(57)【要約】  吸入デバイスの流量プロファイルを生成するための方法が説明される。この方法は、吸入デバイスを通る吸入流によって誘発される音響放射を測定するステップを備える。この方法は、測定された音響放射におけるピーク周波数を検出し、検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成するステップをさらに備える。対応するデバイスも説明される。
2018504964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入デバイスの流量プロファイルを生成するための方法であって、
吸入デバイスを通る吸入流によって誘発される音響放射を測定するステップと、
測定された音響放射における２つ以上のピーク周波数を検出するステップと、
検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成するステップと
を備える、方法。
【請求項２】
ピーク周波数のそれぞれが、所定の流速で吸入デバイスを通る空気流のスペクトルピークを表す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
音響放射が所定の期間にわたって測定され、２つ以上のピーク周波数が所定の期間にわたって規則的な間隔で検出される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
流量プロファイルが、２つ以上のピーク周波数と、吸入デバイスを通るそれぞれの流速との間の所定の関係を用いて生成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
所定の関係がルックアップテーブルによって表される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
測定された音響放射の音響パワーを検出することと、検出された音響パワーおよび検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成することとを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
吸入デバイスの流量プロファイルを生成するための方法であって、
吸入デバイスを通る吸入流によって誘発される音響放射を測定するステップと、
測定された音響放射における１つまたは複数のピーク周波数を検出するステップと、
測定された音響放射の音響パワーを検出するステップと、
検出された音響パワーおよび検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成するステップと
を備える、方法。
【請求項８】
音響放射が所定の期間にわたって測定され、１つまたは複数のピーク周波数および音響パワーが所定の期間にわたって規則的な間隔で検出される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
流量プロファイルが、１つまたは複数のピーク周波数と、吸入デバイスを通るそれぞれの流速との間、および音響パワーと、吸入デバイスを通るそれぞれの流速との間の所定の関係を用いて生成される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
所定の関係がルックアップテーブルによって表される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
音響パワーが所定の周波数帯域内で検出される、請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
検出された音響パワーに基づいて決定される流量プロファイルの１つまたは複数の流速が、検出されたピーク周波数に基づいて決定される１つまたは複数の流速に対して較正される、請求項６から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ピーク周波数のそれぞれが、所定の流速で吸入デバイスを通る空気流のスペクトルピークを表す、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
プロセッサ上で実行された場合に、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法を実行する命令が格納された、コンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
マイクロフォンと通信するプロセッサであって、マイクロフォンが音響放射を検出するように構成される、プロセッサ
を備え、プロセッサが、
測定された音響放射における２つ以上のピーク周波数を検出し、
検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成する
ように構成される、デバイス。
【請求項１６】
