(57)【要約】酸素療法モニタリング装置（１０５）は、ソース（１０２）からひと（１０１）用呼吸インターフェイス（１０６）にガス流を通過させるように構成されたガス流通路（２０１）に含まれる振動チャンバ（４０３）を包含する。振動チャンバは、ガス流の流量の関数として変動するガス流の振動を誘発する。測定装置（２０２）は、ガス流において誘発された振動を測定し、測定された振動に基づいて流量を判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース（１０２）からひと（１０１）用呼吸インターフェイス（１０６）にガス流を通過させるように構成されたガス流通路（２０１）に含まれ、前記ガス流の流量の関数として変動する前記ガス流の振動を誘発するように構成された、振動チャンバ（４０３）と、
前記ガス流において誘発された前記振動を測定し、測定された前記振動に基づいて前記流量を判定するように構成された測定装置（２０２）とを含む、酸素療法モニタリング装置（１０５）。
【請求項２】
前記測定装置（２０２）は、前記振動によってもたらされた前記振動チャンバ（４０３）の圧力変動を測定して、測定された前記圧力変動に基づいて前記流量を判定するように構成される、請求項１に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項３】
前記測定装置（２０２）は、前記振動チャンバ（４０３）の前記圧力変動を測定するように構成された少なくとも１つの音響変換器（２０５）を含む、請求項２に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項４】
前記測定装置（２０２）は、前記振動チャンバ（４０３）の一方の位置で発生した圧力変動と、前記振動チャンバの他方の位置で発生した圧力変動とを受け取るように連結され、これらの各圧力変動の間の差に基づいて前記流量を判定するように構成される、請求項２〜３のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項５】
前記測定装置（２０２）は前記振動チャンバ（４０３）に連結され、前記測定装置が受け取る一方の位置および他方の位置の前記各圧力変動は位相対立である、請求項４に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項６】
前記装置は、前記振動チャンバ（４０３）内の位置で発生した圧力変動を前記測定装置（２０２）に伝達するように構成された少なくとも１つの導管（３０２）を含み、前記導管は音響インピーダンス変換を行うように構成される、請求項３〜５のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項７】
前記振動チャンバ（４０３）は１０００ｍｍ３未満の容積を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項８】
前記振動チャンバ（４０３）は、前記ガス流が前記振動チャンバに進入する入口部（４０２）に面する空洞を規定するガス流障害要素（６０３）を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項９】
前記装置は、前記ガス流の圧力を測定するように構成された圧力センサ（２０７）を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項１０】
前記測定装置（２０２）は、
回路基板（２０３）と、
前記回路基板に実装されるとともに、圧力変動に反応する変換器（２０５）と、
前記変換器と前記振動チャンバ（４０３）との間で圧力連通させるように配置された前記回路基板の孔とを含む、請求項１〜９のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項１１】
前記装置は、前記振動チャンバ（４０３）と前記回路基板（２０３）との間に配置された音響的透明膜（２０４）を含む、請求項１０に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置と、前記酸素療法モニタリング装置から測定データを収集するように構成されたステーション（１０７）とを含む、酸素療法モニタリングシステム（１００）。
【請求項１３】
ひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法（１４００）であって、
請求項１〜１１のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置（１０５）から測定データを収集するステップを含む方法。
【請求項１４】
前記装置（１０５）は、
前記装置が前記呼吸インターフェイスにおける前記ガス流の過圧力を測定する過圧力測定ステップ（１４０１）と、
前記装置が前記過圧力を前記ガス流の前記流量で除算して抵抗値を取得する抵抗計算ステップ（１４０３）との一連のステップに加え、
前記装置が取得された連続する抵抗値のシーケンスに基づいて呼吸特性を決定する処理ステップとである一連のステップを繰り返して行う、請求項１３に記載の非治療的方法。
【請求項１５】
命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）一式を含むコンピュータプログラムであって、前記命令一式により、該命令一式を実行することができるプロセッサが請求項１４に記載の方法の前記一連のステップを行うことが可能になる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は酸素療法モニタリング装置に関する。酸素療法モニタリング装置は、例えば、長期酸素療法や携帯型酸素療法に使用されることができる。本発明の他の態様は、酸素療法モニタリングシステム、およびひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
雑誌「Ｔｈｏｒａｘ」、２０１５年６月、第７０巻、補遺１には、成人の在宅酸素使用のためのＢＴＳガイドラインが提示されており、ＢＴＳとは「Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｔｈｏｒａｃｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ」の頭字語である。長期酸素療法（Long-term oxygen therapy、LTOT）は、慢性低酸素血症の患者において、酸素が１日当たり少なくとも１５時間使用されるとして定義することができる。ＬＴＯＴは１日当たり最低限１５時間が指示されるべきであることが推奨されており、１日２４時間まででさらに有益なものになり得る。
【０００３】
ＬＴＯＴの流量について記載する。安静時における単一尺度の酸素投与に基づく流量は、酸素要求量が変動し得る日々の活動時における適切な酸素投与を必ずしも保証するわけではない。運動、休息および睡眠時の患者の要求に合わせるために流量を個別に調整することにより、酸素流量中央値を２．５Ｌ／分から１．２Ｌ／分に減少させることができる一方で、ＳｐＯ２が目標範囲内にある時間の割合は２４．８％から５２．８％に増加した（ｐ＝０．００１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ひとに適用される酸素療法のモニタリングを可能にする非治療的技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この必要性によりよく対応するために、本発明の一態様において、明細書に添付される請求項１に規定される酸素療法モニタリング装置が提供される。この酸素療法モニタリング装置は、比較的低い消費電力で、比較的精密な流量測定を可能にするものである。さらに、該装置は、比較的小型、軽量であり得、したがって携帯可能である。
【０００６】
本発明の別の態様は、請求項１に規定される酸素療法モニタリング装置と、酸素療法モニタリング装置からの測定データを収集するように構成されたステーションとを含む酸素療法モニタリングシステムに関する。本発明のさらに別の態様は、ひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法に関し、該非治療的方法は、請求項１に規定される酸素療法モニタリング装置から測定データを収集するステップを含む。
【０００７】
本発明のさらに別の態様は、ソースからひと用呼吸インターフェイスへのガス流の流量と、呼吸インターフェイスにおけるガス流の過圧力と、を測定する非治療的方法に関し、過圧力をガス流の流量で除算して抵抗値を取得し、取得された連続する抵抗値のシーケンスに基づいて呼吸特性を決定する。この非治療的方法は、請求項１に記載の酸素療法モニタリング装置を必ずしも必要としないことが言及される必要がある。
【０００８】
本発明のさらに別の態様は、命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）一式を含むコンピュータプログラムプロダクトに関し、該命令一式により、命令一式を実行することができるプロセッサが上記段落で規定された非治療的方法を行うことが可能になる。
【０００９】
本発明の実施形態は、明細書に添付された独立請求項において規定される１つ以上のさらなる特徴を含むとよい。
【００１０】
例示のために、本発明の一部の実施形態の詳細な説明は、添付の図面に関して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、酸素療法モニタリングシステムのブロック図である。
【図２】図２は、酸素療法モニタリングシステムの一部を構成する酸素療法モニタリング装置の概略斜視図である。
【図３】図３は、酸素療法モニタリング装置の一部を構成するガス流路モジュールの概略斜視図である。
【図４】図４は、ガス流路モジュールの別の概略斜視図であり、上部壁部が省かれて内部構造が示される。
【図５】図５は、ガス流路モジュールの概略側面図であり、（長手方向の）切断線Ａ−Ａが示される。
【図６】図６は、図５に示される切断線Ａ−Ａに沿ったガス流路モジュールの概略切断（断面）図である。
【図７】図７は、図５に示される切断線Ａ−Ａに沿ったガス流路モジュールの概略斜視切断図である。
【図８】図８は、ガス流路モジュールの概略上面図であり、（長手方向の）切断線Ｂ−Ｂと（横断方向の）切断線Ｃ−Ｃとが示される。
【図９】図９は、図８に示される切断線Ｂ−Ｂに沿ったガス流路モジュールの概略切断図である。
【図１０】図１０は、図８に示される切断線Ｂ−Ｂに沿ったガス流路モジュールの概略斜視切断図である。
【図１１】図１１は、図８に示される切断線Ｃ−Ｃに沿ったガス流路モジュールの概略切断図である。
【図１２】図１２は、図１１の概略切断図の部分の拡大図であり、該部分は、ガス流路モジュールの導管を含む。
【図１３】図１３は、酸素療法モニタリング装置の一部を構成する測定装置のブロック図である。
【図１４】図１４は、ひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法（１４００）のフローチャート図である。
【図１５】図１５は、代替の酸素療法モニタリング装置の概略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、ひと１０１に適用される酸素療法をモニタリングするためのシステムを概略的に示す。システム１００はブロック図で表される。システム１００は、例えば、図１にも示されているひと１０１に適用される酸素療法または携帯型酸素療法において使用されることができる。
【００１３】
システム１００は、ガス源１０２、種々の管１０３、１０４、酸素療法モニタリング装置１０５、およびシステム１００を通して呼吸可能なガスを受け取ることが可能なひと１０１のための呼吸インターフェイス１０６を含む。ガス源１０２は、例えばガスシリンダーまたは酸素濃縮器の形態であってもよい。呼吸インターフェイス１０６は、例えば呼吸マスクまたは鼻カニューレの形態であってもよい。呼吸インターフェイス１０６は、簡便性および簡潔性のために、以下において「マスク１０６」として言及される。
【００１４】
システム１００は、酸素療法モニタリング装置１０５からデータを収集するため、またはこのデータを遠隔データ収集部に転送するため、またはその両方のための、インサイチュステーション１０７をさらに含むとよい。酸素療法モニタリング装置１０５とインサイチュステーション１０７とはそれぞれ無線通信インターフェイスを含むとよく、これらの構成要素の間で無線データ通信が行われることができる。このように、酸素療法モニタリング装置１０５からのデータは、インサイチュでローカルに保存されるか、または遠隔データ収集部に送信されるか、またはその両方であるとよい。
【００１５】
システム１００は、基本的に以下のように動作する。ガス源１０２は、比較的酸素が豊富であり得る呼吸可能なガスの流れを提供する。ガス流は、管１０３、酸素療法モニタリング装置１０５、および別の管１０４を通過して、マスク１０６に達する。ひと１０１は、マスク１０６を介してガス流を受け取り、ガス源１０２に由来する呼吸可能なガスを吸うことができる。ガス流は、例えば０．５リットル／分（Ｌｐｍ）〜１０Ｌｐｍの間の範囲の流量を有するとよい。これは酸素療法の典型的な流量範囲である。
【００１６】
