(57)【要約】      （修正有）【課題】患者呼吸インターフェイスのためのガスの温度および／または湿気を調整することができる交換器導管を提供する。【解決手段】導管１０１は、第１の通路１０２および第２の通路１０４を有しており、第１の通路は、吸気ガスを導通するように構成されており、第２の通路は、呼気ガスを導通するように構成されている。交換器１０６は、第１の通路と第２の通路とを分離するために、第１の通路および第２の通路に沿って配置されている。交換器は、第２の通路のガスの成分（例えば、温度または湿気）を第１の通路のガスに伝達するように構成されている。交換器には流れ抵抗体が用いられてもよい。流れ抵抗体は、患者呼気中に、呼吸治療装置の流れ発生器から患者への実質的な正流をもたらすことなく、患者呼吸システムの拡張圧力を可能にするために、大気圧を上回る圧力での換気を可能にするようになっている。【選択図】図１
2020168422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸治療をもたらす患者インターフェイスのための呼吸可能なガスを調整する交換器導
管であって、
第１の通路および第２の通路を有する導管であって、前記第１の通路は、吸気ガスを導
通するように構成されており、前記第２の通路は、呼気ガスを導通するように構成されて
いる、導管と、
前記第１の通路と前記第２の通路とを分離するために前記第１の通路および前記第２の
通路に沿って配置された交換器であって、前記第２の通路の前記ガスの成分を前記第１の
通路の前記ガスに伝達するように構成されている、交換器と、
を備えている、交換器導管。
【請求項２】
前記交換器は、温度伝導材料を含んでおり、前記第１の通路の前記ガスから前記第２の
通路の前記ガスに伝達される前記ガスの前記成分は、温度である、請求項１に記載の交換
器導管。
【請求項３】
前記交換器は、湿気伝導材料を含んでおり、前記第１の通路の前記ガスから前記第２の
通路の前記ガスに伝達される前記ガスの成分は、湿気である、請求項１または２のいずれ
かに記載の交換器導管。
【請求項４】
前記交換器は、親水性材料を含んでいる、請求項１〜３のいずれか１つに記載の交換器
導管。
【請求項５】
前記交換器は、二酸化酸素排除材料を含んでいる、請求項１〜４のいずれか１つに記載
の交換器導管。
【請求項６】
前記交換器は、セルロース材料を含んでいる、請求項１〜５のいずれか１つに記載の交
換器導管。
【請求項７】
前記交換器は、前記第１の通路と前記第２の通路とを分割する折畳まれた表面を備えて
いる、請求項１〜６のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項８】
前記第１の通路および前記第２の通路は、各々、複数の流れ経路を備えており、前記交
換器は、複数の互いに略平行な壁表面によって、前記流れ経路を分割しており、前記壁表
面の各々は、前記第１の通路の経路を前記第２の通路の経路から分離している、請求項１
〜７のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項９】
前記交換器は、複数の熱伝導フィンを備えている、請求項１〜８のいずれか１つに記載
の交換器導管。
【請求項１０】
前記交換器は、複数の毛細管開口を備えている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の交
換器導管。
【請求項１１】
前記第１の通路は、入口端および出口端を備えており、前記出口端は、患者呼吸システ
ムに連結するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の交換器導管
。
【請求項１２】
前記交換器導管は、弁をさらに備えており、前記弁は、前記入口端から前記出口端への
前記第１の通路を通るガス流れを許容し、前記出口端から前記入口端への前記第１の通路
を通るガス流れを許容しないように、前記第１の通路において構成されている、請求項１
１に記載の交換器導管。  
【請求項１３】
前記出口端は、呼吸マスクを備えている、請求項１２に記載の交換器導管。
【請求項１４】
前記出口端は、呼吸マスク用の連結具を備えている、請求項１２に記載に交換器導管。
【請求項１５】
前記入口端は、呼吸治療装置の出口導管用の連結具を備えている、請求項１２〜１４の
いずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項１６】
前記第２の通路は、入口端および出口端を備えており、前記入口端は、患者呼吸システ
ムに連結するように構成されており、前記出口端は、大気への呼吸ベントに連結するよう
に構成されている、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項１７】
前記第２の通路は、弁を備えており、前記弁は、呼気ガスが前記呼気ベントを通って大
気に放出されことを許容し、大気から前記ベントを通る前記第２の通路への空気の流れを
阻止するようになっている、請求項１６に記載の交換器導管。
【請求項１８】
前記呼気ベントは、柔軟なバリアを備えており、前記柔軟なバリアは、前記第２の通路
内の圧力を大気圧よりも大きい圧力閾値未満に維持すべく前記ベントを選択的に開けるよ
うに操作可能となるように、張力が予め加えられている、請求項１６に記載の交換器導管
。
【請求項１９】
前記呼気ベントは、１対の張力バーを備えており、該張力バーによって、前記柔軟なバ
リアが引っ張られるようになっている、請求項１８に記載の交換器導管。
【請求項２０】
前記第１の通路は、酸素源用の連結具を有する入口開口をさらに備えている、請求項１
〜１９のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項２１】
前記交換器は、温度交換のために一緒に連結された第１および第２の組のフィンを備え
ており、前記第１の組のフィンは、前記第１の通路内に延在しており、前記第２の組のフ
ィンは、前記第２の通路内に延在しており、前記第１および第２の組のフィンは、横断部
分によって互いに接続されており、前記横断部分は、前記第１および第２の組のフィン間
において前記第１および第２の通路に沿って長手方向に延在する毛細管面を有している、
請求項１〜２０のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項２２】
前記交換器導管は、流体供給開口をさらに備えており、前記流体供給開口は、流体を前
記交換器の材料に供給する流体通路を備えている、請求項１〜２１のいずれか１つに記載
の交換器導管。
【請求項２３】
前記第１の通路に繋がる導管は、前記第１の通路における呼気ガスの流れを妨げるよう
に構成された柔軟なチャンバを備えている、請求項１〜２２のいずれか１つに記載の交換
器導管。
【請求項２４】
前記第２の通路に繋がる導管は、前記第２の通路における吸気ガスの流れを妨げるよう
に構成された柔軟なチャンバを備えている、請求項１〜２３のいずれか１つに記載の交換
器導管。
【請求項２５】
前記交換器は、柔軟な仕切りを含んでいる、請求項１〜６のいずれか１つに記載の交換
器導管。
【請求項２６】
前記柔軟な仕切りは、固定端を有している、請求項２５に記載の交換器導管。
【請求項２７】
前記柔軟な仕切りは、リップ端を有している、前記２６に記載の交換器導管。
【請求項２８】
前記交換器導管は、換気部分をさらに備えており、前記柔軟な仕切りは、前記導管の前
記換気部分の開口を選択的に塞ぎ、かつ開いて移動するように構成されている、請求項２
７に記載の交換器導管。
【請求項２９】
前記換気部分は、一組の矩形開口を備えている、請求項２８に記載の交換器導管。
【請求項３０】
前記導管は、リブ付き仕切り支持体を備えている、請求項２８に記載の交換器導管。
【請求項３１】
前記導管は、前記仕切りの周縁によって塞がれるように構成された仕切りシートを備え
ている、請求項２８に記載の交換器導管。
【請求項３２】
前記交換器は、前記第１の通路の前記ガスへの前記第２の通路の前記ガスの前記成分の
伝達の効率を選択的に増減する調整機構を備えている、請求項１〜３１のいずれか１つに
記載の交換器導管。
【請求項３３】
前記調整機構は、前記交換器の流れ接触表面積を増減するようになっている、請求項３
２に記載の交換器。
【請求項３４】
前記交換器導管は、プロセッサおよびセンサをさらに備えており、前記プロセッサは、
前記センサからの信号に応じて前記交換器の効率を調整するように、前記調整機構を制御
するように構成されている、請求項３３に記載の交換器導管。
【請求項３５】
前記センサは、温度センサを含んでいる、請求項３４に記載の交換器導管。
【請求項３６】
前記センサは、湿気センサを含んでいる、請求項３４に記載の交換器導管。
【請求項３７】
呼吸導管における大気圧を超える拡張圧力を可能にする呼気流れ抵抗体であって、
呼気流れ通路を有する呼吸導管と、
前記呼気流れ通路の流れを大気に解放するための前記導管の開口と、
前記開口を選択的に塞ぐように構成されたカバー要素であって、前記呼気流れ通路の圧
力が大気圧を上回る圧力閾値を超えない限り、前記開口を塞ぐように張力が加えられてい
る、カバー要素と、
を備えている、呼気流れ抵抗体。
【請求項３８】
前記カバー要素は、バネおよび旋回軸に連結されており、前記バネは、前記カバー要素
に張力をもたらすようになっている、請求項３７に記載の呼気流れ抵抗体。
【請求項３９】
前記カバー要素は、柔軟であり、前記導管の壁当接部は、前記張力を前記カバー要素に
もたらすために、前記柔軟なカバー要素を前記開口に重ねるようになっている、請求項３
７に記載の呼気流れ抵抗体。
【請求項４０】
前記カバー要素は、柔軟薄膜から構成されており、前記呼気通路の圧力が前記柔軟薄膜
を拡張させ、前記開口を開くようになっている、請求項３７に記載の呼気流れ抵抗体。
【請求項４１】
前記カバー要素は、柔軟薄膜から構成されており、前記導管は、１組のバーをさらに備
えており、前記１組のバー内に前記薄膜が挿通され、張力を前記薄膜にもたらすようにな
っている、請求項３７に記載の呼気流れ抵抗体。
【請求項４２】
前記導管は、ホルダー隆起をさらに備えており、前記カバー要素は、前記ホルダー隆起
と連携して、前記呼気通路内の圧力状態が大気圧を下回らない限り、前記呼気通路内への
流れを阻止するように、さらに構成されている、請求項４１に記載の呼気流れ抵抗体。
【請求項４３】
前記カバー要素は、柔軟薄膜およびプラグからさらに構成されており、前記プラグは、前
記開口に選択的に進入し、前記開口を塞ぐように構成されている、請求項３７に記載の呼
気流れ抵抗体。
【請求項４４】
前記導管は、吸気通路をさらに備えており、前記吸気通路は、前記カバー要素によって
前記呼気通路から分離されている、請求項３７に記載の呼気流れ抵抗体。
【請求項４５】
前記吸気通路は、呼吸治療装置の流れ発生器の出口および患者インターフェイスの入口
に連結されるように構成されている、請求項４４に記載の呼気流れ抵抗体。
【請求項４６】
前記吸気通路は、一方向弁を備えており、前記一方向弁は、患者呼気中に、前記流れ発
生器が、前記吸気通路を通って流れを患者インターフェイスに送達することなく、前記吸
気通路内の圧力を前記カバー要素に対して維持することを可能にするようになっている、
請求項４５に記載の呼気流れ抵抗体。
【請求項４７】
呼吸治療をもたらす患者インターフェイスのための呼吸可能なガス用導管であって、
第１の通路および第２の通路を有する導管であって、前記第１の通路は、吸気ガスを導
通するように構成されており、前記第２の通路は、呼気ガスを導通するように構成されて
いる、導管と、
吸気流れおよび呼気流れに応じて前記第１の通路および前記第２の通路を動的に生成す
るようになっている、前記第１の通路および前記第２の通路に沿った柔軟な通路仕切りで
あって、前記仕切りが前記導管の互いに向き合った側間を横断するとき、前記導管の第１
の側と前記仕切りの第１の側との間に吸気通路を生成し、前記導管の反対側と前記仕切り
の反対側との間に呼気通路を生成するように、構成されている、通路仕切りと、
を備えている、導管。
【請求項４８】
前記柔軟な通路仕切りは、前記第１の通路のガスの成分を前記第２の通路に伝達する交
換器を含んでいる、請求項４７に記載の導管。
【請求項４９】
前記成分は、温度である、請求項４８に記載の導管。
【請求項５０】
前記成分は、湿気である、請求項４９に記載の導管。
【請求項５１】
前記柔軟な仕切りは、固定端を有している、請求項４７〜５０のいずれか１つに記載の
導管。
【請求項５２】
前記柔軟な仕切りは、リップ端を有している、請求項４７〜５１のいずれか１つに記載
の導管。
【請求項５３】
前記導管は、換気部分をさらに備えており、前記柔軟な仕切りは、前記導管の前記換気
部分の開口を選択的に塞ぎ、かつ開いて移動するように構成されている、請求項４７〜５
２のいずれか１つに記載の導管。
【請求項５４】
前記換気部分は、一組の矩形開口を備えている、請求項５３に記載の導管。
【請求項５５】
前記換気部分は、前記第２の通路の呼気流路に対して鋭角に構成された１組の開口を備
えている、請求項５３に記載の導管。
【請求項５６】
前記柔軟な仕切りは、前記換気部分の少なくとも一部を密封するように構成された１つ
または複数の突起を備えている、請求項５３〜５５のいずれか１つに記載の導管。
【請求項５７】
前記導管は、二次ベントおよびベントカバーをさらに備えており、前記柔軟な仕切りは
、前記二次ベントを選択的に密封するために、前記ベントカバーに連結されている、請求
項５３〜５６のいずれか１つに記載の導管。
【請求項５８】
前記導管は、リブ付き仕切り支持体をさらに備えている、請求項４７〜５７のいずれか
１つに記載の導管。
【請求項５９】
前記導管は、前記仕切りの周縁によって塞がれるように構成された仕切りシートをさら
に備えている、請求項５８に記載の導管。
【請求項６０】
前記導管は、常開式ベント開口をさらに備えている、請求項４７〜５９のいずれか１つ
に記載の導管。
【請求項６１】
前記導管は、導管曲げ部をさらに備えており、前記柔軟な通路仕切りは、前記導管曲げ
部を横切って延在している、請求項４７〜６０のいずれか１つに記載の導管。
【請求項６２】
前記柔軟な通路仕切りの長さは、前記導管の幅の１．２５倍より大きい長さを含んでい
る、請求項４７〜６１のいずれか１つに記載の導管。
【請求項６３】
前記柔軟な仕切りは、前記柔軟仕切りに呼気作動側およびガス供給作動側をもたらすよ
うに、前記導管内において構成されており、前記呼気作動側は、前記ガス供給作動側の表
面積を超える表面積を有している、請求項４７〜６２のいずれか１つに記載の導管。
【請求項６４】
前記柔軟な仕切りは、前記仕切りのリップ端に起立部を備えており、前記起立部は、前
記導管の通路内に延在している、請求項４７〜６３のいずれか１つに記載の導管。
【請求項６５】
前記柔軟な仕切りは、非平面状表面を備えている、請求項４７〜６４のいずれか１つに
記載の導管。
【請求項６６】
前記非平面状表面は、凸面である、請求項６５に記載の導管。
【請求項６７】
前記導管は、個別の換気チャンバをさらに備えており、前記柔軟な通路仕切りは、前記
換気チャンバ内に旋回部分を備えている、請求項４７〜６６のいずれか１つに記載の導管
。
【請求項６８】
前記柔軟な通路仕切りは、ガス供給源のガスを大気と平衡にするために、呼気ガスを解
放するための換気部分および圧力解放部分の１つに、前記換気チャンバを選択的に開くよ
うになっている、請求項６７に記載の導管。
【請求項６９】
前記導管は、バイパス通路を備えており、前記バイパス通路は、前記柔軟な通路仕切り
を迂回するガス特性を検出することを可能にするように構成されている、請求項４７〜６
８のいずれか１つに記載の導管。
【請求項７０】
前記導管は、センサと気体連通しており、前記センサは、前記バイパス通路に起因する
ガス特性を検出するように構成されており、前記センサは、プロセッサに連結されており
、  前記プロセッサは、前記検出された特性から、前記柔軟な通路仕切りの反対側のガス
特性を評価するように構成されている、請求項６９に記載の導管。
【請求項７１】
前記評価される特性は、患者呼気流れを含んでいる、請求項７０に記記載の導管。
【請求項７２】
前記評価される特性は、患者インターフェイスにおける治療圧を含んでいる、請求項７
０に記載の導管。
【請求項７３】
前記柔軟な通路仕切りと直列に配置された交換器をさらに備えている、請求項４７〜７
２のいずれか１つに記載の導管。
【請求項７４】
前記柔軟な通路仕切りと直列に位置する二方向流れ通路に熱／湿気交換材料をさらに備
えている、請求項４７〜７３のいずれか１つに記載の導管。
【請求項７５】
前記導管は、一組の仕切り支持体をさらに備えており、前記仕切り支持体は、導管表面
から延在しており、吸気流れ中に前記仕切りを支持するように位置決めされている、請求
項４７〜７４のいずれか１つに記載の導管。
【請求項７６】
前記導管は、一組の仕切り支持体をさらに備えており、前記仕切り支持体は、導管表面
から延在しており、呼気流れ中に前記仕切りを支持するように位置決めされている、請求
項４７〜７５のいずれか１つに記載の導管。
【請求項７７】
前記一組の仕切り支持体は、前記導管の前記流路に沿って長手方向に配置された平行リ
ブを備えている、請求項７５または７６のいずれかに記載の導管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１１年１１月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／５５８，６４８
号の出願日の利得を主張するものであり、その開示内容は、参照することによって、ここ
に含まれるものとする。
【０００２】
［発明の分野］
本技術は、呼吸治療用の導管、例えば、睡眠時無呼吸症（ＯＳＡ）のような睡眠呼吸障