マイクロフォンと通信するプロセッサであって、マイクロフォンが音響放射を検出するように構成される、プロセッサ
を備え、プロセッサが、
測定された音響放射における１つまたは複数のピーク周波数を検出し、
測定された音響放射の音響パワーを検出し、
検出された音響パワーおよび検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成する
ように構成される、デバイス。
【請求項１７】
マイクロフォンを備える、請求項１５または１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
請求項１５から１７のいずれか一項に記載のデバイスを備える、モバイルデバイス。
【請求項１９】
吸入デバイスの使用を監視する方法であって、
吸入デバイスを介して空気を吸入するようにユーザに指示するステップと、
ユーザが吸入デバイスを介して空気を吸入するときに、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法を実行するステップと、
流量プロファイルを格納するステップと
を備える、方法。
【請求項２０】
吸入デバイスの使用を訓練する方法であって、
吸入デバイスを介して空気を吸入するようにユーザに指示するステップと、
ユーザが吸入デバイスを介して空気を吸入するときに、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法を実行するステップと、
流量プロファイルを表示するステップと、
改善を必要とする流量プロファイルの任意の部分を決定するステップと、
任意の改善をユーザに伝えるステップと
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量プロファイルを生成するための装置および方法に関する。詳細には、本発明は、吸入器などの吸入デバイスの流量プロファイルを生成するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸入器デバイスは医療産業において、たとえば粉末として、またはエアロゾルを用いて薬物を投与するために使用されている。薬物投与の有効性はデバイスの使用方法に依存し得、これは、吸入器のユーザによって達成される流速または流量プロファイルに関連し得る。したがって、吸入器デバイスを使用する患者について、時間に応じた吸入流速（すなわち、流量プロファイル）を測定することが望ましい。そのような測定値を用いて、たとえば、臨床試験を支援して、試験の参加者の呼吸様式を評価し、試験中の吸入器デバイスの使用を測定して、デバイス使用有効性の評価を支援することができる。また、測定値を用いて、たとえば、監督ありまたは監督なしの訓練中に、デバイスの有効な使用法に従って、吸入プロファイルに応じて吸入器を使用する方法についてユーザを訓練することもできる。吸入測定によって、ユーザに対して評価および是正措置を提示することができる。さらに、流量プロファイルを生成することによって順守監視を実現することもでき、その理由は、治療過程への順守を評価したい医師によって使用されるシステムの一部として吸入流測定値を使用することが有用な可能性があるためである。
【０００３】
オーディオスペクトル内の選択された周波数帯域に存在するオーディオパワーを測定することによって流速を推定することが知られている。次いで、この選択された周波数帯域において測定されたパワーは、予め決定された較正テーブルを用いて流速に変換され、このテーブルは、フィルタリングされた帯域幅内の測定されたオーディオパワーの値と知られている流速とを含む。
【０００４】
この知られている方法を上手く使用するためには、いくつかの制御すべき要因、たとえば、吸入器デバイスからマイクロフォンなどへの信号の伝搬経路などがあり、マイクロフォンおよび関連付けられたサウンドカードの利得および感度も変化し得る。これらの要因が組み合わさって、最終的な流速推定値の精度を制限し得る。これらの変動要因を緩和するために、マイクロフォンは典型的には高品質のリピート可能なデバイスであり得、これを吸入器に取り付けて、伝搬経路および結合の変動を低減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的には、極力ユーザを妨害せずに、最小量の修正／追加の装置で、流量測定を行うことが望ましい。したがって、吸入器デバイスから流速または流量プロファイルを得るこの方法を改善することが望まれている。
【０００６】
本開示は、以下に示された実施形態の説明を添付の図面と併せて参照することによって理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】吸入器デバイスの渦音のスペクトルピークと吸入器デバイスを通る空気流速との間の関係を示すグラフである。
【図２】スペクトルピーク周波数を得るために使用される４つの吸入器の音響パワー対流速のグラフである。
【図３】本発明の一態様によるモバイルデバイスを示す図である。
