JP2019536013A - ガス採取用装置 - Google Patents

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セオドア ネルソン、ジャスティン
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Abstract

本明細書に開示する技術は、一つには、ガス採取用装置に関する。いくつかの態様によれば、ガス採取用装置は、気流開口と、ガス試験室と、気流開口からガス試験室に延びる気流経路とを画定するハウジングを有する。ハウジングはまた、使い捨てセンサ試験片をガス試験室内に取り外し可能に保持するように構成されたセンサ受け部と、ドッキングステーションにより受け入れられるように構成されたドッキング構造とを画定する。

Description

本出願は、全ての指定国に対する出願人である米国国内企業ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッド（Ｂｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｃｉｍｅｄ，Ｉｎｃ．）ならびに全ての指定国に対する発明者である米国国民グレゴリー Ｊ．シャーウッド（Ｇｒｅｇｏｒｙ Ｊ．Ｓｈｅｒｗｏｏｄ）および米国国民ナサニエル スターク（Ｎａｔｈａｎｉｅｌ Ｓｔａｒｋ）および米国国民ジャスティン セオドア ネルソン（Ｊｕｓｔｉｎ Ｔｈｅｏｄｏｒｅ Ｎｅｌｓｏｎ）の名義で２０１７年１０月１９日にＰＣＴ国際特許出願として出願されているとともに、２０１６年１０月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／４１１，３８３号明細書の優先権を主張するものであり、これらの内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書における実施形態は、ガス採取用装置、システムおよび方法に関する。
疾患の正確な発見は、臨床医が適切な治療的介入を行うことを可能にすることができる。更に、疾患の早期発見は、より良好な治療結果につながる可能性がある。疾患は、組織試料の分析、種々の体液の分析、診断スキャンなどを含む多くの異なる技術を用いて発見することができる。
いくつかの病態は、特定の化合物の産生の増加または減少をもたらす。そのように、ガス試料中のこれらの化合物または化合物のパターンの検出は、特定の病態の早期発見を可能にすることができる。
本明細書に開示する技術は、一つには、ガス採取用装置に関する。いくつかの態様によれば、ガス採取用装置は、気流開口と、ガス試験室と、気流開口からガス試験室に延びる気流経路とを画定するハウジングを有する。ハウジングはまた、使い捨てセンサ試験片をガス試験室内に取り外し可能に保持するように構成されたセンサ受け部と、ドッキングステーションにより受け入れられるように構成されたドッキング構造とを画定する。
追加的または代替的に、ガス採取用装置は、気流開口とガス試験室との間の気流経路を横切って配置された一方向弁を有する。追加的または代替的に、ガス採取用装置は、気流開口とガス試験室との間の気流経路と連通する調整要素を有する。追加的または代替的に、調整要素は、気流経路を横切って配置されたフィルタ要素である。追加的または代替的に、フィルタ要素は、乾燥剤、酸化剤、および還元剤からなる群の少なくとも１つである。追加的または代替的に、調整要素は、気流経路に沿って配置された加熱要素である。追加的または代替的に、調整要素は、ガス試験室と流体連通するガス源である。追加的または代替的に、調整要素は、気流経路の一部分に沿って配置された加熱要素である。追加的または代替的に、加熱要素は、気流経路を画定するハウジングの部分の内面の少なくとも９０％を加熱するように構成される。
追加的または代替的に、ガス採取用装置は、ハウジングに結合されたセンサを有する。追加的または代替的に、センサは、気流経路内に配置される。追加的または代替的に、センサは二酸化炭素センサである。追加的または代替的に、センサは湿度センサである。追加的または代替的に、センサは温度センサである。
追加的または代替的に、センサは、ハウジングの外面に配置される。追加的または代替的に、センサは心拍センサである。追加的または代替的に、センサは温度センサである。
追加的または代替的に、ガス採取用装置のハウジングは、吸入口と、気流開口から吸入口に延びる吸入経路とを更に画定し、かつＶＯＣフィルタは吸入経路を横切って配置される。追加的または代替的に、ガス採取用装置は、吸入口と気流開口との間の吸入経路を横切って配置された一方向弁を有する。
本明細書に開示する技術のいくつかの他の態様によれば、患者データを収集するためのシステムが開示される。システムは、ハウジングを有するガス採取用装置と、ドッキングステーションとを有する。ガス採取用装置は、ガス試験室と、気流開口と、気流開口からガス試験室に延びる気流経路とを画定する。ガス採取用装置はまた、使い捨てセンサ試験片をガス試験室内に取り外し可能に保持するように構成されたセンサ受け部を画定する。ドッキングステーションは、ガス採取用装置を受け入れるように構成され、かつガス採取用装置のハウジングを介してデータを無線受信するための通信ハードウェアを有する読取装置を有する。
追加的または代替的に、システムは、センサ受け部とガス試験室とにより取り外し可能に受け入れられるように各々構成された複数の使い捨てセンサ試験片を有する。追加的または代替的に、複数の使い捨てセンサ試験片の各々は、識別コードを有する。追加的または代替的に、複数の使い捨てセンサ試験片の各々は、別個の受動センサ回路の配列を有する。
追加的または代替的に、ドッキングステーションは、ガス採取用装置を検出するように構成された近接センサを有する。追加的または代替的に、通信ハードウェアは、受動電気回路から患者データを受信するように構成された近距離場電極を有する。追加的または代替的に、読取装置はまた、ネットワークを通じてデータを送信するように構成されたネットワーキングハードウェアを有する。追加的または代替的に、システムは、ガス採取用装置に気流開口の周囲で取り外し可能に結合するように構成された使い捨てマウスピースを有する。追加的または代替的に、使い捨てマウスピースは、気流経路と気流開口とに当接するように構成された気流経路ライナを有する。
本明細書に開示する技術のいくつかの態様は、患者データを分析する方法に関する。使い捨てセンサ試験片は、ガス採取用装置のハウジングにより画定されたガス試験室により受け入れられる。ガス採取用装置は、読取装置を有するドッキングステーションにドッキングされる。基準データは、ガス採取用装置のハウジングを介して読取装置により使い捨てセンサ試験片から読み取られる。ガス採取用装置は、基準データを読み取った後にドッキングステーションからドッキング解除される。ガス試料は、ガス試料が使い捨てセンサ試験片に接触するようにガス試験室により受け入れられる。ガス採取用装置は、ガス試料を受け入れた後にドッキングステーションにドッキングされる。ガス試料データは、ガス採取用装置のハウジングを介して読取装置により使い捨てセンサ試験片から読み取られる。
追加的または代替的に、基準データは、調整済みデータを得るためにドッキングステーションにより試験済みガスデータから除去される。追加的または代替的に、調整済みデータは、ドッキングステーションにより疾患を表す既知のデータと比較される。追加的または代替的に、調整済みデータは、ドッキングステーションからネットワークを通じて遠隔システムに送られ、複数の疾患を表す既知のデータと調整済みデータを遠隔システムにより比較する。追加的または代替的に、基準データは、ドッキングステーションにより使い捨てセンサ試験片の欠陥を特定することにより読み取られる。追加的または代替的に、基準データおよび試験済みガスデータは、ドッキングステーションにより、ネットワークを通じて遠隔システムに送信される。追加的または代替的に、ガス採取用装置は、ガス採取用装置がガス試料を受け入れることができる状態にあるという視覚的通知を提供する。
