(57)【要約】  呼吸ガス分析デバイス１０、例えばカプノグラフデバイスが開示される。カプノグラフの場合二酸化炭素測定要素などのガス測定要素２８が、少なくとも１つの呼吸ガス成分、例えば二酸化炭素を測定するよう構成される。ポンプ２０は、ガス測定要素を通して呼吸ガスを引き出すために接続される。圧力計３０は、ガス測定要素及びポンプを含む空気流路における圧力を測定するように接続される。電子ポンプコントローラ４０は、圧力計により測定された圧力がポンプターンオン基準を満たすことに基づき、ポンプを始動させるようにプログラムされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸ガス分析デバイスであって、
少なくとも１つの呼吸ガス成分を測定するガス測定要素と、
前記ガス測定要素を通して呼吸ガスを引き出すように接続されるポンプと、
前記ガス測定要素及び前記ポンプを含む空気流路における圧力を測定するように接続される圧力計と、
前記圧力計により測定される圧力がポンプターンオン基準を満たすことに基づき、前記ポンプを始動させるようにプログラムされる電子ポンプコントローラとを有する、呼吸ガス分析デバイス。
【請求項２】
前記電子ポンプコントローラが、ポンプターンオン閾値より大きな大きさの前記圧力計により測定される圧力における急激な変化に基づき、前記ポンプを始動させるようにプログラムされる、請求項１に記載の呼吸ガス分析デバイス。
【請求項３】
前記圧力における急激な変化が、２秒以下の予め選択された時間間隔にわたり測定される、請求項２に記載の呼吸ガス分析デバイス。
【請求項４】
前記電子ポンプコントローラが、ポンプターンオン基準
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に基づき、前記ポンプを始動させるようにプログラムされ、ここで、Ｐ（ｔ）は、前記圧力計により測定される時間の関数としての圧力であり、
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が、予め選択された時間間隔にわたる圧力変化の大きさであり、Ｔは、ポンプターンオン閾値である、請求項１に記載の呼吸ガス分析デバイス。
【請求項５】
前記ポンプターンオン閾値が、前記呼吸ガス分析デバイスの設定可能なパラメータであり、前記パラメータの値は、患者のタイプ及び患者のアクセサリタイプの少なくとも１つに基づき構成される、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の呼吸ガス分析デバイス。
【請求項６】
前記ポンプターンオン基準が、機械的に換気される又は機械的人工呼吸器の補助なしに呼吸をしている患者に対する前記呼吸ガス分析デバイスの動作的な接続の特徴である、前記圧力計により測定される圧力の観察可能な特徴である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の呼吸ガス分析デバイス。
【請求項７】
前記電子ポンプコントローラが更に、
（ｉ）前記圧力計により測定される圧力の関数である圧力基準、及び（ｉｉ）前記ガス測定要素により出力される測定された呼吸ガス成分の関数である呼吸ガス成分基準の少なくとも１つに基づき、前記ポンプの始動を検証し、
前記検証が失敗した場合前記ポンプをオフにするようプログラムされる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の呼吸ガス分析デバイス。
【請求項８】
前記圧力基準が、（ｉ）ポンプ始動後の圧力低下、及び（ｉｉ）ポンプ始動後の圧力の循環の少なくとも１つを含む、請求項７に記載の呼吸ガス分析デバイス。
【請求項９】
前記ガス測定要素が、二酸化炭素測定要素を含み、前記測定される呼吸ガス成分は、二酸化炭素測定値を含み、
前記呼吸ガス成分基準が、前記二酸化炭素測定要素により測定される前記呼期終末二酸化炭素が閾値を超えることを含む、請求項７又は８に記載の呼吸ガス分析デバイス。
【請求項１０】
前記呼吸ガス分析デバイスが、前記ガス測定要素が二酸化炭素測定要素を含むカプノグラフデバイスを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項１１】
カプノグラフデバイスであって、
呼吸ガスにおける二酸化炭素を測定する二酸化炭素測定要素と、
前記二酸化炭素測定要素を通り呼吸ガスを引くために接続されるポンプと、