害（ＳＤＢ）の非侵襲的陽圧換気（ＮＰＰＶ）および持続気道陽圧（ＣＰＡＰ）の治療を
含む呼吸圧力治療に用いられるマスクアセンブリ用の熱および／または湿度交換器を有す
る導管に関する。
【背景技術】
【０００３】
持続気道陽圧（ＣＰＡＰ）式流れ発生器システムのような呼吸治療装置による睡眠時無
呼吸症（ＯＳＡ）のような睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）の治療は、導管および／またはマスク
を介して、空気（または他の呼吸可能なガス）を大気圧を超える圧力下で患者の気道に送
達することを含んでいる。典型的には、マスクは、患者の口および／または鼻の全体に被
せられるようになっているが、鼻ピロー式または鼻クッション式マスクのような鼻下式マ
スクであってもよい。加圧された空気は、マスクに流れ、鼻および／または口を介して患
者の気道に流れるようになっている。呼気ガスをマスクから大気に放出するために、マス
クまたは導管の洗い流しベントが用いられるようになっている。
【０００４】
呼吸治療装置は、流れ発生器、空気フィルター、流れ発生器をマスクに接続する空気送
達導管、種々のセンサ、およびマイクロプロセッサに基づく制御装置を備えている。流れ
発生器は、サーボ制御モータおよびインペラを備えている。流れ発生器は、モータ速度制
御の代替として、患者に送達される圧力を変更するための手段として空気を大気に放出す
ることができる弁を備えていてもよい。センサは、例えば、圧力変換器、流量センサなど
によって、とりわけ、モータ速度、ガス流量、および出口圧を測定するようになっている
とよい。また、制御装置は、総合データ検索／伝達機能およびディスプレイ機能の有無に
関わらず、データ記憶能力を備えていてもよい。気道陽圧は、多くの形態によって送達さ
れるようになっている。
【０００５】
前述したように、ＣＰＡＰ治療は、患者の呼吸サイクルの吸気レベルおよび呼気レベル
超える治療圧を略一定レベルに維持するようになっている。代替的に、圧力レベルは、患
者の呼吸サイクルと同期して変更するように調整されてもよい。例えば、圧力は、患者の
快適さのために、吸気中にあるレベルに設定され、呼気中に他の低レベルに設定されても
よい。このような圧力治療システムは、バイレベルと呼ばれている。代替的に、圧力レベ
ルは、患者の呼吸サイクルの変化を円滑に再現するように連続的に調整されてもよい。呼
気中に吸気中よりも低く設定される圧力は、一般的に、呼気圧軽減と呼ばれている。特許
文献１においてＳｕｌｌｉｖｅｎによって説明されているように、気道陽圧治療は、典型
的には、４〜１５ｃｍＨ２Ｏの範囲内の圧力下のガスを約１２０リットル／分の流量で装
置から患者に供給するようになっている。空気の一部は、端部の絞り孔またはベントを介
して漏出し、患者に送達されないようになっている。これらの圧力設定値は、患者の気道
の状態または呼吸作用の検出に基づいて、調整されることもある。例えば、治療圧は、部
分的な閉塞、無呼吸、またはいびきを検出したとき、増大されるとよい。場合によっては
、気道陽圧は、換気補助をもたらすように構成されていてもよい。例えば、患者の換気要
求は、目標換気を達成するために、目標換気を自動的に計算し、バイレベル圧力治療装置
のような装置によって生じる圧力補助を調整することによって、一呼吸ごとに補助される
ようになっていてもよい。
【０００６】
呼吸治療装置は、場合によっては、流れ発生器によって供給される流れまたは加圧空気
を快適さのために調整する付随的な構成要素を備えていることもある。例えば、供給され
る空気は、患者に送達される前に、治療ガスを加湿し、かつ暖めるための加湿器を通され
ることがある。同様に、供給されるガスが供給ユニットまたは加湿器から患者に導かれる
とき、該ガスの特定の温度を維持するのを助長するために、種々の加熱要素が、送達導管
に接続されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，９４４，３１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
呼吸治療のための呼吸可能なガスの加熱および／または加湿および／または加圧送達の
効率を改良することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の一態様は、吸気ガスの成分を呼気ガスの成分と交換するように構成された交換
器に関する。
【００１０】
本技術の他の態様は、熱および／または湿気交換器を有するように構成された導管に関
する。
【００１１】
本技術のさらに他の態様は、呼気流れ抵抗体を有する導管に関する。
【００１２】
本技術のさらなる態様は、このような導管、呼気流れ抵抗体、および／または交換器に
よって呼吸治療をもたらすように構成された呼吸治療装置に関する。
【００１３】
本技術のいくつかのこのような実施形態は、動的呼気換気をもたらすように構成された
導管を含んでいる。
【００１４】
本技術のいくつかの実施形態は、呼吸治療をもたらす患者インターフェイスのための呼
吸可能なガスを調整する交換器導管を含んでいる。交換器導管は、第１の通路および第２
の通路を有する導管を備えているとよい。第１の通路は、吸気ガスを導通するように構成
されているとよく、第２の通路は、呼気ガスを導通するように構成されているとよい。交
換器は、第１の通路と第２の通路とを分離するために、第１の通路および第２の通路に沿
って構成されているとよい。交換器は、第２の通路のガスの成分を第１の通路のガスに伝
達するようにさらに構成されているとよい。
【００１５】
いくつかのこのような場合、交換器は、温度伝導材料を含んでいてもよく、この場合、
第１の通路のガスから第２の通路のガスに伝達されるガスの成分は、温度である。いくつ
かのこのような場合、交換器は、湿気伝導材料を含んでいてもよく、この場合、第１の通
路のガスから第２の通路のガスに伝達されるガスの成分は、湿気である。いくつかのこの
ような場合、交換器は、親水性材料、二酸化酸素排除材料、および／またはセルロース材
料を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、交換器は、第１の通路と第２の通路と
を分割する折畳まれた表面を備えていてもよい。場合によっては、第１の通路および第２
の通路は、各々、複数の流れ経路を備えていてもよく、交換器は、複数の互いに略平行な
壁表面によって、流れ経路を分割するようになっていてもよい。このような壁表面の各々
は、第１の通路の経路を第２の通路の経路から分離するようになっていてもよい。
【００１６】
いくつかのこのような実施形態では、交換器は、複数の熱伝導フィンを備えていてもよ
い。交換器は、複数の毛細管開口をさらに備えていてもよい。場合によっては、第１の通
路は、入口端および出口端を備えていてもよい。出口端は、患者呼吸システムに連結する
ように構成されていてもよい。任意選択的に、いくつかのこのような場合、交換器導管は
、弁をさらに備えていてもよい。弁は、入口端から出口端への第１の通路を通るガス流れ
を許容し、出口端から入口端への第１の通路を通るガス流れを許容しないように、第１の
通路において構成されていてもよい。場合によっては、出口端は、呼吸マスクおよび／ま
たは呼吸マスク用の連結具を備えていてもよい。
【００１７】
いくつかのこのような実施形態では、入口端は、呼吸治療装置の出口導管用の連結具を
備えていてもよい。任意選択的に、第２の通路は、入口端および出口端を備えていてもよ
い。入口端は、患者呼吸システムに連結するように構成されていてもよく、出口端は、大
気への呼吸ベントに連結するように構成されていてもよい。第２の通路は、弁を備えてい
てもよく、この場合、該弁は、呼気ガスが呼気ベントを通って大気に放出されことを許容
し、大気からベントを通る第２の通路への空気の流れを阻止するようになっているとよい
。場合によっては、呼気ベントは、柔軟なバリアを備えていてもよい。柔軟なバリアは、
第２の通路内の圧力を大気圧よりも大きい圧力閾値未満に維持すべく、ベントを選択的に
開けて操作可能となるように、張力が予め加えられていてもよい。いくつかのこのような
場合、呼気ベントは、１対の張力バーを備えていてもよく、該張力バーによって、柔軟な
バリアが引っ張られるようになっていてもよい。
【００１８】
交換器導管のいくつかの場合、第１の通路は、酸素源用の連結具を有する入口開口をさ
らに備えていてもよい。任意選択的に、場合によっては、交換器は、温度交換のために一
緒に連結された第１および第２の組のフィンをさらに備えていてもよい。第１の組のフィ
ンは、第１の通路内に延在していてもよく、第２の組のフィンは、第２の通路内に延在し
ていてもよい。第１および第２の組のフィンは、横断部分によって互いに接続されていて
もよく、この場合、横断部分は、第１および第２の組のフィン間において第１および第２
の通路に沿って長手方向に延在する毛細管面を有しているとよい。
【００１９】
交換器導管のいくつかの実施形態では、流体供給開口が設けられていてもよい。流体供
給開口は、流体を交換器の材料に供給する流体通路を備えていてもよい。いくつかの実施
形態では、第１の通路に繋がる導管は、第１の通路における呼気ガスの流れを妨げるよう
に構成された柔軟なチャンバを備えていてもよい。任意選択的に、第２の通路に繋がる導
管は、第２の通路における吸気ガスの流れを妨げるように構成された柔軟なチャンバを備
えていてもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、交換器は、柔軟な仕切りを含んでいてもよい。柔軟な仕切り
は、固定端を有していてもよい。柔軟な仕切りは、リップ端をさらに有していてもよい。
場合によっては、交換器導管は、換気部分を備えていてもよい。柔軟な仕切りは、導管の
換気部分の開口を選択的に塞ぎ、かつ開くべく移動するように、構成されていてもよい。
換気部分は、一組の矩形開口を備えていてもよい。導管は、リブ付き仕切り支持体をさ
らに備えていてもよい。導管は、仕切りの周縁によって塞がれるように構成された仕切り
シートをさらに備えていてもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、交換器は、第１の通路のガスへの第２の通路のガスの成分の
伝達の効率を選択的に増減する調整機構を備えていてもよい。調整機構は、交換器の流れ
接触表面積を増加および／または減少させるようになっていてもよい。場合によっては、
プロセッサおよびセンサが、含まれていてもよい。プロセッサは、センサからの信号に応
じて交換器の効率を調整すべく、調整機構を制御するように構成されていてもよい。この
センサは、温度センサまたは湿気センサを含んでいてもよい。
【００２２】
本技術のいくつかの実施形態は、呼吸導管における大気圧を超える拡張圧力を可能にす
る呼気流れ抵抗体を含んでいる。流れ抵抗体は、呼気流れ通路を有する呼吸導管を備えて
いるとよい。流れ抵抗体は、呼気流れ通路の流れを大気に解放するための導管の開口をさ
らに備えているとよい。流れ抵抗体は、カバー要素をさらに備えているとよい。カバー要
素は、開口を選択的に塞ぐように構成されているとよく、カバー要素は、呼気流れ通路の
圧力が大気圧を上回る圧力閾値を超えない限り、開口を塞ぐように、張力が加えられてい
るとよい。
【００２３】
呼気流れ抵抗体のいくつかのこのような場合、カバー要素は、バネおよび旋回軸に連結
されていてもよく、バネは、カバー要素に張力をもたらすようになっていてもよい。任意
選択的に、カバー要素は、柔軟であってもよく、導管の壁当接部は、張力をカバー要素に
もたらすために、柔軟なカバー要素を開口に重ねるようになっていてもよい。場合によっ
ては、カバー要素は、バルーン薄膜から構成されていてもよく、導管は、薄膜を加圧によ
って拡張させ、開口を閉じるために、流れ発生器に連結された加圧チャンバをさらに備え
ていてもよい。
【００２４】
呼気流れ抵抗体のいくつかの場合、カバー要素は、柔軟薄膜から構成されていてもよい
。任意選択的に、呼気通路の圧力が、薄膜を拡張させ、開口を開けるようになっていても
よい。いくつかの実施形態では、カバー部材は、柔軟薄膜から構成されていてもよく、導
管は、１組のバーをさらに備えていてもよく、１組のバー内に薄膜が挿通され、張力を薄
膜にもたらすようになっていてもよい。
【００２５】
呼気流れ抵抗体のいくつかの実施形態では、導管は、ホルダー隆起をさらに備えていて
もよく、カバー要素は、ホルダー隆起と連携して、呼気通路内の圧力状態が大気圧を下回
らない限り、呼気通路内への流れを阻止するように、さらに構成されていてもよい。場合
によっては、カバー部材は、柔軟薄膜およびプラグからさらに構成されていてもよい。プ
ラグは、開口に選択的に進入し、開口を塞ぐように、構成されていてもよい。
【００２６】
呼気流れ抵抗体のいくつかの実施形態では、導管は、吸気通路をさらに備えていてもよ
く、吸気通路は、カバー要素によって呼気通路から分離されていてもよい。いくつかのこ
のような場合、吸気通路は、呼吸治療装置の流れ発生器の出口および患者インターフェイ
スの入口に連結されるように構成されていてもよい。場合によっては、吸気通路は、一方
向弁を備えていてもよく、この場合、一方向弁は、患者呼気中に、流れ発生器が、吸気通
路を通って流れを患者インターフェイスに送達することなく、吸気通路内の圧力をカバー
要素に対して維持することを可能にするようになっているとよい。
【００２７】
本技術のいくつかの実施形態は、呼吸治療をもたらす患者インターフェイスのための呼
吸可能なガス用導管を含んでいるとよい。導管は、第１の通路および第２の通路を有して
いるとよい。第１の通路は、吸気ガスを導通するように構成されているとよく、第２の通
路は、呼気ガスを導通するように構成されているとよい。導管は、第１の通路および第２
の通路に沿った柔軟な通路仕切りをさらに備えているとよい。柔軟な通路仕切りは、吸気
流れおよび呼気流れに応じて、または吸気流れまたは呼気流れによって生じる圧力の成分
、例えば、肺容量の変化によって生じる静止圧の変化または吸気流れまたは呼気流れの速
度によって生じる動圧の変化に応じて、第１の通路および第２の通路を動的に生成するよ
うになっているとよい。
【００２８】
いくつかのこのような場合、柔軟な通路仕切りは、第１の通路のガスの成分を第２の通
路に伝達する交換器を含んでいてもよい。この成分は、温度および／湿気であってもよい
。任意選択的に、柔軟な仕切りは、固定端を有していてもよい。柔軟な仕切りは、リップ
端をさらに有していてもよい。場合によっては、導管は、換気部分をさらに備えていても
よく、この場合、柔軟な仕切りは、導管の換気部分の開口を選択的に塞ぎ、かつ開くべく
移動するように、構成されていてもよい。換気部分は、一組の矩形開口、リブ付き仕切り
支持体、および／または仕切りの周縁によって塞がれるように構成された仕切りシートを
備えていてもよい。任意選択的に、場合によっては、導管は、常開ベント開口をさらに備
えていてもよい。
【００２９】
場合によっては、換気部分は、第２の通路の呼気流路に対して鋭角に構成された１組の
開口を備えていてもよい。任意選択的に、導管は、導管曲げ部をさらに備えていてもよく
、柔軟な通路仕切りは、導管曲げ部を横切って延在していてもよい。場合によっては、柔
軟な通路仕切りの長さは、導管の幅の１．２５倍より大きい長さを含んでいてもよい。柔
軟な仕切りは、柔軟仕切りに呼気作動側およびガス供給作動側をもたらすように、導管内
において構成されていてもよく、呼気作動側は、ガス供給作動側の表面積を超える表面積
を有していてもよい。柔軟な仕切りは、仕切りのリップ端に起立部をさらに備えていても
よく、起立部は、導管の通路内に延在していてもよい。任意選択的に、柔軟な仕切りは、
非平面状表面、例えば、凸面または凹面を有していてもよい。柔軟な仕切りは、換気部分
の少なくとも一部を密封するように構成された１つまたは複数の突起をさらに備えていて
もよい。任意選択的に、導管は、二次ベントおよびベントカバーを備えていてもよく、柔
軟な仕切りは、二次ベントを選択的に密封するために、ベントカバーに連結されていても
よい。場合によっては、導管の柔軟な通路仕切りは、嘴状開口を備えていてもよい。嘴状
開口は、導管の換気部分の周辺開口を選択的に塞ぐかまたは露出させるように構成されて
いてもよい。場合によっては、導管は、個別の換気チャンバをさらに備えていてもよく、
柔軟な通路仕切りは、換気チャンバ内に旋回部分を有していてもよい。このような柔軟な
通路仕切りは、ガス供給源のガスを大気と平衡にするために、呼気ガスを解放するための
換気部分および圧力解放部分の１つに、換気チャンバを選択的に開くようになっていても
よい。
【００３０】
場合によっては、導管は、バイパス通路を備えていてもよく、この場合、バイパス通路
は、柔軟な通路仕切りを迂回するガス特性を検出することを可能にするように構成されて
いるとよい。任意選択的に、導管は、センサと気体連通していてもよい。センサは、バイ
パス通路に起因するガス特性を検出するように構成されていてもよい。センサは、プロセ
ッサに連結されていてもよい。プロセッサは、検出された特性から、柔軟な通路仕切りの
反対側のガス特性を評価するように構成されていてもよい。評価される特性は、患者呼気
流れおよび／または患者インターフェイスにおける治療圧を含んでいてもよい。
【００３１】
場合によっては、導管は、柔軟な通路仕切りと直列に配置された交換器を備えていても
よい。導管は、柔軟な通路仕切りと直列に位置する二方向流れ通路に熱／湿気交換材料を
さらに備えていてもよい。任意選択的に、導管は、一組の仕切り支持体をさらに備えてい
てもよく、仕切り支持体は、導管表面から延在しており、吸気流れ中に仕切りを支持する
ように位置決めされていてもよい。場合によっては、導管は、一組の仕切り支持体をさら
