。
【００６７】
更に、本発明は、薬剤投薬に取得して利用されるネブライザに関して説明されたが、本発明は、空気加湿器、電気シェーバ、スチームアイロン又は香料ディスペンサなど、液体を噴霧化するため噴霧化エレメント（ノズルプレート）が作動される他の何れかのタイプのネブライザ又は装置に適用可能であることが理解されるであろう。
【００６８】
本発明が図面及び上記説明において詳細に図示及び説明されたが、当該図示及び説明は、例示的なものであり、限定的なものとしてみなされるべきでなく、本発明は、開示された実施例に限定されるものでない。
【００６９】
開示された実施例に対する変形は、図面、開示及び添付した請求項を参照することから、当業者が請求された発明を実施することによって理解及び実行可能である。請求項において、“有する”という用語は他の要素又はステップを排除するものでなく、不定冠詞“ある”は複数を排除するものでない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された複数のアイテムの機能を実現する。特定の手段が互いに異なる従属形式の請求項に記載されているという事実は、これらの手段の組み合わせが効果的に利用可能でないことを示すものでない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又は一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体に格納／配布されてもよいが、インターネットや他の有線若しくは無線通信システムなどを介し他の形態により配布されてもよい。請求項における参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。
【図１】
2014533169.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月16日(2014.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネブライザの動作方法であって、
前記ネブライザのアクチュエータに、パルス動作モードにより動作するよう前記アクチュエータを制御するための制御信号を出力するステップであって、前記制御信号は、前記アクチュエータをアクティブ部分の間では第１周波数の第１サイクル数において前記第１周波数により周期的に作動させ、休止部分の間では前記第１周波数の第２サイクル数において休止させ、前記パルス動作モードは、アクティブ部分と休止部分との合成された長さに等しい期間を有する、出力するステップと、
前記アクチュエータが前記パルス動作モードにおいて動作しているとき、前記ネブライザにより生成される音を測定するステップと、
前記音の測定結果を処理し、前記ネブライザの動作に関連する聴取可能なトーンを抽出するステップであって、前記聴取可能なトーンは、前記パルス動作モードの期間の逆数に全体的に対応する周波数を有する、抽出するステップと、
前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップと、
を有する動作方法。
【請求項２】
前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザからの噴霧化された液体の出力レートの指標として利用することを含む、請求項１記載の動作方法。
【請求項３】
前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記ネブライザにより生成される聴取可能なトーンが所定のレベルにあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することを含む、請求項１又は２記載の動作方法。
【請求項４】
前記所定のレベルは、最大音レベルである、請求項３記載の動作方法。
【請求項５】
前記所定のレベルは、最大音レベル未満である、請求項３記載の動作方法。
【請求項６】
前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するステップは、前記ネブライザの動作中に前記ネブライザにより生成された聴取可能なトーンのボリューム又はレベルの第１音レベルからの変化を検出すると、前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルが前記第１音レベルの所定の範囲内にあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することを含む、請求項１乃至５何れか一項記載の動作方法。
【請求項７】
前記１以上の動作パラメータは、第１周波数、前記パルス動作モードの期間、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に作動する第１サイクル数、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に休止する第２サイクル数、前記アクチュエータの動作を駆動するのに使用される制御信号の振幅及び前記アクチュエータと前記アクチュエータの動作に対して前記液体を噴霧化するよう構成される噴霧化エレメントとの間の距離から選ばれる、請求項３乃至６何れか一項記載の動作方法。
【請求項８】
適切なコンピュータ又はプロセッサにより実行されると、前記コンピュータ又はプロセッサが請求項１乃至７何れか一項記載の方法に従って動作するよう構成されるように構成される具現化されたコンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラム。
【請求項９】
ネブライザの動作を制御する制御ユニットであって、
当該制御ユニットは、
前記ネブライザのアクチュエータに、前記アクチュエータをパルス動作モードにより動作させるための制御信号を出力することであって、前記制御信号は、前記アクチュエータをアクティブ部分の間では第１周波数の第１サイクル数において前記第１周波数により周期的に作動させ、休止部分の間では前記第１周波数の第２サイクル数において休止させ、前記パルス動作モードは、アクティブ部分と休止部分との合成された長さに等しい期間を有する、前記制御信号を出力し、
前記アクチュエータが前記パルス動作モードにおいて動作しているとき、前記ネブライザにより生成された音の測定結果を受信し、
前記受信した音の測定結果を処理し、前記ネブライザの動作に関連する聴取可能なトーンを抽出することであって、前記聴取可能なトーンは、前記パルス動作モードの期間の逆数に全体的に対応する周波数を有する、前記聴取可能なトーンを抽出し、
前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するよう構成される制御ユニット。
【請求項１０】
当該制御ユニットは、前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザからの噴霧化された液体の出力レートの指標として利用するよう構成される、請求項９記載の制御ユニット。
【請求項１１】
当該制御ユニットは、前記測定結果の聴取可能なトーンが所定のレベルにあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することによって、前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するよう構成される、請求項９又は１０記載の制御ユニット。
【請求項１２】
当該制御ユニットは、
前記ネブライザにより生成された聴取可能なトーンのボリューム又はレベルと第１音レベルとを比較し、
前記ネブライザにより生成される聴取可能なトーンのボリューム又はレベルが所定量以上前記第１音レベルから乖離する場合、前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルが前記第１音レベルの所定の範囲内にあるまで、前記ネブライザの１以上の動作パラメータを調整することによって、
前記聴取可能なトーンのボリューム又はレベルを前記ネブライザのパフォーマンスの指標として利用するよう構成される、請求項９乃至１１何れか一項記載の制御ユニット。
【請求項１３】
当該制御ユニットは、第１周波数、前記パルス動作モードの期間、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に作動する第１サイクル数、前記アクチュエータが前記パルス動作モード中に休止する第２サイクル数、前記アクチュエータの動作を駆動するのに使用される制御信号の振幅及び前記アクチュエータと前記アクチュエータの動作に対して前記液体を噴霧化するよう構成される噴霧化エレメントとの間の距離から選ばれる１以上の動作パラメータの値を調整又は利用するよう構成される、請求項１１又は１２記載の制御ユニット。
【請求項１４】
噴霧化される液体を格納する貯蔵チャンバと、
前記貯蔵チャンバに格納される液体を噴霧化するために振動するよう構成されるアクチュエータと、
前記アクチュエータの動作に対して前記液体を噴霧化するよう構成される噴霧化エレメントと、
動作中に前記ネブライザにより生成される音を測定するよう構成される音検出装置と、
請求項９乃至１３何れか一項記載の制御ユニットと、
を有するネブライザ。
【国際調査報告】
2014533169.tif 000008
2014533169.tif 000009
2014533169.tif 000010
2014533169.tif 000011