前記ポンプにより前記二酸化炭素測定要素を通り引かれる前記呼吸ガスの圧力を測定するために接続される圧力計と、
前記圧力計により測定される圧力がポンプターンオン基準を満たすことに基づき、前記ポンプを始動させるようにプログラムされる電子ポンプコントローラとを有する、デバイス。
【請求項１２】
前記電子ポンプコントローラが、ポンプターンオン閾値よりも大きい大きさの２秒以下の予め選択された時間間隔にわたる、前記圧力計により測定される圧力における急激な変化に基づき、前記ポンプを始動させるようにプログラムされる、請求項１１に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項１３】
前記電子ポンプコントローラが、ポンプターンオン閾値よりも大きい大きさの２秒以下の予め選択された時間間隔にわたる、前記圧力計により測定される圧力における急激な増加に基づき、前記ポンプを始動させるようにプログラムされる、請求項１１に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項１４】
前記ポンプターンオン閾値が、前記カプノグラフデバイスの設定可能なパラメータであり、前記パラメータの値は、患者のタイプ及び患者のアクセサリタイプの少なくとも１つに基づき構成される、請求項１２又は１３に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項１５】
前記ポンプターンオン閾値が、前記カプノグラフデバイスの設定可能なパラメータであり、前記パラメータの値は、患者の接続に対する少なくとも所望の感度に基づかれる、請求項１２乃至１４の任意の一項に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項１６】
前記電子ポンプコントローラが、前記圧力計により測定される圧力の検出される周期性に基づき、前記ポンプを始動させるようにプログラムされる、請求項１１に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項１７】
前記電子ポンプコントローラが、機械的に換気される又は機械的人工呼吸器の補助なしに呼吸をしている患者に対する前記カプノグラフデバイスの動作的な接続の特徴である、前記圧力計により測定される圧力の特徴の検出に基づき、前記ポンプを始動させるようにプログラムされる、請求項１１に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項１８】
前記ポンプターンオン基準が、機械的に換気される又は機械的人工呼吸器の補助なしに呼吸をしている患者に対する前記カプノグラフデバイスの動作的な接続の特徴である、前記圧力計により時間ｔの関数として測定される圧力Ｐ（ｔ）における特徴の検出を有する、請求項１１乃至１７の任意の一項に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項１９】
前記電子ポンプコントローラが更に、
（ｉ）前記ポンプの始動後前記圧力計により測定される圧力、及び（ｉｉ）前記ポンプの始動後前記二酸化炭素測定要素により測定される呼吸ガスにおける二酸化炭素の少なくとも１つに基づき、前記ポンプの始動を検証し、
前記検証が失敗した場合前記ポンプをオフにするようプログラムされる、請求項１１乃至１８の任意の一項に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項２０】
前記電子ポンプコントローラが更に、
前記ポンプの始動後に、前記圧力計により測定される圧力と、前記二酸化炭素測定要素により測定される呼吸ガスにおける二酸化炭素の少なくとも一方を監視し、
前記監視される圧力又は二酸化炭素が予め選択された時間間隔の間、閾値を下回って低下することに基づき、前記ポンプをオフにするようプログラムされる、請求項１１乃至１９の任意の一項に記載のカプノグラフデバイス。
【請求項２１】
前記電子ポンプコントローラは、（ｉ）前記ポンプのオン／オフスイッチに「オン」信号を送り、（ｉｉ）前記ポンプを動作させるため前記ポンプに電力信号を送ることのいずれかにより前記ポンプを始動させるようプログラムされる、請求項１１乃至２０の任意の一項に記載のカプノグラフデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は一般に、呼吸ガス分析器技術、カプノグラフィ技術、これらに関する患者アクセサリ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