【図４】モバイルデバイスの概略図である。
【図５】吸入器デバイスについての流速に対するオーディオパワーの較正曲線を示す図である。
【図６】マイクロフォンからの測定データのグラフ（上のグラフ）および測定データから生成されたスペクトログラム（下のグラフ）である。
【図７】図８のフローチャートに示される方法を図式的に示した図である。
【図８】モバイルデバイスのプロセッサによって実行される方法を示すフローチャートである。
【図９】スマートフォンおよび汎用コンピュータを用いて実行される場合の図８のフローチャートに示された方法を説明するために使用される一連のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、吸入デバイスの流量プロファイルを生成するための方法であって、吸入デバイスを通る吸入流によって誘発される音響放射を測定するステップと、測定された音響放射における２つ以上のピーク周波数を検出するステップと、検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成するステップとを備える、方法が提供される。したがって、吸入デバイスと測定デバイス（たとえば、マイクロフォン）との相対的近接性に広く依存しない、使用中の吸入デバイスについての流量プロファイルをより正確に決定することが可能である。
【０００９】
ピーク周波数のそれぞれは、所定の流速で吸入デバイスを通る、回転するまたは回転性の空気流と記載され得る空気流のスペクトルピークを表すことができる。
【００１０】
音響放射は所定の期間にわたって測定することができ、２つ以上のピーク周波数は所定の期間にわたって規則的な間隔で検出される。
【００１１】
流量プロファイルは、２つ以上のピーク周波数と、吸入デバイスを通るそれぞれの流速との間の所定の関係を用いて生成することができ、所定の関係はルックアップテーブルによって表すことができる。
【００１２】
この方法は、測定された音響放射の音響パワーを検出することと、検出された音響パワーおよび検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成することとをさらに備えることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、吸入デバイスの流量プロファイルを生成するための方法であって、吸入デバイスを通る吸入流によって誘発される音響放射を測定するステップと、測定された音響放射における１つまたは複数のピーク周波数を検出するステップと、測定された音響放射の音響パワーを検出するステップと、検出された音響パワーおよび検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成するステップとを備える、方法が提供される。したがって、吸入デバイスと測定デバイス（たとえば、マイクロフォン）との相対的近接性に広く依存しない、使用中の吸入デバイスについての測定された音響パワーに基づく流量プロファイルをより正確に決定することが可能である。
【００１４】
ピーク周波数のそれぞれは、所定の流速で吸入デバイスを通る、回転するまたは回転性の空気流と記載され得る空気流のスペクトルピークを表すことができる。
【００１５】
音響放射は所定の期間にわたって測定することができ、１つまたは複数のピーク周波数および音響パワーが所定の期間にわたって規則的な間隔で検出される。
【００１６】
流量プロファイルは、１つまたは複数のピーク周波数と、吸入デバイスを通るそれぞれの流速との間、および音響パワーと、吸入デバイスを通るそれぞれの流速との間の所定の関係を用いて生成することができる。所定の関係は、ルックアップテーブルによって表すことができる。
【００１７】
音響パワーは、所定の周波数帯域内で検出することができる。
【００１８】
検出された音響パワーに基づいて決定される流量プロファイルの１つまたは複数の流速は、検出されたピーク周波数に基づいて決定される１つまたは複数の流速に対して較正される。したがって、検出された音響パワーに基づいて流速を決定または検出することが可能であり、これは続いて、検出されたピーク周波数に基づいて決定または検出された流速に従って較正または調整される。
【００１９】
本発明の第３の態様によれば、プロセッサ上で実行された場合に、上述の方法を実行する命令が格納された、コンピュータプログラム製品が提供される。
【００２０】
本発明の第４の態様によれば、吸入デバイスの使用を監視する方法であって、吸入デバイスを介して空気を吸入するようにユーザに指示するステップと、ユーザが吸入デバイスを介して空気を吸入するときに、上述の方法のいずれか１つを実行するステップと、流量プロファイルを格納するステップとを備える、方法が提供される。
【００２１】
