(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鼻の側部まで延在するように適合される近接横端部を備える少なくとも１つの外側管において、少なくとも１つの外側管と、
少なくとも１つの鼻孔に衝突するためのおよび前記少なくとも１つの外側管を前記少なくとも１つの鼻孔に対して位置決めするための、前記外側管の遠位部にある少なくとも１つの結合器と、
前記近接横端部のところにおいて前記外側管内に位置され、加圧気体サプライに流体連通される少なくとも１つの噴射ノズルと、
前記鼻孔に流体連通されるように適合される、前記遠位部内にある少なくとも１つの開口と、
外気に流体連通される、前記少なくとも１つの外側管内にある少なくとも１つの開口部において、前記少なくとも１つの開口部が前記少なくとも１つの噴射ノズルに近接する、少なくとも１つの開口部と
を有する非侵襲性換気システム。
【請求項２】
前記外側管は、実質的に反対方向に延在する第１の外側管および第２の外側管を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
少なくとも１つの噴射ノズルが前記第１の外側管内に位置され、少なくとも１つの噴射ノズルは前記第２の外側管内に位置される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の外側管は分割装置により前記第２の外側管から分離される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの外側管がマニホールドである、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記マニホールド内の気体流路が湾曲しており、また、急激な角度および隅部を有さない、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも１つの結合器が鼻まくらである、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
患者が前記少なくとも１つの開口部を通して自発呼吸できるように、前記少なくとも１つの結合器が鼻孔を密封する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの噴射ノズルの遠位先端は前記少なくとも１つの開口部のところに位置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの噴射ノズルは、前記少なくとも１つの開口部から入る外気と実質的に平行な方向に加圧気体を案内する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記外側管内に少なくとも１つの二次開口部をさらに有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの噴射ノズルは、一次気体流路に同軸に加圧気体を案内する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
フィルタをさらに有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記外側管を通る少なくとも１つの気体流路をさらに有し、加圧気体が前記気体流路の壁に向かうように案内される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
自発呼吸を感知するための少なくとも１つのセンサをさらに有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
呼吸の段階と同期して加圧気体を運搬するための換気装置をさらに有する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの開口部の断面積が前記咽喉部の断面積より大きい、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムが着用可能換気装置および加圧気体サプライをさらに有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記システムは換気装置をさらに有し、前記換気装置は制御ユニットを有し、前記制御ユニットは、少なくとも１つセンサからの情報に基づいて患者の換気需要に適合するように前記換気装置の出力を調節する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記システムは換気装置をさらに有し、前記換気装置が制御ユニットを有し、前記制御ユニットが会話モード感知システムを有し、前記制御ユニットは、患者が話しているときの前記換気装置の出力を患者の自発呼吸と非同期しないように調節する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記システムは換気装置をさらに有し、前記換気装置は制御ユニットを有し、前記制御ユニットが無呼吸または呼吸低下感知システムを有し、前記制御ユニットは、無呼吸または呼吸低下に応じて前記換気装置の出力を調節する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記外側管は、二次開口部、前記開口部のためのフィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、および、それらの組み合わせから構成される群から選択される消音機構を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
左側鼻孔に衝突するように適合される左側遠位端と、前記左側鼻孔に空気圧連通される、前記左側遠位端内にある少なくとも１つの左側開口と、外気に流体連通される、左外側管の左近位端部とを有する左外側管において、前記左外側管の前記左近位端部は顔の中間線から離れるように横方向に湾曲する、左外側管と、
右側鼻孔に衝突するように適合される右側遠位端と、前記右側鼻孔に空気圧連通される、前記右側遠位端内にある少なくとも１つの右側開口と、外気に流体連通される、右外側管の右近位端部と、を有する右外側管において、前記右外側管の前記右近位端部が前記顔の前記中間線から離れるように横方向に湾曲する、右外側管と、を有する鼻インタフェースと、
換気気体を前記左外側管内へ案内するための１つまたは複数の左側噴射ノズルにおいて、前記１つまたは複数の左側噴射ノズルが加圧気体サプライに流体連通される、１つまたは複数の左側噴射ノズルと、
換気気体を前記右外側管内へ案内するための１つまたは複数の右側噴射ノズルにおいて、前記１つまたは複数の右側噴射ノズルは加圧気体サプライに流体連通する、１つまたは複数の右側噴射ノズルと
を有し、
外気に流体連通される、前記左外側管内にある少なくとも１つの左開口部において、前記少なくとも１つの左開口部が前記左側噴射ノズルに近接し、
外気に流体連通される、前記右外側管内にある少なくとも１つの右開口部において、前記少なくとも１つの右開口部が前記右側噴射ノズルに近接
する非侵襲性換気システム。
【請求項２４】
前記１つまたは複数の左側噴射ノズル、前記１つまたは複数の右側噴射ノズル、あるいはそれらの両方は、前記左外側管の、前記右外側管の、またはそれらの両方の内壁に向かうように案内される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記左外側管および前記右外側管が噴射ポンプ咽喉および噴射ポンプ拡散器を有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記１つまたは複数の左側噴射ノズルが前記左外側管の入口と同一平面上にあり、前記１つまたは複数の右側噴射ノズルは前記右外側管の入口と同一平面上にある、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の左側噴射ノズルは前記左外側管の入口内にあり、前記１つまたは複数の右側噴射ノズルが前記右外側管の入口内にある、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２８】
前記１つまたは複数の左側噴射ノズルは前記左外側管の入口の外側にあり、前記１つまたは複数の右側噴射ノズルが前記右外側管の入口の外側にある、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２９】
少なくとも１つの感知管腔をさらに有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３０】
少なくとも１つの二次感知管腔をさらに有する、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
薬物運搬管腔をさらに有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３２】
湿度運搬管腔をさらに有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３３】
前記左外側管と前記右外側管との間に結合器をさらに有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３４】
前記左外側管が前記右外側管に対して旋回する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３５】
呼吸の段階と同期して換気気体を運搬するための換気装置をさらに有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３６】
外気が前記外側管を通して取り込まれる、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３７】
前記換気気体および前記取り込まれる外気が、肺圧力を増大させる、肺容量を増大させる、呼吸の動作を少なくする、または、気道圧力を増大させる、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記左外側管および前記右外側管は顔に対して固定されている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３９】
患者の気道閉塞を少なくするシステムであって、前記システムは、
換気装置と、
制御ユニットと、
前記換気装置に流体連通される近位端部および鼻インターフェースに流体連通される遠位端を備える気体運搬回路と、
鼻インターフェースにおいて：
少なくとも１つの噴射ノズル；および
呼吸努力パターンを検出するためのおよび気道開通性の補助する必要性を検出するための、前記制御ユニットに連通される少なくとも１つの自発呼吸センサ
を有する鼻インターフェースと
を有し、
前記システムが大気に対して開放されており、
前記制御ユニットが２つ以上の気体出力速度を決定し、前記２つ以上の気体出力速度が自発呼吸努力サイクルの複数の部分と同期しており、１つの気体出力速度が気道開通性の補助需要によって決定される、
前記鼻インターフェースは、
鼻の側部に向かって延在するように適合される近接横端部を備える少なくとも１つの外側管と、
少なくとも１つの鼻孔に衝突するためのおよび前記少なくとも１つの外側管を前記少なくとも１つの鼻孔に対して位置決めするための、前記外側管の遠位部にある少なくとも１つの結合器と、
前記鼻孔に流体連通されるように適合される、前記遠位部内にある少なくとも１つの開口と、
外気に流体連通される、前記少なくとも１つの外側管内にある少なくとも１つの開口部において、前記少なくとも１つの開口部が前記少なくとも１つの噴射ノズルに近接する、少なくとも１つの開口部と
をさらに有し、
前記少なくとも１つの噴射ノズルは、前記近接横端部のところにおいて前記外側管内に位置され、加圧気体サプライに流体連通される、
患者の気道閉塞を少なくするシステム。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの噴射ノズルが自由空間内に位置されるように適合され、加圧気体を鼻の入口に直接に運搬するように位置合わせされる、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記鼻インターフェースが前記少なくとも１つの噴射ノズルのための支持体をさらに有する、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４２】
患者が鼻を通して外気を自発呼吸できる、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの結合器が鼻クッションである、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４４】
睡眠時無呼吸を治療するデバイスであって、前記デバイスは：
制御システムを備える換気装置と；
気体サプライと；
少なくとも１つの噴射ノズルおよび少なくとも１つの呼吸センサを有する、大気に対して開放されている鼻インターフェースと；
換気気体を運搬するために前記換気装置を前記少なくとも１つの噴射ノズルに空気圧接続する気体運搬回路と
を有し、
前記鼻インターフェースは、前記少なくとも１つの呼吸センサを鼻孔入口に近接させて位置させるように適合され、さらに、前記少なくとも１つの呼吸センサの遠位側において前記鼻孔入口から一定距離だけ離して前記少なくとも１つの噴射ノズルを位置させるように適合される、
前記鼻インターフェースは、
鼻の側部に向かって延在するように適合される近接横端部を備える少なくとも１つの外側管と、
少なくとも１つの鼻孔に衝突するためのおよび前記少なくとも１つの外側管を前記少なくとも１つの鼻孔に対して位置決めするための、前記外側管の遠位部にある少なくとも１つの結合器と、
前記鼻孔に流体連通されるように適合される、前記遠位部内にある少なくとも１つの開口と、
外気に流体連通される、前記少なくとも１つの外側管内にある少なくとも１つの開口部において、前記少なくとも１つの開口部が前記少なくとも１つの噴射ノズルに近接する、少なくとも１つの開口部と
をさらに有し、
前記少なくとも１つの噴射ノズルは、前記近接横端部のところにおいて前記外側管内に位置され、加圧気体サプライに流体連通される、
睡眠時無呼吸を治療するデバイス。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの噴射ノズルが自由空間内に位置されるように適合され、換気気体を鼻の入口に直接に運搬するように位置合わせされる、請求項４４に記載のデバイス。
【請求項４６】
前記鼻インターフェースは前記少なくとも１つの噴射ノズルのための支持体を有する、
請求項４４に記載のデバイス。
【請求項４７】
患者が鼻を通して外気を自発呼吸できる、請求項４４に記載のデバイス。
【請求項４８】
前記少なくとも１つの結合器は鼻クッションである、請求項４４に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
（関連出願の相互引用）
本出願は、２００９年４月２日出願の米国仮特許出願第６１／１６６，１５０号、２００９年９月３日出願の米国仮特許出願第６１／２３９，７２８号、２００９年１０月２８日出願の米国仮特許出願第６１／２５５，７６０号、および２０１０年１月１２日出願の米国仮特許出願第６１／２９４，３６３号の特典を請求するものであり、これらの内容を全体的に本明細書に参照として援用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、呼吸不全および睡眠時無呼吸などの、呼吸疾患（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ａｎｄ  ｂｒｅａｔｈｉｎｇ  ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ）に苦しむ人の換気療法の分野に関する。より詳細には、本発明は非侵襲性開放鼻インターフェイスのための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
何らかの形の換気療法を必要とする様々な臨床的症候群がある。これらの症候群としては、低酸素血症、様々な形の呼吸不全および気道疾患が挙げられる。また、それぞれ鬱血性心不全および神経筋疾患などの換気療法を必要とする非呼吸および非気道疾患もある。
【０００４】
あまり深刻でない形の呼吸不全に使用される酸素療法は、換気療法とは異なり、別のものである。酸素療法または長期酸素療法（ＬＴＯＴ）の標準的治療は、患者の吸気相中にボーラス投与に酸素を放出する酸素保存装置として知られる測定デバイスを使用して、小さな孔鼻カニューレで患者に補足酸素を投与することを含む。この療法は、呼吸の動作を機械的に助けるものではないので、換気療法または呼吸補助とは考えられない。
【０００５】
いくつかの取り込みマスク・システムが、空気および治療気体の適切な混合物を運搬する目的で開発および使用されている。例えば、室内空気を取り込むためのポートを備えたマスクを含む酸素リザーバ・システムが存在する。または、噴射口および空気取り込みポートを含む空気取り込みマスクを備えた高流量酸素運搬システムが存在し、患者の鼻および口の上に嵌合し、酸素供給配管に接続するように設計されている。酸素は圧力を受けて、マスクに入る小さな噴射口を通して押し出される。速度が上がって、噴射口の遠位端で剪断効果が生じ、それにより室内空気がマスク内に取り込まれる。これらの酸素療法取り込みシステムは、患者の呼吸の動作を補助するものではなく、むしろ空気および酸素の適切な混合物を運搬するために使用される。
【０００６】
最近、高流量酸素療法（ＨＦＯＴ）として知られる、酸素療法の変更形態が利用されている。この場合、酸素流量は、標準的ＬＴＯＴを超えて、例えば１０ＬＰＭ超に上昇する。高い流量により、患者の気道が乾くのを防ぐために、酸素を湿らせなければならない。ＨＦＯＴは、自発呼吸中に患者の胸腔内圧を下げることができることが報告されている。これらのシステムは、療法の展開の際に精密ではなく、システムを移動させることができないので、しばしば欠点となるかなりの量の酸素を消費する点において非効率的である。
【０００７】
呼吸補助および換気療法は、患者に人工呼吸器（ＭＶ）を与え、呼吸の動作に機械的に貢献する。ＭＶ療法は、患者にカフ付きまたはカフなしの気管チューブ、または密封フェイス・マスク、密封鼻マスクまたは密封鼻カニューレを挿管することによって患者と接続している。呼吸の動作を補助するのに有用であるが、ＭＶに使用される患者インターフェイスは、ユーザに対して目立たないおよび／または侵襲性があり、ＭＶは日常生活の移動性または活動を容易にはせず、したがって多くの潜在的ユーザにとって欠点となる。
【０００８】
非侵襲性換気（ＮＩＶ）は、挿管を必要とすることなく患者に人工呼吸を行なうために使用される。患者は治療に鎮静を必要としないという点においてかなり有利である。しかし、インターフェイスが鼻および／または口に対する外部シールをつくり、システムは移動可能でないので、患者は上気道を使用することができず、この組合せは日常生活の活動を可能にしない。
【０００９】
低侵襲性換気（ＭＩＶ）は、気道を閉塞しないカテーテル・ベース運搬システムで患者に人工呼吸を行なうめに記載されており、患者は通常の通路を通して自由および自然に外気を吸うことができる。ＭＩＶはＮＩＶとは異なる。というのは、ＮＩＶでは、患者インターフェイスは人体に侵入しない、または身体に低侵襲的に侵入し、気道へのアクセスを得るために不自然なチャネルは必要なく、ＭＩＶは気道内への僅かに貫通しているカテーテルまたはインターフェイスが必要である、および／または不自然なチャネルを気道アクセスのために作り出す必要があるからである。ＭＩＶ療法はいくつかの約束事がある。しかし、患者は経皮カテーテル、例えば、既に気管切開術を受けた人、または衣服の下にインターフェイスを隠したい人にとっては有益である可能性がある経皮気管カテーテルに耐える必要がある。
【００１０】
閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）では、代表的な換気療法は、持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）または二相性気道陽圧法（ＢｉＰＡＰ）であり、これは患者がマスク内の排気口を通して部分的に息を吐き出し、残りを大きな死腔マスクおよび大きな気体運搬配管内に再び吐き出す点において、ＮＩＶに対する変更形態である。換気装置から加えられている連続陽圧は、鼻および／または口の上を密封する、または鼻の中を密封する患者インターフェイス・マスクを使用して上気道を開く。ＯＳＡを治療する際に非常に効果的であるが、この療法は低い患者コンプライアンスを有する。というのは、患者インターフェイスは患者に対して邪魔であり、患者はマスクおよび気体運搬回路を通して不自然に呼吸するからである。あまり邪魔でないＢｉＰＡＰおよびＣＰＡＰ患者インターフェイスが、ＮＩＶおよびＯＳＡの両方に使用されるＷｏｎｄｋａ特許（米国特許第７，４０６，９６６号）に記載されており、インターフェイスは目立たず、ユーザの顔および鼻との調節可能な適合および位置合わせが可能となる。インターフェイスにより、ＮＩＶマスクおよびＯＳＡマスクに関連する既存の問題の多く、すなわち漏洩、快適性、耐性、睡眠の姿勢、圧力低下および雑音、ならびに様々な解剖学的形状との適合性を解決する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
要するに、既存の療法および従来技術は以下のような欠点がある。（１）日常生活の移動性および活動を可能にするように、非侵襲性であり、かつ邪魔にならず、（２）通常は周辺環境からの呼吸の知覚を可能にし、（３）容易に持ち運び可能なシステム、または患者が容易に持つまたは着用することができるシステム内に設けられた方法で呼吸補助または気道補助を行わない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、患者の口または鼻の開口部を完全に覆ったりまたは密封したりしない非侵襲性鼻インターフェイスを備えた非侵襲性開放換気（ＮＩＯＶ）を使用して、患者に人工呼吸を行なうことができる。本発明は、患者の呼吸の動作を補助するためにＭＶを提供することによって呼吸不全を治療するために使用することができる、または気道への流れを加圧し、または気道への流れを供給することによってＯＳＡを治療するために使用することがきる。鼻インターフェイスは、新規の噴射ポンプ鼻カテーテル設計を備えることができ、カテーテルのノズルは鼻孔の入口近くに位置決めされ、システムの効率および治療の有効性を改善するためにシステムの流体力学を最適化する幾何構成で設計することができる。酸素を豊富に含んだ気体または単に加圧した空気などの治療気体などの加圧気体をカテーテルを通して運搬することができ、カテーテル遠位先端から出るときに、カテーテルの構成によりカテーテルから出る気体の２５〜２５０％である外気の量を取り込むことができ、それによって換気装置運搬気体および取り込まれた気体の組合せが患者に運ばれる。本発明の実施形態は、例えば、上気道内で２〜４０ｃｍＨ2Ｏ、および肺内で１〜３０ｃｍＨ2Ｏの増加を作り出すことができる。５０ｍｌの換気装置運搬気体量は、例えば５０ｍｌを取り入れることができ、それによって、１００ｍｌ容量のかなりの量が気道または肺に到達してこれらの領域の圧力を大きくするのに十分な駆動圧力で１００ｍｌが患者に運ばれ、それによって呼吸を機械的に補助する、または気道崩壊を防ぐことができる。以下の説明では、鼻カニューレ、鼻カテーテル、噴射ノズル、および換気インターフェイスはしばしば、本発明に関する場合、交換可能に使用される。また、噴射ノズル、気体運搬ポートおよび気体出口ポートを本発明では交換可能に使用することができる。
【００１３】
非侵襲性換気システムはインターフェイスを含むことができる。インターフェイスは、自由空間内に位置決めされ、鼻の入口に換気気体を直接運搬するように位置合わせされるようになっている少なくとも１つの気体運搬噴射ノズルを備えることができる。少なくとも１つの気体運搬噴射ノズルを加圧気体サプライに接続することができる。換気気体は、外気を取り込んで、肺圧力を高くし、肺容量を増加させ、呼吸の動作を少なくする、または気道圧力を低くすることができ、換気気体は呼吸相と同期して運搬される。少なくとも１つの気体運搬噴射ノズルの支持体を提供することができる。呼吸センサは、鼻の入口に密接していてもよい。患者は、インターフェイスによって邪魔されることなく、鼻を通して外気を自発呼吸することができる。
【００１４】
支持体は、システムを鼻梁に結合させ、少なくとも１つの気体運搬噴射ノズルを鼻の入口と位置合わせするコネクタであってもよい。気体運搬回路は顔の一方の側部に沿って通過することができる。感知管は、顔の反対側の側部に沿って通過することができる。コネクタはシェルであってもよい。支持体はブラケットであってもよい。支持体は、鼻と口の間の皮膚パッドであってもよい。少なくとも１つの噴射ノズルは、鼻への入口の外側にあってもよい。少なくとも１つの噴射ノズルは、鼻への入口と実質的に同一平面上にあってもよい。少なくとも１つの噴射ノズルは鼻への入口の内側にあってもよい。少なくとも１つの噴射ノズルを、鼻への入口の外側、約０インチから約１．５インチに位置決めすることができる。少なくとも１つの噴射ノズルを、鼻への入口と平行の約１０度以内に位置決めすることができる。換気気体を呼吸中に運搬することができる。少なくとも１つの噴射ノズルを位置決めアームと位置合わせすることができる。少なくとも１つの噴射ノズルをマニホールドと一体化することができる。支持体は、気体運搬回路および感知管であってもよい。支持体はヘッドセットであってもよい。少なくとも１つのセンサは、マニホールド内にあってもよい。サウンド・バッフルを設けることができる。着用可能な換気装置および携帯用気体サプライを設けることができる。換気装置を設けることができ、換気装置は制御ユニットを備えており、制御ユニットは換気装置の出力を調節して、呼吸センサからの情報に基づいて患者の需要に適合させる。システムはさらに、換気装置を備えることができ、換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節する。システムは換気装置を備えることができ、換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下に従って換気装置の出力を調節する。
【００１５】
非侵襲性換気システムは換気装置と、制御ユニットと、換気装置と流体連通する気体運搬回路と、制御ユニットと連通する感知管と、鼻梁に結合するためのシェルと、気体運搬回路および感知管をシェルに結合させるコネクタと、気体運搬回路の遠位端に１つまたは複数のノズルとを備えることができ、１つまたは複数のノズルは１つまたは複数の鼻孔への入口の下の自由空間に位置決めされ、１つまたは複数のノズルは１つまたは複数の鼻孔への入口と位置決めされている。
【００１６】
システムは、１つまたは複数の鼻孔の周縁に接触し、システムを位置決めするリッジを備えることができる。リッジは、感知管に接続された感知ポートを備えることができる。システムは携帯用気体サプライを備えることができ、換気装置は着用可能である。制御ユニットは、換気装置の出力を調節して、感知管からの情報に基づいて患者の需要に適合することができる。制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節する。制御ユニットは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下に従って換気装置の出力を調節する。
【００１７】
呼吸補助を行なう方法は、換気装置と、気体運搬回路と、自由空間内に位置決めされ、鼻の入口内に換気気体を直接運搬するように位置合わせされた少なくとも１つの噴射ノズルと、少なくとも１つのセンサと、少なくとも１つの噴射ノズル用の支持体とを備えた非侵襲性換気システムを提供するステップを含むことができる。方法は、鼻孔と密接して配置された少なくとも１つのセンサで自発呼吸を測定するステップと、少なくとも１つの噴射ノズルに気体運搬回路を通して呼吸相と同期して換気気体を供給するように換気装置を作動させ、それによって換気気体が外気を取り入れるステップとを含むことができる。換気気体は、外気を取り込んで、肺圧力を高くし、肺容量を増加させ、呼吸の動作を少なくする、または気道圧力を高くすることができる。
【００１８】
少なくとも１つの噴射ノズルは鼻への入口の外側にあってもよい。少なくとも１つの噴射ノズルを、鼻への入口の外側、約０インチから約１．５インチに位置決めすることができる。少なくとも１つの噴射ノズルを、鼻への入口と平行の約１０度以内に位置決めすることができる。少なくとも１つの噴射ノズルはマニホールド内にあってもよい。非侵襲性換気システムはまた、携帯用気体サプライを備えることができ、換気装置は着用可能である。換気気体の供給を、少なくとも１つのセンサからの情報に基づいて、患者の需要に合うように調節することができる。方法はまた、会話を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給は患者が会話しているかどうかに基づいて調節される。方法はまた、無呼吸または呼吸低下を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給は無呼吸または呼吸低下に基づいて調節される。
【００１９】
非侵襲性換気システムは少なくとも１つの外側管を備えることができ、外側管の近接横端部が鼻の側部まで延びるようになっている。少なくとも１つの外側管はまた、咽喉部を備えることができる。少なくとも１つの鼻孔に衝突し、少なくとも１つの外側管を少なくとも１つの鼻孔に対して位置決めするように、少なくとも１つの連結器を外側管の遠位部に配置することができる。少なくとも１つの噴射ノズルを、近接横端部で外側管内に、加圧気体サプライと流体連通して位置決めすることができる。遠位部内の少なくとも１つの開口は、鼻孔と流体連通するようになっていてもよい。少なくとも１つの外側管内の少なくとも１つの開口部は、外気と流体連通するようになっていてもよい。少なくとも１つの開口部は、少なくとも１つの噴射ノズルに近接していてもよい。
【００２０】
外側管は、ほぼ反対の方向に延びる第１の外側管および第２の外側管を備えることができる。少なくとも１つの噴射ノズルを第１の外側管内に位置決めすることができ、少なくとも１つの噴射ノズルを第２の外側管内に位置決めすることができる。第１の外側管は、分割装置によって第２の外側管から分離させることができる。少なくとも１つの外側管はマニホールドであってもよい。気体流路はマニホールド内にあってもよく、湾曲させ、急激な角度および隅部がない可能性がある。少なくとも１つの連結器は鼻まくらであってもよい。少なくとも１つの連結器は鼻孔を密封することができ、それによって患者は少なくとも１つの開口部を通して自発呼吸する。少なくとも１つの噴射ノズルの遠位先端を少なくとも１つの開口部に位置決めすることができる。少なくとも１つの噴射ノズルは、少なくとも１つの開口部から入る外気とほぼ平行な方向に加圧気体を案内することができる。少なくとも二次開口部は外側管内にあってもよい。少なくとも１つの噴射ノズルは、一次気体流路に同軸に加圧気体を案内することができる。フィルタを含めることができる。少なくとも１つの気体流路を外側管を通して含めることができ、加圧気体を気体流路の壁面に向けて案内することができる。自発呼吸を感知するために、少なくとも１つのセンサを設けることができる。換気装置は、呼吸相と同期して加圧気体を運ぶことができる。少なくとも１つの開口部の断面積は、咽喉部の断面積より大きい可能性がある。着用可能な換気装置および携帯用気体サプライを設けることができる。換気装置を設けることができ、換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは換気装置の出力を調節して、少なくとも１つの感知管からの情報に基づいて患者の需要に適合する。換気装置を設けることができ、換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節する。換気装置を設けることができ、換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下に従って換気装置の出力を調節する。外側管は、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００２１】
