(57)【要約】統合ガス供給、特殊ガス供給機能、換気カテーテル、およびアクセス装置を伴う装着型換気システムと、呼吸感知技法とを含む、患者に補助換気を提供するためのモード、方法、システム、および装置を説明する。一実施形態において、換気補助装置は、人工呼吸器と、該人工呼吸器への接続に適合される換気ガス送達カテーテルと、該人工呼吸器と連通している呼吸センサと、ある量の換気ガスを格納し、かつ該人工呼吸器に統合される、統合型換気ガス貯蔵部とを備える。
2009545384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工呼吸器と、
該人工呼吸器への接続に適合される換気ガス送達カテーテルと、
該人工呼吸器と連通している呼吸センサと、
ある量の換気ガスを格納し、かつ該人工呼吸器に統合される、統合型換気ガス貯蔵部と
を備える、換気補助装置。
【請求項２】
（ａ）人工呼吸器と、
（ｂ）患者の気道に留置するように構成されるカテーテルと、
（ｃ）該患者の気道に位置して気管の空気流量を測定するように構成されるセンサと、
（ｄ）換気ガス源と
を備え、
換気ガスの量は、該患者の自発呼吸に同期した割合で送達され、かつ該患者の吸気相中に送達されるように構成される、
換気補助装置。
【請求項３】
前記人工呼吸器は、前記患者によって装着されるように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記人工呼吸器は、酸素量の統合型供給を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記人工呼吸器は、液体酸素の統合型供給と、該液体酸素を気体酸素に変換する手段とを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記人工呼吸器は、統合型酸素発生システムを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
送達される前記換気ガス量は、患者の自然な１回換気量の５〜５０％である、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
換気ガス駆動圧は、５〜２５ｐｓｉである、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
換気のピーク流量送達は、毎分１５〜３５リットルである、請求項２に記載の装置。
【請求項１０】
換気ガス送達時間は、０．１から０．８秒である、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記カテーテルは、カテーテル先端を含み、該カテーテル先端から外へ出る換気ガス出口速度は、毎秒２５〜２５０メートルである、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
換気ガス退出気流動態は、前記換気ガスにより、上部気道から肺の中へのガスの１０〜１００％量の吸い込みを引き起こすように選択される、請求項２に記載の装置。
【請求項１３】
換気ガス送達振幅は、補助されていない呼吸中の陰圧と比較して、吸気中に患者の肺の中でより小さい陰圧を引き起こすように選択される、請求項２に記載の装置。
【請求項１４】
換気ガス送達振幅は、補助されていない呼吸中の陰圧と比較して、吸気中に患者の肺の中で陽圧を引き起こすように選択される、請求項２に記載の装置。
【請求項１５】
前記呼吸センサは、２つの個別センサ間の比較を取得するために使用される、２つの個別センサを備え、比較は、ドリフトおよび信号アーチファクトを補うために使用される、請求項２に記載の装置。
【請求項１６】
前記個別センサ比較は、前記信号を呼吸曲線の異なる部分と相関させるように区別される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記換気ガス源は、液体酸素システムである、請求項２に記載の装置。
【請求項１８】
前記換気ガス源は、圧縮酸素ガス源である、請求項２に記載の装置。
【請求項１９】
前記換気ガス源は、酸素発生システムである、請求項２に記載の装置。
【請求項２０】
前記センサは、気道の空気流量の強度および方向を測定して、吸気流量がピーク振幅に到達した後に前記換気ガスを送達する手段を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項２１】
前記センサ信号は、呼吸筋活動と相関され、呼吸筋がその最大仕事に到達した後に前記換気ガスを送達する手段を提供する、請求項２に記載の装置。
【請求項２２】
呼吸筋がその最大仕事に到達した後にガスを送達するための手段を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項２３】
吸気中に多重パルスで前記ガスを送達するための手段を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項２４】
前記患者の快適性および換気の必要性に応じて、前記吸気相内で任意の時に発生するように前記換気ガス送達を調整するための手段を備え、該吸気相における時は、前記呼吸センサからの情報によって判定される、請求項２に記載の装置。
【請求項２５】
前記調整手段は、生理的フィードバック機構によって前記換気ガス送達を自動的に調整することが可能である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記フィードバック機構は、気道ガス濃度に基づく、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記フィードバック機構は、呼吸の深さに基づく、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記フィードバック機構は、呼吸の割合に基づく、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記フィードバック機構は、パルス酸素測定に基づく、請求項２４に記載の装置。
【請求項３０】
前記調整手段は、ユーザによって手動で行われることが可能である、請求項２３に記載の装置。
【請求項３１】
前記調整手段は、患者によって調整されることが可能である、請求項２３に記載の装置。
【請求項３２】
前記調整手段は、臨床医によって調整されることが可能である、請求項２３に記載の装置。
【請求項３３】
前記換気ガス送達手段は、１次換気ガス送達手段であり、前記装置は、２次換気ガスを送達するための手段であって、該１次換気ガス送達と比較して、より低いガス流量を備える２次換気ガス送達手段をさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項３４】
吸気の初期において前記２次換気ガスを送達する手段を備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
吸気の全体を通して前記２次換気ガスを送達する手段を備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３６】
呼気中に前記２次換気ガスを送達する手段を備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３７】
前記２次換気ガスは、前記上部気道中のＣＯ２を置換し、その結果、前記１次換気ガスは、送達されるとき、該上部気道から下部気道の中へ空気を吸い込み、該吸い込まれた空気は、ＣＯ２が少なく、好ましくは、該２次換気ガスをオフにした時と比較して、ＣＯ２が少なくとも２％少ない、請求項３２に記載の装置。
【請求項３８】
前記２次換気ガスは、５０％〜１００％、および好ましくは８０％〜１００％等の、高酸素濃度を備え、前記１次換気ガスは、２１％〜６０％等の低酸素濃度を備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３９】
前記換気ガス送達の圧力および流量振幅のうちの一方を調整する手段を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４０】
前記換気ガス送達圧力または流量の波形を、正弦波、上昇波、下降波、または方形波のうちの少なくとも１つを含む、所望の波形に調整する手段を備え、該調整手段は、弁、開口、ピストン、および調節器のうちの少なくとも１つを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４１】
前記換気ガス送達は、１次換気ガス送達を備え、前記装置は、呼気中にガスを気道の中へ送達して呼気流への逆抵抗を提供する手段をさらに備え、該逆抵抗ガス流動態は、気道虚脱を低減するように選択される、請求項２に記載の装置。
【請求項４２】
呼気の初期または呼気の後期のうちの一方を含む、前記呼気相内の選択可能な計略的時間に前記逆抵抗ガスを送達する手段を備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記逆抵抗ガス送達は、呼気の全体を通して発生する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
振動パターンで前記逆抵抗ガスを送達する手段を備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４５】
乱流パターンで前記逆抵抗ガスを送達する手段を備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４６】
層流パターンで前記逆抵抗ガスを送達する手段を備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４７】
前記逆抵抗ガス送達動態は、前記気道における略均一の速度プロファイルを生成する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４８】
前記逆抵抗ガス送達動態は、前記気道における略不均一の速度プロファイルを生成する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４９】
前記１次換気ガス送達に加えて、前記気道から気道ガスを能動的に除去し、該気道中のガスのＣＯ２含有量を低減する手段を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５０】
前記換気ガスは、酸素、またはヘリウム・酸素混合物、または酸化窒素混合物、またはその他の治療ガスのうちの少なくとも１つを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５１】
薬剤を送達する手段を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５２】
１つ以上の連結治療法、および（ａ）２次ガス送達、（ｂ）呼気流逆抵抗を引き起こす、呼気中のガスの送達、（ｃ）前記気道からのガスの除去、（ｄ）ヘリウム・酸素または酸化窒素等の治療ガスの送達、（ｅ）医薬の送達、を送達する手段をさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５３】
前記患者の必要性に基づいて前記連結治療法を調整する手段をさらに備え、該調整手段は、フィードバックに基づいて手動または自動となり得、該調整手段は、該連結治療法をオンまたはオフにすること、または該連結治療法の幅を変えることを可能にすることができる、請求項５１に記載の装置。
【請求項５４】
患者に換気支援を提供するための装置であって、ガス量は、該気道に留置するカテーテルを介して該患者の気道の中へ送達され、該装置は、
（ａ）該ガス量が、該患者の自発呼吸と同期する割合で送達され、かつ該患者の吸気相中に送達され、
（ｂ）送達される該ガス量が該患者の自然な１回換気量の５〜５０％であり、
（ｃ）該カテーテル中の駆動圧が、５〜２５ｐｓｉであり、ガス送達のピーク流量が、毎分１５〜３５リットルであり、
（ｄ）ガス送達時間が、０．１から０．８秒であり、
（ｅ）該カテーテル先端から外へ出るガスの出口速度が、毎秒２５〜２５０メートルであり、１０〜１００％量の吸い込みを引き起こし、
（ｆ）気管の空気流量を測定するために該患者の該気道に位置する呼吸センサを使用することによって、人工呼吸器が、該患者の呼吸パターンに同期される
ように構成される、装置。
【請求項５５】
前記換気ガス源は、０．１００”より大きい直径の気体酸素出力開口を伴う液体酸素供給源を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５６】
前記換気ガス源は、酸素ガス生産の割合を増加させるためのヒータを備える液体酸素供給ユニットを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５７】
前記換気ガス源は、気体酸素に変換された酸素を格納するための貯蔵部を備える液体酸素供給ユニットを備え、該貯蔵部は、８０ｍｌより多い気体酸素を格納する、請求項２に記載の装置。
【請求項５８】
前記換気ガス源は、圧縮酸素ガスまたは液体酸素等の、酸素供給ユニットを備え、該供給ユニットは、異なるガス圧力で該ガスを調節するように構成される、複数の圧力調節器設定を備え、該調節器設定は、前記ユーザが異なる圧力レベルで気相酸素の圧力を調節することによって選択可能となるように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項５９】
