(57)【要約】  フロー・カセットは、入口及び出口と、それらの間の通路とを備える筐体を有する。フロー・カセットは、通路の内部に配置され、この通路を流れる流体の温度を測定するように構成された温度センサと、通路の内部に配置され、この通路を流れる流体の流量を測定するように構成された流量センサと、温度センサ及び流量センサに連結されるプロセッサとを更に有する。このプロセッサは、温度センサ及び流量センサからそれぞれ温度及び流量の測定値を受け取り、補正された流量を提供するように構成される。
2016523657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口及び出口を有し、前記入口と前記出口との間に通路を備える筐体と、
前記通路の内部に配置され、前記通路を流れる流体の温度を測定するように構成された温度センサと、
前記通路の内部に配置され、前記通路を流れる前記流体の流量を測定するように構成された流量センサと、
前記温度センサ及び前記流量センサに連結され、前記温度センサ及び前記流量センサからそれぞれ温度及び流量の測定値を受け取り、補正された流量を提供するように構成されたプロセッサとを備える、フロー・カセット。
【請求項２】
ベンチレータの入力流路と出力流路の間で前記通路と封止的に接続するように、前記入口及び前記出口がボア又はポストの１つと結合するようにそれぞれ構成され、
前記フロー・カセットの前記プロセッサを外部デバイスに通信可能に連結するように、前記フロー・カセットが、前記プロセッサに連結され、前記ベンチレータのインターフェース・コネクタと結合するように構成されたインターフェース・モジュールを更に備える、請求項１に記載のフロー・カセット。
【請求項３】
前記外部デバイスが前記ベンチレータの中央処理装置を備える、請求項２に記載のフロー・カセット。
【請求項４】
前記出口において決定された流量及び決定された圧力の内の１つを維持するように、前記通路の内部に配置され、選択可能な流量制限部を提供するように構成されたバルブを更に備える、請求項１に記載のフロー・カセット。
【請求項５】
前記流量センサが、前記プロセッサ及び前記通路に連結され、前記通路の内部の第１の圧力の測定値を提供するように構成された第１の圧力センサを備え、
前記出口において前記決定された圧力を維持するように、前記プロセッサが、前記バルブに作用可能に連結され、前記第１の圧力センサから前記第１の圧力の前記測定値を受け取り、前記バルブを選択可能に作動させるように構成される、請求項４に記載のフロー・カセット。
【請求項６】
前記流量センサが、
前記通路の内部に配置される流量制限部と、
前記プロセッサに連結され、前記流量制限部の第１の側の前記通路の内部の第１の圧力の測定値を提供するように構成された第１の圧力センサと、
前記プロセッサに連結され、前記流量制限部の第２の側の前記通路の内部の第２の圧力の測定値を提供するように構成された第２の圧力センサと、
前記第１の圧力センサ及び前記第２の圧力センサからそれぞれ前記第１の圧力及び前記第２の圧力の前記測定値を受け取り、前記流量制限部を越えて生じる圧力降下を算出し、前記流量の前記測定値を前記プロセッサに提供するように構成された電子機器モジュールとを備える、請求項１に記載のフロー・カセット。
【請求項７】
前記補正された流量を算出できるように、前記プロセッサが、前記補正された流量の算出に関連する情報を保存し、前記受け取られた温度及び流量の測定値を前記保存された情報に結び付けるように前記プロセッサを構成する実行可能指示を保存するように構成されたメモリを備え、
前記プロセッサが、前記メモリから前記実行可能指示及び前記情報を取り出し、前記補正された流量を算出するように構成される、請求項６に記載のフロー・カセット。
【請求項８】
前記通路の内部に配置され、前記入口に向かう前記流体の流れに抵抗するように構成されたチェック・バルブを更に備える、請求項１に記載のフロー・カセット。
【請求項９】
前記通路の内部に配置され、前記通路を流れる全流体が通過するように構成されたフィルタを更に備える、請求項１に記載のフロー・カセット。
【請求項１０】
入口及び出口を有し前記入口と前記出口との間に通路を備える筐体と、前記通路の内部に配置され、前記通路を流れる流体の温度を測定するように構成された温度センサと、前記通路の内部に配置され、前記通路を流れる前記流体の流量を測定するように構成された流量センサと、前記温度センサ及び前記流量センサに連結され、前記温度センサ及び前記流量センサからそれぞれ温度及び流量の測定値を受け取ると共に補正された流量を提供するように構成されたプロセッサとを備えるフロー・カセットをベンチレータに取り付けるステップを備える、患者用のベンチレータを構成する方法。
【請求項１１】
どのガスが前記患者に供給されることになるかを決定するステップと、
前記決定されたガスを受け入れることができる入口コネクタを有するガス入口アダプタを選択するステップと、