非侵襲性換気システムは、換気装置と、換気装置と流体連通しており、気体運搬回路は分岐しており、換気装置と流体連通しているマニホールドであって、マニホールドの各横近接端が気体運搬回路と流体連通しているマニホールドと、マニホールドの各横近接端からマニホールドの遠位端までの気体運搬経路と、気体運搬経路と外気の間のマニホールドの各横近接端内の少なくとも１つの開口部と、各気体運搬経路内にあり、各気体運搬経路と平行に位置決めされ、少なくとも１つの開口部に近接して換気気体を供給する少なくとも１つの噴射ノズルと、咽喉部を供えた、マニホールドの遠位端の管状延長部と、各気体運搬経路を分離する隔壁とを備えることができる。
【００２２】
システムは少なくとも１つのセンサを備えることができる。管状延長部は鼻クッションを含むことができる。換気気体および取り込まれた外気は、肺圧力を高くし、肺容量を増加させ、呼吸の動作を少なくする、または気道圧力を高くすることができる。少なくとも１つの開口部の断面積は、咽喉部の断面積より大きい可能性がある。携帯用気体サプライを設けることができ、換気装置は携帯可能であってもよい。換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは換気装置の出力を調節して、少なくとも１つの呼吸センサからの情報に基づいて患者の需要に適合させることができる。換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節することができる。換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下に従って換気装置の出力を調節することができる。マニホールドは、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００２３】
呼吸補助を行なう方法は、換気装置と、気体運搬回路と、外側管と、外側管を通る少なくとも１つの気体運搬経路と、気体運搬管と外気の間にあり、少なくとも１つの気体運搬経路の横近接端にある少なくとも１つの開口部と、少なくとも１つの開口部に近接した気体運搬経路内の少なくとも１つの噴射ノズルと、少なくとも１つのセンサと、鼻孔に衝突するための外側管の遠位端の少なくとも１つの鼻クッションとを備えた非侵襲性換気システムを提供するステップを含むことができる。方法は、少なくとも１つのセンサで自発呼吸を測定するステップと、少なくとも１つの噴射ノズルに気体運搬回路を通して呼吸相と同期して換気気体を供給するように換気装置を作動させ、それによって換気気体が外気を取り入れるステップとを含むことができる。
【００２４】
換気気体および取り込まれた外気は、肺圧力を高くし、肺容量を増加させ、呼吸の動作を少なくする、または気道圧力を高くすることができる。非侵襲性換気システムは携帯用気体サプライを備えることができ、換気装置は着用可能である。換気気体の供給を、少なくとも１つのセンサからの情報に基づいて、患者の需要に合うように調節することができる。方法は、会話を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給は患者が会話しているかどうかに基づいて調節させることができる。方法は、無呼吸または呼吸低下を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給を無呼吸または呼吸低下に基づいて調節することができる。
【００２５】
非侵襲性換気システムは鼻インターフェイスを含むことができる。鼻インターフェイスは、左側鼻孔に衝突するようになっている左側遠位端、左側鼻孔と空気圧連通する左側遠位端の少なくとも１つの左側開口、および外気と流体連通する左外側管の左側近接端を備えた左外側管を備えることができる。左外側管の左側近接端は、顔の中間線から横方向に離れるように湾曲することができる。右外側管を同様に設けることができる。１つまたは複数の左側噴射ノズルは、左外側管内に換気気体を案内することができ、１つまたは複数の右側噴射ノズルは、右外側管内に換気気体を案内することができる。噴射ノズルは、加圧気体サプライと流体連通することができる。
【００２６】
１つまたは複数の左側噴射ノズル、１つまたは複数の右側噴射ノズル、または両方とも、左外側管、右外側管、または両方の内壁に向かって案内することができる。左外側管および右外側管は、噴射ポンプ咽喉、および噴射ポンプ拡散器を備えることができる。１つまたは複数の左側噴射ノズルは、左外側管の入口と同一平面上にあってもよく、１つまたは複数の右側噴射ノズルは右外側管の入口と同一平面上にあってもよい。１つまたは複数の左側噴射ノズルは左外側管の入口の内側にあってもよく、１つまたは複数の右側噴射ノズルは右外側管の入口の内側にあってもよい。１つまたは複数の左側噴射ノズルは左外側管の入口の外側にあってもよく、１つまたは複数の右側噴射ノズルは右外側管の入口の外側にあってもよい。システムは、少なくとも１つの感知管腔、および／または少なくとも１つの二次感知管腔、および／または薬物運搬管腔、および／または湿度運搬管腔、および／または左外側管と右外側管の間の連結器を備えることができる。換気装置は、呼吸相と同期して換気気体を運搬することができる。外気を外側管を通して取り込むことができる。換気気体および取り込まれた外気は、肺圧力を高くし、肺容量を増加させ、呼吸の動作を少なくする、または気道圧力を高くすることができる。左外側管および右外側管は、顔に対して固定させることができる。着用可能な換気装置および携帯用気体サプライを設けることができる。換気装置を設けることができ、換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは換気装置の出力を調節して、少なくとも１つの感知管からの情報に基づいて患者の需要に適合することができる。換気装置を設けることができ、換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節することができる。換気装置を設けることができ、換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下に基づいて換気装置の出力を調節する。左外側管または右外側管は、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００２７】
非侵襲性換気システムは、換気装置と、左側気体経路および右側気体経路を備えた気体運搬回路と、左側気体経路の遠位端で少なくとも１つのノズルから換気気体を受ける左外側管、および右側気体経路の遠位端で少なくとも１つのノズルから換気気体を受ける右外側管を備えた鼻インターフェイスとを備えることができ、左外側管および右外側管は鼻の中間線から離れるように横に湾曲する。
【００２８】
換気気体を、左外側管および右外側管の内壁に向かって案内することができる。左側気体経路の遠位端の少なくとも１つのノズルは、左外側管内にあってもよく、右側気体経路の遠位端の少なくとも１つのノズルは、右外側管内にあってもよい。左側気体経路の遠位端の少なくとも１つのノズルは、左外側管と同一平面上にあってもよく、右側気体経路の遠位端の少なくとも１つのノズルは、右外側管と同一平面上にあってもよい。左側気体経路の遠位端の少なくとも１つのノズルは左外側管の外側にあってもよく、右側気体経路の遠位端の少なくとも１つのノズルは右外側管の外側にあってもよい。左側気体経路および右側気体経路は顔に対して固定させることができる。携帯用気体サプライを設けることができ、換気装置は携帯可能であってよい。換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは換気装置の出力を調節して、少なくとも１つのセンサからの情報に基づいて患者の需要に適合することができる。換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節することができる。換気装置は制御ユニットを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下に基づいて換気装置の出力を調節することができる。左側気体経路または右側気体経路は、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００２９】
換気気体を提供する方法は、換気装置と、気体運搬回路と、気体運搬回路の遠位端に少なくとも１つの噴射ノズルと、少なくとも１つの噴射ノズルから換気気体を受けるように気体運搬回路の遠位端に近接しており、鼻の中間線から離れるように横に湾曲する少なくとも１つの外側管と、少なくとも１つのセンサとを備えた鼻インターフェイス・システムを提供するステップと、少なくとも１つのセンサで自発呼吸を測定するステップと、少なくとも１つの噴射ノズルに気体運搬回路を通して呼吸相と同期して換気気体を供給するように換気装置を作動させ、それによって換気気体が外気を取り込むステップであって、換気気体が外気を取り込むステップとを含むことができる。
【００３０】
換気気体および取り込まれた外気は、肺圧力を高くし、肺容量を増加させ、呼吸の動作を少なくする、または気道圧力を高くすることができる。換気気体を、少なくとも１つの外側管の内壁に向かって案内することができる。少なくとも１つのノズルは少なくとも１つの外側管の内側にあってもよい。少なくとも１つのノズルは、少なくとも１つの外側管と同一平面上にあってもよい。少なくとも１つのノズルは少なくとも１つの外側管の外側にあってもよい。鼻インターフェイス・システムは携帯用気体サプライを備えることができ、換気装置は携帯可能である。換気気体の供給を、少なくとも１つのセンサからの情報に基づいて、患者の需要に合うように調節することができる。方法は、会話を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給は患者が会話しているかどうかに基づいて調節させることができる。方法は、無呼吸または呼吸低下を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給を無呼吸または呼吸低下に基づいて調節することができる。
【００３１】
患者に対して換気補助を行なうシステムは、換気装置と、制御ユニットと、換気装置と流体連通している近接端、および鼻インターフェイスに流体連通している遠位端を備えた気体運搬回路と、鼻インターフェイスとを備えることができる。鼻インターフェイスは、気体運搬回路の遠位端に少なくとも１つの噴射ノズルと、制御ユニットと連通して呼吸を検出するための少なくとも１つの自発呼吸センサとを備えることができる。システムは大気に対して開放させることができる。制御ユニットは、少なくとも１つの自発呼吸センサから信号を受信し、気体運搬要件を判断することができる。換気装置は、呼吸の動作を助け、自発呼吸パターンと同期された循環運搬パターンで換気気体を運搬するように、外気を取り込み、自発呼吸レベルより上に肺容量または肺圧力を大きくする速度で気体を運搬することができる。
【００３２】
少なくとも１つの噴射ノズルは、自由空間に位置決めされるようになっており、鼻の入口内に換気気体を直接運搬するように位置合わせすることができる。鼻インターフェイスは、少なくとも１つの噴射ノズル用の支持体を備えることができる。患者は、鼻を通して外気を自発呼吸することができる。鼻インターフェイスは、鼻の側部に向かって延びるようになっている外側管の横近接端を備えた少なくとも１つの外側管と、少なくとも１つの鼻孔に衝突し、少なくとも１つの外側管を少なくとも１つの鼻孔に対して位置決めするための外側管の遠位部にある少なくとも１つの連結器と、鼻孔と流体連通するようになっている遠位部内の少なくとも１つの開口と、外気と流体連通している少なくとも１つの外側管内の少なくとも１つの開口部とを備えることができ、少なくとも１つの開口部は少なくとも１つの噴射ノズルに近接しており、少なくとも１つの噴射ノズルは横近接端で外側管内に、加圧気体サプライと流体連通して位置決めされている。少なくとも１つの連結器は鼻クッションであってもよい。鼻インターフェイスは、左側鼻孔と衝突するようになっている左遠位端、左側鼻孔と空気圧連通している左遠位端の少なくとも１つの左側開口、外気と流体連通している左外側管の左側近接端を備えている左外側管であって、左外側管の左側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している左外側管と、右側鼻孔と衝突するようになっている右遠位端、右側鼻孔と空気圧連通している右遠位端の少なくとも１つの右側開口、外気と流体連通している右外側管の右側近接端を備えている右外側管であって、右外側管の右側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している右外側管とを備えることができる。左外側管または右外側管を通して外気を取り込むことができる。換気気体を呼吸の始めに提供することができる。換気気体を傾斜によって提供することができる。制御ユニットは換気装置の出力を調節して、少なくとも１つの呼吸センサからの情報に基づいて患者の需要に適合させることができる。制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節することができる。鼻インターフェイスは外側管を備えることができ、外側管は、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００３３】
患者に換気補助を行なうデバイスは、制御システムを備えた換気装置と、気体サプライと、少なくとも１つの噴射ノズルおよび少なくとも１つの呼吸センサを備えた大気に開放された鼻インターフェイスと、換気気体を運搬するように少なくとも１つの噴射ノズルに換気装置を空気圧接続させる気体運搬回路とを備えることができ、鼻インターフェイスは、少なくとも１つの呼吸センサを鼻孔入口に近接して配置するようになっており、少なくとも１つの呼吸センサに鼻孔入口から離れた距離で少なくとも１つの噴射ノズルを配置するようになっている。
【００３４】
換気装置は、呼吸の動作を助けるように、外気を取り込み、自発呼吸レベルより上に肺容量または肺圧力を大きくする速度で気体を運搬することができる。換気装置は、自発呼吸パターンと同期された循環運搬パターンで換気気体を運搬することができる。少なくとも１つの噴射ノズルは、自由空間内に位置決めすることができるようになっており、鼻の入口内に換気気体を直接運搬するように位置合わせすることができる。鼻インターフェイスは、少なくとも１つの噴射ノズル用の支持体を備えることができる。患者は、鼻を通して外気を自発呼吸することができる。鼻インターフェイスは、鼻の側部に向かって延びるようになっている外側管の横近接端を備えた少なくとも１つの外側管と、少なくとも１つの鼻孔と衝突し、少なくとも１つの鼻孔に対して少なくとも１つの外側管を位置決めするための、外側管の遠位部の少なくとも１つの連結器と、鼻孔と流体連通するようになっている遠位部の少なくとも１つの開口と、外気と流体連通している少なくとも１つの外側管内の少なくとも１つの開口部とを備えることができ、少なくとも１つの開口部は少なくとも１つの噴射ノズルに近接しており、少なくとも１つの噴射ノズルは横近接端で外側管内に、加圧気体サプライと流体連通して位置決めされている。少なくとも１つの連結器は鼻クッションであってもよい。鼻インターフェイスは、左側鼻孔と衝突するようになっている左遠位端、左側鼻孔と空気圧連通している左遠位端の少なくとも１つの左側開口、外気と流体連通している左外側管の左側近接端を備えている左外側管であって、左外側管の左側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している左外側管と、右側鼻孔と衝突するようになっている右遠位端、右側鼻孔と空気圧連通している右遠位端の少なくとも１つの右側開口、外気と流体連通している右外側管の右側近接端を備えている右外側管であって、右外側管の右側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している右外側管とを備えることができる。左外側管または右外側管を通して外気を取り込むことができる。換気気体を呼吸の始めに提供することができる。換気気体を傾斜によって提供することができる。制御ユニットは換気装置の出力を調節して、少なくとも１つの呼吸センサからの情報に基づいて患者の需要に適合させることができる。制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節することができる。鼻インターフェイスは外側管を備えることができ、外側管は、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００３５】
換気補助を行なう方法は、少なくとも１つの噴射ノズルを位置決めする鼻インターフェイスを提供するステップと、少なくとも１つの噴射ノズルと流体連通して気体運搬回路に換気装置から換気気体を運搬するステップと、少なくとも１つの噴射ノズルを通して患者の鼻気道に換気気体を運搬するステップと、制御ユニットと連通している少なくとも１つのセンサで自発呼吸を感知するステップと、換気気体運搬要件を判断するステップと、呼吸相と同期された循環パターンで呼吸相に基づいて換気気体の運搬を変更するステップとを含むことができ、換気気体は呼吸の動作を助けるように、自発呼吸レベルより上に肺容量または肺圧力を大きくし、換気気体は外気を取り込み、患者の鼻気道は大気に開放されている。
【００３６】
少なくとも１つの噴射ノズルは、自由空間内に位置決めすることができるようになっており、鼻の入口内に換気気体を直接運搬するように位置合わせすることができる。鼻インターフェイスは、少なくとも１つの噴射ノズル用の支持体を備えることができる。鼻インターフェイスは、鼻の側部に向かって延びるようになっている外側管の横近接端を備えた少なくとも１つの外側管と、少なくとも１つの鼻孔と衝突し、少なくとも１つの鼻孔に対して少なくとも１つの外側管を位置決めするための、外側管の遠位部の少なくとも１つの連結器と、鼻孔と流体連通するようになっている遠位部の少なくとも１つの開口と、外気と流体連通している少なくとも１つの外側管内の少なくとも１つの開口部とを備えることができ、少なくとも１つの開口部は少なくとも１つの噴射ノズルに近接しており、少なくとも１つの噴射ノズルは横近接端で外側管内に、加圧気体サプライと流体連通して位置決めされている。少なくとも１つの連結器は鼻クッションであってもよい。鼻インターフェイスは、左側鼻孔と衝突するようになっている左遠位端、左側鼻孔と空気圧連通している左遠位端の少なくとも１つの左側開口、外気と流体連通している左外側管の左側近接端を備えている左外側管であって、左外側管の左側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している左外側管と、右側鼻孔と衝突するようになっている右遠位端、右側鼻孔と空気圧連通している右遠位端の少なくとも１つの右側開口、外気と流体連通している右外側管の右側近接端を備えている右外側管であって、右外側管の右側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している右外側管とを備えることができる。左外側管または右外側管を通して外気を取り込むことができる。換気気体を呼吸の始めに提供することができる。換気気体を傾斜によって提供することができる。鼻インターフェイスは、少なくとも１つのセンサを鼻孔入口に近接して配置するようになっており、少なくとも１つのセンサに鼻孔入口から離れた距離で少なくとも１つの噴射ノズルを配置するようになっている。方法は、携帯用気体サプライを提供するステップを含むことができ、換気装置は着用可能である。換気気体の供給を、少なくとも１つのセンサからの情報に基づいて、患者の需要に合うように調節することができる。方法は、会話を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給を患者が会話しているかどうかに基づいて調節することができる。
【００３７】
患者の気道閉塞を少なくするシステムは、換気装置と、制御ユニットと、換気装置に流体連通している近接端および鼻インターフェイスに流体連通している遠位端を備えた気体運搬回路と、鼻インターフェイスとを備えることができる。鼻インターフェイスは、少なくとも１つの噴射ノズルと、呼吸努力パターンおよび気道開通性を補助する必要性を検出するための制御ユニットと連通している少なくとも１つの自発呼吸センサを備えることができる。システムは大気に開放することができる。制御ユニットは、２つ以上の気体出力速度を決定することができる。２つ以上の気体出力速度を自発呼吸努力サイクルの異なる部分と同期することができ、気体出力速度を気道開通性を補助する必要性によって決定することができる。
【００３８】
少なくとも１つの噴射ノズルは、自由空間に位置決めされるようになっており、鼻の入口内に加圧気体を直接運搬するように位置合わせすることができる。鼻インターフェイスは、少なくとも１つの噴射ノズル用の支持体を備えることができる。患者は、鼻を通して外気を自発呼吸することができる。鼻インターフェイスは、鼻の側部に向かって延びるようになっている外側管の横近接端を備えた少なくとも１つの外側管と、少なくとも１つの鼻孔に衝突し、少なくとも１つの外側管を少なくとも１つの鼻孔に対して位置決めするための外側管の遠位部にある少なくとも１つの連結器と、鼻孔と流体連通するようになっている遠位部内の少なくとも１つの開口と、外気と流体連通している少なくとも１つの外側管内の少なくとも１つの開口部とを備えることができ、少なくとも１つの開口部は少なくとも１つの噴射ノズルに近接しており、少なくとも１つの噴射ノズルは横近接端で外側管内に、加圧気体サプライと流体連通して位置決めされている。少なくとも１つの連結器は鼻クッションであってもよい。鼻インターフェイスは、左側鼻孔と衝突するようになっている左遠位端、左側鼻孔と空気圧連通している左遠位端の少なくとも１つの左側開口、外気と流体連通している左外側管の左側近接端を備えている左外側管であって、左外側管の左側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している左外側管と、右側鼻孔と衝突するようになっている右遠位端、右側鼻孔と空気圧連通している右遠位端の少なくとも１つの右側開口、外気と流体連通している右外側管の右側近接端を備えている右外側管であって、右外側管の右側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している右外側管とを備えることができる。外側管を通して外気を取り込むことができる。加圧気体を呼吸の始めに提供することができる。加圧気体を傾斜によって提供することができる。携帯用換気気体サプライを設けることができ、換気装置は携帯可能である。制御ユニットは換気装置の出力を調節して、少なくとも１つの呼吸センサからの情報に基づいて患者の需要に適合させることができる。制御ユニットは会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御ユニットは換気装置の出力を調節することができる。制御ユニットは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御ユニットは無呼吸または呼吸低下に基づいて換気装置の出力を調節することができる。鼻インターフェイスはさらに外側管を備えることができ、外側管は、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００３９】
睡眠時無呼吸を治療するデバイスは、制御システムを備えた換気装置と、気体サプライと、鼻の下に置かれるようになっているマニホールドを備えた鼻インターフェイスとであって、マニホールドが気体流路を含むことができる鼻インターフェイスと、気体流路内の気体チャンバと、鼻孔気体流路と連通しており、マニホールド気体流路と連通しているようになっている管状鼻クッションと、気体チャンバと連通している圧力感知ポートと、気体流路に連通している自発呼吸開口部であって、患者は自発呼吸開口部を通して完全に息を吐き出し、自発呼吸開口部を通して息を吸い込むことができる自発呼吸開口部と、気体運搬回路と連通しており、マニホールド気体流路と連通している噴射気体運搬ノズルと、換気装置を鼻インターフェイスに空気圧接続させる気体運搬回路とを備えることができ、気体は気体運搬回路を通して換気装置からノズルの外に、マニホールド気体流路内に、チャンバ内に、および鼻クッションを通して鼻気道に流れ、マニホールドのチャンバへの気体運搬は、チャンバ内に陽圧を形成し、陽圧は制御システムによって所望の陽圧で制御される。
【００４０】
鼻は外気と流体連通することができる。制御システムは、２つ以上の気体出力速度を決定することができ、２つ以上の気体出力速度は２つ以上の気体出力速度を自発呼吸努力サイクルの異なる部分と同期され、気体出力速度は気道開通性を補助する必要性によって決定される。制御システムは、換気装置の出力を調節して、少なくとも１つの呼吸センサからの情報に基づいて患者の需要に適合させることができる。制御システムは、会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御システムは換気装置の出力を調節することができる。制御システムは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御システムは無呼吸または呼吸低下に基づいて換気装置の出力を調節することができる。鼻インターフェイスは外側管を備えることができ、外側管は、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００４１】
睡眠時無呼吸を治療するデバイスは、制御システムを備えた換気装置と、気体サプライと、少なくとも１つの噴射ノズルおよび少なくとも１つの呼吸センサを備えた大気に開放している鼻インターフェイスと、換気気体を運搬するために少なくとも１つの噴射ノズルに換気装置を空気圧接続させる気体運搬回路とを備えることができ、鼻インターフェイスは鼻孔入口に近接して少なくとも１つの呼吸センサを配置するようになっており、少なくとも１つの呼吸センサの遠位で鼻孔入口から離れた距離に少なくとも１つの噴射ノズルを配置するようになっている。
【００４２】
少なくとも１つの噴射ノズルは、自由空間内に位置決めされ、鼻の入口に換気気体を直接運搬するように位置合わせされるようになっている。鼻インターフェイスは、少なくとも１つの噴射ノズル用の支持体を備えることができる。患者は、鼻を通して外気を自発呼吸することができる。鼻インターフェイスは、鼻の側部に向かって延びるようになっている外側管の横近接端を備えた少なくとも１つの外側管と、少なくとも１つの鼻孔に衝突し、少なくとも１つの外側管を少なくとも１つの鼻孔に対して位置決めするための外側管の遠位部にある少なくとも１つの連結器と、鼻孔と流体連通するようになっている遠位部内の少なくとも１つの開口と、外気と流体連通している少なくとも１つの外側管内の少なくとも１つの開口部とを備えることができ、少なくとも１つの開口部は少なくとも１つの噴射ノズルに近接しており、少なくとも１つの噴射ノズルは横近接端で外側管内に、加圧気体サプライと流体連通して位置決めされている。
【００４３】
少なくとも１つの連結器は鼻クッションであってもよい。鼻インターフェイスは、左側鼻孔と衝突するようになっている左遠位端、左側鼻孔と空気圧連通している左遠位端の少なくとも１つの左側開口、外気と流体連通している左外側管の左側近接端を備えている左外側管であって、左外側管の左側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲する左外側管と、右側鼻孔と衝突するようになっている右遠位端、右側鼻孔と空気圧連通している右遠位端の少なくとも１つの右側開口、外気と流体連通している右外側管の右側近接端を備えている右外側管であって、右外側管の右側近接端は顔の中間線から湾曲するように横に延びている右外側管とを備えることができる。左外側管または右外側管を通して外気を取り込むことができる。換気気体を呼吸の始めに提供することができる。換気気体を傾斜によって提供することができる。制御システムは換気装置の出力を調節して、少なくとも１つの圧力感知ポートからの情報に基づいて患者の需要に適合させることができる。制御システムは、会話モード感知システムを備えることができ、患者が患者の自発呼吸と非同期しないように会話している間に、制御システムは換気装置の出力を調節することができる。制御システムは無呼吸または呼吸低下感知システムを備えることができ、制御システムは無呼吸または呼吸低下に基づいて換気装置の出力を調節することができる。鼻インターフェイスは外側管を備えることができ、外側管は、二次開口部、開口部用フィルタ、織り目加工表面、消音器、消音材料、角度付けされた噴射ノズル、非同心噴射ノズル位置、およびそれらの組合せからなる群から選択された消音機構を備えることができる。
【００４４】
患者の気道閉塞を少なくする方法は、少なくとも１つの噴射ノズルを位置決めする鼻インターフェイスを提供するステップと、少なくとも１つの噴射ノズルと流体連通している気体運搬回路に換気装置から加圧気体を運搬するステップと、少なくとも１つの噴射ノズルを通して患者の鼻気道に加圧気体を運搬するステップと、制御ユニットと連通している少なくとも１つのセンサで呼吸努力パターンおよび気道開通性を補助する必要性を感知するステップと、加圧気体出力速度を決定するステップであって、２つ以上の気体出力速度が自発呼吸努力サイクルの異なる部分と同期され、気体出力速度が気道開通性を補助する必要性によって決定されるステップと、呼吸相と同期された循環パターンで呼吸相に基づいて加圧気体の運搬を変更するステップとを含むことができ、加圧気体は外気を取り込み、患者の鼻気道が大気に開放されている。
【００４５】
少なくとも１つの噴射ノズルは、自由空間に位置決めされるようになっており、鼻の入口内に加圧気体を直接運搬するように位置合わせすることができる。鼻インターフェイスは、少なくとも１つの噴射ノズル用の支持体を備えることができる。鼻インターフェイスは、鼻の側部に向かって延びるようになっている外側管の横近接端を備えた少なくとも１つの外側管と、少なくとも１つの鼻孔に衝突し、少なくとも１つの外側管を少なくとも１つの鼻孔に対して位置決めするための外側管の遠位部にある少なくとも１つの連結器と、鼻孔と流体連通するようになっている遠位部内の少なくとも１つの開口と、外気と流体連通している少なくとも１つの外側管内の少なくとも１つの開口部とを備えることができ、少なくとも１つの開口部は少なくとも１つの噴射ノズルに近接しており、少なくとも１つの噴射ノズルは横近接端で外側管内に、加圧気体源と流体連通して位置決めされている。
【００４６】
