JP6526003B2 - 投薬システム - Google Patents

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Description

本開示は呼吸ドラッグデリバリーデバイスのための制御及び/又は電力供給を行うシステム及び方法に関連し、特に、スマートフォンのような携帯用コンピューティングデバイスにより少なくとも部分的に薬物ネブライザを操作することに関連する。
呼吸ドラッグデリバリーデバイスは様々な種類の患者を治療するために使用される。例えばネブライザのような或る種の呼吸ドラッグデリバリーデバイスは、超音波の範囲内の周波数で動くコンポーネントを含む。デバイスのパフォーマンスは、そのようなコンポーネントを十分な精度及び効率で制御することに依存する。有効な治療効果は、患者の忠実性を含む多くの要因に依存する。
従って、1つ以上の形態は、対象者(又は対象)に薬を投与するように構成されるシステムを提供する。システムは、パワーサブシステム、呼吸薬物デリバリーデバイス、及び、サウンド入力変換サブシステムを含む。パワーサブシステムは、入力信号を受信し、受信した入力信号に基づいて電力を提供するように構成される。呼吸薬物デリバリーデバイス(又は呼吸投薬デバイス)は、パワーサブシステムにより提供される電力により駆動される振動する要素(振動要素)を含む。呼吸薬物デリバリーデバイスは、振動要素による薬物(又は薬剤)の噴霧化に応答して、対象の気道に薬物を運ぶように構成される。サウンド入力変換サブシステムは、オーディオ入力信号を受信するように構成される。サウンド入力変換サブシステムは、オーディオ入力信号を超音波出力信号に変換するように更に構成される。振動要素は超音波出力信号に基づいて制御される。
1つ以上の形態の別の側面は、対象者に薬を運ぶ方法を提供する。
本方法は、パワーサブシステムにより、入力信号を受信するステップ；受信した入力信号に基づいて電力を提供するステップ；呼吸薬物デリバリーデバイスの振動要素により、薬物を噴霧化するステップであって、振動要素は提供される電力によって駆動される、ステップ；噴霧化された薬物を対象者の気道に運ぶステップ；オーディオ入力信号を受信するステップ；及び、オーディオ入力信号を超音波出力信号に変換するステップ；を有する。薬物を噴霧化するステップは、超音波出力信号に基づいて振動要素を制御することにより実行される。
1つ以上の形態の更に別の側面は、対象者に薬を運ぶように構成されるシステムを提供する。システムは、入力信号を受信する手段；受信した入力信号に基づいて電力を供給する手段；供給される電力により駆動される手段であって、薬物を噴霧化する、手段；噴霧化された薬物を対象者の気道に運ぶ搬送手段； を有する。オーディオ入力信号を受信する手段；及び、オーディオ入力信号を超音波出力信号に変換する手段；を有する。薬物を噴霧化する手段の操作は、超音波出力信号に基づいて振動要素を制御することにより実行される。
本開示によるこれら及び他の側面、特徴及び性質に加えて、構造及びパーツの組み合わせの内の関連する要素の作動方法及び機能、並びに、製造の経済性は、添付図面に関連する以下の記述及び添付の特許請求の範囲を考慮することにより更に明らかになり、図面は何れも本願の一部を為し、様々な図面において、同様な参照番号は対応するパーツを示す。しかしながら、図面は説明及び記述を目的としているに過ぎず、如何なる限定の定義としても意図されていないことは明確に理解される。
図1及び3は、本開示で説明される1つ以上の形態により、対象に薬を投与するように構成されるシステムを概略的に示す。
図2は、本開示で説明される1つ以上の形態により、対象に薬を投与する方法を示す。 図1及び3は、本開示で説明される1つ以上の形態により、対象に薬を投与するように構成されるシステムを概略的に示す。
本願で使用されるように、「ある」、「或る」及び「その」のような用語は、文脈上明確に断らない限り、複数個に言及することを包含する。本願で使用されるように、2つ又はそれより多い数のパーツ又はコンポーネントが「結合される(coupled)」旨の記述は、パーツ同士が直接的又は間接的にともに一緒にされる又は動作することを意味し、間接的とは、リンクが存在する限り1つ以上の中間的なパーツ又はコンポーネントを介することを意味する。本願で使用されるように、「直接的に結合される」とは、2つの要素が互いに直接的に接していることを意味する。本願で使用されるように、「固定的に結合される」又は「固定される」とは、互いに対して一定の向き(位置関係)を維持しつつ、2つのコンポーネントが一体として動くように結合されることを意味する。
本願で使用されるように、「ユニタリ」又は「単一の」という言葉は、コンポーネントが単独のピース又はユニットとして作成されることを意味する。すなわち、別々に作成された後にユニットとして一緒に結合される複数のピースを含むコンポーネントは、「ユニタリ」なコンポーネント又はボディではない。本願で使用されるように、2つ以上のパーツ又はコンポーネントが互いに「関わり合う(又は係合する)」旨の記述は、それらのパーツが、直接的に又は1つ以上の中間的なパーツ又はコンポーネントを介して、互いに対して力を作用させることを意味する。本願で使用されるように、「個数」は、1つ又は1つより多い整数(すなわち、複数)を意味する。
本願で使用されてよい方向に関する語句(例えば、トップ、ボトム、左、右、上、下、前、後及びそれらの派生語などであるがこれらに限定されない)は、図面に示される要素の向きに関連し、明示的に言及されない限り、特許請求の範囲に関する限定ではない。
図1は対象者106に薬を投与するように構成されるシステム10を概略的に示す。システム10は、1つ以上の呼吸薬物デリバリーデバイス11、1つ以上のセンサ142、1つ以上のプロセッサ110、パラメータ判定モジュール111、制御モジュール112、忠実性モジュール113、電子ストレージ130、ユーザーインターフェース120、コンピューティングデバイス107、及び/又は、その他のコンポーネント及び/又はコンピュータプログラムモジュールを含んでよい。