前記決定されたガス用の前記入口コネクタが前記フロー・カセットに流体的に連結されるように、前記ベンチレータに前記選択されたガス入口アダプタを取り付けるステップと、
前記取り付けられたガス入口アダプタをセンサによって感知し、前記取り付けられたガス入口アダプタを介してどのガスが供給されることになるかをプロセッサによって決定するステップと、
流量制限部を越えて生じる圧力降下及び前記決定されたガスの温度の測定値から補正された流量の算出に関連する情報をメモリから取り出すステップとを更に備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記決定されたガスが通過している流量制限部の上流側及び下流側それぞれで第１の圧力及び第２の圧力を測定するステップと、
前記流量制限部を通過している前記決定されたガスの温度を測定するステップと、
前記測定された第１の圧力及び第２の圧力と、前記測定された温度、並びに前記取り出された情報とを用いて、前記決定されたガスの前記補正された流量をプロセッサによって算出するステップとを更に備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定されたガスの前記補正された流量を提供するステップを更に備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記取り付けられたガス入口アダプタを前記感知するステップが、前記取り付けられたガス入口アダプタの１つ又は複数の磁石の数及び配置をホール効果センサによって感知することを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
供給リムと結合するように構成された出力流路と、
ソースからガスを受け入れるように構成された入力流路と、
フロー・カセットとを備えたベンチレータであって、
前記フロー・カセットが、
前記入力流路に連結される入口と、前記出力流路に連結される出口と、前記入口と前記出口の間の通路とを有する筐体、
前記通路の内部に配置され、前記通路を流れる流体の温度を測定するように構成された温度センサ、
前記通路の内部に配置され、前記通路を流れる前記流体の流量を測定するように構成された流量センサ、及び
前記温度センサ及び前記流量センサに連結され、前記温度センサ及び前記流量センサからそれぞれ温度及び流量の測定値を受け取ると共に補正された流量を提供するように構成されたフロー・カセット・プロセッサを備える、ベンチレータ。
【請求項１６】
前記フロー・カセット・プロセッサに連結され、前記補正された流量を受け取るように構成された中央処理装置を更に備える、請求項１５に記載のベンチレータ。
【請求項１７】
前記出口において決定された流量及び決定された圧力の内の１つを維持するように、前記フロー・カセットが、前記通路の内部に配置され、選択可能な流量制限部を提供するように構成されたバルブを更に備える、請求項１５に記載のベンチレータ。
【請求項１８】
前記流量センサが、前記フロー・カセット・プロセッサ及び前記通路に連結され、前記通路の内部の第１の圧力の測定値を提供するように構成された第１の圧力センサを備え、
前記出口において前記決定された圧力を維持するように、前記フロー・カセット・プロセッサが、前記バルブに作用可能に連結され、前記第１の圧力センサから前記第１の圧力の前記測定値を受け取ると共に前記バルブを選択可能に作動させるように構成される、請求項１７に記載のベンチレータ。
【請求項１９】
前記流量センサが、
前記通路の内部に配置される流量制限部と、
前記フロー・カセット・プロセッサに連結され、前記流量制限部の第１の側の前記通路の内部の第１の圧力の測定値を提供するように構成された第１の圧力センサと、
前記フロー・カセット・プロセッサに連結され、前記流量制限部の第２の側の前記通路の内部の第２の圧力の測定値を提供するように構成された第２の圧力センサと、
前記第１の圧力センサ及び前記第２の圧力センサからそれぞれ前記第１の圧力及び前記第２の圧力の前記測定値を受け取り、前記流量制限部を越えて生じる圧力降下を算出し、前記流量の前記測定値を前記フロー・カセット・プロセッサに提供するように構成された電子機器モジュールとを備える、請求項１５に記載のベンチレータ。
【請求項２０】
前記補正された流量を算出できるように、前記フロー・カセットが、前記補正された流量の算出に関連する情報を保存し、前記受け取られた温度及び流量の測定値を前記保存された情報に結び付けるように前記フロー・カセット・プロセッサを構成する実行可能指示を保存するように構成され、前記フロー・カセット・プロセッサに連結されるメモリを備え、
前記フロー・カセット・プロセッサが、前記メモリから前記実行可能指示及び前記情報を取り出し、前記補正された流量を算出するように更に構成される、請求項１９に記載のベンチレータ。
【請求項２１】
前記フロー・カセットが、前記通路の内部に配置され、前記入口に向かう前記流体の流れに抵抗するように構成されたチェック・バルブを更に備える、請求項１５に記載のベンチレータ。