カプノグラフィデバイスは、呼吸ガスにおける二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度又は分圧を監視する。一般的なカプノグラフィパラメータは、概念的には呼気フェーズの終了時のＣＯ２分圧である呼気終末ＣＯ２分圧（ＰｅｔＣＯ２）である。しかしながら、これは通常、呼吸サイクルにおいて観測される最大のＣＯ２分圧であるため、ＰｅｔＣＯ２は、呼吸サイクルにわたり観測されるＣＯ２分圧の最大値として臨床的に規定される。ＰｅｔＣＯ２などのメトリクスに加えて、カプノグラム波形は、熟練した肺専門医、麻酔医、呼吸療法医、又は他の医療専門家により解釈されるとき詳細な情報を提供する。
【０００３】
より一般的には、呼吸ガス分析器（又は息ガス分析器）は、呼吸ガスの１つ又は複数の成分を測定するデバイスである。非限定的な例示として、臨床上重要な他の呼吸ガス成分は、酸素及び種々の揮発性有機化合物を含む。
【０００４】
呼吸ガス分析器は、主流構成又は側流構成のいずれかでガスをサンプリングするよう構成されることができる。後者の構成では、呼吸ガスをＣＯ２測定セルに引き込むためにポンプが使用される。ＣＯ２測定は典型的には、ＣＯ２による赤外光吸収に基づかれる。その結果、ＣＯ２測定セルは、赤外線光源／光検出器アセンブリを含む。
【０００５】
カプノグラフデバイスは、患者のタイプ、患者が機械的換気を受けているかどうか、及び他の要因に依存する、適切な患者アクセサリ（又はサンプリングアクセサリ）を介して患者と接続される。患者が自分で呼吸する場合、又は限定的な人工呼吸器の補助がある場合、患者アクセサリは、鼻腔カニューレ、主気道経路につながる気道アダプタとすることができる。ポンプは、呼吸空気をＣＯ２測定セルに引き込む空気流を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
呼吸空気をサンプリングするのにポンプを使用する斯かる呼吸ガス分析器において、ポンプは、分析システム全体の高価な要素であり、更に機械的要素として、過度の摩耗により故障する傾向がある。特に、「開いた」気流回路に対してポンプを作動させることは、ポンプに不必要なストレスを生成する。これは、吸気口に患者のアクセサリが接続されていない場合、又は患者のアクセサリが患者に接続されているが適切に結合されていない場合に発生する。ポンプに磨耗を加えるだけでなく、開いた気流回路に対して作動させることは、二酸化炭素測定セル又は他の重要なコンポーネントに汚染（ほこり、浮遊微粒子など）を引き寄せる可能性がある。
【０００７】
これらの問題に対処する１つの方法は、患者アクセサリがカプノグラフデバイス入口に接続されるとき作動する機械的又は光学的接続スイッチを使用することである。この方法は、患者のアクセサリがないことが原因で、ポンプが開いた気流回路を引っ張らないことを確実にするが、アクセサリが患者に接続されていないという問題を解決するものではない。更に、機械的又は光学的スイッチは、カプノグラフ入口アセンブリ及び／又は患者アクセサリに複雑さを加える。
【０００８】
以下は、上述した問題及びその他に対処する新規で改良されたシステム及び方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
開示された一態様では、呼吸ガス分析デバイスが開示される。ガス測定要素は、少なくとも１つの呼吸ガス成分を測定するよう構成される。ポンプは、上記ガス測定要素を通して呼吸ガスを引き出すように接続される。圧力計は、上記ガス測定要素及び上記ポンプを含む空気流路における圧力を測定するように接続される。電子ポンプコントローラは、上記圧力計により測定される圧力がポンプターンオン基準を満たすことに基づき、上記ポンプを始動させるようにプログラムされる。
【００１０】
別の開示された態様では、カプノグラフデバイスが開示される。二酸化炭素測定要素は、呼吸ガスにおける二酸化炭素を測定するよう構成される。ポンプは、上記二酸化炭素測定要素を通り呼吸ガスを引くために接続される。圧力計は、上記ポンプにより上記二酸化炭素測定要素を通り引かれる上記呼吸ガスの圧力を測定するために接続される。電子ポンプコントローラは、上記圧力計により測定される圧力がポンプターンオン基準を満たすことに基づき、上記ポンプを始動させるようにプログラムされるとを有する。
