JP2022509623A - ガスセンサモジュール - Google Patents

Abstract

治療用ガス送達装置のための取り外し可能なガスセンサモジュールを提供する。ガスセンサモジュールは、治療用ガス送達装置からサンプルガスを受容するサンプルチャンバを含む。ガス検出ユニットは、サンプルガスの少なくとも１つの特性を測定するように動作可能な複数のセンサを含む。センサは、ガス検出センサ、湿度センサ、温度センサのうちの２つ以上、またはこれらの組み合わせを含む。ガスセンサモジュールは、治療用ガス送達装置内に内蔵され、別のガスセンサモジュールとスワップ可能である。

Description

本開示は、概して、ガスセンサモジュールに関する。一実施例では、本開示は、治療用ガス送達装置のためのガスセンサモジュールに関する。

従来、ガス検出システムは、ユーザマニュアルに詳述された間隔でユーザによって較正する必要がある。例えば、ガスサンプリングシステムの高度な較正は、毎月実行される場合があり、また、施設において較正ガス供給源を利用可能にすること、ならびにサンプルライン接続の変更を必要とする場合がある。ガスサンプリングシステムの高度な較正中およびサンプルライン接続の変更中に、ガス検出システムは、ガスをサンプリングすることができない。追加的に、較正チュービングキットの誤った接続は、誤った指示値または装置の損傷をもたらす場合がある。

以下、本技術の実装形態を、単なる例として、添付図面を参照しながら説明する。

本開示による例示的なガスセンサアセンブリの分解図である。 図１Ａのガスセンサアセンブリの組み立て完成図である。 例示的なガスセンサモジュールの分解図である。 例示的なガスセンサモジュールの分解図である。 外側ハウジングおよび内側ハウジングを取り外した、図２Ｂのガスセンサモジュールの組み立て完成図である。 例示的なガスセンサアセンブリの詳細分解図である。 例示的なガスセンサアセンブリの詳細分解図である。 ガスセンサモジュールの較正安定性を維持するためにガスセンサモジュールに電気的に結合された電圧源を含む機器の概略図である。

例示を簡潔かつ明瞭にするために、適切な場合には、対応するまたは同一の要素を示すために、異なる図の間で参照符号が繰り返されることが認識されるであろう。加えて、本明細書で説明する実施例の入念な理解を提供するために、数多くの具体的な詳細を記載する。しかしながら、当業者には、本明細書で説明する実施例を、そうした具体的な詳細を伴うことなく実施することができることが理解されよう。他の場合では、方法、手順、および構成要素は、説明している関連の当該特徴を曖昧にしないように、詳細に説明していない。また、説明は、本明細書で説明する実施形態の範囲を限定するものと見なされるべきではない。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、本開示の詳細および特徴をより良好に例示するために、特定の部品の比率が誇張され得る。

以下、上記開示の全体を通して適用するいくつかの定義を提示する。「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、直接的であるか、介入構成要素を通して間接的であるかにかかわらず、接続されていると定義され、必ずしも物理的な接続に限定されない。接続は、物体が恒久的に接続されるか、または取り外し可能に接続されるようなものであり得る。「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語は、特定の寸法、形状、または実質的に修正する他の語に本質的に一致するものと定義され、よって、構成要素そのままである必要はない。例えば、「実質的に円筒である（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）」とは、その物体が円筒に類似しているが、真の円筒から１つ以上の偏差を有しうることを意味する。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、本開示で交換可能に使用される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、含むことを意味するが、必ずしもそのように説明されるものに限定されない。「ホットスワップする（ｈｏｔ ｓｗａｐ）」、「ホットスワップした（ｈｏｔ ｓｗａｐｐｅｄ）」、または「ホットスワップ可能な（ｈｏｔ ｓｗａｐｐａｂｌｅ）」という用語は、交換用センサを動作準備に到達させるための治療用ガス送達装置のダウンタイムが約５分未満であるように、センサを取り外して、新しい較正されたセンサに交換することができることを意味するように定義される。例えば、ガスセンサモジュールは、較正されたガスセンサモジュールとホットスワップすることができ、治療用ガス送達装置のダウンタイムは、約３分である。本明細書で使用するとき、「スワップ」は、「ホットスワップ」または任意の対応する変形例を含むことができる。

本明細書では、治療用ガス送達装置内のサンプルガスの少なくとも１つの特性を測定するための複数のセンサを有する、取り外し可能なガスセンサモジュールを開示する。サンプルガスは、治療用ガス送達装置によって患者に送達されている治療用ガスのサンプルであり得る。ガスセンサモジュールは、治療用ガス送達装置内に内蔵され、それによって、「プラグアンドプレイ」と見なすことができる、および／またはホットスワップが可能であり得る様式での、現場でのその交換を容易にする。いくつかの実施例では、ガスセンサモジュールは、ガスセンサアセンブリ内に内蔵され、これがさらに、治療用ガス送達装置内に含まれる。ガスセンサモジュールは、事前較正することができ、よって、さらなる較正を伴うことなく、ガスセンサアセンブリ／治療用ガス送達装置に取り付ける時点で、使用する準備ができている。ガスセンサモジュールは、工場出荷時に較正済みにすることができ、少なくとも一例では、かなりの期間にわたって、例えば６ヵ月にわたって、保管中の較正安定性を維持することができる。

