KR20220103960A - 호흡기 치료 시스템 알람 - Google Patents

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KR20220103960A
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oxygen concentration
patient
breathing
breathing gas
controller
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KR1020227017442A
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안톤 킴 걸리
이 린 황
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피셔 앤 페이켈 핼스케어 리미티드
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Abstract

호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기를 포함하는 호흡 보조 장치가 개시되고, 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함한다. 호흡 보조 장치 컨트롤러는 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 결정하고 호흡 가스의 초기 산소 농도 및 호흡 가스의 타겟 산소 농도 사이의 차이, 및 환자의 혈중 산소 농도에 기초하여 환자의 혈중 산소 농도의 예상 미래 값을 계산하도록 구성된다.

Description

호흡 치료 시스템을 위한 알람
본 발명은 호흡 보조 장치(respiratory assistance apparatus)를 제어 및/또는 동작하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.
호흡 장치는 사용자 또는 환자에게 가스의 흐름을 전달하기 위해 병원, 의료 시설, 주거 요양원, 또는 가정 환경과 같은 다양한 환경에서 사용된다. 호흡 장치(예: 흐름 치료 장치(flow therapy apparatus))는 가스의 흐름과 함께 보충 산소의 전달을 허용하기 위한 산소 주입구(inlet) 및/또는 가열되고 가습 된 가스를 전달하기 위한 가습 장치를 포함할 수 있다. 흐름 치료 장치는 유량, 온도, 산소 농도와 같은 가스 농도, 습도, 압력 등을 포함하는 가스 흐름의 특성에 대한 조정 및 제어를 허용할 수 있다.
환자에게 호흡 가스(breathing gases)를 제공하기 위한 호흡 보조 장치에 관한 하나 이상의 발명들이 개시된다.
일 양태에 따르면, 환자에게 호흡 가스(breathing gases)를 제공하도록 구성되는 흐름 발생기(flow generator), 상기 호흡 가스의 산소 농도를 제어하도록 구성되는 컨트롤러, 및 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 호흡 가스는 산소 소스(source)로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 상기 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 결정하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는: 상기 호흡 가스의 초기 산소 농도 및 상기 호흡 가스의 상기 타겟 산소 농도 사이의 차이, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정에 기초하여 상기 환자의 혈액 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성되는, 호흡 보조 장치가 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 타겟 산소 농도에 기초하여 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값은 상기 컨트롤러가 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 상기 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간에 더 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 입력을 수신하고, 상기 입력에 기초하여 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 결정하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 입력은 상위(upper) 타겟 산소 농도 및 하위(lower) 타겟 산소 농도를 포함하는 타겟 산소 농도 범위를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 가습기, 컨트롤러, 흐름 발생기 및 보조 장치의 센서들은 단일 하우징 내에 배치된다.
일부 실시 예들에서, 상기 장치는 적어도 하나의 가스 조성 센서를 포함하고, 상기 가스 조성 센서는 상기 컨트롤러에 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 적어도 하나의 가스 조성 센서는 초음파 센서이다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값을 혈중 산소 농도 알람 임계치 및/또는 혈중 산소 농도 알람 범위와 비교하고, 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값이 상기 혈중 산소 농도 알람 범위 내에 있지 않은 경우, 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 혈중 산소 농도 알람 범위는 상위 혈중 산소 농도 알람 임계치, 및 하위 혈중 산소 농도 알람 임계치를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 혈중 산소 농도 알람 임계치는 상기 컨트롤러가 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 상기 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간을 기초로 결정된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 임계치는 타겟 산소 농도의 변화량에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 임계치는 결정되거나 타겟 산소 농도일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 임계치는 가스의 현재 산소 농도로 결정될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 임계치는 타겟 혈중 산소 농도에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값 및 혈중 산소 농도 알람 임계치와의 비교에 기초하는 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값이 상기 혈중 산소 농도 임계치 이상 또는 이하인 경우, 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 임계치는 상기 컨트롤러가 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 상기 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간을 기초로 한다.
일부 실시 예들에서, 상기 입력은 타겟 혈중 산소 농도를 포함하고, 상기 혈중 산소 농도 알람 범위는 상기 타겟 혈중 산소 농도에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 혈중 산소 농도 임계치 및/또는 혈중 산소 농도 알람 범위는 상기 타겟 산소 농도 및 상기 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치는 적어도 하나의 밸브를 포함할 수 있고, 상기 컨트롤러는 산소 소스(source)로부터 상기 호흡 가스로 제공되는 산소의 양을 변화시킴으로써 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하도록 상기 밸브를 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 호흡 보조 장치는 산소 공급부(supply)에 연결될 수 있고, 상기 컨트롤러는 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하기 위해 상기 산소 공급부로부터의 가스의 흐름을 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 호흡 가스의 상기 타겟 산소 농도 및 측정된 산소 농도에 기초하여 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정은 미리 결정된 시간에 걸쳐 결정될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값에 기초하여 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치(또는 연관된 디바이스)는 상기 알람 출력, 또는 상기 알람 출력과 연관된 정보를 디스플레이 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치(또는 연관된 디바이스)는 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값을 디스플레이 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은 상기 호흡 보조 장치와 통신하는 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 환자에게 호흡 가스를 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 적어도 하나의 센서, 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 상기 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 입력을 수신하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 상기 호흡 가스의 산소 농도를 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성되고, 상기 입력은 상위 타겟 산소 농도, 및/또는 하위 타겟 산소 농도를 포함하는 타겟 산소 농도 범위를 포함하고, 상기 타겟 산소 농도는 상위 타겟 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도를 포함하는 상기 타겟 산소 농도 범위 내에 있고, 상기 컨트롤러는: 환자의 혈중 산소 농도 및 상기 타겟 산소 농도와 상기 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이를 나타내는 상기 측정을 기초로 상기 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하거나 환자의 혈중 산소 농도 및 상기 타겟 산소 농도와 상기 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이를 나타내는 상기 측정을 기초로 상기 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성되는 호흡 보조 장치가 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 호흡 가스의 산소 농도를 초기 산소 농도로부터 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 초기 산소 농도는 상기 컨트롤러가 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 상기 타겟 산소 농도로 제어하기 전의 산소 농도이다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치는 상기 타겟 산소 농도 범위를 나타내는 입력을 수신하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 타겟 산소 농도 범위는 사용자 인터페이스를 통한 입력이다.
일부 실시 예들에서, 상기 추정 최대 미래 값 및/또는 상기 추정 최소 미래 값은 추정 산소 효율에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 추정 최대 미래 값 및/또는 상기 추정 최소 미래 값은 실시간으로 업데이트된다.
일부 실시 예들에서, 상기 최대 또는 최소 미래 값은 산소 농도 변화의 영향이 환자 혈액 산소에 대해 실현된 후이다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값 및/또는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 디스플레이 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은 상기 호흡 보조 장치와 통신하는 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은 적어도 하나의 알람 파라미터를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값, 및/또는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 또는 최소 미래 값에 기초하여 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값을 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도와 비교하고, 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값이 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도보다 낮은 경우 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력 또는 임의의 알람 출력의 알람 파라미터는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값과 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도 사이의 차이의 크기에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값과 상기하위 타겟 혈중 산소 농도를 비교하고, 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값이 상기 하위 타겟 혈중 산소 농도보다 낮은 경우 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력의 상기 알람 파라미터 또는 임의의 알람 파라미터는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값과 상기 하위 타겟 혈중 산소 농도 사이의 차이의 크기에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 파라미터는 알람 시간 또는 알람 강도이다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은 디스플레이 상에 메시지를 제시하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은 음향을 발생시키거나 표시(indication)를 제공하도록 구성된다.
다른 양태에 따르면, 환자에게 호흡 가스를 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고, 상기 장치의 동작 동안 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하도록 구성되고, 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터 - 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중됨(weighted) -, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성되는 호흡 보조 장치가 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및 헤모글로빈 포화 함수에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값에 기초하여 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치(또는 연관된 디바이스)는 상기 알람 출력, 또는 상기 알람 출력과 연관된 정보를 디스플레이 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치(또는 연관된 디바이스)는 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값을 디스플레이 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은 상기 호흡 보조 장치와 통신하는 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션에 전송될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 환자에게 호흡 가스를 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고, 상기 장치의 동작 동안 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하도록 구성되고, 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터 - 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중됨 -, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및 상기 호흡 가스의 현재 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성되는 호흡 보조 장치가 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및 헤모글로빈 포화 함수에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성된다.
다른 양태에 따르면, 호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고, 상기 장치의 동작 동안 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하도록 구성되고, 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터 - 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중됨 -, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및 현재 추정 단계에서 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성되는, 호흡 보조 장치가 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는 상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및
헤모글로빈 포화 함수에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 연관된 타임스탬프는, 상기 호흡 가스의 상기 연관된 산소 농도가 기록 및/또는 측정 및/또는 저장된 시간을 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 연관된 타임스탬프는, 상기 호흡 가스의 상기 연관된 산소 농도가 기록 및/또는 측정 및/또는 저장된 이후 경과된 시간을 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터에서 상기 호흡 가스의 산소 농도에 대한 일련의 변화(a series of changes)를 결정하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도는, 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도는, 상기 호흡 가스의 측정된 산소 농도이다.
일부 실시 예들에서, 상기 장치는, 적어도 하나의 가스 조성 센서를 포함하고, 상기 가스 조성 센서는, 상기 컨트롤러에 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 규칙적인 시간 간격들 또는 불규칙적인 시간 간격들로 상기 저장된 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 업데이트하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 컨트롤러에 의해 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도가 업데이트될 때, 상기 호흡 가스의 저장된 산소 농도를 업데이트하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 연관된 타임스탬프에 기초하는 상기 가중은, 감쇄 함수에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 저장된 산소 농도 데이터는 호흡 치료 장치와 통신하는, 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송된다.
다른 양태에 따르면, 호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도의 변화의 합을 유지하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성되고, 상기 추정 업데이트 단계는: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 감쇄 함수를 적용하는 단계, 현재 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 이전 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이를 계산하는 단계, 및 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 상기 차이를 더하는 단계를 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성되는, 호흡 보조 장치가 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는: 상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및
헤모글로빈 포화 기능에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성된다.
다른 양태에 따르면, 호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도의 변화의 합을 유지하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성되고, 상기 추정 업데이트 단계는: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 감쇄 함수를 적용하는 단계, 현재 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 이전 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이를 계산하는 단계, 및 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 상기 차이를 더하는 단계를 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및 현재 추정 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성되는, 호흡 보조 장치가 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는: 상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및 헤모글로빈 포화 기능에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성된다.
다른 양태에 따르면, 호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및 적어도 하나의 센서를 포함하고, 상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도의 변화의 합을 유지하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성되고, 상기 추정 업데이트 단계는: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 감쇄 함수를 적용하는 단계, 현재 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 이전 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이를 계산하는 단계, 및 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 상기 차이를 더하는 단계를 포함하고, 상기 컨트롤러는: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및 현재 추정 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성되는, 호흡 보조 장치가 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는: 상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및 헤모글로빈 포화 기능에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 규칙적인 시간 간격들 또는 불규칙적인 시간 간격들로 상기 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 추정 업데이트를 실시간으로 실행하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 주기적으로 상기 추정 업데이트를 실행하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도가 상기 컨트롤러에 의해 업데이트될 때 상기 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도는, 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도는, 상기 호흡 가스의 측정된 산소 농도이다.
일부 실시 예들에서, 상기 장치는, 적어도 하나의 가스 조성 센서를 포함하고, 상기 가스 조성 센서는, 상기 컨트롤러에 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 업데이트하고, 상기 호흡 가스의 산소 농도를 초기 산소 농도로부터 상기 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 타겟 산소 농도는, 산소 농도 컨트롤러에 의해 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 입력 또는 임의의 입력은, 상기 타겟 혈중 산소 농도를 더 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 타겟 혈중 산소 농도 또는 임의의 타겟 혈중 산소 농도는, 범위이다.
일부 실시 예들에서, 상기 타겟 혈중 산소 농도는, 상위 타겟 혈중 산소 농도 및/또는 하위 타겟 혈중 산소 농도를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 타겟 혈중 산소 농도 범위의 중간 점(mid point)에 기초하여 상기 타겟 산소 농도를 결정하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 타겟 혈중 산소 농도가 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도 및 상기 하위 타겟 혈중 상위 농도 내에 있도록 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 환자 혈중 산소 농도를 상기 타겟 혈중 산소 농도로 제어하기 위해 상기 타겟 산소 농도를 변경하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하기 위해 산소 소스로부터 상기 호흡 가스로 제공되는 보충 산소의 양을 변경하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 장치는, 적어도 하나의 밸브 배열(valving arrangement)을 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 밸브 배열은, 송풍기(blower)와 유체 연통(fluid communication)한다.
일부 실시 예들에서, 상기 밸브 배열은, 상기 가스 흐름으로 도입되는 산소의 양을 조정하도록 제어될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은, 상기 호흡 보조 장치와 통신하는 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은, 적어도 하나의 알람 파라미터를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값, 및/또는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 또는 최소 미래 값에 기초하여 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값을 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도와 비교하고, 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값이 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도보다 낮은 경우 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력의 알람 파라미터는, 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값과 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도 사이의 차이의 크기에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값과 상기하위 타겟 혈중 산소 농도를 비교하고, 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값이 상기 하위 타겟 혈중 산소 농도보다 낮은 경우 알람 출력을 발생시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력의 알람 파라미터는, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값과 상기 하위 타겟 혈중 산소 농도 사이의 차이의 크기에 기초한다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 파라미터는, 알람 시간 또는 알람 강도이다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은, 디스플레이에 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은, 디스플레이 상에 메시지를 제시하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력은, 소리를 발생시키거나 표시(indication)를 제공하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 적어도 하나의 센서 또는 임의의 적어도 하나의 센서는, 상기 컨트롤러와 전자 통신한다.
일부 실시 예들에서, 상기 적어도 하나의 센서는, 맥박 산소 농도계(oximeter) 또는 동맥 산소 센서이다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치는, 가스 조성 센서를 더 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 가스 조성 센서는, 상기 컨트롤러와 전자 통신한다.
일부 실시 예들에서, 상기 가스 조성 센서는, 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 측정하도록 구성되는 산소 농도 센서이다.
일부 실시 예들에서, 상기 적어도 하나의 가스 조성 센서는, 상기 호흡 가스의 상기 초기 산소 농도를 나타내는 신호를 제공한다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 산소 농도 센서로부터 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 나타내는 산소 농도 신호를 수신하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 산소 농도 센서로부터의 상기 산소 농도 신호에 기초하여 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 하나 이상의 프로세서들을 포함하고, 상기 프로세서들은, 컴퓨터 판독 가능 명령들로 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 적어도 하나의 메모리 요소를 포함하고, 상기 메모리 요소는, 상기 컴퓨터 판독 가능 명령들을 저장하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 메모리 요소는, 비-일시적이다.
일부 실시 예들에서, 상기 흐름 발생기는 송풍기 모듈이거나, 상기 흐름 발생기는 상기 송풍기 모듈을 포함하고, 상기 송풍기 모듈은, 상기 가스의 흐름을 발생시키도록 구성되는 적어도 하나의 송풍기를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치는, 상기 알람 출력 또는 임의의 알람 출력을 디스플레이 하도록 구성되는 적어도 하나의 디스플레이를 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 디스플레이는, 적어도 하나의 화면을 포함한다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 보조 장치는, 가청 소리를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 소리 발생 디바이스를 포함한다.
다른 시스템에서 상기 양태들의 임의의 하나의 호흡 보조 장치, 도관 및 유저 인터페이스를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 상기 환자에게 초기 타겟 산소 농도를 가지는 호흡 가스를 제공하는 단계, 환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 상기 환자에게 타겟 산소 농도를 가지는 호흡 가스를 제공하는 단계, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을, 상기 환자의 혈중 산소 농도 및 초기 타겟 산소 농도와 상기 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하는 단계를 포함하는, 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을 추정하는 방법이 제공된다.
다른 양태에 따르면, 환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 상기 환자에게 산소 농도를 가지는 호흡 가스를 제공하는 단계, 및 환자의 혈중 산소 농도의 최대 미래 값을, 상기 타겟 산소 농도 범위의 상위 타겟 산소 농도 및 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하는 단계를 포함하는 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 최대 미래 값을 추정하는 방법이 제공된다.
다른 양태에 따르면, 환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 상기 환자에게 산소 농도를 가지는 호흡 가스를 제공하는 단계, 및 환자의 혈중 산소 농도의 최소 미래 값을, 상기 환자의 혈중 산소 농도 및 상기 타겟 산소 농도 범위의 하위 타겟 산소 농도와 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하는 단계를 포함하는 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 최소 미래 값을 추정하는 방법이 제공된다.
다른 양태에 따르면, 상기 환자에게 호흡 가스를 제공하는 단계, 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하는 장치의 동작 동안, 환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을: 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정에 기초하여 계산하는 단계를 포함하고, 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 복수의 산소 농도들을 포함하고, 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중되는, 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을 추정하는 방법이 제공된다.
다른 양태에 따르면, 상기 환자에게 호흡 가스를 제공하는 단계, 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하는 장치의 동작 동안, 환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을: 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정, 및 상기 호흡 가스의 현재 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하는 단계를 포함하고, 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고, 상기 호흡 가스의 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중되는, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 추정하는 방법이 제공된다.
다른 양태에 따르면, 상기 환자에게 호흡 가스를 제공하는 단계, 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하는 장치의 동작 동안, 환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을: 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 추정, 및 상기 호흡 가스의 현재 추정 단계에서의 상기 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 결정하고, 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고, 상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중되는, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 추정하는 방법이 제공된다.
다른 양태에 따르면, 상기 환자에게 호흡 가스를 제공하는 단계, 상기 호흡 가스 산소 농도의 변화의 합을 유지하는 단계, 및 추정 업데이트 단계를 실행하는 단계를 포함하고, 상기 추정 업데이트 단계는: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 감쇄 함수를 적용하는 단계, 현재 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 이전 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이를 계산하는 단계, 및 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 차이의 상기 합에 상기 차이를 더하는 단계를 포함하는, 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을 추정하는 방법이 제공된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는: 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합, 및 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정에 기초하여 계산하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는: 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및 상기 현재 추정 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 상기 컨트롤러는, 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을: 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합, 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및 상기 현재 추정 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하도록 구성된다.
*다른 양태에 따르면, 호흡 보조 장치, 및 보조 디바이스(auxiliary device)를 포함하는 시스템이 제공되고, 상기 추정 최대 미래 값, 및/또는 상기 추정 최소 미래 값, 및/또는 상기 추정 미래 값은 상기 보조 디바이스에서 계산된다.
다른 양태에 따르면, 호흡 보조 장치, 및 보조 디바이스를 포함하는 시스템이 제공되고, 상기 컨트롤러는 상기 보조 디바이스 상에 적어도 부분적으로 위치된다.
일부 실시 예들에서, 상기 호흡 장치는 센서 출력들 및/또는 저장된 데이터를 보조 디바이스에 제공한다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력 또는 임의의 알람 출력은 상기 호흡 보조 장치에 제공될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 상기 알람 출력 또는 임의의 알람 출력은 상기 보조 디바이스에 제공될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 상기 양태들 중 임의의 방법을 제공하기 위해 사용되는 호흡 보조 장치가 제공된다.
다른 양태에 따르면, 상기 양태들 중 임의의 방법을 제공하는 것을 포함하는 호흡 보조 장치의 용도가 제공된다.
다른 양태에 따르면, 상기 양태들 중 임의의 흐름 치료 장치의 용도 또는 호흡 보조 장치가 제공되고, 상기 호흡 보조 장치는 상기 양태들 중 임의의 청구항들 중 임의의 하나의 장치이다.
여기에 개시된 숫자들의 범위(예: 1 내지 10)에 대한 언급은 그 범위 내의 유리수들(예: 1, 1.1, 2, 3.9, 4, 5, 6, 6.5, 7, 8, 9 및 10)에 대한 언급 또한 포함하도록 의도되고 그 범위 내의 유리수들의 임의의 범위(예: 2 내지 8, 1.5 내지 5.5 및 3.1 내지 4.7)에 대한 언급 또한 포함하도록 의도된다.
본 명세서에 설명된 실시 예들은 또한 본 출원의 명세서에 언급되거나 표시된 부분들, 요소들 및 특징들 개별적으로 또는 집합적으로, 및 상기 부분들, 요소들 또는 특징들 중 임의의 둘 이상의 임의의 또는 모든 조합들과 관련하여 광범위하게 언급될 수 있고, 그리고 본 발명과 관련된 기술 분야에서 알려진 등가물들을 가지는 특정 정수들이 여기에 언급된 경우, 그러한 알려진 등가물들은 개별적으로 설명된 것처럼 여기에 포함되는 것으로 간주된다.
본 명세서에서, 특허 명세서 및 다른 문서들을 포함하는 정보의 외부 소스들에 대한 참조가 이루어진 경우, 이는 일반적으로 본 발명의 특징들을 논의하기 위한 컨텍스트를 제공하는 목적을 위한 것이다. 달리 명시되지 않는 한, 그러한 정보의 소스들에 대한 참조는 어떤 관할 구역에서도, 그러한 정보의 소스들이 선행 기술 또는 해당 분야의 일반적인 상식(common general knowledge)의 일부를 형성한다는 인정으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용된 "포함하는"이라는 용어는 "~의 적어도 일부로 이루어진"를 의미한다. 해당 용어를 포함하는 본 명세서의 문장들을 해석할 때, 각 문장에서 해당 용어가 앞에 오는 기능들은 모두 있어야 하지만 다른 기능들도 존재할 수 있다. "포함하다" 및 "포함되는"과 같은 관련된 용어들은 동일한 방식으로 해석되어야 한다.
이들 및 다른 특징들 및 양태들은 첨부 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명된다.
본 발명은 이제 예시의 방으로만 및 도면들을 참조하여 설명될 것이다:
도 1a는 흐름 치료 장치를 도식 형태로 도시한다.