本技術は、添付図面との関連で本技術の種々の実施形態の以下の詳細な説明を考慮してより完全に理解され評価され得る。
図１は、本明細書に開示する技術に対応するシステムの概略断面図である。 図２は、本明細書に開示する技術の種々の実施態様による使い捨てセンサ試験片の一部分の概略図である。 図３は、本明細書における種々の実施形態による受動センサ回路および読取回路の一部分が示された回路図である。 図４は、種々の実施形態によるガス採取用装置の概略断面図である。 図５は、種々の実施形態によるガス採取用装置の概略断面図である。 図６は、種々の実施形態によるガス採取用装置の概略断面図である。 図７は、種々の実施形態によるガス採取用装置の概略断面図である。 図８は、種々の実施形態によるガス採取用装置の概略断面図である。 図９は、種々の実施形態によるガス採取用装置の例示の実施態様の斜視図である。 図１０は、種々の実施形態による別のガス採取用装置の概略断面図である。 図１１は、種々の実施形態による別のガス採取用装置の概略断面図である。 図１２は、種々の実施形態によるガス採取用装置の例示の実施態様の斜視図である。 図１３は、第２の視点からの図９の装置の斜視図である。 図１４は、種々の実施形態による基地局の例示の実施態様の斜視図である。 図１５は、種々の実施形態によるシステムの例示の実施態様の斜視図である。
本明細書で説明する実施形態は、網羅的であること、または、以下の詳細な説明に開示される厳密な形態に説明されている技術を限定することを意図するものではない。むしろ、実施形態は、当業者がこれらの原理および実践を評価し理解できるように選択され説明されている。
本明細書で述べる全ての刊行物および特許は、参照により本明細書に組み込まれる。本明細書に開示する刊行物および特許は、それらの開示のためにのみ提供される。本明細書の内容は、本明細書に引用される刊行物および／または特許を含む、刊行物および／または特許に先行する権利を本発明者らが有さないことを認めるものと解釈されるべきではない。
使い捨て試験片（またはセンサ要素）は、ガス試料中の検体を検出して特定の病状の簡便で早期の発見を可能にするのに有用なものとすることができる。特に、別個の結合検出器は、試験片に配置することができ、かつガス試料中の化合物および／またはガス試料中の化合物のパターンを検出することができ、これらのパターンは、考えられる病状または他の状態をパターンマッチングアルゴリズムにより特定するために使用することができる。例示的な使い捨て試験片の態様が米国特許出願公開第２０１６／０１０９４４０号明細書で説明されており、この特許文献の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
しかしながら、かかる試験片の実用的用途に関連する問題がある。特に、患者から呼気試料を簡便に得ることと、次いで、その同じ呼気試料を処理することが共に困難な課題である可能性がある。ガス試料を得るための手持ち式装置は、医療提供者が簡単に操作でき、かつより大きく嵩張る装置とのインターフェースをとるのに苦労し得る比較的虚弱な患者でも使用できるので、理想的である可能性がある。しかしながら、ガス試料が得られた時点で使い捨て試験要素から実際にデータを読み取るために使用されるいくつかの装置は、比較的大きくなる可能性があり、手持ち使用を困難または実現不可能にする。更に、分析すべきガスを貯蔵すること、またはある装置から別の装置にガス試料を搬送することにより、ガス試料の分析値が劣化することがあり、これにより、システムを多数の別個の要素に分割することが困難になる。
本明細書における実施形態は、患者の呼気などの、ガス試料を収集することに関連するシステム、装置、および関連方法に関する。具体的には、本明細書に開示するいくつかのシステムおよび装置は、限定されるものではないが、揮発性有機化合物および／または揮発性有機化合物のパターンを含む、化合物の検出のために使い捨て試験片を保持する第１の装置（手持ち式装置など）を用いて患者からガス試料を収集するために使用することができる。次いで、手持ち式装置は、癌、心臓病、感染症、多発性硬化症、アルツハイマー病、パーキンソン病などの病状を特定するために使用できる使い捨て試験片から、データを受信または読み取るための電気回路を含む第２の装置（またはドッキングステーション）とドッキングさせることができる。いくつかの実施形態において、第１の装置および第２の装置は、必要に応じて洗浄および／または滅菌し、次いで、同じもしくは異なる患者または被験者に対する追加の試験のために新たな使い捨て試験片を用いて再使用することができる。いくつかの実施形態において、グラフェン系センサは、非常に低濃度の検体および／または検体パターンを正確に検知して病状の迅速な検出を高感度で可能にするために、呼気分析システムと併せて使用できる使い捨てセンサ試験片に含まれる。ここで、図を参照しながら、いくつかの例示的な実施形態の態様をより詳細に説明する。
図１は、本明細書に開示する技術に対応する例示のシステム１００の概略断面図である。図示を簡単にするためにこの概略図が簡略化されていることと、本明細書におけるシステムおよび装置の実施形態が図１に示さない種々の特徴を含み得ることとが認識されるであろう。追加的に、本明細書におけるシステムおよび装置のいくつかの実施形態は、図１に示す種々の特徴を欠いてもよい。システム１００は概して、ガス試料を収集してガス試料に関連するデータを伝達するように構成される。システム１００は、ガス採取用装置１１０とドッキングステーション１３０とを有する。
ガス採取用装置１１０は概して、データを生成するためにガス試料を収集してガス試料の試験を容易にするように構成される。いくつかの実施形態において、ガス採取用装置１１０は、手持ち式装置として構成することができる。そのような場合、ガス採取用装置は、ガス採取用装置の使用のある特定のステップ中に、医療提供者、患者、または両者の手で保持されるように構成することができ、その一方で、ガス採取用装置の使用のある特定のステップ中に、ドッキングステーション１３０に関連して保持されるかまたは別様に位置決めされるようにも構成される。
いくつかの実施形態において、ガス採取用装置１１０は、患者からの、呼気などの、ガス試料を受け入れてガス試料を試験位置に導くように構成される。ガス採取用装置１１０は概して、気流開口１２２と、ガス試験室１２６と、センサ受け部１２８と、気流経路１２４と、ドッキング構造１２１とを画定するハウジング１２０を有する。
ガス試料を受け入れたときに、ガス（患者からの息など）は、気流開口１２２を通ってガス採取用装置１１０内に入り、気流経路１２４を通ってガス試験室１２６内に入り、そして、使い捨てセンサ試験片１４０の１つまたは複数の測定域１４２に接触し、次いで、センサ受け部１２８を通ってまたは別々の排気ポート（この図には示さない）を通ってガス試験室１２６の端部から出る。この図はセンサ受け部１２８と使い捨てセンサ試験片１４０との接触を描いているが、センサ受け部１２８と使い捨てセンサ試験片１４０とが接触しないかまたは封止接触をもたらさないセグメントまたは領域が存在する可能性があり、したがって、ガスがセンサ受け部１２８を通って流出する通路ができることを認識するであろう。
図１には、気流経路１２４がハウジング１２０の内部空間とほぼ同じサイズであるように示されているが、これは単に図示を容易にするためであることと、気流経路１２４のサイズが、多くの場合、ハウジング１２０の内部全体のサイズよりもはるかに小さく、限定されるものではないが、センサ、電源、処理装置、通信ハードウェア、調整要素などを含む、本明細書で説明した他の構成要素などの、ハウジング１２０内部の他の構成要素のための空間を与え得ることが認識されるであろう。