に備えていてもよく、仕切り支持体は、導管表面から延在しており、呼気流れ中に仕切り
を支持するように位置決めされていてもよい。一組の仕切り支持体は、導管の流路に沿っ
て長手方向に配置された平行リブによって形成されていてもよい。
【００３２】
場合によっては、柔軟な通路仕切りは、仕切りが導管の互いに向き合った側間を横断す
るとき、導管の第１の側と仕切りの第１の側との間に吸気通路を生成し、導管の反対側と
仕切りの反対側との間に呼気通路を生成するように、構成されていてもよい。
【００３３】
本技術の他の態様、特徴、および利点は、この開示の一部であって、本技術の原理を例
示的に示す添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読めば、明らかになるだろう。本技術
のさらに他の態様は、添付の請求項から明らかになるだろう。
【００３４】
添付の図面を参照して、本技術のさらなる例示的な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本技術の交換器を有する導管装置の略図である。
【図２】図１の導管装置の他の実施形態の略図である。
【図３】呼吸治療装置と共に用いられるのに適する本技術の交換器を有する導管装置の実施形態の略図である。
【図４】呼吸治療装置と共に用いられるのに適する他の交換器実施形態の略図である。
【図５】スターリングレジスタを有する図４の実施形態の代替的実施形態の略図である。
【図５Ａ．５Ｂ】開形態および閉形態のそれぞれで示される一方向弁として実施されている導管内のスターリングレジスタの操作を示す図である。
【図６】本技術のいくつかの実施形態に用いられるのに適する例示的な熱および湿度交換器の略図である。
【図７】いくつかの実施形態に用いられる毛細管湿度交換器を示す図である。
【図８】いくつかの実施形態に用いられる湿度伝達のための伝導フィンおよび毛細管媒体を有する交換器を示す図である。
【図９】いくつかの実施形態に用いられる吸気流れおよび呼気流れのための多重熱伝導通路および湿気伝達のための毛細管媒体を有する交換器を示す図である。
【図１０Ａ．１０Ｂ】本技術の例示的な実施形態における吸気通路および呼気通路を有する例示的な導管および折畳み交換器の構成を示す断面図である。
【図１１】本技術のいくつかの実施形態における吸気通路および呼気通路を有するさらなる導管および交換器の断面図である。
【図１２】温度伝導フィンを備える図１１の導管および交換器の断面図である。
【図１２Ａ】襞付き通路を備える導管および交換器の断面図である。
【図１３】本技術の螺旋状交換器導管を示す図である。
【図１４】多重流路を有するさらに他の交換器導管の実施形態を示す図である。
【図１５】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられる例示的な呼気ベント抵抗体を示す図である。
【図１６】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられる例示的な呼気ベント抵抗体を示す図である。
【図１７】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられるさらなる柔軟な呼気流れ抵抗体を示す図である。
【図１８】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられるさらなる柔軟な呼気流れ抵抗体を示す図である。
【図１９】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられるさらなる柔軟な呼気流れ抵抗体を示す図である。
【図２０】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられるさらなる柔軟な呼気流れ抵抗体を示す図である。
【図２１】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられる張力ポストを有するさらに他の柔軟な呼気流れ抵抗体を示す図である。
【図２２】図２１に示されている呼気流れ抵抗体のための例示的な導管ハウジングを示す図である。
【図２３】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられる他の柔軟な呼気流れ抵抗体の操作を示す図である。
【図２４】本技術のいくつかの導管実施形態に用いられる他の柔軟な呼気流れ抵抗体の操作を示す図である。
【図２５Ａ．２５Ｂ】本技術のいくつかの実施形態に用いられる他の柔軟な呼気流れ抵抗体の操作を示す図である。
【図２６】流れ発生器の圧力が存在せず、この場合、抗窒息装置として機能することができる位置において示されている、本技術のいくつかの実施形態において交換器として構成されてもよい柔軟な通路仕切りを有する導管の断面図である。
【図２７】矩形状換気部分およびリブ付き仕切り支持体を備える図２６の導管のさらなる例示的な実施形態の断面図である。
【図２８】吸気、呼気の開始、および呼気のそれぞれにおける図２７の実施形態の操作を示す図である。
【図２９】吸気、呼気の開始、および呼気のそれぞれにおける図２７の実施形態の操作を示す図である。
【図３０】吸気、呼気の開始、および呼気のそれぞれにおける図２７の実施形態の操作を示す図である。
【図３１】図２７のアセンブリの連続換気を行う実施形態の断面図である。
【図３２】図２７の柔軟な仕切りアセンブリと共に用いられるのに適する例示的な導管の内部構造を示す図である。
【図３３】通路の曲げ部および延出した柔軟な仕切りを有する例示的な導管の内部構造の断面図である。
【図３４】異なる大きさの対向表面領域を備える柔軟な仕切りを有する、呼気位置にある導管の内部構造の断面図である。
【図３５】吸気位置にある図３４の導管例の構造を示す図である。
【図３６】輪郭付けされた構造を備える表面を有する仕切りを示す図である。
【図３７】標準的な曲げ部を有する仕切りを示す図である。
【図３８】呼気位置におけるベントカバーに連結された通路仕切りを示す図である。
【図３９】吸気位置における図３８の例示的な仕切りを示す図である。
【図４０】呼気位置における本技術の仕切りの嘴状態様を有する導管の断面図である。
【図４１】呼気位置における図４０の導管の断面図である。
【図４２】仕切りに対して換気チャンバが設けられている、呼気位置における仕切りの断面図である。
【図４３】吸気位置における図４２の仕切りを示す図である。
【図４４】図２７の導管および柔軟な仕切りの連結具と同様の特徴を有する例示的な連結具の断面図である。
【図４５】図２７の導管および柔軟な仕切りの連結具と同様の特徴を有する例示的な連結具の断面図である。
【図４６】バイパス通路を備える図２７の導管と同様の導管の断面図である。
【図４７】受動加湿材料が直列に配置された図４６の導管と同様の導管の断面図である。
【図４８】本技術のさらなる通路仕切り交換器が直列に配置された図４６の導管と同様の導管の断面図である。
【図４９】図４９Ａ、図４９Ｂ、図４９Ｃは、図４９Ｄの回路図によって表される一般的な呼吸治療システムの構成要素の種々の流れ特性を示すグラフである。
【図５０】従来の常開式換気オリフィスによる換気を示す図である。
【図５１】図１５〜図１９の抵抗体のような呼気ベント抵抗体による例示的な換気流れ特性を示す圧力対流れ図である。
【図５２】流れ発生器および患者インターフェイスに連結された柔軟な通路仕切りを有する導管を示す例示的なシステム構成図である。
【図５３】本技術のいくつかの実施例による換気を示すグラフである。
【図５４】図４６に例におけるようなバイパス通路を有する導管における流れ対時間を示すグラフである。
【図５５】図４６におけるようなバイパス通路を有する導管を用いるシステムにおける患者流れの評価を示す信号グラフである。
【図５６】従来の常開式ベントを有するマスクを用いた場合の流れおよび圧力データの信号グラフである。
【図５７】図２６の例の導管の仕切りのような柔軟な通路仕切りを用いた場合の流れおよび圧力の信号グラフである。
【図５８】図２６の例の導管の仕切りのような柔軟な通路仕切りを用いた場合の流れおよび圧力の信号グラフである。
【図５９】図２６の例の導管の仕切りのような柔軟な通路仕切りとこのような仕切りを有しない従来の常開式ベントを有するマスクとの比較を示す、患者インターフェイスの湿気および温度データの信号グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１に示されているように、本技術のいくつかの実施形態は、例えば、患者の呼吸系
に導かれる空気または呼吸可能なガス用の導管に、交換器を組み入れている。交換器装置
１００は、患者インターフェイス１０８、例えば、呼吸鼻マスク、鼻口マスク、フルフェ
イスマスク、気管内チューブ、カニューレ、鼻プロング、鼻ピロー、などに連結されるか
または一体化されている。交換器１０６は、導管１０１のような導管アセンブリの一構成
要素である。導管は、以下の他の実施形態において説明するように、呼吸治療を患者にも
たらすために、呼吸治療装置のような流れ発生器の出口に連結されているとよい。しかし
、導管は、より簡単に大気に繋がれていてもよく、これによって、ユーザーに対して周囲
空気を調整するために、該導管を手軽に用いることができる。これに関連して、交換器は
、吸気流れを呼気流れによって調整するかまたは呼気流れを吸気流れによって調整するよ
うになっていてもよく、任意選択的に、電気式加熱コイルを用いることなく、この調整を
行うようになっている。典型的には、交換器１０６は、導管１０１の吸気通路１０２と呼
気通路１０とを分離するようになっており、具体的には、それらの通路を分割または分離
するバリアの一部を構成している。これに関して、これらの通路は、一方向流れ特性をも
たらすことができ、各通路は、一般的に、一方向のみに呼吸可能なガスを導くように構成
されている。これに関して、吸気通路１０２の場合、吸気流れＩＦは、患者インターフェ
イス端に向かって導かれ、患者インターフェイス１０８のユーザーによって吸い込まれる
ようになっている。同様に、呼気通路１０４の場合、呼気流れＥＦは、該呼気流れが患者
インターフェイス１０８のユーザーによって吐出されるように、患者インターフェイス端
から離れる方に導かれるようになっている。
【００３７】
いくつかの実施形態では、これらの通路の一方向流れは、任意選択的な弁によって維持
されるようになっている。例えば、少なくとも１つの一方向弁が通路を通る流れを制御す
るようになっている。図１の実施形態に示されているように、一方向吸気弁１１０−Ｉが
、大気からの（ＩＦとして示されている）方向の空気流れが吸気通路１０２に入ることを
可能にする一方、吸気通路におけるこのような空気の逆流を阻止または抑止するようにな
っている。従って、吸気弁１１０−Ｉは、患者吸気中に開き、患者呼気中に閉じることに
なる。同様に、一方向呼気弁１１０−Ｅが、（患者インターフェイス１０８から離れて）
大気に向かう（ＥＦとして示されている）方向の空気流れが呼気通路１０４から出ること
を可能にする一方、呼気通路を通る図示されている流れの逆流を阻止または抑止するよう
になっている。従って、呼気弁１１０−Ｅは、患者呼気中に開き、患者吸気中に閉じるこ
とになる。
【００３８】
これらの通路および交換器１０６の構成の結果として、交換器は、交換器の両側におい
て吸気流れおよび呼気流れに晒されることになる。この意味において、一般的に、交換器
は、吐き出された空気に概して晒されず、吸い込まれた新鮮な空気またはガスにのみ晒さ
れる吸気側ＩＳと、吸気前の新鮮な空気に概して晒されず、吐出された空気にのみ晒され
る呼気側ＥＳとを有している。従って、交換器は、これらの側と関連して、呼気ガスまた
は吸気ガスのいずれかの成分を他方に伝導または伝達することになる。例えば、交換器は
、熱交換器として機能するために、熱を伝導するように構成されていてもよい。このよう
な場合、患者によって暖められた呼気通路１０４の暖められた呼気は、交換器の呼気側Ｅ
Ｓに接触する。その結果、この呼気は、交換器１０６を暖めることになる。銀、銅、金、
アルミニウム、またはこれらの材料のいずれかの細粉または複合物、などのような温度伝
導材料から成形または押出加工された交換器は、この温度エネルギーを吸気側ＩＳに伝達
する。吸気通路１０２の吸気流れＩＦは、吸気側ＩＳに接触しており、もし吸気流れが交
換器よりも冷えていたなら、交換器１０６によって、伝導、対流、または輻射によって伝
達された暖気を吸収することになる。暖かい環境の場合、交換器の温度は、呼気流れより
も暖かい吸気流れを冷やすこともある。
【００３９】
従って、患者自身の呼吸が、交換器を通る吸い込まれた空気の温度を調整（例えば、加
熱または冷却）するように、利用されることになる。さらに、吸気通路および呼気通路が
交換器によって分割されているので、温度の交換は、吐出された二酸化炭素の再呼吸の可
能性を最小限に抑えて行われることになる。これに関して、これらの個別の吸気通路およ
び呼気通路は、実質的に死腔（ｄｅａｄ  ｓｐａｃｅ）を拡げることなく、交換を可能に
する。死腔は、呼吸系の導通領域におけるガス空間とみなされている。呼吸治療装置の導
管のような装置では、患者が呼吸しているときに空気が通る該装置の空所／空間が、死腔
と呼ばれることもある。吸気ガスおよび呼気ガスの両方が患者からまたは患者に流れる単
一経路の装置では、患者は、吐き出した空気の一部を再呼吸することがある。二重／個別
の吸気経路および呼気経路を有している場合、患者は、実質的に常に吸気経路から「新鮮
」な空気を吸込み、別の呼気経路に吐き出すことになる。
【００４０】
また、熱交換器として機能する交換器は、典型的には吸い込まれた新鮮な空気を暖める
ために用いられるいくつかの加熱部品を出口に設ける要求または必要性を低減させること
になる。例えば、交換器を用いることによって、吸い込まれた空気を快適な温度に加熱す
るための加熱コイルに必要な大きさを縮小し、またはこのような加熱コイルに用いられる
エネルギーを低減させることができる。
【００４１】
同様に、いくつかの実施形態では、呼気ガスまたは吸気ガスのいずれかの湿気成分を他
方に伝達するために、交換器が用いられてもよい。例えば、呼気流れＥＦは、典型的には
、大気よりも多くの湿気を含んでいる。呼気流れの湿気は、交換器の材料、例えば、親水
性材料、毛細管材料、セルロース薄膜、ヒドロゲル、ポリエーテルスルホン、生体適合性
ポリマー、などによって、吸収されるようになっているとよい。湿気は、交換器１０６の
呼気側ＥＳにおいて交換器の材料の表面に凝縮する。次いで、この湿気は、交換器１０６
を通って、呼気側ＩＳに伝達される。交換器の呼気側ＩＳの表面を横切る吸気流れＩＦに
よって、湿気が吸気通路の呼気流れＩＦ内に蒸発することになる。いくつかの実施形態で
は、交換器は、一方の通路内の液体の吸収および他方の通路内の液体の蒸発を促進するた
めに、一方の側が親水性材料または親水性被膜によって形成され、他方の側が疎水性材料
または疎水正被膜によって形成されていてもよい。例えば、交換器の吸気通路側は、疎水
性材料または疎水性被膜を有しているとよく、交換器の呼気通路側は、親水性材料または
親水性被膜を有しているとよい。暖かい環境の場合には、湿気交換器は、呼気流れよりも
暖かい吸気流れを冷やすこともある。液体が一方の流れ通路から他方の流れ通路に伝達さ
れる場合、例えば、湿気が呼気流れ通路において凝縮し、吸気流れ通路に液状で伝達され
る場合、交換器は、蒸発冷却をもたらす利点がある。何故なら、液体がいずれかの通路、
例えば、吸気通路内の流れによって蒸発し、吸気ガスを冷却するからである。
【００４２】
従って、湿気交換器として機能する交換器は、呼気流れの湿気によって吸気流れの湿気
を調整するように用いられるとよい。さらに、吸気通路および呼気通路が交換器によって
分割されているので、湿気の交換は、前述したように、吐出される二酸化炭素の再呼吸の
可能性を最小限に抑え、または死腔を実質的に拡げることなく、行うことができる。また
、湿気交換器として機能する交換器は、典型的には吸い込まれる空気を加湿するために用
いられる加湿構成要素を出口側に設ける要求または必要性を低減させることができる。例
えば、交換器を用いることによって、加湿器に必要なリザーバの水の量を低減させること
ができる。同様に、交換器を用いることによって、吸い込まれる空気を加湿するために水
を加熱する加熱コイルに用いられるエネルギーを低減させることもできる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、交換器の一種または複数種の材料は、特定の性能特性を得る
ために処理または選択されるとよい。例えば、前述したように、交換器は、親水性および
／または疎水性材料の被膜を含んでいるとよい。いくつかの実施形態では、材料を通る二
酸化炭素の伝達または拡散を低減させるために、交換器材料が被覆されてもよい。例えば
、抗炭酸化被膜、例えば、セルロース膜またはポリエーテルスルホン材料が、交換器材料
に施されてもよい。このようなバリア被膜は、二酸化炭素の伝達を阻止しながら、水の伝
達を可能にするものである。
【００４４】
いくつかの実施形態では、交換器の効率は、患者の好みを満足させるために、例えば、
手動によってまたは自動的に制御されるようになっていてもよい。例えば、いくつかの実
施形態では、交換器は、呼気流れおよび／または呼気流れと接触する交換器の表面積を大
きくするかまたは小さくするように、調整可能になっていてもよい。このような場合、表
面積を大きくすることによって、湿気または温度の伝達を大きくすることができ、表面積
を小さくすることによって、湿気または温度の伝達を小さくすることができる。例えば、
以下に説明するようなフィンを用いる実施形態では、回転制御装置、スライダー、モータ
、またはソレノイドのような調整機構が、導管の通路内のフィンの領域を後退または延出
