JP2005538819A - 診断用ガス分析装置及び方法 - Google Patents

Abstract

ＮＯセンサを使用し、手持ち式で小型ながら正確で信頼性のある診断用ＮＯ測定のための装置を提供する。ここで、サンプルの採取を統制するパラメータは、ＮＯセンサの正確度を最適化するパラメータとは異なる。呼気エアの一部を一時的に蓄え、これをＮＯセンサに適合した流量率で当該センサに供給することにより、ＮＯセンサ、特には電気化学式ＮＯセンサに関わるシステム／方法の正確度と感度を向上させる。診断用ＨＯ測定を行う方法は、組み込まれた手段により、及び患者への可聴性及び／又は視認性フィードバックにより、ＮＯフリーエアの吸気及び呼気を制御するステップを含む。

Description

本発明は診断用ガス分析の分野に関し、より具体的にはヒトの呼気中に存在する体内発生の窒素酸化物（ＮＯ）の測定に関する。

呼気中に含まれる体内発生ＮＯの検出と肺炎診断指標としての使用は、古く1990年代初期に遡る（例えば、国際出願WO 93/05709; WO 95/02181)。今日、体内発生ＮＯの重要性は広く知られており、数年前から臨床用分析器が市場で入手可能である（NIOX（登録商標）、スウェーデン、SolnaにあるAEROCRINE AB社から発売された喘息患者用の定期臨床使用のための最初の特別仕様のＮＯ分析器。）。

1997年夏、臨床使用への急速な普及を図るため、欧州呼吸器ジャーナル（European Respiratory Journal）はＮＯ測定標準化のためのガイドライン（ERS Task Force Report 10:1683-1693)を発表した。米国胸部学会（ATS: American Thoracic Society）もまた、臨床ＮＯ測定のためのガイドラインを発表した（米国胸部学会、米国肺協会医学部門：成人、小児の呼気低呼吸窒素酸化物及び鼻腔窒素酸化物のオンライン及びオフライン測定の推奨標準手順−1999、Am J Respir Crit Care Med, 1999; 160: 2104-2117）。

臨床用使用、その他の主に研究に使用するためのNIOX分析器は、ＮＯの化学ルミネセンスの測定を基にしている。ＮＯの化学ルミネセンスの測定は、非常に正確で信頼できるものではあるが、ほんの一例で見てもオゾン発生器、真空ポンプ、呼気エアからの湿気除去手段などを含む最新の装置を必要とする。化学ルミネセンス分析器の開発は進んではいるものの未だ高価で大型である。

WO 01/26547は、装置内を通過する低抵抗流動の通路を有する携帯式ＮＯメータを開示している。この通路内には、呼気ガスが通過する際の瞬時のＮＯ成分に応じた電気信号を発生するＮＯ濃度センサが配置されている。このＮＯセンサは、好ましくは200ｍｓ以下、最も好ましくは100ｍｓ以下の応答時間を有する蛍光ベースのセンサと定義される。応答時間はこれよりも更に速いことが望ましい、と述べられている。

WO 01/26547に記載の装置は、概念としては魅力的であるが、ｐｐｂの領域内の正確で信頼できるＮＯ測定をすることは不可能ではないにしても実際には非常に困難と見られる。

本発明の１つの目的は、ＮＯの診断用測定をするためのポータブルで、好ましくは手持ち式の装置を入手可能にすることにある。更なる目的としては、化学ルミネセンス分析の高い精度と感度を維持しつつ、使用が容易で頑丈であり、信頼性のある装置にするというゴールが含まれる。

本発明のさらなる目的は、生理的要素（例えば、呼気流量率、湿度、温度など）により与えられるパラメータ、標準化された治療または診断手順（サンプル流量率、経過時間など）により与えられるパラメータ、及びセンサ依存パラメータの間のインターフェイスを入手可能にすることである。特に前記生理的要素は、年齢、性別、体重、健康状態などに応じて個人間でのばらつきが大きい。ここでセンサ依存パラメータの用語は、例えばセンサの温度要求、信頼性のある測定のために必要な測定時間、湿度の上下限しきい値、などを意味している。

本発明の特有な目的の１つは、電気化学センサと共に操作される診断用ＮＯ測定のための装置を入手可能にすることであり、その装置は、家庭内でも診療環境内でも、あるいは現場手当てにおいても容易に使用することができ、しかも測定の精度と信頼性を損なうことがないものである。

他の目的は、手持ち式で頑丈であり、同時に好ましくは比較的廉価な装置を入手可能にすることで、ここにおいても測定の正確さと信頼性を損なうことがないものである。
本発明によって解決される更なる目的、及び関連する利点は、以下の記述と例示とによってより明確となる。