ハウジング１２０は、様々な材料および材料の組み合わせで構築することができる。ハウジング１２０は、単一のまとまった構造とすることができ、または結合されてハウジング１２０を形成する多数の構成要素で構築することができる。例示の例として、気流経路１２４を画定するハウジング１２０の一部分は、気流開口１２２を画定するハウジング１２０の部分に結合させることができる。気流経路１２４を画定するハウジング１２０の部分は、種々の異なる断面サイズおよび断面形状を備えた導管または管を含むことができる。導管または管は、限定されるものではないが、ポリマー、金属、セラミック、ガラス、複合材またはその他などを含む種々の材料から形成することができる。いくつかの実施形態において、気流経路１２４の内側を覆う表面は、種々の望ましい機能特性を提供する材料でコーティングすることができる。
気流開口１２２は概して、ハウジング１２０におけるガス試料の流入をもたらすように構成される。いくつかの実施形態では、気流開口１２２が患者の口と流体連通するように構成されるが、いくつかの他の実施形態では、保護ライナを使用して患者の口とハウジングとの間に障壁を設けることができ、このことは、以下により詳細に説明する。
気流経路１２４は概して、気流開口１２２におけるガス流入をガス試験室１２６に導くように構成される。そのようなものとして、気流経路１２４は概して、気流開口１２２からガス試験室１２６に延びる。気流経路１２４は、気流経路の長さに沿って実質的に同じかまたはばらつきのある断面積を有することができる。いくつかの実施形態において、ガス試験室１２６は、ガス試験室１２６に通じる気流経路とは異なる内部寸法（例えば、高さ、幅など）を有することができる。
ガス試験室１２６は、ガス試料のための試験位置を画定する。種々の実施形態において、ガス試験室１２６は、使い捨てセンサ試験片１４０の測定域１４２を受け入れるように構成される。よって、ハウジング１２０により画定されたセンサ受け部１２８は概して、使い捨てセンサ試験片１４０をガス試験室１２６内に取り外し可能に保持するように構成される。種々の実施形態において、センサ受け部１２８は、使用者が手で挿入する使い捨てセンサ試験片１４０を摺動可能に受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、使い捨てセンサ試験片１４０の長軸線（または主軸線）がハウジング１２０の長軸線（または主軸線）に平行である状態で使い捨てセンサ試験片１４０を挿入することができる。しかしながら、他の実施形態では、使い捨てセンサ試験片１４０の長軸線（または主軸線）がハウジング１２０の長軸線（または主軸線）に対して異なるように（例えば直交して）位置決めされた状態で使い捨てセンサ試験片１４０を挿入することができる。例示のセンサ試験片について以下により詳細に説明する。
図１は、ガス採取用装置１１０（図の視点に対して上部または底部）のほぼ中央に位置する試験片を描いているが、ハウジング１２０またはガス採取用装置１１０の外面により近接するために、試験片を上部または底部側に偏らせて位置決めできることが認識されるであろう。ある場合には、このことは、使い捨てセンサ片が依然としてハウジング内に保持されている間にドッキングステーションによる使い捨てセンサ片のより簡単な無線読み取りを容易にすることができる。いくつかの実施形態において、使い捨てセンサ片は、ハウジング１２０の外面（または外壁）から５ｃｍ未満、４ｃｍ未満、３ｃｍ未満、２ｃｍ未満、１ｃｍ未満、０．５ｃｍ未満、０．２ｃｍ未満、またはそれ以内に位置決めすることができる。
ドッキングステーション１３０は概して、ガス試料を試験することにより生成されたデータを収集するように構成される。ドッキングステーション１３０は、ガス採取用装置１１０のハウジングを介してデータを無線受信するための通信ハードウェアを有する読取装置１３２を有する。多くの実施形態において、ドッキングステーション１３０の読取装置１３２は、使い捨てセンサ試験片１４０からデータを無線受信するように構成される。種々の実施形態において、読取装置１３２はまた、ガス採取用装置１１０のハウジングを介して使い捨てセンサ試験片１４０から基準データを無線受信するように構成することができ、ここで、「基準データ」という用語は、使い捨てセンサ試験片１４０がガス試料または患者もしくは被験者に曝される前に収集されたデータとして定義される。ある場合には、基準データは、患者のガス試料を得る前に、試験室内に偶然存在するあらゆるガスの条件を反映することができる。しかしながら、他の実施形態では、周囲空気を意図的に試験室に入れることができ、かつ／または基準データを生成する目的で既知の組成の特定の基準ガス試料を試験室内に移すことができる。読取装置１３２の通信ハードウェアは、使い捨てセンサ試験片１４０との近距離通信を可能にすることができる。いくつかの実施形態において、読取装置１３２の通信ハードウェアは、ＬＲＣ共振器回路の共振周波数および／または共振周波数の変化を検出することなどにより、受動電気回路から患者データを受信するように構成される近距離場電極または近距離場読取回路である。読取装置１３２がデータをどのように読み取ることができるかの詳細については、図３に関してより詳細に説明する。
いくつかの実施形態において、ドッキングステーションは、ガス採取用装置１１０がデータを収集するためにドッキングステーション１３０に十分に近接したときを検出するように構成される近接センサを有する。そして、現在描かれていないが、いくつかの実施形態において、使い捨てセンサ試験片１４０は、識別コード、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ、バーコード、シリアル番号もしくはＩＤ番号、または他の表示などの、ドッキングステーションまたは別の装置により読み取ることができる、基準データまたは患者試料データ以外の、使い捨てセンサ試験片１４０に配置された識別情報を有することができる。そのような実施形態において、ドッキングステーション１３０（図１）は、その識別データを読み取り、収集し、保存し、かつ／または潜在的に送信するように構成することができる。
ドッキングステーション１３０は概して、ガス採取用装置１１０のためのドッキング位置となるように構成される。ドッキングステーション１３０は概して、ガス採取用装置１１０を物理的に受け入れるように構成される。ドッキングステーション１３０は、当業者により認識される様々な構造および構成を通じてガス採取用装置１１０を受け入れることができる。種々の実施形態において、ドッキングステーション１３０およびガス採取用装置１１０のドッキング構造１２１は、ドッキングステーション１３０がガス採取用装置１１０のドッキング構造１２１を受け入れる嵌合構成を有する。いくつかのそのような実施形態において、ドッキングステーション１３０およびドッキング構造１２１は、締まり嵌めを画定する。しかしながら、他の実施形態では、ドッキングステーション１３０は、ドッキング構造１２１上またはドッキング構造１２１内に静止することができる。いくつかの実施形態において、ドッキングステーション１３０およびドッキング構造１２１は、読取装置１３２と使い捨てセンサ試験片１４０との間のデータの送信に対応するように使い捨てセンサ試験片１４０と読取装置１３２とを十分に近接させて位置決めするように構成される。いくつかの実施形態において、ドッキングステーションおよびドッキング構造は、使い捨てセンサ試験片１４０と読取装置１３２とを互いから６ｃｍ、５ｃｍ、４ｃｍ、３ｃｍ、もしくは２ｃｍ以内に、または更には互いから１ｃｍ以内に位置決めするように構成される。
