(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の治療に使用するための胸腔内圧調整システムであって、前記胸腔内圧調整システムは、
患者に流体連通する患者ポートと；
換気機構に流体連通する換気ポートであって、前記換気機構は、吸気室と前記患者ポートを介して患者に施される陽圧換気処置を促進することと；
真空機構に流体連通する真空ポートであって、前記真空機構は、呼気室と前記患者ポートを介して患者に施される真空処置を促進することと；
ガスの流れを制御するための弁と
を有し、
前記弁は、
前記陽圧換気処置を施している間には、前記換気ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを許して前記真空ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを阻止し、
前記真空処置を施している間には、呼気ガスが前記患者ポートから前記呼気室を経由して前記真空ポートへ通過することを許すことで、そして前記弁が連続的な呼吸サイクルに亘って、０ｃｍＨ２Ｏ〜−２０ｃｍＨ２Ｏの範囲に前記患者ポートの呼気圧を調整するように構成されることで、前記換気ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを阻止して前記真空ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを許すように構成されている、
胸腔内圧調整システム。
【請求項２】
前記胸腔内圧調整システムはさらに、前記弁に動作結合している終末呼気陽圧機構を有し、
前記弁はさらに、前記真空処置を施す前または後で行われる終末呼気陽圧治療を施す間には、前記終末呼気陽圧機構と前記患者ポートとの間のガスの流れを許す、
請求項１記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項３】
前記胸腔内圧調整システムはさらに、前記患者ポートに流体連通している圧力センサを有し、
前記圧力センサは、
前記陽圧換気処置を施している間には陽圧の適用を示し、
前記真空処置を施している間には陰圧の適用を示す、
請求項１記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項４】
前記弁は、前記陽圧換気処置が開始すると、前記換気ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを許し、かつ前記真空ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを阻止するように作動する、
請求項１記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項５】
前記換気機構は、麻酔器を有する、
請求項１記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項６】
患者の治療に使用するための胸腔内圧調整システムであって、前記胸腔内圧調整システムは、
循環補助モード、換気モード、および持続的気道陽圧モードからなるグループから選択された一要素を指定するオペレータ選択入力を受取るプロセッサと；
前記プロセッサに動作結合しているマニホールドアセンブリと；
前記胸腔内圧調整システムが前記循環補助モードにあるときには、呼気腔を介して患者に陰圧治療を提供する一定または調節可能な陰圧機構と；
前記胸腔内圧調整システムが換気モードにあるときには、吸気腔を介して患者に陽圧換気治療を提供する陽圧換気機構と、前記胸腔内圧調整システムが持続的気道陽圧モードにあるときには、前記呼気腔を介して患者に調節可能な持続的気道陽圧治療を提供する調節可能な持続的気道陽圧機構とからなるグループから選択された一要素と
を有し、
前記マニホールドアセンブリは、
吸気面に流体連通して酸素源から酸素を受取る酸素吸入ポートと；
前記吸気面に流体連通して空気源から空気を受取る空気吸入ポートと；
呼気面に流体連通して呼気ガスを前記陰圧機構に向けて通過させる呼気ガス排出ポートと；
空気と酸素を患者に向けて送出す吸気腔と、呼気ガスを患者から引取る前記呼気腔とを備えた患者回路インタフェースと；
前記吸気面と前記吸気腔との間の流体の流れを制御する吸気制御弁アセンブリと；
前記呼気面と前記呼気ガス排出ポートとの間の流体の流れを制御する呼気制御弁アセンブリと
を有する、胸腔内圧調整システム。
【請求項７】
前記胸腔内圧調整システムは、前記陽圧換気機構と、調節可能な前記持続的気道陽圧機構とを有する、
請求項６記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項８】
前記胸腔内圧調整システムはさらに、患者に終末呼気陽圧治療を提供する終末呼気陽圧機構を有する、
請求項６記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項９】
前記胸腔内圧調整システムはさらに、
ユーザディスプレイと；
生理的センサと機械的センサとからなるグループから選択されたセンサ機構と
を有し、
前記プロセッサは、心肺蘇生の質または循環に関する情報を表示するために、前記センサ機構から受取った患者情報に基づき前記ユーザディスプレイにディスプレイ指示を送る
、
請求項６記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記センサ機構から受取った患者フィードバック情報に基づき前記ユーザディスプレイに前記ディスプレイ指示を送り、
前記ディスプレイ指示は、心肺蘇生治療を施している間の心肺蘇生の質に関係する、
請求項９記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記センサ機構から受取った患者フィードバック情報に基づき前記ユーザディスプレイに前記ディスプレイ指示を送り、
前記ディスプレイ指示は、非心肺蘇生治療を施している間の循環に関係する、
請求項９記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項１２】
前記換気機構は、麻酔器を有する、
請求項６記載の胸腔内圧調整システム。
【請求項１３】
患者に胸腔内圧調整治療を提供する胸腔内圧調整システムの作動方法であって、前記患者は敗血症、ショック、心不全、心停止、急性呼吸促迫症候群、多発性外傷、頭部疾患、肝静脈圧の上昇、門脈圧の上昇、腹部手術中の出血、頭部手術中の出血、頚部手術中の出血、および開心術中の循環不全のうちの少なくとも１つを患っているか、または発現させるリスクを有し、
前記作動方法は、
前記胸腔内圧調整システムが循環補助モードにあるときには、前記胸腔内圧調整システムの呼気腔を介して、患者に一定または調節可能な陰圧治療を施すように前記胸腔内圧調整システムを制御することと；
前記胸腔内圧調整システムが換気モードにあるときには、前記胸腔内圧調整システムの吸気腔を介して、患者に陽圧換気治療を施すように前記胸腔内圧調整システムを制御することと、または前記胸腔内圧調整システムが持続的気道陽圧モードにあるときには、前記呼気腔を介して患者に調節可能な持続的気道陽圧治療を施すように前記胸腔内圧調整システムを制御することと
を備える、
胸腔内圧調整システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般的には体循環圧および頭蓋内圧の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
より具体的には実施形態は、低血圧や循環不良を引起こす外傷性脳損傷、失血、およびその他の傷病または治療介入（たとえば手術や麻酔）などの結果として、頭蓋内圧を減少させ、体動脈圧および全身の重要臓器潅流を増加させるための装置と方法とに関係する。実施形態は、低血圧であり重要臓器潅流および酸素供給を維持するために自力呼吸できない患者において、十分な血圧と換気を維持するための手段を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５５５１４２０号明細書
【特許文献２】米国特許第５６９２４９８号明細書
【特許文献３】米国特許第６０６２２１９号明細書
【特許文献４】米国特許第５７３０１２２号明細書
【特許文献５】米国特許第６１５５２５７号明細書
【特許文献６】米国特許第６２３４９１６号明細書
【特許文献７】米国特許第６２２４５６２号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】『麻酔』（第３版、編集者：ロン・ミラー、著者：シャピロおよびドラモンド、５４章（１９９０年））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
臓器潅流が減少すると、細胞死につながる。体循環圧が低いか、または脳の場合には頭蓋内圧が高いと、いずれも重要臓器潅流を減少させる。それゆえ頭部外傷およびショックは、一般に合衆国において子供と若年成人の罹患および死亡の主因と見なされている。頭部外傷は、しばしば脳の腫脹を引起こす。頭蓋骨は、拡張できないため、脳内で増加した圧力は、死亡または重度の脳損傷を招くことがある。脳腫脹を低減するために過換気およびステロイドの使用を含め、多数の治療法が評価されてきたが、頭蓋内圧を治療し、または脳潅流圧を改善するための効果的な方法は、依然として重要な医療課題である。同様に、低血圧や多臓器損傷および多臓器疾患も臓器潅流を減少させ、これが頭部外傷に結び付く場合には脳内の圧力が増加し、それに伴い脳血流が減少する。これらの患者は、死亡率が極めて高く、同様に主要な医療課題であり続けている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面によれば、患者の治療に使用するための胸腔内圧調整システムであって、前記胸腔内圧調整システムは、患者に流体連通する患者ポートと；換気機構に流体連通する換気ポートであって、前記換気機構は、吸気室と前記患者ポートを介して患者に施される陽圧換気処置を促進することと；真空機構に流体連通する真空ポートであって、前記真空機構は、呼気室と前記患者ポートを介して患者に施される真空処置を促進することと；ガスの流れを制御するための弁とを有し、前記弁は、前記陽圧換気処置を施している間には、前記換気ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを許して前記真空ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを阻止し、前記真空処置を施している間には、呼気ガスが前記患者ポートから前記呼気室を経由して前記真空ポートへ通過することを許すことで、そして前記弁が連続的な呼吸サイクルに亘って、０ｃｍＨ２Ｏ〜−２０ｃｍＨ２Ｏの範囲に前記患者ポートの呼気圧を調整するように構成されることで、前記換気ポートと前記
患者ポートとの間のガスの流れを阻止して前記真空ポートと前記患者ポートとの間のガスの流れを許すように構成されている、胸腔内圧調整システムが提供される。
本開示の別の一側面によれば、患者の治療に使用するための胸腔内圧調整システムであって、前記胸腔内圧調整システムは、循環補助モード、換気モード、および持続的気道陽圧モードからなるグループから選択された一要素を指定するオペレータ選択入力を受取るプロセッサと；前記プロセッサに動作結合しているマニホールドアセンブリと；前記胸腔内圧調整システムが前記循環補助モードにあるときには、呼気腔を介して患者に陰圧治療を提供する一定または調節可能な陰圧機構と；前記胸腔内圧調整システムが換気モードにあるときには、吸気腔を介して患者に陽圧換気治療を提供する陽圧換気機構と、前記胸腔内圧調整システムが持続的気道陽圧モードにあるときには、前記呼気腔を介して患者に調節可能な持続的気道陽圧治療を提供する調節可能な持続的気道陽圧機構とからなるグループから選択された一要素とを有し、前記マニホールドアセンブリは、吸気面に流体連通して酸素源から酸素を受取る酸素吸入ポートと；前記吸気面に流体連通して空気源から空気を受取る空気吸入ポートと；呼気面に流体連通して呼気ガスを前記陰圧機構に向けて通過させる呼気ガス排出ポートと；空気と酸素を患者に向けて送出す吸気腔と、呼気ガスを患者から引取る前記呼気腔とを備えた患者回路インタフェースと；前記吸気面と前記吸気腔との間の流体の流れを制御する吸気制御弁アセンブリと；前記呼気面と前記呼気ガス排出ポートとの間の流体の流れを制御する呼気制御弁アセンブリとを有する、胸腔内圧調整システムが提供される。
本開示のさらに別の一側面によれば、患者に胸腔内圧調整治療を提供する胸腔内圧調整システムの作動方法であって、前記患者は敗血症、ショック、心不全、心停止、急性呼吸促迫症候群、多発性外傷、頭部疾患、肝静脈圧の上昇、門脈圧の上昇、腹部手術中の出血、頭部手術中の出血、頚部手術中の出血、および開心術中の循環不全のうちの少なくとも１つを患っているか、または発現させるリスクを有し、前記作動方法は、前記胸腔内圧調整システムが循環補助モードにあるときには、前記胸腔内圧調整システムの呼気腔を介して、患者に一定または調節可能な陰圧治療を施すように前記胸腔内圧調整システムを制御することと；前記胸腔内圧調整システムが換気モードにあるときには、前記胸腔内圧調整システムの吸気腔を介して、患者に陽圧換気治療を施すように前記胸腔内圧調整システムを制御することと、または前記胸腔内圧調整システムが持続的気道陽圧モードにあるときには、前記呼気腔を介して患者に調節可能な持続的気道陽圧治療を施すように前記胸腔内圧調整システムを制御することとを備える、胸腔内圧調整システムの作動方法が提供される。
本発明の実施形態は、胸腔内圧、気道圧、気管内圧、および肺内の呼吸ガスの量を調整するための技術を包含する。或る解決策は、有利には、胸部が損傷していないときには頭蓋内圧または眼球内圧を減少させて体循環圧を増加させることを含む。本発明の類似の実施形態は、開胸した患者にも使用できる。回路が開いているので、肺容量と圧力が変化しても胸腔内圧は、変化しないでよい。或る場合には、真空を適用する前に終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）を提供できる。或る場合には、真空を適用した後で終末呼気陽圧を提供できる。終末呼気陽圧を追加することで、疾患または障害を有する肺に陽圧呼吸だけの場合よりも多くの酸素供給および保護を提供できる。或る場合には、胸腔内圧調整（ＩＰＲ）を使用することで、自律神経系を調節するとともに、脳圧および体循環圧を変化させることができる。また或る場合には、胸腔内圧調整と大動脈内バルーンポンプ（ＩＡＢＰ）を組合わせることで、循環の増進にいずれか単独の場合よりも大きい効果を提供できる。たとえば開心術で胸部を開いて胸腔内圧調整療法を適用する場合、肺は、陽圧相（吸気）では呼吸ガスで満たされ、呼気相では呼吸ガスが肺から能動的に抜出される。この結果、肺内の血液は、急速に左心房に移され、それによって左心に血液が供給される。交互に肺を呼吸ガスで満たし、同時に右心からの血液のためにスペースを提供し、次に呼吸ガスを抜出して肺リザーバ内で血液を前進させることで、肺は、蠕動スポンジのように働いて右心と静脈循環の両方から血液を吸い上げ、それを左心に送込む。「スポンジから絞り出す」ことによって、肺実質の拡張と収縮は、血液循環が低いか減少した状況で血液を前進させるた
めの新規の手段を提供する。この「絞り出し」プロセスの前または後に終末呼気陽圧を追加することで、酸素供給を維持して肺機能を保全および保護するのを助ける手段が提供される。このプロセスの間、吸気相で供給される１回換気量は、変化してよく、この方法または装置による呼吸ガスの除去速度は、供給される１回換気量に伴って直接的または間接的に変化でき、それによって所望の目標気道圧および／または胸腔内圧を達成する手段が提供される。それゆえ胸腔内圧調整療法を提供するこのような方法と装置は、開心術の間または後などに胸部が大気圧に対して開いているときでも、循環を増進して血圧を高めるために使用できる。この方法と装置で呼吸ガスを肺に入れ、および肺から抜出すことが可能である限り、これは両肺にも片方の肺のみにも適用できる。
【０００７】
胸腔内圧調整療法によって達成される肺内の圧力の変化は、肺内の呼吸ガス量が変化した直接的な結果である。ガス量は、陽圧換気の度に増加し、能動的に抜出されると減少する。このプロセスにおいて血液は、肺から押出され、血液は、損傷していない一方向弁（この場合には肺動脈と僧帽弁）のために心臓内を前進できるのみである。こうしてガス抜出し相では血液は、巨大なリザーバとして働く肺から圧出され、肺が膨らむと呼吸ガスが肺胞を満たして、間接的に動脈床と静脈床の構造を回復するので、肺が膨らむとすぐに右心からの血液は、肺血液リザーバに突入する。胸腔内圧調整療法による呼吸ガスの能動的な注入と除去によって、血液を左心に圧入するための新規の手段が提供される。ここで留意すべき重要なことは、胸部が大気圧に対して開いているときには、胸部の非肺構造内の圧力は、気道圧または肺圧の変化に伴って変わらないので、肺容量の変化は、典型的には頭蓋内圧を変えないということである。
【０００８】
一実施形態において、本発明は、胸部が損傷していない場合には、頭蓋内圧または眼球内圧力を減少させて、全身血圧と臓器潅流を増加させるための装置を提供する。この装置は、患者の気道に接続するように適合された吸入口と排出口を有するハウジングを含む。装置はさらに、自発呼吸または人工呼吸の間、ハウジングを通って患者の肺に入る呼吸ガス流を調節するように作動できる弁システムを含む。人工呼吸を必要とする患者に対して、弁システムは、真空源に装着できる。弁システムは、自発呼吸中に気道圧を下げるのを補助し、能動的に呼吸できない非呼吸患者では逆に頭蓋内圧または眼球内圧を下げて全身潅流圧を高めるのを補助する。弁システムは、胸部の圧力を下げることによって頭部の圧力を連続的または間欠的に下げるためにも使用できる。その上、本発明は、陽圧換気が提供されていないときには、左心と右心内の圧力を下げる。心臓を含む胸部の圧力が減少すると、より多くの血液を心臓に還流させ、それによって心臓機能と心拍出量の効率が増すのを助ける。それゆえ本発明は、頭蓋内圧および眼球内圧の上昇、ショック、低血圧、循環虚脱、心停止、心不全、術中低血圧を含むがこれらに限られない多数の疾患状態を患っている患者、ならびに透析中の患者の治療に使用できる。本発明は、また肝臓や腸の手術などの外科処置の間、腹部内の静脈圧を下げ、同時にこれらの臓器およびその他の重要臓器、たとえば腎臓、脳、および心臓によって多量の血流を提供できる。静脈圧を下げることで、外科処置の間の失血を減らすのを助けることができる。この新規の方法と装置は、上述した機構によって、敗血症、多発外傷性臓器障害、および急性呼吸促迫症候群（ＡＲＤＳ）に伴う低血圧や循環不良も治療できる。この意図は、また「コンパートメント症候
群」において静脈圧を下げるために使用してもよく、それゆえより多くの血液を循環させて組織の生存能力と機能を保つのを助けることができる。本発明は、胸腔内圧を下げる結果、頭蓋内圧が低下して心臓への血流が増進されるという発見に基づく。開胸した患者においてこの装置は、気道と肺内の圧力を下げ、それによって肺から呼吸ガスを取除く。この結果、濡れたスポンジにその都度真空を加えるように肺の「絞り出し」が行われ、そして肺動脈弁が経肺動脈の逆流を妨げるので肺内の血液は、左心に送込まれる。次の吸気で、呼吸ガスが肺に充満して血液が肺に突入する。次に低いレベルの真空を加えると血液は、押出される。このように、気道圧が変化すると肺ポンプが提供されて択一的に血液を肺から押出し、陽圧呼吸が行われる度に肺内に空の血管リザーバが提供されて右心内の血液から急速に再び満たされる。
【０００９】
このような装置は、胸部が損傷していない場合には脳脊髄液の運動を促進するために用いることもできる。こうすると頭蓋内圧をさらに減らすことができる。それゆえこのような装置は、頭蓋内圧上昇を伴う頭部外傷を患っている患者、および全身低血圧を引起こす状態に苦しんでいる患者の治療にも使用できる。
【００１０】
一面において弁システムは、自発呼吸中に胸腔内陰圧が約−２ｃｍＨ２Ｏ〜約−２０ｃｍＨ２Ｏの範囲の圧力に達して胸腔内圧を下げ、ひいては頭蓋内圧または眼球内圧を下げると、開いて呼吸ガスが自由に患者の肺に流れるのを許すように構成されている。このようにして、胸腔内陰圧は、閾圧に達し、その時点で弁が開くまで下げられる。このサイクルは、連続的または周期的に繰返して、胸腔内圧を反復的に下げることができる。別の面において弁システムは、約−２ｃｍＨ２Ｏ〜約−２０ｃｍＨ２Ｏの範囲で胸腔内真空を生成して胸腔内圧を下げ、ひいては頭蓋内圧または眼球内圧を下げ、そして心臓への血流を増進するように構成されている。装置は、低血液循環または心停止を呈する患者の血液循環を改善するために、反復的に胸部を圧縮する手段を含むか、これと一緒に使用されてもよい。圧縮は、自動胸部圧縮、外周ベスト（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｖｅｓｔ）、手動胸部圧縮などで達成できる。これによって血液循環が低い患者で心臓と脳への血流が改善されよう。装置が胸部を圧縮すると、血液は、強制的に心臓から押出されて重要臓器の潅流を増加させる。圧縮手段が解除されると、血流は、心臓に戻る。或る場合には減圧装置は、胸部を能動的に持ち上げまたは減圧して心臓に戻る血流を増進できよう。
【００１１】
装置は、患者に弁システムを通して人工的に呼吸させる手段を含んでよい。たとえば装置は、電極、鉄製胸甲装置、胸部持上げ装置、換気装置などを利用できる。胸部の圧力を下げることによって、呼吸ガスは、肺に流入して酸素を提供する。胸部を圧縮するのに続けて胸部を減圧することによって、胸部は、ブロワとなり、血液が循環して呼吸ガスが交換される。この動作は、心臓の自然収縮、たとえばＥＣＧ（心電図）に同期させることができる。一実施形態において、胸部を圧縮した後に胸部を反動で安静位置に戻らせて血液と呼吸ガスを循環させる。胸壁が反動する度に装置を用いて胸腔内圧を下げて胸腔内真空を作り、心臓に戻る血流を増進する。他の実施形態において、胸部を圧縮した後で能動的に減圧して血液と呼吸ガスを循環させ、そして胸部が減圧される度に装置を用いて胸腔内圧を下げて胸腔内真空を作り、心臓に戻る血流を増進し、頭蓋内圧も下げる。胸腔内圧を下げるために使用できる装置は、任意のタイプの真空または真空源を含み、これには換気装置に組込まれたものも含まれる。減圧の少なくとも一部の間、呼吸ガスは、肺に自由に流れて適当な換気を提供できる。
【００１２】
他の実施形態において、装置は、気道内に真空を加えることによって胸腔内圧を減じる手段を含んでよい。真空は、周波数、振幅、および持続に関して調節できる。この結果、胸部が損傷していない場合には適用される真空の程度に比例して頭蓋内圧が減少する。したがって、単に気道圧を操作して胸腔内圧を減じることで頭蓋内圧を減らすことができる。その上、胸部内に作られた真空が心臓に戻る血流を増進し、それによって同時に心拍出
量と全身の重要臓器潅流を増加させる。このような真空は、気道または肋骨の間の胸腔チューブを通して外部真空源から生成されてよく、または陰圧を加えることができる換気装置を用いて生成されてよい。
【００１３】
装置はさらに、弁システムのインピーダンスすなわち抵抗のレベルを変化させるための機構を含んでよい。装置は、胸部が圧縮されているときに呼気陽圧を加えることを含むことができる。この装置は、患者の少なくとも１つの生理的パラメータを監視するように構成された、少なくとも１つの生理的センサと組合わせて使用されてよい。このようにして、胸腔内圧のレベルを変化させるための機構は、センサから信号を受取り、それらの信号に基づき弁システムのインピーダンスのレベルを変化させるように構成されてよい。使用できるセンサの例は、呼吸速度、胸腔内圧、気管内圧、血圧、右心圧、心拍数、終末呼気二酸化炭素、酸素レベル、頭蓋内潅流、および頭蓋内圧を測定するセンサを含む。胸部が損傷していないとき、装置は、弁システムの抵抗のレベルを変化させるための機構を含むことができる。装置は、呼気陽圧を適用することを含んでよい。この装置は、患者の少なくとも１つの生理的パラメータを監視するように構成された、少なくとも１つの生理的センサと組合わせて使用されてよい。このようにして、肺内の圧力および／または呼吸ガスの量を変化させるための機構は、センサから信号を受取り、信号に基づき弁システムのインピーダンスのレベルを変化させるように構成されてよい。これがまた呼吸ガス量の値および／またはガスが能動的に肺に注入され、かつ肺から抜出される圧力と速度の値を調整する。使用できるセンサの例は、気道圧、気管内圧、血圧、右心圧、心拍数、終末呼気二酸化炭素、酸素レベル、および左心圧を測定するセンサを含む。
【００１４】
一面において、弁システムを患者の気道に連結するために連結機構が使用されてよい。連結機構の例は、マウスピース、気管チューブ、声門上気道、およびフェイスマスクを含む。
【００１５】
