(57)【要約】【課題】マイクロプロセッサ、加温素子、非密閉呼吸インタフェース及びセンサを含んでなる高流速治療システムを開示する。【解決手段】加温素子はマイクロプロセッサと電気的導通状態で配置し、液体を加温してガスを作成しうる。非密閉呼吸インタフェースは前記ガスを患者に送達するよう構成される。前記センサは前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置し、患者の上部気道内圧力を測定するよう構成する。【選択図】図１８
2009519759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロプロセッサ；
前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置され、液体を加温してガスを作成しうる加温素子；
前記ガスを患者に送達するよう構成される非密閉呼吸インタフェース；及び
前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置され、前記患者の上部気道内圧を測定するよう構成されるセンサ、を含んでなる、
高流速治療システム。
【請求項２】
前記非密閉呼吸インタフェースは経鼻カニューレを含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項３】
さらに、マウスピースを含んでなり、前記センサは前記マウスピースと機械的に協働するよう配置される、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項４】
前記センサは少なくとも部分的に患者の上部気道内に配置される、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項５】
前記センサは患者の口腔に隣接して配置される、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項６】
さらに、前記患者の上部気道と前記センサとの間に延長する導管を含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項７】
さらに、前記患者の口腔と前記センサとの間に延長する導管を含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項８】
前記センサは、呼吸速度、一回呼吸気量、及び一回換気量の少なくとも１を測定する、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項９】
前記マイクロプロセッサは、前記患者に送達される前記ガスの温度、前記ガスの湿度、前記ガス中の酸素量、前記ガスの流速、及び前記ガスの体積の少なくとも１を制御するように構成される、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項１０】
さらに、ガスを加温するように構成される第２の加温素子を含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項１１】
さらに、前記非密閉呼吸インタフェースと機械的に協働するよう構成され、少なくとも部分的に前記非密閉呼吸インタフェースを通じて前記ガスを前進させうるブロワを含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項１２】
前記ブロワは、最大毎分６０リットルのガス流速を患者に提供するよう構成される、請求項１１に記載の高流速治療システム。
【請求項１３】
前記ブロワは、最大毎分４０リットルのガス流速を患者に提供するよう構成される、請求項１１に記載の高流速治療システム。
【請求項１４】
さらに、前記ブロワへ環境空気を送風しうるよう構成される空気入口ポートを含んでなる、請求項１１に記載の高流速治療システム。
【請求項１５】
さらに、前記空気入口ポートと機械的に協働するよう配置される空気フィルタを含んでなる、請求項１４に記載の高流速治療システム。
【請求項１６】
前記空気フィルタは、前記ブロワで受け取られる粒子の量を減少するように構成される、請求項１５に記載の高流速治療システム。
【請求項１７】
前記センサは、前記患者の吸気圧及び呼気圧を測定するよう構成される、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項１８】
前記マイクロプロセッサは、前記患者の上部気道への環境空気の取り込みを最小化するように構成される、請求項１７に記載の高流速治療システム。
【請求項１９】
さらに、外部酸素源と接続するように構成される酸素入口を含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項２０】
さらに、外部酸素源と接続するように構成される酸素入口を含んでなる、請求項１１に記載の高流速治療システム。
【請求項２１】
さらに、前記マイクロプロセッサと電気的に導通するよう配置されるガス分析計を含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項２２】
さらに、前記マイクロプロセッサと電気的に導通するよう配置されるガス分析計を含んでなる、請求項６に記載の高流速治療システム。
【請求項２３】
さらに、前記導管の一部と機械的に協働するように配置される一方通行弁を含んでなり、前記一方通行弁は前記患者の上部気道から前記一方通行弁へ空気が移動できるように構成される、請求項６に記載の高流速治療システム。
【請求項２４】
さらに、前記導管の一部と機械的に協働するように配置される一方通行弁を含んでなり、前記一方通行弁は前記一方通行弁から前記患者へ空気が移動できるように構成される、請求項６に記載の高流速治療システム。
【請求項２５】
さらに、試験管と機械的に協働する一方通行弁を含んでなり、前記試験管は、前記ガスの加温前に、前記一方通行弁へ前記ガスが移動できるように構成される、請求項６に記載の高流速治療システム。
【請求項２６】
さらに、試験管と機械的に協働する一方通行弁を含んでなり、前記試験管は、ガスが、前記ガスの加温後かつ前記ガスが前記患者に到達する前に、前記一方通行弁に移動できるように構成される、請求項６に記載の高流速治療システム。
【請求項２７】
さらに、前記マイクロプロセッサと電気的に導通するアラームを含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項２８】
前記アラームは、視覚及び聴覚フィードバックの少なくとも１つを与える、請求項２７に記載の高流速治療システム。
【請求項２９】
マイクロプロセッサ；
前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置され、液体を加温してガスを作成しうる加温素子；
前記ガスを患者に送達するよう構成される非密閉呼吸インタフェース；
前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置され、前記患者の上部気道内の圧力を測定するよう構成されるセンサ；及び
前記センサと機械的に協働するよう配置されるマウスピース、を含んでなる、
高流速治療システム。
【請求項３０】
さらに、前記マウスピースの一部と前記センサの間との間に延長する少なくとも１の導管を含んでなる、請求項２９に記載の高流速治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連技術へのクロスリファレンス）
本出願は、２００６年９月１２日付け米国特許出願公開第１１／５２０４９０号の継続であり、２００５年９月１２日付け米国仮出願公開第６０／７１６７７６号の利益を主張する。本出願はまた、２００５年１２月１４日付け米国仮出願公開第６０／７５００６３号、２００６年４月１８日付け米国仮出願公開第６０／７９２７１１号、及び２００６年１０月１８日付け米国仮出願公開第６０／８５２８５１号の利益及び優先権を主張する。これらの各出願の内容は、本願明細書の参照により、本願明細書に取り入れられる。
【背景技術】
【０００２】
経鼻カニューレ等の呼吸インタフェースは、酸素治療、睡眠時無呼吸の治療、及び呼吸サポートを含んでなる治療効果のための呼吸ガスを、送達するために用いられる。小型の経鼻カニューレは、少量の酸素送達のために一般に用いられる。Ｗｏｏｄらの米国特許第６５９５２１５号等に開示の密閉カニューレは、睡眠時無呼吸の治療に用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ある種の経鼻カニューレには、重要な治療パラメータにおける情報を欠いていることによる制約がある。このパラメータには、ユーザの上部気道内のガスに関する、圧力、流速、及び二酸化炭素の停留等に関する情報を含んでなる。これら及び他のデータは、治療制御及びモニタリングと同様に、治療の有効性判定に有用であろう。
