通用呼吸分析取样装置的制造方法
【专利说明】通用呼吸分析取样装置
[0001 ] 相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2013年8月30日提出申请的第61/872，514号及2013年8月30日提出申请的第61/872，450号美国临时申请案的权益，所述两个临时申请案的全部内容并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及用于通过测量呼吸中的标记而监测、诊断及评估医疗状况的呼吸分析的领域。
【背景技术】
[0004]—些呼吸分析装置使用患者的受控的呼吸保持及受迫的呼气机动而采集呼吸样本。其它呼吸分析装置通过应用耦合到患者的吐气流的真空取样管而采集来自患者的呼吸样本。本发明中描述具有数个优点的后一种技术。在此类型的取样装置中，目标分析物将通常在患者的呼出呼吸的特定分段(举例来说，呼出呼吸的开始、中间或末尾)中。这些不同分段对应于分析物的生理起源，举例来说，饮食的、气道、肺深部或系统的。在纳图斯(Natus)(美国专利6，544，190)描述的某一现有技术中，通过测量跨数个呼吸的呼出气体的所有区段，接着应用转移函数以使测量与潮气末值相关而报告潮气末CO气体水平。据信，此技术具有数个限制，例如由于转移函数不能够适应将可能遇到的各种各样的临床情形而造成的潜在不准确性。
[0005]本发明预期新颖气动控制系统，其打算防止目标呼吸区段与其它区段的混合。另外，本发明描述将这些新颖控制系统应用于机内(on-board)分析、机外(of f board)分析两者及模块化分析，如前述内容中所描述。最后，与仅单次呼吸分析相对照，本发明还描述单次呼吸及多次呼吸分析两者，以及除仅肺深部或潮气末区段分析之外的呼吸型式的其它区段的分析。
【附图说明】
[0006]图1是用于收集及测量呼吸分析物样本的现有技术系统的气动示意图。
[0007]图2是在不暂停样本穿过系统的移动的情况下测量呼吸样本的实施例的系统的气动示意图。
[0008]图3展示图2中所展示的系统的时序图，其展示在包含选择呼吸、将选定呼吸的潮气末区段分流到传感器及针对分析物测量呼吸样本的测试序列期间的阀控制。
[0009]图4是展示接纳打算进行分析的气体样本的可移除及可替换筒的气动示意图。
[0010]图5是展示可连接到机外呼吸分析物传感器以进行分析物分析的医护点呼吸样本收集及样本分段隔离仪器的气动示意图。
[0011 ]图6是描述系统的操作序列的流程图。
[0012]图7是描述图6中所描述的系统借助与所进行的测试相关的用户可选择选项的操作的流程图。
[0013]图8是描述对图2中所描述的气动系统的替代方案的气动示意图，其中反转栗方向以使打算进行测量的样本向传感器转向。
[0014]图9是描述用于获得呼吸的区段的样本的替代气动系统的气动示意图，其中样本在收集之后被推动到可移除室中以进行机外分析。
[0015]图10是描述用于获得呼吸的区段的样本的替代气动系统的气动示意图，其中样本经吸取穿过可移除室以进行机外分析。
[0016]图11是描述用于获得呼吸的区段的样本的气动系统的气动示意图，其中患者气体是经由旁路管吸取直到识别出所要呼吸的所要区段，所述所要区段接着向样本隔离室中转向。
[0017]图12图解性地描述使用上部曲线图中的CO2测量的实例及下部曲线图中的呼吸气道压力测量一次呼吸的气体的呼吸传感器信号，且展示呼吸循环及与不同呼吸循环相关的气体区段。
[0018]图13是描述用于获得呼吸的区段的样本的气动系统的气动示意图，其展示行进穿过系统的呼吸的不同区段且其中包含与样本捕集器(sample trap)的入口耦合以在捕集分析物以进行分析之前排空气体的通气端口。