患者の胸腔内圧、または肺に注入され、次いで肺から抜出される呼吸ガスの量を反復的に減少させるために、多種多様な弁システムが使用されてよい。たとえば使用できる弁システムは、バネ付勢装置を有する弁システム、弁室を開閉する自動化システム、電気的システムまたは機械的システムを有する弁システム、ダックビル弁、ボール弁、自発呼吸および／または胸腔内圧を操作する外部システム（たとえば換気装置、横隔神経刺激装置、鉄製胸甲など）によって引起こされる低差圧を感知すると開閉できるその他の感圧弁システムを含む。
【００１６】
他の実施形態において、本発明は、胸部が損傷していない場合に、頭蓋内圧または眼球内圧を減少させる方法を提供する。これらのシステムと方法は、開胸した患者に使用するのに適している。回路が開いているので、肺容量と圧力が変化しても胸腔内圧は、変化しないでよい。開胸しているとき、この解決策は、一般に頭蓋内圧を下げない。この方法に従い、弁システムは、患者の気道に連結され、呼吸ガスが患者の肺に流れるのを少なくとも周期的に減らすか、または妨げるように構成されている。弁システムが気道に連結されると、患者の胸腔内陰圧は、反復的に減少し、これがまた頭部から血液を運び出す静脈血管内の圧力を反復的に下げる。このようにすれば頭蓋内圧と眼球内圧が減少する。このような方法は、また脳脊髄液の運動を促進する。こうして頭蓋内圧は、さらに減少する。したがってこの方法は、頭蓋内圧上昇を伴う頭部外傷を患っている患者、頭蓋内圧を増加させる心臓状態、たとえば心房細動や心不全を患っている患者、および一部または全部が心拍出量または心臓機能の低下によって引起こされる低血圧を患っている患者の治療にも使用できる。
【００１７】
患者の胸腔内陰圧は、患者が反復的に弁システムを通して吸入すると反復的に減少させることができる。これは患者自身の努力（自発呼吸と呼ぶ）か、または患者に人工的に弁
システムを通して反復的に吸入させることによってなされる。たとえば胸部が損傷していない場合には、横隔神経を反復的に刺激することで、胸部を鉄製胸甲装置で操作することで、換気装置を用いて胸部内に陰圧を生成することで、胸部内に弁システムによって調整できる真空を加えることで、１分間約２００〜約２０００回の速度で振動を供給する高周波数換気装置を適用することなどによって患者の胸腔内圧を下げることができる。胸腔内圧を下げることは、呼吸ガスを肺に引込むため、より多くの血液を心臓に戻すため、または両方のために使用できる。胸腔内圧を下げることは、頭蓋内圧と眼球内圧を下げるためにも使用できる。
【００１８】
別の面において、弁システムのインピーダンスレベルは、一定であっても、可変であってもよい。可変で或る場合には、患者の少なくとも１つの生理的パラメータが測定されてよく、測定されたパラメータに基づきインピーダンスレベルを変えることができる。
【００１９】
弁システムを気道に連結するために、たとえばマウスピース、気管チューブ、フェイスマスクなどを用いることで多様な技術を使用できる。さらに弁システムによって、約０ｃｍＨ２Ｏ〜約−２５ｃｍＨ２Ｏの範囲の胸腔内陰圧に達した時点で弁システムが呼吸ガスを肺に通すまで、呼吸ガスが肺に入るのを妨げることができる。
【００２０】
他の実施形態において本発明は、頭蓋内圧上昇を伴う頭部外傷を患っている患者を治療するための方法を提供する。この方法に従い、胸部を損傷していない患者に陽圧呼吸が送込まれる。換気装置と患者の気道との間に配置された装置に装着された真空源によって患者の気道から呼吸ガスを抜出して胸腔内真空を作る。これはまた頭蓋内圧を減らし、頭部から血液を運び出す静脈血管内の圧力を下げることもできる。幾つかの任意選択肢において呼吸ガスを提供するために肺に陽圧呼吸が送込まれる。陽圧呼吸を送込んで呼吸ガスを抜出すステップを繰返して治療を継続する。さらに陽圧呼吸は、ガスを抜出す前毎に送込まれる必要はなく、適当な換気を行う必要を有するときだけ送込まれる。或る場合にはガスを抜出す前または後で終末呼気陽圧を加えることができる。この解決策によって、方法と装置は、気道圧と、胸部が損傷していない場合に胸腔内圧を３段階で調節する手段を提供する。すなわち肺を膨ませ、肺からガスを取除き、肺を終末呼気陽圧によって部分的に膨らませることで、無気肺を低減して肺の完全性を保つのを助ける。或る場合には、胸腔内圧を下げることによって頭蓋内圧を下げる効果を高めるために、利尿薬、または意図的失血または体液量減少を含むがこれらに限らない他の手段を用いて血液量を減らすことができる。
【００２１】
幾つかの任意選択肢において、患者は、外部胸部陽圧源を用いて外部から胸腔内圧を操作されて、陽圧呼吸が送込まれ気道からガスが抜出される。外部胸部陽圧源の例は、機械的胸腔外ベスト、胸甲、圧縮ピストン、圧縮カップなどを含む。これらの装置は、空気圧源、電源、燃焼源など多様な源からエネルギーを供給できる。さらに外部圧縮は、心臓の活動、たとえば心電図活動に同期させることができる。さらに外部圧縮および／または陽圧呼吸と真空の適用は、血圧を維持するための侵襲的手段、たとえば患者から血液を除去することと組合わせて用いてよい。また或る場合には、患者の胸部を少なくとも周期的に減圧することが必要となる。そのような場合には、患者の気道に弁を配置して、患者の肺に空気が突入するのを少なくとも一定時間妨げて、作られる胸腔内陰圧の大きさを増すことができる。
【００２２】
一面において、陽圧呼吸を送込んでガスを抜出すことは、機械的換気装置を用いて行われる。呼吸ガスは、一定抜出しまたはパルス状抜出しによって抜出されてよい。
別の面において、呼吸は、約２５０ミリ秒〜約２秒の範囲の時間で供給されてよい。また呼吸は、１秒間約０．１リットル〜約５リットルの範囲の速度で供給されてよい。さらに別の面において、真空は、約０ｍｍＨｇ〜約−５０ｍｍＨｇのレベルの圧力に維持され
てよい。真空は、負の流れによって、または流れなしで維持されてよい。呼吸ガスが抜出される時間に対して陽圧呼吸が送込まれる時間の比は、約０．５〜約０．１の範囲であってよい。呼吸ガスは、２５０ミリ秒〜約１０秒の範囲の持続時間にわたって肺から抜出すことができる。目標気道陰圧を達成する時間は、供給される１回換気量の値または所望の臨床効果に応じて異なってよい。これはオペレータによって手動で調節するか、ＩＰＲ（胸腔内圧調整）装置または方法によって自動的に調節できる。このプロセスは、フィードバックループを含んでよく、たとえば１回換気量が増加したときには、能動的なガス抜取プロセスを加速して、目標気道陰圧がより低い１回換気量と同じ速度で達成されるようにする。
【００２３】
呼吸ガスを抜出すために、機械的換気装置、横隔神経刺激装置、換気バッグ、気道装置に装着された真空装置、鉄製胸甲装置、胸腔チューブなどを含む多様な装備が使用されてよい。或る場合には、患者の気道に閾値弁が連結されてもよい。閾値弁は、成人の胸腔内陰圧が約−３ｃｍＨ２Ｏを越えると開くように構成されてよい。小児症例では、弁は、圧力が約−２ｃｍＨ２Ｏ〜約−５ｃｍＨ２Ｏを越えると開いてよい。このようにして、患者が吸入するときに胸腔内陰圧を下げることができる。患者が機械的換気装置で換気されるときには、胸腔内圧調整法を実施することで周期的に気道圧を下げて循環を増進し、また胸部が損傷していないときには頭蓋内圧を下げることができる。或る場合には胸腔内圧調整法と装置は、陽圧換気を提供するための手段（たとえば蘇生バッグ、機械的換気装置または麻酔器）に組込まれる。或る実施形態において、機械的換気装置を用いて患者を種々の吸呼気比（Ｉ：Ｅ比）で治療するときに胸腔内圧調整療法を適用できる。たとえば患者をより高い吸呼気比（２：１〜５：１）で治療し、毎回吸気の後で陽圧を回復する前に、胸腔内圧調整で気道圧および／または胸腔内圧を１００ミリ秒〜２秒の時間の間、−１〜−２０ｍｍＨｇに下げることができる。この手段によって、患者の肺から呼吸ガスを急速に抜出して循環を増加させることができる。
【００２４】
呼吸ガスを送込み、および抜出すために多様なスキームを用いることができる。たとえば呼吸ガスを抜出して約−５ｍｍＨｇ〜約−１０ｍｍＨｇの圧力を達成し、そして一般に次の陽圧呼吸まで一定に保つ。別の例として、陽圧呼吸をゆっくり送込んで胸腔内圧を急速に約−１０ｍｍＨｇ〜約−２０ｍｍＨｇの圧力に下げ、次いで徐々に約０ｍｍＨｇまで上げることができる。さらに別の例として、胸腔内圧を約−２０ｍｍＨｇの圧力にゆっくり下げることができる。
【００２５】
さらに別の実施形態において、本発明は、胸腔内圧を下げるための装置を提供する。この装置は、ハウジングを患者の気道に連結するように整えられたインタフェースを有するハウジングを含む。呼吸ガスを患者の肺および気道から反復的に抜出して胸腔内陰圧を作り、周期的に維持するために、真空源がハウジングに流体連通している。患者の肺および気道からの呼吸ガスの抜取を調整するために、真空調整器が用いられる。また必要があれば、陽圧呼吸を間欠的に患者に供給するために、陽圧源がハウジングに流体連通している。このような装置は、頭蓋内圧上昇を伴う頭部外傷、低血圧、低血液循環、低血液量、心停止、および心不全など多様な病気を治療するために使用できる。
【００２６】
或る場合には、呼吸ガスの抜取を停止し、または陽圧呼吸を送込むためにスイッチ機構が用いられてよい。機械的装置、磁気装置、および電子装置など、多様なスイッチ機構を使用できる。また呼吸ガスを抜出すために、機械的換気装置、真空調整器を有する真空装置、横隔神経刺激装置、胸腔外ベスト、換気バッグ、および鉄製胸甲装置、吸込管、酸素タンクに装着されたベンチュリ装置など多様な真空源を使用できる。
【００２７】
真空を調整するために、患者の気道に流体連通するように閾値弁を配置する。閾値弁は、患者の胸腔内陰圧が約−３ｃｍＨ２Ｏ〜約−２０ｃｍＨ２Ｏに達すると開いて、呼吸ガ
スを患者の気道に通すように構成されてよい。また陽圧呼吸を送込むために多様な圧力源、たとえば機械的換気装置、手持ち式蘇生バッグ、口移し、または間欠的陽圧換気を提供するための手段を使用できる。装置には、患者に適用される真空圧およびその他の生理的測定値、たとえば気管内圧または頭蓋内圧を測定するためのセンサに連結された多様なゲージを組込むことができる。
【００２８】
本発明は具体的な面において、胸部を圧縮および減圧して、いわば胸部をブロワに変える方法および装置を提供する。本明細書に記されるように、胸部を圧縮および減圧するために非常に多様な装置またはシステムを使用できる。さらに能動的に胸部を圧縮または減圧しないときに胸部内の胸腔内圧を下げて心臓に戻る血流を増進し、かつ頭蓋内圧を下げるためにインピーダンス弁および／または胸腔内真空調整器を使用できる。随意に装置は、周期的な陽圧換気を提供する能力を有してよい。特定の選択肢において、たとえば心電図を使用することで、圧縮を心拍に同期化できる。減圧を毎圧縮後よりも少ない頻度で行うこともできよう。たとえば胸部を１分間に約６〜約３０回減圧して、適当な陰圧換気を提供し、すなわち胸部内に真空を作り、たとえば鉄製胸甲、横隔神経刺激、胸部に付着された吸引カップを使用するなどして妨げられない気道を通して空気を自然吸入できるようにする。このような装置は、こうして陰圧換気および／または陽圧換気によって血圧および換気を人工的に維持する方法を提供する。装置は、また呼吸できるか呼吸できないかを問わず低血圧患者の重要臓器循環を増進して頭蓋内圧を下げる。
【００２９】
一面において、本発明の実施形態は、患者を治療する医療法を包含する。例示的な方法は、患者の気道に陽圧換気を施すこと、陽圧換気を施した後で患者の気道に終末呼気陽圧を施すこと、および終末呼気陽圧を施した後で患者の気道に真空を施すことを含んでよい。関連する例示的な方法は、患者の気道に陽圧換気を施すこと、陽圧換気を施した後で患者の気道に真空を施すこと、および真空を施した後で患者の気道に終末呼気陽圧を施すことを含んでよい。
【００３０】
別の面において、本発明の実施形態は、胸腔内圧調整システムを作動させる方法を包含する。これらの方法は、換気制御弁を解除して陽圧換気を提供すること、換気制御弁および真空供給弁を作動させること、終末呼気陽圧供給弁を解除すること、および内部ガス混合器から患者に終末呼気陽圧を調整された圧力で供給すること、終末呼気陽圧弁を付勢し真空供給弁を消勢して患者の気道に調整された真空を生成すること、および随意に上記の方法ステップのいずれかを反復することを含んでよい。
【００３１】
実施形態はさらに、患者に胸腔内圧調整治療を提供するためのシステムを包含する。或る場合にはシステムは、混合ガス圧源、終末呼気陽圧供給機構、真空源、真空調節機構、真空供給機構、換気制御弁、プロセス制御装置、換気機構、および患者接続を含んでよい。
【００３２】
ある面において本発明の実施形態は、患者を治療するための方法を包含し、これには胸腔内圧調整器で患者の自律神経系を調整することによって治療することを含む。
さらに別の面において実施形態は、たとえば圧力計、換気ポート、吸入キャップ、本体、患者ポート、真空ステム、ピストンと弁座を有する弁、およびダイヤフラムを有する胸腔内圧調整システムを含む。
【００３３】
一面において、本発明の実施形態は、患者から呼吸ガスを取除く方法を含む。例示的な方法は、患者の気道に真空を加えること、および送込まれる１回換気量の値に基づく速度で患者から呼吸ガスを取除くことを含んでよい。
【００３４】
さらに別の面において、本発明の実施形態は、患者を治療するための医療法を包含し、
これには胸腔内圧調整治療と大動脈内バルーンポンプ治療とを組合わせて患者を治療することを含む。
【００３５】
別の面において、実施形態は、患者を治療する間、麻酔ガスをリサイクルするシステムを包含する。そのようなシステムは、たとえば気管（ＥＴ）チューブまたはマスク、胸腔内圧調整器（ＩＴＰＲ）、患者Ｙ形管、胸腔内圧調整器真空ライン、陰圧生成器、循環装置、陰圧生成装置、真空環流装置、および麻酔器を含んでよい。
【００３６】
ある面に従い、実施形態は、医療処置の間、麻酔ガスをリサイクルするシステムと方法を包含する。そのような技術は、麻酔器内で二次ガスをリサイクルして流れを増加させ、または呼気ガスを別個のチャンバまたは洗浄システムに捕捉することを含むことができる。
【００３７】
本発明の実施形態は、患者に胸腔内圧調整治療を提供するためのシステムも含む。そのようなシステムは、第１制御弁、第２制御弁、陽圧吸気ブロワ機構、陰圧呼気ブロワ機構、換気機構、および麻酔機構を含むことができる。
【００３８】
さらに別の面において、本発明の実施形態は、自動化された換気装置システムまたは麻酔器で患者を治療するための方法を含む。方法は、たとえば患者に胸腔内圧調整治療を施して患者の循環を増すことを含んでよい。方法は、また患者の胸部が損傷していないときには、患者の頭蓋内圧を下げることを含む。方法は、随意に胸腔内圧調整治療の後で患者の気道に終末呼気陽圧治療を施すことを含んでよい。
【００３９】
別の面において、例示的な実施形態は、敗血症、ショック、心不全、心停止、急性呼吸促迫症候群、多発性外傷、頭部疾患、肝静脈圧もしくは門脈圧の上昇、腹部、頭部、および頚部手術中の出血、または開心術中の循環不全を患っているか、または発現させるリスクを有する患者を治療する方法を含む。実施形態は、また低血液循環または低血圧治療の間、患者の所要流体量を減らす方法、または患者の微小循環を増大させる方法、または患者の薬剤循環を増進する方法を含んでよい。そのような方法のいずれかは随意に患者に胸腔内圧調整治療を施すことを含んでよい。
【００４０】
一面において、本発明の実施形態は、治療を必要としている患者に治療を提供するための方法を包含し、患者に胸腔内圧調整プロトコルを施すこと、および患者に心肺蘇生（ＣＰＲ）プロトコルを施すことを含む。本発明の実施形態は、また患者に静脈量補充療法を施すか決定する方法を含んでよい。そのような方法は、患者に胸腔内圧調整プロトコルを施すこと、患者の血圧を評価すること、および患者の評価された血圧が急速に上昇した場合には、患者に静脈量補充療法を施すことを含んでよい。或る場合には、静脈量補充療法は、患者に晶質液を投与することを含んでよい。或る場合には、静脈量補充療法は、患者に膠質液を投与することを含んでよい。
【００４１】
別の面において、本発明の実施形態に従う医療は、患者に間欠的に吐息を送入することを含んでよい。吐息は、機械的換気処置を行っている間、患者に施すことができる。たとえば技術者またはオペレータが換気装置または機械上のバッグを絞って所定量の膨張を患者の肺胞に送込み、患者の肺システムに保護効果を提供する。
【００４２】
本発明の実施形態は、患者に胸腔内圧調整治療を提供するシステムと方法を包含する。例示的なシステムは、システムが循環補助モードにあるときには患者に調節可能な陰圧治療を提供する調節可能な陰圧機構と、システムが換気モードにあるときには患者に陽圧治療を提供する陽圧換気機構と、調節可能な陰圧機構と、システムが持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）モードにあるときには患者に調節可能な持続的気道陽圧治療を提供する調節可能な
持続的気道陽圧機構とを含む。随意に換気機構は、麻酔器を含んでよい。或る場合にシステムは、陽圧換気機構が患者に陽圧換気治療を施した後で、患者に低大気圧治療を施す低大気圧機構を含む。関連してシステムは、循環補助モード、換気モード、および持続的気道陽圧モードからなるグループから選択された一要素を指定するオペレータ選択入力と、オペレータ選択入力に伴って指定された要素を作動させるオペレータ確認入力とを受取る制御機構またはプロセッサを含んでよい。或る場合には治療システムは、患者に補足酸素治療を施す補足酸素機構を含む。システムはさらに、バッテリに結合するように構成された電源入力を含んでよい。或る場合には、治療システムは、バッテリに動作結合している電源入力を含む。随意に治療システムは、陽圧換気機構が患者に陽圧換気治療を施す前に、患者に終末呼気陽圧治療を提供する終末呼気陽圧機構を含むことができる。或る場合には治療システムは、センサ機構、たとえば生理的センサまたは機械的センサを含む。治療システムの動作は、少なくとも一部は、センサ機構から受取った情報に基づき制御されてよい。
【００４３】
ある例示的なシステムにおいて、陽圧換気機構は、心肺蘇生（ＣＰＲ）処置の間、患者に施す陽圧換気治療を患者の胸部の圧縮および減圧に同期化する。システムはさらに、陽圧換気機構が患者に陽圧換気治療を施した後で患者に低大気圧治療を施す低大気圧機構、ならびに循環補助モード、換気モード、および持続的気道陽圧モードを指定するオペレータ選択入力と、オペレータ選択入力に伴って指定された要素を作動させるオペレータ確認入力とを受取る制御機構またはプロセッサを含んでよい。関連してシステムは、患者に補足酸素治療を施す補足酸素機構を含んでよい。或る場合に治療システムは、バッテリに結合するように構成された電源入力と、バッテリに動作結合している電源入力とを含む。さらに治療システムは、陽圧換気機構が患者に陽圧換気治療を施す前に、患者に終末呼気陽圧治療を提供する終末呼気陽圧機構を含むことができる。陽圧換気機構は、心肺蘇生（ＣＰＲ）処置の間、患者に施す陽圧換気治療を患者の胸部の圧縮および減圧に同期化できる。
【００４４】
ある面において治療システムは、圧力ゲージを有するセンサアセンブリと、フィードバックアセンブリとを含む。センサアセンブリは、心肺蘇生治療中の胸部圧縮と減圧の数と質を感知でき、フィードバックアセンブリは、患者に手動圧縮を行っている人員にリアルタイムフィードバックを提供できる。リアルタイムフィードバックは、心肺蘇生治療の質に関する情報を含むことができ、この情報は、深さ（たとえば胸部圧縮の深さ）に関するデータ、完全な胸壁反動データ、および中断時間データを含むことができる。或る場合には、センサは、患者の気道内の圧力、または胸部圧縮の深さもしくは強さを検出でき、そのような情報は、フィードバックアセンブリに回されて、患者に心肺蘇生または治療を行っている人員にフィードバックを提供することができる。随意に治療システムは、センサ電極、コンデンサ、および患者に除細動治療を施す高エネルギー除細動機構を有する除細動器を含んでよい。除細動器は、単相性ショック、二相性ショック、多相性ショック、またはこれらの任意の組合せを含む治療を提供できる。或る場合に治療システムは、調節可能な陰圧機構、陽圧換気機構、持続的気道陽圧機構、またはこれらの任意の組合せを、患者から出る測定された生理的信号に基づき調節する調節機構を含むことができる。患者の測定された生理的信号は、たとえば血圧信号、終末呼気二酸化炭素信号、または脳酸素信号を含むことができる。或る場合に治療装置は、外部医療装置に通信する通信モジュールを含むことができる。通信モジュールは、たとえばブルートゥースアセンブリまたはラジオ周波数アセンブリを含むことができる。或る場合に通信モジュールは、除細動器または自動胸部圧縮器などの外部医療装置に通信する。
【００４５】
本発明の実施形態に従う治療システムは、また調節可能な陰圧機構、陽圧換気機構、または持続的気道陽圧機構によって提供される胸腔内圧の変化を、医療装置による治療、たとえば除細動ショック処置または胸部圧縮および解除処置に合わせるタイミング機構を含
む。例示的な治療システムは、ユーザインタフェースも含んでよい。或る場合にユーザインタフェースは、円形コントロールパネルを含む。或る場合にはユーザインタフェースは、対称的コントロールパネルを含む。随意にユーザインタフェースは、円周に配置された３個のリムセグメントを有する円形コントロールパネルを含んでよい。治療システムは、患者に二相性気道陽圧治療を施す二相性気道陽圧機構も含んでよい。
【００４６】
別の面において、本発明の実施形態は、胸腔内圧調整治療中に患者の心拍出量、１回拍出量および脈圧を増すためのシステムを含む。治療システムは、患者に陽圧換気治療を施す陽圧換気機構を含んでよく、陽圧換気治療は、一連の反復された陽圧換気を含むことができる。治療システムはさらに、連続する陽圧換気の間に患者から能動的に呼吸ガスを抜出す呼吸抜取機構を含む。随意にシステムの重量は、１２ポンド（５．４ｋｇ）未満であることができる。或るシステム実施形態において、陽圧換気機構または呼吸抜取機構は、測定された患者パラメータに基づき自動的にフィードバックループで気道陰圧のレベルを調整するように動作できる。或る場合には、測定された患者パラメータは、増加した循環の指標を提供する。或る場合には測定された患者パラメータは、終末呼気二酸化炭素、心拍出量、経胸腔インピーダンス、筋酸素供給または筋ｐＨを含むことができる。
【００４７】
例示的なシステムは、プロセッサおよびプロセッサに連結されたメモリを含んでよい。メモリは、陽圧換気機構を作動させるための指示を包含する陽圧換気コードモジュールと、呼吸抜取機構を作動させるための指示を包含する呼吸抜取コードモジュールを含んでよい。或る場合に治療システムは、２本の分岐、吸気ガスと呼気ガスとの分離を維持するマニホールド、および衝撃と湿気を防ぐ取外可能な保護ケースを有する回路を含む。治療システムは、呼吸制御を促進するセンサアセンブリも含んでよい。さらには、治療システムは、呼気抵抗の制御を促進するブロワ機構を含んでよい。随意にシステムは、ブロワ機構がフィードバック制御ループに基づき動作するように構成できる。
【００４８】
別の面において本発明の実施形態は、胸腔内圧調整システムのユーザインタフェースを包含する。例示的なユーザインタフェースは、一連の患者体格選択入力を有する循環補助モードサブインタフェース、一連の患者体格選択入力を有する換気モードサブインタフェース、および一連の圧力選択入力を有する持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）モードサブインタフェースからなる基本モードディスプレイを含んでよい。インタフェースはまた気道陽圧セクションと気道陰圧セクションを備えた気道圧ディスプレイを有してもよい。インタフェースは、さらにモード確認サブインタフェースと、呼吸速度選択入力、１回換気量選択入力、終末呼気陽圧選択入力、および循環補助選択入力を備えた手動制御インタフェースを有する高度モードディスプレイとを含むことができる。或る場合にはユーザインタフェースは、高度モードディスプレイの使用をロックアウトするロックアウト機構を含んでよい。随意に循環補助モードサブインタフェースと、換気モードサブインタフェースと、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）モードサブインタフェースとを、円の３個のリムセグメントとして円周に配置できる。
【００４９】
さらに別の面において、本発明の実施形態は、患者の治療に使用するための胸腔内圧調整システムを包含する。例示的なシステムは、患者に流体連通する患者ポート、患者ポートを介して患者に施される陽圧換気処置を促進するための換気機構に流体連通する換気ポート、患者ポートを介して患者に施される真空処置を促進するための真空機構に流体連通する真空ポート、および流体の流れを制御するための弁を含む。弁は、陽圧換気処置を施す間には、換気ポートと患者ポートとの間の流体の流れを許して、真空ポートと患者ポートとの間の流体の流れを阻止するように動作できる。弁は、真空処置を施している間には、換気ポートと患者ポートとの間の流体の流れを阻止して、真空ポートと患者ポートとの間の流体の流れを許すように動作できる。随意に換気機構は、麻酔器を含んでよい。或る場合に、システムは、弁に動作結合している終末呼気陽圧機構を含む。随意に弁は、真空
