KR20060129022A

KR20060129022A - 방향성 흐름 센서 흡입기

Info

Publication number: KR20060129022A
Application number: KR1020067016841A
Authority: KR
Inventors: 존 바워스; 아난드 브이. 구마스테
Original assignee: 마이크로도스 테크놀로지즈 인코포레이티드
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: US9764104B2; BRPI0507910B8; KR101131691B1; CA2554005C; CN1925887A; BRPI0507910B1; BRPI0507910A; WO2005081977A3; RU2372105C2; EP1718354A4; IL177139A; RU2006133895A; US20050183725A1; US20160001021A1; US9162031B2; ZA200607051B; JP2007523700A; HK1100818A1; EP1718354A2; AU2005216205A1

Abstract

흡입 장치의 다양한 구성요소들을 활성화하고 제어하는 유체 센서. 유체 센서는, 장치에 있는 유체를 탐지하여 유체의 주파수, 방향 및/또는 진폭을 나타내는 신호들을 출력하는 상기 흡입 장치 내에 위치된 마이크로폰과 같은 음파 소자를 포함한다. 이 신호들은 정전기 판 및/또는 고주파 진동기를 제어하고 활성화한다.

흡입 장치, 유체 센서, 음파 소자, 정전기 판, 고주파 진동기

Description

방향성 흐름 센서 흡입기 {DIRECTIONAL FLOW SENSOR INHALER}

본 발명은 흡입 장치 분야, 보다 구체적으로는 흡입 장치의 서로 다른 시스템의 호흡 활동을 용이하게 하기 위해 음파 제어를 이용하는 흡입 장치에 관한 것이다. 본 발명의 특별한 유용성은 분말 약제의 흡입을 용이하게 하는 영역에서 발견된다.

호흡기 질환들은 치료제의 직접 적용에 의한 치료에 반응한다고 알려져 있다. 이들 치료제의 대부분은 건조 분말 형태로 가장 쉽게 이용가능하기 때문에, 치료제의 적용은 코나 입을 통해 분말로 된 약제를 흡입함으로써 가장 편리하게 수행될 수 있다. 대안으로, 이러한 형태의 약물은 호흡기계(respiratory system)의 질명이 아닌 다른 질병의 치료를 위해 사용될 수 있다. 약물이 호흡기의 매우 넓은 표면 영역에 부착될 때, 혈류에 매우 빠르게 흡수될 수 있다; 따라서, 이러한 적용 방법은 주사(injection), 정제(tablet) 또는 다른 종래의 수단에 의해 이루어질 수 있다.

분말 형태의 약제를 투여하는데 유용한 몇몇의 흡입 장치들이 종래 기술에서 알려져 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,507,277호;제3,518,992호;제3,635,219호;제3,795,244호;제3,807,400호에서 흡입 장치들은 분말 약제를 담고 있는 캡슐을 피 어싱(piercing)하기 위한 수단을 지니고 있으며, 흡입시 분말형태의 약제가 피어싱된 캡슐로부터 나와 사용자의 입으로 들어가, 사용자의 폐와 호흡기계로 흡입되는 것으로 개시되어 있다. 이 특허들은 캡슐로부터 분말을 흡입하기 위해 오로지 흡입 공기에만 의존하지 않도록 하기 위해서, 흡입시 분말이 캡슐로부터 분배되는 것을 돕는 프로펠러 수단을 기재한다. 예를 들어, 미국 특허 제2,517,482호에는, 사용자가 피어싱 핀을 직접 눌러서 피어싱하는, 분말을 담는 캡슐을 가지는 장치가 기재되어 있다. 미국 특허 제3,831,606호에는, 흡입시 프로펠러 수단이 흡입된 공기 흐름으로 분말을 나오게 하는데 도움이 되도록 외부 수동 조작을 통해 프로펠러 수단을 작동하기 위한 독립적인(self-contained) 분말 공급원, 프로펠러 수단 및 다수의 피어싱 핀을 가지는 흡입 장치를 개시하고 있다. 또한, 미국 특허 제5,458,135호에서도 알 수 있다.