도 1b는 흐름 치료 장치에 사용될 수 있는 유량 센서를 포함하는 센싱 회로 보드를 도시한다.
도 1c-1d는 교차-흐름 빔들을 사용하는 센서 어셈블리에 대한 다양한 초음파 변환기 구성들의 개략도를 도시한다.
도 1e-1f는 흐름을-따르는(along-flow) 빔들을 사용하는 센서 어셈블리에 대한 다양한 초음파 변환기 구성들의 개략도를 도시한다.
도 2a, 도 2b, 및 도 3은 호흡 디바이스의 동작을 보여주는 그래프를 도시한다.
도 4a 내지 도 4d는 환자의 혈중 산소의 미래 값을 추정하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 호흡 디바이스에 대한 알람 조건들을 도시한다.
도 6은 환자의 혈중 산소의 최대 또는 최소 미래 값을 추정하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 7은 호흡 디바이스의 동작을 보여주는 그래프를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 호흡 디바이스의 동작을 보여주는 그래프들을 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 환자의 혈중 산소의 최대 또는 최소 미래 값을 추정하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 10은 호흡 디바이스의 동작을 보여주는 그래프를 도시한다.
도 10a는 환자의 산소 효율을 추정하기 위한 프로세스를 도시한다.
도 11은 모터 및/또는 센서 모듈 서브-어셈블리를 위한 하우징 내부의 리세스(recess)를 보여주는 흐름 치료 장치의 메인 하우징의 제1 밑면 투시도이다.
도 12는 모터 및/또는 센서 모듈 서브-어셈블리를 위한 리세스를 보여주는 흐름 치료 장치의 메인 하우징의 제2 밑면 투시도이다.
도 13은 모터 및/또는 센서 서브-어셈블리, 메인 하우징의 밑면, 및 흐름 치료 장치의 고정된 엘보우(fixed elbow)의 사시도이다.
도 14는 서브-어셈블리를 통한 가스 흐름 경로를 화살표로 개략적으로 보여주는 모터 및/또는 센서 서브-어셈블리의 컴포넌트들의 분해 사시도이다.
도 15는 센서들의 위치를 보여주는 모터 및/또는 센서 서브-어셈블리의 커버 및 센싱 PCB의 밑면도이다.
도 16은 모터 및/또는 센서 서브-어셈블리의 수용을 위한 리세스를 제공하는 메인 하우징의 일부의 배열을 보여주는, 흐름 치료 장치의 후방 에지에 인접하게 단면화 된(sectioned) 흐름 치료 장치의 후방 투시도이다.
도 17a는 흐름 치료 장치의 좌측 전방 사시도이다.
도 17b는 흐름 치료 장치의 좌측 전방 사시도이다.
도 18은 밸브 모듈 및 필터 모듈을 보여주는 좌측 전방 투시 부분 절단도이다.
도 19는 실선 화살표들은 산소(또는 다른 가스)의 흐름을 나타내고, 점선 화살표들은 주변 공기의 흐름을 나타내는, 필터 모듈 및 밸브 모듈에 대한 개략적인 가스 흐름 경로 다이어그램이다.
도 20은 필터 모듈 및 밸브 모듈을 통한 가스 흐름 경로를 보여주는 단면도이다.
도 21은 제1 구성 밸브 모듈의 후방 사이드 오버헤드 투시도이다.
도 22는 산소(또는 다른 가스)의 흐름을 나타내는 실선 화살표들 및 주변 공기의 흐름을 나타내는 점선 화살표와 함께, 제1 구성 밸브 모듈을 통한 가스 흐름 경로를 보여주는 후방 사이드 오버헤드 투시도이다.
도 23은 제1 구성 밸브 모듈을 통한 단면도이다.
도 24는 제1 구성 밸브 모듈의 밸브 매니폴드(manifold) 및 밸브의 커플링 및 이를 통한 가스 흐름 경로를 보여주는 단면도이다.
도 25는 호흡 보조 장치 및 보조 디바이스(auxiliary device)의 다이어그램이다.
다양한 건강 상태 및 질병으로 고통받는 환자들은 호흡 치료(respiratory therapy)로부터 이익을 얻을 수 있다. 적어도 하나의 형태에서, 호흡 치료는 산소 치료일 수 있다. 예를 들어, 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 폐렴, 천식, 기관지폐 이형성증, 심부전, 낭포성 섬유증, 수면 무호흡증, 폐 질환, 호흡기 외상, 급성 호흡 곤란 및/또는 다른 상태 또는 질병을 앓고 있는 환자는 호흡 치료로부터 이익을 얻을 수 있다. 유사하게, 수술 전후 산소 공급을 받는 환자 또한 호흡 치료로부터 이익을 얻을 수 있다. 이러한 문제들을 치료하는 일반적인 방법은 보충 산소(supplemental oxygen)가 포함된 호흡 가스(breathing gas)를 환자에게 공급하는 것이다. 적어도 하나의 구성에서, 호흡 가스에는 제어된 농도의 보충 산소가 공급될 수 있다. 이 보충 산소는 환자의 혈중 산소 농도(예: 혈액 산소 포화도(SpO2))가 너무 낮게(예: 약 90% 미만) 떨어지는 것을 방지하는 데 도움이 된다.
그러나, 보충 산소를 제공하는 것과 같이 환자에게 호흡 치료를 제공할 때, 환자의 혈중 산소 농도에 대한 변화는 제공된 산소 농도에 대한 변화보다 느릴 수 있다. 즉, 혈중 산소 농도의 변화가 발생하기 위해서는 제공된 산소 농도의 변화가 만들어진 때로부터 상당한 시간이 걸릴 수 있다. 즉, 환자에게 산소 보충 치료와 같은 호흡 치료를 제공할 때, 제공된 산소 농도의 변화 및 그에 따른 환자의 혈중 산소 농도의 변화 사이에 상당한 지연이 있을 수 있다. 따라서, 상당한 시간이 경과할 때까지 제공된 산소 농도의 변화가 환자의 혈중 산소 농도의 측면에서 원하는 치료 목표를 충족하는지 여부를 사용자가 판단하기 어려울 수 있다. 이 시간 동안, 환자에게 충분한 호흡 치료가 제공되지 않을 수 있다.
따라서 호흡 가스의 산소 농도 변화가 환자의 혈액 산소 농도에 미치는 영향을 추정하는 호흡 치료 장치(10)가 제공될 수 있다.
한 가지 이점은 사용자가 호흡 가스의 산소 농도 변화가 환자의 혈중 산소 농도에 미치는 영향을 빠르게 확인하고 이것이 치료 목표(예: 원하는 혈중 산소 농도)를 충족하는지 여부를 결정할 수 있다는 것이다.
다른 이점은 호흡 치료 장치(10)가 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값(estimated future value)에 기초하여 알람을 울릴 수 있다는 것이다. 예를 들어, 호흡 치료 장치(10)는 호흡 가스의 제공된 산소 농도의 변화가 환자의 혈중 산소 농도의 원하는 변화를 제공할 것 같지 않은 것으로 추정되는 때 알람을 울릴 수 있다.
일반적으로 치료사, 간호사, 의사, 또는 다른 의료 종사자인 사용자가 타겟 혈중 산소 농도를 설정할 때, 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위 또한 설정할 수 있다. 그러면 호흡 치료 장치(10)는 호흡 가스의 산소 농도가 타겟 산소 농도 범위 내에 있도록 보장하면서 호흡 가스의 제공된 산소 농도를 변화시킴으로써 환자의 혈중 산소 농도를 제어하려고 시도할 것이다.
그러나, 일부 경우에, 호흡 치료 장치(10)는 타겟 산소 농도 범위 내의 조성으로 호흡 가스를 제공할 때 타겟 혈중 산소 농도에 도달할 수 없을 것이다. 다시 말하면, 이 경우, 환자는 충분한 치료를 받지 못할 수 있다.
추가로, 위에서 설명된 바와 같이, 환자의 혈중 산소 농도에 대한 변화는 제공된 산소 농도에 대한 변화보다 느릴 수 있다. 따라서, 사용자가 환자가 충분한 치료를 받고 있지 않다는 것을 깨닫기까지 시간이 걸릴 수 있다.
따라서, 타겟 산소 범위에 대응하는 환자의 최대 또는 최소 미래 혈중 산소 농도를 추정하는 호흡 치료 장치(10)가 제공될 수 있다.
호흡 보조 장치, 호흡 치료 장치 및 흐름 치료 장치라는 용어들은 상호 교환 가능하게 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
그 다음 장치는 타겟 산소 농도 범위 내의 조성으로 호흡 가스를 제공할 때 장치가 타겟 혈중 산소 농도에 도달할 수 없을 것임을 사용자에게 알리기 위해 알람 출력을 발생시킬 수 있다. 그런 다음 사용자는 환자를 검토하고, 선택적으로, 타겟 산소 농도 범위를 수정할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 장치가 타겟 산소 농도 범위로 타겟 혈중 산소 농도에 도달할 수 없을 것임을 장치가 감지하는 경우 장치는 업데이트된 타겟 산소 농도 범위를 결정할 수 있다.
최대 또는 최소 미래 혈중 산소 농도의 추정은 환자가 충분한 치료를 받고 있지 않다는 조기 표시(early indication)을 환자에게 제공할 수 있다.
혈중 산소 농도는 말초 모세관 산소 포화도(SpO2) 또는 산소 부분압(PaO2)일 수 있다.
호흡 가스의 산소 농도는 흡입된 산소의 분율(fraction)(FiO2), 예를 들어 환자에 의해 들이마셔진 호흡 가스의 산소 백분율, 또는 전달된 산소의 분율(FdO2), 예를 들어 환자에게 전달된 호흡 가스의 산소 백분율일 수 있다.
생리학적으로, 환자에게 제공되는 산소(예: 흡입된 산소의 분율(FiO2))는 폐를 통해 환자의 혈액으로 전달될 것이다(예: 산소 분압(PaO2)).
환자의 혈액 내 산소(예: 산소 분압(PaO2))는 헤모글로빈 포화 함수를 사용하여 말초 모세관 산소 포화도(SpO2)로 변환될 수 있다.
호흡 치료 장치(10)가 도 1a에 도시되어 있다. 호흡 치료 장치(10)는 모터/임펠러(impeller) 배열(예: 송풍기(blower)) 형태의 흐름 발생기(11), 선택적인 가습기(12), 컨트롤러(13), 및 사용자 인터페이스(14)(예를 들어, 버튼(들), 터치 스크린 등과 같은 디스플레이 및 입력 디바이스(들)을 포함)을 포함하는 메인 하우징(100)을 포함할 수 있다. 컨트롤러(13)는 호흡 치료 장치(10)의 동작을 제어하도록 구성되거나 프로그래밍 될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(13)는 환자에게 전달하기 위한 가스의 흐름(기체 흐름)을 생성하기 위해 흐름 발생기(110)를 동작시키는 것, 발생된 가스 흐름을 가습 및/또는 가열하기 위해 가습기(12)(존재하는 경우)를 동작시키는 것, 흐름 발생기 송풍기로의 산소의 흐름을 제어하는 것, 호흡 치료 장치(10)의 재구성 및/또는 사용자-정의 동작을 위해 사용자 인터페이스(14)로부터 사용자 입력을 수신하는 것, 및 사용자에게 정보를 출력(예: 디스플레이 상에)하는 것을, 포함하지만 이에 제한되지는 않게, 호흡 치료 장치(10)의 컴포넌트들을 제어할 수 있다.
이러한 목적들을 위해, 컨트롤러(13)는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들(13a) 및 프로세서 실행 가능 명령어들 또는 코드를 저장하는 연관된 비일시적 메모리 또는 저장 매체를 포함한다. 명령들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때 호흡 치료 장치가 여기에 설명된 단계들 및 프로세스들에 영향을 미치도록 한다.
사용자는 환자, 의료 전문가(예: 임상의) 또는 장치 사용에 관심이 있는 모든 사람일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "기체 흐름(gases flow)"은 주변 공기의 흐름, 실질적으로 100% 산소를 포함하는 흐름, 주변 공기 및 산소의 일부 조합을 포함하는 흐름, 및/또는 이와 유사한 것과 같은 호흡 보조 또는 호흡 장치에 사용될 수 있는 임의의 가스의 흐름을 나타낼 수 있다.
환자 호흡 도관(16)은 일 단부(end)가 호흡 치료 장치(10)의 하우징(100) 내의 가스 흐름 출구(21)에 결합된다. 환자 호흡 도관(16)은 매니폴드(19) 및 비강 갈래들(18)을 가지는 밀봉되지 않은 비강 캐뉼라(cannula)와 같은 환자 인터페이스(17)에 다른 단부에서 결합된다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 환자 호흡 도관(16)은 페이스 마스크, 비강 마스크, 비강 필로우 마스크, 기관 내 튜브, 기관절개 인터페이스 등에 결합될 수 있다. 흐름 치료 장치(10)에 의해 발생된 가스 흐름은 가습 될 수 있고, 환자 인터페이스(17)를 통해 환자 호흡 도관(16)을 통해 환자에게 전달될 수 있다. 환자 호흡 도관(16)은 환자에게 통과하는 가스 흐름을 가열하기 위한 가열 요소(16a)를 가질 수 있다. 가열 요소(16a)는 컨트롤러(13)의 제어 하에 있을 수 있다. 적어도 하나의 구성에서, 가열 요소(16a)는 히터 와이어(16a)이다. 환자 호흡 도관(16) 및/또는 환자 인터페이스(17)는 호흡 치료 장치(10)의 일부 또는 대안적으로 그것의 주변부로 간주될 수 있다. 호흡 치료 시스템(1)은 호흡 치료 장치(10), 환자 호흡 도관(16), 및 환자 인터페이스(17)를 함께 포함할 수 있어 호흡 치료 시스템을 형성할 수 있다.
컨트롤러(13)는 원하는 유량의 가스 흐름을 발생시키도록 흐름 발생기(11)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(13)는 또한 보충 산소의 전달을 허용하도록 보충 산소 주입구를 제어할 수 있다. 가습기(12)(존재하는 경우)는 가스 흐름을 가습 및/또는 적절한 수준으로 가스 흐름을 가열하는 등을 할 수 있다. 컨트롤러(13)는 가습기(12)를 제어하도록 구성될 수 있다. 가스 흐름은 환자 호흡 도관(16) 및 환자 인터페이스(17)를 통해 외부로 향한다. 컨트롤러(13)는 또한 가습기(12)의 가습기 가열 요소(16b) 및/또는 환자 도관(16)의 가열 요소(16a)를 제어하여 원하는 치료 수준 및/또는 환자의 편안함 수준을 위해 원하는 온도로 가스를 가열할 수 있다. 컨트롤러(13)는 가스 흐름의 적절한 타겟 온도로 프로그래밍 되거나 이를 결정할 수 있다.
산소 주입구 포트(28)는 가압 가스(pressurized gas)가 호흡 치료 장치(10)로 들어갈 수 있는 밸브를 포함할 수 있다. 밸브는 호흡 치료 장치(10)로의 산소의 흐름을 제어할 수 있다. 밸브는 비례 밸브 또는 바이너리 밸브를 포함하는 임의의 유형의 밸브가 될 수 있다. 산소의 소스는 산소 탱크 또는 병원 산소 공급부일 수 있다. 의료 등급 산소는 일반적으로 순도가 95% 내지 100% 사이이다. 순도가 더 낮은 산소 소스들 또한 사용될 수 있다. 밸브 모듈들 및 필터들의 예시들은 2016년 10월 18일 출원된 "밸브 모듈들 및 필터(Valve Modules and Filter)"라는 명칭의 미국 가출원 번호 62/409,543 및 2017년 4월 23일 출원된 "밸브 모듈들 및 필터"라는 제목의 미국 가출원 번호 62/488,841에 개시되어 있고, 그 전체 내용이 참조로 여기에 포함된다. 밸브 모듈들 및 필터들은 도 7 내지 도 15와 관련하여 아래에서 더 자세히 설명된다.
흐름 치료 장치(10)는 환자에게 전달되는 가스의 산소 함량, 따라서 환자에 의해 흡입된 기체의 산소 함량을 측정 및 제어할 수 있다. 높은 유량 치료(high flow therapy)의 적어도 하나의 구현에서, 전달된 가스의 높은 유량은 환자의 피크(peak) 흡기 요구량을 충족하거나 초과한다. 이는 흡기 중에 디바이스에 의해 환자에게 전달되는 가스의 부피가 흡기 중에 환자에 의해 흡입된 가스의 부피를 충족 또는 초과하는 것을 의미한다. 따라서 높은 유량 치료는 환자가 숨을 들이쉴 때 주변 공기가 유입되는 것을 방지하고, 환자의 기도에서 내쉰 가스를 씻어내는 데 도움이 될 수 있다. 전달된 가스의 유량이 환자의 피크 흡기 요구량을 충족하거나 초과하는 한, 주변 공기의 혼입이 방지되고, 디바이스에 의해 전달되는 가스는 환자가 들이마시는 가스와 실질적으로 동일하다. 이와 같이, 디바이스에서 측정된 산소 농도는 전달된 산소의 분율(FdO2)과 동일할 수 있고, 환자가 호흡하는 산소 농도, 흡입된 산소의 분율(FiO2)과 실질적으로 동일할 수 있으며, 따라서 용어들은 동등하다고 볼 수 있다.
흐름, 온도, 습도, 및/또는 압력 센서들과 같은 동작 센서들(3a, 3b, 3c)은 흐름 치료 장치(10)의 다양한 위치들에 배치될 수 있다. 추가적인 센서들(예: 센서 20, 25)은 환자 도관(16) 및/또는 환자 인터페이스(17)(예를 들어, 흡기 튜브의 단부 또는 그 근처에 온도 센서(29)가 있을 수 있음)의 다양한 위치들에 배치될 수 있다. 센서들은 컨트롤러(13)에 의해 모니터링 될 수 있다. 이는 컨트롤러(13)가 적절한 치료를 제공하는 방식으로 흐름 치료 장치(10)를 동작시키는 것을 보조할 수 있다. 일부 구성들에서, 적절한 치료를 제공하는 것은 환자의 피크 흡기 요구량을 충족하는 것을 포함한다. 호흡 치료 장치(10)는 컨트롤러(13)가 센서들로부터 신호들(8)을 수신하고/하거나 흐름 발생기(11), 가습기(12), 및 가열 요소(16a), 가습기 가열 요소(16b) 또는 흐름 치료 장치(10)와 연관된 액세서리들 또는 주변 기기들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 흐름 치료 장치(10)의 다양한 컴포넌트들을 제어할 수 있도록 송신기, 수신기 및/또는 송수신기(15)를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 송신기, 수신기 및/또는 송수신기(15)는 원격 서버에 데이터를 전달하거나 호흡 치료 장치(10) 또는 호흡 치료 시스템(1)의 원격 제어를 가능하도록 할 수 있다.
산소 및 주변 공기가 혼합된 후 하나 이상의 가스 조성 센서들(초음파 변환기 시스템)을 배치함으로써 산소가 측정될 수 있다. 측정은 호흡 치료 장치(10), 환자 호흡 도관(16), 환자 인터페이스(17) 내에서, 또는 임의의 다른 적절한 위치에서 취해질 수 있다.
산소 농도는 또한 주변 공기 주입구 도관, 산소 주입구 도관, 및 환자 호흡 도관 중 적어도 2개에 대한 유량 센서들을 사용함으로써 측정되어 2 이상의 가스의 유량을 결정할 수 있다. 주입 가스 둘 다 또는 한 주입 가스의 유량 및 하나의 전체 유량을, 가정 또는 측정된 주입 가스의 산소 농도(주변 공기의 경우 약 20.9%, 산소의 경우 약 100%)와 함께 결정함으로써, 최종 가스 조성의 산소 농도가 결정될 수 있다. 대안적으로, 유량 센서들은 주변 공기 주입구 도관, 산소 주입구 도관, 및 최종 전달 도관의 3개 모두에 배치되어 중복을 허용하고, 판독의 일관성을 확인함으로써 각각의 센서가 올바르게 작동하는지 테스트할 수 있다. 흐름 치료 장치(10)에 의해 전달되는 산소 농도를 측정하는 다른 방법들 또한 사용될 수 있다.
흐름 치료 장치(10)는 환자의 혈중 산소 농도(예: 혈중 산소 포화도(SpO2)), 심박수, 호흡수, 관류 지수와 같은 환자의 하나 이상의 생리학적 파라미터들을 측정하기 위해, 맥박 산소측정기 또는 환자 모니터링 시스템과 같은 환자 센서(26)을 포함할 수 있고, 신호 품질의 측정을 제공할 수 있다. 센서(26)는 유선 연결을 통해 또는 센서(26) 상의 무선 송신기를 통한 통신에 의해 컨트롤러(13)와 통신할 수 있다. 센서(26)는 환자의 손가락에 연결되도록 설계된 일회용 접착 센서일 수 있다. 센서(26)는 일회용이 아닌 센서일 수 있다. 다양한 연력대를 위해 설계된 센서들이 사용 가능하고, 환자의 다양한 위치에 연결되어 흐름 치료 시스템(1)과 사용될 수 있다. 맥박 산소측정기는 환자에게, 귓불과 같은 다른 장소들 또한 옵션이지만, 일반적으로 환자의 손가락에 부착될 수 있다. 맥박 산소측정기는 호흡 치료 장치(10)의 프로세서에 연결될 수 있고 환자의 혈중 산소 포화도를 나타내는 신호들을 지속적으로 제공할 것이다. 환자 센서(26)는 흐름 치료 장치(10)의 동작 동안 부착되거나 교환될 수 있는 핫 스왑 가능한(swappable) 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 환자 센서(26)는 USP 인터페이스를 사용하거나 무선 통신 프로토콜들(블루투스와 같은)을 사용하여 흐름 치료 장치(10)에 연결할 수 있다. 환자 센서(26)가 동작 동안 연결 해제된 때, 흐름 치료 장치(10)는 정의된 시간 주기 동안 이전의 동작 상태로 계속 동작할 수 있다. 정의된 시간 주기 후에, 흐름 치료 장치(10)는 알람, 자동 모드로부터 수동 모드로의 전환을 촉발할 수 있고/있거나 제어 모드(예: 자동 모드 또는 수동 모드)를 완전히 종료할 수 있다. 환자 센서(26)는 물리적 또는 무선 인터페이스를 통해 흐름 치료 장치(10)와 통신하는 병상 모니터링 시스템 또는 다른 환자 모니터링 시스템일 수 있다.