処置を施す前または後で行われる終末呼気陽圧治療を施す間には、終末呼気陽圧機構と患者ポートとの間の流体の流れを許すように動作できる。関連する実施形態において、システムは、患者ポートに流体連通している圧力センサを含む。圧力センサは、陽圧換気処置を施している間には陽圧の適用を示し、真空処置を施す間には陰圧の適用を示すことができる。或る場合には、陽圧換気処置が開始すると、弁は、換気ポートと患者ポートとの間の流体の流れを阻止し、かつ真空ポートと患者ポートとの間の流体の流れを阻止するように動作する。
【００５０】
関連する面において、本発明の実施形態は、患者の治療に使用するための胸腔内圧調整システムを提供する。システムは、循環補助モード、換気モードまたは持続的気道陽圧モードを指定するオペレータ選択入力を受取るプロセッサを含むことができる。システムは、またプロセッサに動作結合しているマニホールドアセンブリも含むことができる。マニホールドアセンブリは、酸素吸入ポートに流体連通していることができる。吸気面酸素吸入ポートは、酸素源から酸素を受取ることができる。マニホールドアセンブリは、また吸気面に流体連通している空気吸入ポートも含むことができる。空気吸入ポートは、空気源から空気を受取ることができる。マニホールドアセンブリは、また呼気面に流体連通している呼気ガス排出ポートも含むことができる。呼気ガス排出ポートは、呼気ガスを陰圧機構に向けて通過させることができる。マニホールドアセンブリはさらに、空気と酸素を患者に向けて送出す吸気腔および呼気ガスを患者から引取る呼気腔を有する患者回路インタフェースを含むことができる。治療システムは、また吸気面と吸気腔との間の流体の流れを制御する制御弁アセンブリ、呼気面と呼気ガス排出ポートとの間の流体の流れを制御する呼気制御弁アセンブリ、およびシステムが循環補助モードにあるときに呼気腔を介して患者に陰圧治療を提供する一定または調節可能な陰圧機構も含むことができる。或る場合にシステムは、システムが換気モードにあるときには、吸気腔を介して患者に陽圧換気治療を提供する陽圧換気機構、またはシステムが持続的気道陽圧モードにあるときには、呼気腔を介して患者に調節可能な持続的気道陽圧治療を提供する調節可能な持続的気道陽圧機構、または両方とも含む。随意に換気機構は、麻酔器を含むことができる。随意にシステムは、患者に終末呼気陽圧治療を提供する終末呼気陽圧機構を含むことができる。或る治療システムは、ユーザディスプレイ、およびセンサ機構、たとえば生理的センサまたは機械的センサを含む。プロセッサは、センサ機構から受取った患者情報に基づき、心肺蘇生の質または循環に関連する情報を表示するために、ディスプレイ指示をユーザディスプレイに送るように動作できる。或る場合に、プロセッサは、センサ機構から受取った患者フィードバック情報に基づき、ディスプレイ指示をユーザディスプレイに送るように動作できる。ディスプレイ指示は、心肺蘇生治療を施している間、心肺蘇生の質に関係することができる。或る場合にプロセッサは、センサ機構から受取った患者フィードバック情報に基づき、ディスプレイ指示をユーザディスプレイに送ることができる。ディスプレイ指示は、非心肺蘇生治療を施している間、循環に関係することができる。
【００５１】
別の面において本発明の実施形態は、敗血症、ショック、心不全、心停止、急性呼吸促迫症候群、多発性外傷、頭部疾患、肝静脈圧もしくは門脈圧の上昇、腹部、頭部、および頚部手術中の出血、または開心術中の循環不全を患っているか、または発現させるリスクを有する患者に胸腔内圧調整治療を提供する方法を包含する。これらの方法は、換気機構によって生成される陽圧換気を胸腔内圧調整システムの患者ポートを介して患者の気道に施すこと、および真空機構によって生成される真空を胸腔内圧調整システムの患者ポートを介して患者の気道に施すことを含んでよい。陽圧換気を施す間には、胸腔内圧調整システムの流体制御弁は、換気機構と患者ポートとの間の流体の流れを許して、真空機構と患者ポートとの間の流体の流れを阻止することができ、真空を施す間には、胸腔内圧調整システムの流体制御弁は、換気機構と患者ポートとの間の流体の流れを阻止して、真空機構と患者ポートとの間の流体の流れを許すことができる。これらの治療方法は、また陽圧換気を施した後で患者の気道に終末呼気陽圧を施すことを含んでよい。終末呼気陽圧を施し
た後で、患者の気道に真空を施すことができる。幾つかの方法は、真空を施した後で患者の気道に終末呼気陽圧を施すことを含む。陽圧換気を施した後で、患者の気道に真空を施すことができる。随意に方法は、陽圧換気処置を施している間には陽圧の適用の指示を表示し、真空処置を施している間には陰圧の適用の指示を表示することを含んでよい。
【００５２】
さらに別の面において本発明の実施形態は、敗血症、ショック、心不全、心停止、急性呼吸促迫症候群、多発性外傷、頭部疾患、肝静脈圧もしくは門脈圧の上昇、腹部、頭部、および頚部手術中の出血、または開心術中の循環不全を患っているか、または発現させるリスクを有する患者に胸腔内圧調整治療を提供する方法を包含する。例示的な方法は、システムが循環補助モードにあるときに胸腔内圧調整システムの呼気腔を介して患者に一定または調節可能な陰圧治療を施すこと、およびシステムが換気モードにあるときに胸腔内圧調整システムの吸気腔を介して患者に陽圧換気治療を施すか、またはシステムが持続的気道陽圧モードにあるときに胸腔内圧調整システムの呼気腔を介して患者に調節可能な持続的気道陽圧治療を施すことを含む。或る場合にこの方法は、胸腔内圧調整システムの終末呼気陽圧機構で患者に終末呼気陽圧治療を施すことを含む。或る場合にこの方法は、システムが換気モードにあるときに胸腔内圧調整システムの吸気腔を介して患者に陽圧換気治療を施すことと、陽圧換気を施した後で患者の気道に終末呼気陽圧を施すことの両方を含む。終末呼気陽圧を施した後で、患者の気道に陰圧治療を施すことができる。
【００５３】
或る場合に方法は、システムが換気モードにあるときに、胸腔内圧調整システムの吸気腔を介して患者に陽圧換気治療を施し、陰圧治療を施した後で患者の気道に終末呼気陽圧を施すことを含む。陽圧換気を施した後で、患者の気道に陰圧治療を施すことができる。或る場合に方法は、心肺蘇生治療を施している間、胸腔内圧調整システムのユーザディスプレイに心肺蘇生の質に関する情報を表示することを含む。或る場合に方法は、非心肺蘇生治療を施している間、循環に関する情報を胸腔内圧調整システムのユーザディスプレイに表示することを含む。
【００５４】
本発明の本質および利点をより良く理解するために、以下に添付の図面に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に従い頭蓋内圧と眼球内圧を下げるための一方法を示すフローチャート。
【図２】本発明に従い頭蓋内圧と眼球内圧を下げるために使用できるフェイスマスクと弁システムの一実施形態の斜視図。
【図３】図２の弁システムの斜視図。
【図４】図３の弁システムの断面図。
【図５】図３の弁システムの分解図。
【図６】本発明に従い頭蓋内圧と眼球内圧を下げるためのシステムの図式的な概念図。
【図７】動物実験による頭蓋内圧低下を示す一連のグラフ。
【図８】別の動物実験による頭蓋内圧の減少を示す一連のグラフ。
【図９Ａ】正常な人の脳の図式的な概念図。
【図９Ｂ】腫脹が増大した後の図９Ａの脳を示す図。
【図１０】胸腔内圧の減少が頭蓋内圧と右心房圧に及ぼす影響を示す３点のグラフ。
【図１１】本発明に従い頭蓋内圧と眼球内圧を下げるための別の方法を示すフローチャート。
【図１２Ａ】本発明に従い陽圧呼吸を送込んで呼吸ガスを抜出すパターンを示すグラフ。
【図１２Ｂ】本発明に従い陽圧呼吸を送込んで呼気ガスを抜出すパターンを示すグラフ。
【図１２Ｃ】本発明に従い陽圧呼吸を送込んで呼吸ガスを抜出すパターンを示すグラフ。
【図１３Ａ】本発明に従い無呼吸患者で胸腔内圧を下げるために使用できる一装置を図式的に示す図。
【図１３Ｂ】本発明に従い無呼吸患者で胸腔内圧を下げるために使用できる一装置を図式的に示す図。
【図１４Ａ】本発明に従い無呼吸患者で胸腔内圧を下げるために使用できる別の装置を図式的に示す図。
【図１４Ｂ】本発明に従い無呼吸患者で胸腔内圧を下げるために使用できる別の装置を図式的に示す図。
【図１５Ａ】図１４Ａおよび図１４Ｂの装置で使用できる閾値弁システムの一実施形態を示す図。
【図１５Ｂ】図１４Ａおよび図１４Ｂの装置で使用できる閾値弁システムの一実施形態を示す図。
【図１６Ａ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整技術の諸特徴を示す図。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整技術の諸特徴を示す図。
【図１７】本発明の実施形態に従い患者に圧力調整治療を施すためのシステムを図式的に示す図。
【図１８Ａ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整技術の諸特徴を示す図。
【図１８Ｂ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整技術の諸特徴を示す図。
【図１８Ｃ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整技術の諸特徴を示す図。
【図１９Ａ−１】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整装置の諸特徴を示す図。
【図１９Ａ−２】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整装置の諸特徴を示す図。
【図１９Ｂ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整装置の諸特徴を示す図。
【図１９Ｃ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整装置の諸特徴を示す図。
【図１９Ｄ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整装置の諸特徴を示す図。
【図１９Ｅ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整装置の諸特徴を示す図。
【図１９Ｆ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整装置の諸特徴を示す図。
【図１９Ｇ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整装置の諸特徴を示す図。
【図２０】本発明の実施形態に従い患者に圧力調整治療を施すためのシステムを示す図。
【図２１】本発明の実施形態に従い患者に圧力調整治療を施すためのシステムを図式的に示す図。
【図２２Ａ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２２Ｂ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２２Ｃ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２２Ｄ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２２Ｅ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２２Ｆ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２２Ｇ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２３】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２４】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２５Ａ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【図２５Ｂ】本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システムの諸特徴を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
本発明の実施形態は、胸腔内圧、気道圧または気管内圧を調整するための技術を包含する。或る場合には、真空を適用する前に終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）を提供できる。或る場合には、真空を適用した後で終末呼気陽圧を提供できる。終末呼気陽圧を追加すると、疾
患または障害を有する肺に陽圧呼吸だけの場合よりも多くの酸素供給および保護を提供できる。或る場合には、終末呼気陽圧は、機械的換気を介して提供され、呼吸サイクルの終末に気道内に存在する大気圧よりも高い圧力であることができる。終末呼気陽圧は、肺胞虚脱を妨げ、より多くの肺単位を回復し、機能的残気量を増し、流体を肺胞内に再分配することによってガス交換を改善できる。或る場合には、胸腔内圧調整器を使用することで自律神経系を上方調節できる。また或る場合には、胸腔内圧調整と大動脈内バルーンポンプ（ＩＡＢＰ）を組合わせることで、循環の増進にいずれか単独の場合よりも大きい効果を提供できる。
【００５７】
広い意味で本発明は、頭蓋内圧と眼球内圧を下げて脳潅流圧を増すための装置および技術を提供する。そのような装置および技術は、特に外傷性脳損傷を患った患者や、低血流状態および低血圧の患者に有用であり得る。治療できる状態の例は、低血圧、血液量減少に続発するショック、敗血症、心不全などを含む。頭部の圧力は下げるが、体循環圧は維持または増加する一方法は、患者の気道に連結されて胸腔内圧を下げるために使用される弁システムを用いることである。そのようにする際に、脳からの静脈血の除去を加速し、それによって頭蓋内圧と眼球内圧を減少させる弁システムが使用されてよい。同時に、心臓への静脈環流が増進されるために体循環圧が増加する。別の技術も使用してよく、たとえば胸部内に間欠的に真空を作り、および／または外部胸部陽圧源を用いて患者の胸部を反復的に圧縮および／または減圧してよい。頭蓋内圧を減じることによって、脳脊髄液の運動も増進される。このようにすると、頭蓋内圧は、さらに減少し、それによって頭部外傷を患っている患者にさらに治療が提供される。或る場合に弁システムは、頭蓋内圧上昇を招く心臓状態（心房細動、心不全、心タンポナーデなど）を患っている患者において脳機能の治療にも使用できる。そのような心臓状態は、たとえば心房細動または心不全を含んでよい。頭蓋内圧を減じることによって、脳脊髄液の運動と移動が増加して脳機能の改善を助ける。
【００５８】
頭蓋内圧は、頭部に対する動脈血圧によって決まる脳潅流圧、頭蓋骨内の圧力、および脳から血流を排出する静脈系内の圧力の値によって調整される。本発明の装置と方法は、脳からの静脈血の放出を増進し、それによって頭蓋内圧を下げるために使用されてよい。装置と方法は、自発的に呼吸する患者および補助換気を必要とする患者に使用できる。このようにするために装置と方法を用いて、患者が吸入する度に（または無呼吸患者の場合には胸部の圧力が大気圧以下に低下するように操作される度に）胸腔内真空作用を増大させ、それによって胸部内、および脳から血液を運び出す静脈血管内の圧力を下げることができる。真空作用は、脳に導入され、その結果として吸気努力の度に頭蓋内圧が下げられる。これはまた他の仕方で可能であるよりも多くの静脈血を頭部から流出させて、頭蓋内圧と眼球内圧を低下させる。その上、胸腔内陰圧が生成される度に心臓への静脈環流が増加するので重要臓器への循環が増加して、心拍出量の増加と臓器潅流の改善をもたらす。このように、本発明は、低心拍出量状態や低血圧を患っている患者を助けるために使用されてよい。
【００５９】
呼吸ガスが肺に流れるのを妨害または抑制するために、多様な抑制機構または妨害機構が使用されてよく、これには特許文献１〜特許文献７、ならびに２００２年８月１９日に出願された米国特許出願第１０／２２４２６３号明細書（「血液循環を増進させるためのシステムおよび方法」代理人整理番号１６３５４−０００１１５）、２００３年３月２８日に出願された米国特許出願第１０／４０１４９３号明細書（「糖尿病治療のシステムと方法」代理人整理番号１６３５４−０００１１６）、２００１年９月２８日に出願された米国特許出願第０９／９６６９４５号明細書、および２００１年９月２８日に出願された米国特許出願第０９／９６７０２９号明細書に記載されているものを含み、参照によってこれらの全内容が本明細書に編入される。弁システムは、患者が吸入する間、呼吸ガスが患者に流入するのを完全に妨げるか、または抑制するように構成されてよい。呼吸ガスの
流れを完全に妨げる弁システムについて、そのような弁は、胸腔内陰圧閾値に達すると開く感圧弁として構成されてよい。
【００６０】
たとえば呼吸ガスの流入に対する抵抗は、約０ｃｍＨ２Ｏ〜約−２５ｃｍＨ２Ｏの間で設定でき、可変または一定であってよい。より好ましくは、弁システムは、胸腔内陰圧が約−２ｃｍＨ２Ｏ〜約−２０ｃｍＨ２Ｏの範囲にあると開くように構成されてよい。その上、弁システムは、連続的または可変的に使用されてよい。たとえば弁システムは、他のすべての自発呼吸に使用されてよい。
【００６１】
制限を意図するものではないが、頭蓋内圧と眼球内圧を下げるために使用できる特定の種類のインピーダンス弁は、バネ付勢装置を有する弁システム、弁室を開閉する自動的／電子的手段および機械的手段、ダックビル弁、ボール弁、自発呼吸および／または胸腔内圧を操作する外部システム（たとえば換気装置、横隔神経刺激装置、鉄製胸甲など）によって引起こされる低差圧を感知すると開閉できるその他の感圧弁システムを含む。
【００６２】
過去において、そのような閾値弁システムは、心臓に対する静脈前負荷を増すため、ならびに後続の心臓収縮に対する胸腔内真空の作用の増大のために心拍出量、１回拍出量および血圧を増す目的で使用されてきた。これと対照的に、本発明の技術は、脳の静脈側から血液を除去することを促進することによって機能する。そのような弁システを使用すると心臓から重要臓器（脳を含む）への血流は、増加するであろうが、脳への血流が増加することが知られているので、弁システムが頭蓋内圧を下げる効果は、全く予想されなかった。しかしながら注目すべきことに、弁システムを使用すると、脳からの静脈血圧の低下は、相当なものである。こうして、脳への血流が増加するにもかかわらず、弁システムの正味の効果は、頭蓋内圧を減らすことである。
【００６３】
弁システムを患者の気道に連結すると、弁システムを通して吸入することで胸腔内陰圧を増進できる。患者が自発的に呼吸している場合、患者は、単に弁システムを通して呼吸するだけでよい。患者が呼吸していない場合、横隔膜の電気刺激、胴鎧すなわち鉄製胸甲などの陰圧換気装置、または陽圧換気の間に真空も生成できる陽圧換気装置を含む多様な技術を用いて人工呼吸を誘導できる。
【００６４】
弁システムは、一定の作動圧力を有してよく、または可変であって、所望の胸腔内陰圧に達したら流れ抵抗が減少してよい。さらに本発明の弁は、手動的または自動的に可変であるように構成されてよい。流れ抵抗が変化する程度は、治療されている患者につながれた１つ以上のセンサで測定された生理的パラメータに基づきよい。このように、流れ抵抗は、患者の生理的パラメータが妥当な範囲内にもたらされるように変えることができる。自動化されたシステムを使用する場合、そのようなセンサは、参照によって編入された引例に一般的に説明されているように、流入弁の抵抗または作動圧力を変える１つ以上の機構を制御するために用いられる制御装置に連結されてよい。
【００６５】
したがって本発明の弁システムは、胸腔内圧またはその他の生理的パラメータの変化を感知するために使用されるセンサを組込むか、またはこれらに結合されてよい。一面においてセンサは、測定された信号を制御装置に通信している遠隔受信装置に無線伝送するように構成されてよい。制御装置の方では測定された信号を用いて、上述した弁システムまたは参照によって本明細書に編入された弁システムの動作を変化させることができる。たとえばセンサは、血圧、圧力心臓内の、胸腔内圧、終末呼気陽圧、呼吸速度、頭蓋内圧、眼球内圧、呼吸流、酸素供給、温度、血中ｐＨ、終末呼気二酸化炭素、組織内二酸化炭素、血液酸素、心拍出量などを検出するために使用できる。これらのセンサから出る信号は、受信装置に無線伝送できる。次にこの情報は、参照によって本明細書に編入された引例に記されている流入弁の動作圧力または抵抗を制御するために制御装置によって使用され
てよい。
【００６６】
頭蓋内圧を減じる技術は、多様な状況で使用できる。たとえば技術は、自発的に呼吸している患者、呼吸していないが心臓が鼓動している患者、および心停止状態にある患者で使用されてよい。後者のケースでは、技術は、心肺蘇生の実施中に胸部内に間欠的に真空を作るための何らかの手段を使用してよい。これは、弁システムまたは他の何らかのタイプの圧力操作システムを用いることによって可能であろう。さらにそのようなシステムは、患者が呼吸している場合を含む他の状況でも使用されてよい。
【００６７】
図１は、頭蓋内圧または眼球内圧を減じるための一方法を示すフローチャートである。ステップ１０に示されているように、プロセスは、弁システムを患者の気道に連結することによって進行する。任意の種類の連結機構、たとえばマウスピース、気管チューブ、フェイスマスクなどが使用されてよい。さらに本明細書に記載または編入された任意の弁システムが使用されてよい。ステップ２０において、患者の胸腔内陰圧を（人工呼吸または自発呼吸で）反復的に減少させる。胸腔内陰圧を人工的に減じる技術の例は、鉄製胸甲装置、陰圧を生成することができる換気装置、１分間に約２００〜約２０００回の速度で高周波数振動を提供できる換気装置、横隔神経刺激装置などの使用を含む。弁システムが気道に連結されている間、患者の胸腔内陰圧が反復的に減じられるので、頭部から血液を運び出す静脈血管内の圧力も低下する。このようにすると、頭蓋内圧と眼球内圧が減少する。
【００６８】
ステップ３０に示されているように、患者の種々の生理的パラメータが随意に測定されてよい。そのようなパラメータの例は、呼吸速度、胸腔内圧、気管内圧、頭蓋内圧、頭蓋内血流、眼球内圧、血圧、心拍数、終末呼気二酸化炭素、酸素飽和などを含む。さらにステップ４０に示されているように、弁システムを作動させる閾値レベルは、測定された生理的パラメータに基づき随意に変更されてよい。これは脳から引出される血液の量を最大化するため、または単に患者の状態を監視して患者を安定させておくために行うことができる。
【００６９】
図２に、弁システム２００に連結されるフェイスマスク１００の一実施形態を示す。マスク１００は、患者の顔に固定されて口と鼻を覆うように構成されている。マスク１００と弁システム２００は、胸腔内圧を下げ、それによって頭蓋内圧と眼球内圧を下げるために使用できる装備の一タイプの例である。しかしながら、たとえば既述のものを含む他の弁システムおよび他の連結装置も使用されてよいことは、認識されよう。したがって本発明は、以下に述べる特定の弁システムおよびマスクに制限されるものではない。
【００７０】
図３〜図５も参照して、弁システム２００をより詳しく説明する。弁システム２００は、換気チューブ２０８のボール２０６を受容するソケット２０４を有する弁ハウジング２０２を含む。このようにして換気チューブ２０８は、水平軸回りを回転でき、垂直軸に対して旋回できる。換気を補助するために換気バッグなどの呼吸源をチューブ２０８に連結できる。換気チューブ２０８内には、ダックビル弁２１２の上方に離れてフィルタ２１０が配置されている。弁ハウジング２０２内部には、ダイヤフラム２１６を保持するダイヤフラムホルダ２１４が保持されている。弁システム２００はさらに、第２ハウジング２２０によって所定位置に保持される患者ポート２１８を含む。ハウジング２２０は、適宜に弁システム２００をフェイスマスク１００に連結するのを容易にするためのタブ２２２を含む。ハウジング２２０内には、バネ２２４ａ、リング部材２２４ｂ、およびＯリング２２４ｃを有する逆止弁２２４も保持されている。バネ２２４ａは、リング部材２２４ｂを患者ポート２１８に対して付勢している。患者ポート２１８は、バイパス開口部２２６を含んでおり、これは患者ポート２１８内の圧力が閾値陰圧に達してバネ２２４ａを圧縮するまで逆止弁２２４のＯリング２２４ｃによって覆われている。
【００７１】
患者が能動的に換気されると、呼吸ガスは、強制的に換気チューブ２０８を通される。ガスは、フィルタ２１０およびダックビル弁２１２を通って流れ、そしてダイヤフラム２１６を上昇させることによってポート２１８を通って出ることができる。したがって単に呼吸ガスを強制的にチューブ２０８に通すことによって患者は、随時換気され得る。
【００７２】
呼吸サイクルの呼気相の間、呼気ガスは、ポート２１８を通って流れ、ダイヤフラム２１６を持ち上げる。次にガスは、換気チューブ２０８内の通路２２７を通って流れ、開口部２２９を通ってシステムから出る（図３参照）。