상기한 종래 기술의 설명은, 분말로 된 약제의 흡입을 용이하게 하는 장치를 기술한 윌케(Wilke) 등의 미국 특허 제3,948,264로부터 대부분 인용될 수 있다. 전기기계식 진동기에 의해 캡슐이 진동하는 동안 분말 약물이 캡슐로부터 방출될 수 있도록, 회전시, 약제를 포함하는 캡슐 내에 하나 이상의 구멍을 형성하는, 캡슐 피어싱 구조가 제공된다. 전기기계식 진동기는, 그것의 가장 깊은 단에, 봉을 진동시키도록 에너지를 주는 기계식 솔레노이드 버저(mechanical solenoid buzzer)에 연결된 진동 플런저 봉(plunger rod)을 포함한다. 버저는 고에너지 전기 셀에 의해 전원이 공급되며 외부 버튼 스위치에 의해 활성화된다. 더욱이, 상기 언급한 바와 같이, 윌케의 장치에서, 분말의 진동은 누름 버튼을 누름으로써 활성화된다. 이는 몇몇 사용자들 (예를 들어, 심한 천식으로 고생하는 환자)에게는 어렵고 고통이 될 수 있다. 마지막으로, 웰케의 흡입기를 가장 효과적으로 사용하기 위해서는, 사용자는 흡입을 시작하면서 정확히 동시에 진동-활성 누름 버튼을 눌러야만 한다. 이 또한 몇몇 사용자들 (매우 어린 환자, 신경근 질환으로 고생하는 환자 등)에게는 어려울 수 있다.

상술한 바와 같이, 종래 기술은 플래퍼 밸브(flapper valve), 터빈 밸브(turbine valve), 와류 발생기(swirl generator), 와동(vortex) 측정 기계, 열선, 직접 압력 드롭(direct pressure drop), 초음파, 도플러 이동(Doppler shift) 측정 등을 포함하는 기류 센서와 같은 몇 가지 기계적 활성화 수단에 의해 활성화되는 흡입 장치로 특징 지어진다.

2000년 11월 28일에 특허받은 미국 특허 제6,152,130호는, 장치의 다양한 구성요소를 활성화하고 제어하는 유체 센서(fluid sensor)를 가진 흡입 장치를 제공한다. 유체 센서는 장치에 있는 유체를 탐지하고 유체의 주파수 및/또는 진폭을 나타내는 신호들을 출력하는 상기 흡입 장치 내에 위치한 마이크로폰과 같은 음파 소자를 포함한다. 이 신호들은 정전 판(electrostatic plate) 및/또는 고주파 진동기를 제어하고 활성화한다. 이러한 흡입 장치는 환자가 호흡할 때 충분한(적당한) 용량의 약제를 방출하는 것을 보장함으로써 개선된 약제의 활용을 제공했다. 그러나, 음파 센서 흐름은 공기의 흐름의 방향을 탐지할 능력이 없다. 사용자가 숨을 내쉬는 동안 센서가 공기의 흐름을 탐지한다면, 약제가 틀린 시간에 방출될 수 있어서 환자는 충분한 용량의 약제를 얻을 수 없을 것이다.

따라서, 앞서 언급한 결함과 부적당한 점들을 설명하는 산업에서 이제까지 언급이 없었던 사항이 요구된다.

본 발명은 앞서 언급한 미국 특허 제6,152,130호와 같은 종래 기술의 흡입 장치에 대한 개선을 제공한다. 본 발명은 흡입기를 작동하기 위한 방향성 음파 흐름 센서를 제공한다. 방향성 음파 흐름 센서는 사용자가 공기를 흡입할 때와 배출하지 않을 때 흡입기로의 기류의 방향을 탐지하고 흡입기의 활성화를 허용한다. 바람직한 실시예는 음파 제어기를 포함하는데, 음파 제어기는 소자 주위의 공기 흐름을 감지하는 음파 소자를 포함하고, 기류의 주파수, 방향 및 진폭을 나타내는 신호들을 생성하며, 이러한 신호는 흡입 장치의 특정 구성요소들을 제어(예를 들어, 활성화, 비활성화, 증분 전압 적용 등)하는데 사용된다. 이러한 특징은 흡입기가 사용자 친화적이며, 장치를 사용하는데 필요한 훈련을 최소화하고 아이들이 사용하기 편리하게 한다.