上述した本発明の目的は、参考としてここに含まれる添付の請求の範囲に記載の装置及び方法によって達成される。本発明によれば、前記装置は、電気化学式ＮＯセンサなどの少なくとも１つのＮＯセンサと、除去器を介してＮＯフリーエアを患者が吸気し、予め定められた流量率と圧力で呼気エアを排出するための入口／出口と、前記呼気エアの一部を一時的に蓄えるバッファ室と、前記蓄えられたサンプルの一部を前記呼気継続時間よりも長い時間に、及び／又は呼気流量率よりもはるかに低い流量率（flow rate）で前記ＮＯセンサへ送り込む手段とを備えている。前記方法は、少なくとも上述したものに応じたステップと操作を含んでいる。

添付の図面を参照し、以下に記す記述、非限定的な例示、請求の範囲に関連して本発明をより詳細に説明する。
本願発明者は、驚くことに生理的に定められるパラメータ及び標準化手順により定まるパラメータと、特定のセンサの要求度との間のインターフェイスが確立できることを明らかにした。
これは、本発明にかかる装置及び方法によって示されており、実施の形態では電気化学的センサ技術が成功裏にＮＯの診断用測定に応用されている。

しかしながら、電気化学的センサなどのいずれのＮＯセンサも、ＮＯ測定に直接応用できるものではない。現在、電気化学的センサは、一般に使用される化学ルミネセンス・センサなどのこれまで使用されてきた他のセンサよりもかなり長い応答時間を要する。化学ルミネセンス・センサは、ガス状サンプル内のＮＯ濃度を瞬時に測定するが、電気化学センサが安定した信号を発するにはより長い時間を必要とする。加えて、電気化学センサは汚染に対する感度、湿度変化に対する感度、水や他の混合物に対するクロス感度が高く、ＮＯ感度が低く、かなりの温度、流量への依存度があるという弱点を有している。化学ルミネセンス・センサも、較正が正しく行われれば約±１ｐｐｂまでの高い精度を示す。

結果として、その長い応答時間、比較的高い検出レベル（低い感度）と他の混合物との干渉などのため、これまで電気化学センサは診断用ＮＯ測定には使用されていなかった。

発明努力の結果、驚くことに生理的に定まるパラメータ及び標準化手順により定まるパラメータと、特定のセンサの要求との間の作業インターフェイスを生み出すことが可能となった。本願発明者により、低いｐｐｂ領域（0 から200ｐｐｂ、特には0 から50ｐｐｂの領域）における高い信頼性と正確さが要求される診断用ＮＯ測定に対して、電気化学センサ技術の使用を可能にする新たな装置が開発された。

一般用語として、本発明にかかる装置は、以下の機能性及び／又は当該機能を果たすための手段を備えている（図１も参照）：
本装置は、使い捨てフィルタ（図示せず）が取り付け可能な兼用の入口／出口１を有しており、患者はまず、当該入口／出口１を使用し、大気エアからＮＯを除去するための除去器を介してＮＯフリーエアを吸気し、その後呼気し、この呼気段階でＮＯ測定のためのサンプルが採取されてセンサに送られる。

前記装置の入口は、使い捨ての患者のフィルタ／マウスピースフィルタとぴったり係合するようデザインされることが好ましい。このフィルタは、例えば0.22μフィルタなど、通常の吸気の間にウィルス／バクテリアのないエアを保証する従来のフィルタとすることができる。前記フィルタは、スウェーデン、SolnaにあるAEROCRINE AB社から販売されるNIOX患者フィルタ（カタログ番号02-1201）とすることが好ましい。

患者は前記マウスピース／フィルタを介して清浄なＮＯフリーエアを吸気し、その後、同じフィルタを介して装置内に呼気する。このため前記フィルタは、微粒子、ウィルス、バクテリア、エアゾールなどから患者と装置の双方を保護するという２つの機能を果たす。前記使い捨てフィルタは、伝染もしくは患者対患者の接触感染を防ぐという更なる利点を有している。

入口／出口１の近傍には、圧力センサ２が配置されている。この圧力センサは呼吸を監視する機能を有し、呼気の間に柔軟なパレートが閉鎖することを保証し、正確な呼気圧力が維持されることを保証し（オプションとして患者へのフィードバックを含み得る）、装置すなわちＮＯ除去器３を介してＮＯフリーエアの吸気がなされたかをチェックする。この装置はまた、前記除去器３につながる大気エア用の入口４を有する。前記除去器は次に、ワンウェイバルブ５を介して入口／出口１に接続され、患者はＮＯフリーエアを吸気するものの呼気エアが前記ワンウェイバルブを通過することは阻止される。

前記除去器は、従来からある化学ＮＯ除去器とすることができ、入口及び出口と、例えばＫＭｎＯ_４ベースのフィルタ媒体などの適切なフィルタ媒体、または適切な化学添加物を備えたカーボンベースのフィルタが充填されたメインボデーとを有する。前記フィルタの構造、ゼロサンプルを採取する配置は、同時継続中の他の特許出願の対象となっている。