【請求項２２】
前記フロー・カセットが、前記通路の内部に配置され、前記通路を流れる全流体が通過するように構成されたフィルタを更に備える、請求項１５に記載のベンチレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、同時係属出願（整理番号０８０６２５−０４２３、名称「Ｆｌｏｗ  Ｓｅｎｓｏｒ」）、（整理番号０８０６２５−０４２５、名称「Ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ  Ｅｘｈａｌａｔｉｏｎ  Ｆｌｏｗ  Ｖａｌｖｅ」）及び（整理番号０８０６２５−０４２７、「Ｆｌｕｉｄ  Ｉｎｌｅｔ  Ａｄａｐｔｅｒ」）に関する。
【０００２】
本開示は、一般にガス混合に関し、特に、加圧源からのガス流れの流量の正確な制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
慢性呼吸不全などの呼吸器官の損傷を有する患者には、呼吸を補助するために、又は、重症例では呼吸機能を完全に引き受けるために、レスピレータが付けられる場合がある。レスピレータは、典型的には、吸気間隔に圧力を高めて空気又は他の呼吸ガスの流れを供給し、その後、患者の肺の内部の空気が自然に吐き出されるように加圧された空気の進路が変わる呼気間隔が続く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のレスピレータは、１つ又は複数の呼吸ガス、例えば「純酸素」又は「ヘリオックス（ｈｅｌｉｏｘ）８０／２０」（ヘリウム８０％と酸素２０％の混合物）を外部ソースから受け入れるように構成され得る。しかしながら、特定の患者に必要とされる特定のパーセンテージは商業的に利用できるものではない場合があり、レスピレータ内で混合されるカスタムのものでなければならないので、患者に送られる的確なガス混合物は様々な呼吸ガスの混合物であり得る。
【０００５】
指定された流量のガスを患者に対して精密に供給することが重要であり、このことは、肺が小さく、過膨張によるダメージの影響を非常に受けやすい新生児患者にとっては特に重要である。
【０００６】
ある範囲の温度及び流量にわたる様々なガス及びガス混合物の正確なフロー測定を可能にするモジュール式フロー・カセットを提供することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある実施例では、入口及び出口と、それらの間の通路とを備える筐体を有するフロー・カセットが開示される。フロー・カセットは、通路の内部に配置され、この通路を流れる流体の温度を測定するように構成された温度センサと、通路の内部に配置され、この通路を流れる流体の流量を測定するように構成された流量センサと、温度センサ及び流量センサに連結されるプロセッサとを更に有する。このプロセッサは、温度センサ及び流量センサからそれぞれ温度及び流量の測定値を受け取り、補正された流量を提供するように構成される。
【０００８】
ある実施例では、患者用のベンチレータを構成する方法が開示される。この方法は、ベンチレータにフロー・カセットを取り付けるステップを備える。フロー・カセットは、入口及び出口と、それらの間の通路とを備える筐体を有する。フロー・カセットは、通路の内部に配置され、この通路を流れる流体の温度を測定するように構成された温度センサと、通路の内部に配置され、この通路を流れる流体の流量を測定するように構成された流量センサと、温度センサ及び流量センサに連結されるプロセッサとを更に有する。このプロセッサは、温度センサ及び流量センサからそれぞれ温度及び流量の測定値を受け取り、補正された流量を提供するように構成される。
【０００９】
ある実施例では、供給リム（ｌｉｍｂ）と結合するように構成された出力流路、ソースからガスを受け入れるように構成された入力流路、及び、入口及び出口と、それらの間の通路とを備える筐体を有するフロー・カセットを有するベンチレータが開示される。フロー・カセットは、通路の内部に配置され、この通路を流れる流体の温度を測定するように構成された温度センサと、通路の内部に配置され、この通路を流れる流体の流量を測定するように構成された流量センサと、温度センサ及び流量センサに連結されるプロセッサとを更に有する。このプロセッサは、温度センサ及び流量センサからそれぞれ温度及び流量の測定値を受け取り、補正された流量を提供するように構成される。
【００１０】
添付の図面は、理解を深めるために含まれ、又、本明細書に組み込まれ且つその一部を構成するものであるが、これは開示される実施例を例証し、記述と共に、開示される実施例の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示のある態様による例示のベンチレータを使用する患者を示す図である。
【図２Ａ】本開示のある態様による例示のベンチレータの正面図である。