前記ガス源からの圧力出力を調節する手段と、該調節された圧力でガスを蓄積する蓄積器と、該蓄積器から前記患者への流動出力を制御するためのオン／オフ弁とを備え、前記センサは、該患者の呼吸相を判定するための呼吸センサを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項６０】
前記換気ガス源は、調節器を備える圧縮酸素ガスキャニスタを備え、該調節器は、１０〜４０ｐｓｉおよび毎分６リットルより大きい出力を提供するように構成されるガス出力開口を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項６１】
前記換気ガス源は、統合酸素発生器ユニットと、圧力増幅器と、該圧力増幅器を増強するポンプと、ガス貯蔵部とを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項６２】
前記圧力増幅器は、空気圧式である、請求項６０に記載の装置。
【請求項６３】
前記圧力増幅器は、電空式である、請求項６０に記載の装置。
【請求項６４】
前記圧力増幅器は、圧力を周囲圧力から少なくとも１０ｐｓｉに、および好ましくは少なくとも２０ｐｓｉに増幅する、請求項６０に記載の装置。
【請求項６５】
前記圧力増幅器は、第１のガス入力部分および第２のガス出力部分といった、２つの部分を備え、該入力部分の断面積は、該出力部分の断面積よりも小さく、源ガス圧力は、該第１の部分に運び込まれ、該第２の部分を通って放出される、請求項６０に記載の装置。
【請求項６６】
ガス蓄積器をさらに備え、該蓄積器は、送達される各呼吸に対する１回の呼吸において前記患者に送達されているガスの量を蓄積する、請求項２に記載の装置。
【請求項６７】
前記蓄積器は、ストローキングピストンを伴うシリンダである、請求項６５に記載の装置。
【請求項６８】
換気ガス送達回路の中へ周囲空気を引き込んで、２１％から１００％の酸素濃度により前記患者に換気ガスを送達する能力を提供する手段をさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項６９】
周囲空気を引き込む前記手段は、ベンチュリユニットを備え、ベンチュリは、前記換気ガス送達回路における換気ガス流動態によって生成される、請求項６７に記載の装置。
【請求項７０】
前記周囲空気は、ガス量蓄積器の中へ引き込まれ、該蓄積器は、ストローキングピストンを含む、請求項６７に記載の装置。
【請求項７１】
前記周囲空気は、ポンプによって引き込まれる、請求項６７に記載の装置。
【請求項７２】
前記人工呼吸器は、交互するシリンダ設計を備え、前記患者のある呼吸サイクル中、第１のシリンダは、加圧換気ガスを加圧する一方で、第２のシリンダは、該患者への加圧換気ガスを減圧し、該患者の次の呼吸サイクル中、該第１のシリンダは、該患者に対し減圧し、該第２のシリンダは、前記ガス源から再加圧する、請求項２に記載の装置。
【請求項７３】
前記シリンダは、ストローキングピストンを含む、請求項７１に記載の装置。
【請求項７４】
（ａ）蓄積器の配列と、（ｂ）ガス流動開口の配列と、（ｃ）該蓄積器の出力を開放または閉鎖する、蓄積器出口弁と、（ｄ）前記換気ガスが通る該流動開口を選択する手段と、（ｅ）該蓄積器出口弁を選択および開放または閉鎖し、どの蓄積器出口が開き、かつどれが閉じられるかを制御する手段とを含む、換気ガス送達回路を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項７５】
前記蓄積器は、並列に配設される、請求項７３に記載の装置。
【請求項７６】
前記蓄積器は、複数の量サイズを備える、請求項７３に記載の装置。
【請求項７７】
前記開口は、異なる開口寸法を備える、請求項７３に記載の装置。
【請求項７８】
（ａ）シリンダと、（ｂ）該シリンダ内のストローキングピストンと、（ｃ）該ピストンの一方の側の入口および出口ポート、および該ピストンの反対の側のバネ要素と、（ｄ）該シリンダの充填および排出を制御する弁手段とを備える、ガス量蓄積器をさらに備え、該バネ要素は、前記患者へと該シリンダから出る前記ガスの排出を加速するのに十分なバネ力を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項７９】
内部ストローキングピストンを伴うシリンダを備え、ガス量蓄積器をさらに備え、該シリンダの幾何学量は、調整可能である、請求項２に記載の装置。
【請求項８０】
前記シリンダ量調整手段は、前記シリンダの一端上の移動可能な端キャップであり、該端キャップは、該シリンダの内径中で軸方向に摺動する、請求項７８に記載の装置。
【請求項８１】
前記シリンダ量調整は、例えば、ノブの回転によって、手動で調整される、請求項７８に記載の装置。
【請求項８２】
前記シリンダ量調整は、例えば、モータの使用によって、自動で調整される、請求項７８に記載の装置。
【請求項８３】
前記シリンダ量調整は、端キャップの位置を判定する軸方向スケール、またはノブの位置を判定する半径方向スケール等の、位置スケールの使用によって監視される、請求項７８に記載の装置。
【請求項８４】
前記シリンダ量調整は、端キャップの位置を判定する軸方向センサ、またはノブの位置を判定する半径方向センサ等の、位置センサの使用によって監視される、請求項７８に記載の装置。
【請求項８５】
弁と、正弦波、方形波、または上昇もしくは下降波等、所望のように換気ガス送達プロファイルを形成する制御手段とをさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項８６】
ガス蓄積器をさらに備え、該ガス蓄積器は、非円筒形に形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項８７】
ガス蓄積器をさらに備え、該ガス蓄積器は、凹曲面を伴って形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項８８】
ガス蓄積器をさらに備え、該ガス蓄積器は、骨形断面を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項８９】
ガス蓄積器をさらに備え、該ガス蓄積器は、別々の相互接続シリンダの配列を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項９０】
ガス蓄積器をさらに備え、該ガス蓄積器は、管類から成る、請求項２に記載の装置。
【請求項９１】
換気ガス供給貯蔵部は、凹形状、骨形断面、相互接続シリンダの任意の配列、または湾曲導管等であるが、それらに限定されない、非円筒形に構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項９２】
前記カテーテルは、所望量のガス出口速度、典型的には毎秒５０から３００メートル、および好ましくは毎秒１００〜２５０メートルを提供するように制限されている、カテーテル先端を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項９３】
前記カテーテル先端は、所望の量の上部気道空気の吸い込み、典型的には１０〜２００％、および好ましくは２５〜１００％を生じるように制限される、請求項９１に記載の装置。
【請求項９４】
前記カテーテル先端の制限は、一定である、請求項９１に記載の装置。
【請求項９５】
前記カテーテル先端の制限は、可変である、請求項９１に記載の装置。
【請求項９６】
前記カテーテル先端の制限は、可変であり、該制限は、該カテーテル先端のガス流動管腔中の調整可能部材の使用によって変えられる、請求項９１に記載の装置。
【請求項９７】
前記調整可能部材は、半径方向に調節して前記ガス流動管腔の直径を減少または増加させる、請求項９５に記載の装置。
【請求項９８】
前記調整可能部材は、軸方向に摺動して前記ガス流動管腔の直径の増加および減少を作動させる、請求項９５に記載の装置。
【請求項９９】
ガス流動管腔は、典型的には毎秒５０〜３００メートル、および好ましくは毎秒１００〜２５０メートルの出口速度を生じるように制限される、請求項２に記載の装置。
【請求項１００】
前記ガス流動管腔先端の直径は、０．５ｍｍから２．０ｍｍ、および好ましくは１．０ｍｍから１．６ｍｍの内径に制限される、請求項９８に記載の装置。
【請求項１０１】
肺に向かって主要換気ガスを送達する、遠位先端における主要換気ガス流動開口部を備え、かつ喉頭に向かって上方に２次ガスの送達を方向付けるように構成される、２次開口部を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１０２】
遠位先端の付近にガス流動ポートを備え、該ポートは、ガスが多方向に前記カテーテルを退出することを可能にするように構成され、該ポートおよび多方向流動は、前記気道における均一または半均一な速度プロファイルを生じるように選択される、請求項２に記載の装置。
【請求項１０３】
気管に挿入されるその端において、概ね３６０°の湾曲部を備え、前記カテーテルガス送達管腔は、前記カテーテルの先端においてガス流動に対して遮断され、かつ肺に向かって退出ガス流動を方向付ける位置で、該カテーテルの該湾曲部分に位置するガス退出ポートを備え、該湾曲部の半径は、気管前壁に対して該湾曲部の一部を位置付ける、請求項２に記載の装置。
【請求項１０４】
気管に挿入されるその端において、概ね５４０°の湾曲部を備え、該湾曲部は、肺に向かって前記カテーテルの先端を位置付け、該湾曲部の半径は、該気管の前壁および後壁に対して該湾曲部の一部を位置付ける、請求項２に記載の装置。
【請求項１０５】
外部カニューレスリーブを備え、該外部カニューレスリーブは、瘻孔スリーブを備え、該外部カニューレスリーブは、気管の中心へ前記カテーテル先端を方向付ける、請求項２に記載の装置。
【請求項１０６】
（ａ）前記カテーテルを瘻孔組織から離して間隔をあけるために使用される、気管の内側に位置付けられるスペーサと、（ｂ）気管前壁に対して該カテーテルの遠位部分の一部を位置付けるように構成される曲線と、（ｃ）気道壁から離れ、かつ肺に向かって方向付けられる、該カテーテルの先端を位置付ける曲線とを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１０７】
患者に挿入される遠位部分を伴い、該挿入される部分は、２０〜８０ショアＡデュロメータ、および好ましくは３０〜５０ショアＡデュロメータの軟質材料から成り、構造に埋め込まれて該軟質材料に半剛性を提供する硬い部材をさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１０８】
前記硬い部材は、バネ材料である、請求項１０６に記載の装置。
【請求項１０９】
前記硬い部材は、形状記憶合金材料である、請求項１０６に記載の装置。
【請求項１１０】
前記硬い部材は、可鍛材料である、請求項１０６に記載の装置。
【請求項１１１】
前記カテーテルは、その構造において、体温に達すると該カテーテルの第１の形状から第２の形状への変化を引き起こす、熱応答性材料を備え、該第１の形状は、該カテーテルの挿入を補助するように構成され、該第２の形状は、気道中の該カテーテルの非外傷性位置決めを補助し、かつ該カテーテルのガス退出を肺に方向付けるように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項１１２】
前記カテーテル患者端は、気管切開チューブまたは喉頭切除チューブ等の気管チューブに標準的な１５ｍｍコネクタを接続するように構成され、該気管チューブのシャフトの中または該気管チューブの遠位先端を越えて延在する、センサ延長を備える、請求項２に記載の換気カテーテル。
【請求項１１３】
その遠位先端において、気道中に前記カテーテルを固着し、該気道の概ね中心に該カテーテルの先端を位置付けるように構成される、放射状に拡張可能または圧縮可能なバスケットを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１１４】
外径嵌合瘻孔スリーブであって、該外径嵌合瘻孔スリーブは、該瘻孔管への挿入に対して、および該スリーブを通した前記カテーテルの挿入に対して構成されるスリーブを備え、該スリーブは、該カテーテル先端を気管前壁から離して位置付けるように構成される、その遠位端上のスペーサをさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１１５】
（ａ）気管に挿入される遠位部分であって、該遠位挿入部分は、概ね９０°の湾曲部を備え、肺に向かうようにカテーテルの先端を位置付ける、遠位部分と、（ｂ）カテーテルシャフト上のフランジの配置をシャフト方向に調整する手段を備え、かつ該カテーテルシャフト上のフランジのシャフト方向位置を係止する手段を備える、前記患者の外側に位置付けられる該カテーテルシャフト上に配置されるフランジと、（ｃ）フランジ位置に対応する該カテーテルシャフト上の長さの印とを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１１６】
瘻孔管で密封し、かつ該瘻孔管に固定するための圧縮可能部材を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１１７】