ガス源１０２は、医師によって指示され得る特定の目標流量でガス流を提供するように設定されてもよい。しかしながら、実際には、ガス流は、特定の目標流量からある程度逸脱する流量を有し得る。この逸脱は、静的または動的であるか、またはその両方であり得る。例えば、逸脱は、少なくとも部分的に、ガス源１０２に関連するまたはガス源１０２に含まれる流量制御ループによってもたらされる振動の形態であり得る。
【００１７】
酸素療法モニタリング装置１０５は、ひと１０１に付加されるガス流の圧力を測定する。さらに、酸素療法モニタリング装置１０５は、上述で説明されたように特定の目標流量から逸脱し得るガス流の流量を測定する。これらガス流、圧力および流量の測定された物理量は、例えば、指示された処置がシステム１００によって効果的かつ正確に行われているかどうかをモニタリングするために使用することができる。さらに、測定された物理量は、ひと１０１の呼吸特性を決定するために使用されてもよい。したがって、システム１００は、少なくとも部分的に、システム１００を介して呼吸するひと１０１に関する健康状態情報を提供することができる。
【００１８】
図２は、酸素療法モニタリング装置１０５を概略的に示す。図２には、酸素療法モニタリング装置１０５の概略斜視図が示される。酸素療法モニタリング装置１０５は、図２に示されるように、ガス流路モジュール２０１と、プリント回路基板２０３において実行され得る測定装置２０２とを含む。ガス流路モジュール２０１の上部壁部とプリント回路基板２０３との間に、音響的透明膜２０４が配置されることができる。
【００１９】
酸素療法モニタリング装置１０５は、筐体と電池とをさらに含むとよい。電池は、酸素療法モニタリング装置１０５の他の前述の部品とともに筐体に含まれるとよい。筐体と電池とは、簡便性および簡潔性のため、図２に示されていない。酸素療法モニタリング装置１０５は、携帯可能、および低電力であり得、動作のために外部電気エネルギー源への接続を必要としない。
【００２０】
測定装置２０２は、プリント回路基板２０３に実装された一対の音響変換器２０５、２０６と、圧力センサ２０７とを含む。簡便性および明瞭性のため、一方の音響変換器２０５は、以下において第１音響変換器２０５として言及され、他方の音響変換器２０６は、第２音響変換器２０６として言及される。
【００２１】
第１音響変換器２０５は、ＭＥＭＳマイクロフォンの形態であってもよく、これは比較的消費電力が小さく、特に感度及び速度に関して好ましい変換器特性を有するものである。例えば、ＭＥＭＳマイクロフォンは、比較的高い感度で５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの間に含まれる周波数範囲の音響信号を変換しながら、３．０Ｖの供給電圧で動作し、１０〜２０μＡのみ消費するものであり得る。第２音響変換器もまた、ＭＥＭＳマイクロフォンの形態であってよい。圧力センサ２０７はまた、デジタル出力を提供するとともに、Ｉ２Ｃプロトコルを使用してマイクロプロセッサと通信することができるＭＥＭＳタイプのセンサであってもよい。
【００２２】
ガス流路モジュール２０１は、本体２１０の対向する側において入口コネクタ２０８と出コネクタ２０９とを含む。これらのコネクタ２０８、２０９は、約６ｍｍの直径を有し得る、酸素療法に用いられる標準管に係合するように好ましくは構成される。図１を参照すると、入口コネクタ２０８は、酸素療法モニタリング装置１０５をガス源１０２に接続する管１０３に係合する。出口コネクタ２０９は、酸素療法モニタリング装置１０５をマスク１０６に接続する別の管１０４に係合する。したがって、ガス流路モジュール２０１は、ガス源１０２から、図１に示されるひと１０１によって着用されるマスク１０６にガス流を通す、ガス流通路を規定する。
【００２３】
入口コネクタ２０８は、好ましくは、比較的容易に管に密封して接続され、そして偶発的な分離を防ぐために十分強固に管を保持するように配置される。このため、入口コネクタ２０８は、一連の円錐形部分によって形成されたリブ付き外面を有する前端部を含んでもよく、そうした部分は、ガス流路モジュール２０１の本体２１０に向かう方向に拡径する外径を有する。入口コネクタ２０８は、コネクタと係合する管の端位置を規定するストッパ要素をさらに含んでもよい。出口コネクタ２０９は、対称的に同様に配置されてもよい。入口コネクタ２０８および出口コネクタ２０９の上記の詳細は、簡便性および簡潔性ため、図２に示されていない。
【００２４】
図３および図４は、ガス流路モジュール２０１を概略的に示す。図３は、ガス流路モジュール２０１の概略斜視図を提示する。図３において、ガス流路モジュール２０１の上部壁部が示され、参照符号３０１によって表される。図４は、ガス流路モジュール２０１の別の概略斜視図を提示しており、上部壁部が省かれて内部構造が示される。
【００２５】
図４は、ガス流路モジュール２０１が入口コネクタ２０８から出口コネクタ２０９まで種々の連続的な部分を含むことを示す。これらの部分は、流れ調整器４０１、ノズル４０２、および振動チャンバ４０３を含む。振動チャンバ４０３は、渦誘導部４０４と出力部４０５とを有する。振動チャンバ４０３は、１０００ｍｍ３未満の容積を有するとよい。振動チャンバ４０３の容積は、流量の測定に関連する。これはより詳細に以下に記載される。
【００２６】
図３は、ガス流路モジュール２０１の上部壁部３０１が種々の孔３０２、３０３、３０４を含むことを示す。これらの孔３０２、３０３、３０４は、圧力タップとして見なすことができ、簡便性および例示性のため、以下において圧力タップとして言及される。第１圧力タップ３０２は、上部壁部３０１の外部側から、振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第１の位置に延びる。第２圧力タップ３０３は、外部側から振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第２の位置に延びる。さらなる第３圧力タップ３０４は、外部側から振動チャンバ４０３の出力部４０５内に延びる。第３圧力タップ３０４は、ガス流路モジュール２０１の長手方向の対称軸上において中心に配置されるとよい。第１圧力タップ３０２と第２圧力タップ３０３とは、この長手方向の対称軸に対して対称的に配置されるとよい。
【００２７】
また、プリント回路基板２０３は、ガス流路モジュール２０１の圧力タップ３０２、３０３、３０４にアライメントされた種々の孔も含む。これらの孔は、図面では示されないが、以下に記載される。プリント回路基板２０３の第１孔は、図２に示される第１音響変換器２０５の下に配置される。この孔は、図３に示される第１圧力タップ３０２にアライメントされる。したがって、第１孔は、振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第１の位置と第１音響変換器２０５とを圧力連通させるものである。プリント回路基板２０３の第２孔は、図２に示される第２音響変換器２０６の下に配置される。この孔は、図３に示される第２圧力タップ３０３にアライメントされる。したがって、第２孔は、振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第２の位置と第２音響変換器２０６とを圧力連通させるものである。プリント回路基板２０３の第３孔は、図２に示される圧力センサ２０７の下に配置される。この孔は、図３に示される第３圧力タップ３０４にアライメントされる。したがって、第３孔は、振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第３の位置と圧力センサ２０７とを圧力連通させるものである。
【００２８】
また、図５、図６および図７は、ガス流路モジュール２０１を概略的に示す。図５は、ガス流路モジュール２０１の概略側面図を提示する。図５において、（長手方向の）切断線Ａ−Ａが示される。図６は、図５に示される切断線Ａ−Ａに沿った概略切断（断面）図を提示する。図７は、図５に示される切断線Ａ−Ａに沿った概略斜視切断図を提示する。
【００２９】
流れ調整器４０１は、三角形状空洞６０２内の三角形状要素６０１を含む。図６の切断図において、三角形状要素６０１は鈍角２等辺三角形をなす。この三角形の最長側部は入口コネクタ２０８に面する。三角形状空洞６０２は、２つの丸みのついた鋭角を有する。これらの角度は、例えば１ｍｍ〜２ｍｍの間に含まれる曲率半径をそれぞれ有するとよく、１．５ｍｍが適切な値である。また、図６および図７は、簡便性および簡潔性のために鋭い鋭角を示すが、三角形状要素６０１も、２つの丸みのついた鋭角を有してもよい。三角形状要素６０１の２つの丸みのついた鋭角は、例えば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの間に含まれる曲率半径をそれぞれ有するとよく、０．２ｍｍが適切な値である。三角形状空洞６０２の丸みのついた鋭角の曲率半径は、三角形状空洞６０２の丸みのついた鋭角に面する三角形状要素６０１の丸みのついた鋭角の曲率半径の原点（ｏｒｉｇｉｎ）にアライメントされた原点を有するとよい。このように、前述の丸みのついた鋭角は、一定の通路部分を規定する。
【００３０】
ノズル４０２は、わずかに先細りした形状を有するとよい。収束の角度は、例えば１°〜２°の間に含まれるとよく、１．４５°が適切な値である。ノズル４０２は、振動チャンバ４０３で途切れるスロット形状先端部を有するとよい。この先端部の入口端部は、例えば０．６ｍｍ〜１．２ｍｍの間に含まれる幅を有するとよく、０．９ｍｍが適切な値である。振動チャンバ４０３におけるこの先端部の出口端部は、例えば０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの間に含まれる幅を有するとよく、０．７ｍｍが適切な値である。先端部は、例えば３８°〜４５°の間に含まれる収束の角度を有するとよく、４１．５°が適切な値である。
【００３１】
振動チャンバ４０３はガス流障害要素６０３を含む。この要素は、ガス流が振動チャンバ４０３に進入するノズル４０２に面する空洞を規定する。ガス流障害要素６０３は、半円形状、すなわち半分の円の形態を有する。ガス流障害要素６０３は、例えば１．０ｍｍ〜２．２ｍｍの間に含まれる曲率半径を有する半円形の内側を有するとよく、１．６ｍｍが適切な値である。半円形外側は、例えば２．４ｍｍ〜４．０ｍｍの間に含まれる曲率半径を有することができ、３．２ｍｍが適切な値である。
【００３２】
振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４は、例えば図６および図７に示されるように腎臓の形状であるとよい。すなわち、振動チャンバ４０３は、ガス流障害要素６０３が存在する腎臓の形状の空洞を含むことができる。この空洞の少なくとも一部は湾曲壁部によって区切られ、該湾曲壁部は、例えば２ｍｍ〜３．５ｍｍの間に含まれる曲率半径を有するとよく、２．７５ｍｍが適切な値である。振動チャンバ４０３の出力部４０５は、例えば図６および図７に示されるように、先細りするファンネル様形状を有することができる。出力部４０５は、例えば２０°〜３０°の間に含まれる収束の角度を有することができ、２５°が適切な値である。
【００３３】
振動チャンバ４０３は、閉鎖型構成を有すると見なすことができる。開放型構成を有する振動チャンバは、図６および図７に示されるガス流障害要素６０３に対応する要素を通常含まない。
【００３４】
また、図８〜図１１は、ガス流路モジュール２０１を概略的に示す。図８は、ガス流路モジュール２０１の概略上面図を提示する。図８には、（長手方向の）切断線Ｂ−Ｂおよび（横断方向の）切断線Ｃ−Ｃが示される。切断線Ｂ−Ｂは、前述した長手方向の対称軸に相当する。第３圧力タップ３０４は、この軸上に配置される。第１圧力タップ３０２および第２圧力タップ３０３は、切断線Ｂ−Ｂに対して対称に切断線Ｃ−Ｃ上に配置される。切断線Ｃ−Ｃは、切断線Ｂ−Ｂに対して垂直であってもよい。
【００３５】
図９は、図８に示される切断線Ｂ−Ｂに沿ったガス流路モジュール２０１の概略切断図を提示する。図１０は、図８に示される切断線Ｂ−Ｂに沿ったガス流路モジュール２０１の概略斜視切断図を提示する。図１１は、図８に示される切断線Ｃ−Ｃに沿ったガス流路モジュール２０１の概略切断図を提示する。図１１において、円は、導管を含むガス流路モジュール２０１の部分を示す。図１２は、図１１に示されるこの部分を拡大したものである。
【００３６】
図１１および図１２は、第１圧力タップ３０２と第２圧力タップ３０３とをより詳細に示す。第１圧力タップ３０２は、基本的に、円錐形部分１１０３と一定直径部分１１０４との２つの部分を含む。円錐形部分１１０３は、ガス流路モジュール２０１の上部壁部３０１の内側から一定直径部分１１０４に延びる。一定直径部分１１０４は、円錐形部分１１０３からガス流路モジュール２０１の上部壁部３０１の外側に延びる。第２圧力タップ３０３は、第１圧力タップ３０２と類似する。第２圧力タップ３０３も、円錐形部分１１０１と一定直径部分１１０２とを含む。
【００３７】
図１３は測定装置２０２を概略的に示し、これはブロック図で表される。測定装置２０２は、図２に既に示されて前述された音響変換器２０５、２０６および圧力センサ２０７に加えて、種々の要素を含む。これらの要素には、周囲圧力センサ１３０１、差動回路１３０２、信号調整回路１３０３、周波数測定回路１３０４、プロセッサ１３０５、メモリ回路１３０６、および通信インターフェイス１３０７が含まれる。本明細書に前述したように、これらの要素は、それらの動作に必要な電力を、酸素療法モニタリング装置１０５に含まれ得るバッテリから受け取ることができる。
