KR20160052679A - 분무기를 구동하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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벤자민 모리스 고든
스티븐 데이비드 가드너
매튜 제임스 하예스
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넥타르 테라퓨틱스
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Abstract

다양한 구성에 있어서, 분무기의 분무기 요소에는 구동 신호와 함께 전력이 제공될 수 있다. 구동 신호의 위상 오프셋이 측정될 수 있다. 위상 델타가 판단될 수 있다. 위상 델타는 목표 위상 오프셋과 측정된 위상 오프셋 사이의 차이를 나타낼 수 있다. 목표 위상 오프셋은 구동 신호의 전류와 구동 신호의 전압 사이의 제로가 아닌 목표 위상 차이를 나타낼 수 있다. 구동 신호의 주파수는 위상 델타를 감소시키도록 변화될 수 있다.

Description

분무기를 구동하는 시스템 및 방법{System And Methods For Driving Nebulizers}
본 발명의 실시예들은 분무기(nebulizer)에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 분무기를 위한 가변 주파수 구동부의 사용에 관한 것이다.
약품을 환자에게 투약하기 위하여 다양한 과정들이 제안되었다. 일부 약품 투약 과정들에서 약품은 액체이고 환자가 흡입하는 미세한 액체 액적의 형태로 분배된다. 환자는 폐 조직을 통하여 흡수하도록 약품을 흡입할 수 있다. 더욱이, 무화된 안개를 형성하는 액적들은 폐의 작은 기도를 통하여 이동하도록 매우 작을 필요성이 있을 수 있다. 그러한 안개는 분무기에 의해서 형성될 수 있다.
본 발명의 목적은 액체인 약품등을 분무하는 분무기를 제공하는 것이다.
일부 실시예들에서, 분무기의 분무기 요소를 구동하는 방법이 제시된다. 상기 방법은 분무기의 분무기 요소에 구동 신호와 함께 전력을 공급하는(energizing)하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 구동 신호의 위상 오프셋(phase offset)의 측정을 포함할 수 있다. 위상 오프셋은 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 위상 차이를 나타낼 수 있다. 상기 방법은 구동 신호의 측정된 위상 오프셋에 기초하여, 분무기 요소에 전력을 제공하는 구동 신호 주파수를 조정함으로써 구동 신호의 위상 오프셋이 미리 정해진 위상 오프셋의 쓰레숄드 범위내에 유지되도록 하는 것을 포함할 수 있다.
그러한 방법의 실시예들은 다음중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 방법은 시간에 걸친 구동 신호 주파수에서의 변화에 기초하여 구동 신호의 전압 크기 조정을 포함할 수 있다. 전압 크기는 미리 정해진 전압 크기의 표(table)에 기초하여 조정될 수 있다. 표는 분무기의 저장부에 저장된 액체의 유형에 기초하여 선택될 수 있다. 구동 신호로써 분무기의 분무기 요소에 전력을 제공하는 것은 액체가 무화될 수 있게 한다. 액체는 약품일 수 있다.
일부 실시예들에서, 분무기의 분무기 요소를 구동하는 방법이 제시된다. 상기 방법은 구동 신호와 함께 분무기의 분부기 요소에 전력을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 구동 신호의 위상 오프셋을 측정하는 것을 포함할 수 있다. 위상 오프셋은 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 위상 차이를 나타낼 수 있다. 상기 방법은 위상 델타(phase delta)를 판단하는 것을 포함할 수 있다. 위상 델타는 목표 위상 오프셋과 측정 위상 오프셋 사이의 차이를 나타낼 수 있다. 목표 위상 오프셋은 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 제로가 아닌 목표 위상 차이를 나타낼 수 있다. 상기 방법은 위상 델타를 감소시키도록 구동 신호의 주파수를 변화시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 방법의 실시예들은 다음들중 하나 이상을 포함할 수 있다: 위상 델타 값을 감소시키도록 구동 신호의 주파수를 변화시키는 것은 다음중 하나를 포함할 수 있다: 고 이득 모드(high gain mode)에서 쓰레숄드 위상 델타보다 작도록 위상 델타를 감소시키기 위하여 구동 신호의 주파수를 변화시킴; 위상 델타가 쓰레숄드 위상 델타보다 작다는 것을 판단; 위상 델타가 제 1 쓰레숄드 위상 델타보다 작다는 판단에 적어도 부분적으로 응답하여, 저 이득 모드(low gain mode)에서 위상 델타를 감소시키도록 구동 신호의 주파수를 변화시킴;을 포함한다. 저 이득 모드는 고 이득 모드보다 작은 주파수 변화를 초래할 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로서, 그러한 방법의 실시예들은 다음들중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 방법은 분무기 요소의 임피던스 측정을 포함할 수 있다. 저 이득 모드에서 구동 신호의 주파수를 변화시키는 것은 임피던스 쓰레숄드를 초과하지 않는 분무기 요소의 임피던스에서 조정되는 것이다. 상기 방법은 위상 오프셋의 경사(slope)를 판단하는 것을 포함할 수 있다. 저 이득 모드에서 구동 신호의 주파수를 변화시키는 것은 음(negative)이 되는 위상 오프셋의 경사에서 조정될 수 있다. 위상 델타 쓰레숄드는 5 도 또는 그 미만일 수 있다. 상기 방법은 시간에 걸친 구동 신호 주파수의 변화에 기초하여 구동 신호의 전압 크기를 조절하는 것을 포함할 수 있다. 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 목표 위상 오프셋은 25 도 내지 35 도 사이일 수 있다. 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 목표 위상 차이는 30 도 일 수 있다. 분무기의 분무기 요소에 구동 신호와 함께 전력을 제공하는 것은 액체가 무화되게 할 수 있다. 액체는 약품일 수 있다.
일부 실시예들에서, 분무기 시스템이 제시된다. 분무기 시스템은 무화되어야 하는 액체를 유지하도록 적합화된 액제 저장부를 포함할 수 있다. 분무기 시스템은 분무기를 포함할 수 있으며, 이것은 복수개의 통공들을 가진 요소를 포함한다. 상기 요소는 액체 저장부로부터 배출된 액체를 무화시키도록 진동되게끔 구성된다. 요소는 구동 신호에 의하여 구동될 수 있다. 분무기 시스템은 구동부를 포함할 수 있다. 구동부는 주파수 발생기를 포함할 수 있다. 구동부는 구동 신호의 위상 오프셋을 측정하도록 구성된 위상 변이 검출기를 포함할 수 있다. 위상 오프셋은 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 위상 차이를 나타낼 수 있다. 구동부는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 위상 델타를 판단하도록 구성될 수 있다. 위상 델타는 목표 위상 오프셋과 측정 위상 오프셋 사이의 차이를 나타낼 수 있다. 목표 위상 오프셋은 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 제로가 아닌 목표 위상 차이를 나타낼 수 있다. 프로세서는 위상 델타를 감소시키도록 주파수 발생기에 의해 구동 신호 출력의 주파수를 변화시키도록 구성될 수 있다.
분무기 시스템의 실시예들은 다음중 하나 이상을 포함할 수 있다. 위상 델타를 감소시키도록 주파수 발생기에 의해 구동 신호 출력의 주파수를 변화시키게끔 구성된 프로세서는 프로세서가 다음과 같이 구성됨을 포함할 수 있다: 고 이득 모드에서 쓰레숄드 위상 델타보다 작게 위상 델타를 감소시키도록 주파수 발생기에 의해 구동 신호 출력의 주파수를 변화시키고; 위상 델타가 쓰레숄드 위상 델타보다 작음을 판단하고; 위상 델타가 제 1 쓰레숄드 위상 델타보다 작다는 판단에 적어도 부분적으로 응답하여, 저 이득 모드에서 위상 델타를 감소시키도록 주파수 발생기에 의하여 구동 신호 출력의 주파수를 변화시킨다. 저 이득 모드는 고 이득 모드보다 작은 주파수 변화를 초래할 수 있다. 프로세서는 분무기 요소의 임피던스를 계산하도록 더 구성될 수 있다. 저 이득 모드에서 주파수 발생기에 의해 구동 신호 출력의 주파수를 변화시키는 프로세서는 임피던스 쓰레숄드 미만인 분무기 요소의 임피던스상에서 조정될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로서, 그러한 분무기 시스템의 실시예들은 다음중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다: 프로세서는 위상 오프셋의 경사를 판단하도록 더 구성될 수 있다. 저 이득 모드에서 주파수 발생기에 의해 구동 신호 출력의 주파수를 변화시키는 프로세서는 음(negative)이 되는 위상 오프셋의 경사상에서 조정될 수 있다. 위상 델타 쓰레숄드는 5 도 또는 그 미만일 수 있다. 프로세서는 시간에 걸친 구동 신호의 주파수 변화에 기초하여 구동부에 의해 구동 신호 출력의 전압 크기를 조정하도록 더 구성될 수 있다. 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 목표 위상 오프셋은 25 도와 35 도 사이일 수 있다. 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 목표 위상 차이는 30 도 일 수 있다. 분무기의 분무기 요소에 구동 신호와 함께 전력을 제공하는 것은 액체가 무화될 수 있게 한다. 액체는 약품일 수 있다.
본 발명의 특성 및 장점에 대한 더 이상의 이해는 다음의 도면을 참조함으로써 이루어질 수 있다. 첨부된 도면에서, 유사한 구성 요소들 또는 특징들은 동일한 참조 번호를 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 다양한 구성 요소들은 유사한 구성 요소들을 구분하는 제 2 참조 번호가 제 1 참조 번호를 따름으로써 구분될 수 있다. 오직 제 1 참조 번호가 상세한 설명에서 이용된다면, 제 2 참조 번호에 무관하게 제 1 참조 번호를 가진 유사한 구성 요소들중 그 어느 것에도 설명이 적용 가능하다.
도 1a 는 분무기의 단순화된 실시예를 도시한다.
도 1b 는 구동부 유닛을 가진 분무기의 단순화된 실시예를 도시한다.
도 1c 는 통합된 구동부 유닛을 가진 휴대형 분무기(handheld nebulizer)의 단순화된 실시예를 도시한다.
도 1d 는 벤틸레이터(ventilator)가 통합된 분무기를 도시한다.
도 2 는 분무기가 결합된 구동부의 단순화된 실시예를 도시한다.
도 3 은 구동부로써 분무기를 구동하는 방법을 도시한다.
도 4 는 분무기 요소의 공진 주파수를 초기에 판단하는 방법을 도시한다.
도 5 는 전류 공진 주파수에서 분무기 요소의 진동을 유지하도록 공진 주파수 추적기를 이용하여 구동부에 의해 주파수 출력을 조절하는 단순화된 방법을 도시한다.
도 6 은 분무기가 결합된 구동부의 다른 실시예를 도시한다.
도 7 은 상이한 전압 주파수에서 구동 신호로 여기될 때 분무기 요소의 위상 오프셋 및 임피던스를 도시하는 그래프의 실시예를 도시한다.
도 8 은 분무기 구동 신호의 위상 오프셋을 유지하는 방법의 실시예를 도시한다.
도 9 는 분무기 구동 신호의 위상 오프셋을 설정 및 유지하기 위한 방법의 실시예를 도시한다.
분무기를 구동하기 위한 신규한 구성의 구현을 위하여 장치, 시스템 및 방법이 설명된다. 분무기의 공진 주파수 또는 (위상에 기초할 수 있는) 다른 공진 주파수를 벗어난 주파수(off-resonance frequency)에서 분무기를 구동하는 다양한 실시예들이 제시된다. 일부 실시예들에서, 액체가 약품 저장부로부터 비워지면서 음의 바이어스 압력(저장부 안의 압력이 저장부 밖의 압력보다 낮음을 의미한다)을 전개시킬 수 있는 밀봉된 약품 저장부들을 가진 분무기들이 제시된다. 여기에 설명된 실시예들은 분무기 요소를 구동하는데 이용되는 신호의 전류와 전압 사이의 위상 오프셋이 유지되도록 분무기 요소를 공진에서 이탈된 상태(off-resonance)로 구동하는 것에 관한 것이다. 예를 들어, 분무기 요소가 공진에서 이탈된 작동 주파수에서 구동되도록, 구동 신호의 전류와 전압 사이의 제로가 아닌 위상 오프셋이 유지될 수 있다. 미리 정해진 위상 오프셋과 관련된 작동 주파수가 분무기 요소를 구동하는데 사용되도록, (구동 신호의 주파수가 변화될 때) 위상의 경사(slope) 및/또는 임피던스의 경사를 포함하는 다양한 조건들이 충족될 필요가 있을 수 있다. 최대 및/또는 최소 임피던스 쓰레숄드(impedance threshold)와 같은, 추가적인 조건들이 추가적으로 또는 대안으로서 충족될 필요가 있을 수 있다.
분무기의 약품 저장부안에 음의 바이어스 압력(negative bias pressure)을 생성함으로써, 분무기의 효율이 증가될 수 있고, 따라서 음의 바이어스 압력이 없는 비교 가능 조건에서보다 더 작고 더 일관된 액적 크기들을 가질 수 있으면서, 액체의 더 많은 액체 유량이 무화될 수 있다. 그러한 바이어스 압력은 약품 저장부를 밀봉함으로써 생성될 수 있다. (약품의 체적을 대체하도록 진입하는 공기의 양이 거의 없이) 액체 약품이 약품 저장부로부터 배출되면서, 외부 대기압과 비교하여 음의 바이어스 압력이 저장부 안에 생성될 수 있다. 음의 바이어스 압력은 안개의 일관된 크기를 가진 액적들의 유지를 보조할 수 있지만, 음의 바이어스 압력은 압력이 감소되므로, 분무기로부터의 액체의 유량은 증가될 수 있고 그리고/또는 분무기 요소의 공진 주파수는 변이될 수 있다.
음의 바이어스 압력에 의해 야기되는 유량의 증가는 약품의 잘못된 투입이 환자에게 전달되는 것에 이를 수 있고 그리고/또는 부적절한 액적 크기의 발생에 이를 수 있다. 그러한 부적절한 액적 크기는 액적이 어떻게 인체에 흡수되는지를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 만약 환자가 너무 큰 액적을 들이마시면, 액적은 환자의 폐 조직으로 깊숙하게 전파될 수 없으며, 오히려 액적들이 환자의 넓은 기도 안에 모일 수 있다. 이것은 환자가 약품 액적을 적절하게 흡수하는 것을 방해할 수 있다.
유량의 변동은 공진 주파수에서 또는 공진 주파수에 가깝게 작동하도록 시도함으로써 추가적으로 또는 번갈아서 야기될 수 있다. 분무기 요소가 공진 주파수에서 진동하는 동안 제 1 유량이 구현될 수 있는데 반해, 만약 분무기 요소의 공진 주파수가 변화되면, 제 1 유량 보다 낮을 수 있는 제 2 유량은 분무기 요소가 공진에서 이탈하여 진동될 때 결과될 수 있다. 따라서, 만약 분무기 요소가 공진 주파수로 진동하지만 공진 주파수가 변화되면, 분무기 요소로부터의 유량을 모니터하고, 유지하고 그리고/또는 예측하는 것이 곤란할 수 있다.
액적은 분무기 요소에 의하여 약품 저장부내의 액체의 저장된 양으로부터 만들어질 수 있다. 분무기 요소는 다수의 작은 구멍들을 가질 수 있다. 파형(waveform)과 같은, (구동 신호로 지칭되는) 전기 신호가 분무기 요소에 가해질 때, 분무기 요소는 수신된 파형(waveform)의 주파수로 진동될 수 있거나 또는 그에 가깝게 진동될 수 있다. 진동하는 동안, 분무기 요소는 액체의 양이 요소의 구멍들을 통과할 수 있으며 공중에 떠 있는 액적을 형성한다. 분무기 요소는 분무기 요소의 공진 주파수로 진동하거나 또는 공진 주파수에 가깝게 진동할 때 보다 효율적으로 기능할 수 있고 일관된 액적 크기를 생성할 수 있다.