前記人工呼吸器によって認識可能な信号要素を備え、該信号要素は、患者適合性、意図された病状、または前記患者による治療法の使用の長さ等の、前記カテーテルの治療属性を定義し、該人工呼吸器は、該信号要素を認識し、該信号に基づいてその出力を変更する能力を備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１１８】
第１の近位端上の外部フランジと、第２の遠位端上の内部フランジとを備え、該内部フランジは、挿入前に、低い外形状態に折り畳み可能および圧縮可能であり、瘻孔への挿入後に、その拡張状態に広げて、解放することが可能であって、さらに、該瘻孔からの除去のために、その低い外形状態に再び折り畳むことが可能である、瘻孔スリーブ。
【請求項１１９】
前記呼吸センサは、２つのセンサを備え、第１のセンサは、負係数サーミスタであり、第２のセンサは、正係数サーミスタである、請求項２に記載の装置。
【請求項１２０】
前記呼吸センサは２対のサーミスタを備え、各対は、ホイートストン・ブリッジ回路に接続され、１対のサーミスタは、負係数サーミスタであり、第２の対のサーミスタは、正係数サーミスタである、請求項２に記載の装置。
【請求項１２１】
前記呼吸センサは、少なくとも２つのサーミスタを備え、少なくとも１つのサーミスタは、喉頭に面して前記カテーテルの表面上に位置し、少なくとも１つのサーミスタは、肺に面して該カテーテルの表面上に位置する、請求項２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権主張）
本出願は、仮特許出願第６０／８３５，０６６号（２００６年８月３日出願、名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  Ｓｕｐｐｏｒｔ」）に基づく優先権を主張し、この開示は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
米国特許出願第１０／８７０，８４９号（２００４年６月１７日出願、名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｌｕｎｇ  Ａｒｅａ」およびＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＤＥ２００４／００１６４６号（２００４年７月２３日、名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  ｆｏｒ  ａ  Ｐａｔｉｅｎｔ  Ａｉｒｗａｙ  Ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｔｈｅｔｅｒ」）の開示は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０００３】
本発明は、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、肺腺維症、および急性呼吸窮迫症候群（ＡＲＤＳ）等の呼吸障害に罹患している個人に対する、換気療法および酸素療法に関する。
【背景技術】
【０００４】
次の文書は、関連技術と考えられ得る。
特許文献１：Ｆｒｅｉｔａｇ，  Ｌ；  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｆｏｒ  ａ  ｐａｔｉｅｎｔ  ａｉｒｗａｙ  ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  ｃａｔｈｅｔｅｒ。
特許文献２：Ｗｏｎｄｋａ；  Ｍｅｔｈｏｄｓ，  ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ  ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  ｌｕｎｇ  ａｒｅａ。
特許文献３：Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ；  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｗｅａｎｉｎｇ  ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒ−ｄｅｐｅｎｄａｎｔ  ｐａｔｉｅｎｔｓ。
特許文献４：Ｆｒｙｅ，  Ｍａｒｋ  Ｒ；  Ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｌｉｑｕｉｄ  ｏｘｙｇｅｎ  ｓｙｓｔｅｍ。
特許文献５：Ｓｎｏｏｋ；  Ｉｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ  ｏｘｙｇｅｎ  ｓａｖｅｒ。
非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６。
【０００５】
呼吸障害に罹患している患者は、肺構造の悪化により酸素不足であり、機能低下した肺に空気を入れたり出したりするために必要とされる激しい作業により疲労している。この作業によって患者は休止状態になり、酸素消費量を低減して呼吸仕事量（ＷＯＢ）を低減し、次にこの休止状態は他の健康問題につながる。長期酸素療法（ＬＴＯＴ）は、呼吸障害に罹患している患者を補助するために何１０年も広く使用されている、最標準治療法である。典型的に、患者には、酸素鼻カニューレを介して鼻の中へ、１〜６ＬＰＭの持続的酸素流が提供される。補足酸素は、肺および肺胞の中の酸素の濃度を増加させ、したがって身体に送達される酸素を増加させ、よって患者の低下した肺機能を補う。より最近では、経気管酸素療法（ＴＴＯＴ）および需要酸素送達（ＤＯＤ）等の、ＬＴＯＴの改良が導入されている。ＴＴＯＴ（米国特許５，４１９，３１４）は、酸素が気管に直接送達され、よって肺にさらに近く、よって酸素が上部気道および鼻腔で無駄にならないという点で、ＬＴＯＴと比較して潜在的な改良である。ＤＯＤシステム（米国特許４，９３８，２１２）は、酸素源を節約するために、患者が息を吸い込んでいる時を感知し、吸気中のみに酸素を送達するように考案されており、在宅介護または外来環境での配慮であるが、酸素源が豊富である病院環境での配慮ではない。ＬＴＯＴ、ＴＴＯＴ、およびＤＯＤは、肺および血流中の酸素レベルを増加させることによって、組織の中への酸素の拡散を改善するのに有用であるが、これらの治療法全てには、患者に対する本当の換気補助を提供しないという欠点があり、特に、歩行および階段を上るような通常の日常活動中に発生する、単純労作の種類の最中に、過剰なＷＯＢが緩和されない。
【０００６】
ＬＴＯＴ単独が患者の呼吸障害を補うのに不十分である時に、患者に対する換気補助を提供するために、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）換気が広く使用されている。しかしながら、ＣＰＡＰは、非携帯型であり、装着しなければならない鼻マスクのために患者にとって目障りである。さらに、筋神経系が人工的な呼吸支援に慣れるため、ＣＰＡＰは、怠惰となるように呼吸筋を不注意に慣れさせる可能性があり、これは呼吸器系医学会内で既知の症候群である。
【０００７】
Ｂｅｎｕｍｏｆによって記載されている経気管高頻度ジェット換気（ＴＴＨＦＪＶ）もまた、例えば、典型的に気管に導入される小口径カテーテルを使用する、緊急換気に使用されている。頻度は、典型的に毎分６０サイクル以上であり、駆動圧は、典型的に約４０ｐｓｉであり、流量は、典型的に１０ＬＭＰより大きく、したがって、混成酸素空気混合物および加熱加湿を必要とする。ＴＴＨＦＪＶは、携帯型治療法ではなく、歩行可能で、自発呼吸し、活発で、重篤ではない患者に対する換気補助療法として適切ではない。
【０００８】
Ｇｒｅｇｏｒｅｔｔｉによって記載されている経気管切開換気（ＴＯＶ）は、気管内チューブを使用する機械的換気の代替案として使用されている。ＴＯＶの目的は、人工呼吸器関連肺炎等の侵襲性換気のマイナスの副作用を低減することである。典型的に、４ｍｍのカテーテルを、すでに患者体内にある気管切開チューブに挿入し、カテーテルの他方の端を、補助圧力制御モードに設定されている従来の機械的人工呼吸器に取着して、患者の呼吸数と同期して機械的呼吸を気管の中へ送達する。しかしながら、人工呼吸器は、ユーザによって設定された所定の機械的呼吸を送達するため、人工呼吸器は患者のかわりに呼吸を行っており、真に患者を補助しているわけではない。ＴＯＶは、非携帯型であり、患者の呼吸の高いレベル、または完全な支援を提供するように設計されている。
【０００９】
Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒによって記載されている経気管増強換気（ＴＡＶ）は、加湿酸素／空気混成物の、典型的に１０ＬＰＭより大きい高流量が、気管の中へ継続的に送達される、または断続的に、あるいは患者の呼吸パターンと同期して送達され得る、治療である。ＴＡＶは、重度の呼吸不全患者に対する換気補助を提供する、良好な治療法である、しかしながら、高流量および加湿要件のため、ＴＡＶは外来携帯型治療法には適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００４／００１６４６号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／０００５９３６号明細書
【特許文献３】米国特許第５４１９３１４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０２４７３０８号明細書
【特許文献５】米国特許第４９３８２１２号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｔｒａｎｓｔｒａｃｈｅａｌ  Ｏｐｅｎ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ａｃｕｔｅ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  Ｆａｉｌｕｒｅ  Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｔｏ  Ｓｅｖｅｒｅ  Ｃｈｒｏｎｉｃ  Ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ  Ｄｉｓｅａｓｅ  Ｅｘａｃｅｒｂａｔｉｏｎ，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ａｎｄ  Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｃａｒｅ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  Ｖｏｌ  １７３．ｐｐ．８７７−８８１，（２００６），Ｃｅｓａｒｅ  Ｇｒｅｇｏｒｅｔｔｉ
【非特許文献２】Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ  ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｔｒａｃｈｅａｌ  ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｃｈｒｏｎｉｃ  ｓｅｖｅｒｅ  ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｄｉｓｅａｓｅ．  Ｒｅｐｉｒ  Ｃａｒｅ．２００１  Ｊａｎ；４６（１）１５−２５．，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ  ＫＬ
【非特許文献３】Ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｍｕｓｃｌｅ  ｅｎｄｕｒａｎｃｅ  ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ  ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ  ｗｅａｎｉｎｇ  ｆｒｏｍ  ｐｒｏｌｏｎｇｅｄ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ．Ｃｈｅｓｔ．２００５  Ａｕｇ；１２８（２）：５５３−９  Ｃｈｅｓｔ．２００５  Ａｕｇ；１２８（２）：４８１−３．Ｃｈａｎｇ  ＡＴ
【非特許文献４】Ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｉｎ  ａ  ｌｕｎｇ  ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｌｏｗ−  ａｎｄ  ｈｉｇｈ−ｆｌｏｗ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒｓ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｔｒａｃｈｅａｌ  ｊｅｔ  ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ．  Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ．１９９２  Ｊｕｌ；７７（１）１８９−９９．  Ｇａｕｇｈａｎ  ＳＤ，Ｂｅｎｕｍｏｆ  ＪＬ