【００１１】
１つの利点は、カプノグラフ又は他の呼吸ガス分析デバイスにおけるポンプ摩耗の減少を提供することにある。
【００１２】
別の利点は、サイドストリームモードで動作するカプノグラフ又は他の呼吸ガス分析デバイスにおいてポンプターンオンを提供することにある。そこでは、患者が実際に動作可能に接続されていることを示す正のメトリックに基づき、ポンプがオンにされる。
【００１３】
別の利点は、製造コスト及び保守コストが低減されたサイドストリームモードで動作するカプノグラフ又は他の呼吸ガス分析デバイスにある。
【００１４】
所与の実施形態は、前述の利点の１つ、２つ、それ以上、若しくは全てを提供し得、若しくは何らの利点を提供せず、及び／又は本開示を読み理解するとき当業者に明らかになるであろう他の利点を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】カプノグラフデバイスを図式的に示す図である。
【図２】図１のカプノグラフデバイスの患者検出に基づくポンプコントローラにより適切に実行される患者検出に基づくポンプ制御プロセスを図式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、様々な要素及び要素の配列の形式並びに様々なステップ及びステップの配列の形式を取ることができる。図面は、好ましい実施形態を説明するためだけにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきものではない。
【００１７】
図１を参照すると、例示的なカプノグラフデバイス１０が概略的に示される。図１において、空気流路は、空気流路に沿って要素を接続する実線により示され、電気信号又は電子信号は、点線の矢印により示される。図１に示されるように、動作中、例示的なカプノグラフデバイス１０は、図示の例における例示的な鼻カニューレ１４などの適切な患者アクセサリ（又はサンプリングアクセサリ）により、又は気道アダプタなどにより患者１２と接続される。患者アクセサリ１４はオプションで、例示的なエアフィルター／水トラップアセンブリ１６などの１つ又は複数の補助コンポーネントを含む（即ち、例示的な実施例では、完全な患者アクセサリ１４、１６が、鼻カニューレ１４及び接続されるフィルタ／水トラップアセンブリ１６を含む）。空気は、ポンピングユニット２０により患者アクセサリ１４、１６からカプノグラフ空気入口１８に引き込まれ、空気は、カプノグラフ１０の空気出口２２から大気に、又は例示的な実施形態のように、吸入麻酔薬又は他の吸入薬剤を除去する掃気システム２４に排出される。
【００１８】
例示的なカプノグラフデバイス１０は、二酸化炭素（ＣＯ２）測定要素又はセル２８、例えば赤外線光学吸収セルを含み、これを通して、呼吸した空気が、分析のために吸気口１８を介して患者アクセサリ１４、１６から引き出される。圧力計３０は、カプノグラフデバイス１０を通る空気流路における空気の圧力（例えば、ゲージ圧）を測定する。カプノグラフ電子機器３２は、カプノグラフィデータ処理要素３４を実現する。これは、ＣＯ２測定セル２８からのＣＯ２信号をサンプリングしてカプノグラム（即ち、例えば圧力計３０により提供される圧力を用いてスケーリングされるＣＯ２の分圧として、選択されたスケールに基づき正規化される、ＣＯ２レベルのサンプル対時間のデータストリーム）を生成する。カプノグラフィデータ処理要素３４は典型的には、例えば、呼吸サイクルにわたり観察される最大ＣＯ２レベルとして規定される分圧（ＰｅｔＣＯ２）として表される呼気終末ＣＯ２レベルを計算する。オプションで、毛細管流量計３６又は他の流量計が、ＣＯ２レベルデータ分析に関する更なる情報を提供する（流量計３６からデータ処理要素３４への空気流信号の接続は図１には示されていない）。呼吸毎のカプノグラム及びＰｅｔＣＯ２値といったカプノグラム１０により出力される臨床データは、表示要素３８に表示され、電子カルテ（ＥＭＲ）などに格納され、又は他の方法で利用される。表示要素３８は、カプノグラフのコンポーネントであってもよいし、図１に示されるように、表示要素３８は、カプノグラフ１０に接続される外部表示要素であってもよい。例えば、外部表示要素３８は、多機能ベッドサイド患者モニタ及び／又はナースステーション患者モニタなどであってもよい。
【００１９】
