JP7389063B2 - エアロゾル送達を判定するデバイスおよび方法 - Google Patents
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Description
- エアロゾル流によって運搬されるエアロゾル粒子を収集するように指定されたフィルタ、エアロゾル生成器に接続可能な第1の流体連通点、および周期呼吸をシミュレートするように指定された呼吸シミュレータに接続可能な第2の流体連通点を有する収集ユニットと、
- 少なくとも一つの光ビームとエアロゾル流によって運搬されて測定体積を通過するエアロゾル粒子とを相互作用させるように設計された少なくとも一つの測定体積と、
- 少なくとも一つの光ビームと測定体積を通過するエアロゾル粒子との相互作用に応じて、少なくとも一つの光学測定信号を生成するように設計された少なくとも一つの光学測定ユニットと、
- 少なくとも一つの光学測定信号から、エアロゾル流のエアロゾル送達を判定するように設計された少なくとも一つの評価ユニットとを備える。
a)エアロゾル生成器によって生成されるエアロゾル流を提供するステップと、
b)エアロゾル流によって運搬されるエアロゾル粒子を少なくとも一つの測定体積を通して案内し、測定体積内でエアロゾル粒子と少なくとも一つの光ビームとの相互作用を提供するステップと、
c)少なくとも一つの光ビームと測定体積を通過するエアロゾル粒子との相互作用に応じて、少なくとも一つの光学測定信号を生成するステップと、
d)少なくとも一つの光学測定信号から、エアロゾル流のエアロゾル送達を判定するステップとを含み、光学測定信号とエアロゾル送達との間の変換関数が使用される。
好ましくは、変換関数は、好ましくはステップd)の前に判定することができるが、
e)エアロゾル流によって運搬されるエアロゾル粒子をフィルタ内で収集し、フィルタにかかる粒子負荷を測定し、粒子負荷と光学測定信号との関係から変換関数を判定するステップを、少なくとも一回だけ、好ましくは一回だけ実行することによって、ステップd)と同時またはその後に判定することもできる。
f)エアロゾル粒子の少なくとも二つの異なる粒子負荷に対して少なくとも二つの光学測定信号を生成し、少なくとも二つの異なるフィルタにかかるエアロゾル粒子の少なくとも二つの異なる粒子負荷を測定し、仮定されたゼロの光学測定信号から、エアロゾル粒子上の液体の吸収および/または吸着を判定するステップとを含む。
S=log(I0/I)
などによって、この線図214の水平x軸に対する測定点として提示される同じエアロゾル粒子120の重量負荷L[mg]に対して垂直y軸に提示されており、ここで、I0は、測定体積130を通過する前の光ビームの強度を示し、Iは、測定体積を通過した後の光ビームの強度を示し、logは、任意の公知の底に対する対数を示す。特に線形回帰などの線形フィット手順を適用することによって、その結果得られる線216を、同じエアロゾル粒子120の光信号と重量負荷との関係として取得することができる。例として、この関係は、
y=0.0829x+0.0303
という等式によって記述することができ、ここで、yは、x軸上の場所xにおける対応する重量負荷Lでの光信号Sの振幅から計算される消滅に関する。別法または追加として、ここでは、この関係を判定するために、他の回帰アルゴリズムなどの他の手順を適用することもできる。別法または追加として、光学測定ユニット136によって、光ビームの回折、反射、屈折、散乱、または偏光の変化など、光ビームの他の種類の変化を測定することができる。
112 エアロゾル流
114 エアロゾル生成器
116 収集ユニット
118、118' フィルタ
120 エアロゾル粒子
122 第1の流体連通点
124 第2の流体連通点
126 呼吸シミュレータ
128 正弦波ポンプ
130、130' 測定体積
132 患者インターフェースのための領域
134 導管
136、136' 光学測定ユニット
138、138' レーザ測定システム
140 評価ユニット
142 リード
144 モニタ
146 第3の流体連通点
148 ガス流
150 遠心ポンプ
152 閉回路
153 呼気導管
153a 粒子のないガス流
