JP6353830B2 - 呼吸装置の圧力センサ評価 - Google Patents
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Description
本出願は、2012年6月29日に出願された米国仮特許出願第61/666,367号の出願日の利益を主張し、その出願の開示内容は引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
図1に示すように、本技術の例示的な実施形態は、呼吸装置100を含むことができる。呼吸装置100は、限定はしないが、持続気道陽圧(CPAP)デバイス、自動気道陽圧(APAP)デバイス、2相型気道陽圧(BPAP)デバイス、可変気道陽圧(VPAP)デバイス、及び人工呼吸器を含む任意のタイプの呼吸装置とすることができる。
圧力センサ104の正確さを評価するため、検出器120は、上述したセンサ104〜112の1つ又は複数から測定値を受信することができる。センサ104〜112の1つ又は複数は、リアルタイムに、準リアルタイムに、又はオンデマンドで検出器120に測定値を提供することができる。
h=fx(P,T及びω)
ここで、
hは推定高度であり、
Pは圧力の測定量であり、
Tは、幾つかの実施形態では省略することができるオプションの温度の測定量であり、
ωはモータ速度の測定量である。
ωはモータ速度(例えば、回転速度)であり、
ρは空気密度であり、
rbladeendはインペラブレードの終了によってトレースされる円の半径であり、
rbladestartはインペラブレードの開始によってトレースされる円の半径である。
ここで、φ2、φ1、φ0、θ2、θ1、θ0、δ2、δ1及びδ0は、高度、モータ速度、流量、及び圧力の種々の組合せを含む試験データから実験的に決定することができる。
ここで、
T0は海面標準温度(例えば、288.15K)であり、
Lは温度経過率(例えば、0.0065K/m)であり、
Rは一般ガス定数(例えば、8.31447J/(mol*K))であり、
Mは乾燥空気のモル質量(例えば、0.0289644Kg/mol)であり、
p0は海面標準大気圧(例えば、101325Pa)であり、
gは地表重力加速度(例えば、9.80665m/s2)である。
ρは空気密度(Kg/m3)であり、
P0は海面標準大気圧(例えば、101325Pa)であり、
Mは乾燥空気のモル質量(例えば、0.0289644Kg/mol)であり、
Rは一般ガス定数(例えば、8.31447J/(mol*K))であり
T0は海面標準温度(例えば、288.15K)であり、
Lは温度経過率(例えば、0.0065K/m)である。
hは推定高度であり、
Pは測定圧力であり、
Qは測定流量であり、
ωは測定モータ速度(例えば、回転速度)である。
ωは測定モータ速度であり、
Tは測定温度である。
ここで、他の定数φ2、φ1、φ0、θ2、θ1、θ0、δ2、δ1及びδ0とともにχn、χn−1、...χ1、χ0は、高度、モータ速度、流量、及び圧力の種々の組合せを含む試験データから実験的に決定することができる。
Pe=fx(h,Q,T及びω)
に従って予想圧力を計算することができる。
ここで、
Peは予想圧力の推定値であり、
hは高度の推定値、測定量、又は入力であり、
Qは流量の測定量であり、
Tは幾つかの実施形態では省略することができるオプションの温度の測定量であり、
ωはモータ速度の測定量である。
Peは予想圧力であり、
Qは測定流量であり、
ωは測定モータ速度であり、
hは高度であり、
αは上記式D2に従って規定され、
βは上記式D3に従って規定される。
本明細書で上記で述べた例は、第2の圧力センサを実装することなく、また、幾つかの場合、高度計無しで、圧力センサの測定の評価を可能にするが、幾つかの代替の実施形態では、第1の圧力センサの圧力をチェックするために、第2の又はバックアップの圧力センサの測定を実施することができる。例えば、装置100は、任意選択的に、図1に示す第2の圧力センサ124を含むことができる。第2の圧力センサ124は、第1の圧力センサ104に非常に接近して位置決めされ、それにより、両方の圧力センサ104、124は、同じ場所のガスの圧力を測定することができる。例えば、両方の圧力センサ104、124は、患者インタフェース132又はブロワ130に位置決めすることができる。第1の圧力測定値が、所定の閾値、例えば5cmH2Oを超えるオフセットだけ第2の圧力測定値と異なる場合、第1の圧力センサ104は、不正確であると見なすことができる。そうでない場合、第1の圧力センサ104は、正確であると見なすことができる。
圧力センサ104が不正確であるか又は通常動作に適さないと検出器120が判定する場合、圧力センサ104において故障が検出されている。
Atmは推定大気圧であり、
Pは圧力の測定量であり、
Qは流量の測定量であり、
Tは、幾つかの実施形態では省略することができるオプションの温度の測定量であり、
ωはモータ速度の測定量である。
例1.呼吸デバイス内の圧力センサの正確さを判定する方法であって、
圧力センサを使用して、呼吸デバイスによって生成される呼吸可能なガスの流れの圧力を測定することと、
測定された圧力及び呼吸デバイスの下位の特性に基づいて圧力センサの正確さを、プロセッサによって判定することとを含む、呼吸デバイス内の圧力センサの正確さを判定する方法。
呼吸デバイスによって生成されるガスの予想圧力を計算することと、
測定された圧力を予想圧力と比較することと、
によって圧力センサの正確さを評価する、例2〜25のいずれか1例による方法。
呼吸デバイスの第2の下位の特性を計算することと、
呼吸デバイスの第2の下位の特性を呼吸デバイスの第1の下位の特性と比較することと、