【０００４】
加えて、従来の経鼻カニューレのデザインは（特に新生児の酸素治療用にデザインされたものは）ユーザの鼻孔への密閉形成が望ましくなく、このためにユーザの健康を損なう効果を有していた可能性がある。
【０００５】
酸素（Ｏ２）治療は、回復、治癒、及び日常的活力の維持のためにも、酸素補給に応答する呼吸不全を有する患者の救助及び補給に、しばしば用いられる。
【０００６】
経鼻カニューレは、一般的に酸素治療中に用いられる。この治療法は、典型的には、毎分１−６リットル（Ｌ／分）の流速の約２４％から約３５％のＯ２を含む空気／ガス混合物を提供する。毎分２リットル程度では、患者は、約２８％の酸素のＦｉＯ２（吸入Ｏ２／空気混合物における酸素パーセント）を有する。この速度は、ガスが室温で加湿器を通り、経鼻インタフェースを介して患者の鼻に送られるならば、約８Ｌ／分にまで増加しうる。これは、通常、約３０−４０％の吸入Ｏ２（ＦｉＯ２）に応答する状態にある多くの人には適切であるが、より高濃度のＯ２を求めるには、通常はより大きな流速が必要になる。
【０００７】
より高いＦｉＯ２が必要である時には、単に流速を上げることはできない。これは、経鼻カニューレを介して室温で１００％のＯ２を呼吸することが鼻の通路に刺激性であり、通常は約７−８Ｌ／分を上回ることは許容できないからである。単に流速を増加させると、気管支けいれんも引き起こしうる。
【０００８】
約４０％から約１００％のＦｉＯ２を投与するためには、高流速において非再呼吸マスク（又は密閉マスク）が用いられる。マスクは顔を密閉し、呼気相の期間中の酸素流を捕集するための貯蔵バッグを有し、１方向の一方通行弁を用いて、呼気を部屋へ、吸気を酸素貯蔵バッグから方向付ける。この方法は、大部分は緊急事態で使用され、通常は拡張治療にはあまり許容されない。
【０００９】
高流速経鼻気道呼吸サポート（「高流速治療」又は「ＨＦＴ、Ｈｉｇｈ  Ｆｌｏｗ  Ｔｈｅｒａｐｙ」）は、経鼻カニューレを通じて「開放」経鼻気道を施すものである。気道圧力は、通常、持続的気道内陽圧（ＣＰＡＰ、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ａｉｒｗａｙ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）及びバイレベル気道陽圧（ＢｉＰＡＰ、Ｂｉ−ｌｅｖｅｌ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ａｉｒｗａｙ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）より低く、モニタも制御もされない。このような高流速治療の効果は、治療学として報告され、若干の臨床家に受け入れられている一方、未知の要因及び任意の投与技術を含むために、他者からは疑問を投げかけられている。こうした手順においては、患者の気道に発生する圧力は、通常は、例えばカニューレ寸法、鼻孔サイズ、流速及び呼吸速度の影響を受ける変数である。気道内圧は酸素飽和に影響するため、通常、これらの変数だけで多くの内科医がＨＦＴを避けてしまうことが知られている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示は、マイクロプロセッサ、加温素子、非密閉呼吸インタフェース及びセンサを含んでなる高流速治療システムに関する。加温素子は前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置し、液体を加温してガスを発生させうる。非密閉呼吸インタフェースは、ガスを患者に送達するよう構成する。センサは、マイクロプロセッサと電気的導通に配置され、患者の上部気道の圧力を測定するよう構成する。
【００１１】
本開示は、マイクロプロセッサ、加温素子、非密閉呼吸インタフェース、センサ及びマウスピースを含んでなる高流速治療システムにも関する。加温素子は前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置し、液体を加温してガスを発生させうる。非密閉呼吸インタフェースは、ガスを患者に送達するよう構成する。センサは、マイクロプロセッサと電気的導通に配置され、患者の上部気道の圧力を測定するよう構成する。マウスピースは、センサと機械的に協働するよう配置されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、本願明細書において添付の図面を参照して記載され、ここにいくつかの実施形態を示すが、これが全てではない。実際、本発明は、本願明細書に記載の実施形態に限定されるように解釈すべきではない多くの異なった形態において、実施しうる。むしろ、本開示が適用可能な法的要求を満たすように、これらの実施例は設けられている。同じ数は、全体にわたって同じ要素を表す。例えば、要素１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、８３０、及び９３０は、全て、本発明の種々の実施形態に係る経鼻インサートである。
【００１３】
（機能の概要）
本発明の種々の実施形態に係る経鼻カニューレは、高流速治療ガスを患者の鼻を介して患者の上部気道に送達するよう構成しうる。このようなガスは、例えば、空気、湿気、酸素、治療ガス又はこれらの混合物を含んでなり、加温してもよく、加温しなくてもよい。本発明の特定の実施形態において、前記カニューレは、ＣＰＡＰ（持続的気道陽圧法）アプリケーションに有用であり、睡眠時無呼吸の治療、及び呼吸サポートを患者に提供する際（例えば、腹部外科手術後）、いびきの軽減、又は他の治療用途に有用でありうる。
【００１４】
本発明の実施形態に係る経鼻カニューレは、１以上の経鼻カニューレ内に隣接する（又は、容易に位置決めできるように取り付けた）１以上のセンサを含んでなる。従って、経鼻カニューレは、経鼻カニューレがユーザにより稼動消耗する時には、１以上のセンサの少なくとも一部がユーザの片方又は両方の鼻孔内の適切な位置になるように構成してもよい。これは、特にユーザの鼻及び／又はユーザの上部気道の内部環境を評価するのに有効でありうる。後で詳しく述べるように、本発明の種々の実施形態において、カニューレは、使用中の時に患者の鼻孔を密閉しないように取り付ける。
【００１５】
本発明の他の実施形態に係る経鼻カニューレは、使用の間にユーザの鼻孔の外に残るように取り付けるノズルを含んでなる。従って、カニューレの使用中に、ノズルが患者の鼻孔を密閉することを避けている。いくつかの実施形態において、経鼻カニューレは、片方又は両方の鼻孔内の圧力を検出するためにユーザの鼻孔に挿入される伸長部を含んでなる。
【００１６】
本発明の特定の実施形態において、経鼻カニューレの経鼻インサートの両方に隣接して、又は内部に、センサを備える。種々の他の実施形態において、ユーザの鼻孔内に延びる１以上の伸長部に隣接して、又は内部に、センサを備える。種々の実施形態において、伸長部を、経鼻インサート又はノズルと共に用いてもよい。センサの使用は、例えば、ユーザの鼻孔の一方から他方への環境変化のモニタに有用でありうる。この情報は、例えば、優位な空気の流れがユーザの一方の鼻孔から他方に、いつ変化するかを計測する助けになり、これは所望の治療フロー特性に影響しうる。従って、各鼻孔からのデータは、ユーザの治療計画の立案又は修正において有用な情報提供になりうる。
【００１７】
（具体的なカニューレ構造の概要）
図１に、本発明の一実施形態に係るカニューレ１００を示す。この図から理解しうるように、本実施形態において、カニューレ１００は、中心部１１０、第１の端部１１５及び第２の端部１２０を含む中空の細長いチューブ基部１０５を含んでなる。図１に示すように、第１及び第２の端部１１５、１２０は中心部１１０に対して屈曲してもよい。
【００１８】
本発明の種々の実施形態において、カニューレ１００は、第１の端部１１５の外端に隣接する第１の入口１１７、及び第２の端部１２０に隣接する第２の入口を含んでなる（他の実施形態においては、カニューレは、こうした入口を１つだけ含みうる）。カニューレ１００は、さらに、経鼻カニューレ基部１０５から外延し、基部内部と気体伝達状態にある、一対の中空で、細長い、管状の経鼻インサート（例えば経鼻カテーテル）１２５、１３０を含んでなる。種々の実施形態において、経鼻インサート１２５、１３０の各々の中心軸は実質的に互いに平行であり、経鼻カニューレ基部１０５の中心部１１０の中心軸に実質的に直角である。
【００１９】
本発明の特定の実施形態において、カニューレは、センサがカニューレ内部に隣接又は内部に導入され、ユーザによりカニューレが稼動消耗する時には、センサがモニタする環境がユーザの鼻及び／又は上部気道の内部環境を反映するように、当該センサを導くために取り付けられる、少なくとも１つの導管を画定する。本発明の種々の実施形態において、ユーザは、一時的に導管中に又は導管を通過してセンサを挿入し、カニューレシステムの正しいセッティングを計測し、次いで正しいセッティングが為された後にセンサを外してもよい。他の実施形態において、センサは、経時的にカニューレ内（又は隣接）のデータをモニタする目的のため（例えばユーザの治療計画を制御する目的のため）に、導管内の適切な位置に残してもよい。さらなる実施形態において、導管の出口に隣接してセンサを位置決めしてもよい。