従来では、センサが較正試験のいずれかで不合格になった場合、センサは、訓練された担当者またはサービス技術者が交換する。例えば、センサの交換は、装置ケーシングの背面のパネルを開き、不合格のセンサを取り外し、交換用センサを嵌挿することによって実行することができる。センサを交換した後に、新しいセンサをガスの流れの中で調整しなければならないので、サンプル検出回路をある期間にわたって動作停止させ、例えば、酸素（Ｏ_２）および二酸化窒素（ＮＯ_２）のためのセンサの変更は、約４０分であり得るが、一方で、一酸化窒素（ＮＯ）センサは、約５時間の調整を必要とし得る。新しいセンサが調整されると、ガスサンプルの検出を続けることができる前に、次いで、低い較正、次いで高い較正が行われる。したがって、治療用ガス送達装置における従来のガスセンサの交換は、時間がかかり、ガスセンサの検出／分析および患者への治療用ガス送達の中断の両方を生じさせ、患者の有効な治療を妨げることがあり得る。

センサドリフトに対する従来の解決策は、センサの低レベルおよび高レベルの較正を定期的に行うことである。低レベルの較正は、装置によって自動的に管理および制御することができるが、センサの高レベルの較正は、ユーザが、患者ラインからサンプリングラインを接続解除し、次いで、高い較正プロトコルを可能にする前に、適切なガスの較正ガス供給源を取り付けることを必要とする。同じく、高い較正を行うことは、時間がかかり、ガスセンサの検出／分析の中断を生じさせ、患者の有効な治療を妨げ得る。

本明細書で説明するガスセンサモジュールは、従来のガスセンサの制限を克服する。このガスセンサモジュールは、事前較正され、内蔵され、かつホットスワップ可能であり、よって、患者への治療用ガス送達の中断を生じさせることなく治療用ガス送達装置内で交換することができ、ガスセンサの検出／分析において最小のダウンタイムしか有しない。これは、患者の連続的かつ効果的な治療を提供する。加えて、内蔵されたガスセンサモジュールのホットスワップ可能な特徴は、相当な訓練を伴うことのない、ユーザによるガスセンサモジュールの交換を提供する。このガスセンサモジュールは、ユーザにＮＯおよびＮＯ_２センサの高い較正を毎月実施するよう依頼するのではなく、単に、取り外して、別個の事前較正されたガスセンサモジュールに交換することができる。次いで、第１のガスセンサモジュールを、再調整のための中央施設に戻すこと、および／または廃棄することができる。ガスセンサモジュールは、高い較正に対して事前較正されており、よって、少なくとも１つの例ではガスセンサモジュールの取り付け時に自動的に生じ得る、低い較正を行うことだけしか必要としない。

ガスセンサモジュールは、例えば図１Ａおよび１Ｂに示す例示的なガスセンサアセンブリに利用することができる。ガスセンサアセンブリ１０は、ガスセンサモジュール１００と、ガスセンサモジュール１００を取り外し可能に受容するように動作可能なアセンブリ内側ハウジング２００と、を含む。アセンブリ内側ハウジング２００は、モジュール受容凹部２０４を形成するモジュール受容部分２０２を含む。ガスセンサモジュール１００は、モジュール受容凹部２０４内で取り外し可能に受容される。したがって、ガスセンサモジュール１００は、アセンブリ内側ハウジング２００と取り外し可能に結合される。ガスセンサアセンブリ１０はまた、アセンブリ内側ハウジング２００を受容するように動作可能なアセンブリ主ハウジング３０２を有するガス分析装置ユニット３００も含むことができる。いくつかの例では、アセンブリ内側ハウジング２００は、アセンブリ主ハウジング３０２と取り外し可能に結合される。他の例では、アセンブリ内側ハウジング２００は、アセンブリ主ハウジング３０２と固定的に結合される。ガス分析装置ユニット３００は、治療用ガス送達装置５０内に含まれる。少なくとも一例では、アセンブリ主ハウジング３０２は、治療用ガス送達装置５０と結合されて流体連通する。いくつかの例では、ガスセンサモジュール１００は、ガスセンサモジュール１００が治療用ガス送達装置５０と結合されて流体連通するように、アセンブリ内側ハウジング２００内に入れ子にされ、それがアセンブリ主ハウジング３０２内に入れ子にされる。他の例では、アセンブリ内側ハウジング２００およびガス分析装置ユニット３００は、ガスセンサモジュール１００を受容するように動作可能な単一のユニットとして一体化することができる。追加の例では、治療用ガス送達装置５０は、ガスセンサモジュール１００を受容するように動作可能である。

治療用ガス送達装置５０は、患者に治療用ガスを送達するように動作可能である。例えば、治療用ガス送達装置５０は、患者に治療用一酸化窒素（ＮＯ）ガスを送達することができる。ガスセンサモジュール１００、アセンブリ内側ハウジング２００、およびアセンブリ主ハウジング３０２は、ガスが、治療用ガス送達装置５０の呼吸回路から、サンプルチューブを通して、ガス分析装置ユニット３００を通して、アセンブリ内側ハウジング２００を通して、ガスセンサモジュール１００へと流れることができるように配置される。少なくとも一例では、サンプルチューブは、ガス送達装置５０の呼吸回路に流体接続することができ、ガスセンサモジュール１００は、サンプルチューブからサンプルガスを受容するように動作可能である。少なくとも一例では、治療用ガス送達装置５０の呼吸回路は、呼吸回路内のガスの少なくとも一部分がサンプルチューブを通って流れるようにサンプルチューブ受容するように動作可能である、サンプルティーを含む。追加的に、少なくとも一例では、アセンブリ内側ハウジング２００は、ガス分析装置ユニット３００上のポート３０６と流体接続することができるポート２０６を含むことができ、これをサンプルチューブと流体接続することができる。ポート２０６は、ガス分析装置ユニット３００のポート３０４を通して、治療用ガス送達装置５０からサンプルガスを受容し、サンプルガスをガスセンサモジュール１００に提供することができる。