흐름 치료 장치(10)는 높은 유량 장치를 포함하거나 그 형태일 수 있다. 여기에 사용되었듯이, "높은 유량(high flow)" 치료는 환자의 피크 흡기 요구량을 충족하거나 초과하는 비교적 높은 유속으로 환자의 기도에 가스를 투여하는 것을 나타낸다. "높은 유량"을 달성하기 위해 사용되는 유량은 아래 나열된 유량 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 일부 구성들에서, 성인 환자의 경우 '높은 유량 치료'는, 약 10 LPM 내지 약 100 LPM 사이, 또는 약 15 LPM 내지 약 95 LPM 사이, 또는 약 20 LPM 내지 약 90 LPM 사이, 또는 약 25 LPM 내지 75 LPM 사이, 또는 약 25 LPM 내지 약 85 LPM 사이, 또는 약 30 LPM 내지 약 80 LPM 사이, 또는 약 35 LPM 내지 약 75 LPM 사이, 또는 약 40 LPM 내지 약 70 LPM 사이, 또는 약 45 LPM 내지 약 65 LPM 사이, 또는 약 50 LPM 내지 약 60 LPM 사이와 같은, 분당 약 10리터(10 LPM) 이상 또는 이와 동일한 유량으로 환자에게 가스를 전달하는 것을 나타낼 수 있다. 일부 구성들에서, 신생아, 유아, 또는 어린이 환자의 경우 '높은 유량 치료'는 약 1 LPM 내지 약 25 LPM 사이, 또는 약 2 LPM 내지 약 25 LPM 사이, 또는 약 2 LPM 내지 약 5 LPM 사이, 또는 약 5 LPM 내지 약 25 LPM 사이, 또는 약 5 LPM 내지 약 10 LPM 사이, 또는 약 10 LPM 내지 약 25 LPM 사이, 또는 약 10 LPM 내지 약 20 LPM 사이, 또는 약 10 LPM 내지 약 15 LPM 사이, 또는 약 20 LPM 내지 약 25 LPM 사이와 같이, 1 LPM 초과의 유량으로 환자에게 가스를 전달하는 것을 나타낼 수 있다. 성인 환자, 신생아, 유아, 또는 어린이 환자가 있는 높은 유량 치료 장치는 약 1 LPM 내지 약 100 LPM 사이의 유량으로, 또는 위에 요약된 하위-범위들 중 하나의 유량으로 환자에게 가스를 전달할 수 있다. 흐름 치료 장치(10)는 약 1 LPM 내지 약 100 LPM 사이의 임의의 유량에서, 100%까지 임의의 산소의 농도(예: FdO2)를 전달할 수 있다. 일부 구성들에서, 임의의 유량들은 약 20%-30%, 21%-30%, 21%-40%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%-80%, 80%-90%, 및 90%-100%의 산소 농도들(FdO2들)과 조합될 수 있다. 일부 구성들에서, 유량은 약 20%-30%, 21%-30%, 21%-40%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%-80%, 80%-90%, 및 90%-100%의 산소 농도(FdO2)와 조합하여 약 25 LPM 내지 75 LPM 사이일 수 있다. 일부 구성들에서, 흐름 치료 장치(10)는 수동 모드에서 동작할 때 환자가 환자에게 많은 산소를 전달하는 것을 방지하는 안전 임계치들을 포함할 수 있다.
높은 유량 치료는 환자의 콧구멍에 및/또는 경구로, 또는 기관절개술 인터페이스를 통해 투여될 수 있다. 높은 유량 치료는 의도된 환자의 피크 흡기 유량 요구사항들에서의 유량 또는 이를 초과하는 유량으로 환자에게 가스를 전달할 수 있다. 높은 유량 치료는 비인두에 플러싱(flushing) 효과를 발생시켜 상부 기도의 해부학적 사강(dead space)이 높은 가스 유입 흐름에 의해 플러싱되도록 할 수 있다. 이는 질소 및 이산화탄소의 재호흡을 최소화하면서, 매 호흡마다 사용할 수 있는 신선한 가스의 저장소를 생성할 수 있다. 흡기 요구량을 충족하고 기도를 세척하는 것은 환자의 FdO2를 제어하려고 할 때 추가적으로 중요하다. 높은 유량 치료는 예를 들어, 비강 캐뉼라와 같은 비-밀폐(non-sealing) 환자 인터페이스로 전달될 수 있다. 환자 인터페이스(17)는 의도된 환자의 피크 흡기 유량 요구사항들을 초과하는 유량으로 호흡 가스를 환자의 콧구멍으로 전달할 수 있도록 구성될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "비-밀폐 환자 인터페이스"는 환자의 기도 및 환자의 기도를 완전히 폐색하지 않는 가스 흐름 소스(예: 흐름 발생기(110)로부터) 사이에 공압(pneumatic) 연결을 제공하는 인터페이스를 나타낼 수 있다. 비-밀폐된 공압 연결은 환자의 기도의 약 95% 미만의 폐색을 포함할 수 있다. 비-밀폐된 공압 링크는 환자의 기도의 약 90% 미만의 폐색을 포함할 수 있다. 비-밀폐된 공압 링크는 환자의 기도의 약 40% 내지 약 80% 사이의 폐색을 포함할 수 있다. 기도는 환자의 콧구멍 또는 환자의 입 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 비강 캐뉼라의 경우 기도는 콧구멍을 통과한다.
흐름 발생기(11)는 송풍기 모듈일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 송풍기 모듈은 상기 가스의 흐름을 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 송풍기(11)를 포함할 수 있다.
흐름 발생기(11)는 주변 실내 공기를 송풍기 내로 동반하기 위해 주변 공기 주입구 포트(27)를 포함할 수 있다. 흐름 치료 장치(10)는 또한 가압 가스가 흐름 발생기(11)로 들어갈 수 있는 밸브로 이어지는 산소 주입구 포트(28)를 포함할 수 있다. 밸브는 흐름 발생기(11)로의 산소의 흐름을 제어할 수 있다. 밸브는 비례 밸브 또는 바이너리 밸브를 포함하는 임의의 유형의 밸브가 될 수 있다.
송풍기(11)는 약 1,000 RPM 초과 및 약 30,000 RPM 미만, 약 2,000 RPM 초과 및 약 21,000 RPM 미만, 또는 임의의 상기 값들 사이의 모터 속도에서 동작할 수 있다. 송풍기(11)의 동작은 주입구 포트들(예: 주변 공기 주입구 포트(27) 및/또는 산소 주입구 포트(28))를 통해 송풍기(11)로 들어가는 가스를 혼합할 수 있다. 혼합기로서 송풍기(11)를 사용하는 것은 혼합이 에너지를 필요로 하기 때문에, 칸막이들(baffles)을 포함하는 정적 혼합기와 같은 별도의 혼합기가 있는 시스템에서 발생하는 압력 강하를 감소시킬 수 있다.
호흡 보조 장치는 가스 조성 센서를 더 포함할 수 있다. 기체 조성 센서는 후술하는 센서(예: 초음파 변환기 구성)일 수 있다.
가스 조성 센서는 컨트롤러에 연결될 수 있다.
가스 조성 센서는 흐름 경로의 임의의 지점에 위치할 수 있다.
가스 조성 센서는 호흡 가스의 산소 농도를 측정하도록 구성된 산소 농도 센서일 수 있다.
컨트롤러는 산소 농도 센서로부터 호흡 가스의 산소 농도를 나타내는 산소 농도 신호를 수신하도록 구성될 수 있다.
가스 조성 센서는 컨트롤러에 가스 조성 센서 출력을 제공하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 가스 조성 센서 출력은 호흡 가스의 가스 조성(예: 산소 농도)을 나타내는 신호일 수 있다.
가스 조성 센서는 컨트롤러와 전자 통신할 수 있다.
컨트롤러는 산소 농도 센서로부터의 산소 농도 신호에 기초하여 호흡 가스의 산소 농도를 제어하도록 구성될 수 있다.
호흡 보조 장치는 혈중 산소 농도 센서를 더 포함할 수 있다.
혈중 산소 농도 센서는 컨트롤러에 신호를 제공할 수 있다.
혈중 산소 농도 센서는 맥박 산소측정기 또는 동맥 산소 센서일 수 있다.
혈중 산소 농도 센서는 컨트롤러와 전자 통신할 수 있다.
컨트롤러(13)는 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 프로세서들은 컴퓨터 판독 가능 명령들로 구성될 수 있다.
컨트롤러(13)는 적어도 하나의 메모리 요소를 포함할 수 있다. 메모리 요소는 상기 컴퓨터 판독 가능 명령들을 저장하도록 구성될 수 있다.
메모리 요소는 비-일시적일 수 있다.
호흡 보조 장치는 알람 출력을 디스플레이 하도록 구성된, 적어도 하나의 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 추정 미래 값과 연관된 정보가 디스플레이 될 수 있다. 예를 들어, 환자의 혈중 산소의 추정 최소 미래 값 및/또는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값, 및/또는 추정 미래 값.
호흡 보조 장치는 가청 알람을 발하도록 구성된 적어도 하나의 가청 모듈을 포함할 수 있다.
디스플레이 모듈은 적어도 하나의 디스플레이(임의의 디스플레이 기술이 사용될 수 있음이 이해될 것이지만, 예를 들어 액정 디스플레이(LCD), 또는 발광 다이오드(LED) 디스플레이)를 포함할 수 있다.
디스플레이 모듈은 시스템에 대한 입력을 수신하도록 구성될 수 있다(예: 터치 스크린).
도 1b를 추가로 참조하면, 흐름 치료 장치(10)에서 구현될 수 있는 센싱 회로 보드(2200)가 도시되어 있다. 센싱 회로 보드(2200)는 센싱 회로 보드(2200)가 가스의 흐름에 적어도 부분적으로 잠기도록 센서 챔버에 위치될 수 있다. 가스의 흐름은 도관을 통해 송풍기(11)를 빠져나와 센서 챔버의 흐름 경로로 들어갈 수 있다. 센싱 회로 보드(2200) 상의 센서들 중 적어도 일부는 흐름 내의 가스 특성들을 측정하기 위해 가스의 흐름 내에 위치될 수 있다. 센서 챔버의 흐름 경로를 통과한 후, 가스는 전술한 가습기(12)로 나갈 수 있다.
센싱 회로 보드(2200)는 인쇄된 센싱 회로 보드(PCB: Printed sensing Circuit Board)일 수 있다. 대안적으로, 보드(2200) 상의 회로는 회로 보드 상에 인쇄되는 대신 전자 컴포넌트들을 연결하는 전선들로 구축될 수 있다. 센싱 회로 보드(2200)의 적어도 일부는 가스의 흐름 외부에 장착될 수 있다. 가스의 흐름은 상술한 흐름 발생기(11)에 의해 발생될 수 있다. 센싱 회로 보드(2200)는 초음파 변환기들(2204)을 포함할 수 있다. 센싱 회로 보드(2200)는 하나 이상의 서미스터들(thermistors)(2205)을 포함할 수 있다. 서미스터들(2205)은 가스 흐름의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다. 센싱 회로 보드(2200)는 서미스터 유량 센서(2206)를 포함할 수 있다. 센싱 회로 보드(2200)는 별도의 온도 센서 및 결합된 습도 및 온도 센서들과 사용되는 습도 전용 센서들, 기압 측정용 센서들, 차압 측정용 센서들, 및/또는 게이지 압력 측정용 센서들과 같은 다른 유형들의 센서들을 포함할 수 있다. 서미스터 유량 센서(2206)는 백금 와이어와 같은 열선 풍속계, 및/또는 음의 온도 계수(NTC) 또는 양의 온도 계수(PTC) 서미스터와 같은 서미스터를 포함할 수 있다. 가열된 온도 센싱 요소의 다른 비-제한적인 예시들은 유리 또는 에폭시-캡슐화 또는 비-캡슐화 서미스터들을 포함한다. 서미스터 유량 센서(2206)는 일정한 전력을 공급받음으로써 가스의 유량을 측정하거나, 일정한 센서 온도 또는 센서 및 가스의 흐름 사이의 일정한 온도 차이로 유지되도록 구성될 수 있다.
센싱 회로 보드(2200)는 제1 부분(2201) 및 제2 부분(2202)을 포함할 수 있다. 제1 부분(2201)은 가스의 흐름 경로 내에 위치될 수 있는 반면, 제2 부분(2202)은 가스의 흐름 경로 외부에 위치될 수 있다. 가스의 흐름의 방향은 도 1b에 화살표(2203)로 나타나 있다. 기체의 흐름의 방향은 직선, 또는 도 1b와 같이 곡선일 수도 있다.
하나 이상의 서미스터들(2205) 및/또는 서미스터 유량 센서(2206)를 결합된 송풍기 및 혼합기의 하류에 위치시키는 것은 송풍기로부터 가스 흐름에 공급되는 열을 고려할 수 있다. 또한, 온도-기반 유량 센서들을 흐름 경로에 담그는 것은, 흐름에 잠긴 센서들은 온도와 같은, 가스 흐름과 동일한 조건의 영향을 받을 가능성이 더 높기 때문에 측정의 정확도를 높일 수 있고 따라서 가스 특성의 더 나은 표현을 제공할 수 있다.
센싱 회로 보드(2200)는 가스 흐름 내의 하나 이상의 가스의 농도 또는 가스 조성과 같은 가스 흐름의 가스 특성들을 측정하기 위해 센싱 회로 보드의 초음파 변환기들, 송수신기들, 또는 센서들을 포함할 수 있다. 임의의 적절한 변환기, 송수신기, 또는 센서가 인식되는 바와 같이 센싱 회로 보드(2200)에 장착될 수 있다. 이 구성에서, 가스 조성 센서는 가스 농도를 결정하기 위해 초음파 또는 음파를 사용하는 초음파 변환기이다. 다양한 센서 구성들이 도 1c 내지 도 1f와 관련하여 아래 설명되어 있다.
초음파 변환기는 가스 흐름에서 둘 이상의 가스의 상대(relative) 가스 농도들을 결정할 수 있다. 초음파 변환기는 기본적으로 질소(N2) 및 산소(O2)의 바이너리 가스 혼합물인 보충 산소로 보강된(augmented) 대기로 구성된 벌크 가스 스트림 흐름의 산소 분율을 측정하도록 구성될 수 있다. 또한 초음파 변환기는 질소(N2) 및 이산화탄소(CO2)를 포함하는 가스 스트림에서 대기와 혼합된 다른 보강 가스의 가스 농도를 측정하도록 구성될 수 있음이 이해될 것이다. 초음파 센서들은 상대적으로 높은 주파수에서 가스 흐름의 가스 농도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 초음파 센서들은 센서들의 최대 샘플 레이트(rate)에서 또는 약 1 Hz 내지 200 Hz, 약 1 Hz 내지 100 Hz, 약 1 Hz 내지 약 50 Hz, 및 약 1 Hz 및 약 25 Hz사이와 같이 최대 샘플 레이트보다 낮은 주파수에서 측정된 FdO2 값을 출력할 수 있다.
일부 구성들에서, 센싱 회로 보드(2200)는 센싱 회로 보드의 반대 사이드들에 제공되는 한 쌍의 초음파 변환기들을 포함한다. 초음파 변환기들의 다양한 대안 구성들은 초음파 빔 또는 펄스의 송신 및 수신에 의해 가스 스트림의 특성을 센싱 하는 데 사용될 수 있다.
센싱 회로 보드(2200)의 반대 단부들에 있는 초음파 변환기들(2204) 사이의 거리는 측정 분해능(measurement resolution)에 영향을 미칠 수 있다. 증가한 초음파 변환기들(2204) 각각 사이의 거리는, 일반적으로 측정된 길이는 어느 정도의 에러를 가지고, 길이가 증가하는 경우, 측정 동안 발생되는 오차의 비율이 더 짧은 길이보다 작으므로, 비례 또는 분율 오차를 줄일 수 있다. 따라서, 측정의 전반적인 불확실성이 감소한다. 증가된 거리는 또한 초음파 변환기들(2204) 사이의 음향(acoustic) 신호들에 대해 더 긴 시간 주기를 허용하기 때문에 측정 분해능 및 정확도를 증가시킬 수 있다. 그러나, 증가된 거리는 더 약한 신호로 이어질 수 있다.
초음파 변환기들(2204)은 초음파 변환기들(2204) 사이의 공간이 흐름 경로와 적어도 부분적으로 일치하도록 위치될 수 있다. 일부 구성들에서, 초음파 변환기들은 센싱 회로 보드의 반대 단부들에 위치된다. 흐름 경로의 전체 면이 음향 경로에 노출되기 때문에, 음파는 흐름 경로의 모든 가스를 통해 전파된다. 파동의 평균화(averaging)는 흐름 경로의 일부보다는 전체 흐름 경로에 걸쳐 발생할 수 있다. 더 긴 거리에 대한 평균화는 오류를 줄이고 공기-산소 혼합의 의존도를 줄인다. 초음파 변환기들은 흐름 경로와 관련하여 임의의 각도로부터 가스 특성을 측정하도록 구성될 수 있다.
흐름 경로 또는 모듈 외부 대신에, 흐름 경로 또는 모듈에 센서들을 위치시키면, 변환기들(2204)이 서로에 대해 더 작은 온도 범위 내에서 모두 동작하거나, 실질적으로 한 온도(즉, 가스 흐름의 온도)에서 동작하도록 할 수 있다. 변환기들이 온도에 민감하므로 실질적으로 균질한 온도로 유지하면 정확도가 증가한다. 또한, 흐름 경로를 따라 센서들을 위치시키면 가스 속도의 영향을 고려한 측정 및 계산이 가능하므로 가스 속도의 영향이 센서 측정으로부터 제거될 수 있다.
도 1c 내지 도 1f를 참조하면, 초음파 빔 또는 펄스의 송신 및 수신에 의해 가스 스트림을 통한 음속을 센싱하기 위한 가스 조성 센싱 시스템에 대한 초음파 변환기들의 다양한 구성들이 설명될 것이다. 동일한 참조 번호들은, 동일한 컴포넌트들을 나타낸다.
도 1c를 참조하면, 변환기 구성(2300)은 센싱 통로(2306)의 반대 사이드들로부터 각각 마주보는 한 쌍의 변환기들(2302, 2304)이 있는 배열을 제공하고, 공기 흐름 경로 방향은 일반적으로 2308에 의해 나타난다. 이 구성에서, 각각의 변환기들(2302, 2304)은 전용 송신기 또는 수신기로 구동되어, 초음파 펄스(2310)가 송신기로부터 수신기 변환기로 가스 흐름 경로를 가로질러 단방향으로 전송된다. 도시된 바와 같이, 변환기 쌍은 공기 흐름 경로 방향(2308)에 관하여 정렬되고(즉, 서로로부터 상류 또는 하류로 변위되지 않음(not-displaced)) 가스 흐름 경로 방향에 실질적으로 수직인 교차-흐름(cross-flow) 펄스를 전송하도록 구성된다.
도 1d를 참조하면, 한 쌍의 변환기들(2322, 2324)이 센싱 통로의 반대 사이드들에서 서로 마주보며 제공되는 대안적인 변환기 구성(2320)이 예시되지만, 여기서 각 변환기는 송신기 및 수신기 모두로서 동작할 수 있고, 즉, 초음파 송신기-수신기 또는 송수신기이다. 이 구성에서, 양방향 초음파 펄스(2326)는 변환기 쌍(2322, 2324) 사이에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 펄스는 변환기들 사이에서 또는 다른 순서 또는 패턴으로 교대로 앞뒤로 전송될 수 있다. 다시, 변환기 쌍은 가스 흐름 경로 방향에 관하여 정렬되고 가스 흐름 경로 방향에 실질적으로 수직인 교차-흐름 펄스를 전송하도록 구성된다.
도 1e를 참조하면, 센싱 통로(2305)의 반대 단부들로부터 서로 마주보는 한 쌍의 변환기들(2362, 2364)이 있는 대안적인 변환기 구성(2360)이 예시되고, 가스 흐름 경로 방향 또는 축은 일반적으로 2308로 표시된다. 이 구성(2360)에서, 각각의 변환기들(2362, 2364)은 전용 송신기 또는 수신기로 구동되어, 흐름을 따라 초음파 펄스(2366)가 센싱 통로(2306)의 가스 흐름 경로 축(2308)과 실질적으로 정렬되거나 평행인 송신기 및 수신기 사이의 빔 패스에서 단방향으로 전송된다. 도시된 실시 예에서, 송신기는 수신기의 상류에 있지만, 반대 배열이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 이 구성으로, 유량 센서는 센싱 통로에서 가스 스트림의 유량을 나타내는 유량 신호를 제공하기 위해 센싱 통로에 제공된다. 센싱 통로에서 음속은 이전 실시 예들에서 이전에 설명된 것과 유사한 방식으로 유도되거나 결정될 수 있고, 유량 신호는 음향(sound) 신호의 계산된 속도에서 가스 유량을 제거하거나 보상하기 위해 신호 처리에서 활용될 수 있음이 이해될 것이다.