呼吸薬物デリバリーデバイス11は、ジェットネブライザ、メッシュネブライザ、超音波ネブライザ、ネブライザ(噴霧器)、エアロゾル生成器、及び/又は、その他のデバイス(少なくとも部分的に対象者の呼吸を通じて対象者に薬を用とするように構成されるデバイス)のうちの1つ以上であってもよい。一実施形態において、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、これらのデバイスのうちの1つ以上についての1つ以上の特徴を含んでいてもよい。呼吸薬物デリバリーデバイス11は、例えば空気のような呼吸可能なガスと、例えば液体及び/又はエアロゾル化された薬物のような薬とを混合し、対象者106の気道に運ぶように構成されてもよい。
呼吸薬物デリバリーデバイス11は、動作中にエネルギを放出し、エネルギは例えば超音波エネルギ及び/又はスペクトルの可聴部分のエネルギ等であるがこれらに限定されない。本願で使用されるように、スペクトルの可聴部分は、約20kHz未満の周波数に言及するために使用されてもよい。呼吸薬物デリバリーデバイス11は、呼吸薬物デリバリーデバイス11の構成要素が、超音波周波数での機械的な運動により、空気及び/又はガスを移動させるように構成されてもよい。そのような移動(displacement)は間接的であってもよく、例えば、運動するコンポーネントが、空気及び/又はガスにエネルギを移す他のコンポーネントに結合されているような場合である。ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、約18kHzないし約200kHzの周波数範囲、及び/又は、何らかのサブレンジ内のエネルギを放出してもよい。具体的な周波数範囲は、使用される呼吸薬物デリバリーデバイス11のタイプに依存してもよい。例えば、メッシュネブライザは1つ以上の振動要素を含んでもよく、振動要素は、約100kHz、約100kHzないし約130kHz、約120kHzないし200kHz、及び/又は、その他の適切な周波数で動作して超音波エネルギを放出する。ある実現手段では、ネブライザは1MHz以上の周波数で動作してもよい。
コンピューティングデバイス107は、ヘッドフォンコネクタ、ユニバーサルシリアルバス(USB)コネクタ、ドッキングコネクタ、及び/又は、携帯用消費者電子装置の分野で通常使用される他の標準的なコネクタのうちの1つ以上を含んでもよい。ある実現手段では、コンピューティングデバイス107は電源を含み、電源は、(再充電可能な)バッテリを含んでよいが、これに限定されない。ある実現手段では、コンピューティングデバイス107は情報処理能力を有する。非限定的な例として、コンピューティングデバイス107は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯用コンピュータ、ネットブック(NetBook)、タブレット、スマートフォン、ワイヤレス電話、携帯用電子装置、携帯用通信装置、ディジタルカメラ、ゲームコンソール、及び/又は、他のコンピューティングプラットフォームのうちの1つ以上を含んでもよい。
本開示により、呼吸薬物デリバリーデバイス11に対する電力及び/又は制御のうちの1つ以上が、コンピューティングデバイス107により及び/又はそれを通じて提供される。ある実現手段では、コンピューティングデバイス107は、呼吸薬物デリバリーデバイス11に電力を提供するように構成されてもよい。ある実現手段では、コンピューティングデバイス107は、呼吸薬物デリバリーデバイス11の動作に対する1つ以上の制御機能を提供するように構成されてもよい。ある実現手段では、コンピューティングデバイス107は、呼吸薬物デリバリーデバイス11の(忠実性の)監視(adherence monitoring)を提供するように構成されてもよい。呼吸薬物デリバリーデバイス11の外部に1つ以上の機能部を用意することは、呼吸薬物デリバリーデバイス11の複雑性、コンポーネント及び/又は材料の削減を可能にする。例えば、ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11はバッテリ又は他のタイプの電源を包含する必要が無く、これにより、呼吸薬物デリバリーデバイス11の設計及び製造を簡易化する。
ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、例えば医療専門家のような介添人により少なくとも部分的に操作されてもよい。ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、コンピューティングデバイス107により(例えば、デバイス上で動作するソフトウェアアプリケーションにより)、少なくとも部分的に操作されてもよい。
ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、対象者106にガス(又は気体)及び/又は薬を案内する導管180、及び/又は、導管180から対象者106の気道へガス及び/又は薬を運ぶためのマウスピースを含んでもよい。
ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、メッシュネブライザ及び/又はそのコンポーネント/特徴部を含んでもよい。ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、超音波ネブライザ及び/又はそのコンポーネント/特徴部を含んでもよい。ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、エアロゾル生成器及び/又はそのコンポーネント/特徴部を含んでもよい。メッシュネブライザ、超音波ネブライザ、エアロゾル生成器及び/又はそれらの組み合わせは、機械的(又は力学的)な振動を提供して媒体(例えば、液体又は空気)の運動を提供する1つ以上の圧電素子(ピエゾ素子)を含んでもよい。液体で満たされるネブライザは、超音波エネルギを空気及び/又は気体に伝達する運動するコンポーネントを含んでもよい。ある実現手段では、空気及び/又はガスに直接接触する1つ以上の他の表面が、例えば圧電素子の運動の結果として動いてもよい。何らかの振動する表面が超音波エネルギを放出してもよい。例えば、圧電素子の裏側が空気及び/又はガスに接していてもよい(及び/又はそれらにつながっていてもよい)。ある実現手段では、圧電素子は、空気及び/又はガスに直接的(又は間接的)に接触する側面を有するメッシュ(例えば、メッシュネブライザ)に結合されてもよい。ある実現手段では、静的なメッシュが、振動する圧電素子から何らかの調和距離(harmonic distance)に配置されてもよい。