圧力計３０は、典型的な市販のカプノグラフデバイス又は他の呼吸ガス分析デバイスの従来の要素であり、分圧値又は他の呼吸ガス分析機能を評価する際にカプノグラフを通る空気流のための圧力読取値を提供するために従来用いられている。
【００２０】
本書で認識されるように、圧力計３０は、患者がデバイス１０と動作可能に接続されるときにのみポンプ２０をオンにするように、カプノグラフデバイス１０の入口１８に対する患者１２の動作接続を検出するためにも適切に使用される。このため、カプノグラフ電子機器３２は、圧力計３０を介してカプノグラフデバイス１０の入口１８への患者１２の動作可能な接続を検出することに基づき、ポンプ２０をオンにする患者検出に基づくポンプコントローラ４０を実現するように更にプログラムされる。特に、この圧力における急激な変化は、患者が入口１８に動作可能に接続されたという妥当な可能性を示すものとして認識される。急速な圧力変化（ある選択された閾値よりも大きい）の検出に基づき、ポンプユニット２０のポンプスイッチ４２が起動され（例えば、スイッチ４２に「オン」信号４４を送信することにより）、ポンプ２０がオンにされる。本書で更に開示されるように、いくつかの実施形態では、患者検出ベースのポンプコントローラ４０は更に、検出された圧力変化が実際に患者の動作可能な接続が原因によるものであることを検証する検証動作を実行する。この検証は、ポンプ２０がオンにされるとき圧力計３０により測定される圧力の急速な低下の検出に基づかれることができる。急激な圧力低下は、かなりの空気流抵抗に抗してポンプ２０が引き出していることを示す。これは、空気入口１８が患者１２に動作可能に接続されるとき遭遇すると予想される。対照的なのは、患者アクセサリ１４、１６が入口１８に接続されていないか、又は代替的に患者アクセサリ１４、１６は接続されているが、患者が患者アクセサリ１４、１６に接続されていないために空気流路が「開いている」場合である。別の適切な妥当性確認基準は、自発呼吸又は既知の機械的換気モードに基づき循環する時間の関数としての圧力波形の観察である。二次確認メトリックとして、ＣＯ２測定セル２８の読取り値が安定しているとき（通常、ポンプのターンオン後数秒、例えば本書のいくつかの実施例では４秒）、動作可能な患者接続は、物理的に合理的なＣＯ２読取り値が得られるかどうかを検出することにより直接検証されることができる。
【００２１】
妥当性検査が成功しなかった場合、例えば、ポンプスイッチ４２に「オフ信号４６」を送信することにより、ポンプ２０は即座にオフにされる。一方、妥当性検査が成功した場合、ポンプターンオフ基準が満たされるまで（例えば、或る時間間隔にわたって、圧力がゼロになるか、又はＣＯ２レベルがゼロになる）、通常のカプノグラフデバイス動作のようにポンプ２０が作動する。基準が満たされると、ポンプ２０をオフにするためオフ信号４６が送られる。
【００２２】
指定された「オン」信号４４によりオンにされ、又は指定された「オフ」信号４６によりオフにされる、オン／オフスイッチ４２を備える上述のポンプユニット２０は、単なる例示であり、他の多くのポンプ動作構成が使用されることができる点を理解されたい。例えば、カプノグラフ電子機器は、ポンプに電力を供給するポンプユニットに電力信号を送信するよう構成されてもよく、この場合、患者検出ベースのポンプコントローラ４０は、ポンプ電力信号を印加して、ポンプをオンにし（即ち、ポンプを作動させ）、ポンプ電源信号を除去してポンプをオフにする。斯かる実施形態では、オン／オフスイッチ４２は省略されることができる。
【００２３】
カプノグラフ電子機器３２は、例えばカプノグラフ１０のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラといった適切にプログラムされる電子プロセッサなどのように、様々に実現されることができることを更に理解されたい。単一の電子機器ユニット３２が図示されるが、代替的に、電子機器の様々な組み合わせを使用することが考えられる。例えば、ＣＯ２データ処理要素３４は、第１のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラにより実現されることができ、一方患者検出ベースのポンプコントローラ４０は、別個の第２のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラにより実現されることができる。斯かる実施形態では、第２のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラはオプションで、ポンプ自体に組み込まれることができる。