図２Ａおよび２Ｂは、ガスセンサモジュール１００の分解図を例示する。ガスセンサモジュール１００は、サンプルチャンバ１０１を含む。サンプルチャンバ１０１は、治療用ガス送達装置５０からサンプルガスを受容する。サンプルチャンバ１０１は、サンプル入口１１９と流体接続される。サンプル入口１１９は、治療用ガス送達装置と流体接続されて、サンプルガスを受容するように動作可能である。いくつかの例では、サンプル入口１１９は、アセンブリ内側ハウジング２００のポート２０６に流体接続され、これがガス分析装置ユニット３００のポート３０４に流体接続され、これが治療用ガス送達装置５０のサンプルチューブと流体接続される。少なくとも１つの例では、サンプルチャンバ１０１は、治療用ガス送達装置５０からサンプルガスを受容するように動作可能である。サンプルチャンバ１０１は、内側ハウジング１０２を含むことができる。内側ハウジング１０２は、サンプルチャンバ１０１からサンプルガスを取り出すことができるベント１０３を含むことができる。ベント１０３は、例えば、内側ハウジング１０２内に形成された開口部であり得る。少なくとも１つの例では、ガスセンサモジュール１００は、内側ハウジング１０２を少なくとも部分的に取り囲む外側ハウジング１０４を含む。いくつかの例では、外側ハウジング１０４は、カム要素１０６、カムスピンドル１０８、ハンドル１１０、ハンドル軸１１４、ベントキャップ１１２、および／またはガスケット１１３のうちの少なくとも１つを含むことができる。少なくともいくつか例では、カム要素１０６、カムスピンドル１０８、ハンドル１１０、および／またはハンドル軸１１４を使用して、ベントキャップ１１２のロック／ロック解除アクションを介した、ユーザによるガスセンサモジュール１００の取り付け／取り外しの容易さを促進することができる。いくつかの例では、ハンドル１１０は、図２Ｂに示すように、フリップアップ式のプルタブであり得る。ガスケット１１３は、空気回路からの漏れを防止するのを補助することができ、サンプルガスを電子機器と相互作用させない。少なくとも１つの例では、ガスケット１１３は、シリコーンゴムで作製することができる。

ガスセンサモジュール１００は、複数のセンサ１１８を含むガス検出ユニット１２１を含む。センサ１１８は、サンプルガスの少なくとも１つの特性を測定するように動作可能である。例えば、センサ１１８は、ガス検出センサ、湿度センサ、および／または温度センサのうちの２つ以上を含むことができる。

少なくとも１つの例では、ガス検出ユニット１２１は、２つ以上のガス検出センサ１２２を含むことができる。少なくとも１つの例では、ガス検出ユニット１２１は、２つ以上の異なるセンサ１１８を含むことができる。図２Ａおよび２Ｂに例示するように、ガス検出ユニット１２１は、１つの湿度センサ１２０と、２つのガス検出センサ１２２と、を含むことができる。他の例では、ガス検出ユニット１２１は、１つ以上のガス検出センサ１２２と、１つの湿度センサ１２０と、を含むことができる。ガス検出センサ１２２は、ＮＯセンサ、ＮＯ_２センサ、Ｏ_２センサのうちの１つ以上、またはそれらの組み合わせを含むことができる。少なくとも１つの例では、ガス検出センサ１２２は、ＮＯセンサと、ＮＯ_２センサと、を含むことができる。図２Ａおよび２Ｂは、２つのガス検出センサ１２２を例示しているが、１つ、３つ、またはより多くのガス検出センサ１２２を含むことができる。測定されるサンプルガスの特性は、ＮＯの濃度、ＮＯ_２の濃度、Ｏ_２の濃度、湿度、温度のうちの１つ以上、またはこれらの組み合わせであり得る。図２Ａおよび２Ｂに例示するように、ガスセンサモジュール１００は、センサ１１８のうちの少なくとも１つと結合されたセンサシール１１６を含む。図２Ｂに例示するように、ガスセンサモジュール１００は、感知回路１２４と一体化することができる湿度センサ１２０（図示せず）と結合されるように動作可能な湿度センサシール１３０を含むことができる。

ガスセンサモジュール１００は、センサ１１８と結合された感知回路１２４を含む。感知回路１２４は、センサ１１８からのサンプルガスの測定された特性を検出し、報告するように動作可能である。感知回路１２４は、ガス送達装置５０と通信可能に結合することができる。一例では、感知回路１２４は、サンプルガスの測定された特性を、ガス分析装置ユニット３００のガス分析装置コントローラ３５０に報告するように動作可能であり得る。一例では、ガス分析装置コントローラ３５０は、サンプルガスの測定された特性を治療用ガス送達装置５０に報告するように動作可能であり得る。感知回路１２４は、任意の好適な有線接続または無線接続、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦＩＤ、または光ファイバケーブルによって、ガス分析装置コントローラ３５０および／またはガス送達装置５０と結合することができる。少なくとも１つの例では、感知回路１２４および／またはガス分析装置コントローラ３５０は、サンプルガスの測定された特性を記憶するように動作可能であり得る。ガス検出ユニット１２１は、感知回路１２４によって、ガスセンサモジュール１００のシリアル番号、較正データ、および／または使用情報を電子的に保持するように動作可能であり得る。別の例では、ガス分析装置コントローラ３５０は、ガスセンサモジュール１００のシリアル、較正データ、および／または使用情報を電子的に保持するように動作可能であり得る。それによって、ガスセンサモジュール１００がガス送達装置５０から接続解除されたときであっても、構成要素の追跡およびトレースを続けることができる。感知回路１２４は、ガスセンサモジュール１００の感知回路１２４を、ガス分析装置コントローラ３５０と、したがってガス送達装置５０と接続するように動作可能なコネクタ１２５を含むことができる。したがって、ガスセンサモジュール１００は、ホットスワップすることができ、コネクタ１２５は、追加の専門知識またはツールを伴うことなく、ガス送達装置５０と容易に接続される。