【図２Ｂ】本開示のある態様による例示のベンチレータの背面図である。
【図３】本開示のある態様による例示のフロー・カセットのブロック図である。
【図４Ａ】本開示のある態様による例示のフロー・カセットを示す図である。
【図４Ｂ】本開示のある態様による例示のフロー・カセットを示す図である。
【図５Ａ】本開示のある態様による、図４Ａから図４Ｂに示すフロー・カセットの断面図である。
【図５Ｂ】本開示のある態様による、図５Ａの一部分の拡大図である。
【図６】本開示のある態様による例示の構成プロセスの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ある範囲の温度及び流量にわたる様々なガス及びガス混合物の正確なフロー測定を可能にするモジュール式フロー・カセットを提供することが有利である。
【００１３】
流量を測定し、ガス又はガス混合物の組成並びに測定されたガスの温度を補正する本開示のシステム及び方法は、従来のベンチレータにおいて行われるフロー測定と比較して正確性を向上させる。
【００１４】
以下の詳細な記述においては、本開示の十分な理解を得るために多数の具体的な詳細について記載される。しかしながら、本開示の実施例は、これらの具体的な詳細のいくつかがなくても実践され得ることが当業者には明らかであろう。他の例では、本開示を曖昧にしないように、周知の構造及び技法が詳細に示されていない。参照される図面では、同様の番号が付けられた要素は同一又は本質的に同種である。参照番号は、接尾の文字がない同一の番号によって総称して参照がなされる一方、共通の要素の別個の例を示すために付加される接尾の文字を有してもよい。
【００１５】
本明細書における考察は、病院で使用されるベンチレータを対象としているが、開示される概念及び方法は、家庭又は長期療養施設などの環境、及び様々なガス混合物の正確なフロー測定によって恩恵を受けるであろう他の分野、例えば深海ダイビングなどに適用されてよい。これらの同様の特徴及び態様は、医療用ガスに加えて他の流体の感知及び制御にも適用され得ることが、当業者には認識されよう。
【００１６】
本文書において、「ヘリオックス」という用語は、酸素とヘリウムの混合物を意味する。この混合物は、指定されたパーセンテージの各ガスを含有することができ、例えば「ヘリオックス７０／３０」は、およそ７０％のヘリウムと３０％の酸素とを含有する。ヘリオックスは、極微量の他のガスを含有してよい。
【００１７】
本文書において、「ガス」という用語は、例えば酸素のようなガス状の単一の物質と、例えば空気又はヘリオックスのような２つ以上のガスの混合物との両方を意味すると解釈されるものとする。ガスは、水又は蒸気若しくは浮遊液滴状の他の液体を含んでよい。ガスは、ガス中に浮遊する固体粒子を含んでもよい。
【００１８】
本文書において、「純粋な」という用語は、ガスに関して用いられる場合、ガスが純度及び内容の点で一般的に認められた医学的基準を満たすことを意味する。
【００１９】
本文書において、「温度センサ」という語句は、温度を測定し、この測定された温度に関連する信号を供給するように構成されたデバイスを意味する。温度センサは、駆動電流又は駆動電圧を供給するため、及び／又は電流又は電圧を測定するための電子機器を含んでよい。この電子機器は、測定された値をアナログ形式又はデジタル形式であり得る信号に変換するための調整及び変換回路、及び／又はプロセッサを更に含んでよい。
【００２０】
本文書において、「圧力センサ」という語句は、ガス圧力を測定し、この測定された圧力に関連する信号を供給するように構成されたデバイスを意味する。圧力センサは、駆動電流又は駆動電圧を供給するため、及び／又は電流又は電圧を測定するための電子機器を含んでよい。この電子機器は、測定された値をアナログ形式又はデジタル形式であり得る信号に変換するための調整及び変換回路、及び／又はプロセッサを更に含んでよい。圧力は、絶対圧、又は「ゲージ」圧即ち環境大気圧に関連して提供されてよい。
【００２１】
本文書において、「ホール効果センサ」という語句は、物理的に接触することなく（非接触）磁石又は他の磁気要素の存在を検出するように構成されたデバイスを意味する。ホール効果センサは、駆動電流又は駆動電圧を供給するため、及び／又は電流又は電圧を測定するための電子機器を含んでよい。この電子機器は、測定された値をアナログ形式又はデジタル形式であり得る信号に変換するための調整及び変換回路、及び／又はプロセッサを更に含んでよい。
【００２２】
図１は、本開示のある態様による例示のベンチレータ１００を使用する患者１０を示す。この実例では、ベンチレータ１００は、供給管即ち「リム」１０４と、リターン即ち排出リム１０６とを介して患者１０に接続される。供給リム１０４に連結される調整モジュール１０８が有ってよく、これは例えば、供給リム１０４を通過する空気を温め、又は加湿することができる。供給リム１０４及び排出リム１０６はいずれも患者インターフェース・デバイス１０２に連結され、本実例における患者インターフェース・デバイスは、患者１０の口を覆ってフィットするマスクである。他の実施例（図１には図示せず）では、患者インターフェース・デバイス１０２は、鼻マスク、挿管デバイス、又は当業者に知られているような任意の他の呼吸インターフェース・デバイスを含んでよい。