さらに、入口／出口１には流量レギュレータ６が接続されており、ユーザが装置から与えられるフィードバックに応じ、呼気流量を20〜800ｍｌ／ｓ、好ましくは50ｍｌ／ｓ（±5ｍｌ／ｓ）の高い正確度で制御する機能を有する。前記流量レギュレータは、受動式流量抑制器であっても、または流量を測定し当該レギュレータの要素を調節し、または患者にフィードバックを与えて呼気流量をガイドする手段を有する能動式レギュレータであってもよい。１つの実施の形態によれば、前記流量レギュレータは自動的に呼気流量を調整し、余剰流量を制限する。他の実施の形態によれば、前記流量レギュレータは、１つの呼気の間、または２つもしくはそれ以上の後続する呼気の間で２つもしくはそれ以上の予めセットされたレベルの流量に調整することができる。

呼気エアはその後、流量レギュレータ６を通過してバッファ室７に至り、その端部にはフラッシュバルブ８とスリーウェイバルブ９が配置されている。呼気の最初の段階ではフラッシュバルブ８は開き、スリーウェイバルブ９は閉じているため、呼気エアは大気中に導かれる。所定の時間でフラッシュバルブ８が閉じ、スリーウェイバルブ９が開くことによって、バッファ室７に蓄積されたサンプルはサンプルポンプまたはファン１０の作用によってスリーウェイバルブ９を通り、センサ１１に導かれる。

前記センサは、例えば化学センサ、電気化学センサ、超音波センサその他のいかなる適切なＮＯセンサであってもいいが、好ましくは電気化学センサである。

本発明の好ましい実施の形態によれば、サンプルポンプ１０はプランジャ式ポンプである。この形式のポンプは、流量の変動に鈍感であるという利点を有し、高い精度で僅かで一様な流れを提供する。

サンプルは、前記センサに至る前にサンプル湿度を大気の状態と等しくするための手段１２と、サンプル温度を同一の安定温度と等しくするための手段１３とに導かれることが好ましく、１つの実施の形態では、前記安定温度は大気の温度とは異なる設定温度となるよう制御される。

前記手段１３は、例えば前記センサを覆うこと、及び前記ガス流れに対して広い接触面積を形成することなどによって、サンプルとセンサの双方の温度を調節するように作用することが好ましい。代替として、前記サンプル及び／又はセンサの温度が測定され、その結果が前記センサの仕様に基づく温度に対して補填される。

前記装置はさらに、制御電子回路１４などの上述した各手段の機能を制御するための手段を備え、当該手段は、例えばセンサ類及びユーザインターフェイスから入力を受けて分析し、そして前記バルブ及びサンプルポンプを制御する。前記手段１４はまた、データ取得、信号処理、データ蓄積、外部ユニットとの交信、及びユーザインターフェイスなどを取り扱う。外部交信は、１つまたは複数の下記オプションを使用して実行可能である。すなわち：メモリカードまたはマイクロプロセサカード、EEPROMカード、以下に規定されている「スマートカード」、IR-コミュニケーション、BLUETOOTH（登録商標）、または他の無線通信形態、または従来からあるシリアルまたはパラレルポートなどである。

スマートカードを設けることは多くの利点があるが、中でも特に全ての患者が本発明にかかるどの装置も自由に使用することができ、当該患者に関する情報が測定結果と共に自動的に前記装置に蓄積されるという利点を有している。同時に、装置とセンサに関する情報も測定結果と共に自動的にスマートカードに蓄積される。これは、診断に適用される際に必要となる文書要求に煩わされることなく、非常な柔軟性を追加させている。

前記装置はさらにユーザインターフェイス１５を含み、その１つの要素は、例えば液晶ディスプレイ（LCD）、好ましくはタッチスクリーンのようなディスプレイの形態を有し、データをユーザに表示し、例えば認可されたユーザや特別の指定を受けたサービススタッフが行うプログラミング及び／又はパラメータ設定など、ユーザからの命令やセッティングを受領する。代替として、これら機能の全体またはその一部は、例えば従来からあるシリアルポート（例えばUSBポート）またはパラレルポートなどの従来のPCインターフェイスにより実施することができる。

前記装置はさらに、現状の日付と時間を追跡する手段、及び現状の日付と時間をセットする手段を含むことが好ましい。さらにまた、好ましくはアラーム機能であって、信号や、例えば１日の内の特定の時間などで反復するアラーム機能を備える。これによりアラーム時間及び反復をセットすることができ、そしてアラームを有効／無効にすることができる。前記アラーム機能は、患者がその状況を監視することについての対応性を改善し、好ましくはその処置についての対応性も改善するという利点を有する。

以上をまとめれば、前記手段１４に到達する入力には、圧力センサ、ＮＯセンサ、ユーザインターフェイス、外部交信インターフェイス、温度制御からの信号が含まれる。前記手段１４から出る出力には、フラッシュバルブ、スリーウェイバルブの各位置、サンプルポンプ、温度制御、及びユーザインターフェイスを調整する信号が含まれる。