ドッキングステーション１３０は、種々の追加の構成要素を有することができる。いくつかの実施形態において、ドッキングステーション１３０は、プロセッサ１３６とメモリ１３５とを有する。プロセッサ１３６およびメモリ１３５は、試験済みガス試料から得られたデータを処理して記憶するように構成することができる。例えば、メモリ１３５は、基準データをローカルに記憶することができ、かつプロセッサ１３６は、調整済みデータを得るために収集された基準データを試験済みガスデータから除去するように構成することができる。そのような調整済みデータは、試験済みガスデータへの周囲環境のある程度の影響を排除することができる。別の例において、プロセッサは、１つまたは複数の疾患を表す既知のデータと調整済みデータ（または、いくつかの実施形態では、試験済みガスデータ）を比較するように構成することができる。かかる比較は、比較アルゴリズムを使用して特定の疾患の存在を特定するために使用することができる。更に別の例において、ドッキングステーション１３０のプロセッサは、使い捨てセンサ試験片１４０の欠陥を特定するように構成することができる。例示の欠陥としては、製造欠陥および／または周囲ガスへの早期曝露を挙げることができる。ドッキングステーション１３０は、そのような欠陥の記録を収集し、保存し、かつ潜在的に送信するように構成することができる。
ドッキングステーション１３０は、種々の実施形態では、ネットワーキングハードウェア１３４を有する。ネットワーキングハードウェア１３４は、クラウドベースシステムを含む、ネットワークを通じて遠隔システムにデータを送信するように構成することができる。いくつかの実施態様において、遠隔システムは、病院、診療所、研究所、または他の場所であってもよい。いくつかの実施形態において、ネットワーキングハードウェア１３４は、ガス試料を試験することにより生成されたデータを送信するように構成される。ネットワーキングハードウェア１３４は、いくつかの実施形態では、基準データを送信するように構成される。ネットワーキングハードウェアは、いくつかの実施形態では、調整済みデータを送信するように構成される。いくつかの実施形態において、遠隔システムは、遠隔システムが受信するデータを分析する。例えば、いくつかの実施形態において、遠隔システムは、複数の疾患を表す既知のデータと調整済みデータを比較するように構成される。その比較により特定の疾患の存在を特定することができる。
いくつかの実施形態において、ドッキングステーション１３０は、ユーザインターフェース１３８を有する。ユーザインターフェース１３８は、使用者に情報を伝達するように構成することができる。例えば、ユーザインターフェース１３８は、ドッキングステーション１３０とガス採取用装置１１０との間および／またはドッキングステーション１３０とネットワークとの間のデータ送信などの、能動的なデータ送信を行うように構成することができる。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェース１３８は、試験工程の現段階、試験工程の進捗状況、または次はどのステップであるか、もしくはどのような動作が必要であるかに関する情報を伝達するように構成することができる。例えば、ある場合には、ユーザインターフェース１３８は、ガス採取用装置１１０がガス試料を受け入れることができる状態にあることか、またはドッキングステーション１３０がガス採取用装置１１０からのデータの読み取りを終えたことを伝達するように構成することができる。ユーザインターフェース１３８はまた、センサ試験片の欠陥を伝達するように構成することができる。ユーザインターフェース１３８は、視覚的通知、音声通知などを通じて伝達するように構成することができる。具体例として、ドッキングステーション１３０がデータを送信していることを表すために点滅灯を使用することができる。ユーザインターフェース１３８は、ＬＥＤまたは同様の発光素子などの光源を含むことができる。
ここで、図１に描かれているシステムを使用する一例の手法を説明する。使い捨てセンサ試験片１４０は、ガス採取用装置のハウジングにより画定されたガス試験室１２６により受け入れられるようにガス採取用装置１１０に挿入される。使い捨てセンサ試験片１４０を有するガス採取用装置１１０は、ドッキングステーション１３０にドッキングされ、かつドッキングステーション１３０の読取装置１３２は、ガス採取用装置１１０のハウジング１２０を介して使い捨てセンサ試験片１４０から基準データを読み取る。ガス採取用装置１１０は、基準データを読み取った後にドッキングステーション１３０からドッキング解除され、かつガス試料は、ガス試料を使い捨てセンサ試験片１４０に接触させるようにガス試験室により受け入れられる。例えば、ガス採取用装置１１０は、医療提供者により物理的に把持されてドッキングステーション１３０から取り外され、ガス採取用装置１１０に息を吹き込んで分析すべきガス試料を提供し得る患者または被験者に物理的に手渡されてもよい。他の場合には、ガス採取用装置１１０は、患者または被験者により保持されるのではなく、医療提供者により保持されてもよい。次いで、ガス採取用装置１１０は、ガス試料を受け入れた後にドッキングステーション１３０にドッキングすることができ、試験済みガスからのデータが、読取装置１３２により使い捨てセンサ試験片１４０から読み取られ、ここで、比較データが、ガス採取用装置１１０のハウジング１２０を介して読み取られる。種々の実施形態において、使い捨てセンサ試験片１４０は、単回使用のものであるように構成される。そのようなものとして、使い捨てセンサ試験片１４０は、使い捨てセンサ試験片１４０からの試料ガスデータの収集後に廃棄することができる。図１に描かれているシステムを使用する他の種々の方法も考慮される。
様々な実施形態において、上で説明したガス採取用装置１１０は、１つまたは複数の使い捨てセンサ試験片を取り外し可能に受け入れるように構成されるセンサ受け部１２８およびガス試験室１２６を有する。図２は、本明細書に開示する技術の種々の実施態様による例示の使い捨てセンサ試験片１４０（図１参照）の測定域２００の概略図である。別個の結合検出器２０２を各々有する、別個のガスセンサ回路の配列は、測定域２００内に配置される。いくつかの実施形態において、別個の結合検出器２０２は、検体に対する結合検出器の結合挙動または特異性に関して結合検出器が全て互いに異なる点において異種のものとすることができる。いくつかの実施形態において、いくつかの別個の結合検出器２０２は、検証目的で複製することができるが、さもなければ、他の別個の結合検出器とは異種のものである。
図２の別個の結合検出器２０２はグリッド状に整えられたボックスとして示されているが、別個の結合検出器が多くの異なる形状（限定されるものではないが、種々の多角形、円形、楕円形、不規則形などを含む）を呈することができ、そして、別個の結合検出器の群を多くの異なるパターン（限定されるものではないが、星形パターン、ジグザグパターン、放射状パターン、記号パターンなどを含む）に配設できることが認識されるであろう。
いくつかの実施形態において、測定領域の長さ２１２および幅２１４にわたる特定の別個の結合検出器２０２の順序は、実質的にランダムな順序とすることができる。他の実施形態において、順序は、特定の順序とすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、測定領域では、より低い分子量を有する検体用の特定の別個の結合検出器２０２が、流入ガス流のより近くに位置する、より高い分子量を有する検体用の特定の別個の結合検出器２０２と比較して、流入ガス流からより遠くに位置するように順序付けることができる。そのように、異なる分子量の化合物間の分離をもたらすのに役立ち得るクロマトグラフィー効果は、対応する別個の結合検出器への化合物の最適な結合をもたらすために利用することができる。