【００３８】
図３〜図１２に示されるガス流路モジュール２０１を含む、図２に示される酸素療法モニタリング装置１０５は、基本的に以下のように動作する。図１を参照すると、ガス流路モジュール２０１はガス源１０２からガス流を受け取る。図３〜図５を参照すると、ガス流は、入口コネクタ２０８を通って流れ調整器４０１に進入する。流れ調整器４０１は、実質的な圧力損失をもたらすことなく、比較的安定的な気流特性を生成する。入口コネクタ２０８を通って進入するガス流は、通常、不均一の速度特性を有する。速度特性は通常放物線形状であり、これは流れの不安定性をもたらすものである。流れ調整器４０１はこの速度の差異を低減し、ガス流を安定化させる。実際に、ガス流は、図６および図７に明瞭に示される三角形状要素６０１の最長側部にぶつかり、そして２つの同量の流れに分かれ、そのため各流れが一定に加速される。２つの流れは三角形状要素６０１の鈍角で合流する。この時点で、ガス流は、実質的に均一で、本質的に平坦な速度特性を有し、これがガス流を安定的にする。
【００３９】
ノズル４０２は流れ調整器４０１を出たガス流を加速させる。このガス流の加速されたものは、実質的にいずれの渦もない噴流をなす。ノズル４０２は、この噴流を振動チャンバ４０３に注入する。
【００４０】
振動チャンバ４０３は、噴流として振動チャンバ４０３に進入するガス流に振動を誘発する。この振動は、一般的にコアンダ効果として言及される物理的現象によって誘発される。振動チャンバ４０３に進入する噴流の一方側に一方の渦、噴流の別の側に他方の渦で、２つの渦が形成される。２つの渦は互いに逆に回転し、一方は時計回りに回転し、他方の渦は反時計回りに回転する。各渦は交互に強弱があり、そのため、渦は互いに対して位相対立である。これらの位相が不一致の変動渦は噴流と相互作用し、これが噴流を振動させる。振動には、ガス流の流量の関数として変動する周波数または周期がある。
【００４１】
本明細書において前述された振動チャンバ４０３において、２つの渦は、流量とは関係がなく、一定のサイズである。これは、流量と噴流が振動する周波数との間の実質的にリニアな関係を可能にする有利な特徴である。こうしたリニアな関係は、測定装置２０２における処理を容易にするとともに、呼吸特性測定において、そして図１に示されるようにひと１０１に適用される酸素療法のモニタリングにおいて、精密性、信頼性に寄与するものである。
【００４２】
振動チャンバ４０３において噴流であるガス流の振動は、振動チャンバ４０３内で局所圧力変動をもたらす。したがって、これらの局所圧力変動は、ガス流における振動を表すものとなる。例えば、局所圧力変動は噴流が振動するのと同じ周波数を有する。
【００４３】
したがって、第１圧力タップ３０２が延びる振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第１の位置で、局所圧力変動が発生することになる。また、第２圧力タップ３０３が延びる第２の位置でも、局所圧力変動が発生することになる。これらの各圧力変動は位相対立である。これは、少なくとも部分的に、長手方向の対称軸に対して対称に配置された第１圧力タップ３０２および第２圧力タップ３０３に起因するものである。
【００４４】
さらに、第１圧力タップ３０２および第２圧力タップ３０３は、好ましくは、２つの渦が経時的に規則的なパターンをたどるように配置される。ＣＦＤシミュレーションによって、第１圧力タップ３０２および第２圧力タップ３０３の適切な位置の決定を支援することができ、それにより振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４における第１の位置および第２の位置を決定する。ＣＦＤは「Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ（計算流体力学）」の頭字語である。
【００４５】
ガス流は、出力部４０５を通って振動チャンバ４０３を出る。ガス流は、その後、ガス流路モジュール２０１の出口コネクタ２０９を通過する。
【００４６】
測定装置２０２は、前述の局所圧力変動に反映されるガス流において誘発される振動に基づいて流量を判定することが可能である。基本的に、振動周期は、振動チャンバ４０３を通るガス量の通過に伴う。この通過するガス量は以下において「デジタル量」として示される。デジタル量は振動チャンバ４０３の容積に関連し、両者は同規模である。流量は、デジタル量を振動周期で除算することで決定されることができる。振動周期は、所定の時間間隔にわたる周波数測定によって決定されてもよい。振動周期は測定された周波数の逆数である。
【００４７】
さらに詳細には、測定装置２０２の第１音響変換器２０５は、振動チャンバ４０３の第１の位置において発生する局所圧力変動を測定する。これは、第１圧力タップ３０２とプリント回路基板２０３の第１孔とが、この局所圧力変動を第１音響変換器２０５に伝達する導管をともになすためである。この導管において、第１圧力タップ３０２の円錐形部分は、音響インピーダンス変換を行う。この音響インピーダンス変換は、第１の位置で発生する局所圧力変動の測定における感度と精密性とに寄与することができる。
【００４８】
同様に、第２音響変換器２０６は、振動チャンバ４０３の第２の位置において発生する局所圧力変動を測定する。第２圧力タップ３０３とプリント回路基板２０３の第２孔とが、これらの局所圧力変動を第２音響変換器２０６に伝達するさらなる導管をともになす。この導管において、第２圧力タップ３０３の円錐形部分は、前述されたような感度と精密性とに寄与することができる音響インピーダンス変換を行う。
【００４９】
したがって、第１音響変換器２０５および第２音響変換器２０６は、振動チャンバ４０３における第１の位置および第２の位置のそれぞれにおける各圧力変動を表す各出力信号を提供する。これらの各圧力変動は位相対立であるので、第１音響変換器２０５および第２音響変換器２０６の各出力信号もまた位相対立である。
【００５０】
第１音響変換器２０５および第２音響変換器２０６は、比較的感度が高いので、第１の位置および第２の位置のそれぞれにおける圧力変動がこれらのセンサ内で飽和を起こし得る。すなわち、圧力変動により、第１音響変換器２０５および第２音響変換器２０６の各出力信号が、最大値および最小値に達する。この場合、これらのセンサの各出力信号はデジタル特性を有し、その処理を容易にすることができる。圧力変動を測定するために、従来の圧力センサ２０７ではなく音響センサを使用することは、比較的高いサンプルレートかつ比較的高い精密性での流量判定を可能にする、ということが言及される必要がある。
【００５１】
差動回路１３０２は、第１音響変換器２０５と第２音響変換器２０６との各出力信号同士間の差を表す出力信号を提供する。したがって、差動回路１３０２の出力信号は、振動チャンバ４０３における第１の位置および第２の位置で発生する各圧力変動同士間の差を表す。このような差分測定により、コモンモードノイズを抑制することができ、これが測定感度と信頼性とに寄与する。またこの測定スキームは比較的強いものであり、２つの渦のうちの１つが欠落し、ゆえに２つの位置のうちの１つのみに圧力変動が発生する場合でも流量を判定することが可能である。
【００５２】
信号調整回路１３０３は、差動回路１３０２の出力にローパスフィルタ、およびハイパスフィルタを適用することができる。ローパスフィルタは、例えば圧力ドリフトによる低周波数ノイズを抑制することができる。ハイパスフィルタは、例えば圧力の乱れや外部音響ノイズによる高周波数ノイズを抑制することができる。さらに信号調整回路１３０３は、差動回路１３０２の出力信号、またはそのフィルタをかけたものを増幅することができる。信号調整回路１３０３は、差動回路１３０２の出力信号の処理されたものを提供する。この出力信号は、ガス流が振動する周波数に一致する周波数で発生するパルスを含む。実際に、パルスはガス流の振動周期に一致する。
【００５３】
周波数測定回路１３０４は、信号調整回路１３０３の出力信号におけるパルスの周波数を測定する。つまり、周波数測定回路１３０４はガス流が振動する周波数を測定する。そのため、周波数測定回路１３０４は、測定時間間隔に発生するパルス数をカウントすることができる。カウントされたパルス数は、ガス流が所定の測定時間間隔に振動する平均周波数を示すものである。なお、実際に測定される平均周波数は、測定時間間隔において特に配された瞬時に適用される瞬時周波数として見なされる。これは簡便性及び簡潔性の理由によるものである。
【００５４】
周波数測定回路１３０４は、以下においてサンプリングレートとして言及されるレートで、前述されたような瞬時周波数測定を繰り返して行うことができる。したがって、周波数測定回路１３０４は、サンプリングレートにおける連続周波数カウント値を提供することができる。シーケンス番号ｎ（ｎは整数である）を有する周波数カウント値は、所定の測定時間間隔に含まれる瞬時ｔｎにおいてガス流が振動する瞬時周波数を表す。
【００５５】
プロセッサ１３０５は、周波数カウント値を流量測定値に変換することができる。そのために、プロセッサ１３０５は、周波数カウント値に換算係数を乗算することができる。換算係数は、デジタル量と測定時間間隔の長さから決定可能である。カウント値における単位は、デジタル量に一致するガス量を表す。したがって、周波数カウント値がＮ（Ｎは整数である）であるとき、これは、Ｎ倍のデジタル量が測定時間間隔にガス流路モジュールを流通したことを意味する。したがって、換算係数は、測定時間間隔で除算したデジタル量として計算されるとよい。換算係数はまた、較正によって決定されることもできる。例えば、ガス流は、様々な異なる既知の所定流量でガス流路モジュールを通過することができる。これにより、それぞれ異なる周波数カウント値が生成され、そこから変換係数が決定される。
【００５６】
したがって、プロセッサ１３０５は、周波数測定回路１３０４が提供する連続周波数カウント値から連続瞬時流量を計算する。シーケンス番号ｎの瞬時流量は、同じシーケンス番号の周波数カウント値から計算される。この瞬時流量は、この周波数カウントが得られた測定時間間隔に含まれる瞬時ｔｎに適用される。
【００５７】
圧力センサ２０７は、振動チャンバ４０３の出力部４０５におけるガス流の圧力を測定することができる。圧力センサ２０７は、前述のサンプリングレートでこの圧力測定を繰り返して行うことができる。したがって、圧力センサ２０７は、該サンプリングレートでの連続瞬時圧力値を提供することができる。プロセッサ１３０５は、これらの連続瞬時圧力値を受信することができる。瞬時圧力値は、所定の圧力測定が行われた瞬時の振動チャンバ４０３の出力部４０５におけるガス流の圧力を示す。
【００５８】
周囲圧力センサ１３０１は、図１に示されるシステム１００が動作する空間の周囲圧力を測定することができる。同様に、周囲圧力センサ１３０１は、前述のサンプリングレートでこの周囲圧力測定を繰り返して行うことができる。したがって、周囲圧力センサ１３０１は、該サンプリングレートでの連続瞬時周囲圧力値を提供することができる。プロセッサ１３０５は、この連続瞬時圧力値を受信することができる。瞬時周囲圧力値は、所定の周囲圧力測定が行われた瞬時における、システム１００が動作する空間の周囲空気の圧力を示す。
【００５９】
プロセッサ１３０５は、測定された連続瞬時流量から、ならびに連続瞬時圧力値および連続瞬時周囲圧力値から、情報を得ることができる。これはより詳細に以下に記載される。前述の測定データは、少なくとも一時的に、図１３に示される測定装置２０２のメモリ回路１３０６に保存されることができる。この保存は、後の分析または記録保管またはその両方のためのものであるとよい。測定データは、図１３に示される測定装置２０２の通信インターフェイス１３０７を介して、図１に示されるインサイチュステーション１０７に伝達されることができる。これは、以下に記載されるように、測定データを処理してプロセッサ１３０５が得ることができるデータに同様に適用される。
【００６０】
以下の考察は、図１に示されるシステム１００内の酸素療法モニタリング装置１０５のいくつかの特定の特徴の基礎をなすものである。サンプリングレートは、ガス流の流量における比較的短期間の変動の検出が所望されることから、比較的高いとよい。例えば、比較的速い呼吸パターンは、毎分３０呼吸を含み得、これは０．５Ｈｚの周波数に相当する。この呼吸パターンは、例えばサンプリングレートが５である場合に十分に測定可能であり、これは毎秒５回の瞬時周波数測定が行われることを意味する。さらにこれは、連続測定時間間隔がそれぞれ０．２秒（２００ｍｓ）を超えない長さである必要があるということを意味する。
【００６１】
ガス流の流量の比較的小さな変動を検出するために、ガス流は、比較的高い周波数で振動する必要がある。これは、周波数測定回路１３０４が行うパルスカウントに丸め誤差があるためである。測定時間間隔にカウントされるパルス数が多いほど、丸め誤差は小さくなる。例えば、瞬時周波数測定で１０パルスをカウントした場合、丸め誤差は５％に達し得る。これはまた、このパルスカウントに基づいて測定される瞬時流量の不精密性でもある。ガス流が振動する周波数が高いほど、測定時間間隔にカウントされるパルス数が多くなり、その結果、測定される瞬時流量における不精密性が低くなる。