도 1f를 참조하면, 한 쌍의 변환기들(2372, 2374)이 도 1e에서와 같이 센싱 통로의 반대 단부들로부터 서로 마주보며 제공되는 대안적인 변환기 구성(2370)이 예시되지만, 여기서 각 변환기는 송신기 및 수신기 모두, 즉, 초음파 송신기-수신기 또는 송수신기로 동작할 수 있다. 이 구성에서, 양방향을 따라 흐르는 초음파 펄스(2376)는 변환기 쌍(2372, 2374) 사이에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 펄스는 변환기들 사이에서 또는 다른 순서 또는 패턴으로 교대로 앞뒤로 전송될 수 있다. 다시, 변환기 쌍은 가스 흐름 경로 축(2308)과 정렬되고 센싱 통로(2306)에서 가스 흐름 경로 축(2308)에 실질적으로 정렬되거나 평행하는 빔 경로 또는 경로들에서 교차-흐름 펄스를 전송하도록 구성될 수 있다. 이 구성으로, 음향 신호의 속도의 유량 컴포넌트는 송신 및 수신된 음향 펄스의 처리로부터 직접 도출되거나 결정될 수 있으므로, 별도의 유량 센서가 반드시 제공될 필요는 없다.
흐름 치료 장치들의 일부 예시들은 2016년 12월 2일에 출원된 "흐름 치료 장치를 위한 흐름 경로 센싱"이 명칭인 국제 출원 번호 PCT/NZ2016/050193 및 2016년 6월 24일에 출원된 "호흡 보조 장치"가 명칭인 국제 출원 번호 No. PCT/IB2016/053761에 개시되어 있고, 전체 내용이 여기에 참조로 포함된다. 본 개시의 양태들과 함께 사용될 수 있는 흐름 치료 장치들의 구성들에 예시들은 도 14 내지 도 19와 관련하여 아래에서 더 상세히 설명된다.
다시 도 1a를 참조하면, 컨트롤러(13)는 흐름 치료 장치(10)의 동작을 제어하기 위한 폐루프 제어 시스템으로 프로그래밍 되거나 이를 실행하도록 구성될 수 있다. 폐루프 제어 시스템은 환자의 혈중 산소 농도(예: SpO2)가 목표 수준에 도달하고 지속적으로 이 수준 또는 부근에서 유지되기를 보장하도록 구성될 수 있다.
산소 제어 시스템은 2018년 10월 5일에 출원된 "폐루프 산소 제어"가 명칭인 국제 출원 번호 PCT/NZ2018/050137에 설명되어 있고, 이는 전체 내용이 여기에 참조로 포함된다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도를 타겟 혈중 산소 농도(또는 타겟 혈중 산소 농도 범위)로 제어하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 신호를 수신하고, 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 계산하여 환자의 혈중 산소 농도를 타겟 산소 농도(또는 타겟 산소 농도 범위)로 제어하도록 구성될 수 있다.
호흡 가스의 타겟 산소 농도는 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위 내에 있도록 제어될 수 있다(아래에서 더 자세히 설명됨).
컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도를 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도를 나타내는 신호를 수신하고, 호흡 가스의 산소 농도를 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성될 수 있다.
호흡 가스의 산소 농도는 예를 들어 호흡 가스의 측정된 산소 농도, 및/또는 호흡 가스의 전달된 산소 농도, 및/또는 호흡 가스의 제공된 산소 농도일 수 있다.
컨트롤러(13)는 폐루프 제어 시스템을 실행하기 위해 컨트롤러(13)에 의해 사용될 수 있는 사용자로부터의 입력(들)을 수신할 수 있다. 입력(들)은 환자의 타겟 혈중 산소 농도를 포함할 수 있다. 타겟 산소 농도는 타겟 SpO2 값일 수 있다. 타겟 혈중 산소 농도는 단일 값 또는 값들의 범위일 수 있다. 값(들)은 미리 설정되거나, 사용자에 의해 선택되거나, 또는 환자의 유형에 기초하여 결정될 수 있다. 환자의 유형은 현재의 고통, 및/또는 나이, 체중, 키, 성별, 및 다른 환자 특성들과 같은 환자에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 유사하게, 타겟 SpO2는 위에서 설명한 방식으로 각각 선택된 두 값들일 수 있다. 두 값들은 환자의 타겟 혈중 산소 농도에 대해 허용 가능한 값들의 범위를 나타낸다(아래에서 자세히 설명됨). 컨트롤러는 상기 범위 내의 값을 타겟으로 할 수 있다. 타겟 혈중 산소 농도는 범위의 중간 값이거나, 사용자에 의해 미리 설정되거나 선택될 수 있는, 범위 내의 다른 값일 수 있다. 대안적으로, 타겟 혈중 산소 농도에 기초하여 범위가 자동적으로 설정될 수 있다. 컨트롤러는 환자의 혈중 산소 농도가 범위를 벗어날 때 하나 이상의 설정된 응답들을 가지도록 구성될 수 있다. 응답들은 알람, FdO2의 수동 제어로 변경, FdO2를 특정 값으로 변경, 및/또는 다른 응답들을 포함할 수 있다. 컨트롤러는 하나 이상의 범위들을 가질 수 있고, 각 범위를 벗어날 때 하나 이상의 다른 응답들이 발생한다.
흐름 치료 장치(10)의 그래픽 사용자 인터페이스는 사용자가 환자 유형을 입력하도록 프롬프트(prompt)하도록 구성될 수 있고, 타겟 혈중 산소 농도(또는 예를 들어 타겟 혈중 산소 농도 범위)는 사용자가 선택한 것에 기초하여 결정될 것이다. 추가적으로, 사용자 인터페이스는 사용자가 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위의 한계를 정의할 수 있는 커스텀 옵션을 포함할 수 있다.
일반적으로, 환자의 혈중 산소 농도(예: SpO2)는 약 80% 내지 약 100%, 또는 약 80% 내지 약 90%, 또는 약 88% 내지 약 92%, 또는 약 90% 내지 약 99%, 또는 약 92% 내지 약 96% 사이에서 제어될 수 있다. SpO2는 앞서 언급된 범위들 중 임의의 2개로부터 임의의 2개의 적절한 값들 사이에서 제어될 수 있다. 타겟SpO2는 약 80% 내지 약 100%, 또는 약 80% 내지 약 90%, 또는 약 88% 내지 약 92%, 또는 약 90% 내지 약 99%, 또는 약 92% 내지 약 96% 사이, 또는 약 94%, 또는 94% 또는 약 90%, 또는 90%, 또는 약 85%, 또는 85%일 수 있다. 타겟 SpO2는 앞서 언급한 범위들 중 임의의 2개로부터의 임의의 2개의 적절한 값들 사이의 임의의 값일 수 있다. 타겟 SpO2는 정의된 SpO2 범위의 중간에 대응할 수 있다.
컨트롤러(13)에 의해 수신된 입력(들)은 추가적으로 또는 대안적으로 타겟 산소 농도 범위를 포함할 수 있다. 타겟 산소 농도 범위는 타겟 FdO2, 또는 FiO2일 수 있다.
타겟 산소 농도 범위는 사용자 인터페이스(14)를 통해 제공될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 호흡 가스의 산소 농도(예: FdO2)는 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위 내에서 제어될 수 있다. 타겟 산소 범위는 FdO2가 그 내에서 제어되는 허용 가능 범위일 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 유량이 환자의 피크 흡입 요구량을 충족하거나 초과하는 한 장치에서 측정된 산소 농도(예: FdO2)는 환자가 호흡하는 산소 농도와 실질적으로 동일할 것이고, 따라서 용어들은 동등하다고 볼 수 있다. 타겟 산소 농도 범위의 한계들의 각각은 미리 설정되거나, 사용자에 의해 선택되거나, 또는 환자의 유형에 기초하여 결정될 수 있다. 환자의 유형은 현재의 고통, 및/또는 연령, 체중, 키, 성별, 및/또는 다른 환자 특성들과 같은 환자에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 대안적으로, FdO2에 대한 단일 값이 선택될 수 있다. 타겟 산소 농도 범위는 적어도 부분적으로 이 값을 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 타겟 산소 농도 범위는 선택된 FdO2의 위 및 아래로 설정된 양일 수 있다. 선택된 FdO2는 컨트롤러(13)를 위한 시작 지점으로 사용될 수 있다. 호흡 치료 장치(10)는 컨트롤러(13)가 타겟 산소 농도 범위 밖으로 FdO2를 이동시키려고 시도하는 경우 하나 이상의 응답들을 가질 수 있다. 이러한 응답들은 알람, FdO2가 범위 밖으로 이동하는 것을 방지, FdO2의 수동 제어로 전환, 및/또는 특정 FdO2로의 전환을 포함할 수 있다. 호흡 치료 장치(10)는 각각의 타겟 산소 농도 범위의 한계에 도달함에 따라 하나 이상의 상이한 응답들이 발생하는 하나 이상의 타겟 산소 농도 범위들을 가질 수 있다.
호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위는 상위 타겟 산소 농도를 포함할 수 있다.
호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위는 하위 타겟 산소 농도를 포함할 수 있다.
특정 환경들에서는 상위 타겟 산소 농도 또는 하위 타겟 산소 농도가 제공되지 않을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
호흡 가스의 산소 농도(예: FdO2)는 약 21% 내지 약 100%, 또는 약 21% 내지 약 90%, 또는 약 21% 내지 약 80%, 또는 약 21% 내지 약 70%, 또는 약 21% 내지 약 60%, 또는 약 21% 내지 약 50%, 또는 약 25% 내지 약 45% 사이에서 제어될 수 있다. FdO2는 설명된 임의의 두 범위들로부터 적절한 임의의 2개의 값들 사이에서 제어될 수 있다. FdO2 타겟은 설명된 임의의 두 범위들로부터 적절한 2개의 값들 사이일 수 있다. 범위가 단일 값을 기초로 하는 경우, 선택된 값으로부터 고정(fixed) 양을 더하거나/빼서 상한 및 하한이 결정될 수 있다. 더하거나 빼는 양은 약 1%, 또는 약 5%, 또는 약 15%, 또는 약 20%, 또는 약 30%, 또는 약 50%, 또는 약 100%일 수 있다. 선택된 값에 관련하여 더하거나 뺀 양이 변경될 수 있다. 예를 들어, 상한은 선택된 값보다 20% 더 높을 수 있으므로, 50% FdO2의 선택된 값은 제어의 범위에 대해 60%의 상한을 가진다. 범위에 사용되는 백분율은 약 1%, 또는 약 5%, 또는 약 10%, 또는 약 15%, 또는 약 20%, 또는 약 30%, 또는 약 50%, 또는 약 100%일 수 있다. 하한 및 상한을 계산하는 방법이 반드시 같을 필요는 없다. 단일 값이 사용되는 경우, 그 값은 약 21% 내지 약 100%, 또는 약 25% 내지 약 90%, 또는 약 25% 내지 약 80%, 또는 약 25% 내지 약 70%, 또는 약 25% 내지 약 60%, 또는 약 25% 내지 약 50%, 또는 약 25% 내지 약 45% 사이일 수 있다.
그래픽 사용자 인터페이스(14)(GUI)는 FdO2 및/또는 SpO2가 제어되는 값들의 범위를 디스플레이 하도록 구성될 수 있다. 범위(예: 환자의 타겟 산소 농도 범위, 또는 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위)는 GUI에서 두 한계들이 설 분리됨으로써 디스플레이 될 수 있고, 표시기(indicator)는 범위의 한계들에 대한 현재 값의 위치를 그래픽적으로 나타내기 위한 개별 범위 내에서 나타난다.
GUI는 최근 FdO2 및/또는 SpO2 데이터의 그래프를 디스플레이 할 수 있다. GUI는 한 시간 이상과 같이, 정의된 시간 주기 동안 동일하거나 다른 그래프들에 각 파라미터의 수준(level)을 디스플레이 할 수 있다. 데이터가 디스플레이 되는 시간의 길이는 현재 데이터를 사용 가능한 시간의 길이와 매칭될 수 있다.
디스플레이 된 FdO2 데이터는 타겟 FdO2 또는 측정된 FdO2 중 적어도 하나일 수 있다. SpO2 데이터는 타겟 SpO2를 나타내는 선을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, SpO2 및/또는 FdO2 데이터는 그들의 개별적인 제어 한계들을 나타내는 하나 이상의 선들 또는 음영 영역들을 포함할 수 있다.
그래프는 디폴트(default) 디스플레이에 표시될 수 있다. 대안적으로, 그래프는 현재 데이터 값들만 표시된 채 숨겨질 수 있다. 그래프는 정의된 파라미터에 대한 그래프 보기를 선택하는 것과 같이 GUI와의 상호 작용을 통해 사용 가능하다.
폐루프 제어 시스템은 2개의 제어 루프들을 사용할 수 있다. 제1 제어 루프는 혈중 산소 농도(예: SpO2) 컨트롤러에 의해 구현될 수 있다. 혈중 산소 농도 컨트롤러는 타겟 산소 농도 및/또는 측정된 혈중 산소 농도에 부분적으로 기초하여 타겟 산소 농도(예: FdO2)를 결정할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 타겟 혈중 산소 농도 값은 단일 값 또는 허용 가능한 값들의 범위일 수 있다. 값(들)은 미리 설정되거나, 사용자에 의해 선택되거나, 또는 클라이언트 특성들에 기초하여 자동으로 결정될 수 있다.
타겟 혈중 산소 농도는 타겟 혈중 산소 농도 범위 내에서 제어될 수 있다.
타겟 혈중 산소 농도 범위는 상위 타겟 혈중 산소 농도 및/또는 하위 타겟 산소 농도를 포함할 수 있다.
컨트롤러(13)는 타겟 혈중 산소 농도가 타겟 혈중 산소 농도 범위의 상위 타겟 산소 농도 및 타겟 혈중 산소 농도 범위의 하위 타겟 산소 농도 내에 있도록 제어하도록 구성될 수 있다.
타겟 혈중 산소 농도 값들은 치료 세션 동안 언제든지 수신될 수 있지만, 일반적으로, 타겟 혈중 산소 농도 값들은 치료 세션의 전 또는 시작 시에 수신되거나 결정된다.
치료 세션 동안, 혈중 산소 농도 컨트롤러는 또한 입력들로서 수신될 수 있다: 가스 조성 센서로부터 측정된 산소 농도 판독값(들)(reading(s)), 및 환자 센서로부터의 신호 품질 판독값(들) 및 측정된 혈중 산소 농도 판독값(들). 일부 구성들에서, 혈중 산소 농도 컨트롤러는 타겟 산소 농도를 입력으로 수신할 수 있다. 이러한 경우, 혈중 산소 농도 컨트롤러의 출력은 입력으로서 혈중 산소 농도 컨트롤러에 다시 직접 제공될 수 있다. 입력들에 적어도 부분적으로 기초하여, 혈중 산소 농도 컨트롤러는 타겟 산소 농도를 제2 제어 루프에 출력할 수 있다.
제2 제어 루프는 호흡 가스 산소 농도 컨트롤러에 의해 구현될 수 있다. 산소 농도 컨트롤러는 초기 산소 농도로부터 타겟 산소 농도까지 산소 농도를 제어하도록 구성될 수 있다.
혈중 산소 농도 컨트롤러는 컨트롤러(13)에 대한 별도의 컨트롤러일 수 있거나, 컨트롤러(13)의 일부로 포함될 수 있다.
산소 농도 컨트롤러는 컨트롤러(13)에 대한 별도의 컨트롤러일 수 있거나, 컨트롤러(13)의 일부로 포함될 수 있다.
초기 산소 농도는 측정된 산소 농도일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 초기 산소 농도는 산소 농도의 사전 제어(previous control)의 결과일 것이다. 일부 실시 예들에서, 예를 들어 시스템의 시작 시 또는 보조 산소 소스가 연결되지 않은 때, 이 경우 초기 산소 농도는 주변 공기의 농도와 실질적으로 동일할 수 있다.
타겟 산소 농도는 혈중 산소 농도 컨트롤러에 의해 제공되는 타겟 산소 농도(예: FdO2)일 수 있다.
산소 농도 컨트롤러는 호흡 가스의 측정된 산소 농도 및 호흡 가스의 타겟 산소 농도의 입력들을 수신할 수 있다. 그러면 호흡 가스 산소 농도 컨트롤러는 측정된 산소 농도 및 타겟 산소 농도 값들 사이의 차이에 기초하여 산소 밸브의 동작을 제어하기 위해 산소 주입구 밸브 제어 신호를 출력할 수 있다. 산소 농도 컨트롤러는 호흡 치료 장치가 자동 모드로 동작할 때 제1 제어 루프로부터 출력되는 타겟 산소 농도 값을 수신할 수 있다. 호흡 가스 산소 농도 컨트롤러는 또한 유량 값들, 가스 속성들(properties), 및/또는 측정된 산소 농도와 같은 추가적인 파라미터들을 수신할 수 있다. 가스 속성들은 O2 주입구에서의 가스의 농도 및/또는 공급원의 산소 함량을 포함할 수 있다. 가스 주입구 밸브에 연결된 가스 공급원은 공급원의 산소 함량이 순수한 산소(즉, 100%)보다 적을 수 있는 농축(enriched) 산소 가스 흐름일 수 있다. 예를 들어, 산소 공급원은 100% 미만 및 21% 초과의 산소 함량을 가지는 산소 농축 가스 흐름일 수 있다.
입력들 중 적어도 일부로부터, 호흡 가스 산소 농도 컨트롤러는 타겟 산소 농도를 달성하기 위해 요구되는 산소 유량을 결정할 수 있다. 산소 농도 컨트롤러는 밸브 제어 신호를 변경하기 위해 유량 입력을 사용할 수 있다. 유량이 변경되는 경우, 산소 농도 컨트롤러는 측정된 산소 농도 값과 같은 가스 농도 센서로부터의 피드백을 기다릴 필요 없이 새로운 유량에서 타겟 산소 농도를 유지하기 위해 요구되는 새로운 요구되는 유량을 자동으로 계산할 수 있다. 그러면 산소 농도 컨트롤러는 변경된 밸브 제어 신호를 출력하여 새로운 유량을 기초로 밸브를 제어할 수 있다. 일부 구성들에서, 산소 농도 컨트롤러의 제어 신호는 산소 밸브의 동작을 제어하기 위해 산소 밸브의 전류를 설정할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 산소 농도 컨트롤러는 측정된 산소 농도의 변화들을 감지하고 그에 따라 밸브의 위치를 변경할 수 있다. 수동 모드 동안, 제2 제어 루프는 제1 제어 루프로부터 타겟 산소 농도를 수신하지 않고 독립적으로 동작할 수 있다. 오히려, 타겟 산소 농도는 사용자 입력 또는 디폴트 값으로부터 수신될 수 있다.
치료 세션 동안, 혈중 산소 농도 및 산소 농도 컨트롤러들은 치료 세션이 종료되거나 이벤트가 자동 모드로부터 수동 모드로의 변경을 촉발할 때까지 흐름 치료 장치의 동작을 계속 자동으로 제어할 수 있다.
호흡 가스 산소 농도 컨트롤러는 타겟 산소 범위 내로 호흡 가스의 산소 농도를 제어하도록 구성될 수 있다. 타겟 산소 농도 범위는 상위 타겟 산소 농도, 및/또는 하위 타겟 산소 농도를 포함할 수 있다.
호흡 보조 장치는 적어도 하나의 밸브 배열을 더 포함할 수 있다(아래에서 더 자세히 설명됨).
밸브 배열은 산소 소스로부터 호흡 가스로 제공되는 보충 산소의 양을 변경하도록 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다.
밸브 배열은 송풍기와 유체 연통할 수 있다.
밸브 배열은 가스 흐름에 도입되는 산소의 양을 조정하도록 제어할 수 있다.
밸브 배열은 하나 이상의 액추에이터들(actuators)을 포함할 수 있다
컨트롤러는 호흡 가스의 산소 농도를 제어하기 위해 산소 소스로부터 호흡 가스로 제공되는 보충 산소의 양을 변경하도록 구성될 수 있다.
호흡 치료 시스템(1)은 예측(predictive) 알람 시스템을 포함할 수 있다. 특히, 호흡 치료 장치(10)는 예측 알람 시스템을 포함할 수 있다. 예측 알람 시스템은 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값에 기초하여 알람을 발생시킬 수 있다.
예측 알람 시스템은 컨트롤러(13)의 일부이거나 별도의 알람 모듈의 일부일 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도에 대한 호흡 가스의 산소 농도 변화의 영향을 추정하도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도에 대한 호흡 가스의 산소 농도의 과거 변화들(예: 일련의 변화들)의 영향을 추정하도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도, 및 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위의 과거 변화들(예: 일련의 변화들)의 영향에 기초하여 환자의 혈중 산소 농도의 최대 미래 값을 추정하도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(13)는 또한 환자 혈중 산소를 고려할 수 있다(즉, 센서로 측정한).
일부 실시 예들에서, 환자 혈중 산소는 시간 주기에 걸쳐 결정될 수 있다.
컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도를 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성될 수 있다.
호흡 가스의 산소 농도 변화(제공된 산소 농도의 변화)는 환자 혈중 산소 농도에 상응하는 변화를 일으킬 수 있다.
변화가 호흡 가스의 산소 농도의 증가인 경우(예: 도 2a에 도시된 바와 같이) 환자 혈중 산소 농도의 상응하는 증가가 발생해야 한다.
변화가 호흡 가스의 산소 농도의 감소인 경우(예: 도 2b에 도시된 바와 같이) 환자 혈중 산소 농도의 상응하는 감소가 발생해야 한다.
도 2a는 시간 경과에 따른 호흡 가스의 산소 농도의 예시적인 증가(단계적 변화(step change)로 나타남)(예: 컨트롤러에 의해 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어하는 것에 의해), 및 이것이 시간 경과에 따라 환자 혈중 산소 농도에 미치는 상응하는 영향을 도시한다.
시간 t1에서 컨트롤러(13)는 초기 산소 농도(920)로부터 단계적 변화(921)를 통해 더 높은 타겟 산소 농도(922)로 호흡 가스의 산소 농도를 제어한다. 도 2a의 시간 경과에 따른 혈중 산소 농도에서 볼 수 있듯이, 산소 농도의 변화(921)가 혈중 산소 농도에 미치는 영향은 시간 경과에 따라 점진적이고, 추정된 혈중 산소 농도는 t1으로부터 t3으로 시간이 경과함에 따라 증가한다.