분무기 요소는 공진 주파수에 가깝게 구동될 수 있거나 또는 공진 주파수에서 이탈된 일부 다른 주파수로 구동될 수 있다. 공진 주파수로 작동하기 보다, 공진 주파수에 가깝게 또는 공진 주파수에서 이탈된 일부 다른 주파수로 구동하는 것은 소망스러운 작동 특성을 초래할 수 있다. 공진에서 이탈되게 분무기 요소를 구동하는 것은 공진 주파수로 분무기 요소를 구동하도록 시도하는 것보다 더 일관된 유량의 무화 액체(atomized liquid)를 제공할 수 있다. 분무기 요소의 공진 주파수로 직접 구동하는 것이 무화 액체의 더 높은 유량을 초래할 수 있는 반면에, 변화하는 인자들에 기인하여 분무기 요소의 진동을 공진으로 정확하게 유지하는 것이 곤란할 수 있으며, 상기 변화하는 인자들은 작동중에 감소하는 저장부내 액체의 양, 작동중에 변화하는 저장부의 바이어스 압력, 분무기 요소상에서 형성될 수 있는 거품, 무화되고 있는 액체의 특성들 및/또는 변화하는 분무기 요소의 온도를 포함한다. 그러한 변화하는 인자들은 증가하거나 또는 감소하는 분무기 요소의 하나 이상의 공진 주파수들을 초래할 수 있다. 그와 같은 것에 의하여, 공진 주파수에서 구동되도록 시도되는 분무기 요소는 무화된 액체 유량의 예측 가능성을 덜 가질 수 있으며, 이는 분무기 요소의 공진 주파수가 변화될 때 분무기 요소가 때때로 공진을 이탈하여 구동되기 때문이다. 오히려, 보다 예측 가능한 유량은 구동 신호의 전류와 전압 사이의 일정한 위상 오프셋 또는 거의 일정한 위상 오프셋을 가진 작동 주파수에서 분무기 요소를 의도적으로 공진으로부터 이탈되게 구동함으로써 얻어질 수 있다.
분무기 요소를 여기시키는데 이용된 구동 신호의 전류와 전압 사이에 위상 오프셋이 없을 때 분무기 요소는 공진 주파수에서 구동되는 것으로 간주될 수 있다. 분무기 요소를 공진 주파수에서 이탈되게 구동하는 것이 몇가지 이유 때문에 소망스러울 수 있는데, 상기 이유에는 만약 분무기 요소의 공진 주파수가 (분무기의 변화하는 작동 조건과 같은 이유로) 드리프트(drift)한다면, 분무기 요소로부터의 무화된 액체의 유량이 덜 가변적이라는 점이 포함된다. 공진을 벗어난 주파수에서, 구동 신호의 전류와 전압 사이의 위상 오프셋이 존재할 수 있다. 예를 들어, 구동 신호의 전압 파형과 전류 파형 사이에서 30 도의 위상 오프셋을 가지고 공진을 이탈하여 분무기 요소를 구동하는 것은, 분무기 요소가 구동 신호의 전압과 전류 사이에 위상 오프셋 없이 공진 주파수로 구동되도록 시도되었던 것보다 더욱 일관된 무화(consistent atomization)를 생성할 수 있다. 공진에서 이탈된 주파수의 구동 신호를 유지하는 것은 밀봉된 약품 저장부가 이용되는지 여부에 무관하게 유용할 수 있다.
밀봉된 약품 저장부를 참조하면, 약품 저장부 안의 음의 바이어스 압력이 변화하므로 (예를 들어, 약품 저장부 안의 압력과 약품 저장부 밖의 주위 압력 사이의 커다란 차이가 형성되므로), 분무기 요소의 공진 주파수가 변화될 수 있다. 분무기 요소를 그것의 공진 주파수에서 진동하게끔 유지하기 위하여, 분무기 요소를 구동하는데 이용된 파형의 주파수를 변화시킬 필요가 있을 수 있다. 마찬가지로, 약품 저장부내 음의 바이어스 압력이 변화할 때 구동 신호의 전류 파형과 전압 파형 사이의 특정 오프셋에서의 주파수가 변화될 수 있다. 분무기 요소를 소망의 위상 오프셋에서 진동되게 유지하기 위하여, 분무기 요소를 구동하는데 이용된 파형(waveform)의 주파수를 변화시킬 필요가 있을 수 있다.
따라서, 액체가 분무기의 작동중에 배출되면서 약품 저장부 안에 음의 바이어스 압력이 발생되면, 분무기 요소를 구동하는데 이용된 파형의 크기 및 주파수는 변화될 필요성이 있을 수 있으며, 이는 액체 약품의 일관된 도징(dosing) 및 일관된 액적 크기를 유지하는 것을 포함하는, 분무기 요소의 효율적인 작동을 유지하기 위하여 약품 저장부 안의 음의 바이어스 압력이 변화되기 때문이다.
명확하게 하도록, 밀봉된 저장부는 액체가 약품 저장부로부터 배출될 때 공기가 저장부로 진입하는 것을 억제하는 저장부를 지칭한다. 그러나, 분무기 요소에 있는 구멍들을 통하여 공기가 밀봉된 약품 저장부에 진입하는 것은 여전히 가능할 수 있다. 음의 바이어스 압력이 클수록 (즉, 외부 환경의 압력과 약품 저장부내 압력 사이의 차이가 클수록), 분무기 요소의 구멍들을 통하여 공기가 더 빠르게 진입할 수 있다.
도 1a 는 가능한 분무기 (100-a)의 실시예를 도시한다. 분무기(100-a)는 분무기 요소(110), 약품 저장부(120), 헤드 공간(130), 인터페이스(140) 및 캡(cap 150)을 포함할 수 있다. 분무기 요소(110)는 압전 링을 포함할 수 있는데, 이것은 전기 전압이 링에 가해질 때 팽창 및 수축할 수 있다. 분무기 요소(110)는 진동하는 분무기 요소일 수 있다. 압전 링은 분무기 요소(110)의 관통된 멤브레인에 부착될 수 있다. 상기 관통된 멤브레인은 그것을 통하여 다수의 구멍들을 가질 수 있다. 전기 전압이 압전 링에 가해질 때, 이것은 멤브레인이 움직이고 그리고/또는 굽혀지게 할 수 있다. 그러한 멤브레인의 움직임은 액체와 접촉하고 있으면서 액체의 무화(atomization)를 야기할 수 있다 (다르게는 aerosolization 으로 지칭됨).
통상적으로 액체 약품인 액체의 공급은 약품 저장부(120)에서 유지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 약품 저장부는 부분적으로 액체 약품으로 채워진다. 액체 약품은 무화되므로, 약품 저장부(120)내에 남아 있는 액체 약품의 양은 감소될 수 있다. 약품 저장부(120)내의 액체 약품의 양에 따라서, 저장부의 일부에만 액체 약품이 채워질 수 있다. 약품 저장부(120)의 남은 부분에는 공기와 같은 기체가 채워질 수 있다. 이러한 공간은 통상적으로 헤드 공간(head space 130)으로 지칭된다. 인터페이스(140)는 액체 저장부(120)와 분무기 요소(110) 사이에서 액체 약품의 양을 전달하는 역할을 할 수 있다.
분무기 및 상기 분무기와 관련된 기술은 미국 특허 US 5,164,740; US 5,938,117; US 5,586,550; US 5,758,637;US 6,014,970;US 6,085,740;US 6,235,177; US 6,615,824; US 7,322,34 에 전체적으로 개시되어 있으며, 상기 개시 내용은 참고의 목적으로서 본원에 포함된다.
밀봉된 약품 저장부를 가진 분무기는 대형 시스템의 일부일 수 있다. 도 도 1b 의 실시예는 그러한 분무기 시스템(100-b)을 도시한다. 도 1b 는 구동부(152)에 연결된 밀봉 약품 저장부를 가진 분무기(151)를 도시한다. 도 1b 에 도시된 밀봉 분무기는 도 1a 의 분무기일 수 있거나, 또는 어떤 다른 분무기일 수 있다. 구동부(152)는 분무기(151)상의 분무기 요소의 진동의 크기 및 비율을 제어할 수 있다. 구동부(152)는 케이블(153)을 통하여 분무기(151)의 요소에 연결될 수 있다. 구동부(152)는 분무기(151)의 분무기 요소에 제공된 신호의 주파수 및 전압을 조정할 수 있다. 신호의 전압 및 주파수의 조정은 분무기(151)의 분무기 요소의 공진 주파수에 기초할 수 있다. 그러한 신호는 음(negative)의 바이어스 압력(bias presssure)의 크기에 따라서 변화될 수 있다.
분무기의 일부 다른 실시예들에서, 구동부는 분무기를 가진 휴대용 유닛(handheld unit)으로 포함될 수 있다. 도 1c의 분무기(100-c)는 일체화된 구동부를 가진 휴대용 분무기의 실시예를 도시한다. 분무기(100-c)는 케이스(155), 마우스피스(mouthpiece, 160), 방아쇠 버튼(165) 및, 전기 플러그(169)를 포함할 수 있다. 케이스(155)는 분무기(예를 들어, 도 1a 의 분무기(100-a)) 및 구동부(예를 들어, 도 1b 의 구동부(152))의 다른 실시예들에 있는 요소들 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 따라서, 케이스(155)내부에 포함된 것은 밀봉된 약품 저장부 및/또는 전기 신호 발생 장치이며, 상기 전기 신호는 상기 약품 저장부내에 저장된 액체를 무화시키는 요소를 진동시키도록 전압 크기 및 주파수를 가진다. 무화된 액체 약품을 수용하는 사람은 그의 입을 마우스피스(160)에 대고 호흡할 수 있다. 무화된 액체 약품을 수용하는 사람이 호흡하는 동안, 사용자는 방아쇠 버튼(165)을 눌러서 액체 무화를 개시하는 요소를 시동시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 분무기(100-c)는 센서를 포함하며, 상기 센서는 사람이 호흡하는 때를 검출함으로써 방아쇠 버튼(165)의 필요성 없이 요소의 진동을 일으킨다.
분무기(100-c)는 또한 전기 플러그(169)를 포함할 수 있다. 전기 플러그(169)는 전기 아울렛에 연결되어 분무기(100-c)에 전력을 공급한다. 분무기(100-c)는 배터리를 포함할 수 있으며, 그에 의하여 분무기(100-c)를 사용하지 않을 때 전기 플러그(169)는 전기 아울렛에 연결될 수 있어서, 배터리가 충전될 수 있다. 대안으로서, 분무기(100-c)의 일부 실시예들에서, 분무기(100-c)가 사용자에 의해 사용중인 동안 전기 플러그(169)는 전기 아울렛에 연결될 필요가 있다. 일부 실시예들에서, 분무기(100-c)는 교체 가능한 배터리를 그것의 전원으로서 사용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 분무기는 벤틸레이터(ventilator)와 관련되어 작동될 수 있다. 도 1d 의 분무기 시스템(100-d)은 무화된 액체 약품을 벤틸레이터(170)를 통해 사용자(176)에 제공하는 분무기(178)를 도시한다. 벤틸레이터(170)는 사용자(176)가 호흡하기에 적절한 공기를 공급할 수 있다. 벤틸레이터(170)는 호흡을 모방하도록 공기를 사용자(176)의 허파로 강제하고 다음에 공기를 배출시켜서 사용자(176)의 호흡을 보조할 수 있다. 사용자(176)가 벤틸레이터(170)를 사용중인 동안, 사용자(176)에게 액체 약품과 같은 무화된 액체를 제공할 필요가 있을 수 있다.
분무기(178)는 캡(180)에 의해 밀봉된 약품 저장부(186)에 연결될 수 있다. 약품 저장부(186)는 액체 약품(182)의 양을 포함할 수 있다. 이러한 액체 약품은 액체 약품이 분무기(178)에 의해 무화될 때 분무기(178)로 전달될 수 있다. 액체 약품이 무화되므로, 액체 약품(182)은 약품 저장부(186)로부터 배출되어, 헤드 공간(184)의 체적을 증가시킨다. 헤드 공간(headspace, 184)은 공기를 포함할 수 있다. 헤드 공간(184)은 체적이 증가될 수 있지만, 액체 약품(182)으로서의 압력이 감소될 수 있으며, 이는 약품 저장부(186)가 헤드 공간(184)으로의 공기를 허용하지 않거나 또는 최소한으로 허용하기 때문이다. 일부 실시예들에서, 약품 저장부(186)는 밀봉되지 않을 수 있으며; 그에 의해서 압력이 일정하게 유지될 수 있다.
구동부(172)는 도 1b 의 구동부(152)와 같은 구동부일 수 있으며 (또는 일부 다른 구동부를 나타낼 수 있다), 신호를 분무기(178)로 전달할 수 있다. 이러한 구동 신호는 분무기(178)의 요소의 진동을 제어할 수 있다. 분무기(178)는 공기 및 무화된 액체 약품을 사용자(176)에게 전달하는데 이용되는 튜브(179)에 부착될 수 있다. 튜브(179)는 사용자(176)의 입 및/또는 코를 덮는 마스크(174)에서 끝날 수 있다. 공기 및 무화된 액체 약품은 사용자(176)의 기도에 진입할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d 에 도시된 것과 같은 분무기는 도 2 에 도시된 것과 같은 구동부와 연결될 수 있다. 도 2 는 분무기 시스템(200)의 단순화된 블록 다이아그램을 도시한다. 분무기(260)는 도 1a 의 분무기(100-a) 일 수 있거나, 또는 도 1b 내지 도 1d 또는 참조된 출원에 있는 것과 같은 분무기의 일부 다른 형태를 나타낼 수 있다. 분무기는 케이블(270)을 통하여 구동부에 연결될 수 있다. 구동부(210)는 도 1b 의 구동부(152)일 수 있거나, 또는 일부 다른 구동부일 수 있다. 케이블(270)은 분무기(260)의 요소를 구동시키도록 구동부(210)가 케이블(270)을 통하여 (전압의) 변화하는 주파수 및 크기의 전기 파형 신호(구동 신호)를 송신할 수 있게 한다.
구동부(210)는 증폭기(230), 전류 위상 변이 검출기(240), 공진 주파수 추적기(220) 및, 전압 프로파일(voltage profile, 250)을 포함할 수 있다. 분무기(260)로 공급되는 전류와 증폭기(230)에 의해 발생되는 전압 사이의 위상 변이에 기초하여, 분무기 요소의 공진 주파수가 판단될 수 있다. 공진 주파수로부터, 분무기의 약품 저장부 안의 음의 바이어스 압력(negative pressure)이 판단될 수 있고, 분무기(260)를 구동하는 전기 파형 신호의 주파수 및/또는 크기(magnitude)가 조정될 수 있다.
공진 주파수의 판단은 전류 위상 변이 검출기(240)를 이용하여 달성될 수 있다. 전류 위상 변이 검출기(240)는 분무기(260)에 대한 증폭기(230)에 의한 전류 출력의 위상과 분무기(260)에 대한 증폭기(230)에 의한 전압 출력의 위상 사이의 위상 변이를 모니터한다. 전류 위상 변이 검출기(240)에 의해 관찰된 전류와 전압 사이의 위상 변이에 기초하여, 증폭기(230)가 분무기(260)의 요소를 구동하는 전기 파형 신호의 전류와 전압 사이에서 일정하거나 또는 거의 일정한 위상 변이를 가진 전기 파형 신호를 출력하도록, 공진 주파수 추적기(220)는 출력 파형을 증폭기(230)로 출력한다. 전기 파형 신호의 전류와 전압 사이에서 일정한 (또는 거의 일정한) 위상 변이를 가지는 전기 파형 신호는, +/- 0.5 도(degree) 또는 +/- 1 도와 같은, 소망의 위상 변이의 쓰레숄드 범위(threshold range) 내에서 유지되는 위상 변이를 참조할 수 있다. 일정하거나 또는 거의 일정한 위상 신호를 유지하도록, 구동 신호의 주파수는 분무기 변화의 작동 조건으로서 조정될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 작동하는 동안, 공진 주파수(비 공진(off-resonant) 주파수에서의 위상 오프셋)는 변화될 수 있다. 따라서, 일정하거나 또는 거의 일정한 위상 오프셋을 유지하도록, 구동 신호의 주파수는 증가되거나 또는 감소될 수 있다. 이러한 일정하거나 또는 거의 일정한 위상 오프셋은 액체가 분무기 요소에 의해 분무되고 있는 동안과 같은 시간의 일정한 기간 동안 유지될 수 있다.
액체가 무화되고 약품 저장부내 바이어스 압력이 변화되므로, 분무기 요소의 공진 주파수는 변화될 수 있다. 더욱이, 분무기(260)의 밀봉된 약품 저장부 안의 바이어스 압력 이외의 인자들이 분무기 요소의 공진 주파수를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 분무기 요소의 온도, 분무기 요소상의 과잉 액체 및/또는 분무기 요소에 대한 손상은 분무기 요소 공진 주파수에서의 변이를 일으킬 수 있다. 그러나, 작동하는 동안 분무기 요소의 공진 주파수에서의 변화는 일반적으로 분무기의 약품 저장부 안의 바이어스 압력의 변이에 기인한다는 점이 일반적으로 받아들여질 수 있다.