【非特許文献５】Ｔｒａｃｈｅａｌ  ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ．  Ａ  ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ｔｒａｎｓｔｒａｃｈｅａｌ  ｏｘｙｇｅｎ  ｔｈｅｒａｐｙ．  Ｍｅｎｏｎ  ＡＳ−Ｃｈｅｓｔ−０１−ＡＵＧ−１９９３；  １０４（２）：６３６−７
【非特許文献６】Ｄａｎｇｅｒｏｕｓ  ｃｏｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｒａｎｓｔｒａｃｈｅａｌ  ｏｚｙｇｅｎ  ｔｈｅｒａｐｙ  ｗｉｔｈ  ｔｈｅ  ＳＣＯＯＰ（Ｒ）  ｓｙｓｔｅｍ．  Ｒｏｔｈｅ  ＴＢ−Ｐｎｅｕｍｏｌｏｇｉｅ−０１−ＯＣＴ−１９９６；  ５０（１０）：７００−２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
現在の酸素送達療法または換気療法は、過度に目障りであるか、または十分に小型あるいは可動式ではないか、または有効性が限られているかのいずれかであり、したがって、呼吸支援を受けながら歩行可能で活動的であることを望む、大多数の呼吸不全患者にとって有用ではない。具体的には、（１）血流内への酸素拡散を増加させる酸素送達、および（２）可動式装置においてＷＯＢを緩和する換気支援、の両方を行う治療が存在しない。本願で開示される発明は、酸素拡散支援および換気支援の両方を提供して呼吸不全に対処する、目障りでない、超小型かつ可動式で、臨床的に有効なシステムを提供することによって、この問題の独特かつ新規の解決法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願で説明される本発明は、経皮・経気管吸気同期ジェット増強換気（ＴＩＪＶ）によって、酸素送達および換気補助の両方が提供される、方法および装置を含む。該治療法は、超小型の装着型人工呼吸器および小口径留置送達カテーテルによって提供される。
【００１４】
本発明の付加的な特徴、利点、および実施形態は、次の詳細な説明、図面、および請求項の考察から説明されるか、または明らかになり得る。さらに、本発明の前述の概要および次の詳細な説明の両方は、模範的なものであり、請求されるような本発明の範囲を限定せずに、さらなる説明を提供することを目的とすることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ａ】図１は、本発明と従来技術との間の違いを図式的に表す。
【図１ｂ】図１は、本発明と従来技術との間の違いを図式的に表す。
【図１ｃ】図１は、本発明と従来技術との間の違いを図式的に表す。
【図１ｄ】図１は、本発明と従来技術との間の違いを図式的に表す。
【図１ｅ】図１は、本発明と従来技術との間の違いを図式的に表す。
【図１ｆ】図１は、本発明と従来技術との間の違いを図式的に表す。
【図１ｇ】図１は、本発明と従来技術との間の違いを図式的に表す。
【図２】図２は、ドリフトおよびアーチファクトを補い、かつ比較を区別して信号を呼吸曲線と相関させるために、２つのセンサを比較するステップを表す。
【図３】図３は、従来の酸素療法を図式的に表す。
【図４ａ】図４は、本発明に対する代替的な換気送達タイミングプロファイルを図式的に表す。
【図４ｂ】図４は、本発明に対する代替的な換気送達タイミングプロファイルを図式的に表す。
【図４ｃ】図４は、本発明に対する代替的な換気送達タイミングプロファイルを図式的に表す。
【図５】図５は、本発明の換気療法を送達するための特殊液体酸素システムを表す。
【図６】図６は、本発明の換気療法を送達するための、複数出力を伴う特殊液体酸素システムを表す。
【図７】図７は、本発明の換気療法を送達するための、特殊圧縮酸素調節器を表す。
【図８】図８は、本発明の換気療法を送達するための、特殊高出力酸素発生システムを表す。
【図９】図９は、本発明の換気療法を送達するために、従来の酸素供給を人工呼吸器に変換するステップを表す。
【図１０】図１０は、本発明の量出力を増幅するため、およびより高い平均出力圧力を達成するための、ピストンおよびシリンダを表す。
【図１１】図１１は、気管支樹の酸素吸入と本発明の換気療法を組み合わせるステップを表す。
【図１２】図１２は、本発明のベンチュリ効果を表す。
【図１３】図１３は、カテーテル機構によってベンチュリ効果の大きさを調整するステップを表す。
【図１４ａ】図１４ａは、異なる酸素濃度を患者に送達する、酸素・空気混成技法を表す。
【図１４ｂ】図１４ｂは、異なる酸素濃度を患者に送達する、酸素・空気混成技法を表す。
【図１５】図１５は、酸素源または人工呼吸器の圧力出力を上げる、圧力増幅器の使用を表す。
【図１６】図１６は、ガスを患者に送達するためのチャンバを交互させる、二重チャンバシステムを表す。
【図１７】図１７は、従来の量およびタイミング制御システムと、小型の低電気出力ユニットにおいて本発明の換気療法を送達するための、特殊タイミングおよび量制御システムとを表す。
【図１８】図１８は、バネ補助ガス送達ストロークを伴うピストンシステムを表す。
【図１９】図１９は、調整可能な量出力を伴う、本発明のためのピストンを表す。
【図２０】図２０は、本発明の増強波形調整の効果を図式的に表す。
【図２１】図２１は、本発明の増強療法と併用される、呼気中に気道の虚脱を低減する呼気逆流療法を表す。
【図２２】図２２は、本発明の増強療法と併用される、気道中のＣＯ２含有量を低減する気管ガス排出を表す。
【図２３】図２３は、本発明で使用するための、非円筒形状酸素ガスシリンダまたは蓄積器を表す。
【図２４】図２４は、気管内腔の中心にガス送達開口を位置付ける、３６０度湾曲換気カテーテル先端を表す。
【図２５】図２５は、気管内腔の中心にガス送達先端を位置付ける、５４０度湾曲換気カテーテル先端を表す。
【図２６】図２６は、薄壁外部カニューレ、瘻孔スリーブ、および換気カテーテルである内部カニューレを表す。
【図２７】図２７は、気管前壁に対してカテーテルを位置付ける屈曲形状、および前壁から少し離れた先端開口を伴う、換気カテーテルを表す。
【図２８】図２８は、カテーテルの内側に硬化または形成する部材を伴う、軟質換気カテーテルを表す。
【図２９】図２９は、標準呼吸コネクタに適応可能な換気カテーテルを表す。
【図３０】図３０は、カテーテルが非閉塞性位置決め部材を有する、換気カテーテルおよびカテーテルガイドを表す。
【図３１】図３１は、気管前壁から制御された所望の距離にカテーテル先端を設置するように位置付けられるスペーサを伴う、換気カテーテルを表す。
【図３２】図３２は、気管内腔の中心にカテーテルの先端を位置付ける略直角湾曲部を伴う、換気カテーテルを表す。
【図３３】図３３は、圧縮可能瘻孔管密封を伴う、換気カテーテルを表す。
【図３４】図３４は、人工呼吸器とハンドシェイクを行う電子タグを伴う、スマート換気カテーテルを表す。
【図３５】図３５は、展開可能な内部保持フランジを伴う、造孔または瘻孔管ガイドを表す。
【図３６】図３６は、種々の温度条件で吸気および呼気を区別するのに有用な、負および正の両方の係数サーミスタを使用する、２つの呼吸センサ配列を伴う、換気カテーテルを表す。
【図３７】図３７は、主題の発明の治療法について患者を評価する目的による、スクリーニングおよび負荷試験アルゴリズムおよび方法を表す。
【図３８】図３８は、階段状または先細拡張部分を伴う、特殊カテーテルを表す。
【図３９】図３９は、本発明全体を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のさらなる理解を提供するように含まれ、本明細書の一部に組み込まれ、かつ構成する、添付図面は、本発明の好ましい実施形態を図示し、詳細な説明とともに、本発明の原則を説明する働きをする。
【００１７】
図１ならびに表１および２は、従来の治療法とは対照的な、本発明の換気療法を表す。本発明の主要な実施形態では、患者の呼吸が、特定の換気・酸素送達パラメータによって増強され、患者によって装着または携行される、非常に小型の軽量携帯型換気装置に連結される、留置経皮経気管カテーテルにより、気管の中へ直接送達され、以降で経気管吸気同期ジェット増強換気（ＴＩＪＶ）と呼ばれる、換気方法を説明する。患者の吸気相と同期して、ガスのジェットパルスが気管の中へ送達される。
【００１８】
図１ｆおよび１ｇは、ＴＩＪＶを表し、比較のために、図１ａ〜１ｅは、従来の治療法を表す。図１ａでは、ＨＦＪＶが示され、毎分約２０回の呼吸における患者呼吸流曲線２を示す。ジェット人工呼吸器の流動曲線１は、患者の呼吸サイクルと非同期であり、毎分約６０サイクルの割合で循環している。図１ｂは、高流動酸素療法（ＨＦＯＴ）を表す。ＨＦＯＴガス源流は、ＨＦＯＴ流動曲線１０によって示されるように、継続的に患者に適用される。図１ｃは、経気管酸素療法（ＴＴＯＴ）およびパルス需要酸素送達（ＤＯＤ）療法、ならびに各流動曲線１４および１６を表す。ＴＴＯＴは、患者に、典型的に１〜６ＬＰＭの連続流動１４を適用し、ＤＯＤは、吸気相Ｉ中に低流動パルス酸素流１６を送達する。図１ｄは、患者呼吸努力２０が検出されると、機械的呼吸１８が従来の集中治療人工呼吸器から送達される、経気管切開換気（ＴＯＶ）を表す。図１ｅは、患者の肺圧力ＰがＣＰＡＰ圧力設定２４まで上昇される、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）換気を表す。
【００１９】
ここで図１ｆおよび１ｇを参照して、ＴＩＪＶ流動曲線２１は、患者の吸気相Ｉと同期し、ＤＯＤよりも明白であることが示される。ＴＩＪＶ２５による肺圧力の変化より分かるように、該治療法は、患者の肺圧力を増加させ、よって患者の呼吸筋を助け、ＴＩＪＶ換気ガスが肺の深くに浸透していることを示す。
【００２０】
ガスは、患者の呼吸頻度に整合する頻度で送達され、典型的には、毎分１２〜３０サイクル、よって、典型的には毎分６０サイクルであるＨＦＪＶと比較して、相対的に低い頻度である。典型的には、毎呼吸２５ｍｌ〜１５０ｍｌ、または典型的には、患者の１回換気量の必要量の１０〜２５％といった、ＣＰＡＰ、ＨＦＪＶ、およびＨＦＯＴと比べて低毎分量のガスが送達される。ガス源供給流量は、ＣＰＡＰ、ＨＦＪＶ、およびＨＦＯＴと比較して相対的に低く、典型的には４〜８ｌｐｍであり、人工呼吸器に対する吸入圧力の必要量は、ＣＰＡＰ、ＨＦＪＶ、およびＨＦＯＴと比べて相対的に低く、典型的には１０〜３０ｐｓｉである。ガスは、典型的に、加熱加湿を必要とするＣＰＡＰ、ＨＦＪＶ、およびＨＦＯＴとは対照的に、人工的な加湿を加えずに、患者に送達することが可能である。
【００２１】
典型的には２５〜４００メートル／秒である、ガス送達速度は、典型的には約１０メートル／秒であるＬＴＯＴおよびＤＯＤと比べて速い。ジェット効果は、肺の中への酸素のより良好な浸透を可能にする。相対的に速いガス出口速度はまた、カテーテルによって送達される量の典型的に５〜１００％である、カテーテルの上方からのガス量を吸い込んで肺の中へ入れる、カテーテルガス退出点におけるベンチュリ効果を引き起こす。この吸い込まれたガスは、自然に加湿され、機械的に送達されたガスを加えて、治療法の利益を拡大する有益な効果があるが、下部気道を乾燥させる危険を冒さず、かつＨＦＪＶと比較して相対的に低い頻度により、口からの唾液または食道から気道内への胃内容物の不注意な吸引の危険を冒さない。ＨＦＪＶ療法では、５０〜７５％ガス量（送達されたガスの割合として）が上部気道から吸い込まれるが、毎分６０サイクルで、吸引および発話障害の危険性がある。ＨＦＪＶは、急性の危機的な状況でのみ有用である。
【００２２】
ＴＩＪＶでのガス源供給は、典型的に、液体酸素源（ＬＯＸ）、圧縮酸素源、または酸素発生源のいずれかである。該システムは、超小型携帯型システムであり、ガス源のサイズによっては典型的に２〜８時間持続して、患者の可動性を最大限化する。したがって、独特のＴＩＪＶパラメータにより、パルスガス送達は、患者のバルク換気ガス交換を増強し、呼吸において呼吸筋を補助するが、それらを怠惰にせず、ならびに酸素送達を改善するように設計されており、よって換気および拡散の両方を積極的に達成する。
【００２３】
ＤＯＤ療法では、ガスは常に、低流量パルス（＜６ＬＰＭ）で、典型的には鼻経路を通して気道の中へ送達され、よって、換気ではなく拡散を達成する。よってここでの本発明は、ガスパルスがより速くより高い量パルスにおいて、ＤＯＤにおける１〜６ＬＰＭの体積流量と比較して、１２〜３０ＬＰＭの体積流量で送達されるという点で、ＤＯＤ療法とは異なり、したがって、ＤＯＤのように拡散の改善だけよりもむしろ、換気および拡散の両方の改善を提供する。
【００２４】
従来の量制御または圧力制御ＩＣＵ型人工呼吸器には、経気管切開換気（ＴＯＶ）においてＧｒｅｇｏｒｅｔｔｉによって記載されているように、患者から吸気を感知した時に補助呼吸を送達する能力があることに注目すべきである。しかしながら、ＴＯＶでは、人工呼吸器は、患者に完全または略完全機械的呼吸を送達し、真に患者を補助するよりもむしろ、患者の呼吸機構を支配する。医学会ではまだ説明されていないものの、これらの人工呼吸器は、ＴＩＪＶと同じ圧力または量を送達するように設定され得る。しかしながら、これらの種類の機械的人工呼吸器は、患者が機械的呼吸を受領すること、およびその呼吸量を吐き出し、人工呼吸器に取着される大口径呼吸回路を通して戻すこと、の両方を行うように設計されている。ＴＩＪＶでは、人工呼吸器へとジェットカテーテルを通って出る、患者による呼気がなく、むしろ全ての呼気ガスは、自然呼吸経路を退出する。呼吸回路を退出する呼気ガスを意図的に検出することを見込む、従来の人工呼吸器を使用する場合、呼気ガスが検出されず、故障状態が誘起されて人工呼吸器機能が中断されるため、人工呼吸器は、システムの漏れを疑う。したがって、従来の人工呼吸器は、ＴＩＪＶ療法を送達するために使用することができない。実際、小口径換気カテーテルを通して治療パラメータを送達するために従来のＩＣＵ人工呼吸器の使用を試みた場合、数々の警報および人工呼吸器の動作不能状態が誘起されるであろう。これらの従来の人工呼吸器が、ＴＩＪＶを行うようにどのように修正され得るかは、明確でも明白でもなく、そのようなものとして、ＴＩＪＶを行うために全く新しい人工呼吸器設計が必要とされる。さらに、それらの設計により、従来の人工呼吸器は、本質的に重く、非小型であり、外来ＴＩＪＶ療法に適さない。ＴＩＪＶの鍵は、その軽量および小さいサイズにより、外来療法につながることである。理想的には、ガス源およびバッテリを含むＴＩＪＶ人工呼吸器は、ユーザによってうまく抱えられるために、５．５ｌｂｓ未満となるべきである。
