JP2024019709A - ガスセンサモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】ガスセンサモジュールを提供すること【解決手段】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。【選択図】なし
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。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目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。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目4)
前記ガス検出センサが、NOセンサ、NO2センサ、O2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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目6)
前記ガス検出ユニットが、NOセンサと、NO2センサと、を備える、項目4に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目6に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、NO2の濃度、O2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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目13に記載のガスセンサモジュール。
(項目16)
ガスセンサアセンブリであって、
項目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。
(項目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、項目16に記載のガスセンサアセンブリ。
(項目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、項目16に記載のガスセンサアセンブリ。
(項目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、項目16に記載のガスセンサアセンブリ。
(項目20)
機器であって、
電圧源と、
項目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。
(項目21)
前記電圧源が、電池または電力変圧器である、項目20に記載の機器。
(項目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、項目20に記載の機器。
(項目23)
電流源が、ガスセンサモジュールの内部にある、項目20に記載の機器。
(項目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、
項目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。
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。
(項目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。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目4)
前記ガス検出センサが、NOセンサ、NO2センサ、O2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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目6)
前記ガス検出ユニットが、NOセンサと、NO2センサと、を備える、項目4に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目6に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、NO2の濃度、O2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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目1に記載のガスセンサモジュール。
(項目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、項目13に記載のガスセンサモジュール。
(項目16)
ガスセンサアセンブリであって、
項目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。
(項目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、項目16に記載のガスセンサアセンブリ。
(項目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、項目16に記載のガスセンサアセンブリ。
(項目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、項目16に記載のガスセンサアセンブリ。
(項目20)
機器であって、
電圧源と、
項目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。
(項目21)
前記電圧源が、電池または電力変圧器である、項目20に記載の機器。
(項目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、項目20に記載の機器。
(項目23)
電流源が、ガスセンサモジュールの内部にある、項目20に記載の機器。
(項目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、
項目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。
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。
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(O2)および二酸化窒素(NO2)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NO2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、NO2センサ、O2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、NO2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、NO2の濃度、O2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、O2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、NO2センサ、O2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、NO2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、NO2の濃度、O2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。
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- 本明細書に記載の発明。
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