JP2014514073A5

JP2014514073A5 -

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Publication number: JP2014514073A5
Application number: JP2014504126A
Authority: JP
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2015-05-28

Claims

少なくとも１つの付加ガス（Ｇ_ｎ）を吸気ガスＧ_０に付加して被験体に送出する呼吸ガス（Ｇ_Ｒ）を生成する装置であって、
前記装置は、
前記Ｇ _Ｒの量において付加ガスＧ _ｎにおける少なくとも１つの成分（ＤＡ _ｎ）の目標濃度（ＤＡ _ｎ ^Ｔ）を維持するための制御システムを含み、
前記制御システムは、
Ａ）次の（ａ）及び（ｂ）を取得するように構成された入力手段と、
（ａ）対象時点について、被験体に流れるＧ_０又はＧ_Ｒの確定増分量の入力、
（ｂ）対象時点について、被験体に流れるＧ_ｎ又は純ＤＡ_ｎの確定増分量の入力、
Ｂ）対象の連続する時点の間の連続するそれぞれの時間間隔について、ＤＡ_ｎの累積量がＤＡ_ｎ ^Ｔと等しくなるように、それぞれの時間間隔について吸気可能とするＧ_ｎの量を示すエラー信号（ｅ_ｎ）を算定するように構成されるプロセッサと、
Ｃ）実際のＤＡ_ｎの累積量が目標ＤＡ_ｎ ^Ｔに達するように制御されるように、それぞれの時間間隔について算定されたｅ_ｎに基づいてそれぞれの時間間隔について気体送出装置（ＧＤ_ｎ）に出力信号を出力するように構成されるコントローラと、
を動作可能に関連づける、装置。
前記入力手段は、少なくとも１つの容積センサを含む、請求項１に記載の装置。
前記プロセッサは、それぞれのＴ _{ｃｕｒｒｅｎｔ} である対象時点を含むそれぞれの累積時間間隔についてのＧ_０の増分量（ＣＶＧ _０）及びＧ_Ｒの増分量（ＣＶＧ _Ｒ）の少なくとも一方、並びに、対象時点を含むそれぞれの累積時間間隔についてのＧ_ｎ（ＣＶＧ _ｎ）の増分量を算定するように構成される、請求項２に記載の装置。
それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}についての前記ＧＤ_ｎへの出力を、それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}についてのｅ_ｎの加重和及びそれぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}についてのｅ_ｎの積分から生成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
前記ＧＤ_ｎを、ＰＩ又はＰＩＤコントローラを用いて制御する、請求項４に記載の装置。
前記プロセッサは、再設定可能なＴ_{ｓｔａｒｔ}から開始し、対象の直近の時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と等しくされた増分的に進む時点（Ｔ_ｅｎｄ）で終了する累積時間期間（Ｔ_{ｖａｒｉａｂｌｅ}）を定義する時点を累積するように構成され、前記ＧＤ_ｎに送出される信号を、
ａ）前記コントローラの前記出力、及び
ｂ）それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と次の時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ＋}との間の時間間隔ΔΤにおいて送出されることが期待されるＧ_０の増分量（Ｇ_０ ^Ｐ）、
に基づいて算定する、請求項５に記載の装置。
それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対応する前記時間間隔ΔΤにおいて送出されると期待されるＧ_０の期待される増分量は、それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}にて送出されるＧ_０の増分量、又は、Ｔ_{ｖａｒｉａｂｌｅ}内の複数の時点において送出されるＧ_０の増分量の加重平均と等しい、請求項６に記載の装置。
それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対応する前記Ｔ_{ｖａｒｉａｂｌｅ}が、対象のＧ _０の累積容積量、対象のＧ _Ｒの累積容積量、外部事象により定義される時点の集合、吸気サイクルの一部、吸気サイクルの全体、又は、複数の吸気サイクルの部分若しくは全体からなるシリーズに相当する時点の集合に基づいて選択可能である、請求項６又は７に記載の装置。
前記ＧＤ_ｎが比例制御バルブである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
Ｇ_ｎの累積量（ＣＶＧ_ｎ）及びＧ_０の累積量（ＣＶＧ_０）又はＧ_Ｒの累積量（ＣＶＧ_Ｒ）の入力は、容積センサ（ＶＳ）の集合から取得され、好ましくは、各容積センサは、流量計及びガス分析器の少なくとも一方から選択され、ＣＶＧ _ｎ及びＣＶＧ _０又はＣＶＧ _Ｒの入力は、前記容量センサ（ＶＳ）からの出力を処理するコンピュータから取得される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