[0019]图14图解性地展示随时间而变的对应于图13中所展示的气体呼吸及呼吸区段的一系列呼吸。
[0020]图15展示例如图4及10中所展示的用以促进分析物的机外分析的可移除分析物捕集器的横截面详细侧视图。
[0021]图16展示图15中所展示的捕集器，其中来自所要呼吸的所要气体区段填充捕集器，其中入口阀关闭以隔离样本。
[0022]图17示意性地展示包含用以从图3中所展示的系统获得样本的注射器型装置的样本传送模块。
[0023]图18示意性地展示对图13中所展示的系统的选项，其中包含多个样本捕集器以拓宽系统的实用性。
[0024]图19展示可耦合到对象的呼吸循环的用于收集呼吸的潮气末区段的被动样本收集设备的气动图。
[0025]图20展示在对象的吸气状态期间的图19的设备。
[0026]图21展示在对象的吐气状态期间的图19的设备。
[0027]图22展示通过经由设备的吐气支路中的端口移除样本的图19中所展示的潮气末样本的退出方式。
[0028]图23展示通过移除设备的吐气支路的图19中所展示的潮气末样本的任选退出方式。
[0029]图24图解性地展示随时间而变的跨一系列呼吸的对象的呼吸循环。
[0030 ]图25图解性地展示图24中所展示的呼吸中的一者的详细视图。
[0031]图26展示在来自图25的呼吸占据设备的时间的图19的设备。
[0032]图27展示对图19的设备的替代方案，其展示设备的可调整容积吐气支路以便基于对象的尺寸及正执行的测试调整吐气支路的样本收集容积。
[0033]图28图解性地展示来自图25的呼吸，其中图解性地将呼吸的呼气末尾分段成四个区段，这些区段任选地对应于对图27中所展示的设备的吐气支路设置的容积调整。
[0034]图29展示图19中所展示的设备的自动化版本，其经自动化以用于识别及收集来自所要呼吸的气体的潮气末区段，其展示为在吐气循环期间且展示为排出来自识别为不适于分析的呼吸的呼吸的气体。此装置可用于验证对适当呼吸进行取样，且可防止对象尝试欺骗装置。
[0035]图30展示在吐气循环期间的图29的设备，其中将呼吸识别为适于分析，其展示通过吐气支路样本收集容器的气体的潮气末区段。
[0036]图31图解性地展示随时间而变的一系列呼吸的呼吸参数，其展示呼吸18被识别为适于由图29及30中所展示的设备分析的呼吸。
[0037]图32是类似于图27的设备的气动示意图，其组合图29及30中所展示的自动化特征及样本收集隔室的调整以匹配预期样本容积，所述调整是手动、自动或半自动地执行，所述容积调整任选地基于图31中所展示的所测量呼吸型式。
【具体实施方式】
[0038]图1描绘包含用于附接取样插管I的入口及仪器2的现有技术装置。所述仪器包含用于插管附接的入口连接器、用以在环境气体25与患者气体Pt之间切换的入口值V1、用以查询呼吸型式的呼吸型式传感器S1、用以含纳待分析的样本的样本管18、分别到样本管的入口阀V2及出口阀V3、用以使样本管中的气体样本周围的其它气体转向的旁路管20、用以将样本管中的气体推动到气体成分传感器S2的推动管21、用以从患者吸取样本及将样本推动到气体成分传感器的栗、用以控制栗是从患者吸取样本还是将样本推动到气体成分传感器的阀V4。
[0039]图2描述实施例。气动控制与取样系统可借助仅仅两个而非三个或四个三向阀而执行，这使总体设备的成本及复杂性最小化。另外，由于需要考虑的最小数目个阀的响应时间容差而可精确地确定呼吸样本的区段的定位。并且，可在不在系统中的某处停止的情况下由传感器S2分析目标样本。使样本保持运动且使样本离开患者与分析样本之间的时间最小化可使样本与来自呼吸的其它区段的气体混合的机会最小化。在此配置中，穿过S1、V5、T1、V6及栗从患者吸取气体。当