更に、患者検出ベースのポンプ制御機能は、本書に開示される患者検出ベースのポンプ制御を実行するマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又は他の電子プロセッサにより読み取り可能かつ実行可能な命令を格納する非一時的な記憶媒体により実現されることができる点を理解されたい。斯かる非一時的記憶媒体は、非限定的な例示として、ハードディスクドライブ若しくは他の磁気記憶媒体、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）若しくは他の電子記憶媒体、光ディスク若しくは他の光記憶媒体、又はそれらの様々な組み合わせなどを含むことができる。
【００２４】
ここで図２を参照すると、患者検出ベースのポンプコントローラ４０により適切に実行される例示的な患者検出ベースのポンプ制御プロセスが説明される。このプロセスは、始動状態５０においてポンプ２０がオフにされた状態で開始する。患者の検出のための入力は、圧力計５０からの圧力５２を含む。時間の関数としての測定される圧力は、Ｐ（ｔ）として示される。ここで、ｔは時間を示す。処理５４では、圧力５２が監視され、ここでは
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として示される圧力の変化が検出される。これは、ここではＴとして示される圧力変化閾値５６より大きい。即ち、処理５４は、患者動作可能接続状態
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を検出する。ここで、
2018530366.tif 000005
は絶対値を表す（即ち、
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は急激な圧力変化の大きさである）。この式では、圧力変化
2018530366.tif 000007
が測定される予め選択された時間間隔は、パラメータとすることもできる。患者接続が測定される圧力５２における急激な変化を生ずることが予想されるので、この予め選択された時間間隔は好ましくは、短く、いくつかの実施形態では、約１秒〜２秒のオーダであるか又はそれより短い。いくつかの実施形態では、圧力変化閾値５６は、カプノグラフ１０の設定可能なパラメータであってもよい。例えば、閾値５６は、高齢者若しくは乳児の患者に対してはより小さくてもよく、又は強い機械的換気を受ける患者に対してより高くてもよい。患者アクセサリ１４、１６の長さ、又は例示的なフィルタ／トラップ１６のような流れインピーダンス付加介在要素の有無はまた、閾値５６に関する最適値に影響を与える場合がある。迅速なカプノグラフ測定を達成することの重要度に基づき、閾値５６を構成することも考えられる。例えば、医師のオフィスで使用されるカプノグラフデバイスは好ましくは、閾値５６が低い値にセットされるクリティカルケアユニットにおいて使用されるカプノグラフデバイスと比較して（潜在的に減少されるポンプ寿命は、重篤患者に対する迅速なＣＯ２測定を確実にするためにここでは有益に犠牲にされる）、高い閾値に設定され（及び従って、オンにするまでより遅い。これは、ポンプ動作寿命を延ばす）。
【００２５】
処理５４は、例示的な基準
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以外のポンプターンオン基準を採用してもよいことも理解されたい。例えば、患者の動作可能な接続が、圧力における増加のみを生じる（減少ではない）ことが予想される場合、ポンプターンオン基準は
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とすることができる。更なる例として、急激な圧力変化を検出する代わりに、ポンプターンオン基準は、呼吸波形の検出に基づかれることができる。例えば、予想される呼吸周期性を持つ数回の呼吸を含む時間間隔にわたる周期性の観測に基づかれることができる。より一般的には、ポンプターンオン基準は、圧力計３０により測定される圧力Ｐ（ｔ）５２の観察可能な特徴であり、これは、機械的に換気される、又は機械的人工呼吸器の助けを借りずに呼吸する患者に対するカプノグラフデバイス１０（より具体的には入口１８）の動作可能な接続に特徴的である。
【００２６】
患者接続条件