によって圧力センサの正確さを判定する、例2〜25のいずれか1例による方法。
大気圧を超える圧力で患者インタフェースに送達するための呼吸可能なガスの流れを生成するブロワを内部に含んでいる流れ発生器と、
流れ発生器に結合した圧力センサであって、呼吸可能なガスの流れの圧力を測定するように構成される、圧力センサと、
圧力センサに結合したプロセッサであって、測定された圧力及び呼吸装置の下位の特性に基づいて圧力センサの正確さを判定するように構成される、プロセッサと、
を備える、呼吸装置。
呼吸装置によって生成されるガスの予想圧力を計算することと、
予想圧力を圧力センサによって測定された圧力と比較することと、
によって圧力センサの正確さを評価する、例52〜77のいずれか1例による装置。
呼吸装置の第2の下位の特性を計算することと、
呼吸装置の第2の下位の特性を呼吸装置の第1の下位の特性と比較することと、
によって圧力センサの正確さを判定する、例52〜77のいずれか1例による装置。
Claims (58)
- 呼吸デバイス内の圧力センサの正確さを判定するための装置の作動方法であって、前記呼吸デバイスは、呼吸可能なガスの加圧された流れを生成するように構成されるモータを備える流れ発生器を備えており、
プロセッサが、前記圧力センサを使用して、前記流れ発生器によって生成される呼吸可能なガスの前記流れの圧力を測定するステップと、
前記測定された圧力及び前記呼吸デバイスの高度に基づいて前記圧力センサの正確さを、前記プロセッサによって判定するステップと
を含んでなる、呼吸デバイス内の圧力センサの正確さを判定するための装置の作動方法。 - 前記呼吸デバイスの高度は、ユーザによって入力されるか、又は該呼吸デバイスの高度計によって測定される、請求項1に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記呼吸デバイスの高度を計算し、前記計算された高度の評価に基づいて前記圧力センサの正確さを判定する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記プロセッサは、(a)前記圧力センサによって測定された圧力と、(b)(1)前記呼吸可能なガスの流れの測定された流量、及び(b)(2)前記流れ発生器の測定されたモータ速度、の一方又は両方との関数として、前記呼吸デバイスの高度を計算する、請求項3に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記呼吸可能なガスの流れの測定される温度の関数として、前記呼吸デバイスの高度を計算する、請求項4に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記流れ発生器が前記呼吸可能ガスを一定の所定の流量又は一定の所定のモータ速度に制御するときに前記呼吸デバイスの高度を計算する、請求項3〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記計算された高度を所定の範囲の高度と比較することによって該計算された高度を評価するものであり、前記所定の範囲の高度は、海面上で0フィートと9000フィートとの間であるか、又は海面下500フィートと海面上10000フィートとの間である、請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記計算された高度が前記所定の範囲の高度の範囲内であるときに前記計算された高度を受入れ可能であると見なす、及び/又は、前記計算された高度が前記所定の範囲の高度の範囲外であるときに前記計算された高度を受入れ不可能であると見なす、請求項7に記載の方法。
- 前記プロセッサは、所定の期間にわたって所定の周波数で前記呼吸デバイスの高度を計算する、請求項3〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記計算された高度の平均に基づいて前記圧力センサを評価する、請求項9に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記呼吸デバイスが患者に処置を提供する前の初期化プロセスにおいて前記圧力センサを評価する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサは、
前記呼吸デバイスによって生成される前記ガスの予想圧力を計算し、
前記測定された圧力を前記予想圧力と比較する、
ことによって、前記圧力センサの正確さを評価する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。 - 前記プロセッサは、前記呼吸デバイスの高度、呼吸可能なガスの前記流れの測定された流量、及び前記流れ発生器の測定されたモータ速度から、前記予想圧力を計算する、請求項12に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記測定された圧力と前記予想圧力との差を所定の閾値と比較することによって、前記圧力センサの正確さを判定する、請求項12又は13に記載の方法。
- 前記圧力の前記測定、前記予想圧力の前記計算、及び前記測定された圧力と前記予想圧力との前記比較は、所定の期間にわたって所定の周波数で実施される、請求項12〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサは、前記測定された圧力と前記予想圧力との間の複数回の比較に基づいて前記圧力センサを不正確であると判定する、請求項15に記載の方法。
- 前記呼吸デバイスの高度は第1の高度であり、前記プロセッサは、
前記呼吸デバイスの第2の高度を計算し、