本発明の第５の態様によれば、吸入デバイスの使用を訓練する方法であって、吸入デバイスを介して空気を吸入するようにユーザに指示するステップと、ユーザが吸入デバイスを介して空気を吸入するときに、上述の方法のいずれか１つを実行するステップと、流量プロファイルを表示するステップと、改善を必要とする流量プロファイルの任意の部分を決定するステップと、任意の改善をユーザに伝えるステップとを備える、方法が提供される。
【００２２】
本発明の第６の態様によれば、マイクロフォンと通信するプロセッサであって、マイクロフォンが音響放射を検出するように構成される、プロセッサを備え、プロセッサが、測定された音響放射における２つ以上のピーク周波数を検出し、検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成するように構成される、デバイスが提供される。
【００２３】
本発明の第７の態様によれば、マイクロフォンと通信するプロセッサであって、マイクロフォンが音響放射を検出するように構成される、プロセッサを備え、プロセッサが、測定された音響放射における１つまたは複数のピーク周波数を検出し、測定された音響放射の音響パワーを検出し、検出された音響パワーおよび検出されたピーク周波数に基づいて流量プロファイルを生成するように構成される、デバイスが提供される。
【００２４】
このデバイスは、マイクロフォンを備えることができ、携帯ハンドセットまたは電話など、モバイルデバイスの一部を形成することができる。さらに、マイクロフォンは、デバイス内に統合することができる。
【００２５】
出願人は、薬剤を投与するために使用される吸入器のチャンバを通過する空気の内部渦運動および急速回転が、関連するスペクトルピークを発生させることを明らかにした。この空気の渦運動は、渦音と呼ばれ得る音響放射を引き起こす。これに関して、図１は、渦音のスペクトルピークと粉末型吸入器を通る空気流速との間の関係を示すグラフである。本明細書に記載の方法が、任意の形態の吸入デバイスに、より具体的には、吸入空気の動き、すなわち空気流を利用して薬剤をユーザに投与する吸入デバイスに適用され得ることは理解されよう。より具体的には、この方法は、吸気時に空気が通過する様々な通路を含むパワー型（ｐｏｗｅｒ−ｔｙｐｅ）の吸入デバイスに適用することができる。図１のグラフは、吸入器に適用された既知の流速に対するスペクトルピークの測定周波数を示す。４つの吸入器が試験され、グラフは同一タイプのこれら４つの異なる吸入器からの結果を示し、スペクトルピーク測定値が１０から２５リットル毎分（約０．０００１６７から０．０００４１７ｍ３／ｓ）の範囲で一致することを示している。これは、周波数が典型的には測定が容易であり、吸入器からマイクロフォンへの音響伝搬経路内での損失、ならびに内部の変換および変形処理に依存しないと考えられるので有利である。さらに、定義された帯域幅における音響パワーを同時に推定することが可能である。たとえば、図２は、スペクトルピーク周波数を得るために使用される４つの吸入器の音響パワー対流速のグラフを示す。バンドパスフィルタを用いて、マイクロフォンから受信された音響放射信号がフィルタリングされ、フィルタリングされた信号は、２０リットル毎分（約０．０００３ｍ３／ｓ）において０ｄＢのオーディオパワーに正規化されている。使用されたバンドパスフィルタは５ｋＨｚを中心とし、８ｋＨｚの通過帯域を有する。
【００２６】
吸入流量プロファイルのある段階において、流速が１０から２５リットル毎分の流量範囲内にあると仮定される場合、スペクトルピークを利用して、音響パワーとは無関係に流速測定値を正確に決定し、音響パワーのパワーレベルを較正して、１０から２５リットル毎分の流速範囲外の流量プロファイルを得ることが可能である。さらに、音響フィルタリングのための蓄積時間が十分に低い値（たとえば、８０ミリ秒）に設定される場合、複数のスペクトルピークが検出される確率が高い。
【００２７】
図３は、本発明の一態様によるモバイルデバイス１０を示す。モバイルデバイス１０は、好ましくは、携帯電話またはハンドセットであり、これはスマートフォンと呼ばれ得る。デバイス１０は、吸入器デバイス１２の近位にあるものとして図示されている。図では、デバイス１０は吸入器１２から０．１ｍ以内にあるが、デバイス１０および吸入器１２は互いに接触することができ、または１ｍまで離れることができることは理解されよう。しかしながら、デバイス１０と吸入器１２との間の距離は、デバイス１０内のトランスデューサ（たとえば、マイクロフォン）の感度に依存する。
【００２８】