도 2b는 시간 경과에 따른 호흡 가스의 산소 농도의 예시적인 감소(단계적 변화로 나타남)(예: 컨트롤러에 의해 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어하는 것에 의해), 및 이것이 시간 경과에 따라 환자 혈중 산소 농도에 미치는 상응하는 영향을 도시한다.
시간 t1에서 컨트롤러(13)는 초기 산소 농도(930)로부터 단계적 변화(931)를 통해 더 낮은 타겟 산소 농도(932)로 호흡 가스의 산소 농도를 제어한다. 시간 경과에 따른 혈중 산소 농도에서 볼 수 있듯이, 산소 농도의 변화(931)가 혈중 산소 농도에 미치는 영향은 시간 경과에 따라 점진적이고, 추정된 혈중 산소 농도(933)는 t1으로부터 t3으로 시간이 경과함에 따라 감소한다. 시간 t4는 호흡 가스의 산소 농도 변화가 추정 혈중 산소 농도(933)에 완전히 영향을 미친 시간을 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 시간 경과에 따른 산소 농도의 단일 단계적 변화를 도시한다. 컨트롤러가 시간 주기 동안 일련의 변경들을 실행할 수 있다는 것이 이해될 것이다(예: 도 3에 도시된 바와 같이).
도 3은 시간 경과에 따른 호흡 가스의 산소 농도의 일련의 예시적인 변화들(예: 컨트롤러가 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어), 및 이것이 시간 경과에 따라 환자 혈중 산소 농도에 미치는 상응하는 효과를 도시한다.
시간 t1에서 컨트롤러(13)는 단계적 변화(939)를 통해 더 높은 호흡 가스의 산소 농도로 호흡 가스의 산소 농도를 제어한 다음, t2에서 더 높은 호흡 가스의 산소 농도로 추가 단계적 변화(939')가, t3에서 더 낮은 호흡 가스의 산소 농도로 추가 단계적 변화(939'')가, t4에서 더 낮은 호흡 가스의 산소 농도로 추가 단계적 변화(939''')가 뒤따른다.
컨트롤러(13)는 환자 혈중 산소 농도의 제어에 기초하여 호흡 가스의 산소 농도에 대한 이러한 변경들을 실행할 수 있다(위에서 설명됨).
컨트롤러(13)는 호흡 가스의 타겟 산소 농도에 도달하기 위해 이러한 변경들을 실행할 수 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 3은 단계적 변화들에 따른 호흡 가스의 산소 농도 변화를 도시하지만, 이러한 변화들은 시간 주기동안(over a time period) 발생할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 호흡 가스의 산소 농도의 제어는 연속적일 수 있다.
장치(10)의 동작 동안, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도를 저장된 산소 농도 데이터로서 저장할 수 있다.
*컨트롤러(13)는 또한 연관된 타임스탬프를 저장할 수 있다. 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도 및 연관된 타임스탬프를 저장된 산소 농도 데이터로서 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장된 산소 농도 데이터는 각각의 산소 농도가 연관된 타임스탬프를 가지는 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함할 수 있다.
타임스탬프는 호흡 가스의 산소 농도가 측정(예: 센서에 의해)되거나 결정(예: 타겟으로 계산됨)된 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값의 결정이 더 자세히 도시된다.
도 4a에 도시된 바와 같이 추정 미래 값의 결정은 호흡 가스의 산소 농도의 단일 변화, 또는 시간 주기 경과에 따른 호흡 가스의 산소 농도의 하나 이상의 변화들의 효과에 기초할 수 있다.
블록(901)에서, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 초기 산소 농도를 결정한다. 위에서 논의된 바와 같이, 흐름 치료 장치(10)가 동작중인 경우, 이 초기 산소 농도는 주변 공기의 산소 농도보다 높을 수 있다. 대안적으로, 흐름 치료 장치(10)가 동작하지 않은 경우, 산소 농도는 주변 공기의 산소 농도와 실질적으로 동일할 수 있다.
초기 산소 농도는 가스 조성 센서로부터의 신호로부터 결정될 수 있다(위에서 설명된 것과 같이). 컨트롤러(13)는 초기 산소 농도를 결정하기 위해 가스 조성 센서로부터의 판독값들을 모니터링 할 수 있다.
블록(902)에서, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 결정한다. 위에서 논의된 바와 같이, 호흡 가스의 타겟 산소 농도는 혈중 산소 농도 컨트롤러에 의해 제공되는 타겟 산소 농도(예: FdO2)일 수 있다.
타겟 산소 농도는 가스 조성 센서로부터의 신호로부터 결정될 수 있다(위에서 설명된 것과 같이).
블록(903)에서, 컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도(예: 환자의 SpO2)를 결정한다. 일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도는 미리 결정된 시간 경과에 따라 결정될 수 있다.
블록(904)에서, 컨트롤러는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 결정한다(아래에서 더 자세히 설명됨).
컨트롤러(13)는 호흡 가스의 초기 산소 농도 및 호흡 가스의 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정에 기초하여 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도(BOC: Blood Oxygen Concentration)의 추정 미래 값은 다음의 수학식에 기초할 수 있다:
Figure pct00001
여기서: Estimated future BOC는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 값이고, Current BOC는 현재 환자 혈중 산소 농도이다. K는 공급된 가스의 산소 농도 변화 및 환자 혈중 산소 농도에 대한 영향 사이의 관계를 정의하는 인자 또는 함수이다.
Figure pct00002
Conc는 호흡 가스의 산소 농도 변화(예: 호흡 가스의 초기 산소 농도 및 호흡 가스의 타겟 산소 농도 사이의 차이)이다.
환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값은 컨트롤러가 호흡 가스의 산소 농도를 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간에 더 기초할 수 있다. 위의 수학식을 참조하면, 인자 K는 호흡 가스의 산소 농도 변화가 발생한 때로부터의 시간을 기초로 할 수 있다.
K는 예를 들어 공급된 산소의 증가가 환자 혈중 산소 농도의 상응하는 증가를 초래하는 선형 또는 비선형 함수일 수 있다.
환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값은 환자에 대한 추정된 산소 효율에 기초할 수 있다. 추정된 산소 효율은 호흡 가스의 산소 농도 변화 및 환자 혈중 산소 농도 사이의 관계의 표시(indication)이다. 환자에 대한 추정된 산소 효율은 위에서 설명된 바와 같이 인자 또는 함수 K의 일부로 포함될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값의 또다른 결정이 더 자세히 도시된다.
블록(911)에서, 컨트롤러(13)는 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이트를 업데이트할 수 있다(위에서 더 자세히 논의됨).
컨트롤러(13)는 장치의 시동으로부터, 또는 치료의 개시로부터, 또는 현재 시간 이전의 미리 결정된 양의 시간동안(예: 마지막 15분동안) 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장할 수 있다.
컨트롤러(13)는 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터를 규칙적인 시간 간격들 또는 불규칙적인 시간 간격들로 업데이트할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 컨트롤러는 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터를 실시간으로 업데이트할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터를 업데이트하는 것은 호흡 가스의 하나 이상의 추가 산소 농도들 및 연관된 타임스탬프를 추가하는 것을 포함할 수 있다(예: 타임스탬프로 측정이 이루어진 때를 따라 새로 측정된 호흡 가스의 산소 농도).
블록(912)에서, 컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도(예: 환자의 SpO2)를 결정한다.
블록(913)에서, 컨트롤러는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 결정한다(아래에서 더 자세히 설명됨).
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도(BOC)의 추정 미래 값은 다음의 수학식에 기초할 수 있다:
Figure pct00003
여기서, Estimated future BOC는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 값이고, BOC는 치료 기간 동안, 또는 미리 결정된 시간 동안의 환자의 혈중 산소 농도(예: 측정된 혈중 산소 농도)이고, O2 Conc는 치료 기간 동안, 또는 미리 결정된 시간 동안의 호흡 가스의 산소 농도(예: 타겟 산소 농도)이고, C는 상수 및/또는 함수(예: 환자의 산소 효율 및/또는 헤모글로빈 포화 함수)를 포함할 수 있다.
이 수학식은 추정 미래 BOC가 환자 혈중 산소 농도, 호흡 가스의 산소 농도 및 상수 및/또는 함수 C의 함수임을 보여준다.
일부 실시 예들에서, 컨트롤러는 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터, 및 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정에 기초하여 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성된다.
저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터의 호흡 가스의 산소 농도들은 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중될 수 있다.
컨트롤러는 호흡 가스의 산소 농도들의 일련의 변화들이 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터에 있다고 결정할 수 있다.
타임스탬프에 기초한 가중치는 호흡 가스의 산소 농도 변화가 발생한 이후 시간에 반비례할 수 있다.
즉, 이러한 변경들의 효과가 환자 혈중 산소 농도에 대해 이미(적어도 부분적으로) 실현되었을 수 있으므로, 상대적으로 더 오래된 변경들은 상대적으로 더 최근의 변경들에 비해 혈중 산소 농도의 미래 값의 계산에서 상대적으로 더 낮은 가중치가 할당될 것이다.
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도(BOC)의 추정 미래 값은 호흡 가스의 산소 농도의 변화들의 합을 기초로 할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값의 또다른 결정이 더 자세히 도시된다.
블록(916)에서, 컨트롤러(13)는 추정 업데이트 단계를 실행한다.
추정 업데이트 단계는 장치(10)의 하나 이상의 변수들을 결정하고 그에 따라 호흡 가스의 산소 농도 변화들의 합을 업데이트하도록 구성될 수 있다.
블록(917)에서, 컨트롤러(13)는 환자 혈중 산소 농도를 결정한다.
블록(918)에서, 컨트롤러(13)는 (블록(916)의 추정 업데이트 단계에서 업데이트된)산소 농도 변화들의 합에 기초하여 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을 추정한다.
추정 업데이트 단계(916)는 도 4d에 더 자세히 도시되어 있다.
블록(990)에서, 호흡 가스의 산소 농도 변화들의 현재 합에 감쇄 인자(decay factor)가 적용된다.
감쇄 인자는 환자 혈중 산소 농도에 영향을 미친 호흡 가스의 산소 농도 변화들을 설명하기 위해 각각의 추정 업데이트 단계에서 호흡 가스의 산소 농도 변화들의 합을 감소시킨다(decays).
블록(991)에서, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도를 결정한다. 위에서 논의된 바와 같이, 호흡 가스의 산소 농도는 측정된 산소 농도(예: 가스 조성 센서에 의해 측정된 바와 같이) 또는 타겟 산소 농도(즉, 컨트롤러(13)에 의해 설정된 바와 같이)일 수 있다.
블록(992)에서, 컨트롤러(13)는 이전(previous) 추정 업데이트에서 호흡 가스의 산소 농도를 결정한다.
블록(993)에서, 컨트롤러(13)는 이전 추정 업데이트에서 호흡 가스의 산소 농도 및 호흡 가스의 산소 농도 사이의 차이를 결정한다.
블록(994)에서, 컨트롤러(13)는 이전 추정 업데이트에서 호흡 가스의 산소 농도 및 호흡 가스의 산소 농도 사이의 차이를 추가함으로써 호흡 가스의 산소 농도 변화들의 합, 및 호흡 가스의 산소 농도 변화의 감소된 합을 업데이트한다.
호흡 가스의 산소 농도 변화들의 합은 아직 환자의 혈중 산소 농도에 영향을 미치지 않은 사용자에게 제공되는 산소의 변화를 나타낼 수 있다.
환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값은 환자의 산소 효율, 및/또는 헤모글로빈 포화 함수에 기초할 수 있다.
추정 업데이트 단계는 다음의 수학식에 의해 표시될 수 있다.
Figure pct00004
여기서,
Figure pct00005
는 현재 추정 업데이트 단계에서(시간 t에서)의 호흡 가스의 산소 농도의 변화들의 합,
Figure pct00006
는 감쇄 인자,
Figure pct00007
는 이전 추정 업데이트 단계에서(시간 t-1에서)의 호흡 가스의 산소 농도의 변화들의 합,
Figure pct00008
는 현재 추정 업데이트 단계에서(시간 t에서)의 호흡 가스의 산소 농도,
Figure pct00009
는 이전 추정 업데이트 단계에서(시간 t-1에서)의 호흡 가스의 산소 농도이다.
컨트롤러(13)는 규칙적인 시간 간격들, 또는 불규칙적인 시간 간격들에서 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 컨트롤러(13)는 추정 업데이트 단계를 약 0.5초마마다 내지 약 2초마다, 또는 1초마다 내지 약 1.5초마다, 또는 0.5초마다, 또는 1초마다, 또는 1.5초마다 실행하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 감쇄 인자는 지수(exponential) 감쇄를 제공할 수 있다.
감쇄 인자는 추정 업데이트 단계들 사이의 시간에 기초할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 호흡 가스의 산소 농도의 임의의 변화가 45초 내에 원래 값의 36%로 감쇄된 진폭을 가지도록 감쇄 계수가 선택될 수 있다.
저장된 산소 농도 데이터는 호흡 장치에 의해 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송될 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 혈중 산소 농도 알람 범위와 비교하도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값이 상기 혈중 산소 농도 알람 범위 내에 있지 않은 경우 알람 출력을 발생시킬 수 있다.
예를 들어, 도 5a에서, 혈중 산소 농도 알람 범위는 상위 혈중 산소 농도 알람 임계치(996), 및 하위 혈중 산소 농도 알람 임계치(997)를 포함할 수 있다.
알람 출력은 추정 미래 값과 상위 혈중 산소 농도 알람 임계치(996)(또는 하위 혈중 산소 농도 알람 임계치(997))사이의 차이, 및 시간 측정에 기초할 수 있다.
알람 출력이 발생되는 데 걸리는 시간은 차이에 반비례할 수 있다. 예를 들어, 차이가 상대적으로 작은 경우 알람이 활성화되는 데 더 오랜 시간이 걸릴 수 있고, 차이가 상대적으로 더 큰 경우 알람이 활성화되는 데 더 짧은 시간이 걸릴 수 있다.
일부 실시 예들에서, 추정 혈중 산소 농도가 알람 임계치에 가까운 경우, 알람이 활성화되는 데 상대적으로 긴 시간이 걸릴 것이다.
일부 실시 예들에서, 추정 혈중 산소 농도가 알람 임계치로부터 먼 경우, 알람이 활성화되는 데 상대적으로 더 짧은 시간이 걸릴 것이다.
상위 혈중 산소 농도 알람 임계치(996) 및/또는 하위 혈중 산소 농도 알람 임계치(997)는 컨트롤러가 호흡 가스의 산소 농도를 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간에 기초할 수 있다. 예를 들어, 하위 혈중 산소 농도 알람은 시간 경과에 따라 증가할 수 있다.
알람 임계치는 타겟 산소 농도의 변화량(예: 타겟 산소 농도 및 초기 산소 농도 사이의 차이)에 기초하여 결정될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 알람 임계치는 결정되거나 타겟 산소 농도일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 알람 임계치는 가스의 현재 산소 농도로 결정될 수 있다.
알람 임계치는 타겟 혈중 산소 농도에 기초할 수 있다.
예를 들어 도 5b에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값과 혈중 산소 농도 알람 임계치(998)의 비교에 기초하여 알람 출력을 발생시키도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값이 혈중 산소 농도 임계치 위 또는 아래인 경우 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성될 수 있다.
알람 임계치는 컨트롤러가 호흡 가스의 산소 농도를 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간에 기초할 수 있다.
알람 출력은 호흡 치료 장치와 통신하는, 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송될 수 있다.
알람 임계치는 타겟 산소 농도의 변화량(예: 타겟 산소 농도 및 초기 산소 농도 사이의 차이)에 기초하여 결정될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 알람 임계치는 결정되거나 타겟 산소 농도일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 알람 임계치는 가스의 현재 산소 농도로 결정될 수 있다.
알람 범위는 타겟 산소 농도를 기초로 할 수 있다.
알람 출력은 호흡 치료 장치와 통신하는, 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송될 수 있다.
혈중 산소 농도 알람 임계치는 타겟 산소 농도에 기초할 수 있다. 예를 들어, 혈중 산소 농도 알람 임계치는 타겟 혈중 산소 농도로부터의 미리 결정된 양, 또는 백분율 차이일 수 있다.
컨트롤러는 또한 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위 내에서 호흡 가스의 산소 농도에 대한 임의의 추가적으로 가능한 변화가 환자 혈중 산소 농도에 미치는 영향을 결정하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 타겟 산소 농도 범위의 상위 타겟 산소 농도가 호흡 가스의 산소 농도보다 더 높은 경우, 컨트롤러는 호흡 가스의 산소 농도의 상위 타겟 산소 농도로의 증가가 환자 혈중 산소 농도에 미치는 영향을 결정할 수 있다.
알람 출력은 아래에 더 자세히 설명된다.
도 6을 참조하면, 대응하는 타겟 산소 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 최대 또는 최소 미래 값의 결정이 더 자세히 도시되어 있다.
최대 또는 최소 미래 값은 호흡 가스의 산소 농도의 임의의 변화의 영향이 환자 혈중 산소에 실현된 후일 수 있다(예: 환자의 혈중 산소 농도가 더 이상 변하지 않거나, 정상 상태에 도달할 때).
블록(941)에서, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위를 결정한다(위에서 더 자세히 설명됨). 예를 들어, 타겟 산소 농도 범위는 사용자로부터의 입력으로 제공될 수 있거나 컨트롤러(13) 또는 다른 장치의 컨트롤러(13)에 의해 결정될 수 있다.
블록(942)에서, 컨트롤러(13)는 환자 혈중 산소 농도를 결정한다(예: 맥박 산소측정기와 같은 센서로)
블록(943)에서, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도를 결정한다. 컨트롤러(13)가 호흡 가스의 산소 농도를 변경 또는 제어하는 과정에 있는 경우, 호흡 가스의 산소 농도는 호흡 가스의 타겟 산소 농도일 수 있다.
블록(944)에서, 컨트롤러(13)는 환자 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값을 결정한다. 환자 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값은 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위, 호흡 가스의 현재 산소 농도, 및 현재 환자 혈중 산소 농도를 기초로 할 수 있다.
도 7은 초기 산소 농도(920)로부터 타겟 산소 농도(921)로 산소 농도를 제어하는 컨트롤러(13)의 예를 도시한다. 타겟 산소 농도(921)는 타겟 산소 농도 범위 내에 있을 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 타겟 산소 농도 범위는 상위 타겟 산소 농도(935) 및/또는 하위 타겟 산소 농도(936)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(13)는 상위 타겟 산소 농도(935) 및 타겟 산소 농도(921) 사이의 차이를 결정할 수 있다(참조번호 937로 도시됨).
컨트롤러(13)는 하위 타겟 산소 농도(936) 및 타겟 산소 농도(921) 사이의 차이를 결정할 수 있다(참조번호 938로 도시됨).
컨트롤러(13)는 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값을 계산하도록 구성될 수 있다. 즉, 장치가 여전히 타겟 산소 농도 범위 내에 있는 동안 제공할 수 있는 제공된 산소 농도의 가능한 추가적인 변경을 감안하여 환자의 혈중 산소 농도의 최대 또는 최소 미래 값의 추정을 계산한다.
이 추정 최대 또는 최소 미래 값은 장치가 사용자에 의해 입력된 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위 내에서 환자의 혈중 산소 농도에 대해 제공할 수 있는 추정된 효과에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 데 있어서 유용할 수 있다. 예를 들어, 추정 최대 또는 최소 미래 값이 사용자가 수용할 수 없는 경우 사용자에게 통지되어 시스템의 입력 파라미터들을 변경하거나 치료를 수정할 수 있다.
컨트롤러(13)는 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성될 수 있다. 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값은 타겟 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이, 및 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정에 기초할 수 있다.
환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값은 추가적으로 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정에 기초할 수 있다.
환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값의 결정들은 환자 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 결정하기 위해 위에서 설명된 방법들의 측면들을 포함할 수 있다.
환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값은 과거에 발생한 호흡 가스의 산소 농도 변화들(예: 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터), 및 미래에 발생할 수 있는 잠재적 변화들(예: 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위 내에서 호흡 가스의 산소 농도 제어에서 발생할 수 있는 변화들)에 기초할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도(BOC)의 최대 추정 미래 값은 다음의 수학식을 기초로 할 수 있다:
Figure pct00010
여기서,
Figure pct00011
는 대응하는 타겟 산소 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 값, Current BOC는 현재 환자 혈중 산소 농도, P는 보충 가스의 산소 농도의 추가적인 잠재 증가, 및 환자 혈중 산소 농도에 미치는 영향 사이의 관계를 정의하는 인자 또는 함수, Upper target O2 conc는 상위 타겟 산소 농도(타겟 산소 농도 범위의 선택적으로), Current O2 conc는 호흡 가스의 현재 산소 농도이다.
컨트롤러(13)는 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성될 수 있다. 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값은 타겟 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이, 및 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정에 기초할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도의 최대 추정 미래 값은 다음의 수학식을 기초로 할 수 있다:
Figure pct00012
여기서, Current BOC는 현재 환자 혈중 산소 농도, Q는 보충 가스의 산소 농도의 추가적인 잠재적 감소, 및 환자 혈중 산소 농도에 미치는 영향 사이의 관계를 정의하는 인자 또는 함수, Lower target O2 conc는 타겟 산소 농도 범위의 선택적으로, 하위 타겟 산소 농도, Current O2 conc는 호흡 가스의 현재 산소 농도이다.
도 8a는 상위 타겟 산소 농도(935) 및 하위 타겟 산소 농도(936)에 의해 정의된 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위를 도시한다.
환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 또는 최대 미래 값의 계산의 예시가 도 8a 및 도 8b에 도시되어 있다. 도 8a는 시간 경과에 따른 호흡 가스의 산소 농도(922)를 도시한다. 이 예에서 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 산소 농도(922)를 일정한 값(즉, 변화가 없음)으로 제어하고 있다.