少なくとも１つの連結器は鼻クッションであってもよい。鼻インターフェイスは、左側鼻孔と衝突するようになっている左遠位端、左側鼻孔と空気圧連通している左遠位端の少なくとも１つの左側開口、外気と流体連通している左外側管の左側近接端を備えている左外側管であって、左外側管の左側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している左外側管と、右側鼻孔と衝突するようになっている右遠位端、右側鼻孔と空気圧連通している右遠位端の少なくとも１つの右側開口、外気と流体連通している右外側管の右側近接端を備えている右外側管であって、右外側管の右側近接端は顔の中間線から離れるように横に湾曲している右外側管とを備えることができる。外側管を通して外気を取り込むことができる。加圧気体を呼吸の始めに提供することができる。加圧気体を傾斜によって提供することができる。少なくとも１つの噴射ノズルの先端を外側管の内壁に向かって案内することができる。鼻インターフェイスは消音装置を備えることができる。この方法は、加圧気体源に電源を入れるステップと、治療を行なうことなく所定の期間監視するステップとを含むことができる。この方法は、所定の時間の後に、治療気体流を運搬するために加圧気体源を作動させるステップを含むことができる。換気気体の供給を調節して、少なくとも１つの呼吸センサからの情報に基づいて患者の需要に適合させることができる。この方法は、会話を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給を患者が会話しているかどうかに基づいて調節することができる。この方法は無呼吸または呼吸低下を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給を無呼吸または呼吸低下に基づいて調節することができる。
【００４７】
睡眠時無呼吸を治療する方法は、換気装置、気体運搬回路、および鼻インターフェイスを提供するステップと、換気装置に気体運搬回路の近接端を接続するステップと、鼻インターフェイスに気体運搬回路の遠位端を接続するステップと、ユーザの顔に鼻インターフェイスを取り付けるステップであって、鼻インターフェイスにより、ユーザが呼吸を制約されることなく鼻インターフェイスに全体にわたってまたはこれを通して外気を吸い込むおよび吐き出すことを可能にするステップと、換気装置に電源を入れて、換気装置が治療を行なうことなく患者監視モードに入るステップとを含むことができ、換気装置の電源を入れた後の遅延の後に、所定の時間に、換気装置は気体運搬回路および鼻インターフェイスを通してユーザの鼻気道に換気気体の治療気体流を運搬する。
【００４８】
治療気体流を調節して、少なくとも１つのセンサからの情報に基づいて患者の需要に適合させることができる。この方法は、会話を検出するステップを含むことができ、換気気体の供給を患者が会話しているかどうかに基づいて調節することができる。この方法は無呼吸または呼吸低下を検出するステップを含むことができ、治療気体流を無呼吸または呼吸低下に基づいて調節することができる。
【００４９】
本発明の追加の特性、利点および実施形態は、以下の詳細な説明、図面および特許請求の範囲に記載されている、またはこれらを考慮して明らかである。さらに、本発明の前述の要約、および以下の詳細な説明は両方とも例示的なものであり、請求するような本発明の範囲を限定することなく、さらに説明を行なうことを意図したものであることを理解されたい。
【００５０】
本発明のさらなる理解を与えるために含まれており、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の好ましい実施形態を示しており、詳細な説明と共に、発明の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態の例示的なシステム全体を示す略図である。
【図２】ＮＩＯＶが呼吸不全または神経筋疾患を治療するために使用される場合の例示的な実施形態を示す図である。
【図３】ＮＩＯＶが睡眠時無呼吸を治療するために使用される場合の例示的な実施形態を示す図である。
【図４】侵襲性ＥＴ管インターフェイスで運搬される機械的換気のための従来の療法を示す図である。
【図５】鼻マスクを使用した、およびＣＰＡＰまたはＢｉＰＡＰ換気モードを使用した、従来技術の非侵襲性換気用呼吸補助療法を示す図である。
【図６】ＯＳＡを治療するための従来技術の療法を示す図である。
【図７】酸素療法を行なうための従来技術の酸素運搬カニューレを示す図である。
【図８】鼻孔または鼻孔縁開口に近接して位置決めされたカニューレ先端を備えた非侵襲性開放鼻換気インターフェイスの例示的な実施形態の側面図である。
【図９】鼻孔または鼻孔縁開口に近接して位置決めされたカニューレ先端を備えた非侵襲性開放鼻換気インターフェイスの例示的な実施形態の正面図である。
【図１０】鼻の外側にノズルを備えた例示的な鼻インターフェイスの断面図である。
【図１１】鼻と同一平面上にあるノズルを備えた例示的な鼻インターフェイスの断面図である。
【図１２】鼻の内側にノズルを備えた例示的な鼻インターフェイスの断面図である。
【図１３Ａ】歩きながら呼吸補助の動作を行なうために、本発明の実施形態を使用する患者を示す図である。
【図１３Ｂ】患者の頭部で使用される鼻インターフェイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図１４】非侵襲性開放換気（ＮＩＯＶ）鼻インターフェイス・アセンブリの等角図である。
【図１５】図１４の鼻インターフェイスの遠位端の拡大後面図である。
【図１６】図１４の鼻インターフェイスの拡大正面図である。
【図１７】図１４の鼻インターフェイスの拡大上面図である。
【図１８】気体運搬パターンおよび鼻空気圧センサを備えた患者の図１４の鼻インターフェイスの底面図である。
【図１９】鼻梁片の端部に結合されたマニホールドに結合されることによって、気体運搬ポートを鼻の下に位置決めおよび位置合わせすることができる、上記実施形態の変更形態を示す図である。
【図２０】鼻梁支持体および鼻梁片がより実質的である、図１９と同様の変形形態を説明する図である。
【図２１】鼻梁支持体および鼻梁片の外部にある気体運搬回路および感知管を示す図である。
【図２２】一体片となるような、鼻梁片とマニホールドの間のより実質的な接続を示す図である。
【図２３】マニホールドが鼻梁片とは別であることを除いて、図２２と同様の構成を示す図である。
【図２４】鼻梁片がノズルを囲んでいる構成を示す図である。
【図２５】鼻梁片が、鼻の中間線に沿ってではなく、鼻の一方の側部に配置されている実施形態を示す図である。
【図２６】気体運搬回路および鼻気道圧力感知線は、システムを定位置に固定するのを助けるようにマニホールドに取り付けることができることを示す図である。
【図２７】マニホールドがノズルから出る気体によって生成される雑音を拡散および緩衝することができるようになっている、マニホールド内の気体運搬ノズルを示す図である。
【図２８】反対の側部をあらゆる物体から自由にするように、顔の一方の側部に一方に案内される気体運搬導管を示す図である。
【図２９】鼻梁支持体がガラスによって定位置に保持される、またはガラスに結合される、図２８と同様の実施形態を示す図である。
【図３０】気体運搬回路の経路の後にあり、鼻の上の皮膚クッションで定位置に保持される感知管を備えた片側構成を示す図である。
【図３１】気体運搬回路とは顔の反対の側部にある感知管を示す図である。
【図３２】マニホールド内に組み込まれた消音器を示す図である。
【図３３】図３２の実施形態の拡大前面図である。
【図３４】図３３の実施形態の拡大後面図である。
【図３５】鼻の下に気体運搬ノズルを位置決めする代替実施形態を示す図である。
【図３６】気体運搬配管および鼻支持体を示す図である。
【図３７】患者インターフェイスの遠位端の実施形態の正面図である。
【図３８】左側および右側カニューレをマニホールドなどの空気流路と相互接続させることができ、遠位先端噴射ノズルを備えた鼻インターフェイスの一部がマニホールドから上向きに延びることができる実施形態を示す図である。
【図３９】カニューレの遠位端の噴射ノズルはカニューレの上壁内の開口部であってもよく、カニューレは鼻の一方または両方の側部の方へ横に湾曲されている、代替実施形態を示す図である。
【図４０】鼻インターフェイスは、鼻孔の孔に対して正確に鼻インターフェイスの先端を位置合わせおよび位置決めする配置デバイスを備えている、本発明の実施形態の側面図である。
【図４１】気体運搬回路の両側部の間にコネクタを備えた、本実施形態の正面図である。
【図４２】図４０および４１に示す実施形態の略断面図である。
【図４３】鼻孔に対してノズルの位置を調節するために使用される調節アームに結合された調節機構を備えることができる鼻インターフェイスの実施形態の略断面図である。
【図４４】取付けおよび位置決めパッドをシステムに含めることができる、右側鼻孔の正面断面図である。
【図４５】解剖学的に適合する湾曲を備えたマニホールドが説明されている図である。
【図４６】気体運搬ルーティングを備えた気体運搬ノズル、および圧力感知管腔を備えた鼻気道圧力感知ポートを示す、図４６に記載されたマニホールドの拡大正面図である。
【図４７】消音バッフルがマニホールド上の気体運搬ノズルの上に設けられ、それによってノズルから出る気体によって生成される音が消音される実施形態を示す図である。
【図４８】図４７に示すマニホールドの後面図である。
【図４９】図４７に示すマニホールドの正面図である。
【図５０Ａ】マニホールドが気体運搬ノズルと、取り込み開口部とを備えている実施形態を示す図である。
【図５０Ｂ】図５０Ａに示される実施形態の前面図である。
【図５１Ａ】マニホールドが気体運搬ノズルと、取り込みポートとを備えている実施形態を示す図である。
【図５１Ｂ】図５１Ａに示される実施形態の前面図である。
【図５２】マニホールドが、生成された音を緩衝するのを助け、マニホールドを鼻のより近くに位置決めして、鼻インターフェイスの輪郭を小さくするように、マニホールド内で窪んでいる気体運搬ノズルを備えている実施形態を示す図である。
【図５３】マニホールドが、皮膚および開口部に対してマニホールドを位置決めおよび緩衝するのを助けるように、マニホールドの後部皮膚側にパッドを備えている実施形態を示す図である。
【図５４】ユーザの顔の上に着用したブラケットは、鼻の下に鼻気道圧力感知ポートを、鼻の下に気体運搬ノズルを位置決めすることができる実施形態を示す図である。
【図５５】気体運搬ノズルおよび鼻気道圧力感知ポートを示す、鼻の下に位置決めされた鼻インターフェイスのマニホールドの上面図である。
【図５６】マニホールドが、ハンズ・フリー・マイクと同様のヘッドセットを使用して鼻の下に位置決めされる鼻インターフェイスを示す図である。
【図５７】ユーザの頭部からの図５６の実施形態の後面図である。
【図５８】図５６の実施形態の代替形態を示す図である。
【図５９】マニホールドをユーザの鼻の下に置くように湾曲および構成することができ、鼻の側部まで顔の中間線から両側に延びることができる例示的な実施形態を示す図である。
【図６０】図５９のマニホールドの正面・底面図である。
【図６１Ａ】図５９のマニホールドの上面・正面・側面図である。
【図６１Ｂ】図５９のマニホールドの正面・側面図である。
【図６２Ａ】図５９のマニホールドの後面図である。
【図６２Ｂ】気体流路を示す、中間線Ａ−Ａに沿った、図６２Ａのマニホールドの断面図である。
【図６３Ａ】図５９のマニホールドの正面・側面図である。
【図６３Ｂ】気体運搬ノズルの端面図を示す、線Ｂ−Ｂに沿った、図６３Ａのマニホールドの断面図である。
【図６４Ａ】雑音をさらに小さくする実施形態の略断面図である。
【図６４Ｂ】二次気体流開口部が示されている図である。
【図６４Ｃ】気体流路が一次気体流路と同軸である、内側管を備えた代替の二次気体流開口部を示す図である。
【図６４Ｄ】開口部にある、任意選択では外側管またはマニホールドの内側にあるフィルタの実施形態を示す図である。
【図６５】ノズルを外側管またはマニホールドの軸方向中心線に対して角度付けすることができる、本発明の代替実施形態を示す図である。
【図６６】マニホールド取り込み／呼吸開口部をマニホールドの横端部に配置することができる実施形態を示す図である。
【図６７】マニホールドが、左側湾曲カニューレおよび右側湾曲カニューレを備えることができる実施形態を示す図である。
【図６８】鼻まくらを備えた、図６７のマニホールドの後面図である。
【図６９】図６７のマニホールドの前面図である。
【図７０】マニホールドは、鼻インターフェイスの寸法および輪郭を小さくするように、左から右の長さがより短くてもよい実施形態を示す図である。
【図７１】図７０のマニホールドの後面図である。
【図７２】図７０のマニホールドの前面図である。
【図７３】マニホールドがマニホールドの後面側に少なくとも１つの平坦部を有し、それによってマニホールドは、マニホールドをユーザに定位置に固定するのを助けるように皮膚の表面に対して平坦なままである実施形態を示す図である。
【図７４】図７３のマニホールドの後面図である。
【図７５】図７３のマニホールドの前面図である。
【図７６】マニホールドを口からできるだけ離れて間隔を置いて配置するように、マニホールドは上部から底部の寸法がより狭い実施形態を示す図である。
【図７７】図７６のマニホールドの後面図である。
【図７８】図７６のマニホールドの前面図である。
【図７９】マニホールドと、鼻孔と衝突するようにマニホールドの上側の管状延長部と、鼻孔および管状延長部と位置合わせされたマニホールドの下側の取り込み／呼吸ポートとを備えた実施形態を示す図である。
【図８０】図７９のマニホールドの前面図である。
【図８１】図８０のマニホールドの線Ａ−Ａを通る断面図である。
【図８２】２つの管がその遠位端の鼻孔と衝突し、鼻孔から離れて横および下に湾曲する実施形態を示す図である。
【図８３】鼻孔縁および開口、鼻孔壁面、鼻孔の孔、および／または鼻隔壁内に形成することができる噴射ポンプ入口および取り込み区画を示す図である。
【図８４】ノズルが外側管内に部分的に挿入される場合に、ノズルと外側管の間に形成することができる取り込みチャンバを示す図である。
【図８５】ノズルの先端は外側管の近接端と実質的に同一平面上にあってもよいことを示す図である。
【図８６】鼻換気インターフェイスの全体図である。
【図８７】図８６に示す線Ａ−Ａでの鼻インターフェイスのカニューレの例示的断面図である。
【図８８】図８６に示す鼻インターフェイスの遠位端のより詳細な側面図である。
【図８９】鼻インターフェイスの遠位端の代替実施形態の正面図である。
【図９０】鼻インターフェイスの遠位端の代替実施形態の正面図である。
【図９１】図８９および９０に記載した実施形態と同様の、鼻インターフェイスの遠位端の代替実施形態の正面図である。
【図９２】鼻インターフェイスの遠位端の噴射ポンプ部の代替実施形態を示す図である。
【図９３】鼻インターフェイスの遠位端の噴射ポンプ部の代替実施形態を示す図である。
【図９４】気体運搬ノズルが、適合鼻孔インサートを含むマニホールド内に設けられている代替実施形態を示す図である。
【図９５】気体運搬ノズルが、適合鼻孔インサートを含むマニホールド内に設けられている代替実施形態を示す図である。
【図９６】マニホールドの側部に取り付けられた気体運搬管ではなく鼻孔インサートと気体運搬ノズルを全体的に位置合わせするように、気体運搬管をマニホールドの中間部でマニホールドに取り付けることができる別の実施形態を示す図である。
【図９７】マニホールドの側部に取り付けられた気体運搬管ではなく鼻孔インサートと気体運搬ノズルを全体的に位置合わせするように、気体運搬管をマニホールドの中間部でマニホールドに取り付けることができる別の実施形態を示す図である。
【図９８】インターフェイスの遠位先端が、内側ノズルおよび同心外側管噴射ポンプ構成を備えている実施形態を示す図である。
【図９９】インターフェイスの遠位先端が、内側ノズルおよび同心外側管噴射ポンプ構成を備えている実施形態を示す図である。
【図１００】目立たない鼻インターフェイス１０４０１を鼻の外部に取り付けることができる実施形態を示す図である。
【図１０１】目立たない鼻インターフェイス１０４０１を鼻の外部に取り付けることができる実施形態を示す図である。
【図１０２】本発明の例示的なシステムを説明するブロック図である。
【図１０３】本発明が病院または機関での使用を意図している場合に、気体運搬回路をブレンダに接続することができ、ブレンダは病院の加圧気体サプライから加圧酸素および加圧空気を受ける、任意選択の実施形態を示す図である。
【図１０４】療法が経口インターフェイスを使用することができることを示す図である。
【図１０５】ＥＴ管インターフェイスで使用される実施形態を示す図である。
【図１０６】換気装置Ｖの構成部品のシステム・ブロック図である。
【図１０７】本発明が肺疾患または神経筋疾患応用例に使用される場合に、本発明によって患者の呼吸の動作にどのように有利に影響を与えることができるかを示す図である。
【図１０８】実際の被験者についての本発明の鼻インターフェイスで達成される肺容量を示すグラフである。
【図１０９】肺容量を測定および表示するために胸部インピーダンス・バンドを使用して、被験者についての本発明の鼻インターフェイスで達成される肺容量を示すグラフである。
【図１１０】従来の換気と比較して、肺シミュレータ・ベンチ・モデルについてＮＩＯＶで達成される肺容量を示すグラフである。
【図１１１】肺シミュレータ・ベンチ・モデルを使用して、酸素療法と比較したＮＩＯＶを示すグラフである。
【図１１２】標準的酸素療法およびＮＩＯＶ療法を使用して、６分間歩行試験を行なう典型的なＣＯＰＤ患者の能力を示すグラフである。
【図１１３Ａ】従来のＣＰＡＰ換気装置によって生成される肺圧力と比較して、ＮＩＯＶによって生成される肺圧力を示す図である。
【図１１３Ｂ】従来のＢｉＰＡＰと比較して、ＮＩＯＶシステムで達成される肺容量を示す図である。
【図１１４】ＮＩＯＶの運搬回路駆動圧力を従来技術と比較した図である。
【図１１５】ＮＩＯＶの運搬回路駆動圧力を従来技術と比較した図である。
【図１１６】ＮＩＯＶの運搬回路駆動圧力を従来技術と比較した図である。
【図１１７】ＮＩＯＶの運搬回路駆動圧力を従来技術と比較した図である。
【図１１８】ＮＩＯＶの呼気相容量運搬を従来技術と比較した図である。
【図１１９】ＮＩＯＶの呼気相容量運搬を従来技術と比較した図である。
【図１２０】ＮＩＯＶの呼気相容量運搬を従来技術と比較した図である。
【図１２１】ＮＩＯＶの呼気相容量運搬を従来技術と比較した図である。
【図１２２】ＮＩＯＶの肺圧力を従来技術と比較した図である。
【図１２３】ＮＩＯＶの肺圧力を従来技術と比較した図である。
【図１２４】ＮＩＯＶの肺圧力を従来技術と比較した図である。
【図１２５】ＮＩＯＶの肺圧力を従来技術と比較した図である。
【図１２６】ＮＩＯＶの運搬回路の典型的外径を従来技術と比較した図である。
【図１２７】ＮＩＯＶの運搬回路の典型的外径を従来技術と比較した図である。
【図１２８】ＮＩＯＶの運搬回路の典型的外径を従来技術と比較した図である。
【図１２９】ＮＩＯＶの運搬回路の典型的外径を従来技術と比較した図である。
【図１３０】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３１】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３２】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３３】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３４】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３５】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３６】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３７】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３８】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１３９】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４０】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４１】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４２】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４３】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４４】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４５】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４６】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４７】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４８】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１４９】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１５０】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１５１】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１５２】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１５３】本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響を示すグラフである。
【図１５４】自発呼吸センサは、通常の空気流信号から小さい空気流信号への鼻空気流のシフトを検出することができる反応および修正アルゴリズムを示す図である。
【図１５５】呼吸センサは、通常の空気流信号から小さい空気流信号への鼻空気流のシフトを検出するプリエンプションアルゴリズムを示す図である。
【図１５６】換気装置気体流が患者の自発呼吸と同期して運ばれ、閉塞の開始により空気流の減少が起こる場合に、換気装置の循環速度により、閉塞が完全に進行するのが防止され、呼吸が通常に戻る予防アルゴリズムを示す図である。
【図１５７】換気装置が無呼吸への前兆中に、または無呼吸もしくは気道閉塞の期間中に作動され、その後、通常の呼吸が回復したときに停止される期間にわたる患者および換気装置の波形を示すグラフである。
【図１５８】換気装置出力を減退気流または呼吸信号に応じて大きくすることができ、それによって閉塞を防ぎ、通常の気流を回復することができることを示す図である。
【図１５９】閉塞の開始が検出された場合、サイクルの間に連続流を運ぶように、換気装置出力は同期循環入切出力から切り替わることができることを示す図である。
【図１６０】無呼吸の前兆が検出されるまで、換気装置が連続流または圧力出力を放出することができ、そのときに部分的閉塞を示す少ない気流が存在しながら、呼吸と同期されたより大きな振幅の圧力、流れまたは容量を運ぶように換気装置がその出力を上昇させることを示す図である。
【図１６１】可変換気装置圧力または連続流出力を運ぶことができ、それにより小さい空気流信号が通常の信号に戻されるまでより大きな振幅に傾斜し、その後、換気装置出力はその基準値まで傾斜することができることを示す図である。
【図１６２】上昇を患者にとってさらに気づかないものにするためだけに、吸息相中に傾斜が行われる可能性があることを示す図である。
【図１６３】療法の感覚および／または音に患者を調整するまたは順応させるために、患者の吸気努力と同期して流れの非治療パルスが運ばれるアルゴリズムを示す図である。
【図１６４】吸気努力同期療法を使用する場合、気体運搬波形の任意選択の実施形態をより詳細に示すグラフである。
【図１６５】ＮＩＯＶは、気道圧力信号処理または音声または振動センサなどを使用した、会話検出能力を含むことができる
【図１６６】鼻孔と同心に配置された噴射ノズルを示す図である。
【図１６７】鼻まくらと同軸に配置された噴射ノズルを示す図である。
【図１６８】噴射輪郭の直径は実質的に、咽喉入口の直径と等しいようになっている、咽喉部の端部からの距離にある噴射ノズルを示す図である。
【図１６９】噴射輪郭の直径は実質的に、咽喉出口の直径と等しいようになっている、咽喉部の端部からの距離にある噴射ノズルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、本発明の実施形態の例示的なシステム１０１全体を示す略図である。患者は、換気気体運搬回路１０３、気道圧力感知ライン１０４、および非侵襲性開放鼻インターフェイス（鼻インターフェイス）１０５を使用して、非侵襲性開放換気（ＮＩＯＶ）で換気させることができる。鼻インターフェイス１０５は、他の換気インターフェイスで典型的であるように、患者の鼻に対して密封せず、むしろユーザが周辺環境から通常および自由に呼吸するように鼻を開放しておくことが好ましい。換気装置１０９から運ばれた換気気体１０７は、気体運搬回路１０３を通して鼻インターフェイス１０５内の１つまたは複数の気体出口ポート１１１から前進することができる。換気気体１０７は、外気１１３を取り込む速度で出ることができ、それによって換気気体１０７、取り込まれた外気１１３および自発吸入空気１１５の組合せは、患者が自発呼吸をしている場合に、肺および気道への臨床的に有効な効果を作り出すように力を受けて、鼻腔１１７、口腔咽喉気道１１９、気管１２１、肺１２３およびその他などの患者の気道に運ばれる。患者は、鼻または口を通して息を吐く１１６ことができる。
【００５３】
鼻インターフェイス１０５の幾何形状および寸法は、性能、およびユーザ許容性および耐性を最大限にするように、システムの物理特性および流体力学特性を最適化することができる。システムの性能は、肺容量の増加、または肺圧力の増加、またはユーザの呼吸の動作の軽減、または気道圧力の増加を作り出すことができる。本発明は、機械的換気補助または気道圧力の増加を行なわない酸素療法システムとは異なる可能性があり、鼻および／または口またはカフ付き気道管の周りを密封する密封マスクでの閉塞気道原理に作用する従来の換気システムとは異なる。本発明の実施形態では、患者は外気を通して完全に息を吐き出すことができ、既存のシステムでは、患者は鼻マスクまたは配管を通して息を吐き出すことができる。
【００５４】
本発明の実施形態は予想より良く機能するので、本発明はまた、既存の経気管システムとは異なる可能性がある。経気管システムでは、運搬された気体は下気道内の抵抗に対して作用して、気道圧力を改善し、呼吸の動作を助けなければならない。鼻システムが同じ結果を達成するために、運搬された気体は、経気管システム内と同様の下気道圧力、および鼻、口腔咽喉気道などの上気道圧力の両方に対して作用しなければならない。このように、鼻インターフェイスは経気管システムと同じだけ効果的である可能性があることは予測されなかっただろう。しかし、本発明者らは、鼻インターフェイスが気道圧力への同様の改良、および非侵襲性開放鼻インターフェイスを使用して呼吸の動作の軽減を行なうことができることを予想外に発見した。
【００５５】
ＮＩＯＶ換気システムはまた、気体供給または気体発生システム１２５と流体連通している換気装置１０９を備えることができる。換気装置１０９および／または気体供給または気体生成システム１２５は別々、または単一のデバイス１２７内にあってもよい。換気気体１０７は、呼吸不全応用例の場合と同様に酸素、睡眠時無呼吸または神経筋応用例の場合と同様に空気、その組合せ、またはあらゆる他の臨床的に利点のある気体であってもよい。換気装置１０９は、制御ユニットまたはシステムを有することができる。換気装置１０９は、電源を入れることができ、換気気体１０７を供給する前に所定の時間の遅延があることがある。所定の時間の後、換気装置１０９は、呼吸パターンと同期してなど必要に応じて、気体を運ぶことができる。
【００５６】
また、自発呼吸センサ１２９を使用して、換気システム１２７との連通を介して、患者の自発呼吸パターンおよび位相と、無呼吸または呼吸不全イベントを検出、決定および測定し、また呼吸速度または活動レベルなどの他の患者パラメータを決定および測定することができる。この情報を使用して、換気装置１０９はその後、患者の需要に治療を同期または滴定し、最大快適性および治療滴定するために患者の呼吸と気体運搬を一致させることができる。
【００５７】
追加のセンサ１３１を使用して、呼吸努力を検出することができる。本発明を使用して、肺内の圧力および容量を増加させることによる呼吸の動作の補助を含む、患者の呼吸を補助することができ、口腔咽喉気道１１９などの上気道の気道開通性を維持することができる。本発明を使用する場合、患者は通常、インターフェイスを通した機械的補助を受けながら、上気道を通しておよび鼻を通して呼吸をする。息を吐き出している間に、吐き出された気体は、気体運搬回路に入らないが、むしろ、外気へと直接、または鼻インターフェイス１０５を通して、それにわたって、またはその周りを通って外気へと口または鼻から出ることが好ましい。患者は、使用中、例えば吸気時に口を閉じたままにして、機械的補助を下気道に、および口腔１３３、舌１３５の根元、口蓋１３７、および食道１３９に案内するのを助けることができる、または必要に応じて口ガードまたは顎バンドを使用することができる。以下の部分で説明するように、気体運搬は、患者の呼吸相と同期して循環的に、または連続的に、またはその組合せで行なうことができる。患者は、静止しながら、輸送されながら、移動および活動的にしながら、または休息または睡眠しながら、この療法を使用することができる。療法は、在宅治療、病院、亜急性治療、救急、軍隊、世界的流行病、および運輸への応用例を有する。
【００５８】
換気制御を以下の通りにより詳細に説明する。換気システムを使用して、自発呼吸患者のための一回換気量増加を行なう、例えば、患者によって必要とされる一回換気量の１０〜５０％を与えることができる。また、換気システムを使用して、自発呼吸患者に大幅な機械的補助を行なう、例えば、患者によって必要とされる一回換気量の２５〜７５％を与えることができる。また、換気システムを使用して、患者に完全補助または終身補助を行なう、例えば、患者の必要とする一回換気量の７５〜１００％を与えることができる。換気システムは、容量制御または容量補助モードを備えた容量換気装置であってもよく、ＳＩＭＶモードを有することができる。換気システムはまた、圧力制御または圧力補助モードを備えた圧力換気装置であってもよい。例えば、５〜２０センチの水圧（ｃｗｐ）の圧力を、患者の気道内に連続してまたは循環的に生成することができる。別の例では、システムは５〜２０ｃｗｐの吸気圧力を生成することができる。鼻インターフェイスに固有の呼気抵抗を大きくすることによって、または気体運搬ノズルが呼気相中に必要量の気体流を運ぶことによって、または取り込み／自発呼吸開口部抵抗が調節されることによって、または上記解決法のいずれかの組合せによって呼気圧を生成することができる。鼻インターフェイス内またはその近くで圧力を測定すること、および鼻インターフェイスを通して前進する気体流量を測定することは、典型的にはマニホールド内で、所望の気体流、運搬量、および／または運搬圧力を放出および生成するように換気装置を測定および制御するのを助け、呼気および他の呼吸パラメータを監視および測定するために行なわれる。
【００５９】
図２は、ＮＩＯＶを使用して呼吸不全または神経筋疾患を治療する場合の例示的な実施形態を示している。換気装置２０１は、患者２０３が容易に持つまたは着用することができる。鼻インターフェイス２０５を患者の顔の上に個別に置くことができ、気体運搬回路２０７をユーザの身体上に個別に置くことができる。ユーザは、換気装置２０１上、または任意の適切な位置に置くことができる、ユーザ・インターフェイス２０９を通して換気システムを操作することができる。換気システムは人が呼吸するのに必要な機械的動作のいくつかに貢献するので、ユーザは呼吸困難、低酸素血症または高炭酸症に苦しむことなく活動的になることができる。ユーザは、歩行、活動の利益を得て、食事の準備、入浴、家事雑用、および屋外活動のために家から出かけることなどの日常生活の通常活動に参加することができる。さらに、ユーザは、患者の気道が外部マスクで閉じられている、またはカフ付き気道管で内部密封されている他の換気インターフェイスと対照的に、機械的換気を受けながら、会話をし、飲食し、飲み込むことができる。