ガスセンサモジュール１００は、外側ハウジング１０４と結合することができるカバー１２６を追加的に含む。少なくとも１つの例では、カバー１２６は、締結具１２８によって外側ハウジング１０４と取り外し可能に結合することができる。締結具１２８は、例えば、ねじ、釘、ナットおよびボルト、面ファスナ、接着剤、ならびに／または任意の他の好適な締結具のうちの少なくとも１つであり得る。

ガスセンサモジュール１００は、治療用ガス送達装置５０内に内蔵され、別のガスセンサモジュール１００とスワップ可能である。ガスサンプルのためのセンサおよび／または分析要素を全て収容することは、再較正の必要性、構成要素の故障、および／または汚染が生じた場合に、ホットスワップ能力を提供する。例えば、ガスセンサモジュール１００は、ガスセンサモジュール１００の故障の場合、サンプルラインフィルタの故障の場合、および／またはガスセンサモジュール１００の較正のサービス期間が期限切れになったときに、交換することができる。追加的に、ガスセンサモジュール１００のモジュール化は、次世代のガスセンサモジュールに「アップグレード」する代わりに、ガス送達装置５０全体の修正を必要とすることなく、Ｏ_２または揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの分析物のためのセンサ１１８の将来の追加を単純化する。交換用ガスセンサモジュール１００は、簡単に取り付けることができ、次いで、ガス送達装置５０は、直ちにサービスを再開することができる。ガスセンサモジュール１００は、特別なツールまたは装置を必要とすることなく、担当者によって、事前較正されたガスセンサモジュール１００と短時間で交換することができる。例えば、ガスセンサモジュール１００の交換は、サンプルガスの少なくとも１つの特性の測定において、５分未満のダウンタイムをもたらし得る。少なくとも１つの例では、ガスセンサモジュール１００の交換は、サンプルガスの少なくとも１つの特性の測定において、３分未満のダウンタイムをもたらし得る。

別の例では、ガスセンサモジュール１００の交換は、治療用ガス送達装置５０からの治療用ガスの送達において、いかなるダウンタイムももたらし得ない。この例では、ガスセンサモジュール１００が呼吸回路内の治療用ガスとは別にサンプルガスを分析するので、患者への治療用ガスの送達は、ガスセンサモジュール１００の交換によって中断されない。加えて、ガスセンサモジュール１００が内蔵されているので、治療用ガス送達装置５０の遮断または患者への治療用ガスの流れのいかなる停止も必要としない。これは、ガスセンサモジュール１００を新しい事前較正されたガスセンサモジュール１００にスワップする間、治療用ガス送達装置５０が呼吸回路を通して治療用ガスを患者に連続的に送達するのを可能にする。少なくとも１つの例では、治療用ガス送達装置１００は、ガスセンサモジュール１００を交換するときに、連続的に動作可能であり得る。追加的に、ガスセンサモジュール１００によるサンプルの検出は、取り付けに続く低い較正プロトコルの完了の約５分後に開始することができる。少なくとも１つの例では、低い較正プロトコルは、新しいガスセンサモジュール１００の取り付け時に自動的に開始することができる。ガスセンサモジュール１００のホットスワップ能力は、ユーザエクスペリエンスおよび装置のダウンタイムに相当な正の影響を及ぼす。ガスセンサモジュール１００が事前較正される、または取り付け前に較正されることは、ＮＯセンサの現場での高い較正に対する必要性を排除し、故障したまたは期限の切れたガスセンサモジュールの迅速かつ簡単な交換を可能にし、該当する場合に、現場外での再調整および修理を可能にする。

ガスセンサモジュール１００は、少なくとも１ヵ月にわたって利用または使用することができ、かつ較正安定性を維持することができる。少なくとも１つの例では、ガスセンサモジュール１００の使用中の較正安定期間を、従来の１ヵ月から約３ヵ月に延ばすことができる。少なくとも１つの例では、ガスセンサモジュール１００は、少なくとも１ヵ月、代替的に少なくとも３ヵ月、代替的に少なくとも６ヵ月、または代替的に少なくとも１年の保管寿命較正安定期間（例えば、ガス送達装置５０に取り付けられていないときの安定性）を有することができる。いくつかの例では、ガスセンサモジュール１００の保管寿命は、較正を維持するために、保管中にセンサにわたって電位を提供して、電池１３２または他の電圧源を含むことによって伸ばすことができる。少なくとも１つの例では、ガスセンサモジュール１００は、有効期限を含むことができる。ユーザは、例えば、治療用ガス送達装置と関連付けられたグラフィックユーザインターフェースおよび／またはアプリケーションおよび／またはプログラムを介して、ガスセンサモジュール交換リマインダ／アラームを備えることができる。