【００２０】
センサは、カニューレ内への呼吸ガスフローを制御するコンピュータ及び／又はマイクロプロセッサに接続（例えば、電線経由で）してもよい。コンピュータは、センサから受信した情報を用い、このガスフロー及び／又は他のシステムの特性を制御してもよく、当該情報が所定の基準（例えば、当該情報が患者気道内における潜在的に危険な状態を示す場合、又はシステムが正しく動作しない場合）を満たすならば警報を出してもよい。
【００２１】
図８Ａ−Ｃから理解しうるように、本発明の特定の実施形態においては、カニューレの導管８５０の少なくとも１つは、カニューレ８００側壁により画定され、その内部に延びる。あるいは、導管は、カニューレにより画定される内部通路の中に配置されうる。例えば、１以上の導管を、カニューレ内面に直接隣接（例えば、カニューレ基部の内面、又はカニューレの経鼻インサートのうちの１つの内面に、隣接）して取り付けられるチューブと画定してもよい。好適には、（１）導管に通じる１以上の入口においてガスフローを受けるため、及び（２）このガスフローをカニューレ内の出口へ導くために、カニューレの導管を取り付ける。種々の実施形態において、カニューレの経鼻インサートの１つの外部部分の範囲内に、１以上の入口を画定する。
【００２２】
図１から理解しうるように、本発明の種々の実施形態において、カニューレ導管出口１３６、１４１のそれぞれを、各々の細長く実質的に管状の出口部材１３５、１４０の端部に配置する。例えば、図１に示した実施形態において、カニューレ１００は、カニューレの第１の経鼻インサート１２５と実質的に平行である、第１の出口部材１３５を含んでなる。この実施形態において、第１の出口部材１３５及び第１の経鼻インサート１２５を、図１に示すように、経鼻カニューレ基部１０５の反対側に位置決めしてもよい。同様に、本発明の特定の実施形態において、カニューレ１００は、カニューレの第２の経鼻インサート１３０と実質的に平行である、第２の出口部材１４０を含んでなる。第２の出口部材１４０及び第２の経鼻インサート１３０を、好適には経鼻カニューレ基部１０５の反対側に位置決めしてもよい。
【００２３】
本発明の種々の実施形態において、センサ（例えば圧力、温度又はＯ２センサ）を、少なくとも１のカニューレ出口１３６、１４１（好ましくは各々）に隣接して設け、出口１３６、１４１からのガス特性を測定するために用いる。本発明の別の実施形態において、アクセサリチューブを用いて各出口１３５、１４０に、少なくとも１のセンサ（及び／又は少なくとも１の外部モニタリング機器）を接続し、これは例えば、カニューレ１００から間隔を離してもよい。
【００２４】
本発明のさらに別の実施形態において、導管の範囲内に１以上のセンサを備え、導管を通じてアクセスするガスの特性の測定に用いる。この実施形態において、各センサからの情報は、例えば、センサの導管の出口１３５、１４０を通って延びる電線を介し、センサからカニューレ外の制御系にリレーしてもよい。
【００２５】
本発明の別の実施形態において、カニューレの導管の各々は：（１）入口１５２、１５４から；（２）カニューレの経鼻インサート１２５、１３０のうちの１つの側壁を通過し、又は隣接し；（３）カニューレ本体部１０５の側壁を通過して又は隣接して；並びに、（４）カニューレ本体部１０５の中に画定されるか又は隣接して配置される出口１３５、１４０へ延びてもよい。このような一実施形態において、導管は、カニューレの本体部分の内面に隣接して配置される、実質的に管状の部分を含んでなる。
【００２６】
図２から理解しうるように、本発明の特定の実施形態において、カニューレ２００は、カニューレ２００の外部に統合される（例えば、カニューレの経鼻インサート２２５、２３０のうちの１つの外面内に形成される凹部２２３の範囲内に）、少なくとも１のセンサ２４５を含んでなる。本実施形態において、センサ２４５からの情報は、センサ２４５から、導管及び導管出口２３５、２４０を通って延びる電線２４６を介し、カニューレ２００の外側の制御系にリレーしてもよい。本発明の種々の実施形態において、導管は、カニューレ経鼻インサート２２５、２３０のうちの１つの側壁の内部を通過又は隣接して、及び／又は、カニューレ本体部２０５の側壁内部を通過するか又は隣接して延びる。
【００２７】
本発明の特定の実施形態において、少なくとも１のセンサ２４５を、ユーザが容易には外せないように、カニューレ１００に固定接着する。また、特定の実施形態において、少なくとも１のセンサ２４５は、センサ２４５が容易にカニューレ１００に隣接して取り外せるように（並びに、ある実施形態においては再度取り付けるように）、着脱可能に接続する。
【００２８】
カニューレ１０００は、中心部１０１０、第１の端部１０１５及び第２の端部１０２０を含む、中空で細長い管状の基部１００５を含んでなる。図１０に示すように、第１及び第２の端部１０１０、１０１５は、中心部１０１０に対して屈曲しうる。本発明の種々の実施形態において、カニューレ１０００は、第１の端部１０１５の外端部に隣接する第１の入口１０１７、及び第２の端部１０２０の外端部に隣接する第２の入口１０２２を含んでなる。
【００２９】
カニューレ１０００は、表面的に経鼻カニューレ基部１００５から外延する、一対の中空で細長い管状ノズル（第１ノズル１０２６及び第２ノズル１０３１）を含んでなる。種々の実施形態において、ノズル１０２６、１０３１の各々の中心軸は、実質的に互いに平行で、経鼻カニューレ基部１００５の中心部１０１０の中心軸に、実質的に直角である。種々の実施形態において、ノズル１０２６、１０３１は、カニューレ基部１００５の内部と気体伝達状態にある導管を画定する。本発明の特定の実施形態において、カニューレ使用中は、第１及び第２ノズル１０２６、１０３１はユーザの鼻孔の外側に位置決めするよう取り付ける。特定の実施形態において、ノズル１０２６、１０３１のそれぞれは、各々のノズル出口を画定する。例えば、第１ノズル１０２６は第１ノズル出口１０８３を画定し、第２ノズル１０３１は第２ノズル出口１０８４を画定する。種々の実施形態において、経鼻カニューレ１０００をユーザの鼻孔に隣接して動作可能に位置決めすると、ノズル出口１０８３、１０８４はそれぞれ、対応するユーザの鼻孔の１つに集中してガスフローを導くように位置決めされる。
【００３０】
図１２に示した実施形態等の、別の実施形態において、経鼻カニューレ１２００は、カニューレ基部１２０５の内部で気体伝達状態にある導管又は空気の流路を画定する、単一のノズル１２２７を含みうる。後で詳しく述べるように、種々の実施形態において、ノズル１２２７は、カニューレ基部１２０５から外延し、長方形又は楕円形の横断面を有する。当該及び他の実施形態において、ノズル１２２７は、カニューレ１２００を使用するユーザの鼻孔の両方に、同時にフォーカスしてガスフローを送達する形状をとる。
【００３１】
種々の実施形態において、経鼻カニューレは、ユーザの鼻孔の１つ以上へに挿入するよう取り付けられる、１つ以上の伸長部を含んでなる。例えば、図１０に示した実施形態に戻ると、経鼻カニューレ１０００は、経鼻カニューレ１０００の使用中にそれぞれの伸長部１０７０、１７０２を各々１のユーザの鼻腔に挿入できるように、十分に長い複数の伸長部（例えば、第１の伸長部１０７０及び第２の伸長部１０７２）を含んでもよい。種々の実施形態において、伸長部１０７０、１０７２はそれぞれ、対応するノズル１０２６、１０３１の中心軸と実質的に平行にある中心軸を有してもよい。図１０から理解しうるように、特定の実施形態において、経鼻カニューレがユーザの鼻孔に隣接して動作可能に位置決めされる時に、第１の伸長部１０７０は、対応する第１ノズル１０２６の中心軸と実質的に平行かつ下方にある、中心軸を有する。同様に、種々の実施形態において、経鼻カニューレがユーザの鼻孔に隣接して動作可能に位置決めされる時に、第２の伸長部１０７２は、対応する第２ノズル１０３１の中心軸実質的に平行かつ下方に中心軸を有する。種々の他の実施形態において、伸長部は、対応するノズル１０７０、１０７２の内部に置かれ、これらから外延してもよい。
【００３２】
さらなる例として、図１２に、複数の伸長部（第１の伸長部１２７０及び第１の伸長部１２７２）を有する、経鼻カニューレ１２００の例を示す。この両者は、経鼻カニューレ１２００がユーザの鼻に隣接して動作可能に位置決めされる時に、単一のノズル１２２７の実質的に下方に置かれる。一実施形態において、第１及び第２の伸長部１２７０、１２７２の中心軸は、ノズル１２２７の中心軸と、実質的に平行でもよい。また、種々の実施形態において、伸長部１２７０、１２７２の一方又は両方を、ノズル１２２７の中に置いてもよい。当該及び他の実施形態において、伸長部１２７０、１２７２のそれぞれの遠位端は、ノズル１２２７の遠位端を超えて延長してもよい。