本発明にかかる装置では、呼気エアのサンプルは、標準化呼気動作（ERGガイドライン1997、ATGガイドライン1999、supra参照）にしたがって採取することができ、ここでは一時的にバッファ室に蓄積され、これによって定常流れにおいて延長された時間でゼロサンプルまたは患者サンプルをセンサに晒すことを可能にしており、これは前記センサから正確な応答が得られる。

本発明にかかる装置は、バッファ室と、制御された呼気の間に前記バッファ室を満たす手段とを含み、これによってＮＯ測定のための呼気エアのサンプルを採取する。前記バッファ室の容量は、サンプルを保管し、その後、例えば150ｍｌの量を長い時間にわたってセンサに供給するに十分なものに選択される。前記バッファ室を呼気エアのサンプルで満たす手段は、予め定められた呼気の経過時間の間にバッファ室を呼気エアで満たすことができるバルブである。
前記サンプルをセンサに供給するための手段は、好ましくはサンプルポンプまたはファンからなる。

さらに、ＮＯフリーエアを前記センサに供給するための手段があり、当該手段は、好ましくはＮＯ除去器を介してエアを吸引するポンプまたはファンからなる。このポンプまたはファンは、センサにサンプルを供給するものと同一とすることができ、前記ガス源（患者サンプル／ゼロサンプル）は１つまたは複数のバルブで制御される。

前記バッファ室が所望のサンプルで満たされると、サンプルをセンサに供給するための前記手段が動作する。このような手段にはサンプルポンプやファンが含まれ、センサに約0.5から15ｍｌ／ｓ、好ましくは約2から約10ｍｌ／ｓの流量を、呼気時間よりも長い予め定められた時間でセンサに供給する。この時間は、センサの特性、感度、構造に応じて設定される。前記時間は、約15から約300ｓの間で選択され、流れが約2ｍｌ／ｓのときに前記時間は約30ｓから約50ｓであることが好ましく、ここにおいてもセンサの要求度、特性によって異なる。

前記バッファ室は、呼気された呼吸の一部を前記センサの応答時間に対応する継続時間中に一定の流量でセンサに供給するために一時的に保管するためのスペースである。前記バッファ室は、少なくとも以下の要求の１つを満たしたスペースであることが好ましい。すなわち：
− バッファ室の壁内へのＮＯの実質的な拡散がないこと
− ＮＯ測定に干渉する物質の実質的な拡散がないこと
− 乱流となること
− ＮＯが内部壁に実質的に付着しないこと
である。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記バッファ室は、例えば円形、楕円形、正方形、矩形断面をした迷路状通路などの小さな断面をした長いチャンネルに形成され、例えば熱可塑性材料のブロックにモールドされている。

他の実施の形態によれば、前記バッファ室は、例えばポリオレフィンチューブのような適切な不活性材料の長尺のチューブとして形成される。

さらに他の実施の形態によれば、前記バッファ室は、移動端末壁またはピストンを備えたシリンダとして形成される。前記壁またはピストンを軸方向に操作することにより、サンプルはシリンダ内に吸引され、外部に排出される。この実施の形態はシリンジを例にすることができ、ここでシリンジの容積は採取すべきサンプルの容量に相当し、ピストンがサンプルを移動させる際の流量率は、サンプルがセンサに供給される流量率に等しい。

さらに他の実施の形態によれば、前記バッファ室は適切な材料からなるベローズとして形成される。前記装置内へ呼気する際に患者により与えられる圧力、またはベローズを機械的に拡張させる作用によってサンプルはベローズ内に入る。その後、サンプルは当該ベローズを機械的に圧縮することによって排出される。

他の実施の形態によれば、前記バッファ室は、連続した貯蔵、すなわち、多数の連続したサンプルの貯蔵に適用するよう形成される。前記チャンネルは、例えば変化する断面を持つチャンネル、または流れに対する意図的な障害を持つチャンネルなど、層流層による混合を最小にするために流体の乱れを最大化する幾何学形状を有することが好ましい。

電気化学センサを使用する窒素酸化物濃度の測定では、センサの温度とガス流量が重要な要素となる。センサの温度は感度に影響し、その結果、測定の間における温度のばらつきは再現性を低下させ、精度（precision）及び／又は正確度(accuracy)を低下させる。これに関連し、センサの表面に接する時のガス流れの温度はセンサの温度に影響し、同じ結果をもたらす。

本発明にかかる装置、及びこれに対応する方法では、温度が記録され、相関要素を使用して前記温度に応じて結果を補正することができる。好ましくは、センサとセンサに到達するサンプルガスとの両方の温度を調整する手段をセンサに設けることにより、ガスとセンサの両方の温度が正確に制御される。このような手段の構造は、同時継続中の他の特許出願の対象とされている。