前記呼吸デバイスの前記第2の高度を前記呼吸デバイスの前記第1の高度と比較することによって、前記圧力センサの正確さを判定する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。 - 前記プロセッサは、所定の期間にわたって所定の周波数で前記第2の高度を計算する、請求項17に記載の方法。
- 前記所定の周波数は1ヘルツと2ヘルツとの間である、請求項9、10、15、16及び18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記所定の期間は5秒である、請求項9、10、15、16及び18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサが前記圧力センサを不正確であると判定するときに、前記プロセッサが前記測定された圧力に基づいて前記流れ発生器についてモータ速度を設定するステップを更に含む、請求項1〜20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プロセッサが速度制限閾値未満で前記モータ速度を維持するステップを更に含む、請求項21に記載の方法。
- モータ速度値と圧力値との間の所定の関連付けに基づいて、前記プロセッサが前記流れ発生器によって生成される所望のガス圧力を決定するステップと、前記プロセッサが前記流れ発生器について所望のモータ速度を決定するステップとを更に含む、請求項1〜22のいずれか1項に記載の方法。
- 呼吸装置であって、
大気圧を超える圧力で患者インタフェース用の呼吸可能なガスの流れを生成するブロワを内部に含んでいる流れ発生器と、
前記流れ発生器に結合した圧力センサであって、前記呼吸可能なガスの流れの圧力を測定するように構成される、圧力センサと、
前記圧力センサに結合したプロセッサであって、前記測定された圧力及び該呼吸装置の高度に基づいて前記圧力センサの正確さを判定するように構成される、プロセッサと
を備えてなる、呼吸装置。 - (i)前記呼吸可能なガスの流れの流量を測定するように構成される流量センサ、(ii)前記流れ発生器のモータ速度を測定するように構成されるモータ速度センサ、(iii)ユーザによって入力される前記呼吸装置の高度を受信するように構成されるユーザI/Oデバイス、及び(iv)前記呼吸装置の高度を求める高度計のうちの少なくとも1つを更に備える、請求項24に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、呼吸装置の高度を計算するように構成され、前記計算された高度の評価に基づいて前記圧力センサの正確さを判定する、請求項24〜25のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、(a)前記圧力センサによって測定された圧力と、(b)(1)前記呼吸可能なガスの流れの測定された流量及び(b)(2)前記流れ発生器の測定されたモータ速度、の一方又は両方との関数として、前記呼吸装置の高度を計算するように構成される、請求項26に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記呼吸可能なガスの流れの測定される温度の関数として前記呼吸装置の高度を計算するように構成される、請求項27に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記流れ発生器が前記ガスを一定の所定の流量又は一定の所定のモータ速度に制御するときに前記呼吸装置の高度を計算するように構成される、請求項26〜28のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記計算された高度を所定の範囲の高度と比較することによって該計算された高度を評価するように構成される、請求項26〜29のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、(i)前記計算された高度が前記所定の範囲の高度の範囲内であるときに前記計算された高度を受入れ可能とするように構成されるか、又は(ii)前記計算された高度が前記所定の範囲の高度の範囲外であるときに前記計算された高度を受入れ不可能とするように構成される、請求項30に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、所定の期間にわたって所定の周波数で前記呼吸装置の高度を計算するように構成される、請求項26〜31のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記計算された高度の平均に基づいて前記圧力センサを評価するように構成される、請求項32に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記計算された高度の平均が閾値比較を満たすときに前記圧力センサが正確であると判定するように構成される、請求項32又は33に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記呼吸装置が患者に処置を提供する前の初期化プロセスにおいて前記圧力センサを評価するように構成される、請求項24〜34のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記呼吸装置の高度を記憶するメモリを更に備える、請求項24〜35のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、
前記呼吸装置によって生成される前記ガスの予想圧力を計算し、
前記予想圧力を前記圧力センサによって測定された圧力と比較する