圧電素子は、共鳴周波数と言及される1つ以上の特定の周波数で最大変位に到達する。最大変位は、好ましい動作モード(及び/又は動作周波数)としてターゲットとされる。動作周波数は、圧電素子及び/又は呼吸薬物デリバリーデバイス11の動作を特徴付ける。動作条件及び/又は最大変位は、時間経過とともに変化する可能性があり、例えば、装置において利用可能な薬の量、投入(loading)、装置と共に/装置の中で使用される発振器のドリフト、装置の消耗(摩滅)、周囲の動作条件(例えば、温度、湿度、大気圧、空気密度)、及び/又は、時間と共に変動し得る他の要因に応じて変動するかもしれない。動作条件及び/又は最大変位は、例えば、構成、組み立て及び/又はその他の装置固有の条件に基づいて、個々の装置間で相違する可能性がある。最大変位をもたらす特定の動作条件(又は動作状態)は、呼吸薬物デリバリーデバイス11が最大量の超音波エネルギを放出する動作条件に一致する、又は、少なくともそれに近接する、と仮定されてよい。本願で使用されるように、「最大」という用語は、特定の動作範囲における局所的な最大(極大)に関連してもよい。
呼吸薬物デリバリーデバイス11の動作パラメータは、(最大)変位、動作状態の変動、放出される(超音波)エネルギの変動、測定されるパラメータの変動、及び/又は、その他の変動に追従するように調整されてよい。調整は、例えば呼吸作動モード(breath-actuated mode of operation)において、呼吸薬物デリバリーデバイス11により放出される超音波エネルギの測定(のフィードバック)に基づいてもよい。ある実現手段では、調整は、リアルタイム又は非リアルタイムでなされてよい。ある実現手段では、調整は、自動的に、自律的に、及び/又は、マニュアルによるユーザ介入無しになされてよい。ある実現手段では、呼吸薬物デリバリーデバイス11は、電子オシレータ又は類似するデバイス/コンポーネントを含み、例えば媒体の意図的な変位のために構成される圧電素子及び/又は他のコンポーネントの駆動周波数を制御する。
図1のシステム10の1つ以上のセンサ142は、呼吸薬物デリバリーデバイス11により放出される超音波エネルギの1つ以上の特徴を表す出力信号を生成するように構成される。ある実現手段では、センサ142はマイクロフォン(同義語的にマイクロフォン142と言及されてもよい)を含んでもよい。例えば、センサ142は、MEMS(micro-electro-mechanical system)又はNEMS(nano-electro-mechanical system)として構成されるマイクロフォンを含んでもよい。本願で使用されるように、「MEMS」という用語は、MEMS又はNEMSを指すように使用されてもよい。本開示で使用されるように、「マイクロフォン」という用語は、MEMSマイクロフォンを指すように使用されてもよく、可聴及び/又は超音波の周波数/音に関して使用されてもよい。
1つ以上のセンサ142は、加速度計、測位センサ、動きセンサ、光センサ、赤外線(IR)センサ、電磁センサ、電極、傾斜計、(ビデオ)カメラ、及び/又は、その他のセンサを含んでもよい。図1における1要素のセンサ142の例は、限定を意図してはいない。ある実現手段では、システム10は複数のセンサを使用してもよい。図1に示されるセンサ142の配置(位置)の例も限定を意図していない。個々のセンサ142は、対象者106(の身体部分)に配置されてもよいし或いはその近辺に配置されてもよいし、呼吸薬物デリバリーデバイス11に内蔵及び/又は統合されてもよいし、及び/又は、他の場所に配置されてもよい。結果の出力信号又は1つ以上のセンサ142から運ばれる情報は、プロセッサ110、ユーザーインターフェース120、電子ストレージ130、及び/又は、システム10の他のコンポーネントに伝達されてよい。伝達は、有線及び/又は無線であってもよい。
1つ以上のセンサ142は、例えば、投薬の前、最中及び/又は後に、進行中の形式(ongoing manner)で出力信号を生成するように構成されてよい。これは、断続的に、周期的に(例えば、あるサンプリングレートで)、連続的に、継続的に、可変間隔で、及び/又は、進行中の他の何らかの仕方で信号を生成することを含んでよい。サンプリングレートは、約10-9秒、約10-8秒、約10-7秒、約10-6秒、約10-5秒、約10-4秒、0.001秒、0.01秒、0.1秒、1秒、約10秒、約1分、及び/又は、他のサンプリングレートであってもよい。特定の出力信号及び/又はパラメータ(特に関連する周波数)及び/又はそれらから導出される特徴に対して適切であるように、複数の個々のセンサ142が、異なるサンプリングレートを使用して動作してもよいことに、留意を要する。例えば、ある実現手段では、生成される出力信号は、出力信号の或るベクトルと考えられてよく、そのベクトルは、1つ以上のパラメータ及び/又は特徴に関して搬送される複数の情報サンプルを含む。出力信号のベクトルから、進行中の形式で決定される特定のパラメータ又は特徴は、その特定のパラメータ又は特徴のベクトルとして考えられてもよい。
ある実現手段では、センサ142はMEMSマイクロフォンであってもよく、MEMSマイクロフォンは、呼吸薬物デリバリーデバイス11内の平坦な及び/又は湾曲した面、及び/又は、呼吸薬物デリバリーデバイス11のそのような外部表面から伝達される超音波エネルギを測定するように構成及び/又は配置される。
ある実現手段では、センサ142は、呼吸気流のガスパラメータ、気道の仕組みに関連するパラメータ、呼吸タイミングに関連するパラメータ、及び/又は、その他のパラメータに関連する測定値(又は尺度)を運ぶ出力信号を生成するように構成されてよい。ガスパラメータは、流れ、(気道)圧力、湿度、速度、加速度、及び/又は、その他のガスパラメータを含んでよい。出力信号は、呼吸パラメータに関連する測定値を運んでもよい。センサ142は、導管180及び/又はマウスピース184と流体連結していてもよい。センサ142は、対象者106の生理学的パラメータに関連する出力信号を生成してもよい。パラメータは、対象者106の気道の状態及び/又は条件、対象者106の呼吸、対象者106により呼吸される気体、対象者106により呼吸される気体の組成(構造)、対象者106の気道に対するガスの供給、及び/又は、対象者による呼吸努力などに関連してもよい。
