JP2020187129A - 一酸化窒素に曝される電気化学ガスセンサーの長期の感度変動を補償する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
較正を延期し、上記警報の作動が検出されていないかあるいは所定時間枠内に検出されていない場合には較正を実行する。
るいは所定時間枠内に操作した場合には較正を延期し、較正が実行される時刻に、1種以上の妨害ガスによってセンサー出力が閾値範囲を外れているかあるいは所定時間枠内に範囲を外れていたかを検出し、較正が実行される時刻に、センサー出力が閾値範囲を外れているかあるいは所定時間枠内に範囲を外れていた場合は較正を延期し、(i)警報の作動が検出されていないかあるいは所定時間枠内に検出されていなかった場合、(ii)使用者が治療用ガス供給システムを操作していないかあるいは所定時間枠内に操作しなかった場合、および(iii)センサー出力が範囲を外れていないかあるいは所定時間枠内に範囲を外れていなかった場合には較正を実行し、較正の実行時には較正が作動していることを示すメッセージを使用者に表示し、および/あるいは電子医療記録(electronic medical record=EMR)に較正の実施を記録して、使用者にシステムの稼働を知らせる。
され、制御された環境で使用される電気化学ガス濃度センサーの長期の感度変動を補償するシステムおよび方法に関する。治療用NOガスを患者に供給するシステムに使用される電気化学ガスセンサーの長期の感度変動を補償するために、本発明のシステムおよび方法では、患者に供給されているNOの設定投与量の変更を考慮して較正過程を用いることがある。患者に供給されるNOの設定投与量を考慮し、この較正過程では、電気化学ガスセンサーの複数回の基準値較正を開始することができる。基準値較正の頻度は、場合によって設定投与量の濃度変更の大きさ(すなわち最初の設定投与量から最終設定投与量までの濃度の変化量の絶対値)を基に決まる。このようにして電気化学ガスセンサーの敏感な変化を補償することになる。
供給および試料採取システムの概要
び方法では、人口呼吸器と共に使用されているものとしてしばしば記述する。これは単に分かり易さを目的としておりこれに限定されない。治療用ガスは治療用ガス源103から供給することができる。治療用ガス源103は治療用ガスの任意の供給源でよく、例えばシリンダー(ボンベ)(例えば、NOが入っているシリンダー)に入れられた治療用ガス、NOガス発生器などである。当然だが、他の治療用ガス供給源を用いることもできる。
トワークと同期してもよい。記憶装置は、例えばセンサー、ポンプ、弁などから、計算用および/または他の数値との比較用の数値を取得し、保存するように構成されてもよい。
ム)を記憶してもよい。このアルゴリズムが演算処理装置によって実行されると、試料採取装置および/または供給装置は種々の方法および操作を実行する。例えば供給装置は、所望の設定投与量(例えばNO濃度、PPM単位のNO)の治療用ガスを、それを必要とする患者に供給する方法を実行する。この方法では、患者に供給される治療用ガスの、例えば使用者が入力した所望の設定投与量を取得および/または決定し、患者呼吸回路の吸気部内の流量を測定し、吸気が流れている間NO含有治療用ガスを患者に供給し、吸気流量または吸気流量の変化を監視し、その後に吸気流に供給される治療用ガスの量(例えば、体積または質量)を変える。
供給サブシステムの概要
できる。呼吸回路気体(BCG)流量センサー131は供給装置と連通しており、注入モジュール123から患者102まで通る呼吸回路の吸気経路内の少なくとも患者が吸入する気体の質量および/または体積流量率を測定することができる。BCG流量センサー131は注入モジュール123に存在するように図に示されているが、その代わりに注入モジュール123の上流など、吸気部121の他の場所に設置することができる。また供給装置は、人口呼吸器104の呼吸ガスの流量を示す流量情報を、BCG流量センサー131ではなく人口呼吸器104から直接取得してもよい。
給システムは、所望の設定投与量の治療用ガスが患者に供給されていることを、供給濃度の(例えば上記の)計算によって確認することができる。加えて、治療用ガス供給システムは気体試料採取装置106を用いて、所望の設定投与量の治療用ガス(例えばNO)が患者に供給されていることを確認することができる。場合によっては、患者に供給されている治療用ガスの投与量をセンサーが正しく報告しないという問題が生じる可能性がある。