【００６２】
以下は、図２に示されるシステム１００の酸素療法モニタリング装置１０５に適用され得る数値例である。前述したように、サンプリングレートは５であるので、パルスカウントは最大で０．２秒の時間間隔にわたる。瞬時流量は、少なくとも５％の精度で測定される必要があり、これは５％の不精密性と同等である。これは、０．２秒の時間間隔における少なくとも１０パルスのカウントを意味する。パルスは振動チャンバ４０３におけるガス流の振動周期に一致するので、これはつまりガス流が少なくとも５０Ｈｚの周波数で振動する必要があることを意味する。この数値例は、測定装置２０２の音響センサが機能的にはマイクロフォンとして見なされ得ることを示す。
【００６３】
振動チャンバ４０３の容積は比較的小さいので、ガス流は対象流量範囲内で十分に高い周波数で振動する。図１に示されるこのシステム１００において、対象流量範囲は、毎分０．５Ｌ〜毎分１０Ｌの間に含まれるとよい。ガス流は、この例では毎分０．５Ｌである流量範囲の下限において最も低い周波数で振動する。前述の数値例に基づいて、ガス流は、この下限流量において少なくとも５０Ｈｚの周波数で振動する必要がある。前述したように、一振動周期は、振動チャンバ４０３を通過するガスの量、振動チャンバ４０３の容積に関連するデジタル量に関与する。毎分０．５Ｌの流量で少なくとも５０Ｈｚの周波数は、少なくともデジタル量の３０００倍が０．５Ｌを超えるべきではないことを意味する。結果として、デジタル量が振動チャンバ４０３の容積に正確に等しいことを考慮すると、０．５Ｌを３０００で除算した値を超えるべきではなく、その除算とは１６６立方ミリメートル（ｍｍ３）である。
【００６４】
そのような比較的小さな振動チャンバ４０３は、比較的大きな圧力損失をもたらし得る。例えば、約１００〜２００ｍｍ３の容積を有する振動チャンバ４０３は、毎分１０リットルの流量で１０００Ｐａにもなる圧力損失をもたらし得る。例えば、マスク１０６内においてガス流が有する必要がある圧力に関して要件が比較的軽減されている場合には、この比較的高い圧力損失は、図１に示されるシステム１００において許容可能であり得る。
【００６５】
図１４は、ひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法１４００を概略的に示す。方法１４００はフローチャートで示されている。方法１４００は、測定装置２０２のプロセッサ１３０５が他の要素ととともに行うことができる一連のステップを含む。このフローチャートは、プロセッサ１３０５またはプロセッサ１３０５に関連する他の回路にインストールされたソフトウェアプログラムを表すと見なされることができる。
【００６６】
過圧力計算ステップ１４０１において、プロセッサ１３０５は、圧力センサ２０７と周囲圧力センサ１３０１とがそれぞれ提供した瞬時圧力値と瞬時周囲圧力値との差から瞬時過圧力値を計算する。上述の値は同じ瞬時に適用され、したがって同じシーケンス番号を有する。瞬時過圧力値は、マスク１０６に適用されるガス流と、図１に示されたシステム１００が動作する空間の周囲圧力との間の所定の瞬時の過圧力を表す。
【００６７】
変動平均流量計算ステップ１４０２において、プロセッサ１３０５は、ガス流の流量の瞬時平均を計算する。流量の瞬時平均は、瞬時過圧力値が適用されるものと同じ瞬時に適用される。流量の瞬時平均は、その瞬時の瞬時流量、先行するｋ個の瞬時流量、および後続の同じｋ個の瞬時流量の（ｋは整数）の重み付き平均によって得られる。この重み付き平均の計算は、測定された２ｋ＋１の瞬時流量に対するゼロ遅延フィルタ操作と見なされることができる。さらに、このフィルタ操作は、瞬時流量測定に影響し得るノイズを抑制する。
【００６８】
抵抗計算ステップ１４０３において、プロセッサ１３０５は、瞬時過圧力値をガス流の流量の瞬時平均で除算する。したがって、これらの値は同じ瞬時に関係する。この除算により、図１に示されるマスク１０６のレベルにおける「抵抗」を表すと見なされ得る特性値が生成される。マスク１０６に達するガス流が比較的高い過圧力を有する場合、流量が比較的小さくても、マスク１０６のレベルでは比較的抵抗が高い。反対に、マスク１０６に達するガス流が比較的低い過圧力を有する場合、流量が比較的大きくても、マスク１０６のレベルでは比較的抵抗が低い。このステップで除算により生成される特性値は、簡便性および明瞭性のため、抵抗値として以下において言及される。抵抗値の興味深い面は、ガス源１０２の特性がこの値に実質的に影響しないことである。ガス源１０２の特性に対するこの無関係性は、使用性と信頼性とに寄与するものである。
【００６９】
プロセッサ１３０５は、前述された図１４に示される一連のステップを繰り返して行うことができる。その際、プロセッサ１３０５は、連続する抵抗値のシーケンスを生成して、それにより抵抗値は特定の瞬時に関連するものとなる。そしてプロセッサ１３０５は、連続する抵抗値のシーケンスに基づいて呼吸特性を決定することができる。例えば、プロセッサ１３０５は、呼吸周波数および呼吸周波数の変動を判定することができる。一般に、プロセッサ１３０５は、連続する抵抗値のシーケンスから有用な情報を、特に図１に示されるシステム１００におけるひと１０１の呼吸の情報を抽出することができる。さらに、プロセッサ１３０５は、連続する抵抗値のシーケンスに基づいて、このシステム１００の異常を検出することができる。
【００７０】
図１５は、代替の酸素療法モニタリング装置１５００を概略的に示す。図１５は、代替の酸素療法モニタリング装置１５００の概略分解斜視図を提示する。代替の酸素療法モニタリング装置１５００は、図１５に示されるように、代替のガス流路モジュール１５０１と、代替の音響透明膜１５０２と、代替のプリント回路基板１５０４に実装され得る代替の測定装置１５０３とを含む。代替の酸素療法モニタリング装置１５００は、上述で詳細に記載された図３に示される酸素療法モニタリング装置１０５に代えて、図１に示されたシステム１００において使用されてもよい。代替の酸素療法モニタリング装置１５００はまた、図３に示される酸素療法モニタリング装置１０５が動作するのと類似して動作してもよい。違いは主に構造的特性にある。
【００７１】
代替のガス流路モジュール１５０１は開放上面部を有する一方で、図２に示されるガス流路モジュール２０１は上部壁部３０１を含む。代替のプリント回路基板１５０４は、上部壁部３０１を機能的に置き換えるものである。すなわち、代替のプリント回路基板１５０４と代替のガス流路モジュール１５０１との間に配置される代替の音響的透明膜１５０２とともに、代替のプリント回路基板１５０４は、代替のガス流路モジュール１５０１を封止する。代替のガス流路モジュール１５０１は、上述で詳細に記載された図３に示されるガス流路モジュール２０１のものと類似する内側構造を有してもよい。したがって、代替のガス流路モジュール１５０１は、渦誘導部１５０６および出力部１５０７を有する振動チャンバ１５０５を含んでもよい。
【００７２】
代替の測定装置１５０３は、図２に示される酸素療法モニタリング装置１０５のように上面部ではなく、代替のプリント回路基板１５０４の底面部に実装される圧力センサ１５０８を含む。代替の音響的透明膜１５０２は、圧力センサ１５０８のための開口部１５０９を含む。したがって、圧力センサ１５０８は、振動チャンバ１５０５の出力部１５０７に少なくとも部分的に延び得る。代替の測定装置１５０３は、一対の音響変換器１５１０、１５１１をさらに含み、これらは代替のプリント回路基板１５０４の上面部に実装され得る。この実装は、図２に示される酸素療法モニタリング装置１０５のプリント回路基板２０３上の一対の音響変換器２０５、２０６のものと類似していてもよい。
【００７３】
代替のプリント回路基板１５０４は、一対の音響変換器１５１０、１５１１に関連する２つの孔１５１２、１５１３を含む。一方の孔１５１２は、一方の音響変換器１５１０と振動チャンバ１５０５、より正確には振動チャンバ１５０５の第１の位置との間で、圧力連通させるものである。他方の孔１５１３は、他方の音響変換器１５１１と振動チャンバ１５０５、より正確には振動チャンバ１５０５の第２の位置との間で圧力連通させるものである。これについて、図２に示される酸素療法モニタリング装置１０５のプリント回路基板２０３と、図１５に示される代替の酸素療法モニタリング装置１５００における代替のプリント回路基板１５０４とは類似していてもよい。
【００７４】
備考
図面に関する上述の詳細な説明は、特許請求の範囲に規定される本発明およびさらなる特徴の単なる例示である。本発明は、多くの異なる方法で実施可能である。これを示すために、いくつかの代替形が簡潔に示される。
【００７５】
本発明は、測定または生体の呼吸の測定に関連する多くのタイプの物または方法に適用され得る。例えば、本発明は、原則的に、呼吸可能なガスが生体に適用される任意のタイプの方法に適用され得る。「呼吸特性の測定」という表現は、広い意味で理解される必要がある。この表現は、生体の呼吸に関連するデータを得ることを目的とする任意の操作を包含することができる。
【００７６】
本発明は、多くの方法で実施され得る。例えば、代替の実施形態において、差動音響センサによって、図２および図１３に示される一対の音響センサが置き換えられ得る。そうした代替の実施形態において、図１３に示される差動回路１３０２は省略され得る。
【００７７】
用語「振動チャンバ」は広い意味で理解される必要がある。該用語は、振動チャンバを通過する空気流の圧力変動を誘発するように配置された内部形状を有する任意の構築空間を包含することができ、これらの圧力変動は、振動チャンバを通過する空気流流量の単調関数である周波数を示す。
【００７８】
振動チャンバは多くの異なる方法でなされ得る。代替の実施形態において、振動チャンバは、図５に示される実施形態のものと異なるガス流妨害要素を含むことができる。振動チャンバはまた、ガス流妨害要素なしで開放型構成を有し得る。流れ調整器は多くの異なる方法でなされ得る。代替の実施形態において、流れ調整器は、例えば格子またはブレードを含み得、ハニカム構造または他の構造を有し得る。流れ調整器も省略され得る。
【００７９】
図１４に示される方法は、ガス流において誘発される振動に基づいて流量を測定する、上述されるような酸素療法モニタリング装置を必ずしも必要としないということを言及する必要がある。原則的に、該方法は、呼吸インターフェイスを介して生体に呼吸可能なガスが適用される任意のシステムで使用可能である。重要な点は、呼吸インターフェイスにおけるガス流の過圧力を測定、または推定することと、ガス流の流量で過圧力を除算することで抵抗値を計算することである。これについて、流量の実際の測定方法は重要ではない。
【００８０】
概して、本発明を実施するための多くの異なる方法があり、異なる実施形態は異なるトポロジーを有し得る。任意の所与のトポロジーにおいて、単一のモジュールがいくつかの機能を実行してもよく、またはいくつかのモジュールがともに単一の機能を実行してもよい。これについて、図面は非常に図式的である。ハードウェアまたはソフトウェア、またはその両方の組み合わせによって実行され得る多くの機能が存在する。ソフトウェアベースの実行についての説明は、ハードウェアベースの実行を排除するものではなく、逆も同様である。１つ以上の専用回路ならびに１つ以上の複数の適切にプログラムされたプロセッサを含むハイブリッドの実行も可能である。例えば、図面に関して上述された様々な機能は、特定の回路トポロジーが特定の機能を規定する１つ以上の専用回路によって実行されてもよい。
【００８１】
ひとに適用される酸素療法をモニタリング可能にする一連の命令、すなわちソフトウエアを保存し配布する多くの方法が存在する。例として、ソフトウエアは、例えば、メモリ回路、磁気ディスク、または光ディスクなどの適切なデバイス読み取り可能な媒体に保存されてもよい。ソフトウエアが保存されているデバイス読み取り可能な媒体は、ソフトウエアを実行し得る、個々の製品として、または別の製品とともに提供されてもよい。そのような媒体は、ソフトウエアの実行を可能にする製品の一部であってもよい。ソフトウエアは、有線、無線、またはハイブリッドの通信ネットワークを介して配布することもできる。例えば、ソフトウエアはインターネットを介して配布することができる。ソフトウエアは、サーバーを使用してダウンロード可能にすることができる。ダウンロードは支払いの対象となり得る。
【００８２】
上述の記載は、図面に関する詳細な説明が、限定ではなく本発明の例示であることを示す。本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある多くの代替の方法で実施することができる。特許請求の範囲の同等物の意義および範囲内に該当するすべての変更は、その範囲内に包含される。請求項の任意の参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、請求項に列挙されたもの以外の要素またはステップの存在を排除するものではない。要素またはステップに先行する「ａ」または「ａｎ」という用語は、複数のそのような要素またはステップの存在を排除するものではない。それぞれの従属請求項がそれぞれの追加の特徴を規定するという単なる事実は、請求項に反映されるもの以外の追加の特徴の組合せを除外しない。
【図１】