【００６０】
図３は、ＮＩＯＶを使用して睡眠時無呼吸を治療する場合の例示的な実施形態を示している。患者は、図示するように仰向け位置にいる、または脇または胃を下にして眠ることができる。鼻インターフェイス３０１および運搬回路３０３は、従来の療法より明らかに邪魔にならず、鼻を密封しないので、患者は通常は鼻インターフェイスの周りの外気で呼吸する感覚の利点を得ることができる。このように、邪魔になるのを最小限に抑え、自然に近い感覚にすることにより、療法がユーザにとってより耐えられるものとなり、その結果、患者の順守が改善され、療法がより有効なものとなることができる。気体運搬回路３０３は、カニューレ３０５を通して鼻インターフェイス３０１に結合させることができ、ネック・ストラップ３０７または他の取付け機構で患者に固定することができる。
【００６１】
図４は、従来の機械的換気療法を示している。患者４０１は、気管内チューブ（ＥＴＴ）４０３が挿管され、カフ４０５を気管４０７内で拡張させ、それによって気道を外気から遮断することができる。換気気体回路４０９を通して換気気体を運搬することができ、センサ４１１で監視することができる。患者４０１を鎮静させることができ、肺は気体をＥＴチューブを通して運搬および除去した状態で換気される。この療法は、呼吸に対する機械的補助を与えるのに非常に効果的であるが、鎮静および完全呼吸補助が必要でない膨大な数の患者には適当ではない。
【００６２】
図５は、鼻マスク５０１を使用した、典型的にはＢｉＰＡＰ換気モードを使用した、非侵襲性換気のための従来の呼吸補助療法を示している。ＮＩＶを使用して、患者に呼吸させる、または患者の呼吸を助けることができ、この場合、患者の自発呼吸努力が、圧力または容量ベースＭＶを運搬するように換気装置をトリガする。肺に、またはそこから運ばれる量の全てを、換気回路５０３および鼻マスク５０１から運搬および除去することができる。同様のシステムをＯＳＡに使用することができ、この場合、排気ベント５０５は鼻マスクに含まれており、それによって呼気気体の一部はベント・ポートを通して吐き出される。ＮＩＶ、ＣＰＡＰおよびＢｉＰＡＰは自発呼吸患者には臨床的に極めて効果的であるが、これらのモードおよび治療は、日常生活の活動を容易にはせず、換気装置を患者が持つことはできず、患者は室内空気を自然および自由に呼吸することはできず、外部マスク・シールで密閉されているので、患者の上気道は正常かつ自然には機能することができない。
【００６３】
図６は、ＯＳＡを治療する従来の療法（Ｗｏｏｄ特許、米国特許第６，４７８，０２６号）を示している。ユーザの鼻孔６０３に対して密封する大口径カニューレ６０１を利用することによって、このシステムを使用してＣＰＡＰまたはＢｉＰＡＰを行なう。大口径カニューレ６０１上の延長部６０５は、鼻孔内に延びて鼻を密封する。このシステムは、ＮＩＶに関連して記載したのと同様の欠点を有し、それに加えて、ユーザの顔および鼻での快適性および耐性の追加の欠点を有する。
【００６４】
図７は、酸素療法を管理するための従来技術の酸素運搬カニューレ７０１を示している。カニューレ７０１上の延長部７０５を、鼻孔７０３に入るように構成することができる。カニューレ７０１の近接端を酸素運搬デバイスに接続することができ、このデバイスはユーザの鼻に１〜６ＬＰＭで連続流酸素を運ぶことができる、または吸気努力の検出の際に酸素のボーラスを運ぶ。このシステムは、患者の呼吸の動作を機械的には補助せず、中程度から重度の形のＯＳＡを防ぐのに効果的であることは証明されていない。図７はまた、別の酸素運搬療法、高流量酸素療法（ＨＦＯＴ）を説明しており、１５ＬＰＭを超える加湿酸素がユーザの鼻に連続流量で運ばれる。ＨＦＯＴに必要とされる高流量により、システムは携帯不可能である可能性があり、酸素を加湿しなければならない。
【００６５】
次に、図８〜５８を参照すると、人が鼻の下に位置決めされた気体運搬ノズルから鼻気道に運ばれた気体によって機械的換気または気道補助を受け、鼻は自由に外気から直接吸い込み、外気に直接吐き出す、本発明の実施形態が記載されている。図８〜３６では、鼻梁と物理的に係合する鼻支持体を使用して、気体運搬ノズルが鼻の下に位置決めされている、本発明の実施形態が記載されている。図３７〜５８では、鼻梁と物理的に接触することなく、気体運搬ノズルが鼻の下に位置決めされている、本発明の実施形態が記載されている。気体運搬ポートが自由空間内で鼻孔から離れた距離に位置決めされている、様々な記載された実施形態では、ポートは鼻孔入口から離れた距離にあるが、呼吸センサを鼻孔への入口に密接して置くことができる、または他のところに置かれているいくつかの他の呼吸センサがある。これにより、気体運搬力学は、呼吸検出および監視を犠牲にすることなく、適切な幾何形状を通して必要動力および有効性を与えることを保証することができる。
【００６６】
図８および９では、本発明の実施形態の鼻インターフェイス８００の側面図および正面図がそれぞれ示されている。左側カニューレ８０１は左側遠位端／カニューレ先端８０３を有することができ、右側カニューレ９００は右側遠位端／カニューレ先端９０１を有することができる。本明細書で使用するように、左側、右側、上部、底部および他の方向的言及などの用語は、交換可能であることを理解されたく、絶対的な決定を意味するものではない。全体的に、方向はユーザに対して与えられており、したがって左側カニューレはユーザの左側に置かれている。同様に、左側または右側鼻孔という言及は、そうでないと記されていない限り、システムを逆にすることができないという意味ではない。左側遠位端８０３および／または右側遠位端９０１は任意選択では、鼻８０７の下で連結器９０７に接続させることができる。連結器８０５は、呼吸センサ（図示せず）を備えることができる。皮膚パッド９０３は、カニューレ先端８０３、９０１と皮膚の間の所要の距離を設定し、鼻孔入口および鼻孔の孔に対してカニューレ先端８０３、９０１のノズル８０９を位置合わせするために、連結器８０５の後部または皮膚側に含めることができる。
【００６７】
ヘッド・ストラップ８１１は、カニューレ８０１、連結器８０５または皮膚パッド９０３に接続させることができ、インターフェイス８００を定位置に固定するために頭部の後ろまで延ばすことができる。カニューレ８０１、９００は、鼻孔の下まで鼻孔から両側に、その後、顔の側部に対して横および後部に、その後、口の隅部周りで下に、最終的に首の前に通すことができ、ここでカニューレは換気気体供給管に取り付けられる。別の方法では、カニューレを鼻から耳の上およびその周りに、そして首の前に両側に通すことができる。カニューレは、患者の生体構造の最も快適で最も目立たない部分にカニューレを位置決めするのを助け、デバイスを定位置に固定し、シフトおよび移動に耐えるように、これらの複合的なアーチ形状の１つまたは複数に予備成形することができる。２つのカニューレ・ノズルの間の距離を調節する長さ調節機構、およびノズルの角度を鼻孔入口および孔に位置合わせするカニューレ先端角度調節機構があってもよい。これらの機構の追加の詳細を以下に説明する。他の形状、調節機構および締付機構も本発明に含まれ、以下に説明する。
【００６８】
本発明の実施形態は、標準的な酸素療法鼻カニューレおよびマスクを凌ぐ様々な利点を有することができる。既存のシステムは、限られた治療効果しかないことがある。例えば、既存のシステムの幾何形状は最適化することができず、カニューレ先端から出る気体の速度流動力学は最適未満である可能性がある。本発明の実施形態は、最適化した噴射ポンプ幾何形状により改善された効率を有することができる。加えて、既存のシステムは患者にとって不愉快なことがある。既存のカニューレから出る気体の速度は、最適化されていないが、患者にとって極めて不愉快であることがある。というのは、気体流は乱流であり、鼻粘膜を刺激する可能性があるからである。本発明の実施形態の気体の輪郭は、気体が鼻に入る場合に、より整えられ、および／または層流になることができる。患者による機密性の高い実験では、高いリットル流量の酸素を有する患者は酸素では不愉快であるが、本明細書に記載したような鼻インターフェイスでは快適であったことが示されている。さらに、既存のシステムのカニューレ先端が収縮されて、鼻の外側に置かれ、幾何形状および流れの輪郭が改善された場合、カニューレは患者の呼吸を感知することができず、システムはトリガすることができない。
【００６９】
図１０に断面図で示すように、鼻インターフェイス１００１の先端１００５の直径を小さくして、ノズル１００３作り出すことができる。ノズル１００３の遠位先端１００５を、鼻隔壁１００９内の鼻孔の孔１００７の入口に対して近接して位置決めして、噴射ポンプを作り出すことができる。ノズル１００３の遠位先端１００５は、鼻孔縁および開口１０１１および鼻孔壁面１０１３に近接することができる。噴射ポンプ入口を、鼻孔の縁部によって画定することができ、噴射ポンプ１０１５の取り込み領域は、鼻孔の入口に近接するまたは僅かにその中にあってもよい。噴射ポンプ咽喉領域は、鼻孔の孔１００７の近接部であってもよい。本発明のこのような噴射ポンプ幾何形状により、外気の取り込みを容易にすることができ、それによって患者に運ばれている合計気体は、カテーテルのみから出る気体よりも大容量であり、噴射ポンプ構成による十分な動力で、気道抵抗を突き抜けることができる。これにより、肺または気道のより効果的な換気が容易になる。本発明のパラメータを、以下の表１および２で従来技術の療法と比較する。
【００７０】
【表１】
0005575223.tif 000002
【００７１】
【表２】
0005575223.tif 000003
【００７２】
図１１は、噴射ノズル１１０３の遠位先端１１０１を鼻孔の入口とほぼ同一平面上に配置することができる、鼻インターフェイス１１０５の変形形態を示している。ノズルのこのような配置により、直径、運搬圧力および位置合わせなどの他の一般的な条件によって、鼻孔の内側に配置されているノズルと比較してより多くの外気を取り込むことができる。噴射ポンプ入口および取り込み区画１１０７が示されている。図１２は、ノズル１２０３の遠位先端１２０１が鼻孔の孔１００７を貫通して、噴射ポンプ入口および取り込み区画１２０７を作り出すことができるように、噴射ノズル１２０３を位置決めすることができる鼻インターフェイス１２０５の変形形態を説明している。
【００７３】
図１３Ａは、歩行しながらの呼吸補助の動作を行なうために、本発明の実施形態を使用している患者１３０１を示している。鼻インターフェイス１３０３は、標準的なマスクと比べて最小限しか目立たず、それによって患者は療法を受けながら通常のように感じ、行動することができる。例示的なシステム全体の詳細は図２を参照のこと。例えば、患者は、鼻インターフェイスおよび療法によって、話し、飲み込み、飲食することができる。換気システムに必要な配管は、標準的換気装置の配管と比べて極めて小さくすることができ、それにより患者が療法によって移動し、療法に必要な機器および配管を隠すことが、さらにより現実的となる。図１３Ｂは、患者１３０１の頭部上の鼻インターフェイス１３０３を示している。
【００７４】
図１４は、非侵襲性開放換気（ＮＩＯＶ）鼻インターフェイス・アセンブリ１４０１の等角図を示している。アセンブリ１４０１は、鼻インターフェイス１４０３、および鼻インターフェイス１４０３に結合された換気気体アタッチメント１４０５を備えることができる。換気気体を、換気装置から、換気装置アタッチメント１４２７、気体運搬回路１４２９、および換気気体アタッチメント１４０５を通して運ぶことができる。換気気体出口１４１５を、換気気体アタッチメント１４０５の遠位端に位置決めすることができる。１つまたは複数のノズル１４１７を、換気気体出口１４１５の遠位端に配置することができる。換気気体出口の遠位端を、鼻の外側約０インチから約１．５インチに位置決めすることができることが好ましい。換気気体出口の遠位端を、鼻の外側約０．７５インチから約１．２５インチに位置決めすることができることがさらに好ましい。
【００７５】
気体運搬回路１４２９に加えて、感知管１４３１は、鼻インターフェイス１４０３と換気装置アタッチメント１４２７の間に接続させることができる。感知管１４３１は感圧管であってもよい。感知管１４３１および／または気体運搬回路１４２９は、鼻インターフェイス１４０３のシェル／マスク１４３３を通過することができる。１つまたは複数のセンサまたは感知ポート１４３５を、シェル１４３３上の様々な位置に配置することができる。１つまたは複数のセンサ１４３５は、気道感圧アタッチメントまたは流量感知アタッチメントであってもよいが、他のタイプのセンサを鼻インターフェイス１４０３の上でまたはその近くで使用することができる。特定の実施形態では、１つまたは複数のセンサ１４３５をトリガするためにポート１４３５は鼻腔経路内になければならない。本発明の実施形態はまた、二酸化炭素サンプリング・ポートである１つまたは複数のセンサを含むことができる。二酸化炭素サンプリング・ポートを、シェル１４３３の外側表面上でサンプリング・ラインに取り付けることができる。
【００７６】
本発明の実施形態は調節可能である、または異なる患者サイズに対応するように様々なサイズとすることができる。例えば、シェル１４３３は、様々なサイズの鼻に対応するために様々な寸法とすることができる。鼻孔の周縁に接触し、鼻インターフェイス１４０３を位置決めするために、リッジ１４１１をシェル１４３３に結合させることができる。シェル１４３３は、鼻梁上で自己センタリングすることができる。空気ナイフ偏向装置１４１９は、空気ナイフ効果が眼の邪魔になるのを防ぐことができる。
【００７７】
検査中、換気気体の噴射を鼻孔と位置合わせするために、ノズルが鼻梁と平行に向けられた場合に最適な性能が達成されることが分かった。インターフェイスのノズルは、マスク１４３３と平行に向けることができ、それによって、マスク１４３３を鼻梁上に置くことによって、ノズル１４１７を鼻梁と平行にすることができる。何らかのミスアラインメントがある場合、性能は低下する可能性がある。噴射は、鼻開口および鼻孔の軸と適切に位置合わせされた１０度以内に保持されていることが好ましい。
【００７８】
このように、患者が（例えば、顎を大げさに動かすことによって）鼻を左または右に動かした場合、鼻インターフェイス１４０３は鼻につられて、ノズルは、確実に鼻の中心線、したがって鼻孔と位置合わせされたままであることが確実になる。
【００７９】
図１５は、図１４の鼻インターフェイス１４０３の遠位端の拡大後面図である。図１６は、図１４の鼻インターフェイス１４０３の拡大正面図を示している。図１７は、図１４の鼻インターフェイス１４０３の拡大上面図を示している。
【００８０】
図１８は、図１４の鼻インターフェイス１４０３がどのように患者の鼻気道１８０１と連通することができるかを示す底面図である。鼻気道１８０１は、楕円形パターンによって示されている。気体運搬ノズル１８０３および鼻空気圧感知位置１８０５は、それぞれ大小の円によって示されている。鼻空気圧感知ポートは、鼻孔内の呼吸経路の感知ポートの明確な位置を達成するのを助けるための突起部であってもよい。気体運搬ポートは、気体運搬経路が鼻孔気道への明確な経路を有するように位置決めすることができる。２つ以上のサイズのマスク、および／またはマスク内の調節機構があってもよく、それによって感知ポートおよび気体運搬区画は鼻気道経路と適切に位置合わせされている。前の図は、感知位置は、入口の内側、入口と同一平面上で、または僅かに外側で鼻孔の入口に近接していなければならないが、入口から５ｍｍ以下だけ外側である場合、噴射ノズル先端は、鼻孔への入口からある距離、例えば１０〜２５ｍｍ離れて配置されることを示している。この構成により、マスクが感知精度を犠牲にすることなく、噴射ポンプ幾何形状を利用することが可能になり、それによって換気装置は患者と適切に同期している。また、気体流れの輪郭は、患者にとって極めて不愉快で耐え難い鼻孔に入る乱流噴射というよりは、患者の鼻孔に入る前により整えることができる。
【００８１】
図１９は、鼻梁片１９０７の端部に結合されたマニホールド１９０５に結合されることによって、気体運搬ポート１９０１を鼻１９０３の下に位置決めおよび位置合わせすることができる上記実施形態の変更形態を示している。鼻梁片１９０７は、鼻梁支持体１９０９に結合させることができる。鼻梁支持体１９０９は、システムを定位置に固定することができる。鼻梁片１９０７は、狭く、審美的に魅力的なデザインを与えることができるだけでなく、鼻梁片１９０７が気体運搬ノズル１９０１を正確に配置する点において機能的である。（１つまたは複数の）気体運搬管１９１１を、鼻梁支持体１９０９に結合させることができる。鼻梁支持体１９０９および／または鼻梁片１９０７内で少なくとも１つのチャネル１９１３を通して気体運搬ノズル１９０１に換気気体を案内することができる。鼻空気圧感知ライン１９１５を、鼻梁支持体１９０９に取り付けることもできる。鼻空気圧感知ライン１９１５は、鼻梁支持体１９０９および／または鼻梁片１９０７内で感圧導管１９１７と連通することができる。鼻空気圧感知ライン１９１５は、マニホールド１９０５で、またはその近くで、典型的には、ノズルより鼻入口の近くで終端することができる。
【００８２】
鼻梁支持体１９０９は、可鍛性材料で作ることができ、それによってユーザの鼻に理想的に一致させることができ、鼻梁片は、ノズルを正確に位置合わせするのを助ける、または鼻までのノズルの距離を変更することによって療法の強度を調節するように調節可能である。支持体および鼻梁片は、適合の快適性を最適化するように皮膚側にパッドを付けることができ、および／または皮膚への固定を助ける感圧接着剤を含むことができる。支持体はまた、ニチノール、ばね鋼、または熱可塑性材などの形状記憶性状を有することができ、それによって鼻を僅かにつまむように圧迫する。支持体および鼻梁片はまた、鼻腔が換気気体の運搬によって加圧される場合に、鼻孔の拡張を防ぐために使用することもできる。気体運搬および鼻気道圧力感知ラインは、配管をユーザの眼から離しておくような形状に予備成形することができる。配管は図では、典型的には耳の上またはその周りを通されるが、口の隅部の周りで首の前まで通すこともでき、この場合、ストラップがマスクを顔に取り付けることになる。本明細書に記載した他の実施形態と同様に、気体運搬チャネルおよび鼻気道感圧チャネルは、同じ配管内の別の管腔であってもよい、または別の管であってもよい。
【００８３】
図２０は図１９と同様の変形形態を説明しており、鼻梁支持体２００１および鼻梁片２００３はより実質的であり、審美があまり重要ではないより深刻な応用例、例えば救急または救命診療においてより有用である。
【００８４】
図２１〜２４は、上記要素の様々な異なる構成を示している。例えば、図２１は、気体運搬回路２１０２、および鼻梁支持体２１０５および鼻梁片２１０７の外側の感知管２１０３を示している。図２２は、一体片であるような、鼻梁片２２０１とマニホールド２２０３の間のより実質的な接続を示している。図２３は、マニホールド２３０１が鼻梁片２３０３とは別であることを除いて、図２２と同様の構成を示している。図２４は、ノズル２４０３を囲む鼻梁片２４０１を備えた構造を示している。
【００８５】
図２５〜３４は、鼻梁片２５０１が、鼻２５０３の中間線に沿ってではなく、鼻２５０３の一方側に配置されている実施形態を示している。気体運搬回路２５０５は、換気気体を鼻梁支持体２５０７に供給することができる。感知管２５０９はまた、鼻梁支持体２５０７に結合させることができる。鼻梁片２５０１は、１つまたは複数のノズル２５１３でマニホールド２５１１に結合させることができる。図２６では、気体運搬回路２６０１および鼻気道圧力感知ライン２６０３は、システムを定位置に固定するのを助けるように、マニホールド２６０５に取り付けることができる。図２７は、マニホールド２７０１内の気体運搬ノズルを示しており、それによって、マニホールドはノズルから出る気体によって生成される雑音を拡散および緩衝することができる。ポート２７０３は、換気気体の通過を可能にすることができる。図２８は、反対の側部をあらゆる物体から自由にするように、顔の一方の側部まで片側で通された気体運搬導管２８０１を示している。皮膚クッション２８０３は、鼻梁支持体２８０５を鼻２８０７上に保持することができる。マニホールド２８０９は、側部鼻梁片２８１１に結合させることができる。図２９は、鼻梁支持体２９０１がガラス２９０３によって定位置に保持される、またはこれと結合される、図２８と同様の実施形態を示している。図３０は、気体運搬回路３００３の経路に続き、鼻３００７上に皮膚クッション３００５で定位置に保持される感知管３００１を備えた片側構成を示している。管を、多管腔システムに組み合わせる、または別々のままにすることができる。管を屈曲可能ワイヤで定位置に保持することができる。配管をストラップ内に一体化させることができる。図３１は、気体運搬回路３１０３からの顔の反対側の感知管３１０１を示している。図３２は、マニホールド３３０３内に組み込まれた消音器３３０１を示している。噴射ノズルを、マニホールド３３０３内にまたはその下に配置することができる。図３３は、図３２の実施形態の拡大前面図である。鼻支持片３４０１は、鼻連結器３４０３、および気体運搬回路（図示せず）からの気体用の入口３４０５を有することができる。アーム３４０７は、鼻支持片３４０１をマニホールド３３０３に結合することができる。図３４は、図３２の実施形態の拡大後面図である。
【００８６】
図３５は、鼻３６０３の下に気体運搬ノズル３６０１を位置決めする代替実施形態を示している。ブラケット３６０５は、鼻３６０３から一方または両方の耳３６０７まで延びることができる。ブラケット３６０５の前端部では、導管システム３６０９を取り付けることができ、これは、鼻３６０３の近くでおよびその下で終端する鼻気道感圧突出部３６１１を備えることができる。ブラケット３６０５の前端部はまた、気体運搬ノズル３６０１を取り付けることができる、気体運搬マニホールド３６１５を備えることができる気体運搬突出部３６１３を備えることができる。システムは、送りおよび運搬ノズルを正確に位置合わせする調節機構を備えることができる。
【００８７】
図３６は、気体運搬配管３７０１および鼻支持体３７０３を示している。鼻支持体３７０３は、鼻インターフェイスを顔上の定位置に保持することができる。ブラケット３７０５は、鼻支持体３７０３から気体運搬マニホールド３７０７まで延びることができる。ブラケット３７０５は可撓性があるまたは調節可能であり、それによってユーザは所望の通りに調節することができる。
【００８８】
図３７〜５３は、気体運搬ノズルがブラケットまたは鼻支持体を使用しないが、配管またはヘッド・ストラップを使用して、鼻の下に位置決めされている、本発明の特定の実施形態を説明している。
【００８９】
図３７は、患者インターフェイスの遠位端の実施形態の正面図を示している。気体運搬噴射ノズル３８０１をカニューレ３８０３の端部に配置することができ、カニューレ３８０３および／またはノズル３８０１は、１つまたは複数のカニューレ・コネクタ３８０７を介してヘッド・ファスナ３８０５に取り付けられている。本実施形態では、患者の鼻孔は、外側管および噴射ポンプ入口、咽喉および拡散器の役割を果たしている。任意選択では、別個の構成部品である外側管を、鼻の中に独立して配置することができ、図３７に示すインターフェイスをその後、顔に締め付けることができ、それによってノズルは外側管と正確に位置合わせおよび位置決めされる。図３７では、左側および右側カニューレを、ファスナの延長部によって、または連結器３８０９によって互いに接続することができる。連結器３８０９は、長さおよび角度調節機構を備えることができる。噴射ポンプ・ノズル３８０１は、噴射入口および取り込み領域３８１１を作り出すことができる。センサ３８１３は、センサ・ワイヤ３８１５を介してコントローラ（図示せず）に結合させることができる。
【００９０】
図３８は、左側および右側カニューレ３９０１を、マニホールド３９０５などの気体流路３９０３と相互接続させることができ、遠位先端噴射ノズル３８０１を備えた鼻インターフェイスの一部がマニホールド３９０５から上向きに延びることができる実施形態を示している。
【００９１】
図３９は、カニューレ４００１の遠位端の噴射ノズル４００３は、カニューレ４００１の上壁の開口部であってもよく、カニューレ４００１は鼻の一方または両方の側部に横に湾曲されている代替実施形態を示している。目立たないノズル４００３により、ノズル４００３から離れて延びるカニューレ４００１を鼻の近くで口から離れて配置して、邪魔にならないデザインを作り出すことが可能になる。図３９に示すように、左側および右側カニューレの気体流路は、マニホールド３９０５内に接続することができないが、ノズル４００３で終端する。気体がカニューレ気体流路３９０３からノズル４００３に入ると、気体流路３９０３は、ノズル内に均一かつ一貫した気体流れの輪郭を作り出すのを助けるように湾曲させることができる。任意選択では、気体流路はマニホールド３９０５内に接続することができる。
【００９２】
図３７〜３９に示す実施形態は、ノズルの外側周りに外側同心管を備えていても、供えていなくてもよい。これらの実施形態は、ノズルまたは外側管の間の長さ調節連結器、ノズルとマニホールドの間または外側管と連結器の間の角度旋回接続と組み合わせることができる。
【００９３】
図４０は、鼻インターフェイス４１０１が、鼻インターフェイス４１０１の先端４１０５を鼻孔の孔に対して正確に位置合わせおよび位置決めするための配置デバイス４１０３を備えている、本発明の実施形態の側面図を示している。配置デバイス４１０３は、鼻孔壁面または鼻孔隔壁に衝突する柔らかいまたは半剛性アームであってもよい。例えば、配置デバイス４１０３は、鼻孔隔壁の左および右壁面で内側に押す２本のアームによって鼻孔隔壁を僅かにつまむことができる。各鼻孔には１本または複数本のアームがある、または両方の鼻孔にアームが１本しかないことがある。アームは、鼻孔の後、前、横または中間壁面に接触することができる、または任意選択では、鼻孔の外壁面に接触することができる。配置デバイス４１０３を気体運搬回路４１０７に取り付けることができ、それによって、ノズルの遠位先端および気体出口ポートは必要に応じて、鼻孔の孔に向かって案内される。図４１は、気体運搬回路４１０７の両側の間にコネクタ４２０１を備えた本実施形態の正面図を示している。
【００９４】
図４２は、図４０および４１に示す実施形態の略断面図を示している。噴射ポンプ・ノズル４３０１を、鼻隔壁４３０３、鼻孔壁面４３０５、鼻孔の孔４３０７、鼻孔縁および開口４３０９、および／または噴射ポンプ咽喉４３１４内に位置決めして、噴射ポンプ入口および取り込み区画４３１１を作り出すことができる。
【００９５】
図４３は、鼻孔に対してノズル４４０３の位置を調節するために使用される、調節アーム４４０７に結合された調節機構４４０１を備えることができる鼻インターフェイス４４０５の実施形態の略断面図を示している。最初に、鼻内へのノズル４４０３の挿入の深さをこの調節機構４４０１によって調節することができるが、ノズル４４０３の位置合わせおよびセンタリングを、鼻孔開口および鼻孔の孔に対して調節することもできる。
【００９６】
図４４は、右側鼻孔、および取付けおよび位置決めパッド４５０３をシステム内に含めることができる、鼻インターフェイス４５０１の代替実施形態の断面正面図を示している。鼻インターフェイス４５０１は、取付けおよび位置決めパッド４５０３に取り付け可能であり、取付けおよび位置決めパッド４５０３はまた、鼻孔内に僅かに挿入され、鼻孔の後壁面に対して配置されるような構成および寸法をしている、上方向に延長または配置タブ４５０５を備えることができる。配置タブ４５０５は、取付けおよび位置決めパッド４５０３を知られている配向および位置に配置することができ、取付けおよび位置決めパッド４５０３に取り付けることができるカニューレ（図示せず）、およびノズル４５０７はその結果、鼻孔開口および鼻孔の孔に向かって最適に位置決め、配向、および角度付けすることができる。取付けおよび位置決めパッド４５０３を使用して、最適な距離に鼻孔開口までのカニューレ先端の距離を位置決めすることもできる。取付けおよび位置決めパッド４５０３へのカニューレの取り付けは、取外し可能および調節可能なアタッチメントであってもよく、それによって、療法の需要および目標に合うように、および各個人の生体構造に合うように調節するように、カニューレ位置を調節することができる。
【００９７】
図４５〜５９は、気体運搬ノズルが、鼻支持体またはブラケットの助けをかりることなく、鼻の下に位置決めされたマニホールドと一体的である上記実施形態の変形形態を記載している。
【００９８】
図４５では、解剖学的に一致している湾曲を有するマニホールド４６０１が記載されている。気体運搬ノズル４６０３をマニホールド４６０１の上後面側に位置決めすることができ、それによって気体運搬は鼻孔と位置合わせされる。気体運搬配管４６０５および鼻気道感圧配管４６０７は、マニホールド４６０１の横端部に取り付けることができ、配管４６０５、４６０７を使用して、鼻の下にマニホールド４６０１を固定することができる。本明細書に記載した他の実施形態と同様に、気体運搬チャネル４６０５および鼻気道感圧管４６０７は、同じ配管内の別の管腔であってもよい、または別の管であってもよい。センサ４６０９を、マニホールド４６０１の上前側、またはあらゆる他の適当な位置に配置することができる。図４６は、気体運搬経路４７０１を備えた気体運搬ノズル４６０３、および感圧管腔４７０３を備えた鼻気道感圧ポート４６０９を示す、図４５に記載したマニホールド４６０１の拡大側部正面図である。図４６は、図４６に示すマニホールドの上面図である。
【００９９】
図４７は、消音バッフル５００１がマニホールド５００５上の気体運搬ノズル５００３の上に設けられており、それによってノズル５００３から出る気体によって生成される音が消音される実施形態を示している。図４８および４９はそれぞれ、図４７に示すマニホールドの後面図および正面図を説明している。必要に応じて流速度の輪郭および動力学を調節するために、バッフルを流れ調整器として使用することもできる。例えば、バッフルは、入力される速度の輪郭をとり、出口側でより均一な速度輪郭に成形することができ、それによって気体および取り込まれた空気がユーザの鼻に入ると、より快適に感じるが、呼吸システムを通り抜ける力がまだある。鼻孔に衝突するようにクッションとして消音バッフルを使用することもでき、この場合、バッフルは軟らかい材料でできている。
【０１００】
図５０Ａは、マニホールド５３０１が気体運搬ノズル５３０３と、取り込み開口部５３０５を備えている実施形態を説明している。図５０Ｂは、本実施形態の前面図を説明している。
【０１０１】
図５１Ａは、マニホールド５４０１が気体運搬ノズル５４０３と、取り込みポート５４０５とを備えている実施形態を示している。図５１Ｂは、本実施形態の前面図を説明している。
【０１０２】
図５２は、マニホールド５５０１が、生成された音を緩衝するのを助け、マニホールド５５０１を鼻のより近くに位置決めして、鼻インターフェイスの輪郭を小さくするように、マニホールド５５０１内で窪んでいる気体運搬ノズル５５０３を備えている実施形態を示している。開口５５０５は、換気気体の通過を可能にすることができる。
【０１０３】
図５３は、マニホールド５６０１内に単一の開口部５６０７を備えた、図５３の代替実施形態を示している。
【０１０４】
図５４は、ユーザの顔の上に着用したブラケット５７０１は、鼻の下に鼻気道圧力感知ポート５７０３を、鼻の下に気体運搬ノズル５７０５を位置決めすることができる実施形態を示している。気体運搬配管５７０７および感圧配管５７０９は、口の隅部の周りで首の前まで通すことができる、または耳の上またはその周りまで通すことができる。
【０１０５】
図５５は、鼻の下に位置決めされた鼻インターフェイスのマニホールド５８０１の上面図を説明し、気体運搬ノズル５８０３および鼻気道圧力感知ポート５８０５を示している。