Ｇ_ｎ送出導管と、気体送出手段ＧＤ_ｎと、容積コントローラＶＣ_ｎとを備え、
前記容積コントローラは、任意選択的にマイクロコントローラである、請求項１０に記載の装置。
任意のＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に適用可能なＧ_ｎにおけるＤＡ_ｎの濃度をガス分析器によって判定する、請求項３〜１１のいずれか一項に記載の装置。
（Ａ）少なくとも１つの所望の成分ガスＤＡ_ｎからなるか又はそれを含む付加ガスＧ_ｎを、前記Ｇ _０と協働的に、被験体に導くＧ_ｎ導向手段と、
（Ｂ）Ｇ_ｎの変動可能な増分量を送出するために付加ガス送出導管と協働する気体送出装置／手段（ＧＤ_ｎ）と、
（Ｃ）それぞれの時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}にて送出されるＧ_ｎの実増分量を判定する装置と協働する容積センサ（ＶＳ）と、
（Ｄ）
ａ）前記Ｇ_Ｒの量においてＤＡ_ｎ目標濃度（ＤＡ_ｎ ^Ｔ）の入力を受信する、又はその入力を記憶すること、
ｂ）任意選択的に、それぞれの時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に適用可能なＧ_ｎにおけるＤＡ_ｎの濃度に翻訳可能なデータの入力を受信する、又はその入力を記憶すること、
ｃ）前記ＶＳからの出力を受信すること、
ｄ）それぞれの時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}にて送出されるＧ_０又はＧ_Ｒの増分量からなるデータ、又はそれに翻訳可能なデータを受信すること、
ｅ）それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}について、それぞれの対象時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の群においてＧ_０と協働して送出（出力）されるＧ_ｎ（又はＤＡ_ｎ）の実増分量の合計と等しくされたＧ_ｎの累積量（ＣＶＧ_ｎ）（又はＤＡ_ｎの累積量（ＣＶＧ_ＤＡｎ））を算定すること、
ｆ）ＤＡ_ｎ ^Ｔを維持することが求められる、それぞれの対象時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の群における全てのＧ_０又はＧ_Ｒの増分量の合計を含む累積量について、Ｇ_０の累積量（ＣＶＧ_０）又はＧ_Ｒの累積量（ＣＶＧ_Ｒ）を算定するかその入力を受信すること、
ｇ）任意のそれぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}について、ＤＡ_ｎの累積量がＤＡ_ｎ ^Ｔと等しくなるように前記被験体へＧ_０と協働して送出されなければならないＧ_ｎの量又はＤＡ_ｎの量と等しいエラー信号（ｅ_ｎ）を算定すること、
ｈ）任意のそれぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}について、それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}について算定されたｅ_ｎに基づいて出力をＧＤ_ｎに出力して、ＤＡ_ｎの実累積量を目標ＤＡ_ｎ ^Ｔに達するように制御すること、
を実行するようにプログラミングされたコンピュータと、
を含む、請求項１１に記載の装置。
それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}について定義される前記それぞれの対象時点の群が、再設定可能なＴ_{ｓｔａｒｔ}から開始し、それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と等しくされた増分的に進む時点（Ｔ_ｅｎｄ）で終了する累積時間期間（Ｔ_{ｖａｒｉａｂｌｅ}）を定義づけ、それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}についての前記ＧＤ_ｎへの信号は、
ａ）前記ＶＣ_ｎの出力、及び
ｂ）任意選択的に前記ＶＣ_ｎの出力を、Ｇ _０の増分量（Ｇ_０ ^Ｐ）及びＧ _ｎの増分量（Ｇ_ｎ ^Ｐ）の統合量におけるＤＡ_ｎの増分量がＤＡ_ｎ ^Ｔと等しくなるようにＧ _ｎ ^Ｐに付加されなければならないＧ_ｎの量に付加することで、それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}（Ｔ_ｅｎｄ）と次の時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ＋}との間の時間間隔ΔΤにおいて送出されることが期待されるＧ _０ ^Ｐ
に基づいて算定される、請求項１３に記載の装置。
少なくとも１つの付加ガス（Ｇ_ｎ）を吸気ガスＧ_０に付加して被験体に送出する呼吸ガス（Ｇ_Ｒ）を生成する方法であって、
前記方法は、
前記Ｇ_Ｒの量において付加ガスＧ_ｎにおける少なくとも１つの成分（ＤＡ_ｎ）の目標濃度（ＤＡ_ｎ ^Ｔ）を維持することを含み、
ＤＡ _ｎ ^Ｔは、
（ａ）それぞれの対象時点について、被験体が吸気可能なＧ_０及び／又はＧ_Ｒの確定増分量の入力を取得すること、
（ｂ）それぞれの対象時点について、被験体が吸気可能なＧ_ｎの確定増分量の入力を取得すること、
（ｃ）必要に応じて、それぞれの対象時点について、Ｇ_０及び／又はＧ_Ｒ及び／又はＧ_ｎ中のＤＡ_ｎの濃度の入力を取得すること、