【００２５】
表１は、酸素療法装置と比較したＴＩＪＶ換気の出力を表し、出力の根本的な違いを示す。
【００２６】
【表１】
2009545384.tif 000003
表２は、ＴＩＪＶの出力をさらに詳細に表す。
【００２７】
【表２】
2009545384.tif 000004
本発明の主要な実施形態では、ＴＩＪＶ増強量送達パルスの送達のタイミングを合わせ、制御する目的で、呼吸パターンが感知される。図２は、ドリフトおよびアーチファクトを補う呼吸センサを使用するステップの実施形態を表す。呼吸センサからの情報を分析することによって、呼吸曲線の様々な部分が区別される。例えば、呼吸曲線の微分係数を得ることによって、呼吸曲線の異なる部分を識別することが可能である。例えば、符号の変化は、吸気流が増加を停止して減少し始める時の、吸気の点を示す。または、吸気の開始と吸気の終了との間の異なる点が識別され得る。次いで、これらの異なる特徴的な点は、増強パルスの送達を誘起し、時期を選ぶために使用することが可能である。
【００２８】
図２ａは、患者呼吸流曲線２、および患者呼吸流曲線より遅れる１次呼吸センサ信号３０、および１次センサ信号より遅れる緩和呼吸センサ信号３２を表す。図２ｂでは、１次および緩和センサ信号間の信号差分３４が描画されている。したがって、差分曲線３４は、一般的に使用されている典型的圧力または流動センサに由来する、図２ｃに示される従来技術の圧力または流動センサ信号３６で示されるような、典型的な呼吸感知システムで存在し得るドリフト３８またはアーチファクト３４を補う。図２ｄは、信号差分曲線３４の１次微分の曲線４２を示す。
【００２９】
図３では、従来のＬＴＯＴが再び表され、患者量曲線４３およびＬＴＯＴ量曲線４４を示す。図４は、ＤＯＤを再び表し、患者量曲線４３およびＤＯＤ量曲線を示す。吸気が開始したことを呼吸センサが感知すると、ＤＯＤシステムは、酸素を患者に送達する。典型的に１００〜２００ミリ秒である、システムにおける応答時間以外は、酸素は、吸気の開始が検出されるとすぐに送達される。
【００３０】
図４は、増強量パルス５０パルスがより顕著であり、吸気相Ｉ内の任意の計略的時間で送達され得るという点で、本発明が既存のシステムとどのように異なるかを表す。例えば、呼吸筋が、吸気曲線の最初の「増加流量」部分が発生する作業または作業のほとんどを生じた後に、吸気の後半で増強パルスを送達することが可能である。呼吸筋が動いている間に個人が換気される時、このような個人は神経筋的に怠惰となり得て、経時的に人工呼吸器にますます多くの吸気作業を行わせることが知られており、よって個人の吸息筋を弱めるので、望ましくない。本発明は、吸息筋が動いていない、またはあまり作業を行っていない時である、吸気相の後期において酸素を送達することによって、この問題を回避することが可能である。または、代案として、吸気の初期において増強パルスを送達することが可能である。例えば、患者が労作下にある場合、吸気流は吸気の初めに急であり、したがって、非常に早期の増強トリガがより快適であってもよく、または、患者が安静である場合は、吸気流曲線が吸気の初めにゆっくりである時に、増強トリガ時間のわずかな遅延がより快適となる場合がある。さらに、本発明では、増強パルス送達の開始点は、手動調整によって、または、例えば、呼吸パラメータからのフィードバックによる自動調整によって、所望のように吸気相において前後に調整することが可能である。送達時間は、個人の吸気相の長さおよびＩ：Ｅに応じて、典型的には０．１から０．８秒である。さらに、本発明の主要な実施形態では、呼吸曲線を測定する場合に、カテーテルまたは呼吸回路管腔中の空気流量または気圧を測定する、全ての他の従来技術のシステムとは対照的に、気管内の吸気および呼気流量を直接測定するように、呼吸センサがカテーテル上に含まれる。流動の方向性および流動の振幅の両方が測定されて、呼吸パターンの全体を通して呼吸の相および呼吸の深さの両方を識別する。従来技術のシステムは、呼吸曲線の他の部分ではなく、吸気の開始を測定することのみに優れている。
【００３１】
また、本発明では、吸気内で多重パルスを送達することが可能であり、パルス振幅を調整５２することが可能であり、吸気の初期５４または吸気の後期５６にパルスを移動することが可能である。また、増強量パルス５０に付随して、２次少量増強パルス５８を送達することが可能であるか、または、増強量パルス５０に付随して、２次換気ガス流６０を送達することが可能である。
【００３２】
さらに、本発明の主要な実施形態では、図５〜１９は、ＴＩＪＶに必要とされる圧力および流動を提供する、独特の空気圧式駆動システムを表す。
【００３３】
第１に、図５では、人工呼吸器１００、ＬＯＸユニット１１０、ＬＯＸ１１２、ＬＯＸユニット真空チャンバ１１４、ＬＯＸ出口チューブ１１６、熱交換器１２４、ヒータ１２０、逆止め弁１２２、酸素ガス貯蔵部１２８、貯蔵部圧力調節器１２６、ガス出口オン／オフ弁１３０、患者Ｐｔへの出口、および入来呼吸信号Ｓを含む、独自のＬＯＸシステムが、ＴＩＪＶに必要とされる圧力および流動を提供するように表されている。典型的なＬＯＸシステムは、液相酸素区画、および液体酸素の沸騰によって絶えず満たされている酸素気相区画を含む。相変化は、熱交換器ユニットによって触媒される。これらのシステムは、ガスを雰囲気に流出させて２３ｐｓｉを超える加圧を回避することによって、気相区画を約２３ｐｓｉに維持する。典型的な医療用ＬＯＸシステムは、とりわけ酸素を節約するように設計されており、そのようなものとして、それらの出力は、ＴＩＪＶの要件と比較して相対的に弱い。携帯性のために考案されている小型ＬＯＸシステムは、非常に低い流量（＜３ＬＰＭ）および低い圧力（５ｐｓｉ以下）でガスを送達するように設計されている。より大きい、携帯性の低いＬＯＸユニットは、より大きい流動出力のために設計されており、しかしながら、より大きいサイズのため、現実的には活動的な歩行可能患者には適さない。システムが患者に対して開放されると、瞬時に気相区画中の圧力が低下するため、典型的なシステムは、２３ｐｓｉをはるかに下回る圧力において、毎分４リットル以下の連続流量で酸素ガスを送達することが可能である。気相区画は、典型的に５０ｍｌ未満のガスを含有し、沸騰によるガス生成の割合は、典型的に２０平方インチ未満の表面積である熱交換器の設計および構造のため、毎分４リットル以下に限定される。患者へのガス流出力もまた、典型的には直径が０．１０”未満である、出口弁の開口のサイズによって限定され、よって、空気流量を制限する。本発明では、熱交換器ユニット５４は、毎分６〜１０リットルの割合でガスを生成するように、典型的には３０平方インチより大きい、より広い表面積を伴って設計され、典型的には直径が０．１５”より大きい出口開口も、その流量出力を可能にする。ヒータ５６を追加して、気体Ｏ２の生産の割合を増加してもよい。気相区画のガス量は、典型的には８０ｍｌ以上であり、２５０ｍｌとなり得て、それは典型的には、圧力調節器６０、貯蔵部５８、逆止め弁６６、オン／オフ弁６２、および入来呼吸信号６４を含む。この独特の設計は、継続的に２０ｐｓｉ以上で６ＬＰＭ以上の酸素ガス出力流量を提供し、よって、ＴＩＪＶで必要とされる換気パラメータの需要を満たす。独特のＬＯＸシステムは、正しい圧力で、かつ呼吸曲線の正しい時間で、必要量のガスを送達するために、カテーテル、ならびに前述の全ての必須感知部品およびタイミング機能を含む。
【００３４】
図６では、２つの圧力設定を伴うＬＯＸシステムを備える、付加的な実施形態が示される。患者があまり強力でない治療法を必要とする、またはＬＯＸを節約する必要がある時に使用される、２３ｐｓｉの設定を伴う１つの低圧調節器１２６、および、必要とされる時、またはＬＯＸの節約が懸案事項ではない時に、ユニットの出力を増加させるための、例えば３０〜５０ｐｓｉの設定を伴う高圧調節器１２７である。例えば、飛行機で旅をする時、ＬＯＸシステムは、低２３ｐｓｉ設定で設定し、飛行後、または補給ステーションがある目的地に到着した時に、高設定にリセットすることが可能である。２つの圧力調節器は、設定を切り替えるスイッチ１２９によって操作することが可能である、多岐管１３１で構成される。飛行中、２３ｐｓｉ設定に対応するより低いレベルの増強ではあるが、患者はなおもＴＩＪＶ療法を受けることが可能であるが、飛行後および患者が再びさらに活動的になると、圧力がさらに高い出力設定に設定されるため、増強レベルを増加させることが可能である。２つの圧力設定は、模範的なものであり、任意の数の圧力設定、または最小値と最大値との間の圧力設定の連続調整にもなり得る。
【００３５】
図７は、圧縮酸素ガス源がＴＩＪＶ人工呼吸器機能に組み合わせられて、統合型人工呼吸器およびガス源ユニットを作成する、代替実施形態を表す。酸素シリンダの出力調節器には、典型的には直径が０．１〜０．２インチである、従来の酸素療法ガス流調節器より大きい開口があるため、流動出力を＞６ＬＰＭに上げて、ＴＩＪＶの需要を満たすことが可能である。
【００３６】
図８では、必須換気パラメータを提供するために使用することが可能である、独特の酸素発生装置を備える、本発明の代替実施形態が示される。酸素発生器ユニット１６０は、ポンプ１６２、圧力増幅器１６４、ガス貯蔵部／蓄積器１６８、貯蔵部入口調節器１６６、および貯蔵部出口オン／オフ弁１３０を含む、人工呼吸器１００に組み込まれる。典型的な酸素発生装置は、酸素の相対的に弱い出力を生じる（＜５ｐｓｉで＜２ＬＰＭ）。格納容量を増加させ、任意で空気圧式圧力増幅器を含むことによって、出力を４〜１０ＬＰＭおよび１０〜３０ｐｓｉに上げることが可能であり、よって、ＴＩＪＶの圧力および量の必要性を満たすのに十分に強力である。この独特の酸素発生器システムは、ＴＩＪＶ療法で必要とされるように、正しい圧力で、かつ呼吸曲線の正しい時間で、必要量のガスを送達するために、カテーテル、ならびに前述の全ての必須感知部品およびタイミング機能を含む。
【００３７】
図９：本発明の別の主要な実施形態では、ＴＩＪＶ療法は、ＬＯＸシステム、圧縮ガスタンク、または酸素発生器システム等の従来のガス源１７０を使用することによって達成することが可能であるが、独特の量蓄積器１６８および入口弁１３２がガス源と患者との間に配置される。蓄積器は、コンデンサの役割を果たし、患者の近くに加圧量のガスを格納する。蓄積器の出口は、増強時間中に相対的に高い流量が患者に送達され、したがって、必須量および圧力要件を満たすことができるように、相対的に無制限である。増強送達期間中、蓄積器は、切り替えられて開放する弁を通して患者へと減圧され、非増強時間中、蓄積器は、患者弁を閉じて、蓄積器とガス源との間の弁を開くことによって、ガス源から再加圧される。増強：非増強時間の比が典型的に１：２〜１：３であるため、増強パルス間で蓄積器は十分に再加圧されることが可能である。蓄積器がないと、従来のガス供給システムには、ＴＩＪＶの換気パラメータを満たすのに十分な流量出力および／または圧力出力がない。この実施形態のさらなる利益は、安全性であり、弁構造のため、弁が開放できなかった場合には、シリンダ量のみを患者に送達することが可能である。この独特の蓄積器システムは、正しい圧力で、かつ呼吸曲線の正しい時間で、必要量のガスを送達するために、前述の全ての必須感知部品およびタイミング機能を伴う。
【００３８】
図１０：本発明の別の主要な実施形態では、ＴＩＪＶ療法は、従来のガス源（ＬＯＸシステム、圧縮ガス、またはＯ２濃縮器）を使用することによって達成することが可能であるが、独特のシリンダおよびピストンが、ガス源と患者との間に配置される。ガス源１７０からの流動は、入口弁１３２を通ってシリンダ１８０の中へ流れ、ピストン１８２を動かす一方で、出口弁１３０は患者Ｐｔに対して開放し、ガス源１７０に対して閉鎖される。弁球１８３または同様の弁機能は、ガス源が患者に直接接続されるのを防ぐ。シリンダは、患者への流量を上げてＴＩＪＶ要件を満たすために、前述の蓄積器システムと同様に、加圧量のガスを格納する。また、しかしながら、シリンダ中のピストンは、ガスが患者に送達されるにつれてシリンダ中の量を圧縮し、したがって、（圧縮により）シリンダ中で発生する圧力および流量の減衰を低減し、したがって、所与の期間に患者に送達される量を上げ、より長期間にわたって送達されるガスのピーク圧力を維持する。この実施形態のさらなる利益は、安全性であり、弁構造のため、弁が開放できなかった場合には、シリンダ量のみを患者に送達することが可能である。この独特の蓄積器／ピストンシステムは、正しい圧力で、かつ呼吸曲線の正しい時間で、必要量のガスを送達するために、前述の全ての必須感知部品およびタイミング機能を伴う。ピストンを伴わないシリンダ１８０を表す図１０ｂと、ピストン１８２を伴うシリンダ１８０を表す図１０ｃとの比較は、ピストンを使用することによって引き起こされる、平均圧力出力および量の増加を示す。