공진 주파수 및/또는 공진 주파수에서의 측정된 변화는 공진 주파수 추적기(220)에 의해 전압 프로파일(voltage profile, 250)로 송신될 수 있다. 전압 프로파일(250)은 특정의 공진 주파수에서 분무기 요소로 적용되는 전압의 적절한 크기를 결정하는데 사용될 수 있어서 무화된 액체의 일관된 액적 크기 및 도징(dosing)을 유지한다. 일부 실시예들에서, 전압 프로파일(250)은 실험적으로 집적된 데이터의 표를 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 공진 주파수는 표 안에서 위치를 찾을 수 있는데, 증폭기(230)가 출력해야 하는 전압의 적절한 크기를 지정하는 대응 아날로그 신호 또는 디지털 신호를 증폭기(230)로 출력한다. 예를 들어, 특정 공진 주파수가 공진 주파수 추적기(220)에 의해 측정될 때 증폭기(230)로 통신될 수 있는 미리 결정된 전압 크기를 표가 포함할 수 있다. 전압 프로파일(250)은 그래프의 값으로 표현될 수도 있으며, 여기에서 x 축은 공진 주파수 추적기(220)에 의해 발생된 파형의 주파수이고, y 축은 증폭기(230)로 공급되어야 하는 적절한 전압 크기를 나타냄으로써 증폭기(230)는 정확한 크기의 전기 신호를 출력한다.
전압 프로파일(250)에 대하여 가능한 값들의 한가지 세트들에 대한 개략적인 설명은, 분무기 요소의 공진 주파수가 증가하면서, 분무기에 대한 전기 신호 출력의 소망되는 진폭은 감소한다는 점이다. 특정의 쓰레숄드에서, 공진 주파수가 계속 증가하면, 전압은 전압 프로파일(250)에 의해 최소 레벨에서 유지될 것이다. 전압 프로파일(250)의 일부 실시예들에서, 증폭기(230)로의 신호 출력은 공진 주파수 추적기(220)에 의해 공급되는 공진 주파수를 이용하는 계산에 기초하여 결정된다.
전압 프로파일은 분무기의 약품 저장부안의 상이한 액체들의 특성(예를 들어, 표면 장력)들을 수용하도록 변경되거나 조정될 필요가 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 아미카신(Amikacin)과 같은 액체 약품이 이용된다. 다른 실시예들에서, 상이한 액체 약품 또는 (약품이 아닐 수 있는) 액체가 이용된다. 일부 실시예들에서, 오직 하나의 전압 프로파일만이 다수의 액체들 또는 액체 약품들을 위하여 이용될 필요가 있을 정도로 다수의 액체들 또는 액체 약품들에 필요한 전압 프로파일들이 유사할 수 있다. 전압 프로파일(250)을 변경하거나 또는 교체하는 것은 구동부(210)상의 사용자 인터페이스를 통하여 상이한 액체를 선택하거나 또는 상이한 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어를 구동부(210)로 로딩(loading)하는 것을 포함할 수 있다.
공진 주파수 추적기(220)는 분무기 요소의 현재 결정된 공진 주파수에서의 파형 또는 그에 가까운 파형을 증폭기(230)로 송신할 수 있다. 전압 프로파일(250)은 증폭기(230)에 의해 출력되어야 하는 소망의 전압 진폭을 나타내는 신호를 증폭기(230)로 송신할 수 있다. 전압 프로파일(250)로부터의 이러한 신호는 증폭기(230)의 이득을 제어하는 역할을 할 수 있다. 공진 주파수 추적기(220)로부터의 입력 파형 및 전압 프로파일(250)로부터 수신된 소망의 전압 진폭에 기초하여, 증폭기(230)는 분무기의 통공 플레이트를 구동하는데 이용될 수 있는 출력 전기 신호를 발생시킨다. 증폭기(230)는 가변적인 이득의 선형 파워 증폭기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 가변적인 이득 증폭기 또는 전위차계와 관련하여 고정 이득 파워 증폭기가 이용될 수 있다. 또한, 다양한 다른 증폭기들 또는 증폭기에 기초한 회로들이 분무기(260)를 구동하는 출력 전기 신호를 발생시키도록 이용될 수 있다.
전류 위상 변이 검출기(240)는 공진 주파수 추적기(220)로의 피드백 루프를 형성할 수 있다. 전류 위상 변이 검출기(24)는 증폭기(230)로부터 출력되고 있는 전류의 위상 변이를 판단할 수 있다. 그러한 위상 변이는 공진 주파수 추적기(220)로 송신될 수 있어서, 밀봉된 약품 저장부내의 바이어스 압력이 변화될 때 분무기 요소의 변화하는 공진 주파수에 응답하여, 공진 주파수 추적기(220)가 (만약 위상이 변화되지 않았다면) 출력 신호의 동일한 주파수 신호를 유지하거나, 주파수를 증가시키거나 또는 주파수를 감소시킬 수 있다. 전류 위상 변이 검출기(240)를 통한 피드백은 액체가 무화되고 있는 동안 구동부(210)가 주기적으로 또는 연속적으로 분무기 요소에 대한 전기 신호 출력의 크기 및 주파수를 조정할 수 있게 한다. 이것은 액체 저장부 안의 바이어스 압력의 그 어떤 변화라도 구동부에 의해 연속적으로 조정될 수 있게 한다.
분무기 시스템(200)의 다양한 구성 요소들이 하나 이상의 프로세서들 및/또는 일시적이지 않은 컴퓨터 독출 저장 매체(non-transitory computer readable storage medium)들을 이용하여 구현될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 도 2 를 참조하면, 단일의 프로세서 또는 다중의 프로세서들에 의해 도시된 다양한 구성 요소들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 전압 프로파일(250)은 컴퓨터 독출 저장 매체상에 저장될 수 있고 증폭기(230)로 제공되는 이득을 결정하도록 프로세서에 의해 액세스될 수 있다.
도 2 의 구동부(210)와 같은 구동부는 도 3 의 방법(300)과 같은 방법에 따라서 분무기 요소를 구동할 수 있다. 대안으로서, 방법(300)은 분무기의 일부 다른 구동부를 이용하여 수행될 수 있다. 방법(300)은 도 1a 내지 도 1d 및 도 2 의 분무기와 같은 다양한 다른 분무기를 이용하여 수행될 수 있다. 방법(300)은 분무기 요소에 전력을 제공하고 그리고/또는 록-인 주파수(lock-in frequency)를 판단하도록 이용된 구동 신호의 주파수 및/또는 크기를 조정하도록 이용될 수 있다. 단계(310)에서, 구동부는 전기 신호(또한 구동 신호로 지칭된다)를 가지고 분무기의 요소(또한 통공 플레이트로 지칭된다)를 구동할 수 있다. 전기 신호는 특정의 주파수 및 크기에서 발생되고 있는 파형일 수 있다.
단계(320)에서, 분무기로의 전기 신호 출력의 전압과 전기 신호의 전류 사이의 위상 변이가 측정될 수 있다. 이러한 위상 변이를 이용하여, 단계(330)에서, 분무기 요소의 록-인 주파수가 판단될 수 있다. 구동 신호의 주파수는 록-인 주파수를 결정하도록 조정될 필요가 있을 수 있다. 록-인 주파수(lock-in frequency)는 목표 위상 오프셋(target phase offset)이 발생되는 주파수일 수 있다. 록-인 주파수는 구동 신호의 전류와 전압 사이에서 소망되는 위상 오프셋을 얻도록 분무기 요소가 구동되었던 주파수일 수 있다. 록-인 주파수의 획득은 도 4 와 관련하여 더 설명될 것이다. 이전에 지적된 바와 같이, 분무기의 액체 저장부 안의 음의 바이어스 압력이 변화하고 그리고/또는 분무기 요소의 다른 작동 조건들이 변화하므로, 목표 위상 오프셋이 발생되는 주파수는 시간에 걸쳐서 변이할 수 있다.
단계(340)에서, 단계(320)에서 결정된 주파수로부터, 액체 저장부 안의 바이어스 압력이 단계(340)에서 판단될 수 있다. 일부 실시예들에서, 음의 바이어스 압력에 대한 값은 결정되지 않는다. 일부 실시예들에서, 분무기 요소를 구동하는데 이용된 현재 주파수와 이전에 판단된 록-인 주파수 사이의 주파수 차이값이 판단된다. 그에 의하여, 단계(340)에서 계산된 주파수 차이 값은 주파수 드리프트(frequency drift)의 양을 나타낼 수 있는데, 이것은 소망의 전류-대(對)-전압 위상 오프셋에서 유지되도록 발생되었던 것이다.
단계(350)에서, 분무기 요소를 구동하는데 이용된 전기 신호의 전압의 크기가 판단될 수 있다. 전압 크기는 단계(330)에서 판단된 공진 주파수 및/또는 단계(340)에서 판단된 음의 바이어스 전압을 이용하여 판단될 수 있다. 분무기 요소에 전력을 제공하는데 이용되고 있는 현재 주파수와 록-인 주파수 사이의 차이를 나타내는 주파수 차이 값은 전압 크기를 판단하는데 이용될 수 있다. 공진 주파수, 판단된 주파수 차이값 및/또는 판단된 음의 바이어스 압력은 전압 프로파일의 값들의 표(table)를 참고하는데 이용될 수 있다. 이러한 값들의 표는 분무기 요소를 구동하는 전기 신호를 위해서 사용되어야 하는 전압의 적절한 크기를 지정할 수 있다. 대안으로서, 공진 주파수, 판단된 주파수 차이값 및/또는 판단된 음의 바이어스 압력이 분무기 요소를 구동하는 적절한 전압 크기를 계산하도록 이용될 수 있다. 적절한 크기는 분무기로부터 분배되고 있는 액체의 액적 크기 및 일정한 투약 비율(dosage rate)을 유지하도록 의도된 크기에 대응할 수 있다. 분배되고 있는 액체의 특성에 따라서 계산 또는 표가 변화될 수 있다. 그에 의하여, 분무기 요소에 의해 무화되고 있는 액체의 특성 또는 액체에 따라서 상이한 계산 또는 표가 이용될 수 있다.
단계(360)에서, 분무기 요소를 구동하는 전기 파형 신호는 단계(330)에서 판단된 주파수 및/또는 단계(350)에서 판단된 크기에 따라서 조정될 수 있다. 구동 신호의 작동 주파수는 단계(350)에서 소망의 주파수-대-전압 위상 오프셋을 유지하도록 조정될 수 있다 (예를 들어, 증가되거나 또는 감소될 수 있다). 만약 분무기 요소의 공진 주파수가 변화되지 않았다면 (그리고/또는 소망의 전류-대-전압 위상 오프셋이 변화되지 않았던 주파수가 그러하다면), 분무기 요소를 구동하는 전기 구동 신호의 크기 및/또는 주파수는 변화하지 않을 수 있다. 분무기 요소가 구동부에 의하여 구동되고 있는 동안 방법(300)은 반복될 수 있다.
도 2 의 공진 주파수 추적기(220)와 같은 공진 주파수 추적기는, 도 2 의 분무기(260)의 요소와 같은 분무기 요소의 공진 주파수 또는 공진 주파수에 가까운 주파수에서 구동 신호를 결정하고 유지하도록 다양한 방법으로 이용될 수 있다. 전류-대-전압 위상 오프셋을 유지하는 구동 신호의 주파수를 발생시키도록 다른 형태의 주파수 발생기가 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 6 의 구동부(610)가 이용될 수 있다. 도 4 는 구동 신호의 전압과 전류 사이의 위상 변이(phase shift)에 기초하여 분무기 요소를 구동하는 출력 전기 신호를 조정하고 분무기 요소의 공진 주파수를 결정하는 방법(400)의 실시예를 도시한다. 도 4 의 방법(400)은 도 2 의 공진 주파수 추적기(220)를 이용하여 구현될 수 있거나, 또는 일부 다른 공진 주파수 추적기를 이용하여 구현될 수 있으며, 그것은 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어일 수 있다. 방법(400)은 (전류-대-위상 오프셋에 대응하지 않는) 공진 주파수 또는 (특정의 전류-대-위상 오프셋에 대응하는) 공진에서 벗어난 작동 주파수(off-resonance operating frequency)를 유지하도록 적용될 수 있어서, 선택된 위상 오프셋이 구동 신호의 전류와 전압 사이에 유지된다는 점이 이해되어야 한다. "록-인 주파수(lock-in frequency)"는 소망의 전류-대-전압 위상 오프셋이 초기에 검출되는 구동 신호의 주파수를 지칭한다. 공진 주파수에 대하여, 이러한 전류-대-전압 위상 오프셋은 제로일 수 있고, 공진에서 벗어나서 작동하는 것에 대하여, 전류-대-전압 위상 오프셋은 제로가 아닐 수 있으며, 예를 들어 30 도일 수 있다.
만약 공진 주파수 또는 소망의 전류-대-전압 위상 오프셋을 가진 주파수가 공진 주파수 추적에 의하여 결정되지 않았거나 또는 "록 온(lock on)"되지 않았다면, 방법(400)이 수행될 수 있다. 예를 들어, 만약 구동부가 방금 켜졌거나 또는 활성화되었다면, 또는 새로운 분무기가 구동부 유닛에 부착되었다면, 또는 분무기 요소가 간섭을 받았다면, 또는 분무기 요소가 손상되었다면, 공진 주파수 추적기는 공진 주파수 또는 소망의 전류-대-전압 위상 오프셋을 가진 주파수에 록-온(lock)되지 않을 수 있다.
단계(411)에서, 공진 주파수 추적기는 무한 임펄스 응답 필터(infinite impulse response filter;IIR filter)를 전류 위상 변이 검출기로부터 수신된 위상 신호에 적용할 수 있다. IIR 필터는 아날로그 및/또는 디지털 성분들을 이용하여 구현될 수 있다. 이로부터, 필터링된 위상 값이 얻어질 수 있다. 이러한 필터링된 위상 값은 전류-대-전압 위상 오프셋을 나타낼 수 있다. 이러한 값은 절대값일 수 있다(따라서, 그 값에 붙여진 양의 부호 또는 음의 부호를 가지지 않는다). 일부 실시예들에서, 필터링된 위상 값의 크기를 결정하는데 필요한 성분들은 부호가 붙여진 값을 결정하는 성분들보다 크기를 결정하는데 있어서 더 정확한 경향을 가질 수 있다.
필터 위상 값을 이용하여, 필터링된 위상과 소망의 위상 설정 지점(set point) 사이의 위상 에러(이것은 공진 주파수에 대하여 제로일 수 있거나 또는 공진에서 벗어난 작동에 대하여 제로가 아닐 수 있다)가 단계(412)에서 결정될 수 있다. 결정된 위상 에러 값은 단계(413)에서, 1 초와 같이 미리 정해진 시간의 기간 보다 더 오랜 동안 에러가 미리 정해진 쓰레숄드보다 작은 값이었는지의 여부를 판단하는데 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 시간 길이가 이용되며, 예를 들어 2 초 또는 0.5 초가 이용된다. 또한, 단계(413)에서, 록-인 플래그(lock-in flag)가 설정되었는지 여부가 판단될 수 있다.
만약 미리 정해진 시간 기간보다 오랜 동안 에러가 쓰레숄드 값보다 작았고 록-인 플래그가 설정되지 않았다면, 분무기에 대한 신호 출력의 전류 주파수는 단계(414)에서 록-인 주파수로서 저장된다. 또한 록-인 플래그(lock-in flag)는 록-인 주파수가 단계(415)에서 얻어졌다는 것을 나타내도록 설정될 수 있다. 단계(413)로 복귀하여, 만약 미리 정해진 시간의 기간보다 오래동안 에러가 쓰레숄드 값보다 작다면, 방법(400)은 단계(411)로 진행될 수 있다. 방법(400)이 수행되고 있는 동안, 방법(800) 또는 방법(900)과 같은 다른 방법이 수행될 수 있어서 구동 신호의 주파수를 조정한다. 그와 같은 것에 의해, 방법(400)이 반복될 때, 분무기의 작동 특성에서의 변화 및 구동 신호의 주파수에서의 변화에 기인하여 결과가 변화될 수 있다.
일부 실시예들에서, 추가적인 단계들이 수행되어 전류가 쓰레숄드를 지났는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 만약 전류가 미리 정해진 전류 쓰레숄드보다 낮아진다면, 스위프(sweep)를 다시 시작하여 록-인 주파수의 위치를 찾는 것이 유리할 수 있다. 단계(430)에서, 만약 구동 신호의 평균 전류가 일부 쓰레숄드 전류 값보다 작다면, 구동 신호의 출력 전압 주파수 및/또는 전압 크기는 단계(432)에서 시작 전압 주파수 및 전압 크기로 설정될 수 있다. 단계(434)에서, 공진 주파수 추적기에 의해 결정된 록-인 주파수는 초기 값으로 재설정될 수 있고 록-인 플래그는 제거될 수 있다. 평균 전류가 쓰레숄드 전류 값보다 작지 않다면, 단계(432,434)들은 일부 실시예들에서 수행될 수 없다.