바람직하게, 음파 소자는 흡입 기류에 반응하여 신호를 생성하는 흡입 장치(예를 들어, 건조 분말 흡입기)의 공기 통로 내에 위치한 마이크로폰 소자 또는 압력 변환기이다. 이 신호들은 흡입기의 특정 구성요소들, 예를 들어 고주파수 진동기, 정전 판(electrostatic plate), 타이머(timer), 카운터(counter) 등을 제어하는데 사용된다. 또한 바람직하게는, 이 신호들은 약제로부터 최대의 환자 이득을 얻도록 흡입 효과를 최대화하기 위해 흡입 장치의 특정 구성요소들을 활성화/제어하는데 사용된다.

따라서, 본 발명은 단지 특정 약제의 최적의 효용성을 허용하는 흡입시 활성화되는 완전히 자동화된 흡입 장치를 제공한다. 예를 들어, 음파 신호는, 오로지 환자가 최적의 (예를 들어, 최대) 흡입 노력을 기울였을 때만 고주파 진동기를 작동시키는데 사용될 수 있으며, 따라서 충분한(적당한) 용량의 약제가 적절하게 환자의 호흡기계로 투여되는 것을 보장한다. 대안으로, 이 신호들(호흡-활성화 신호)은 최적의 흡입 용량을 달성하기 위해 흡입 장치의 다양한 구성요소들을 순차적으로 활성화/비활성화하거나, 증가하는 전력을 점진적으로 적용하는데 사용될 수 있다.

다음의 상세한 설명은 바람직한 실시예와 사용 방법들을 구성하는 것과 관련하여 진행되겠지만, 본 발명은 바람직한 실시예와 사용 방법들에 한정되지 않는다는 것이 이 분야에 기술을 가진 자에 의해 명백해질 것이다. 오히려, 본 발명은 광범위하며, 첨부하는 청구항들에서 설명하는 것으로서 한정된다.

발명의 다양한 관점이 다음의 도면들을 참조하여 쉽게 이해될 수 있다. 도면의 구성요소들은 규모가 필수적이지 않으며 대신에 발명의 원리를 분명하게 도시하는데 중점을 둔다. 도면에서 동일한 참조 번호들은 도면 전체에 대해 해당하는 부분을 나타낸다.

도 1은 종래의 흡입 장치 및 본 발명의 음파 제어기의 횡단면도이고;

도 2는 도 1의 확장된 횡단면도이며;

도 3은 본 발명의 방향성 음파 제어기의 바람직한 실시예의 기능적인 블록 다이어그램이고;

도 4는 방향성 음파 회로의 개략적인 다이어그램이며; 및

도 5는 방향성 음파 회로에 대한 타이밍 다이어그램이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 흡입 장치(2)의 기류 통로(12)의 횡단면도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 기류 통로(12)가 상기 논의된 것과 같은 종래의 흡입 장치의 전형적인 기류 통로라는 것에 먼저 주목해야 한다. 그러나, 본 발명은 기류 통로의 특정 기하학적 구조에 상관없이, 어떠한 흡입 장치에 적용할 목적으로 의도된다. 아래에서 기술되는 바와 같이, 가장 기초 단계에서, 본 발명은 센서(8) 주변의 공기 흐름 난류(즉, 흡입기 사용자의 흡입 공기 흐름 속도)를 탐지하고, 탐지된 난기류의 진폭, 방향 및/또는 주파수의 작용으로 흡입 장치(2)의 다양한 구성요소들을 제어하기 위한 기류 센서(8)를 제공함으로써 동작한다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 공기(10)(또는 다른 유체)는 통상적으로 장치(2)에 흡입하는 환자의 호흡 활동에 의해 기류 통로(12)로 진입한다. 공기(10)가 통로(12)를 통해 흐름에 따라, 공기의 일부가 통로(2)의 개구부(6)를 통해 공동(4)으로 흐른다. 공동(4) 내에는 기류 감지 장치(air flow sensing device; 예를 들어, 마이크로폰)(8)가 위치되어 있다. 바람직하게, 마이크로폰(8)은 공동(4)에서 탐지된 기류에 반응하여 적절한 소음 신호(48)를 생성하는데 적합하다. 공동(4) 내 기류의 진폭, 방향 및 주파수는 장치(2)의 공기 통로(12) 내에서 기류 속도(10)의 작용이다. 따라서, 마이크로폰(8)으로부터의 출력 소음 신호(48)는 공동 내의 기류 속도와 방향의 작용[통로(12) 내의 흐름 속도의 작용]으로 주파수 및 진폭 모두에 있어 변화할 것이며, 따라서 아래에 기술된 바와 같이 주파수 및/또는 진폭의 작용으로 흡입기(2)의 다양한 구성요소를 제어하는데 사용될 수 있다. 공동(4)의 형태와 개구부(6)의 크기는 공기 통로(12)의 특정 가하학적 구조, 통로(12)를 통한 기류 속도(10) 및/또는 마이크로폰(8)의 주파수 반응 및/또는 민감도에 따라 선택되어야 한다; 이러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 있다. 바람직하게, 상기 언급한 바와 같이, 공동(4)의 형태 및 개구부(6)의 크기는 통로(2) 내의 적어도 공기의 일부가 마이크로폰(8)으로부터 반응을 유도하기 위해 충분한 진폭을 가지고 공동(4)으로 진입하는 것을 허용하도록 선택된다.