気体試料採取サブシステムの概要
置く、試料から汚染物質を除去するなどして試料ガスを調整してもよく、および/あるいは試料ガスを任意の他の所望の方法で調整することもできる。例えば、基準値較正に使用される外気(例えば外気130)は、洗浄材を用いて何らかの望ましくない気体を除去してもよい。例えばこの洗浄材は、外気を洗浄してNOおよびNO2を除去することが可能な経路中の過マンガン酸カリウム洗浄材でよい。NOおよびNO2を外気から除去すると、望ましくない気体は除去されて0PPMになるため、洗浄済の空気を0点較正に用いることができる。必要なら、類似の技術(例えば、経路中の洗浄材の使用)をスパンガスに施すこともできる。
センサーの概要
ば、電極の電圧または電流の有無による検出)。
センサーの変動
て決定する(例えば、50PPMのNOに対して、約17マイクロアンペア)。スパン点304と0点302を繋いで、このセンサーの直線較正線300を作ることができ、そのようにすることによって使用者は、NOセンサー108の出力電流に基づいて気体の濃度を決定することができる。当然だが、同様の技術を用いて複数の追加点を決定することができ、および/または他の既知の技術を用いて基準値較正線を作ることができる。このセンサーの種々の較正点の出力値を記憶装置に保存してもよい。
脱飽和
0校正およびスパン較正
値の変動を補償するために、例えばセンサーが少なくとも不飽和状態のときに、基準値較正を自動的におよび/または手動で実施して、電気化学センサーの変動を補償する新しい較正線を作成することができる。
可能性がある試料ガス流速(例えば二次的)、および/またはこれらの任意の組み合わせあるいはさらに分解したものなどである。種々の実施形態では、約5〜15秒あるいは約5〜10秒の間、ガスセンサーを気体に曝して測定値を得てもよい。
.5〜2.5ADCカウントでもよい。ADCカウントはサンプリングレート(例えば、1秒当たり測定10回)を有してもよく、ある設定時間(例えば10秒)ADCカウントをサンプリングしてもよい。例えばマイクロアンペア単位の電流を、1回0.1秒の取得時間に相当するカウント数に変換し、10秒間に発生したカウントを合計し平均してもよい。ある時間に測定されたカウント数を記憶装置に保存してもよい。監視時間中に(例えば、マイクロアンペアまたはADCカウントの)センサー出力が安定閾値を外れた場合、安定閾値内になるまで監視を続けてもよい。安定閾値では例えば、監視時間10秒間の変動は1ADCカウント以下である。少なくとも場合によって、対象ガス濃度の変化(例えば、設定投与量のNOの変化)に対するセンサーの応答は、センサーが新しいほど、および/または濃度の変更の絶対値が小さいほど(例えば、設定投与量の変更の絶対値が小さいほど)速い場合があることが分かった。したがって例示的実施形態では、本発明のシステムおよび方法をセンサー出力の種々の変化速度に適合させて、非動作時間を最小にすることができる。例えば、より詳細に後述する較正スケジュールおよび/または設定投与量変更応答アルゴリズムでは、センサー出力の種々の変化速度を考慮して、例えば非動作時間(例えば、NOセンサーの停止時間など)を最小にすることができる。センサー信号は時間と共に最終値に漸近的に近づいてもよい。監視時間および/または記録時間のセンサー出力の変化を監視することによって、センサー出力が安定閾値内にあるときに較正の結論を出してもよく、最大信号の99%内の値でもよい。
較正スケジュール(設定投与量変化)
システム制御装置による電気化学ガスセンサーの自動検出による入力でもよい。種々の実施形態では、電気化学ガスセンサーの種類は、定電位電源の監視と、電極の電圧および/または電流の変化の検出、および/またはセンサー用に構成されたソケット内の端子における電流または電圧の有無を検出することによって検出されてもよい。
変え、その後は固定することができる。図のように、基準値較正の間隔が設定投与量の変更の絶対値に対して変わるのに合わせて、較正スケジュールの基準値較正の間隔を、最初は(例えば、3、6、12時間、4、8、16時間に)変え、その後(例えば、12、16時間に)固定することができる。