図４は、モバイルデバイス１０を概略的に示す。デバイス１０は、ディスプレイ１６に結合されたプロセッサ１４、メモリ（たとえば、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭ）１８、無線通信システム２０、入力／出力インタフェース２２およびトランスデューサ２４を備える。プロセッサ１４は、デバイス１０のメモリ１８に記憶されるソフトウェアプログラム（たとえば、アプリケーション）を起動し実行することができる。プロセッサ１４は、ユーザ入力を受信するためのディスプレイ１６上のタッチ感応オーバレイ、および／またはトランスデューサ２４などの様々なソースからのデータ入力を受信することができる。この例のトランスデューサ２４はマイクロフォンであり、典型的には、ユーザが音声通話を発信および受信する場合にモバイルデバイス１０で使用されるマイクロフォンである。無線通信システム２０は、短距離通信システムであり、無線バスプロトコル準拠の通信メカニズム、たとえば同様に対応したシステムおよびデバイスとの通信を提供するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信モジュール、またはＩＥＥＥ８０２．１１無線規格、より典型的にはＷｉＦｉとして知られているものを含む。無線通信システムはまた、当技術分野でよく知られているように、デバイスが無線ネットワークと通信してデータおよび音声機能を提供することを可能にする。メモリ１８上に記憶されたデータは、プロセッサ１４によって使用することができ、プロセッサ１４は、たとえば、分析の結果、または入力デバイスから受信された生データなどのデータをメモリ１８上に記憶することができる。デバイス１０がスマートフォンである場合、当業者に知られているように、様々な他のハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントを含むが、本明細書では簡単のために説明されないことは理解されよう。
【００２９】
吸入器内の渦音のスペクトルピークを用いて流量プロファイルを生成する方法が、図３、図４および図５に関連してここで説明される。この方法は、モバイルデバイス１０を用いて吸入器デバイス１２を較正して、吸入器デバイス１２のオーディオ特性を特徴づけることを含む。この初期較正を試験デバイスに一度行って、その結果の曲線、式、ルックアップテーブルおよび／またはグラフが、同様のプロセスに従って製造された他の生産吸入器デバイスと共に使用できるようにする。初期較正は、モバイルデバイス１０上で利用可能なアプリケーションを使用するモバイルデバイス１０に関連して説明される。しかしながら、この初期較正が汎用コンピュータ上で実行できることは理解されよう。
【００３０】
初期較正では、吸入器１２を吸引ポンプ（図示せず）に結合して、吸入器１２を通る制御可能な空気流を提供することによって、通常の使用中のシミュレーションを行う。吸入器デバイス１２を通る空気流は、０から６０リットル毎分（約０．００１ｍ３／ｓ）まで、５リットル毎分の増分（約０．００００８ｍ３／ｓ）で変化させる。吸入器デバイス１２を通る空気流が吸引ポンプによって提供されている間に、マイクロフォン２４を用いて、吸入器１２によって生成された音響放射（または音響音放射）が検出され、これがプロセッサ１４によってサンプリングされメモリ１８に記憶される。モバイルデバイス１０上で動作するアプリケーションがユーザに、空気流を開始させ、空気流速が較正用の最大値まで増加したら、プロセッサ１４によるサンプリングを終了するように促すことができることは理解されよう。プロセッサ１４は、任意選択により、知られている技法を用いてパワースペクトルを平均化する。
【００３１】
各流速（すなわち、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５および６０リットル毎分）について、音響パワーがプロセッサ１４によって、中心周波数５ｋＨｚのスペクトル幅８ｋＨｚで推定される（すなわち、各流速についてのサンプリングされたデータは、バンドパスフィルタを用いてフィルタリングされる）。マイクロフォンによって測定された信号の振幅が、知られている技法およびマイクロフォンの特性を用いて音響パワーに変換できることは理解されよう。プロセッサ１４は続いて、音響パワー測定値に回帰を行って、流速に対するｄＢでのパワーの式を得る。たとえばプロセッサ１４は、任意選択により、流速に対する音響パワー測定値をディスプレイ１６などに表示させることができる。プロセッサ１４はまた、得られた音響パワー測定値をルックアップテーブルに格納し、続いて必要であればルックアップテーブルのデータに基づいて線形補間を使用することができる。図５は、吸入器デバイス１２についての流速に対するオーディオパワーの較正曲線を示す。
【００３２】
プロセッサ１４は続いて、低流速と呼ばれ得る０から２５リットル毎分の範囲内の誘発される流速のそれぞれ（すなわち、５、１０、１５、２０、２５リットル毎分）における音響音放射のスペクトルピークを検出する。上述のように、特定のタイプの吸入デバイスについて、１０から２５リットル毎分（約０．０００１６７から０．０００４１７ｍ３／ｓ）の範囲にわたってスペクトルピークが観察されることが見出されている。しかしながら、これらよりも高いまたは低い流速においてスペクトルピークが観察され得ることは理解されよう。さらに、スペクトルピークは、おそらく吸入デバイスのチャンバを通過する空気の内部渦運動および急速回転の結果であることが理解される。しかしながら、これは全ての吸入デバイスには当てはまらず、他の吸入デバイスが、そのチャンバを通過する空気の内部渦運動および急速回転によって引き起こされないスペクトルピークを示す場合がある。