【００３３】
上述のように、本発明の特定の実施形態において、経鼻カニューレは、経鼻カニューレの使用中に、ユーザの鼻孔内のガスデータ（例えばガス圧力）を測定するために取り付けられる１以上のセンサを含んでなる。例えば、図１０に示す経鼻カニューレ１０００は、第１及び第２の伸長部１０７０、１０７２の一方又は両方の遠位端に隣接して位置決めされるセンサを含んでもよい。種々の実施形態において、それぞれの伸長部を、（１）伸長部の遠位端に隣接して（例えばその位置に）センサを支持し、（２）センサ、及びカニューレ１０００を通じるガスフローの特性を調節するために取り付けられる制御メカニズムに、同時に接続される導線を支持するために、取り付けてもよい。
【００３４】
他の実施形態において、伸長部は導管を画定する。例えば、センサ（単一又は複数）を、伸長部の内部又は外側に位置決めしてもよく、センサからの情報は、導管（例えば、図１０の導管１０２３）又は伸長部の各々によって画定される通路を通って延びる導線を介して、制御系にリレーしてもよい。一実施形態において、図示のように、例えば図１０において、導管１０２３は経鼻カニューレ基部１００５に同様に成形され、経鼻カニューレ１０００が有効に使用中のときに、基部１００５の実質的に下方に置かれる。種々の実施形態において、第１及び第２の伸長部１０７０、１０７２は、各々の第１及び第２ノズル１０２６、１０３１の中に置かれ、並びにこれらから外延するように、基部１００５内に位置決めされる。
【００３５】
種々の実施形態において、それぞれの伸長部は、空気の通路となる各々の導管を画定する。例えば、ある実施形態において、それぞれの導管は、ユーザの鼻孔、制御システム又は空気の特性を測定、調整するための他の装置の間で気体伝達状態を許容するように取り付けられる。当該及び他の実施形態において、ユーザの鼻孔内の空気の特性（例えば圧力）を測定するために、制御ボックスにセンサを位置決めしてもよい。いくつかの実施形態において、伸長部は、空気の流路、並びに、伸長部の一片に隣接して位置決めされるセンサから、制御系又は他の装置へ導線が通過できる導管、の両者として働く、導管を画定する。
【００３６】
（センサによりモニタするデータ）
上述等の本発明の種々の実施形態において、１以上のセンサを、経鼻カニューレの導管のうちの１本の内部でガスデータを測定するか、又はカニューレ外部に隣接してガスデータを測定するために、位置決めしてもよい。当該実施例では、１以上のセンサを、例えば、カニューレの内面又は外面に隣接して位置決めしてもよい。本発明のある実施形態において、カニューレの１以上のセンサを、１以上の下記のタイプのデータをモニタするために、カニューレの導管内に、又はカニューレの外面（例えば、カニューレの経鼻インサートのうちの１つの、側面隣接、又は遠位端）に隣接して、取り付けてもよい。（１）ガス圧力；（２）ガス流速；（３）二酸化炭素含量；（４）温度；（５）湿気レベル；及び／又は（６）酸素含有量。
【００３７】
（絶対ｖｓ相対圧力測定）
本発明の種々の実施形態において、カニューレの特定の部位内、又は隣接において絶対圧力を検知するよう、カニューレを構成してもよい。同様に、特定の実施形態において、カニューレ内で２つの異なる部位の圧力の違いを測定するよう、カニューレを構成してもよい。これは、例えば、２台の別々のセンサ（例えば、１本のカニューレ導管内の異なる場所に位置決めされる）を備えることにより、又は、２本の物理的に異なるガス取り込み導管を備えることにより行われ、それぞれはカニューレの中で異なる場所からガスを回送するために取り付けられる。例えば、図１に示す本発明の種々の実施形態において、第１の入口１５２は第１のセンサにガスを回送するように接続してもよく、第２の入口１５４は物理的に分離した第２の圧力センサにガスを回送するように接続してもよい。次いで、第１及び第２のセンサからの情報は、第１及び第２の入口１５２、１５４の間の圧力差を算出するために用いてもよい。あるいは、差動的圧力センサを用いてもよい。
【００３８】
（適切なセンサ）
本発明の種々の実施形態と共に用いるセンサは、電子的及び光学的センサを含んでなる。例えば、適切なセンサには次を含んでなる。（１）使い捨てＭＥＭ圧電センサ（例えば、Ｓｉｌｅｘ  Ｍｉｃｒｏｓｅｎｓｏｒｓ）；（２）ＭｃＣａｕｌ  Ｏ２センサ等の光ベースのセンサ、ＭｃＣａｕｌの米国特許大６１５０６６１号を参照；並びに、（３）マイクロ圧力センサ、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌから入手可能なもの等。
【００３９】
（非密閉の特徴）
図４に示すように、本発明の種々の実施形態において、経鼻カニューレの経鼻インサート４２５、４３０の１以上は、経鼻インサートの外面の長さに沿って延びる１以上の凹部４２３（例えば溝、半円状の凹部又は他のへこみ又は導管）を画定する。この図から理解しうるように、本発明の種々の実施形態において、これらの凹部４２３のうちの少なくとも１つは、経鼻インサート３２５、３３０、４２５、４３０の遠位面の隣接から、及び次の中間点を過ぎて、延びる細長い溝である。（１）経鼻インサートの遠位面、及び（２）経鼻インサート４２５、４３０の、経鼻カニューレ基部３０５、４０５に直接隣接する部分。この図から理解しうるように、本発明の種々の実施形態において、それぞれの溝４２３は、各々の経鼻インサート４２５、４３０の中心軸に実質的に平行に延びる。
【００４０】
図４に示した実施形態等の、本発明の特定の実施形態において、少なくとも１の経鼻カニューレの経鼻インサート４２５、４３０は、経鼻インサート４２５、４３０がユーザの鼻孔内に動作可能に位置決めされる時に、経鼻インサートがユーザの鼻孔内に気密シールを生成しないように、構成してもよい。これは、例えば、ユーザが経鼻カニューレを摩耗させる時に、経鼻インサート４２５、４３０内の凹部４２３を通じて、空気がユーザの鼻腔の隣接に流れうるためのものである。
【００４１】
図５−８に、カニューレの経鼻インサートがユーザの鼻孔に隣接して（例えば、部分的に内部に）動作可能に位置決めされる時に、経鼻インサートがユーザの鼻孔内において密閉を形成しないように構成される、本発明の実施形態を追記する。例えば、図５に示す実施形態において、カニューレの経鼻インサート５２５、５３０の少なくとも１つ（好適には両方）は、入口５５５（例えば実質的に管状でもよい）、及び、経鼻インサート５２５，５３０がユーザの鼻孔に挿入される時に、入口５５５の外部側面間とユーザの鼻孔を物理的に分離しておくために取り付けられる１以上のフランジ部５６０、５６１を含んでなる。
【００４２】
例えば、図５に示す本発明の実施形態において、カニューレの経鼻インサート５２５、５３０はそれぞれ、実質的に管状の入口５５５、及びそれぞれが実質的にＣ型の断面を有して共に面する一対の延長フランジ５６０、５６１を含んでなる。当該実施形態において、これらのＣ形のフランジ５６０、５６１は、入口５５５の外部と協働し、カニューレ５００がユーザの鼻孔内に動作可能に配置されると、ユーザの経鼻流路に環境空気が通過して流入又は流出する、実質的にＵ型のチャネル（「鼻の内腔」の一例）を形成する。当該実施形態において、経鼻インサート５２５、５３０がユーザの鼻孔内に適切に配置されると、呼吸ガスは入口５５５を通じてユーザの鼻の中に自由に流入し、並びに環境空気は以下で画定される通路を通じて、ユーザの鼻に流入及び鼻から流出する。（１）フランジ５６０、５６１；（２）フランジ５６０、５６１の間に延びる入口５５５の外部側面；並びに、（３）ユーザの鼻の内部。種々の実施形態において、カニューレ５００がユーザの鼻孔内に動作可能に配置されると、空気はこの通路を通じてユーザの鼻に流入及び／又は鼻から流出するこのＵ型チャンネルの内部端に隣接して、経路（例えば半円状の経路）を設けてもよく、これはＵ型チャンネルを通じて排出及び吸引されるガスのための通路として動作してもよい。
【００４３】
図５に示す一般的な実施形態は、多くの異なる構造上の構成を有してもよい。例えば、図６、すなわち本発明の具体例に係る経鼻インサートの横断面図に示すように、カニューレの経鼻インサート６５５の呼吸ガス入口は、円形の横断面よりもむしろ不規則な横断面（例えば実質的にパイの一部形状の横断面）を有するチューブの形状でもよい。あるいは、図７から理解しうるように、カニューレの経鼻インサート７５５の呼吸ガス入口は、円形の横断面よりもむしろ実質的に半円状の横断面を有するチューブの形状でもよい。
【００４４】