少なくとも１つの例では、図４に例示するように、ガスセンサモジュール１００は、機器４００を含むことおよび／またはそこに電気的に接続することができ、該機器は、センサ１１８が所定の期間、例えば最長で６ヵ月にわたって較正安定性を保持することを確実にするために、超低電力消費設定と併せて使用することができる電圧源４０２を含む。ガスセンサモジュール１００内の複数のセンサ１１８は、事前較正することができ、機器４００に関して、センサ１１８にわたって電位を提供して、センサ１１８の較正を維持することができる。例えば、電圧源４０２が、所定の時間にガスセンサモジュール１００内の複数のセンサ１１８にわたって電位を提供して、ガスセンサモジュール１００が取り付けられていない構成にあるときのセンサ１１８の較正安定性を維持することができる。したがって、エンドユーザは、複数のガスセンサモジュール１００を注文し、再較正および／または交換の期限になったときに使用中のガスセンサモジュール１００を交換することが必要になるまで、該ガスセンサモジュールを保管しておくことができる。少なくとも１つの例では、電圧源４０２は、電池または電力変圧器であり得る。少なくとも１つの例では、図２Ｃに示すように、電圧源４０２は、ガスセンサモジュール１００に内蔵することができる。他の例では、電圧源４０２は、ガスセンサモジュール１００に外付けすることができる。電圧源４０２は、ガスセンサモジュール１００を治療用ガス送達装置５０に取り付けるときに、センサ１１８にわたって電位を提供するのを中止することができる。少なくとも１つの例では、機器４００および電圧源４０２は、治療用ガス送達装置５０への取り付けの前に、ガスセンサモジュールから取り外し可能であり得る。別の例では、電圧源４０２は、取り付けの後にガスセンサモジュール１００に接続したままにすることができるが、もはやガスセンサモジュール１００のセンサ１１８、１２２にわたって電位を提供しない。少なくとも１つの例では、図２Ｃに例示するように、電池１３２は、別個の機器４００が電池１３２をガスセンサモジュール１００に接続することを必要としないように、感知回路と１２４を直接接続することができる。

事前較正および／または現場外較正の実施は、較正の精度を提供する。例えば、一点での高い較正プロトコルは、管理するＮＯ濃度の範囲にわたって単一の一次関数と想定する。電流要件に対処するには±２０％の較正精度で十分であるが、多点較正プロトコル、ユーザ実行の較正とは互換性がないが工場出荷時の較正シナリオにおいて自動的に実行することができるものを用いることによって大幅に改善することができる。そのような手法によって、ＮＯ濃度の複数のサブ範囲の較正関数を、（例えば、装置のメモリ内の単純なルックアップテーブルの形態で）実施のために生成し、記憶することができる。次いで、ガスセンサモジュール１００は、例えば設定容量および着座する範囲に基づいてガス送達を測定するときに使用するための適切な較正関数を決定することができる。これは、しばしば管理されたＮＯ濃度の２倍以上である４５ｐｐｍの設定濃度で多くの較正ガスが供給される、小児科またはＮＯ投与のための他の低濃度用途において特に重要である。これは、設定用量よりも最大で２０％少ない／多い濃度の表示に不安を感じる、特定のユーザが経験する問題にも対処する。

さらに、現場外（例えば、工場）での較正および／または事前較正は、温度、相対湿度、および圧力のうちの少なくとも１つを制御することができる較正マニホールド３５６（図３Ａおよび３Ｂに示す）を利用することができ、特定のサブ範囲におけるＮＯなどのガスのより正確な測定を提供するだけでなく、異なる温度、圧力、および相対湿度値の補償も可能にする、較正関数の生成を容易にする。

追加的に、現地外での較正および／または事前較正は、較正用ガス混合物中に使用されるＮＯなどのガス濃度の正確な測定を容易にすることができる。エンドユーザへの配布のためにバッチで調製した、較正されたガスシリンダを使用するよりも、較正ガスは、ガス濃度に関して正確に定量化することができる。

図３Ａおよび３Ｂは、ガスセンサアセンブリ１０の詳細な分解図を例示する。上で論じたように、ガスセンサアセンブリ１０は、アセンブリ内側ハウジング２００で取り外し可能に受容されるガスセンサモジュール１００を含む。ガスセンサモジュール１００は、特別なツールまたは専門知識を伴うことなくガスセンサモジュール１００をアセンブリ内側ハウジング２００から取り外すことができるように、例えばねじ、クリップ、回転可能な接触部材、または任意の他の好適な締結具などの１つ以上の締結具によって、アセンブリ内側ハウジング２００と取り外し可能に結合することができる。アセンブリ内側ハウジング２００は、治療用ガス送達装置内にある、またはそれと流体連通するアセンブリ主ハウジング３０２内で受容すること、および／またはそれと結合することができる。一例において、アセンブリ内側ハウジング２００およびアセンブリ主ハウジング３０２は、治療用ガス送達装置内に固定されたままであり、一方で、ガスセンサモジュール１００は、必要に応じて取り外し可能に交換される。