【０１０６】
図５６は、マニホールド５９０１が、ハンズ・フリー・マイクと同様のヘッドセット５９０３を使用して鼻の下に位置決めされる鼻インターフェイスを説明している。気体運搬チャネルは、鼻の下で耳の上からマニホールド５９０１まで延びるブラケット５９０５内に一体化することができる。ブラケット５９０５は、ヘッド・バンドまたはヘッド補強材５９０７を使用して、頭部に取り付けおよび固定することができる。ヘッド補強材５９０７へのブラケット５９０９の接続は、切断可能である、またはスイベルであってもよい。例えばユーザがくしゃみをしたいまたは鼻をかみたい、または療法を中止または中断したい場合、ブラケット５９０５を上向きに旋回させることができ、それによってマニホールド５９０１への気体流を遮断することができる。図５７は、ユーザの頭部からの図５６の実施形態の後面図を示している。図５８は、図５６の実施形態の代替形態を示している。
【０１０７】
先述の機構内で示された鼻インターフェイス遠位端のデザインは、特定の臨床応用例の需要を満足させ、ユーザのエルゴノミクスを最大限にするデザインを達成し、所望の性能を達成するために、全ての可能な組合せで混ぜることができる機構および構成部品を備えることができる。インターフェイス・カニューレは、顔の両方の側部、または顔の片方の側部に通すことができる。カニューレは、耳の上で、または眼の間で顔の中心まで、または首の前または後部まで口の隅部の周りを通すことができる。インターフェイスを頭部に締め付けるために使用されるストラップまたはファスナは、耳の上で頭部の後ろまで通すことができる、または首の周りで締め付けることができる。インターフェイスは、２つのノズルの間の距離を設定する長さ調節機構、またはノズルを鼻孔の孔と位置合わせするために、ノズル間の角度、または矢状面内の角度を設定する角度調節旋回またはスイベル継手を備えることができる。インターフェイスは、気体を一方の鼻孔または両方の鼻孔に運ぶことができる。また、記載するように、構成を外側入口点と互換可能にするための必要な変更形態で、患者の気道内への換気気体の流入の他の経路が本発明に含まれる。
【０１０８】
図５９〜７８は、マニホールドを備えた鼻インターフェイスを使用して、気体を鼻気道に運ぶことができる、本発明の実施形態を記載している。マニホールドは、（ａ）鼻孔と係合する、および／または（ｂ）鼻の側部まで鼻孔から両側に延びる、および／または（ｃ）典型的には、マニホールドの横端部でマニホールド内に配置された気体運搬ノズルを備えることができる。
【０１０９】
図５９は、マニホールド６３０１をユーザの鼻の下に置くように湾曲および構成することができ、鼻の側部まで顔の中間線から両側に延びることができる例示的な実施形態を示している。図６０は、図５９のマニホールド６３０１の正面・底面図を示している。図６１Ａは、図５９のマニホールド６３０１の上面・正面・側面図を示している。図６１Ｂは、図５９のマニホールドの正面・側面図を示している。消音開口部またはスリット６６２１を設けることができる。図６２Ａは、図５９のマニホールド６３０１の後面図を示している。図６２Ｂは、気体流路６６０１を示す、中間線Ａ−Ａに沿った、図６２Ａのマニホールド６３０１の断面図を示している。図６３Ａは、図５９のマニホールド６３０１の正面・側面図を示している。図６３Ｂは、気体運搬ノズルの端面図を示す、線Ｃ−Ｃに沿った、図６３Ａのマニホールド６３０１の断面図を示している。
【０１１０】
マニホールド６３０１は、マニホールド６３０１の内側の気体流路６６０１と、気体運搬管アタッチメント６３０２を備えることができる。気体流路６６０１は、中間線６３０３の両方側でマニホールド６３０１の中間線６３０３の直ぐ横に位置決めされたマニホールド６３０１の上側で気体流開口６６０３の遠位端で終端し、マニホールド６３０１の下前側の２つの開口部での自発呼吸および取り込みを近接端６６５で終了させることができる。典型的には、空気圧的に別の左側および右側気体流路６６０１があってもよいが、別の方法では２つの気体流路をチャネルで互いに結合させることができる。１つの鼻孔が閉塞している場合に、両方の鼻孔に均衡のとれた流れ運搬を行なう際にチャネルは有用である可能性がある。換気システムは、例えば、開口部の１つが閉塞されている場合に、マニホールド内の高レベルの圧力を検出することができるアラームを備えることができる。マニホールド６３０１は典型的には、鼻の側部の下またはそこに顔の輪郭を合わせるような、複合的なアーチ形状に成形することができる。マニホールド６３０１は典型的には、両側におよび後側に湾曲することができる。加えて、横および後側に湾曲しているので、上側および後側に湾曲することもできる。マニホールド・アセンブリ全体は、気体運搬が左側および右側の両方に取り付けられていることを意味する両側アセンブリであってもよい、または気体運搬が一方側のみに取り付けられていることを意味する片側であってもよい。後者の構成は、横寝では、または顔の一方側が妨害されることを少なくするために有用である可能性がある。マニホールド断面幾何形状は典型的には可変であり、ほぼ円形または半円形である、または性能およびエルゴノミクスを最適化するためにＤ字形または楕円形であってもよい。ユーザの皮膚から離れて突出しないより平らな断面幾何形状は、人間工学的に好ましい可能性がある。マニホールドの内部構造は、効率的な気体流流体力学および音声発生を容易にするために、隅部および急激な屈曲および角度がない可能性がある。マニホールドは典型的には、普通は３０〜９０ショアＡ硬度の、半剛性材料、熱可塑性またはエラストマー材料で作ることができる。また、マニホールドは、ユーザが小さな調節を行なって、マニホールドをその個人に理想的に適合させることを可能にするように、ユーザによって鍛造可能または成形可能であるように構成することができる。アセンブリ全体は分解可能であり、それによってユーザは、洗浄のために、または正確なサイズの異なる部品を共に組立てて、適合性をカスタマイズするために、アセンブリを分解することができる。マニホールドおよびクッションは、含まれている場合、典型的には半透明なだけでなく、透明または不透明であってもよい。アクティブ加熱加湿によって、または吸湿粒子を気体運搬システム内に、典型的には、マニホールドまたは熱水交換（ＨＭＥ）、または上記の組合せ内にまたはそこからエアロゾル化することによってのいずれかで、加湿を気体運搬回路に加えることができる。マニホールド内でレインアウトが起こるのを防ぐために、マニホールドは集まっているあらゆる水分を取り除くための排水ラインを有することができる。
【０１１１】
２つの管状延長部６３０５は、遠位端気体流開口６６０３に結合させ、そこから上に延びることができる。管状延長部６３０５は、鼻孔に衝突し、任意選択では、鼻孔の縁と係合することによって鼻孔に対して密封するように構成することができる。延長部６３０５は典型的には、鼻孔との快適な接触を可能にするように軟らかく柔軟性があり、シールを意図している場合、快適な方法で鼻孔に対して押し付ける。延長部６３０５は、ステム６３１１上に嵌合させることができる。マニホールド６３０１内の気体流路６６０１は、患者が抑制されていると感じることなく、気体流路を通して自由に呼吸することができるような寸法をしている。気体流路６６０１は湾曲させることができ、できるだけ少ない抵抗および妨害で、気体を案内するために、急激な角度および隅部がない。補助換気気体をマニホールド６３０１内に運ぶことができる気体運搬噴射ノズル６６１１を、マニホールド６３０１の横近接端に位置決めすることができる。ノズル６６１１から出る気体は、近くのマニホールド開口部６６０５から外気を取り込むことができる。気体運搬噴射ノズルは、鼻クッションの基部の近くで、または鼻クッションの内側でマニホールド内に位置決めすることができる、または鼻クッションに近接した距離でマニホールド内に位置決めすることができる。ノズルは、マニホールドの横端部の近くに位置決めすることができ、この場合、マニホールド内部幾何形状は急激な角度および隅部がなく、それによってノズルによって運搬される気体が最小乱流で調整された流れ輪郭に流れる。ノズル出口ベクトルまたは方向位置合わせは、マニホールド内部幾何形状の平均中心線アーチと位置合わせされていることが好ましい。これは、システムをより効率的にし、少ない音声を作り出すようにするために重要である可能性がある。典型的には、ノズルの位置でのマニホールド内部幾何形状に対してノズルをセンタリングすることができるが、例えば最小音声発生が望ましい状況では、中心からずれていてもよい。マニホールド内部幾何形状は、断面が円形であってもよい、または流動力学、音声およびエルゴノミクスの両方を最適化するために、Ｄ字形、長円形、または楕円形などの非円形であってもよい。噴射ノズル先端内径は、約０．０１０インチから約０．０８０インチの直径または有効径の範囲であり、約０．０２０インチから約０．０６０インチの直径または有効径であることが好ましい。特定の用途によって他の寸法も可能である。調節により、必要に応じて設けられる換気補助のレベルを変更することができるように、マニホールドおよび開口部に対するノズルの位置は調節可能である。典型的には、噴射ポートは両側に位置決めされているが、単一の噴射ポートも考えられる。
【０１１２】
吸い込まれた気体は、（１）ノズルを通して換気装置から運搬されている補助換気気体、（２）ノズルから出る換気気体によって開口部を通して引き出される取り込み空気、および（３）ユーザ自身の自発呼吸努力により開口部から引き出された空気の組合せであってもよい。呼気気体を、開口部６６０５を通して全体的に吐き出すことができる。
【０１１３】
加えて、マニホールド６３０１内の圧力を圧力タップ６６０７によって測定することができ、変換器に圧力タップ６６０７を接続する導管によって換気装置内で変換器によって連続してこの圧力を測定することができる。マニホールド６３０１内の測定圧力を使用して、呼吸サイクルの相を検出し、運搬された換気圧力を測定することができる。圧力タップ６６０７は、できるだけ少ない人工物を有するマニホールド気体流路６６０１内の点で、典型的には、マニホールド６３０１内の気体流路６６０１の遠位端の近くで終端することができることが理想的である。マニホールド６３０１内の多数の位置での圧力を測定する、例えば、２つの圧力タップ位置の間の圧力差を測定することによって流れを決定する、または例えば、吸気相中に１つの位置で、呼気相中に第２の位置で測定するためにマニホールド６３０１内に多数の圧力タップがある、または例えば、自発呼吸信号を検出するために使用される１つの圧力タップ、および運搬されている換気圧力を測定するために使用される１つの圧力タップがあってよい。
【０１１４】
マニホールド６３０１の近接端６３０９に結合させることができる配管６３０７を介して換気装置からマニホールド６３０１に、換気装置からの補助換気気体を運ぶことができる。この配管６３０７は、換気装置気体運搬チャネルおよび圧力タップ導管の両方を備えることができる。配管６３０７は典型的には、患者に鼻インターフェイスを固定するために耳の周りに延びることができる、またはユーザの顔の他の位置に、例えば口の隅部周りで首の前まで通すことができ、この場合、マニホールドを顔および頭部に固定するためのストラップを含めることができる。
【０１１５】
これらの説明の目的で、管状延長部、鼻まくら、鼻クッションという用語を、鼻に衝突する管状体を説明するために交換可能に使用することができる。これらの管状体は、鼻孔の縁に衝突し、鼻孔の縁上を密封し、鼻孔の内側を密封し、鼻の下で組織に衝突する、または上記の様々な組合せを行なうことができる。管状延長部６３０５は典型的には、延長部が多数の平面内で撓むことを可能にし、中心線軸に沿って押し付けてユーザの鼻に適合するような渦巻きを含むことができる。管状延長部６３０５は、マニホールド６３０１に永久的に固定することができる、または取外し可能に取り付けることができる。延長部６３０５または鼻クッションを、以下の通りにより詳細に説明する。鼻クッションをマニホールドの上表面、または上後表面に位置決めすることができる。クッションは、鼻孔の縁、または鼻孔の他の部分に対して密封することができ、それによってクッションと鼻の間の不用意な漏洩が起こらず、呼吸気体の大部分がクッションを通して流れる。しかし、このシールは漏洩がない必要はなく、いくつかの実施形態では、クッションと鼻孔の間に所望の気体流があることもある。クッションが僅かな圧力を受けて撓む、屈曲する、または角度付けされ、鼻孔開口と自己位置合わせするようにすることを可能にするために、撓み継手または波形でマニホールドにクッションを取り付けることができる。クッションはまた、マニホールドに向かって内側に押し付けることができ、それによってクッションと鼻孔の間の接触点での接触力が緩衝および吸収される。これらの機構は、クッションを可撓性密封または可撓性準密封することができ、アセンブリを異なる顔構造および着用中のアセンブリの不用意な動きに合うことができるようにすることが可能である。クッションは典型的には、ショア１０〜６０Ａのシリコーンまたはエラストマーまたは熱可塑性材料などの適合性材料であるが、他の材料を使用することもできる。クッションはまた、マニホールドから取外し可能に取り付けることができ、ユーザが自分の生体構造に合うサイズを選択することができるように、異なるサイズが利用可能である。
【０１１６】
マニホールド６３０１内の気体流路６６０１は、２つの別の経路、マニホールド６３０１の中間線６３０３で隔壁６６０９によって分離される左側経路および右側経路によって画定することができる。別の方法では、左側経路および右側経路は、例えば、鼻気道の一方側がもう一方より抵抗がある場合に気体流の均衡をとるために、マニホールド６３０１の中間線で相互接続させることができる。本実施形態の材料および寸法をさらに表３で説明する。加えて、図６１Ｂは気体流路６６０１と連通している消音開口部６６２１を示しており、これにより気体換気用出口経路が気体／気体剪断および得られる音声を小さくすることが可能になる。
【０１１７】
開口部６６０５は２つの機能に対応することができる。（１）開口部は、外気を噴射ポートによって取り込むことを可能にする。（２）開口部は、患者がマニホールドを通して自発呼吸することを可能にする。開口部は、単一の開口部、または多数の開口部であってもよい。取り込み開口部は、自発呼吸開口部と異なっていてもよい、または開口部は別々であってもよい。自発呼吸開口部は、鼻クッションまたはマニホールドの気体流開口と大まかにまたは実質的に一列であってもよく、またはマニホールドの上表面、下表面、前表面、またはこれらの表面の組合せ上にあってもよい。一般的に、自発呼吸開口部は、患者からの呼気が自然ベクトルまたは方向に案内されるように配置されていることが好ましい。取り込み開口部は、噴射出口ポートの近くであることが好ましいが、マニホールドの他の位置にも配置することができる。取り込み開口部を、マニホールドの横近接端の近くに位置決めすることができ、マニホールドの上表面、前表面、下表面、またはそれらの組合せにあってもよい。開口部は、可変調節することができ、例えば、全開と全閉の間で調節することができる。調節により、一般的な状況を与えるためにシステム全体が意図している所望のレベルに換気補助のレベルを調節および制御するのを助けることができる。調節は手動であってもよいが、バルブ、例えばバルブに小口径導管を通して換気装置から運ばれる圧力信号によって制御されるバルブを使用して自動であることが好ましい。補助のレベルは、部分的補助から完全換気装置補助の範囲であってもよい。
【０１１８】
噴射ノズルによって生成される音声、および得られる取り込み、気体／気体剪断、気体表面剪断は、ノズルを覆うことによって、音声フィルタ媒体で開口部を覆うことによって、低抵抗消音器で開口部を覆うことによって、表面を処理および輪郭付けすることによって、または高度に調整された気体流輪郭を可能にするように流路幾何形状を最適化することによって小さくすることができる。ノズル出口ポートはまた、雑音発生を少なくするために丸くすることができる。追加の音声バリアを作り出すために、マニホールドの内壁を処理または織り目加工することができる。マニホールド材料自体は、音声を吸収および反射するように音声遅延性であってよく、それによって、噴射ノズルによって生成される音声は、例えばこれに限らないが、多孔質であるが抗菌性材料を使用することによって、マニホールドから逃げない。内側マニホールド表面はまた、合計体積流量の関数として、少ない音声を作り出す動力学に気体流輪郭を調整するのを助けるために、１つまたは複数の螺旋状リブ、または１つまたは複数の螺旋状溝を備えることができる。
【０１１９】
ユーザの呼吸を、１つまたは複数の呼吸センサによって感知することができる。センサを、マニホールド６３０１の内側、またはマニホールド６３０１の表面上に位置決めすることができる。センサは、真空信号などの、噴射によって生じる人工物によって最小限に影響を受ける位置に位置決めすることができる。センサは典型的には、換気装置まで延び、換気装置制御システムと連通している感圧ポートおよび感知管腔であってもよい。しかし、センサは、熱、音声、振動、気体組成、湿度、および力、またはそれらの組合せなどの他のタイプであってもよい。センサは呼吸圧力を測定するために使用することができる、または呼吸気体流、または音声もしくは気体組成などの他の呼吸関連パラメータを測定するために使用することができる。マニホールドの内側の呼吸センサ、およびマニホールドの外側の呼吸センサの組合せがあってもよい。感知要素は、マニホールドと一体化されている、または換気装置内にあってもよい。それぞれ各鼻孔用の２つの呼吸センサがある、または単一の呼吸センサがあってもよい。鼻孔用の多数の呼吸センサ、例えば、吸気呼吸センサ、および呼気呼吸センサがあってもよい。呼吸センサは、気体流および気体容量、例えば、換気装置運搬気体および自発呼吸気体の両方の吸気および呼気流量および吸気および呼気一回換気量を測定するために使用することができる。呼吸感知に加えて、装置はまた、呼気終末ＣＯ２センサ、および酸素センサなどの気体組成センサを含むことができる。ＣＯ２は、測定および応答するための有用な臨床パラメータであり、追加の呼吸検出器、無呼吸検出器、漏洩検出器、およびインターフェイス嵌合検出器（特定の特徴的なＣＯ２信号は、インターフェイスの適切または不適切な嵌合および配置を示すことができる）として使用することもできる。酸素感知は、測定するための有用なパラメータであってもよく、患者にシステムによって運ばれるＦＩＯ２を決定するために使用することができ、したがって、測定パラメータとして、換気装置調節を行なって所望のＦＩＯ２を達成するために使用することができる。
【０１２０】
残念なことに、上記実施形態なしでは、鼻インターフェイスは、噴射ポンプ原理により望ましくない量の雑音を生成する可能性がある。噴射ポンプは、噴射ノズルから出る気体速度および噴流によって取り込まれる周囲空気から雑音を作り出すことが知られている。ユーザが人前にいる、または静かな環境を望んでいる場合、または睡眠中に使用される場合などの本発明のいくつかの応用例では、できるだけ小さい音であることが望ましい。ノズルを外側管またはマニホールドの内側に置くことにより、ノズルの雑音を、例えば２５〜３５ｄｂから１５〜２５ｄｂまで小さくするのを助けることができる。しかし、図６４Ａ〜６５に示すように、本発明の鼻インターフェイスによって生成される雑音をさらに小さくする追加の方法がある。
【０１２１】
図６４Ａは、雑音をさらに小さくする実施形態の略断面図を示している。鼻インターフェイスの半分、例えば左側または右側が示されている。気体運搬ノズル６８０１は図では、同軸ではなく、呼吸開口部６８０３と平行に位置決めされている。本開示の目的で、平行とは気体流方向のことを言う。このように、図６４Ａの平行位置は、ノズル６８０１から運ばれる換気気体の平行流、および呼吸開口部６８０３を通る取り込まれた外気の流れのことを言う。この構成により、デバイスは３つの重要なことを達成することが可能になる。第１に、噴射ノズルは自発呼吸経路の妨げとなっていないので、鼻インターフェイスをできるだけ小さくすることが可能になる。噴射ノズルが自発呼吸経路内にある場合、噴射ノズル周りの領域は、ノズルを補償するためにより大きくしなければならない可能性があり、それによって流路はあまり抵抗性がなくなる。第２に、平行開口部により、デバイスが気体流を口から離れるように流すことが可能になる。第３に、ノズルと平行に開口部を配置することにより、ノズル６８０１によって生成された音を小さくすることができる。外側管６８０５は、鼻クッションであってもよい、またはマニホールドであってもよい。外側管６８０５は略図では、直線であるが、直線または曲線である可能性もある。
【０１２２】
図６４Ｂでは、二次気体流開口部６８０７が示されている。この二次気体流開口部６８０７は、呼気中、または流れが管またはマニホールド内で両方の方向に前進している場合に、二次気体出口通路を可能にすることができる。
【０１２３】
図６４Ｃは、気体流路が一次気体流路と同軸である、内側管６８１１を備えた代替の二次気体流開口部６８０９を示している。本実施形態は、本発明が気体を患者に連続して運搬するために使用される場合、または気体が例えば、ＰＥＥＰを生成するために呼気中に運搬されている場合に特に有用である。このような状況では、気体は、吸気方向および呼気方向の両方の方向に同時にマニホールドまたは外側管内に流れることができ、それにより混合による噴射ポンプによって発生した音が大きくなる。二次気体経路により、呼気方向に移動しているかなりの量の気体が、二次経路を通して前進することが可能になり、それにより雑音をかなり、例えば１メートルで３０ｄｂから１メートルで１５ｄｂまで小さくすることができる。二次気体流路は、スリット、孔のパターン、またはチャネルであってもよい。図示した実施形態に加えて、目立たない消音器は、前に記載したようにマニホールドの一部を覆うことができる。
【０１２４】
図６４Ｄは、開口部６８１５にある、任意選択では外側管６８０５またはマニホールドの内側にあるフィルタ６８１３の実施形態を示している。呼気気流の一部は、呼気内の水分の一部を集めることができるフィルタ６８１３を通して流れることができる。集めた水分は、噴射ノズルが吸気方向に空気を運んでいる場合に、ノズルで取り込むことができる。したがって、この構成は、患者が患者の気道が湿っているままにするのを確実にするのを助けるように、湿気を循環させるのを助けることができる。フィルタ６８１３はまた、消音材料として使用することもでき、この場合、フィルタ６８１３は開口部全体を覆うことができ、湿気収集フィルタより抵抗が小さい可能性がある。加えて、取り込みがマニホールドおよびユーザの気道内に環境塵および粒子状物質を案内するのを防ぐために、フィルタ６８１３を粒子状物質フィルタとして使用することができる。呼吸／取り込み開口部のフルート状入口６８１７を使用することもでき、鼻インターフェイスによって発生する雑音をさらに小さくすることができる。フルート寸法は、低摩擦境界層を作り出すことによって、取り込まれた空気によって生成される音を小さくするのを助けることができる。加えて、開口部の表面は、低摩擦環境層をさらに作り出して音を小さくするために窪ませることができる。
【０１２５】
図６５は、ノズル６９０１を外側管６９０３またはマニホールドの軸方向中心線に対して角度付けすることができる、本発明の代替実施形態を示している。この場合、取り込み／呼吸開口部６９０５は、平行ではなく、噴射ノズル６９０１と同軸であってもよいが、平行、またはその両方であってもよい。外側管またはマニホールドの壁面内でノズル６９０１を角度付けることにより、取り込み性能の損失より大きい比で噴射ポンプによって生成された音を小さくすることができる。例えば、３０度の角度により、約１０〜２５％だけ下流側圧力生成を少なくすることができるが、システムによって生成される音を約２５〜７５％だけ小さくすることができ、これは多くの状況では好ましい妥協点である。
【０１２６】
図６６〜６８は、図５９に記載された実施形態の変形形態を記載している。
【０１２７】
図６６は、マニホールド取り込み／呼吸開口部７００１をマニホールド７００３の横端部に配置することができる実施形態を説明している。噴射ノズル７００５を開口部７００１に横に配置することができる。噴射ノズル７００５は、外側管７００７内に配置されていても、配置されていなくてもよい。噴射ノズル７００５は、気体運搬回路７００９を介して換気装置から換気気体を受けることができる。マニホールド７００３は、軟らかい鼻まくら７０１１を使用して、患者の鼻孔と接続することができる。マニホールド７００３は、剛性、半剛性または可撓性部材７０１３によって接続された左側および右側に分割させることができる。１つまたは複数の感知管腔７０１５は、患者の呼吸を測定することができる。１つまたは複数の感知管腔７０１５は、信号を改善するために鼻まくらの内側にあってもよい。
【０１２８】
図６７は、マニホールド７１０１が、左側湾曲カニューレ７１０３および右側湾曲カニューレ７１０５を備えることができる実施形態を示している。カニューレ７１０３、７１０５は、調節可能な相互コネクタ７１０７で互いに接続させることができ、それにより、２つのカニューレ間の間隙調節が可能になり、カニューレの遠位端の旋回またはスイベルが可能になって、ユーザの鼻孔とカニューレの遠位端のクッションを位置合わせするのを助けることができる。ノズル７１０９は、大気に開放されていてもよい。図６８は、鼻まくら７２０１を備えた、図６７のマニホールド７１０１の後面図を示している。図６９は、図６７のマニホールド７１０１の前面図を示している。
【０１２９】
図７０は、マニホールド７４０１は、鼻インターフェイスの寸法および輪郭を小さくするように、左から右の長さがより短くてもよい実施形態を示している。ノズル７４０３は、鼻に対して横に位置決めされており、鼻まくら７４０５は鼻孔に係合する。図７１は、図７０のマニホールド７４０１の後面図を示している。図７２は、図７０のマニホールド７４０１の前面図を示している。
【０１３０】
図７３は、マニホールド７７０１がマニホールド７７０１の後面側に少なくとも１つの平坦部７７０３を有し、それによってマニホールド７７０１は、マニホールド７７０１をユーザ上で定位置に固定するのを助けるように皮膚の表面に対して平坦なままである実施形態を示している。加えて、マニホールド７７０１の上側の気体流開口７７０５は、管状延長部を含んでいなくてもよい。本実施形態では、気体流開口７７０５は、鼻孔と連通する、またはこれと直接衝突することができる。図７４は、図７３のマニホールド７７０１の後面図を示している。図７５は、噴射ノズル７７３１、気体運搬管アタッチメント７７３３、および呼吸開口部７７３５を備えた、図７３のマニホールド７７０１の前面図を示している。
【０１３１】
図７６は、マニホールド８００１を口からできるだけ離れて間隔を置いて配置するように、マニホールド８００１は上部から底部の寸法がより狭い実施形態を示している。図７７は、図７６のマニホールド８００１の後面図を示している。図７８は、図７６のマニホールド８００１の前面図を示している。
【０１３２】
図７９は、マニホールド８３０１と、鼻孔と衝突するようにマニホールド８３０１の上側の管状延長部８３０３と、鼻孔および管状延長部と位置合わせされたマニホールド８３０１の下側の取り込み／呼吸ポート８３０５とを備えた実施形態を示している。取り込み／呼吸ポート８３０５はまた、マニホールド８３０１の前側部、または前下側に配置することができる。図８１に示すように、気体運搬ノズル８５０１は、マニホールドの内側で管状延長部の下のどこかに位置決めすることができる。図８０は、図７９のマニホールド８３０１の前面図を示している。図８１は、図８０のマニホールド８３０１の線Ａ−Ａを通る断面図を示している。
【０１３３】
図８２〜９２は、気体運搬噴射ノズルからの気体が外側管を通して鼻孔に案内され、それによってノズルおよび外側管の組合せが噴射ポンプ構成を画定する、本発明の別の実施形態を説明している。
【０１３４】
図８２は、２つの管８６０１、８６０３がそれらの遠位端８６０５、８６０７の鼻孔と衝突し、鼻孔から離れて横および下に湾曲する実施形態を示している。気体運搬ノズルは、ノズルが、管内の近接開口に、その近くに、またはその内側にあるように位置決めすることができる。ノズルは、図示するように、近接開口で管の中に入ることができる、または管の横壁面を通して管の中に入ることができる。気体運搬ノズルを、換気装置まで延びる小さなカニューレに取り付けることができる。管の内径およびノズルと管の間の環状空間は、鼻の空気流抵抗と適合する、または最大１０％抵抗を大きくするような寸法をしていてもよい。これは、ノズルが配置される管の領域を広げることによって、および鼻通路の有効内径より小さい管の部分の長さを最小限に抑えることによって行なうことができる。カニューレはまた、管内での圧力感知用管腔を備えることができ、それによって鼻呼吸圧力を測定することができ、この感知管腔は、気体運搬ノズル先端と比べて鼻孔入口により近くまで延びることができる。２つの管８６０１、８６０３は、近接開口および気体運搬ノズルを口の中心から離れて鼻の側部まで案内するように湾曲させることができる。したがって、ユーザは、管内へのおよび管からの空気流が口の妨げとなっていないので、療法が使用されている間に通常の機能のために口を使用することが可能になる。管は典型的には、管の間隙調節および管の角度調節を可能にすることができる相互接続部材で互いに結合させることができる。管または相互接続部材は、以下に説明するように、鼻孔に対して正確に管を間隔を置いて配置するおよび位置決めするように、後側に取り付けられたクッションを有することができる。管湾曲は、ユーザに対する利便性を最適化し、ユーザの顔に装置を固定して、不用意なシフトを防ぐように形成することができる。装置は、相互接続部材または管のいずれかに接続されるストラップ８６０９によって顔に固定することができる。別の方法では、気体運搬ノズルに取り付けられたカニューレを使用して、装置を顔に固定することができる。管の近接開口は別の方法では、音を小さく弱めるための消音器を備えることができ、ノズル／管関係は、前に記載したように、音生成を少なくするために幾何形状、材料および表面特徴を含むことができる。
【０１３５】
外側管８６０５、８６０７は、鼻孔の内壁と接触するような寸法にすることができる。外側管は、様々な鼻寸法と合うことが可能なように径方向に拡張することができる、または様々な寸法と合うようにテーパ状にすることができる、または固定寸法であってもよい。外側管はまた、様々な解剖学的サイズと適合するように、多数のサイズで提供することができる。外側管は任意選択では、鼻孔に挿入される場合に押し付ける適合圧縮可能材料で囲むことができ、それによって外側管は、わずかな量の干渉張力、例えば０．５ｌｂｓ未満の張力で鼻孔内の定位置に保持される。
【０１３６】
図８２に示す例では、外側管は、解剖学的に正確な経路内に流出気体を案内するように湾曲されている。単純化のため、図面は全体を通して、直線中心線を備えた噴射ノズルおよび外側管で示すことができる、または中心線が直線である図では、しかし、直線描写は例示的なものにしか過ぎず、適合および気体流動力学を最適化するために、噴射ノズルおよび外側管は直線である、角度付けまたは湾曲される、またはそれらの組合せであってもよいことに留意されたい。噴射ポンプ機構、形状および寸法の追加の詳細を、以下に説明する。
【０１３７】
図８３〜８５は、それぞれ管の近接開口に近接している、遠位している、またはこれと同一平面上にあるノズルを示す、図８２に記載した鼻インターフェイスの略断面図の様々な実施形態を示している。単純化のために、断面は直線で示されているが、構造は図８２の等角図で示すように湾曲していることが好ましい。加えて、外側管を、鼻孔の角度に合わせるように、前から後ろに湾曲または角度付けすることができる。
【０１３８】