同様に、図６及び７から理解しうるように、カニューレのフランジの形状及び寸法は、実施形態により変化しうる。例えば、図６に示した実施形態において、フランジ６６０、６６１はそれぞれ比較的短く実質的にＣ形の横断面を有し、フランジ６６０、６６１の遠位端は隙間を形成するように互いに離れて置かれる。図７に示すように、他の実施形態においては、フランジ７６０、７６１のそれぞれ比較的長く実質的にＣ形の横断面を有してもよく、フランジ７６０、７６１の遠位端は互いに直接隣接して位置決めしてもよい。
【００４５】
図７から理解しうるように、本発明の種々の実施形態において、フランジ７６０、７６１の間に分離７６３（例えば、角度付きスリット等のスリット）を設ける。これにより、フランジ７６０、７６１はそれぞれに対して移動できるため、経鼻インサートが挿入される鼻孔内に適合しうる。他の実施形態において、経鼻インサートの横断面は、半円状のフランジ内には分離７６３を設けない点を除き、実質的に図７に示されるものと同様である。従って、本発明の当該実施形態において、実質的に半円形の、吸気口の外側部分は、実質的に半円形のフランジ部分と協働して、接触し実質的に円形の横断面を有する外面を形成する。このような実施例を、図８Ａ−Ｃに示す。
【００４６】
図８Ａ−Ｃから理解しうるように、当該実施形態において、カニューレ８００の使用中には、カニューレの経鼻インサート８２５、８３０の各々を通じて延びる通路８８１（例えば、対応する呼吸ガス入口８５５により画定されうる部分）を通して、呼吸ガスをユーザの鼻に流入してもよい。実質的に半円形横断面の通路８８５は、各経鼻インサート８２５、８３０の遠位端の間で、カニューレ基部８０５内に画定される実質的に半円状の出口８６５に延びる。種々の実施形態において、カニューレ８００の使用中に、ユーザはこの通路８８５を通じてガスを吸引又は排出してもよい。
【００４７】
ある実施形態において、上記のように、カニューレの経鼻インサート８２５、８３０（図８Ｃを参照）の各々に、導管８５０を設ける。これらの導管８５０はそれぞれ、（１）対応する通路８８５の内部からの、及び／又はカニューレの経鼻インサート８２５、８３０の１つの外部の隣接からのガスを受け、並びに（２）カニューレ８００内の対応する出口８３５、８４０からのガスを導くために取り付けてもよい。上記のように、導管８５０内に、又はこれに隣接して１以上のセンサを配置してもよく、導管８５０を通じて、又はこれに隣接して、１以上のガスフローの属性を評価するために用いてもよい。
【００４８】
図４−８に示した本発明の実施形態及び関連する実施形態は、センサ又はセンサ導管の使用を伴っても伴わなくても、有用でありうることを理解すべきである。種々の経鼻インサートは、カニューレをユーザの鼻孔内に動作可能に位置決めすると、ユーザの鼻孔内の任意の適切な配向に配置するよう構成しうることも理解すべきである。例えば、本発明の一実施形態において、カニューレは、カニューレの鼻腔がユーザの鼻棘に直接隣接するように、又はユーザの鼻棘から前側−側方へ面するように、位置決めしてもよい。
【００４９】
本発明のさらに別の実施例においては、図９に示すように、少なくとも１のセンサ（又はセンサ自体）のためのチューブ入口９７０、９７２が、各々の経鼻インサート９２５、９３０の遠位端に隣接するように、又は遠位端から所定の間隔を空けておくように、カニューレ９００及び対応するセンサを取り付けてもよい。当該実施形態において、センサ（又はセンサ取入口）は、経鼻カニューレの出口開口部の１つに隣接する経鼻カニューレ９００の他から、間隔を空けて離してもよい。
【００５０】
図１０から理解しうるように、種々の実施形態において、経鼻カニューレの第１及び第２ノズル１０２６、１０３１は、カニューレの使用中に、ユーザの鼻孔の外に残るように構成する。例えば、カニューレの使用中に、ノズル１０２６、１０３１の遠位端は、ユーザの鼻孔に隣接して置かれるが、外側である。ノズル１０２６、１０３１の鼻孔内への挿入を防ぐことにより、鼻孔の密閉を回避できる。図１３から理解しうるように、種々の実施形態において、経鼻カニューレがユーザの鼻孔に隣接して動作可能に位置決めされる時に、各ノズル１３２６、１３３１の出口部分（及び、遠位端）は、対応する患者の鼻孔の１つから間隔を空けられ、実質的にこれとインライン（例えば、実質的に同軸）である。種々の実施形態において、経鼻カニューレが動作可能に使用中の時には、各ノズル出口は患者の鼻孔から離れて間隔を置かれ、各ノズルは、各々特定のユーザの鼻孔の１つに集中したガスフローを導くように位置決めされる。
【００５１】
図１１から理解しうるように、特定の実施形態において、停止部１１９０を、経鼻カニューレ基部１１０５から外延してもよい。いくつかの実施形態において、停止部１１９０を第１及び第２ノズル１１２６、１１３１の間に置き、ノズル１１２６、１１３１の各々の中心軸と実質的に平行な中心軸を画定する停止部１１９０は、若干の実施形態において、経鼻カニューレ基部１１０５から、ノズル１１２６、１１３１以上の長さを外延してもよい。このように、停止部１１９０は、経鼻カニューレ１１００が使用中である時に、ノズル１１２６、１１３１がユーザの鼻孔に挿入されるのを防止する。
【００５２】
例えば、停止部１１９０は、経鼻カニューレ１１００の使用中にユーザの鼻軸に係合する設計に位置決めされてもよく、これによりノズル１１２６、１１３１がユーザの鼻孔に挿入されるのを防止してもよい。種々の実施形態において、第１及び第２ノズル１１２６、１１３１は停止部１１９０の両側に位置決めされ、経鼻カニューレ１１００を動作可能に使用している時に、ノズル１１２６、１１３１のそれぞれが患者の鼻孔の特定の１つから各々間隔を空け、例えば、各ノズル（第１出口１１８３及び第２出口１１８４）の出口（及び遠位端）が対応する患者の鼻孔の１つと実質的に一列となる用に位置決めされることにより、当該特定の鼻孔にガスフローをフォーカスする位置になるようにする。
【００５３】
図１２から理解しうるように、種々の実施形態において、経鼻カニューレ１２００は単一のノズル１２２７のみを含んでもよい。ノズル１２２７は、種々の実施形態において、長方形又は実質的に楕円の横断面を有する。これらの実施形態において、楕円の長軸は、経鼻カニューレ基部１２０５の中心軸と実質的に平行である。一実施形態において、ノズル１２２７は、経鼻カニューレの使用中に、ユーザの両鼻孔に空気が流入しうる十分な幅がある。例えば、種々の実施形態において、ノズル１２２７（例えば、楕円形のノズル横断面の長軸で画定される長さ）の幅は、ユーザの鼻孔の総幅にほぼ等しく（又はより大きく）てもよい。
【００５４】
図１４から理解しうるように、経鼻カニューレ１１００を動作可能に使用している時に、ノズル出口１４２９の第１の側面１４３０は、ユーザの第１の鼻孔から間隔を空け、かつ隣接し、ノズル１４２９の第２の側面１４３０は、ユーザの第２の鼻孔から間隔を空け、かつ隣接する。当該及び他の構成において、ノズル１４２２は、ユーザの鼻孔それぞれにガスフローをフォーカスして同時に導くように構成される。種々の実施形態において、ノズル幅がユーザの鼻孔及び他の幅の総幅にほぼ等しい（又はより大きい）と、ノズル１２２７にはノズル１２２７がユーザの鼻孔に挿入されるのを防止する十分な広さがあるので、経鼻カニューレが鼻孔を密閉することを防止する。
【００５５】
種々の他の実施形態において、カニューレの単一のノズルは、長方形でも楕円形でもない異なる横断面を有してもよい。例えば、ノズルは、カニューレが使用中である時に、ユーザの両鼻孔中に空気を流入しうる十分な幅であって、一方、同時に、単一の鼻孔への挿入を防止する十分な幅の直径を有する、実質的に円形の断面を有してもよい。種々の他の実施形態において、経鼻カニューレは、それぞれが実質的に長方形の横断面及びユーザの各鼻孔への挿入を防止する幅を有する、１以上のノズルを有してもよい。
【００５６】
種々の実施形態において、１以上のカニューレの伸長部は、ユーザの鼻孔の密閉を防止するために適応される直径を有する。例えば、伸長部（単数又は複数）は、ユーザの鼻孔よりも実質的に狭い直径を有してもよく、これにより密閉を回避する。他の実施形態において、上述のように、ユーザの鼻孔（単数又は複数）中への挿入時に密閉を防ぐため、伸長部（単数又は複数）には溝又は凹部等の特徴を含んでもよい。
【実施例】
【００５７】
（カニューレの使用例）
本発明の実施形態に係るカニューレを使用するため、内科医又は技師は、患者にカニューレを短時間使用させる一方、内科医又は技師は、カニューレの種々のセンサから受信する情報、又は後の分析のために記録されうる情報をモニタする。内科医又は技師は、次いで、患者の気道サポート環境が特定の条件を満たすことをカニューレのセンサが示すまで、カニューレの構造又は動作を調節するために、この情報を用いてもよい。
【００５８】
同様に、種々の実施形態において、カニューレのセンサは、患者の上部気道内の状態を経時的にモニタするために用いてもよい。特定の実施形態において、カニューレのセンサは、センサからの情報が患者の上部気道内の望ましくない状態を示す場合に、カニューレ内への治療ガスフローを自動的に変更又は修正する制御システムに、接続してもよい。本発明のさらなる実施形態において、センサは、カニューレのセンサからの情報が患者の気道内の望ましくない状態を示す場合に、警報を出す制御システムに、接続する。