【００３９】
図１２は、本発明のジェット効果を詳細に表す。独特のカテーテル５００は、適切な方法で患者にガスを送達するように表されている。送達カテーテルは、気管Ｔの内腔Ｌ中で竜骨Ｃの上方に位置する、その遠位先端（患者端）において、ノズル５０６または直径制限を含んでもよい。ノズルは、ガスの出口速度が増加され、カテーテル先端の周囲の局部においてベンチュリ効果を生成するような寸法である。ベンチュリは、カテーテルの上方の上部気道から空気を吸い込み、増強ジェット流２１とともに左肺ＬＬおよび右肺ＲＬの中にその吸い込んだ空気４００を入れる。よって、患者に提供される治療ガスの総量は、人工呼吸器から送達されているＴＩＪＶ増強量（ＶＡ）５０と吸い込んだ量（ＶＥ）４００であり、よって、ＶＡ単独によって提供される換気補助を増大させる。ＶＥは、上部気道から引き寄せられるため、自然に加湿されて、この方法で、人工加湿を加えずに、より長い期間にわたってＴＩＪＶが成功し得る。さらに、出口速度は、治療量の半分のみが人工呼吸器に由来するように、例えば５０％吸い込みがあるように設計することが可能であり、よって、使用されている携帯型酸素供給の使用の長さを倍にする。ジェットは、５％〜１００％吸い込みを提供するように調整することが可能であり、所望であれば、＞１００％吸い込みを引き起こすことさえも可能である。比較のために、ＴＩＪＶの効果は、ＤＯＤと比較されると、ＴＩＪＶが吸い込んだ量を増加させ、そして患者の呼吸があまり活発でなくなるため、患者の呼吸数を減少させることを示すが、ＤＯＤはこれらのパラメータに影響しない。
【００４０】
あるいは、図１３に示されるように、カテーテルの先端におけるノズル寸法は、例えば、内部要素を動かすことによって、または先端ＩＤ付近の要素を膨張または収縮することによって、自動的および／または遠隔的に調整可能となり得る。例えば、ノズル制限器要素５１０は、収縮５１２されて、低ジェット出力を生じることが可能であり、かつ、膨張５１４されて、高ジェット出力を生じることが可能である。または、ノズル制限器スライド５２０は、あまり制限されていないノズル位置５２２から、より制限された位置５２４へ動かされて、ジェット効果を増加させることが可能である。この実施形態では、ノズルは、吸い込まれる空気流量の割合を変更するように調整され、例えば、患者が鼻腔の乾燥を感じた場合、または唾液が気管の中へ吸引されているのを感じた場合、カテーテルの上方から吸い込まれるガスの量を低減するために、カテーテルを除去せずに、ジェット速度の量が低減され得る。または、患者がより機械的な支援を必要とする場合は、ジェットが増加され得る。ジェット調整は、任意で、生理的フィードバック信号の使用によって自動的に行われ得る。
【００４１】
図１４：本発明のさらなる実施形態では、周囲空気は、低または無消費電力混合装置を用いて送達されている酸素ガスと混合することが可能である。例えば、周囲空気は、加圧流動酸素ガスでベンチュリ効果を生成することによって空気を吸引することによって、加圧酸素と混合することが可能であるか、または、空気は、適切な弁調節によって追加することが可能であるか、または、混合チャンバ中の逆止め弁によって追加することが可能であるか、または、小型の低消費電力ポンプを用いて混合チャンバに追加することが可能である。例えば、図１４ａでは、ベンチュリ空気混合ユニット２２０が示され、ガス源から酸素を豊富に含むガス２２２を受領し、逆止め弁２２６を伴うベンチュリポート２２５が周囲空気２２４を吸引する。また、例えば、図１４ｂでは、ピストンシステムが示され、ピストンがストロークして２５０、患者に量を送達するときは、逆止め弁が閉鎖され、ピストンが補給を行うときには、空気が逆止め弁を通ってチャンバに進入するように、逆止め弁２３０を伴うピストン１８２を備える。空気２２４は、入口弁１３２を通ってシリンダ１８０に運び込まれ、酸素を豊富に含む換気ガス２２２は、出口弁１３０を通ってシリンダに運び込まれる。次いで、空気と混合された酸素を豊富に含む換気ガスは、出口弁を通って患者に放出される。酸素ガスへの空気の追加は、小型携帯型システムの使用の持続時間を延長する。例えば、人工呼吸器が１００％酸素の増強パルスを送達している場合、１リットルシリンダの圧縮酸素を使用するシステムは、２時間持続することが可能である、しかしながら、増強パルスが５０％酸素および５０％窒素となるように周囲空気が混合される場合は、１リットルシリンダは、約５時間持続することが可能である。
【００４２】
図１５：本発明の別の実施形態では、患者へのシステムの圧力出力を上げるために、圧力増幅装置が使用される。人工呼吸器１００は、ガス源１７０、圧力増幅器ユニット５３０、貯蔵部／蓄積器１６８、オン／オフ弁１３０、患者Ｐｔへの流動、および入来呼吸信号Ｓを含む。圧力増幅器ユニットは、駆動空気圧５４２を受領する入口ステージ５４０、および増幅空気圧５４６を発する出口ステージ５４４を含む。図式的に、増幅器は、ガス供給５４８、フィルタ５５０、調節器５５２、ガス駆動入口５５４、およびガス供給出口５５８を含む。ガス供給からの引き込んだ圧力は、１ｐｓｉほどの低さとなり、かつ１０〜３０ｐｓｉに増幅されることが可能であり、よって、十分な圧力および流動を提供してＴＩＪＶを達成する。あるいは、圧力増幅器の出力は、前述のように増強パルス中の蓄積器の減圧中に、送達することが可能である量を上げる、蓄積器に格納することが可能である。圧力増幅器は、小型ＬＯＸシステム、酸素濃縮器システム、または低出力電気式空気ポンプ等の相対的に弱いガス供給が、ガス源に使用されることを可能にする。圧力増幅器ユニットは、空気圧式でパワー供給されるか、または電空式でパワー供給されることが可能である。
【００４３】
図１６：本発明の別の実施形態では、増強量を格納および送達するために、複数の蓄積器またはピストンが使用される。人工呼吸器１００は、ガス源１７０、出口弁５７４および５７６を伴う蓄積器５７０および５７２の配列、および患者Ｐｔへの主要出口弁１３０を含む。例えば、第１の蓄積器またはピストンが第１の増強パルスに対して患者へ減圧し、第２の蓄積器またはピストンが次の増強パルスにおいて患者へ減圧するように、蓄積器またはピストンは、交代することが可能である。この方法で、各蓄積器またはピストンには、より長い再加圧時間（１つの蓄積器またはピストンを伴うシステムと比較して２倍長い）があり、したがって、より高い圧力から減圧し始めるため、増強パルス中に十分な量を送達することが可能である。この実施形態は、速い呼吸数の状況、例えば、毎分３０回より多い呼吸において、特に有用である。
【００４４】
図１７：本発明の別の実施形態では、独特のシステムは、ＴＩＪＶを送達するための増強量および増強時間の独立制御を提供するが、圧力または量フィードバックループを使用しない。図１７ａは、針５９３、可変開口５９２、弁本体５９１、弁入口５９０および出口５９４、圧力または流動センサ５９６、およびフィードバック調整信号５９８を伴う、流動制御弁の従来の方法を表す。図１７ｂに示される本発明では、逆止め弁６００を伴う蓄積器６０２、６０４、および６０６の配列、ならびに異なるサイズの開口６１６、６１８、および６２０の配列は、正しい組み合わせの蓄積器を起動し、正しい開口サイズを使用することによって、任意の合理的な所定の増強時間および増強量を送達できるように、弁調節システム６０８、６１０、および６１２ならびに多岐管６１４とともに配設される。この実施形態は、増強量送達時間および増強量の独立した選択を可能にする。例えば、所望されるものに応じて、１００ｍｌを０．２秒で送達され得るか、または０．４秒で送達され得る。
【００４５】
図１８：本発明の別の実施形態では、患者に送達される量を増幅するために、バネを伴うピストンが使用される。貯蔵部／蓄積器１６８は、シリンダ１８０、移動ピストン１８２、患者ＰＴへの出口弁１３０、加圧および減圧出口チャンバ６４０、およびバネ２３２を含む。ピストンは、患者への弁１３０を通して減圧するシリンダによって、１つの方向にストロークする。ピストンの反対側の圧縮バネ２３２は、移動ピストンに速さを加え、よって患者へのシリンダ出口流量を増加させる。次いで、シリンダは、弁１３０を通して再加圧し、バネ２３２を圧縮し、次の増強送達のためにサイクルを反復する。
【００４６】
図１９：本発明の別の実施形態では、量送達を修正するために、調整可能量シリンダが使用される。示されるこの実施形態では、シリンダ中のピストンは、左右にストロークし、各ストロークは、患者へ量を送る一方で、ピストンの他方の側のチャンバの反対側へ、患者への次のストロークに備えて、ガス供給から再加圧している。シリンダ１８０は、移動可能ピストン１８２、シリンダの両端上の入口および出口弁（１３０および１３２）、移動可能端キャップ６５０、端キャップを動かすために使用されるネジ山システム６５２、調整ノブおよびネジ６５４、任意で、調整駆動ベルト６５６または他の駆動システム、任意で、ノブおよびネジ回転位置センサ６５８、任意で、端キャップ軸方向位置センサ６６０を含む。調整は、例えば、シリンダの１つの端キャップを内側または外側に向けて動かすためのノブおよびネジの使用による、手動となり得る。変更量は、蓄積器の変更容量のため、シリンダ減圧中に送達される量に影響を及ぼす。あるいは、調整は、電気的に制御することが可能であり、任意で、調整位置は、センサ６６０または６５８の使用によって、表示または制御ループ機能のために感知することが可能である。また、あるいは、同じ調整機構を前述のピストン実施形態に適用することが可能である。
【００４７】
図２０：本発明の別の実施形態では、増強パルスを所望の波形に成形することが可能である。これは、例えば、シリンダの出口上の可変開口、またはガス源圧力、またはストローク速度により制御することが可能である、ピストンストローク速度の制御によって、達成される。例えば、グラフに示されるように、ＴＩＪＶ量５０は、正弦波、方形波、下降波、または上昇波となり得る。
【００４８】
図２１：本発明の別の実施形態では、気道に圧力を与え戻すことによって、罹患した虚脱可能な遠位気道の虚脱を低減する効果を及ぼす、呼気逆流が表される。次いで、呼気流７２２の増加およびさらなる量は、呼気中に患者によって吐き出されることが可能である。呼気逆流は、方形呼気逆流の流動曲線７２０、短パルス７２８、多重パルス７３２、上昇または下降プロファイル７３０および７３４、振動７２４、サイン波７２６等の、種々の圧力または流動プロファイルで、あるいは呼気の開始または終了に、および高、中、または低振幅において、送達することが可能である。ピストンが増強ストロークの反対方向にストロークしている間に、呼気逆流は、前述のピストンによって送達することが可能であるか、または患者とガス供給との間の単純弁によって、または増強送達機構から独立している第２のシリンダまたはピストンによって、送達することが可能である。カテーテル５００が、気管Ｔの内腔Ｌに示される。カテーテルからの呼気逆流ガス退出は、不均一な速度プロファイル７６０を引き起こすように非拡散性７６２となり得るか、またはより均一な速度プロファイル７６４を生成するように拡散性７６６となり得る。ガス退出動態は、カテーテル上のガス退出ポートによって調整され、単一ポートは、非拡散ガス退出に有用であり、いくつかの小さい側面ポートは拡散ガス退出に有用である。速度プロファイルは、患者の気道の虚脱可能性に基づいて選択され、例えば、より均一なプロファイルが、より高度の虚脱可能性に使用される。逆流振幅はまた、ＣＯ２、呼気流動、量変化等の生理的信号に基づいて、手動または自動で調整することも可能である。
【００４９】
図１１：本発明の別の実施形態では、気管ガス吸入流２１０が送達されて、ＴＩＪＶ増強流２１に付随して、上部気道中でより高い酸素ガス濃度を生成することが可能である。カテーテル５０は、増強流退出ポート５０２および吸入流退出ポート５０４を含む。吸入は、患者の吸気相中の計略的時間で送達することが可能であるか、または患者の呼気相中の計略的時間で送達することが可能である。例えば、吸入が増強パルスに先行する２５０ミリ秒の吸気中に送達される場合には、増強ジェットによって肺の中へ吸引される吸い込まれる空気は、Ｏ２含有量がより高くなる。または、吸入が呼気中に送達される場合、所望の効果を及ぼし、また前述の呼気逆流を提供することも可能である。吸入流の振幅は、手動または自動で調整可能となり得る。
【００５０】
図２２：本発明の別の実施形態では、気管中のＣＯ２含有量を低下させるために気管ガス排出が使用され、それは、濃度勾配のために発生する混合および拡散により、肺の遠位区画中でより低いＣＯ２含有量を引き起こす。排出流７８０は、吸気、呼気、または両方の間に適用することが可能であり、排出プロファイルは、一定、振動性、同期、正弦等となり得るか、または気管中のＣＯ２レベルを監視すること等によって、バイオフィードバックによって判定されるような割合および振幅で、断続的に適用することが可能である。
【００５１】
図２３：本発明の別の実施形態では、最適に小型の人口呼吸器は、ガスシリンダの従来の形状を収容しない場合があるため、人工呼吸器は、小型人工呼吸器の全体的形状を最適化するために、非円筒形ガス蓄積器またはガス供給貯蔵部を含むことが可能である。例えば、形状は、凹面８００、または相互接続した一連のシリンダ８０２、または導管システム８０６となり得る。または人工呼吸器筐体８０４自体が、二重層ケーシング８０５を有することによって、ガス貯蔵部またはガス供給を備えることが可能である。示されている場合において、人工呼吸器筐体の断面は骨型であるが、しかしながら、任意の合理的な形状となり得る。非伝統的な形状の貯蔵部は、５０ｐｓｉ未満である、本発明の典型的な作動圧量を扱うことが可能である。