【００７３】
呼吸サイクルの吸気相の間、弁システム２００は、胸腔内陰圧レベルの閾値を越えるまで呼吸ガスが肺に流入するのを妨げる。この圧力レベルを越えるとバネ２２４ａが圧縮されるために逆止弁２２４は、下方に引っ張られて、呼吸ガスを最初は、チューブ２０８、次にダックビル弁２１２を通って開口部２２６から患者の肺に流す。弁２２４は、胸腔内陰圧が約０ｃｍＨ２Ｏ〜約−２５ｃｍＨ２Ｏ、より好ましくは約−２ｃｍＨ２Ｏ〜約−２０ｃｍＨ２Ｏの範囲にあると開くように設定できる。したがって、患者が弁システム２００を用いて吸入する間、胸腔内陰圧の大きさと持続時間を増進できる。胸腔内圧が閾値以下に低下すると、復座バネ２２４ａが再び逆止弁２２４を閉じる。このようにして、脳から血液を運び出す静脈血管内の圧力も下げられる。こうしてより多くの血液が脳から引出されて頭蓋内圧と眼球内圧を減じる。
【００７４】
図６に例示されているように、本明細書に記載された任意の弁システムを治療システム３００に組込むことができる。治療システム３００は、適宜にフェイスマスク１００および弁システム２００を含むが、本明細書に記載された任意の弁システムまたはインタフェース機構などが使用されてよく、図１４の弁システムを含むがこれに限らない。弁システム２００は、適宜に制御装置３１０に連結されてよい。制御装置３１０もまた本明細書に記載または編入される任意の実施形態に準じる仕方で弁システム２００のインピーダンスレベルを制御するために使用されてよい。インピーダンスのレベルは、生理的パラメータの測定に基づき、またはプログラムされた変更スケジュールを用いて変えられてよい。治療システム３００は、本明細書に記載された任意の生理的パラメータを測定するために、非常に多様なセンサおよび／または測定装置を含んでよい。これらのセンサまたは測定装置は、弁システム２００またはフェイスマスクに統合されるか、これらに連結されるか、または別個であることができる。
【００７５】
たとえば弁システム２００は、圧力測定（たとえば胸腔内圧、頭蓋内圧、眼球内圧）を行うための圧力変換器、肺に入るまたは肺から出る空気の流量を測定するための流量測定装置、または呼気二酸化炭素を測定するための二酸化炭素センサを含んでよい。
【００７６】
別のセンサまたは測定装置の例は、心拍数センサ３３０、血液圧力センサ３４０、および温度センサ３５０を含む。これらのセンサは、制御装置３１０に連結されて、測定結果を記録することもできる。さらに種々の生理的パラメータ、たとえば酸素飽和および／または血中酸素濃度、血中乳酸塩、血中ｐＨ、組織内乳酸塩、組織内ｐＨ、血圧、圧力心臓内の、胸腔内圧、終末呼気陽圧、呼吸速度、頭蓋内圧、眼球内圧、呼気流、酸素供給、温度、終末呼気二酸化炭素、組織内二酸化炭素、心拍出量などを測定するために、別のタイプの測定装置を使用できることは認識されよう。
【００７７】
或る場合には、制御装置３１０を用いて弁システム２００を制御し、何らかのセンサまたは測定装置を制御し、測定結果を記録し、そして比較を行うことができる。代替として、そのような作業を実行するために、一連のコンピュータおよび／または制御装置を組合わせて使用できる。この装備は、治療システム３００を操作するのに必要とされる適当な
プロセッサ、ディスプレイスクリーン、入出力装置、登録装置、メモリまたはデータベース、ソフトウェアなどを有してよい。
【００７８】
患者に人工的に呼吸させるために多様な装置が制御装置３１０に連結されてよい。たとえばそのような装置は、換気装置３６０、鉄製胸甲装置３７０または横隔神経刺激装置３８０を含むことができる。換気装置３６０は、患者の体内に胸腔内陰圧を作るように構成されてよく、または１分間約２００〜約２０００回の振動を発生できる高周波数換気装置であってよい。
【００７９】
＜例１＞
以下に、本発明に従い頭蓋内圧を下げる方法を非制限的な例で説明する。この例では３０ｋｇのブタに、プロポフォールで麻酔を施した。ミラー社製圧計測電子カテーテルを硬膜下に挿入し、自発的に呼吸するブタの頭蓋内圧を連続的に測定した。竜骨の高さで気管に配置されたミラーカテーテルを用いて胸腔内圧（ＩＴＰ）を記録した。ブタの血圧、心拍数、および換気量が安定した後で、頭蓋内圧（ＩＣＰ）と胸腔内圧を吸気インピーダンス０ｃｍＨ２Ｏで記録し、次いで吸気インピーダンス５、１０、１５、および２０ｃｍＨ２Ｏで記録した。吸気インピーダンスは、図２〜図５に記載されたインピーダンス閾値弁（ＩＴＶ）を用いて達成された。
【００８０】
ベースとして頭蓋内圧は、約８／４ｍｍＨｇであった。図７に示されているように、吸気インピーダンスの値が上昇するに連れて、頭蓋内圧は、比例的に低下した。ブタがインピーダンス２０ｃｍＨ２Ｏを通して呼吸したとき頭蓋内圧は、６／−２ｍｍＨｇであった。この所見は、複数のブタの調査で観察され、再現可能であった。次にミラーカテーテルをブタの脳内に３ｃｍ挿入した。プローブの挿入に伴う外傷に続いて頭蓋内圧は、増加した。頭蓋内圧は、２５／２２ｍｍＨｇに上がり、これを新しいベースラインとした。次に種々の抵抗レベルでインピーダンス閾値弁を評価した（図８）。再び、頭蓋内圧は、吸気インピーダンスの大きさに比例して減少した。
【００８１】
＜例２＞
この例では、心停止から回復する状況で頭蓋内圧が増加した。この例に使用したブタモデルは、心室細動が６分間続いた後、心肺蘇生を６分間施し、次いで除細動を行った。動物が例１に類似の弁システムを用いて吸気インピーダンス１０ｃｍＨ２Ｏを通して呼吸したとき、自発呼吸の結果として頭蓋内圧は、最大５０％減少した。
【００８２】
上記のすべての例において、胸腔内圧は、体の残余の部分に対して減少して吸引効果を生み出し、それが脳から出る静脈血管内の圧力を低下させ、それによって頭蓋内圧を低下させた。
【００８３】
本発明はさらに、脳脊髄液（ＣＦＳ）の運動を促進することで頭蓋内圧（ＩＣＰ）を減じるための技術および装置を提供する。頭蓋内圧が上昇する原因は、多数あり、頭部損傷、虚血、浸透圧不均衡、脳浮腫、腫瘍、透析の合併症、感染、脳卒中、高血圧性発症を含む。いずれも徐々に、また或る場合には急激に頭蓋内圧を増加させる。脳内容の固形物は、頭蓋骨で包囲された物質の約８０〜８５％を占める。脳血液量は３〜６％、および脳脊髄液は５〜１５％である。これについては、非特許文献１の参照を求め、参照によってその全内容が本明細書に編入される。脳脊髄液は、正常の生理的状態では脳内部の産生される部位から脳内に再吸収される部位に妨げられずに移動する。脳内容は、事実上非圧縮性なので、３つの主要な構成要素（固形物、血液量、脳脊髄液量）のいずれか１つ量が変化すると、相互的に他の１つまたは２つの脳構成要素を変化させる。脳脊髄液以外の構成要素の増大に伴って脳の容積が拡大したら、脳脊髄液の一部は、他の場所に移動せざるを得ず、大後頭孔（頭蓋骨を脊髄が位置している場所に接続している頭蓋骨中の孔）を通って
脊髄を包囲している脳脊髄液腔に移る。脳脊髄液以外の構成要素が量または大きさを増したら、頭蓋内圧が上昇する。正常な頭蓋内圧レベルは、仰臥位で１０〜１５ｍｍＨｇである。レベルが１５〜２０ｍｍＨｇを越えると、圧縮に続発して脳に損傷を来す結果、組織虚血（十分な血流の欠如）を招くことがある。頭蓋内圧レベルの低下は、多数の臨床的治療介入によって達成でき、これには水分制限、利尿薬、ステロイド、過換気、脳静脈圧の減少、低体温、脳脊髄液排出、および外科的減圧を含む。
【００８４】
頭蓋内圧が上昇すると、脳脊髄液の運動と移動が減少する。頭蓋内圧が上昇しても脳脊髄液の産生は、概して一定している（約１５０ｍｌ／日）。頭蓋内圧を上昇させることで、脳脊髄液の再吸収を遅くすることができる。本明細書に記載された弁システムを用いることで、中心静脈圧を下げることができる。これはまた頭蓋内圧の減少をもたらし、脳脊髄液の運動または移動および再吸収の増加をもたらす。この結果、さらに頭蓋内圧は、さらに減少する。
【００８５】
本発明の弁システムは、自発的に呼吸する患者、陰圧換気で換気される患者、または呼吸サイクルの少なくとも一部で中心静脈圧を減少させる換気装置で換気される患者に使用されてよい。本発明の弁システムによって胸腔内圧が減じられる度に、同時に頭蓋内圧が減少して脳脊髄液の運動が増加する。言い換えれば、弁システムを使用すると頭蓋内圧波形のピークと谷の差が増大する。自発的に呼吸する患者では胸部の圧力が変化すると正弦波運動が生じ、静脈血管を介して脳に伝達される。正常に変動する脳脊髄液圧（吸気の度に圧力が増減する）は、弁システムによって変化させられる。より具体的には、弁システムは、より低い谷値を作り、それによって吸気の度に頭蓋内圧の全体的な変化を生み出す。無呼吸患者においても弁システムを、鉄製胸甲、横隔神経刺激装置（たとえば米国特許第６２３４９８５号明細書；第６２２４５６２号明細書；第６３１２３９９号明細書に記載されており、参照によって本明細書に編入される）、胸部を周期的に拡張するために使用される胸部上の吸引カップなどの多様な換気装置と一緒に使用することで類似の効果を生み出すことができる。
【００８６】
脳脊髄液の運動が増大すると、脳の代謝状態が全体的に改善される。これは図９Ａおよび図９Ｂに図式的に示されている。図９Ａには、脳４００が正常な状態で示されている。脳４００は、部位４０４で産生される脳脊髄液４０２によって包囲されている。脳脊髄液は、また頭蓋骨４０６によって包囲されている。血液は、動脈４０８を通って脳４００に入り、静脈４１０を通って出る。静脈４１０は、脳脊髄液を排出する部位４１２も含んでいる。図９Ａに示された矢印は、脳脊髄液が排出されるときに流れる方向を示している。脳４００から脊髄４１４が延び、大後頭孔４１６によって囲まれている。
【００８７】
図９Ｂにおいて脳４００は、著しく腫脹して脳脊髄液が位置するスペース４０２を狭めている。脳４００が腫脹すると、矢印４１８で示されているように脳脊髄液が脊髄４１４に流れるのを阻止することがある。また脳脊髄液の部位４１２への運動も減少して、脳脊髄液が頭蓋骨４０６の外に出る運動が妨げられる。
【００８８】
上述したすべての状態に伴って上昇した頭蓋内圧を、本明細書に記載された弁システムを用いて治療することで、脳腫脹を低減できる。このようにすると、同じ状態の下で脳脊髄液の運動と液移動が増大する。この結果、脳脊髄液が変位できるので頭蓋内圧がさらに減少する。
【００８９】
次に図１０を参照して、心房の収縮が頭蓋内圧に与える影響について説明する。周知のように心房の収縮は、頭蓋内圧の相動性運動を生じる。これは、心室細動の間に最も明瞭に実証できる。この状況で心房は、しばしば自発的に拍動し、各々の収縮および弛緩波形の圧力は、直ちに脳に伝達されて、頭蓋内圧のほぼ同一の変動となって現れる。発明者は
、流体系（静脈血管および脳脊髄液）は、非常に密接に結合しており、心臓リズムの微妙な変化も直ちに脳脊髄液圧を変化させることを発見した。こうして顕著な心臓リズムまたは顕著な心不全を有する患者において、そのような状態の結果として右心圧が上昇すると、頭蓋内圧の上昇をもたらす。そのような頭蓋内圧の上昇は、脳潅流の減少につながる。なぜなら脳潅流は、脳に入る血液の圧力（平均動脈圧）から脳を出る血液の圧力（頭蓋内圧および中心静脈圧）を減算した値によって決まるからである。本明細書に記載された弁および胸腔内真空システムを用いると、胸腔内圧の減少がもたらされる。図１０に示されているように、下方を指している矢印は、弁システムを通した各々の吸気のタイミングを表している。心房細動を開始する前のベースライン状態において、各々の吸気（小さい矢印）の結果、胸腔内圧の減少、右心房圧の減少、中心静脈圧の減少、そして直ちに頭蓋内圧の減少が生じる。心房細動が開始すると、頭蓋内圧の上昇および頭蓋内圧振幅変化の正弦波パターンが穏やかになる。動物が吸気インピーダンス−１０ｃｍＨ２Ｏを通して吸入し始めると直ちに胸腔内圧（ＩＴＰ）が減少し、右心房（ＲＡ）圧が直ちに減少し、そして直ちに頭蓋内圧（ＩＣＰ）が減少すると共に吸気の度に頭蓋内圧の正弦波変動が回復する。頭蓋内圧が上昇しているときに妨害手段を通して吸気すると、頭蓋内圧の減少、脳脊髄液流の増加、および脳潅流の増加に続いて脳虚血の減少がもたらされる。このように、弁システムは、心房細動などの心臓リズムを有する患者や、心不全のために頭蓋内圧が増加した患者に使用して、頭蓋内圧を下げ、脳脊髄液の運動と移動を増進し、最終的に脳機能の改善を助けることができる。
【００９０】
したがって、吸気抵抗の値、または（多様な技術を用いて生成できる）胸腔内陰圧生成の値は、頭蓋内圧、血圧、呼吸速度、心拍出量、またはその他の生理的パラメータ測定からのフィードバックによって制御または調整できる。このようなシステムは、閉ループフィードバックシステムを含むことができよう。
【００９１】
図１１は、頭蓋内圧上昇を伴う頭部外傷を患っている患者を治療するための別の方法を例示するフローチャートである。こうすればそのような技術は、とりわけ低血圧を患っている患者または心停止状態にある患者の治療にも使用できることが認識されよう。この技術は、特に患者が呼吸していない場合に有用であるが、或る場合には呼吸している患者にも同様に使用できよう。
【００９２】
広い意味で、頭部外傷を患っている患者を治療するとき、患者の胸腔内圧を下げて頭蓋内圧を減らす。これは、また二次性脳損傷の緩和を補助する。ステップ５００に示されているように、患者の胸腔内圧を下げるのを補助するために患者に装備が連結されてよい。胸腔内圧を減らすために非常に多様な装備と技術を使用できるが、これにはたとえば米国特許第６５８４９７３号明細書に記載された呼吸ガスを抜出すことができる機械的換気装置、たとえば米国特許第６２３４９８５号明細書；第６２２４５６２号明細書；第６３１２３９９号明細書；第６４６３３２７号明細書に記載された横隔神経またはその他の筋肉の刺激装置（たとえば米国特許第５５５１４２０号明細書；第５６９２４９８号明細書；第６０６２２１９号明細書；第５７３０１２２号明細書；第６１５５２５７号明細書；第６２３４９１６号明細書；第６２２４５６２号明細書に記載されたインピーダンス機構を使用する、または使用しない）、鉄製胸甲装置、胸壁上で外方に引っ張って鉄製胸甲の効果に類似に胸腔内真空を作ることができる胸部ベスト、たとえば２００３年１１月９日に出願された米国同時係属出願第１０／６６０３６６号明細書（代理人整理番号１６３５４−００５４００）に記載された換気バッグなどを使用することを含む。参照によって以上の引例の全内容を本明細書に編入する。呼吸している患者に対しては吸気中に約５ｃｍＨ２Ｏが生成されると開くように設定された上記の閾値弁を用いて、患者の胸腔内陰圧を増進できる。
【００９３】
患者が呼吸していないときには、ステップ５０２に示されているように、患者に陽圧呼
吸が送込まれる。これは機械的換気装置、換気バッグ、口移しなどで行われてよい。これに続いて直ちに胸腔内圧を減らす。これはステップ５０４に示されているように、患者の肺から呼吸ガスを抜出すか押出すことによって行うことができる。胸腔内圧を下げるために、上述した任意の技術が使用されてよい。そのように胸腔内圧を下げると、中心静脈圧および頭蓋内圧も下がる。
【００９４】
呼気相の間の真空作用は、一定であるか、時間と共に変化するか、パルス状であってよい。後で真空を適用する種々の方法の例を図１２Ａ〜図１２Ｃに関連して説明する。初期陽圧呼吸は、約２５０ミリ秒〜約２秒、より好ましくは約０．７５秒〜約１．５秒の時間で供給されてよい。呼吸ガスは、陽圧呼吸の時間に対して約０．５〜約０．１の時間で抜出されてよい。陽圧呼吸は、１秒間約０．１リットル〜約５リットル、より好ましくは１秒間約０．２リットル〜約２リットルの範囲の流量で送込まれてよい。呼気流（たとえば機械的換気装置を使用する場合）は、１秒間約０．１リットル〜約５リットル、より好ましくは１秒間約０．２リットル〜約２リットルの範囲にあってよい。真空は、負の流れで、または流れなしで維持されてよい。真空は、約０ｍｍＨｇ〜約−５０ｍｍＨｇ、より好ましくは約０ｍｍＨｇ〜約−２０ｍｍＨｇの範囲にあってよい。
【００９５】
ステップ５０６に示されているように、陽圧呼吸を送込んで直ちに胸腔内圧を下げるプロセスは、頭蓋内圧を制御するために必要である限り反復されてよい。その必要がなくなれば、プロセスは、ステップ５０８で終了する。
【００９６】
陽圧呼吸と真空の作り方は、具体的な用途に応じて異なってよい。これらは異なる持続時間と勾配を有する多様な波形で適用されてよい。例は方形波、二相性（真空が作られた後に陽圧が続く）、減衰（真空が作られた後に減衰させる）などを使用することを含む。これらがどのように起こるかを表す３つの特定の例が図１２Ａ〜図１２Ｃに示されているが、他の例も可能である。説明の便宜のため、陽圧呼吸が起きている間の時間は、吸気相という用語で定義し、胸腔内圧が下げられる間の時間は、呼気相という用語で定義できる。陽圧呼吸は、１分間約１０〜約１６回行われてよく、吸気相は、約１．０〜約１．５秒続き、呼気相は、約３〜約５秒続く。図１２Ａに示されているように、呼吸ガスは、急速に圧力が約２２ｍｍＨｇになるまで供給される。これは直ちに約−１０ｍｍＨｇの陰圧に逆転される。この圧力は、呼気相の終了まで比較的一定に保たれ、このサイクルが繰返される。
【００９７】
図１２Ｂにおいて、陽圧は、より緩慢に適用される。約１０〜約１５ｍｍＨｇの圧力に達すると、圧力は、急速に約−２０ｍｍＨｇの陰圧に逆転される。陰圧は、徐々に減退して呼気相の終末には約０ｍｍＨｇになる。次いでこのサイクルが繰返される。したがって図１２Ｂのサイクルでは、陽圧は、図１２Ａに示すサイクルと比べて低く、陰圧は、最初より低いが徐々に上昇する。この技術は、可能な気道虚脱を低減するのを助けるように設計されている。
【００９８】
図１２Ｃにおいて、陽圧は、２０ｍｍＨｇにもたらされてから直ちに約０ｍｍＨｇに下げられる。次に陰圧が呼気相の終末に向かって徐々に約−２０ｍｍＨｇまで増大される。このサイクルは、可能な気道虚脱を低減するのを助けるように設計されている。
【００９９】
図１３Ａと図１３Ｂは、無呼吸患者で胸腔内圧を下げるために使用できる装置５００の一実施形態を図式的に示す。装置５００は、任意のタイプの患者インタフェースを用いて患者の気道に直接的または間接的に連結できるインタフェース開口部５０４を備えたハウジング５０２を包含する。ハウジング５０２は、真空を生成できる任意のタイプの装置またはシステムに流体連通している真空源インタフェース５０６も含む。またハウジング５０２には真空を調整するための手段、たとえば感圧弁システム５０８も連結されている。
装置５００はさらに、真空が適用されていないときに必要があれば、患者に呼吸を提供するために使用できる換気インタフェース５１０を含む。
【０１００】
この実施形態において、真空は、本質的に任意のタイプの真空源によって提供されてよく、調整器は、インピーダンス弁、たとえば米国特許第５５５１４２０号明細書；第５６９２４９８号明細書；第６０６２２１９号明細書；第５７３０１２２号明細書；第６１５５２５７号明細書；第６２３４９１６号明細書；第６２２４５６２号明細書；第６２３４９８５号明細書；第６２２４５６２号明細書；第６３１２３９９号明細書；第６４６３３２７号明細書に記載されたインピーダンス弁、および本明細書に記載された別のインピーダンス弁を含むことができる。呼吸を供給するために多様な換気源、たとえば換気インタフェース５１０に連結されるバッグ弁蘇生器が使用されてよい。装置５００はさらに、バッグ弁蘇生器から患者に呼吸を送込むときに真空を阻止するための機構５１２を含んでよい。呼吸が供給されたら、機構５１２は、胸部内に真空が再び適用されるのを許すように動作する。真空源を入れたり切ったりするために用いられる機構５１２は、図１３Ｂに例示されているように、真空源を有するハウジング５０２内で動いて分岐路を閉じるスライドスイッチを含むことができる。しかしながら、別のタイプのスイッチまたは機構が使用されてもよい。或る場合に真空源は、呼吸が施されていて機構５１２が必要とされないときに真空を止めるように構成された制御装置を有することができる。また呼吸の供給と停止を感知して、機構５１２が制御装置によって適切に操作できるようにするために、制御装置と適当なセンサを用いることもできよう。呼吸が送込まれた後で機構５１２は、図１３Ａに示す位置に戻って、患者に真空が供給され得る。真空が閾値量に達すると、調整器５０８は、真空のレベルをほぼ閾値量に維持するように動作する。
【０１０１】
図１４Ａと図１４Ｂは、装置５３０を患者の治療に使用できる別の実施形態を示す。装置５３０は、図１３Ａと図１３Ｂに示す装置５００に同様の原理を用いて動作する。装置５３０は、患者の気道に連結できる患者インタフェース５３４と、真空源に連結できる真空インタフェース５３６とを有するハウジング５３２を包含する。ハウジング５３２は、陽圧呼吸を供給できる換気インタフェース５３８も含む。ハウジング５３２には、患者に供給される真空の量を調整する真空調整器５４０も連結されている。使用できる流量調整器の一例を、以下に図１５Ａと図１５Ｂを参照して説明する。しかしながら、本明細書に記載された任意の流量調整器が使用されてよいことは、認識されよう。ハウジング５３２内に配置されている流れ制御装置５４２は、ハウジング５３２を通るガス流を集結するために使用される。流れ制御装置５４２は、ハウジング５３２内でスライドできる円筒部材５４４を包含し、かつ流れ制御装置５４２が図１４Ａに示す位置にあるときに患者インタフェース５３４と真空インタフェース５３６との間のガス流を許す流路５４６を含む。適宜に、流れ制御装置５４２を図１４Ａに示す定位置に保持するためにバネ５４８またはその他の付勢機構が使用される。流れ制御装置５４２は、図１４Ａに矢印で示すように調整器５４０と真空インタフェース５３６との間のガス流を許す流路５５０も含む。したがって、定位置にあるとき、真空インタフェース５３６を通して真空が供給されて、患者の胸腔内圧を下げることができる。真空が大きくなり過ぎると、調整器５４０を通ってガスが流されて真空の量を下げる。
【０１０２】
図１４Ｂに例示されているように、流れ制御装置５４２は、換気インタフェース５３８から患者インタフェース５３４に通じる流路５５２も含む。これは換気インタフェース５３８を通して患者に陽圧呼吸が供給されるようにする。より具体的には、換気インタフェース５３８を通してガスが注入されると、流れ制御装置５４２に流入し、これをハウジング５３２内で動かしてバネ５４８を圧縮する。このようにすると、ハウジング５３２がブロックされて流路５４６は、閉じる。流路５５０も閉じて、流路５５２のみ開いておき、呼吸ガスが患者に流れるようにする。陽圧呼吸が停止するとバネ５４８が流れ制御装置を定位置に戻して、再び患者に真空が供給される。
【０１０３】
したがって、真空インタフェース５３６から真空が適用されるときには、インピーダンス弁５４０のクラッキング圧に達するまで、患者インタフェース５３４を通して患者から空気が引出される。この時点で空気は、換気インタフェース５３８の換気源からインピーダンス弁５４０を通過し、患者内で達成される真空を制限する。換気インタフェース５３８の換気源から陽圧換気が供給されるときには、内部スライドスイッチシリンダ５４２が下方に動いて真空源を閉じ、陽圧容積を送込んで患者に呼吸を提供する。流れ制御装置５４２は、装置５４２が最小の力を加えるだけで動くのを助けるカップ形開口部５５６を含んでよい。呼吸が供給され終わると、換気源から装置５４２に正の力が加えられず、バネ５４８は、上方に押し上げて患者を再び真空源に曝露する。
【０１０４】
装置５３０は、随意の圧力ポップオフ調整器５６０も含んでよい。真空源が大き過ぎる場合には、ポップオフ調整器５６０が開いて所望の真空圧を越える圧力を逃がす。ポップオフ調整器５６０は、約２０〜約１００ｍｍＨｇより大きい圧力に対して開くように構成されてよい。
【０１０５】
図１３と図１４に示す装置は、（真空を入れたり切ったりするための）機械的スイッチ機構を備えて示されているが、他のスイッチたとえば磁気的、電子的、または電気的スイッチも用いられてよい。他の種類の可能なスイッチは、ボール弁、フラッパ弁、僧帽弁、またはその他の機械的手段、ならびにソレノイドを含む電気的または電子的弁システムを含んで、換気源から陽圧呼吸が送込まれると一時的に真空を阻止できる。真空の流れまたは力を制限するために真空源に追加の調整器も使用できる。たとえば真空源は、閾値レベルが達成されたら一定の真空を提供するように構成できよう。その上、真空調整器とインピーダンス弁５０８および５３０は、可変であっても、一定のレベルのインピーダンスに設定されてもよい。真空源は、吸込管であってよく、または酸素タンクに装着されたベント装置から出て、患者に酸素と真空源の両方を提供できるようにされてもよい。さらに本発明は、真空を調整するために、ここに示されたインピーダンス弁を使用することに限られない。それに代えて多数の切替え手段および調整手段が使用されてよい。換気源も同様に制限するものではなく、口移し、バッグ弁蘇生器、自動換気装置などの換気源を含んでよい。
【０１０６】
図１５Ａと図１５Ｂは、流量調整器５４０をより詳細に示している。調整器５４０は、患者ポート５７２と換気ポート５７４を有するハウジング５７０を包含する。随意に補足酸素ポート５７６も提供されてよい。ガスは、ハウジング５７０（患者ポート５７２と換気ポート５７４の間）内を２つの流路のいずれか一方を通って流れる。第１流路は、逆止弁ガスケット５８０とバネ５８２を有する一方向逆止弁５７８によってブロックされる。第２流路は、ダイヤフラム５８４によってブロックされる。