일단 단계(414)의 록-인 플래그가 설정되는 것을 포함할 수 있는 록-인 주파수가 결정되었다면, 다른 방법이 수행될 수 있다. 도 5 는 구동 신호의 전압 크기를 조정하기 위한 방법(500)을 도시한다. 분무기 요소를 소망의 전류-대-전압 위상 오프셋(제로일 수 있거나 제로가 아닐 수 있다)을 가진 주파수에서 진동하게 유지하면서 방법(500)이 수행될 수 있다. 방법(500)은 도 3 의 단계(350)의 보다 상세한 실시예를 나타낼 수 있다. 구동 신호의 현재 주파수와 록-인 주파수 사이의 에러의 양을 나타내는 에러 비율 값(error rate value)은 단계(521)에서 결정될 수 있다.
공진 주파수 추적기에 의해 발생되고 있는 구동 신호의 현재 주파수가 분무기 요소의 록-인 주파수보다 큰지 여부에 대한 판단은 단계(522)에서 이루어질 수 있다. 만약 그러하다면, 단계(523)에서, 출력 전압은 단계(521)에서 결정된 에러 비율 값으로 곱해진 붕괴율(decay rate)에 의해 스케일이 정해질 수 있다. 단계(524)에서의 쓰레숄드 비율보다 높은 비율 및/또는 낮은 비율에서 전압이 변화되지 않도록, 구동 신호의 전압의 변화 비율이 제한될 수 있다. 출력 전압은 단계(525)에서 끝 전압(end voltage)으로 제한될 수 있다. 이것은 출력 전압이 최대 및/또는 최소 쓰레숄드 값을 초과하는 것을 방지할 수 있다. 다음에, 방법(500)은 단계(530)로 진행할 수 있다. 만약 현재 주파수가 단계(522)에서 공진 주파수보다 크지 않다고 판단되면, 구동 신호의 출력 전압은 단계(526)에서 시작 전압으로 설정될 수 있고, 방법(500)은 단계(530)로 진행할 수 있다.
단계(525,526) 이후에, 방법(500)은 분무기 요소로의 전압 출력의 크기를 제어하기 위하여 반복될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법(500)은 단계(530)로 진행될 수 있다. 단계(530)에서, 구동 신호의 전류가 쓰레숄드 전류값보다 작은지의 여부가 판단될 수 있다. 만약 그러하다면, 출력 전압의 크기 및 주파수는 단계(532)에서 시작 전압으로 설정될 수 있고, 록-인 주파수는 단계(534)에서 재설정(reset)될 수 있다.
일부 실시예들에서, 설명된 바와 같이, 분무기 요소를 직접적으로 공진 주파수로 진동시키도록 시도하기 보다는, 만약 분무기가 공진에서 벗어나서 작동된다면 무화되는 액체의 양을 보다 정확하게 제어할 수 있다. 분무기 요소로 송신되는 구동 신호의 전류와 전압 사이 위상 변이가 0 도(zero degree)로써 작동하는 것은 분무기 요소가 공진 주파수에서 진동되고 있음을 나타낼 수 있다. 분무기 구동부에 의하여 전류와 전압 출력 사이에서 0 도의 위상으로 작동되도록 시도하기 보다는, 30 도와 같은 위상 오프셋이 유지될 수 있다. 분무기 요소의 공진 주파수로부터 그러한 위상 변이로 벗어나는 것은 무화된 약품이 보다 정확한 투약으로 환자에게 전달되는 결과를 가져올 수 있다. 예를 들어, 만약 분무기 요소의 공진 주파수가 변화되고 위상 오프셋의 동일한 양이 발생한다면, 무화된 액체의 양은 비공진 주파수(non-resonant frequency)에서 전력을 받고 있는 분무기 요소에서 현저하게 변화하지 않을 수 있다. 그러나, 구동 신호의 전류와 전압 사이의 위상 변이가 0 도(zero degree)일 때 그리고/또는 대략 0 도일 때, 위상 변이 드리프트(phase shift drift)는 무화된 액체 양에서 현저한 변화를 초래할 수 있으며, 이는 분무기 요소가 공진 주파수에서 전력을 받는 것으로부터 비공진 주파수에서 전력을 받는 것으로 변이되기 때문이다.
분무기의 일부 실시예들이 음으로 바이어스되는(negatively biased) 압력을 가진 저장부를 사용할 수 있는 반면에, 분무기의 다른 실시예들은 음으로 바이어스되지 않는 액체 저장용 저장부를 이용할 수 있다. 도 6 내지 도 9 의 실시예들은 음으로 바이어스되는 액체 저장부를 가지거나 또는 가지지 않고 이용될 수 있다. 도 6 은 분무기 시스템(600)의 단순화된 블록 다이아그램을 도시한다. 분무기 시스템(600)은 분무기 시스템(200)의 보다 상세한 실시예를 나타낼 수 있다. 그와 같은 것으로서, 이전에 설명된 방법 및 시스템은 분무기 시스템(600)의 이용을 포함할 수 있다. 분무기 시스템(600)의 일부 구성 요소들은 분무기 시스템(200)과 같은 구성 요소들을 나타낼 수 있다. 분무기 시스템(600) 및 분무기 시스템(200)의 구성 요소들중 적어도 일부의 기능은 프로세서(680) 또는 일부 다른 프로세서에 의해 수행될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 그와 같은 것으로서, 분무기 시스템(600)은 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 분무기 시스템(600)은 일시적이지 않은 컴퓨터 독출 저장 매체(non-transitory computer readable storage medium)를 포함할 수도 있다.
분무기(660)는 도 1a 의 분무기(100-a)를 나타낼 수 있거나 또는 도 1b 내지 도 1d 및/또는 참조된 출원에 있는 것과 같은 일부 다른 분무기를 나타낼 수 있다. 분무기(660)는 케이블(670)을 통해 구동부(610)에 연결될 수 있다. 구동부(610)는 도 1b 의 구동부(152)를 나타낼 수 있거나 또는 일부 다른 구동부를 나타낼 수 있다. 케이블(670)은 구동부(610)가 (전압의) 변화하는 주파수 및 크기를 가진 전기 파형 신호를 케이블(670)을 통하여 송신할 수 있게 함으로써 분무기(660)의 요소를 구동한다.
구동부(610)는 증폭기(630), 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640), 주파수 발생기(620), 전압 프로파일(voltage profile, 650) 및 프로세서(680)를 포함할 수 있다. 분무기(660)에 대한 전류 출력과 전압 출력 사이의 위상 변화에 기초하여, 분무기 요소의 공진 주파수가 판단될 수 있다. 증폭기(630)에 의하여 전류와 전압 출력들 사이에 0 도(zero dgegree)의 위상 차이가 있을 때 공진 주파수가 발생한다고 가정될 수 있다.
출력 전압과 출력 전류 사이의 위상 차이의 판단은 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640)에 의해 수행될 수 있다. 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640)는, 분무기(660)에 대한 증폭기(630)에 의한 전류 출력의 위상과 분무기(660)에 대한 증폭기(630)에 의한 전압 출력의 위상 사이의 위상 변이를 모니터할 수 있다. 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640)에 의하여 관찰되는 전압과 전류 사이의 위상 변이에 기초하여, 증폭기(630)가 분무기(660)의 요소를 구동하는 신호의 전류와 전압 사이의 미리 정해진 위상 변이를 가진 전기 파형 신호를 출력하도록, 주파수 발생기(620)에 의한 파형 출력의 주파수는 프로세서(680)에 의해 변화될 수 있다. 프로세서(680)는 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640)에 의해 지시되는 위상 변이를 모니터할 수 있고 주파수가 일정하게 유지되어야 하는지 또는 변화되어야 하는지 여부를 지시하는 출력을 주파수 발생기(620)로 제공할 수 있다. 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640) 및/또는 주파수 발생기(620)는 프로세서(680)의 일부일 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 일부 실시예들에서, 위상 변이 검출기는 주파수 발생기(620)와 직접 통신한다.
시동시에, 프로세서(680)는 주파수 발생기(620)가 제 1 의 미리 정해진 전압 개시 주파수 및 크기의 발생을 시작하도록 할 수 있다. 제 1 의 미리 정해진 주파수는 모든 분무기 또는 대부분의 분무기에 대하여 소망의 위상 오프셋의 주파수보다 낮게 예상되도록 선택될 수 있다. 분무기와 구동부 사이의 변화에 기인하여, 특정의 위상 오프셋이 발생되는 정확한 주파수(그리고 공진 주파수가 발생되는 주파수)는 변화될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 제 1 의 미리 정해진 개시 주파수는 122 kHz 일 수 있다. 목표 위상 오프셋(target phase offset)이 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640)에 의해 지시될 때까지 프로세서(680)는 주파수 발생기(620)에 의해 주파수 출력을 증가시킬 수 있다. 만약 목표 위상 오프셋에 도달되지 않으면서 제 2 의 미리 정해진 주파수가 도달된다면, 프로세서(680)는 제 1 의 미리 정해진 개시 주파수로부터의 스테핑(stepping)에 의해서 또는 스위핑(sweeping)에 의해서 다시 시작할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 의 미리 정해진 주파수는 145 kHz 이다. 그와 같은 것으로서, 구동 신호의 작동 주파수가 122 kHz 내지 145 kHz 사이일 때의 범위에서 모든 분무기 요소 또는 거의 모든 분무기 요소에 대하여 목표 위상 오프셋이 발생한다는 점이 실험과 같은 것을 통하여 미리 결정되었을 수 있다. 목표 위상 오프셋에 도달되었을 때, 프로세서(680)는 주파수 발생기(620)에 의해 발생된 주파수가 증가 또는 감소되는 것을 중지할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640)는 위상 변이가 양(positive) 또는 음(negative)인지 여부를 식별하도록 구성되지 않을 수 있다. 출력 전압과 전류 사이의 위상 오프셋이 유지되게 하는 것에 더하여, 프로세서(680)는 다양한 다른 조건들이 충족되었는지의 여부를 판단할 수 있다. 프로세서(680)는 분무기(660)의 임피던스가 미리 정해진 한계보다 위 또는 아래에 있는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 프로세서(680)는 주파수 발생기(620)에 의한 주파수 출력이 증가되면서 (또는 감소되면서) 위상 변이가 증가하고 있는지 또는 감소하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 어떤 주파수에서 목표 위상 오프셋이 존재하지만, 분무기의 임피던스가 쓰레숄드 아래에 (또는 위에) 있지 않고 그리고/또는 주파수가 증가하면서 (양의 슬로프(positive slope)) 위상 오프셋이 증가하고 있다면, 프로세서(680)는 주파수를 무시할 수 있고, 각각의 조건들이 충족되는 제 1 및 제 2 의 미리 정해진 주파수들에 의해 정해진 범위내에서 다른 주파수를 계속 탐색할 수 있다. 다른 실시예들은 충족될 필요가 있는 조건으로서 위상 오프셋에 대한 슬로프 쓰레숄드(slope threshold) 또는 음의 슬로프(negative slope)를 이용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 주파수 발생기(620)에 의해 발생되고 있는 주파수는 전압 프로파일(650)로 송신될 수 있다. 무화된 액체의 일관된 액적 크기 및 도징(dosing)을 유지하기 위하여, 특정의 주파수에서 분무기(660)로 출력되는 전압의 적절한 크기를 결정하도록 전압 프로파일(650)이 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전압 프로파일(650)은 실험적으로 모여진 데이터의 표를 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 주파수는 크기 값(magnitude value)과 함께, 표 안에 지시될 수 있다. 증폭기(630)가 출력해야 하는 전압의 크기를 명시한 아날로그 신호 또는 디지털 신호가 증폭기(630)로 출력될 수 있다. 예를 들어, 특정의 주파수가 주파수 발생기(620)에 의해 발생될 때 증폭기(630)로 통신될 수 있는 미리 결정된 전압 크기를 전압 프로파일(650)이 포함할 수 있다. 전압 프로파일(650)은 그래프에서의 값으로 표현될 수도 있으며, 여기에서 x 축은 주파수 발생기(620)에 의해 발생되는 파형의 주파수이고, y 축은 증폭기(630)에 의해 공급되어야 하는 적절한 전압 크기를 나타냄으로써, 증폭기(630)는 정확한 크기의 전기 신호를 출력한다. 전압 프로파일(650)은 프로세서(680)의 일부로서 구현될 수 있다.
전압 프로파일은 분무기의 약품 저장부내에 상이한 액체들의 특성들(예를 들어, 표면 장력)을 수용하도록 변경되거나 또는 조정될 필요성이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 아미카신(Amikacin)과 같은 액체 약품이 이용된다. 다른 실시예들에서, 상이한 액체 약품 또는 액체가 이용된다. 일부 실시예들에서, 다수의 액체들 또는 액체 약품들을 위하여 오직 하나의 전압 프로파일이 이용될 필요가 있을 정도로 다수의 액체들 또는 액체 약품들에 대한 전압 프로파일이 유사할 수 있다. 전압 프로파일(650)의 변경 또는 교체는 구동부(610) 상의 사용자 인터페이스를 통한 상이한 액체의 선택 또는 구동부(610)로의 상이한 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 하드웨어의 로딩(loading)을 포함할 수 있다.
주파수 발생기(620)로부터의 입력 파형 및, 전압 프로파일(650)로부터 수신된 소망의 전압 진폭에 기초하여, 증폭기(630)는 통공 플레이트(aperture plate)와 같은 분무기 요소를 구동하는데 이용될 수 있는 출력 구동 신호를 발생시킬 수 있다. 증폭기(630)는 가변적인 이득(variable gain)의 선형 파워 증폭기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 고정된 이득의 파워 증폭기가 가변적인 이득의 증폭기 또는 전위차계와 관련하여 이용될 수 있다. 더욱이, 다양한 다른 증폭기들 또는 증폭기에 기초한 회로들이 사용되어 분무기(660)를 구동하도록 출력 전기 신호를 발생시킬 수 있다.
전류-대-전압 위상 변이 검출기(640)는 프로세서(660)를 통하여 주파수 발생기(620)로 피드백 루프를 만들 수 있다. 전류-대-전압 위상 변이 검출기(640)는 전류-대-전압의 위상 변이가 증폭기(630)로부터 출력되고 있는지를 판단할 수 있다. 그러한 위상 변이는 주파수 발생기(620)에 의하여 주파수 출력을 조정하도록 이용될 수 있으며, 그에 의하여 주파수 발생기(620)는 동일한 주파수 신호를 유지하거나 (예를 들어, 특정의 위상 오프셋을 유지하거나), 출력 신호의 주파수를 증가시키거나 또는 감소시킨다 (예를 들어, 위상 오프셋을 조정한다). 위상 변이 검출기(640)를 통한 피드백은 액체가 무화되고 있는 동안에 구동부(610)가 분무기 요소에 대한 구동 신호 출력의 주파수 및 크기를 주기적으로 또는 연속적으로 조정할 수 있게 한다. 예를 들어, 만약 액체를 분무기(660)로 공급하는 액체 저장부내에서 (예를 들어, 저장부를 비우는 액체에 기인하여) 바이어스 압력 변화가 있다면, 특정의 위상 오프셋이 발생되는 주파수는 드리프트(drift)될 수 있다. 이러한 드리프트는 구동부(610)에 의해 조정될 수 있다.
도 7 은 그래프(700)의 실시예를 도시하며, 이것은 상이한 전압 주파수에서의 분무기 요소의 임피던스 및 구동 신호 전류와 구동 신호 전압 사이의 위상 오프셋을 나타낸다. 임피던스(710)는 다양한 전압 주파수에서의 분무기 요소의 임피던스를 나타낸다. 임피던스(710)는 분무기 요소에 대하여 가해지는 전류 및 전압을 측정하고, 다음에 임피던스를 계산하도록 측정 값들을 이용함으로써 결정될 수 있다. 위상 오프셋(720)은 구동 신호의 전류와 구동 신호의 전압 사이의 위상 오프셋을 나타낸다. 이러한 구동 신호는 분무기 요소를 여기(excite)시키고 분무기 요소가 진동하여 액체를 무화시키도록 이용된다. 위상 오프셋(720)에 의해 지시되는 위상 오프셋은 도 6 의 위상 변이 검출기(640)와 같은 위상 변이 검출기에 의해 측정될 수 있다.