153b 持続性気道陽圧(CPAP)を使用する呼吸補助または機械呼吸のための呼吸ガスを生成するデバイス
153c アダプタ
154 第1の部分的デバイス
156 第2の部分的デバイス
158 レーザエミッタ
160 レーザレシーバ
162 第1のコネクタ
164 第2のコネクタ
166 レーザビーム
168 レーザマウント
170 接続
172 距離
174 凹部
176 さらなる接続
178 光学窓
180 さらなる接続
182 細長いスロット
184 距離
200 エアロゾル送達を判定する方法
202 送達ステップ
204 相互作用ステップ
206 測定ステップ
208 判定ステップ
210 エアロゾル送達
212 較正ステップ
214 図
216 線
218 外挿されたゼロの粒子負荷に対する測定信号
220 液体の吸収および/または吸着を判定する方法
Claims (14)
- エアロゾル生成器(114)によって生成されるエアロゾル流(112)のエアロゾル送達(210)を判定するデバイス(110)であって、
- エアロゾル流(112)によって運搬されるエアロゾル粒子(120)を収集するように指定されたフィルタ(118)、エアロゾル生成器(114)に接続可能な第1の流体連通点(122)、および周期呼吸をシミュレートするように指定された呼吸シミュレータ(126)に接続可能な第2の流体連通点(124)を有する収集ユニット(116)と、
- 少なくとも一つの光ビームと前記エアロゾル流(112)によって運搬されて前記測定体積(130)を通過する前記エアロゾル粒子(120)とを相互作用させるように設計された少なくとも一つの測定体積(130)と、
- 前記少なくとも一つの光ビームと前記測定体積(130)を通過する前記エアロゾル粒子(120)との前記相互作用に応じて、少なくとも一つの光学測定信号を生成するように設計された少なくとも一つの光学測定ユニット(136)と、
- 前記少なくとも一つの光学測定信号から、前記エアロゾル流(112)の前記エアロゾル送達(210)を判定するように設計された少なくとも一つの評価ユニット(140)と、を備え、
前記評価ユニット(140)は、前記光学測定信号と前記エアロゾル送達(210)との間の変換関数を使用することで、前記少なくとも一つの光学測定信号から、前記エアロゾル流(112)の前記エアロゾル送達(210)を判定するように設計され、
前記変換関数は、少なくとも一回だけ、前記エアロゾル流(112)によって運搬される前記エアロゾル粒子(120)をフィルタ(118)内で収集し、前記フィルタ(118)にかかる粒子負荷を測定し、前記粒子負荷と前記少なくとも一つの光学測定信号との関係から前記変換関数を判定することによって判定されるデバイス(110)。 - 前記光学測定ユニット(136)は、前記エアロゾル粒子(120)が通過したときの前記測定体積(130)内の前記光ビームの消滅または散乱のうちの少なくとも一つに応じて、前記光学測定信号を生成するように設計される、請求項1に記載のデバイス(110)。
- 前記光学測定ユニット(136)は、レーザ測定システム(138)であるかまたはレーザ測定システム(138)を備えており、前記レーザ測定ユニット(138)は、前記少なくとも一つの光ビームを提供するようにさらに設計される、請求項1または2に記載のデバイス(110)。
- 前記光ビームは、前記測定体積(130)内のシートを照射するように適合される、請求項1から3のいずれか一項に記載のデバイス(110)。
- 前記測定体積(130)は、少なくとも一つの光学窓(178)によって前記光学測定ユニット(136)から分離され、前記光学窓(178)は、前記測定体積(130)に出入りするときに前記少なくとも一つの光ビームによって通過されるように指定され、前記光学窓(178)は、光学的に少なくとも部分的に透過性の材料を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のデバイス(110)。
- 前記光学的に少なくとも部分的に透過性の材料は、均質であり、埋め込まれた粒子がない、請求項5に記載のデバイス(110)。