一例として、図3はシステム10を概略的に示し、システム10は、呼吸薬物デリバリーデバイス11(メッシュネブライザ1200及び吸入バルブ12を含むように示されている)、(MEMS)マイクロフォン142、パワーサブシステム15(電力取得回路30及びコネクタ16を含むように示されている)、サウンド入力変換サブシステム20、サウンド出力変換サブシステム25、及び/又は、他のコンポーネントを含む。システム10のコンポーネントは、包含されてもよいし、省略されてもよいし、及び/又は、互いに独立な他のコンポーネントにより置換されてもよい。ある実現手段では、システム10は、図3に示されるものよりも少ないコンポーネント及び/又は異なるコンポーネントを含んでもよい。非限定的な例として、ある実現手段では、システム10は、サウンド変換サブシステムを含まなくてもよく、及び/又は、電力取得回路を含まなくてもよい。
図3に関し、メッシュネブライザ1200は、振動要素102(メッシュ1201を含むように示されている)、クラスEドライバ1202、電力制御部14、及び/又は、他のコンポーネントのうちの1つ以上を含んでよい。
パワーサブシステム15は、電力取得回路30、コネクタ16、及び/又は、他のコンポーネントのうちの1つ以上を含んでよい。ある実現手段では、パワーサブシステム15は、本開示で説明される及び/又は図面に示される接続を実現する1つ以上のケーブルを含んでよい。コネクタ16は、ケーブル、ヘッドフォンジャック(3.5mmジャックを含んでよいがこれに限定されない)、イヤフォンジャック、マイクロフォンコネクタ、電話コネクタ、TSコネクタ、TRSコネクタ、TRRSコネクタ、オーディオジャック、ドッキングコネクタ(iPhone(登録商標)ドッキングコネクタを含んでよいがこれに限定されない)、ドッキングステーション(iPhoneドッキングステーションを含んでよいがこれに限定されない)、ユニバーサルシリアルバス(USB)コネクタ、XLRコネクタ、及び/又は、他のタイプのコネクタのうちの1つ以上を含んでよい。パワーサブシステム15は、入力信号を受信し、受信した入力信号に基づいて及び/又はそれから電力を供給するように構成されてよい。ある実現手段では、受信した入力信号は、1つ以上のオーディオ信号(又は音響信号)を含んでもよい。ある実現手段では、入力信号はコンピューティングデバイス(コンピューティングデバイス107を含んでもよいが、これに限定されない)から受信されてもよい。ある実現手段では、コネクタ16は入力及び出力に同時に使用されてよい。ある実現手段では、システム10は電力サブシステム15とコンピューティングデバイス107とを接続するケーブルを含んでもよい。
ある実現手段では、電力取得回路30は、パワーサブシステム15の1つ以上の信号から電力を取得するように構成されてもよい。例えば、電力取得回路は、コネクタ16を介して提供される2つのオーディオ信号のうちの一方(「オーディオ出力(L)」のラベルにより示される方)から、電力を供給するように構成されてもよい。ある実現手段では、電力取得回路30は、ネブライザ及び/又は液滴生成器(フーリエホーン技術(Fourier-horn technology)に基づくもの)に電力を供給してもよい。ある実現手段では、パワーサブシステム15は、(「USB電力出力」のラベルにより示されるような)USB電力ポートを介して電力を供給するように構成されてもよい。
サウンド入力変換サブシステム20は、PLL1203、周波数設定部1204、ディバイダ回路22、及び/又は、他のコンポーネントのうちの1つ以上を含んでよい。サウンド入力変換サブシステムは、入力信号(非限定的な例として、オーディオ入力信号)を受信するように構成されてよい。サウンド入力変換サブシステム20は、入力信号(例えば、パワーサブシステム15から及び/又はそれを介して受信される入力信号)を超音波出力信号に変換するように構成されてよい。PLL1203は、「信号入力」(sig in)及び「比較入力」(comp in)という入力と、「VCO-out」及び「lock」という出力とを含み、それらは全てPLLに関して標準的なものであってよい。「VCO-out」という出力は、ディバイダ回路22(非限定的な例として、5分割回路として示される)を介して「比較入力」の入力にループバックされる。PLL1203は、呼吸薬物デリバリーデバイス11のメッシュ1201及び/又は振動要素に関する駆動周波数を提供するように構成されてもよく、駆動周波数は、(クラスEドライバ1202のような適切なドライバにより)入力周波数より5倍高い(従って、超音波である)。分割回路の因子は5に限定されない；これは、
約20kHzの可聴の(又はかろうじて聞き取れる)入力信号を、メッシュ1201を駆動するために使用される約100kHzの超音波信号へ変換する一例を示すにすぎない。
ある実現手段では、PLL1203は、マイクロフォン142により測定される超音波エネルギと、駆動メッシュ1201を駆動するために使用される信号/周波数(例えば、出力VCO-outからの信号)との間の位相差に基づいて、駆動周波数を調整するように構成されてよい。例えばマイクロフォン142をメッシュ1201から適切な距離(すなわち、1つ以上のサイクルの距離)に配置することにより、マイクロフォン142は、エアロゾルとの接触が回避又は最小化されるように配置される必要があることに留意を要する。出力VCO-outからの信号は矩形波であってもよく、メッシュ1201からの信号は正弦波であってもよいが、それらの周波数は同一である必要がある点に留意を要する。
メッシュ1201の動作周波数が共鳴から離れるように変化すると仮定するならば及び/又はその場合には、メッシュ1201により放出されるエネルギは(メッシュ1201を駆動するために使用される要素のインピーダンス曲線に起因して)振幅とともに減少し、事実上、位相差が増える。これに応じて、PLL1203は、その状態に対抗するように出力周波数を調整する。ある実現手段では、メッシュネブライザ1200は、マニュアルで及び/又はプログラム可能にPLL1203を制御するように構成される周波数設定部1204を含む。
PLL1203は、いったんロックされると、位相差が最小化されかつエネルギ振幅が(少なくとも局所的に)最大化されるようにするために、動作状態を調整するように構成される。本開示で説明される特徴は、スパッタ(sputter)、治療の終了、及び/又は、他の状態を含む状態を検出するために使用されてよい。