【００３３】
スペクトルピーク検出は、メディアンフィルタを使用し、プロセッサ１４によってサンプリングされた信号を閾値処理して、信号がデシベル単位の設定量による閾値を超えたときの渦特徴を識別する２次元背景推定によって得られる。具体的には、時間の高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）がサンプリングされた信号に適用されて、スペクトログラムが得られる。次いで、メディアンフィルタが、典型的には２９サンプルのスライディングウィンドウを用いてスペクトログラムの列に適用されて、各時間サンプルおよび周波数点における頑健な背景平均が推定される。デシベル単位の特定の閾値（たとえば、２０ｄＢ）より大きい任意の信号点であって、その点における局所的な中央値を上回る信号点が、閾値を上回るものと指定される。次いで、ピーク周波数は、閾値を上回る点の連続した範囲において閾値より大きい点の最大のものとなるように取得される。較正段階中に、吸引ポンプによって流速が一定に保たれるので、単一のピーク周波数のみが検出されることが典型的である。他の画像処理技法を用いて、２次元画像処理の線発見（ｌｉｎｅ  ｆｉｎｄｉｎｇ）または他の特徴抽出方法を用いることによって、またはカルマンフィルタリングにより時間のスペクトルピークの進展を追跡することによって、渦音のスペクトルピークを識別し推定できることは理解されよう。プロセッサ１４が低流速のそれぞれにおけるスペクトルピーク周波数を取得すると、回帰を用いて、流速に対するスペクトル周波数の式を得る。プロセッサ１４は、任意選択により、流速に対するスペクトルパワー測定値を表示することができる。プロセッサ１４はまた、得られたスペクトルパワー測定値をルックアップテーブルに格納し、続いて必要に応じてルックアップテーブルのデータに基づいて線形補間を使用することもできる。
【００３４】
吸入器１２の初期較正は、オーディオパワーおよびスペクトル周波数に関連するデータ、ならびにそれらのそれぞれの流速を、オーディオパワーまたはスペクトル周波数の値を入力し、流速の値を出力することが可能なルックアップテーブルまたは数式として、メモリに記憶することによって完了する。
【００３５】
使用中の吸入器１２のための流量プロファイルを得るための方法が、図６および図７を参照してここで説明される。
【００３６】
モバイルデバイス１０は、吸入器デバイス１２に近接して（たとえば、約０．５ｍ離れて）配置される。ユーザは吸入器１２を通常の方法で、吸入器デバイス１２を介して空気を吸入することによって、使用するように求められる。ユーザがデバイスを介して空気を吸入する間、デバイス１０のプロセッサ１４は、吸入器１２によって生成された音響音放射を検出およびサンプリングし、これはメモリ１８に記憶される。プロセッサ１４は、任意選択により、知られている技法を用いてパワースペクトルを平均化する。
【００３７】
図６（上のグラフ）は、ユーザが吸入器デバイス１２を介して通常の方法で６秒の時間にわたって空気を吸入したときの、時間に対するマイクロフォンを用いて測定された信号の振幅の時系列トレースである。図６の上のグラフにおいて、ｙ軸は、プロセッサ１４によってサンプリングされた場合の任意の単位の信号振幅であり、定数にマイクロフォン電圧を乗じたものを表す。図６の下側のグラフは、上述の技法（すなわち、時間のＦＦＴ）を用いて図６の上のグラフに示された時系列トレースから得られたスペクトログラムである。渦特徴は、図６の下のグラフに示されている。図６の下側のグラフにおいて、ｙ軸は２．６７ｍｓのサンプル周期での０から５秒の吸入の記録中の時間であり、ｘ軸は１８７．５Ｈｚのサンプル周期での０から４８ｋＨｚの周波数である。
【００３８】
プロセッサ１４は続いて、５ｋＨｚの中心周波数の８ｋＨｚのスペクトル幅を有する通過帯域内の音響パワーを推定する。フィルタリングされた信号は続いて、５０％の重なりを有する８０ｍｓのブロックにわたってサンプリングされて、２５Ｈｚの更新レートが得られる。プロセッサ１４は続いて、２５Ｈｚの間隔で信号の渦音のスペクトル周波数（すなわち、スペクトルピーク）を検出し、これらを流速についての所定の式またはルックアップテーブルを用いて流速に変換する。この例では、２５リットル毎分未満の流速（すなわち、低流速）がスペクトルピークを用いて決定されることは理解されよう。スペクトルピークは、較正処理について上述されたように、メディアンフィルタリングおよび閾値処理を用いて推定される。すなわち、たとえば５ｋＨｚから２０ｋＨｚの周波数範囲内の最大のスペクトルピークが識別される。サンプリングされた期間においてスペクトルピークを識別することは可能でない場合があるが、これが当てはまる場合、時系列データの範囲にわたって少なくとも１つのスペクトルピークを識別することが可能でなければならないことは理解されよう。
【００３９】