いくつかの実施形態において、測定領域では、より低い極性を有する検体用の特定の別個の結合検出器２０２が流入ガス流からより遠い距離に位置し、かつより高い極性を有する検体用の特定の別個の結合検出器２０２が流入ガス流のより近くに位置するように順序付けることができる。代替的に、別個の結合検出器２０２は、逆の方式で順序付けすることができる。このように、電界は、ガス試料が電界を通って流れ、対応する別個の結合検出器が位置する領域でガス試料からの検体を効率的に濃縮するように測定領域の付近に印加することができる。
特定の測定領域内の別個の結合検出器２０２の数は、約１〜約１００，０００個とすることができる。いくつかの実施形態において、別個の結合検出器２０２の数は、約１〜約１０，０００個とすることができる。いくつかの実施形態において、別個の結合検出器２０２の数は、約１〜約１，０００個とすることができる。いくつかの実施形態において、別個の結合検出器の数は、約２〜約５００個とすることができる。いくつかの実施形態において、別個の結合検出器の数は、約１０〜約５００個とすることができる。いくつかの実施形態において、別個の結合検出器の数は、約５０〜約５００個とすることができる。いくつかの実施形態において、別個の結合検出器の数は、約１〜約２５０個とすることができる。
別個の結合検出器２０２の各々は、１つまたは複数の電気回路の少なくとも一部分を画定することができる。例として、いくつかの実施形態において、別個の結合検出器２０２の各々は、１つまたは複数の受動電気回路を含むことができる。各電気回路の電気的特性は、ガス試料からの成分との、特異的結合および／または非特異的結合などの、結合の際に変化することができる。
特異的に結合することが可能な検体結合受容体および／または非特異的に結合することが可能な検体結合受容体により別個の結合検出器２０２を官能化することができる。検体結合受容体の付着を容易にするために利用できる種々の化学的性質が存在することが認識されるであろう。一例として、グラフェン表面への付着の文脈では、共有結合法または非共有結合法を使用することができる。共有結合法は、付着させる分子のフリーラジカルもしくはジエノフィルまたは中間体とグラフェン層のＣ＝Ｃ結合との共有結合の形成を含むことができる。共有結合法はまた、付着させる分子の有機官能基または中間体と酸化グラフェンの酸素基（グラフェン誘導体）との共有結合の形成を含むことができる。ほんの一例として、ジアゾニウム塩を加熱し、グラフェンのｓｐ２炭素原子を攻撃する反応性の高いフリーラジカルを生成して、共有結合を形成することができる。ジアゾニウム塩自体は、グラフェンが官能化される所望の官能基を含むように改質することができ、または他の所望の官能基が後に付着され得る連結基を含むことができる。グラフェンの官能化の種々の手法は、ゲオルガキラス（Ｇｅｏｒｇａｋｉｌａｓ）ら著、「グラフェンの官能化：共有結合的および非共有結合的アプローチ、誘導体および応用、化学評論（Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｒａｐｈｅｎｅ：Ｃｏｖａｌｅｎｔ ａｎｄ Ｎｏｎ−Ｃｏｖａｌｅｎｔ Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ，Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ）」、２０１２年１１月１４日；１１２（１１）：６１５６−２１４；米国特許出願公開第２０１１／００１７５８７号明細書；および米国特許出願公開第２０１４／０２７５５９７号明細書で説明されており、これらの全ての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
検体結合受容体として使用できる種々の構造が存在することが認識されるであろう。結合のための例示的な構造は、限定されるものではないが、抗体、抗体断片、非免疫タンパク質、核酸、他の有機受容体、小分子受容体、無機受容体などを含むことができる。
特定の各別個の結合検出器２０２は、結合検出器に結合した１つまたは複数の検体結合受容体を含むことができる。いくつかの実施形態において、特定の別個の結合検出器内の検体結合受容体は全て、検体結合受容体の検体結合特性に関して同じものとすることができる。他の実施形態において、特定の領域内の検体結合受容体の少なくともいくつかは、検体結合受容体の検体結合特性に関して互いに異なるものとすることができる。いくつかの実施形態において、各別個の結合検出器２０２は、固有のものとすることができる。いくつかの実施形態において、固有の別個の結合検出器２０２は、結合検出器が同じ化合物の異なる部分または異なる構成に結合する点において交差反応性のものとすることができる。いくつかの実施形態において、各別個の結合検出器２０２は、単一の受動センサ回路を含むことができる。他の実施形態において、各別個の結合検出器は、多数の受動センサ回路を含むことができる。
図３は、本明細書における種々の実施形態による受動センサ回路３０２および読取回路３２２の一部分が示された回路図である。受動センサ回路は概して、使い捨てセンサ試験片１４０（図１）の構成要素であり、かつ読取回路３２２は概して、読取装置１３２（図１）の構成要素である。いくつかの実施形態において、受動センサ回路３０２は、インダクタ３１０に結合されたグラフェンバラクタ（可変コンデンサ）または金属−酸化グラフェンコンデンサ３０４（ＲＳは直列抵抗を表し、かつＣＧはバラクタコンデンサを表す）を含むことができる。グラフェンバラクタは、種々の方法でかつ種々の幾何学形状で準備することができる。ほんの一例として、いくつかの態様では、ゲート電極を絶縁体層に凹設することができる。ゲート電極は、絶縁体層に窪みをエッチングし、次いで、ゲート電極を形成するために窪み内に導電性材料を堆積させることにより形成することができる。誘電体層は、絶縁体層およびゲート電極の表面上に形成することができる。いくつかの例において、誘電体層は、酸化アルミニウム、二酸化ハフニウム、二酸化ジルコニウム、ケイ酸ハフニウムまたはケイ酸ジルコニウムなどの、材料で形成することができる。グラフェン層は、誘電体層上に配置することができる。いくつかの態様において、グラフェン層はグラフェン単層とすることができる。また、接触電極は、グラフェン層の表面上に配置することができる。例示的なグラフェンバラクタの態様は、米国特許出願公開第２０１４／０１４５７３５号明細書に見出すことができ、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
種々の実施形態において、グラフェンバラクタの一部であり、ひいては、受動センサ回路などのセンサ回路の一部である、官能化された（例えば、検体結合受容体を含むように官能化された）グラフェン層は、測定領域の表面上を流れるガス試料に曝される。受動センサ回路３０２はまた、インダクタ３１０を含むことができる。いくつかの実施形態では、バラクタが１つだけ各受動センサ回路３０２に含まれる。他の実施形態では、多数のバラクタが、各受動センサ回路３０２に例えば並列で含まれる。
受動センサ回路３０２では、電気回路の量子キャパシタンスが、検体結合受容体とガス試料からの成分との結合の際に変化する。受動センサ回路３０２は、ＬＲＣ共振器回路として機能することができ、受動センサ回路３０２の共振周波数は、ガス試料からの成分との結合の際に変化する。