させるようになっていてもよい。同様に、調整可能なカバーを異なる程度だけ延出または
後退させ、交換器の１つまたは複数の部分に可動性のバリアまたは絶縁体をもたらし、こ
れによって、導管の１つまたは複数の通路の流れに接触する交換器の接触面積を変化させ
、交換器の効率を種々の程度にわたって制限するようになっていてもよい。場合によって
は、調整機構の自動制御は、交換器伝達に関与する交換器の面積の一部またはその大きさ
を設定する際、導管のいずれかの通路に近接して配置された湿気センサおよび／または温
度センサのような１つまたは複数のセンサからの信号を、例えば、プロセッサに基づく制
御装置によって評価することを含んでいてもよい。流れ発生器の制御装置でもある制御装
置またはプロセッサは、制御手順を実施するように構成され、かつ適合されていてもよい
。具体的には、制御装置は、集積チップ、メモリ、および／または情報記憶媒体内のプロ
セッサ制御指令またはデータを含んでいてもよい。例えば、制御手順を含むプログラム化
された指令は、デバイスの回路またはメモリ内の集積チップにコード化されてもよいし、
または指令またはデータを含む適切な媒体を用いるソフトウエアまたはファームウエアと
してローディングされてもよい。
【００４５】
前述したように、交換器装置１００のいくつかの実施形態は、温度交換器および湿気交
換器の一方として用いられるにしてもまたは両方として用いられるにしても、種々の呼吸
目的に用いられるように構成されているとよい。例えば、図２に示されているように、吸
気通路１０２は、補助ガス源入口ポート２１２を備えていてもよい。このような実施形態
では、入口ポート２１２は、補助ガス源、例えば、酸素源の供給チューブに連結される連
結具を備えているとよい。このような実施形態では、呼気流れＥＦは、交換器１０６の使
用中に補助ガスおよび空気を含む吸気流れＩＦを調整するように機能している。
【００４６】
図３、図４および図５の実施形態は、交換器装置１００の種々の形態を示しており、流
れ発生器３１４を備える呼吸治療装置を含んでいる。図３の態様に示されているように、
流れ発生器の出口（例えば、送風機出口）からの供給導管３１６は、呼気用ベント３１８
を有する加圧チャンバ３２０に連結されている。供給導管は、呼吸可能なガス、例えば、
空気の流れを流れ発生器によって生じた大気圧を超える圧力で加圧チャンバ３２０に送達
するようになっている。ベント３１８は、洗い流しベントまたは流れ制限器として機能す
るものである。流れ発生器からの加圧流れは、患者の吸気が吸気弁１１０−Ｉを開いてい
るとき、吸気通路１０２を通るが、呼気通路１０４を通らない。患者の呼気によって、呼
気通路内の圧力がチャンバ３２０の圧力を超えると、患者は、呼気通路１０４内に息を吐
き出すことになる。この呼気流れは、次いで、チャンバを通って進み、ベント３１８から
大気に排出されることになる。従って、この実施形態では、吸い込まれる空気および呼気
の両方がチャンバ３２０を横断することになる。
【００４７】
図４の実施形態は、図３の実施形態と同様である。しかし、この態様では、チャンバ３
２２は、供給導管３１６に直接連結されていない。供給導管３１６は、吸気通路１０２の
入口に連結されている。ベント３１８は、チャンバ３２２を介して、呼気通路に連結され
ている。従って、この実施形態では、呼気通路からの呼気は、呼吸可能なガスを吸気通路
１０２に供給するどのような導管にも導かれていない。
【００４８】
図５の実施形態は、流れ発生器が図示されていないが、図４の実施形態と同様である。
しかし、図示されている実施形態では、スターリングレジスタ４２０、可変または調整可
能なベント４２２、または以下にさらに詳細に説明する流れ抵抗体の１つまたは複数が、
一方向弁と置き換わって設けられている。例えば、図示されているように、スターリング
レジスタ４２０は、吸気通路内への流れを調節するために、供給導管３１６の柔軟な部分
に設けられている。同様に、スターリングレジスタ４２０と共に設けられた調整可能なベ
ント４２２は、呼気弁１１０−Ｅに代わるものとして機能している。どのような周知の可
変または調整可能なベントが設けられてもよい。例えば、２０１１年９月１３日に出願さ
れた米国仮特許出願第６１／５３４，０４４号に記載されているベントアセンブリのいず
れも、調整可能なベント４２２として機能している。この開示内容は、参照することによ
って、その全体がここに含まれるものとする。レジスタの操作および／または調整可能な
ベントの制御によって、通路を通る流れは、吸気流れを吸気通路１０２内に導き、呼気流
れを呼気通路１０４内に導くように、調節されることになる。例えば、呼気中に呼気が呼
気通路を通って調整可能なベントに流れることを可能にするために、マスク内の圧力変動
を検出し、呼気中の流れを大きくするように調整可能なベントを設定することができる。
また、吸気中に吸気が流れ発生器から吸気通路を通って患者に流れることを可能にするた
めに、圧力変動に基づいて、調整可能なベントは、吸気中の流れを少なくするかまたはな
くすことができる。
【００４９】
図５Ａおよび図５Ｂの図と併せて、スターリングレジスタ４２０の操作について検討す
る。この実施形態では、導管４１６におけるスターリングレジスタは、チャンバリンク導
管４２０Ｃを用いている。チャンバリンク導管４２０Ｃは、導管４１６内の柔軟薄膜４２
０Ｍによって形成された内部柔軟チャンバＩＦＣに対して空圧リンクをもたらしている。
図５Ａに示されているように、導管内の低圧ＬＰ状態がリンク導管４２０Ｃのリンク開口
端４２０Ｃ−ＬＯに近接して存在し、導管内の高圧ＨＰ状態が柔軟チャンバＩＦＣの反対
側に存在する場合、柔軟チャンバが収縮し、導管の通路を通る流れが可能にする。図５Ｂ
に示されているように、導管内の高圧ＨＰ状態がリンク導管４２０Ｃのリンク開口端４２
０Ｃ−ＬＯに近接して存在し、導管内の低圧ＬＰ状態が柔軟チャンバＩＦＣの反対側に存
在する場合、柔軟チャンバが拡張し、導管の通路を通る流れを抑止または阻止している。
従って、前述したように、リンク導管４２０Ｃのリンク開口端４２０Ｃ−ＬＯの位置に依
存して、スターリングレジスタを有する導管を、流れを吸気流れまたは呼気流れのいずれ
かに制限するように、選択的に用いることができる。代替的に、薄膜チャンバは、図５に
示されているようなリンク導管４２０Ｃを用いるよりもむしろ、流れ発生器の出口に対す
る空圧リンクによって選択的に作動されてもよい。
【００５０】
図６は、（図６において「Ｍ」が付されている）湿気交換器および（図６において「Ｈ
」が付されている）温度交換器の両方を含むさらに他の例示的な交換器実施形態を示して
いる。この実施形態では、交換器は、温度交換器のために構成されたフィンの組を有する
熱交換部分を備えている。これらのフィンは、導管流れを交換器に接触させる表面積を大
きくするために、吸気通路１０２および／または呼気通路１０４内に延在している。この
例では、１つまたは複数の吸気フィン６６０−Ｉが吸気通路内に延在しており、１つまた
は複数の呼気フィン６６０−Ｅが、呼気通路内に延在している。各フィンのいずれかの側
を通る流れが、各通路内に付加的な流路をもたらし、これによって、流れがフィンの１つ
または複数の両側に接触し、熱エネルギーの伝達を高めることができる。通路の流れと実
質的に平行に位置する長さ「Ｌ」を有する狭幅のフィンを用いることによって、通路内の
流れは、より容易にフィンに沿って流れ、通路のフィン部分を通る流れにそれほど大きな
抵抗をもたらすことなく、接触表面積を大きくすることができる。このような交換器のさ
らなる例が、図８に示されている。
【００５１】
フィンは、吸気通路と呼気通路との間の通路バリア６６１を実質的に直接に横切って配
置されてもよいが、この実施形態では、フィンは、吸気フィンを呼気フィンに接続する横
断部分６６２を備えている。図６の実施形態に示されているように、横断部分は、通路バ
リアに沿って延在しており、その一部を形成しており、各通路の流れと略平行になってい
る。横断部分によって、呼気フィンを呼気通路の患者インタ−フェイス１０８の端により
近接して配置し、吸気フィンを吸気通路の患者インタ−フェイス１０８の端からより離れ
て配置することができる。典型的には、横断部分は、呼気フィンの組と吸気フィンの組と
の間の熱エネルギーの伝達を可能にするために、フィンと同一または同様の熱伝導性材料
から形成されているとよい。
【００５２】
任意選択的に、交換器１０６は、湿気変換部分６６４も備えている。例えば、湿気交換
部分は、交換部分の１つまたは複数の開口内に配置されているとよい。前述したように、
いくつかの実施形態における湿気交換部分は、微孔を有するように構成された毛細管部分
を備えているとよく、これによって、呼気通路から横断部分または間を通って吸気通路に
向かう液体の毛細管による伝達が可能になる。湿気交換部分の毛細管区域７７６の例が、
図７、図８および図９に示されている。任意選択的に、湿気交換部分は、代替的または付
加的に、呼気フィンおよび／または吸気フィン間に配置されていてもよい。図８の交換器
態様では、毛細管区域７７６は、フィン６６０−Ｉ，６６０−Ｅ間および横断部分６６２
上の開口を通るフィン孔を備えている。
【００５３】
図９の交換器では、毛細管区域７７６は、横断部分に制限されている。フィンの代替例
として、交換器は、温度伝導ブロック９６０−Ｉ，９６０−Ｅを備えている。各ブロック
は、実質的に互いに平行の複数の流路を備えている。これらの流路は、各ブロックを通る
孔によって形成されている。このような場合、ブロックの孔は、ブロックを通る流れを実
質的に阻止しないように、毛細管区域の開口よりも大きくなっているとよい。従って、吸
気ブロック９６０−Ｉは、吸気流れとの温度交換のために、吸気流れがその吸気ブロック
通路９９２−Ｉを横断することを可能にする。同様に、呼気ブロック９６０−Ｅは、呼気
流れとの温度交換のために、呼気流れがその呼気ブロック通路９９２−Ｅを横断すること
を可能にする。通路の各ブロックの孔を通る付加的な通路によって、ブロックの熱伝導材
料との接触表面積を大きくし、これによって、熱エネルギーのより効率的な伝達を達成す
ることができる。孔は、ブロックを貫通しているように図示されているが、ブロックの構
造は、交換器の接触面積を大きくするために交換器の一部を通る多数の経路を有するマト
リックス通路またはメッシュ通路と置き換えられてもよい。さらに、ブロックは、図９で
は、矩形に描かれているが、交換器が設けられる任意の導管の形状に適合するように形作
られるとよい。
【００５４】
この点に関連して、本技術のいくつかの交換器実施形態は、チューブのような略管状形
態を有する導管内に適用されるようになっている。しかし、他の導管形状が用いられても
よい。例えば、通路および交換器は、患者インターフェイスの一体導管として設けられて
もよい。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１、図１２、図１２Ａおよび図１３において、いくつ
かの例示的な管状交換器導管が示されている。図１０Ａおよび図１０Ｂは、襞付き交換器
１０６の例の断面図である。この実施形態の交換器１０６は、複数の折畳み部１０７０を
備えており、各折畳み部が、折目１０７２を有している。折目１０７２は、導管の通路を
通る流れに略沿ってまたは該流れに略平行に延在しており、または導管の長さと平行に延
在している。図示されているように、いくつかの実施形態では、交換器は、上導管部分１
０１−Ｔおよび下導管部分１０１−Ｂ内に挿入されるようになっている。組み立てられる
と、図１０Ｂに示されているように、上導管部分および交換器は、導管流れのための第１
の通路、例えば、吸気通路１０２を形成する。同様に、下導管部分および交換器は、導管
流れのための第２の別の通路、例えば、呼気通路１０４を形成する。このようにして、交
換器１０６の折畳み部は、通路に沿った交換器の接触表面積を大きくすることができる。
【００５５】
図１１の実施形態の断面図において、交換器１０６は、導管の表面構造として機能する
交換器材料を有する導管として形成されている。従って、チューブのような管状形状を有
するように形成されている。管状交換器１０６は、より大きい導管内に配置されている。
このような実施形態では、外側通路の流れは、実質的に交換器の周辺に沿って流れ、これ
によって、表面積の接触を大きくすることができる。例えば、外側導管１０１の内面およ
び交換器１０６の外面は、吸気通路１０２を形成している。このような場合、交換器の内
面は、呼気通路１０４のバリアを形成することになる。これは、図１１に示されている例
である。しかし、いくつの実施形態では、外側導管１０１の内面および交換器１０６の外
面が呼気通路１０４を形成してもよい。このような場合、交換器の内面は、吸気通路１０
２のバリアを形成することになる。このような実施形態では、交換器は、折畳み部および
／またはフィンを備えていてもよい。例えば、図１２の交換器導管の断面図に示されてい
るように、複数の熱伝導フィンが通路を横切って延在し、これによって、吸気フィン６６
０−Ｉおよび呼気フィン６６０−Ｅを形成するようになっていてもよい。さらなる例とし
て、図１２Ａの交換器導管の断面図に示されているように、交換器の複数の折畳み部が、
吸気通路１０２となる内側通路の周辺をもたらすと共に、呼気通路１０４となる外側通路
のための内側境界をもたらすようになっていてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、吸気通路および／または呼気通路は、図８に示されている線
状態様ではなく、非線状形態を有していてもよい。例えば、通路および交換器は、接触表
面積を大きくするために、渦巻または螺旋形状を有していてもよい。いくつかのこのよう
な実施形態では、内側通路、例えば、交換器によって形成された吸気通路は、導管のより
線状である外側呼気通路内の中心を通って螺旋状に形成されてもよい。図１３に示されて
いるさらなる例では、これらの通路は、一緒になって螺旋状に配置されている。例えば、
長さに沿って導管を分割する分割バリアを形成する交換器１０６は、導管長さに沿って捻
られ、螺旋バリアを形成しており、その結果、吸気通路１０２および呼気通路１０４は、
いずれも導管の両側において導管長さに沿って捻れている。このような螺旋形状によって
、交換器の接触表面積が大きくなり、交換器に沿った乱流を生じさせることによって、交
換器との接触が促進されることになる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、交換器の呼気フィンおよび吸気フィンは、図１４の例示的な
実施形態におけるように、通路仕切りとして機能するようになっていてもよい。この実施
形態では、通路は、導管の断面を実質的に横切って延在するフィンによって割り込まれて
いる。この態様では、各フィンは、吸気通路１０２および呼気通１０４が各フィンの両側
の表面に位置するように、吸気通路１０２と呼気通路１０４とを分割している。任意選択
的に、導管の長さに沿って延在する溝が、呼気通路からの呼気流れに大気への放出ベント
をもたらしている。従って、各溝１４４７は、呼気通路１０４への導管１０１の切込であ
るとよい。呼気通路は、閉鎖端１４４９において閉じている。
【００５８】
いくつかの実施形態では、使用前または使用中に、湿気を交換器に供給すると有益であ
る。例えば、微孔液体供給チューブが、呼吸治療装置のバッグ、瓶、または容器のような
リザーバから延在していてもよい。チューブは、液体（例えば、水）を交換器に滴下させ
るために、交換器の材料に接触するかまたは該材料内に位置する一端を有するように構成
されているとよい。水をリザーバから交換器の吸気流路または吸気側に加え、吸気流れを
加湿するために、小径チューブがベンチュリ効果によって機能するようになっているとよ
い。例えば、吸気流れの結果として交換器の吸気側から水が蒸発すると、液体供給チュー
ブからより多くの水が交換器内に滴下されることになる。
【００５９】
場合によっては、交換器は、例えば、吸気を暖めるために、加熱要素を備えていてもよ
いし、または加熱要素の近くに配置されてもよい。例えば、ペルチエ素子のような熱電素
子が、交換器の導管の通路内に設けられていてもよい。熱電素子は、内部または外部バッ
テリまたは流れ発生器の外部電源のような他の電源から給電されるようになっているとよ
い。
【００６０】
［呼気の換気］
例えば、呼気中に大気圧を超える圧力を供給し、患者気道を拡張するための圧力治療をも
たらす患者インターフェイスに個別の吸気通路および呼気通路を設ける場合、特に流れ発
生器への吸気通路が患者吸気中に閉じられている場合に呼気通路内の圧力を調整する装置
を備えていると有益である。例えば、通路は、呼気中に呼気通路内および患者インターフ
ェイス内の圧力を大気圧を超えるまで上昇させるかまたは大気圧を超える該圧力を維持す
るために、あるレベルの抵抗をもたらす呼気流れ抵抗要素を備えているとよい。このよう
な抵抗／インピーダンス要素は、経路の長さ／形状および経路の大きさ／幅を変化させる
ように設計されているとよい。図１５〜図２５に示されている呼気流れ抵抗体を参照して
、種々の例について検討する。これらの図は、これまでに説明した呼気通路またはベント
のいずれかを有している場合があり、または有していない場合がある。また、これらの図
は、これまでに説明した交換器のいずれかを有している場合があり、または有していない
場合がある。この種の換気、例えば、図１５〜図１８の要素を参照して説明する換気は、
送風機回転速度が一定になっているガス送達システム、または高インピーダンス回路、例
えば、治療圧変動を少なくするために長尺の小径チューブを備えるガス送達システムに特
に適している。
【００６１】
図１５および図１６の実施形態では、剛性のベントカバー１５８０が、旋回軸１５８１
を中心として回転可能になっている。バネ１５８２のような付勢部材が、剛性のベントカ