図８３は、鼻孔縁および開口８７０１、鼻孔壁面８７０３、鼻孔の孔８７０５、および／または鼻隔壁８７０７内に形成することができる噴射ポンプ入口および取り込み区画８７０９を示している。図８３では、鼻インターフェイス８７１１は、外側管８７１５の外側に噴射ポンプ・ノズル８７１３を備えることができる。外側管８７１５は、噴射ポンプ咽喉８７１７および噴射ポンプ拡散器８７１９を有することができる。
【０１３９】
図８４では、取り込みチャンバ８７０９は、ノズル８７１３が外側管８７１５に部分的に挿入される場合に、ノズル８７１３と外側管８７１５の間に形成することができる。図８４に示すように、外側管８７１５は、鼻孔より小さいような寸法にすることができ、患者が外側管の外側周りで、管の内側を通して空気を自発呼吸することが可能になる。図示した例では、噴射ノズル遠位先端を、外側管が入口から咽喉まで直径が遷移する移行区間領域内で外側管の内側に位置決めすることができる。ノズル先端位置を、入口と同一平面上、および咽喉領域の始まりと同一平面上を含む、この移行領域内のどこかに配置することができ、別の方法では、ノズル先端は入口に近接していてもよい。
【０１４０】
図８５では、ノズル８７１３の先端は、外側管８７１５の近接端とほぼ同一平面上であってもよい。図８３〜８５の断面略図で分かるように、外側管８７１５は、噴射ポンプ入口および咽喉を含むことができる。患者は、外側管を通して室内空気を自発呼吸することが可能になる。噴射ポンプの取り込み領域８７０９は、外側管近接端に近接した領域であってもよい。外側管は、鼻孔に全体的にまたは部分的に挿入することができる。外側管はまた、鼻孔に対して噴射ノズルおよび噴射ポンプ全体を位置合わせする働きをし、また、患者の鼻および顔にインターフェイスを位置決めおよび固定するような働きもする。図８５に記載するように、外側管は噴射ポンプ拡散器の機能を果たすように、その遠位端に拡張を含むことができる。拡散器は、層状気体流出口輪郭を作り出すのを助けることができ、噴射ポンプの効率および全体動力を改善する。示した例では、ノズル遠位先端は外側管入口と同一平面上にあってもよいが、遠位先端を、入口の近接を含む他の位置に配置することができ、外側管の内側で窪ませることができる。
【０１４１】
図８６〜９３は、本発明の別の実施形態を示している。
【０１４２】
図８６は、鼻換気インターフェイス９０００の全体図を示している。インターフェイス９０００は、換気装置コネクタ９００１と、気体運搬回路部９００３と、カニューレ部９００５と、鼻孔への入口に、その中に、またはそれに近接して配置されるように設計された遠位端９００７と、アセンブリ全体の遠位先端に、またはその近くにカニューレ噴射ノズル９００９と、任意選択では、図示するようにカニューレ噴射ノズルの遠位先端周りで同心である外側管９０１１と、または別の方法では、マニホールドと、遠位端の取付けおよび位置決めパッド９０１５と、遠位端カニューレ・ノズル９００９の位置および角度付けを調節し、鼻孔開口に対する位置を調節するための遠位端の調節部材９０１３と、自発呼吸センサ９０１７とを備えることができる。
【０１４３】
図８８は、図８６に示す鼻インターフェイス９０００の遠位端のより詳細な側面図を説明している。カニューレ噴射ノズル９００９は、前に記載したように、外側管９０１１内に、またはこれと同心に配置されていても、配置されていなくてもよい。圧力または流感知ポート９２０１を、ノズル９００９の近くでカニューレ９００５の遠位端９００７に配置することができ、空気流または圧力センサ９０１７を、外側管の内壁または外壁上のいずれかで、外側管９０１１に配置することができる。流感知ポート９２０１は、１つまたは複数の感知管腔９１０７と連通することができる。拡散器９２０５を、外側管９０１１の遠位端に配置することができる。カニューレ９００５および／または外側管９０１１を、取付けおよび位置決めパッド９０１５に取り付けることができ、取付けおよび位置決めパッド９０１５は、前に延び、鼻の下で適切に、任意選択では鼻の僅かに内側にアセンブリの遠位端を位置決めするために使用される鼻孔配置タブ延長部９０１９を備えることができる。ヘッド・ストラップ９０２１は、頭部および顔にアセンブリ全体を固定するために設けることができ、典型的には、取付けおよび位置決めパッドに接続されるが、カニューレまたは外側管にも取り付けることができる。
【０１４４】
図８７は、図８６および８８に示す線Ａ−Ａでの鼻インターフェイスのカニューレの例示的断面図を記載している。第２の感知管腔９１０１（２つの感知管腔が空気流を導き出すために使用される場合、または２つの感知管腔を使用して、ベンチュリ効果を矯正する、または余分なものとして）、湿気運搬管腔９１０３、薬物運搬チャネル９１０５、呼吸感知が別の管で行なわれる場合にカニューレの外側に位置決めされた外部感知管９２０３、および圧電、熱センサ、または他のタイプの感知要素などの追加の呼吸感知要素用の伝達ワイヤ９１０９などの任意選択の機構が示されている。換気気体運搬管腔９１１１は、外側管９０１１内にあってもよい。
【０１４５】
図８９は、鼻インターフェイスの遠位端の代替実施形態の正面図を示している。カニューレまたはノズル９３０１の遠位端は、ノズル９３０１を外側同心管９３０３に位置合わせするために、スロットまたはブラケットで外側同心管９３０３に接続させることができる。ノズル遠位先端９３０１は図では、外側管の内側で同心にあるが、外側管入口と同一平面上である、または外側管に近接していてもよい。相互接続長さ調節連結器９３０５は、２つの外側管を一緒に取り付けることができる。外側管間の間隔を所望の寸法に設定して、個別のユーザの生体構造に適合するように、連結器９３０５を調節することができる。接続パッド９３０７を、カニューレ・外側管・連結器アセンブリに取り付けることができる。連結器と外側管の間の取付けは、少なくとも１つの平面内で外側管の角度を回転または調節するスイベル接続部９３１３を備えることができ、それによって外側管を個人の生体構造に適切に位置合わせして、適合、快適性および機能を最適化することができる。また、アセンブリをユーザの鼻内の定位置に固定するのを助けるために、鼻隔壁を僅かに挟むように外側管の角度を調節することができる。ヘッド・ストラップまたはヘッド・ファスナ９３０９は、アセンブリの遠位端をユーザの頭部および顔に締め付けることができる。ストラップまたはファスナ９３０９は、繊維、プラスチックまたは金属材料、またはそれらの組合せであってもよい。本実施形態および他の実施形態では、カニューレ９３１１は任意選択では、ヘッド・ファスナの役割も果たす、剛性または半剛性管状材料からなっていてもよい。ノズルが必要に応じて外側管に対して位置決めされるように、剛性または半剛性材料を、外側管に取り付けることができる。半剛性管状材料は例えば、ナイロンなどの剛性プラスチック、またはノズルの遠位先端に換気気体運搬ホースから延びる金属合金であってもよい。カニューレの一部は、皮膚に対して快適にするために、繊維または発泡体などの軟らかい材料で支持することができる。カニューレ接続スロット９３３１は、カニューレ９３１１を外側管９３０３または接続パッド９３０７に結合することができる。外側管９３０３は、噴射ポンプ拡散器９３１５、噴射ポンプ咽喉９３１７、および噴射ポンプ入口チャンバ９３１９を備えることができる。
【０１４６】
図９０は、鼻インターフェイスの遠位端の代替実施形態の正面図を示している。カニューレ９４０１は、スロットまたはブラケットで外側同心管９３０３に接続させることができ、ノズル９３０１は、カニューレ９４０１の遠位端で含めることができる。ノズル遠位先端９３０１は図では、外側管９３０３の内側で同心にあるが、外側管入口と同一平面上である、または外側管に近接していてもよい。相互接続長さ調節連結器９４０３は、２つの外側管を一緒に取り付けることができる。外側管間の間隔を所望の寸法に設定して、個別のユーザの生体構造に適合するように、連結器９４０３を調節することができる。任意選択では連結器の延長部であってもよいヘッド・ファスナ９３０９は、外側管に取り付けられ、アセンブリを頭部および顔に取り付けるために使用することができる。ヘッド・ファスナ９３０９はまた任意選択では、カニューレ９４０１に接続する部分を含んでいる。
【０１４７】
図９１は、図８９および９０に記載した実施形態と同様の、鼻インターフェイスの遠位端の代替実施形態の正面図を説明している。呼吸感知ポート９５０１および管腔９５０３は、外側同心管９３０３内に含めることができる。管腔９５０３は、外側管の構成と一体化することができる、または外側管に結合させることができる、または別の管であってもよい。感知管腔９５０３を使用して、患者の自発呼吸によって生成される圧力または流れ信号を測定することができる。加えて、または任意選択では、センサ９５０５を、例えば、図示した例と同様に、連結器９５０７上で外側管の外側のどこかに配置することができる。センサは、熱センサ、または以下に説明するようないくつかの他のタイプの感知要素であってもよい。図示した例では、センサは鼻孔の外側およびその下に位置決めされるが、センサを鼻孔の内側、または鼻孔への入口に直接配置することができる。別の方法では、他の鼻孔が気体運搬に使用されている間の感知のために１つの鼻孔を使用することができる。センサは、センサ・ワイヤ９５０９、および／またはセンサ管９５１１を通して読取を通信することができる。カニューレ９５１３は、換気気体を運ぶことができる。
【０１４８】
図９２および９３は、鼻インターフェイスの遠位端の噴射ポンプ９６０１部の代替実施形態を説明している。図９２では、噴射ポンプの完全等角図が示され、図９３は噴射ポンプの様々な部分を説明している。本実施形態では、噴射ノズル９７０１は、図示するように接続および位置合わせブラケット９７０５によって、または直接接続によって、または前に記載したように取付けパッドなどの別の構成部品によって、外側管または咽喉９７０３に物理的に結合させることができる。カニューレ９７０７は、入口９７０９までつながっていてもよい。入口９７０９は、咽喉入口９７１１、咽喉９７０３、および拡散器９７１３につながることができる。噴射ノズル先端内径は、様々な幾何形状を有することができる。例えば、極めて先端で気体流線速度を上昇させる制約された直径を有することができる、または内径の少なくとも３〜５倍の距離に対する均一な内径を含むことができる、またはフレア状にすることができる。ノズルおよび外側管または咽喉のアセンブリは、様々な方法によって鼻および顔に固定することができ、例えば、咽喉を締まりばめまたは摩擦ばめで鼻に挿入することができ、ノズルは咽喉の位置によって位置決めおよび位置合わせされている。別の方法では、咽喉を前に記載したように取付けパッドによって定位置に保持することができる、または顔またはヘッド・ストラップ、例えばパッドまたは咽喉に取り付けられ、頭部の後ろおよび／または上部まで延びるストラップによって定位置に保持することができる。あるいは、別の方法では、ノズルにつながるカニューレを、頭部の後ろおよび／または上部まで延びるストラップまたはファスナでカニューレまたは取付けパッドのいずれかに締め付けられたヘッド・ストラップによって定位置に保持、およびユーザに締め付けることができる。他の箇所に記載された他の取付け構成を使用することもできる。噴射ポンプ機構の寸法値は、患者サイズ、選択した換気装置流および圧力出力、患者タイプ、疾病、および所望の療法のレベルによって変化し得る。
【０１４９】
図９４および９５は、気体運搬ノズルが、適合鼻孔インサート９８０３を含むマニホールド９８０１内に設けられている代替実施形態を示している。マニホールド９８０１は、多数の取り込み／呼吸開口部９８０５を含むことができる。鼻孔インサートを通して鼻孔内に直接気体を案内するように気体運搬ノズルを位置決めすることができる、または鼻孔インサートに対して横に位置決めすることができ、この場合、マニホールドは、鼻孔インサートまで気体運搬ノズルから湾曲する湾曲気体流路を備えることができる。
【０１５０】
図９６および９７は、マニホールド１０００３の側部に取り付けられた気体運搬管１０００１ではなく鼻孔インサートと気体運搬ノズルを全体的に位置合わせするように、気体運搬管１０００１をマニホールド１０００３の中間部でマニホールド１０００３に取り付けることができる別の実施形態を示している。マニホールド１０００３の側部１０００５は、外気に対する開口１０００７を含むことができる。
【０１５１】
図９８および９９は、インターフェイスの遠位先端が、内側ノズルおよび同心外側管噴射ポンプ構成を備えている実施形態を示している。図９８は、鼻インターフェイス１０２０１が同心内側および外側管１０２０３を備えており、この場合、外側管は鼻孔の内壁に接触するような寸法にすることができる、本実施形態の側面図を示している。外側管は、様々な鼻寸法と合うことができるように径方向に拡張することができる、または様々な寸法と合うようにテーパ状にすることができる、または固定寸法であってもよい。図９９では、外側管１０２０３は、解剖学的に正しい経路内に流出気体を案内するように湾曲している。他の構成も可能である。
【０１５２】
外側管はまた、様々な解剖学的サイズと適合するように、多数のサイズで提供することができる。外側管は任意選択では、鼻孔に挿入される場合に押し付ける適合圧縮可能材料で囲むことができ、それによって外側管は、わずかな量の干渉張力、例えば０．５ｌｂｓ未満の張力で鼻孔内の定位置に保持される。
【０１５３】
図１００および１０１は、目立たない鼻インターフェイス１０４０１を鼻の外部に取り付けることができる実施形態を示している。鼻インターフェイス１０４０１は、２つの機能を果たすことができる。第１に、鼻インターフェイス１０４０１を使用して、鼻インターフェイス１０４０１を顔に接続し、カニューレ１０４０３を正確に位置決めおよび配置することができ、第２に、鼻インターフェイスを使用して、換気気体が運ばれる場合に、鼻孔壁の膨張を防ぐことができ、この場合、高レベルの療法が行なわれている。鼻インターフェイスに加えて、口シールを本発明で使用することができる、または例えば口呼吸をする人が睡眠中（図示せず）に療法を使用する場合に、口を閉じたままにするためにヘッド・バンドを使用することができる。鼻インターフェイス１０４０１は、シェル１０４０５、ノズル１０４０７、連結器１０４０９、気体運搬回路１０４１１、および／またはコネクタ１０５０１を有することができる。
【０１５４】
表３は、本発明の様々な実施形態に例示的な寸法および材料を与える。これらは単に例示的なものであり、他の寸法および材料を様々な状況で使用することができる。
【０１５５】
【表３】
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【０１５６】
挙げた寸法は例示的なものであり、平均サイズの成人に対するものである。小児サイズは２０％少なく、新生児サイズは５０％少ない。挙げた直径は、有効径である（平均断面寸法）。
【０１５７】
本発明の様々な実施形態は、可変であることができる技術的詳細およびパラメータを有することができる。以下は使用することができる例示的な技術的詳細およびパラメータである。これらはこれに限定することを意味するものではなく、単に例示的な目的である。
【０１５８】
図８〜５８などの自由空間内に配置された噴射ノズルでは、以下のことを適用することができる。
１）寸法／関係
ａ．噴射ノズル１７２０１の直径、および鼻孔開口１７２０３からの距離は、鼻孔１７２０３に入るときに、ジェットの輪郭１７２０５が鼻孔１７２０３とほぼ同じ直径であるようにすることができる。図１６６を参照。
ｂ．噴射ノズル１７２０１は、最大性能のために鼻孔１７２０３と同心に配置することができることが好ましいが、この構成によりいくつかの状況では雑音が増加する可能性がある。
２）材料
ａ．半剛性エラストマーを患者の快適性のために使用することができる。
ｂ．これらの構成によって生成される音の大部分は、鼻孔開口での低速度取り込み空気と高速度噴射の混合によるものである可能性がある。材料の選択は、音に影響を与えない可能性が最も高い。
３）流出速度
ａ．流出速度は、できるだけ大きな噴射流量を作り出すために、最大化された音流速であることが好ましい。制限は、換気装置ソース圧力制限、およびピーク運搬流要件を含むことができる。
４）取り込み／流れ増幅
ａ．これらの構成では、合計流は、増大された流れの最大４倍以上であってもよい。
５）圧力生成
ａ．約１７ｃｍＨ２Ｏの値（＠０呼吸流）が観察された。
６）感知ポート
ａ．感知ポートは、できるだけ鼻孔開口に近接させることができる。マスクは、鼻孔開口を僅かに閉塞させ、それによって閉塞と鼻孔開口の間に配置された感知ポートは、吸気努力の間に閉塞による圧力低下を感知することができることが好ましい。
【０１５９】
図５９〜８１などの鼻まくら内に同軸に配置された噴射ノズルでは、図１６７は鼻まくら直径１７３０３に対して噴射ノズル１７３０１の１つの潜在的位置決めを示している。噴射輪郭１７３０５は、鼻まくら１７３０３に入る場合に鼻まくら１７３０３とほぼ同じ直径であってもよい。
【０１６０】
図８２〜９９などの鼻に対して横にマニホールドの同軸内側の噴射ノズルでは、以下のことを適用することができる。
１）寸法／関係
ａ．噴射直径１７４０１、および噴射から咽喉部１７４０３の端部までの距離は、噴射輪郭１７４０５が、図１６８に示すように、咽喉部への入口での咽喉直径と実質的に等しくなるように構成することができる。別の許容可能な極度は、噴射直径１７５０１、および噴射から咽喉部１７５０３の端部までの距離は、噴射輪郭１７５０５が、図１６９に示すように、咽喉部から出る直前に入るときに、咽喉と実質的に同じ直径になるように構成することができる場合である。
ｂ．噴射部を最大性能のために咽喉と同軸に配置することができるが、この構成は他の構成より騒がしい可能性がある。
ｃ．噴射部は、性能をあきらかに低下させることなく、最大雑音減衰のために正接近くおよび僅かな角度に配置することができる。
ｄ．咽喉部の経路は、領域および方向を明らかに変更することなく、かなり直線であってもよい。これは、噴流輪郭が咽喉直径に等しい位置まで適用することができる。この臨界点を超えて、幾何形状をより有機的にすることができる。
２）材料
ａ．半剛性エラストマーを患者の快適性のために使用することができる。
ｂ．半剛性エラストマーはまた、鼻インターフェイスのマニホールド部内に生成されるあらゆる雑音を減衰させるのに有用である可能性がある。
３）流出速度
ａ．流出速度は、できるだけ大きな噴射流量をもたらすために、最大化された音流速であることが好ましい。制限は、換気装置ソース圧力制限、およびピーク運搬流要件を含むことができる。
４）取り込み／流れ増幅
ａ．これらの構成では、合計流は、増大された流れの最大４倍以上であってもよい。
５）圧力生成
ａ．約２５ｃｍＨ２Ｏの値（＠０呼吸流）が観察されたが、３０ｃｍＨ２Ｏ以上の値も可能である。
６）感知ポート
ａ．感知ポートは、マスク内の取り込み開口と鼻まくらの間に配置することができる。取り込み開口は、感知ポートが測定するために差圧を与える可能性がある。
ｂ．咽喉部が大きな圧力容量のためにネック・ダウンするように構成されている場合、このネッキングと鼻まくらの間に感知ポートを配置することが好ましい可能性がある。これにより、感知ポートで利用可能な差圧を大きくすることができる。
【０１６１】
本発明の様々な実施形態では、鼻インターフェイスは、呼吸センサより鼻から実質的に離れている換気気体噴射ノズルを有することができる。呼吸センサより離れている噴射ノズルにより、鼻に入る改善された気体流輪郭が可能になり、さらにセンサが鼻の入口および出口に近いので、正確なおよび感度の高い呼吸測定が可能である。
【０１６２】
鼻インターフェイスは典型的には、キットで提供することができる。例えば、ユーザが自分の生体構造に適当な寸法を選択し、構成部品を一緒に組み立てて完全なアセンブリにすることができるように、２つの長さの気体運搬ホース、３〜５つのサイズの外側管、および２〜３つのサイズのマニホールド・アセンブリを提供することができる。
【０１６３】
図１０２は、非侵襲性開放鼻インターフェイス１０６００を備えた、本発明の例示的なシステムを説明するブロック図である。換気装置モジュール１０６０１は、いくつかの他の付属品または機能モジュールを含むことができる、またはこれと連通している。伝達装置１０６０３は、検討、分析、遠隔医療、双方向通信、および保管のために、患者、患者の療法、および換気装置性能に関する情報を遠隔位置に伝達するために含めることができる。例えば、療法に対する患者のコンプライアンス、または療法の利用を監視および評価することができる。例えば、患者の呼吸数、Ｉ：Ｅ比または呼吸の深さなどの重要な情報をトレンド検出することができる。また、例えば患者の需要に合うように換気装置出力を滴定するための設定のプログラミングなどの情報を換気装置に送信することができる。
【０１６４】
内部または外部加湿装置１０６０５を、療法の長時間の使用のために、または乾燥した気候で使用する場合に含めることができる。酸素源１０６０７に加えて、圧縮空気源１０６０９を含めることができ、典型的には、換気装置モジュール１０６０１に外部取り付けするが、任意選択では、療法が固定使用、例えば家庭で使用されている場合に、換気装置モジュール１０６０１に内部取り付けすることができる。ブレンダ１０６１１は、気体運搬回路１０６１３内の分別運搬Ｏ２を制御するために含めることができ、パルス・オキシメータ１０６１５は、適切な酸素飽和を達成するために正確なブレンダ設定を決定するように使用することができる。パルス・オキシメータはまた、患者の生理学的需要に合うように、換気装置システムの他の設定を滴定するために使用することができる。酸素および空気ガスの圧縮供給に加えて、換気装置は、加圧空気を作り出すための圧縮装置、ポンプまたは送風装置、および加圧酸素ガスを作り出すための酸素発生装置および／またはポンプ、および圧縮気体蓄積装置などの内部または外部空気および酸素発生システム１０６１７を含むことができる。酸素源はまた、液体酸素、または液体酸素発生システムであってもよい。療法は、日常生活の活動を助け、活動を促進するために頻繁に利用されるので、歩数計１０６１９および／またはアクティグラフィ・センサ１０６２１を、換気装置モジュール１０６０１の内部または外部に含めることができる。ＣＯ２センサ１０６２５を含めることもできる、および／または別の外部センサ１０６３７、および／または呼吸センサ１０６４３を含めることができる。ＣＯ２感知ライン１０６３９および／または気道圧力感知ライン１０６４１が存在していてもよい。呼吸筋肉努力センサ、胸部インピーダンス・センサ１０６３５、または気管または他のマイクまたは振動または音響または超音波センサなどの他のタイプのセンサなどの、外部呼吸センサまたは呼吸努力センサ１０６２７を含めることができる。外部センサは、鼻空気流または鼻圧力センサ１０６２９に対する冗長センサとして、または鼻空気流センサから得られる情報を補完するために、または鼻空気流センサの代わりのいずれかで使用される。薬物運搬モジュール１０６３１は、換気装置１０６３３の内部または外部に組み込むことができる。現在のエアロゾル化された薬物運搬吸入器での問題により、システムを使用して、担体推進剤なしで呼吸システム内深くに薬剤粒子を推進および堆積させることができる。療法を使用している患者はまた処方箋薬剤を必要とする可能性があるので、これは薬剤を投与するための便利かつ効率的な方法である可能性がある。
【０１６５】
呼吸補助のために療法が使用されている場合、ユーザは２つの選択肢を持つことができる。（１）ユーザが歩行可能である、または日常生活の活動を楽しむことができるように、換気装置を着用するまたは持ち運ぶ。または、（２）患者が固定される予定である、または歩行する能力がない場合の固定使用。後者は、運搬回路を任意選択で、２５〜１００フィートの長さに設けることができ、それによって気体源および換気装置は患者の家に固定することができ、患者はインターフェイスを着用し、治療を受けながら家の中を移動することができる。あるいは、気体源を固定し、２５〜１００フィートのホースで換気装置に接続させることができ、それによって患者は換気装置を着用するまたは持ち運び、ホースの範囲内で移動可能である。
【０１６６】
図１０３は、本発明が病院または機関での使用を意図している場合に、気体運搬回路１０７０１を壁面１０７０９に取り付けることができるシステムから圧縮Ｏ２  １０７０５および圧縮空気１０７０７などの病院の加圧気体サプライから加圧酸素および加圧空気を受けるブレンダ１０７０３に接続することができる任意選択の実施形態を説明している。気体供給はブレンダ１０７０３から流量コントロール１０７１１まで通過することができる。気道圧力感知ライン１０７１３が存在していてもよい。開放インターフェイス１０７１５は、開放鼻インターフェイス、ＥＴ管インターフェイス、開放口インターフェイス、および／または開放経気道インターフェイスを含むことができる。移動性があまり重要でないこの応用例では、システムを家庭用気体サプライに取り付けることができ、呼気中のＰＥＥＰ療法と共に、より高レベルの療法を行なうことができる。固定使用および移動使用のこれらの異なる選択肢は全て、前述に記載した様々な異なるインターフェイス技術に適用される。
【０１６７】
本発明に記載された療法を使用する場合、湿気を運ぶことは時々有用であることがある。換気装置と一体化またはこれに結合された加湿発生装置を使用して、または単独の加湿装置を使用して湿気を運ぶことができる。加湿空気または酸素は、気体運搬回路の気体運搬チャネルを通して、または前に記載したように気体運搬回路内の別の管腔を通してまたは別個のカニューレまたは配管を通して運ぶことができる。長時間の使用では、患者が固定されている可能性が高い場合、加湿システムは固定システムであってもよく、比較的高い容量の湿気を運ぶことが可能であり、移動の期間、患者は加湿を受けない、またはサイズおよびエネルギー消費の制約により、比較的少量の湿度を運ぶことが可能である携帯用加湿システムを使用することができるかのいずれかである。
【０１６８】
本発明に記載した療法を、様々な気体源で使用することができる。例えば、ＣＯＰＤなどの呼吸不全を治療する場合、最適な気体源は、例えば圧縮酸素シリンダまたは壁面源、ＬＯＸ分与デバイス、または酸素濃縮装置からの酸素を豊富に含んだ気体である。患者がある程度であるが少ないＯ２を必要とする場合、酸素および空気源の両方を、換気装置内への入力として使用することができ、ブレンダを、臨床判断に基づいて、またはパルス酸素濃度測定または他の生体フィードバック信号によってのいずれかで、必要なＯ２の量を滴定するために使用することができる。別の方法では、換気装置は、酸素または空気のいずれかの圧縮サプライを受けることができ、もう一方の気体は気体運搬回路または換気装置内に取り込むことができる。空気が取り込まれる場合、室内空気から取り込むことができる。酸素が取り込まれる場合、例えば、酸素濃縮装置またはＬＯＸ分与装置または酸素液状化システムから取り込むことができる。しかし、睡眠時無呼吸応用例では、追加の酸素は必要ない可能性があり、したがって、換気システムは、圧縮空気源または酸素発生源を使用する。また、神経筋疾患は同様に空気だけを必要とする可能性がある。前に記載したように、気体運搬の組合せを使用することができ、例えば、酸素の連続運搬を、例えば２ＬＰＭで投与して、適切な酸素発生を行なうことができ、気体の同期容量運搬を吸気中に行なって、機械的補助を行なうことができる。この様式を使用して、必要なＦＩＯ２および酸素飽和を滴定することができる。また、他の疾病の治療および応用例のために、ヘリウム酸素混合物、一酸化炭素、または空気、酸素、ヘリウムおよび一酸化窒素の組合せなどの、他の治療気体を運搬気体に混合することによって運搬することができる。
【０１６９】
既存の治療パラダイム内にこのような新しい換気療法を一体化することを容易にするために、変換可能なシステムを使用することができる。特に、患者インターフェイスはモジュールであってもよく、したがって患者に典型的なまたは僅かに変更した酸素鼻カニューレで、従来の酸素療法を行うことができる。その後、患者をこの新しい換気療法に切り換えることが望ましい場合に、外側同軸管、またはマニホールド、または呼吸感知ポートなどの追加の構成部品を鼻カニューレに追加して、噴流ポンプ設計を作り出し、カニューレの遠位先端を適切に位置決めして、呼吸感知を維持しながら、本発明の機能を達成することができる。または例えば、気体運搬機器上のスイッチを切り換えて、例えば、追加の呼吸感知機能、タイミング機能、波形機能、および必要出力振幅への切り換えを可能にすることによって、機器の出力を酸素療法からこの療法に変更することができる。機器の部分を日中の使用中のＣＯＰＤおよび睡眠中の睡眠時無呼吸の両方に使用することができるモジュール機構は、適当なモジュール方式およびドッキング・ステーションとともに本発明で考えられる。
【０１７０】
前述は鼻インターフェイスを使用した本発明の療法を説明したが、他のインターフェイスも本発明に含めることができる。図１０４では、療法は経口インターフェイス１０８０１を使用して説明されている。カニューレ１０８０３を、ネック・ストラップ１０８０５で患者に固定することができる。カテーテルの先端は、口の入口に近接している、口の入口と同一平面上である、または唇と顎のラインの間で口の内側に窪ませることができる。カテーテルは、歯のほお側または舌側のいずれかで、または口の中心を通して歯に沿って通されるように形成することができる。カテーテルは、カテーテルの一部が舌の上表面にあるように位置決めすることができる、またはカテーテルの一部が硬口蓋の下表面にあるように位置決めすることができ、この場合、カテーテルの遠位先端を、口蓋から離れて下に中咽頭気道に向かって角度付けまたは湾曲させることができる。カテーテルは、口の右側および左側の両方に位置決めされた左右カテーテルがあるように分岐させることができる。カテーテルは、咬合阻止器またはマウス・ガードと一体化することもできる。カテーテルは、患者の口に容易に挿入し、取り外される。鼻インターフェイスに関して前に記載した適当な詳細の全ては、本発明のこの変形形態で使用される口カテーテルに適用することができる。経口カテーテルおよびマウスピースが図１０４に示されており、本発明はまた、口に裸で入るマウスピース、または必要に応じて療法を調節するために患者の口が開くかどうか判断する適当な呼吸センサで、鼻気道および口気道の両方に療法を行なうことができる鼻口マスクであってもよい。
【０１７１】
図１０５は、ＥＴ管インターフェイス１０９０１で使用される実施形態を示している。インターフェイスのこの変形形態は、侵襲性機械的換気の離脱段階中に患者を歩かせる施設で有用である可能性がある。ＩＣＵ換気装置を装着している歩行中の患者は典型的には、極めて煩わしい。というのは、患者は患者のそばに大型で複雑なＩＣＵ換気装置を移動させるために多くの医療スタッフの補助がなければならないからである。図１０５では、本発明に記載された換気システムおよびインターフェイスからの適当な換気補助を受けながら、本発明を患者の歩行を助けるために使用することができる。本実施形態では、ＥＴ管コネクタは、換気インターフェイスへのアタッチメントを含むことができる。患者の自発呼吸が換気システム、気体運搬回路１０９０９、およびカテーテル・インターフェイス１０９０１によって有効的に増大されながら、患者は開いたままであるＥＴ管近接コネクタの近接端を通して外気を自発呼吸することができる。任意選択では、加えて、ＰＥＥＰを行なうことが望ましい場合、特殊ＰＥＥＰ弁１０９０３をＥＴ管１０９０５の端部への取り付けのために含めることができる。特殊ＰＥＥＰ弁は、一方向弁を備えることができ、それによって外気は噴射ノズル１０９０７によって患者の肺に向かってＥＴ管内に容易に取り込まれるだけでなく、所望のＰＥＥＰレベルを維持しながら、ＰＥＥＰ弁１０９０３を通した呼気を可能にする。また患者はさらに、ＰＥＥＰ弁と一体化されたまたはこれと平行な吸気弁を通してＰＥＥＰ弁を通して室内空気を自発呼吸することができる。ＰＥＥＰ応用例では、別の方法では、本発明で使用される換気装置は、患者の呼気相中に適当な波形で気体を運搬することによって、前に記載したようにＰＥＥＰを行なうことができる。カテーテル先端は、ＥＴ管近接コネクタの近接端開口に僅かに近接させることができる、または近接端開口と同一平面上にあってもよい、または典型的には、システムの他の変数による中間点周りで、適当な深さまでＥＴ管内に挿入することができる。臨床的に必要に応じて、または患者の耐性により、個別の状況に対して取り込みおよび性能または機能を最適化するために深さを調節可能である。本発明の本実施形態で使用されるＥＴ管コネクタは、鼻カニューレ外側同心管に関して前に記載したように、必要な噴射ポンプ幾何形状を与える特別な独自の構成であってもよい。コネクタは、噴射入口、噴射咽喉および拡散装置部を備えることができる。または別の方法では、ＥＴ管は、噴射ポンプ性能に寸法および幾何形状利点を組み込んだ、特別な構成であってもよい。鼻インターフェイスで前に記載した適当な詳細は全て、本発明のこの変形形態で使用されるＥＴ管カテーテルに適用される。加えて、ＰＥＥＰは、異なる患者インターフェイスそれぞれに設計された同様の特殊ＰＥＥＰ弁を含むことによって、本発明に記載された他の患者インターフェイスに含めることができる。