2018538106.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月25日(2017.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は酸素療法モニタリング装置に関する。酸素療法モニタリング装置は、例えば、長期酸素療法や携帯型酸素療法に使用されることができる。本発明の他の態様は、酸素療法モニタリングシステム、およびひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
雑誌「Ｔｈｏｒａｘ」、２０１５年６月、第７０巻、補遺１には、成人の在宅酸素使用のためのＢＴＳガイドラインが提示されており、ＢＴＳとは「Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｔｈｏｒａｃｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ」の頭字語である。長期酸素療法（Long-term oxygen therapy、LTOT）は、慢性低酸素血症の患者において、酸素が１日当たり少なくとも１５時間使用されるとして定義することができる。ＬＴＯＴは１日当たり最低限１５時間が指示されるべきであることが推奨されており、１日２４時間まででさらに有益なものになり得る。
【０００３】
ＬＴＯＴの流量について記載する。安静時における単一尺度の酸素投与に基づく流量は、酸素要求量が変動し得る日々の活動時における適切な酸素投与を必ずしも保証するわけではない。運動、休息および睡眠時の患者の要求に合わせるために流量を個別に調整することにより、酸素流量中央値を２．５Ｌ／分から１．２Ｌ／分に減少させることができる一方で、ＳｐＯ２が目標範囲内にある時間の割合は２４．８％から５２．８％に増加した（ｐ＝０．００１）。
【０００４】
米国特許出願第２００６／０１００５３７Ａ１号明細書として公開される特許出願は、特に呼吸性の患者の呼気に関連する流体流測定のためのスパイロメータを記載している。スパイロメータは流体発振器を有し、流体が流体発振器のチャンバ内で振動する。チャンバ内の流体流の発振周波数は、流量に相関する。チャンバ内の発振流周波数を表すデータなどのインプットデータを、スパイロメータを通過する流量に対して処理するために、コンピュータが用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ひとに適用される酸素療法のモニタリングを可能にする非治療的技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この必要性によりよく対応するために、本発明の一態様において、明細書に添付される請求項１に規定される酸素療法モニタリング装置が提供される。この酸素療法モニタリング装置は、比較的低い消費電力で、比較的精密な流量測定を可能にするものである。さらに、該装置は、比較的小型、軽量であり得、したがって携帯可能である。
【０００７】
本発明の別の態様は、請求項１に規定される酸素療法モニタリング装置と、酸素療法モニタリング装置からの測定データを収集するように構成されたステーションとを含む酸素療法モニタリングシステムに関する。本発明のさらに別の態様は、ひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法に関し、該非治療的方法は、請求項１に規定される酸素療法モニタリング装置から測定データを収集するステップを含む。
【０００８】
本発明のさらに別の態様は、ソースからひと用呼吸インターフェイスへのガス流の流量と、呼吸インターフェイスにおけるガス流の過圧力と、を測定する非治療的方法に関し、過圧力をガス流の流量で除算して抵抗値を取得し、取得された連続する抵抗値のシーケンスに基づいて呼吸特性を決定する。この非治療的方法は、請求項１に記載の酸素療法モニタリング装置を必ずしも必要としないことが言及される必要がある。
【０００９】
本発明のさらに別の態様は、命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）一式を含むコンピュータプログラムプロダクトに関し、該命令一式により、命令一式を実行することができるプロセッサが上記段落で規定された非治療的方法を行うことが可能になる。
【００１０】
本発明の実施形態は、明細書に添付された独立請求項において規定される１つ以上のさらなる特徴を含むとよい。
【００１１】
例示のために、本発明の一部の実施形態の詳細な説明は、添付の図面に関して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、酸素療法モニタリングシステムのブロック図である。
【図２】図２は、酸素療法モニタリングシステムの一部を構成する酸素療法モニタリング装置の概略斜視図である。
【図３】図３は、酸素療法モニタリング装置の一部を構成するガス流路モジュールの概略斜視図である。
【図４】図４は、ガス流路モジュールの別の概略斜視図であり、上部壁部が省かれて内部構造が示される。
【図５】図５は、ガス流路モジュールの概略側面図であり、（長手方向の）切断線Ａ−Ａが示される。
【図６】図６は、図５に示される切断線Ａ−Ａに沿ったガス流路モジュールの概略切断（断面）図である。
【図７】図７は、図５に示される切断線Ａ−Ａに沿ったガス流路モジュールの概略斜視切断図である。
【図８】図８は、ガス流路モジュールの概略上面図であり、（長手方向の）切断線Ｂ−Ｂと（横断方向の）切断線Ｃ−Ｃとが示される。
【図９】図９は、図８に示される切断線Ｂ−Ｂに沿ったガス流路モジュールの概略切断図である。
【図１０】図１０は、図８に示される切断線Ｂ−Ｂに沿ったガス流路モジュールの概略斜視切断図である。
【図１１】図１１は、図８に示される切断線Ｃ−Ｃに沿ったガス流路モジュールの概略切断図である。
【図１２】図１２は、図１１の概略切断図の部分の拡大図であり、該部分は、ガス流路モジュールの導管を含む。
【図１３】図１３は、酸素療法モニタリング装置の一部を構成する測定装置のブロック図である。
【図１４】図１４は、ひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法（１４００）のフローチャート図である。
【図１５】図１５は、代替の酸素療法モニタリング装置の概略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、ひと１０１に適用される酸素療法をモニタリングするためのシステムを概略的に示す。システム１００はブロック図で表される。システム１００は、例えば、図１にも示されているひと１０１に適用される酸素療法または携帯型酸素療法において使用されることができる。
【００１４】
システム１００は、ガス源１０２、種々の管１０３、１０４、酸素療法モニタリング装置１０５、およびシステム１００を通して呼吸可能なガスを受け取ることが可能なひと１０１のための呼吸インターフェイス１０６を含む。ガス源１０２は、例えばガスシリンダーまたは酸素濃縮器の形態であってもよい。呼吸インターフェイス１０６は、例えば呼吸マスクまたは鼻カニューレの形態であってもよい。呼吸インターフェイス１０６は、簡便性および簡潔性のために、以下において「マスク１０６」として言及される。
【００１５】
システム１００は、酸素療法モニタリング装置１０５からデータを収集するため、またはこのデータを遠隔データ収集部に転送するため、またはその両方のための、インサイチュステーション１０７をさらに含むとよい。酸素療法モニタリング装置１０５とインサイチュステーション１０７とはそれぞれ無線通信インターフェイスを含むとよく、これらの構成要素の間で無線データ通信が行われることができる。このように、酸素療法モニタリング装置１０５からのデータは、インサイチュでローカルに保存されるか、または遠隔データ収集部に送信されるか、またはその両方であるとよい。
【００１６】
システム１００は、基本的に以下のように動作する。ガス源１０２は、比較的酸素が豊富であり得る呼吸可能なガスの流れを提供する。ガス流は、管１０３、酸素療法モニタリング装置１０５、および別の管１０４を通過して、マスク１０６に達する。ひと１０１は、マスク１０６を介してガス流を受け取り、ガス源１０２に由来する呼吸可能なガスを吸うことができる。ガス流は、例えば０．５リットル／分（Ｌｐｍ）〜１０Ｌｐｍの間の範囲の流量を有するとよい。これは酸素療法の典型的な流量範囲である。
【００１７】
ガス源１０２は、医師によって指示され得る特定の目標流量でガス流を提供するように設定されてもよい。しかしながら、実際には、ガス流は、特定の目標流量からある程度逸脱する流量を有し得る。この逸脱は、静的または動的であるか、またはその両方であり得る。例えば、逸脱は、少なくとも部分的に、ガス源１０２に関連するまたはガス源１０２に含まれる流量制御ループによってもたらされる振動の形態であり得る。
【００１８】
酸素療法モニタリング装置１０５は、ひと１０１に付加されるガス流の圧力を測定する。さらに、酸素療法モニタリング装置１０５は、上述で説明されたように特定の目標流量から逸脱し得るガス流の流量を測定する。これらガス流、圧力および流量の測定された物理量は、例えば、指示された処置がシステム１００によって効果的かつ正確に行われているかどうかをモニタリングするために使用することができる。さらに、測定された物理量は、ひと１０１の呼吸特性を決定するために使用されてもよい。したがって、システム１００は、少なくとも部分的に、システム１００を介して呼吸するひと１０１に関する健康状態情報を提供することができる。
【００１９】
図２は、酸素療法モニタリング装置１０５を概略的に示す。図２には、酸素療法モニタリング装置１０５の概略斜視図が示される。酸素療法モニタリング装置１０５は、図２に示されるように、ガス流路モジュール２０１と、プリント回路基板２０３において実行され得る測定装置２０２とを含む。ガス流路モジュール２０１の上部壁部とプリント回路基板２０３との間に、音響的透明膜２０４が配置されることができる。
【００２０】
酸素療法モニタリング装置１０５は、筐体と電池とをさらに含むとよい。電池は、酸素療法モニタリング装置１０５の他の前述の部品とともに筐体に含まれるとよい。筐体と電池とは、簡便性および簡潔性のため、図２に示されていない。酸素療法モニタリング装置１０５は、携帯可能、および低電力であり得、動作のために外部電気エネルギー源への接続を必要としない。
【００２１】
測定装置２０２は、プリント回路基板２０３に実装された一対の音響変換器２０５、２０６と、圧力センサ２０７とを含む。簡便性および明瞭性のため、一方の音響変換器２０５は、以下において第１音響変換器２０５として言及され、他方の音響変換器２０６は、第２音響変換器２０６として言及される。
【００２２】
第１音響変換器２０５は、ＭＥＭＳマイクロフォンの形態であってもよく、これは比較的消費電力が小さく、特に感度及び速度に関して好ましい変換器特性を有するものである。例えば、ＭＥＭＳマイクロフォンは、比較的高い感度で５０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの間に含まれる周波数範囲の音響信号を変換しながら、３．０Ｖの供給電圧で動作し、１０〜２０μＡのみ消費するものであり得る。第２音響変換器もまた、ＭＥＭＳマイクロフォンの形態であってよい。圧力センサ２０７はまた、デジタル出力を提供するとともに、Ｉ２Ｃプロトコルを使用してマイクロプロセッサと通信することができるＭＥＭＳタイプのセンサであってもよい。
【００２３】
ガス流路モジュール２０１は、本体２１０の対向する側において入口コネクタ２０８と出コネクタ２０９とを含む。これらのコネクタ２０８、２０９は、約６ｍｍの直径を有し得る、酸素療法に用いられる標準管に係合するように好ましくは構成される。図１を参照すると、入口コネクタ２０８は、酸素療法モニタリング装置１０５をガス源１０２に接続する管１０３に係合する。出口コネクタ２０９は、酸素療法モニタリング装置１０５をマスク１０６に接続する別の管１０４に係合する。したがって、ガス流路モジュール２０１は、ガス源１０２から、図１に示されるひと１０１によって着用されるマスク１０６にガス流を通す、ガス流通路を規定する。
【００２４】
入口コネクタ２０８は、好ましくは、比較的容易に管に密封して接続され、そして偶発的な分離を防ぐために十分強固に管を保持するように配置される。このため、入口コネクタ２０８は、一連の円錐形部分によって形成されたリブ付き外面を有する前端部を含んでもよく、そうした部分は、ガス流路モジュール２０１の本体２１０に向かう方向に拡径する外径を有する。入口コネクタ２０８は、コネクタと係合する管の端位置を規定するストッパ要素をさらに含んでもよい。出口コネクタ２０９は、対称的に同様に配置されてもよい。入口コネクタ２０８および出口コネクタ２０９の上記の詳細は、簡便性および簡潔性ため、図２に示されていない。
【００２５】
図３および図４は、ガス流路モジュール２０１を概略的に示す。図３は、ガス流路モジュール２０１の概略斜視図を提示する。図３において、ガス流路モジュール２０１の上部壁部が示され、参照符号３０１によって表される。図４は、ガス流路モジュール２０１の別の概略斜視図を提示しており、上部壁部が省かれて内部構造が示される。
【００２６】