도 2를 참조하면, 미국 특허 제5,694,920호에 개시된 것과 같은 건조 분말 흡입기에서 기류 센서(위에서 도 1을 참조하여 설명됨)의 실시 예의 확장된 횡단면도는 종래의 건조 분말 흡입기(2)의 구성요소들이다. 마우스피스(mouthpiece)(46)는 사용자(즉, 환자)가 장치(2)로 흡입하기 위해 제공된다. 고주파 진동 기계(28)(예를 들어, 압전 소자, 초음파 변환기, 또는 다른 전기/기계적 진동 기계, 등)는 공기 통로(12)로 약제의 입자를 현탁시키도록 건조 분말 약제(50)의 컨테이너(20)(예를 들어, 블리스터 또는 캡슐)를 진동하기 위해 제공된다. 입자의 현탁을 돕기 위해, 정전기 전위 판(electrostatic potential plate)(26)이 특정 전하[즉, 정전기 판(26)의 전하에 반대되는 전하]의 입자를 기류(10)로 끌어당기기 위해 제공될 수 있다. 이 실시예에서, 공기 통로(12)로 들어온 공기(10)의 일부(10')는 마이크로폰 소자(8)에 의해 탐지되도록 공동(4)으로 유도된다. 기류의 탐지시, 마이크로 폰 소자는 잡음 신호(48)를 생성한다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 잡음 신호(48)는 고주파 진동기(28) 및/또는 정전기 판(26)이나 흡입기의 다른 구성요소들을 제어하는데 사용된다.

도 3은 건조 분말 흡입기를 위한 본 발명의 음파 제어 시스템의 블록 다이어그램이다. 앞서 설명한 바와 같이, 마이크로폰 소자(8)는 탐지된 기류(10')에 반응하여 잡음 신호(48)를 생성한다. 이 신호는 신호(48)를 조절하고 기류의 방향과 잡음 신호(48)의 진폭 및/또는 주파수를 결정하기 위해 처리 회로(process circuit)(30)에 의해 처리된다. 처리 회로(30)는 두 개의 신호: 호흡(BREATH) 신호(60) 및 흡입(INHALE) 신호(62)를 생성한다.