【０１０７】
動作中は、真空ポート５３６で真空源から真空が引入れられると患者ポート５７２で真空が感知される（図１４Ａ参照）。真空が閾値レベルに達すると、バネ５８２が圧縮してガスケット５８０を下方に動かし、それによって図１５Ｂに例示されているような流路を作る。真空が引入れられるとダイヤフラム５８４が閉じて空気が流路を流れるのを妨げる。真空が閾値レベルにある限り、ガスケット５８０は、開口部から離れた位置にある。このようにして調整器５４０は、真空を一定のレベルに維持することができる。
【０１０８】
患者を喚起する準備ができたら、真空が止められて呼吸ガスが換気ポート５７４および／または補足酸素ポート５７６に注入される。これらのガスは、ダイヤフラム５８４を持ち上げて、ガスが患者に流れるようにする。
【０１０９】
＜例３＞
例３は、本発明の一面に従い頭蓋内圧と胸腔内圧を下げて収縮期動脈圧を上げる方法を示すもう１つの非制限的な例である。この例では３０ｋｇのブタにプロポフォールで麻酔を施した。ミラー社製圧計測電子カテーテルを硬膜下に２ｃｍ挿入し、自発的に無呼吸ブタで頭蓋内圧を測定した。竜骨の高さで気管に配置されたミラーカテーテルを用いて胸腔内圧（ＩＴＰ）を記録した。大動脈でミラーカテーテルを用いて収縮期大動脈圧血圧（ＳＢＰ）を測定した。胸腔内圧を調整するために、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５Ａ、および図１５Ｂに示すシステムに類似のシステムを用い、吸気インピーダンス（−８ｃｍＨ２Ｏおよび流量３０Ｌ／分）を適用した。陽圧換気は、搬送用自動換気装置を用いて１０呼吸／分の速度、および１．０秒間に送込まれる１回換気量約４００ｍｌで供給された。これらの新規の心肺・頭蓋相互作用を記述する目的、方法、結果、および結論を以下に要約する。
【０１１０】
この例の目的は、制御された連続真空（ＣＶ）源に装着された新規の吸気インピーダンス閾値弁装置（ＩＴＤ）の緊急使用を評価するために、心停止と止血された一定出血による出血性低血圧ショックで順次障害された無呼吸ブタモデルにおいて、胸腔内圧（ＩＴＰ）と頭蓋内圧（ＩＣＰ）を減少させるのと同時に平均動脈圧（ＭＡＰ）、冠動脈潅流圧（ＣＰＰ）、および脳潅流圧（ＣｅｒＰＰ）を増加させることであった。この動物モデルは、心停止後の頭蓋内圧の上昇と出血後の顕著な低血圧の両方を発現した。
【０１１１】
この例は、６頭の雌の飼育ブタ（２８〜３２ｋｇ）を使用して、プロポフォールで麻酔し、挿管および換気して正常二酸化炭素状態および酸素飽和＞９０％を維持した。心室細動を誘導して６分間治療せず、続いて６分間標準心肺蘇生を施した後、除細動を行った。自発循環が戻った後、機械的に１０呼吸／分で呼吸している間に血液量の３５％を６０ｃｃ／分の速度で除去した。５分後に吸気インピーダンス閾値弁装置−連続真空を５分間適用すると共に１００％酸素の陽圧換気を１０呼吸／分の速度で施した。次いで吸気インピーダンス閾値弁装置−連続真空を取外し、再び陽圧換気を１０呼吸／分の速度で適用した。吸気インピーダンス閾値弁装置−連続真空の適用前、適用中、および適用後に血行動態パラメータと動脈血ガスを評価した。対応を有するｔ−検定とＡＮＯＶＡで統計的分析を行って＋／−吸気インピーダンス閾値弁装置−連続真空使用を比較した。
【０１１２】
結果を以下の表に要約する。ここに示されるように、胸部圧力を調整することで、吸気インピーダンス閾値弁装置−連続真空の使用は、胸腔内圧と頭蓋内圧の瞬時の減少、および平均動脈圧の急速な上昇と脳潅流圧の著しい増加を引起こす。したがって吸気インピーダンス閾値弁装置−連続真空は、低血圧、ショック、および脳高血圧の治療に使用されてよい。
【０１１３】
【表１】
0005875192.tif 000002
１つの具体的な実施形態において、患者は、多数の技術を単独でまたは組合わせて用いて、その胸腔内圧を操作され得る。たとえば何らかのタイプの外部胸部陽圧源を用いて患者の胸腔内圧を増加させた後に減少させることで、心臓と肺から血液を抜出し、また送込
むことを反復的に行うことができる。このような外部胸部陽圧源の例は、機械的胸腔外ベスト、胸甲、圧縮ピストン、圧縮カップなどを含む。そのような装置は、低血圧患者において血圧と循環の増加を維持するための非侵襲的な血行動態支援装置として機能できる。
【０１１４】
患者の胸腔内圧が外部から操作される（たとえば増減される）間、患者は、本明細書に記載された任意の技術を用いて陽圧呼吸と真空を適用することでその胸腔内圧を操作されることができる。さらに本明細書に記載された任意の弁システムを組合わせて用いることもできる。したがって、患者の胸部が圧縮および弛緩される間、同時に陽圧呼吸に続けて真空を適用することができる。このようにして、重要臓器への血流を改善するために非侵襲的な技術が限定されない期間にわたって提供され、患者がショックや重度の低血圧を有するケースや、心停止状態にある患者などに用いることができる。またそのような技術は、より信頼できる処理法が利用できるまで、心筋保護剤の等効物として心臓保存液を循環させるために使用されてよい。
【０１１５】
これらの各々のステップのタイミングを制御して任意のやり方で関連付けてよく、たとえば患者の胸部に加える力を弛緩させる間に真空を適用してもよい。また胸部圧縮のタイミングを別の変数に結び付け、たとえばタイミング圧縮および／または減圧を内因性心臓リズム（すなわちＥＣＧ活動つまり心電図活動）に同期させることができよう。さらに陽圧呼吸は、必要とされるときのみ行い、各々の胸部圧縮に結合させなくてもよい。さらに所定数の胸部圧縮の後でのみ胸部を減圧してもよい。
【０１１６】
別の実施形態によるように、十分な呼吸を提供するために患者に周期的な陽圧換気または体外酸素供給器を供給してよい。陰圧換気は、適当な換気を提供するためにも使用できる。たとえば気道を妨げることなく胸部を減圧して陰圧換気を提供できる。また今述べた技術は、血圧を維持するためにも、単独で、または侵襲的な方法と組合わせて用いることができる。たとえば患者の血液の幾らかを体から取除けば、頭蓋内圧によって大きい効果を生み出せよう。
【０１１７】
そのような技術に使用できるシステムの具体的な配置構成の１つが図６（既述）に説明されており、部材３７０（鉄製胸甲装置）は、本明細書に記載された任意の外部胸部陽圧源を図式的に代表するものである。さらに制御装置３１０は、陽圧源を作動させるための何らかのタイプのエネルギー源、たとえば空気圧源、電子源、燃焼源なども含んでよい。このように多様なエネルギー源を使用して、交互に胸部を圧縮し、次いで圧縮を解除することができる。本明細書に記載された任意の技術によって、換気装置３６０を用いて陽圧呼吸に続いて真空を適用し、さらに適当な換気を提供することができる。さらに弁システム２００が図示されているが、本明細書に記載されたその他の任意の弁システムも使用されてよいことは、認識されよう。また温度センサ３５０は、別のタイプのセンサおよび／またはモニタ、たとえば心電図モニタで代替されてよく、胸部圧縮および／または減圧を心電図活動に同期化できることも認識されよう。
【０１１８】
＜胸腔内圧調整および終末呼気陽圧＞
無呼吸患者または補助換気を必要とする患者の換気中に吸気／呼気サイクルで終末呼気陽圧を適用する胸腔内圧調整（ＩＰＲ）技術において、陽圧呼吸または換気（ＰＰＶ）を提供し、次いで終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）を提供し、それから真空を引入れることが可能である。このような技術の諸特徴が図１６Ａに例示されている。代替として、最初に陽圧呼吸または換気を提供し、次いで真空を引入れ、それから終末呼気陽圧を供給することも可能である。このような技術の諸特徴は、図１６Ｂに例示されている。或る実施形態に従い、これらの治療は、少なくとも一部は、プッシュ・プル換気装置を用いて達成できる。或る場合には、これらの治療は、心肺蘇生（ＣＰＲ）処置または治療低血圧もしくは低循環を治療するためのその他の解決策と組合わせて実施できる。陽圧換気、終末呼気陽圧、
および胸部内の真空生成の持続時間は、患者の生理的必要性に応じて異なってよい。図１６Ａと図１６Ｂに示されたグラフには、新規の胸腔内圧調整技術に対する圧力対時間曲線が例示されている。圧力は、胸腔内圧（ＩＴＰ）、気道圧、または気管内圧の用語で示され、単位はｃｍＨ２Ｏである。タイミングは、換気装置で設定される吸呼気比（Ｉ：Ｅ比）および呼吸速度の設定に依存してよい。ここに示す例では、吸呼気比は、１：３すなわち３分の１であり、呼吸速度は、１分間１０呼吸である。或る場合に吸呼気比は、約１：１〜約１：４の範囲のいずれであってもよい。また或る場合に呼吸速度は、１分間約６〜約３０呼吸の範囲内にあってよい。終末呼気陽圧を追加すると、疾患または障害を有する肺に陽圧呼吸だけの場合よりも多くの酸素供給を提供できる。或る場合に終末呼気陽圧は、機械的換気によって提供され、終末呼気陽圧のレベルと持続時間は、可変または一定であってよく、閉ループ制御システムによって調整されてよい。或る場合に終末呼気陽圧は、呼吸サイクルの間または終末に気道内に存在する大気圧よりも高い圧力を指すことがある。陽圧呼吸の供給は、機械的換気装置または麻酔器を用いて実施できる。終末呼気陽圧を施す持続時間に対応する時間ｔの値は、たとえば約０．１秒〜約１．５秒の範囲内にあってよい。或る場合に陽圧呼吸は、約２５０ミリ秒〜約２秒の範囲内の時間で患者に送込むことができる。或る場合に陽圧呼吸は、患者に１秒間約０．１リットル〜約５リットルの範囲の速度で送込むことができる。陽圧呼吸が供給される時間と終末呼気陽圧および／または真空が供給される時間の比は、約０．５〜約０．１の範囲内にあってよい。患者が呼吸していないときには、患者に陽圧呼吸を供給できる。これは機械的換気装置、換気バッグ、口移しなどで行われてよい。この方法と組合わせて、本出願に包含される任意の吸気インピーダンス閾値弁装置（ＩＴＤ）技術を使用できる。本出願に包含される解決策は、糖尿病治療モダリティと組合わせて使用できることも理解される。これらの治療モダリティは、たとえば２００３年３月２８日に出願された米国特許出願第１０／４０１４９３号明細書および２００７年４月１３日に出願された米国特許出願第１１／７３５３２０号明細書に記載されており、その内容は、参照によって本明細書に編入される。本出願に包含される解決策は、心不全およびその他の状態の治療モダリティと組合わせて使用できる。たとえば米国特許第５５５１４２０号明細書、第５６９２４９８号明細書、第６０６２２１９号明細書、第６５２６９７３号明細書、第６６０４５２３号明細書、第７２１０４８０号明細書および第６９８６３４９号明細書に記載されており、その内容は、参照によって本明細書に編入される。図１６Ａと図１６Ｂに示す圧力曲線は、或る場合には換気装置または麻酔器を組入れることによって達成されてよい。これに関連して或る場合にそのような曲線は、換気装置なしで達成され得る。胸腔内圧を減少させ、または負胸腔内圧を達成するために任意の多様な機構または処置が使用されてよく、真空源、吸引装置、プッシュ・プル換気装置または能動的圧縮減圧装置を含むが、これらに限らない。
【０１１９】
図１７は、患者に治療を施すための例示的なシステムの模式図を提供する。ここに示されるように、システム１７００は、真空供給装置１７２０に動作結合しているプロセス制御装置１７１０、換気制御弁装置１７３０、および終末呼気陽圧供給装置１７４０を含む。真空供給装置１７２０は、随意に真空調節装置１７２４を介して、真空源装置１７２２に動作結合している。終末呼気陽圧供給装置１７４０は、随意に圧力調整装置１７４４を介して、ガス圧力源混合装置１７４２に動作結合している。換気制御弁装置１７３０は、随意に呼気分岐装置１７５２と吸気分岐装置１７５４を有する呼吸循環装置１７５１を介して、換気装置１７５０に動作結合している。終末呼気陽圧供給装置１７４０は、所望の通り調節可能な量の終末呼気陽圧を供給するように構成できる。ここに示されるように、システム１７００は、圧力変換器１７３１も含むことができる。システム１７６０は、またたとえば気管チューブまたはその他の患者気道装置を介して患者に連結できる患者接続装置１７６０も含む。
【０１２０】
ある実施形態に従い、治療方法は、換気制御弁装置１７３０を解除して陽圧換気を提供することを包含する第１ステップを含んでよい。治療方法陽圧呼吸の終末に換気制御弁装
置１７３０と真空供給装置または弁１７２０を作動させることを包含する第２ステップも含んでよい。終末呼気陽圧供給装置は、弁１７４０が解除されると、内部ガス混合器装置１７４２から調整された圧力で患者に終末呼気陽圧を供給できる。治療方法は、さらに終末呼気陽圧段の終末に終末呼気陽圧弁１７４０を付勢し、真空供給弁１７２０を消勢して、患者の気道に調整された真空を生成する第３ステップを含んでよい。治療方法は、また上述した第１、第２、および第３ステップを繰返すことを含んでよい。或るケースでは換気装置１７５０を使用して患者に陽圧換気もしくは陽圧呼吸または真空、または両方を供給してよい。或る実施形態に従い、手動蘇生器を使用して患者に陽圧呼吸を供給できる。換気装置の追加の動作特性は、本明細書の別の場所で、たとえば図１９Ａ〜図１９Ｆに関連して説明する。
【０１２１】
＜胸腔内圧調整が交感神経系の緊張に及ぼす作用＞
胸腔内圧調整器（ＩＴＰＲ）は、吸気インピーダンス閾値弁装置（ＩＴＤ）を、たとえば陽圧換気を許しながら心肺蘇生（ＣＰＲ）中に気管内に真空を生成するための真空源に結合できる。胸腔内圧調整器を使用することで自律神経系を調節できる。吸気中に弁システムが機能して胸部内に真空を生み出して胸腔内圧を一時的に減少させ、それによって患者の自律機能を調節する。より具体的には、胸腔内圧を下げることで、患者は、心臓によって多くの静脈血液が環流するのを経験し、それによって心拍出量の増加、血圧の上昇、脳への血流の増加、および頭蓋内圧の減少が引起こされ、自律神経系が交感神経系の緊張緩和を調節し、その結果として末梢動脈抵抗が減少する。その結果右心、次いで肺に戻る静脈血流が増加することで心臓前負荷が高まって右心室と左心室の再充填が促進される。後続の心臓収縮は、１回拍出量と心拍出量の増加をもたらす。これによって体の受容器、たとえば頸部に頸動脈圧受容器が生じて血圧と循環の増大を感知し自律神経系のバランスを変化させる。このことは、皮膚電極で記録した心電図を標準心拍変動解析法で分析するとより低い周波数パワースペクトルからシフトしていることによって実証され得る。本出願に包含される解決策は、たとえば米国特許第７１９５０１３号明細書に記載された治療モダリティと組合わせて使用でき、その内容は、参照によって本明細書に編入される。
【０１２２】
したがって胸腔内圧調整（ＩＰＲ）を使用すると、自律神経系を調節できる。或る場合には、たとえば開心術で胸部を開いたときに胸腔内圧調整療法を適用する場合、肺は、陽圧相（吸気）では呼吸ガスで満たされ、呼気相では呼吸ガスが肺から能動的に抜出される。この結果、肺内の血液は、急速に左心房に移され、それによって左心に血液が供給される。交互に肺を呼吸ガスで満たし、同時に右心からの血液のためにスペースを提供し、次に呼吸ガスを抜出して肺リザーバ内で血液を前進させることで、肺は、蠕動スポンジのように働いて右心から血液を吸い上げ、それを左心に送込む。「スポンジから絞り出す」ことによって、肺実質の拡張と収縮は、血液循環が低いか減少した状況で血液を前進させるための新規の手段を提供する。この「絞り出し」プロセスの前または後に終末呼気陽圧を追加することで、酸素供給を維持して肺機能を保全および保護するのを助ける手段が提供される。このプロセスの間、吸気相で供給される１回換気量は、変化してよく、この方法または装置による呼吸ガスの除去速度は、供給される１回換気量に伴って直接的または間接的に変化でき、それによって所望の目標気道圧および／または胸腔内圧を達成する手段が提供される。それゆえ胸腔内圧調整療法を提供するこのような方法と装置は、開心術の間または後などに胸部が大気圧に対して開いているときでも、循環を増進して血圧を高めるために使用できる。この方法と装置で呼吸ガスを肺に入れ、および肺から抜出すことが可能である限り、これは両肺にも片方の肺のみにも適用できる。
【０１２３】
胸腔内圧調整療法によって達成される肺内の圧力の変化は、肺内の呼吸ガス量が変化した直接的な結果である。ガス量は、陽圧換気の度に増加し、能動的に抜出されると減少する。このプロセスにおいて血液は、肺から押出され、血液は、損傷していない一方向弁（この場合には肺動脈と僧帽弁）のために心臓内を前進できるのみである。こうしてガス抜
出し相では血液は、巨大なリザーバとして働く肺から圧出され、肺が膨らむと呼吸ガスが肺胞を満たして、間接的に動脈床と静脈床の構造を回復するので、肺が膨らむとすぐに右心からの血液は、肺血液リザーバに突入する。胸腔内圧調整療法による呼吸ガスの能動的な注入と除去によって、血液を左心に圧入するための新規の手段が提供される。胸部が大気圧に対して開いているときには、胸部の非肺構造内の圧力は、気道圧または肺圧の変化に伴って変わらないので、肺容量の変化は、典型的には頭蓋内圧を変えない。
【０１２４】
それゆえ本発明の実施形態は、頭蓋内圧および眼球内圧の上昇、ショック、低血圧、循環虚脱、心停止、心不全、術中低血圧を含むがこれらに限られない多数の疾患状態を患っている患者、ならびに透析中の患者の治療に使用できる。本発明は、また肝臓や腸の手術などの外科処置の間、腹部内の静脈圧を下げ、同時にこれらの臓器およびその他の重要臓器、たとえば腎臓、脳、および心臓によって多量の血流を提供できる。静脈圧を下げることで、外科処置の間の失血を減らすのを助けることができる。この新規の方法と装置は、上述した機構によって、敗血症、多発外傷性臓器障害および急性呼吸促迫症候群（ＡＲＤＳ）に伴う低血圧や循環不良も治療できる。このような意図の実施形態はまた「コンパートメント症候群」において静脈圧を下げるために使用してもよく、それゆえより多くの血液を循環させて組織の生存能力と機能を保つのを助けることができる。本発明の実施形態は、胸腔内圧を下げる結果、頭蓋内圧が低下して心臓への血流が増進されるという発見に基づく。開胸した患者においてこの装置は、気道と肺内の圧力を下げ、それによって肺から呼吸ガスを取除く。この結果、濡れたスポンジにその都度真空を加えるように肺の「絞り出し」が行われ、そして肺動脈弁が経肺動脈の逆流を妨げるので肺内の血液は、左心に送込まれる。次の吸気で、呼吸ガスが肺に充満して血液が肺に突入する。次に低いレベルの真空を加えると血液は、押出される。このように、気道圧が変化すると肺ポンプが提供されて血液を肺から押出し、陽圧呼吸が行われる度に肺内に空の血管リザーバが提供されて右心内の血液から急速に再び満たされる。
【０１２５】
胸部が損傷していない場合、装置の実施形態は、弁システムの抵抗のレベルを変化させるための機構も含んでよい。たとえば実施形態は、呼気陽圧を追加することを含んでよい。この装置は、患者の少なくとも１つの生理的パラメータを監視するように構成された、少なくとも１つの生理的センサと組合わせて使用できる。このようにして、肺内の呼吸ガスの圧力および／または量を変化させるための機構は、センサから信号を受取り、それらの信号に基づき弁システムのインピーダンスのレベルを変化させるように構成されてよい。これがまた呼吸ガス量の値および／またはガスが能動的に肺に注入され、かつ肺から抜出される圧力と速度の値を調整する。使用できるセンサの例は、気道圧、気管内圧、血圧、右心圧、心拍数、終末呼気二酸化炭素、酸素レベル、および左心圧を測定するセンサを含む。
【０１２６】
本明細書の別の箇所に記したように、本発明の実施形態は、患者の胸部が損傷していないときには、頭蓋内圧または眼球内圧を減少させるために使用するのにも適している。このような技術は、開胸して使用できる。回路が開いているので、胸腔内圧が変わることなく肺容量と圧力は、変化できる。開胸しているときには、この解決策は、典型的に頭蓋内圧を下げない。
【０１２７】
或る場合には、ガスを抜出す前または後で終末呼気陽圧を加えることができる。この解決策によって、方法と装置は、気道圧と、胸部が損傷していない場合に胸腔内圧を３段階で調節する手段を提供する。すなわち肺を膨ませ、肺からガスを取除き、肺を終末呼気陽圧によって部分的に膨らませることで、無気肺を低減して肺の完全性を保つのを助ける。
【０１２８】
本明細書の別の箇所で説明したように、陽圧呼吸の供給とガスの抜出しは、機械的換気装置を用いて行うことができ、呼吸ガスは、一定抜出しまたはパルス状抜出しによって抜
出されてよい。ガス注入および抜出しの速度と量と圧力は、患者の状態に応じて異なってよい。たとえば１回換気量が増加すれば、多量のガスが抜出される速度も変化してよい。このことは、胸腔内陰圧（胸部が損傷していない場合）の持続時間を最大化し、開胸している場合には気道圧と肺圧を最大化するために重要であり得る。図１８Ａ〜図１８Ｃは、１回換気量および気道圧変化の特性を示す。
【０１２９】
図１８Ａ〜図１８Ｃ上のチャートは、胸腔内圧（ＩＴＰ）をｍｍＨｇの単位で時間の関数として示している。胸腔内圧調整療法が提供されて胸腔内真空−７．０ｍｍＨｇを生成し、陽圧呼吸が最大胸腔内圧１４ｍｍＨｇを提供する。図１８Ａ〜図１８Ｃの中央のチャートは、頸動脈の血流（たとえば総頸動脈血流）をｍＬ／ｍｉｎの単位で時間の関数として示している。図１８Ａでは、下のチャートが３つの軌跡（上の軌跡、中央の軌跡、下の軌跡）を提供する。下のチャートの上の軌跡は、血圧に時間の関数として対応している。下のチャートの中央の軌跡は、頭蓋内圧に時間の関数として対応しており、下のチャートの下の軌跡は、右心房圧に時間の関数として対応している。図１８Ｂは、図１８Ａに示した研究の１３８分付近のセグメントから取られており、１回換気量は、１０ｍｌ／ｋｇであった。図１８Ｃは、図１８Ａに示した同じ実験の１４０分付近のセグメントから取られている。図１８Ｂは、約２７６ｍｌの吸気１回換気量（ＴＶ）と、約２７．２ｋｇ×１０ｍｌ／ｋｇの目標を示している。図１８Ｃは、約１９２ｍｌの吸気１回換気量（ＴＶ）と、約２７．２ｋｇ×７．５ｍｌ／ｋｇの目標を示している。１回換気量は、減少するが呼気ガスが取除かれる速度が変わらないとき（図１８Ｃに示されている）、気道圧が目標レベル−７０ｍｍＨｇにある時間の値は、より大きくなり、それによって提供される療法の全体的効果は、図１８Ｂに示す結果と比較して増大する。
【０１３０】
麻酔して開胸した体重２７．６ｋｇのブタを使ったこの胸腔内圧調整療法実験で、最初にブタを１４呼吸／分（ｂｐｍ）および吸呼気比（Ｉ：Ｅ比）１：３で陽圧換気した。図１８Ａと１８Ｂ（上のチャート）に示ように、胸腔内圧調整療法が施されたことは、気道圧の減少によって示される。これらのチャートの軌跡に従い、胸腔内圧（ＩＴＰ）は、換気呼吸の度に１４．０ｍｍＨｇから−７．０ｍｍＨｇに減少している。気道圧を目標値−７．０ｍｍＨｇに下げるために必要な時間は、０．８４秒であった。
【０１３１】
図１８Ａ（下のチャートの１３９．４分付近）で矢印によって示されているように、この体重２８ｋｇの麻酔したブタで１回換気量（ＴＶ）を２７６ｍｌ（１０ｍｌ／ｋｇ）（たとえば図１８Ｂ）から１９２ｍｌ（〜７ｍｌ／ｋｇ）（たとえば図１８Ｃ）に減少させることで、気道圧を目標値−７．０ｍｍＨｇに下げるのに必要な時間は、０．６４秒に減少した。この減少した時間幅が図１８Ｃ（上のチャート）に示されている。気道陰圧がより長く続くと、血圧は、約７５／４２ｍｍＨｇ（たとえば図１８Ｂ、下のチャート、上の軌跡）から約９５／５５ｍｍＨｇ（たとえば図１８Ａ、下のチャート、上の軌跡）に増加した。頸動脈の血流も同様に増加した。
【０１３２】
ある実施形態に従い、図１８Ａ〜図１８Ｃは、供給される１回換気量の値に依存した呼吸ガスの除去（たとえば真空の適用）を示す（たとえば１回換気量が多ければ多いほどゆっくりガスを除去できる）。
【０１３３】
上述したように、このような方法に使用するのによく適している胸腔内圧調整装置を図１９Ａ〜図１９Ｆで説明する。例示的な胸腔内圧調整装置は、真空を調整できる閾値弁を提供する。図１９Ａ−１は、ある視点から見て、圧力計または圧力センサ１９１０、換気ポート１９２０、吸入キャップ１９３０、本体１９４０、患者ポート１９５０、真空ステム１９６０、および弁（図示せず）を有する胸腔内圧調整システム１９００を示している。図１９Ａ−２は、別の視点から見て、圧力計または圧力センサ１９１０、換気ポート１９２０、吸入キャップ１９３０、本体１９４０、患者ポート１９５０、真空ステム１９６