호흡 가스의 산소 농도(922)는 시간 경과에 따른 환자의 혈중 산소 농도(932)에 대응한다. 호흡 가스의 산소 농도(922)가 일정하므로 환자의 혈중 산소 농도(932)가 된다.
위에서 설명된 바와 같이, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 상위 타겟 산소 농도(935) 및 호흡 가스의 산소 농도(922)(예: 호흡 가스의 현재 산소 농도) 사이의 차이(937)를 계산할 수 있다. 그러면 이 차이(937)는 환자 혈중 산소 농도(923)를 나타내는 측정과 함께 환자의 혈중 산소 농도의 최대 미래 값(950)을 추정하기 위해 사용될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 하위 타겟 산소 농도(936) 및 호흡 가스의 산소 농도(922)(예: 호흡 가스의 현재 산소 농도) 사이의 차이(938)를 계산할 수 있다. 그러면 이 차이(938)는 환자 혈중 산소 농도(923)를 나타내는 측정과 함께 환자의 혈중 산소 농도의 최소 미래 값(951)을 추정하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값은 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같이 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값에 기초(산소 농도의 최근 변화에 기초)할 수 있다. 이것은 호흡 가스의 산소 농도의 과거 또는 최근 변화들을 설명하기 위해 환자의 혈중 산소 농도의 최대 또는 최소 미래 값의 추정을 허용한다(위에서 설명된 바와 같이).
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값은 저장된 호흡 기체 산소 농도 데이터에 기초할 수 있다(위에서 더 자세히 설명됨).
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값은 호흡 기체의 산소 농도 변화들의 합을 기초로 할 수 있다(위에서 더 자세히 설명됨).
환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값은 추가로 환자 혈중 산소 농도를 나타내는 측정 및 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 기초로 할 수 있다(위에서 설명된 바와 같이).
도 9a를 참조하면, 호흡 가스의 타겟 산소 농도에 대응하는, 환자의 혈중 산소 농도의 최대 또는 최소 미래 값의 결정이 더 자세히 도시된다.
블록(960)에서, 컨트롤러(13)는 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터를 업데이트할 수 있다(위에서 더 자세히 논의된 바와 같이).
컨트롤러(13)는 기계의 작동으로부터, 또는 치료의 개시로부터, 또는 현재 시간으로부터 미리 결정된 양의 시간 동안(예: 마지막 15분 동안) 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장할 수 있다.
컨트롤러(13)는 규칙적인 시간 간격들 또는 불규칙적인 시간 간격들로 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 컨트롤러는 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터를 실시간으로 업데이트할 수 있다.
블록(961)에서, 컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도(예: 환자의 SpO2)를 결정한다.
블록(962)에서, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위를 결정한다(위에서 더 자세히 설명된 바와 같이). 예를 들어, 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위는 사용자로부터 입력으로 제공될 수 있거나 컨트롤러(13) 또는 장치의 다른 컨트롤러(13)에 의해 결정될 수 있다.
블록(963)에서, 컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값을 계산한다(본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이).
일부 실시 예들에서, 환자의 혈중 산소 농도(BOC)의 추정 최대 또는 최소 미래 값은 다음의 수학식에 기초할 수 있다:
Figure pct00013
여기서, Estimated maximum or minimum future BOC는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값, BOC는 치료 주기, 또는 미리 결정된 시간의 경과에 따른 환자의 혈중 산소 농도, O2 Conc는 치료 주기, 또는 미리 결정된 시간의 경과에 따른 호흡 가스의 산소 농도, Target O2 Conc는 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위이고, C는 상수들 및/또는 함수들(예: 및 환자의 산소 효율, 및/또는 헤모글로빈 포화 함수)을 포함할 수 있다.
이 수학식은 추정 최대 또는 최소 BOC가 환자 혈중 산소 농도, 호흡 가스의 산소 농도, 호흡 가스의 산소 농도 범위, 및 상소들 및/또는 함수들 C의 함수임을 보여준다.
일부 실시 예들에서, 컨트롤러는 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터에 기초하여 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값, 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위, 및 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 계산하도록 구성된다.
저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터의 호흡 가스의 산소 농도들은 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중될 수 있다.
컨트롤러는 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터에 있는 호흡 가스의 산소 농도들의 일련의 변화들을 결정할 수 있다.
타임스탬프에 기초하는 가중치는 호흡 가스의 산소 농도 변화가 발생한 이후 시간에 반비례할 수 있다.
즉, 이러한 변경들의 효화가 이미(적어도 부분적으로) 환자 혈중 산소 농도에 대해 실현되었을 수 있으므로, 상대적으로 더 최근의 변경들에 비교하여, 상대적으로 더 오래된 변경들은 추정 최대 또는 최소 미래 혈중 산소 농도의 계산에서 상대적으로 더 낮은 가중치가 할당될 것이다.
도 9b를 참조하면, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 또는 최소 미래 값의 또 다른 결정이 더 자세히 도시된다.
블록(970)에서, 컨트롤러(13)는 추정 업데이트 단계를 실행한다(위에서 더 자세히 논의되고 도 4c에 도시된 바와 같이).
블록(971)에서, 컨트롤러(13)는 환자 혈중 산소 농도를 결정한다.
블록(972)에서, 컨트롤러(13)는 호흡 가스의 타겟 산소 농도 범위를 결정한다.
블록(973)에서, 컨트롤러(13)는 (블록(916)의 추정 업데이트 단계에서 업데이트된) 산소 농도의 변화들의 합에 기초하여 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을 추정한다.
컨트롤러(13)는 호흡 가스의 상위 타겟 산소 농도(935) 및 호흡 가스의 산소 농도(922)(예: 호흡 가스의 현재 산소 농도) 사이의 차이(937)를 계산할 수 있다. 그러면 이 차이(937)는 환자의 혈중 산소 농도의 최대 미래 값(950)을 추정하기 위해, 호흡 가스의 산소 농도 변화들의 합, 및 환자 혈중 산소 농도(923)를 나타내는 측정과 함께 사용될 수 있다.
컨트롤러(13)는 호흡 가스의 하위 타겟 산소 농도(936) 및 호흡 가스의 산소 농도(922)(예: 호흡 가스의 현재 산소 농도) 사이의 차이(938)를 계산할 수 있다. 그러면 이 차이(938)는 환자의 혈중 산소 농도의 최소 미래 값(951)을 추정하기 위해, 호흡 가스의 산소 농도 변화들의 합, 및 환자 혈중 산소 농도를 나타내는 측정과 함께 사용될 수 있다.
추정 최대 미래 값/및 또는 추정 최소 미래 값은 실시간으로 업데이트될 수 있다. 이런 방식으로 추정 최대 미래 값/및 또는 추정 최소 미래 값은 장치(10)의 동작 시간 동안 지속적으로 업데이트될 수 있다.
추정 최대 미래 값/및 또는 추정 최소 미래 값은 산소 효율 비율에 기초할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 산소 효율 비율(위에서 설명된 산소 효율 비율 포함)은 사용자에 의해 입력될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 산소 효율 비율은 측정된 혈중 산소 농도 및 호흡 가스의 하위 타겟 산소 농도(또는 호흡 가스의 상위 타겟 산소 농도)에 기초하여 계산될 수 있다.
다른 실시 예들에서, 흐름 치료 장치(10)는 환자와 연관된 산소 효율을 결정할 수 있다.
시스템은 다른 파라미터들과 함께, 환자의 산소 효율(ξO2)의 추정을 계산할 수 있다. 일반적으로, 산소 효율은 환자의 측정된 혈중 산소 농도(예: SpO2) 및 호흡 가스의 측정된 산소 농도(예: FdO2)를 기초로 계산될 수 있다. 한 구성에서, 산소 효율은 환자의 측정된 SpO2를 측정된 FdO2로 나눈 것에 기초하여 결정될 수 있다.
보충 산소가 필요한 환자는 건강한 개인보다 더 낮은 산소 효율을 가질 수 있다. 예를 들어, 건강한 개인에 있어서, FdO2의 변화는 산소 효율이 낮은 환자 SpO2에 비해 SpO2의 두 배의 변화를 유발할 수 있다. 환자의 산소 효율을 측정하면 폐루프 산소 제어 시스템을 더 효율적으로 실행할 수 있다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(13)는 환자에 대한 산소 효율을 계산할 수 있다. 컨트롤러는 측정된 SpO2 값을 수신할 수 있다. 측정된 FdO2 값은 가스 조성 센서들로부터 수신할 수 있다. 그러면 순간(instantaneous) 산소 효율은 측정된 SpO2 및 측정된 FdO2를 기초로 계산될 수 있다. 그러면 환자의 전체 산소 효율은 순간 산소 효율 데이터에 러닝(running) 필터를 적용하여 추정될 수 있다. 순간 산소 효율 데이터를 필터링하면 환자의 전체 산소 효율의 추정의 변동을 줄일 수 있다. 컨트롤러는 최근 데이터의 우선순위를 지정할 수도 있다. 순간 산소 효율 데이터는 맥박 산소측정기의 신호 품질에 따라 가중치가 부여될 수 있으므로, 낮은 신호 품질의 데이터로부터 만들어진 순간 산소 효율의 측정이 환자의 전체 산소 효율의 추정에 감소된 영향을 가질 수 있다. 순간 산소 효율 데이터는 FdO2에 대한 최근 변화들의 크기를 기초로 가중치가 부여될 수 있으므로, FdO2의 큰 변화에 따른 데이터로부터 만들어진 순간 산소 효율의 측정들은 환자의 전체 산소 효율의 추정에 감소된 영향을 가질 수 있다. 이는 FdO2가 변경된 시점 및 SpO2가 변경된 시점 사이의 지연 때문이다. 컨트롤러는 환자의 산소 효율을 추정할 때 환자가 캐뉼라를 착용하고 있는지 여부 또한 고려할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 환자가 캐뉼라를 착용하지 않은 주기들의 효율 데이터를 무시할 수 있다.
디바이스는 환자의 전체 산소 효율의 추정을 지속적으로 모니터링 및 업데이트할 수 있다. 환자의 전체 산소 효율은 예측 모델, PID 계수 튜닝 및/또는 피드 포워드(feed forward) 단계의 스텝 업과 같은, 폐루프 제어 시스템의 복수의 부분들에 의해 사용될 수 있다. 환자의 순간 산소 효율 변화들의 추정으로 환자의 전체 산소 효율이 지속적으로 업데이트될 수 있다. 컨트롤러는 보충 산소가 필요한 환자의 일반적인 산소 효율을 기초로 환자의 산소 효율의 초기 추정으로 시작할 수 있다. 그 다음 데이터가 수신되면 전체 산소 효율을 업데이트할 수 있다. 산소 효율의 더 높은 추정은 FdO2의 더 작은 변화를 초래할 수 있고, 이는 환자가 너무 많은 산소를 공급받을 위험을 줄일 수 있다. 추정이 낮을 수록 FdO2가 더 크게 변경되어, 컨트롤러가 타겟 SpO2를 더 빨리 달성할 수 있지만 오버슈트가 발생할 수 있다.
일부 구성들에서, 흐름 치료 장치(10)는 환자의 산소 효율을 결정하기 위해 초기 산소 효율 계산 단계를 가질 수 있다. 일부 구성들에서, 초기 산소 효율 계산 후에 산소 효율이 업데이트되지 않는다.
컨트롤러는 알람 출력을 발생시키도록 구성될 수 있다.
알람 출력은 알람 신호를 포함할 수 있다.
알람 출력은 위에서 설명된 기능들 중 임의의 하나를 가질 수 있다.
알람 출력은 위에서 설명된 알람 출력과 조합하여 제공될 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 상위 타겟 혈중 산소 농도와 비교하고, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값이 상위 타겟 혈중 산소 농도보다 더 큰 경우 알람 출력을 발생시키도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 하위 타겟 혈중 산소 농도와 비교하고, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값이 하위 타겟 혈중 산소 농도보다 더 적은 경우 알람 출력을 발생시키도록 구성될 수 있다.
알람 출력의 알람 파라미터는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값 및 상위 타겟 혈중 산소 농도 사이의 차이의 크기에 기초할 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값을 하위 타겟 혈중 산소 농도와 비교하고, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값이 하위 타겟 혈중 산소 농도보다 더 낮은 경우 알람 출력을 발생시키도록 구성될 수 있다.
컨트롤러(13)는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값을 상위 타겟 혈중 산소 농도와 비교하고, 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값이 상위 타겟 혈중 산소 농도보다 더 큰 경우 알람 출력을 발생시키도록 구성될 수 있다.
알람 출력의 알람 파라미터는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값과 하위 타겟 혈중 산소 농도 사이의 차이의 크기에 기초할 수 있다.
알람 파라미터는 알람 지속 시간, 또는 알람 강도일 수 있다.
알람 강도는 예를 들어 알람의 심각성을 나타내는 알람의 수준일 수 있다.
알람 출력은 디스플레이에 제공될 수 있다.
디스플레이는 사용자 인터페이스를 제공하도록 구성될 수 있다.
알람 출력은 소리를 발생시키거나, 표시(예: 시각적 표시)를 제공하도록 구성될 수 있다.
알람 출력은 호흡 치료 장치와 통신하는, 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송될 수 있다.
알람 출력은 추정 최대 미래 값 및 하위 혈중 산소 농도 알람 임계치(931) 사이의 차이(또는 추정 최소 미래 값 및 상위 혈중 산소 농도 알람 임계치(930) 사이의 차이) 및 시간의 측정에 기초할 수 있다.
알람 출력이 발생되는 데 걸리는 시간은 차이에 반비례할 수 있다. 예를 들어, 차이가 상대적으로 작은 경우, 알람은 활성화되는 데 더 긴 시간이 걸릴 수 있고, 차이가 상대적으로 더 큰 경우, 알람이 활성화되는 데 더 짧은 시간이 걸릴 수 있다.
일부 실시 예들에서, 추정된 혈중 산소 농도가 알람 임계치에 가까운 경우, 알람이 활성화되는 데 상대적으로 긴 시간이 걸릴 것이다.
일부 실시 예들에서, 추정된 혈중 산소 농도가 경보 임계치로부터 먼 경우, 알람이 활성화되는 데 상대적으로 더 짧은 시간이 걸릴 것이다.
컨트롤러(13)가 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값이 타겟 혈중 산소 농도 미만의 임계 양보다 더 크다고 예측할 때 산소 부족 경고(under oxygenation warning) 알람 출력이 제공될 수 있다.
산소 부족 경고 알람은 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값이 타겟 혈중 산소 농도 미만의 임계 양보다 더 큰 산소 부족 경고 알람 출력 시간이 경과한 후 제공될 수 있다.
산소 부족 경고 알람 임계 양은 산소 부족 제1 레벨 경고에 대응하는 제1 임계치 및 산소 부족 제2 레벨 경고에 대응하는 제2 임계치를 가질 수 있고, 제1 임계치는 제2 임계치보다 크다.
산소 부족 제1 레벨 경고는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값 및 타겟 혈중 산소 농도 사이의 큰 차이를 나타낼 수 있다.
산소 부족 제2 레벨 경고는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값 및 타겟 혈중 산소 농도 사이의 더 작은 차이를 나타낼 수 있다.
산소 부족 제1 레벨 경고는 산소 부족 제2 레벨 경고와 다른 알람 파라미터를 가질 수 있다(예: 더 긴 알람 시간).
컨트롤러(13)가 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값이 타겟 혈중 산소 농도를 초과하는 임계 양보다 클 것으로 예측할 때 산소 과다 경고(over oxygenation warning) 알람 출력이 제공될 수 있다.
산소 과다 경고 알람 출력은 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값이 타겟 혈중 산소 농도를 초과하는 임계 양보다 많은 산소 과다 경고 알람 출력 시간이 경과한 후에 제공될 수 있다.
산소 과다 경고 알람 임계 양은 산소 과다 제1 레벨 경고 및 제2 임계치에 대응하는 제1 임계치, 및 제1 임계치가 제2 임계치보다 더 큰 산소 과다 제2 레벨 경고를 가질 수 있다.
산소 과다 제1 레벨 경고는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값 및 타겟 혈중 산소 농도 사이의 큰 차이를 나타낼 수 있다.
산소 과다 제2 레벨 경고는 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값 및 타겟 혈중 산소 농도 사이의 더 작은 차이를 나타낼 수 있다.
산소 과다 제1 레벨 경고는 산소 과다 제2 레벨 경고와 다른 알람 파라미터를 가질 수 있다(예: 더 긴 알람 시간).
알람 출력은 또한 아래 수학식에 따라 발생될 수 있다.
Figure pct00014
여기서,
Figure pct00015
는 알람 합,
Figure pct00016
는, 예를 들어 사용자 입력, 또는 하위 타겟 혈중 산소 농도로서의 최소 BOC 임계치, Estimated Maximum or minimum future value는 위에서 설명된 바와 같이 추정 최대 또는 최소 미래 값, β는 민감도 인자(sensitivity factor)이다.
알람 합이 임계치를 초과하는 경우 알람 출력이 발생될 수 있다.
위의 설명은 장치에 관한 것이지만, 위의 내용은 방법으로 구현될 수 있음이 이해될 것이다.
또한 전술한 바와 같은 방법을 제공하기 위해 사용되는 흐름 치료 장치가 개시되어 있다.
위에서 언급된 실시 예들은 적어도 부분적으로 보조 디바이스(2)에서 수행될 수 있다.
예를 들어 추정 최대 미래 값, 및/또는 추정 최소 미래 값, 및/또는 추정 미래 값을 계산하는 것은 호흡 보조 장치의 컨트롤러와 반대로 보조 디바이스에서 수행될 수 있다(예: 도 25에 도시된 바와 같이).
도 25에 도시된 바와 같이 보조 디바이스(2)는 디스플레이 및/또는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 예를 들어 호흡 보조 장치(1)의 컨트롤러(13)의 임의의 기능들을 수행할 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이 호흡 보조 장치는 환자의 혈중 산소의 추정 미래 값을 계산하는 데 필요한 정보를 제공하기 위해 보조 디바이스(2)에 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 호흡 보조 장치(1)는 현재 환자 혈중 산소 농도, 및 호흡 가스의 타겟 산소 농도와 같은 호흡 보조 장치(1)에 의해 측정되는 변수들을 보조 디바이스에 제공하여 보조 디바이스(2)가 계산을 수행할 수 있다.
호흡 보조 장치(1)는 또한 보조 디바이스(2)에 디스플레이 될 다른 정보(예: 환자 혈중 산소 농도, 및 호흡 가스의 타겟 산소 농도 또는 호흡 보조 장치(1)에 의해 측정되거나 계산된 다른 변수들)를 제공할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 호흡 장치(1)는 알람 출력을 보조 디바이스(2)에 통신할 수 있다(위에서 더 자세히 설명된 바와 같이).
보조 디바이스(2)는 알람을 출력할 수 있다(예: 보조 디바이스의 오디오 및/또는 디스플레이를 통한 시각적 알람 및/또는 스피커로).
일부 실시 예들에서, 보조 디바이스(2)는 알람 출력을 결정하고 호흡 보조 장치(1)에 알람 출력을 제공할 수 있다. 그 다음 호흡 장치(1)는 알람을 출력할 수 있다(위에서 설명된 바와 같이).
보조 디바이스(2)는 서버, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션 및/또는 태블릿 또는 휴대 전화와 같은 휴대 디바이스이거나 이를 포함할 수 있다.
보조 디바이스(2)는 유선 연결을 통해 또는 무선 연결(예: 블루투스 또는 NFC)을 통해 호흡 장치(1)와 통신할 수 있다.
보조 디바이스(2)에는 정보 및/또는 알람들을 디스플레이 하기 위한 앱 또는 사용자 인터페이스가 제공될 수 있다.
보조 디바이스(2)는 호흡 보조 장치의 적어도 하나의 파라미터(예: 호흡 가스의 타겟 산소 농도)를 변경하도록 구성될 수 있다.
모터 및/또는 센서 모듈 구성
흐름 치료 장치(10)의 구성이 도 11 내지 도 13에 도시되어 있다. 흐름 치료 장치는 메인 하우징(100)을 포함한다. 메인 하우징(100)은 메인 하우징 상부 새시(chassis)(102) 및 메인 하우징 하부 새시(202)를 가진다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 하부 새시(202)는 도 13 내지 도 15에 도시되고 아래에서 더 자세히 설명될 제거 가능한 또는 제거 불가능한 모터 및/또는 센서 모듈(400)을 수용하기 위한 모터 리세스(250)을 가진다. 리세스 오프닝(251)은 도 16 및 도 18에 도시되고 아래에서 더 자세히 설명될 제거 가능한 또는 제거 불가능한 모터/센서 모듈(400)을 수용하기 위해 그 후방 에지(edge)에 인접한 바닥 벽(230)에 제공된다.
도 13 내지 도 16은 모터 및/또는 센서 모듈 또는 서브-어셈블리(400)을 더 자세히 도시한다. 위에서 논의된 바와 같이, 하부 새시(202)는 모터 및/또는 센서 모듈(400)을 수용하기 위한 리세스(250)를 포함한다.
도 13 내지 도 16에 도시된 형태에서, 모터 및/또는 센서 모듈(400)은 3개의 메인 컴포넌트들의 적층된 배열을 포함한다; 서브-어셈블리(400)의 베이스(403)(이 위에 모터(402)가 위치됨), 베이스(403) 위에 위치된 출구 가스 흐름 경로 및 센싱 레이어(420), 및 커버 레이어(440).
베이스(403), 센싱 레이어(420), 및 커버 레이어(440)는 함께 조립되어 리세스(250)의 형상과 상보적인 형상을 가지는 서브-어셈블리 하우징을 형성하여 서브-어셈블리(400)가 리세스(250)에 수용될 수 있다. 베이스(402)는 서브-어셈블리(400)가 리세스(250)에 위치될 때 리세스 오프닝(250)을 닫도록 구성된다. 서브-어셈블리(400)는 예를 들어 패스너(fasteners), 클립, 또는 빠른 해제 배열과 같은 임의의 적절한 방식으로 리세스의 위치에 유지되거나, 제거 불가능한 방식으로 고정될 수 있다.