【０１７２】
図１０６は、任意選択のモジュールおよび前に記載した付属品を除いた、換気装置Ｖの構成部品のシステム・ブロック図である。換気装置は、患者が持つことを可能にするように電池および気体サプライを内蔵することができ、それによって患者は、容易に持ち運ぶことができるパッケージの中であるが、換気装置から受けている呼吸補助によって可能になる、歩行および日常生活の活動に参加することが可能になる。
【０１７３】
図１０７〜１６４は、本発明の様々な治療態様をより詳細に示している。本明細書に記載した療法を患者の需要により効果的に滴定させるために、換気装置システムは、必要な呼吸補助のレベルを決定するために分析を行なうことができる。これを達成するために、換気装置は、例えば歩行または活動中に患者の需要に出力を滴定することができ、出力が増加することができる。別の方法では、自発呼吸センサによって測定されるようなより高い呼吸数の間に、出力が増加することができる。別の方法では、呼吸センサによって測定されるようなより高い呼吸努力の間に、出力が増加することができる。他の生体フィードバック信号を使用することもできる。出力を患者の呼吸需要に合うように増加または変更することに加えて、患者の自発吸息相に対する換気装置出力のタイミング、および出力波形を、患者の快適性および生理学的需要に合うように変えることができる。例えば、運動中、吸気の開始１００ミリ秒後に開始する遅れでトリガされるように上昇波形で、および減速波形で、７５ｍｌでの早期運搬から変わることができる。
【０１７４】
治療セッションを開始したときに患者が患者インターフェイスを取り付けている場合、呼吸センサを使用して、患者の鼻孔に対するインターフェイスの遠位先端の適切な位置決めを決定することができる。例えば、噴射ノズルおよび／または外側同心管が適切に位置合わせされていない場合、センサは予測より少ない取り込みを検出する、または特定の圧力信号特徴がないことを検出することができ、信号は換気装置ユーザ・インターフェイスを通して、または遠隔監視を通して患者、介護人または臨床医に通信するような警告を開始することができる。位置合わせおよび位置決めが適切になると、警告は無効となり、換気装置は、インターフェイスが適切に位置決めされたことを患者、介護人または臨床医に報告することができる。同様に、治療セッション中に、インターフェイスが不適切に位置決めされている場合、センサは低い取り込み値または誤った特徴信号を検出することができ、この信号を使用して、システムは再位置決めが必要である通知または警告を患者、介護人または臨床医に送信することができる。取り込み値の検出は、噴射ノズルの先端の近くに流量または圧力センサを含めて、同心外側管に結合させることによって達成することができ、前に記載したように、感知要素または感知ポートを通して取り込まれた外気流移動を登録することができる。インターフェイス・アセンブリの特別な構成は、少なくとも１つのセンサが患者による自発呼吸の登録に向かって偏倚されており、少なくとも１つの他のセンサが取り込まれた外気流の登録に向かって偏倚されているセンサ位置を含むことができる。この構成により、システムは自発呼吸と取り込みを区別することが可能になり、それによって取り込みは呼吸信号を隠さない。別の方法では、センサは、換気装置出力がアクティブである時間の間に取り込みを優先的に登録し、換気装置出力がオフである場合に自発呼吸を優先的に登録することができる。
【０１７５】
図１０７は、本発明が肺疾患または神経筋疾患応用例に使用される場合に、本発明によって患者の呼吸の動作をどのように有利に影響を与えることができるかを説明している。患者の肺容量は、肺圧力の関数として、動作を示す曲線の内側の領域にグラフ化することができ、典型的にはジュール毎リットル（Ｊ／Ｌ）で示され、通常の健康な成人では０．３〜０．６Ｊ／Ｌである可能性がある。呼吸障害がある患者では、組織の疾病状態を克服するため、例えばＣＯＰＤの場合に静的および動的過膨張を克服するため、または線維症またはＡＲＤＳの場合に高い気道抵抗を克服するために、休息中さらに激しい運動中に呼吸をするのに４〜１０倍の作業が必要である可能性がある。図示したグラフでは、圧力軸の下の曲線の内側の領域は吸気ＷＯＢであり、力軸の上の曲線の内側の領域によって画定された領域は呼気ＷＯＢである。矢印は、ＲＶからＶＴに始まって、その後ＶＴからＲＶに戻る、時間経過での単一の呼吸のサイクルを示している。ＲＶ１およびＶＴ１は、療法なしでの残留量および１回換気量である。ＲＶ２およびＶＴ２は、療法を行なった残留量および１回換気量である。分かるように、この例では、呼気流が療法の一部として与えられ、残留量を増やすことができるので、療法でＲＶが増加する。重要なことは、ＶＴが療法で増加され、ＲＶが増加したより多く増加されていることであり、より多くの量が療法の結果肺に入ったり肺から出たりしていることを示している。１回換気量の増加は、臨床的には有効であると考えられるが、開放換気、非侵襲性でありおよび最小限に邪魔にならないシステムで達成するのは技術的に難しい。グラフに示すように、本発明ＯＮでの患者の吸気ＷＯＢは、本発明ＯＦＦでの患者の吸気ＷＯＢより約２５％少ない可能性がある。また、吸気肺圧力が増加し（あまりマイナスでない）、１回換気量が増加し、任意選択では、療法が呼気中に行なわれる場合に呼気圧力が増加する。換気装置が呼気相中にこの例では気体を提供しているので、図示した例では残留量が増加し、残留量に影響を与えないように換気パラメータを滴定することができる、療法を受けている場合に、肺筋を働かせる患者の能力により、患者の肺機能は、ＣＯＰＤの場合に作り直される可能性があり、実際に残留量の減少をより通常の値にすることができる。図示したグラフでは、療法の波形は、換気装置吸気相治療出力に対する早期吸気トリガ時間、および容量出力が患者の吸気時間内に運ばれることを想定する。しかし、任意選択では、異なる運搬波形および運搬同期を行なうことができ、ＷＯＢ曲線を調節することができる。例えば、換気装置吸気相療法は、運搬を吸気の終わりに終了させて、人の吸気サイクルの後で行なうことができ、四角形または上昇波形輪郭で行なうことができる。この場合、療法でのＷＯＢ曲線は曲線の右側上向きに傾斜し、それによって吸気が終了し、肺圧力ゼロ軸の上の点で呼気に移行する。
【０１７６】
図１０８は、実際の被験者についての本発明の鼻インターフェイスで達成される肺容量をグラフで示している。本発明の実施形態を使用して、１回換気量は平均約４１％だけ増加することができる。
【０１７７】
図１０９は、肺容量を測定および表示するために胸部インピーダンス・バンドを使用して、被験者についての本発明の鼻インターフェイスで達成される肺容量をグラフで示している。グラフの左側で、自発呼吸の間に、被験者が本発明の換気を受けており、グラフの右側で、換気療法を停止させ、換気療法なしで被験者が自発呼吸をすることが可能であり、基準を上回って換気療法が生じさせた著しい増加を示し、したがってどのようにＮＩＯＶが肺容量を増加させることができるかを示している。
【０１７８】
図１１０は、従来の換気と比較して、肺シミュレータ・ベンチ・モデルについてＮＩＯＶで達成される肺容量をグラフで示している。全ての波形で、シミュレーションした患者は同じ吸気努力で自発呼吸をしており、その結果、２４５ｍｌの１回換気量につながり、臨床的目標は、患者の１回換気量を２４５ｍｌ  １１００１から３８０ｍｌ  １１００３に増加させることである。グラフの左から右への第１の波形１１００５では、患者の呼吸は補助されていなく、したがって患者は２４５ｍｌの１回換気量を受ける。次の波形１１００７では、同じ努力でシミュレーションした患者は、密封呼吸マスクまたはカフ付き気道チューブなどの、従来のクローズ型システム換気装置で補助されている。換気装置出力１１００９は、３８０ｍｌの所望の「補助」１回換気量を達成するためのレベルに設定される。換気装置は、この目標を達成するために４２０ｍｌに設定される。第３の波形１１０１１では、換気装置を患者から離脱させる場合に行なわれるような、小さな漏洩が従来の換気装置システムに導入される。３８０ｍｌの所望の「補助」１回換気量を達成するために、換気装置は次に、７０５ｍｌ  １１０１３に設定しなければならない。第２および第３の波形では、患者の肺によって受けられる容量の全ては換気装置から発生し、これらの従来のシステム内になければならないことが分かる。第４の波形１１０１５では、患者はＮＩＯＶで補助され、分かるように、ＮＩＯＶ換気装置出力を、３８０ｍｌの所望の「補助」レベルを達成するために、９０ｍｌ  １１０１７に設定さえすればよい。この場合、３８０ｍｌの１回換気量の一部だけが換気装置から来て、３８０ｍｌの実質的な部分は取り込みおよび自発吸気した外気から来て、それによって、ＮＩＯＶシステムは、他のシステムよりはるかに効率的、快適および健康的となる。
【０１７９】
図１１１は、肺シミュレータ・ベンチ・モデルを使用して、酸素療法と比較したＮＩＯＶをグラフで示している。左側の第１の波形１１１０１では、患者は補助されていなく、−０．８ｃｍＨ２Ｏで呼吸して、２４８ｍｌの吸気された１回換気量を生成する。第２の波形１１１０３および第３の波形１１１０５では、患者は連続流１１１０９、および酸素のパルス流１１１１１をそれぞれ鼻カニューレを介して受け、肺圧力および１回換気量への影響はないかまたは無視してよい程度である。第４の波形１１１０７では、ＮＩＯＶ１１１１３が使用されており、肺圧力および１回換気量における著しい増加を示す、したがって、ＮＩＯＶが開放気道システムであるという事実にも関わらず、ＮＩＯＶが前に記載したように呼吸の動作を助けることが示されている。
【０１８０】
図１１２は、標準的酸素療法および本明細書に記載したＮＩＯＶ療法を使用して、６分間歩行試験を行なう典型的なＣＯＰＤ患者の能力をグラフで示した２つのグラフを含んでいる。酸素療法歩行（上部グラフ）では、低くなった肺機能を克服するために呼吸するように患者が費やさなければならないエネルギー量がただ困難であるので、患者は早期に疲労し、休憩するために止まらなければならない。患者は休憩しなければならず、しばしば座ったり何かに寄りかかったりする。典型的には、患者は十分な空気を出し入れすることができず、また呼吸するのに多くのエネルギーが必要であるので、疲労していることに加えて心拍数および血圧は極めて上昇し、ＣＯ２レベルは高い。ＮＩＯＶを使用して歩行試験を行なっている同じ患者（底部グラフ）は、ＮＩＯＶが呼吸の動作において呼吸筋を助けているので、歩くことなく全６分間歩行することが可能である。ＣＯＰＤ患者は典型的には、ＮＩＯＶで１０〜５０％遠くに、または３０〜７０メートル遠くに歩くことが可能である。ＮＩＯＶは着用可能なシステムであるので、また患者インターフェイスが開口気道インターフェイスであるので、患者は換気装置およびインターフェイスで快適であり、家から外出し、日常生活の活動を行なうことが可能である。
【０１８１】
図１１３Ａは、従来のＣＰＡＰ換気装置によって生成される肺圧力と比較して、ＮＩＯＶによって生成される肺圧力を説明している。各換気装置は、それぞれの気体運搬回路および鼻マスクを通して流れを運んでいる。ＮＩＯＶシステムは、換気装置が２８ｌｐｍを出力するように設定されており、上で説明したように、患者の気道に気体が入る前に追加の気体を外気から取り込む。ＣＰＡＰシステムは、比較的高いが、ＣＰＡＰ療法では典型的な設定である、２０ｃｍＨ２Ｏに設定される。マスクが閉塞されると、システムによって生成される圧力は、Ｘ軸上のゼロでグラフに示されている。分かるように、ＮＩＯＶシステムは少なくともＣＰＡＰシステムと同じ圧力を生成することが可能である。気体運搬回路およびマスクが大気に対して開放されている場合、ＮＩＯＶシステムは、十分ＮＩＯＶシステムの能力内である、約５５ｌｐｍの気体を運搬しながら、１８ｃｍＨ２Ｏを容易に生成することができる。したがって、ＮＩＯＶでは、呼吸不全患者または睡眠時無呼吸患者を、ＣＰＡＰでも換気することができるが、ＮＩＯＶシステムの便利で最小限にしか邪魔でない状態で換気することができる。
【０１８２】
図１１３Ｂは、従来のＢｉＰＡＰと比較して、ＮＩＯＶシステムで達成される肺容量を説明している。ＣＰＡＰシステムは、１０ｃｍＨ２Ｏの吸気圧力および５ｃｍＨ２Ｏの呼気圧力に設定される。ＮＩＯＶシステムは、約１０ｃｍＨ２Ｏの吸気圧力に設定されるが、呼気圧力は設定されず、したがって、呼気圧力は自発呼吸患者と同じである。別の方法では、前に説明したように、ＮＩＯＶシステムでの呼気圧力はまた、自発呼気圧力から上昇させたレベルで設定することができる。グラフから分かるように、ＣＰＡＰ患者は呼気圧力および流れにより高いＲＶを有し、ＮＩＯＶ患者は通常のＲＶを有する。これは、ＣＯＰＤにおいて、過膨張を防ぐ、またはＯＳＡにおいて、患者の快適性および耐性を最大限にするために極めて利点がある可能性がある。同じ治療吸気圧力に両方の場合とも到達することができることに留意されたい。
【０１８３】
図１１４〜１５３は、患者に機械的換気補助を与えることに関連するように、ＮＩＯＶをより詳細にグラフで説明している。図１１４〜１２９は、本発明を従来技術と比較している。図１１４〜１１７はＮＩＯＶの運搬回路駆動圧力を従来技術と比較している。図１１８〜図１２１は、ＮＩＯＶの呼気相容量運搬を従来技術と比較している。図１２２〜１２５は、ＮＩＯＶの肺容量を従来技術と比較している。図１２６〜１２９は、ＮＩＯＶの運搬回路の典型的外径を従来技術と比較している。
【０１８４】
図１１４〜１１７は、本発明の気体運搬回路内の圧力信号を説明している。図１１４および１１５の圧力範囲は典型的には、５〜４０ｐｓｉ範囲にあり、図１１６の圧力範囲は典型的には、０．１〜０．５ｐｓｉ範囲にある。図１１７の圧力範囲は、正確な療法によって、５〜４０ｐｓｉ範囲、または０．１〜０．５ｐｓｉ範囲のいずれかにある。
【０１８５】
図１１８〜１２１は、ＮＩＯＶを従来技術と比較する、従来技術の酸素療法によって運搬される容量を説明している。この一連のグラフは、療法によって患者に運搬される量のみを示しており、患者によって吸気されている追加の自発量を説明するものではない。肺に運ばれている合計量は、療法によって運搬されている量と、患者によって自発吸気されている量、ＮＩＯＶの場合、療法によって取り込まれる量の組合せである。この説明の目的で、得られる合計肺容量が、肺容量と直接相関される肺圧力の意味で、図１２２〜１２５にグラフで示されている。療法により得られる肺圧力は、気体運搬回路圧力、噴射ポンプ設計および構成、患者の肺コンプライアンスおよび気道耐性、患者の吸気相に対する換気装置出力のタイミング、および換気装置出力波形などの要因の組合せによって管理される。しかし、典型的には、四角形の波形で１００ｍｌを運び、患者の吸気相の始めに開始して５００ミリ秒運ばれる気体運搬回路圧力が、５〜１５ｃｍＨ２Ｏだけ肺圧力を増加させることができる。また、典型的には、四角形の波形で２５０ｍｌを運び、患者の吸気相の中間近くで開始して５００ミリ秒運ばれる気体運搬回路圧力が、１０〜２５ｃｍＨ２Ｏだけ肺圧力を増加させることができる。
【０１８６】
図１２２〜１２５は、療法が肺圧力に与える影響を説明している。図１２２では、本発明によって生じる２つの潜在的肺圧力結果、実線で示されたあまり陰圧でない圧力、および破線で示された陽圧とも示されている。本発明によって考えられる追加の波形および得られる肺圧力が、その後の図に示されている。
【０１８７】
図１２６〜１２９は、インターフェイスのサイズおよび目立つことの表示を与える、様々な治療の気体運搬回路に必要な相対断面積または輪郭をグラフで示している。本発明をパルス投与量酸素療法と比較することによって分かるように、同じ回路運搬圧力条件および等しいまたはさらに小さい気体運搬回路輪郭では、本発明は取り込み流を生成することができ、酸素療法はごく僅かな取り込み流れを有し、肺圧力に影響を与えない酸素療法と比べて、本発明はより大きな容量運搬を行なうことができ、肺圧力への機械的影響を生じさせる。本発明を高流量酸素療法（図１１６、１２０、１２４、１２８）と比較して、ＮＩＯＶは、かなり小さい運搬回路輪郭で、はるかに少ない気体消費であるが、肺圧力および呼吸の動作に等しいまたはより大きい影響を与える潜在能力を有する。ソース気体の１５ＬＰＭ以上をＨＦＯＴの場合に消費する可能性があり、ソース気体の８ＬＰＭ未満をＮＩＯＶの場合に消費する可能性があり、これにより、より効率的な設計であるが、本発明は少なくとも等しく有効となる。比較の目的で、図１２０の曲線に示した容量は、患者の吸気時間中のみのＨＦＯＴシステムの容量出力を占めており、これを説明するものであるが、出力は図１１６に示すように連続流である。ＮＩＯＶをＢｉＰＡＰ換気療法と比較して、本発明は、あまり邪魔にならない運搬システムで、潜在的に着用可能であり、日常生活の活動を可能にするシステムであるが、ＢｉＰＡＰ療法がもたらす肺への影響（図１２１および１５）を概算することができる。図１２５は、実線から破線までにわたる、ＢｉＰＡＰによって作り出すことができる様々な肺圧力を示している。
【０１８８】
図１３０〜１５３は、本発明の異なる代替換気装置出力波形、および患者の肺機能への換気装置出力の影響をグラフで示している。図１３０〜１３３および１４２〜１４５の一連のグラフは、運搬回路内の圧力波形を示している。図１３４〜１３７および１４６〜１４９の一連のグラフは、運搬されたおよび取り込まれた、両方の容量運搬を示している。図１３８〜１４１および１５０〜１５３の一連のグラフは、肺の圧力レベルを示している。
【０１８９】
図１３０は、患者に運搬される容量を効果的に二倍にし、陰圧（治療が行なわれていない場合）から陽圧（治療が行なわれている）までの吸気中の肺圧力の増加につながる、約１：１の比で外気を取り込む、患者の自発吸気相中の四角形の圧力波形出力を説明している。図１３１は、吸気相の開始の後の僅かな遅延の後に吸気中に運ばれる、丸みを帯びた圧力運搬波形を説明している。取り込まれた空気量は、換気装置出力とほぼ等しく、得られる肺圧力を吸気中の通常のマイナスの値がプラスの値まで増加させることができる。肺圧力は、気体運搬の終了で通常、患者の通常の値に戻ることができる。別の方法では、呼気の開始と一致して、または僅かに呼気内にあるように波形連続を延ばすことができ、それによって吸気から呼気に移行する場合に肺圧力は正のままである。図１３２は、吸気相の第１の部分で運搬および終了され、呼気への移行の前に終了される四角形の圧力出力波形を説明している。この場合、肺圧力は影響を受ける可能性があり、正となり、換気装置運搬が終了した場合にその通常レベルに戻ることができる。
【０１９０】
図１３３、１３７、および１４１は、より高い振幅が吸気中に運ばれ、呼気中に運ばれるより低い振幅に移行する、多数の圧力振幅運搬波形を説明している。２つの得られる潜在的な肺圧力波形は両方とも図１４１に示されており、実線は３〜１０ｃｍＨ２ＯのＰＥＥＰ圧力などの呼気中の比較的高い圧力を示しており、破線は１〜５ｃｍＨ２Ｏなどの呼気中の減衰するより低い圧力を示している。運搬される量は、他の波形の例と同様に取り込みにより増加させることができる。肺圧力は、吸気中（あまり陰圧ではない圧力が示されているが、ゼロ圧力または陽圧も可能であるに増加させることができ、呼気中、プラスの圧力が維持される、および／または患者の通常の呼気圧力を超えて増加させることができる。呼気中の陽圧は、呼気中の気道崩壊を少なくすることによって動的過膨張を減らすのを助けることができ、および／または呼気相を含む呼吸の全ての相の間に肺小葉空間を偏倚開放したままにすることによって、肺胞換気および肺回復を助けることができる。例は２つの個別の圧力レベルを示しているが、多数のレベル、または必要に応じて調節する可変レベルがあってもよく、１つのレベルから別のレベルへの移行は図示するように段差状というよりは傾斜させることができる。
【０１９１】
図１４２、１４６および１５０は、圧力が吸気の開始の際に運搬され始め、運搬期間中に増加する上昇圧力運搬波形を説明している。運搬期間は、患者の臨床的需要および快適性によって、吸気相の一部、または吸気相の全て、または吸気相より長くてもよい。上昇波形は、患者の自発呼吸と合うように働き、それによって、介入は快適であり、患者の需要、努力および需要に同期されているように感じられる。いくつかの他の波形と比べてこの波形を使用する場合に少ない気体を取り込むことしかできないが、合計運搬量は肺圧力を必要に応じてプラス圧力にまで増加させるのに十分である。
【０１９２】
図１４３、１４７および１５１は、患者が深くまたは重く呼吸している場合に好ましい可能性がある上昇波形を説明しており、それによって患者からの初期の強い需要が換気装置からの強い出力に合わせられる。
【０１９３】
図１４４、１４８および１５２は、吸気内に運搬される多数の圧力振幅運搬波形を説明している。より低い第１の圧力振幅は酸素を豊富に含んだ気体を含み、それによって肺内の酸素の滞留時間が最大限となって、酸化および拡散が改善され、より高く、空気のみ、または空気／酸素混合物、または酸素のみを含むことができる第２の圧力振幅は、肺の圧力に機械的影響を作り出して、呼吸の動作を機械的に助けるために使用される。第２のブーストはまた、第１のブーストに運ばれる酸素が肺をより効果的に通り抜けるのを助けるように働く。
【０１９４】
図１４５、１４９および１５３は、圧力運搬がオフとオンの間で、または高い値または低い値の間で振動される振動多数運搬波形を説明している。この代替波形は、気体源保存を良くすることができ、快適性および耐性、取り込み値、貫通、薬物運搬および加湿などの他の有利な効果を有することができる。
【０１９５】
図１３０〜１５３に示した換気システム気体運搬波形に関して、１つの波形の態様または全てを別の波形の態様または全てと組み合わせることができることに留意されたい。また、振幅およびタイミング値は変化することができる。例えば、換気装置気体流運搬は、吸気の始めにすぐに始まることができる、または遅れて始まることができる、または吸気流または吸気筋努力が最大のある割合に到達した場合などの、患者の吸気相のある部分で同期されるようなタイミングにすることができる。または例えば、運搬は、吸気時間内である、吸気時間と等しい、または吸気時間を超えて延びることができる。または例えば、換気装置によって肺に作り出される圧力は基準よりも陰圧である（換気装置オフ）、またはゼロ圧力を作り出すことができる、または陰圧を作り出すことができる、またはあまり陰圧でない、ゼロのおよび陽圧の組合せを作り出すことができる。異なる波形を組み合わせるまたは混合させることができ、例えば、圧力運搬は吸気中に運ばれている上昇圧力波形と組み合わせて呼気中に行なうことができる。本発明の任意選択の実施形態では、換気気体運搬速度は、患者の吸気需要に合うように試みるように選択される。患者がより深くおよび強く呼吸している場合、換気出力は需要に合うように増加させることができる。患者が浅くおよび弱く呼吸している場合、換気出力は需要に合うように減少させることができる。任意選択の実施形態では、流量一致を使用して、吸気中に肺の中にゼロ圧力、またはゼロ圧力に近い状態を作り出す、または別の方法では、−２ｃｗｐなどの特定の所望の陰圧を作り出す、または＋２ｃｗｐなどの特定の所望の陽圧を作り出すことができる。生体フィードバック信号を使用して、例えば、呼吸数、前に記載したような呼吸の深さ、歩行または活動レベル、または酸素飽和などの患者の需要に換気装置出力を滴定することもできる。追加の実施形態では、カニューレの先端でのセンサ配置は、取り込まれた外気の絶対的または相対的量を測定および記録する能力を含むことができる。鼻気道圧力、および換気装置気体出力パラメータなどの他の知られている値の収集に基づいて、換気システムは取り込まれた外気測定と共に、運搬されており、患者に自発吸気されている気体の合計量を判断することができる。この情報から、１回換気量およびＦＩＯ２を導き出すことができ、上昇した患者の換気状態、および換気装置の設定をさらに改善した有効性のために滴定することができる。
【０１９６】
換気は、吸気と同期して、または呼気と同期して、または両方と同期して運搬することができる、または高い周波数で、一定流量で、逆行方向に運ぶことができる、また上記の全ての可能な組合せで行なうことができる。患者の吸気または呼気相と同期される場合、換気装置（Ｖ）は、約４０〜７００ｍｌ／サイクルから、好ましくは約７５〜２００ｍｌからの範囲の量を、約０．２から１．２秒、好ましくは約０．３５〜０．７５秒の運搬時間で、約５０〜３００ｍ／秒、好ましくは約１５０〜２５０ｍ／秒のカテーテル流出速度で運搬することができる。高い周波数速度で運搬される場合、換気装置（Ｖ）は、約０．２５サイクル／秒から約４サイクル／秒までの速度、好ましくは約０．５サイクル／秒から約２サイクル／秒までの速度で、約１０ｍｌから１００ｍｌ／サイクル、好ましくは約２５〜７５ｍｌ／サイクルの範囲で容量を運搬することができる。一定流量で運搬される場合、換気装置Ｖは、約０．５ＬＰＭから１０ＬＰＭ、好ましくは約２〜６ＬＰＭの速度で、約５０ｍ／秒から２５０ｍ／秒、好ましくは１００〜２００ｍ／秒のカテーテル流出速度で流れを運搬することができる。
【０１９７】
任意選択では、高周波数低容量換気を、極めて低い量の気体が約１２〜１２０サイクル／分で約５〜５０ｍｌ、または好ましくは約３０〜６０サイクル／分で約１０〜２０ｍｌ換気装置および患者インターフェイスによって行なうことができる。このように、開放気道システム内ではあるが、所望のレベルにより近く気道および肺内で達成される圧力を制御しながら、実質的に小さい容量を肺に運ぶことができる。この運搬波形は、連続していてもよい、または呼吸の吸気相と同期させることができる。また、記載した異なる波形を、全体的または部分的に組み合わせることができ、例えば、容量を吸気中に１つのショットで同期および運搬させることができ、その後、高周波数低容量換気を呼気中に行なうことができる。換気気体運搬は、作動される場合、次第に上昇し、それによって振幅が急激に増加せず、患者を起こす可能性があることにも留意されたい。
【０１９８】
さらに、図１６５に示すように、ＮＩＯＶは、気道圧力信号処理または音声または振動センサなどを使用して、会話検出能力を含むことができ、会話が検出された場合、換気装置出力は吸気相中の同期運搬から、無運搬または連続流運搬のいずれかに切り換わることができ、それによって換気気体運搬は患者の呼吸パターンと同期していない。また、システムは一時停止機構を備えることができ、それによって患者は、例えば１０〜２０秒間治療を停止して、会話または食事をすることができる。一時停止機構は、療法出力をゼロ、または連続流にすることができる。
【０１９９】
与えたグラフの例では、吸気センサ波形は単に例示的ものであり、実際の波形は異なるＩ：Ｅ比、呼吸数、ランダム挙動、吸気および呼気曲線の上昇および下降形状、および変化する振幅などの、他の特徴をとることができることに留意されたい。カニューレからの気体流運搬により、一時的陰圧の領域がカテーテル遠位先端の近くで生成される可能性がある。呼吸相を判断する場合、感知信号処理は、これを考慮することができる。
【０２００】
本発明はまた、既存の睡眠時無呼吸換気療法を凌ぐ改良である。本発明は、気道の閉塞を防ぐまたは少なくすることができる、または他の方法では、ＣＰＡＰよりあまり邪魔にならないカニューレ・ベース・システムで完全または部分的閉塞中に肺を換気することができ、それによって治療の患者の順守、コンプライアンスおよび有効性を改善することができる。加えて、本発明は無呼吸の発現の開始の改良された予測を行なうことができ、それによって療法はより正確で知的な方法で、患者がより耐えられる方法で診療されることが可能である。本発明の実施形態は、以下の特性、（１）口腔咽頭気道および／または肺のカテーテル・ベース同期換気、（２）気道閉塞を防ぐまたは逆行させるための、口腔咽頭気道のカテーテル・ベース加圧、（３）無呼吸予測および検出のため、および治療パラメータの調整のための、呼吸努力および呼吸センサの使用、（４）ＯＳＡを治療するための最小量の換気気体の使用、それによる小さい雑音の生成、およびより通常の呼吸環境の提供、（５）耐性および快適性を改善するために、サイズが最小限に抑えられた換気運搬インターフェイス、（６）患者が自然に外気室内空気を吸気および呼気しているように感じすることができるような開放システムの１つまたは複数を含むことができる。
【０２０１】
図１５４〜１６１は、本発明が睡眠時無呼吸ＳＡを治療するのに使用される場合の、換気パラメータおよび呼吸空気流への影響をグラフで説明している。閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）、中枢性睡眠時無呼吸（ＣＳＡ）および混合型睡眠時無呼吸（ＭＳＡ）を治療するために、同様のパラメータおよび技術が使用される。図１５４〜１５６は、ＯＳＡを検出および治療するために使用される、本発明の３つの基本的治療アルゴリズムを示している。図１５４は、無呼吸を検出する際の介入を説明している。図１５５は、完全閉塞を防ぐために閉塞の前兆の検出の際の介入を説明している。図１５６は、閉塞を防ぐ試みでの積極的な介入を説明している。この一連のグラフでは、ｔは時間軸、Ｑは気道流信号、ＩＱは吸気流信号、ＥＱは呼気流信号、ＶＯは換気装置出力、３２は通常の呼吸流曲線、３４は気道が部分的に閉塞された場合の呼吸流曲線、４８は閉塞された気流信号、４０は実際の呼吸と同期された換気装置出力、４４は前の呼吸履歴または呼吸努力に基づいた換気装置出力である。図示した例では、換気は患者の吸気努力と同期して行なわれるが、これは単に例示的なものであり、一定流量または圧力、または可変流量または圧力、または上記のあらゆる組合せを使用して行なうことができる。治療アルゴリズムの追加の詳細は、以下の記載で説明する。
【０２０２】
図１５４では、反応および修正アルゴリズム、自発呼吸センサは、通常の空気流信号３２から小さい空気流信号３４までの鼻空気流のシフトを検出することができる。「介入あり」と印が付けられたグラフで分かるように、小さい空気流信号３４が呼吸センサによって検出された直ぐ後に、または別の方法では、ある程度の所望の遅延の後に、気体運搬制御システムは、過去の呼吸数履歴に基づいた速度で換気流／量４４を運搬するように換気装置に命令する。換気装置気体流は、外気取り込みと共に、閉塞を開放し、「介入あり」と印が付けられたグラフ分かるように呼吸を回復することができ、肺に換気を回復させることができる。これに対して、「介入なし」と印が付けられたグラフは、無空気流信号４８に次第に入る呼吸信号を示しており、したがって、実質的に完全な閉塞を示している。図示した例では、部分的または完全閉塞の期間中に、鼻孔での流れ信号は、呼吸センサが呼吸を検出するほど十分強くはない。別の方法では、無呼吸の間、換気装置気体流を、所定のバックアップ速度で換気装置から運搬する、または連続流として運搬することができる。図１５５の予防アルゴリズムでは、呼吸センサは、通常の空気流信号３２から小さな空気流信号３４までの鼻孔空気流のシフトを検出する。直ぐ、またはある程度の所望の遅延の後に、制御ユニットは、吸気４０と同期された換気装置気体流を運搬するように換気装置に命令する。別の方法では、換気装置気体流を、所定のバックアップ速度で換気装置から運搬する、または連続流で運搬することができる。図１５６の防止アルゴリズムでは、換気装置気体が患者の自発呼吸と同期して運搬され、空気流３４の減少が、閉塞の開始により起こり、換気装置の循環速度が閉塞を完全に発達させるのを防ぎ、呼吸が通常３２に戻る。図１５４〜１５５に記載された換気装置気体流輪郭は、間欠運搬での個別の気体量出力を示しているが、以下により詳細に説明するように、連続流および容量運搬の組合せ、および連続流運搬などの他の気体運搬輪郭が存在することができる。３つの基本的アルゴリズムを、ハイブリッド治療アルゴリズムを作り出すために全体的にまたは部分的に組み合わせることができることに留意されたい。