【００５９】
図１３及び１４に、患者に使用する経鼻カニューレの種々の実施形態を示す。図１３から理解しうるように、例えば、経鼻カニューレは、年少者又は小さな幼児への高流速治療に用いる。例えば、図１０の図示と同様の経鼻カニューレを用いうる。種々の実施形態において、第１及び第２の伸長部１３７０、１３７２を患者の鼻孔に挿入する一方、対応する第１及び第２ノズル１３２６、１３３１は患者の鼻孔に隣接して外側に維持する。明らかなように、経鼻カニューレの使用時はノズルを介して患者の鼻孔に空気が流入する。図１４に、患者に使用中の経鼻カニューレの一実施形態を示す。一実施形態において、図１２の図示等の経鼻カニューレを用いうる。図１４から理解しうるように、単一のノズル１４２７を有する経鼻カニューレを用いうるが、ノズルは患者の鼻孔への挿入を防ぐ寸法及び形状に（例えば、楕円形及び／又は患者の鼻孔よりも広く）する。種々の他の実施形態において、全体に記載のごとく、経鼻インサートを有する経鼻カニューレを用いうる。これらの実施例において、カニューレの使用中に、経鼻インサートはユーザの鼻孔に挿入される。本発明の実施形態に係る経鼻カニューレは、種々の患者に用いうる。
【００６０】
（高流速治療装置）
ここで図１５−１７を参照し、高流速治療装置２０００を示す。高流速治療装置２０００は、カニューレ１００等の非密閉呼吸インタフェースと共に用いて、例えばガスを患者に送達するよう構成する。種々の実施形態において、高流速治療装置２０００は、ガスを患者に送達する前に、ガスを加温、加湿及び／又は酸素添加しうる。加えて、高流速治療装置２０００の実施形態は、ガスの温度、ガスの湿度、ガスの酸素量、ガスの流速及び／又は患者に送達するガスの量を制御及び／又は調整しうる。
【００６１】
図１５に、ハウジング２０１０、加湿容器２０２０（蒸気発生装置、等）、ユーザインタフェース２０３０、ガス入口ポート２０４０及びガス出口ポート２０５０を含んでなる高流速治療装置２０００を示す。図１６に、マイクロプロセッサ２０６０、空気入口ポート２０７０、ブロワ２０８０、酸素入口２０９０及びプロポーションバルブ２１００を例示する。非密閉呼吸インタフェース（図１−１４に例示の経鼻カニューレ（１００又は１２００等であり、本願明細書において以後１００として記載）等）は、患者にガスを供給するためにガス出口ポート２０５０と機械的に協働するよう構成される。
【００６２】
図１７に模式的に示す加温素子２１１０７（図１５では加湿容器２０２０により視野から隠れている）は、例えば導線２１１２を介してマイクロプロセッサ２０６０（プリント基板（ＰＣＢ）に含まれる）と電気的導通にあり、加湿容器２０２０内の液体（水、等）を加温してガスを発生しうる。非密閉呼吸インタフェース１００は、このガスを患者に送達するよう構成する。さらに、センサ２１２０又は変換器（図２０に図示）をマイクロプロセッサ２０６０と電気的導通状態に配置し、患者の上部気道ＵＡ（Ｕｐｐｅｒ  Ａｉｒｗａｙ、鼻腔及び口腔の両者を含む）の圧力を測定するよう構成する。一実施形態において、導管２１３０は、患者の上部気道及びセンサ２１２０の間に延びる（図１９、センサ２１２０は図１９には明示しないが、マイクロプロセッサ２０６０に隣接配置してもよい）。別の実施形態において、センサ２１２０を、マイクロプロセッサ２０６０（図１８及び２０）に信号をリレーする導線２１２２と共に、少なくとも部分的には患者の上部気道内に配置する。
【００６３】
使用中、例えば、容器ポート２０２２を通じて液体（水、等）を加湿容器２０２０に入れる。加温素子２１１０は、液体を加温して蒸気又はガスを発生する。この蒸気は、ガス入口ポート２０４０を通じて加湿容器２０２０に入るガスを加湿する。加温及び加湿された蒸気は、ガス出口ポート２０５０を通じ、非密閉呼吸インタフェース１００を通じて流れる。
【００６４】
開示の実施形態において、センサ２１２０は、患者の呼吸速度、一回呼吸気量、及び一回換気量を測定するためのデータを収集する。さらに、センサ２１２０が取得し、マイクロプロセッサ２０６０にリレーされた測定に基づき、マイクロプロセッサ２０６０は、ガスの温度、ガスの湿気、ガスの酸素量、ガスの流速及び／又は患者に送達するガスの量を調整しうる。例えば、患者の上部気道の圧力を計測して低すぎる（例えば、マイクロプロセッサ２０６０に埋め込まれた予めプログラムされたアルゴリズムにより、又はオペレータが入力したセッティングから）場合は、マイクロプロセッサ２０６０は、充分な圧力レベルが維持されるように、例えば、ブロワ２０８０の速度及び／又は酸素ポロポーショナルバルブ２１００を調節しうる。
【００６５】
加えて、センサ２１２０は呼吸数をモニタするために用いてもよく、マイクロプロセッサ２０６０は、呼吸速度がマイクロプロセッサ２０６０又はオペレータの設定のいずれかにより定められた範囲を超過又は不足する場合に、警報を送ってもよい。例えば、呼吸数超過の警報は、オペレータに警告してもよく、患者がより高い流速及び／又はより高い酸素フローを必要としていることを示してもよい。
【００６６】
図１７を参照し、一対の熱電対２２００及び２２０２を示す。これらは、呼吸インタフェース１００及びガス出口ポート２００に出入りする温度を検知する。さらに、第２の加温素子２１１４（又はヒーター）（電熱線、等）を、ガスをさらに加温するために空気出口ポート２０５０に隣接配置してもよい。第２の加温素子２１１４を回路２２１０内に配置することも想定する。熱電対２２００及び２２０２をマイクロプロセッサ２０６０と導通し、加温素子２１１０及び第２の加温素子２１１４の温度を調節するために用いてもよい。送達ガスの温度制御、並びに湿度制御及び水滴形成を最小化するために、帰還ループを用いてもよい。図１６に、本開示の実施形態に係る、内部に同軸配置する導管２１３０を含む、回路２２１０の実施形態を例示する。
【００６７】
図１６に示す実施形態に関し、ブロワ２０８０は、環境空気を空気入口ポート２０７０に引き込み、これを空気フローチューブ２１４０、ガス入口ポート２０４０、加湿容器２０２０及びガス出口ポート２０５０を通じて非密閉呼吸インタフェース１００に押し込むために、用いる。ブロワ２０８０は、患者（例えば成人患者）に最大毎分約６０リットルのガス流速を提供するように構成する。特定の実施形態において、ブロワ２０８０は、患者に最大毎分約４０リットルのガス流速を提供するように構成することを想定する。加えて、患者に送達する空気を濾過するために、空気取り込みフィルタ２０７２（図１７に模式的に示す）を、空気入口ポート２０７０に隣接して提供してもよい。空気取り込みフィルタ２０７２は、ブロワ２０８０が受けた微粒子（ダスト、花粉、菌（酵母菌、カビ、芽胞、他を含む）、細菌、ウイルス、アレルゲン物質及び／又は病原体を含む）の量を減少するために構成することを想定する。加えて、ブロワ２０８０を使用することは、例えば、圧縮空気を利用する必要性を不要としうる。圧力センサを空気取り込みフィルタ２０７２（図１７に模式的に示す）に隣接配置することも想定し、これによって、空気取り込みフィルタ２０７２を交換すべき時（例えば、汚れ、陰圧発生、その他）を決定しうる。
【００６８】
引き続き図１６を参照し、酸素入口２０９０を、例えば、酸素が高流速治療装置２０００を通過して環境空気と混合できるように、外部酸素源（又は酸素ガス）（明示せず）に接続するよう構成する。プロポーションバルブ２１００は、マイクロプロセッサ２０６０と電気的導通状態にあり、酸素入口２０９０に隣接配置され、酸素フローチューブ２１５０を通じて酸素入口２０９０から流れる酸素の量を調節するように構成する。図１６及び１７に示すように、酸素フローチューブ２１５０を流れる酸素は、加湿容器２０２０に入る前に混合領域２１５５内の空気フローチューブ２１４０を流れる空気（又はフィルタ後の空気）と混合する。
【００６９】
開示の実施形態において、センサ２１２０は、患者の吸気圧及び呼気圧を測定する。図１８及び１９に示す実施形態において、導管２１３０は、センサ２１２０（図１８及び１９には明示せず）に圧力測定を伝達するが、これはマイクロプロセッサ２０６０に隣接配置してもよい。図２０に示す実施形態において、センサ２１２０は、患者の上部気道の隣接位置であり、読み取り値をマイクロプロセッサ２０６０に送信するための導線２１２２を含んでなる。
【００７０】
種々の例において、臨床家は患者の上部気道に空気が入ることを望まない。環境空気が患者の上部気道に入るかどうかを計測するには、上部気道内（又は隣接）からの吸気及び呼気の圧力読み取りを、環境空気の圧力と比較してもよい。すなわち、患者は、高流速治療装置２０００が患者に送達するガス速度よりも高い速度でガスを吸引しうる。こうした状況（呼吸インタフェース１００が非密閉であることから）において、供給ガスでの呼吸に加えて、患者は空気も吸引する。この情報に基づき、高流速治療装置２０００のマイクロプロセッサ２０６０は、環境空気の同調を最小化又は抑圧するために、流速を増加させる等、種々のフローパラメータを調節しうる。