【００２３】
図２Ａ及び図２Ｂは、本開示のある態様による例示のベンチレータ１００の正面図及び背面図である。このベンチレータ１００は、ユーザ・インターフェース１１５が取り付けられた筐体１１０を有し、ある実施例におけるユーザ・インターフェースは、ディスプレイ及びタッチスクリーンを備える。図２Ａにおいて、筐体１１０の前部は、図１に示す供給リム１０４のような供給リム用の供給ポート１５５と、図１に示す排出リム１０６のような排出リム用のリターン・ポート１５０とを含むことが示されている。このリターン・ポート１５０は、患者１０の吐く息から水分を濾過し、吸収するフィルター（図２Ａでは見えない）にアクセスできるようにするアクセス・ドア１５２の上に取り付けられてよい。ある実施例では、例えば外部機器、センサ又はセンサ・モジュールなどへの接続のために、更に前部接続パネル１６０があってもよい。
【００２４】
図２Ｂは、入口コネクタ１２６を備えるガス入口アダプタ１２０と、空気取入ポート１４０と、電源プラグ・コネクタ及び回路遮断器リセット・スイッチを含み得る電源インターフェース１３０とを備えるベンチレータ１００の背面図を示す。外部機器又はネットワーク・インターフェース・ケーブルへの接続のために、更に後部インターフェース・パネル１６５があってもよい。フロー・カセット２００は、筐体１１０内部でガス入口アダプタ１２０の裏側に、且つ、図２Ｂに示される入口コネクタ１２６と図２Ａに示される供給ポート１５５との間で流体連通して取り付けられる。
【００２５】
図３は、本開示のある態様による例示のフロー・カセット２００のブロック図である。このフロー・カセット２００は、入力流路、例えばガス入口アダプタ１２０の連結具１２２と封止的に結合するように構成された入口２２２を含む。ガス入口アダプタ１２０は、連結具１２２に流体的に接続される入口コネクタ１２６を更に有する。様々な呼吸ガス及びガス混合物は、個々に固有のコネクタの種類、大きさ及び構成に関連付けられ、この関連付けは医療産業において一般に認識されている。各ガス入口アダプタ１２０は、ある種類のガス又はガス混合物に固有であるコネクタをそれぞれ受けるように構成された１つ又は複数の入口コネクタ１２６を有する。ガス入口アダプタ１２０は１つ又は複数の磁石１２４を含んでよく、磁石１２４の数及び配置は、そのガス入口アダプタ１２０がベンチレータ１００に取り付けられ、それによってフロー・カセット２００と結合されるときにフロー・カセット２００の入口２２２に連結されることになる入口コネクタ１２６と固有に関連付けられる。ある実施例では、ガス入口アダプタ１２０は、周囲空気、純酸素及びヘリオックス・ガス混合物の標準組成の１つ又は複数を受け入れるように構成されてよい。
【００２６】
入口２２２は、例えば図１に示す供給リム１０４に通じるベンチレータ１００の出力流路と封止的に結合するように構成された出口２３２までフロー・カセット２００を貫通する通路２２３に流体的に接続される。この例示の実施例においては、チェック・バルブ２６０、フィルタ２６４、多孔性ディスク４１０及びバルブ３００を含むいくつかの要素が通路２２３に沿って配置される。ある実施例では、これらの要素の内のいくつかは省かれ、又は通路２２３に沿って異なる順序で配置されてもよい。これらの要素については、図５Ａ及び図５Ｂに関してより詳細に論じられる。この実施例において、フロー・カセット２００は、ガス入口アダプタ１２０の磁石１２４の数及び配置を検出するように構成されたホール効果センサ２５８を更に含む。検出された磁石１２４の数及び配置を、磁石１２４の数及び配置をフロー・カセット２００の入口に連結される入口コネクタによって受け入れられることになるガスに関連付ける保存された情報と比較することによって、プロセッサ２５２は、ベンチレータ１００に取り付けられるとどのガスがガス入口アダプタ１２０を介して供給されることになるかを自動的に決定することができる。他の実施例では、ガス入口アダプタ１２０は、例えばガス入口アダプタ１２０の構成に関連付けられた機械可読の要素など別の種類のインディケータを含んでよく、フロー・カセット２００は、機械可読の要素を読み取り、それによってガス入口アダプタ１２０の構成を自動的に検出することができるセンサを含んでよい。
【００２７】
フロー・カセット２００は、電子機器モジュール２５０を含む。ある実施例では、この電子機器モジュール２５０は、通路２２３に配置される温度感知要素２７１を有する温度センサ２７０を含む。電子機器モジュール２５０は、通路２２３内で多孔性ディスク４１０の反対側に配置されるポート４２１Ａ及び４２１Ｂに通路を介してそれぞれ接続される圧力センサ４２０Ａ及び４２０Ｂを更に含む。