バー１５８０に連結されている。付勢部材は、剛性のベントカバー１５８０が図１５に示
されているように閉じたときに抵抗によって予圧されるように、剛性のベントカバー１５
８０を付勢している。この付勢は、患者呼気中に所望レベルの圧力が呼気通路１０４内に
蓄積されるかまたは維持されることを可能にする所望の負荷閾値または圧力閾値をもたら
す大きさであるとよい。そして、剛性カバーは、患者によってもたらされた呼気圧の増大
に対応して、押し戻されることになる。同様に、付勢されたベントカバーによって許容さ
れる開口の大きさは、患者呼気の少なくとも一部において、仮に呼気流れが図１６に示さ
れているように開いたときにベント３１８を通って呼気通路１０４から出るときでも、呼
気通路１０４内にあるレベルの圧力を維持するように、付勢部材によって調整されるよう
になっているとよい。
【００６２】
図１７および図１８の呼気流れ抵抗体の実施形態は、図１５および図１６の実施形態と
同様に作動するようになっている。この実施形態では、柔軟なフラップがベントカバーと
して機能しており、旋回軸を利用していない。例えば、導管壁の当接部のようなフラップ
ホルダー１５８４が、図１７に示されているように、柔軟フラップ１５８５を張力によっ
てその閉鎖位置に付勢するように、フラップ部材をベントに重ねることができる。ベント
３１８から呼気を放出させるためには、呼気通路１０４内の呼気圧が付勢を上回らねばな
らない。
【００６３】
換言すれば、これらの実施形態では、ベントのカバーまたは柔軟フラップの付勢は、カ
バーまたはフラップが、フラップまたはカバーの差圧とフラップまたはカバーとの積がバ
ネの圧縮力（またはフラップの偏位とばね定数との積）よりも大きいときに、開き始める
ように選択されるとよい。従って、典型的な実施形態では、これは、呼気中に拡張圧力を
もたらすように作用するこの予め定められた差圧未満では、ベントが閉じていることを意
味している。その結果、この弁は、吸入中、閉じている。
【００６４】
場合によっては、この付勢は、例えば、図５１に示されているように、圧力（Ｐ）およ
び流量（Ｑ）の特性によって換気を生じように、選択されてもよい。
【００６５】
もし圧力が「ｘ」よりも小さいなら、Ｐ＝Ｋ１×Ｑ２＋Ｋ２×Ｑ
【００６６】
もし圧力が「ｘ」よりも大きいなら、Ｐ＝ｍ×Ｑ＋ｂ
【００６７】
上式において、Ｐは、圧力であり、Ｑは、流量であり、ｂは、名目上の治療圧力と等し
く、初負荷の大きさによって調整される値である。
【００６８】
例えば、オリフィスを大きくし、剛性の係数を小さくすることによって、「ｍ」を可能
な限り小さくすることが望ましい。
【００６９】
図１９および図２０の実施形態の呼気流れ抵抗体は、他の同様の呼気圧拡張を可能にす
るものである。この実施形態は、薄膜バルーン１９９０として構成された薄膜の圧力操作
によって、呼気通路１０４内の圧力が維持されるようになっている。流れ発生器の操作に
よって、薄膜加圧チャンバ１９９１または導管を通して、薄膜バルーン１９９０が加圧さ
れることになる。チャンバ１９９１は、供給導管３１６によって、呼吸治療装置の流れ発
生器３１４に連結されている。薄膜バルーン１９９０の加圧によって、薄膜が拡張し、図
１９に示されているように、吸気中、ベント３１８の１つまたは複数のベント開口を覆う
かまたは接触することができる。この吸気相において、一方向呼気弁１１０−Ｉが開き、
流れが、任意選択的に交換器１０６を含む吸気通路１０２を通って移動する。しかし、患
者が患者インターフェイス１０８内に息を吐き出すとき、図２０に示されているように、
一方向吸気弁１１０−Ｉは、閉じることになる。呼気チャンバ１０４の圧力がチャンバ１
９９１内の圧力を超えると、薄膜バルーン１９９０は、開口から離れる方に変形し、ベン
ト３１８の開口を開くことになる。チャンバ１９９１が流れ発生器３１４によって加圧さ
れているので、流れ発生器が呼気中に患者気道に直接圧力を供給しなくても、薄膜バルー
ン１９９０およびチャンバ１９９１の特性と併せて、流れ発生器の制御によって、呼気拡
張圧を設定することができる。
【００７０】
図２１および図２２は、図１７および図１８の実施形態と同様の呼気抵抗体として機能
する他の薄膜構造を示している。柔軟フラップ２１８５は、治療圧と大気圧との結合を可
能にする導管１０１の開口を介して、大気と導管１０１の空気経路内の空気との間のバリ
アとして機能している。この実施形態における剛性のフラップホルダー２１８４は、柔軟
フラップを付勢するために、１つまたは複数の張力バー２１８４Ｐおよび導管１０１の壁
に一体化されたホルダー隆起２１８４Ｒを備えている。張力構造の形態に依存して予め加
えられた張力下にある弾性薄膜である柔軟フラップ２１８５は、呼気通路１０４内の圧力
に依存して撓むことになる。この実施形態では、薄膜は、バー間に挿入されている。薄膜
の両端は、導管の外側および導管の内側に接触している。フラップが開き、高圧ベント端
ＨＰＶＥまたは低圧ベント端ＬＰＶＥにおける導管の剛性壁との接触から離れると、開口
がベント３１８として機能することになる。以下にさらに詳細に説明するように、ＨＰＶ
Ｅ端は、高圧条件に対する空気放出を可能とし、ＬＰＶＥ端は、低圧条件に対する空気吸
入を可能とする。図２２に示されているように、呼気抵抗体導管のいくつかの実施形態は
、患者インターフェイス装置用のエルボーまたは空気送達導管と流れ発生器との間のエル
ボーのようなエルボーとして構成されているとよい。しかし、この呼気抵抗体導管は、本
明細書の全体にわたって記載される交換器導管のような他の導管として用いられてもよい
。
【００７１】
このような流れ抵抗体は、圧力治療装置（例えば、ＣＰＡＰ治療発生器）と共に用いら
れるとき、患者インターフェイス（例えば、マスク）内の圧力変動を低減させる目的を果
たすことにもなる。柔軟薄膜フラップは、大気へのシステムの空気経路の結合を阻止する
ようになっている。このインピーダンスは、柔軟薄膜の偏位によって変化する。柔軟薄膜
フラップの偏位は、（例えば、呼気通路１０４内の）薄膜の治療圧側と薄膜の大気圧との
差圧の関数である。柔軟薄膜フラップに予め加えられた張力によって、導管内の治療圧が
予め加えられた負荷を上回って高圧ベント端ＨＰＶＥにおいて開くまで、導管の壁からの
偏位が阻止されることになる。このような場合、高圧ベント端ＨＰＶＥにおける薄膜は、
導管から外方に曲げられ、導管からの空気放出を可能にする。また、柔軟薄膜の予め加え
られた張力によって、導管内の圧力が予め加えられた負荷を上回って低圧ベント端ＬＰＶ
Ｅにおいて開くまで、導管の壁（例えば、ホルダー隆起２１８４Ｒ）からの偏位が阻止さ
れることになる。この場合、低圧ベント端ＬＰＶＥにおける薄膜フラップは、内方に導管
のチャンバ内に延出し、ベント３１８を開き、導管内への空気吸入を可能にする。これら
の操作は、設定圧以下の「標準的な」換気を可能にし、この設定圧を超えると、ベントが
開き、呼吸拡張のための治療圧が導管内に一定に維持されるように、大気への流れが増大
することになる。また、これらの操作によって、ベントは、治療圧が負圧になることを阻
止することができる。
【００７２】
このような換気要素からいくつかの利点が得られる。このような換気要素は、小径チュ
ーブの使用と関連する圧力変動を低減することができる。この換気要素は、より小径のチ
ューブの使用を可能にする。この換気要素は、（特に吸入中の）役に立たない換気を低減
することができる。この換気要素は、常開式ベントと比較して、全空気量および／または
流れ発生器の電力を低減することができる。同様に、この換気要素は、加湿器を通る流れ
を低減させ、これによって、水リザーバの固定された大きさに関連する加湿の期限を延ば
すことができる。また、この換気要素は、抗窒息装置として機能することができるので、
過圧および／または呼吸停止を防ぐように機能することになる。これらの種類のベントは
、バイレベル治療よりも持続気道陽圧に適している。何故なら、操作圧が、予張力の量に
よって決定されるからである。
【００７３】
図２３および図２４の呼気抵抗体の実施形態は、図１９および図２０の実施形態と同様
であるが、呼気中に流れ発生器３１４から患者の気道に対する流れが存在しないにもかか
わらす、呼気拡張圧が呼気通路内において容易に維持されることが可能になっている。弾
性的な柔軟材料である柔軟な薄膜カバー２３９０が、ベント３１８の開口を覆って配置さ
れている。この薄膜カバーは、吸気通路１０２と呼気通路１０４との分離体の一部をなし
ている。図２３に示されているように、吸気中、薄膜２３９０は、吸気通路の圧力および
／または薄膜の弾性材料の形状記憶によって、ベント３１８の開口を覆う位置に維持され
ている。吸気中、流れ発生器３１４によって生じた呼気流れＩＦは、吸気通路１０２およ
び一方向呼気弁１１０−Ｉを通って、患者インターフェイス１０８に進むことになる。図
２４に示されているように、呼気中に吸気弁１１０−Ｉが閉じると、圧力が薄膜の呼気通
路１０４側に蓄積される。薄膜の呼気通路１０４側の呼気による圧力が、薄膜の吸気通路
側における流れ発生器によって生じた治療圧を上回ると、柔軟薄膜２３９０が偏位または
拡張し、ベント３１８を通る呼気流れＥＦを可能にする。任意選択的に、柔軟薄膜の一部
が、交換器（図示せず）の材料を含んでいてもよい。
【００７４】
図２５Ａおよび図２５Ｂの実施形態は、図２３および図２４の実施形態と同様である。
しかし、図２５Ａおよび図２５Ｂの実施形態では、柔軟薄膜２５９０は、呼気流れストッ
パ２５９２を備えている。ストッパ２５９２は、ベント３１８のベント開口２５９６を閉
鎖するように構成された１つまたは複数のプラグ２５９４を備えている。例えば、プラグ
は、ベント開口２５９６内に選択的に挿入されるように構成されているとよい。任意選択
的に、このようなプラグには、テーパが付されているとよい。図２５Ａに示されているよ
うに、吸気中、柔軟薄膜の弾性および／または薄膜またはストッパの吸気通路１０２側に
おける流れ発生器からの圧力によって、流れストッパ２５９２は、閉鎖位置または部分的
な閉鎖位置に維持されることになる。患者呼気中、図２５Ｂに示されているように、薄膜
２５９０の呼気通路１０４側の圧力の増大によって、その圧力の増大が薄膜２５９０の吸
気通路１０２側の圧力（例えば、流れによって生じた治療圧）を上回ったとき、薄膜およ
び流れストッパが偏移するかまたは撓むことになる。薄膜およびストッパのこの偏移によ
って、プラグ２５９４がベント開口２５９６内から後退し、呼気の換気が可能になる。呼
気流れが薄膜の弾性および／または薄膜の吸気通路１０２側の治療圧を上回らねばならな
いので、拡張圧は、患者インターフェイスおよび患者呼吸システム内のみならず、呼気通
路１０４内に維持されることになる。
【００７５】
［追加的な例示的実施形態］
交換器と共に用いられる本技術の導管のさらなる例示的な実施形態が、図２６、図２７
、図２８、図２９、図３０、図３１、図３２および図３３の断面図に示されている。これ
らの例では、薄膜のような柔軟な通路仕切り２６０が、導管２６０９内の吸気流れを調整
し、吸気通路および呼気通路を動的に生じさせ、動的な呼気換気をもたらすようになって
いる。場合によっては、導管２６０９は、図５２に示されているように、供給導管３１６
の流れ発生器３１４と反対側の端において、患者インターフェイス（例えば、マスク１０
８）の近くに連結されていてもよい。このような仕切りを設けることによって、例えば、
常開ベントを用いる患者インターフェイスと比較して、マスクを通る流れの全量を低減さ
せ、これによって、加湿器、酸素源、および流れ発生器の効率を高めることができる。仕
切りに対する呼吸に必要な力が、適切なベント寸法および仕切りの柔軟性を選択すること
によって調整される高い呼気拡張圧力を可能にする。また、これによって、呼気中の流れ
発生器の仕事も低減させることができる。同様に、仕切りは、患者マスクに繋がる導管内
の圧力変動を低減させ、これによって、圧力変動を補償する流れ発生器の負担を低減させ
ることもできる。任意選択的に、柔軟な仕切りは、可動性の仕切りが交換器としても機能
するように、前述した要素または材料を含むように構成されていてもよい。一般的に、柔
軟な仕切りの機械的特性は、厚みまたは他の寸法およびその材料特性を変更することによ
って、例えば、その剛性、密度、および減衰特性を変更することによって、調整すること
ができる。
【００７６】
例えば、図２６に示されているように、通路仕切り２６０７は、導管２６０９内に設け
られている。このような柔軟な仕切りは、固定端ＦＥおよび変形可能な部分ＤＰを有して
いる。固定端は、導管壁２６０９Ｗに連結されている。また、仕切り２６０７は、換気部
分２６１１に実質的に近接して配置されている。換気部分２６１１は、呼気を換気するた
めの複数の開口によって形成されており、仕切りが、この換気部分のカバーとして機能し
ている。換気開口の空気インピーダンスは、この設計では、それらの幾何学的形状、例え
ば、それらの長さおよび断面積によって制御されており、例えば、開口のインピーダンス
は、呼気中、仕切りに対して付加的な圧力を加えている。これは、呼気の開始時に仕切り
の作動を促進し、仕切りが、わずかな呼気流れの期間、例えば、呼気の終末において開口
を塞がないように阻止することになる。
【００７７】
任意選択的に、導管は、導管曲げ部２６０９Ｂを備えていてもよい。この導管曲げ部２
６０９Ｂにおいて、導管の壁および導管の通路が直線方向から偏位している。このような
実施形態では、仕切りは、導管の一部から壁に沿って延在し、第１の角度を有する第１の
通路ＣＡが、第２の角度の第２の通路ＣＢを有する導管の曲げ部に繋がっている。第１の
通路から第２の通路への曲げ部を超えている仕切りの延長部は、仕切りが導管壁から偏位
している仕切りの柔軟部分ＤＰにリップ端ＬＥをもたらしている。図２８、図２９および
図３０を参照してこのアセンブリの操作に関してさらに詳細に説明するように、リップ端
ＬＥは、通路仕切りの動的作動を助長することになる。一般的に、仕切りのリップ端ＬＥ
は、導管の患者端またはユーザー端２６０９ＵＥ、例えば、マスクが連結される箇所によ
り近接しており、仕切りの固定端ＦＥは、導管の空気またはガス供給端２６０９ＳＥ、例
えば、流れ発生器の出口が連結される箇所により近接している。
【００７８】
吸気通路および呼気通路の動的生成に関して、仕切りは、該仕切りが使用中に導管の両
側間を横切るとき、導管の第１の側と仕切りの第１の側との間に吸気通路を生成し、導管
の反対側と仕切りの反対側との間に呼気通路を生成する。仕切りは、一方の側から他方の
側へ導管を横切ることによって、これを達成するようになっている。典型的には、図２８
に示されている完全な開吸気位置から図３０の例に示されている完全な開呼気位置への仕
切りのこのような移行（および逆の移行）は、極めて迅速である。一般的に、仕切りは、
呼吸の各位相中に、これらの完全な開位置に配置されることになる。これによって、空気
流れの速度および乱流が減少し、その結果、睡眠中の使用時に特に重要なノイズが低減す
ることになる。
【００７９】
柔軟な仕切りは、吸気中、仕切りに作用する力が、仕切りを大気への換気を阻止または
抑止する位置に押し付けるように、構成されている。これらの力は、仕切り表面に作用す
る圧力の静的成分および動的成分ならびに仕切りの質量に作用する重量加速度による力を
含んでいる。仕切りは、後者の力および他の動的加速度の効果を最小限に抑えるために軽
量になっているとよい。また、柔軟な仕切りは、呼気中、仕切りに作用する力が流れ発生
器に向かう力を阻止または抑止する（再呼吸の可能性を阻止または低減させる）位置に押
し付けるように、構成されている。
【００８０】
仕切りは、柔軟になっているので、仕切りの応答は、流れ発生器によって異なる圧力を
設定することによって、制御可能である。さらに、流れのレベルは、ユーザーによって制
御または指示することができる。例えば、もし患者がシステムにおいて呼吸していないな
ら、（例えば、流れ発生器からの）仕切りによる流れは、ゼロである。患者の呼気圧が高
いほど、呼気通路がより大きく開き、これによって、流れを大きくし、乱流およびノイズ
を小さくすることができる。従って、圧力は、流れ発生器によって制御されるが、患者は
、その流れを指示することができる。
【００８１】
一般的に、仕切りの位置は、仕切りに作用する力の平衡によって決定される。この平衡
位置の主な誘因の１つは、治療圧と該治療圧に晒される仕切りの表面積との積である。平
衡の他の誘因は、流れ発生器からの圧力と該圧力に晒される仕切りの表面積との積である
。もし他の全ての力を無視するなら、ニュートンの第２の法則によって、質量と仕切りの
加速度との積は、これらの２つの主な力との間の差に等しくなる。従って、仕切りは、低
圧の側の方向に向かって加速されることになる。これが生じると、呼気インピーダンスが
変化し、その結果、治療圧が変化し、これによって、新しい平衡に達することになる。こ
れらの力が等しいとき、仕切りは、静止している。呼吸流れが変化するとき、仕切りの平
衡位置が変化し、仕切りの両側における圧力を等しくするように、呼気抵抗を変更させる
ことになる。
【００８２】
吸気中に（仕切りが前述したように換気開口を間欠的に閉じることによって）換気流れ
を低減させるかまたは停止することによって、供給導管を通る流れの全量を減少させるこ
とができる。吸気中にベント流れを減少させることによって、流れ発生器が治療圧を維持
するために必要な流れの量を減少させることができる。ベント流れをなくすことによって
、流れ発生器が生成する流れを５０％を超えて減少させることができる、これは、流れ発
生器の回転速度が一定であることを意味し、圧力降下が（著しく）小さいことを意味して
いる。流れ発生器システムの空気圧効率が増大することになる。さらに、圧力制御を行う