電気化学センサは、湿度の変化に対して敏感であることが知られている。本発明にかかる装置は、好ましくはサンプルされた呼気エアの湿度、及びゼロサンプルの湿度と、大気湿度とを等しくする手段を含んでいる。このような手段は、サンプルが導入される長尺のNAFION（登録商標）によって構成することができる（NAFIONは過フッ素ポリマ膜（perfluorinated polymer membrane）で、米国デラウェア州E. I. du Pont de Nemours & Co社の所有する商標である。）。これによる利点は、患者のサンプルとゼロサンプルとがセンサに到達するときに同一湿度になることである。

電気化学センサは、残念ながら電解質消耗のために寿命が制限される傾向にある。
本発明にかかる方法及び装置によれば、前記センサの寿命は２つの観点から考慮されている。前記装置には、製造日、及び／又は較正日、及び／又はセンサの有効期限を確定する手段を備える。例えば、センサに関連して蓄積されたこれらの情報を読むことにより、予めセットされた判断基準、例えば有効期限の到達したときなどに、センサの使用が阻止される。

前記装置はさらに、センサで実施された測定数を登録する手段を備え、予めセットされた判断基準、例えば必要なセンサパラメータの検知または特定などに応じ、センサの使用が阻止される。

上述した手段、およびこれらに関連する機能は、良好な状態で機能するセンサによって各測定が実施されたことを保証するという利点を有する。

本発明にかかる装置は、新規で極めて容易な視認性のインターフェイスを有している。前記視認性インターフェイスはディスプレイからなり、装置の状態（例えば、オン／スタートアップ／準備完了／使用中／オフなど）を表示し、吸気及び／又は呼気の間にユーザをガイドし、測定結果を表示する。このディスプレイは、好ましくは液晶ディスプレイ（LCD）などの従来からあるディスプレイである。最も好ましくは、前記ディスプレイはいわゆるタッチスクリーンである。

上述の機能は、１つまたはそれ以上の点滅する光、ディスプレイ上へのユーザへのメッセージ、異なる表記や色からなる信号、トーンとリズムが変化する可聴信号などのような視認性、可聴性の信号でサポートすることができ、これらは全て装置の状態、あるいは吸気及び／又は呼気の間の患者の動作の良し悪しなどに応じて発せられる。例えば、装置がスタートアップモードにある時にはある記号または色を表示し、装置が測定または準備完了モードに入りうる状態にある。同様に、ユーザが正しくない吸気及び／又は呼気をしたとき、装置は点滅または不点滅で第１の記号または色を表示し、吸気及び／又は呼気が予め定められた要求に応じて実施されたときには、先の第１の記号、色とは明らかに異なる第２の記号または色その他の信号を表示し、測定の良好な反復性を保証する。これら視認性及び／又は可聴性信号に絡んで制御されるパラメータには、吸気及び呼気のそれぞれの継続時間、圧力が含まれる。

上述した手段とこれに関連する機能性は、患者が単独でいるときも、例えば患者の治療を行う医師や看護婦などの医療担当者の指導下にあるときも、治療現場や患者個人の家庭において全ての患者がこの装置を使用することを可能にしており、患者の疾病を監視している。

本発明にかかる装置は、多くの方法で周囲環境との交信ができることが好ましい。当該装置は、患者との間で可聴性及び／又は視認性による交信を行い、基本機能、準備状況、適正使用（吸気、呼気）、測定結果を表示する。例えば、当該装置を介して外部ソフトウェアとスマートカードとの間で構成データ（configuration data）の送信が可能である。

さらに、この装置は、好ましくはコンピュータと交信するためのＩＲポートを含み、例えば患者データをデータベースに蓄積し、当該データの更なる分析を可能とし、あるいは別のＩＲプリンタによる測定レポートのプリントアウトを可能にする。このＩＲポートは、前記装置をローカルネットワークに組み込む作用も果たし、ローカルプリンタや他の方法の使用により測定結果や患者情報の取り扱いを可能にする。

本発明にかかる装置はさらに、個人患者データを入力し蓄積するためのスマートカード・インターフェイスを含んでいることが好ましい。治療機関の外部で装置を使用する際に、各ユーザには個人用スマートカードが与えられる。好ましくはこのスマートカードは、患者個々の死腔（dead space）の差、その他の生理的な差に対応するため、例えば男性、女性、小児などに対応したセッティング、異なる人種、年齢、体重などの患者に対応したセッティングなど、異なる患者グループに対応したセッティングを含むよう予めプログラムされる。

ＮＯ測定結果はその後、測定に使用された装置とセンサを特定する情報、測定の日付と時間、及びオプションとして大気温度と湿度と共に、内部装置メモリ及びスマートカードに記録される。１つの実施の形態によれば、前記スマートカードは、患者の履歴、ＮＯレベル、オプションとして治療、投薬量、疾病パラメータ、及び患者自身または担当医師、看護婦の所見による健康状態などの主観的情報などを保存するようデザインされる。