０、および弁（図示せず）を有する胸腔内圧調整システム１９００を示している。図１９Ｂ〜図１９Ｆは、胸腔内圧調整システム１９００を種々の動作構成において断面図で示す。図１９Ｂに示されているように、真空ステム１９６０は、完全に挿入され、もしくは押し入れられている。真空ステム１９６０は、真空ポートもしくは真空孔１９６１を含むことができる。弁１９７０は、ピストン１９７１、弁座１９７２、およびローリングダイヤフラム１９７３を含む。真空ステム１９６０の第１部分１９６２は、弁座１９７２をローリングダイヤフラム１９７３から離して、弁１９７０内に開口部１９７５を提供し、矢印Ａによって示されているようにこの開口部１９７５を通って空気、ガス、または流体が流れることができる。ここに示されるように、吸気ガスは、換気装置（図示せず）から換気ポート１９２０、弁１９７０の開口部１９７５、ダイヤフラムの穴もしくは開口部１９７６を通り、患者ポート１９５０を介して患者（図示せず）内に、またはこれに向かって流れることができる。随意に真空ステムバネ１９６３は、真空ステム１９６０を弁座１９７２に押し付けることができ、こうして真空ステム１９６０を密封すると、空気は、真空ポート１９６１を通って流れず、同時に弁１９７０が開いて排気する。或る実施形態において、弁ステムの第１部分１９６２と弁座１９７２は、真空連結点でオン・オフスイッチを形成して、弁ステムの第１部分１９６２と弁座１９７２が互いに接触しているときには、第１部分１９６２と弁座１９７２との間に形成されるベントシールのために真空が閉鎖される。図１９Ｂに示す動作構成において、真空ステム１９６０は、所定位置にロックまたは保持でき、こうして真空を密封し、換気装置と患者との間の開放接続を維持する。真空ステムが密封される間、ベントシールが開いて吸気ガスと呼気ガスは、両方向に流れることができる。
【０１３４】
図１９Ｃは、真空ステム１９６０を部分的に引戻された構成で胸腔内圧調整システム１９００を示す。真空ステム１９６０は、引戻され、弁座１９７２は、同時にローリングダイヤフラム１９７３と真空ステム１９６０の端面に座着でき、こうしてダイヤフラムとステムの両方を密封する。ダイヤフラム１９７３が密封されると、空気は、弁１９７０を通って流れるのを妨げられる。ここに示されているように、弁座１９７２がダイヤフラム１９７３に対して密封されているので、流体は、ダイヤフラムの穴もしくは開口部１９７６を通って流れることができない。ステム１９６０の第１部分１９６２が密封されると、空気または流体は、ステム１９６０の真空ポート１９６１を通って流れるのを妨げられる。或る実施形態に従い、システム１７００は、２位置を有する３方向弁を提供する。したがって弁１９７０が開くと、患者と換気装置の間（たとえば図１９Ｂに示す）または患者と真空の間（たとえば図１９Ｄに示す）に流体連通を提供できる。図１９Ｃに例示されているように、患者と真空の間の接続または通路が作成もしくは形成される前に、患者と換気装置の間の接続または通路を中断もしくは遮断できる。或る実施形態に従い、この一連の動作は、ユーザが選択的に真空ステム１９６０を真空治療位置に動かすときに起こる。同一または類似の動作手順は、換気ポート１９２０を通して陽圧呼吸が施される間、真空ステム１９６０を通して真空治療が施されるときに起こる。後者の場合には、真空ステムではなく、むしろ陽圧が弁座１９７２を真空ステム１９６０の第１部分１９６２に押し付けて、患者と換気装置の間の流路を開く前に真空を閉鎖する。したがって、弁とステムのこの二重密封は、図１９Ｄに表現されている通り、たとえばＣｉｒＱｌａｔｏｒまたは類似の装置によって、真空ステム１９６０が真空治療を施すことが可能となる位置に動かされる瞬間に起こり得る。
【０１３５】
図１９Ｄに示されているように、ダイヤフラムは、完全に閉じて、換気ポートを密封し、真空ステムが患者ポートに開いている位置にあることができる。真空は、圧力計のピストンを下方に引っ張って、患者に真空が適用されていることを医師またはオペレータに示す。圧力計と装置の本体との間の開口部によって、圧力が圧力計を作動させることができる。医師またはオペレータは、真空ステムを引いて治療位置にロックし、弁機構が治療を施すのを可能にできる。
【０１３６】
図１９Ｄは、真空ステム１９６０が完全にまたはほぼ引戻され、随意に所定位置にロックされている状態を示す。たとえば医師またはオペレータは、真空ステムを引いて真空治療位置にロックし、胸腔内圧調整システム１９００が真空治療を施せるようにする。ここで真空ステムの第１部分１９６２は、もはや弁座１９７２に対して密封されておらず、こうして矢印Ａで示されているように真空治療を施すことができる。ここに示されているように、ガスは、患者から患者ポート１９５０、第１部分１９６２、および弁座１９７２、および弁ステム孔１９６１を通って、真空源もしくは機構（図示せず）の方へ引戻される。ローリングダイヤフラム１９７３は、閉じた位置にあって、換気ポート１９２０を密封する。したがってダイヤフラムの穴もしくは開口部１９７６を通って流体は、流れない。真空ステム１９６０は、患者ポート１９５０に対して開いている。真空が施されると、圧力計１９１０の圧力計ピストン１９１１を下方に、または圧力計本体１９４２内にまたはこれに向かって引くことができる。ピストン１９１１がこの位置にあるときには、患者に真空が適用されていることを医師またはオペレータに示す指標となる。たとえば圧力計は、医師に機械的信号を提供できる。圧力計１９１０と本体１９４０との間の開口部１９１２によって、圧力または真空が圧力計１９１０を作動させることができる。
【０１３７】
図１９Ｂ〜図１９Ｅに示すローリングダイヤフラム１９７３は、胸腔内圧調整システム１９００の本体１９４０から延びた、もしくは離れた拡張位置で示されている。ローリングダイヤフラム１９７３は、バネ１９７４によってこの拡張位置に保持されるか、またはこれに向かって押し付けられるが、図１９Ｅに示されているように換気ポート１９２０を介して提供される換気装置からの陽圧がバネ１９７４を克服すると、ダイヤフラム１９７３を矢印Ａで示される方向で下方に本体１９４０内にまたはこれに向かって動かす。或る場合には、上部バネによってこの動作を補助できる。したがって陽圧呼吸が開始すると、換気装置からの流体は、矢印Ｂで示されているように換気ポート１９２０に入り、陽圧がダイヤフラム１９７３と弁座１９７２を本体１９４０に向かって押す。図１９Ｅには、半行程構成が示されており、真空と換気装置の双方への通路が一瞬の間閉じられている。ここに示されるように、ダイヤフラムの穴もしくは開口部１９７６は、閉じられている。圧力計は、ダイヤフラムの位置に関わりなく、患者が曝露されている圧力状態を示す。
【０１３８】
図１９Ｅに示されているように、陽圧呼吸が開始すると、陽圧は、ダイヤフラムとベントシールを下方に押して、シールと真空ステムを接触させることができる。装置は、半行程の段階で示されており、真空と換気装置のいずれも一瞬間閉じている。
【０１３９】
図１９Ｆは、陽圧呼吸の作用を示す。特に、陽圧呼吸は、ピストン１９７１、弁座１９７２およびダイヤフラム１９７３を、弁座１９７２が真空ステム１９６０の第１部分１９６２を密封するまで本体１９４０内に、またはこれに向かって動かす。１９７２と１９６２の間が密封されるため、真空は、遮断される。図１９Ｆは、矢印Ｂによって示されているように、ダイヤフラム１９７３が本体１９４０内に、またはこれに向かって移動し続ける作用、したがって真空ステム１９６０に対する相対的な運動を示している。しかしながら弁座１９７２が真空ステム１９６０に接触すると、ピストン１９７１と弁座１９７２は、もはや真空ステム１９６０に沿って動かなくなる。したがって陽圧呼吸は、ダイヤフラムを下方に、または本体１９４０に向かって動かし続け、こうしてガス流路を開いて患者に呼吸が送込まれるようにする一方、弁座１９７２は、弁ステムの第１部分１９６２に座着して患者からの真空を密封する。陽圧呼吸またはガスは、矢印Ａによって示されているように、換気ポート１９２０、弁座１９７２とダイヤフラム１９７３の間、およびダイヤフラムの穴もしくは開口部１９７６を通り、患者ポート１９５０から出て患者に向かう。したがって流路が開いて陽圧呼吸がダイヤフラム１９７３を通過、横断、もしくは通り越して患者に達する一方、弁座１９７２と弁ステム１９６０の第１部分１９６２との間が密封される結果として真空が遮断されている。図示されているように、呼吸からの陽圧は、
矢印Ｃで示されるように圧力計１９１０を上方に、または圧力計本体１９４２から離すように動かすが、これは、患者に陽圧が適用されていることを医師またはオペレータに示す指標を提供する。陽圧が解除、停止、または十分減少すると、ダイヤフラム復元バネ１９７４は、ダイヤフラム１９７３をその静止位置に戻し、ここで図１９Ｂ〜図１９Ｅに示されているようにダイヤフラム１９７３は、本体１９４０から延び、もしくは離れており、それによって流路が真空に対して開く前に換気装置からの流路を密封する。
【０１４０】
図１９Ｆに示されているように、換気装置シールは、真空ステムに座着して、患者から真空を密封する。陽圧呼吸は、ダイヤフラムを下方に動かし続け、ガス流路を開いて患者に呼吸が送込まれるようにする。呼吸からの陽圧は、圧力計を上方に動かして、患者に陽圧が適用されていることを示すことができる。
【０１４１】
送込まれる呼吸の終末で陽圧が解除されると、図１９Ｇに示されているように、弁は、逆の動作で動く。陽圧が停止すると、弁は、図１９Ｄに示す位置に戻ることができる。患者と換気装置の間の接続は、密封されて、図１９Ｅに示されているのと同じやり方で、しかし逆の順序で真空が開く。或る実施形態に従い、呼吸を施す目標開口部圧力は、８ｃｍＨ２Ｏである。真空は、１２ｃｍＨ２Ｏに制限されてよく、弁を開くには不十分である。患者が自発的に息を吐くときのように二次弁を克服するために要求される圧力は、最小化できる。図１９Ａ〜図１９Ｇに示されているような胸腔内圧調整装置の実施形態は、終末呼気陽圧機構で補足し、または終末呼気陽圧機構と組合わせることができ、こうして図１７に示すような治療システムを提供する。或る場合には、図１９Ａ〜図１９Ｇに示されているような胸腔内圧調整装置の実施形態は、終末呼気陽圧処置なしで使用することができる。
【０１４２】
＜胸腔内圧調整と大動脈内バルーンポンプ＞
胸腔内圧調整（ＩＰＲ）および大動脈内バルーンポンプ（ＩＡＢＰ）、または他の補助装置と組合わせて使用すると、心臓と脳およびその他の重要臓器への循環の増進に、いずれかの解決策を単独で講じる場合よりも大きい効果をもたらすことができる。或る場合には、この組合わせた技術は、カフ治療の諸特徴を組込むことができる。これは、たとえば米国特許第６２３４９８５号明細書、第６２２４５６２号明細書、第６３１２３９９号明細書、第６４６３３２７号明細書、および第６５８７７２６号明細書、ならびに２００８年６月３０日に出願された米国特許出願第１２／１６５３６６号明細書、および２００８年５月１２日に出願された米国特許出願第１２／１１９３７４号明細書に記載されており、その内容は、参照によって本明細書に編入される。或る実施形態において、大動脈内バルーンポンプ装置は、心筋酸素を減少させ、心拍出量を増大させることができる。大動脈内バルーンポンプ装置は、大動脈に配置された対抗脈動膨張性バルーンを含んでよく、収縮期には、能動的にしぼませ、拡張期には能動的に膨らませることができる。膨張性部材またはバルーンは、コンピュータで制御でき、随意に心電図または圧力変換器に連結される。
【０１４３】
＜麻酔リサイクル＞
本発明の実施形態は、胸腔内圧調整器（ＩＴＰＲ）を麻酔器と一緒に使用する場合に麻酔ガスをリサイクルするための技術を包含する。たとえば図２０に示されているように、麻酔器内で麻酔ガスをリサイクルすることが可能である。したがって、胸腔内圧調整は、麻酔を過度に消費することなく使用できる。また呼気ガスを個別チャンバ／洗浄システムに捕捉することも可能である。有利には、そのような解決策は、麻酔ガスの全体的な消費を減らす一助となり得ることである。図２０は、本発明の実施形態に従い、麻酔器で気道陰圧を生成するシステムと方法の諸特徴を示す。治療システム２０００は、胸腔内圧調整器（ＩＴＰＲ）２０２０に連結できる気管（ＥＴ）チューブまたはマスク２０１０を含む。或る実施形態に従い、胸腔内圧調整器２０２０は、図１９Ａ〜図１９Ｇに示す胸腔内圧
調整装置の１つ以上の部材を組込むことができる。図２０に示されているように、患者Ｙ形管２０３０は、胸腔内圧調整器装置２０２０に連結している。胸腔内圧調整器真空ライン２０４０は、胸腔内圧調整器装置２０２０を陰圧生成器２０５０に連結している。真空環流装置２０６０は、導管または通路２０６５を介して陰圧生成装置２０５０に連結している。真空環流装置２０６０は、麻酔器２０９０および回路の呼気分岐２０７０とも連結されている。或る場合には、麻酔器２０９０は、換気装置を組込むか、または換気装置と置き換えることができる。麻酔器２０９０は、また吸気分岐２０８０とも連結されている。患者Ｙ形管２０３０は、呼気分岐２０７０および吸気分岐２０８０に連結される。ここに示されるように、麻酔器の呼気分岐２０７０内で陰圧を生成するためにバルク流機構を採用できる。これに関連して、胸腔内圧調整器治療を用いる際に新鮮な補給ガスの量は、減少する。陰圧生成器２０５０は、胸腔内圧調整器真空ライン２０４０を通して胸腔内圧調整器治療に真空を引入れ、呼気ガスの全部またはほとんどを回路の呼気分岐２０７０上のＴ形回路を通して麻酔器２０９０に戻す。呼気ガスを陰圧生成器２０５０に回してから麻酔回路に戻すことによって、準閉回路とこれに対応する低流量の補給ガスおよび麻酔剤が維持される。麻酔回路は、種々の理由で準閉回路と見なすことができる。たとえば患者から吐き出されたガスは、しばしばガス流から呼気二酸化炭素が除去されなければならない。さらに患者によって代謝される酸素と麻酔剤は、吐き出されず入れ替えなければならない。代謝された酸素の入れ替えは、低流量のガスまたは補給ガスを回路に加えることによって行われる。或る場合には低流量が選好されて麻酔剤が節約される。
【０１４４】
＜換気装置および胸腔内圧調整器による麻酔＞
図２１は、本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システム２１００の諸特徴を示す。或る場合に胸腔内圧調整システム２１００は、プッシュ・プル換気装置の諸特徴を備えてよい。患者が機械的換気装置で換気されるときには、胸腔内圧調整法を実施することで周期的に気道圧を下げて循環を増進し、また胸部が損傷していないときには頭蓋内圧を下げることができる。或る場合に胸腔内圧調整法と装置は、陽圧換気を提供する機構（たとえば蘇生バッグ、機械的換気装置、麻酔器、または陽圧換気を提供するその他の手段）に組込まれ得る。或る実施形態において、機械的換気装置を用いて患者を種々の吸呼気比（Ｉ：Ｅ比）で治療するときに胸腔内圧調整療法を適用できる。たとえば患者をより高いＩ：Ｅ比（１：２〜１：５）で治療し、毎回吸気の後で陽圧を回復する前に、胸腔内圧調整で気道圧および／または胸腔内圧を１００ミリ秒〜２秒の時間の間、−１〜−２０ｍｍＨｇに下げることができる。この手段によって、患者の肺から呼吸ガスを急速に抜出して循環を増加させることができる。
【０１４５】
図２１の空気回路図に示されるように、胸腔内圧調整システム２１００は、フィルタ２１０４を有する周囲空気入口２１０２と、フィルタ２１０８を有する酸素入口２１０６を含む。周囲空気入口２１０２は、吸気陽圧（ＰＩＰ）機構もしくはブロワ２１１２を有する排気マニホールド２１１０に流体連通できる。排気マニホールド２１１０は、流量計２１１４に連結され、これはまた第１吸気逆止弁２１１６に連結されている。酸素入口２１０６は、第１電圧感知（ＶＳＯ）酸素弁２１２０および第２電圧感知酸素弁２１２２に流体連通できる。電圧感知弁２１２０および２１２２は、また流量計２１２４に連結され得る。逆止弁２１１６と流量計２１２４は、第１制御弁２１２６に連結されており、これはまたＰＳ２すなわち第２圧力センサ２１２８および陽圧供給機構２１２９に連結されている。ここに示されるように、第２圧力センサ２１２８は、制御弁２１２６および陽圧供給機構２１２９に動作結合している。
【０１４６】
胸腔内圧調整システム２１００は、第２制御弁２１３２に連結された呼気陰圧機構、真空源、もしくはブロワ２１３０、ならびに第２制御弁２１３２および呼気逆止弁２１３６に動作結合している持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）制御機構２１３４も含む。制御弁２１３２は、逆止弁２１３６に連結され、これはまたＰＳｌすなわち第１圧力センサ２１３８に
連結される。或る場合には、ブロワ２１３０の動作は、第１圧力センサ２１３８によって感知された圧力状態に基づくことができる。呼気逆止弁２１３６および第１圧力センサ２１３８は、真空ライン２１４０に動作結合しており、これはまた吐出フィルタ２１４２に連結されている。陽圧供給機構２１２９は、吐出フィルタ２１４２にも連結されている。ここに示されるように、吐出フィルタ２１４２は、接続機構２１４４、たとえば気管チューブまたはマスクに連結される。接続機構２１４４は、また患者もしくは個人に動作結合している。
【０１４７】
吸気構成において第２制御弁２１３２は、オフにされて開き、第１制御弁２１２６は、オンにされて閉じる。吸気陽圧ブロワ２１１２は、オンにされて動作を開始できる。たとえばブロワは、何らかの慣性を有してよく、制御弁を介して呼吸を開始する前にブロワの運転をスタートして、制御弁が開くと直ちに流れを開始できるようにすることが可能である。陰圧呼気ブロワ機構２１３０は、オフにされる。或る実施形態に従い、いずれかの制御弁をオフにして、装置がａ）呼吸を提供するか、またはｂ）胸腔内圧調整器治療を提供するのを容易にすることが有用であり得る。ブロワをオフにする手順は、事例ごとに異なってよい。さらに或る場合に吸気構成の諸動作は、非常に近接して、たとえば２０ミリ秒以内に起きてよい。
【０１４８】
ある実施形態に従う呼気構成において、第２制御弁２１３２は、オンにされて閉じ、第１制御弁２１２６は、オフにされて開く。吸気陽圧ブロワ２１１２は、オフにされる。陰圧呼気ブロワ機構２１３０は、オンにされて動作を開始できる。或る場合に呼気構成の諸動作は、非常に近接して、たとえば２０ミリ秒以内に起きてよい。図２１は、換気装置または換気動作に関連する諸特徴を含み、または包含してよい。たとえば或る場合には、陰圧呼気ブロワ機構２１３０を除くすべての要素が換気装置に関連してよい。図２１の諸特徴は、図１７に示す換気装に関連付けられてよい。或る実施形態に従う空気圧の観点から、図１７の換気装置１７５０は、陰圧呼気ブロワ機構２１３０を除いて図２１と内部的に類似してよい。したがって換気装置１７５０は、陰圧呼気ブロワ機構２１３０を別として図２１の諸特徴と置き換えることが可能であろう。
【０１４９】
＜医学的条件および補充療法＞
本発明の実施形態は、敗血症、ショック、心不全、心停止、急性呼吸促迫症候群、多発性外傷、頭部疾患、肝静脈圧もしくは門脈圧の上昇、腹部、頭部、および頚部手術中の出血、または開心術中の循環不全を患っているか、または発現させるリスクを有する患者の治療に使用するためによく適している。さらに例示的な技術は、低血液循環または低血圧治療の間、患者の所要流体量を減らすために使用できる。或る場合にこれらのシステムと方法は、患者の微小循環を増大させ、または低微小循環の患者を治療するために採用できる。随意にこれらのシステムと方法は、患者の薬剤循環を増進するために使用できる。例示的な技術は、薬剤治療と組合わせて使用できる。或る解決策に従い、胸腔内圧調整プロトコルと組合わせて、または胸腔内圧調整プロトコルを施すことに加えて患者に心肺蘇生プロトコルが施される。
【０１５０】
本発明の実施形態は、さらに患者の流体状態を評価するための方法を包含し、これは患者に胸腔内圧調整プロトコルを施し、血圧に与える影響を評価することを含む。血圧が急速に上昇した場合には、患者は、静脈量補充療法を受けることができる。或る場合には、静脈量補充療法は、晶質液の投与を含んでよい。或る場合には、静脈量補充療法は、膠質液の投与を含んでよい。
【０１５１】
ある実施形態に従い、胸腔内圧調整は、循環を増進し、こうしてより多くの血液と低流量状態で投与された薬剤をより効果的で安全に循環させる手段を提供することができる。胸腔内圧調整療法によって低血液状態で循環の増大が提供されるため、薬剤は、より速く
循環し、多くの場合によって少ない用量を投与できる。こうして胸腔内圧調整と薬剤療法を組合わせると、特に臨床的に有用であり得る。たとえば心肺蘇生の間に循環を増進するために胸腔内圧調整療法を用いると、通常血圧を危険なレベルまで下げる恐れを有する薬剤、たとえばニトロプルシド・ナトリウムを投与する手段が提供される。ショック状態を経験した患者には、さらに循環を増進するためにバソプレシンやエピネフリンなどの薬剤を低用量で投与できる。バソプレシンやエピネフリンを多量に投与すると、顕著な悪影響を及ぼす可能性がある。他の例では、低血圧の治療で投与されるエストロゲンおよびプロゲステロンの効果が、胸腔内圧調整療法によって増大する。特に脳への循環が増加して効果が高まる。
【０１５２】
＜圧力センサ配置とブロワ＞
本発明の実施形態は、呼吸制御のための独特の圧力センサ配置と、真空モードに対する独特のブロワ構成を提供して、ブロワをオンにして準備することで、随意にフィードバック制御ループを使用して、呼気抵抗を制御できるようにする。
【０１５３】
引続き図２１を参照して、胸腔内圧調整（ＩＰＲ）システム２１００は、呼吸制御で使用するために種々の位置に圧力センサを含むことができる。随意に圧力センサは、システムに何らかのレベルの冗長性を提供してよい。胸腔内圧調整システム２１００は、吸気と呼気分岐圧の両方の圧力監視を提供し、循環補助モードにあるときに呼気終末圧を低大気圧レベルに能動的に制御するように構成できる。胸腔内圧調整システム２１００は、欠陥を有するセンサによって引起こされる恐れを有する患者損傷を保護するために、圧力センサ冗長性の使用を組込むことができる。装置に圧力変換器を注意深く配置することで、安全冗長性、および患者回路２１４１の呼気分岐２１４１Ｅと吸気分岐２１４１Ｉの監視の目標を達成することが可能である。図２１に示されているように、第１圧力センサ２１３８は、呼気分岐２１４１Ｅの圧力を監視するように動作でき、第２圧力センサ２１２８は、吸気ライン２１４１Ｉの圧力を監視するように動作できる。或る場合に、呼気分岐２１４１Ｅ上に、またはこれに連通して配置された圧力センサ２１３８は、循環補助モードまたは処置において能動的呼気機能を監視および制御するために使用できる。患者の気道の冗長的安全監視を常時維持するために、圧力センサは、呼吸回路２１４１がマニホールドまたは装置に接続されたときに、各々の圧力センサまたは変換器が呼吸回路の特定の側（たとえば呼気側２１４１Ｅまたは吸気側２１４１Ｉ）を監視するように配置されており、１台の変換器は、フィードバック制御ループのために使用でき、別の１台の変換器は、冗長的安全監視機能のために使用できる。変換器をこのように配置することで、たとえば４台の変換器を含み、２台の変換器は、回路の吸気側にあり、２台の変換器は、回路の呼気側にあるシステムではなく、むしろ２台の変換器を制御と安全冗長性のために使用することが可能になる。本明細書に記載された２台の変換器システムによって圧力変換器位置と呼吸回路の接続ポイントが直接連通することが可能になる。比較において、圧力変換器位置と呼吸回路の接続ポイントが直接連通できないようなやり方で変換器が配置されたなら、４台の変換器が必要であろう。圧力センサ位置は、図２１に示す空気回路図で詳細に示されている。センサは、ＰＳｌおよびＰＳ２で表示され、ＰＳｌである第１圧力センサ２１３８は、呼気分岐２１４１Ｅを監視し、ＰＳ２である第２圧力センサ２１２８は、吸気ライン２１４１Ｉを監視する。
【０１５４】
換気サイクルの呼気相は、機械的換気の副次的な焦点に過ぎない。機械的換気の主要な焦点は、患者の肺に空気を送込むことにあり、肺から空気をどのように出すかにはそれほど焦点が置かれない。機械的換気装置の呼気分岐は、受動的呼気流を可能にして吸気１回換気量を除去する程度まで空気流抵抗を減らすことを目標として設計され得る。呼気流に作用する機械的換気装置で共通に見出されるもう１つの特徴は、終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）を加えることである。終末呼気陽圧と低抵抗の流路の設計を除けば、機械的換気において呼気流は、ほとんど無視されてきた。現在、幾つかの換気装置は、供給される１回換気
量の自然放出を増大させるために、呼気陰圧の生成能力を制限している。本発明の実施形態に従う治療システムは、陰圧を生成して呼気流を増進する、ブロワを用いて呼気流を豊富化する制御を提供し、これは或る場合にはプライミング処置に関連付けられてよい。サーボ制御された呼気圧源を使用すると、呼気流の広範な制御が可能となる。サーボ制御された呼気圧によって、装置は、多様なレベルの終末呼気圧で胸部真空を生成でき、圧力プロファイルを吸気終末圧から終末呼気圧に変化させる。
【０１５５】