- 前記光学窓(178)は、前記光ビームが前記光学窓(178)を直交して通過するように配置される、請求項5または6に記載のデバイス(110)。
- 前記少なくとも一つの光学窓(178)を加熱するように指定された加熱ユニットをさらに備える、請求項5から7のいずれか一項に記載のデバイス(110)。
- 前記測定体積(130)は、縁部、凹部、および突起のない平滑な内面を備える、請求項1から8のいずれか一項に記載のデバイス(110)。
- 前記第1の流体連通点(122)は、前記エアロゾル流(112)の方向に対して前記フィルタ(118)の前に位置し、前記測定体積(130)は、前記第1の流体連通点(122)と前記フィルタ(118)との間に位置する、請求項1から9のいずれか一項に記載のデバイス(110)。
- 前記収集ユニットは、ガス流(148)を生成するガス流ユニットに接続された少なくとも一つの第3の流体連通点(146)を有し、前記第3の流体連通点(146)は、前記エアロゾル流(112)が前記ガス流(148)によって前記フィルタ(118)へ少なくとも部分的に誘導されるように配置される、請求項1から10のいずれか一項に記載のデバイス(110)。
- 二つの個々の測定体積(130)を備えており、少なくとも一つの第1の光学測定ユニット(136)は、少なくとも一つの第1の光ビームと吸気相中に第1の測定体積(130)を通過する前記エアロゾル粒子(120)との相互作用に応じて、少なくとも一つの第1の光学測定信号を生成するように設計され、前記評価ユニット(140)は、前記第1の光学測定信号から、前記吸気相中の前記エアロゾル流(112)の第1のエアロゾル送達(210)を判定するように設計され、少なくとも第2の一つの光学測定ユニット(136')は、少なくとも一つの第2の光ビームと呼気相中に第2の測定体積(130')を通過する前記エアロゾル粒子(120)との相互作用に応じて、少なくとも一つの第2の光学測定信号を生成するようにさらに設計され、前記評価ユニット(140)は、前記第2の光学測定信号から、前記呼気相中の前記エアロゾル流(112)の第2のエアロゾル送達(210)を判定するように設計される、請求項1から11のいずれか一項に記載のデバイス(110)。
- エアロゾル流(112)のエアロゾル送達(210)を判定する方法(200)であって、
a)エアロゾル生成器(114)によって生成されるエアロゾル流(112)を提供するステップと、
b)前記エアロゾル流(112)によって運搬されるエアロゾル粒子(120)を少なくとも一つの測定体積(130)を通して案内し、前記測定体積(130)内で前記エアロゾル粒子(120)と少なくとも一つの光ビームとの相互作用を提供するステップと、
c)前記少なくとも一つの光ビームと前記測定体積(130)を通過する前記エアロゾル粒子(120)との前記相互作用に応じて、少なくとも一つの光学測定信号を生成するステップと、
d)前記少なくとも一つの光学測定信号から、前記エアロゾル流(112)の前記エアロゾル送達(210)を判定するステップと、を含み、前記光学測定信号と前記エアロゾル送達(210)との間の変換関数が使用され、
前記変換関数は、
e)前記エアロゾル流(112)によって運搬される前記エアロゾル粒子(120)をフィルタ(118)内で収集し、前記フィルタ(118)にかかる粒子負荷を測定し、前記粒子負荷と前記少なくとも一つの光学測定信号との関係から、前記変換関数を判定するステップを、少なくとも一回だけ実行することによって判定される、方法(200)。 - エアロゾル粒子(120)上の液体(220)の吸収または吸着の少なくとも一つを判定する方法であって、請求項13に記載のステップa)~e)と、
f)前記エアロゾル粒子(120)の少なくとも二つの異なる粒子負荷に対して少なくとも二つの光学測定信号を生成し、少なくとも二つの異なるフィルタ(118)にかかる前記エアロゾル粒子(120)の前記少なくとも二つの異なる粒子負荷を測定し、仮定されたゼロの光学測定信号から、前記エアロゾル粒子(120)上の前記液体の前記吸収または前記吸着の少なくとも一つを判定するステップと、を含む方法。
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