他の実施の形態によれば、前記スマートカードは、装置に挿入されるものの外部のソフトウェアを使用するよう構成される。

この装置はまた、好ましくはＰＣなどの外部コンピュータにインストールされた外部ソフトウェアと交信する能力を有する。これによって、例えば測定結果や他の蓄積されたデータをスマートカードから（本発明の装置を介して）前記外部ソフトウェアに送ることができる。

１つの実施の形態によれば、測定データや他の蓄積されたデータは、前記装置の内部メモリから外部ソフトウェアへ送ることができる。
同様に、他の実施の形態によれば、外部のソフトウェアから本発明の装置へソフトウェアの更新をダウンロードすることもできる。
好ましくはさらに、本発明の装置から外部のソフトウェアへエラーログなどのサービス及びサポートパラメータを送ることができる。

本発明にかかる装置はさらに、ＡＣ／ＤＣ変換機を含むことができ、好ましくは外部で変換されたＤＣが装置に供給される。前記装置はさらに、装置の要素へ所望電圧を供給する電源となる充電式バッテリを含むことができる。システム内には、メモリとセンサのバックアップ用バッテリも含まれている。

本発明にかかる装置は好ましくは内部メモリを含み、好ましくは少なくとも2000個の測定データが蓄積できる容量を有する。代替として、あるいは内部メモリに追加して、装置はいわゆるスマートカード、メモリカード、マイクロプロセサカード、EEPROM、ミニディスク、ディスケット、その他の取外し式データ媒体に情報を記録する能力を有する。この内部メモリ及び／又はスマートカード外に記録されるデータには以下が含まれる。
− 患者ＩＤ
− 測定の日付、時間
− 測定されたＦＥ_ＮＯ
− センサＩＤ番号
− 装置ＩＤ番号
− 先行操作モードの疾病及び安楽パラメータ入力
− 先行操作モードの治療パラメータ入力

オプションとして、測定データメモリが満杯になると警告が発せられ、当該警告の後に最も古いデータを新しいデータに書き換えることができる。

また、好ましくは内部メモリ、またはスマートカードのいずれか、あるいはこの両者にエラーリストが設けられ、この中には少なくとも以下の内容が含まれる。
− エラー番号
− 時間表示

好ましい実施の形態によれば、前記スマートカードに患者の構成が蓄積される。前記患者情報は、例えば男性／女性、小児／成人／老人、その他治療に関連する他の情報などの様々な患者グループに関連する一般情報とすることができる。好ましくは前記スマートカードはカラーコード化され、各色は１つの患者グループに対応している。好ましくは前記スマートカードは明確に視認できる番号またはコードがプリントされ、各カードの識別が可能である。前記スマートカードには、患者の名前が印刷または記載できる場所が含まれていることが好ましい。

前記患者情報は、特定の患者に関連する固有情報とすることができる。いずれの場合にも、情報には以下を含むことができる。
− 推奨最大ＦＥ_ＮＯ値
− 推奨最小ＦＥ_ＮＯ値
− 入手可能な１つの患者年齢グループモード（選択されたスマートカードより）

本発明にかかる装置の内部メモリは、好ましくはＮＯ測定値とユーザ入力の双方を蓄積することができ、この中には例えば製造者からの入力や、メンテナンス担当者の情報が含まれる。例えば、前記装置は、前記外部メモリに対するエラーを蓄積することができる。

前記装置は、好ましくは、例えば、
− 製造日
− 較正日
− センサ入力較正パラメータ
等の構成パラメータを前記内部メモリに蓄積することができる。

前記装置はまた、好ましくは、例えば、
− 最大ＬＥＤ強度
− 容量
− コントラスト
− アラーム時間
− 現在時間及び日付
などのセッティングや操作パラメータを前記内部メモリに蓄積することができる。

好ましい実施の形態によれば、前記電気化学式ＮＯセンサは、以降「センサメモリ」と呼ぶメモリを含む回路と一体にされる。これは、好ましくはEEPROM形式のメモリ回路である。前記センサメモリは、内部メモリと装置の制御回路に交信及び／又は相互作用することができる。

言い換えれば、センサメモリから、例えば
− センサ較正データ
− 有効期日
− センサ消耗制御パラメータ
− センサ信頼性データ
等のデータを読み取ることができる。

さらに、測定が実施されている率におけるセンサの余剰の測定数のカウントダウンをすることもできる。
好ましい実施の形態によれば、本発明の装置は、センサの有効期日がいつくるか、または残余の測定数が予め定められた低い値にいつ到達するかを表示し、ユーザに警告することができる。有効期日がくると、または側定数の残余が無くなると、装置はセンサの更なる使用を阻止し、ユーザに警告する。