【００２８】
電子機器モジュール２５０は、メモリ２５４及びインターフェース・モジュール２５６に接続されるフロー・カセット・プロセッサ２５２を更に含む。このプロセッサ２５２は、センサ２５８、２７０、４２０Ａ及び４２０Ｂにも連結され、それぞれのセンサの測定されたパラメータに関連付けられた各センサからの信号を受信するように構成される。メモリ２５４は、プロセッサ２５２に対する操作指示と、センサ２５８、２７０、４２０Ａ及び４２０Ｂのための較正データを含み得るデータとを保存するように構成される。このデータは、圧力センサ４２０Ａ及び４２０Ｂからの２つの圧力測定値を用いて多孔性ディスク４１０を通過する流量を決定するための算出式又は参照テーブルなどの情報を更に含んでもよい。ある実施例では、ベンチレータ１００の外部で例えば気圧変換器などの追加センサが用いられて、周囲の状況について測定された流れを補正することができる。プロセッサ２５２は、プロポーショナル・バルブ３００にも作用可能に連結され、このバルブ３００を作動させることができる。図３に示すような他の要素とのプロセッサ２５２の相互接続は、例えばツイストペア線又は光ファイバーケーブルなど当業者に知られている任意の技術を介する直接接続によるか、又は、他の要素に内蔵されたマイクロプロセッサによるネットワーク接続を介して達成することができる。インターフェース・モジュール２５６は、例えば中央処理装置（図３には図示せず）などベンチレータ１００内部の他のデバイスとの有線又は無線の通信のための信号送受信機を含んでよく、又は、図２Ｂに示される後部インターフェース・パネル１６５のような外部インターフェースに接続してベンチレータ１００の外部のデバイスと通信することができる。インターフェース２５６は電力信号及び通信信号両方を受信するように構成されてよく、ある実施例では、モジュールに電力を供給するために１つ又は複数の電圧変換器を含むことができる。
【００２９】
図４Ａから図４Ｂは、本開示のある態様による例示のフロー・カセット２００を示す。このフロー・カセット２００は、入口端部２２０と出口端部２３０とを備える本体２１０を有する。入口端部２２０は、ガス入口アダプタ１２０の連結具１２２（図４Ａには図示せず）と封止的に結合するように構成された入口２２２を含む。入口端部２２０は、例えば突出ピンのような、ガス入口アダプタ１２０を入口２２２に対して位置調節する位置決め機構２２６と、結合されるガス入口アダプタ１２０に基準面を示す結合面２２４とを更に含んでもよい。ソレノイド２４０は、出口端部２３０に近接する本体に取り付けられ、これについては図５Ａに関してより詳細に論じられる。電子機器モジュール２５０は、本実施例においては、本体２１０の上部に取り付けられる。電子機器モジュールの詳細は、図３に関してより詳細に論じられる。
【００３０】
図４Ｂはフロー・カセット２００の逆の視点からの図であり、本実例では出口端部２３０に配置される２つのオーリングである出口２３２及びシール２３４を示す。出口端部２３０は、ベンチレータ１００内部で他のガス通路（図４Ｂには図示せず）と封止的に結合するように構成される。
【００３１】
図５Ａは、本開示のある態様による、図４Ａから図４Ｂに示すフロー・カセット２００の断面図である。「Ａ」と記された破線のボックスによって示される領域の拡大図は、図５Ｂに示される。
【００３２】
破線のボックス４００は、圧力センサ４２０Ａ及び４２０Ｂを含むフロー・センサ４００の要素と、本実例では多孔性ディスクである流量制限部４１０とを示す。多孔性ディスク４１０は、多孔性ディスク４１０を越えて圧力降下を生じさせる周知の流体抵抗をもたらすが、これは流量によって変わり、１つ又は複数のガス又はガス混合物について較正され得る。実際の圧力降下は、圧力センサ４２０Ａ及び４２０Ｂにより多孔性ディスク４１０の上流及び下流で圧力を測定し、圧力測定値間の圧力差を判断することによって決定され得る。磁石１２８によって示され、ホール効果センサ２５８によって感知されるガス入口アダプタ１２０の構成から得られる、どのガスが多孔性ディスク４１０を通って流れているかについての認識、及び、温度センサ２７０によって測定されるガスの温度についての認識と共に、圧力降下は、多孔性ディスク４１０を通過するガスの「補正された流量」と呼ばれることがある真の流量を決定するのに用いられ得る。フロー・センサ４００は圧力センサ４２０Ａ、４２０Ｂからの信号をフィルタリング及び調整する圧力感知電子機器４２２を更に含むことができ、信号をデジタル形式に変換することができる。
【００３３】