値を決定し、例えば、ステップ1006では、例えば設定投与量の変更の絶対値が閾値を満たしているか判断し、および/またはステップ1008では、所望の較正スケジュールを選択することができる。設定投与量の変更の絶対値は、前の設定投与量から新しい設定投与量を差し引いた絶対値を求めることによって決定することができる。例えば、演算処理装置(治療用ガス供給システムと接続している演算処理装置)は、前の設定投与量値(例えば、50PPMのNO、0PPMのNOなど)を読み取り、新しい設定投与量(例えば、25PPMのNO、40PPMのNOなど)を前の設定投与量から差し引くことができる。決定された設定投与量の変更の絶対値を、必要なら正の値にすることができる。種々の実施形態では、設定投与量の閾値をNOの5PPMとして、再較正スケジュールの決定および/または選択を開始する。
から取得し、例えば、対象ガスが0PPMであることを示す最初および/または前回の情報を、対象ガスが0PPMであることを示す取得した情報で置き換え、初期および/または前回の較正線の傾き(例えば、最初の0点とスパン較正点とを繋いだ最初の較正線の傾き、あるいは前回の0点と前回のスパン較正点とを繋いだ前回の較正線の傾き)を用いて、新しい較正線を作成および/または既存の較正線を変更する。較正線を、基準値較正の0切片および最初の較正の傾きとして制御器記憶部に保存して、公式Y=mx+bの値を提供してもよい。「m」は傾き、「b」は0切片である。較正線を、0切片を含む較正範囲全体のデータ点の値の表として制御器記憶部に保存してもよい。基準再較正で決定された0切片の変化を用いて、その後、上記公式および/または保存されたデータ点を修正して、新しい較正線を表すこともできる。
較正の延期
っては、較正の延期が必要になる場合がある。理由は、この時間のセンサー出力を基にした新しい基準値較正は、必ずしもセンサー変動を示すとは限らず、その結果、新しい較正線が不正確になってしまう。それによって、不適切な投与情報が使用者に表示されることになる。少なくとも場合によって、このセンサー出力は破棄され、変動の補償に用いられない。種々の実施形態では、システム制御装置は、較正が実行される時刻に、1種以上の妨害ガスがセンサー出力を閾値範囲外にしているかあるいは所定時間枠内に範囲外にしたことを検出してもよく、較正が実行される時刻に、センサー出力が範囲外であるかあるいは所定時間枠内に範囲外になった場合、較正は延期され、センサー出力が範囲外ではないあるいは所定時間枠内に範囲外にならなかった場合、較正は実行される。種々の実施形態では、システム制御装置は、較正が実行される時刻に、所定時間枠内のセンサー出力が閾値範囲外であることの検出によって、1種以上の妨害ガスが較正を延期しているあるいは延期したかどうかを検出してもよく、較正が実行される時刻に、所定時間枠内のセンサー出力が依然範囲外であれば、較正は再度延期されてもよく、所定時間枠内のセンサー出力が範囲外でなければ、較正は実行されてもよい。
較正スケジュール(回数)
試料弁
状態にすることができる。3方弁を用いると、弁が第1の位置で開放されたときに、センサーを呼吸回路内のガスの試料に曝すことができ、この間、較正ガス流は遮られる。また、弁が第2の位置で開放されたとき、センサーを較正ガス(例えば調整された外気)に曝すことができ、この間、呼吸回路の試料ガス流は遮られる。上記構成を利用すると、基準値較正が実施されるときに、呼吸回路試料経路を呼吸回路および/または治療用供給システムから切り離す必要がない。このような構成が無いと、使用者は呼吸回路試料経路を呼吸回路および/または治療用供給システムから切り離さなければならない場合があり、一般に望ましくない。呼吸回路に変更を加えると、回路および回路に接続された構成要素を損傷する危険性が増え、患者に対する危険性が増え、および/または治療用ガスの患者への供給に影響を与えることがあるからである。
使用者への通知
よい。
変動の概要
温度補償
0変動となるように補償することができる。第2の感知電極の使用頻度は時間に応じて調節することができる。明らかだが、使用されるセンサー(例えば、第1の感知電極を有する第1の電気化学センサー、第2の感知電極を備える第2の電気化学センサーなど)は、3端子型(例えば補助電極無し)でもよい。
複式NOセンサー
試料ガス(濃度低減)
/または例えば弁でガスの流速を制御することによって知ることができる。
間欠監視
た本発明のどの要素および/または実施形態も、本発明の範囲から逸脱せずに再構成、分離、および/または組み合わせることができる。簡単のため、種々の要素は別々に記述されていることがある。これは単に簡単にするためであり、これに限定されない。明らかだが、場合によって見出しを使用している。これは単に簡単にするためであり、これに限定されない。
Claims (17)