流れ発生器は、供給導管（例えば、チューブ）の圧力損失を補償する必要がない。流れ発
生器の流れを減少させることによって、システムの全体のエネルギー効率が高められ、か
つシステムの全体が静粛になる。これによって、小径の高インピーダンスの供給導管を圧
力送達システムに用いることができる。
【００８３】
さらに、吸気時の換気が存在しないことによって、吸気圧が低下し、または圧力変動を
改良するために吸気降下を補償する必要性が低減されることになる。
【００８４】
また、換気の低減によって、患者の気道への乾燥の影響が低減されることになる。何故
なら、流れは、患者が吸い込むときにのみもたらされるからである。また、より高い圧力
でより自然な呼吸が可能になる。
【００８５】
仕切りの作動による全流れの低減は、患者インターフェイスの湿度を高める効果を有し
ている。湿気および温度データを示す図５９に示されているように、仕切りによる経時的
な換気は、従来の常開ベント式マスクと比較して、湿気のレベルを促進している。平均し
て、仕切りは、標準的な常開ベント式マスクを用いた場合の湿気よりも略１０％高いレベ
ルの湿気をもたらしている。その結果、任意の交換器または図４７の構成によって実施さ
れるようなＨＭＥ材料の有効性を改良することができる。一般的に、システム内の自然の
湿度は、仕切りを用いることによって、改良することができる。
【００８６】
流れの低下およびその結果としての湿気の保持は、加湿器の運転を延ばすことを意味し
ている。これによって、加湿器への水の再充填の必要性を低減させ、または仕切りが能動
加湿器と共に用いられる場合、より小容量の加湿器設計が可能になる。同様に、より効率
的な酸素送達が可能になる。流れの低減は、一般的に、ベントおよび流れ発生器システム
の両方における乱流ノイズを低下させる。流れ低下に関連する圧力損失は、モータ速度を
遅くさせ、その結果、機械ノイズを低下させ、機械寿命を延ばすことになる。より効率的
な流れ発生器システムによって、システムを作動させるのに必要な電力を低減させること
ができる。携帯装置の場合、これは、より小型のバッテリの使用またはより容量の小さい
バッテリの使用を可能とし、またはより長いバッテリ作動を可能にする。
【００８７】
導管による流れの低減によって、より自然な感覚の治療が可能になる。連続的な換気は
、多くの場合、患者がノイズおよび振動の形態で感知されている。また、連続的な換気流
れは、気道に乾燥効果をもたらし、場合によっては、加湿器の使用を必要とする。柔軟な
仕切りのベントによって、ユーザーは、仮に圧力が増大しても、より自然な感覚の治療を
感じることができる。何故なら、ユーザーは、システム内の流れの量を決定することがで
きるからである。これによって、気道の乾燥が低下し、加湿器システムの必要性を低減さ
せるかまたはなくすことができる。
【００８８】
従って、図２６を再び参照すると、換気部分２６１１は、複数の開口を備えている。こ
れらの開口は、任意選択的に導管の壁を貫通する孔であってもよいし、導管に格子要素と
して設けられてもよい。開口は、図２６に示されているように、内側導管面と直交して延
在しているとよい。しかし、換気部分を通る流れを改良するいくつかの実施形態では、開
口は、導管の表面に対して傾斜していてもよい。例えば、図２７に示されているように、
開口は、各開口の通路を仕切りのリプ端に向かって傾斜させるように、垂線から偏位して
いてもよい。いくつかの実施形態では、ディフューザが換気部分を覆って設けられてもよ
い。
【００８９】
図２６、図２７および図３２に示されている仮想軸線ＡＸＡを参照して、例示的な開口
角について検討する。例えば、図２６に示されているように、換気部分２６１１の開口は
、導管２６０９の通路の流路または内面と略直交して形成されている。場合によっては、
図２７に示されているように、換気部分２６１１の開口の内面の通路は、導管の通路の内
面および呼気患者流れに対して鈍角に形成されていてもよい。このような場合、ユーザー
端２６０９ＵＥから導管を通る呼気流れの方向は、導管の通路の方向と開口の通路の方向
との間で実質的にそれほど大きく偏位していない。このような場合、換気部分を通る患者
の呼気乱流は、最小限に抑えられる。しかし、場合によっては、図３２に示されているよ
うに、呼気流れの方向に対して導管の内面または通路から鋭角で偏位する通路を有する開
口の場合、患者呼気流れの乱流が大きくなる。このような鋭角で傾斜した開口によって生
じる呼気流れの乱流は、仕切りに作用し、より低い呼気流れに対してより鋭敏な（より迅
速な）仕切りの動作をもたらすことになる。仕切り自体は、（例えば、呼気終末またはそ
の近くの）呼気流れの速度が弱まっているときには、換気部分に対して開位置により長く
とどまるようになっており、その一方、初期呼気によって加速的に開くようになっている
。具体的には、より小さい呼気流れの力が継続的に加えられることによって、仕切りが偏
位することになる。加えて、流れの方向を新しい角度に回転させるのに必要な加速度は、
仕切りの反応力を必要とする。この反応力は、開口に至る経路を開く傾向にあり、その結
果、経路のインピーダンスを減少させ、これによって、治療圧を低下させ、仕切りを開位
置により長くとどまらせることになる。反応力の大きさは、流路の偏位の角度を調整する
ことによって調整可能である。これは、以下の式によって反応力を計算することによって
理解されるだろう。
【００９０】
Ｆ＝ｄｍ／ｄｔ（ｖ２−ｖ１）
【００９１】
上式において、Ｆは、（大きさおよび方向を有する）力ベクトルであり、ｄｍ／ｄｔは
、ガスの質量流量である。ｖ１は、図４６に示されているような仕切りに接近する流体の
（大きさおよび方向を有する）流速ベクトルである。ｖ２は、図４６に示されているよう
な仕切りから離れる流体の（大きさおよび方向を有する）流速ベクトルである。この式か
ら，ｖ１とｖ２との間の角度が大きくなると、反応力も大きくなることが分かるだろう。
従って、いくつかの実施形態では、仕切りに適切な力を加えるために、呼気ガスを（図４
６に角度ＡＮ１として示されているような）大きな角度で偏位させることが望ましい。
【００９２】
任意選択的に、導管は、１つまたは複数の隆起、フィン、またはリブのような仕切り支
持体２６１５も備えているとよい。これらの隆起、フィン、またはリブは、薄膜が固定さ
れている導管の側と反対の側の導管壁に沿って、第１の通路ＣＡ内に突出または延出して
いる。フィン、リブ、または隆起は、導管の流路に略平行になって、該流路に沿って長手
方向に延在している。このような薄膜支持体は、以下にさらに詳細に説明するように、薄
膜の過度の撓みを阻止するのを助長するものである。いくつかのリブまたはフィン式薄膜
支持体２６２７を備える導管アセンブリの内部構造の例が、図３２に示されている。この
実施形態は、導管壁に沿って形成された仕切り棚２６０９Ｓも用いている。仕切り棚は、
図３０を参照して説明したように、呼気中に仕切りの周縁が密封着座するシートをもたら
すものである。
【００９３】
また、仕切り２６０７のその固定端ＦＥからリプ端ＬＥまでの長さは、（場合によって
は、通路内への仕切りの食い込みをもたらす可能性がある）過度の屈曲を阻止するように
、特に選択されている。例えば、典型的な実施形態では、この長さは、（図２６において
ＣＷとして示されている）通路幅または導管幅よりも大きくなっているが、かなり大きく
なっていてもよい。例えば、このような長さの範囲は、仕切りが屈曲する特定通路の通路
幅または導管幅ＣＷの約１．２５倍から８倍であるとよい。場合によっては、さらに大き
くてもよい。
【００９４】
場合によっては、仕切りは、流れ発生器の作動と関連する流れまたは圧力が存在しない
ときに、図２６に示されているように、通気部分２６１１から弾性的にいくらかずれてい
る標準位置にあるように、構成されているとよい。このわずかなずれによって、通気部分
を通る流れを可能にし、これによって、抗窒息装置として機能することができる。具体的
には、流れ発生器によって生じる圧力が存在しない場合（例えば、流れ発生器の故障また
は遮断した場合）、通路仕切りは、この標準の「ずれた」位置に戻り、これによって、患
者は、吸気中に、換気部分２６１１および流れ発生器を通して呼吸することができる。こ
のような位置ずれは、例えば、仕切り自体の材料の弾性および形状（例えば、湾曲した仕
切り輪郭）および／またはその固定端ＦＥにおける導管構造に対する仕切りの位置決めに
よって達成されることになる。それでもなお、このような標準化された位置ずれ特徴およ
び流れ発生器の作動の故障の有無にかかわらず、柔軟な仕切りの機能的な移動は、患者呼
吸に応じて生じることになる。例えば、仮に流れ発生器が遮断しても、患者呼気流れは、
仕切りを強制的に大気に対して開き、呼気を大気に放出し、これによって、再呼吸を阻止
することになる。
【００９５】
吸気、呼気の開始、および呼気をそれぞれ示す図２８、図２９および図３０を参照して
、柔軟な通路仕切り２６０７の作動についてさらに検討する。図２８に示されているよう
に、仕切りおよび仕切りのリップ端ＬＥを横切る吸気流れＩＦは、（黒矢印によって示さ
れている）圧力を仕切りに加え、もし存在するなら、前述の位置ずれに打ち勝ち、仕切り
を換気部分２６１１を覆う位置に維持する。このようにして、吸気流れＩＦは、導管の第
１の通路ＣＡおよび第２の通路ＣＢを通って、ユーザーＵＥまたは導管のマスク端に向か
って移動することになる。図２９に示されているように、呼気の開始時に、初期呼気流れ
ＥＦは、（黒矢印によって示されている）圧力を仕切りのリップ端ＬＥに加え、仕切りを
導管２６０９の壁から離れる方に持ち上げ始める。図３０に示されているように、呼気流
れＥＦが継続的にリップ端ＬＥを移動させると、この呼気流れは、力を仕切りの変形可能
な部分の残りに加え、これによって、仕切りを導管の換気部分側から導管の反対側の支持
体側の位置に向かって移動させることになる。この移動によって、呼気流れＥＦは、換気
部分２６１１の開口を通って放出される。また、この移動は、仕切りが仕切り棚２６０９
Ｓのような導管の一部に密封着座したとき、空気またはガス供給端２６０９ＡＳＥからユ
ーザー端ＵＥに向かって導管を通る流れを阻止することになる。仕切り支持体２６１５の
隆起は、呼気中に、柔軟な仕切りが導管内に巻き込まれるかまたは過度に延出しないよう
に阻止するのを助長することになる。柔軟な仕切りの過度の延出は、導管内への柔軟な仕
切りの食い込みをもたらし、吸気中に仕切りが換気部分を覆うために戻るのを妨げるので
、望ましくない。
【００９６】
また、呼気中の仕切りの移動は、導管の通路を動的に分離し、これによって、仕切りは
、吸気側ＩＳおよび呼気側ＥＳを有することになる。従って、柔軟な仕切りが温度伝導材
料および／または湿気伝導材料から形成されている場合、仕切りは、前述したような交換
器として機能することになる。さらに、このアセンブリは、呼吸治療装置に接続されたと
き、抗窒息弁としても機能することになる。空気またはガス供給端ＡＳＥにおいて導管が
塞がれた場合、患者の吸患者の吸気は、換気部分２６１１から仕切りをそらし、換気部分
を通る空気吸入を可能にしている。
【００９７】
このようなアセンブリのさらなる代替的実施形態が、図３１に示されている。図３１の
導管および仕切りの実施形態は、図２８、図２９および図３０の実施形態と同様の構造を
有しており、同様に作動される。しかし、この実施形態は、常開ベント３１３１も備えて
いる。常開ベントは、図３１に示されているような呼気中および（図示されていない）吸
気中に、流れ発生器のような供給源からの連続的なベント流れＣＶＦを可能にしている。
これに関して、仕切りの移動は、常開ベント３１３１を塞がない。呼気中、仕切りが、仕
切り支持体２６１５のリブまたは隆起に隣接するその位置に移動している。空気またはガ
ス供給端２６０９ＡＳＥからの連続的なベント流れＣＶＦは、仕切り支持体のリブを迂回
するかまたはリブ間に進み、常開ベント３１３１の１つまたは複数の開口を通過すること
になる。
【００９８】
図３３の例では、導管２６０９は、例えば、導管の壁によって形成される通路内の曲げ
部３３３３を用いている。通路仕切り２６０７の柔軟領域ＦＲは、曲げ部３３３３に近接
して位置しており、曲げ部の全体にわたって延在している。柔軟領域ＦＲは、予圧されて
いるか、または特定のバネ定数を有するように選択されている。バネ定数は、通路仕切り
２６０７を特定の呼吸事象に対して付勢するように機能するとよい。例えば、バネ定数は
、空気またはガス供給端２６０９ＡＳＥから導かれる加圧空気が存在しないかまたは不十
分な流れの場合に、仕切りを換気部分２６１１が常開するような呼気位置に付勢するよう
に、選択されるとよい。このような場合、換気部分を開くのに必要な（例えば、仕切りを
換気部分から離れる方に移動させる）圧力および／または流れ、例えば、患者呼気の圧力
または流れは、導管のガス供給端２６０９ＡＳＥからの流れが存在するときに、減少する
ことになる。また、曲げ部および曲げ部を超えて延在する仕切りの位置決めによって、仕
切りの操作は、方向性流れ（例えば、曲げの構造に関連する呼気流れおよびそれによる乱
流）および圧力を利用することができる。このような仕切りは、圧力のみに応じて作動す
る弁または流れにのみ応じて作動する弁に対して迅速に作動し、かつ流れおよび圧力が低
い場合に開口状態をより長く維持することができる。さらに、仕切りを曲げ部（例えば、
リップ端ＬＥ）から外に延在させることによって、仕切りの大部分を導管の通路の流れに
露出させることができる。例えば、図２６の仕切りの同様の仕切りであって、延長部（例
えば、リップ端ＬＥ）が短い仕切りと比較して、長い延長部は、通路流れ（例えば、呼気
流れ）に対するより高い応答性を仕切りにもたらすことができる。
【００９９】
図２６〜図３２の例示的なベントおよび本願の他のベントは、人工呼吸器、例えば、容
量制御換気（例えば、最小換気量または一回換気量のような目標とする換気量を満たす圧
力補助）をもたらす人工呼吸器と共に用いられるのに適している。ベントの大きさは、一
定であり、治療の呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）成分をもたらすようになっているとよい。例
えば、流れ発生器が導管のガス供給端２６０９ＡＳＥに近接する仕切りの側に圧力を生成
すると、仕切りがその圧力に反応し、その結果として、仕切りに打ち勝つための圧力が仕
切りのユーザー側に放出されるが、このときの圧力によって、ＰＥＥＰ治療成分をもたら
すことができる。
【０１００】
場合によっては、仕切りおよび通路は、仕切りの２つの側に互いに異なる流れ接触領域
（例えば、導管のユーザー端２６０９ＵＥからの流れを導くように露出した側と比較した
ときの導管のガス供給端２６０９ＡＳＥからの流れを導くように露出した側）をもたらす
ように構成されていてもよい。このような特徴の例は、図３４および図２５の導管に示さ
れている。この例では、（矢印Ｙによって示されている）患者の呼気流れに露出した側の
領域または該流れによって作動される側の領域は、（矢印Ｘによって示されている）ガス
供給端の流れに露出した領域または該流れによって作動される領域よりも大きくなってい
る（すなわち、Ｘ＜Ｙである）。その結果、これらの選択された領域に基づいて、流れ発
生器は、ガス供給側では患者治療のためにより高い流れ／圧力を供給し、その一方、ユー
ザー側では患者呼気のより小さい圧力／流れに対する仕切りの応答を可能にする。その結
果、呼気中に、換気部分２６１１を通る流れの放出をもたらすように、仕切りを確実に開
口させることができる。任意選択的に、図３４のベントは、常開ベント３１３１も用いて
いる。この常開ベント３１３１は、種々のベント流れをもたらすように、任意選択的に予
設定されていてもよい。
【０１０１】
いくつかの例では、仕切りの表面は、任意選択的に部分的に柔軟になっているが、平面
形状を有しているとよい。しかし、いくつかの例において、仕切りは、非平面形状に適合
するようになっていてもよく、任意選択的に剛性であってもよいし、または選択された流
れおよび圧力特性によって変形するようになっていてもよい。このような形状は、必要に
応じて、仕切りの種々の柔軟性および／または運動特性を促進することになる。例えば、
図３６に示されているように、仕切り２６０７のガス供給端２６０９ＡＳＥの表面は、凹
面である。任意選択的に、導管２６０９のユーザー端２６０９ＵＥと向き合うその反対側
に凸面が形成されていてもよい。いくつかの例では、このような表面は、逆になっていて
もよい。例えば、仕切り２５０７のガス供給端２６０９ＡＳＥの表面は、凸面を有してい
てもよく、導管２６０９のユーザー端２６０９ＵＥと向き合うその反対側に凹面が形成さ
れていてもよい。場合によっては、仕切りは、図３７に示されている例におけるように、
導管の通路内に延在するそのリップ端に、剛性または柔軟な曲げ部、すなわち、湾曲部ま
たは起立部ＬＥＦを有していてもよい。このような仕切りは、通常時に、起立部の形状を
維持している。このような隆起は、導管のある流れ、例えば、ユーザー端２６０９ＵＥか
らの呼気流れへの仕切りの露出を促進し、または確実なものにする。
【０１０２】
図３８の例では、仕切り２６０７は、旋回軸３８５５に連結している。例えば、患者呼
気に応じる仕切り２６０７の運動は、二次ベント３８５９の（導管の外に構成された）ベ
ントカバー３８５７をさらに駆動させる。ベントカバー３８５７のこのような連結された
運動によって、二次ベント３８５９が開き、導管の圧力／流れを解放し、導管のガス供給
端２６０９ＡＳＥに生じた空気またはガスを放出させる。従って、仕切りが、患者呼気中
に換気部分２６１１が略開くその呼気位置にあるとき、二次ベントは、同時に開くことに
なる。この場合が、図３８に示されている。逆に、患者呼気が終了したとき（または吸気
が開始されたとき）、仕切りは、導管のガス供給端２６０９ＡＳＥに生じた流れの結果と