図3に関し、ある実現手段では、システム10は吸入バルブ(例えば、吸入フラップバルブ)を含む。吸入バルブ12は、空気及び/又はガスの流れに応じて動くように構成されてよい。吸入バルブ12は、呼吸薬物デリバリーデバイス11の流路に含まれてもよい。例えば、吸入バルブ12は、対象者106による呼吸に応じて動くように構成されてもよい。例えば、吸入バルブ12は、対象者106による吸入(吸気)に応じて開き、及び/又は、対象者106による吐出(呼気)に応じて閉じ、呼吸作用を基礎として構成されてもよい。吸入バルブ12は、マイクロフォン142により受信される超音波エネルギを減らすように構成及び/又は配置されてもよい。
吸入バルブ12により、呼吸薬物デリバリーデバイス11による測定される超音波エネルギの大きさは、吸入バルブ12の位置に応じて(例えば、開放又は閉塞するように)変化してもよい。測定される大きさは、呼吸薬物デリバリーデバイス11の動作を制御するため、及び/又は、(例えば、患者の忠実度(patient adherence)を表すような)呼吸パラメータを監視するために使用されてもよい。例えば、そのような情報は、対象者106に対する薬物の搬送を制御するために使用されてもよい。これは、例えば、吐出(呼気)の最中に薬を浪費してしまうことを防ぐ。図3に関し、ある実現手段では、システム10は、(例えば、共鳴から外れた)動作周波数を調整し、及び/又は、吸入フラップバルブの閉塞に応じて(駆動)電力を減らすように構成されてもよい。結果として、エアロゾルの生成が削減及び/又は停止され；少なくとも、吸入フラップバルブが対象者106による次の吸入の際に開くまで、その状態が維持される。そのような動作モードは、呼吸作動(breath-actuated)方式として言及されてよい。呼気(フラップ)バルブを利用する変形例も本開示の範囲内で想定されている。
サウンド出力変換サブシステム25は、PLL26及び/又は他のコンポーネント(例えば、図3に示されるようなもの)のうちの1つ以上を含んでよい。PLL26は、図3に示される他のPLLと構造的には類似していてよい。サウンド出力変換サブシステム25は、メッシュネブライザ1200及び/又はMEMSマイクロフォン142から超音波信号を受信するように構成されてもよい。サウンド入力変換サブシステム20に関連する箇所で説明されるものと同じディバイダ回路22により提供される「比較入力」(comp in)の入力により、サウンド出力変換サブシステム25の出力信号は、約20kHzであってもよく(例示として、メッシュ1202に関して100kHzの動作周波数を仮定している)、(例えば、コネクタ16を介する)コンピューティングデバイス107のマイクロフォン入力に相応しいものであってもよい。ある実現手段では、例えば呼吸薬物デリバリーデバイス11が、可聴の又は20kHz未満の周波数でエネルギを放出するタイプの呼吸薬物デリバリーデバイスである例では、システム10はサウンド出力変換サブシステム25を含まなくてもよい。例えば、そのようなシステムは、マイクロフォン142により生成される出力を、コンピューティングデバイス107につなぐオーディオ増幅器(図示せず)を含んでもよい。
図3に関し、ある実現手段では、システム10は電力制御部14を含んでもよい。電力制御部14は、例えばロック出力のようなPLL1203からの出力に少なくとも部分的に基づいて制御されてもよい。PLL1203がロックされる場合、例えば、吸入バルブ12が開放される場合に、電力制御部14は、システム10がエアロゾルを生成するのに十分である高電力設定を利用するために、クラスEドライバ1202を制御するように構成される。PLL1203がロックされていない場合、低電力設定が使用されてよい。代替的及び同時に、噴霧化を制御する代替的な手段も、本開示の範囲内で想定されている。低電力設定は、吸入バルブ12が再び開放される場合に、PLL1203が再びロックできるようにする程度に十分な電力を必要としてよいことに、留意を要する。電力制御部14は、クラスEドライバ1202に対して、及びメッシュ1201に対してゲイン制御をもたらすように構成されてよい。本願で説明される呼吸作動動作モードは、様々なタイプの呼吸薬物デリバリーデバイスに使用されてよいことに留意を要する。
MEMSマイクロフォン142により生成される出力信号及び/又は他の(エネルギ)測定から導出される情報は、デバイスの作動、呼吸速度、吸気周期、呼気周期、流速、患者による吸入の強さ、搬送される薬の量、1日又は1週間のうちの投薬セッションの回数などを判定するために使用されてよい。そのような測定及び/又は判定された情報と対象者に推奨される処置との比較に基づいて、患者の忠実度(a level of patient adherence)が判定されてもよい。様々なタイプの測定及び/又は判定された情報の組み合わせも、本開示の範囲内で想定されている。例えば、デバイス作動情報は、患者の忠実度の尺度(メトリック)を決定するために、患者固有の呼吸情報と組み合わせられてもよい。デバイスの作動及び/又はデバイス作動の検出は、呼吸薬物デリバリーデバイス11及び/又はその任意のコンポーネントの動作を特徴付ける。
図1に関し、システム10の電子ストレージ130は、情報を電子的に保存する電子格納媒体を有する。電子ストレージ130の電子格納媒体は、システム10に一体的に(すなわち、事実上取り外し不可能に)提供されるシステムストレージ、及び/又は、例えばポート(例えば、USBポート、ファイヤウォールポート等)又はドライブ(例えば、ディスクドライブ等)を介してシステム10に取り外し可能に接続されるリムーバブルストレージのうちの双方又は一方を含んでもよい。電子ストレージ130は、光学的に読み取り可能なストレージ媒体(例えば、光ディスク等)、磁気的に読み取り可能なストレージ媒体(例えば、磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピドライブ等)、電荷ベースのストレージ媒体(例えば、EPROM、EEPROM、RAM等)、ソリッドステートストレージ媒体(例えば、フラッシュドライブ等)、及び/又は、その他の電子的に読み取り可能なストレージ媒体のうちの1つ以上を含んでもよい。電子ストレージ130は、ソフトウェアアルゴリズム、プロセッサ110により決定される情報、ユーザーインターフェース120を介して受信される情報、及び/又は、システム10を適切に機能させるその他の情報を保存してよい。例えば、電子ストレージ130は、生成される出力信号に基づくパラメータ、及び/又は、(本願の他の箇所で説明される)他のパラメータのベクトル、及び/又は、他の情報を記録してよい。電子ストレージ130はシステム10内の個別的なコンポーネントであってもよいし、或いは、電子ストレージ130は(例えば、プロセッサ110のような)システム10の1つ以上の他のコンポーネントと一体的に提供されてもよい。