プロセッサ１４は続いて、音響パワー値の式またはルックアップテーブルを用いて、検出された音響パワーを流速に変換する。音響パワー測定値を用いて得られた流速は続いて、渦音のスペクトル周波数を用いて得られた流速を用いて適宜調節または較正される。たとえば、プロセッサ１４は、選択された時間に得られた特定のサンプルの流速を決定する。同じ選択された時間における音響パワーおよびそれに関連する流速が、音響パワー値のルックアップテーブルから得られる。音響パワー流速が所定の許容差（たとえば５％）内でスペクトルピーク流速と等しくない場合、音響パワー流速の調整係数が決定され、以前に変換された音響パワー流速の全てに適用される。調整は、加算、減算、乗算もしくは除算、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。調整値は、典型的にはｄＢ単位の音響パワー値であり、音響パワー値に対して減算または加算される。この処理は、検出されたスペクトルピーク流速の全てについて反復することができ、各スペクトルピーク流速について得られた調整係数を組み合わせることができる。音響パワー流速が調整（すなわち、較正）されると、時間に対する流速のレポートを、たとえばグラフの形式で生成することができる。これは流量プロファイルと呼ばれる。
【００４０】
上述の例では、本明細書に記載の方法を用いて流量プロファイルを生成する場合に、単一のスペクトルピークのみが検出されることが仮定されている。しかしながら、複数のスペクトルピークが検出され得る可能性がある。複数のスペクトルピークが検出された場合（すなわち、マイクロフォンからのサンプルデータ内の複数の期間がスペクトルピークを含むと決定された場合）、スペクトルピークのそれぞれについて伴われる（線形の）パワーが合計され、対応する測定されたオーディオパワーが合計され、そこから比率が取られる。取得された比率は続いてデシベルに変換されて、較正オフセットが与えられる。伴われるパワーは、渦周波数ピークに対応する流量を推定し、次いで較正段階のオーディオパワー対流速データ／ルックアップに基づいてオーディオパワーを推定することによって決定される。単一のスペクトルピークが検出された場合に同じ技法が使用されるが、あらゆる値を合計する必要はないことは理解されよう。
【００４１】
図８は、モバイルデバイス１０のプロセッサ１４によって実行される方法を示すフローチャート３０であり、図７に関連してここで説明される。図７は、図８のフローチャートに示された方法を図式的に示す。これらのステップは、図示とは異なる順序で実行することができ、１つまたは複数のステップは任意選択とすることができる。
【００４２】
ブロック３２において、デバイス１０は、ユーザが吸入器１２を介して空気を吸入する間に、吸入器１２によって生成される音響音放射を検出しサンプリングする。
【００４３】
ブロック３４において、デバイス１０は、５ｋＨｚの中心周波数の８ｋＨｚのスペクトル幅を用いて音響パワーを推定する。これは図７において線５０として示されている。デバイス１０は、任意選択により、各サンプル点のパワースペクトルを平均化することができる。
【００４４】
ブロック３６において、デバイス１０は、５０％の重なりを有する８０ｍｓブロックにわたってフィルタ信号をサンプリングして、２５Ｈｚの更新レートを得る。これは図７に線５２として示されている。
【００４５】
ブロック３８において、デバイス１０は、渦音のスペクトル周波数を検出し（たとえば、図７の十字５４を参照）、これらを、たとえば２５リットル毎分未満の流速（すなわち、低流速）についての所定の式またはルックアップテーブルを用いて流速に変換する。渦音のスペクトル周波数から得られた変換された流速は、図７に十字５６として示されている。
【００４６】
ブロック４０において、デバイス１０は、音響パワー値の式またはルックアップテーブルを用いて、検出された音響パワーを流速に変換する。これは、図７に線５８として示されている。
【００４７】
ブロック４２において、デバイス１０は、渦音のスペクトル周波数を用いて得られた流速に従って、音響パワー測定値を用いて得られた流速を較正する。
【００４８】
ブロック４４において、デバイス１０は、時間に対する流速の流量プロファイルを生成し出力する。これは図７に線６０として示されている。
【００４９】
このようにして、本明細書に記載の方法は、正確な測定を行う能力を保持しながら、較正処理を単純化する。さらに、吸入器に対するあらゆる修正が削減または排除される。
【００５０】