그래프(700)는 다양한 전압 주파수들에서 특정 분무기 요소의 임피던스 및 위상을 나타낸다. 그래프(700)를 생성하는데 이용된 분무기 요소와 동일한 세부 사항으로 제조되도록 시도되었던 분무기 요소들을 포함하는, 다른 분무기 요소들이 임피던스 및/또는 위상 오프셋 값들의 변화를 초래할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 그에 의하여, 특정의 주파수에서, 상이한 분무기 요소들은 상이한 특성들을 나타낼 수 있다.
그래프(700)를 생성하는데 이용된 분무기 요소에 대하여, 공진 주파수를 벗어나게 분무기 요소에 전력이 주어지는 것이 소망스러울 수 있다. 공진 주파수로 전력을 제공하는 것은 무화되고 있는 액체의 양이 많아지는 결과를 가져올 수 있는 반면에, 공진 주파수에서 분무기 요소를 연속하여 여기시키는 것이 어려울 수 있다. 그에 대한 한가지 이유는 액체가 분무기의 저장부로부터 분배되면서 분무기 요소의 공진 주파수가 변화될 수 있기 때문이다. 분무기 요소를 공진 주파수에서 벗어나게 전력을 제공함으로써, 무화되는 액체의 양은 보다 용이하게 조정될 수 있고 일정하게 유지될 수 있다. 분무되고 있는 액체가 약품일 때 그러한 일관성은 특히 중요할 수 있다.
그래프(700)를 생성하는데 이용된 분무기 요소에 대하여, 테스트를 통하여 이전에 판단되었던 바에 따르면, 구동 신호의 인가 전압과 전류 사이에 30°의 위상 오프셋이 유지되도록 분무기 요소에 전력이 가해질 것이다. 더욱이, 분무기 요소마다 특성들이 변화될 수 있는 반면에, 공통적인 상세 사항들에 따라서 제조된 분무기 요소들은, 소망의 위상 델타(phase delta)가 발생되는 주파수가 어떤 주파수 범위내에서 예측될 수 있을 정도의 충분히 유사한 특성들을 가질 것으로 예상될 수 있다. 이러한 주파수 범위는 주파수 범위(750)로 지시된다. 주파수 범위(750)는 저-주파수 및 고-주파수를 나타낸다. 주파수 범위(750)내에서, 30°의 목표 위상 오프셋이 발생되는 주파수 위치가 찾아지도록 시도될 수 있다. 다른 실시예들에서, 0 도 내지 60 도 사이의 전압-대-전류 위상 오프셋이 이용된다. 일부 실시예들에서, 10 도 내지 70 도 사이의 전압-대-전류 위상 오프셋이 이용된다.
일부 실시예들에서, 목표 위상 오프셋이 발생되는 주파수에 대한 스캐닝(scanning)은 주파수 범위(750)의 낮은 주파수에 시작될 수 있다. 그래프(700)의 도시된 실시예에서, 이러한 낮은 주파수는 122 kHz 이다. 122 kHz 에서, 분무기 요소의 위상 오프셋은 대략 72°이다. 이것은 미리 결정되었던 30°의 목표 위상 오프셋이 아니기 때문에, 주파수 스캐닝이 발생될 수 있다. 분무기 요소에 가해진 전압의 주파수는 연속적으로 또는 단계적으로 증가될 수 있다. 예를 들어, 250 Hz 의 단계들이 이용될 수 있다. 각각의 단계 이후에, 구동 신호의 전압과 전류 사이의 위상 오프셋이 결정될 수 있다. 130 kHz 에서, 목표 위상 오프셋이 그래프(700)의 도시된 실시예에서 구현될 수 있다. 작동 지점(740)은 이러한 주파수를 나타낸다. 일단 이러한 작동 주파수에 도달되었다면, 구동 신호의 전압의 주파수는 더 이상 변화되지 않을 수 있다. 오히려, 주파수는 작동 지점(740)에서 유지될 수 있다.
그래프(700)에서, 30°위상 오프셋이 존재하는 제 1 주파수는 작동 지점(740)으로서 이용되는 주파수이다. 그러나, 주파수 범위(750)내에서, 다수의 다른 주파수들이 30°의 위상 오프셋을 가지는 것을 알 수 있다. 그래프(700)에서, 대략 134 kHz, 137 kHz 및 141 kHz 도 30°의 위상 델타(phase delta)를 가진다. 만약 주파수 범위(750)의 높은 주파수로부터 아래로 시작되어 주파수 범위(750)를 스캐닝 하거나 또는 130 kHa 에서의 30°위상 오프셋을 스캐닝 에러(scanning error)에 기인하여 초기에 놓쳤다면, 30°위상 오프셋의 다른 예들중 하나의 위치가 처음으로 찾아질 수 있다. 30°위상 오프셋의 다른 예들은 이들 주파수에서의 무화 특성(atomization characteristics)에 기인하여 덜 소망스러울 수 있다.
위상 오프셋을 시험하는 것에 추가하여, 분무기 요소로 송신되는 구동 신호의 다른 특성들은 목표 위상 오프셋을 가진 소망의 작동 지점에 도달되었는지의 여부를 판단하기 위하여 이용될 수 있다. 다른 특성들은 분무기 요소의 임피던스 및 위상 오프셋의 경사(slope)를 포함할 수 있다. 임피던스를 참조하면, 만약 목표 위상 오프셋이 구현되었지만 분무기 임피던스가 최대 및/또는 최소 임피던스 쓰레숄드를 충족시키지 않는다면, 목표 위상 오프셋이 발생되는 다른 주파수의 위치를 찾으려는 시도가 주파수 범위(750)의 스캐닝에서 계속되도록, 최대 및/또는 최소 임피던스 쓰레숄드가 정의될 수 있다. 141 kHz 를 참조하면, 30°의 위상 오프셋이 존재한다; 그러나 임피던스는 대략 9000 ohm 이다. 마찬가지로, 137 kHz 를 참조하면, 30°의 위상 오프셋이 존재한다; 그러나 임피던스는 대략 3000 ohm 이다. 예를 들어, 400 ohm 의 최대 임피던스 쓰레숄드는 양쪽의 예에서 초과될 것이다. 따라서, 400 ohm 의 최대 임피던스 쓰레숄드에 위반되기 때문에, 141 kHz 및 137 kHz 는 작동 지점으로서 사용되지 않을 것이다.
대략 133 kHz 와 138 kHz 사이의 위상 오프셋 영역(730)은 위상 오프셋에서 국부적인 최대치를 나타낸다. 위상 오프셋을 판단하는데 이용된 성분들은 크기를 측정할 수 있을 뿐이며 부호(양 또는 음)를 판단하지 않는데, 이는 그러한 위상 오프셋 영역(730)이 음(negative)의 위상 오프셋에 해당될 수 있기 때문이라는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 위상 오프셋(720)은 위상 델타 크기(phase delta magnitude)를 나타낸다.
임피던스 쓰레숄드에 더하여, 주파수 범위(750)내의 목표 위상 오프셋에 부합되는 특정의 위상 오프셋들을 배제시키는데 경사(slope)가 이용될 수 있다. 실험적인 증거에 기초하여, 소망의 작동 지점에서, 구동 신호의 전압 주파수가 증가되거나 또는 감소될 때 위상 델타(phase delta)가 증가되거나 또는 감소될 것이다. 그래프(700)의 분무기 요소에 대하여, 주파수가 증가되면, 위상 오프셋의 크기는 소망의 작동 지점에서 감소될 것이라는 점을 알 수 있다 (즉, 위상 오프셋(720)은 음의 경사(negative slope)를 가진다). 그와 같은 것에 의하여, 134 kHz 는 소망의 작동 지점이 되는 후보에서 배제될 수 있다. 134 kHz 는 목표 위상 오프셋에 부합될 수 있고 임피던스 쓰레숄드를 충족시킬 수 있는 반면에, 주파수가 증가하면 위상 델타도 그러하다(즉, 위상 오프셋이 양의 경사를 가진다).
그래프(700)의 실시예에서, 주파수 범위(750) 내의 단일의 주파수만이 위상 오프셋 요건, 최대 임피던스 쓰레숄드 및, 위상 오프셋 경사 요건을 충족시킨다. 그와 같은 것으로서, 오직 주파수 130 kHz 만이 작동 지점(740)으로서 이용될 수 있다. 만약, 주파수 범위(750)를 통하여 스캐닝하는 동안 (스캐닝 에러에 기인하여) 130 kHz 를 놓쳤다면, 주파수 범위(750)의 높은 주파수에 도달할 수 있다 (145 kHz). 그러한 지점에서, 주파수의 스캐닝은 주파수 범위(750)의 낮은 주파수로부터 다시 시작될 수 있다.
분무기 요소를 여기시키는데 이용된 구동 신호의 전압과 전류 사이의 위상 오프셋을 유지하는 다양한 방법들이 수행될 수 있다. 도 8 은 분무기 구동 신호의 위상 오프셋의 위치를 찾고 위상 오프셋을 유지시키기 위한 방법(800)의 실시예를 도시한다. 상기 방법(800)은 분무기 요소의 전압과 전류 사이에서 다양한 위상 오프셋들을 유지하도록 이용될 수 있다. 예를 들어, 분무기 구동 신호의 전류와 전압 사이에서 그 어떤 제로가 아닌 위상 오프셋이라도 유지하도록 방법(800)을 이용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 30 도의 목표 위상 오프셋이 구동 신호의 전류와 전압 사이에서 소망스럽다. 위상 오프셋은 분무기 요소에 의하여 소망스러운 무화 특성을 생성하는, 이전에 식별된 설정 지점에 기초하여 선택될 수 있다 (예를 들어, 만약 일부 주파수 드리프트 또는 위상 오프셋 드리프트가 발생된다면, 높은 유량이면서 유량에서의 변화가 거의 없는 것이 선택된다).
방법(800)은 분무기 및 분무기 구동부로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 6 의 분무기 시스템은 방법(800)을 수행하도록 이용될 수 있다. 도 1a 내지 도 1d 에 도시된 것과 같은 분무기는 방법(800)을 수행하는데 이용될 수 있다. 방법(800)을 수행하기 위한 수단은 이전에 설명된 분무기 및 분무기 구동부들을 포함한다.
단계(810)에서, 목표 위상 오프셋의 지시(indication)가 수신될 수 있다. 이러한 목표 위상 오프셋은 분무기 구동부내에 프로그램될 수 있거나 또는 그렇지 않으면 분무기 구동부에 의해 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 6 의 프로세서(680) 또는 위상 변이 검출기(640)는 분무기 요소에 적용되는 구동 신호의 전압과 전류 사이에서 유지되도록 소망되는 목표 위상 오프셋의 지시(indication)를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 목표 위상 오프셋은 제로가 아니다. 예를 들어, 목표 위상 오프셋은 30°이다. 제로의 위상 오프셋은 공진 주파수에서 작동하는 분무기 요소와 관련될 수 있다. 목표 위상 오프셋의 지시(indication)는 제조시에 또는 제조 이후에 프로그램되거나 또는 다시 프로그램되는 동안 분무기 구동부에 의해 수신될 수 있다. 더욱이, 단계(810)에서, 최소 주파수 및 최대 주파수를 지시하는 주파수 범위는 방법(800)을 수행하는 분무기 시스템에 의해 수신될 수 있다. 이러한 주파수 범위내에서, 구동부는 목표 위상 오프셋을 얻도록 구동 신호의 주파수를 변화시킬 수 있다.
단계(820)에서, 분무기 요소는 계산된 주파수 및 계산된 크기에서 구동 신호로써 전력을 받을 수 있다. 방법(800)의 제 1 반복 동안에, 최초의 미리 정해진 주파수 및 미리 정해진 진폭이 구동 신호용으로 이용될 수 있다. 미리 정해진 주파수 및 미리 정해진 크기 또는 계산된 주파수 및 계산된 크기로부터, 분무기 구동부는 목표 위상 오프셋이 얻어질 때까지 구동 신호의 주파수를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 방법(800)의 실시예에서, 구동 신호의 주파수는 소망의 위상 오프셋이 얻어질 때까지 초기의 미리 정해진 주파수로부터 증가될 수 있다. 다른 실시예들에서 주파수는 초기의 미리 정해진 주파수로부터 감소될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 일 예로서, 도 7 의 그래프(700)를 참조하면, 초기의 미리 정해진 주파수는 122 kHz 일 수 있다. 따라서, 그래프(700)에 대하여 이용된 초기의 미리 정해진 주파수는, 구동부들이 목표 위상 오프셋을 얻도록 구동 신호의 주파수를 변화시킬 수 있는 주파수 범위의 최소 주파수이다.
단계(830)에서, 분무기의 요소에 전력을 제공하는데 이용된 구동 신호의 전압과 전류 사이의 위상 오프셋이 측정될 수 있다. 도 6 의 분무기 시스템(600)을 참조하면, 위상 변이 검출기(640)는 분무기(660)의 요소에 제공된 구동 신호의 전류와 전압 사이의 위상 차이를 측정할 수 있다.
분무기 요소에 가해지게 되는 구동 신호의 주파수는 단계(840)에서 계산될 수 있다. 이것은 구동 신호의 주파수를 설정된 양으로 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 그와 같은 것으로서, 구동 신호의 주파수는 단계별로 증가될 수 있다. 방법(800)의 다른 실시예들에서, 구동 신호의 주파수는 목표 위상 오프셋에 도달될 때까지 연속적으로 증가될 수 있다. 만약 구동부가 분무기 요소를 여기시키는데 이용될 수 있는 주파수 범위의 최대 주파수에 도달된다면, 구동 신호의 주파수는 주파수 범위의 최소 주파수로 감소될 수 있다. 이것의 하나의 예로서, 그래프(700)를 참조하면, 구동 신호의 주파수는 145 kHz 로 증가될 수 있다. 일단 145 kHz 에 도달되면, 구동 신호의 주파수는 122 kHz 로 재설정될 수 있다. 방법(800)의 도시된 실시예는 주파수 범위에 걸쳐서 구동 신호의 주파수를 증가시키는 것을 포함하지만, 다른 실시예들은 주파수 범위에 걸쳐서 구동 신호의 주파수를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 방법(800)은 특정의 위상 오프셋을 유지하도록 분무기 시스템의 작동 동안에 반복될 수 있다. 그와 같은 것으로서, 작동중에 방법(800)은 미리 정해진 위상 오프셋을 유지하도록 필요에 따라서 구동 신호의 주파수를 증가 또는 감소시키도록 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 록-인 주파수가 얻어질 때까지 주파수는 하나의 방향으로만 조잘될 수 있다 (예를 들어, 증가된다). 일단 록-인 주파수가 얻어졌다면, 구동 신호의 주파수는 미리 정해진 위상 오프셋을 유지하도록 증가 및/또는 감소될 수 있다.
도 9 는 분무기 구동 신호의 위상 오프셋을 유지하기 위한 방법(900)의 실시예를 도시한다. 방법(900)은 도 8 의 방법(800)의 보다 상세한 실시예를 나타낼 수 있다. 방법(900)은 분무기 요소에 전력을 제공하는데 이용되는 구동 신호의 전류와 전압 사이의 다양한 위상 오프셋들을 유지하도록 이용될 수 있다. 예를 들어, 분무기 구동 신호의 전류와 전압 사이의 제로가 아닌 다양한 위상 오프셋들을 유지하도록 방법(900)을 이용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 구동 신호의 전압과 전류 사이에서 30°의 위상 오프셋이 소망스럽다. 위상 오프셋은 분무기 요소가 소망스런 무화 특성들(예를 들어, 일부 주파수 드리프트 또는 위상 오프셋 드리프트가 발생된다면, 높은 유량이면서, 유량에서의 변화가 거의 없는 특성)을 생성하는, 이전에 식별된 위상 오프셋에 기초하여 선택될 수 있다. 방법(900)은 분무기 및 분무기 구동부를 가지고 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 6 의 분무기 시스템(600)은 방법(900)을 수행하도록 이용될 수 있다. 도 1a 내지 도 1d 에 도시된 것과 같은 분무기들은 방법(900)을 수행하는데 이용될 수 있다. 방법(900)을 수행하기 위한 수단은 이전에 설명된 분무기 및 분무기 구동부들을 포함한다.