図1のシステム10のユーザーインターフェース120は、システム10とユーザ(例えば、ユーザ108、対象者106、介護者、治療判断者など)との間のインターフェースを提供するように構成され、インターフェースを介して、ユーザはシステム10に情報を提供すること及びシステム10から情報を受信することができる。これは、データ、結果及び/又は命令及び他の何らかの通信可能な事項(まとめて「情報」として言及される)が、ユーザとシステム10との間で通信されることを可能にする。ユーザ108によりシステム10に搬送される情報の具体例は、患者固有の忠実度情報である。ユーザ108により搬送される情報の具体例は、対象者の忠実度情報の詳細を示すレポートである。ユーザーインターフェース120に包含されることが相応しいインターフェースデバイスの具体例は、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、ディスプレイスクリーン(表示画面)、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、インジケータライト(指示光)、可聴アラーム、及び、プリンタを含む。情報は、聴覚的な信号、視覚的な信号、触覚的な信号、及び/又は、その他の知覚的な信号の形式でユーザーインターフェース120により、ユーザ108又は対象者106に提供されてもよい。
有線又は無線による他の通信技術もユーザーインターフェース120として本願で想定されていることが理解されるべきである。例えば、一形態において、ユーザーインターフェース120は、電子ストレージ130により提供される取り外し可能なストレージインタフェースに統合されていてもよい。その例では、情報は、取り外し可能なストレージ(例えば、スマートカード、フラッシュドライブ、取り外し可能なディスク等)からシステム10にロードされ、ユーザがシステムをカスタマイズできるようにする。他の例示的な入力デバイス及びユーザーインターフェース120としてシステム10とともに使用することに適した技術は、例えば、RS-232ポート、RFリンク、IRリンク、モデム(電話機、ケーブル、イーサーネット(登録商標)、インターネット等)を含むがこれらに限定されない。要するに、システム10と情報を通信する任意の技術がユーザーインターフェース120として想定されている。
図1のシステム10のプロセッサ110は、システム10における情報処理機能を提供するように構成される。従って、プロセッサ110は、ディジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されるディジタル回路、情報を処理するように設計されるアナログ回路、及び/又は、情報を電子的に処理するその他の手段のうちの1つ以上を含む。プロセッサ110は単独の手段として図1では示されているが、このことは単なる説明の便宜に過ぎない。一形態では、プロセッサ110は複数の処理ユニットを含む。
図1に示されるように、プロセッサ110は、1つ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。1つ以上のコンピュータプログラムモジュールは、パラメータ判定モジュール111、制御モジュール112、及び/又は、その他のモジュールのうちの1つ以上を含む。プロセッサ110は、ソフトウェア；ハードウェア；ファームウェア；ソフトウェア、ハードウェア及び/又はファームウェアの何らかの組み合わせ；及び/又はプロセッサ110上で処理機能を構成する他の手段により、モジュール111-113を実行するように構成される。一形態において、プロセッサ110及び/又は1つ以上のコンピュータプログラムモジュールは、コンピューティングデバイス107上に実装されてもよい。例えば、1つ以上のコンピュータプログラムモジュールは、コンピューティングデバイス107で実行されるソフトウェアアプリケーション(又は「app」)の一部分であってもよい。
モジュール111-113は単独の処理ユニット内に共に配置されるように図1では示されているが、プロセッサ110が複数の処理ユニットを含む形態において、1つ以上のモジュール111-113が他のモジュールから離れて配置されてもよいことが、認められるべきである。本願で説明される異なるモジュール111-113により提供される機能の説明は、限定であるようには意図されておらず、何れのモジュール111-113も説明されるものより多い又は少ない機能を発揮してよい。例えば、1つ以上のモジュール111-113は、除外されてもよく、機能のうちの全部又は一部が、一緒にされてもよいし、共有されてもよいし、一体化されてもよいし、及び/又は、モジュール111-113のうちの他のものにより提供されてもよい。プロセッサ10は何れかのモジュール111-113の下位に帰属する機能の全部又は一部を実行する1つ上の追加的なモジュールを実行するように構成されてもよいことに留意を要する。
図1のシステム10のパラメータ判定モジュール111は、センサ142により生成される出力信号から1つ以上のパラメータを判定するように構成される。1つ以上のパラメータは、第1スペクトルパラメータ、1つ以上の動作パラメータ、呼吸タイミングパラメータ、及び/又は、その他のパラメータを含んでよい。第1スペクトルパラメータは、第1周波数バンドのエネルギ振幅(の大きさ)を示してもよい。例えば、第1スペクトルパラメータは、本願の別の箇所で説明されるようなマイクロフォン142により受信される超音波エネルギの振幅を示してもよい。第1スペクトルパラメータは、呼吸薬物デリバリーデバイス11の動作を特徴付けてもよい。一形態において、パラメータ判定モジュール111は、第1スペクトルパラメータと類似する方法で追加的なスペクトルパラメータ(例えば、他の周波数バンドに対応するもの)を判定するように構成される。本願で使用されるように、「大きさ(magnitude)」という用語は、特定の周波数及び/又は特定の周波数範囲内におけるエネルギ振幅に関連するように言及されてよい。