当該取得された前記入力は、一連の、連続する対象時点間の各時間間隔について、ＤＡ _ｎの累積量がＤＡ _ｎ ^Ｔと等しくなるように、被験体に送出しなければならないＧ _ｎの増分量を示すｅ_ｎを算出するために累積的に十分であり、
ｄ）連続する対象時点間の各時間間隔についてｅ_ｎを算定すること、
ｅ）前記ＤＡ_ｎ累積量が目標ＤＡ_ｎ ^Ｔに達するように制御されるように、それぞれの時間間隔について算定されたｅ_ｎに基づいて、それぞれの時間間隔にて気体送出装置（ＧＤ_ｎ）に出力信号を出力すること
によって維持される、方法。
Ｇ _０及び／又はＧ_Ｒの確定増分量の入力は、それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}である対象時点を含むそれぞれの累積時間間隔について算定されたＧ_０の累積量（ＣＶＧ _０）及び／又はＧ_Ｒの累積量（ＣＶＧ _Ｒ）の形で取得され、Ｇ_ｎの確定増分量の入力は、対象時点を含むそれぞれの累積時間間隔について算定されたＧ_ｎの累積量（ＣＶＧ _ｎ）の形で取得される、請求項１５に記載の方法。
前記ＧＤ_ｎを、ＰＩ又はＰＩＤコントローラを用いて制御する、請求項１５または１６に記載の方法。
プロセッサは、
ａ）前記対象時点を含む前記それぞれの累積時間間隔についてのＧ_ｎの累積量（ＣＶＧ _ｎ）、Ｇ_０の累積量（ＣＶＧ _０）及び／又はＧ_Ｒの累積量（ＣＶＧ _Ｒ）と、
ｂ）前記Ｇ_ｎ、Ｇ_０及び／又はＧ_Ｒの累積量に基づくそれぞれの累積時間間隔についてのｅ_ｎと
を算定するのに十分なＧ _ｎ及びＧ _０及び／又はＧ _Ｒの確定増分量を含む入力を取得し、
順番にＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}となる前記対象時点は、再設定可能なＴ_{ｓｔａｒｔ}から開始し、それぞれの直近のＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と等しくされた増分的に進む時点（Ｔ_ｅｎｄ）で終了する累積時間期間（Ｔ_{ｖａｒｉａｂｌｅ}）を定義づけて、それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対応するｅ_ｎを前記時間期間Ｔ_{ｖａｒｉａｂｌｅ}において送出されたＧ _ｎ、Ｇ _０及び／又はＧ _Ｒの各前記累積量を用いて、前記プロセッサによって算定される、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
前記ＧＤ_ｎに送出される出力信号は、
ａ）コントローラ、任意選択的にＰＩ又はＰＩＤコントローラの出力、及び
ｂ）それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と次の時点Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ＋}との間の時間間隔ΔΤにおいて送出されることが期待されるＧ_０の増分量（Ｇ_０ ^Ｐ）、
に基づいて算定される、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
前記ＧＤ_ｎに送出される出力信号は、前記コントローラの出力と、Ｇ_０ ^Ｐ及びＧ_ｎ ^Ｐの統合量におけるＤＡ_ｎの増分量がＤＡ_ｎ ^Ｔと等しくなるようにＧ_０ ^Ｐに付加されなければならないＧ_ｎの量（Ｇ_ｎ ^Ｐ）との合計に基づいて算定される、請求項１９に記載の方法。
前記Ｇ_０ ^Ｐが、Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ−}で始まりそれぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}で終わるΔΤにおいて送出されるＧ_０増分量、又はＴ_{ｖａｒｉａｂｌｅ}内の複数の対象時間間隔において送出されたＧ_０の増分量の平均又は加重平均と等しくされる、請求項１９に記載の方法。
それぞれのＴ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対応する前記Ｔ_{ｖａｒｉａｂｌｅ}が、対象のＧ_ｎの容積量、対象のＤＡ _ｎ、Ｇ_０又はＧ_Ｒの容積量、外部事象により定義される時点の集合、吸気サイクルの一部、吸気サイクルの全体、又は、複数の吸気サイクルの部分若しくは全体からなるシリーズに相当する時点の集合に基づいて選択可能である、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
気体送出装置（ＧＤ _ｎ）を制御するために、容積コントローラ（ＶＣ _ｎ）と協働するプロセッサを使用して実行され、Ｇ _ｎ及びＤＡ _ｎの少なくとも一方の確定容積量並びにＧ _０及びＧ _Ｒの少なくとも一方の確定容積量のそれぞれの入力がそれぞれ容積センサから取得され、任意の各Ｔ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に適用可能なＧ_ｎにおけるＤＡ_ｎの濃度の入力がガス分析器から取得される、請求項１６〜２２のいずれか一項に記載の方法。
ＤＡ _ｎは、二酸化炭素である、請求項１５〜２３のいずれか一項に記載の方法。
ＤＡ _ｎは、二酸化炭素である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。