【０２０３】
図１５７は、換気装置が無呼吸への前兆中に、または無呼吸３４または気道閉塞４８の期間中に作動され、その後、通常の呼吸３２が回復したときに停止される期間にわたる患者および換気装置の波形をグラフで示している。換気装置気体流は、図示するように作動された場合に循環的に運搬することができる、または前に記載したように、連続して運搬することができる。本発明の任意選択の実施形態では、換気装置制御システムは、睡眠の異なる段階に関連する特徴的な呼吸センサ信号波形または振幅または周波数（集合的に、波形と呼ぶ）を説明するデータベースを含んでいる。例えば、データベースは、覚醒状態、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４睡眠状態、およびＲＥＭ状態に対する特徴的な波形を含んでいる。換気装置制御システムは、実際に測定した波形を特徴的な波形のこのデータベースと比較する。換気装置は、呼吸を「無」呼吸、「通常」呼吸、「部分的閉塞」呼吸、いびき、せきなどの他の状態として呼吸を指定する判断を行なう。この機構はさらに、換気出力治療アルゴリズムを患者の需要に合わせることを可能にする。例えば、換気装置出力が無呼吸イベント、すなわち、部分的閉塞の開始の検出中に可能になるアルゴリズムはその後、部分的閉塞と単に呼吸が浅い段階を区別することができる。別の方法では、データベースの代わりに、これらの特徴をリアルタイムで判断し、換気装置に学習させることができる。または別の方法では、ＥＥＧセンサまたはバイオリズム・センサなどの睡眠の段階を測定する、追加のセンサを本発明に含めることができる。加えて、本発明は人工物検出およびスクリーニングを含むことができ、それによって患者の状態の監視、および療法の制御は人工物によってごまかされない。このような人工物検出およびスクリーニングは、例えば、まくらへのいびきまたは呼吸を含んでいる。
【０２０４】
呼吸検出は、ＳＡの形を監視および治療するために使用される場合、本発明の機能に重要である可能性がある。ＯＳＡでは例えば、部分的閉塞中に、鼻孔での気体流が閉塞により減少される可能性がある。部分的閉塞にわたり空気を移動させる必要がある大きな圧力低下により、または気管と肺の間で気体流を前後に移動させることにより、気管圧力信号が増加する可能性がある。逆に、鼻孔での空気流が減少するまたは停止する。したがって、無呼吸イベントを、鼻孔で測定されている流信号の圧力の損失によって検出することができ、無呼吸イベントの前兆が信号振幅の減少によって検出される。情報を互いに対して照合することができ、例えば、小さな空気流信号プラス大きな圧力信号を閉塞イベントの前兆に対応させることができるので、圧力および空気流センサの両方を使用することは望ましい可能性がある。加えて、別の外部呼吸センサを使用して、胸部インピーダンスまたは胸部移動センサなどの呼吸筋努力を検出することができる。この場合、努力信号を鼻孔空気流および／または鼻圧力信号と比較することができ、比較により、全ての可能な状態、たとえば通常の無閉塞呼吸、部分的閉塞呼吸、完全閉塞、深い無閉塞呼吸、および浅い無閉塞呼吸の中でどの呼吸状態であるかを正確に判断することができる。また、特に鼻センサおよび筋肉センサの両方を使用し、信号を比較する場合に、ＯＳＡはＣＳＡイベントと区別することができる。外部センサは任意選択では、一次呼吸センサとして鼻空気流センサの代わりに使用することができる。
【０２０５】
図１５８〜１６４は、本発明がＯＳＡを治療するために使用される場合の、異なる気体流運搬波形、または治療アルゴリズムを説明している。運搬波形を、前に記載した３つの基本的治療アルゴリズムそれぞれ、すなわち反応／修正、予防および防止、または３つの治療アルゴリズムのハイブリッドで使用することができる。各場合では、ユーザが最初にマスクを接続し、ベッドに入った場合に、換気装置気体出力を無効にすることができ、患者が眠っているまたはうとうとしている場合、またはある期間の後に、後に必要に応じてのみ、換気装置気体出力が有効になり、それによって患者は夜の始めにあらゆる療法なしでマスクを通して自由に呼吸することが可能になって、患者に完全に通常であると感じさせることができる。マスクが完全開放マスクであるので、これは可能であるが、従来のＣＰＡＰおよびＢｉＰＡＰ睡眠時無呼吸マスクおよび呼吸回路では可能ではない。Ｑと印が付けられたグラフは、気道内の空気流を示しており、ＶＯと印が付けられたグラフは、圧力または流量または容量のいずれかにおいて換気装置気体出力を示している。図１５８では、換気装置出力は、弱まっている空気流または呼吸信号３４に応じて増加され４０、それによって閉塞が防止され、通常の空気流３２を回復する。換気装置出力は、所望のその後の時間で基準振幅に戻る。図１５９では、換気装置出力は、閉塞３４の開始が検出された場合に、サイクル間で同期循環オンおよびオフ出力４０から連続流４７に切り換わる。図１６０では、換気装置は、無呼吸３４への前兆が検出されるまで連続流または圧力ポート４２を放出し、このとき、換気装置は吸気と同期された圧力、流量または量のより大きな振幅を運搬するようにその出力をブーストし、小さな空気流３４は部分的閉塞が存在することを示している。図１６１では、可変換気装置圧力または連続流または圧力出力４２が運搬され、小さな空気流信号３４が通常の信号に戻されるまでより大きな振幅に傾斜し４３、その後に、換気装置出力はその基準値まで下がることができる。図１６０および１６１に示す好ましい実施形態では、ユーザが最初にインターフェイスを取り付け起きている場合、眠る場合の極めて小さな出力に換気装置出力はゼロ出力から上に傾斜して、グラフに示す尺度の左側まで延びることができる、無呼吸イベントの開始の際に大きな出力に傾斜し、無呼吸開始が図１５５および図１６１の組合せを使用して説明するように検出された場合に、ゼロからより高い出力まで傾斜する可能性がある。この可能性は、患者が起きているがベッドに入っている場合に、換気気体が運搬されることなく、無呼吸または低呼吸が開始する前に、ＮＩＯＶ鼻インターフェイスを通過して、またはこれを通して外気を快適および自然に呼吸することができる点で、従来のＯＳＡ  ＰＡＰ療法を凌ぐかなりの利点である。これは、患者がマスクおよびホースを通した気体のかなりの部分を呼吸する従来ＰＡＰ療法では難しく賢明ではなく、この場合、再呼吸によりホース、マスクおよび気道内のＣＯ２保持を防ぐように、患者に運ばれている換気を有することが常に最も良い。他の気体流運搬波形が本発明に含まれ、上記換気装置出力波形の例は全体的にまたは部分的に組み���わせて、ハイブリッド波形または切換波形を作り出すことができる。例えば、閉塞の前兆が検出されるまで、換気装置出力は吸気と同期して運ばれる小さな気体量であってもよく、この場合、容量出力が増加され、閉塞が悪くなるまたは完全に閉塞された場合、その後、換気装置出力は、閉塞が開放されるまで、開始振幅からより高い振幅に傾斜する連続流に切り換わる。
【０２０６】
図１６２および１６３は、追加の治療アルゴリズム、特に連続流傾斜アルゴリズム、および吸気努力同期アルゴリズムをそれぞれ示している。
【０２０７】
図１６２では、増加を患者により分からなくするためにのみ、吸気相中に傾斜が行なわれる。換気装置出力は、治療の感覚および音声に患者を順応させる目的で、治療流に傾斜する前に低レベル非治療流に傾斜し、患者への増加する流れの刺激を最小限に抑えるために吸気中に傾斜する。
【０２０８】
図１６３は、療法の感覚および／または音に患者を調整するまたは順応させるために、患者の呼吸努力と同期して流れの非治療パルスが運ばれるアルゴリズムを示している。加えて、セッションの早期段階で非治療レベルの気体を運搬することはまた、鼻孔インターフェイスの適合および機能に関する情報をシステムに与えるように働く。例えば、インターフェイスが正確に取り付けられる場合、システムはこれを検出し、正常に進行するが、インターフェイスが正確に取り付けられていないまたは位置合わせされていない場合、システムは信号処理でこれを検出し、患者が睡眠の深い段階に入る前に調節を行なうためにユーザに警告をすることができる。別の方法では、システムは、鼻インターフェイスが取り付けられたすぐ後に療法の治療レベルを与えることができ、インターフェイスが正確に接続されているかどうかを判断し、正確に接続されていない場合、必要な調節を行なうように患者に指示することができる。適切に適合されると、前に記載したように、システムの信号処理によって判断されるように、換気気体出力は必要になるまで停止される。別の方法では、呼吸圧力信号を使用して、インターフェイスが適切に取り付けられているおよび位置合わせされているかどうかを確かめることができる。
【０２０９】
図１６４は、呼吸努力同期療法を使用する場合、気体運搬波形の任意選択の実施形態をより詳細にグラフで示している。
【０２１０】
ＳＡ療法では、いくつかの追加または代替パラメータは以下の通りである。容量運搬は、患者の呼吸状態によって、換気装置サイクルにつき約１０ｍｌから２００ｍｌであってもよい。完全無呼吸が起こると、容量運搬は、約６〜２０サイクル／分の速度で、１サイクルにつき約２００ｍｌから５００ｍｌまで増加する。運搬されている気体の流量は典型的には、気体の実際の運搬中に約６〜５０ＬＰＭであり、好ましくは約１０〜２０ＬＰＭである。換気装置循環のタイミングは、患者の呼吸数と同期させることができる、例えば、約６〜３０ＢＰＭである、または同期されていない場合、または患者が無呼吸である場合、循環は、以下に説明する高周波数低量換気が使用されない限り、約８〜２０サイクル／分であってもよい。換気用の換気装置出力での駆動圧力は典型的には、約５〜６０ｐｓｉ、好ましくは約８〜４０、さらに好ましくは１０〜１５ｐｓｉであってもよく、吸気中の通常の無閉塞状態で約０〜５ｃｍＨ２Ｏの、および閉塞された状態で最大約２０ｃｍＨ２Ｏの所望の口腔咽頭圧力を作り出すことができる。換気装置気体流はしばしば図では、呼吸サイクルと同期しているが、呼吸サイクルは部分的閉塞または無呼吸イベントにより検出することができない可能性があり、したがって、換気装置気体流は所定の速度または予測速度で単純に加えられることに留意されたい。また、使用したセンサによって、外気から吸気されている、または外気に呼気されている空気流がないまたは極めてほとんどないが、呼吸努力はさらに検出可能であることを理解されたい。しかし、いくつかの場合では呼吸努力に応じた気管内の空気の移動は、使用されているセンサ技術によって、吸気努力および呼気努力としてセンサによって登録するのに十分である可能性がある。実際、いくつかの場合では、使用されるセンサによって、閉塞が吸気中の大きな陰圧によって達成される可能性があり、閉塞により気道Ｔ内に小さな気体流があるが、呼吸信号をより強くすることができる。したがって、本発明では、気体運搬制御システムおよび気体運搬制御システム内のアルゴリズムは、センサ情報を処理し、あらゆる所与の時間に起こっている正常なまたは小さな呼吸があるかどうかを判断しながら、これらの事項全てを考慮する。換気装置気体流の運搬によって上気道内で達成される換気圧力は、約１〜２０ｃｍＨ２Ｏ、予防的に運搬される場合に約２〜５ｃｍＨ２Ｏ、および検出した閉塞イベントに応じて運ばれる場合に約５〜１０ｃｍＨ２Ｏの範囲にあってもよい。下気道および肺内で達成される換気圧力は、換気気体運搬によって上気道内で達成される圧力と同様であってもよい。
【０２１１】
任意選択では、高周波数低容量換気を、換気装置および患者インターフェイスによって行なうことができ、ここで極めて低容量の気体が、約１２〜１２０サイクル／分で約５〜５０ｍｌ、または好ましくは約３０〜６０サイクル／分で約１０〜１２ｍｌなどの極めて速い周波数で案内される。このように、開放気道システム内ではあるが、所望のレベルにより近く気道および肺内で達成される圧力を制御しながら、実質的に小さい容量を肺に運ぶことができる。この運搬波形は、連続していてもよい、または呼吸の吸気相と同期させることができる。また、記載した異なる波形を、全体的または部分的に組み合わせることができ、例えば、容量を吸気中に１つのショットで同期および運搬させることができ、その後、高周波数低容量換気を呼気中に行なうことができる。換気気体運搬は、作動される場合、次第に上昇し、それによって振幅が急激に増加せず、患者を起こす可能性があることにも留意されたい。
【０２１２】
任意選択の実施形態では、本発明の方法および装置は、既存のシステムで行なわれるのと同様の治療圧力を判断および滴定するのではなく、起動閉塞を防ぐために必要な流量要件を判断することによってＯＳＡを治療することができる。例えば、１０を超える睡眠時無呼吸指標、または−１０ｃｗｐのマイナス吸気力、または超音波または他の手段によって判断される特定の上気道コンプライアンス、診断測定を有する患者は、閉塞または閉塞の開始を防ぐ、予防する、または修正することができる換気流量要件に相関させることができる。相関は、各ユーザに対して換気システムによって解剖学的に行なうことができる、または医療アセスメントによって予め行なうことができる。
【０２１３】
与えたグラフの例では、吸気センサ波形は単に例示的ものであり、実際の波形は異なるＩ：Ｅ比、呼吸数、ランダム挙動、吸気および呼気曲線の上昇および下降形状、および変化する振幅などの、他の特徴をとることができることに留意されたい。カニューレからの気体流運搬により、一時的陰圧の領域がカテーテル遠位先端の近くで生成される可能性がある。呼吸相を判断する場合、感知信号処理は、これを考慮することができる。
【０２１４】
上記の異なる実施形態は、患者に独自の療法を行なう様々な方法で組み合わせることができ、本発明はその好ましい実施形態を参照して詳細に記載したが、本発明から逸脱することなく様々な変更および組合せを行なうことができることに留意されたい。また、本発明は患者に対する携帯型呼吸補助手段を記載しているが、本発明の範囲内で、療法をより深刻な、おそらく非歩行患者に対するより高いレベルの補助を与えることができる、または非呼吸または深刻な障害がある患者に対する完全なまたはほぼ完全な換気補助を行なうことができる、または吸気、現場または輸送状況において補助を行なうことができるように実施形態を適当に縮小することができることを理解されたい。また、本発明は鼻インターフェイスを介して投与されていると大部分が記載されているが、換気パラメータを、ＥＴ管、気管チューブ、咽頭切除チューブ、輪状甲状間膜切開チューブ、気管支カテーテル、咽喉部マスク気道、口腔咽頭気道、鼻マスク、経口カニューレ、鼻胃チューブ、完全顔マスクなどの様々な他の気道インターフェイス・デバイスで管理することができることに留意されたい。また、実施形態で開示された換気パラメータは大部分が成人の呼吸増大に適合可能なように特定されているが、療法の適切な縮小を、小児および新生児患者に適用することができることに留意されたい。さらに、標的である疾病状態は大部分が、呼吸不全およびＳＡとして記載されているが、換気パラメータの必要な調節での療法によって他の呼吸、肺および気道疾患を治療することができ、例えば、ＡＬＳ、神経筋疾患、脊髄損傷、インフルエンザ、ＣＦ、ＡＲＤＳ、肺移植ブリッジ、および他の疾病をこの療法、および集団災害、世界的流行病、軍隊、橋および輸送応用例で取り扱うことができる。最後に、本発明を単独の療法として記載したが、療法はモジュール式であってもよく、例えば、侵襲性またはＮＩＶまたは他のクローズ型システム換気モードと本明細書に記載した非侵襲性開放換気モードの間で切り換えることができる、換気システムを適応されることができる。または、呼吸バックアップ手段として従来の換気装置で患者に人工呼吸を行い、患者が本明細書に記載したモードから換気を受ける意識下鎮静医療処置中などの、他のモードの換気と併せて療法を同時に使用することができる。
【０２１５】
普通、これらのインターフェイス・デバイスのいずれも、以下の設計または特性要素、雑音消音要素、マスクを位置決めするための（１つまたは複数の）診断要素、感知流、容量、感知増加、感知取り込み−（どれだけの取り込みがマスクを通して通過しているかが分かっていること）、努力の感知を組み込むこと−患者努力が何であるかを感知すること、異なる形の呼吸問題、無呼吸バックアップまたは無呼吸検出を診断するのを助けるために患者診断に供給することの１つまたは複数を含むことができる。システムは、集めている情報に反応することができ、取り込みを分析すること（正確な適合、位置決め、Ｉ：Ｅ比に対するフィードバック）などができ、マスクを適合、鬱血、口ひげ、顔の毛、詰まった鼻など、食事、くしゃみ、移動により調節する必要があることを検出することができる。これらのデバイス、方法およびシステムはまた、以下の問題、トリガ感知レベル、デバイスの移動をより良く処理するためにより多くのゲインを有することが可能な多軸圧力変換器、マスクと一体化した血圧などの追加のセンサ、鼻の内側の測定温度などのマスクと一体化した温度、通信用スピーカ／マイク、マスクまたは換気装置を独自の物理形状にカスタマイズする通信用映像モニタ、補助歩行デバイス内にシステムの一部を一体化させること、例えば歩行者へのアタッチメントなどを含むことができ、これに対処することができる。患者の滴定のために、患者からの取得信号は、最良のトリガ時間および波形を迅速に判断し、コンプライアンスに重要である可能性がある患者努力を合わせることによって、自動滴定することができる。診断能力は、せき／くしゃみの監視および捕捉を含むことができる。睡眠中、システムは睡眠位置を監視することができる。システムは、口呼吸と鼻呼吸を区別し、活動的であるが正しく呼吸していないことが検出された場合に、唇をすぼめた呼吸を行なうように患者に警告するセンサを備えることができる。システムは、異なるタイプの呼吸などにより指導することによって、患者を助ける要素を含むことができる。電力入力の際の起動は、患者を驚かせるのを避けるために治療レベルに優しく傾斜することができる。システムは、最適な取り込みおよび位置決めがない場合に検出するマイクを使用して、音声による調節を最適化することができる。音声ファイルは、換気装置から再生することができる。換気装置は、呼吸／喘鳴、会話、肺の音を記録することができる。気体噴流は、螺旋状気体流出口を作り出して、音声を小さくし、動力を大きくするために製造することができる。（精神的／心配な状態に基づいて）生体フィードバックにトリガされた音量で、鎮静するセラピストの声のＷＡＶファイルを再生することができる。カスタム音声警告メッセージおよび指示があってよい。アクティブ・ノイズ・キャンセリングであってもよい。マスクは、鼻孔の側部でパッドに嵌合させることができる−パッドはニチノールを含むことができ、デバイスを固定することができる。換気装置は、通信特徴を命令する部品または交換サプライと、非常ボタンまたは事故ボタンを含むことができる。鼻まくらは吸入することができ、シールを提供し、速度に基づいてこれをセンタリングし、浮きおよび配置を可能にする。噴射は、底部からおよびサイズから流入することができる。システムは、肌色の配管および部品を含むことができる。システムに対する「皮膚」、個別または別々のシステム・カバーなどがあってもよい。追加のセンサは、グルコース、血圧、電気分解を含むことたできる。換気装置スクリーンは、ユーザがマスクを調節することを可能にする、鏡またはカメラまたはディスプレイを備えることができる。映像はマスクの嵌合を記録することができる。換気装置は、安全性および他の理由でＧＰＳを備えることができ、問題に対処するために遠隔位置への自動通信を有することができる。マスクを嵌合させるのを助けるためにワックスを使用することもできる。マスクは、風の強い状況での性能を助けるためのモジュール式シールドを備えることができる。まくらは、鼻孔とセンタリングするために拡張可能である。換気装置皮膚は、スタイル、混合／適合などの範囲から個別化および選択可能である。マスクは、各鼻孔へ合流し／流れを案内する多数の噴射部を有することができる。
【０２１６】
前述の説明は本発明の好ましい実施形態を対象としているが、様々な変更形態および変形形態が当業者には自明のことであり、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行なうことができることに留意されたい。さらに、本発明の実施形態に関して記載された特性は、上に明示的に記されていない限り、他の実施形態と合わせて使用することができる。
【図１】
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【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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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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２５】
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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】
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【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５０Ａ】
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【図５０Ｂ】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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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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【図６０】
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【図６１Ａ】
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【図６１Ｂ】
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【図６２Ａ】
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【図６２Ｂ】
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【図６３Ａ】
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【図６３Ｂ】
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【図６４Ａ】
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【図６４Ｂ】
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【図６４Ｃ】
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【図６４Ｄ】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３Ａ】
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【図１１３Ｂ】
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【図１１４】
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【図１１５】
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【図１１６】
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【図１１７】
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【図１１８】
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【図１１９】
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【図１２０】
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【図１２１】
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【図１２２】
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【図１２３】
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【図１２４】
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【図１２５】
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【図１２６】
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【図１２７】
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【図１２８】
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【図１２９】
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【図１３０】
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【図１３１】
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【図１３２】
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【図１３３】
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【図１３４】
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【図１３５】
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【図１３６】
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【図１３７】
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【図１３８】
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【図１３９】
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【図１４０】
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【図１４１】
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【図１４２】
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【図１４３】
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【図１４４】
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【図１４５】
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【図１４６】
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【図１４７】
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【図１４８】
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【図１４９】
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【図１５０】
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【図１５１】
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【図１５２】
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【図１５３】
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【図１５４】
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【図１５５】
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【図１５６】
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【図１５７】
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【図１５８】
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【図１５９】
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【図１６０】
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【図１６１】
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【図１６２】
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【図１６３】
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【図１６４】
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【図１６５】
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【図１６６】
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【図１６７】
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【図１６８】
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【図１６９】
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