破線のボックス３００は、プロポーショナル・バルブ３００の要素を示し、ソレノイド２４０、及び通路２２３のボア３１０に嵌合するプラグ３２０を含む。ある実施例では、プラグ３２０及びボア３１０はオン／オフ流体バルブを形成し、ソレノイド２４０はバルブ３００を開閉できるようにプラグ３２０を完全に引くか、又は完全に延ばすかのいずれかであるように構成される。ある実施例では、プラグ３２０及びボア３１０は可変フロー・オリフィスを形成し、ソレノイド２４０は、ソレノイド２４０に作用可能に連結されるフロー・カセット・プロセッサ２５２内で動作するフィードバック制御ループを介してボア３１０に対して調節可能にプラグ３２０を位置決めするように構成される。ある実施例では、フロー・カセット・プロセッサ２５２は、フロー・センサ４００によって感知されると決定された流量を供給し、又は、圧力センサ４２０Ｂによって感知されると出口２３２において決定された圧力を供給するようにソレノイド２４０を作動させることができる。
【００３４】
図５Ｂは、本開示のある態様による、図５Ａの一部分の拡大図である。入口２２２に流れ込むガスは、反対方向の流れに抵抗しながら通路２２３を通って出口２３２へ向かう流れを可能にするように構成されたチェック・バルブ２６０に進む。このチェック・バルブ２６０は、本実施例においては剛構造２６１を含み、この剛構造は、その中央で剛構造２６１に取り付けられる可撓性ディスク２６２を備える複数の貫通孔２６３を有する。入口から出口２３２（図５Ｂでは見えない）に向かって流れるガスは、可撓性ディスク２６２の上流側で圧力を生成し、これは可撓性ディスク２６２を剛構造２６１から遠ざけ、それによって貫通孔２６３を覆わないようにし、ガスがチェック・バルブ２６０を通って流れることを可能にする。チェック・バルブ２６０の両側の圧力が等しくなると、可撓性ディスク２６２は剛構造２６１との封止接触に戻り、それによって貫通孔２６３を覆い、ガスがチェック・バルブを通って入口２２２に向かって流れることを防止する。
【００３５】
チェック・バルブ２６０を通過した後、ガスはフィルタ２６４を通過するが、フィルタは本実施例においては中空の円筒として形成され、キャップ２６６及びフィルタ２６４を所定の場所に保持できるようにチェック・バルブ２６０の剛構造２６１に接する脚部２６７を有するキャップ２６６によって所定の場所に保持される。ガスは円筒の外側の周囲を通り、次にフィルタ２６４を通って内側に進み、中空の中央まで進んで、その後フィルタ２６４から流れ出す。ある実施例では、フィルタ２６４は、決められた大きさを超える粒子をトラップするように構成された機械的フィルタを備える。ある実施例では、フィルタ２６４は１つ又は複数の化学的フィルタ、例えば水又は臭気のような一定の物質を吸収するように構成された活性炭又は乾燥剤を備える。本実施例においては、温度感知要素２７１はフィルタ２６４に近接して配置され、通路２２３の壁部と面一である。
【００３６】
図６は、本開示のある態様による例示の構成プロセス５００の流れ図である。プロセス５００は、ステップ５１０において、ベンチレータ１００にフロー・カセット２００を取り付けることによって開始する。ステップ５１５において、ユーザは、例えば酸素又はヘリオックス７０／３０など、どのガス又はガス混合物が患者に供給されることになるかを決定し、適切なガス入口アダプタ１２０を選択し、適切な構成でベンチレータ１００にガス入口アダプタ１２０を取り付け、その結果、決定されたガス又はガス混合物に適したガス入口アダプタ１２０の正しいコネクタがフロー・カセット２００に連結される。ガス入口アダプタ１２０は、ベンチレータ１００に取り付けられると特定のガス入口アダプタ１２０によって供給されているガスの種類を示す磁石１２４を含むので、フロー・カセット２００のプロセッサ２５２は、図３に関して論じられるようにホール効果センサ２５８によって磁石１２４を感知することにより、ステップ５２０において、どのガス又はガス混合物が供給されているかを自動的に決定することができる。ステップ５２５において、プロセッサ２５２は、フロー・センサ４００に関連する較正及び／又は補正パラメータを含み得る情報をメモリ２５４から読み込む。ここで、ベンチレータ１００は、使用するために構成される。一般的に図１に示される通りにユーザが患者に呼吸回路を接続した後、ステップ５３０において、ユーザはベンチレータ１００を始動させる。
【００３７】
ベンチレータ１００の動作中、ステップ５３５において、図３及び図５Ａに関して述べられるように、フロー・カセット２００は、多孔性ディスク４１０の両側の圧力、及びフロー・カセット２００を通過するガスの温度を、それぞれフロー・センサ４００及び温度センサ２７０を用いて測定する。ステップ５４０において、プロセッサ２５２は、ステップ５２５においてダウンロードされた補正及び較正の情報を応用してガスの実際の流量を算出し、この流量の情報をステップ５４５において、例えばベンチレータ１００のプロセッサに提供する。ステップ５５０は、「停止」の命令が受け取られているか否かによって分岐する決定点である。ユーザが「停止」の命令を与えている場合、プロセス５００は「はい」の経路に沿って終了に分岐し、終結する。ユーザが「停止」の命令を与えていない場合、プロセス５００は「いいえ」の経路に沿って分岐し、ステップ５３５に戻り、圧力及び温度を測定する。プロセス５００は、「停止」の命令が受け取られるまでステップ５３５から５５０をループする。