サンプルガスは、ガスセンサモジュール１００がサンプルガスを検出して、その少なくとも１つの特性を報告することができるように、治療用ガス送達装置から採取されて、ガスセンサアセンブリ１０を通してガスセンサモジュール１００に渡される。サンプルガスは、ポート３０４を通ってアセンブリ主ハウジングに進入することができる。一例では、２段フィルタのルアーインターフェース３０６を、アセンブリ主ハウジング３０２の外部にあるポート３０４に接続することができる。ポート３０４は、アセンブリ主ハウジング３０２内でポンプ３０８に流体接続することができる。ポンプ３０８は、ガスセンサモジュール１００を通してサンプルガスを圧送するように動作可能である。ポンプ３０８は、例えばポート３０４およびポンプフィーダチューブ３１０通して、ガス送達装置からサンプルガスを取り出すことができる。ポンプフィーダチューブ３１０は、クリップなどの締結具３１４を使用して、ポンプ３０８と結合することができる。ポンプ３０８は、回転してサンプルガスの流れを促進するように動作可能であるファン３１６を含む。少なくとも１つの例では、次いで、サンプルガスは、リストリクタ供給管３１８内で受容し、リストリクタハウジング３２２内で受容されたリストリクタ３２０を通過し、リストリクタ戻りチューブ３２４を通過することができる。リストリクタ３２０は、圧力差を作り出すことによってガスの流れを制限するように動作可能であり得る。少なくともいくつか例では、リストリクタ３２０は、較正マニホールド３５６に組み込むことができる。他の例では、図３Ｂに示すように、ガス分析装置ユニット３００は、リストリクタ供給管、リストリクタ、リストリクタハウジング、またはリストリクタ戻りチューブを含まない場合がある。この例では、図３Ｂに示すように、較正マニホールド３５６は、サンプルガスの流れを制限して、圧力差を作り出すためにリストリクタ開口を含むことによって、リストリクタ２３０の機能を組み込むことができる。

リストリクタ３２０および／または較正マニホールド３５６は、ガスセンサモジュール１００によって受容されるサンプルガスの速度および／または量を制御するために利用することができる。サンプルガスは、次いで、ポンプ３０８を通過し、ポンプ送達チューブ３１２を出ることができる。

ガスセンサアセンブリ１０は、ガス送達装置５０に流体接続されたサンプルチューブ３５２と、サンプルガスを受容するように動作可能なガスセンサモジュール１００と、を含むことができる。例えば、サンプルチューブ３５２は、ポンプ送達チューブ３１２に流体接続することができる。少なくとも１つの例では、サンプルチューブ３５２の少なくとも一部分は、Ｎａｆｉｏｎチューブであり得る。図３Ａおよび３Ｂに例示するように、ガスセンサアセンブリ１０は、湿度構成要素３５４および較正マニホールド３５６を追加的に含むことができる。湿度構成要素３５２、サンプルチューブ３５２のＮａｆｉｏｎチューブ部分、較正マニホールド３５６、例えば温度および／もしくは圧力を制御するための任意の他の好適な構成要素、またはこれらの任意の組み合わせは、温度、相対湿度、および圧力のうちの少なくとも１つを制御することができ、特定のサブ範囲におけるＮＯなどのガスのより正確な測定を提供するだけでなく、異なる温度、圧力、および／または相対湿度値の補償も可能にする、較正関数の生成を容易にする。例えば、湿度構成要素３５２、サンプルチューブ３５２のＮａｆｉｏｎチューブ部分、および／または較正マニホールド３５６は、ガスサンプルの湿度を低下させて、ガスセンサモジュール１００の較正安定性を高めることができる。湿度構成要素３５２、サンプルチューブ３５２のＮａｆｉｏｎチューブ部分、および／または較正マニホールド３５６の少なくとも一部分を収容するために、ガス分析装置サブフレーム３５７を含むことができる。１つ以上の締結具３５８は、湿度構成要素３５２、サンプルチューブ３５２のＮａｆｉｏｎチューブ部分、および／または較正マニホールド３５６のうちの少なくとも１つをガス分析装置サブフレーム３５７内で保持することができる。締結具３５８は、例えば、ねじ、接着剤、ならびに／またはナットおよびボルトとすることができる。

ガスセンサアセンブリ１０は、高差動リンクチューブ３６０と、低差動装置リンクチューブ３６２と、を追加的に含むことができる。少なくとも１つの例では、ガスセンサアセンブリ１０は、外部雰囲気または周囲空気と流体接続される周囲空気圧力リンクチューブ３６４を含むことができる。周囲空気を提供するために、ガスセンサアセンブリ１０は、周囲空気を提供するためにガスセンサアセンブリ１０の外部と流体接続される周囲空気入口チューブ３６８を含むことができる。フィルタ３７２は、ガスセンサアセンブリ１０の外部と接続される端部の反対側で、周囲空気入口チューブ３６８の端部と結合される。フィルタ３７２は、周囲空気を濾過して、ガスセンサモジュール１００がサンプルガスの正確な測定値を決定することに影響を及ぼし得る粒子または他の物質を阻止することができる。サンプルチューブ３５２のＮａｆｉｏｎチューブ部分を較正マニホールド３５６と流体接続するために、コネクタチューブ３６６を含むことができる。追加的に、少なくとも１つの例では、フィルタチューブ３７０は、フィルタ３７２と流体接続して、サンプルチューブ３５２のＮａｆｉｏｎチューブ部分への周囲空気の通路を提供することができる。

サンプルガスは、アセンブリ内側ハウジング２００のポート２０６を通して受容される。ポート２０６は、ガスセンサモジュール１００のサンプル入口１１９と流体接続され、サンプルガスは、ガスセンサモジュール１００のサンプルチャンバ１０１内で受容される。

また、本明細書では、治療用ガス送達装置において使用するためのガスセンサモジュールを提供するための方法も提供する。いくつかの例では、本方法は、ガスセンサモジュール内の複数のセンサを較正することと、複数のセンサにわたって電位を提供して複数のセンサの較正を維持することと、を含むことができる。複数のセンサの較正は、少なくとも１ヵ月、少なくとも３ヵ月、少なくとも６ヵ月、または少なくとも１年間維持することができる。電位は、電池などの電圧源を有する機器によって提供することができる。いくつかの例では、本方法は、ガスセンサモジュールを治療用ガス送達装置に取り付ける前に、またはそれと同時に、機器／電圧源を取り外すことをさらに含むことができる。ガスセンサモジュールは、治療用ガス送達装置内のアセンブリ内側ハウジングおよびアセンブリ外側ハウジング内に取り付けることができる。いくつかの例では、ガスセンサモジュールの取り付けは、治療用ガス送達装置からのサンプルガスの少なくとも１つの特性の測定において、５分未満のダウンタイムをもたらす。他の例では、ガスセンサモジュールの取り付けは、患者への治療用ガスの送達において、いかなるダウンタイムももたらさない。