パラメータ判定モジュール111の動作は、例えば特定のサンプリングレートで、進行する方法(ongoing manner)で実行されてもよい。1つ以上のパラメータは、システム10の中又は対象者106の近辺における様々な場所及び/又は位置で判定されてもよい。一形態において、パラメータ判定モジュール111は、対象者106を監視する周期の間に進行する方法でパラメータのベクトルを導出してもよい。パラメータのベクトルは、生成される出力信号のベクトル及び/又は決定されるパラメータの他の(ベクトル)に基づいてもよい。パラメータ判定モジュール111は、呼吸薬物デリバリーデバイス11の動作を示す動作パラメータを決定するように構成され、動作パラメータは、治療の持続時間、治療の頻度(例えば、週に1回)、及び/又は、その他のパラメータを含んでよいが、これらに限定されない。
制御モジュール112は、動作中に、呼吸薬物デリバリーデバイス11を制御するように構成される。制御モジュール112の動作は、パラメータ判定モジュール111により決定される1つ以上のパラメータに基づいてもよい。制御モジュール112による制御は、例えば、動作周波数、駆動電力、及び/又は、本願で説明されるような何らかの他の調整可能な動作条件などの調整を含んでよい。調整は、判定された(スペクトル)パラメータ及び/又は生成された出力信号に基づいてもよい。調整は、例えば第1スペクトルパラメータのような特定の判定されるパラメータが、所定の閾レベルに又はそれより上に維持されるようになされてもよい。ある実現手段では、そのような閾値は、特定の判定されるパラメータについての既知の最大値の或る割合に予め決定される。所定の割合(パーセンテージ)は、約80％、約90％、約95％、約97％、約98％、約99％、及び/又は、他の割合であってもよい。調整は、例えば特定のサンプリングレートで進行する方式でなされてよい。調整は、リアルタイム又は非リアルタイムでなされてよい。調整の速度(レート)は、ミリ秒、0.5秒、1秒、2秒、5秒、10秒、20秒、及び/又は、他の適切な速度であってよい。
忠実性モジュール113は、対象者106に対する忠実性メトリック及び/又は忠実性パラメータを判定するように構成される。ある実現手段では、忠実性モジュール113はコンピューティングデバイス107上で実行されてもよい。忠実性メトリック及び/又は忠実性パラメータは、パラメータ判定モジュール111により判定される1つ以上のパラメータに基づいてもよい。例えば、特定の忠実性メトリックは、デバイスの活動情報と呼吸情報/タイミングとの組み合わせに基づいてもよい。忠実性メトリック及び/又は忠実性パラメータは、例えば、推奨される治療を完全に順守した場合に対する割合として表現されてもよい。例えば、特定の患者が90％の忠実度のスコアである場合、そのようなスコアは、一連の処置を決定する際に介護者(又は医療従事者)により考慮されてもよい。代替的に、特定の患者が低いパーセンテージの忠実度のスコアである場合、そのようなスコアは、特定の薬がその特定の患者に対しては有効でないと判断される前に、関連付けて考慮されてもよい。低いスコアは、投薬デバイスについての選択されるタイプの変更を促してもよい。
ある実現手段では、忠実性モジュール113による判定は、忠実性モジュール113及び/又はコンピューティングデバイス107により、分析、処理、収集、アグリゲート(統合)及び/又は送信されてもよい。ある実現手段では、忠実性モジュール113による判定及び/又はそれに基づく情報は、コンピューティングデバイス107により外部サーバーに送信されてもよく、外部サーバーは、介護者、医者、病院、及び/又は、その他の患者関係者(そのような情報の受信を認証されている者)に関連している。
図2は対象者に薬を運ぶための方法200を示す。以下に提示される方法200の動作は、例示的であるように意図されている。所定の形態において、方法200は、説明されていない1つ以上の追加的な処理とともに、及び/又は、説明される処理のうちの1つ以上を行うことなく、実行されてもよい。更に、図2において方法200の処理が説明される順序は、限定であるようには意図されていない。
一形態において、方法200は1つ以上の処理デバイスで実現されもよい(処理デバイスは、例えば、ディジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されるディジタル回路、情報を処理するように設計されるアナログ回路、及び/又は、情報を電子的に処理するその他の手段である)。1つ以上の処理デバイスは、電子ストレージ媒体に電子的に保存される命令に応答して、方法200の処理の全部又は一部を実行する1つ以上のデバイスを含んでよい。1つ以上の処理デバイスは、方法200の1つ以上の処理を実行するように特別に設計されるハードウェア、ファームウェア、及び/又は、ソフトウェアにより構成される1つ以上のデバイスを含んでよい。
処理202において、入力信号がパワーサブシステム15により受信される。一形態において、処理202は、(図3に示され、本願で説明される)パワーサブシステム15と同一の又は類似するパワーサブシステムにより実行される。
処理204において、受信した入力信号に基づいて電力が供給される。一形態において、処理204は、(図3に示され、本願で説明される)パワーサブシステム15と同一の又は類似するパワーサブシステムにより実行される。
処理206において、呼吸薬物デリバリーデバイスの振動要素により、薬が噴霧化される。振動要素は、供給される電力により駆動される。一形態において、処理206は、(図3に示され、本願で説明される)圧電素子102と同一の又は類似する圧電素子により実行される。
処理208において、噴霧化された薬が対象者の気道に運ばれる。一形態において、処理208は、(図3に示され、本願で説明される)呼吸薬物デリバリーデバイス11と同一の又は類似する呼吸薬物デリバリーデバイスにより実行される。
処理210において、オーディオ入力信号が受信される。一形態において、処理210は、(図1に示され、本願で説明される)サウンド入力変換サブシステム20と同一の又は類似するサウンド入力変換サブシステムにより実行される。