上述の実施形態では、初期較正を含む処理の全てが単一のモバイルデバイス上で実行される。しかしながら、モバイルデバイス１２は、吸入器１２からの音響音放射をサンプリングするためにのみ使用することができ、これは続いてＷｉＦｉなどを用いて汎用コンピュータに送信され、処理が汎用コンピュータによって行われることは理解されよう。モバイルデバイス１０は、流量プロファイルデータを受信して、そのディスプレイ１６に表示することができる。汎用コンピュータは、たとえば、モバイルデバイス１０のユーザと同じ場所にあってもよく、または他の場所などに遠隔に配置されてもよい。さらに、汎用コンピュータまたはモバイルデバイス１０に接続された分離したマイクロフォンを用いて、吸入器１２からの音響音放射をサンプリングすることができ、そのマイクロフォンは任意選択により、機械的固定具もしくは拘束具または適切な接着剤を用いて、吸入器１２に固定することができる。吸入器１２に固定されたマイクロフォンを使用する場合、無線対応（たとえば、ＷｉＦｉまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）または有線マイクロフォンにして、処理デバイスと通信可能にすることができる。
【００５１】
図９は、通常の使用中に吸入器１２によって生成された音響音放射をサンプリングするためにスマートフォンおよびその上で動作するアプリケーションを用いて上記の方法が実行される場合に得られ得る一連のグラフを示す。サンプリングされたデータは続いて、処理のために汎用コンピュータに送信された。上のグラフは、フィルタリングされサンプリングされた後の、スマートフォンから受信されたデータを表している。上のグラフにおいて、実線６２はオーディオパワーであり、十字６４は検出されたスペクトルピークである。中央のグラフは、スペクトルピークから得られた流速（十字６６）と、音響パワーから得られ、スペクトルピークを用いて変換／較正された流速（実線６８）を表す。最後に、下のグラフは、報告された流量プロファイル（実線７０）である。
【００５２】
吸入デバイスの流量プロファイルを生成する方法を用いて、たとえば、吸入デバイスの使用を監視することができる。これに関して、上記で論じられたように、ユーザは吸入デバイスを介して空気を吸入するように指示され、流量プロファイルが生成される。次いで、流量プロファイルは、他の場所に格納および／または送信されて、以前／将来の流量プロファイル、または好ましい（すなわち、「理想的な」）流量プロファイルによって評価または比較される。さらに、ユーザを、生成された流量プロファイルに基づいて吸入デバイスを使用するように訓練することができる。たとえば、ユーザは吸入デバイスを介して空気を吸入するように指示され、流量プロファイルが生成される。医師は続いて流量プロファイルを表示し、改善可能な流量プロファイルの任意の部分またはセクションを決定し、これらをユーザに伝えることができる。この形態の訓練または監視は、ユーザとは遠隔に位置する医師によって使用できることは理解されよう。
【００５３】
本明細書に記載の例は、特定の範囲および値に言及する。しかしながら、これらは例に過ぎず、本発明を限定するものとみなされるべきでないことは当業者には明らかであろう。たとえば、本明細書では、吸入器デバイスは、最大６０リットル毎分（約０．００１ｍ３／ｓ）の流速で較正されているが、最大２００リットル毎分（約０．００３３ｍ３／ｓ）のより大きい流速、たとえば具体的には１２０リットル毎分（約０．００２ｍ３／ｓ）で較正を実施できることは理解されよう。次いで、これらの較正された値を用いて、より大きい流速を有する流量プロファイルを生成することができる。
【００５４】
本発明に従って記載された実施形態は、コンピュータソフトウェア製品として提供することができる。コンピュータソフトウェア製品は、本質的に一時的な、たとえばインターネットなどを介して送信されるデータ伝送信号など、または本質的に非一時的な、たとえばデバイス１０のメモリ１８、もしくは他の不揮発性ストレージたとえばメモリなど、全ての可能な永久的および非永久的な形態のコンピュータ可読媒体として提供され得るコンピュータ可読媒体の中に、その上に、またはそれによってサポートされて提供され得る。他方、コンピュータ可読媒体は、全てのコンピュータ可読媒体を含む非一時的コンピュータ可読媒体とすることができる。
【００５５】
本明細書で使用される「コンピュータ可読媒体」（または非一時的コンピュータ可読媒体）という用語は、コンピュータまたは他のコンピューティングデバイスによって使用または実行するための命令を記憶可能な任意の媒体、たとえば、限定はされないが、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）またはフラッシュメモリ、光ディスクたとえばコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）またはブルーレイ（ＴＭ）ディスク、およびソリッドステートメモリデバイス（たとえば、ＮＡＮＤフラッシュまたはシンクロナスダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ））を意味する。
【００５６】
上記の議論が特定の実施形態に関することは理解されよう。しかしながら、他の実施形態では、様々な態様および例を組み合わせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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