して換気部分２６１１を覆うように移動することになる。これが生じたとき、連結された
ベントカバー３８５７も、同様に二次ベント３８５９を閉じ、これによって、ガス供給端
からの導管の流れがユーザー端に進むことになる。この場合が、図３９に示されている。
【０１０３】
図３８および図３９に示されているように、仕切り２６０７は、１つまたは複数の仕切
り隆起３８６１を有している。各仕切り隆起３８６１は、換気部分２６１１の１つまたは
複数の開口を塞ぐかまたは密封するように構成されている。従って、仕切りがベント部分
に向かって移動すると、換気部分の開口は、図３９に示されているように、仕切りの１つ
または複数の隆起によって充填または密封されることになる。任意選択的に、ベントカバ
ーは、図３９に示されているように、二次ベントを密封するための同様の隆起構造を有し
ていてもよい。各隆起によって充填される開口の形状は、典型的には、隆起の形状に対応
する形状を有している。例えば、円錐状隆起の場合、開口は、円錐状空洞を有していると
よい。
【０１０４】
図４０および図４１は、例えば、嘴状開口２６０７０Ｐを有する円筒形状に形成された
仕切り２６０７の例を示している。仕切りの嘴状開口２６０７０Ｐの端の正面図が、引出
し円ＣＣにさらに示されている。仕切りは、嘴状開口２６０７ＯＰにおいて開閉すること
によって操作され、これによって、導管のガス供給端２６０９ＡＳＥから導管のユーザー
端２６０９ＵＥへの仕切りを通る流れを許容するかまたは阻止するようになっている。患
者吸気中、例えば、呼吸治療装置の流れ発生器に繋がるガス供給端２６０９ＡＳＥからの
（ユーザー端２６０９ＵＥと比較して）より大きい呼吸可能なガス圧または流れが、嘴状
開口を開位置に押すことになる。嘴状開口２６０７ＯＰが開くと、図４０の引出し円ＣＣ
に部分的に示されており、図４１に完全に示されているように、仕切り内の円筒部分２６
０７ＣＰを通って流れ矢印Ｆの方向に流れが進むことになる。完全に開いた位置において
、仕切りの円筒面の一部は、導管の換気部分２６１１のカバー開口に向かって移動する。
換気部分の開口は、導管２６０９の内周面に沿って位置している。このような仕切りは、
例えば、弾性材料から形成されているとき、常閉位置を有しており、より大きい圧力が導
管のガス供給端２６０９ＡＳＥに存在しないとき、第１の部分２６０７ＥＰおよび第２の
部分２６０７ＳＰは、一緒に移動し、仕切りを折畳み、嘴状開口２６０７ＯＰを閉じてい
る。この折畳み位置では、換気部分２６１１は、仕切りによって覆われていない。その結
果、空気は、例えば、ユーザー端２６０９ＵＥにおける圧力がガス供給端２６０９ＡＳＥ
における圧力よりも大きい患者呼気中、換気部分１６１１を通って放出されることになる
。
【０１０５】
図４２および図４３の例示的な導管では、仕切りは、個別チャンバ４２９９と共に用い
られるようになっている。個別チャンバ４２９９は、換気部分２６１１に繋がる呼気換気
チャンバ部分２６１１ｃおよび圧力平衡化開口４２４３に繋がる解放チャンバ部分４２６
１を有している。仕切りは、呼気換気チャンバ部分２６１１Ｃを解放チャンバ部分４２６
１から分離している。この例では、仕切りの固定端ＦＥは、例えば、旋回軸４２５５にお
いて個別チャンバ内に位置しており、リップ端は、チャンバから導管の通路内に該通路を
横切って延在している。仕切りの運動は、チャンバを導管に対して選択的に開閉し、呼気
換気チャンバ部分２６１１Ｃまたは解放チャンバ部分４２６１のいずれかをもたらすこと
になる。また、この仕切りの運動は、ガス供給端２６０９ＡＳＥとユーザー端２６０９Ｕ
Ｅとの間で導管の流れ通路を選択的に開閉することになる。例えば、患者呼気中に、図４
２に示されているように、仕切りが導管のユーザー端から呼気換気チャンバ部分２６１１
Ｃへのアクセスを可能とするように旋回し、これによって、呼気流れが、導管２６０９の
流れ通路ＦＬＣから個別チャンバ内に放出される。いったん呼気換気チャンバ部分２６１
１Ｃに放出されたなら、流れＦは、換気部分２６１１の開口から外に放出されることにな
る。患者吸気中、図４３に示されているように、仕切り２６０７は、呼気換気チャンバ部
分２６１１Ｃへのアクセスを禁じるように移動し、これによって、解放チャンバ部分４２
６１への流れ通路のアクセスを可能にしている。また、この運動は、導管のガス供給端２
６０９ＡＳＥから導管のユーザー端２６０９ＵＥへの導管の流れ通路のアクセスを同時に
可能にしている。従って、ガス供給端からの導管の流れは、ユーザー端に向かってリップ
端ＬＥを迂回して仕切りに沿って進むことになる。圧力平衡開口４２４３は、解放チャン
バ部分４２６１の圧力が大気と平衡になることを可能にする微孔であるとよい。このよう
な圧力平衡は、解放チャンバ部分４２６１内の圧力が患者呼気による仕切りの反対側の圧
力よりも小さい患者呼気中に、（図４２に示されている）呼気位置への仕切りの戻りを促
進することができる。しかし、圧力平衡開口４２４３は、ガス供給端２６０９ＡＳＥとユ
ーザー端２６０９ＵＥとの間の通路の圧力または流れを著しく低減させるものではない。
【０１０６】
図２６〜図３１の例と設計および操作において同様である図４４および図４５に示され
ている例では、柔軟な通路仕切り２６０７は、連結具端ＣＥを有する連結具として構成さ
れた導管内に構成されている。連結具は、他の導管または患者インターフェイス、例えば
、マスク部品に接続されるようになっている。この例では、導管は、吸気仕切り支持体２
６１５および呼気仕切り支持体２６１５を備えている。これらの支持体２６１５は、仕切
りが互いに向き合った支持体間で移動するとき、仕切りの過剰な移動を阻止し、または仕
切りの移動を所望の位置に制限するためのものである。吸気仕切り支持体２６１５−Ｉは
、導管の呼気仕切り支持体２６１５−Ｗを有する側と反対の側に位置している。図４４に
示されているように、吸気仕切り支持体、例えば、１つまたは複数のリブは、吸気中、仕
切りを支持している。同様に、図４５に示されているように、呼気仕切り支持体、例えば
、１つまたは複数の平行リブが、呼気中に仕切りを支持している。仕切り支持体のリブ間
の（図４４，４５に示されていない）通路によって、ガス流れは、仕切り支持体によって
支持されたときの通路仕切りの支持側ＳＳのより大きい面積と接触することができ、これ
によって、仕切りを支持体からより容易に持ち上げることができる。また、図４４および
図４５に示されているように、ここに記載されている導管は、換気部分２６１１に呼気デ
ィフューザ４４４４，例えば、発泡材料ディフューザを備えていてもよい。呼気ディフュ
ーザは、換気部分２６１１における呼気ガスの換気に関連するノイズを低減するのに役立
つものである。場合によっては、呼気ディフューザは、低乱流および低ノイズ漏出経路を
もたらすこともある。また、換気ディフューザは、呼気経路ノインピーダンスを増大させ
るものである。このような増大によって、呼気中に柔軟な仕切りへの圧力が増大し、仕切
りの応答性が改良されることになる。
【０１０７】
場合によっては、ここに記載されている導管、例えば、通路仕切りを用いる導管は、バ
イパス通路４６９０を備えていてもよい。バイパス通路４６９０は、呼気ガスのわずかな
流れが仕切りをバイパスするのを助長するものである。例えば、バイパス通路は、仕切り
のいずれかの側において導管の通路と接続しており、導管の壁と一体になっているという
意味において、導管の壁を貫通している。しかし、場合によっては、（図示されていない
）小さい接続ポートであって、各々が仕切りの両側において導管の内部を外部に接続して
いる、小さい接続ポートが、一緒になって、付加的な導管に連結されていてもよい。この
ようなガスのバイパスは、例えば、通路仕切りの上流に配置されたセンサによって、検出
されるようになっているとよい。このようなセンサは、導管が連結された流れ発生器より
近接してまたは該流れ発生器内に配置されてもよい。このような上流センサは、患者の呼
気サイクル（例えば、吸気および呼気）および／または吸気および呼気中のマスク内の圧
力を検出するために用いられるとよい。代替的に、センサは、例えば、流れセンサおよび
／または圧力センサからユーザーの呼吸サイクルを検出するために、通路仕切りの患者側
に配置されていてもよい。このような圧力および流れ特性を測定するための例示的な方法
については、以下さらに詳細に説明する。一般的に、このような構成では、通路仕切りが
呼気流れを換気部分に迂回しているときでも、バイパス流路は、呼気マスク圧力および患
者流れを評価し、監視するのを助長することができる。これに関して、吸気中、バイパス
経路には、無視できるほどの流れしか通過しない。何故なら、バイパス経路は、主通路と
比較して極めて高いインピーダンス経路であるからである。しかし、呼気中、バイパス経
路は、流れ発生器センサに向かうわずかな量の逆流を可能にする。この流れの量は、患者
の治療にとって取るに足らないほどわずかであるが、流れ発生器におけるセンサからの患
者呼気パラメータ、例えば、圧力および／または流れの監視を可能にする。
【０１０８】
前述したように、例示的な通路仕切りは、任意選択的に、交換器として機能するように
構成されていてもよい。一方、仕切りの吸気ガス側と呼気ガス側との間の交換器の効率は
、仕切りの上流および／または下流において、付加的な交換器材料によって高められると
よい。例えば、フィルター状材料または発泡材が、ここに記載されている例の仕切りと直
列に配置されるとよい。このような１つの例が、図４７に示されている。このような熱／
湿気交換材料４７４７は、吸気ガスおよび呼気ガスの両方が通る導管の共通通路（ニ方向
通路）において、仕切りの下流で患者インターフェイス端により近接した箇所に配置され
ている。呼気ガスおよび吸気ガスの両方が、このような材料内を通過する。従って、この
ような材料には、吸気側および呼気側が存在しない。適切な熱／湿気交換材料として、ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。この材料は、スポンジ材料、波状
紙、中空繊維の束、および／またはＰＴＦＥの多層から作製されてもよく、これらのいず
れも吸湿性材料によってさらに処理されてもよい。
【０１０９】
図４８の例では、付加的な交換器１０６は、流れ発生器に近接する導管内の仕切りの上
流に設けられている。吸気通路１０２および呼気通路１０４の個別化をさらに促進するた
めに、導管２６０９は、呼気延長チャンバ４８４８を備えており、この呼気延長チャンバ
内に、呼気ガスが換気部分２６１１の開口を介して放出されるようになっている。この呼
気ガスは、延長開口４８４９によって大気に放出されることになる。
【０１１０】
場合によっては、導管は、調整可能な常開ベントを有していてもよいし、または患者イ
ンターフェイスは、患者が患者インターフェイス内の湿気のレベルの設定を制御すること
を可能にするために、このようなベントを有していてもよい。このような換気特徴部は、
典型的には、仕切りの下流、すなわち、ユーザーのより近くに配置されているとよく、開
いたとき、この調整可能な常開ベントは、呼気中および吸気中の換気を可能にするように
なっているとよい。このような換気の量は、患者が温度および湿気の快適さの自身のレベ
ルを選択することを可能にするために、ユーザーによって設定されるようになっていると
よい。患者が（例えば、開口を拡大することによって）連続的なベント流れをより増大さ
せるほど、仕切りの作動に関連する湿気の影響が減少することになる。例えば、患者によ
っては、患者インターフェイスにおける過度の湿気を好ましいと感じないことがある。こ
のような例では、患者が連続的な換気のレベルを設定することができるダイアルまたはス
ライド式調整が用いられるとよい。このようなダイアルまたはスライド式調整は、常開ベ
ントの開閉を開閉することができるようになっている。他の例では、常開ベントのベント
開口は、ベントプラグを含んでいてもよい。ベントプラグは、常開ベントの塞がれていな
い開口を介して付加的な換気のレベルを調整するために、必要に応じて、手動によって引
き出されるか（または挿入される）とよい。
【０１１１】
［換気特性］
ここに記載されている構成要素を用いるいくつかのシステムでは、治療圧を制御するこ
とが望まれている。例えば、いくつかの例では、治療圧の適切な制御は、送風機を一定の
角速度で回転させる制御装置によって、達成されるようになっている。他の例では、治療
圧の制御は、圧力制御ループおよびガス送達システムの特性を用いる制御装置によって達
成されるようになっている。
【０１１２】
図４９におけるようなシステムの簡素化された電気回路アナロジーについて検討する。
この図は、システムの典型的な構成要素を、インピーダンス成分（Ｚ）（供給導管、ベン
ト、および患者気道）、容量成分（Ｃ）（例えば、患者気道）、および電圧成分（Ｖ）（
例えば、流れ発生器「ＦＧ」および患者呼吸筋肉「ｍｕｓ」）、として示している。この
ような構成要素の圧力および流れ特性について、図４９Ａ、図４９Ｂおよび図４９Ｃを参
照して検討する。図４９Ａは、種々の供給チューブの大きさ（例えば、１０ｍｍ供給チュ
ーブおよび１９ｍｍ供給チューブ）に対する例示的な供給導管抵抗を示している。例えば
、より小径の供給チューブは、同一の流量レベルにおいて、より大径の供給チューブより
も、より大きい流れの圧力損失を生じている。図４９Ｂは、流れ発生器のファン曲線に対
する電動インペラによって生じる圧力および流れ特性を示している。常開式オリフィスベ
ントの特性が、図４９Ｃのグラフに示されている。このグラフは、圧力と流量との間の関
係を示している。このようなシステムでは、連続的な換気の目的は、二酸化炭素をシステ
ムから除去し、二酸化炭素の吸込みを阻止することにある。しかし、図５０に示されてい
るように、換気される空気の量は、（二酸化炭素の源である）呼気の量をはるかに超えて
いる。図５０は、換気される空気量を流れ発生器流量（ＦＧ−ｆｌｏｗ）および患者流量
（ＰＴ−ｆｌｏｗ）に対応する信号に対して示している。図示されているように、呼気中
の換気される空気の量は、二酸化炭素（ＣＯ２）に対応している。
【０１１３】
本技術の例のいくつかにおいて、換気は、吸気中最小限に抑えられ、呼気の全てまたは
実質的に全てが呼気中に換気されるようになっている。さらに、流れ発生器は、例えば、
流れ発生器から患者への流れ経路が呼気中に閉じたとき、必要以上の流れを生成する必要
がない。そして、重要なことは、患者が晒される流れは、患者流量よりも著しく大きくな
いことである。これは、患者が治療を意識しなくてもすむという点および患者の気道を乾
燥させないという点に関して、良好な影響をもたらすことになる。流量（Ｑ）および圧力
（Ｐ）について、以下の式に基づいて検討する。
【０１１４】
吸気中：
ＱＦＧ  ＝  Ｑ（Ｐａｔｉｅｎｔ）  ＋  ＱＬＥＡＫ
または、漏れが存在しなければ、
ＱＦＧ  ＝  Ｑ（Ｐａｔｉｅｎｔ）  
呼気中：                    
ＱＦＧ  ＝０
ＰＦＧ＝Ｐ（ｅｎｄ  ｏｆ  ｓｕｐｐｌｙ  ｔｕｂｅ）（概略的に、低患者流量の場合
、＝Ｐ（ｔｈｅｒａｐｙ））
【０１１５】
上式において、ＱＦＧは、流れ発生器流量であり、Ｑ（Ｐａｔｉｅｎｔ）は、患者流量
であり、ＱＬＥＡＫは、漏れ流量であり、ＰＦＧは、流れ発生器の圧力であり、Ｐ（ｅｎ
ｄ  ｏｆ  ｓｕｐｐｌｙ  ｔｕｂｅ）は、供給導管の端における圧力である。
【０１１６】
これは、図５３のグラフにおいてさらに示されている。グラフは、図５０のグラフと比
較されるとよい。図５３では、空気の換気は、呼気中に行われ、流れ発生器流量は、患者
の吸気流量と一致している。
【０１１７】
吸気においてわずかの換気しか行われないかまたは換気が全く行われないことによって
、低音響ノイズと共に圧力信号および流量信号における低信号ノイズしか生じないという
他の利点がもたらされる。何故なら、低速では、空気の乱流がわずかしか生じないからで
ある。低ノイズの信号によって、他の現象の検出、例えば、心臓性流れの検出をより正確
に行うことができる。また、例えば、気道の開閉を検出するための強制振動法、および呼
気メカニズム、例えば、気道抵抗および気道コンプライアンスの測定を用いる場合にも有
利である。
【０１１８】
図５７および図５８は、図２６、図３２または図４４の実施形態におけるような通路仕
切りを有する例示的な装置のシミュレートされた性能をさらに示している。図５６は、従
来の常開ベントを有するマスクの性能を示している。図５６、図５７および図５８のグラ
フは、患者流量（ＰＴ−ｆｌｏｗ）、流れ発生器流量（ＦＧ−ｆｌｏｗ）、およびマスク
内の治療圧、すなわち、患者に送達される圧力（ＭＳＫ−Ｐ）を共通の時間軸に対して示
している。図面における圧力の尺度は、ｃｍＨ２Ｏであり、図面における流量の尺度は、
Ｌ／秒である。図５７は、通路仕切り装置の試験結果を示している。この図は、流れ発生
器によって供給される圧力／流量の殆どが、極めてわずかな圧力／流量損失しか生じるこ
となく、患者に供給されることを示している。吸気相と呼気相との間の圧力変動も小さく
なっている。図５６のグラフは、仕切りフラップを有していない標準的な常開式ベントを
有するマスクに対する同じ試験結果を示している。グラフは、流れ発生器によって供給さ
れる圧力／流量と患者に供給される圧力／流量との間に極めて大きい圧力／流量損失が存
在することを示している。また、圧力変動が、極めて大きくなっている。最後に、図５８
のグラフは、流量のレベルが略一定に維持されており、流れ発生器によって制御される患
者への治療圧の上昇中に圧力によって影響を受けないことを示している。
【０１１９】
［呼気特性の検出］
図４６を参照して説明したバイパス通路を用いる場合、制御装置、例えば、センサに連
結されたプロセッサを有する制御装置は、患者流量またはマスク圧力を評価するように構