本発明の実施形態は、独特の二分岐回路を有する治療システムを提供する。図２１に示されているように、吸気流路と呼気流路は、治療システムもしくはマニホールドから二重分岐患者回路２１４１を通って患者につながっている。２本の分岐２１４１Ｉ、２１４１Ｅは、同心的であることができる。たとえばチューブアセンブリは、吸気流路を提供する内側腔と、呼気流路を提供する外側腔とを含むことができる。患者端の接続は、標準２２ｍｍ雌形円錐ＩＳＯ継手を含むことができる。治療装置側の接続は、装置内に収容されたマニホールドシステムに直接取付けることができる。治療装置側の接続は、同心的に向けられた１対の円錐継手を含むことができる。この接続構成によって、看護者は、吸気回路分岐と呼気回路分岐の両方を１回の動作で同時に接続することができる。その上、この配置構成は、看護者が吸気分岐と呼気分岐を不注意に混同するのを防ぐことができる。さらに本明細書の別の箇所で説明されているように、吸気流路と呼気流路は、２面マニホールドシステムに組付けた２個のソレノイド弁（各流れ方向に１個）で制御できる。流路は、開口部の外側リングで弁に入り中心腔で弁を出る。吸気圧と呼気圧は、マニホールドの各面に配置された空気圧ポートを通して監視できる。さらに本明細書の別の箇所で説明されているように、吸気面は、陽圧ブロワから出る新鮮空気と、酸素の流量を制御する別個の弁付きマニホールドから出る酸素を集めて結合できる。新鮮空気と酸素の吸入位置に逆止弁を配置して、逆方向に流れるのを妨げることができる。弁が開くと、流路は、結合された酸素と空気を患者回路に接続された中心腔に通して流す。患者回路は、しばしば同心的に配置され、典型的に吸気ガスと呼気ガスは、混ざらないため、吸気流路は、患者回路に接続する前にマニホールドの呼気面を通る。これはスライドシールによって達成され、１つのコンポーネントが他のコンポーネント内に入れ子式に入り、それらの間でＯリングを半径方向に圧縮する。呼気ガスは、患者回路の外側腔を通ってマニホールドに入る。呼気流路の入口に逆止弁が配置されて、呼気ガスが患者によって再び呼吸されるのを妨げる。弁は、吸気流に類似のやり方で開閉して呼気ガスの流れを制御する。ガスは、開口部の外側リングを通って弁に入り、中心腔を通って出る。弁が開くと流れは、マニホールドの呼気面から陰圧ブロワに達し、ここで大気に排出される。マニホールドの呼気面と陰圧ブロワの接続は、吸気ガスについて説明されたものに類似のＯリングシール機構を利用する。
【０１５６】
ある実施形態において治療装置は、外部医療装置に通信する通信モジュールを含むことができる。通信モジュールは、たとえばブルートゥースアセンブリ、ラジオ周波数アセンブリ、または選択された帯域もしくは所望の帯域で通信する通信アセンブリを含むことができる。外部医療装置は、除細動器または自動胸部圧縮器などであってよい。そのような通信は、胸腔内陽圧と胸腔内陰圧の供給変化を除細動ショックおよび／または胸部圧縮および解除に同期化させるために用いることができる。
【０１５７】
＜マニホールドシステムと方法＞
図２２Ａ〜図２２Ｇは、本発明の実施形態に従うマニホールドシステムと方法の諸特徴を示す。例示的なマニホールドシステムは、吸気ガスと呼気ガスを分離する２面マニホールドを提供できる。図２２Ａに示されているように、マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース２２１０、近位インタフェース２２３０、および遠位インタフェース２２１０と近位インタフェース２２３０の間に配置された中心インタフェース２２２０を含む。マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース２２１０に連結された吸気制御弁アセンブリ２２４０、および近位インタフェース２２３０に連結された呼気制御弁
アセンブリ２２５０も含む。吸気制御弁アセンブリ２２４０を作動して、マニホールドシステム２２００に入る吸気ガスの流れを制御する。たとえば吸気制御弁アセンブリ２２４０を開くと、吸気ガスがマニホールドシステム２２００に入ることが促進され、吸気制御弁アセンブリ２２４０を閉じると吸気ガスがマニホールドシステム２２００に入ることが阻止される。或る場合に吸気制御弁アセンブリ２２４０は、ソレノイド弁を含む。呼気制御弁アセンブリ２２５０を作動して、マニホールドシステム２２００に入る呼気ガスの流れを制御する。たとえば呼気制御弁アセンブリ２２５０を開くと呼気ガスがマニホールドシステム２２００に入ることが促進され、呼気制御弁アセンブリ２２５０を閉じると呼気ガスがマニホールドシステム２２００に入ることが阻止される。或る場合に呼気制御弁アセンブリ２２５０は、ソレノイド弁を含む。呼気制御弁アセンブリ２２５０は、多様な仕方で動作でき、たとえば真空機構または陰圧ブロワに結合して陰圧治療の提供を促進し、または終末呼気陽圧治療の提供を促進する。或る場合には、呼気制御弁アセンブリ２２５０が開放構成にあると、真空機構は、陰圧を引入れて気道圧を減じることができる。代替として、呼気制御弁アセンブリ２２５０は、気道に所定量の陽圧が残っていると閉じることができ、こうして終末呼気陽圧プロトコルを提供する。したがって同じ制御弁アセンブリ２２５０が２つの異なる機能を提供するように動作できる。
【０１５８】
患者に供給するための吸気ガスは、多様な仕方でマニホールドシステム２２００に入ることができる。図２２Ａに示されているように、中心インタフェース２２２０は、酸素源から酸素を受取る酸素吸入口２２２２を含んでよく、遠位インタフェース２２１０は、陽圧ブロワなどの空気源から空気を受取る空気吸入ポート２２１２を含んでよい。したがって、空気吸入ポート２２１２は、たとえばチューブなどの流体通路手段を介して空気源に流体連通でき、酸素吸入口２２２２は、チューブなどの流体通路手段を介して酸素源に流体連通できる。患者に供給するための吸気ガスは、たとえば近位インタフェース２２３０の患者回路インタフェース２２３２を介してマニホールドシステム２２００から患者に向けて放出できる。患者から出る呼気ガスは、たとえば近位インタフェース２２３０の患者回路インタフェース２２３２でマニホールドシステム２２００に入ることができる。呼気ガスは、マニホールドシステム２２００を通過して、たとえば中心インタフェース２２２０の呼気ガス排出ポート２２２４から出て陰圧ブロワに向かうことができる。呼気ガス排出ポート２２２４は、たとえばチューブなどの流体通路手段を介して陰圧ブロワに流体連通できる。
【０１５９】
マニホールドシステム２２００は、マニホールドシステム全体の種々異なる位置で圧力を評価するための１つ以上のサンプリングポートも含んでよい。図２２Ａに示されているように、中心インタフェース２２２０は、呼気圧サンプリングで用いる呼気サンプリングポート２２２６を含む。同様に、遠位インタフェース２２１０は、吸気圧力サンプリングで用いる吸気サンプリングポート２２１４を含む。
【０１６０】
或る場合には、マニホールドシステム２２００は、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）アセンブリ２２６０も含んでよい。図２２Ａに示されているように、中心インタフェース２２２０は、持続的気道陽圧アセンブリ２２６０に連結された持続的気道陽圧ポート２２２８を含む。持続的気道陽圧アセンブリ２２６０の動作は、調節可能なレベルの持続的気道陽圧を患者に施すことを促進できる。
【０１６１】
図２２Ｂは、マニホールドシステム２２００の別の図を示す。ここに示されているように、マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース２２１０、近位インタフェース２２３０、および遠位インタフェース２２１０と近位インタフェース２２３０の間に配置された中心インタフェース２２２０を含む。マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース２２１０に連結された吸気制御弁アセンブリ２２４０、および近位インタフェース２２３０に連結された呼気制御弁アセンブリ２２５０も含む。中心インタフェース
２２２０は、酸素源から酸素を受取る酸素吸入口２２２２を含んでよい。患者に供給するための吸気ガスは、たとえば近位インタフェース２２３０の患者回路インタフェース２２３２を介してマニホールドシステム２２００から患者に向けて放出できる。患者から出る呼気ガスは、たとえば近位インタフェース２２３０の患者回路インタフェース２２３２でマニホールドシステム２２００に入ることができる。図２２Ｂに示されているように、患者回路インタフェース２２３２は、内側腔もしくは吸気腔２２３２ａと、外側腔もしくは呼気腔２２３２ｂとを有する同心的構成を見せている。内側腔２２３２ａは、マニホールドから出た吸気ガスを患者に向かって運ぶように動作し、外側腔２２３２ｂは、患者から出た呼気ガスをマニホールドに運び入れるように動作する。典型的に、吸気ガスと呼気ガスは、患者と患者回路インタフェース２２３２との間で、吸気ガスのための第１通路と呼気ガスのための第２通路を有するチューブアセンブリを介して送られる。たとえば吸気ガスと呼気ガスは、患者と患者回路インタフェース２２３２との間で同心的チューブアセンブリを介して送ることができる。同心的チューブアセンブリは、内側腔２２３２ａに流体連通する内側通路、および外側腔２２３２ｂに流体連通する外側通路を含むことができる。
【０１６２】
図２２Ｃは、本発明の実施形態に従うマニホールドシステム２２００の分解斜視図を示す。マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース２２１０、近位インタフェース２２３０、および遠位インタフェース２２１０と近位インタフェース２２３０の間に配置された中心インタフェース２２２０を含む。マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース２２１０に連結された吸気制御弁アセンブリ２２４０、および近位インタフェース２２３０に連結された呼気制御弁アセンブリ２２５０も含む。吸気制御弁アセンブリ２２４０を作動して、マニホールドシステム２２００に入る吸気ガスの流れを制御する。たとえば吸気制御弁アセンブリ２２４０を開くと、吸気ガスがマニホールドシステム２２００に入ることが促進され、吸気制御弁アセンブリ２２４０を閉じると吸気ガスがマニホールドシステム２２００に入ることが阻止される。或る場合に吸気制御弁アセンブリ２２４０は、ソレノイド弁を含む。
【０１６３】
患者に供給するための吸気ガスは、多様な仕方でマニホールドシステム２２００に入ることができる。図２２Ｃに示されているように、中心インタフェース２２２０は、酸素源から酸素を受取る酸素吸入口２２２２を含んでよく、遠位インタフェース２２１０は、陽圧ブロワなどの空気源から空気を受取る空気吸入ポート２２１２を含んでよい。患者に供給するための吸気ガスは、たとえば近位インタフェース２２３０の患者回路インタフェース２２３２を介してマニホールドシステム２２００から患者に向けて放出できる。患者から出る呼気ガスは、たとえば近位インタフェース２２３０の患者回路インタフェース２２３２でマニホールドシステム２２００に入ることができる。呼気ガスは、マニホールドシステム２２００を通過して、たとえば中心インタフェース２２２０の呼気ガス排出ポート２２２４から出て陰圧ブロワに向かうことができる。呼気ガス排出ポート２２２４は、チューブなどの流体通路手段を介して陰圧ブロワに連通できる。
【０１６４】
マニホールドシステム２２００は、マニホールドシステム全体の種々異なる位置で圧力を評価するための１つ以上のサンプリングポートも含んでよい。図２２Ｃに示されているように、中心インタフェース２２２０は、呼気圧サンプリングで用いる呼気サンプリングポート２２２６を含む。たとえば呼気サンプリングポート２２２６は、近位インタフェース２２３０と中心インタフェース２２２０との間に画定された呼気面もしくは呼気室２２０２に存在する呼気圧をサンプリングするために使用できる。同様に、遠位インタフェース２２１０は、吸気圧サンプリングで用いる吸気サンプリングポート２２１２を含む。たとえば吸気サンプリングポート２２１２は、遠位インタフェース２２１０と中心インタフェース２２２０との間に画定された吸気面もしくは吸気室２２０４に存在する吸気圧をサンプリングするために使用できる。
【０１６５】
ある実施形態に従い、吸気サンプリングポート２２１４または呼気サンプリングポート２２２６で感知された圧力または流量は、マニホールド全体の流体流量を決定するために使用できる。
【０１６６】
マニホールドシステム２２００は、マニホールドシステム全体の種々異なる位置で流体の流れを調節または制御するための１つ以上の逆止弁も含んでよい。図２２Ｃに示されているように、マニホールドシステム２２００は、酸素吸入口２２２２を通って逆流するのを妨害または阻止するように動作する酸素逆止弁２２２３を含んでおり、酸素は、矢印２２２２Ａで示された方向で吸入口２２２２を介してマニホールドシステム２２００に流入できるが、流体は、矢印２２２２Ｂで示された方向に吸入口２２２２を介してマニホールドシステム２２００から流出することは、妨げられる。同様に、マニホールドシステム２２００は、空気吸入口２２１２を通って逆流するのを妨害または阻止するように動作する空気逆止弁２２１３を含んでおり、空気は、矢印２２１２Ａで示された方向で吸入口２２１２を介してマニホールドシステム２２００に流入できるが、流体は、矢印２２１２Ｂで示された方向に吸入口２２１２を介してマニホールドシステム２２００から流出することは、妨げられる。さらにマニホールドシステム２２００は、患者回路インタフェース２２３２を通って逆流するのを妨害または阻止するように動作する患者回路逆止弁すなわち呼気逆止弁２２３３を含んでおり、流体は、矢印２２３２ｂ（ｉ）で示される方向に外側腔もしくは呼気腔２２３２ｂを介してマニホールドシステム２２００に流入できるが、流体は、矢印２２３２ｂ（ｉｉ）で示す方向に外側腔もしくは呼気腔２２３２ｂを介してマニホールドシステム２２００から流出することは、妨げられる。
【０１６７】
或る場合に、マニホールドシステム２２００は、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）アセンブリ２２６０も含んでよい。図２２Ｃに示されているように、中心インタフェース２２２０は、持続的気道陽圧アセンブリ２２６０に連結された持続的気道陽圧ポート２２２８を含む。吸気面もしくは吸気室２２０４は、陽圧ブロワから出る新鮮空気と、酸素の流量を制御する別個の弁付きマニホールドから出る酸素を集めて結合するように動作できる。新鮮空気と酸素の吸入位置の両方に逆止弁２２１３と２２２３が配置され、それぞれ逆方向に流れるのを妨害または阻止する。逆止弁２２４２が開くと、流路は、矢印Ａで示されているように、結合された酸素と空気を、患者回路に接続された中心腔２２２１に通して流す。或る実施形態に従い、患者回路は、同心的に配置されていて吸気ガスと呼気ガスは、混ざることがなく、吸気流路は、患者回路に接続する前にマニホールドの呼気面を通る。これらの目的は、スライドシールを用いることによって達成され、１つのコンポーネントが他のコンポーネント内に入れ子式に入り、それらの間でＯリングを半径方向に圧縮する。図２２Ｃに示されているように、Ｏリングは、中心インタフェース２２２０の中心腔２２２１と遠位インタフェース２２１０の中心腔２２４２との間に配置できる。さらに本明細書の別の箇所で説明されたように、呼気ガスは、患者回路の外側腔２２３２ｂを通ってマニホールドに入る。呼気流路の入口に逆止弁２２３３が配置されて、呼気ガスが患者によって再び呼吸されるのを妨げる。弁２２５０は、吸気流に類似のやり方で開閉して呼気ガスの流れを制御する。ガスは、開口部２２５１の外側リングを通って弁２２５０に入り、中心腔２２５２を通って出る。弁２２５０が開くと、流れは、マニホールドの呼気面２２０２から陰圧ブロワに達し、ここで大気に排出される。マニホールドの呼気面２２０２と陰圧ブロワの接続は、吸気ガスについて説明されたものに類似のＯリングシール機構を使用できる。たとえばＯリングは、オリフィス２２５２とフランジ２２２４のオリフィス内径との間に配置できる。
【０１６８】
図２２Ｄは、マニホールドシステムによって提供される吸気流路２２０１の諸特徴に加えて、本発明の実施形態に従うマニホールドシステム２２００の一部の分解斜視図を示す。マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース２２１０、近位インタフェース
（図示せず）、および遠位インタフェース２２１０と近位インタフェースの間に配置された中心インタフェース２２２０を含む。マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース２２１０に連結された吸気制御弁アセンブリ２２４０も含む。吸気制御弁アセンブリ２２４０を作動して、種々の流体源からマニホールドシステム２２００に入る吸気ガスの流れを制御する。たとえば吸気制御弁アセンブリ２２４０が開くと、矢印２２１２ｉｉと２２２２ｉｉで示されているように吸気ガスが吸気面もしくは吸気室２２０４から出ることと、矢印２２１２ｉｉｉと２２２２ｉｉｉで示されているように吸気ガスが遠位インタフェース２２１０に向かって環流することを促進し、および矢印２２１２ｉｖと２２２２ｉｖで示されているように呼気ガスが中心インタフェース２２２０の吸気供給ポート２２２１に入るのを促進する。反対に、吸気制御弁アセンブリ２２４０が閉じると、たとえば酸素源および空気源から出た吸気ガスがマニホールドシステム２２００に入るのを阻止する。或る場合には、吸気制御弁アセンブリ２２４０は、ソレノイド弁を含む。
【０１６９】
患者に供給される吸気ガスは、多様な仕方でマニホールドシステム２２００に入ることができる。図２２Ｄに示されているように、中心インタフェース２２２０は、酸素源から酸素を受取る酸素吸入口２２２２を含んでよく、遠位インタフェース２２１０は、陽圧ブロワなどの空気源から空気を受取る空気吸入ポート２２１２を含んでよい。マニホールドシステム２２００は、マニホールドシステム全体の種々異なる位置で流体の流れを調節または制御するための１つ以上の逆止弁も含んでよい。たとえばマニホールドシステム２２００は、酸素吸入口２２２２を通って逆流するのを妨害または阻止するように動作する酸素逆止弁２２２３を含んでおり、酸素は、矢印２２２２ｉと２２２２ｉｉで示された方向では吸入口２２２２を介してマニホールドシステム２２００に流入できるが、流体は、矢反対方向では吸入口２２２２を介してマニホールドシステム２２００から流出するのを妨害または阻止される。これに関連して、制御弁２２４０は、矢印２２１２ｉｉと２２２２ｉｉで示されているように吸気面もしくは吸気室２２０４から出て、矢印２２１２ｉｉｉと２２２２ｉｉｉで示されているように弁２２４０を通り、さらに矢印２２１２ｉｖと２２２２ｉｖで示されているように中心インタフェース２２２０の吸気供給ポート２２２１を通り、近位インタフェースの患者回路インタフェースの吸気腔すなわち内部腔を介して患者に向かう流れを制御するように動作する。このように吸気制御弁２２４０を選択的に開閉して、患者への空気と酸素の流れを調節する。図２２Ｄに例示されているように、流路は、開口部の外側リング２２４１で弁に入り中心腔２２４２で弁を出る。マニホールドシステム２２００は、空気吸入口２２１２を通って逆流するのを妨害または阻止するように動作する空気逆止弁２２１３を含んでおり、空気は、矢印２２１２ｉと２２１２ｉｉで示された方向では吸入口２２１２を介してマニホールドシステム２２００に流入できるが、流体は、反対の方向では吸入口２２１２を介してマニホールドシステム２２００から流出することが妨害または阻止される。動作中、吸気室２２０４内で空気と酸素は、随意に所望の空気・酸素比で混合でき、吸気制御弁２２４０および吸気供給ポート２２２１を通り、患者回路インタフェースの内側腔もしくは吸気腔を介して患者に達する。或る場合には、マニホールド内への空気と酸素の導入は、独立に制御できる。システムは、流量または圧力または両方を測定するセンサを含んでよい。患者に施す吸気ガスの制御は、そのような流量または圧力の組合せに基づくことができる。
【０１７０】
図２２Ｅは、マニホールドシステムによって提供される呼気流路２２０３の諸特徴に加えて、本発明の実施形態に従うマニホールドシステム２２００の一部の分解斜視図を示す。マニホールドシステム２２００は、遠位インタフェース（図示せず）、近位インタフェース２２３０、および遠位インタフェースと近位インタフェース２２３０の間に配置された中心インタフェース２２２０を含む。マニホールドシステム２２００は、近位インタフェース２２３０に連結された呼気制御弁アセンブリ２２５０も含む。呼気制御弁アセンブリ２２５０を作動すると、マニホールドシステム２２００に入る呼気ガスの流れを制御するように動作する。たとえば呼気制御弁アセンブリ２２５０が開くと、矢印２２３２ｉと
２２３２ｉｉで示されているように呼気ガスがマニホールドシステム２２００に入ることが促進され、呼気制御弁アセンブリ２２５０が閉じると、呼気ガスがマニホールドシステム２２００に入ることが阻止される。或る場合には、呼気制御弁アセンブリ２２５０は、ソレノイド弁を含む。
【０１７１】
患者から出る呼気ガスは、矢印２２３２ｉで示されているように、最初にインタフェース２２３０の患者回路インタフェース２２３２の呼気腔すなわち外側腔２２３２ｂを通ってマニホールドシステム２２００を循環できる。マニホールドシステム２２００は、近位インタフェースで流体の流れを調節または制御するための逆止弁も含んでよい。たとえばマニホールドシステム２２００は、回路インタフェース２２３２を通る逆流を妨害または阻止するように動作する呼気逆止弁２２３３を含んでおり、矢印２２３２ｉと２２３２ｉｉで示された方向では呼気は、患者から出て回路インタフェース２２３２の呼気腔２２３２ｂを介してマニホールドシステム２２００に流入できるが、反対の方向では流体は、回路インタフェース２２３２の呼気腔２２３２ｂを介してマニホールドシステム２２００から流出することが妨害または阻止される。これに関連して、制御弁２２５０は、矢印２２３２ｉｉで示されているように呼気面もしくは呼気室２２０２から出て、矢印２２３２ｉｉｉで示されているように弁２２５０を通り、さらに矢印２２３２ｉｖで示されているように中心インタフェース２２２０の呼気排出ポート２２２４を通る流れを制御するように動作する。このように呼気制御弁２２５０を選択的に開閉して、患者から出る呼気ガスの流れを調節する。図２２Ｅに例示されているように、流路は、開口部の外側リング２２５１で弁２２５０に入り、中心腔２２５２で弁から出る。
【０１７２】
図２２Ｆは、本発明の実施形態に従う患者回路インタフェースの諸特徴を示す。患者回路インタフェース２２３２は、内側腔もしくは吸気腔２２３２ａと、外側腔もしくは呼気腔２２３２ｂとを有する同心的構成を見せている。内側腔もしくは吸気腔２２３２ａは、矢印Ａで示されているように吸気ガスを患者に向かって運ぶように動作し、外側腔もしくは呼気腔２２３２ｂは、矢印Ｂで示されているように患者から出た呼気ガスを運ぶように動作する。典型的に、吸気ガスと呼気ガスは、患者と患者回路インタフェース２２３２との間で、内側腔２２３２ａに流体連通する内側通路もしくは吸気通路、および外側腔もしくは呼気腔２２３２ｂに流体連通する外側通路もしくは呼気通路を有するチューブアセンブリを介して送られる。例示的な実施形態に従い、治療システムは、患者回路上の相手の円錐継手に係合する同心的円錐継手を有するチューブ接続を含んでよく、こうして患者回路の吸気分岐と呼気分岐をいずれも同時に急速かつ直感的に取付けることが提供される。同心的配置構成によって看護者は、患者回路を１回の動作で患者に装着でき、しかも片手で行うことができる。
【０１７３】
図２２Ｇは、本発明の実施形態に従うハンドル２２８０を有するケースもしくはボンネット２２７０の諸特徴を示す。ケース２２７０は、本明細書に記載されたマニホールドシステムを保持または受容するように構成できる。ここに示されるように、ハンドル２２８０は、ケース２２７０の裏側２２７２を包み込んでいる。この配置構成によって装着ポイントが強化されて、ケース２２７０の上背部コーナー２２７４に衝撃保護を提供できる。或る実施形態に従い、ハンドル２２８０は、ケースの裏側を約１インチの距離で包み込んでいる。ハンドル２２８０は、下側２２８４を有する装着点２２８２を含んでよい。ケース２２７０は、流体をケース内に受容するように構成された吸入ポート２２８６を含んでよい。たとえば吸入ポート２２８６は、冷却空気をケース内に受容するように構成できる。或る場合にハンドル２２８０は、１つ以上の冷却空気フィルタ（図示せず）を保持または受容するための保持部もしくは凹部２２８８を提供してよい。随意にハンドル２２８０は、ケース２２７０上に配置された弾性フラップとして構成されてよい。或る場合には、ハンドル２２８０は、準弾性材料を含むことができ、ケース側面の円弧状切欠部の下側に装着できる。或る実施形態に従い、ハンドル材料は、運ぶために掴むと外側に曲がるよう
に十分柔軟であることができる。ハンドルが軟質材料を含む場合、軟質材料は、ケースまたはケースに結合するかケース内に包含されたその他の構造部材、たとえばマニホールドシステムの要素に対して衝撃保護を提供できる。或る実施形態において、保護ケースは、取外可能である。ケースは、衝撃および浸水に対する保護を提供でき、こうしてマニホールドを好ましくない力、ショックおよび水による損傷から遮蔽する。
【０１７４】