図４は、ガス流路モジュール２０１が入口コネクタ２０８から出口コネクタ２０９まで種々の連続的な部分を含むことを示す。これらの部分は、流れ調整器４０１、ノズル４０２、および振動チャンバ４０３を含む。振動チャンバ４０３は、渦誘導部４０４と出力部４０５とを有する。振動チャンバ４０３は、１０００ｍｍ３未満の容積を有するとよい。振動チャンバ４０３の容積は、流量の測定に関連する。これはより詳細に以下に記載される。
【００２７】
図３は、ガス流路モジュール２０１の上部壁部３０１が種々の孔３０２、３０３、３０４を含むことを示す。これらの孔３０２、３０３、３０４は、圧力タップとして見なすことができ、簡便性および例示性のため、以下において圧力タップとして言及される。第１圧力タップ３０２は、上部壁部３０１の外部側から、振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第１の位置に延びる。第２圧力タップ３０３は、外部側から振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第２の位置に延びる。さらなる第３圧力タップ３０４は、外部側から振動チャンバ４０３の出力部４０５内に延びる。第３圧力タップ３０４は、ガス流路モジュール２０１の長手方向の対称軸上において中心に配置されるとよい。第１圧力タップ３０２と第２圧力タップ３０３とは、この長手方向の対称軸に対して対称的に配置されるとよい。
【００２８】
また、プリント回路基板２０３は、ガス流路モジュール２０１の圧力タップ３０２、３０３、３０４にアライメントされた種々の孔も含む。これらの孔は、図面では示されないが、以下に記載される。プリント回路基板２０３の第１孔は、図２に示される第１音響変換器２０５の下に配置される。この孔は、図３に示される第１圧力タップ３０２にアライメントされる。したがって、第１孔は、振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第１の位置と第１音響変換器２０５とを圧力連通させるものである。プリント回路基板２０３の第２孔は、図２に示される第２音響変換器２０６の下に配置される。この孔は、図３に示される第２圧力タップ３０３にアライメントされる。したがって、第２孔は、振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第２の位置と第２音響変換器２０６とを圧力連通させるものである。プリント回路基板２０３の第３孔は、図２に示される圧力センサ２０７の下に配置される。この孔は、図３に示される第３圧力タップ３０４にアライメントされる。したがって、第３孔は、振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第３の位置と圧力センサ２０７とを圧力連通させるものである。
【００２９】
また、図５、図６および図７は、ガス流路モジュール２０１を概略的に示す。図５は、ガス流路モジュール２０１の概略側面図を提示する。図５において、（長手方向の）切断線Ａ−Ａが示される。図６は、図５に示される切断線Ａ−Ａに沿った概略切断（断面）図を提示する。図７は、図５に示される切断線Ａ−Ａに沿った概略斜視切断図を提示する。
【００３０】
流れ調整器４０１は、三角形状空洞６０２内の三角形状要素６０１を含む。図６の切断図において、三角形状要素６０１は鈍角２等辺三角形をなす。この三角形の最長側部は入口コネクタ２０８に面する。三角形状空洞６０２は、２つの丸みのついた鋭角を有する。これらの角度は、例えば１ｍｍ〜２ｍｍの間に含まれる曲率半径をそれぞれ有するとよく、１．５ｍｍが適切な値である。また、図６および図７は、簡便性および簡潔性のために鋭い鋭角を示すが、三角形状要素６０１も、２つの丸みのついた鋭角を有してもよい。三角形状要素６０１の２つの丸みのついた鋭角は、例えば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの間に含まれる曲率半径をそれぞれ有するとよく、０．２ｍｍが適切な値である。三角形状空洞６０２の丸みのついた鋭角の曲率半径は、三角形状空洞６０２の丸みのついた鋭角に面する三角形状要素６０１の丸みのついた鋭角の曲率半径の原点（ｏｒｉｇｉｎ）にアライメントされた原点を有するとよい。このように、前述の丸みのついた鋭角は、一定の通路部分を規定する。
【００３１】
ノズル４０２は、わずかに先細りした形状を有するとよい。収束の角度は、例えば１°〜２°の間に含まれるとよく、１．４５°が適切な値である。ノズル４０２は、振動チャンバ４０３で途切れるスロット形状先端部を有するとよい。この先端部の入口端部は、例えば０．６ｍｍ〜１．２ｍｍの間に含まれる幅を有するとよく、０．９ｍｍが適切な値である。振動チャンバ４０３におけるこの先端部の出口端部は、例えば０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの間に含まれる幅を有するとよく、０．７ｍｍが適切な値である。先端部は、例えば３８°〜４５°の間に含まれる収束の角度を有するとよく、４１．５°が適切な値である。
【００３２】
振動チャンバ４０３はガス流障害要素６０３を含む。この要素は、ガス流が振動チャンバ４０３に進入するノズル４０２に面する空洞を規定する。ガス流障害要素６０３は、半円形状、すなわち半分の円の形態を有する。ガス流障害要素６０３は、例えば１．０ｍｍ〜２．２ｍｍの間に含まれる曲率半径を有する半円形の内側を有するとよく、１．６ｍｍが適切な値である。半円形外側は、例えば２．４ｍｍ〜４．０ｍｍの間に含まれる曲率半径を有することができ、３．２ｍｍが適切な値である。
【００３３】
振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４は、例えば図６および図７に示されるように腎臓の形状であるとよい。すなわち、振動チャンバ４０３は、ガス流障害要素６０３が存在する腎臓の形状の空洞を含むことができる。この空洞の少なくとも一部は湾曲壁部によって区切られ、該湾曲壁部は、例えば２ｍｍ〜３．５ｍｍの間に含まれる曲率半径を有するとよく、２．７５ｍｍが適切な値である。振動チャンバ４０３の出力部４０５は、例えば図６および図７に示されるように、先細りするファンネル様形状を有することができる。出力部４０５は、例えば２０°〜３０°の間に含まれる収束の角度を有することができ、２５°が適切な値である。
【００３４】
振動チャンバ４０３は、閉鎖型構成を有すると見なすことができる。開放型構成を有する振動チャンバは、図６および図７に示されるガス流障害要素６０３に対応する要素を通常含まない。
【００３５】
また、図８〜図１１は、ガス流路モジュール２０１を概略的に示す。図８は、ガス流路モジュール２０１の概略上面図を提示する。図８には、（長手方向の）切断線Ｂ−Ｂおよび（横断方向の）切断線Ｃ−Ｃが示される。切断線Ｂ−Ｂは、前述した長手方向の対称軸に相当する。第３圧力タップ３０４は、この軸上に配置される。第１圧力タップ３０２および第２圧力タップ３０３は、切断線Ｂ−Ｂに対して対称に切断線Ｃ−Ｃ上に配置される。切断線Ｃ−Ｃは、切断線Ｂ−Ｂに対して垂直であってもよい。
【００３６】
図９は、図８に示される切断線Ｂ−Ｂに沿ったガス流路モジュール２０１の概略切断図を提示する。図１０は、図８に示される切断線Ｂ−Ｂに沿ったガス流路モジュール２０１の概略斜視切断図を提示する。図１１は、図８に示される切断線Ｃ−Ｃに沿ったガス流路モジュール２０１の概略切断図を提示する。図１１において、円は、導管を含むガス流路モジュール２０１の部分を示す。図１２は、図１１に示されるこの部分を拡大したものである。
【００３７】
図１１および図１２は、第１圧力タップ３０２と第２圧力タップ３０３とをより詳細に示す。第１圧力タップ３０２は、基本的に、円錐形部分１１０３と一定直径部分１１０４との２つの部分を含む。円錐形部分１１０３は、ガス流路モジュール２０１の上部壁部３０１の内側から一定直径部分１１０４に延びる。一定直径部分１１０４は、円錐形部分１１０３からガス流路モジュール２０１の上部壁部３０１の外側に延びる。第２圧力タップ３０３は、第１圧力タップ３０２と類似する。第２圧力タップ３０３も、円錐形部分１１０１と一定直径部分１１０２とを含む。
【００３８】
図１３は測定装置２０２を概略的に示し、これはブロック図で表される。測定装置２０２は、図２に既に示されて前述された音響変換器２０５、２０６および圧力センサ２０７に加えて、種々の要素を含む。これらの要素には、周囲圧力センサ１３０１、差動回路１３０２、信号調整回路１３０３、周波数測定回路１３０４、プロセッサ１３０５、メモリ回路１３０６、および通信インターフェイス１３０７が含まれる。本明細書に前述したように、これらの要素は、それらの動作に必要な電力を、酸素療法モニタリング装置１０５に含まれ得るバッテリから受け取ることができる。
【００３９】
図３〜図１２に示されるガス流路モジュール２０１を含む、図２に示される酸素療法モニタリング装置１０５は、基本的に以下のように動作する。図１を参照すると、ガス流路モジュール２０１はガス源１０２からガス流を受け取る。図３〜図５を参照すると、ガス流は、入口コネクタ２０８を通って流れ調整器４０１に進入する。流れ調整器４０１は、実質的な圧力損失をもたらすことなく、比較的安定的な気流特性を生成する。入口コネクタ２０８を通って進入するガス流は、通常、不均一の速度特性を有する。速度特性は通常放物線形状であり、これは流れの不安定性をもたらすものである。流れ調整器４０１はこの速度の差異を低減し、ガス流を安定化させる。実際に、ガス流は、図６および図７に明瞭に示される三角形状要素６０１の最長側部にぶつかり、そして２つの同量の流れに分かれ、そのため各流れが一定に加速される。２つの流れは三角形状要素６０１の鈍角で合流する。この時点で、ガス流は、実質的に均一で、本質的に平坦な速度特性を有し、これがガス流を安定的にする。
【００４０】
ノズル４０２は流れ調整器４０１を出たガス流を加速させる。このガス流の加速されたものは、実質的にいずれの渦もない噴流をなす。ノズル４０２は、この噴流を振動チャンバ４０３に注入する。
【００４１】
振動チャンバ４０３は、噴流として振動チャンバ４０３に進入するガス流に振動を誘発する。この振動は、一般的にコアンダ効果として言及される物理的現象によって誘発される。振動チャンバ４０３に進入する噴流の一方側に一方の渦、噴流の別の側に他方の渦で、２つの渦が形成される。２つの渦は互いに逆に回転し、一方は時計回りに回転し、他方の渦は反時計回りに回転する。各渦は交互に強弱があり、そのため、渦は互いに対して位相対立である。これらの位相が不一致の変動渦は噴流と相互作用し、これが噴流を振動させる。振動には、ガス流の流量の関数として変動する周波数または周期がある。
【００４２】
本明細書において前述された振動チャンバ４０３において、２つの渦は、流量とは関係がなく、一定のサイズである。これは、流量と噴流が振動する周波数との間の実質的にリニアな関係を可能にする有利な特徴である。こうしたリニアな関係は、測定装置２０２における処理を容易にするとともに、呼吸特性測定において、そして図１に示されるようにひと１０１に適用される酸素療法のモニタリングにおいて、精密性、信頼性に寄与するものである。
【００４３】
振動チャンバ４０３において噴流であるガス流の振動は、振動チャンバ４０３内で局所圧力変動をもたらす。したがって、これらの局所圧力変動は、ガス流における振動を表すものとなる。例えば、局所圧力変動は噴流が振動するのと同じ周波数を有する。
【００４４】
したがって、第１圧力タップ３０２が延びる振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４の第１の位置で、局所圧力変動が発生することになる。また、第２圧力タップ３０３が延びる第２の位置でも、局所圧力変動が発生することになる。これらの各圧力変動は位相対立である。これは、少なくとも部分的に、長手方向の対称軸に対して対称に配置された第１圧力タップ３０２および第２圧力タップ３０３に起因するものである。
【００４５】
さらに、第１圧力タップ３０２および第２圧力タップ３０３は、好ましくは、２つの渦が経時的に規則的なパターンをたどるように配置される。ＣＦＤシミュレーションによって、第１圧力タップ３０２および第２圧力タップ３０３の適切な位置の決定を支援することができ、それにより振動チャンバ４０３の渦誘導部４０４における第１の位置および第２の位置を決定する。ＣＦＤは「Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ（計算流体力学）」の頭字語である。
【００４６】
ガス流は、出力部４０５を通って振動チャンバ４０３を出る。ガス流は、その後、ガス流路モジュール２０１の出口コネクタ２０９を通過する。
【００４７】
測定装置２０２は、前述の局所圧力変動に反映されるガス流において誘発される振動に基づいて流量を判定することが可能である。基本的に、振動周期は、振動チャンバ４０３を通るガス量の通過に伴う。この通過するガス量は以下において「デジタル量」として示される。デジタル量は振動チャンバ４０３の容積に関連し、両者は同規模である。流量は、デジタル量を振動周期で除算することで決定されることができる。振動周期は、所定の時間間隔にわたる周波数測定によって決定されてもよい。振動周期は測定された周波数の逆数である。
【００４８】
さらに詳細には、測定装置２０２の第１音響変換器２０５は、振動チャンバ４０３の第１の位置において発生する局所圧力変動を測定する。これは、第１圧力タップ３０２とプリント回路基板２０３の第１孔とが、この局所圧力変動を第１音響変換器２０５に伝達する導管をともになすためである。この導管において、第１圧力タップ３０２の円錐形部分は、音響インピーダンス変換を行う。この音響インピーダンス変換は、第１の位置で発生する局所圧力変動の測定における感度と精密性とに寄与することができる。