【００３８】
要約すると、開示されるフロー・カセットの実施例は、逆流の防止及び濾過のような一定の機械的機能と、流量のような一定のパラメータの感知とを、コンパクトなモジュール形式にまとめることが分かる。ある実施例では、フロー・カセットは、内部に保存された補正及び較正データを用いて生の測定値を処理し、感知されたパラメータのより正確な値を提供する電子機器を含む。ある実施例では、フロー・カセットは、出口において供給ガスの決定された圧力又は決定された流量のいずれかを供給するように構成されてよい。モジュール形式は、組立及び交換を簡略化すると同時に、このサブシステムが独立してテスト及び較正されることを可能にする。
【００３９】
上記の説明は、本明細書に記述される様々な態様を当業者であれば誰でも実践できるようにするために提供される。上述したことは最良の形態及び／又は他の実例と考えられるものについて説明しているが、これらの態様の様々な修正形態は当業者には容易に明らかになり、本明細書において定義される一般原理は他の態様にも適用され得ると理解される。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示される態様に限定される意図ではなく、言語による特許請求の範囲と一致する完全な範囲を与えられるべきであり、その点で、単数形での要素への言及は、特にそのように記述されない限り「１つ、及び１つだけ」を意味する意図ではなく、むしろ「１つ又は複数」を意味する。特に記述のない限り、「一組」及び「いくつか」という用語は１つ又は複数を指す。男性形の代名詞（例えば、彼の）は女性形及び中性形（例えば、彼女の及びその）を含み、逆の場合もある。表題及び副題は、もしあるとしても、便宜上用いられるにすぎず、本発明を限定するものではない。
【００４０】
本明細書又は特許請求の範囲において「含む」、「有する」又は同種の用語が用いられる限り、このような用語は、「備える」が請求項において移行語として用いられる場合に解釈されるように、「備える」という用語と類似する方法で包括的であることが意図される。
【００４１】
開示されるプロセスにおけるステップの特定の順序又は序列は、例示のアプローチを示すものであると理解される。設計上の優先性に基づいて、プロセスにおけるステップの特定の順序又は序列は順番を入れ替えてもよいと理解される。ステップの内のいくつかは、同時に実行されてよい。添付の方法のクレームは、サンプル順序での様々なステップの要素を提示し、提示される特定の順序又は序列に限定されることを意味しない。
【００４２】
本開示において用いられるとき、「上部」、「底部」、「前部」、「後部」及び同種の用語は、通常の重力を基準として指すものではなく、任意の基準により指すものとして理解されるべきである。それゆえ、上部表面、底部表面、前部表面及び後部表面は、重力を基準として上方向に、下方向に、斜め方向に又は水平方向に延在してよい。
【００４３】
「態様」などの語句は、そのような態様が主題技術にとって不可欠である、又は、そのような態様が主題技術の全ての構成に適用されるということを暗示するものではない。態様に関する開示は全ての構成、又は１つ又は複数の構成に適用されてよい。態様などの語句は、１つ又は複数の態様を指すことができ、逆の場合もある。「実施例」などの語句は、そのような実施例が主題技術にとって不可欠である、又は、そのような実施例が主題技術の全ての構成に適用されるということを暗示するものではない。実施例に関する開示は全ての実施例、又は１つ又は複数の実施例に適用されてよい。実施例などの語句は、１つ又は複数の実施例を指すことができ、逆の場合もある。
【００４４】
本明細書において、「例示の」という語は、「実例又は例証としての役割を果たすこと」を意味するために用いられる。本明細書において「例示の」と記述される任意の態様又は設計は、必ずしも他の態様又は設計よりも好ましい、又は有利であると解釈されるわけではない。
【００４５】
請求項のいずれの要素も、その要素が「〜する手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」という語句を用いて明確に記載されていない限り、又は、方法のクレームの場合にその要素が「〜するステップ（ｓｔｅｐ  ｆｏｒ）」という語句を用いて記載されていない限り、米国特許法第１１２条第６段落の規定に基づいて解釈されるべきものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図３】
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【図６】
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【国際調査報告】
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