단계(910)에서, 목표 위상 오프셋의 지시(indication)가 수신될 수 있다. 이러한 목표 위상 오프셋은 분무기 구동 유닛으로 프로그램될 수 있거나, 분무기 구동 유닛에 의해 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 6 의 위상 변이 검출기(640) 또는 프로세서(680)는 분무기 요소에 가해지는 구동 신호의 전압과 전류 사이에서 유지되도록 소망되는 목표 위상 오프셋의 지시를 저장할 수 있다. 많은 실시예들에서, 목표 위상 오프셋은 제로가 아니다. 예를 들어, 목표 위상 오프셋은 30°일 수 있다. 제로 위상 오프셋은 공진 주파수들중 하나에서 작동하는 분무기 요소와 관련될 수 있다. 목표 위상 오프셋의 지시는 제조할 때 또는 제조 이후에 프로그래밍하는 동안 또는 다시 프로그래밍하는 동안 분무기 구동부에 의해 수신될 수 있다. 더욱이, 단계(910)에서, 최소 주파수 및 최대 주파수를 지시하는 주파수 범위가 수신될 수 있다. 이러한 주파수 범위내에서, 구동부는 목표 위상 오프셋을 얻도록 구동 신호의 주파수를 변화시킬 수 있다.
더욱이, 단계(910)에서, 일단 목표 위상 오프셋이 판단되었다면 주파수가 록킹(locking)되어야 하는지 여부를 판단하는데 이용되도록 하나 이상의 추가적인 평가 기준이 구동부에 의하여 수신되어 저장될 수 있다. 구동부가 그 안에서 구동 신호의 주파수를 변화시킬 수 있는 주파수 범위내에서, 구동 신호의 전류와 전압 사이의 위상 오프셋이 목표 위상 오프셋과 같은 다수의 주파수들이 존재할 수 있다. 그러나, 목표 위상 오프셋에 부합되는 이들 위상 오프셋 지점들중 오직 하나가 작동 지점으로서 사용되도록 소망될 수 있다. 예를 들어, 도 7 의 그래프(700)를 참조하면, 주파수 범위(754)내에서 위상 오프셋이 30°인 지점들이 존재한다. 소망되는 작동 지점을 판단하는데 이용될 수 있는 추가적인 평가 기준은 최소 및/또는 최대 임피던스 쓰레숄드들을 포함할 수 있다. 추가적인 평가 기준은 또한 분무기 요소의 임피던스 및/또는 위상 오프셋의 경사(예를 들어, 양, 음 또는 쓰레숄드에 기초한 경사)를 포함할 수도 있다.
단계(920)에서, 방법(900)의 제 1 반복 동안에, 분무기 요소는 초기의 미리 정해진 주파수 및 미리 정해진 진폭에서 구동 신호로 전력을 받을 수 있다. 방법(900)의 차후 반복 동안에, 분무기 요소는 위상 오프셋 측정에 기초하여 계산된 주파수 및 계산된 진폭에서 구동 신호로 전력을 받을 수 있다. 계산되거나 또는 미리 정해진 주파수로부터, 분무기 구동부는 목표 위상 오프셋이 얻어질 때까지 구동 신호의 주파수를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 방법(900)의 도시된 실시예에서, 록-인 주파수가 얻어질 때까지 구동 신호의 주파수는 초기의 미리 정해진 주파수로부터 증가되고, 다음에 주파수는 위상 오프셋을 유지하도록 필요에 따라서 증가 및/또는 감소된다. 다른 실시예들에서 주파수는 초기의 미리 정해진 주파수로부터 증가될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 일 예로서, 도 7 의 그래프(700)를 참조하면, 초기의 미리 정해진 주파수가 122 kHz 일 수 있다. 따라서, 그래프(700)에 대하여 이용된 초기의 미리 정해진 주파수는, 구동부들이 목표 위상 오프셋을 얻도록 구동 신호의 주파수를 변화시킬 수 있는 주파수 범위의 최소 주파수이다. 분무기 시스템(600)을 참조하면, 주파수 발생기(620)는 프로세서(680) 및/또는 위상 변이 검출기(640)에 의해 지시되는 주파수를 가지는 파형을 만들 수 있다. 출력되어야 하는 구동 신호의 크기는 주파수 발생기(620)에 의해 발생되고 있는 주파수에 따라서 전압 프로파일(650)에 의해 정의될 수 있다. 증폭기(630)는 분무기(660)로의 출력인 구동 신호를 만들기 위하여 전압 프로파일(650)로부터의 진폭의 지시(indication of amplitude) 및 주파수 발생기(620)로부터의 파형을 이용할 수 있다.
단계(930)에서, 분무기 요소에 전력을 공급하는데 이용되는 구동 신호의 전류와 전압 사이의 위상 오프셋이 측정될 수 있다. 예를 들어, 도 6 의 분무기 시스템(600)을 참조하면, 위상 변이 검출기(640)는 분무기(660)로의 구동 신호 출력의 전류와 전압 사이의 위상 차이를 측정할 수 있다. 더욱이 단계(930)에서, 분무기 요소의 임피던스가 측정될 수 있다( 또는 계산될 수 있다). 분무기 요소의 임피던스 계산은 오옴(Ohm)의 법칙에 따라서 구동 신호의 전류 및 전압을 이용하여 얻어질 수 있다. 따라서, 분무기 요소의 임피던스는 분무기 구동부에서 결정될 수 있다.
단계(935)에서, 구동 신호의 전류가 미리 결정된 쓰레숄드보다 아래에 있는지 여부에 대한 판단이 이루어질 수 있다. 만약 그렇다면, 단계(936)에서 미리 정해진 최대 단계 크기에 따라서 구동 신호의 주파수가 증가될 수 있다 (또는 감소될 수 있다). 방법(900)은 다시 단계(920)로 복귀될 수 있다.
만약 전류가 단계(935)의 미리 정해진 쓰레숄드 보다 위에 있다면, 방법(900)은 단계(940)로 진행할 수 있다. 단계(940)에서, 위상 델타(phase delta)가 쓰레숄드의 양 보다 적은지의 여부가 판단될 수 있다. "위상 델타(phase delta)"는 목표 위상 오프셋과 측정 위상 오프셋 사이의 크기 차이를 지칭한다. 만약 위상 델타가 예를 들어 1°, 2°, 3°, 4°, 5°, 10°와 같은 목표 위상 오프셋의 미리 정해진 쓰레숄드 범위내에 있지 않은 것으로 판단다면, 방법(900)은 단계(960)로 진행될 수 있다. 만약 위상 델타가 목표 위상 오프셋의 미리 정해진 쓰레숄드 범위내에 있는 것으로 판단된다면, 단계(941)에서 저 이득 모드 플래그(low gain mode flag)가 설정될 수 있고, 다음에 방법(900)이 단계(960)로 진행될 수 있다.
더욱이, 단계(940)에서, 추가적인 평가 기준이 평가될 수 있다. 이것은 최소 및/또는 최대 쓰레숄드 임피던스가 충족되는지 여부의 판단을 포함할 수 있다. 추가적으로, 임피던스의 경사 및/또는 위상 오프셋의 경사가 판단될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 이전에 측정된 임피던스 및/또는 위상 오프셋 측정치들을 현재 측정된 임피던스 및/또는 위상 오프셋 측정치들과 비교함으로써 경사가 판단될 수 있다. 경사가 양(positive) 또는 음(negative) 인지의 여부는 평가 기준으로서의 역할을 할 수 있다. 경사 크기는 평가 기준으로서의 역할을 할 수도 있다. 만약 구동 신호의 주파수가 증가되고 위상 오프셋도 증가되고 있으면, 이것은 양의 경사의 증거일 수 있다. 예를 들어, 도 7 의 그래프(700)를 참조하면, 위상 오프셋의 그러한 양의 경사는 대략 133 kHz 부근에 존재한다. 만약 구동 신호의 주파수가 증가되고 위상 오프셋이 감소되고 있다면, 이것은 음의 위상 오프셋 경사의 증거이다. 다시 그래프(700)를 참조하면, 그러한 음의 경사는 130 kHz 부근에 존재한다. 위상 델타(phase delta)가 쓰레숄드보다 작은지의 여부에 관계 없이, 만약 단계(940)에서 추가적인 평가 기준이 충족되지 않는다면, 방법(900)은 단계(960)로 진행할 수 있다. 단계(960)에서, 측정된 위상 오프셋 값 및/또는 임피던스가 저장될 수 있다. 이러한 저장된 값들은 위상 오프셋의 경사 및/또는 분무기 요소의 임피던스의 경사를 판단하도록 추후에 이용될 수 있다.
만약 단계(960)에서 저 이득 모드 플래그(low gain mode flag)가 설정되지 않았다고 판단되면, 방법(900)은 단계(961)로 진행될 수 있다. 단계(961)에서, (구동 신호의 전압 및 전류에 기초하여) 분무기 요소의 임피던스 및/또는 전류 위상 오프셋 값이 저장될 수 있는데, 이는 위상 오프셋 또는 임피던스의 경사 계산을 위한 것일 수 있다. 단계(962)에서의 주파수의 조정은 "고 이득" 모드(high gain mode)의 일부로서 발생될 수 있다. 단계(940)에서 목표 위상 오프셋은 미리 정해진 쓰레숄드내에 있지 않았던 것으로 판단되었기 때문에, 목표 위상 오프셋이 구현되기 전에 주파수의 현저한 변화가 발생될 필요가 있을 것으로 예상될 수 있다. 단계(962)에서 고 이득 모드로 주파수를 조정하는 것은 주파수의 신속한 스캐닝(scanning)/스테핑(stepping)을 위해 허용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 고 이득 모드는 "저 이득" 모드(low gain mode)보다 더 큰 주파수 단계 크기가 조정을 위하여 이용되는 것을 포함할 수 있다. 그와 같은 것에 의하여, 단계(962)에서, 주파수는 250 Hz 와 같은 큰 단계로써 증가될 수 있다. 단계(962) 이후에, 구동 신호용으로 새롭게 계산된 주파수가 (그리고 가능하게는 진폭이) 단계(920)에서 분무기 요소에 전력을 제공하도록 이용될 수 있고, 분무기 요소의 위상 오프셋( 그리고 임피던스)이 단계(930)에서 다시 측정될 수 있다.
단계(962)에서, 만약 구동부가 분무기 요소를 여기시키도록 이용될 수 있는 주파수 범위의 최대 주파수에 도달되었다면, 구동 신호의 주파수는 주파수 범위의 최소 주파수로 설정될 수 있다. 이것의 한가지 예로서, 그래프(700)를 참조하면, 구동 신호의 주파수는 145 kHz 로 증가될 수 있다. 일단 145 kHz 에 도달되면, 구동 신호의 주파수는 122 kHz 로 재설정될 수 있다. 방법(900)의 도시된 실시예는 주파수 범위에 걸쳐서 구동 신호의 주파수를 증가시키는 것을 포함하는 반면에, 다른 실시예들은 주파수 범위에 걸쳐서 구동 신호의 주파수를 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
단계(940)로 돌아가서, 만약 위상 델타가 쓰레숄드의 양보다 적고 저 이득 모드 플래그(low gain mode flag)가 단계(941)에서 설정되었던 것으로 판단된다면, 방법(900)은 단계(960) 이후에 단계(965)로 진행될 수 있다. 단계(965)에서 분무기 요소의 임피던스 및/또는 위상 오프셋 값이 저장될 수 있다. 이러한 저장된 값들은 위상 오프셋의 경사 및/또는 분무기 요소 임피던스의 경사를 판단하기 위하여 이용될 수 있다. 만약 위상 델타가 제로라면, 이것은 단계(930)에서의 측정 위상 오프셋이 목표 위상 오프셋과 같다는 것을 의미한다.
단계(966)에서의 주파수의 조정은 "저 이득" 모드의 일부로서 발생될 수 있다. 단계(940)에서 목표 위상 오프셋이 목표 위상 오프셋의 쓰레숄드 범위내에 있었던 것으로 판단되었기 때문에, 목표 위상 오프셋이 구현되기 전에 주파수의 오직 작은 변화만이 발생될 필요가 있을 것으로 기대될 수 있다. 단계(966)에서 저 이득 모드로 주파수를 조정하는 것은 주파수의 보다 정확한 스캐닝/스테핑을 위해 허용될 수 있다. 일부 실시예에서, 저 이득 모드는 고 이득 모드 보다 작은 주파수 단계 크기가 조정을 위해 이용되는 것을 포함할 수 있다. 그와 같은 것에 의하여, 단계(966)에서, 주파수는 50 Hz 와 같은 작은 단계로써 증가될 수 있다. 단계(966) 이후에, 분무기 요소의 위상 오프셋(그리고 임피던스)은 다시 단계(930)에서 측정될 수 있다. 만약 위상 델타가 제로라면, 단계(966)에서 주파수 조정이 필요하지 않을 수 있다.
광범위한 약품, 액체, 액체 약품 및 액체 안에 용해된 약품들이 에어로졸(aerosol)로 만들어질 수 있지만, 다음은 에어로졸로 만들어질 수 있는 것의 광범위한 예를 제공한다. 추가적인 예는 미국 출원 No. 12/341,780 에 제공되어 있으며, 상기 출원 내용은 본원에 참고로서 포함된다. 임의의 안티그람 네가티브(anti-gram-negative), 안티그람 포지티브(anti-gram-positive) 항생 물질 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다. 추가적으로, 항생물질은 광범위한 스펙트럼 효과 또는 혼합된 스펙트럼를 가진 것들을 포함할 수 있다. 폴리엔 물질(polyene material)과 같은 항진균제, 특히 암포테리신 B(amphotericin B)도 여기에서 사용되기에 적절하다. 안티그램 네가티브 항생 물질 또는 그것의 염(salt)의 예는 아미노글리코사이드 또는 그것의 염을 포함하고, 그러나 그에 제한되지 않는다. 아미노글리코사이드 또는 그것의 염의 예는 젠타미신(gentamicin), 아미카신(amikacin), 카나마이신(kanamycin), 스트렙토마이신(streptomycin), 네오마이신(neomycin), 네틸미신(netilmicin), 파라메신(paramecin), 토브라마이신(tobramycin), 이들의 염 및, 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 젠타마이신 설페이트(gentamicin sulfate)는 설페이트 염, 또는 그러한 염들의 혼합물, 마이크로모노스포라 퍼퓨리어(Micromonospora purpurea)의 성장에 의해 생성된 항생 물질의 설페이트 염 또는 그러한 염들의 혼합물을 포함한다. 젠타마이신 설페이트(Gentamicin sulfate, USP)는 Fujian Fukang Pharmaceutical Co., LTD(중국, 후주)에서 얻을 수 있다. 아미카신(Amikacin)은 통상적으로 설페이트 염으로서 공급되고, 예를 들어, Bristol-Myers Squibb 로부터 얻을 수 있다. 아미카신은 카나마이신(kanamicin)과 같은 관련 물질을 포함할 수 있다.
안티그램 포지티브 항생 물질 또는 그것의 염(salt)들의 예는 매크로라이드(macrolides) 또는 그것의 염을 포함하며, 그러나 그에 제한되지 않는다. 매크로라이드 또는 그것의 염의 예는 반코마이신(vancomycin), 에리쓰로마이신(erythromycin), 클라리쓰로마이신(clarithromycin), 아지쓰로마이신(azithromycin), 이들의 염 및, 이들의 조합을 포함하며, 그러나 그에 제한되지 않는다. 예를 들어, 반코마이신 하이드로클로라이드(vancomycin hydrochloride)는 반코마이신의 하이드로클로라이드 염으로서, 이전에 지적된 스트렙토마이서 오리엔탈리스(Streptomyces orientalis)인, 아미콜라톱시스 오리엔탈리스Amycolatopsis orientalis)의 특정 변종에 의해 제조된 항생 물질이다. 반코마이신 하이드로클로라이드는 반코마이신 B 의 모노하이드로클로라이드로 주로 이루어진 관련 물질들의 혼합물이다. 모든 클리코펩타이드 행생물질(glycopeptide antibiotics)과 같이, 반코마이신 하이드로클로라이드는 중심 코어 헵타펩티드(central core heptapeptide)를 포함한다. 반코마이신 하이드로클로라이드, USP 는 덴마크 코펜하겐으로부터 얻어질 수 있다.