上に示し、説明した開示は、例に過ぎない。本技術の数多くの特性および利点が上述の説明に記載されている場合であっても、本開示の構造および機能の詳細と共に、本開示は、単なる例に過ぎず、添付の特許請求の範囲において使用される用語の幅広い一般的な意味によって示される最大の範囲において、本開示の原理の範囲内で、細部の変更、とりわけ、部品の形状、サイズ、および配列の事項に関して変更が行われ得る。したがって、上で説明した実施例は、添付の特許請求の範囲内で修正され得ることが認識されるであろう。

本開示の理解を高めるために、本明細書に数多くの例を提供する。以下の通り、特定の一組の記述を提供する。

記述１：治療用ガス送達装置のための取り外し可能なガスセンサモジュールであって、ガスセンサモジュールが、治療用ガス送達装置からサンプルガスを受容するように動作可能なサンプルチャンバと、サンプルガスの少なくとも１つの特性を測定するように動作可能な複数のセンサを備えるガス検出ユニットであって、複数のセンサが、ガス検出センサ、湿度センサ、温度センサのうちの２つ以上、またはこれらの組み合わせを含む、ガス検出ユニットと、を備え、ガスセンサモジュールが、治療用ガス送達装置内に内蔵され、別のガスセンサモジュールとスワップ可能である、ガスセンサモジュール。

記述２：ガスセンサモジュールの交換が、サンプルガスの少なくとも１つの特性の測定の５分未満のダウンタイムをもたらす、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述３：ガスセンサモジュールの交換が、治療用ガス送達装置からの治療用ガスの送達においていかなるダウンタイムももたらさない、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述４：ガス検出センサが、ＮＯセンサ、ＮＯ_２センサ、Ｏ_２センサのうちの１つ以上、またはこれらの組み合わせである、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述５：ガス検出ユニットが、少なくとも２つのガス検出センサを備える、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述６：ガス検出ユニットが、ＮＯセンサと、ＮＯ_２センサと、を備える、記述４に記載のガスセンサモジュール。

記述７：ガス検出ユニットが、２つ以上の異なるセンサを備える、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述８：ガス検出ユニットが、１つ以上のガス検出センサと、１つの湿度センサと、を備える、記述６に記載のガスセンサモジュール。

記述９：サンプルガスの少なくとも１つの特性が、ＮＯの濃度、ＮＯ_２の濃度、Ｏ_２の濃度、湿度、温度のうちの１つ以上、またはこれらの組み合わせである、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述１０：サンプルガスの少なくとも１つの特性を検出し、治療用ガス送達装置内のガス分析装置コントローラに報告するように動作可能な感知回路をさらに備える、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述１１：ガスセンサモジュールが交換されるときに、治療用ガス送達装置が連続的に動作可能である、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述１２：サンプルチャンバが、内側ハウジングと、外側ハウジングと、を備える、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述１３：ガス検出ユニットが、ガスセンサモジュールのシリアル番号、較正データ、および／または使用情報を治療用ガス送達装置に電子的に記憶または送信するように動作可能である、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述１４：ガスセンサモジュールが、事前較正され、少なくとも１ヵ月にわたって貯蔵安定である、記述１に記載のガスセンサモジュール。

記述１５：ガスセンサモジュールが、少なくとも３ヵ月にわたって貯蔵安定である、記述１３に記載のガスセンサモジュール。

記述１６：ガスセンサアセンブリであって、記述１～１５のいずれか一項に記載のガスセンサモジュールと、ガスセンサモジュールを取り外し可能に受容するように動作可能なアセンブリ内側ハウジングと、ガス分析装置ユニットであって、ガス送達装置およびサンプルガスを受容するように動作可能なガスセンサモジュールに流体接続されたサンプルチューブと、サンプルチューブを通してガスセンサモジュールに接続されたポンプであって、ガスセンサモジュールを通してサンプルガスを圧送するように動作可能である、ポンプと、を備える、ガス分析装置ユニットと、を備える、ガスセンサアセンブリ。

記述１７：ガス分析装置ユニットが、ガス分析装置コントローラをさらに備える、記述１６に記載のガスセンサアセンブリ。

記述１８：ガス分析装置ユニットが、アセンブリ内側ハウジングを受容するように動作可能なアセンブリ主ハウジングをさらに備え、アセンブリ主ハウジングが、治療用ガス送達装置内にある、記述１６に記載のガスセンサアセンブリ。

記述１９：サンプルチューブの少なくとも一部分が、Ｎａｆｉｏｎチューブである、記述１６に記載のガスセンサアセンブリ。

記述２０：電圧源と、記述１～１５のいずれか一項に記載のガスセンサモジュールであって、ガスセンサモジュールが未取り付け構成にあるときに、電圧源が、ガス検出ユニットの複数のセンサにわたって電位を提供して、複数のセンサの較正を維持する、ガスセンサモジュールと、を備える、機器。