成されているとよい。以下、このような評価のための例示的な機能について説明する。図
５５のグラフに示されているように、流量センサは、通常、吸気中に流れを検出するよう
になっているが、呼気中に、小さいバイパス通路を介して、わずかな流量（すなわち、典
型的な呼気量よりも少ない量）を検出するようになっていてもよい。
【０１２０】
このようなバイパス流路の場合、圧力と乱流との間の関係は、二次多項式としてモデル
化することができる。
【０１２１】
Ｐ（ｔｈｅｒａｐｙ）＝Ｋ１ＱＦＧ２＋Ｋ２ＱＦＧ＋Ｐ（ｅｎｄ  ｏｆ  ｓｕｐｐｌｙ  
ｔｕｂｅ）  ・・・（式１）
【０１２２】
上式において、Ｐ（ｔｈｅｒａｐｙ）−Ｐ（ｅｎｄ  ｏｆ  ｓｕｐｐｌｙ  ｔｕｂｅ）
は、バイパス流路の両側の圧力差である。ＱＦＧは、バイパス流路を通る流量であり、
患者呼気中においてバイパス流量と等しい。Ｋ１，Ｋ２は、バイパス経路の物理的特性、
例えば、形状および表面仕上げに依存する定数である。
Ｐ（ｔｈｅｒａｐｙ）は、治療圧、例えば、マスク内圧力である。Ｐ（ｅｎｄ  ｏｆ  ｓ
ｕｐｐｌｙ  ｔｕｂｅ）  は、供給チューブの端における圧力である。
【０１２３】
これによって、呼気中、マスク圧または治療圧は、この関係および流れ発生器の圧力お
よび流量から、制御装置によって評価することができる。吸気中には、従来の圧力検出が
制御装置によって行われるとよい。これに関して、制御装置は、吸気中にマスクにおける
圧力を決定するための１つの手順および呼気中にマスク内の圧力を決定するための別の手
順を有するように、構成されているとよい。
【０１２４】
さらに、呼気ベントから放出される患者呼気流量と治療圧との関係は、特定のチューブ
端圧力のための二次多項式としてモデル化することができる。
【０１２５】
Ｐ（ｔｈｅｒａｐｙ）  ＝Ｋ３Ｑ２＋Ｋ４Ｑ＋Ｐ（ｅｎｄ  ｏｆ  ｓｕｐｐｌｙ  ｔ
ｕｂｅ）・・・ （式２）
【０１２６】
上式において、Ｋ３，Ｋ４は、チューブ端圧力および患者流量の特定の範囲に対する定
数である。
【０１２７】
快適な治療または制御可能な治療のいずれかをもたらすのに役立たせるために、患者呼
気において、特定の供給チューブ端圧力に対して、多量の呼気流れが比較的小さい範囲の
（治療と大気との間の）差圧に関連するように、システムを構成することが望ましいこと
がある。このためには、Ｋ３，Ｋ４の値を比較的小さくする必要がある。これは、十分に
大きな開口を有し、かつ流れが柔軟な仕切りに加えられる動的圧力を制御することによっ
て、達成されることになる。
【０１２８】
式２は、もしＫ３，Ｋ４が極めて小さい場合、別の形態をとってもよく、例えば、以下
の式によって近似されてもよい。
【０１２９】
Ｐ（ｔｈｅｒａｐｙ）＝Ｐ（ｅｎｄ  ｏｆ  ｓｕｐｐｌｙ  ｔｕｂｅ）  ・・・（式
３）
【０１３０】
この関係は、多項式または高次多項式よりも関数（ｆ）、例えば、以下の非単調関係、
すなわち、低患者流量では、静止治療圧の高次成分が柔軟仕切りを変形させるように作用
し、高流量では、ガス圧の動的成分および（方向を変化させることによるガス／流体の加
速に関連する）圧力の成分が仕切りを変形させるのに必要な圧力の大部分をなし、この場
合、静止圧成分が減少するような、非単調関係として、良好にモデル化されてもよい。実
際、これによって、特定範囲の治療圧および患者流量に対して、高い患者流量の場合には
マスク圧を低くすることができる。
【０１３１】
Ｐ（ｔｈｅｒａｐｙ）＝ｆ（Ｐｅｎｄ  ｏｆ  ｓｕｐｐｌｙ  ｔｕｂｅ，Ｑｐａｔｉ
ｅｎｔ）・・・（式４）
【０１３２】
同様に、接続チューブにおける流れ関係による圧力損失は、以下のように特徴付けるこ
とができる。
【０１３３】
Ｐ（ｅｎｄ  ｏｆ  ｓｕｐｐｌｙ  ｔｕｂｅ）  ＝Ｋ５Ｑ２＋Ｋ６Ｑ＋ＰＦＧ・・・（式
５）
【０１３４】
従って、流れ発生器における圧力および流量の測定から、（例えば、供給チューブの圧
力降下特性によって）、供給チューブ端の圧力を評価することができ、次いで、上式のい
ずれかを用いて、プロセッサが例えば、呼気中の治療圧および患者流量に対する評価を導
くことができる。例えば、評価された患者流量が、図５５に示されている。このような場
合、制御装置またはプロセッサは、上記の関数または式を実施するためのデータおよび命
令を用いてプログラム化されるとよい。従って、流れ発生器装置は、集積チップ、メモリ
、および／または他の制御指令、データまたは情報の記憶媒体を備えているとよい。この
ような手順を含むプログラム化された指令は、デバイスまたは装置のメモリ内の集積チッ
プにコード化され、特定用途向け集積チップ（ＡＳＩＣ）を形成するようになっていると
よい。このような指令は、付加的または代替的に、適切なデータ記憶媒体を用いてソフト
ウエアまたはファームウエアとしてローディングされてもよい。
【０１３５】
（前述したような）患者流量および治療圧の評価に関して、治療圧を制御し、このよう
な情報を利用または解析するアルゴリズム、例えば、ＣＰＡＰ、オートセットＣＰＡＰ、
バイレベル治療、無呼吸／呼吸低下検出、患者コンプライアンスの測定、一回換気量の評
価、圧力補助による一回換気量の標的化、呼気圧軽減、呼吸率の検出、などの全てを行う
ことができる。
【０１３６】
このような仕切りは、一般的に、前述したように、主に患者の呼吸および／または流れ
発生器の圧力調整に起因する流れおよび圧力の変化に基づいて、受動式または空圧式操作
を行うことができるようになっているが、他の制御操作の構成が用いられてもよい。例え
ば、仕切りは、電動部品、電磁制御部品、などによって能動的に制御されてもよい。例え
ば、仕切りは、プラスチックまたは金属材料から形成されていてもよく、１つまたは複数
の磁場に選択的に応答するような磁性を有していてもよい。このような磁場は、例えば、
導体が用いられる装置の制御装置（例えば、呼吸治療装置の制御装置）によって制御され
る電磁石または磁場コイルから生じるようになっているとよい。場合によっては、仕切り
は、換気部分を開閉するように仕切りを制御するために、電気ポテンシャルの選択な印加
に基づいて形状を変化（例えば、収縮または拡張）するように構成されていてもよい。本
明細書に記載されている仕切りを有する導管は、患者インターフェイス（例えば、呼吸マ
スク）の一部であってもよいし、または該患者インターフェイスと密接に関連して用いら
れてもよい。しかし、導管は、より遠く離れて設けられてもよく、例えば、マスクではな
くむしろガス供給部品または流れ発生器により近接してまたはその内部に設けられてもよ
い。場合によっては、漏れベントが導管に追加的に設けられてもよい。漏れベントは、仕
切りによって開閉されず、連続的な漏れ（例えば、５ｍｌの漏れ量）をもたらすものであ
る。
【０１３７】
本明細書において、「〜を備える（comprising）」という用語は、その「オープン」の
意味、すなわち、「〜を備える（including）」の意味に理解されるべきあり、その「ク
ローズド（closed）」の意味、すなわち、「〜のみからなる（consisting only of）」の
意味に制限されるべきではない。もし対応する用語「comprise」、「comprised」、およ
び「comprises」が用いられているなら、これらの用語にも対応する意味が適用されるべ
きである。
【０１３８】
本技術の特定の実施形態について説明してきたが、本技術がその本質的な特性から逸脱
することなく他の特別の形態で実施され得ることは、当業者にとって明らかであろう。従
って、本実施形態および実施例は、あらゆる点において、単なる例示にすぎず、制限され
るものではないと見なされるべきである。従って、本明細書に記載されているどのような
例のどのような１つまたは複数の特徴も、本明細書に記載されている他の例のいずれかに
適用されてもよい。さらに、当技術分野において周知の主題に関する本明細書におけるど
のような引用も、別段の定めがない限り、このような主題が本技術が関連する技術分野に
おける当業者によって一般的に知られているという承認を構成するものではないことを理
解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020168422.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020168422.tif 000007
【図５Ａ．５Ｂ】
2020168422.tif 000008
【図６】
2020168422.tif 000009
【図７】
2020168422.tif 000010
【図８】
2020168422.tif 000011
【図９】
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【図１０Ａ．１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ．２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
2020168422.tif 000049
【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月1日(2020.7.1)
【手続補正１】
【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】
呼吸治療をもたらす患者インターフェイスのための呼吸可能なガスを調整する交換器導管であって、
交換器と、
前記交換器を収容するための導管と、
を備えており、
前記交換器は、前記導管とともに第１のガス経路および第２のガス経路を形成し、前記第１のガス経路は、吸気ガスを導通するように構成されており、前記第２のガス経路は、呼気ガスを導通するように構成されており、
前記交換器は、前記第２のガス経路の前記ガスの特性を前記第１のガス経路の前記ガスに伝達するように構成されており、
前記交換器は、前記第１のガス経路と前記第２のガス経路とを分割する折畳まれた表面を備えており、前記折畳まれた表面は、前記導管の長さと略平行に延在する折畳み部を備えている、
交換器導管。
【請求項２】
前記交換器は、温度伝導材料を含んでおり、前記第２のガス経路の前記ガスから前記第１のガス経路の前記ガスに伝達される前記ガスの前記特性は、温度である、請求項１に記載の交換器導管。
【請求項３】
前記交換器は、湿気伝導材料を含んでおり、前記第２のガス経路の前記ガスから前記第１のガス経路の前記ガスに伝達される前記ガスの前記特性は、湿気である、請求項１または２のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項４】
前記交換器は、親水性材料を含んでいる、請求項１〜３のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項５】
前記交換器は、二酸化酸素排除材料を含んでいる、請求項１〜４のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項６】
前記交換器は、セルロース材料を含んでいる、請求項１〜５のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項７】
前記第１のガス経路および前記第２のガス経路は、各々、複数の流れ経路を備えており、前記交換器は、複数の互いに略平行な壁表面によって、前記流れ経路を分割しており、前記壁表面の各々は、前記第１のガス経路の経路を前記第２のガス経路の経路から分離している、請求項１〜６のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項８】
前記交換器は、複数の熱伝導フィンを備えている、請求項１〜７のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項９】
前記交換器は、複数の毛細管開口を備えている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項１０】
前記第１のガス経路は、入口端および出口端を備えており、前記出口端は、患者呼吸システムに連結するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項１１】
前記交換器導管は、弁をさらに備えており、前記弁は、前記入口端から前記出口端への前記第１のガス経路を通るガス流れを許容し、前記出口端から前記入口端への前記第１のガス経路を通るガス流れを許容しないように、前記第１のガス経路において構成されている、請求項１０に記載の交換器導管。
【請求項１２】
前記出口端は、呼吸マスクを備えている、請求項１０または１１のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項１３】
前記出口端は、呼吸マスク用の連結具を備えている、請求項１０または１１のいずれか１つに記載に交換器導管。
【請求項１４】
前記入口端は、呼吸治療装置の出口導管用の連結具を備えている、請求項１０または１１のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項１５】
前記第２のガス経路は、入口端および出口端を備えており、前記入口端は、患者呼吸システムに連結するように構成されており、前記出口端は、大気への呼吸ベントに連結するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項１６】
前記第２のガス経路は、弁を備えており、前記弁は、呼気ガスが前記呼気ベントを通って大気に放出されることを許容し、大気から前記ベントを通る前記第２のガス経路への空気の流れを阻止するようになっている、請求項１５に記載の交換器導管。
【請求項１７】
前記呼気ベントは、柔軟なバリアを備えており、前記柔軟なバリアは、前記第２のガス経路内の圧力を大気圧よりも大きい圧力閾値未満に維持すべく前記呼気ベントを選択的に開けるように操作可能となるように、張力が予め加えられている、請求項１５に記載の交換器導管。
【請求項１８】
前記呼気ベントは、１対の張力バーを備えており、該張力バーによって、前記柔軟なバリアが引っ張られるようになっている、請求項１７に記載の交換器導管。
【請求項１９】
前記第１のガス経路は、酸素源用の連結具を有する入口開口をさらに備えている、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項２０】
交換器は、温度交換のために一緒に連結された第１および第２の組のフィンを備えており、前記第１の組のフィンは、前記第１のガス経路内に延在しており、前記第２の組のフィンは、前記第２のガス経路内に延在しており、前記第１および第２の組のフィンは、横断部分によって互いに接続されており、前記横断部分は、前記第１および第２の組のフィン間において前記第１および第２のガス経路に沿って長手方向に延在する毛細管面を有している、請求項１に記載の交換器導管。
【請求項２１】
前記交換器導管は、流体供給開口をさらに備えており、前記流体供給開口は、流体を前記交換器の材料に供給する流体通路を備えている、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項２２】
前記第１のガス経路に繋がる導管は、前記第１のガス経路における呼気ガスの流れを妨げるように構成された柔軟なチャンバを備えている、請求項１〜２１のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項２３】
前記第２のガス経路に繋がる導管は、前記第２のガス経路における吸気ガスの流れを妨げるように構成された柔軟なチャンバを備えている、請求項１〜２２のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項２４】
前記交換器は、前記第１のガス経路の前記ガスへの前記第２のガス経路の前記ガスの前記特性の伝達効率を選択的に増減する調整機構を備えている、請求項１〜２３のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項２５】
前記調整機構は、前記交換器の流れ接触表面積を増減するようになっている、請求項２４に記載の交換器導管。
【請求項２６】
前記交換器導管は、プロセッサおよびセンサをさらに備えており、前記プロセッサは、前記センサからの信号に応じて前記交換器の効率を調整するように、前記調整機構を制御するように構成されている、請求項２５に記載の交換器導管。
【請求項２７】
前記センサは、温度センサを含んでいる、請求項２６に記載の交換器導管。
【請求項２８】
前記センサは、湿気センサを含んでいる、請求項２６に記載の交換器導管。
【請求項２９】
前記折畳まれた表面は、複数の折畳み部を備えている、請求項１〜２８のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項３０】
前記複数の折畳み部の各々は、前記導管の通路を通るガス流れに略平行に延在している、請求項２９に記載の交換器導管。
【請求項３１】
前記交換器は、上導管部分と下導管部分との間に挿入可能である、請求項１〜３０のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項３２】
前記上導管部分と前記交換器が、前記第１のガス経路を形成し、前記下導管部分と前記交換器が、前記第２のガス経路を形成する、請求項３１に記載の交換器導管。
【請求項３３】
換気部分をさらに備えている、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の交換器導管。
【請求項３４】
請求項１〜３３のいずれか１つに記載の交換器導管を備えている患者インターフェイス。
【請求項３５】
請求項１〜３３のいずれか１つに記載の交換器導管を備えている、患者に呼吸治療を提供するための流れ発生器。