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が満たされるとき、処理５８でポンプ２０がオンにされる。その後、患者が実際に動作可能に接続されたことを検証するため、検証処理６０がオプションで実行される。検証処理６０は有利には、ポンプ２０がオンにされるとき利用可能になる追加の情報を活用し、又は他の情報を活用する。例えば、自分自身で呼吸している患者への接続の場合、ポンプ２０がオンにされるとき圧力５２が急速に低下することが予想される。なぜなら、患者１２に接続される患者アクセサリ１４、１６により生成される比較的高いフローインピーダンスに抗してポンプが引き込みを行うからである。従って、この妥当性判定基準は、
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と表されることができる。ここで、負の符号は、圧力低下を示し、Ｔｖａｌは、妥当性閾値である。これはここでも、カプノグラフデバイス１０の設定可能なパラメータとすることができる。なぜなら、最適閾値は、患者アクセサリのタイプ（例えば、鼻カニューレサイズ、気道アダプタなど）、主気道内の圧力などの様々な要因に依存する場合があるからである。
【００２７】
機械式人工呼吸器の患者の場合、吸入段階の間に空気を肺に押し込む機械換気のため、主気道圧力の上昇により、予想される圧力低下が「マスク」される可能性がある。別の適切な妥当性確認基準は、圧力Ｐ（ｔ）が予想される患者の呼吸（患者の横隔膜の力の下、又は機械的な換気により支援若しくは駆動される）に伴い時間にわたり変化するかどうかのメトリックである。式
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のメトリックが使用されることができる。ここで、Ｔｂｒｅａｔｈは、少なくとも１回の呼吸サイクル（典型的には少なくとも３〜６秒）を包含するのに十分な長さに選択され、差
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は、この時間間隔にわたり観測される圧力変動である。追加的又は代替的に、時間ベースの基準が使用されることができる。例えば、連続する圧力の最大値の間又は連続する圧力の最小値の間の時間間隔は、単一の呼吸に対応すると予想される。
【００２８】
妥当性確認基準の別の例として、患者接続は、ある時間間隔にわたる最大圧力Ｐｍａｘがある閾値よりも大きい場合に妥当と判断されることができる。この妥当性確認基準は、気道アダプタ患者アクセサリを備える機械的に換気される患者の場合に特に有用であり得る。その結果、換気装置により加えられる全最大圧力が、カプノグラフデバイス１０により観察される。
【００２９】
いくつかの実施形態では、検証処理６０は、追加的又は代替的に、ポンプ始動の検証のため、ＣＯ２測定セル２８（又は他のガス測定要素）により出力される実際のＣＯ２読み取り値（又は他の測定される呼吸ガス成分）を使用する。典型的には、ＣＯ２読み取りが安定するまで数秒（例えば、いくつかのデバイスでは４秒）かかる。この安定化間隔後に測定セル２８により物理的に合理的なＣＯ２値が測定される場合、患者の接続が有効と判断される。物理的に合理的なＣＯ２値は例えば、いくつかの最小閾値ＴｅｔＣＯ２を超える呼期終末ＣＯ２レベル（通常はｅｔＣＯ２と表示され、従来は呼吸サイクル中に観察される最大ＣＯ２レベルとして規定される）として定量化されることができる。即ち、検証基準は、
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である。このアプローチの欠点は、安定化遅延がある点にあるが、この検証は、ＣＯ２読み取り値で直接動作するという利点がある。即ち、実際にカプノグラフデバイス１０が患者１２に動作可能に接続されている場合、ポンプのターンオンが確認される。この基準はまた、ＣＯ２測定コンポーネント２８が誤動作して誤った低い（例えばゼロ）ＣＯ２レベルを出力する場合、カプノグラフ１０が患者と適切に接続されていても、ポンプがオンにならないことを保証し、カプノグラフ１０が、不十分な二酸化炭素レベルデータを生成している間に不必要に動作しないことを確実にする。
【００３０】