読取回路３２２は、受動センサ回路３０２の電気的特性を検出するために使用することができる。例として、読取回路３２２は、受動センサ回路３０２の共振周波数および／または共振周波数の変化を検出するために使用することができる。いくつかの実施形態において、読取回路３２２は、抵抗３２４とインダクタンス３２６とを有する読取コイルを含むことができる。読取回路３２２は、周波数を変化させてインピーダンス測定を行い、受動センサ回路３０２の共振周波数を特定する。受動センサ回路３０２がその共振周波数にあるときに、読取回路のインピーダンスの位相対周波数のプロットは、最小値（または位相ディップ周波数）を有する。検知は、位相ディップ周波数の値および共振周波数を変化させる、検体の結合に応答してバラクタキャパシタンスが変化したときに起こり得る。
図４〜図１１は、様々な構成を有するガス採取用装置を描いている。当業者であれば、構成の各々に開示する個々の要素の多くをガス採取用装置の求められる機能に応じて単一のガス採取用装置に組み込むことができることを認識するであろう。
上で述べたように、ガス採取用装置は概して、受け入れられたガス試料の試験を容易にするように構成される。多数の実施形態において、ガス採取用装置は、試料から意味のあるデータを収集するシステムの能力を高めるためにガス試料を調整するように構成される。そのような実施形態において、ガス採取用装置は、ガス試料を調整するように構成される調整要素を組み込むことができる。
図４は、一例の調整要素４５０を組み込んだガス採取用装置４１０の概略断面図である。図１に描かれている実施形態と同様に、現在説明しているガス採取用装置４１０は、気流開口４２２と、ガス試験室４２６と、センサ受け部４２８と、気流経路４２４と、ドッキング構造４２１とを画定するハウジング４２０を有する。
本図に対応する実施形態において、調整要素４５０は、気流開口４２２とガス試験室４２６との間の気流経路４２４と連通する。特に、調整要素４５０は、気流経路４２４を横切って延びる。しかしながら、他の実施形態では、調整要素４５０が気流経路全体を横切って延びているのではないことが認識されるであろう。例えば、いくつかの実施形態において、調整要素４５０は、気流経路の一部分を画定する導管または管の壁にまたは壁内に配置することができる。調整要素４５０は、いくつかの実施形態では、フィルタ要素である。調整要素４５０は、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）フィルタ、乾燥剤、酸化剤または還元剤などの、ガス試料の化学修飾をもたらす１つもしくは複数の材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、調整要素４５０は、気流経路を横切って配置された加熱要素である。加熱要素は、ガス試料の湿度を下げるために、および／または対象とするセンサに対するガス試料の反応性を高めるために、および／または温度を制御してシステムが使用される周囲環境の変化を調整するために望ましいものとすることができる。
具体的には描かれていないが、いくつかの実施形態では、ガス採取用装置４１０は、ガスセンサ試験片へのガス試料の曝露を最大にするために、ガス試験室４２６を通してガス試料を再循環させるように構成される、気流ポンプまたは気流ファンおよび再循環気流経路などの、１つまたは複数の構成要素を有することができる。いくつかの実施形態において、ガス採取用装置４１０は、ガス試料が比較的滞留したままでセンサ試験片４４０に接触するように、ガス試料を少なくともガス試験室内に封止可能に収容するように構成される。例として、装置は、ガス試料をガス試験室内に閉じ込めるために選択的に開弁または閉弁できる弁をガス試験室の上流側と下流側の両方に含むことができる。いくつかの実施形態において、装置は、（患者がまだ装置に息を吹き込んでいる場合などに）装置内に入り排気経路および／または排気ポートを通って装置から再び外に出る追加のガスの経路を指定するために、ガス試験室がガス試料を閉じ込めたときなどに、選択的に作動させることができる分流弁を含むことができる。
図５は、いくつかの実施形態に対応する別の例示の調整要素５５０を有するガス採取用装置５１０の概略断面図である。図１に描かれている実施形態と同様に、現在説明しているガス採取用装置５１０は、気流開口５２２と、ガス試験室５２６と、センサ受け部５２８と、気流経路５２４と、ドッキング構造５２１とを画定するハウジング５２０を有する。
本図に対応する実施形態において、調整要素５５０は、気流開口５２２とガス試験室５２６との間の気流経路５２４と連通する。特に、ここでは、調整要素５５０は、気流経路の少なくとも一部分に沿って配置される。いくつかの実施形態において、調整要素５５０は、ガス試験室５２６の少なくとも一部分内に延びることができる。調整要素５５０は、ガス試料の化学修飾をもたらす材料などの上述の材料を含む、様々な材料および構成要素、ならびに加熱要素とすることができる。
いくつかの例において、加熱要素は、ガス試料が装置を通過するときにガス試料に接触する（限定されるものではないが、気流経路および／またはガス試験室を含む）ハウジングの内部の部分に沿って、部分に隣接して、または部分内に位置決めすることができる。いくつかの実施形態において、加熱要素（または複数の加熱要素）は、限定されるものではないが、気流経路および／またはガス試験室を含む、ガス試料が装置内を移動するときにガス試料に接触するハウジングの表面（内面など）の少なくとも約５０、６０、７０、８０、９０、９５、９８、９９、または更には１００％を加熱するように構成される。
図６は、いくつかの実施形態に対応する別の例示の調整要素６５０を有するガス採取用装置の概略断面図である。図１に描かれている実施形態と同様に、現在説明しているガス採取用装置６１０は、気流開口６２２と、ガス試験室６２６と、センサ受け部６２８と、気流経路６２４と、ドッキング構造６２１とを画定するハウジング６２０を有する。
本図に対応する実施形態において、調整要素６５０は、気流開口６２２とガス試験室６２６との間の気流経路６２４と連通する。特に、ここでは、調整要素６５０は、ガス試験室６２６と流体連通するガス源とすることができる。調整要素６５０は、（いくつかの実施形態では）ガス貯留部６５２と、気流経路６２４と流体連通するガス流出部６５４とを画定することができる。いくつかの実施形態において、ガス流出部６５４は、ガス試験室６２６と流体連通する。
ガス源は、試料ガスを希釈する様々なガスおよびガスの組み合わせとすることができる。試料ガスを希釈することは、水分量を低減するのに望ましい可能性がある。いくつかの実施形態において、ガス源は、ＶＯＣが濾過除去された空気である。いくつかの他の実施形態において、ガス源は窒素である。
図４〜図６は単一の調整要素を有するガス採取用装置を各々描いているが、本明細書に開示する技術に対応するガス採取用装置に調整要素の多数の組み合わせを組み込むことができることを認識すべきである。試料のセンサ読取性を最大にする多数の異なる仕方でガス試料を調整することが望ましい可能性がある。
図７は、種々の実施形態による別のガス採取用装置の概略断面図である。図１に描かれている実施形態と同様に、現在説明しているガス採取用装置７１０は、気流開口７２２と、ガス試験室７２６と、センサ受け部７２８と、気流経路７２４と、ドッキング構造７２１とを画定するハウジング７２０を有する。
本図に対応する実施形態において、少なくとも１つのセンサ７５０は、ハウジングに結合される。特に、センサ７５０は、ハウジング７２０の外面に配置される。センサ７５０は、ハウジング７２０の外面においてアクセス可能な様々な種類のデータを検知するように構成することができる。いくつかの実施形態において、センサ７５０は、例えば、患者の指先からデータを収集できる心拍センサとすることができる。いくつかの実施形態において、センサ７５０は、周囲温度および／または患者の指もしくは唇の温度を測定できる温度センサとすることができる。いくつかの実施形態において、センサ７５０は、周囲圧力を測定することができる。