【００５２】
本発明の別の実施形態では、人工呼吸器は、人工呼吸器の内部にある、または人工呼吸器に外部接続されるかのいずれかである、手動手回し式充電発電機による電動である（図示せず）。
【００５３】
本発明の別の実施形態では、人工呼吸器は、ユーザによって作動される手動空気圧式ポンプシステムによって、ガス流および圧力を受領することが可能である。（図示せず）。
【００５４】
図２４〜３３に示される本発明の他の実施形態では、気管の中心にカテーテル先端を離間させ、先端が突き出てなく、他の経気管カテーテルでは説明される問題である、気管の壁を刺激または損傷しないカテーテル設計が表される。また、ジェットパルス中に先端が打ちつけないように、気管内腔の中心にカテーテル先端を安定させることが重要である。打ちつけることは、他のカテーテルでは問題であり、気管壁の外傷を引き起こし得る。さらに、増強パルスが左肺ＬＬおよび右肺ＲＬの下位部に効果的に到達するために、先端は、気管壁Ｗに向かってではなく、概ね竜骨Ｃの方向に方向付けられるべきである。
【００５５】
図２４：本発明の一実施形態では、瘻孔スリーブ８０８を通って挿入され、前壁ＡＷに接触し、後壁ＰＷから間隔をあけ、気管内腔Ｌの中心にカテーテルガス退出ポート８１１を離間させる、約３６０度の湾曲部８０９を伴うループ状カテーテルが表される。退出ポートを越えるカテーテル管腔が閉塞されるため、ガスはポート８１１から外へ退出することが可能であり、または、カテーテル先端が竜骨に向かって下向きに指すように、ループは延在することが可能である。カテーテルループは、ループの前部分が常に気管前壁に接触しているように付勢され、よって、カテーテル退出ポートは、気管内腔の中央のどこかになることを確実にする。あるいは、図２５に示されるように、カテーテルは、遠位先端が竜骨に向かって下に方向付けられるように、約４５０〜５４０度のループ８１０を備えることが可能である。この実施形態では、気管前壁および後壁のいずれか、または両方との接触があるように、カテーテルが付勢されるように曲がることがより有利であり得る。この実施形態はまた、気管壁に穏やかな張力を印加して、それを定位置に保つことに役立つが、しかしながら、咳とともに気管が虚脱すると、湾曲カテーテルが気管を圧迫する。
【００５６】
図２６：本発明の別の実施形態では、二重カニューレ設計が、造孔または瘻孔スリーブ８０８を伴って表される。外部誘導カニューレ８２０は、誘導カニューレを便利に除去および再挿入することができるように、取り外し可能にスリーブに取着する。誘導カニューレは、特に薄壁、例えば０．０１０”〜０．０３０”であり、典型的には、編組またはコイル強化エラストマーまたは熱可塑性物質で作られて、よじれに抵抗する。誘導カニューレは、半剛性であるものの、気管の前後幅と比較して短く、したがって、非外傷性である。内部カニューレは、ＴＩＪＶカテーテルであり、誘導カニューレのＩＤにぴったりと適合するような寸法である。ＴＩＪＶカテーテルの先端は、誘導カニューレの先端を越えて延在する。誘導カニューレの半剛性は、ＴＩＪＶカテーテルが辿る所定の既知の進路を提供し、したがって、気管内腔のどこかにＴＩＪＶカテーテル先端を位置付け、気管壁に接触しない。
【００５７】
図２７：本発明の別の実施形態では、気管の前壁の近くにとどまることを目的とし、よって、咳または気管支けいれん中に患者の気管が虚脱する時に後壁が刺激されない、形成カテーテル設計が表される。カテーテルの先端付近では、先端が気管前壁から離れて方向付けられるように、カテーテルは穏やかな前部屈曲８４２および後部屈曲８４３を成す。瘻孔スリーブの内部フランジ９２２は、その場所で前壁から離れたカテーテルの離間を提供する。カテーテルは、調整可能となり得るフランジ８４４を含む。あるいは、カテーテル先端は、気管前壁からそれを押しのける、非外傷性スペーサを含むことが可能である。
【００５８】
図２８：本発明の別の実施形態では、気管壁と接触した時にそれを刺激しないように、例えば３０〜６０ショアＡの、極めて軟質の材料から成る、カテーテル設計が表される。軟質の非常に柔軟なカテーテルの形状は、カテーテル構造に埋め込まれる硬いフィラメント硬化部材８３０、例えば、必要および所望形状に形状設定された、薄いステンレス鋼、熱可塑性または形状記憶ワイヤによって維持される。
【００５９】
図２９：別の実施形態では、短い気管切開チューブ８６０または喉頭切除チューブ等の標準気管チューブのオスコネクタに接続され、かつ気管チューブの長さを通って、センサが空気流を感知することが可能な気管気道の中へ延在する、突出または延長センサ９００を含む、カテーテルが表される。
【００６０】
図３０：本発明の別の実施形態では、気管内腔中でカテーテルを中心化する固着バスケット８５０を有する、カテーテル設計が表される。バスケットは、（咳またはけいれん中の）気管直径の部分または完全虚脱がバスケットによって妨げられず、いずれの接触も非外傷性となるように、非常に寛容である。バスケット材料は、肉芽組織成長を促進せず気管壁に取着しないように、潤滑で丸くなければならない。バスケットは、典型的に、容易な挿入および除去のためにスリーブから解放可能であるが、その柔軟性質により、造孔を通して容易に挿入および除去することも可能である。あるいは、バスケットは、膨張可能な有窓カフとなり得る。
【００６１】
図３１：本発明の別の実施形態では、気管の前壁から間隔をあけるスペーサ８４０を含む、カテーテル設計が表される。スペーサは、軟質材料、または高度柔軟膜に被包される形状記憶発泡体となり得る。または、スペーサは、膨張可能カフとなり得る。カフは、ユーザによる膨張を必要とする、通常は収縮したカフとなり得るか、または挿入および除去のために収縮を必要とする、通常は膨張した自己膨張式カフとなり得る。スペーサは、瘻孔スリーブ８０８またはカテーテル５０の突出部となり得る。
【００６２】
図３２：本発明の別の実施形態では、直角またはほぼ直角８６４に形成されることによって、気管内腔中で最小限に拡張することを目的とする、形成カテーテル設計が表される。この形状は、カテーテルの先端が竜骨に向かって下に方向付けられることを可能にするが、カテーテルの長さが非常に短い。気管が虚脱されない限り、カテーテルの本体が気管壁に接触しないため、気管が動き、伸長している時に、この形状は有利であり得る。カテーテルはまた、調整可能フランジ８６０も含み、カテーテルの挿入の必要な深さを設定する。
【００６３】
図３３：別の実施形態では、経皮的に造孔術部位にカテーテルシャフトを密封および固定するための、柔軟および／または膨張可能密封スリーブ８７０を備える、カテーテルが表される。スリーブは、自己収縮式または膨張式、または手動収縮式または膨張式設計、例えば、収縮流出ポートを伴う柔軟エラストマー膜に被包された記憶フォームとなり得る。
【００６４】
図３４：別の実施形態では、互いに接続する、近位外部カテーテル部分９００および遠位内部カテーテル部分９０２がある、スマートカテーテルが表される。各部分は、電気的署名を生じる微小装置を含有し、遠位部分署名タグ９０８は、近位部分認識タグ９１０によって認識される。この方法で、異なる治療モードに対する異なるカテーテル設計を人工呼吸器ユニットに取着することが可能であり、人工呼吸器ユニットは、どのカテーテル、したがってどのモードを使用するべきかを検出する。例えば、非ジェットカテーテル９０４を取着することが可能で、人工呼吸器は非ジェットモードに切り替えることが可能であり、かつジェットカテーテル９０６を取着することが可能で、人工呼吸器はジェットモードに切り替わる。または、電気的署名は、使用時間を追跡し、カテーテルの交換または掃除が必要である時をユーザに警告することが可能である。または、署名は、患者特有となり得るか、または成人および小児患者を区別するか、または、治療法の順守を報告することが可能である。
【００６５】
図３５：別の実施形態では、気管経皮造孔術部位における配置のための、経気管カテーテルスリーブ８０８が表される。スリーブは、かろうじて気管内腔の内側にスリーブの遠位端を位置付け、スリーブの不注意な抜去を防ぐ目的で、近位フランジ９２０および遠位フランジ９２２を含む。スリーブが造孔の中へ挿入されている時に、引き込んだフランジ９２４が突出せず、スリーブが容易かつ非外傷性の挿入のために低い外形をとることができるように、遠位フランジは、スリーブの主要管腔の中に引き込み可能である。よって、気管の中へ挿入されると、引き込んだフランジに対して套管針を押すことによって、またはフランジを引き込んだ状態に保っていた解放コード９３０を解放することによって、フランジを展開することが可能である。
【００６６】
図３６：呼吸流動の方向性を判定する目的で、負温度係数ＮＴＣおよび正温度係数ＰＴＣサーミスタを組み合わせて冷却および加熱を検出する、センサ配設が表される。ＮＴＣサーミスタは、吸気を検出するのに特に有効であり、サーミスタがより冷たい吸気した空気によって冷却されると、吸気の開始が検出される。ＰＴＣサーミスタは、呼気を検出するのに特に有効であり、サーミスタがより暖かい呼気した空気によって加熱されると、呼気の開始が検出される。周囲温度を測定するために、外部参照サーミスタが使用される。周囲温度が、体温よりも冷たい場合、それは通常の場合であり、記載される配設が使用され、しかしながら、周囲温度が体温よりも暖かい場合には、ＮＴＣおよびＰＴＣサーミスタの操作が逆転される。各サーミスタは、参照サーミスタＮＴＣｒおよびＰＴＣｒと対になり、各対の感知サーミスタおよびその参照サーミスタからの信号は、ブリッジを完成する抵抗Ｒを伴うホイートストン・ブリッジ９６０等の電子比較器を通して処理され、呼吸パターンにおけるアーチファクトおよび周囲条件のために発生するドリフトを緩和する、緩和出力信号９５２および９５４をもたらす。あるいは、静止温度および抵抗が既知の一定値に保たれるように電圧を印加することによって、サーミスタセンサを加熱することが可能である。したがって、吸気および呼気からの加熱および冷却は、周囲温度が分かっている時には高度に予測可能である。例えば、サーミスタは、１２０°Ｆに加温することが可能である。呼気は、吸気ほどサーミスタを冷却せず、したがって、呼吸相を判定することが可能である。正係数サーミスタは、カテーテルが呼気流に面する側に位置し、負係数サーミスタは、カテーテルが吸気流に面する側に位置するように、サーミスタをカテーテル上に配設することが可能である、９６２。または、代案として、空気流に完全に暴露されるように感知サーミスタを、および空気流にあまり暴露されないように参照サーミスタを配置する等、サーミスタは、何らかの他の計略的配向性で空間的に配設することが可能である９６４。
【００６７】
本発明の別の側面では、センサが含まれ、種々の目的でバイオフィードバックを提供する。例えば、咳、または喘鳴、または呼吸困難の存在は、測定した呼気曲線をソフトウェア中のアルゴリズムと比較することによって監視される。悪化が検出された場合、気管支拡張剤等の薬剤を送達することが可能である。または、肺が乾燥しないように送達した量を増加または減少させる目的で、気管の湿度を監視することが可能であるか、あるいは、正しい肺湿度または正しい換気量を維持するために、上部気道の吸い込みを増加または減少させるように、ジェットベンチュリを増加または減少することが可能である。または、アクティグラフィセンサで患者活動レベルを監視することが可能であり、それに応じて換気パラメータを調整し、患者の活動レベルに整合させることが可能である。または、造孔スリーブ中またはカテーテル中に配置されたパルス酸素測定センサによって、経皮造孔において患者の静脈血酸素飽和度を測定することが可能であり、換気パラメータは、それに応じて調整される。または、患者の気管ＣＯ２レベルは、ＣＯ２センサで測定することが可能であり、換気パラメータは、それに応じて調整される。これら全ての予期される測定パラメータは、患者の状態の外部遠隔監視のために、テレメトリによって、またはインターネットによって、臨床医に伝送することが可能である。
【００６８】
図３７：新規の低侵襲換気および酸素療法の別の潜在的な問題は、新規治療法への患者の受け入れおよび耐性、ならびにミニ気管切開術等の介入への身体の順応である。例えば、患者は、治療法の効果がどのようなものであるかを体験することができない限り、介入が行われることを望まない場合がある。または、例えば、介入によって身体が最初に刺激を受ける場合があり、治療法が介入の直後に開始される場合、他の生理的反応によって利益が損なわれる場合がある。したがって、本発明の別の側面では、患者が治療法を体験することを可能にし、かつ治療法が開始される前に患者を介入に慣れさせる、新規の医療処置順序が表される。患者は、マスクまたは鼻・胃管、あるいはラリンゲルマスクまたは中咽頭気道（ＮＧＴ、ＬＭＡ、またはＯＰＡ）等の非侵襲性患者インターフェースを使用することによって、負荷試験を受ける。ＮＧＴを使用する場合、患者の鼻腔に麻酔をかけて、患者が容易にＮＧＴに耐えることを可能にすることができる。次いで、この方法で、急性期の間にわたって患者にＴＩＪＶを適用し、患者が治療法にどれだけよく耐えるかを判定する。また、負荷試験から情報を抽出して、その患者にとって治療換気パラメータがどうあるべきかを推定することが可能である。負荷試験後に、ミニ気管切開手技を行い、順応スリーブおよび／または順応カテーテルを気道に導入する。例えば１週間の、一時的スリーブ／カテーテルを伴う亜慢性順応期間後、治療カテーテルおよび／または造孔スリーブを患者に挿入し、治療法を開始するか、または代案として、換気療法を開始する前に、別の短い順応期間をとる。患者が、例えば機械的換気から引き離されている、気管切開術の既往患者であった場合は、気管切開を通して気管へ直接負荷試験を適用することが可能である。患者が、例えば３ｍｍの経気管カテーテルによるＴＴＯＴの既往患者であった場合、成熟造孔管がＴＩＪＶカテーテルにとって小さすぎる場合は、前述のように、鼻マスク、ＮＧＴ、ＬＭＡ、またはＯＰＡから負荷試験を施行することが可能であるか、または代案として、既存の造孔に嵌合することが可能な、通常のＴＩＪＶカテーテルよりも小さいものを使用して、負荷試験を行う。または代案として、同じ、または同様の経気管カテーテル、または必要センサを伴う経気管カテーテルを使用して、経気管カテーテルから以前より存在する造孔を直接通して、負荷試験を送達する。次いで、必要であれば、より大きい順応カテーテルおよび／またはスリーブを造孔に配置し、それを拡張し、正しい順応期間後に、治療法を開始する。