処理６２において、検証処理６０の出力から、ポンプのオンが有効であるかどうか、即ち、患者がカプノグラフ１０に動作可能に接続されていることが確認されたかどうかが決定される。１つの患者接続検証基準のみが使用される場合、この決定は簡単である。２つ以上の患者接続検証基準が使用される場合、２つ以上の基準の出力は様々な態様で組み合わせられることができる。例えば、検証基準のいずれかが満たされる場合に患者接続が検証され、又は代替的に、患者の妥当性確認基準のすべてが満たされる場合にのみ検証が行われる。いくつかの実施形態では、より信頼性の高い基準は、信頼性の低い基準を「上書き」することができる。例えば、ＣＯ２の読み取り値が合理的である場合（これは、患者が動作可能に接続されていることの直接的なインジケーションである）、処理６２はオプションで、ポンプターンオン時の圧力低下が閾値Ｔｖａｌを満たさない、及び／又は圧力波形が典型的な呼吸サイクルと一致しない場合でさえ、患者が接続されていると結論付ける。
【００３１】
処理６２が患者の接続が有効でないと決定する場合、処理は、処理５０に戻り、ポンプ２０をオフにし、その後、ポンプコントローラ４０は、監視処理５４に戻る。
【００３２】
一方、処理６２が患者接続が有効であると決定する場合、プロセス制御は、ターンオフ基準が満たされるまでポンプ２０を作動させる（即ちポンプ２０をオンに維持する）処理６４に移る。例えば、適切なターンオフ基準は、圧力がゼロに十分に近い値まで低下すること、即ち、偽の圧力降下によるポンプ遮断を回避するのに十分な一定の時間間隔（例えば、呼吸サイクルの吸気段階の間にポンプをオフにするのを避けるため、数秒から数十秒の間隔）にわたり、
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となることである。別の適切なターンオフ基準は、ＣＯ２測定セル２８により測定される二酸化炭素が、ゼロに十分に近い値まで減少すること、即ち、偽のＣＯ２読み取り値の低下によるポンプ遮断を回避するのに十分な一定の時間間隔（例えば、呼吸サイクルの吸気段階の間にポンプをオフにするのを避けるため、数秒から数十秒の間隔）にわたり、
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となることである。ターンオフ基準が満たされると、処理は、処理５０に戻り、ポンプ２０をオフにし、その後、ポンプコントローラ４０は監視処理５４に戻る。
【００３３】
図示されていないが、開示される患者検出ベースのポンプコントローラ４０を、機械的又は光学的接続スイッチを持つ患者アクセサリと組み合わせて使用することも想定される。斯かる組み合わせの１つの手法では、図２を参照して説明される患者検出が満たされ、かつ適切な機械的又は光学的スイッチ入力が患者アクセサリから受信されない限り、ポンプはオンにならない。一方、開示されるカプノグラフデバイス１０の利点は、それが、患者アクセサリ又はカプノグラフデバイスの入口のいずれかに含まれる斯かる機械的又は光学的スイッチを持たない患者アクセサリと組み合わせて使用されることができる点にあることを理解されたい。
【００３４】
前述したように、図２のポンプ制御アルゴリズム（又は同様の患者検出ベースのポンプ制御アルゴリズム）はオプションで、カプノグラフデバイスの設定可能なパラメータであるターンオン、ターンオフ、及び／又は患者検証パラメータ（例えば、閾値）を使用することができる。この構成に関する便利なアプローチでは、ユーザは、患者タイプ（例えば、新生児、機械的換気など）及び／又は患者アクセサリタイプ（カニューレ、気道アダプタ）を入力することができ、ポンプコントローラ４０は、ルックアップテーブルから患者／接続のタイプに関する適切な閾値を読み出す。
【００３５】
例示的な実施形態は、カプノグラフデバイス１０を有する。より一般的には、開示される患者検出ベースのポンプ制御は有利には、サンプリングのために呼吸ガスをガス測定要素へ引き込むポンプを使用する任意のタイプの呼吸ガス分析デバイスと共に使用されることができる点を理解されたい。ガス測定要素は、ＣＯ２測定要素２８（図示される）であってもよく、又は酸素、種々の揮発性有機化合物、若しくは他の呼吸ガス成分の分圧若しくは他の測定基準を測定するガス測定要素であってもよい。
【００３６】
本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその均等の範囲に入る限りにおいて、斯かる修正及び変更の全てを含むものとして解釈されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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