센싱 레이어는 하나 이상의 센서들이 있는 가스 흐름 경로를 포함하고, 가스 흐름 경로는 가스를 하우징의 출구 포트로 전달하도록 배열된다.
모터(402)는 임펠러(impeller)를 포함하는 임펠러 챔버를 정의하는 본체(408)를 가진다. 모터(402)는 임의의 적절한 가스 송풍기 모터일 수 있고, 예를 들어 공개된 PCT 명세서 W02013/009193에 설명된 유형의 모터 및 임펠러 어셈블리일 수 있다. 그 명세서의 내용은 참조로서 그 전체가 여기에 포함된다.
가스 출구(406)는 출구 가스 흐름 경로의 가스 주입구 및 모터의 상단에 적층된 센싱 레이어(420)와 유체 연통한다. 이 레이어(420)는 베이스(403)에 본체(422)를 고정하기 위해 베이스(403)의 복수의 장착 슬롯들(미도시)에 삽입될 수 있는 복수의 장착 레그들(425)을 포함하는 본체(422)를 포함한다. 일 구성에서, 본체(422)는 가스 출구(406)를 가스 흐름 경로의 가스 주입구 및 센싱 레이어(420)와 연결하는 가스 흐름 경로를 제어한다.
본체(422)는 센싱 및 가스 흐름 경로의 하부 부분(lower portion)(426)을 정의한다. 커버 레이어(440)는 상부 및 하부 부분(426, 446)의 형상이 실질적으로 서로 대응하는, 센싱 및 가스 흐름 경로의 상부 부분(446)을 정의하는 본체(442)를 가진다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 가스 흐름 경로는 선형의 긴(elongate) 가스 흐름 부분(428, 448)을 포함한다. 주입구는 가스 흐름 경로의 선형의 긴 부분(428, 448)의 입구 단부에 또는 이에 인접하여 위치되는 가스 흐름 경로의 접선 입구 부분(430, 450)과 유체 연통한다. 리세스(433, 453 및 434, 454)는 가스 흐름 경로의 선형의 긴 부분의 마주보는 단부들에 제공될 수 있다.
가스 흐름 출구 포트(452)는 커버 레이어(440)의 본체(442)를 통해 수직으로 연장하고, 가스 흐름 경로의 선형의 긴 부분(428, 448)의 반대쪽 출구 단부에 또는 이에 인접하여 위치된다. 가스 출구 포트(452)는 모터 리세스(250)의 상부와 유체 연통하고, 이는 차례로 가스 흐름 통로와 유체 연통한다. 다시, 리세스(250)의 벽(252) 및 천장(262) 구성에 의해, 모터/센서 모듈(400)로부터의 가스 누출이 있는 경우, 이는 전자 및 제어 장비의 대부분을 포함하는 메인 하우징(100)의 부분으로 들어가는 것보다는 대기로 방출될 것이다. 리세스(250)는 가스 출구 포트(452) 및 리세스(262)이 천장으로부터의 가스 흐름을 위한 적절한 간격을 유지하기 위해, 도 15에 도시된 바와 같이 천장(262)로부터 아래쪽으로 돌출하는 러그들(lugs)과 같은 스페이서(spacer)(들)를 포함할 수 있다.
도 14에서 모터 및/또는 센싱 모듈(400)을 통과하고 나가는 가스 흐름 경로의 적어도 일부가 구불구불하거나 구불구불한 구성을 가지는 것이 보일 수 있다. 예를 들어, 긴 부분들(428, 448)을 통한 가스 흐름 이동의 방향은 일반적으로 가스 출구 포트(452)로부터 엘보우(324)를 통한 가스 흐름 통로의 입고까지의 가스 흐름 이동의 방향과 반대이다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 커버 레이어(440)는 센싱 인쇄 회로 보드(PCB: Printed Circuit Board)(456)를 포함한다. 커버 레이어(440)는 또한 가스 흐름 경로의 긴 부분(428, 448)에 위치되는 서미스터들과 같은 하나 이상의 온도 센서들을 포함할 수 있다. 하나의 센서는 가스 온도를 측정하고 다른 하나는 중복 온도 센서로 작동할 수 있다. 대안적으로, 서미스터들 중 하나가 참조 흐름 센서로 사용될 수 있고(예: 항온 서미스터로 사용하여), 측정된 온도들은 가스 흐름 경로의 부분(428, 448)을 통한 가스 유량을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 온도 센서들은 가스 흐름에 대면하는 센싱 PCB(456)의 부분 상에 위치될 수 있다. 센싱 PCB(456)는 압력 센서들, 습도 센서들 및 이슬점 센서들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 센서들을 추가적으로 포함할 수 있다.
전자 보드들(272) 중 하나 또는 둘 모두는 센서들로부터 수신된 정보를 처리하고 센서들로부터 수신된 정보에 기초하여 장치(10)를 동작 시키기 위해 센서들과 전기적으로 통신하거나 연결될 것이다.
대안적인 구성에서, 모터/임펠러 유닛은 장치(10)로부터 원격으로 제공될 수 있다. 그 구성에서, 리세스(250)에 수용된 모듈은 가스를 고정된 엘보우(324)에 전달하여 액체 챔버(300)에 전달하기 위해 가스 흐름 경로 및 다양한 센서들만을 포함할 수 있다. 대안적인 구성에서, 리세스(250)에 수용된 모듈은 모터 및 가스 흐름 경로만을 포함할 수 있고, 센서는 포함하지 않을 수 있다.
다른 대안적인 구성에서 모터 및/또는 센서 모듈(400)은 리세스(250)로부터 제거될 수 없지만, 대신에 영구적으로 장착될 수 있다. 전기/전자 컴포넌트들로부터의 가스 격리의 이점은 여전히 해당 구성에서 제공된다.
흐름 경로는 컴팩트하고, 흐름 분리를 줄이고 흐름에 대한 저항을 줄이는 감소된 회전/급 회전(sharp turns)을 가진다.
모터 및 흐름 경로의 배열은 벽 배열로 인해 다른 격리의 레이어를 제공한다.
모듈식 모터 및/또는 센서 모듈을 이용하면 청소 및/또는 서비스를 위해 필요한 경우 모듈의 다양한 부품들을 분해할 수 있다.
유리하게는 모터 및/또는 센서 모듈에는 유출 경로가 없다. 모터 및/또는 센서 모듈이 잠재적인 누출 지점일 수 있지만, 해당 영역의 누출로 인해 산소가 대기 또는 액체 챔버로 배출된다.
도 17 내지 도 24는 밸브 모듈(4001)의 제1 구성을 도시한다. 밸브 모듈(4001)은 장치(10)의 가스 흐름 경로로 들어가는 산소 및/또는 다른 가스의 흐름을 제어하고, 장치(10)가 기류에 동반된 산소의 비율을 조절할 수 있도록 한다. 밸브 모듈은 예를 들어 오작동, 일상적인 유지, 또는 미래의 업그레이드/개선의 경우에 쉽게 제조, 조립, 서비스, 또는 교체할 수 있도록 모듈식 유닛으로 형성된다.
밸브 모듈(4001)은 메인 하우징의 하부 새시(202)에 있는 밸브 모듈 리셉터클(receptacle)(306) 내로 위쪽 방향으로 수직으로 삽입된다. 대안적인 구성들에서, 밸브 모듈은 전방 방향, 하향 방향, 후방 방향, 또는 사이드 방향과 같은 상이한 방향으로 하우징 내로 삽입 가능할 수 있다. 밸브 모듈(4001)은 밸브 모듈(4001)이 하우징에 실질적으로 수용되고 하우징의 외부로부터 접근 가능하도록 장치의 메인 하우징과 제거 가능하게 맞물릴 수 있다. 일부 구성들에서, 밸브 모듈(4001)은 메인 하우징 내에 고정될 수 있고 제거될 수 없다. 밸브 모듈(4001)의 일부는 밸브 모듈이 하우징과 제거 가능하게 결합될 때 하우징의 외벽과 실질적으로 동일 높이가 되도록 배열된다.
밸브 모듈은 모듈식이고 하우징의 외부로부터 접근할 수 있기 때문에, 밸브 모듈은 장치(10)의 상당한 분해 없이 및 장치의 하우징의 밀봉을 손상시키지 않고 교체될 수 있다. 밸브 모듈(4001)은 하우징 내에 실질적으로 수용되기 때문에, 밸브 모듈이 하우징과 맞물릴 때 밸브 모듈은 하우징과 통합되고 하우징의 크기 또는 벌크를 증가시키지 않는다. 추가적으로, 밸브(4003) 및 아래에 설명된 밸브 매니폴드(4011)와 같은 밸브 모듈의 컴포넌트들은 사용중인 장치의 메인 하우징 및 밸브 캐리어(4051) 내에 위치되기 때문에 사용중에 보호된다. 이 구성은 장치(10)가 부주의하게 두들겨지거나 떨어지는 경우 밸브 모듈 및 밸브 모듈 컴포넌트들의 손상 가능성을 상당히 감소시킨다.
밸브 모듈은 밸브 매니폴드(4011)를 통한 가스의 흐름을 제어하도록 배열된 흐름 제어 밸브(4003)를 포함한다. 밸브는 장치의 일부로의 가스의 흐름을 제어하도록 배열된다. 예를 들어, 밸브는 필터 모듈(1001)로의 가스의 흐름을 제어하도록 배열될 수 있다. 대안적으로, 밸브(4003)는 장치의 다른 부분으로의 가스의 흐름을 제어하도록 배열될 수 있다. 밸브 모듈(4001) 및 필터 모듈(1001)은 송풍기(402) 및 모터 및/또는 센서 모듈(400)의 상류에 위치된다. 일부 실시 예들에서, 밸브 모듈(4001) 및 필터 모듈(1001)은 송풍기(402)의 하류에 위치된다.
밸브(4003)는 원통형 본체(4005) 및 본체의 밸브 부재를 포함한다.
흐름 제어 밸브는 솔레노이드 밸브일 수 있고, 모터로 구동되거나, 예를 들어 압전으로 동작될 수 있다.
솔레노이드 밸브에서, 밸브 부재는 개방 및 폐쇄 위치들 사이에서 작동된다. 솔레노이드 밸브는 비례 밸브일 수 있다. 밸브를 통한 가스 흐름의 규모(extent)(즉, 밸브 오프닝의 크기로 인한)는 밸브에 공급되는 전류와 관련이 있다.
대안적으로, 솔레노이드 밸브는 변조된(modulated) 입력 신호로 제어되어, 밸브가 개방 및 폐쇄 위치들 사이에서 변조되도록 할 수 있다.
밸브(4003)는 니들 밸브, 플런저(plunger) 밸브, 게이트 밸브, 볼 밸브, 버터플라이 밸브, 글로브 밸브 등일 수 있다. 밸브는 압력 보상 유형일 수 있다.
일부 구성들에서, 밸브는 평상시 닫혀 있는 밸브이다; 즉, 밸브는 전원이 꺼지면 닫힌다. 이는 장치의 전원이 꺼질 때 연결된 가스 공급 라인이 지속적으로 산소 또는 다른 가스를 방출하는 것을 방지할 수 있다. 일부 대체적인 구성들에서, 밸브는 정상-개방 밸브이다.
일부 구성들에서, 밸브(4003)는 전기적으로 작동되는 비례 솔레노이드 밸브이다. 예를 들어, 밸브는 독일 에리그하임(Erligheim)의 Staiger GmbH & co. KG에서 입수할 수 있는 μProp 밸브일 수 있고, 뉴 저지의 Emerson/Asco Valves에서 입수할 수 있는 Asco 202 시리즈 Preciflow 밸브일 수 있고, 또는 임의의 다른 적절한 유형의 밸브일 수 있다.
밸브는 동축 주입구-출구 구성을 가질 수 있다.
밸브 모듈(4001)은 밸브 매니폴드 가스 주입구(4017) 및 하나 이상의 밸브 매니폴드 가스 출구들(4019) 사이의 가스 흐름 경로(4015)를 정의하는 본체(4013)를 가지는 밸브 매니폴드(4011)를 포함한다. 밸브 매니폴드의 가스 주입구(4017)는 밸브 매니폴더의 단부에 또는 밸브 매니폴드 단부를 향하여 축 방향으로 위치된다. 일부 구성들에서, 밸브 매니폴드(4011)는 밸브 매니폴드 상에 방사상으로 위치된, 단일 가스 출구(4019)를 가진다. 일부 구성들에서, 밸브 매니폴드(4011)는 밸브 매니폴드 주위에 방사상으로 위치된 복수의 밸브 매니폴드 가수 출구들(4019)을 포함한다. 밸브 매니폴드 출구들(4019)은 밸브 매니폴드 가스 주입구(4017)로부터 필터 모듈(1001)의 가스 주입구로 가스를 전달하도록 배열된다. 출구(들)(4019)의 방사상 배열은 산소(또는 다른 가스)를 필터 모듈 쪽으로 향하게 하여 산소 손실을 최소화하고 비말 동반 효율을 향상시키는 데 도움이 된다. 밸브(4003)는 밸브 매니폴드 가스 주입구(4017)로부터 밸브 매니폴드 가스 출구(들)(4019)로의 가스 흐름을 제어하도록 배열된다. 밸브가 '폐쇄'되면, 가스 주입구(4017)로부터 가스 출구(들)(4019)로의 가스 흐름이 방지된다. 밸브가 '열리면', 가스 주입고(4017)로부터 가스 출구(들)(4019)로의 가스 흐름이 가능해진다.
가스 주입구의 반대편에 있는 밸브 매니폴드(4011)의 단부(4018)는 밸브(4003)를 수용하고 밸브 및 밸브 매니폴드가 유체 연통하도록 밸브(4003)와 밀봉식으로 맞물린다. 단부(4018)는 밸브에 장착하기 위한 플랜지(flange)(4023)를 포함한다. 플랜지(4023)는 밸브(4003)에 매니폴드를 고정하기 위한 패스너들(4023F)을 수용하는 구멍들(4023A)을 가진다. 밸브(4003)와 밸브 매니폴드(4011) 사이의 인터페이스의 둘레에 오-링(O-ring)(들)이 제공되어 밸브를 밸브 매니폴드와 밀봉식으로 맞물릴 수 있다.
밸브 매니폴드(4011)는 방사상으로 위치된 가스 출구들(4019)을 통해 밸브로부터 산소를 향하게/분산하게 한다. 일부 실시 예들에서, 단일 가스 출구(4019)가 밸브 매니폴드에 제공된다. 산소가 출구(들)을 통과할 때, 소음이 발생된다. 장치는 환자와 매우 가까운 의료 및/또는 가정 환경에서 사용될 수 있기 때문에, 생성되는 소음을 최소화하는 것이 바람직하다.
추가적으로 또는 대안적으로, 후드(hood), 덕트(duct), 또는 채널은 소음을 줄이기 위해 밸브 매니폴드 출구(들)(4019) 주위에, 그 부근에, 또는 그와 유체 연통하도록 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 거품 등은 소음을 줄이기 위해 밸브 매니폴드 출구들 주위에, 그 부근에 배치될 수 있다.
작은 필터는 밸브 매니폴드 가스 주입구(4017) 내부에 제공되어 먼지 또는 미립자들이 밸브로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
가스 주입구(4015)에 대응하는 밸브 매니폴드의 단부는 커넥터(4031)를 수용하고 연결하도록 배열된다. 도시된 형태에서, 커넥터(4031)는 회전(swivel) 커넥터이다. 대안적으로, 커넥터(4031)는 커넥터의 가스 주입구(4033)가 예를 들어 병진 운동 또는 선회 운동과 같은 상이한 방식으로 이동할 수 있도록 배열될 수 있다.
밸브 모듈(4001)은 장치의 흐름 경로의 시작 부분에 위치된다. 밸브(4003)가 열린 상태로 유지되도록 차단되어야 하는 경우(즉, 먼지, 미립자 등에 의해), 과도한 가압 산소 또는 기타 가스가 밸브 캐리어(4051)의 주변 공기 유입 오프닝(들)을 '덤프'한다(예: 도 26에서 회전 커넥터 아래에 표시된 오프닝). 이는 환자에게 과도한 압력이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 시스템은 압력 방출 밸브를 사용하지 않고 본질적으로 압력이 제한된 것으로 간주될 수 있다.
오프닝(들)(4051O)은 밸브 캐리어(4051)에 제공되어 주변 공기가 장치의 가스 흐름 경로로 유입될 수 있도록 한다. 주변 공기 흐름 경로는 밸브 근처 또는 인근을 통과한다. 도시된 형태에서, 오프닝(4051O)은 회전 커넥터의 가스 주입구 주위에 위치된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 오프닝은 밸브 캐리어의 다른 곳에 위치될 수 있다. 장치의 송풍기 모터(402)가 동작되면, 필터 모듈 및 밸브 모듈을 통해 흡입을 생성하여 주변 공기를 장치로 흡입한다. 주변 공기 흐름 경로는 밸브 모듈을 통과하고 흐름 제어 밸브로부터의 가스 흐름과 함께 주변 공기가 동반되도록 한다. 주변 공기 흐름 경로는 주변 공기가 가스의 흐름을 전달하기 위한 장치의 하나 이상의 온도 센서들을 지나 흐르도록 주변 공기를 전달하도록 구성된(adapted) 가스 출구를 가진다.
장치는 밸브 매니폴드의 가스 주입구 및 주변 공기로부터 가스를 동시에 끌어들일 수 있거나, 가스 주입구로부터 가스를 가압하면 그 가스가 필터를 통과할 수 있다. 가스는 밸브 모듈을 빠져나와 필터의 가스 주입구들로 들어간다. 장치는 가스 주입구 및 주변 공기로부터의 가스가 장치의 가스 주입구로 전달되기 전에 동적으로 동반/혼합되도록 구성될 수 있다.
밸브 모듈은 다음 중 하나 이상을 가짐으로써 밸브 모듈에 걸친 압력 강하를 최소화하도록 구성될 수 있다: 회전 커넥터 주위 및/또는 다른 곳에 위치된 주변 공기를 위한 큰 오프닝(4051O); 난류 및 원활한 흐름을 최소화하기 위한 흐름 경로(즉, 예를 들어 밸브 매니폴드 내부)의 반경/둥근/경사 에지들.
여기에 설명된 이 밸브 모듈(4001)은 밸브 모듈로부터 필터로의 가스 흐름 경로를 제공하기 위해 필터(1001)와 직접 결합하도록 배열된다. 밸브 모듈 및 필터 모듈 사이에는 호스 연결이 필요하지 않다. 이를 통해 컴포넌트들의 크기를 최소화하고 모듈식 밸브 모듈 및 필터 모듈을 쉽게 연결 및 분리할 수 있다.
여기에 설명된 필터 모듈들 및 밸브 모듈들은 장치에 다양한 가스 흐름 경로들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 밸브 모듈은 밸브 모듈 및 필터 모듈을 통해 장치의 가스 흐름 경로로 들어가는 산소의 흐름을 제어할 수 있다. 대안적으로, 밸브 모듈은 제1 서브-구획 가스 주입구(예: 도 20의 주입구(1011))에 의해 필터 모듈에 대한 대체 산소 소스의 직접 연결에 의해 우회될 수 있다. 이는 사용자가 수동으로 산소 공급을 조정하고자 할 수 있는 상황에서 실용적일 수 있다(예: 벽 공급 회전계에 의한 것과 같이).
여기에 설명된 필터 모듈들 및 밸브 모듈들은 가스 흐름을 전달하기 위한 장치들에서 별도로 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 대안적으로, 필터 및 밸브 모듈은 개선된 기능을 위해 필터 및 밸브 어셈블리로 함께 사용될 수 있다.
도시된 구성들에서, 장치(10)는 다음 중 적어도 하나에 의해 산소를 받는다: 밸브 모듈을 통해(장치에 의한 자동 산소 조절용), 또는 필터의 상부에 있는 대체 가스 주입구를 통해(수동으로 조절 가능한 산소 공급기의 부착을 허용하여-즉 벽면 공급 회전계에 의한 것과 같은).
설명된 다양한 구성들은 예시적인 구성들일 뿐이다. 임의의 구성들로부터의 임의의 하나 이상의 특징들은 임의의 다른 구성들로부터의 임의의 하나 이상의 특징들과 조합하여 사용될 수 있다.
예를 들어, 밸브 모듈에 사용되는 회전 커넥터에는 추가적인 기능이 있을 수 있다. 일부 구성들에서, 회전 커넥터는 하나보다 많은 축을 중심으로 회전하도록 배열될 수 있고; 예를 들어 서로 횡방향인 회전축들을 가진 2개의 인접한 회전 연결 부분들을 가질 수 있으므로, 회전 커넥터의 가스 주입구가 2개의 축들 주위에서 회전할 수 있다. 일부 구성들에서, 회전 커넥터는 회전 커넥터의 가스 주입구가 실질적으로 임의의 방향으로 회전할 수 있도록 하는 볼 및 소켓 배열 또는 유사한 것을 포함할 수 있다. 일부 구성들에서, 회전 커넥터는 회전 및 병진 이동 모두를 제공하도록 배열될 수 있다; 따라서 회전 커넥터의 가스 주입구가 하나 이상의 축들을 중심으로 회전할 수 있고 예를 들어 선형으로 이동할 수도 있다. 이는 예를 들어 장치의 한 쪽으로부터 다른 쪽으로와 같이, 장치의 한 부분으로부터 다른 부분으로 가스 주입구를 이동(translation)하는 데 실용적일 수 있다. 일부 구성들에서, 가스 주입구는 회전하는 대신 병진 이동하도록 배열될 수 있다.
또 다른 예로서, 모터 및/또는 센서 서브-어셈블리 리세스는 메인 하우징의 밑면에 있는 것으로 설명되지만, 대안적으로 하우징의 후면, 측면, 전면, 또는 상단에 있을 수 있다. 이러한 변형으로, 공기 및/또는 산소 주입구들은 필요에 따라 다르게 위치될 수도 있다.