【００６９】
図３８：本発明の別の実施形態では、階段状または先細拡張部分を伴う、特殊カテーテルが表される。カテーテルは、適切な深さに挿入することによって、順応期間中または治療期間中に適切な量まで造孔を拡張するために使用することが可能であるか、または、ますます大きい直径に造孔を連続して拡張するために使用することが可能である。カテーテルの先細部分は、固定または膨張可能となり得る。適切な直径が使用されるように、長さおよび直径の印が提供される。
【００７０】
図３９は、本発明全体を表し、統合ガス供給１７０、バッテリ１０１、量貯蔵部／蓄積器１６８、オン／オフ出口弁１３０、経気管カテーテル５００、気管気流呼吸センサ１０１および信号Ｓ、ならびに任意の呼気逆流ユニット９８０、ガス排出ユニット９８２、および薬剤送達ユニット９８４、および各流動出力または入力９８８、およびバイオフィードバック信号９８６を含む、患者Ｐｔによって装着されている装着型人工呼吸器１００を示す。
【００７１】
上記の異なる実施形態は、種々の方法で組み合わせられて、患者に独特の治療法を送達することが可能であることに注目するべきであり、その一方で、本発明は、その好ましい実施形態を参照して詳細に説明されており、本発明から逸脱することなく、様々な変更および組み合わせを行うことが可能であることが、当業者にとって明白であろう。また、本発明は、患者に対する可動式呼吸支援のための手段として説明されている一方で、なおも本発明の範囲内で、治療法が、より著しく障害され、かつおそらく非歩行可能な患者に対する、より高いレベルの支援を提供することができるように、あるいは、呼吸をしていない、または危機的に機能低下した患者に対する、完全またはほぼ完全な換気補助を提供することができるように、あるいは、緊急、現場、または輸送の状況で支援を提供することができるように、実施形態を適切に拡大縮小することが可能であることを、十分理解することが可能である。また、本発明は、経気管カテーテルを介して施行されるとして説明されているが、ＥＴチューブ、気管切開チューブ、喉頭切除チューブ、輪状甲状間膜切開チューブ、気管支内カテーテル、ラリンゲルマスク気道、中咽頭気道、鼻マスク、鼻カニューレ、鼻・胃チューブ、フルフェイスマスク等の、種々の他の気道インターフェース装置により、換気パラメータを施行することが可能であることに、注目すべきである。実施形態で開示される換気パラメータは、成人呼吸増強に適合するように指定されている一方で、適切な拡大縮小により、治療法は、小児および新生児患者に適用することが可能であることに、注目すべきである。
【符号の説明】
【００７２】
（参照番号）
Ｑ：ＬＰＭ単位の流量
ｔ：秒単位の時間
ｙ：ｙ軸
ｘ：ｘ軸
Ｉ：吸気相
Ｅ：呼気相
Ｖ：量
Ｐｔ：患者
Ｓ：センサ信号
Ｐ：肺または気道圧力
Ｔ：気管
Ｌ：気管内腔
Ｗ：気管壁
Ｃ：竜骨
ＬＬ：左肺
ＲＬ：右肺
ＡＷ：気管前壁
ＰＷ：気管後壁
ＰＴＣｒ：正温度係数参照サーミスタ
ＰＴＣ：正温度係数サーミスタ
ＮＴＣｒ：負温度係数参照サーミスタ
ＮＴＣ：負温度係数サーミスタ
Ｒ：レジスタ
Ｐｒｏｘ：近位
Ｄｉｓｔ：遠位
ＬＰＭ：毎分リットル
Ｌ：リットル
ｍ／ｓ：毎秒メートル
ｃｗｐ：水圧のセンチメートル
ｃｍＨ２Ｏ：水圧のセンチメートル
ｃｌ：中心線
１：ＨＦＪＶ流動曲線
２：患者呼吸流曲線
１０：高流動Ｏ２治療の流動曲線
１４：長期酸素療法（ＬＴＯＴ）の連続流動
１５：長期的経気管酸素療法の連続流動曲線
１６：ＬＴＯＴパルス需要酸素送達（ＤＯＤ）の流動曲線
１８：機械的人工呼吸器の流動曲線
２０：患者自発呼吸努力の流動曲線
２４：持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）の流動曲線
２１：経気管吸気増強換気（ＴＩＪＶ）の流動曲線
２５：経気管吸気増強換気の肺圧力曲線
３０：１次呼吸センサ
３２：緩和呼吸センサ
３４：１次呼吸センサと緩和呼吸センサとの間の信号差
３６：従来技術の圧力または流動センサ信号
３８：３６におけるドリフト
４０：３６におけるアーチファクト
４２：３４の１次微分
４３：患者量曲線
４４：ＬＴＯＴ量曲線
４６：ＬＴＯＴ  ＤＯＤ量曲線
５０：ＴＩＪＶ量曲線
５２：ＴＩＪＶ振幅の増加
５４：ＴＩＪＶタイミングの前への調整
５６：ＴｌＪＶタイミングの後への調整
５８：２次ＴＩＪＶ量曲線
６０：２次換気ガス流
１００：人工呼吸器
１０１：バッテリ
１０２：逆流送達弁
１０３：ガス排出送達弁
１０４：薬剤送達ユニット
１０５：バイオフィードバック信号
１１０：液体酸素（ＬＯＸ）ユニット
１１２：ＬＯＸ貯蔵部
１１４：真空チャンバ
１１６：ＬＯＸ退出チューブ
１２０：ヒータ
１２２：逆止め弁
１２４：熱交換器
１２６：圧力調節器
１２７：第２の圧力調節器
１２８：酸素ガス貯蔵部
１２９：トグルスイッチ
１３０：出口オン／オフ弁
１３１：圧力調節器多岐管
１３２：貯蔵部／蓄積器入口弁
１４０：開口の直径が＞０．１”のＯ２ガスシリンダ出力調節器
１６０：酸素濃縮器ユニット
１６２：ポンプ
１６４：圧力増幅器
１６６：圧力調節器
１６８：ガス貯蔵部／蓄積器
１７０：ガス供給
１８０：シリンダ
１８２：ピストン
１８３：弁球
２１０：吸入ガス流
２２０：ベンチュリ混合弁
２２２：換気ガス
２２４：周囲空気
２２５：ベンチュリ入口ポート
２２６：ベンチュリ逆止め弁
２３０：ピストン逆止め弁
２３２：ピストン増強ストロークバネ
２５０：増強ストローク
２５２：補給ストローク
５００：カテーテル
５０１：呼吸センサ
５０２：カテーテル換気ガス退出ポート
５０４：カテーテル吸入ガス退出ポート
５０６：ガス退出ノズル
５１０：ノズル制限器要素
５１２：低ジェット位置におけるノズル制限器要素
５１４：高ジェット位置におけるノズル制限器要素
５２０：ノズル制限器スライド
５２２：低ジェット位置におけるノズル制限器スライド
５２４：高ジェット位置におけるノズル制限器スライド
５３０：貯蔵部入口逆止め弁
５４０：圧力増幅器入口ステージ
５４２：圧力増幅器入口ガス駆動圧力
５４４：圧力増幅器出口ステージ
５４６：圧力増幅器出口圧力
５４８：圧力増幅器ガス供給
５５０：圧力増幅器フィルタ
５５２：圧力増幅器ガス供給調節器
５５４：圧力増幅器ガス駆動入口
５５６：圧力増幅器ガス供給入口
５５８：圧力増幅器ガス供給出口
５７０：蓄積器Ａ１
５７２：蓄積器Ａ２
５７４：蓄積器Ａ１出口弁
５７６：蓄積器Ａ２出口弁
５９０：量制御弁ガス入口
５９１：量制御弁可変開口
５９２：量制御弁本体
５９３：量制御弁針
５９４：量制御弁出口
５９６：量制御弁出口圧力センサ
５９８：量制御弁調整信号
６００：蓄積器入口逆止め弁
６０２：蓄積器Ａ
６０４：蓄積器Ｂ
６０６：蓄積器Ｃ
６０８：弁Ａ
６１０：弁Ｂ
６１２：弁Ｃ
６１４：多岐管
６１６：開口１
６１８：開口２
６２０：開口３
６４０：ピストン出口チャンバ
６５０：移動端キャップ
６５２：ネジ山システム
６５４：調整ノブおよびネジ
６５６：調整駆動ベルト
６５８：回転位置センサ
６６０：端キャップ位置センサ
６６２：空気圧式調整ライン
７２０：呼気逆流の流動曲線
７２２：増加した呼気流
７２４：振動逆流曲線
７２６：正弦波逆流曲線
７２８：短パルス逆流曲線
７３０：上昇逆流曲線
７３２：多重パルス逆流曲線
７３４：下降逆流曲線
７６０：不均一速度プロファイル
７６２：非拡散ガス退出
７６４：均一速度プロファイル
７６６：拡散ガス退出
７８０：ガス退出の流動曲線
８００：凹面蓄積器／貯蔵部
８０２：蓄積器シリンダ配列
８０４：人工呼吸器筐体
８０５：中空二重層ケーシング
８０６：導管蓄積器
８０８：瘻孔スリーブ
８０９：カテーテルの３６０度屈曲
８１０：カテーテルの５４０度屈曲
８１１：ガス退出ポート
８２０：誘導カニューレ
８３０：硬化部材
８４０：前壁スペーサ
８４２：カテーテルの前部湾曲部
８４３：カテーテルの後部湾曲部
８４４：調整可能フランジ
８５０：中心化／固着バスケット     
８６０：短気管切開チューブ
８６４：カテーテルの９０度屈曲
８７０：瘻孔密封
９００：外部カテーテル部分
９０２：内部カテーテル部分
９０４：非ジェットカテーテル
９０６：ジェットカテーテル
９０８：署名タグ
９１０：認識タグ
９２０：スリーブの外部フランジ
９２２：スリーブが折り畳まれていない内部フランジ
９２４：折り畳まれた内部フランジ
９３０：フランジ解放コード
９５２：信号出力１
９５４：信号出力２
９６０：ホイートストン・ブリッジ回路
９６２：吸入または呼気流に暴露されるサーミスタ配設
９６４：空気流に暴露される、およびあまり暴露されないサーミスタ配設
９８０：呼気逆流ユニット
９８２：ガス排出ユニット
９８４：薬剤送達ユニット
９８６：バイオフィードバック信号
９８８：補助流動
【図１ａ】
2009545384.tif 000005
【図１ｂ】
2009545384.tif 000006
【図１ｃ】
2009545384.tif 000007
【図１ｄ】
2009545384.tif 000008
【図１ｅ】
2009545384.tif 000009
【図１ｆ】
2009545384.tif 000010
【図１ｇ】
2009545384.tif 000011
【図２ａ】
2009545384.tif 000012
【図２ｂ】
2009545384.tif 000013
【図２ｃ】
2009545384.tif 000014
【図２ｄ】
2009545384.tif 000015
【図３】
2009545384.tif 000016
【図４ａ】
2009545384.tif 000017
【図４ｂ】
2009545384.tif 000018
【図４ｃ】
2009545384.tif 000019
【図５】
2009545384.tif 000020
【図６】
2009545384.tif 000021
【図７】
2009545384.tif 000022
【図８】
2009545384.tif 000023
【図９】
2009545384.tif 000024
【図１０ａ】
2009545384.tif 000025
【図１０ｂ】
2009545384.tif 000026
【図１０ｃ】
2009545384.tif 000027
【図１１】
2009545384.tif 000028
【図１２】
2009545384.tif 000029
【図１３】
2009545384.tif 000030
【図１４ａ】
2009545384.tif 000031
【図１４ｂ】
2009545384.tif 000032
【図１５】
2009545384.tif 000033
【図１６】
2009545384.tif 000034
【図１７ａ】
2009545384.tif 000035
【図１７ｂ】
2009545384.tif 000036
【図１８】
2009545384.tif 000037
【図１９】
2009545384.tif 000038
【図２０】
2009545384.tif 000039
【図２１】
2009545384.tif 000040
【図２２】
2009545384.tif 000041
【図２３】
2009545384.tif 000042
【図２４】
2009545384.tif 000043
【図２５】
2009545384.tif 000044
【図２６】
2009545384.tif 000045
【図２７】
2009545384.tif 000046
【図２８】
2009545384.tif 000047
【図２９】
2009545384.tif 000048
【図３０】
2009545384.tif 000049
【図３１】
2009545384.tif 000050
【図３２】
2009545384.tif 000051
【図３３】
2009545384.tif 000052
【図３４】
2009545384.tif 000053
【図３５】
2009545384.tif 000054
【図３６】
2009545384.tif 000055
【図３７】
2009545384.tif 000056
【図３８】
2009545384.tif 000057
【図３９】
2009545384.tif 000058
【国際調査報告】
2009545384.tif 000059
2009545384.tif 000060
2009545384.tif 000061