記述２１：電圧源が、電池または電力変圧器である、記述２０に記載の機器。

記述２２：ガスセンサモジュールが治療用ガス送達装置内に取り付けられたときに、電圧源が、複数のセンサにわたって電位を提供するのを中止する、記述２０に記載の機器。

記述２３：電流源が、ガスセンサモジュールの内部にある、記述２０に記載の機器。

記述２４：ガスセンサモジュールを提供するための方法であって、記述１～１５のいずれか一項に記載のガスセンサモジュール内の複数のセンサを較正することと、複数のセンサにわたって電位を提供して、複数のセンサの較正を維持することと、を含む、方法。

Claims (24)

1. 治療用ガス送達装置のための取り外し可能なガスセンサモジュールであって、前記ガスセンサモジュールが、
   前記治療用ガス送達装置からサンプルガスを受容するように動作可能なサンプルチャンバと、
   前記サンプルガスの少なくとも１つの特性を測定するように動作可能な複数のセンサを備えるガス検出ユニットであって、前記複数のセンサが、ガス検出センサ、湿度センサ、温度センサのうちの２つ以上、またはこれらの組み合わせを含む、ガス検出ユニットと、を備え、
   前記ガスセンサモジュールが、前記治療用ガス送達装置内に内蔵され、別のガスセンサモジュールとスワップ可能である、ガスセンサモジュール。
2. 前記ガスセンサモジュールの交換が、前記サンプルガスの少なくとも１つの特性の前記測定の５分未満のダウンタイムをもたらす、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
3. 前記ガスセンサモジュールの交換が、前記治療用ガス送達装置からの治療用ガスの送達においていかなるダウンタイムももたらさない、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
4. 前記ガス検出センサが、ＮＯセンサ、ＮＯ_２センサ、Ｏ_２センサのうちの１つ以上、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
5. 前記ガス検出ユニットが、少なくとも２つのガス検出センサを備える、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
6. 前記ガス検出ユニットが、ＮＯセンサと、ＮＯ_２センサと、を備える、請求項４に記載のガスセンサモジュール。
7. 前記ガス検出ユニットが、２つ以上の異なるセンサを備える、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
8. 前記ガス検出ユニットが、１つ以上のガス検出センサと、１つの湿度センサと、を備える、請求項６に記載のガスセンサモジュール。
9. 前記サンプルガスの前記少なくとも１つの特性が、ＮＯの濃度、ＮＯ_２の濃度、Ｏ_２の濃度、湿度、温度のうちの１つ以上、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
10. 前記サンプルガスの前記少なくとも１つの特性を検出し、前記治療用ガス送達装置内のガス分析装置コントローラに報告するように動作可能な感知回路をさらに備える、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
11. 前記ガスセンサモジュールが交換されるときに、前記治療用ガス送達装置が連続的に動作可能である、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
12. 前記サンプルチャンバが、内側ハウジングと、外側ハウジングと、を備える、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
13. 前記ガス検出ユニットが、前記ガスセンサモジュールのシリアル番号、較正データ、および／または使用情報を前記治療用ガス送達装置に電子的に記憶または送信するように動作可能である、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
14. 前記ガスセンサモジュールが、事前較正され、少なくとも１ヵ月にわたって貯蔵安定である、請求項１に記載のガスセンサモジュール。
15. 前記ガスセンサモジュールが、少なくとも３ヵ月にわたって貯蔵安定である、請求項１３に記載のガスセンサモジュール。
16. ガスセンサアセンブリであって、
    請求項１～１５のいずれか一項に記載のガスセンサモジュールと、
    前記ガスセンサモジュールを取り外し可能に受容するように動作可能なアセンブリ内側ハウジングと、
    ガス分析装置ユニットであって、
    前記ガス送達装置および前記サンプルガスを受容するように動作可能な前記ガスセンサモジュールに流体接続されたサンプルチューブと、
    前記サンプルチューブを通して前記ガスセンサモジュールに接続されたポンプであって、前記ガスセンサモジュールを通して前記サンプルガスを圧送するように動作可能である、ポンプと、を備える、ガス分析装置ユニットと、を備える、ガスセンサアセンブリ。
17. 前記ガス分析装置ユニットが、ガス分析装置コントローラをさらに備える、請求項１６に記載のガスセンサアセンブリ。
18. 前記ガス分析装置ユニットが、前記アセンブリ内側ハウジングを受容するように動作可能なアセンブリ主ハウジングをさらに備え、前記アセンブリ主ハウジングが、前記治療用ガス送達装置内にある、請求項１６に記載のガスセンサアセンブリ。
19. 前記サンプルチューブの少なくとも一部分が、Ｎａｆｉｏｎチューブである、請求項１６に記載のガスセンサアセンブリ。
20. 機器であって、
    電圧源と、
    請求項１～１５のいずれか一項に記載のガスセンサモジュールであって、前記ガスセンサモジュールが未取り付け構成にあるときに、前記電圧源が、前記ガス検出ユニットの前記複数のセンサにわたって電位を提供して、前記複数のセンサの較正を維持する、ガスセンサモジュールと、を備える、機器。
21. 前記電圧源が、電池または電力変圧器である、請求項２０に記載の機器。
22. 前記ガスセンサモジュールが前記治療用ガス送達装置内に取り付けられたときに、前記電圧源が、前記複数のセンサにわたって電位を提供するのを中止する、請求項２０に記載の機器。
23. 電流源が、ガスセンサモジュールの内部にある、請求項２０に記載の機器。
24. ガスセンサモジュールを提供するための方法であって、
    請求項１～１５のいずれか一項に記載のガスセンサモジュール内の前記複数のセンサを較正することと、
    前記複数のセンサにわたって電位を提供して、前記複数のセンサの前記較正を維持することと、を含む、方法。

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