JP2023059282A - 加湿システム内の接続エラーの検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、例としてのデュアルリム加湿システム1の概略図を示している。加湿システム1は、ドライラインコンジット30を介して加湿器20と流体連通するガス源10を含むことができる。加湿器20は各種の構成要素を含むことができ、これには例えば、ウォータチャンバと熱源が含まれる。熱源は、加湿器熱源を含むことができる。加湿器熱源の例としては、ケミカルヒータ、ラジエントヒータ、インダクションヒータ、及びその他を含めることができる。例えば、熱源は抵抗ヒータを使用するヒータプレートとすることができる。加湿器20はまた、任意選択により、1つ又は複数のプロセッサ、例えばハードウェア及び/又はソフトウェアプロセッサも含むことができる。ガス源は、一方向ガス源、高流量式ガス源、ブロワ、換気器ユニット、圧縮空気タンク、病院用壁内蔵ガス源、酸素ボンベ、又は加圧ガスボンベとすることができる。ガス源はまた、空気の流れを提供してもよい気流源とすることもできる。ガス源はまた、例えば30L/分を超える、及び/又は最高150L/分という高流量の空気又はガスを送達するように構成された高流量式ガス源を含むこともできる。ガス源により供給されるガスは、乾燥空気、周辺空気、酸素、及び/又は治療用又は呼吸ガスの混合物の何れを含むこともできる。コントローラは、ガス源10を制御して、所望の流量、温度、及び/又は圧力のガス流を発生させることができる。ガス源出口12からのガスは、乾燥ガスを含むことができる。
本開示は、呼吸加湿システム内の逆流状態及び構成要素の接続エラーを検出する方法とシステムに関する。
次に、温度ベースの受動及び能動プロセスの背景にある原理を説明する。システムの正常な動作において、冷たいガスが加湿器入口に流入する。加湿器の加湿器熱源は、コントローラによってオンにされて、ガスを温めることができ、それは加湿器出口から、加湿器入口に流入するガスより高い温度で出ることができる。その結果、入口温度は出口温度と出口設定点の両方より低い可能性がある。
受動プロセスは、システムの入口温度と設定点の関係を利用できる。このようなプロセスは、非侵襲(NIV)療法モードで使用するように構成できるが、プロセスは何れの療法モードで使用するようにも構成できる。NIV療法モードでは、チューブ設定点は正常な人の体温に、又はそれ未満に設定できる。例えば、チューブ設定点は約25~37℃、28~35℃、30~34℃、又は他の何れかの適当な範囲における設定点とすることができる。他の例では、出口設定点は、約22~35℃、25~33℃、27~31℃、又は他の何れかの適当な範囲の設定点とすることができる。チューブ及び出口端設定点は、相互に対応させることができる。非限定的な例において、チューブ設定点が34℃であるとき、出口設定点約31℃とすることができる。NIV療法モードで呼吸療法を受けている患者の体温は約37℃であるため、この非限定的な例において吐き出された空気は37℃又はそれよりわずかに低い可能性がある。逆流状態が存在すると、吐き出された空気が吸気コンジットの患者端で受け取ることができ、それによってチューブ温度はチューブ設定点より高くなる。チューブ設定点より高いチューブ温度は、例えば図2A及び2Cに示される逆流状態において発生する可能性がある。逆流状況では、チューブ温度は長時間にわたりチューブ設定点を超える可能性がある。例えば、加湿システムはさらに、チューブ温度がチューブ設定点を超えている期間が所定の閾値時間より長いか否かを特定できる。
受動プロセスはまた、チューブ温度を参照点として利用することもできる。このようなプロセスは、侵襲的療法モード又は高流量療法モードで使用するように構成できるが、プロセスは、何れの療法モードで使用するようにも構成できる。侵襲的又は高流量療法モードにおいて、チューブ設定点はほぼ正常な人の体温又はそれより高くすることができる。侵襲的療法モードでは、チューブ設定点は約40℃とすることができ、出口設定点は約37℃とすることができる。高流量治療モードでは、チューブ設定点は約36~40℃とすることができ、出口設定点は約33~37℃とすることができる。呼吸療法を受けている患者の体温は約37℃である可能性があるため、吐き出される空気は37℃か、それより若干高い可能性がある。逆流状態がある場合、吐き出される空気は吸気コンジットの患者端で受け取ることができ、その結果、チューブ温度はチューブ設定点より低くなる。チューブ設定点より低いチューブ温度は例えば、図2A及び2Dに示される逆流状態で生じ得る。
本明細書に記載されている受動プロセスは、コントローラに依存する。受動プロセスを機能させるためには、システムのコントローラのセットアップを受動プロセスに組み込む必要がある。受動プロセスは、コントローラの動作、例えば使用者がいつコントローラの動作をプリセットするか等がわかる場合に有効となり得る。それに対して、能動プロセスは、加湿熱源コントローラ、吸気コンジット熱源コントローラ、及び/又はその他等のコントローラとは独立したものとすることができる。能動プロセスは、コントローラの動作がわからない場合に有効となり得る。