- 記憶装置と通信する演算処理装置を含むシステム制御装置と、
保存されたセンサー出力電圧と一酸化窒素濃度との相関を保持する前記記憶装置と、
一酸化窒素を測定するように構成された少なくとも1つのセンサーとを含む、ガス供給システムであり、
前記システム制御装置は、センサー出力電圧と一酸化窒素濃度との相関にしたがって前記センサーの測定値を調整するように構成され、
較正は、前記センサーを一酸化窒素の濃度が0の気体に曝すことを含み、
前記システム制御装置は、較正中に検出されるセンサー出力電圧にしたがってセンサー出力電圧と一酸化窒素濃度との相関を調整するように構成された、ガス供給システム。 - 前記システム制御装置が、警報状態のときにスケジュールされたセンサーの較正を延期するよう構成された、請求項1記載のガス供給システム。
- 前記システム制御装置が、スケジュールされた較正の前の所期の間隔内において警報状態が生じたときにスケジュールされたセンサーの較正を延期するよう構成された、請求項1記載のガス供給システム。
- 前記センサーにより測定される一酸化窒素濃度を表示するように構成された表示器をさらに含む、請求項1記載のガス供給システム。
- 前記表示器が、警報状態を表示するように構成された、請求項4記載のガス供給システム。
- 較正が、前記記憶装置に保存された較正スケジュールにしたがって所期の時刻に行われる、請求項1記載のガス供給システム。
- 較正が、治療用ガスセンサーを外気に曝すことを含む、請求項6記載のガス供給システム。
- 一酸化窒素センサーの変動を補償するための方法であり、
持続性記憶装置と一酸化窒素濃度を測定するように構成された一酸化窒素センサーとを含む、一酸化窒素供給システムから一酸化窒素を供給すること、
前記持続性記憶装置にセンサー出力電圧と一酸化窒素濃度との相関を保存すること、ここで、該相関は基準電流と傾きを含む、
前記一酸化窒素センサーを介して一酸化窒素の供給を監視すること、
前記持続性記憶装置に較正スケジュールを保存すること、
較正スケジュールにしたがって較正を実行すること、ここで、較正は前記一酸化窒素センサーを一酸化窒素の濃度が0の気体に曝すことを含む、
較正中に測定された電流のずれによってセンサー出力電圧と一酸化窒素濃度との相関を調整すること、
を含む方法。 - 前記電流のずれは、一酸化窒素の濃度が0の気体についての予測電流測定値と一酸化窒素の濃度が0の気体についての実測電流測定値との電流の差である、請求項8記載の方法。
- システム制御装置によって、警報状態のときに、又は、較正の前の所期の間隔内において警報状態が生じたときに、較正を延期することをさらに含む、請求項8記載の方法。
- 較正中に第2の一酸化窒素センサーが一酸化窒素濃度を測定する、請求項8記載の方法。
- 一酸化窒素供給システムにおける一酸化窒素センサーの変動を補償するための方法であり、
前記一酸化窒素供給システムを介して一酸化窒素を供給すること、ここで、前記一酸化窒素供給システムは、システム制御装置、持続性記憶装置及び試料採取システムを含み、該試料採取システムは、一酸化窒素センサーを含み、試料経路を介して一酸化窒素濃度を監視するよう構成され、
前記持続性記憶装置に、較正スケジュールと、基準電流と傾きによって定義される較正線とを保存すること、
前記一酸化窒素センサーを介して一酸化窒素の供給を監視すること、
較正スケジュールにしたがって前記一酸化窒素センサーを一酸化窒素の濃度が0の気体に曝すことにより較正を実行すること、
較正中に前記一酸化窒素センサーによって測定される電流にしたがって較正線を調整すること、
を含む方法。 - 較正スケジュールが、較正間の所期の間隔を表す一組の値を含む、請求項12記載の方法。
- 前記較正線を調整する手順が、較正中に前記一酸化窒素センサーによって測定される電流が一酸化窒素の濃度0に相関するように前記傾きをずらすことを含む、請求項12記載の方法。
- 前記システム制御装置が、警報状態のとき、又は、較正が行われる前の所期の間隔内において警報状態が生じたときに、較正を延期するよう構成された、請求項12記載の方法。
- 較正中に第2の一酸化窒素センサーが一酸化窒素濃度を測定する、請求項12記載の方法。
- 表示器が第1の一酸化窒素センサーの測定値を表示し、かつ、較正が行われているときに第2の一酸化窒素センサー測定値を表示する、請求項16記載の方法。
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