다른 예로서, 하우징의 전면으로부터 챔버 베이에 삽입 및 그로부터 제거되도록 액체 챔버 및 챔버 베이(bay)가 구성되는 것보다, 액체 챔버가 하우징의 측면, 후면, 또는 상단으로부터 챔버 베이에 삽입 및 그로부터 제거되도록 구성될 수 있다.
다른 예로서, 필터 모듈들은 위에서 하우징으로 삽입되고 밸브 모듈들은 아래에서 하우징으로 삽입되는 것으로 설명되지만, 이런 컴포넌트들 중 하나 또는 둘 모두는 상부, 하부, 측면 부분, 전면부, 또는 후면 부분과 같은 하우징의 임의의 적절한 부분에 삽입될 수 있다.
필터 모듈 및 밸브 모듈은 가열 및 가습된 가스를 환자 또는 사용자에게 전달할 수 있는 흐름 치료 장치를 참조하여 설명된다. 장치는 만성 폐쇄성 폐질환(COPD: Chronic obstructive pulmonary disease)을 치료하는 데 적합할 수 있다. 장치는 가스를 높은 유량(높은 유량 치료), 특히 비강의 높은 유량 치료로 환자 인터페이스에 전달하도록 구성될 수 있다.
대안적으로, 필터 모듈 및/또는 밸브 모듈은 다른 목적을 위한 장치에서 사용될 수 있다. 장치는 높은 유량 치료 장치일 수 있거나, 낮은 유량 치료 장치일 수 있다. 특징들은 또한 양압에서 가스(가습 되거나 안된 것)를 전달할 수 있는 연속적인 기도 양압(CPAP: Continuous Positive Airway Pressure)을 제공하기 위한 장치에 제공될 수 있다.
필터 모듈 및/또는 밸브 모듈은 가습기를 필요로 하지 않고 따라서 액체 챔버(300) 또는 챔버 베이(108) 기능들을 필요로 하지 않는 장치와 함께 대안적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기 및 전자 컴포넌트들로부터 모터 및 가스 흐름 경로를 격리하는 구성은 다른 유형들의 가스 전달 장치들에 광범위하게 적용된다는 것이 이해될 것이다. '흐름 치료 장치'라는 언어는 모든 이러한 변형들을 포함하도록 의도되었다.
10: 호흡 치료 장치
12: 가습기
13: 컨트롤러
16: 환자 호흡 도관
17: 환자 인터페이스
26: 환자 센서

Claims (108)

  1. 호흡 보조 장치(respiratory assistance apparatus)에 있어서,
    환자에게 호흡 가스(breathing gases)를 제공하도록 구성되는 흐름 발생기(flow generator),
    상기 호흡 가스의 산소 농도를 제어하도록 구성되는 컨트롤러, 및
    적어도 하나의 센서
    를 포함하고,
    상기 호흡 가스는 산소 소스(source)로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 상기 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 결정하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 호흡 가스의 초기 산소 농도 및 상기 호흡 가스의 상기 타겟 산소 농도 사이의 차이, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정에 기초하여 상기 환자의 혈액 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 타겟 산소 농도에 기초하여 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에있어서,
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값은,
    상기 컨트롤러가 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 상기 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간에 더 기초하는,
    호흡 보조 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    입력을 수신하고, 상기 입력에 기초하여 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 결정하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입력은,
    상위(upper) 타겟 산소 농도 및 하위(lower) 타겟 산소 농도를 포함하는 타겟 산소 농도 범위
    를 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값을 혈중 산소 농도 알람 임계치 및/또는 혈중 산소 농도 알람 범위와 비교하고,
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값이 상기 혈중 산소 농도 알람 범위 내에 있지 않은 경우, 알람 출력을 발생시키도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 혈중 산소 농도 알람 범위는,
    상위 혈중 산소 농도 알람 임계치, 및 하위 혈중 산소 농도 알람 임계치
    를 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 혈중 산소 농도 알람 임계치는,
    상기 컨트롤러가 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 상기 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간을 기초로 결정되는,
    호흡 보조 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 임계치는,
    타겟 산소 농도의 변화량에 기초하여 결정될 수 있는,
    호흡 보조 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 임계치는,
    결정되거나 타겟 산소 농도일 수 있는,
    호흡 보조 장치.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 임계치는,
    가스의 현재 산소 농도로 결정될 수 있는,
    호흡 보조 장치.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 임계치는,
    타겟 혈중 산소 농도에 기초하는,
    호흡 보조 장치.
  13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값 및 혈중 산소 농도 알람 임계치와의 비교에 기초하는 알람 출력을 발생시키도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정된 미래 값이 상기 혈중 산소 농도 임계치 이상 또는 이하인 경우, 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 알람 임계치는,
    상기 컨트롤러가 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 상기 타겟 산소 농도로 제어한 때로부터의 시간을 기초로 하는,
    호흡 보조 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력은,
    타겟 혈중 산소 농도
    를 포함하고,
    상기 혈중 산소 농도 알람 범위는,
    상기 타겟 혈중 산소 농도에 기초하는,
    호흡 보조 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 혈중 산소 농도 임계치 및/또는 혈중 산소 농도 알람 범위는,
    상기 타겟 산소 농도 및 상기 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하는,
    호흡 보조 장치.
  18. 호흡 보조 장치에 있어서,
    환자에게 호흡 가스를 제공하도록 구성되는 흐름 발생기,
    적어도 하나의 센서, 및
    컨트롤러,
    를 포함하고,
    상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 상기 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 입력을 수신하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 상기 호흡 가스의 산소 농도를 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성되고,
    상기 입력은 상위 타겟 산소 농도, 및/또는 하위 타겟 산소 농도를 포함하는 타겟 산소 농도 범위를 포함하고,
    상기 타겟 산소 농도는 상위 타겟 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도를 포함하는 상기 타겟 산소 농도 범위 내에 있고,
    상기 컨트롤러는:
    환자의 혈중 산소 농도 및 상기 타겟 산소 농도와 상기 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이를 나타내는 상기 측정을 기초로 상기 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하거나
    환자의 혈중 산소 농도 및 상기 타겟 산소 농도와 상기 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이를 나타내는 상기 측정을 기초로 상기 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 호흡 가스의 산소 농도를 초기 산소 농도로부터 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 초기 산소 농도는,
    상기 컨트롤러가 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 상기 타겟 산소 농도로 제어하기 전의 산소 농도인,
    호흡 보조 장치.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡 보조 장치는,
    상기 타겟 산소 농도 범위를 나타내는 입력을 수신하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 타겟 산소 농도 범위는,
    사용자 인터페이스를 통한 입력인,
    호흡 보조 장치.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추정 최대 미래 값 및/또는 상기 추정 최소 미래 값은,
    추정 산소 효율에 기초하는,
    호흡 보조 장치.
  24. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추정 최대 미래 값 및/또는 상기 추정 최소 미래 값은,
    실시간으로 업데이트되는,
    호흡 보조 장치.
  25. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최대 또는 최소 미래 값은,
    산소 농도 변화의 영향이 환자 혈액 산소에 대해 실현된 후인,
    호흡 보조 장치.
  26. 호흡 보조 장치에 있어서,
    환자에게 호흡 가스를 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및
    적어도 하나의 센서
    를 포함하고,
    상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고,
    상기 장치의 동작 동안 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하도록 구성되고,
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터 - 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중됨(weighted) -, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및
    헤모글로빈 포화 함수
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  28. 호흡 보조 장치에 있어서,
    환자에게 호흡 가스를 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및
    적어도 하나의 센서
    를 포함하고,
    상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고,
    상기 장치의 동작 동안 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하도록 구성되고,
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터 - 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중됨 -,
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및
    상기 호흡 가스의 현재 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및
    헤모글로빈 포화 함수
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  30. 호흡 보조 장치에 있어서,
    호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및
    적어도 하나의 센서
    를 포함하고,
    상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고,
    상기 장치의 동작 동안 상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하도록 구성되고,
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터 - 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중됨 -,
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및
    현재 추정 단계에서 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및
    헤모글로빈 포화 함수
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서,
    상기 연관된 타임스탬프는,
    상기 호흡 가스의 상기 연관된 산소 농도가 기록 및/또는 측정 및/또는 저장된 시간
    을 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  33. 제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연관된 타임스탬프는,
    상기 호흡 가스의 상기 연관된 산소 농도가 기록 및/또는 측정 및/또는 저장된 이후 경과된 시간
    을 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  34. 제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터에서 상기 호흡 가스의 산소 농도에 대한 일련의 변화(a series of changes)를 결정하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  35. 제30항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도는,
    상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어되는,
    호흡 보조 장치.
  36. 제30항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도는,
    상기 호흡 가스의 측정된 산소 농도인,
    호흡 보조 장치.
  37. 제30항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는,
    적어도 하나의 가스 조성 센서
    를 포함하고,
    상기 가스 조성 센서는,
    상기 컨트롤러에 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  38. 제30항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    규칙적인 시간 간격들 또는 불규칙적인 시간 간격들로 상기 저장된 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 업데이트하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  39. 제30항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 컨트롤러에 의해 상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도가 업데이트 되는 때, 상기 호흡 가스의 상기 저장된 산소 농도를 업데이트하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  40. 제30항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연관된 타임스탬프에 기초하는 상기 가중은,
    감쇄 함수에 기초하는,
    호흡 보조 장치.
  41. 제30항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장된 산소 농도 데이터는,
    호흡 치료 장치와 통신하는 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송되는,
    호흡 보조 장치.
  42. 호흡 보조 장치에 있어서,
    호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및
    적어도 하나의 센서
    를 포함하고,
    상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도의 변화의 합을 유지하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성되고,
    상기 추정 업데이트 단계는:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 감쇄 함수를 적용하는 단계,
    현재 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 이전 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이를 계산하는 단계, 및
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 상기 차이를 더하는 단계
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및
    헤모글로빈 포화 함수
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  44. 호흡 보조 장치에 있어서,
    호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및
    적어도 하나의 센서
    를 포함하고,
    상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도의 변화의 합을 유지하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성되고,
    상기 추정 업데이트 단계는:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 감쇄 함수를 적용하는 단계,
    현재 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 이전 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이를 계산하는 단계, 및
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 상기 차이를 더하는 단계
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합,
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및
    현재 추정 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및
    헤모글로빈 포화 함수
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  46. 호흡 보조 장치에 있어서,
    호흡 가스를 환자에게 제공하도록 구성되는 흐름 발생기, 및
    적어도 하나의 센서
    를 포함하고,
    상기 호흡 가스는 산소 소스로부터 제공되는 보충 산소를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 센서는 컨트롤러에 상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 호흡 가스 산소 농도의 변화의 합을 유지하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성되고,
    상기 추정 업데이트 단계는:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 감쇄 함수를 적용하는 단계,
    현재 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 이전 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이를 계산하는 단계, 및
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 상기 차이를 더하는 단계
    를 포함하고,
    상기 컨트롤러는:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합,
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및
    현재 추정 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 환자의 추정 산소 효율 비율, 및
    헤모글로빈 포화 함수
    에 기초하여 상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 계산하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  48. 제42항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    규칙적인 시간 간격들 또는 불규칙적인 시간 간격들로 상기 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  49. 제42항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 추정 업데이트를 실시간으로 실행하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  50. 제42항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    주기적으로 상기 추정 업데이트를 실행하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  51. 제42항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도가 상기 컨트롤러에 의해 업데이트될 때 상기 추정 업데이트 단계를 실행하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  52. 제42항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  53. 제42항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도는,
    상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도로 제어되는,
    호흡 보조 장치.
  54. 제42항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도는,
    상기 호흡 가스의 측정된 산소 농도인,
    호흡 보조 장치.
  55. 제1항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는,
    적어도 하나의 가스 조성 센서
    를 포함하고,
    상기 가스 조성 센서는,
    상기 컨트롤러에 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 나타내는 측정을 제공하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  56. 제1항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 호흡 가스의 타겟 산소 농도를 업데이트하고, 상기 호흡 가스의 산소 농도를 초기 산소 농도로부터 상기 타겟 산소 농도로 제어하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  57. 제1항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 산소 농도는,
    산소 농도 컨트롤러에 의해 제공되는,
    호흡 보조 장치.
  58. 제1항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 또는 임의의 입력은,
    상기 타겟 혈중 산소 농도
    를 더 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  59. 제1항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟 혈중 산소 농도 또는 임의의 타겟 혈중 산소 농도는,
    범위인,
    호흡 보조 장치,
  60. 제59항에 있어서,
    상기 타겟 혈중 산소 농도는,
    상위 타겟 혈중 산소 농도 및/또는 하위 타겟 혈중 산소 농도
    를 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  61. 제59항 또는 제60항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    타겟 혈중 산소 농도 범위의 중간 점(mid point)에 기초하여 상기 타겟 산소 농도를 결정하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  62. 제59항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 타겟 혈중 산소 농도가 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도 및 상기 하위 타겟 혈중 상위 농도 내에 있도록 제어하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  63. 제1항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 환자 혈중 산소 농도를 상기 타겟 혈중 산소 농도로 제어하기 위해 상기 타겟 산소 농도를 변경하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  64. 제1항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하기 위해 산소 소스로부터 상기 호흡 가스로 제공되는 보충 산소의 양을 변경하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  65. 제1항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는,
    적어도 하나의 밸브 배열(valving arrangement)
    을 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  66. 제65항에 있어서,
    상기 밸브 배열은,
    송풍기(blower)와 유체 연통(fluid communication)하는,
    호흡 보조 장치.
  67. 제65항 또는 제66항에 있어서,
    상기 밸브 배열은,
    상기 가스 흐름으로 도입되는 산소의 양을 조정하도록 제어될 수 있는,
    호흡 보조 장치.
  68. 제1항 또는 제67항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    알람 출력을 발생시키도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 알람 출력은,
    상기 호흡 치료 장치와 통신하는 하나 이상의 서버들, 또는 환자 모니터링 유닛, 및/또는 간호사 모니터링 스테이션으로 전송될 수 있는,
    호흡 보조 장치.
  70. 제68항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 출력은,
    적어도 하나의 알람 파라미터
    를 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  71. 제68항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 미래 값, 및/또는 환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 또는 최소 미래 값에 기초하여 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  72. 제70항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값을 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도와 비교하고,
    환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값이 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도보다 낮은 경우 상기 알람 출력을 발생시키도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  73. 제68항 내지 제71항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 출력의 알람 파라미터는,
    환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최대 미래 값과 상기 상위 타겟 혈중 산소 농도 사이의 차이의 크기에 기초하는,
    호흡 보조 장치.
  74. 제68항 내지 제72항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값과 상기하위 타겟 혈중 산소 농도를 비교하고,
    환자의 혈중 산소 농도의 상기 추정 최소 미래 값이 상기 하위 타겟 혈중 산소 농도보다 낮은 경우 알람 출력을 발생시키도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  75. 제70항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 출력의 알람 파라미터는,
    환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값과 상기 하위 타겟 혈중 산소 농도 사이의 차이의 크기에 기초하는,
    호흡 보조 장치.
  76. 제70항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 파라미터는,
    알람 시간 또는 알람 강도인,
    호흡 보조 장치.
  77. 제70항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 출력은,
    디스플레이에 제공되는,
    호흡 보조 장치.
  78. 제70항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 출력은,
    디스플레이 상에 메시지를 제시하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  79. 제70항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알람 출력은,
    소리를 발생시키거나 표시(indication)를 제공하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  80. 제1항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서 또는 임의의 적어도 하나의 센서는,
    상기 컨트롤러와 전자 통신하는,
    호흡 보조 장치.
  81. 제80항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서는,
    맥박 산소 농도계(oximeter) 또는 동맥 산소 센서인,
    호흡 보조 장치.
  82. 제1항 내지 제81항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡 보조 장치는,
    가스 조성 센서
    를 더 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  83. 제82항에 있어서,
    상기 가스 조성 센서는,
    상기 컨트롤러와 전자 통신하는,
    호흡 보조 장치.
  84. 제82항 또는 제83항에 있어서,
    상기 가스 조성 센서는,
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 측정하도록 구성되는 산소 농도 센서인,
    호흡 보조 장치.
  85. 제82항 내지 제84항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 조성 센서는,
    상기 호흡 가스의 상기 초기 산소 농도를 나타내는 신호를 제공하는,
    호흡 보조 장치.
  86. 제84항 또는 제85항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 산소 농도 센서로부터 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 나타내는 산소 농도 신호를 수신하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  87. 제82항 내지 제86항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 산소 농도 센서로부터의 상기 산소 농도 신호에 기초하여 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도를 제어하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  88. 제1항 내지 제87항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    하나 이상의 프로세서들
    을 포함하고,
    상기 프로세서들은,
    컴퓨터 판독 가능 명령들로 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  89. 제1항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    적어도 하나의 메모리 요소
    를 포함하고,
    상기 메모리 요소는,
    상기 컴퓨터 판독 가능 명령들을 저장하도록 구성되는,
    호흡 보조 장치.
  90. 제89항에 있어서,
    상기 메모리 요소는,
    비-일시적인,
    호흡 보조 장치.
  91. 제1항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흐름 발생기는 송풍기 모듈이거나,
    상기 흐름 발생기는 상기 송풍기 모듈을 포함하고,
    상기 송풍기 모듈은,
    상기 가스의 흐름을 발생시키도록 구성되는 적어도 하나의 송풍기
    를 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  92. 제1항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡 보조 장치는,
    상기 알람 출력 또는 임의의 알람 출력을 디스플레이 하도록 구성되는 적어도 하나의 디스플레이
    를 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  93. 제92항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    적어도 하나의 화면
    을 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  94. 제1항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡 보조 장치는,
    가청 소리를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 소리 발생 디바이스
    를 포함하는,
    호흡 보조 장치.
  95. 제1항 내지 제94항 중 어느 한 항의 상기 호흡 보조 장치,
    도관, 및
    유저 인터페이스
    를 포함하는,
    시스템.
  96. 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 환자에게 초기 타겟 산소 농도를 가지는 호흡 가스를 제공하는 단계,
    환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계,
    상기 환자에게 타겟 산소 농도를 가지는 호흡 가스를 제공하는 단계, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을, 상기 환자의 혈중 산소 농도 및 초기 타겟 산소 농도와 상기 타겟 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  97. 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 최대 미래 값을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계,
    상기 환자에게 산소 농도를 가지는 호흡 가스를 제공하는 단계, 및
    환자의 혈중 산소 농도의 최대 미래 값을, 상기 타겟 산소 농도 범위의 상위 타겟 산소 농도 및 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  98. 타겟 산소 농도 범위에 대한 환자의 혈중 산소 농도의 최소 미래 값을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계,
    상기 환자에게 산소 농도를 가지는 호흡 가스를 제공하는 단계, 및
    환자의 혈중 산소 농도의 최소 미래 값을, 상기 환자의 혈중 산소 농도 및 상기 타겟 산소 농도 범위의 하위 타겟 산소 농도와 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이에 기초하여 계산하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  99. 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 환자에게 호흡 가스를 제공하는 단계,
    호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하는 장치의 동작 동안,
    환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을:
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정
    에 기초하여 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 복수의 산소 농도들을 포함하고,
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중되는,
    방법.
  100. 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 환자에게 호흡 가스를 제공하는 단계,
    호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하는 장치의 동작 동안,
    환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을:
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터,
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 측정, 및
    상기 호흡 가스의 현재 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이
    에 기초하여 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고,
    상기 호흡 가스의 산소 농도들은 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중되는,
    방법.
  101. 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 환자에게 호흡 가스를 제공하는 단계,
    호흡 가스 산소 농도 데이터를 저장하는 장치의 동작 동안,
    환자의 혈중 산소 농도를 측정하는 단계, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을:
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터,
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 추정, 및
    상기 호흡 가스의 현재 추정 단계에서의 상기 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이
    에 기초하여 결정하고,
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는, 상기 호흡 가스의 산소 농도들의 각각이 연관된 타임스탬프를 가지는, 상기 호흡 가스의 하나 이상의 산소 농도들을 포함하고,
    상기 저장된 호흡 가스 산소 농도 데이터는 상기 연관된 타임스탬프에 기초하여 가중되는,
    방법.
  102. 환자의 혈중 산소 농도의 미래 값을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 환자에게 호흡 가스를 제공하는 단계,
    상기 호흡 가스 산소 농도의 변화의 합을 유지하는 단계, 및
    추정 업데이트 단계를 실행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 추정 업데이트 단계는:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합에 감쇄 함수를 적용하는 단계,
    현재 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 이전 추정 업데이트 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 사이의 차이를 계산하는 단계, 및
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 차이의 상기 합에 상기 차이를 더하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  103. 제101항 또는 제102항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 미래 값을:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합, 및
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정
    에 기초하여 계산하도록 구성되는,
    방법.
  104. 제101항 내지 제103항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는:
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최대 미래 값을:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합,
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및
    상기 현재 추정 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 상위 타겟 산소 농도 사이의 차이
    에 기초하여 계산하도록 구성되는,
    방법.
  105. 제101항 내지 제104항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 환자의 혈중 산소 농도의 추정 최소 미래 값을:
    상기 호흡 가스의 상기 산소 농도의 변화의 상기 합,
    상기 환자의 혈중 산소 농도를 나타내는 상기 측정, 및
    상기 현재 추정 단계에서의 상기 호흡 가스의 상기 산소 농도 및 하위 타겟 산소 농도 사이의 차이
    에 기초하여 계산하도록 구성되는,
    방법.
  106. 제96항 내지 제105항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법을 제공하기 위해 사용되는,
    흐름 치료 장치.
  107. 제96항 내지 제105항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법을 제공하는 것을 포함하는,
    흐름 치료 장치의 용도.
  108. 제106항 또는 제107항에 있어서,
    상기 흐름 치료 장치는,
    제1항 내지 제95항 중 어느 한 항의 장치인,
    흐름 치료 장치 또는 흐름 치료 장치의 용도.
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