호흡 신호(60)는 흡입 장치에서 기류의 존재를 나타내는 논리 수준 신호이다. 흡입 신호(62)는 기류의 방향의 지시자(indicator)로서 호흡 신호(60)의 상승 엣지(rising edge)에 걸린다. 호흡 신호의 상승 엣지에서 흡입 신호의 상태는 호흡하는 동안 채널에서의 기류 방향의 확실한 지시자이다. 이 신호들은 고주파 진동기 및/또는 정전기 판을 제어하는데 사용된다. 이러한 목적으로, 호흡 신호(60)는 비교기 회로(comparator circuit)(40) 및/또는 (32)로 입력되어 각각 기준 임계 신호(52) 및/또는 (54)와 비교된다. 더욱이, 비교기 회로(40) 및/또는 (32)가 호흡 신호(60)의 상승 엣지를 먼저 탐지할 때, 비교기 회로(40) 및/또는 (32)에 의해 흡입 신호(62)가 걸린다. 고주파 진동 임계값(42)은 고주파 진동기 제어기(44)[차례로 고주파 진동기(28)를 활성화한다]를 활성화하는데 요구되는 최소 전압 및/또는 주파수를 나타내는 신호(52)를 생성한다. 비교기(40)는 호흡 신호(60)와 신호(52)를 비교하여, 만일 두 개의 신호가 동일한 진폭 및/또는 주파수(미리 정해진 오차 내에서)를 가지고, 걸린(latched) 흡입 신호(62)가 트루(true)이면, 도 5에 도시된 바와 같이, 비교기(40)는 고주파 진동기(28)를 활성화하고 직접 제어하는 고주파 진동기 제어기(44)를 활성화한다. 즉, 호흡 신호(60)가 상기 기준 임계값 이상이면, 호흡을 나타내기 위해 충분한 기류가 공기 통로(12)에 존재한다. 따라서, 트루(true)인 걸린 흡입 신호(62)와 상기 기준 임계값 이상인(즉, 트루) 호흡 신호(60)의 결합은 사용자가 흡입하고 있음을 나타낸다. 유사하게, 정전기 판 변류 제어기(electrostatic plate deflector controller)(36)는 트루인 흡입 신호(62)와 비교기(32)에 의한 호흡 신호(60)와 신호(54)의 균등한 매치(match)에 의해 활성화된다. 정전기 판 탐지기 임계값(34)은 정전기 판(26)을 활성화하는데 요구되는 최소 전압 및/또는 주파수를 나타내는 신호(54)를 생성한다.

고주파 진동기 제어기(44) 및/또는 정전기 판 제어기(36)는, 흡입 신호(62)의 계속되는 변화와 무관하게, 호흡 신호(60)가 트루인 한, 흡입이 지속하는 것을 가정한다. 호흡 신호(60)가 폴스(false)일 때, 즉 신호가 임계 전압 이하로 떨어질 때, 고주파 진동기(28) 및/또는 정전기 판 변류기(26)는 비활성화된다.

도 4는 마이크로폰과 처리 회로를 포함하는 개략적인 다이어그램이다. 흡입 장치에 사용되는 마이크로폰(8)에 대한 전원은 저항기(70)를 통해 공급된다. 이 회로에서, 마이크로폰(8)에 공기 흐름에 의해 발생한 잡음 신호(48)는 마이크로폰으로부터 캐퍼시터(capacitor)(72)를 통해 통신되고 증폭 회로(100)에 의해 증폭된다. 증폭 회로는 op-amp(74)와 그와 연관된 구성요소로 구성된다. 또한 이 증폭 회 로(100)는 원하지않은 신호에 대한 민감도를 줄이기 위해 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 제공한다. 캐퍼시터(76), 다이오드(78), 다이오드(80), 캐퍼시터(82) 및 저항기(84)는 흡입의 존재를 나타내는 논리 수준 신호인 호흡 신호를 출력하는 정류 회로(rectification circuit)(102)를 포함한다. 비교기 회로(104)는 op-amp(86), 저항기(88), 저항기(90), 캐퍼시터(92) 및 저항기(94)를 포함한다. 비교기 회로(104)는 채널 내에 기류의 초기 방향을 탐지하고 흡입 신호를 출력하는 비교기이다.

비교기 회로는 다음과 같이 동작한다: 신호(48)가 로우 패스 필터(low pass filter)[(70), (72) 및 가상 접지(74)]를 통해 비교기에 적용된다. 호흡을 시작할 때, 공기 흐름 통로(12)에서 압력의 변화로 인해, 신호(48)는 호흡이 없을 때의 전압과 비교하여 즉석 전압 오프셋(instantaneous voltage offset)을 가질 것이다. 비교기는 신호(48), 즉, 저항기(88)와 캐퍼시터(92)의 교차점에서 발생한 신호의 긴 주기 또는 로우 패스 필터 버전에 대한 신호(48)의 즉석 전압을 비교함으로써 이 전압 오프셋을 감지한다. 호흡을 시작하는 즉시, 이들 두 개의 신호 간의 차이는 호흡의 방향이 흡입 인지 내쉼인지를 나타낸다. 이 차이는 흡입 신호(62)를 발생하는 비교기(86)에 의해 감지된다. 호흡을 시작할 때 음파 감지 신호의 즉석 오프셋들 간에 차이를 이용하는 다른 방식 또는 회로들이 본 발명의 정신 및 범위 내에 있다.