処理212において、オーディオ入力信号は超音波出力信号に変換される。薬を噴霧化するステップは、超音波出力信号に基づいて振動要素を制御することにより実行される。一形態において、処理212は、(図1に示され、本願で説明される)サウンド入力変換サブシステム20と同一の又は類似するサウンド入力変換サブシステムにより実行される。
特許請求の範囲において括弧内に何らかの参照符号が配置される場合、それは請求項を限定するように解釈されてはならない。「有する」又は「含む」という言葉は、請求項に列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を排除していない。複数の手段を列挙する装置の請求項において、それらの手段のいくつかは、1つの同じハードウェアアイテムにより実現されてもよい。「ある」又は或る」という要素に先行する言葉は、そのような要素が複数個存在することを排除しない。複数の手段を列挙する任意の装置請求項において、これらの手段のいくつかは、1つの同じハードウェアアイテムにより実現されてもよい。所定の要素が相互に異なる従属請求項で引用されているという唯それだけの事実は、それらの要素が組み合わせて使用できないことを意味しない。本説明は、最も実用的であり好ましい形態であると現時点で考えられているものに基づく説明目的の詳細を含んでいるが、そのような詳細は、そのような目的だけのためにあり、開示内容は開示された形態には限定されず、むしろ、添付の特許請求の範囲及び精神に属する修正及び均等な変形を包含するように意図されていることが、理解されるべきである。例えば、可能な範囲内で、任意の形態の1つ以上の特徴は他の任意の形態の1つ以上の特徴と組み合わせられてよいことも想定されている点が、理解されるべきである。

Claims (5)

  1. 対象に薬を運ぶように構成されるシステムであって：
    コンピューティングデバイスからオーディオ入力信号を受信し、受信した前記オーディオ入力信号に基づいて電力を提供するように構成されるパワーサブシステム；
    前記パワーサブシステムにより提供される電力により駆動される振動要素を含む呼吸薬物デリバリーデバイスであって、前記振動要素による薬の噴霧化に応答して、対象の気道に薬を運ぶように構成される呼吸薬物デリバリーデバイス；
    前記オーディオ入力信号の第１周波数を有するオーディオ入力信号を受信するように構成されるサウンド入力変換サブシステムであって、前記第１周波数を有するオーディオ入力信号を、前記第１周波数に応じて決定される第２周波数を有する超音波出力信号に変換するように更に構成され、前記第１周波数は可聴周波数であり、前記第２周波数は超音波周波数である、サウンド入力変換サブシステム；
    を有し、前記振動要素は前記超音波出力信号に基づいて制御され、
    前記振動要素の機械的な運動が、前記呼吸薬物デリバリーデバイスの動作中に超音波エネルギを放出させ、前記システムは：
    前記呼吸薬物デリバリーデバイスの動作中に放出された前記超音波エネルギを測定し、測定された超音波エネルギの１つ以上の特徴を表す出力信号を生成するように構成されるセンサ；及び
    生成された出力信号を受信するように構成されるサウンド出力変換サブシステムであって、前記生成された出力信号をオーディオ出力信号に変換するように構成され、前記オーディオ出力信号を前記コンピューティングデバイスに提供するように構成される、サウンド出力変換サブシステム；
    を有し、前記コンピューティングデバイスは、前記振動要素の動作周波数が共鳴周波数から離れるにつれて増加する超音波エネルギ信号の位相差が小さくなるように、前記オーディオ出力信号に基づいて調整された前記第１の周波数を有する前記オーディオ入力信号を提供するシステム。
  2. 前記オーディオ入力信号は前記コンピューティングデバイスのコネクタから受信され、前記パワーサブシステムは、前記コンピューティングデバイスの前記コネクタから前記オーディオ入力信号を受信するように構成され、前記パワーサブシステムは、前記オーディオ入力信号から電力を取得するように構成される電力取得回路を含み、前記システムはコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される１つ以上のプロセッサを更に有し、前記コンピュータプログラムモジュールは：
    前記呼吸薬物デリバリーデバイスにより放出される超音波エネルギのエネルギ振幅であって前記振動要素の共鳴周波数におけるエネルギ振幅を示すパラメータを、前記オーディオ出力信号に基づいて、決定するように構成されるパラメータ決定モジュール；
    前記パラメータに基づいて前記オーディオ入力信号を制御するように構成される制御モジュール；及び
    前記パラメータに基づいて、前記対象に対して推奨される処置が順守されている程度を示す忠実性メトリックを決定するように構成される忠実性モジュール；
    を有し、前記超音波エネルギのエネルギ振幅は、噴霧化された薬の供給を制御するためのフラップバルブの位置に応じて変化し、前記コンピューティングデバイスは、前記フラップバルブの閉塞に応じて、前記呼吸薬物デリバリーデバイスに提供される電力が減少するように、前記オーディオ入力信号を前記パワーサブシステムに提供する請求項１に記載のシステム。
  3. 前記パラメータ決定モジュール、前記制御モジュール、及び/又は、前記忠実性モジュールのうちの１つ以上が前記コンピューティングデバイスに含まれる、請求項２に記載のシステム。
  4. 前記コンピューティングデバイスは、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯用コンピュータ、ネットブック、タブレット、スマートフォン、ワイヤレス電話、携帯用電子装置、携帯用通信装置、ディジタルカメラ、又はゲームコンソールである、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記コンピューティングデバイスは：
    前記呼吸薬物デリバリーデバイスの動作のために１つ以上の制御機能を提供すること；及び
    呼吸薬物デリバリーデバイスに関する忠実性メトリックの監視を行うこと；
    のうちの１つ以上を行うように構成され、前記忠実性メトリックは前記対象に対して推奨される処置が順守されている程度を示す、請求項１に記載のシステム。
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