【００４９】
同様に、第２音響変換器２０６は、振動チャンバ４０３の第２の位置において発生する局所圧力変動を測定する。第２圧力タップ３０３とプリント回路基板２０３の第２孔とが、これらの局所圧力変動を第２音響変換器２０６に伝達するさらなる導管をともになす。この導管において、第２圧力タップ３０３の円錐形部分は、前述されたような感度と精密性とに寄与することができる音響インピーダンス変換を行う。
【００５０】
したがって、第１音響変換器２０５および第２音響変換器２０６は、振動チャンバ４０３における第１の位置および第２の位置のそれぞれにおける各圧力変動を表す各出力信号を提供する。これらの各圧力変動は位相対立であるので、第１音響変換器２０５および第２音響変換器２０６の各出力信号もまた位相対立である。
【００５１】
第１音響変換器２０５および第２音響変換器２０６は、比較的感度が高いので、第１の位置および第２の位置のそれぞれにおける圧力変動がこれらのセンサ内で飽和を起こし得る。すなわち、圧力変動により、第１音響変換器２０５および第２音響変換器２０６の各出力信号が、最大値および最小値に達する。この場合、これらのセンサの各出力信号はデジタル特性を有し、その処理を容易にすることができる。圧力変動を測定するために、従来の圧力センサではなく音響センサを使用することは、比較的高いサンプルレートかつ比較的高い精密性での流量判定を可能にする、ということが言及される必要がある。
【００５２】
差動回路１３０２は、第１音響変換器２０５と第２音響変換器２０６との各出力信号同士間の差を表す出力信号を提供する。したがって、差動回路１３０２の出力信号は、振動チャンバ４０３における第１の位置および第２の位置で発生する各圧力変動同士間の差を表す。このような差分測定により、コモンモードノイズを抑制することができ、これが測定感度と信頼性とに寄与する。またこの測定スキームは比較的強いものであり、２つの渦のうちの１つが欠落し、ゆえに２つの位置のうちの１つのみに圧力変動が発生する場合でも流量を判定することが可能である。
【００５３】
信号調整回路１３０３は、差動回路１３０２の出力にローパスフィルタ、およびハイパスフィルタを適用することができる。ローパスフィルタは、例えば圧力ドリフトによる低周波数ノイズを抑制することができる。ハイパスフィルタは、例えば圧力の乱れや外部音響ノイズによる高周波数ノイズを抑制することができる。さらに信号調整回路１３０３は、差動回路１３０２の出力信号、またはそのフィルタをかけたものを増幅することができる。信号調整回路１３０３は、差動回路１３０２の出力信号の処理されたものを提供する。この出力信号は、ガス流が振動する周波数に一致する周波数で発生するパルスを含む。実際に、パルスはガス流の振動周期に一致する。
【００５４】
周波数測定回路１３０４は、信号調整回路１３０３の出力信号におけるパルスの周波数を測定する。つまり、周波数測定回路１３０４はガス流が振動する周波数を測定する。そのため、周波数測定回路１３０４は、測定時間間隔に発生するパルス数をカウントすることができる。カウントされたパルス数は、ガス流が所定の測定時間間隔に振動する平均周波数を示すものである。なお、実際に測定される平均周波数は、測定時間間隔において特に配された瞬時に適用される瞬時周波数として見なされる。これは簡便性及び簡潔性の理由によるものである。
【００５５】
周波数測定回路１３０４は、以下においてサンプリングレートとして言及されるレートで、前述されたような瞬時周波数測定を繰り返して行うことができる。したがって、周波数測定回路１３０４は、サンプリングレートにおける連続周波数カウント値を提供することができる。シーケンス番号ｎ（ｎは整数である）を有する周波数カウント値は、所定の測定時間間隔に含まれる瞬時ｔｎにおいてガス流が振動する瞬時周波数を表す。
【００５６】
プロセッサ１３０５は、周波数カウント値を流量測定値に変換することができる。そのために、プロセッサ１３０５は、周波数カウント値に換算係数を乗算することができる。換算係数は、デジタル量と測定時間間隔の長さから決定可能である。カウント値における単位は、デジタル量に一致するガス量を表す。したがって、周波数カウント値がＮ（Ｎは整数である）であるとき、これは、Ｎ倍のデジタル量が測定時間間隔にガス流路モジュールを流通したことを意味する。したがって、換算係数は、測定時間間隔で除算したデジタル量として計算されるとよい。換算係数はまた、較正によって決定されることもできる。例えば、ガス流は、様々な異なる既知の所定流量でガス流路モジュールを通過することができる。これにより、それぞれ異なる周波数カウント値が生成され、そこから変換係数が決定される。
【００５７】
したがって、プロセッサ１３０５は、周波数測定回路１３０４が提供する連続周波数カウント値から連続瞬時流量を計算する。シーケンス番号ｎの瞬時流量は、同じシーケンス番号の周波数カウント値から計算される。この瞬時流量は、この周波数カウントが得られた測定時間間隔に含まれる瞬時ｔｎに適用される。
【００５８】
圧力センサ２０７は、振動チャンバ４０３の出力部４０５におけるガス流の圧力を測定することができる。圧力センサ２０７は、前述のサンプリングレートでこの圧力測定を繰り返して行うことができる。したがって、圧力センサ２０７は、該サンプリングレートでの連続瞬時圧力値を提供することができる。プロセッサ１３０５は、これらの連続瞬時圧力値を受信することができる。瞬時圧力値は、所定の圧力測定が行われた瞬時の振動チャンバ４０３の出力部４０５におけるガス流の圧力を示す。
【００５９】
周囲圧力センサ１３０１は、図１に示されるシステム１００が動作する空間の周囲圧力を測定することができる。同様に、周囲圧力センサ１３０１は、前述のサンプリングレートでこの周囲圧力測定を繰り返して行うことができる。したがって、周囲圧力センサ１３０１は、該サンプリングレートでの連続瞬時周囲圧力値を提供することができる。プロセッサ１３０５は、この連続瞬時圧力値を受信することができる。瞬時周囲圧力値は、所定の周囲圧力測定が行われた瞬時における、システム１００が動作する空間の周囲空気の圧力を示す。
【００６０】
プロセッサ１３０５は、測定された連続瞬時流量から、ならびに連続瞬時圧力値および連続瞬時周囲圧力値から、情報を得ることができる。これはより詳細に以下に記載される。前述の測定データは、少なくとも一時的に、図１３に示される測定装置２０２のメモリ回路１３０６に保存されることができる。この保存は、後の分析または記録保管またはその両方のためのものであるとよい。測定データは、図１３に示される測定装置２０２の通信インターフェイス１３０７を介して、図１に示されるインサイチュステーション１０７に伝達されることができる。これは、以下に記載されるように、測定データを処理してプロセッサ１３０５が得ることができるデータに同様に適用される。
【００６１】
以下の考察は、図１に示されるシステム１００内の酸素療法モニタリング装置１０５のいくつかの特定の特徴の基礎をなすものである。サンプリングレートは、ガス流の流量における比較的短期間の変動の検出が所望されることから、比較的高いとよい。例えば、比較的速い呼吸パターンは、毎分３０呼吸を含み得、これは０．５Ｈｚの周波数に相当する。この呼吸パターンは、例えばサンプリングレートが５である場合に十分に測定可能であり、これは毎秒５回の瞬時周波数測定が行われることを意味する。さらにこれは、連続測定時間間隔がそれぞれ０．２秒（２００ｍｓ）を超えない長さである必要があるということを意味する。
【００６２】
ガス流の流量の比較的小さな変動を検出するために、ガス流は、比較的高い周波数で振動する必要がある。これは、周波数測定回路１３０４が行うパルスカウントに丸め誤差があるためである。測定時間間隔にカウントされるパルス数が多いほど、丸め誤差は小さくなる。例えば、瞬時周波数測定で１０パルスをカウントした場合、丸め誤差は５％に達し得る。これはまた、このパルスカウントに基づいて測定される瞬時流量の不精密性でもある。ガス流が振動する周波数が高いほど、測定時間間隔にカウントされるパルス数が多くなり、その結果、測定される瞬時流量における不精密性が低くなる。
【００６３】
以下は、図２に示されるシステム１００の酸素療法モニタリング装置１０５に適用され得る数値例である。前述したように、サンプリングレートは５であるので、パルスカウントは最大で０．２秒の時間間隔にわたる。瞬時流量は、少なくとも５％の精度で測定される必要があり、これは５％の不精密性と同等である。これは、０．２秒の時間間隔における少なくとも１０パルスのカウントを意味する。パルスは振動チャンバ４０３におけるガス流の振動周期に一致するので、これはつまりガス流が少なくとも５０Ｈｚの周波数で振動する必要があることを意味する。この数値例は、測定装置２０２の音響センサが機能的にはマイクロフォンとして見なされ得ることを示す。
【００６４】
振動チャンバ４０３の容積は比較的小さいので、ガス流は対象流量範囲内で十分に高い周波数で振動する。図１に示されるこのシステム１００において、対象流量範囲は、毎分０．５Ｌ〜毎分１０Ｌの間に含まれるとよい。ガス流は、この例では毎分０．５Ｌである流量範囲の下限において最も低い周波数で振動する。前述の数値例に基づいて、ガス流は、この下限流量において少なくとも５０Ｈｚの周波数で振動する必要がある。前述したように、一振動周期は、振動チャンバ４０３を通過するガスの量、振動チャンバ４０３の容積に関連するデジタル量に関与する。毎分０．５Ｌの流量で少なくとも５０Ｈｚの周波数は、少なくともデジタル量の３０００倍が０．５Ｌを超えるべきではないことを意味する。結果として、デジタル量が振動チャンバ４０３の容積に正確に等しいことを考慮すると、０．５Ｌを３０００で除算した値を超えるべきではなく、その除算とは１６６立方ミリメートル（ｍｍ３）である。
【００６５】
そのような比較的小さな振動チャンバ４０３は、比較的大きな圧力損失をもたらし得る。例えば、約１００〜２００ｍｍ３の容積を有する振動チャンバ４０３は、毎分１０リットルの流量で１０００Ｐａにもなる圧力損失をもたらし得る。例えば、マスク１０６内においてガス流が有する必要がある圧力に関して要件が比較的軽減されている場合には、この比較的高い圧力損失は、図１に示されるシステム１００において許容可能であり得る。
【００６６】
図１４は、ひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法１４００を概略的に示す。方法１４００はフローチャートで示されている。方法１４００は、測定装置２０２のプロセッサ１３０５が他の要素ととともに行うことができる一連のステップを含む。このフローチャートは、プロセッサ１３０５またはプロセッサ１３０５に関連する他の回路にインストールされたソフトウェアプログラムを表すと見なされることができる。
【００６７】
過圧力計算ステップ１４０１において、プロセッサ１３０５は、圧力センサ２０７と周囲圧力センサ１３０１とがそれぞれ提供した瞬時圧力値と瞬時周囲圧力値との差から瞬時過圧力値を計算する。上述の値は同じ瞬時に適用され、したがって同じシーケンス番号を有する。瞬時過圧力値は、マスク１０６に適用されるガス流と、図１に示されたシステム１００が動作する空間の周囲圧力との間の所定の瞬時の過圧力を表す。
【００６８】
変動平均流量計算ステップ１４０２において、プロセッサ１３０５は、ガス流の流量の瞬時平均を計算する。流量の瞬時平均は、瞬時過圧力値が適用されるものと同じ瞬時に適用される。流量の瞬時平均は、その瞬時の瞬時流量、先行するｋ個の瞬時流量、および後続の同じｋ個の瞬時流量の（ｋは整数）の重み付き平均によって得られる。この重み付き平均の計算は、測定された２ｋ＋１の瞬時流量に対するゼロ遅延フィルタ操作と見なされることができる。さらに、このフィルタ操作は、瞬時流量測定に影響し得るノイズを抑制する。
【００６９】
抵抗計算ステップ１４０３において、プロセッサ１３０５は、瞬時過圧力値をガス流の流量の瞬時平均で除算する。したがって、これらの値は同じ瞬時に関係する。この除算により、図１に示されるマスク１０６のレベルにおける「抵抗」を表すと見なされ得る特性値が生成される。マスク１０６に達するガス流が比較的高い過圧力を有する場合、流量が比較的小さくても、マスク１０６のレベルでは比較的抵抗が高い。反対に、マスク１０６に達するガス流が比較的低い過圧力を有する場合、流量が比較的大きくても、マスク１０６のレベルでは比較的抵抗が低い。このステップで除算により生成される特性値は、簡便性および明瞭性のため、抵抗値として以下において言及される。抵抗値の興味深い面は、ガス源１０２の特性がこの値に実質的に影響しないことである。ガス源１０２の特性に対するこの無関係性は、使用性と信頼性とに寄与するものである。
【００７０】
プロセッサ１３０５は、前述された図１４に示される一連のステップを繰り返して行うことができる。その際、プロセッサ１３０５は、連続する抵抗値のシーケンスを生成して、それにより抵抗値は特定の瞬時に関連するものとなる。そしてプロセッサ１３０５は、連続する抵抗値のシーケンスに基づいて呼吸特性を決定することができる。例えば、プロセッサ１３０５は、呼吸周波数および呼吸周波数の変動を判定することができる。一般に、プロセッサ１３０５は、連続する抵抗値のシーケンスから有用な情報を、特に図１に示されるシステム１００におけるひと１０１の呼吸の情報を抽出することができる。さらに、プロセッサ１３０５は、連続する抵抗値のシーケンスに基づいて、このシステム１００の異常を検出することができる。