잡음 신호(48)가 상기한 기류 속도 및 방향(10)을 나타낸다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 바람직하게 잡음 신호(48)의 주파수 및/또는 진폭의 작용으로 서 조절가능하도록 의도되며, 따라서 처리 회로는 진폭 또는 주파수 또는 이 둘의 측면에서 잡음 신호(48)를 조절하는데 사용될 수 있다.

발명의 다른 특징은 약제의 주기적으로 변동하는(tidal) 운반을 처리하기 위한 개선된 수단이다. 몇몇 사용자들은 천식, 감소한 폐활량 등 때문에 약제의 정해진 용량을 흡입하기 위해 다중 호흡을 필요로 한다. 이러한 상황에서, 흡입기는 다음과 같이 투여량을 관리할 것이다: 흡입의 공기 흐름의 속도가 임계값 이하로 감소할 때(흡입 신호는 폴스이다), 투약을 멈춘다(dosing pause); 또 다른 흡입 시작(흡입 신호와 호흡 신호 둘 다 트루이다)시, 1) 투약이 끝나거나 또는 2) 공기 흐름 속도가 앞서 언급한 임계값 이하로 떨어질 때까지 투약을 계속한다. 이 과정은 투약이 끝나거나 흡입에 소비된 누적 시간이 미리 정해진 한도를 초과할 때까지 계속한다.

흡입량 처리기(inspiratory capacity processor)(38)는 환자의 최대 흡입 흐름(10)[신호(48)로 표현됨]을 계산하기 위해 제공된다. 도면에 도시되진 않았지만, 이 정보는 고주파 진동기 임계값(42) 및/또는 정전기 판 탐지기 임계값(34)의 임계 신호들을 조정하는데 사용될 수 있다. 물론, 이를 수행하기 위해서 고주파 진동기 임계값(42) 및/또는 정전기 판 탐지기 임계값(34)은 이 분야에 알려져 있듯이 프로그램가능해야 한다. 이러한 방식으로, 마이크로폰(8)은 흡입기의 다양한 구성요소들로 하여금 환자에게서 환자로 또는 개별적으로 조정하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 흡입기 제어 방식은, 예를 들어 폐활량의 감소에 의해 야기된 환자의 흡입 흐름 속도의 감소를 설명하기 위해 자동 조절(self-adjusting)될 수 있다. 대안으로, 처리기(38)는 최적의 흡입 시간에(예를 들어, 최대 흡입력) 여기에 기술된 다양한 구성요소(예를 들어, 진동기, 정전기 판, 등)를 순차적으로 작동시키도록(turn on) 변경될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 처리기(38)는 사용자의 최대 흡입력 직전에 진동기를 활성화하여 이어서 정전기 판을 활성화하도록 변경될 수 있어서, 약제의 최적의 호흡기 흡수를 일으키는 시간에 약제를 기류로 유도하게 된다. 더욱이, 처리기(38)에는 환자의 흡입 흐름 속도를 추적하기 위해 적절한 메모리가 적용될 수 있으며, 이는 최대의 약제 이득을 얻기 위해 분말 약제(50)를 조정하는데 사용될 수 있다.

따라서, 앞서 설명한 의도와 목적 모두를 충분히 만족시키는, 음파 제어를 가진 흡입 장치 및 그의 작동방법이 제공되었다는 것이 명백하다. 특정 실시예와 사용 방법들이 제시되었지만, 많은 수정, 대안 및 동등한 것들이 가능하다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 처리 회로(30), 임계 신호 발생기(34, 42) 및 비교기(42, 32)는 여기에서 기술된 작용을 수행하기 위한 이미 공지된 디지털(예를 들어, 마이크로프로세서) 또는 아날로그 회로 및/또는 관련 소프트웨어일 수 있다. 도 3에 기술된 다양한 구성요소들이 모듈 방식으로 설명되었지만, 각각의 구성요소들은 독립적인 기성품(off-the-shelf) 또는 통상의 구성요소이거나, 단일의 통합 시스템에 포함될 수 있다.