図8A~Bは、例としての能動プロセス820、821を示す。図8A~Bに示されているように、コントローラはまず、ステップ822で、吸気コンジット熱源デューティサイクルを第一のデューティサイクルへと能動的に高めることができる。第一のデューティサイクルは、約100%とすることができる。第一のデューティサイクルは、吸気コンジット熱源を加熱して、吸気コンジット熱源が加湿器出口及び吸気コンジットの患者端における温度変化を生じさせるのに十分に大きい。能動プロセス820、821は、有利な点として、吸気コンジット熱源コントローラとは独立して実行できる。コントローラは、能動プロセス820、821を実行する際に、システム内で実行中の療法を中断できる。療法は、呼吸又は換気療法及び/又は加湿療法とすることができる。受動プロセス600と同様に、チューブ温度は、正常な流れの状態では吸気コンジット内の加熱勾配により出口温度より高いと予想される。逆流状態があると、加熱されていないガスは吸気コンジットの患者端に入り、ガスが加湿器出口に到達する際に加熱されることが可能であり、その結果、チューブ温度は出口温度より低くなる。図8Aに示されているように、コントローラはステップ824で、チューブ温度が出口温度より低いか否かを特定できる。図8Bに示されているように、コントローラは、ステップ825で、チューブ温度の変化が出口温度の変化より大きいか否かを特定できる。
図9A~Cは、上流及び下流温度勾配を比較する能動逆流検出プロセスを実行できる加湿システムのセンサ及びヒータの組合せ910、920、930を示す。プロセスは、初期の「低温の」及び/又は加熱されていない立ち上げ状態から行うことができる。このプロセスは、立ち上げ後、例えば加湿システムの正常な動作中に、加熱パターンを提供することによって行うことができる。センサ位置での温度勾配は、温度センサ測定値の変化率とすることができる。加湿システムのヒータが初期の加熱されていない状態から加熱されると、下流の温度センサで見られる温度勾配は、正常な流れの状態では上流の温度センサで見られる温度勾配より大きいと予想される。これは、正常な流れの状態では、ガス流は、ガスがガス源から加湿器及び吸気コンジットを通って患者インタフェースへと流れる間に加熱されるからである。
逆流状態は、温度以外のパラメータに基づいて検出することができる。例えば、図14は、流量測定値に基づく受動逆流検出プロセス1420を示している。前述のように、加湿システムは加湿器入口及び/又は出口にサーミスタを含むことができる。1422で逆流検出プロセスを開始した後、コントローラは、サーミスタに、まず電圧をサーミスタに印加して、サーミスタを加熱し、サーミスタの電力損失に基づく流量を間接的に測定することによって流量センサとしての機能を果たさせることができる。コントローラは、ステップ1423で、加湿器入口及び出口のサーミスタ流量センサから、特定された流量入力を受け取ることができる。加湿システムは、これらのサーミスタ流量センサが全方向フローセンサであることから、逆流状態を直接検出することができないかもしれない。専用の特定方向及び/又は無方向フローセンサもあり得、これらはどちらも、加湿器入口及び/又は出口における加熱を必要としないかもしれない。逆流状態は、システムの異なる場所での流量測定値の変化をモニタすることによって検出できる。異なる場所には例えば、加湿器入口及び出口又はその付近を含めることができる。流量測定値は、システム全体を通じて変化し、異なる形状によるシステムの流量設定点からずれる可能性がある。
上述の逆流状態検出プロセスは、加湿システムが安定状態に到達したときに行われるように構成できる。加湿システムは、加湿システム内の1つ又は複数のセンサからの読取り値が実質的に安定したときに安定状態とすることができる。受動プロセスはまた、1つまた複数のセンサからの読取り値が実質的に安定する前の過渡状態中に実行することもできる。後述の例は過渡的なセンサ測定値及び/又はその他のパラメータに関連して説明されているが、上述のプロセスはまた、逆流状態を検出するための安定状態のセンサ読取り値及び/又はその他のパラメータにも当てはめることができる。
デュアルリム加湿システムを必要とする呼吸療法において、呼気コンジット内の呼気コンジット熱源の切断をモニタすることが重要である。前述のように、デュアルリム加湿システムは、侵襲的療法の実質的にすべて、非侵襲的な成人用療法の約半分、新生児用療法の約半分、及びおそらく一部の小児用療法において使用できる。呼気コンジット内の吸気コンジット熱源の切断は、セットアップ中及び/又は使用中に発生する可能性がある。切断は、呼気コンジットの患者インタフェースへの不適正及び/又は不完全な接続、又はセットアップ中の使用者による呼気コンジットの誤使用による可能性がある。使用中の切断は、偶発的な切断又は使用者の誤使用による可能性がある。
Claims (1)
- ガス源と、入口及び出口を含む加湿器と、吸気コンジットと、を含む呼吸加湿システム内の誤接続の検出方法において、
前記加湿器の前記入口においてセンサにより測定された入口温度を、出口設定点又は前記加湿器の前記出口に位置付けられたセンサにより測定された出口温度測定値のうちの1つ又は複数と比較することによって、1つ又は複数の逆流検出テストを実行するステップと、
前記入口温度が前記出口設定点又は前記出口温度測定値のうちの1つ又は複数より高い場合に、誤接続を示す逆流状態の表示を出力するステップと、
を含む方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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