本発明によれば、装置は現状時間と日付とを継続して追跡する。また、現状時間と日付をセットすることもでき、バックアップバッテリ操作の間は現状時間と日付が維持される。

センサメモリを設けることに関連して多くの利点がある。その１つは、有効期日が自動的にチェックされ、この期日が経過するとセンサの使用が自動的に阻止されるため、安全であることである。他の安全の問題は測定数の自動制御であり、最大測定数に達するとセンサの使用が自動的に阻止される。

装置にはまた、大気のＮＯレベルを測定するという特徴が加わる。この大気測定手順は、大気の安定化、大気測定、ゼロ安定化、ゼロ測定の段階を含み、この順序で行われる。この手順は診断用ＮＯ測定の手順と同様であるが、サンプルを大気エアから直接採取するためにサンプルポンプを使用する点が異なる。
前記測定の結果は、較正定数を考慮に加えて計算され、ｐｐｂ値が得られる。

本発明にかかる装置は、好ましくは温度制御の手段及び機能を含んでいる。１つの実施の形態によれば、前記温度制御の手段は、ペルティエ素子（Peltier element）からなる。センサの温度は、内部構成メモリ内にセットされた値に維持される。もし測定された温度がセットされた使用条件から外れていれば、前記素子はオフにされる。

温度が、予めセットされた時間内で制御された温度外となった時には無効であると判断される。もし温度が予めセットされた時間内に無効であれば、エラーメッセージが発せられる。

本発明によれば、圧力が大気圧と比較して常時測定されている。大気圧は、ユーザが測定を希望したときの圧力をいう。吸気のための予めセットされた経過時間内では、前記圧力は内部構成メモリ内にセットされた値以下に維持されねばならない。呼気段階の間では、前記圧力はさらに、内部構成メモリ内にセットされた最大値と最小値内に維持されねばならない。呼気段階の間、前記圧力が内部構成メモリにセットされた高・低内の領域に入っていなければ警告が発せられる。予めセットされた移行時間後の処理段階では、前記圧力は大気レベルに維持されねばならない。

１つの実施の形態によれば、この装置はスマートカード・インターフェイスを含んでいる。このスマートカードは、装置を操作するとき、または測定が実行される前にユーザにより挿入され、全測定手順の間に挿入されたままで維持される。前記スマートカード内の余白の測定蓄積能力が１０％以下になると、測定前にこれがユーザに知らされる。

本発明にかかる前記装置及び方法は、好ましくは自己テスト機能をも含んでいる。もし自己テストが不合格であればエラーメッセージが発せられる。
１つの実施の形態によれば、エラーは常時メインボードメモリのデータベースに記録される。エラーが生じている間に患者のスマートカードが挿入されれば、当該エラーはスマートカードに記録される。
重要なことは、エラーが発生したときにこれがユーザに知らされることである。

本発明にかかる装置と方法は、多くの利点を提供する。多くのエラーの原因が排除され、または最小化される。
例えば、装置と装置にあるＮＯフリーエアを供給するＮＯ除去器を介して患者が吸引する間に負圧が記録されると、正しい吸引動作が制御される。この圧力チェックはさらにフィードバックによって補足され、患者は正しく吸気、呼気をするようにガイドされ、または吸気、呼気が正しいとき、及び呼吸動作が不十分なときには患者にそれが知らせる。

前記装置及び方法はさらに、電気化学センサが正しく機能していることを常時保証する内部に装着された手段と機能もしくは操作を有する。

本発明にかかる装置及び方法の１つの主要な利点は、患者からのサンプル採取を当該患者の生理機能により定められるパラメータにしたがい、そして治療及び診断に有効な標準化された手順により定められるパラメータにしたがって行うことが可能になることであり、一方ではサンプル分析が選択されたセンサにとって最適なパラメータにしたがって行うことが可能になることである。

以上が電気化学センサを使用して呼気中のＮＯを分析する装置の説明であるが、本発明はまた、呼気エア以外のサンプル中にあるＮＯや他の成分の分析にも適用が可能である。

本発明につき、本願出願人が現状のべストモードであると認識する好ましい実施の形態について述べてきたが、添付の請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、当業者にとって明らかな各種の変更、改造が可能であることは理解されるべきである。

本発明にかかる装置の構成を概略示すブロック図である。

符号の説明

１．入口／出口、 ２．圧力センサ、 ３．ＮＯ除去器、 ４．入口、 ５．ワンウェイバルブ、 ６．流量レギュレータ、 ７．バッファ室、 ８．フラッシュバルブ、 ９．スリーウェイバルブ、 １０．サンプルポンプ、 １１．センサ、 １２．湿度均一化手段、 １３．温度均一化手段、 １４．制御回路、 １５．ユーザインターフェイス。

Claims (29)