【００７１】
図２１に、スクリーンショットの実施例を示す。これは、ユーザインタフェース２０３０の一部に表示してもよい。サイン波のような波の頭部は呼気圧を表し、谷は吸気圧を表す。この状態では、圧力ゼロのライン以下にサイン波の谷が沈むことから明らかなように、患者の上部気道中への環境空気の同調が起こっている。マイクロプロセッサ２０６０は、環境空気の同調に打ち勝つために、高流速治療装置２０００によって患者に供給されるガスの態様を自動的に調節するよう構成してもよい。さらに、マイクロプロセッサ２０６０は、環境空気の同調を最小化するよう流速を調節するため、又は環境空気の圧力以上の圧力を維持するための設定を入力するオペレータに、圧力表示を伝達してもよい。さらに、呼気の間、流速を低下させることで、高流速治療装置２０００を通過する酸素フローも最小化しうる。このように流速を低下することにより、高レベル酸素が有害でありうる患者室又は救急車内等の閉鎖環境への、酸素の流入も最小化しうる。
【００７２】
開示の実施形態において、導管２１３０は、患者の上部気道内又は隣接の空気を多様に測定（例えば、酸素パーセント、二酸化炭素パーセント、圧力、温度、他）するよう構成しうるガス分析器として用いてもよい。
【００７３】
別の実施形態（明示せず）において、ハウジング２０１０の外部と連絡するために、ハウジング２０１０に隣接してガスポートを配置してもよい。ガスポートは、外部装置を用いて種々のガス特性（例えば、酸素パーセント及び圧力）を測定できるよう構成することを想定する。加えて、ガスポートは、ガスの数値を外部で確認するために用いてもよい。さらに、例えば、付加的な分析のためにコンピュータ等の外部装置を接続可能とするための通信ポート２３００（図１６に示す）を含めてもよい。さらに、通信ポート２３００は他の装置と接続でき、例えば、データを遠隔モニタし、記録及び再プログラムを可能にする。
【００７４】
分析ガスを容易にサンプリングするため、一方通行弁２１６０及び／又はサンプルポンプ２１７０（図１７に模式的に示す）も含めてもよい。より詳しくは、特定の実施形態において、サンプルポンプ２１７０は、ガス成分計に一定量のガスを移動しうる。図１７に模式的に示すように、ガスサンプルは、導管２１３０を介して患者の上部気道から、又はサンプルライン２１８０及びサンプルポート２１８２を介して混合領域２１５５から、採取しうる。いずれかの部位（又はガス加温後等の、異なる部位）からのガスサンプルを導くため、マイクロプロセッサ２０６０により方向弁２１６０を制御しうる。ガス分析器は、高流速治療装置２０００が最適に動いていることを確認するために、予め定められた測定とガスサンプル（単数又は複数）測定とを比較しうる。さらに、試料ポンプ２１７０は、例えば麻酔ガス等の追加ガスを患者に提供するため、及び又は導管２１３０を浄化又は清掃するために、ガス又は液体を患者方向へポンプ輸送するために構成しうることを想定する。
【００７５】
本開示は、患者にガスを供給する方法にも関する。この方法は、例えば、上述のように、高流速治療装置２０００を提供すること、ガスを加温すること、並びにガスを患者に送達することを含んでなる。当該実施形態において、高流速治療装置２０００は、マイクロプロセッサ２０６０、マイクロプロセッサ２０６０と電気的導通状態に配置される加温素子２１１０、患者にガスを送達するよう構成する非密閉呼吸インタフェース１００、及びマイクロプロセッサ２０６０と電気的導通状態に配置され患者の上部気道内の圧力を測定するよう構成されるセンサ２１２０を含んでなる。当該実施形態の方法は、例えば、患者に呼吸補助を提供するために用いうる。ブロワ２０８０も、この方法の高流速治療装置２０００に含めてもよい。ブロワ２０８０は、高流速治療装置２０００（例えば、フィルタ２０７２を通じて）に環境空気を入れて患者に供給することを可能にする。この実施形態において、高流速治療装置は、例えば外部の圧縮空気源を必要としないので、ポータブルである。
【００７６】
本開示の別の方法は、患者の呼吸感染症を最小化することに関する。この方法の実施形態において、高流速治療装置２０００は、加温素子２１１０及び非密閉呼吸インタフェース１００を含んでなる。ここで、患者には、患者の呼吸感染症を最小化するため、加温及び／又は加湿された空気（例えば、種々の流速で）が提供されてもよい。さらに、例えば病院で、患者が汚染された空気の吸入に伴う種々の症状を取り込まないようにするために、ある種のフィルタ２０７２を接続して、この方法を用いてもよい。加えて、適切に暖められ及び加湿された呼吸ガスを提供することにより、鼻の前方３分の１から呼吸細気管支の入口への呼吸通路に沿って並ぶ繊毛の運動が最適化し、感染症のリスクをさらに最小化する。さらに、酸素補給により、この作用を増してもよい。センサ２１２０と接続するマイクロプロセッサ２０６０を、例えば、上述のように、患者に送達されるガスの種々の態様を測定するために、この方法の高流速治療装置２０００に含めてもよい。
【００７７】
本開示の更なる方法は、患者にガスを供給する他の方法に関する。本発明の方法は、加温素子２１１０、非密閉呼吸インタフェース１００、ブロワ２０８０、環境空気がブロワ２０８０に向かって流れるよう構成する空気入口ポート２０７０、及び空気入口ポート２０７０と機械的に協働するよう配置され、環境空気から病原体を除去するよう構成されるフィルタ２０７０を含む、高流速治療装置２０００を提供することを含んでなる。この方法の高流速治療装置２０００は、マイクロプロセッサ２０６０及びセンサ２１２０も含んでもよい。
【００７８】
本開示の他の方法は、頭痛、上部気道抵抗シンドローム、閉塞性睡眠時無呼吸、呼吸低下及び／又はいびきを治療するための、高流速治療装置２０００の使用を含んでなる。高流速治療装置２０００は、とりわけ使用者が眠っている間、吸気期間の上部気道圧潰を最小化するために充分な気道内圧を提供するよう設定しうる。ＨＦＴは、密閉インタフェースを必要とする従来のＣＰＡＰ治療を許容できない児童及び他者に、より受け入れられうる。ＨＦＴを用いる早期治療により、軽度の上部気道抵抗症が、睡眠時無呼吸及び付随する罹患等、より進行した症状に進むことを防止しうる。
【００７９】
本開示の他の方法は、ＨＦＴを用いる頭痛治療である。頭痛の治療／予防の実施形態において、約３２℃と約４０℃の間の温度（この範囲の高温端の温度はより早い応答をもたらしうる）で、少なくとも２７ミリグラム／リットルの水分を有するガスを患者に送達してもよい。より詳しくは、約３３ｍｇ／Ｌと約４４ｍｇ／Ｌの間の水蒸気量を有するガスを用いることを想定する。患者に送達するガスは、典型的な呼気と同様の含水量を含むことを想定する。一実施形態において、この加温及び加湿された空気の流速は、上述のように、吸気の間、呼吸ガスへの空気の同調を十分に防止／最小化する。酸素パーセントの増加を含めることも有益でありうる。さらに、非密閉呼吸インタフェース１００を使用している患者に、このガスを送達してもよい。
【００８０】
これらの方法に用いる高流速治療装置２０００は、加温素子２１１０及び非密閉呼吸インタフェース１００を含んでなる。マイクロプロセッサ２０６０及びセンサ２１２０も、この方法の高流速治療装置２０００に含めてもよい。開示の実施形態に係るブロワ２０８０を含めることにより、高流速治療装置２０００は外部の圧縮空気又は酸素源を接続する必要がないため、ポータブルになりうる。このように、この方法の高流速治療装置２０００は、比較的容易に、個人の家庭、診療室、救急車等において用いうる。
【００８１】
本開示は、呼吸ガスを患者に送達する方法にも関し、患者の呼吸の位相モニタリングを含んでなる。患者の呼吸の位相モニタリングは、患者の上部気道圧力を計測することにより可能になる。加えて、呼吸の位相は、回路２２１０による圧力計測でもよく、又は横隔神経活動のモニタにより計測してもよい。リアルタイム圧力計測（例えば、図２１のサイン波類似の波を参照）により、種々のガスを異なった圧力で患者に送達すること、又は種々の圧力で送達することが可能になる。例えば、より高圧のガスを吸気の間に患者に届け、より低圧のガスを呼気の間に患者に届けてもよい。この例は、患者が脆弱で、高い圧力のガスが入って来ると吐き出しが困難である時に有用でありうる。さらに、患者の快適さを改善するため、患者に送達されるガス圧のレベルを、例えば、段階的に（例えば数分以上に渡り）増加することを想定する。
【００８２】
図２２−２４を参照し、本開示の実施形態に係るマウスピース３０００を例示する。概要を上述のように、マウスピース３０００は本開示の呼吸のインタフェースの実施例である。マウスピース３０００（おしゃぶり類似の図示）は、患者の上部気道内圧を検出するために用いてもよい。
【００８３】