일부 실시예들에서, 조성물은 항생 물질 및 하나 이상의 추가적인 활성제( active agent)를 포함한다. 여기에 설명된 추가적인 활성제는 작용제, 약품 또는 화합물을 포함하며, 이것은 일부 약리학적이고, 종종 유리한 효과를 제공한다. 이것은 음식, 음식 보조제, 영양분, 약품, 백신, 비타민 및 다른 유리한 작용제를 포함한다. 여기에서 이용되는 바로서, 용어들은 그 어떤 생리학적이거나 또는 약리학적인 활성 물질을 더 포함하며, 이것은 환자에게 국부적이거나 또는 시스템적인 효과를 생성한다. 여기에 설명된 제약 처방 약품에 포함되기 위한 활성제는 유기적이거나 또는 무기적인 화합물일 수 있으며, 이것은 비제한적으로 다음과 같은 것에 작용하는 약품들을 포함한다: 말초 신경(peripheral nerves), 아드레날린성 수용체(adrenergic receptors, 콜린성 수용체(cholinergic receptors), 골격근, 심혈관 시스템, 평활근(smooth muscles), 혈액 순환 시스템, 시놉틱 사이트(synoptic sites), 신경효과기 접합 사이트(neuroeffector junctional sites), 내분비 및 호르몬 시스템, 면역학적 시스템, 생식 시스템, 골격 시스템, 오타코이드 시스템(autacoid systems), 영양 및 배설 시스템(alimentary and excretory systems), 히스타민 시스템(histamine system) 및, 중추 신경 시스템.
추가적인 활성제의 예는 소염제, 기관지 확장제 및 이들의 조합을 포함하며, 그러나 그에 제한되지 않는다.
기관지 확장제(bronchodilators)의 예는 β에고니스트(agonists), 안티-무스카린 작용제(anti-muscarinic agents), 스테로이드(steroids) 및 이들의 조합을 포함하고, 그러나 그에 제한되지 않는다. 예를 들어, 스테로이드는 알루부테롤 설페이트와 같은 알루부테롤(albuterol)을 포함할 수 있다.
활성제는 예를 들어, 다음과 같은 것을 포함할 수 있다: 최면제 및 진정제(sedatives), 정신 자극제(psychic energizers), 진정제(tranquilizers), 호흡기 약품, 항경련제(anticonvulsants), 근육 이완제(muscle relaxants), 안티파킨슨제( antiparkinson agents)(dopamine antagnonists), 진통제(analgesics), 소염제, 항불안제(antianxiety drugs) (anxiolytics), 식욕 억제제(appetite suppressants), 안티마이그래인 에이전트(antimigraine agents), 근육 수축제(muscle contractants), 추가적인 항감염제(antivirals, antifungals, vaccines) 항관절염제(antiarthritics), 항말라리아제(antimalarials), 구토 방지제(antiemetics), 언에필렙틱스(anepileptics), 사이토카인(cytokines), 성장 인자(growth factors), 항암제, 항혈전제, 혈압강하제, 심혈관 약품, 안티아히스믹(antiarrhythmics), 안티톡시칸트(antioxicants), 천식 치료제, 피임제를 포함하는 호르몬제, 교감 신경 흥분제(sympathomimetics), 이뇨제(diuretics), 지질 조절제(lipid regulating agents), 항안드로겐제(antiandrogenic agents), 항기생충제(antiparasitics), 항응혈제(anticoagulants), 네오플라스틱(neoplastics), 안티네오플라스틱(antineoplastics), 저혈당제(hypoglycemics), 영양제(nutritional agents) 및 보조제, 성장 보조제(growth supplements), 항 장염제(antienteritis agents), 백신, 항체, 진단제, 및 콘트라스팅 에이전트(contrasting agents). 활성제는 흡입에 의해 투약될 때 국부적으로 또는 시스템적으로 작용할 수 있다.
활성제는 다음의 여러 구조적인 분류들중 하나에 속할 수 있지만 그에 제한되는 것은 아니다: 소분자(small molecules), 펩티드(peptides), 폴리펩티드(polypeptides), 단백질(proteins), 다당류(polysaccharides, 스테로이드(steroids), 생리 효과를 끌어낼 수 있는 단백질, 뉴클레오티드(nucleotides), 올리고뉴클레오티드(oligonucleotides), 폴리뉴클레오티드(polynucleotides), 지방(fats), 엘렉트로라이트(electrolytes) 등.
본 발명에서 사용되기에 적절한 활성제는 다음과 같은 것을 포함하지만 그에 제한되는 것은 아니다: 즉, 하나 이상의 칼시토닌(calcitonin), 암포테트리신(amphotericin) B, 에리쓰로포이에틴(erythropoietin (EPO)), 인자(Factor) VIII, 인자(Factor) IX, 세레다제(ceredase), 세레자임(cerezyme), 사이클로스포린(cyclosporin), 그래뉴로사이트 콜로니 자극 인자(granulocyte colony stimulating factor (GCSF)), 쓰롬보포이에틴(thrombopoietin (TPO)), 알파-1 프로테이나제 억제제(alpha-1 proteinase inhibitor), 엘카토닌(elcatonin), 글래뉴로사이트 매크로파지 콜로니 자극 인자(granulocyte macrophage colony stimulating factor (GMCSF)), 성장 호르몬, 인간 성장 호르몬(human growth hormone;HGH), 성장 호르몬 분비 호르몬(growth hormone releasing hormone;GHRH), 헤파린(heparin), 저 분자량 헤파린(low molecular weight heparin;LMWH), 인터페론 알파(interferon alpha), 인터페론 베타(interferon beta), 인터페론 감마(interferon gamma), 인터루킨-1 수용체(interleukin-1 receptor), 인터루킨-2(interleukin-2), 인터루킨-1 수용체 안타고니스트(interleukin-1 receptor antagonist), 인터루킨-3(interleukin-3), 인터루킨-4(interleukin-4), 인터루킨 -6(interleukin-6), 황체 호르몬 배출 호르몬(luteinizing hormone releasing hormone (LHRH)), 인자(factor) IX, 인슐린, 프로-인슐린, 인슐린 유사체(insulin analogues) (예를 들어, 본원에 참고로서 포함되는 미국 특허 US 5,922,675 에 설명된 바와 같은 모노-아실레이티드 인슐린(mono-acylated insulin)), 아밀린(amylin), C-펩티드, 소마토스타틴(somatostatin), 옥트레오타이드를 포함하는 소마토스타틴 유사체(somatostatin analogs including octreotide), 바소프레신(vasopressin), 모낭 자극 호르몬(follicle stimulating hormone (FSH)), 인슐린과 같은 성장 호르몬(IGF), 인슐린트로핀(insulintropin), 대식세포 증식 자극 인자(macrophage colony stimulating factor (M-CSF)), 신경 성장 인자(nerve growth factor (NGF)), 조직 성장 인자(tissue growth factors), 케라티노사이트 성장 인자(keratinocyte growth factor (KGF)), 신경교 성장 인자(glial growth factor (GGF)), 종양 괴사 인자(tumor necrosis factor (TNF)), 내피 성장 인자(endothelial growth factors), 부갑상선 호르몬(parathyroid hormone (PTH)), 글루카곤과 같은 펩티드 티모신 알파 1(glucagon-like peptide thymosin alpha 1), IIb/IIIa 억제제(inhibitor), alpha-1 항트립신(antitrypsin), 포스포디에스테라아제 화합물(phosphodiesterase (PDE) compounds), VLA-4 억제제(inhibitors), 비스포스포네이트(bisphosphonates), 호흡기 세포융합 바이러스 항체(respiratory syncytial virus antibody), 낭포성 섬유증 트랜스멤브레인 조절제(CFTR) 유전자 (cystic fibrosis transmembrane regulator (CFTR) gene), 디옥시레이보뉴클레아제(deoxyreibonuclease (Dnase)), 살균/투과성 증가 단백질(bactericidal/permeability increasing protein (BPI)), 안티-CMV 항체(anti-CMV antibody), 1 3-cis 레티노산(retinoic acid), 올레안도마이신(oleandomycin), 트롤레안도마이신(troleandomycin), 록시트로마이신(roxithromycin), 클래리쓰로마이신(clarithromycin), 데이브르신(davercin), 아지쓰로마이신(azithromycin), 풀르리쓰로마이신(flurithromycin), 디리쓰로마이신(dirithromycin), 조사마이신(josamycin), 스피로마이신(spiromycin), 미데카마이신(midecamycin), 류코마이신(leucomycin), 미오카마이신(miocamycin), 로키타마이신(rokitamycin), 안다지쓰로마이신(andazithromycin) 및 스위노라이드(swinolide) A; 플루오로퀴노론스(fluoroquinolones), 예를 들어 시프로플록사신(ciprofloxacin), 오플록사신(ofloxacin), 레보플록사신(levofloxacin), 프로바플록사신(trovafloxacin), 알라트로플록사신(alatrofloxacin), 목시플록시신(moxifloxicin), 노르플록사신(norfloxacin), 에녹사신(enoxacin), 그레파플록사신(grepafloxacin), 가티플록사신(gatifloxacin), 로메플록사신(lomefloxacin), 스파르플록사신(sparfloxacin), 템파플록사신(temafloxacin), 퍼플록사신(pefloxacin), 아미플록사신(amifloxacin), 플레록사신(fleroxacin), 토수플록사신(tosufloxacin), 프루리플록사신(prulifloxacin), 일록사신(irloxacin), 파주플록사신(pazufloxacin), 클리나플록사신(clinafloxacin) 및, 사티플록사신(sitafloxacin), 테이코플라닌(teicoplanin), 람포라닌(rampolanin), 미데플라닌(mideplanin), 콜리스틴(colistin), 다프토마이신(daptomycin), 그래미사이딘(gramicidin), 콜리스티메타테(colistimethate), 폴리믹신, 예를 들어 폴리믹신 B(lymixin B), 카프레오마이신(capreomycin), 백시트라신(bacitracin), 페넴(penems); 페니실린 V, 페니실린 G 와 같은 페니실리나제-센서티브 에이전트(penicillinase-sensitive agent), 옥사실린(oxacillin), 클록사실린(cloxacillin), 디클록사실린(dicloxacillin), 플록사실린(floxacillin), 나프실린(nafcillin), 메티실린(methicillin)과 같은 페니실린나제 레지스턴트 에이전트(penicillinase-resistant agents)를 포함하는 페니실린; 그램 네가티브 미생물 활성제(gram negative microorganism active agents)로서, 예를 들어 암피실린(ampicillin), 아목시실린(amoxicillin), 및 헤파실린(hetacillin), 실린(cillin) 및 갈람피실린(galampicillin); 안티슈도모날 페니실린(antipseudomonal penicillins)으로서, 예를 들어 카베니실린(carbenicillin), 티카르실린(ticarcillin), 아즈로실린(azlocillin), 메즈로실린(mezlocillin), 및 피페라실린(piperacillin); 세파로스포린(cephalosporins)으로서, 세프포독사임(cefpodoxime), 세프프로질(cefprozil), 세프부텐(ceftbuten), 세프티조사임(ceftizoxime), 세프트리악손(ceftriaxone), 세파로틴(cephalothin), 세파피린(cephapirin), 세파렉신(cephalexin), 세프라드린(cephradrine), 세폭시틴(cefoxitin), 세포만돌(cefamandole), 세파졸린(cefazolin), 세파로리딘(cephaloridine), 세파클로(cefaclor), 세파드록실(cefadroxil), 세파로글리신(cephaloglycin), 세퓨록사임(cefuroxime), 세포라니드(ceforanide), 세포탁사임(cefotaxime), 세파트리자인(cefatrizine), 세파세트라일(cephacetrile), 세페파임(cefepime), 세픽사임(cefixime), 세포니시드(cefonicid), 세포페라존(cefoperazone), 세포테탄(cefotetan), 세피네타졸(cefinetazole), 세프타지다임(ceftazidime), 로라카르베프(loracarbef) 및, 목살락탐(moxalactam), 모노박탐(monobactams)과 같은 아즈트레오남(aztreonam); 및 카바페넴(carbapenems)으로서 예를 들어, 이미페넴(imipenem), 메로페넴(meropenem), 펜타미다인 이세시오유에이트(pentamidine isethiouate), 리도카인(lidocaine), 메타프로테레놀 설페이트(metaproterenol sulfate), 베클로메타존 디프레피오네이트(beclomethasone diprepionate), 트리암시노론 아세트아미드(triamcinolone acetamide), 부데소니드 아세토나이드(budesonide acetonide), 플루티카손(fluticasone), 이프라트로피움 브로마이드(ipratropium bromide), 플루니솔라이드(flunisolide), 크로로린 소듐(cromolyn sodium), 에르고타민 타르트레이트(ergotamine tartrate)을 포함하고, 적용 가능하면, 유사체(analogues), 아고니스트(agonists), 안타고니스트(antagonists), 억제제(inhibitors) 및, 위에 나열된 것들의 약리학적으로 수용 가능한 염 형태를 포함한다. 펩티드 및 단백질과 관련하여, 본 발명은, 합성 형태, 천연(native) 형태, 클리콜레이티드 형태(glycosylated form), 언글리콜레이티드 형태(unglycosylated form), 페지레이티드 형태(pegylated forms) 및 생물학적 활성 프래그먼트(biologically active fragments), 유도체 및 이들의 유사체를 포괄하도록 의도된다.
본 발명에서 이용되는 활성제는 베어 핵산 분자(bare nucleic acid molecules)로서의 핵산, 벡터(vector), 관련된 바이러스성 입자들(associated viral particles), 플라스미드(plasmid) DNA 또는 RAN 또는 세포의 트랜스펙션(transfection) 또는 세포의 형질 전환(transformation)에 적절한, 즉, 안티센스(antisense)를 포함하는 유전자 치료에 적절한 유형의 다른 핵산 구조들을 더 포함한다. 또한, 활성제는 백신으로서 이용되기에 적절한 살아있으면서 감약시킨(attenuated) 바이러스 또는 죽은 바이러스를 포함할 수 있다. 다른 유용한 약품들은 Physician's Desk Reference (가장 최신판)에 열거된 것을 포함하며, 이것은 본원에 참고로서 포함된다.
제약 처방 약품에 있는 항생제 또는 다른 활성제의 양은 소망의 결과를 달성하기 위하여 단위 1 회분 마다 치료상으로 또는 병을 예방하는데 유효한 활성제의 양을 투약하기에 필요한 양일 것이다. 실제에 있어서, 이것은 특정의 활성제, 그것의 활성, 치료되어야 하는 상태의 심각성, 환자 집단, 투약 요건 및 소망의 치료 효과에 따라서 광범위하게 변화될 것이다. 조성은 일반적으로 대략 1 w % 로부터 대략 99 w % 까지의 임의의 것이 될 것이며, 예를 들어 활성제의 대략 2 wt % 내지 대략 95 wt %, 또는 대략 5 wt % 내지 85 wt % 일 것이며, 또한 조성물에 포함된 첨가제의 상대적인 양에 의존하기도 할 것이다. 본 발명의 조성물들은 특히 0.001 mg/day 내지 100 mg/day 의 투입량으로 투약되는 활성제에 대하여 유용하며, 예를 들어 0.01 mg/day 내지 75 mg/day, 또는 0.10 mg/day 내지 50 mg/day 의 투입량으로 유용하다. 하나 이상의 활성제가 여기에 설명된 처방 약품에 포함될 수 있고, "제(agent)" 라는 용어의 사용이 2 개 이상의 그러한 것들의 사용을 배제하지 않는다는 점이 이해되어야 한다.
일반적으로, 조성물에는 과잉의 첨가물이 없다. 하나 또는 그 이상의 실시예들에서, 수성 조성물은 실질적으로 아미카신(amikacin)과 같은 안티-그램-네가티브 항생 물질로 이루어지거나, 또는 젠타미신으로 이루어지거나 또는 양쪽 모두로 이루어지고, 그리고/또는 이들의 염(salt) 및 물로 이루어진다.
더욱이, 하나 이상의 실시예들에서, 수성 조성물(aqueous composition)에는 방부제가 없다. 이와 관련하여, 수성 조성물에는 메틸패러벤(methylparaben) 이 없고 그리고/또는 프로필패러벤(propylparaben)이 없다. 또한, 수성 조성물에는 무-살린(saline-free)일 수 있다.
하나 이상의 실시예들에서, 조성물은 항감염제(anti-infective) 및 첨가제를 포함한다. 조성물들은 약학적으로 허용 가능한 첨가제 또는 캐리어(carrier)를 포함할 수 있으며, 이것은 환자에 대하여 부정적인 현저한 독소 효과 없이 폐 안으로 취해질 수 있으며, 특히 환자의 폐로 취해질 수 있다. 활성제에 추가하여, 제약 처방 약품은 선택적으로 폐(lung)로의 투여에 적절한 하나 이상의 약학적 첨가제를 포함할 수 있다. 이들 첨가제는, 존재한다면, 그들의 의도된 기능을 수행하기에 충분한 양으로 조성물내에 전체적으로 존재하며, 상기 기능은 안정성, 표면 개선(surface modification), 조성물등의 효능 또는 투약의 향상과 같은 것이다. 따라서, 존재한다면, 첨가제는 대략 0.01 wt % 내지 대략 95 wt % 의 범위일 수 있고, 예를 들어 대략 0.5 wt % 내지 대략 80 wt % 범위이고, 대략 1 wt % 내지 대략 60 wt % 이다. 바람직스럽게는, 그러한 첨가제가 부분적으로 활성제 조성물의 특징을 더욱 향상시키는 역할을 하는데, 예를 들어, 활성제의 보다 효율적이고 재생 가능한 투약을 향상시킴으로써 그리고/또는 제조를 용이하게 함으로써 그러하다. 조성물에서 활성제의 농도를 감소시키는 것이 소망될 때 하나 이상의 첨가제들이 벌킹제( bulking agent)로서의 역할을 하도록 제공될 수도 있다.