ことによって、前記圧力センサの正確さを評価する、請求項24〜36のいずれか1項に記載の呼吸装置。 - 前記プロセッサは、前記呼吸装置の高度、前記呼吸可能なガスの流れの測定された流量、及び前記流れ発生器の測定されたモータ速度を用いて前記予想圧力を計算するように構成される、請求項37に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記呼吸可能なガスの流れの測定された温度を用いて前記予想圧力を計算するように構成される、請求項38に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記予想圧力と前記測定された圧力との差を所定の閾値と比較することによって、前記圧力センサの正確さを判定する、請求項37〜39のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記所定の閾値は5cmH2Oである、請求項40に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、(i)前記差が前記所定の閾値を超えているときに前記圧力センサを不正確であると判定するか、又は(ii)前記差が前記所定の閾値内にあるときに前記圧力センサを正確であると判定する、請求項40または41に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、所定の期間にわたって所定の周波数で、前記圧力センサからの前記圧力の測定値を読み取り、前記予想圧力を計算し、前記予想圧力を前記測定された圧力と比較するように構成される、請求項40〜42のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記測定された圧力と前記予想圧力との間の複数回の比較に基づいて前記圧力センサを不正確であると判定するように構成される、請求項43に記載の呼吸装置。
- 前記呼吸装置の高度は第1の高度であり、前記プロセッサは、
前記呼吸装置の第2の高度を計算し、
前記呼吸装置の前記第2の高度を前記呼吸装置の前記第1の高度と比較することによって、前記圧力センサの正確さを判定するように構成される、請求項24〜36のいずれか1項に記載の呼吸装置。 - 前記プロセッサは、前記呼吸可能なガスの流れの測定された流量、前記流れ発生器の測定されたモータ速度、及び前記圧力センサによって測定された圧力から、前記呼吸装置の前記第2の高度を計算するように構成される、請求項45に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、呼吸可能なガスの前記流れの測定された温度から前記呼吸装置の前記第2の高度を計算するように構成される、請求項46に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記測定される第1の高度と前記第2の高度との差を所定の閾値と比較することによって、前記圧力センサの正確さを判定するように構成される、請求項45〜47のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記所定の閾値は600フィートである、請求項48に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記差が前記所定の閾値を超えるときに前記圧力センサを不正確であると判定するように構成される、及び/又は、前記差が前記所定の閾値内にあるときに前記圧力センサを正確であると判定する、請求項48又は49に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、所定の期間にわたって所定の周波数で、前記圧力センサから圧力の測定値を読み取り、該測定値に基づいて前記第2の高度を計算するように構成される、請求項45〜50のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、前記所定の期間中に計算される前記第2の高度の平均が所定の閾値より大きいオフセットだけ前記第1の高度と異なるときに前記圧力センサを不正確であると判定するように構成される、請求項51に記載の呼吸装置。
- 前記圧力センサは、前記所定の期間中に計算される前記第2の高度の平均が所定の閾値より大きいオフセットだけ前記第1の高度と異なるときに正確であると判定される、請求項51又は52に記載の呼吸装置。
- 前記所定の周波数は1ヘルツと2ヘルツとの間である、請求項32〜34、43、44、及び51〜53のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記所定の期間は5秒である、請求項32〜34、43、44、及び51〜53のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、該プロセッサが前記圧力センサを不正確であると判定するときに前記圧力センサによって測定される圧力に基づくモータ速度に前記流れ発生器を設定するように更に構成される、請求項24〜55のいずれか1項に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、速度制限閾値未満で前記モータ速度を維持するように更に構成される、請求項56に記載の呼吸装置。
- 前記プロセッサは、モータ速度値と圧力値との所定の関連付けに基づいて、前記流れ発生器によって生成される所望のガス圧力を決定し、前記流れ発生器について所望のモータ速度を決定するように更に構成される、請求項24〜57のいずれか1項に記載の呼吸装置。
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