또한, 임계 회로(42, 34), 진폭/주파수 처리기(30) 및 흡입 캐퍼시터 처리기(38)는 사용자(환자) 제어 및 사용자 정의가능한 프리셋(preset)(즉, 활성화를 위한 최소 흐름 속도 등)을 허용하는데 사용될 수 있다.

추가로, 비교기(40, 32)는 활성화 신호 기반의 신호 강도 및/또는 주파수를 달리하는 발생을 허용하는데 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 오로지 1Khz의 단일 주파수가 얻어질 때만 고주파 진동기가 활성화될 수 있는 반면에 정전기 판은 35mV.의 신호 강도가 얻어질 때만 활성화할 것이다.

다른 변형이 또한 가능하다. 예를 들어, 마이크로폰(8)은 공동(4) 대신에 장치(2)의 기류 통로(12)의 내부 벽에 직접 위치될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 난류 발생기(14)는 공기 통로(12) 내에 난기류를 발생하도록 제공될 수 있다. 이러한 변형은, 예를 들어, 그렇지 않으면 공기(10)의 일부(10')가 공동(4)으로 진입하는 것을 허용하지 않을 흡입 장치에서 사용될 수 있다. 또한, 마이크로폰(8) 대신에, 음파 소자는 유체 압력(진폭) 및/또는 주파수의 작용으로 적절한 신호를 출력할 임의의 공지된 유체 압력 변환기(예를 들어, 공기 압력 변환기)일 수 있다. 따라서, 본 발명은 자동 음파 제어를 제공하기 위해, 어떠한 유체 매질(공기이외의 다른 것)에서 동작하도록 적절하게 변경될 수 있다.

또 다른 변형이 가능하다. 예를 들어, 도면에 도시되진 않았지만, 본 발명에서는 신호(60, 62)에 의해 제어되는 타이머가 제공될 수 있다. 타이머는, 예를 들어, 과잉투여를 피하기 위해, 장치가 활성화될 때의 일정을 조절하도록 적절하게 변경될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 타이머는 하루의 특정 시간에 장치의 구성요소의 활성화를 허용하도록 변경될 수 있다. 더욱이, 타이머는 사용법(예를 들어, 사용되는 날의 시간, 약제의 용량, 흡입력, 등)에 관련된 데이터의 다운로드를 허용하도록 적절하게 변경될 수 있다. 이 데이터는 특히 권장량과 투약 시간을 추적 하는 것이 중요한 임상실험과 특히 관련이 있다. 물론, 이전의 설명은 단순히 장치를 사용한 시간을 계산하는 카운터(counter)로 수행될 수 있다. 더욱이, 카운터는 고정된 시간 길이를 초과하거나 또는 특정 투여량 동안 사용자가 장치를 사용한 누적 시간을 추적하는데 사용될 수 있다.

본 발명은 건조 분말 흡입기(2)에 대한 음파 제어 방식에 관한 것이지만, 본 발명은 이로만 제한되지는 않는다. 반대로, 본 발명은 제어 기계(여기에서 기술된 것과 같은) 기반 호흡(흡입) 탐지를 요구할 어떠한 흡입 장치에도 적합하다. 예를 들어, 마취 장치는 환자가 수용하는 마취제의 양을 감시하고 조절하기 위해, 여기에서 제공된 것과 같은 호흡 센서 및 제어기로 변경될 수 있다. 추가로, 음파 감지 소자는 특정 환자의 최대의 흡입 및/또는 배출 흐름을 측정하고 다운로드와 분석을 위해 이 정보를 기록하는데 사용될 수 있다.