第１のマウスピースポート３０１０は、第１ポートの開放端３０１２を通じてマウスピース３０００内の圧力を測定するために用いてもよい。第１のマウスピースポート３０１０は、第１ポートの導管２１３０ａを介してセンサ２１２０（図２２−２４には明示せず）にマウスピース３０００の圧力を伝える開放チューブを含んでもよい。センサ２１２０は、マウスピース３０００内に位置決めしてもよい。マウスピース３０００は、ガス又は水等の液体で少なくとも部分的に充填されることを想定する。
【００８４】
マウスピース３０００内の圧力は、例えば、吸引又は摂食強度を計測するために、当該圧力データを評価、記録、又は他用する役に立つ。吸引運動のタイミング及び口の圧力差も、測定してもよい。吸引圧は、吸引強度の計測に役立ててもよく、例えば、小児の健康評価に用いてもよい。経口的な咽頭圧計測により、患者への呼吸サポート治療を設定又は調節するためのデータを与えてもよい。マウスピース３０００のバルブ３０３０が圧力風船として動作するように、比較的短い第１のマウスピースポート３０１０を用いることを想定する。剛性を有する比較的長い第１のマウスピースポート３０１０を、例えば、歯槽堤又は歯の圧力によるチューブ閉鎖の妨げに役立てて用いうることも想定する。
【００８５】
第２のマウスピースポート３０２０は、マウスピース３０００の使用中に患者の口又は口腔に入るように構成し、第２のマウスピースポート３０２０の開放端３０２２を通じて口腔内の圧力（上部気道圧力）を測定するように構成する。上部気道からの圧力（例えば、咽頭に隣接して測定される）は、第２ポートの導管２１３０ｂを介してセンサ２１２０に転送してもよく、又はセンサ２１２０はマウスピース３０００に隣接して位置決めしてもよい。すなわち、上部気道から患者の口に連絡される圧力が、測定される圧力である。正確な上部気道内圧を容易に計測するために、第２のマウスピースポート３０２０はバルブ３０３０の一片を超えて延長することを想定する。
【００８６】
図２３を参照し、第２のポート３０２０の遠位端３０２４に隣接する風船３０４０を示す。ここで、導管２１３０ｂの内腔は、風船３０４０の内部領域と流体連絡することを想定する。さらに、風船３０４０の壁に対する任意の力は、観察又は分析用のセンサ２１２０又はトランスデューサ側の内腔を通じて転送される。
【００８７】
口腔内の圧力は、吸引及び嚥下の位相の間に変化しうる。マウスピース３０００を用いる高流速治療装置２０００は、マウスピース３０００内の吸入圧力及びマウスピース３０００外側の圧力の同時計測を可能にする。このデータは、小児、児童又は成人（例えば無意識の成人）の呼吸サポートのための、治療特性の決定に役立ちうる。
【００８８】
（結論）
当業者であれば、これらの発明が前述の記載及び付随図面に示される教示の利点を有して関連する、本願明細書に記載の本発明の多くの変更及び他の実施形態を思い浮かべるであろう。従って、本発明は開示の特定の実施形態に限定されず、変形及び他の実施形態は添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されていることを理解すべきである。例えば、図１に示した実施形態は２つの入口１５２、１５４を有する経鼻インサート１２５、１３０を示すが、本発明の別の実施形態においては、１以上の経鼻インサート１２５、１３０が２つ以上又は以下の入口（及び／又は２つ以上又は以下のセンサ）を有してもよい。さらに、センサ２１２０は、据えられてもよく、気道の任意の領域と通じてもよく、鼻腔前方の環境を検知することに限定されない。特定の用語が本願明細書に用いられても、それらは一般的及び記載の意味のみで使用され、限定を目的とするものではない。
【００８９】
添付図面を参照するが、これらには寸法比は必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の特定の実施形態に係る経鼻カニューレの斜視図である。
【図２】本発明のさらなる実施形態に係る経鼻カニューレの斜視図である。
【図３】本発明の別の実施例に係る経鼻カニューレの斜視図である。
【図４】本発明のまた別の実施形態に係る経鼻カニューレの斜視図である。
【図５】本発明のさらなる実施形態に係る経鼻カニューレの正面の斜視図である。
【図６】本発明の特定の実施形態に係る経鼻カニューレを鼻に挿入する横断面図である。
【図７】本発明のさらなる実施形態に係る経鼻カニューレを鼻に挿入する横断図である。
【図８Ａ】本発明の他の実施形態に係る経鼻カニューレの正面の斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す経鼻カニューレの後面斜視図である。
【図８Ｃ】図８Ａに示す経鼻カニューレの斜視図断面図である。
【図９】本発明のさらなる実施形態に係る経鼻カニューレの斜視図である。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る経鼻カニューレの斜視図である。
【図１１】本発明のさらなる実施形態に係る経鼻カニューレの斜視図である。
【図１２】本発明のまた別の実施形態に係る経鼻カニューレの斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る、患者に使用中の経鼻カニューレの実施形態を例示する。
【図１４】本発明のさらなる実施形態に係る、患者に使用中の経鼻カニューレの別の実施形態を例示する。
【図１５】本開示の実施形態に係る、高流速治療装置の斜視図を例示する。
【図１６】本開示の実施形態に係り内部要素を示す、図１５の高流速治療装置の斜視図を例示する。
【図１７】本開示の実施形態に係り、経鼻インタフェース及び患者を伴う、図１５及び１６の高流速治療装置の略図を例示する。
【図１８】本開示の実施形態に係り、経鼻インタフェース及び導管を含む高流速治療装置を例示する。
【図１９】及び
【図２０】本開示の２つの実施形態に係り、患者の上部気道及び経鼻インタフェースの拡大図を例示する。
【図２１】本開示の実施形態に係り、図１５−１７の高流速治療装置のユーザインタフェースのスクリーンショット例を示す。
【図２２】及び
【図２３】本開示の実施形態に係り、マウスピースの形状における非密閉呼吸インタフェースの実施例を示す。
【図２４】本開示の実施形態に係り、患者に使用中の図２２又は２３のマウスピースを例示する。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月17日(2008.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロプロセッサ；
前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置され、液体を加温してガスを作成しうる加温素子；
前記ガスを患者に送達するよう構成される非密閉呼吸インタフェース；及び
前記マイクロプロセッサと電気的導通状態に配置され、前記患者の上部気道内圧を測定するよう構成されるセンサ、
を含んでなる、高流速治療システム。
【請求項２】
前記非密閉呼吸インタフェースは経鼻カニューレを含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項３】
前記センサは少なくとも部分的に患者の上部気道内に配置される、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項４】
さらに、前記患者の上部気道と前記センサとの間に延長する導管を含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項５】
前記センサは、呼吸速度、一回呼吸気量、及び一回換気量の少なくとも１を測定する、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項６】
さらに、前記非密閉呼吸インタフェースと機械的に協働するよう構成され、少なくとも部分的に前記非密閉呼吸インタフェースを通じて前記ガスを前進させうるブロワを含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項７】
前記センサは、前記患者の吸気圧及び呼気圧を測定するよう構成される、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項８】
前記マイクロプロセッサは、前記患者の上部気道への環境空気の取り込みを最小化するように構成される、請求項１５に記載の高流速治療システム。
【請求項９】
さらに、前記マイクロプロセッサと電気的に導通するよう配置されるガス分析計を含んでなる、請求項１に記載の高流速治療システム。
【請求項１０】
さらに、前記導管の一部と機械的に協働するように配置される一方通行弁を含んでなり、前記一方通行弁は前記患者の上部気道から前記一方通行弁へ空気が移動できるように構成される、請求項６に記載の高流速治療システム。
【国際調査報告】
2009519759.tif 000029