【００７１】
図１５は、代替の酸素療法モニタリング装置１５００を概略的に示す。図１５は、代替の酸素療法モニタリング装置１５００の概略分解斜視図を提示する。代替の酸素療法モニタリング装置１５００は、図１５に示されるように、代替のガス流路モジュール１５０１と、代替の音響透明膜１５０２と、代替のプリント回路基板１５０４に実装され得る代替の測定装置１５０３とを含む。代替の酸素療法モニタリング装置１５００は、上述で詳細に記載された図３に示される酸素療法モニタリング装置１０５に代えて、図１に示されたシステム１００において使用されてもよい。代替の酸素療法モニタリング装置１５００はまた、図３に示される酸素療法モニタリング装置１０５が動作するのと類似して動作してもよい。違いは主に構造的特性にある。
【００７２】
代替のガス流路モジュール１５０１は開放上面部を有する一方で、図２に示されるガス流路モジュール２０１は上部壁部３０１を含む。代替のプリント回路基板１５０４は、上部壁部３０１を機能的に置き換えるものである。すなわち、代替のプリント回路基板１５０４と代替のガス流路モジュール１５０１との間に配置される代替の音響的透明膜１５０２とともに、代替のプリント回路基板１５０４は、代替のガス流路モジュール１５０１を封止する。代替のガス流路モジュール１５０１は、上述で詳細に記載された図３に示されるガス流路モジュール２０１のものと類似する内側構造を有してもよい。したがって、代替のガス流路モジュール１５０１は、渦誘導部１５０６および出力部１５０７を有する振動チャンバ１５０５を含んでもよい。
【００７３】
代替の測定装置１５０３は、図２に示される酸素療法モニタリング装置１０５のように上面部ではなく、代替のプリント回路基板１５０４の底面部に実装される圧力センサ１５０８を含む。代替の音響的透明膜１５０２は、圧力センサ１５０８のための開口部１５０９を含む。したがって、圧力センサ１５０８は、振動チャンバ１５０５の出力部１５０７に少なくとも部分的に延び得る。代替の測定装置１５０３は、一対の音響変換器１５１０、１５１１をさらに含み、これらは代替のプリント回路基板１５０４の上面部に実装され得る。この実装は、図２に示される酸素療法モニタリング装置１０５のプリント回路基板２０３上の一対の音響変換器２０５、２０６のものと類似していてもよい。
【００７４】
代替のプリント回路基板１５０４は、一対の音響変換器１５１０、１５１１に関連する２つの孔１５１２、１５１３を含む。一方の孔１５１２は、一方の音響変換器１５１０と振動チャンバ１５０５、より正確には振動チャンバ１５０５の第１の位置との間で、圧力連通させるものである。他方の孔１５１３は、他方の音響変換器１５１１と振動チャンバ１５０５、より正確には振動チャンバ１５０５の第２の位置との間で圧力連通させるものである。これについて、図２に示される酸素療法モニタリング装置１０５のプリント回路基板２０３と、図１５に示される代替の酸素療法モニタリング装置１５００における代替のプリント回路基板１５０４とは類似していてもよい。
【００７５】
備考
図面に関する上述の詳細な説明は、特許請求の範囲に規定される本発明およびさらなる特徴の単なる例示である。本発明は、多くの異なる方法で実施可能である。これを示すために、いくつかの代替形が簡潔に示される。
【００７６】
本発明は、測定または生体の呼吸の測定に関連する多くのタイプの物または方法に適用され得る。例えば、本発明は、原則的に、呼吸可能なガスが生体に適用される任意のタイプの方法に適用され得る。「呼吸特性の測定」という表現は、広い意味で理解される必要がある。この表現は、生体の呼吸に関連するデータを得ることを目的とする任意の操作を包含することができる。
【００７７】
本発明は、多くの方法で実施され得る。例えば、代替の実施形態において、差動音響センサによって、図２および図１３に示される一対の音響センサが置き換えられ得る。そうした代替の実施形態において、図１３に示される差動回路１３０２は省略され得る。
【００７８】
用語「振動チャンバ」は広い意味で理解される必要がある。該用語は、振動チャンバを通過する空気流の圧力変動を誘発するように配置された内部形状を有する任意の構築空間を包含することができ、これらの圧力変動は、振動チャンバを通過する空気流流量の単調関数である周波数を示す。
【００７９】
振動チャンバは多くの異なる方法でなされ得る。代替の実施形態において、振動チャンバは、図５に示される実施形態のものと異なるガス流妨害要素を含むことができる。振動チャンバはまた、ガス流妨害要素なしで開放型構成を有し得る。流れ調整器は多くの異なる方法でなされ得る。代替の実施形態において、流れ調整器は、例えば格子またはブレードを含み得、ハニカム構造または他の構造を有し得る。
【００８０】
図１４に示される方法は、ガス流において誘発される振動に基づいて流量を測定する、上述されるような酸素療法モニタリング装置を必ずしも必要としないということを言及する必要がある。原則的に、該方法は、呼吸インターフェイスを介して生体に呼吸可能なガスが適用される任意のシステムで使用可能である。重要な点は、呼吸インターフェイスにおけるガス流の過圧力を測定、または推定することと、ガス流の流量で過圧力を除算することで抵抗値を計算することである。これについて、流量の実際の測定方法は重要ではない。
【００８１】
概して、本発明を実施するための多くの異なる方法があり、異なる実施形態は異なるトポロジーを有し得る。任意の所与のトポロジーにおいて、単一のモジュールがいくつかの機能を実行してもよく、またはいくつかのモジュールがともに単一の機能を実行してもよい。これについて、図面は非常に図式的である。ハードウェアまたはソフトウェア、またはその両方の組み合わせによって実行され得る多くの機能が存在する。ソフトウェアベースの実行についての説明は、ハードウェアベースの実行を排除するものではなく、逆も同様である。１つ以上の専用回路ならびに１つ以上の複数の適切にプログラムされたプロセッサを含むハイブリッドの実行も可能である。例えば、図面に関して上述された様々な機能は、特定の回路トポロジーが特定の機能を規定する１つ以上の専用回路によって実行されてもよい。
【００８２】
ひとに適用される酸素療法をモニタリング可能にする一連の命令、すなわちソフトウエアを保存し配布する多くの方法が存在する。例として、ソフトウエアは、例えば、メモリ回路、磁気ディスク、または光ディスクなどの適切なデバイス読み取り可能な媒体に保存されてもよい。ソフトウエアが保存されているデバイス読み取り可能な媒体は、ソフトウエアを実行し得る、個々の製品として、または別の製品とともに提供されてもよい。そのような媒体は、ソフトウエアの実行を可能にする製品の一部であってもよい。ソフトウエアは、有線、無線、またはハイブリッドの通信ネットワークを介して配布することもできる。例えば、ソフトウエアはインターネットを介して配布することができる。ソフトウエアは、サーバーを使用してダウンロード可能にすることができる。ダウンロードは支払いの対象となり得る。
【００８３】
上述の記載は、図面に関する詳細な説明が、限定ではなく本発明の例示であることを示す。本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある多くの代替の方法で実施することができる。特許請求の範囲の同等物の意義および範囲内に該当するすべての変更は、その範囲内に包含される。請求項の任意の参照符号も、その請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、請求項に列挙されたもの以外の要素またはステップの存在を排除するものではない。要素またはステップに先行する「ａ」または「ａｎ」という用語は、複数のそのような要素またはステップの存在を排除するものではない。それぞれの従属請求項がそれぞれの追加の特徴を規定するという単なる事実は、請求項に反映されるもの以外の追加の特徴の組合せを除外しない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース（１０２）からひと（１０１）用呼吸インターフェイス（１０６）にガス流を通過させるように構成されるとともに、入口コネクタ（２０８）から出口コネクタ（２０９）まで、流れ調整器（４０１）と、ノズル（４０２）と、振動チャンバ（４０３）とを含む種々の連続的な部分を有するガス流通路（２０１）を含み、前記振動チャンバは前記ガス流の流量の関数として変動する前記ガス流の振動を誘発するように構成され、かつ１０００ｍｍ３未満の容積を有し、さらに
前記ガス流において誘発された前記振動を測定し、測定された前記振動に基づいて前記流量を判定するように構成された測定装置（２０２）とを含む、
酸素療法モニタリング装置（１０５）。
【請求項２】
前記測定装置（２０２）は、前記振動によってもたらされた前記振動チャンバ（４０３）の圧力変動を測定して、測定された前記圧力変動に基づいて前記流量を判定するように構成される、請求項１に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項３】
前記測定装置（２０２）は、前記振動チャンバ（４０３）の前記圧力変動を測定するように構成された少なくとも１つの音響変換器（２０５）を含む、請求項２に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項４】
前記測定装置（２０２）は、前記振動チャンバ（４０３）の一方の位置で発生した圧力変動と、前記振動チャンバの他方の位置で発生した圧力変動とを受け取るように連結され、これらの各圧力変動の間の差に基づいて前記流量を判定するように構成される、請求項２〜３のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項５】
前記測定装置（２０２）は前記振動チャンバ（４０３）に連結され、前記測定装置が受け取る一方の位置および他方の位置の前記各圧力変動は位相対立である、請求項４に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項６】
前記装置は、前記振動チャンバ（４０３）内の位置で発生した圧力変動を前記測定装置（２０２）に伝達するように構成された少なくとも１つの導管（３０２）を含み、前記導管は音響インピーダンス変換を行うように構成される、請求項３〜５のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項７】
前記振動チャンバ（４０３）は、前記ガス流が前記振動チャンバに進入する入口部（４０２）に面する空洞を規定するガス流障害要素（６０３）を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項８】
前記装置は、前記ガス流の圧力を測定するように構成された圧力センサ（２０７）を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項９】
前記測定装置（２０２）は、
回路基板（２０３）と、
前記回路基板に実装されるとともに、圧力変動に反応する変換器（２０５）と、
前記変換器と前記振動チャンバ（４０３）との間で圧力連通させるように配置された前記回路基板の孔とを含む、請求項１〜８のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項１０】
前記装置は、前記振動チャンバ（４０３）と前記回路基板（２０３）との間に配置された音響的透明膜（２０４）を含む、請求項９に記載の酸素療法モニタリング装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置と、前記酸素療法モニタリング装置から測定データを収集するように構成されたステーション（１０７）とを含む、酸素療法モニタリングシステム（１００）。
【請求項１２】
ひとに適用される酸素療法をモニタリングする非治療的方法（１４００）であって、
請求項１〜１０のいずれかに記載の酸素療法モニタリング装置（１０５）から測定データを収集するステップを含む方法。
【請求項１３】
前記装置（１０５）は、
前記装置が前記呼吸インターフェイスにおける前記ガス流の過圧力を測定する過圧力測定ステップ（１４０１）と、
前記装置が前記過圧力を前記ガス流の前記流量で除算して抵抗値を取得する抵抗計算ステップ（１４０３）との一連のステップに加え、
前記装置が取得された連続する抵抗値のシーケンスに基づいて呼吸特性を決定する処理ステップとである一連のステップを繰り返して行う、請求項１２に記載の非治療的方法。
【請求項１４】
命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）一式を含むコンピュータプログラムであって、前記命令一式により、該命令一式を実行することができるプロセッサが請求項１３に記載の方法の前記一連のステップを行うことが可能になる、コンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2018538106.tif 000018
2018538106.tif 000019
2018538106.tif 000020