위에서 언급한 상세한 설명이 흡입의 진폭, 방향 및/또는 주파수를 나타내는 음파 신호를 사용하는 흡입 장치의 다양한 구성요소를 제어하는 몇 가지 실시예를 제공하였지만, 이는 음파 제어 방식을 달성하는 한 예시일 뿐이며, 발명의 정신 및 원리 내에서 다른 대안들이 가능하다. 발명의 범위 내에서 모든 수정 및 변형이 여기에서 포함되며 본 발명은 후술하는 청구항들에 의해 보호될 것이다.

본 발명은 특정 약제의 최적의 효용성을 허용하는 흡입시 활성화되는 완전히 자동화된 흡입 장치를 제공하며, 이러한 흡입 장치는 또한 제어 기계를 기반으로 하는 호흡(흡입) 탐지를 요구하는 어떤 경우에도 사용가능하다.

Claims

음파 감지 소자 주변의 기류를 탐지하고 기류의 방향과 진폭을 확인하는 신호를 발생하기 위해 구성된 음파 감지 소자를 포함하는 음파 제어기; 및

상기 신호가 사용자에 의한 흡입을 나타낼 때 약제를 기류로 유도하기 위해 구성된 고주파 진동기를 포함함을 특징으로 하는, 사용자에게 약제를 운반하기 위한 공기 흡입 장치.
제 1항에 있어서, 약제의 선택된 입자들을 끌어당기기 위한 상기 기류에 위치한 정전 판을 추가로 포함하며, 상기 정전 판은 상기 신호가 사용자의 흡입을 나타낼 때 활성화하도록 구성되는 흡입 장치.
제 1항에 있어서, 상기 음파 제어기는 상기 신호가 흡입이 중단되었다는 것을 나타낼 때 상기 고주파 진동기의 진동을 멈추도록 조정되는 흡입 장치.
제 3항에 있어서, 상기 고주파 진동기는 기류의 진폭으로 오프(off) 및 온(on)으로 조정하는 흡입 장치.
제 1항에 있어서, 상기 신호는 타이머의 활동을 조절하고 상기 타이머는 누적 흡입 시간을 추적하는 흡입 장치.
제 5항에 있어서, 상기 타이머는 누적 흡입 시간이 미리 정해진 수준을 초과할 때 사용자에게 피드백을 제공하도록 조정하는 흡입 장치.
제 1항에 있어서, 음파 감지 소자는 음파 마이크로폰 소자를 포함하는 흡입 장치.
제 1항에 있어서, 상기 음파 감지 소자는 공기 압력 변환기를 포함하는 흡입 장치.
제 1항에 있어서, 상기 약제는 건조 분말 약제를 포함하는 흡입 장치.
제 1항에 있어서, 상기 약제는 컨테이너로부터 운반되는 흡입 장치.
기류 통로;

상기 기류 통로 내에 위치한 음파 감지 소자를 포함하며, 상기 음파 감지 소자 주변의 기류를 탐지하고 기류의 주파수, 진폭 및 방향을 나타내는 신호를 발생하기 위해 구성되는 음파 제어기; 및

분말 약제를 기류로 유도하는 고주파 진동기를 포함함을 특징으로 하는, 사용자에게 분말 약제를 운반하는 흡입 장치.
제 11항에 있어서, 상기 고주파수 진동기가 미리 정해진 양의 분말 약제가 운반될 때까지 여러 번 온(on) 및 오프(off)하는 흡입 장치.
제 11항에 있어서, 상기 신호는 타이머의 활동을 조절하고 타이머는 누적 흡입 시간을 추적하는 흡입 장치.
제 11항에 있어서, 상기 약제는 컨테이너로부터 운반되는 흡입 장치.
공기가 상기 음파 마이크로폰 소자 주위에서 유동할 때 신호를 발생하도록 구성된 음파 감지 소자; 및

상기 신호를 상기 기류의 방향과 진폭에 관한 정보로 변환하는 변환 회로를 포함함을 특징으로 하는 기류 방향성 흡입 센서.
제 15항에 있어서, 상기 전환 회로는 상기 기류의 초기 방향을 탐지하기 위한 비교 회로를 포함하는 기류 방향성 흡입 센서 장치.
제 15항에 있어서, 상기 전환 회로는 상기 기류의 속도를 탐지하는 정류 회로를 포함하는 기류 방향성 흡입 센서 장치.