或る場合にケースは、複数のハンドルを有してよい。たとえばケースは、第１ハンドルをケースの左側、第２ハンドルをケースの右側を有することができる。ハンドルは、適度に軟質のプラスチックから作られ、使用していないときには装置の側面に平らに当接できる。ハンドルとして使用するか、または固定するための装着ポイントとして使用するときにはハンドル材料は、容易に掴めるように十分柔軟である。ハンドルは、また装置の包囲体内で循環すべき冷却空気の吸入口でフィルタを隠して保持できる。吸入口の位置のために装置は、縦に置いたときには湿気侵入（たとえば雨）から保護され得るが、何らかのケースで浸漬され、または表を下にして置くことが許される場合には保護しなくともよい。
【０１７５】
図２３は、本発明の実施形態に従う治療システムで使用するためのユーザインタフェース２３００の諸特徴を示している。さらに治療システムの使用に動作に関する追加の詳細が、図２３を参照して理解され得る。ここに示されるように、ユーザインタフェース２３００は、治療システムの動作または使用の種々のモードに対応する幾つかのサブインタフェースを含む。たとえばインタフェース２３００は、循環補助モードサブインタフェース２３１０、換気モードサブインタフェース２３２０、および持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）モードサブインタフェース２３３０を含む。循環補助モードにあるとき治療システムは、調節可能なレベルの陰圧を提供するように構成されている。持続的気道陽圧モードにあるとき治療システムは、調節可能なレベルの持続的気道陽圧を提供するように構成されており、換気モードにあるとき治療システムは、終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）を伴い、または伴わずに陽圧換気を提供するように構成されている。或る場合に治療システムは、二相性気道陽圧（ＢＩＰＡＰ）治療を提供し、吸気気道陽圧（ＩＰＡＰ）と、呼気を容易にするためのより低い呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ）を含む２種類のレベルの圧力を施すように構成できる。したがって、ユーザインタフェース２３００は、二相性気道陽圧モードサブインタフェース（図示せず）も含んでよい。
【０１７６】
ユーザインタフェース２３００は、幾つかの革新的な特徴を備えた独特の設計を見せる。ここに表現されているように、モードサブインタフェース２３１０、２３２０、および２３３０は、円形レイアウトで提供されている。ユーザインタフェース２３００は、次の２段階のスタートプロセスを容易にする。循環補助モードでは、ユーザは、最初に治療される患者の体格（すなわちそれぞれ大型成人、中型成人、小型成人、または小児）に応じて体格アイコン２３１２ａ、２３１２ｂ、２３１２ｃ、２３１２ｄの１つを押し、次に確認アイコン２３４０を押してシステムモードの動作を開始できる。選択すべき体格アイコンを決定するとき、ユーザは、インタフェースに提示される患者体格凡例２３５０を参照できる。ここに示されるように、患者体格凡例２３５０は、身長が５’１０”（５フィート１０インチ。１．７８ｍ）〜６’３” （６フィート３インチ。１．９０ｍ）の患者を
治療するときには大型アイコンを選択するのが適切であり、身長が５’４”（１．６２ｍ）〜５’９”の患者を治療するときには中型アイコンを選択するのが適切であり、身長が４’８” （１．４２ｍ）〜５’３”の患者を治療するときには小型アイコンを選択する
のが適切であり、身長が４’（１．２１ｍ）〜４’７”の患者を治療するときには小児体格アイコンを選択するのが適切であることを指示する。換気モードでは、ユーザは、最初に治療される患者の体格（すなわちそれぞれ大型成人、中型成人、小型成人または小児）に応じて体格アイコン２３２２ａ、２３２２ｂ、２３２２ｃ、２３２２ｄの１つを押し、次に確認アイコン２３４０を押してシステムモードの動作を開始できる。持続的気道陽圧モードでは、ユーザは、最初に所望の圧力値（たとえば５ｃｍＨ２Ｏ、７．５ｃｍＨ２Ｏ
、１０ｃｍＨ２Ｏまたは１５ｃｍＨ２Ｏ）に応じて圧力値アイコン２３３２ａ、２３３２ｂ、２３３２ｃ、２３３２ｄの１つを押し、次に確認アイコン２３４０を押してシステムモードの動作を開始できる。したがって、インタフェースは、直感的で理解しやすく、こうして好適なユーザビリティーを提供し、ユーザは、所望の目的を達成することができる。ユーザインタフェース２３００は、患者の気道内で１つ以上の圧力センサを用いて決定されるリアルタイムの気動陽圧と気道陰圧を表示できる圧力インジケータ２３０２も含むことができる。
【０１７７】
ユーザインタフェース２３０２は、また基本モードサブインタフェース２３０４と高度モードサブインタフェース２３０６を提供するように構成できる。ここに示されるように、基本モードは、ディスプレイの上の部分（たとえば円形が描かれている場所）および高度モードは、ディスプレイの下の部分に現れている。或る実施形態に従い、基本モードを採用するとき、オペレータは、どの治療モード（たとえば循環補助、換気、または持続的気道陽圧）を使用するか決定し、患者の体格（たとえば大型、中型、小型または小児）に関して決定する。基本モードでは、他の治療システムのパラメータ、たとえば呼吸速度、１回換気量、終末呼気陽圧のレベル、および陰圧のレベルを、既定値としてあらかじめプログラムできる。高度モードを採用する実施形態に従い、オペレータは、ある特定の治療パラメータ、呼吸速度、１回換気量、終末呼気陽圧のレベルおよび陰圧のレベル（循環補助レベル）の実装に関して、随意に手動制御によって決定および調節できる。たとえばユーザは、呼吸速度コントロール２３０６ａ（ｉ）を調節することによって呼吸速度（ｂｐｍ）を調節でき、呼吸速度は、呼吸速度ディスプレイ２３０６ａ（ｉｉ）上に表示され得る。同様にユーザは、１回換気量コントロール２３０６ｂ（ｉ）を調節することによって１回換気量（ｍｌ）を調節でき、１回換気量は、１回換気量ディスプレイ２３０６ｂ（ｉｉ）上に表示され得る。同様にユーザは、終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）コントロール２３０６ｃ（ｉ）を調節することによって終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）（ｃｍＨ２Ｏ）を調節でき、終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）は、終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）ディスプレイ２３０６ｃ（ｉｉ）上に表示され得る。さらにユーザは、循環補助コントロール２３０６ｄ（ｉ）を調節することによって循環補助（ｃｍＨ２Ｏ）を調節でき、循環補助は、循環補助ディスプレイ２３０６ｄ（ｉｉ）上に表示され得る。或る場合に、インタフェース２３００は、ロックアウト機構２３０８を含んでおり、オペレータまたはその他の個人は、機構２３０８を作動して、高度モードの使用をロックアウトすることができる。
【０１７８】
ある実施形態において、治療システムは、測定された患者パラメータ（たとえば終末呼気二酸化炭素または気管二酸化炭素、心拍出量、経胸腔インピーダンス、筋酸素供給、筋ｐＨなど）を循環増大の指標として用いて、装置が自動的にフィードバックループで気道陰圧のレベルを調整するように構成できる。或る場合に、治療システムの重量は、１２ポンド（５．４ｋｇ）未満となるように構成できる。治療システムは、特注ソフトウェアを組込むか、または特注ソフトウェアで制御され得る。
【０１７９】
或る場合には、外部ユーザインタフェース表面は、多数の目的に役立ち得る透明なプラスチック膜質材料で覆われてよい。この膜は、ユーザインタフェースを湿気から保護し、表面は、保護されていないコントロールパネルよりも簡単に清掃できる。このカバーは、装置の周囲にクッションを提供できる材料から作られてよい。
【０１８０】
低圧酸素サブインタフェース２３８０は、たとえば治療システムが低圧酸素源に連結されるときに、オペレータが低酸素処置を選択するための入力を含むことができる。これに関連して、吸入酸素濃度サブインタフェース２３９０は、たとえば治療システムが高圧（たとえば１５ｐｓｉ。０．１ＭＰａ）酸素源に連結されるときに、オペレータが吸入酸素濃度処置を選択するための入力を含むことができる。吸入酸素濃度プロトコルの間、システムは、患者に施される酸素のパーセンテージを制御するように動作できる。たとえばシ
ステムは、酸素１００％、酸素４０％と空気６０％の混合、酸素２１％と空気７９％の混合などを供給するように選択できる。随意にパーセンテージは、患者の必要に基づき選択できる。
【０１８１】
図２４は、例示的なモジュールシステムの単純化されたブロック図であり、モジュールシステム２４００の個々のシステム要素を個別的または統合的に実装する仕方を例解している。モジュールシステム２４００は、本発明の実施形態に従う治療システムの一部であるか、またはこれに接続されてよい。モジュールシステム２４００は、オペレータ、患者または両者からの入力もしくは情報を受取り、出力もしくは情報を胸腔内圧治療の一部として表示するのによく適している。ここに示されるモジュールシステム２４００は、バスサブシステム２４０２を介して電気的に連結されたハードウェア要素を含んでおり、これには１つ以上のプロセッサ２４０４、１つ以上の入力装置２４０６、たとえばユーザインタフェース入力装置、１つ以上の出力装置２４０８たとえばユーザインタフェース出力装置、ネットワークインタフェース２４１０、およびロードシステム２４４２から信号を受取り、これに信号を送ることができるロードシステムインタフェース２４４０が含まれる。
【０１８２】
ある実施形態において、モジュールシステム２４００は、現在はメモリ２４１４のワーキングメモリ２４１２内に置かれて示されているソフトウェア要素も包含し、これにはオペレーティングシステム２４１６およびその他のコード２４１８、たとえば本発明の方法を実現するために設計されたプログラムが含まれる。
【０１８３】
同様に、ある実施形態においてモジュールシステム２４００は、本発明の種々の実施形態の機能性を提供する基本プログラミングおよびデータ構造を記憶できる記憶サブシステム２４２０も含んでよい。たとえば本発明の方法の機能性を実現するソフトウェアモジュールは、本明細書に記載されているように、記憶サブシステム２４２０に記憶されてよい。これらのソフトウェアモジュールは、一般的には１つ以上のプロセッサ２４０４によって実行される。分散環境においては、ソフトウェアモジュールは、複数のコンピュータシステムに記憶され、複数のコンピュータシステムのプロセッサによって実行され得る。記憶サブシステム２４２０は、メモリサブシステム２４２２とファイル記憶サブシステム２４２８を含むことができる。メモリサブシステム２４２２は、多数のメモリを含んでよく、これにはプログラム実行中に命令とデータを記憶するためのメインランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２４２６、および特定の命令が記憶されているリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２４２４が含まれる。ファイル記憶サブシステム２４２８は、プログラムとデータファイルのための永続的な（非揮発性）記憶を提供でき、随意に患者、治療、評価またはその他のデータを具体化した有形記憶媒体を含んでよい。ファイル記憶サブシステム２４２８は、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブおよび関連する取外可能な媒体、コンパクトデジタル・リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）ドライブ、光学式ドライブ、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤＲＷ、取外可能なソリッドステートメモリ、または取外可能な媒体カートリッジまたはディスクなどを含んでよい。１つ以上のドライブは、モジュールシステム２４００に連結された他の部位で接続されたコンピュータ上の遠隔位置に配置されてよい。本発明の機能性を実現するモジュールは、ファイル記憶サブシステム２４２８によって記憶されてよい。或る実施形態において、ソフトウェアまたはコードは、モジュールシステム２４００が通信ネットワーク２４３０に通信するのを可能にするためのプロトコルを提供しよう。随意にそのような通信は、ダイヤルアップまたはインターネット接続通信を含んでよい。
【０１８４】
システム２４００は、本発明の方法の種々の特徴を実現するように構成できることが認識される。たとえばプロセッサのコンポーネントもしくはモジュール２４０４は、センサ入力装置もしくはモジュール２４３２またはユーザインタフェース入力装置もしくはモジ
ュール２４０６から、生理パラメータ信号、装置パラメータ信号または治療パラメータ信号を受取り、これらの治療信号を出力装置もしくはモジュール２４３６、ユーザインタフェース出力装置もしくはモジュール２４０８、ネットワークインタフェース装置もしくはモジュール２４１０、またはこれらの何らかの組合せに送るように構成されたマイクロプロセッサ制御モジュールであることができる。本発明の実施形態に従う各々の装置もしくはモジュールは、プロセッサまたはハードウェアモジュール、またはこれらの何らかの組合せによって処理されるコンピュータ可読媒体に１つ以上のソフトウェアモジュールを含むことができる。本発明の実施形態を実現するために、一般に使用されている任意の多様なプラットフォーム、たとえばウィンドウズ（登録商標）、マッキントッシュ、およびユニックスは、一般に使用されている任意の多様なプログラミング言語と併せて用いられてよい。
【０１８５】
ユーザインタフェース入力装置２４０６は、たとえばタッチパッド、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、トラックボール、グラフィックタブレット、スキャナ、ジョイスティック、ディスプレイに組込まれたタッチスクリーン、音声認識システムなどの音声入力装置、マイクロホン、およびその他のタイプの入力装置を含んでよい。ユーザ入力装置２４０６は、またコンピュータ実行可能コードを有形記憶媒体または通信ネットワーク２４３０からダウンロードしてよく、これらのコードは、本発明のいずれかの方法を具体化している。端末ソフトウェアは、時々更新され、必要に応じて端末にダウンロードされてよいことは、認識されよう。一般に「入力装置」という用語の使用は、情報をモジュールシステム２４００に入力するための多様な慣用または独自の装置および方法を含むことが意図されている。
【０１８６】
ユーザインタフェース出力装置２４０６は、たとえばディスプレイサブシステム、プリンタ、ファックス機械、または音声出力装置などの非視覚的ディスプレイを含んでよい。ディスプレイサブシステムは、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネル装置、投影装置などであってよい。ディスプレイサブシステムは、音声出力装置などの非視覚的ディスプレイも提供してよい。一般に、「出力装置」という用語の使用は、情報をモジュールシステム２４００からユーザに出力するための多様な慣用または独自の装置および方法を含むことが意図されている。
【０１８７】
バスサブシステム２４０２は、モジュールシステム２４００の種々のコンポーネントおよびサブシステムを互いに意図された通りに通信させる機構を提供する。モジュールシステム２４００の種々のコンポーネントおよびサブシステムは、同じ物理的位置にある必要はなく、分散型ネットワーク内部で種々異なる位置に分散されてよい。バスサブシステム２４０２は、図式的に単一バスとして示されているが、バスサブシステムの代替的実施形態は、多重バスを利用してよい。
【０１８８】
ネットワークインタフェース２４１０は、外部ネットワーク２４３０またはその他の装置とのインタフェースを提供できる。外部通信ネットワーク２４３０は、他の関係者と必要または所望の通り通信させるように構成できる。こうして外部通信ネットワーク２４３０は、モジュールシステム２４００から電子パケットを受取り、必要な情報または所望される情報を通りモジュールシステム２４００に送返す。そのようなシステム内部のインフラストラクチャ通信リンクを提供することに加えて、通信ネットワークシステム２４３０は、インターネットなど他のネットワークとの接続も提供でき、有線接続、無線接続、モデム接続および／またはその他のタイプのインタフェース接続を含んでよい。
【０１８９】
特定の要求に従い相当な変化例が用いられてよいことは、当業者には明白であろう。たとえばカスタマイズされたハードウェアも使用でき、および／または特別の要素をハードウェア、ソフトウェア（アプレットなど携帯ソフトウェアを含む）、または両方に実装で
きよう。さらにネットワーク入力／出力装置など他のコンピュータデバイスとの接続が採用されてよい。モジュールターミナルシステム２４００自体は、種々のタイプであってよく、コンピュータターミナル、パーソナルコンピュータ、携帯コンピュータ、ワークステーション、ネットワークコンピュータ、または他の任意のデータ処理システムを含む。コンピュータとネットワークは、本質的に変化し続けるものであるため、図２４に示すモジュールシステム２４００の説明は、本発明の１つ以上の実施形態を説明するための具体例として意図されたものに過ぎない。モジュールシステム２４００の他の多くの構成が可能であり、図２４に示すモジュールシステムより多い、または少ないコンポーネントを有する。モジュールシステム２４００の任意のモジュールもしくはコンポーネント、またはそのようなモジュールもしくはコンポーネントの任意の組合せを、本明細書で開示された実施形態の何らかの治療システムに連結または統合するなどして接続できる。これに関連して、上述した任意のハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントは、他の位置で使用される評価システムまたは治療システムと統合でき、またはこれらとインタフェース接続できる。
【０１９０】
ある実施形態において、モジュールシステム２４００は、入力モジュールで患者の生理的パラメータを受取るように構成できる。生理的パラメータデータは、評価モジュールに送られ、そこで生理的プロファイルを決定できる。プロファイルは、出力モジュールを介してシステムに出力され得る。或る場合にモジュールシステム２４００は、たとえば治療モジュール治療を用いることで、生理的パラメータまたはプロファイルに基づき患者のための治療プロトコルを決定できる。治療は、出力モジュールを介してシステムユーザに出力できる。随意に出力装置によって治療の特徴を決定して、治療システムまたは治療システムのサブデバイスに送ることができる。年齢、体重、性別、治療歴、病歴などを含む患者に関する任意の多様なデータをモジュールシステムに入力できる。そのようなデータに基づき、治療計画または、診断評価のパラメータを決定できる。
【０１９１】
図２５Ａと図２５Ｂは、本発明の実施形態に従う胸腔内圧調整システム２５００の諸特徴を示す図である。或る実施形態に従い、胸腔内圧調整システム２５００は、内部真空源と陽圧換気装置のいずれも組込んだ完全自動装置を有する。胸腔内圧調整システム２５００は、たとえば循環補助モードサブインタフェース２５１０、換気モードサブインタフェース２５２０、および持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）モードサブインタフェース２５３０を介して、循環補助モード、換気モードまたは持続的気道陽圧モードを指定するオペレータ選択入力を受取るプロセッサを含むことができる。循環補助モードにあるとき治療システムは、調節可能なレベルの陰圧を供給するように構成される。持続的気道陽圧モードにあるとき治療システムは、調節可能なレベルの持続的気道陽圧を供給するように構成され、換気モードにあるとき治療システムは、終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）を伴い、または伴わずに陽圧換気を提供するように構成されている。或る場合に治療システムは、二相性気道陽圧（ＢＩＰＡＰ）治療を提供し、吸気気道陽圧（ＩＰＡＰ）と、呼気を容易にするためのより低い呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ）を含む２種類のレベルの圧力を施すように構成できる。したがって、ユーザインタフェース２５００は、二相性気道陽圧モードサブインタフェース（図示せず）も含んでよい。胸腔内圧調整システム２５００は、図２１〜図２４に関して本明細書の別の箇所で説明されているように、インタフェースまたはシステム特徴を含むことができる。
【０１９２】
或る場合には、胸腔内圧調整システム２５００は、多数のモードを備えたブロワベースの可搬式換気装置を包含し、陽圧換気モード（随意に調節可能な終末呼気陽圧を備える）、持続的気道陽圧モード、および循環補助モードを含んでよい。胸腔内圧調整システム２５００は、バッテリで給電されてよい。或る場合には、胸腔内圧調整システム２５００は、酸素治療を伴い、または伴わずに使用できる。胸腔内圧調整システム２５００は、体身長図によって選択する体格アイコンに基づき、随意に予測される体重計算に基づき、所望
する１回換気量および呼吸速度情報であらかじめプログラムされてよい。或る場合に胸腔内圧調整システム２５００は、多数の吸気中酸素濃度レベルを施すために使用できる。胸腔内圧調整システム２５００は、ボタンを１回押して作動もしくは展開できる多数の展開モードを有する。手動モード（オンオフ）は、医長レベルで無効にできる。胸腔内圧調整システム２５００は、持続的気道陽圧を混合、呼吸波形下降（生体模倣）、酸素源または、バッテリ電源、および低酸素状況での自動切替えと統合して実現してよい。
【０１９３】
胸腔内圧調整システム２５００は、ハンドル２５８０を有するケース２５７０を含んでよい。胸腔内圧調整システム２５００は、流体をケース内に受容するように構成された吸入ポート２５８６も含んでよい。たとえば吸入ポート２５８６は、冷却空気をケース内に受容するように構成できる。胸腔内圧調整システム２５００は、空気、酸素または両方を患者に向けて送る吸気腔２５９２と、呼気ガスを患者から引取る呼気腔２５９４を有する患者回路インタフェース２５９０も含んでよい。胸腔内圧調整システム２５００は、少なくとも部分的にケース２５７０内に包含されたマニホールドアセンブリを含んでよい。胸腔内圧調整システム２５００はさらに、たとえばシステムが循環補助モードにあるときには、呼気腔を介して患者に陰圧治療を提供する一定または調節可能な陰圧機構を含んでよい。胸腔内圧調整システム２５００は、たとえばシステムが換気モードにあるときには、吸気腔を介して患者に陽圧換気治療を提供する陽圧換気機構も含んでよい。胸腔内圧調整システム２５００は、たとえばシステムが持続的気道陽圧モードにあるときには、呼気腔を介して患者に調節可能な持続的気道陽圧治療を提供する調節可能な持続的気道陽圧機構も含んでよい。胸腔内圧調整システム２５００は、システムに動作結合している１つ以上のセンサ機構から受取った患者フィードバック情報に基づき、システムユーザに情報を表示するユーザディスプレイまたはインタフェース２５０１を含んでよい。ディスプレイ情報は、心肺蘇生治療を施している間の心肺蘇生の質に関係してよい。これに関連して、ディスプレイ情報は、循環パラメータまたは非心肺蘇生治療を施している間に患者において発生する状態に関係してよい（たとえば患者ショックの治療）。
【０１９４】
以上、本発明について明確さと理解を目的として詳細に説明した。しかしながら、添付の請求項の範囲内で特定の変更および修正が行われてよいことは、認識されよう。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１９Ａ−１】
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【図１９Ａ−２】
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【図１９Ｃ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｇ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図１】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
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【図１９Ｇ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２２Ｆ】
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【図２３】
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【図２４】
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