예를 들어, 조성물은 염화 나트륨과 같은 하나 이상의 삼투질 농도 조정제(osmolality adjuster)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 염화 나트륨은 용액의 삼투질 농도를 조정하도록 반코마이신 하이드로클로라이드(vancomycin hydrochloride)의 용액에 더해질 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 수성 조성물은 실질적으로 반코마이신 하이드로클로라이드와 같은 안티-그램-포지티브 항생물질(anti-gram-positive antibiotic), 삼투질 농도 조정제 및, 물로 이루어진다.
본 발명의 제약 처방 약품에서 유용한 약학적 첨가제 또는 부가제는 아미노애시드(amino acid), 펩티드, 단백질, 비생물(non-biological) 폴리머, 생물 폴리머, 당(sugar)과 같은 카보하이드레이트(carbohydrate), 알디톨(alditol)과 같은 유도당, 알도닉 애시드(aldonic acid), 에스테르형 당(esterified sugars) 및 당 폴리머를 포함하고 이들은 단독으로 존재하거나 또는 조합되어 존재할 수 있으며, 그러나 이들에 제한되지 않는다.
예시적인 단백질 첨가제는, 사람의 혈청 알부민(HSA), 재조합형 인간 알부민(recombinant human albumin (rHA)), 젤라틴(gelatin), 카제인(casein), 헤모글로빈(hemoglobin)등을 포함한다. 버퍼링 성능(buffering capcity)에서 기능할 수도 있는, (본 발명의 디류실 펩티드(dileucyl-peptide) 이외의) 적절한 아미노 애시드는 알라닌((alanine), 글리신(glycine), 아르기닌(arginine), 베타인(betaine), 히스티딘(histidine), 글루타믹 애시드(glutamic acid), 아스파틱 ㅇ애시드(aspartic acid), 시스타인(cysteine), 리신(lysine), 류사인(leucine), 이소류사인(isoleucine), 발린(valine), 메티오닌(methionine), 페닐라라닌(phenylalanine), 아스파탐(aspartame), 티로사인(tyrosine), 트립토판(tryptophan) 및 이들과 유사한 것을 포함한다. 분산제(dispersing agent)로서 기능하는 폴리펩티드 및 아미노 애시드가 바람직스럽다. 이러한 범주에 속하는 아미노 애시드는 발린(valine), 이소류사인(isoleucine), 트립토판(tryptophan), 알라닌(alanine), 메티오닌(methionine), 페닐라라닌(phenylalanine), 티로사인(tyrosine), 히스티딘(histidine), 프로라인(proline) 및, 류사인(leucine)과 같은 혐수성 아미노 애시드를 포함한다.
본 발명에서 사용되기에 적절한 카보하이드레이트 첨가제는 예를 들어 프룩토스(fructose), 말토스(maltose), 갈락토스(galactose), 글루코스(glucose), D-마노스(D-mannose), 소르보스(sorbose) 등과 같은 단당류;락토스(lactose), 수크로스(sucrose), 트레할로스(trehalose), 셀로바이오스(cellobiose) 등과 같은 이당류;라피노스(raffinose), 멜레지토스(melezitose), maltodextrins, 덱스트란(dextrans), 녹말(starches) 등과 같은 다당류; 마니톨(mannitol), 실리톨(xylitol), 말티톨(maltitol), 락티톨(lactitol), 실리톨 소비톨(xylitol sorbitol (glucitol)), 피라노실 소르비톨(pyranosyl sorbitol), 마이오이노시톨(myoinositol)등과 같은 알디톨(alditol)을 포함한다.
제약 처방 약품은 또한 버퍼(buffer) 또는 ph 조정제를 포함할 수도 있는데, 이것은 통상적으로 유기산 또는 베이스로부터 제조된 염(salt)이다. 대표적인 버퍼는 구연산(citric acid), 아스코르부산(ascorbic acid), 글루코산(gluconic acid), 탄산(carbonic acid), 타르타르산(tartaric acid), 석신산(succinic acid), 아세트산(acetic acid) 또는 프탈산(phthalic acid)의 유기산 염, 트리스(Tris), 트로메타민 하이드로클로라이드(tromethamine hydrochloride) 또는 포스페이트 버퍼(phosphate buffers)을 포함한다.
제약 처방 약품(pharmaceutical formulation)은 폴리머 첨가제/부가제(polymeric excipients/additives)를 포함할 수도 있으며, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈스(polyvinylpyrrolidones), 셀루로스(celluloses) 및, 하이드록시메틸셀루로스(hydroxymethylcellulose), 하이드록시에틸셀루로스(hydroxyethylcellulose) 및, 하이드록시프로필메틸셀루로스(hydroxypropylmethyl cellulose)와 같은 셀루로스 유도체, 피콜스(Ficolls)(폴리머 당), 하이드록시에틸스타치(hydroxyethylstarch), 덱스트레이트(dextrate)(예를 들어, 2-하이드록시프로필-베타-사이클로덱스트린(2-hydroxypropyl-.beta.-cyclodextrin) 및, 설포부틸에테르-베타-사이클로덱스트린(sulfobutylether-.beta.-cyclodextrin)과 같은 사이클로덱스트린(cyclodextrins)), 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycols) 및 펙틴(pectin)을 포함할 수 있다.
제약 처방 약품은 향미제(flavoring agents), 맛 차폐제(taste-masking agents), 무기염(inorganic salts) (예를 들어, 염화 나트륨), 항균제(antimicrobial agents) (예를 들어, 벤잘코늄 클로라이드(benzalkonium chloride)), 감미제(sweeteners), 산화 방지제(antioxidants), 정전기 방지제(antistatic agents), 계면 활성제(예를 들어, "TWEEN 20" 및 "TWEEN 80" 과 같은 폴리소베이트(polysorbates)), 소비탄 에스테르(sorbitan esters), 리피드(lipids) (예를 들어, 레시틴(lecithin)과 같은 포스포리티드(phospholipids) 및 다른 포스파티딜콜라인스(phosphatidylcholines), 포스파티딜에탄올아민스(phosphatidylethanolamines), 지방산 및 지방 에스테르, 스테로이드(예를 들어, 콜레스테롤) 및, 첼라팅 에이전트(chelating agents) (예를 들어, EDTA, 아연(zinc) 및 다른 적절한 양이온cations))을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 조성물에서 사용되기에 적절한 다른 약학적 첨가제 및/또는 부가제는 "Remington에 기재되어 있다(The Science & Practice of Pharmacy", 19.sup.th ed., Williams & Williams, (1995), and in the "Physician's Desk Reference", 52.sup.nd ed., Medical Economics, Montvale, N.J. (1998)) 이들 모두는 본원에 참고로서 포함된다.
위에서 설명된 방법, 시스템 및 장치들은 단지 예시적으로 의도된 것이라는 점이 주목되어야 한다. 다양한 실시예들은 적절하게 다양한 과정들 또는 성분들을 생략할 수 있거나, 대체할 수 있거나 또는 추가할 수 있다는 점이 강조되어야 하다. 예를 들어, 대안의 실시예들에서, 설명된 것과 상이한 순서로 방법들이 수행될 수 있고, 다양한 단계들이 추가될 수 있거나, 생략될 수 있거나, 또는 조합될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 특정의 실시예들과 관련하여 설명된 특징들은 다양한 다른 실시예들에서 조합될 수 있다. 실시예들의 상이한 양상 및 요소들은 유사한 방식으로 조합될 수 있다. 또한, 기술이 발전되고, 따라서 많은 요소들이 하나의 예이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다는 점이 강조되어야 한다.
특정한 세부 사항들이 실시예의 완전한 이해를 제공하도록 상세한 설명에 주어진다. 그러나, 특정의 세부 사항 없이 실시예들이 실시될 수 있다는 점을 당업자가 이해할 것이다. 예를 들어, 실시예들이 모호해지는것을 회피하기 위하여 불필요한 세부 사항 없이 공지의 프로세스, 알고리듬, 구조 및 기술들이 제시되었다. 이러한 설명은 예시적인 실시예들만을 제공하며, 본 발명의 범위, 적용 가능성 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않는다. 오히려, 실시예들의 선행의 설명은 본 발명의 실시예들 구현할 수 있게 하는 설명을 당업자에게 제공할 것이다. 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 변화들이 요소들의 기능 및 배치에서 이루어질 수 있다.
더욱이, 이전의 설명은 전체적으로 에어로졸 액체 약품들을 설명한다. 그러나, 액체 약품 이외의 액체들이 유사한 장치 및 방법을 이용하여 에어로졸로 될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
또한, 실시예들은 흐름도 또는 블록 다이아그램으로서 도시된 프로세스로서 설명될 수 있다는 점이 주목된다. 비록 각각은 연속적인 프로세스로서의 작동들을 설명할지라도, 많은 작동들이 동시에 또는 병렬적으로 수행될 수 있다. 더욱이, 작동들의 순서는 재배치될 수 있다. 프로세스들은 도면에 포함되지 않은 추가적인 단계들을 가질 수 있다.
100-a. 분무기 120. 약품 저장부
130. 헤드 공간 140. 인터페이스

Claims (26)

  1. 분무기의 분무기 요소를 구동하는 방법으로서, 상기 방법은:
    분무기의 분무기 요소에 구동 신호와 함께 전력을 제공하는 단계;
    구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 위상 차이를 나타내는 구동 신호의 위상 오프셋(phase offset)을 측정하는 단계; 및,
    구동 신호의 측정된 위상 오프셋에 기초하여, 구동 신호의 위상 오프셋이 미리 정해진 위상 오프셋의 쓰레숄드 범위(threshold range)내에서 유지되도록 분무기 요소에 전력을 제공하는 구동 신호의 주파수를 조정하는 단계;를 포함하는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    시간에 걸친 구동 신호의 주파수 변화에 기초하여 구동 신호의 전압 크기를 조정하는 단계를 더 포함하는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    전압 크기는 미리 결정된 전압 크기들의 표(table)에 기초하여 조정되는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    미리 정해진 전압 크기들의 표는 분무기의 저장부내에 저장된 액체의 유형에 기초하여 선택되는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    분무기의 분무기 요소에 구동 신호와 함께 전력을 공급하는 단계는 액체가 무화되게 하는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    액체는 약품인, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  7. 분무기의 분무기 요소를 구동하는 방법으로서, 상기 방법은,
    분무기의 분무기 요소에 구동 신호와 함께 전력을 제공하는 단계;
    구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 위상 차이를 나타내는 구동 신호의 위상 오프셋을 측정하는 단계;
    목표 위상 오프셋과 측정 위상 오프셋 사이의 차이를 나타내는 위상 델타(phase delta)를 판단하는 단계로서,
    목표 위상 오프셋은 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 제로가 아닌 목표 위상 차이를 나타내는, 위상 델타 판단 단계; 및,
    위상 델타를 감소시키도록 구동 신호의 주파수를 변화시키는 단계;를 포함하는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    위상 델타를 감소시키도록 구동 신호의 주파수를 변화시키는 단계는;
    고 이득 모드(high gain mode)에서 쓸레숄드 위상 델타(thereshold phase delta) 보다 작게 위상 델타를 감소시키도록 구동 신호의 주파수를 변화시키고;
    위상 델타가 쓰레숄드 위상 델타보다 작음을 판단하고;
    위상 델타가 쓰레숄드 위상 델타보다 작음을 판단한 것에 적어도 부분적으로 응답하여, 저 이득 모드(low gain mode)에서 위상 델타를 감소시키도록 구동 신호의 주파수를 변화시키는 것;을 포함하고,
    저 이득 모드는 고 이득 모드보다 작은 주파수 변화의 결과를 가져오는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    분무기 요소의 임피던스를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    저 이득 모드에서의 구동 신호의 주파수 변화는 임피던스 쓰레숄드를 초과하지 않는 분무기 요소의 임피던스상에서 조절되는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    위상 오프셋의 경사(slope)를 판단하는 단계를 더 포함하고,
    저 이득 모드에서의 구동 신호의 주파수 변화는 음(negative)이 되는 위상 오프셋의 경사상에서 조절되는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    쓰레숄드 위상 델타는 5 도 또는 5 도 보다 작은, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    시간에 걸친 구동 신호의 주파수 변화에 기초하여 구동 신호의 전압 크기를 조정하는 단계를 더 포함하는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 목표 위상 오프셋은 25 도 내지 35 도 사이인, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 목표 위상 오프셋은 30 도인, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  15. 제 7 항에 있어서,
    분무기의 분무기 요소에 구동 신호와 함께 전력을 제공하는 것은 액체가 무화되게 하는, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    액체는 약품인, 분무기의 분무기 요소 구동 방법.
  17. 무화되어야 하는 액체를 유지하도록 구성된 액체 저장부;
    복수개의 통공을 가지는 분무기 요소를 구비하는 분무기로서, 상기 분무기 요소는 액체 저장부로부터 배출되는 액체를 무화시키도록 진동하게끔 구성되고, 구동 신호에 의해 구동되는, 분무기;
    주파수 발생기, 위상 변이 검출기 및, 프로세서를 구비하는 구동부;를 포함하는 분무기 시스템으로서,
    상기 위상 변이 검출기는 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 위상 차이를 나타내는 구동 신호의 위상 오프셋을 측정하도록 구성되고,
    상기 프로세서는 목표 위상 오프셋과 측정된 위상 오프셋 사이의 차이를 나타내는 위상 델타를 판단하도록 구성되고,
    목표 위상 오프셋은 구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 제로가 아닌 목표 위상 차이를 나타내고,
    상기 프로세서는 위상 델타를 감소시키도록 주파수 발생기에 의해 출력되는 구동 신호의 주파수를 변화시키도록 구성되는, 분무기 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    위상 델타를 감소시키도록 주파수 발생기에 의해 출력되는 구동 신호의 주파수를 변화시키도록 구성된 프로세서는:
    고 이득 모드에서의 쓰레숄드 위상 델타보다 작게 위상 델타를 감소시키도록 주파수 발생기에 의해 출력되는 구동 신호의 주파수를 변화시키고;
    위상 델타가 쓰레숄드 위상 델타보다 작음을 판단하고;
    위상 델타가 쓰레숄드 위상 델타보다 작음을 판단한 것에 적어도 부분적으로 응답하여, 저 이득 모드에서 위상 델타를 감소시키도록 주파수 발생기에 의하여 출력되는 구동 신호의 주파수를 변화시키도록; 구성되는 프로세서를 포함하고,
    저 이득 모드는 고 이득 모드에서보다 작은 주파수 변화의 결과를 가져오는, 분무기 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    프로세서는 분무기 요소의 임피던스를 계산하도록 더 구성되고,
    저 이득 모드에서 주파수 발생기에 의해 출력되는 구동 신호의 주파수를 변화시키는 프로세서는 임피던스 쓰레숄드 미만인 분무기 요소의 임피던스상에서 조절되는, 분무기 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    프로세서는 위상 오프셋의 경사(slope)를 판단하도록 더 구성되고,
    저 이득 모드에서 주파수 발생기에 의해 출력되는 구동 신호의 주파수를 변화시키는 프로세서는 음(negative)이 되는 위상 오프셋의 경사상에서 조절되는, 분무기 시스템.
  21. 제 18 항에 있어서,
    쓰레숄드 위상 델타는 5 도 또는 5 도 보다 작은, 분무기 시스템.
  22. 제 18 항에 있어서,
    프로세서는 시간에 걸친 구동 신호의 주파수 변화에 기초하여 구동부에 의해 출력되는 구동 신호의 전압 크기를 조정하도록 더 구성되는, 분무기 시스템.
  23. 제 17 항에 있어서,
    구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 목표 위상 오프셋은 25 도 내지 35 도 사이인, 분무기 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    구동 신호의 전압과 구동 신호의 전류 사이의 목표 위상 오프셋은 30 도인, 분무기 시스템.
  25. 제 17 항에 있어서,
    분무기의 분무기 요소에 구동 신호와 함께 전력을 제공하는 것은 액체를 무화되게 하는, 분무기 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    액체는 약품인, 분무기 시스템.



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