図８は、種々の実施形態による別のガス採取用装置の概略断面図である。図１に描かれている実施形態と同様に、現在説明しているガス採取用装置８１０は、気流開口８２２と、ガス試験室８２６と、センサ受け部８２８と、気流経路８２４と、ドッキング構造８２１とを画定するハウジング８２０を有する。
本図に対応する実施形態において、少なくとも１つのセンサ８５０は、ハウジングに結合される。特に、センサ８５０は、気流経路８２４内に配置される。センサ８５０は、気流経路８２４内でアクセス可能な様々な種類のデータを検知するように構成することができる。いくつかの実施形態において、センサ８５０は、試料ガスの湿度を検知できる湿度センサとすることができる。いくつかの実施形態において、センサ８５０は、試料ガスの温度を測定できる温度センサとすることができる。いくつかの実施形態において、センサ８５０は、圧力および／または流量を測定することができる。種々の実施形態において、センサ８５０は、試料ガス中の二酸化炭素濃度を測定でき、センサのいくつかの実施形態については、図１０に関して以下に説明する。
図７、図８に描かれているセンサから収集されたデータは、種々の種類のデータを収集することができる。いくつかの実施形態において、心拍数、温度または他の測定値などのデータは、試験済みガスデータとの併用で患者を診断するのを補助することができる。
図９は、種々の実施形態によるガス採取用装置の例示の実施態様の斜視図である。図１に描かれている実施形態と同様に、現在説明しているガス採取用装置９１０は、気流開口９２２と、ガス試験室９２６と、センサ受け部９２８と、気流経路９２４と、ドッキング構造９２１とを画定するハウジング９２０を有する。
本図に対応する実施形態において、ハウジング９２０は、吸入経路９６４と、患者が吸入する吸入口９６２と、ガス試料が収集される、患者が呼気する気流経路９２４とを画定する。そのような実施形態では、検知の目的で試料ガスの品質を高めるように患者が吸入する空気を調整することができる。例えば、調整要素９６８は、吸入空気を調整するために吸入経路９６４内に位置決めすることができる。調整要素９６８は先に説明した調整要素と同様または同じとすることができるが、本図では、調整要素９６８は、吸入経路を横切って延びる。しかしながら、いくつかの実施形態では、調整要素９６８が、吸入経路を横切って延びなくてもよく、または吸入経路を途中までだけ横切って延びてもよい。いくつかの具体的な実施形態において、調整要素９６８はＶＯＣフィルタである。
種々の実施形態において、第１の一方向弁９５０は、気流開口９２２とガス試験室９２６との間の気流経路９２４を横切って配置することができる。第１の一方向弁は、ガス試験室９２６から気流開口９２２に向かう気流を阻止するように構成することができる。同様に、種々の実施形態において、第２の一方向弁９６６は、気流開口９２２と吸入口９６２との間の吸入経路９６４を横切って配置することができる。第２の一方向弁９６６は、気流開口９２２から吸入口９６２に向かう気流を阻止するように構成することができる。既に説明したガス採取用装置のいくつかの実施形態は吸入経路がなくても一方向弁を組み込むことができることに留意されたい。かかる一方向弁は、周囲空気などの、試料ガス以外の空気に使い捨てセンサ試験片が曝されるのを抑制することができる。
図１０は、種々の実施形態による別のガス採取用装置の概略断面図である。図１に描かれている実施形態と同様に、現在説明しているガス採取用装置１０１０は、気流開口１０２２と、ガス試験室１０２６と、センサ受け部１０２８と、気流経路１０２４と、ドッキング構造１０２１とを画定するハウジング１０２０を有する。本図に対応する実施形態において、ガス採取用装置１０１０は、呼気ガスを選択的に（１）収集および（２）排気するように構成される。
ハウジング１０２０は、気流経路１０２４と流体連通する排気ポート１０５４を画定する。ガス採取用装置１０１０は、排気ポート１０５４およびガス試験室１０２６への呼気の経路を選択的に指定するように構成される分流弁１０５０（または他の構成要素）を有する。ガス採取用装置１０１０は、ハウジング１０２０に結合されたセンサ１０５２を有することができる。センサ１０５２は、気流経路１０２４内に配置される。分流弁１０５０は、センサ１０５２と機能的に連通することができる。センサ１０５２は、二酸化炭素、湿度、温度、圧力、および流量などの、気流経路内で測定可能な１つまたは複数の種類のデータを送信するように構成することができる。
いくつかの実施形態において、センサ１０５２により収集されたデータは、呼気がハウジング１０２０から排気されるか、または試料ガスとしてガス試験室１０２６内に収集されるかを決定付けることができる。例えば、患者からの空気のＣＯ２含有量を監視することができ、ＣＯ２含有量がプラトーに達したときに呼気をガス試験室１０２６に分流することができる。このことは、ＣＯ２含有量がプラトーに達したときに、肺および／または肺における肺胞のある内部環境と平衡になる前にごく最近吸入され、次いで迅速に吐き出された、周囲空気中に生じるガスではなく、呼気が患者の体内のガスおよび状態を最も反映する（それゆえ、考えられる病状を最も反映する）と考えられるので望ましい可能性がある。
図１１は、種々の実施形態による別のガス採取用装置の概略断面図である。図１に描かれている実施形態と同様に、現在説明しているガス採取用装置１１１０は、ハウジング１１２０と、気流開口１１２２と、ドッキング構造（視認できない）とを有する。前図とは異なり、本図は、例示の使い捨てセンサ試験片１１３０の測定域１１３２、１１３４、１１３６の対向面図である。その上、先に説明した実施形態とは異なり、ガス採取用装置１１１０のハウジング１１２０は、特定のガス試験室１１２６、１１６６、１１７６（または単一のガス試験室内の別個のセグメント）と各々流体連通する複数の気流経路１１２４、１１６４、１１７４を画定する。ある場合には、複数の気流経路１１２４、１１６４、１１７４は、単一の気流合流経路から始まってもよく、次いで、気流マニホールドまたは同様の構造により分割されてもよい。
第１の気流経路１１２４は、使い捨てセンサ試験片１１３０の第１の測定域１１３２を受け入れるように構成される第１のガス試験室１１２６と気流開口１１２２との間に画定される。第２の気流経路１１６４は、使い捨てセンサ試験片１１３０の第２の測定域１１３４を受け入れるように構成される第２のガス試験室１１６６と気流開口１１２２との間に画定される。第３の気流経路１１７４は、使い捨てセンサ試験片１１３０の第３の測定域１１３６を受け入れるように構成される第３のガス試験室１１７６と気流開口１１２２との間に画定される。本実施形態では３つの気流経路およびガス試験室が描かれているが、ハウジング１１２０は、より少ないまたは追加の気流経路を画定し、かつ本明細書に開示する技術に依然として対応したままであり得る。その上、ガス採取用装置１１１０は更に、図９を参照しながら上で説明した吸入経路を組み込むことができる。
ガス採取用装置１１１０および／または気流経路１１２４、１１６４、１１７４の各々は、調整要素、センサ、弁、およびこれらの組み合わせを組み込むことができ、かかる構成要素は、本明細書で先に説明したものに対応することができる。本図に対応する実施形態において、第１の気流経路１１２４は第１の調整要素１１５０を有し、第２の気流経路１１６４は第２の調整要素１１５２を有し、かつ第３の気流経路１１７４は弁１１５４を有する。
図１２は、種々の実施形態によるガス採取用装置１２１０の例示の実施態様の斜視図であり、かつ図１３は、異なる視点からの図１２のガス採取用装置１２１０の斜視図である。ガス採取用装置１２１０は、気流開口１２２２と、ドッキング構造１２２１と、センサ受け部１２２８とを画定するハウジング１２２０を有する。前図に描かれている実施形態と同様に、ガス採取用装置１２１０は、気流開口１２２２から試験室に延びる気流経路を有し、但し、斜視図では試験室および気流経路は視認できない。ガス採取用装置１２１０は、上で説明した、弁、センサ、および調整要素などの構成要素を組み込むことができる。