1. 診断用ＮＯ測定のための装置であって、
   ＮＯセンサ（１１）と、
   予め定められた流量率と圧力で患者が呼気する入口（１）と、
   前記呼気されたエアの一部を一時的に蓄えるバッファ室（７）と、
   サンプルの一部を、前記ＮＯセンサに適する流量率で前記ＮＯセンサに供給するための手段（１０）と、から構成されることを特徴とする装置。
2. 呼気流量を制御する流量レギュレータ（６）を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記サンプルの一部をＮＯセンサに供給する手段が、前記呼気の継続時間よりも長い時間にわたって約0.5から10ｍｌ／ｓの一定の流量を生み出すよう動作する、請求項１に記載の装置。
4. 前記サンプルの湿度を均一化する手段を備えている、請求項１に記載の装置。
5. 前記サンプルの湿度を均一化する手段が、触媒作用膜材料で作られた長尺のチューブからなる、請求項４に記載の装置。
6. 吸気のパラメータを検証し、呼気のパラメータを制御する手段を備える、請求項１に記載の装置。
7. 前記手段が、圧力センサ（２）と、患者にフィードバックを提供する手段とから構成される、請求項６に記載の装置。
8. 前記手段がさらに、流量センサと、流量を制御し、及び／又は患者にフィードバックを提供する手段とを備える、請求項６に記載の装置。
9. 前記手段がさらに、大気の変動に応じてＮＯの分圧を補填することを可能にするために絶対圧力の測定が可能な圧力センサ（２）を備える、請求項６に記載の装置。
10. 前記バッファ室（７）が、迷路状通路である、請求項１に記載の装置。
11. 前記バッファ室（７）が、移動式ピストンを備えたシリンダからなる、請求項１に記載の装置。
12. 前記バッファ室（７）が、長尺のチューブからなる、請求項１に記載の装置。
13. 前記装置が、ＮＯ除去器であって、患者が前記装置内に呼気する直前に当該ＮＯ除去器を介して吸気し、これにより患者の呼吸器系の死腔がＮＯフリーエアで満たされることを保証するＮＯ除去器を備えている、請求項１に記載の装置。
14. 特定のユーザにリンクしたデータを蓄積でき、測定データの記録が可能なスマートカードを受け入れるためのインターフェイスをさらに備える、請求項１に記載の装置。
15. 前記装置が、前記スマートカードに蓄積されたデータを基に、異なるユーザまたは異なるユーザグループに適用できる能力を備えている、請求項１４に記載の装置。
16. 前記ＮＯセンサが、電気化学センサである、請求項１に記載の装置。
17. 前記センサに導かれるときの前記サンプルの流量率が、呼気流量率よりも低い、請求項１に記載の装置。
18. 請求項１に記載の装置への使用に適したスマートカードであって、個々の患者または患者グループに関するデータを保存し、少なくとも
    − 測定の日付、時間
    − 測定されたＦＥ_ＮＯ
    − センサＩＤ番号
    − 装置ＩＤ番号
    のデータが記録されているスマートカード。
19. ＮＯセンサを備えた装置を使用して診断用ＮＯ測定を行う方法であって、
    − 患者が前記装置内に呼気し、
    − 前記呼気の流量率及び圧力が、それぞれ予めセットされた少なくとも１つの値に制御され、
    − 前記呼気エアのサンプルが一時的にバッファ室に蓄えられ、
    − 前記サンプルが前記センサに適した流量率で電気化学式ＮＯセンサに導かれ、
    − 前記サンプル内のＮＯ濃度が測定されること、
    を特徴とする方法。
20. 患者が、前記装置に呼気する前にＮＯフリーエアを吸気する、請求項１９に記載の方法。
21. 患者が前記装置内に呼気する前に、患者にＮＯフリーエアを供給する前記装置と一体になったＮＯ除去器を介して患者が吸気する、請求項１９に記載の方法。
22. 前記吸気と呼気の間、当該両ステップでの正しい呼吸動作を支援するため、患者に可聴性または視認性のフィードバックが提供される、請求項１９に記載の方法。
23. 前記呼気流量率が約20から800ｍｌ／ｓの値に制御され、前記サンプルがセンサに供給される流量率が約0.5から10ｍｌ／ｓの値に制御される、請求項１９に記載の方法。
24. 前記ＮＯセンサが、電気化学センサである、請求項１９に記載の方法。
25. 前記サンプルがセンサに供給される際の流量率が、前記呼気流量率よりも低い、請求項１９に記載の方法。
26. 前記方法が、
    − 患者が自身の投与薬剤に関する情報を入力すること、
    − 患者が自身の健康状態を主観的に判断し、対応する情報を入力すること、
    の少なくとも１つのステップを含む、請求項１９から２５のいずれか一に記載の方法。
27. 請求項１９から２５のいずれか一に記載の方法を実施するための指令を含むコンピュータプログラム。
28. 媒体に記憶された、請求項２７にかかるコンピュータプログラム。
29. ガスサンプル中のＮＯの診断用測定をするための方法であって、サンプル採取を統制するパラメータがＮＯ測定の正確度を最適化するパラメータとは異なったものであり、請求項１から１７のいずれか一にかかる装置が使用されることを特徴とする方法。
    
    

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