図１３はまた、図１に関して簡潔に上述した例示の保護ライナも描いている。保護ライナ１３００は、ガス採取用装置１２１０のハウジング１２２０に気流開口１２２２の周囲で取り外し可能に結合するように構成された使い捨てマウスピースである。保護ライナ１３００は概して、患者の口とガス採取用装置１２１０との直接接触を防止するように構成される。実施形態において、使い捨てマウスピースは、気流経路の一部分（視認できない）と気流開口１２２２とに当接するように気流開口１２２２に挿通されるように構成された気流経路ライナ１３２０を有する。
図１４は、種々の実施形態によるドッキングステーション１２３０の例示の実施態様の斜視図であり、かつ図１５は、図１２〜図１４に描かれている実施形態によるシステムの例示の実施態様の斜視図である。ドッキングステーション１２３０は、ガス採取用装置１２１０のドッキング構造１２２１を受け入れるように構成される嵌合構造１２３９を有する。ドッキングステーション１２３０はまた、試験工程の状況についての情報を提供するおよび／または次にどのステップを行うべきかに関する手掛かりを使用者に与えるなど、使用者にデータを伝達するように構成されるユーザインターフェース１２３８を有する。本実施形態では、既に説明した実施形態と同様に、ドッキングステーション１２３０は、通信ハードウェア、ネットワーキングハードウェア、プロセッサ、およびメモリなどの、本図では視認できない内部構成要素を有する。
また、本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、「構成される」という語句が、特定の作業を実行するかまたは特定の構成を採用するように構築または構成されるシステム、機器または他の構造を説明することにも留意すべきである。「構成される」という語句は、「配設される」、「配設および構成される」、「構築および配設される」、「構築される」、「製造および配設される」などの他の同様の語句と交換可能に使用することができる。
本明細書における全ての刊行物および特許出願は、本技術が属する技術分野における通常の技術水準を示すものである。全ての刊行物および特許出願は、あたかも各個別の刊行物または特許出願が参照により具体的かつ個別に示されているのと同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、本主題の応用例または変形例を網羅するように意図されている。上記の説明が、例示的であり、限定的ではないように意図されていることを理解すべきである。

Claims (15)

  1. ガス採取用装置であって、
    気流開口と、
    ガス試験室と、
    使い捨てセンサ試験片を前記ガス試験室内に取り外し可能に保持するように構成されたセンサ受け部と、
    前記気流開口から前記ガス試験室に延びる気流経路と、
    ドッキングステーションにより受け入れられるように構成されたドッキング構造と
    を画定するハウジング
    を備える、ガス採取用装置。
  2. 前記気流開口と前記ガス試験室との間の前記気流経路を横切って配置された一方向弁を更に備える、請求項１および３〜１０のいずれか一項に記載の装置。
  3. 前記気流開口と前記ガス試験室との間の前記気流経路と連通する調整要素を更に備える、請求項１、２および４〜１０のいずれか一項に記載の装置。
  4. 前記調整要素が、前記ガス試験室と流体連通するガス源である、請求項１〜３および５〜１０のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記調整要素が、前記気流経路の一部分に沿って配置された加熱要素である、請求項１〜４および６〜１０のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記加熱要素が、前記気流経路を画定する前記ハウジングの部分の内面の少なくとも９０％を加熱するように構成される、請求項１〜５および７〜１０のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記ハウジングに結合されたセンサを更に備える、請求項１〜６および８〜１０のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記センサが、二酸化炭素センサ、湿度センサ、および温度センサからなる群から選択される、請求項１〜７、９および１０のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記センサが、心拍センサおよび温度センサからなる群から選択される、請求項１〜８および１０のいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記ハウジングが、吸入口と、前記気流開口から前記吸入口に延びる吸入経路とを更に画定し、ＶＯＣフィルタが前記吸入経路を横切って配置される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
  11. 患者データを収集するためのシステムであって、
    ガス試験室と、気流開口と、前記気流開口から前記ガス試験室に延びる気流経路と、使い捨てセンサ試験片を前記ガス試験室内に取り外し可能に保持するように構成されたセンサ受け部とを画定するガス採取用装置であって、前記ガス採取用装置がハウジングを有する、前記ガス採取用装置と、
    前記ガス採取用装置を受け入れるように構成されたドッキングステーションであって、前記ドッキングステーションが、前記ガス採取用装置の前記ハウジングを介してデータを無線受信するための通信ハードウェアを有する読取装置を備える、前記ドッキングステーションと
    を備える、システム。
  12. 前記センサ受け部と前記ガス試験室とにより取り外し可能に受け入れられるように各々構成された複数の使い捨てセンサ試験片を更に備える、請求項１１および１３のいずれか一項に記載のシステム。
  13. 前記ドッキングステーションが、前記ガス採取用装置を検出するように構成された近接センサを更に備える、請求項１１および１２のいずれか一項に記載のシステム。
  14. 患者データを分析する方法であって、
    ガス採取用装置のハウジングにより画定されたガス試験室により使い捨てセンサ試験片を受け入れることと、
    読取装置を有するドッキングステーションに前記ガス採取用装置をドッキングすることと、
    前記読取装置により前記使い捨てセンサ試験片から基準データを読み取ることであって、前記基準データが前記ガス採取用装置の前記ハウジングを介して読み取られる、前記読み取ることと、
    前記基準データを読み取った後に前記ガス採取用装置を前記ドッキングステーションからドッキング解除することと、
    前記ガス試験室により前記ガス試料を受け入れることであって、それにより、ガス試料が前記使い捨てセンサ試験片に接触する、前記受け入れることと、
    前記ガス試料を受け入れた後に前記ドッキングステーションに前記ガス採取用装置をドッキングすることと、
    前記読取装置により前記使い捨てセンサ試験片からガス試料データを読み取ることであって、前記試験済みガスデータが前記ガス採取用装置の前記ハウジングを介して読み取られる、前記読み取ること
    とを含む、方法。
  15. 調整済みデータを得るために前記ドッキングステーションにより前記試験済みガスデータから前記基準データを除去することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
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