(57)【要約】  正の吸気圧を維持しつつ非侵襲的換気装置システム１００において患者の呼気のＣＯ２レベルを測定するための方法２００が提供される。方法は、非侵襲的換気装置システムによって、患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む信号を受信するステップ（２２０）と、信号に応答して、非侵襲的換気装置システムによって、１又は複数の呼吸を含む第１の期間の間、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させるステップ（２３０）と、ＣＯ２センサ１６０によって、第１の期間中にＣＯ２測定値を取得するステップ（２４０）と、第１の期間の後に、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルに戻すステップ（２５０）と、を有する。
2019500933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の吸気圧を維持しつつ非侵襲的換気装置システムにおいて患者の呼気のＣＯ２レベルを測定するための方法であり、前記非侵襲的換気装置システムはＣＯ２センサを備える、方法であって、前記方法は、
前記非侵襲的換気装置システムが、患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む信号を受信するステップと、
前記信号に応答して、前記非侵襲的換気装置システムが、１又は複数の呼吸を含む第１の期間の間、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させるステップと、
前記ＣＯ２センサが、前記第１の期間中にＣＯ２測定値を取得するステップと、
前記第１の期間の後に、前記呼気気道陽圧を前記第１の、より高いレベルに戻すステップと、
を有する方法。
【請求項２】
患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む前記信号は、ユーザから受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させる前記ステップは、前記非侵襲的換気装置のブロワに制御信号を送るステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記非侵襲的換気装置システムのコントローラから前記ＣＯ２センサに信号を送るステップを更に有し、前記信号は、前記第１の期間中に前記ＣＯ２測定値を取得するための命令を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の、より低いレベルは、約１ｃｍＨ２Ｏである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の期間は約２呼吸である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＣＯ２測定値をユーザに提供するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記受信するステップは、定期的な間隔のうちの１つにおいてＣＯ２測定値を取得するように、前記非侵襲的換気装置システムを構成するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記非侵襲的換気装置システムは、統合されたＣＯ２センサを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
正の吸気圧を維持しつつ患者の呼気のＣＯ２レベルを測定する非侵襲的換気装置であって、前記非侵襲的換気装置は、
ユーザから、１又は複数の呼吸を含む第１の期間中に前記患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む信号を受信するユーザインターフェースと、
前記第１の期間中に前記患者から１又は複数の呼気のＣＯ２測定値を取得するＣＯ２センサと、
前記ＣＯ２センサと通信するコントローラであって、前記コントローラは、前記信号に応答して、前記第１の期間の間、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させ、前記第１の期間中にＣＯ２測定値を取得するよう前記ＣＯ２センサに指令し、前記第１の期間の後に、前記呼気気道陽圧を前記第１の、より高いレベルに戻す、コントローラと、
を備える、非侵襲的換気装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記非侵襲的換気装置のブロワの動作を制御することによって前記呼気気道陽圧を低下させる、請求項１０に記載の非侵襲的換気装置。
【請求項１２】
前記ＣＯ２センサは、患者インターフェースの近くに位置する統合されたセンサである、請求項１０に記載の非侵襲的換気装置。
【請求項１３】
取得された前記ＣＯ２測定値を表示するディスプレイスクリーンを更に備える、請求項１０に記載の非侵襲的換気装置。
【請求項１４】
前記ユーザインターフェースはボタンである、請求項１０に記載の非侵襲的換気装置。
【請求項１５】
前記信号は、患者によってトリガされた呼吸の定期的な間隔のうちの１つにおいてＣＯ２測定値を取得する命令を更に含む、請求項１０に記載の非侵襲的換気装置。
【請求項１６】
正の吸気圧を維持しつつ患者の呼気のＣＯ２レベルを測定する非侵襲的換気装置システムのコントローラであって、前記コントローラは、
前記非侵襲的換気装置システムのユーザインターフェースから、患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む信号を受信することと、
前記信号に応答して、１又は複数の呼吸を含む第１の期間の間、前記非侵襲的換気装置システムの呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させることと、
前記非侵襲的換気装置システムのＣＯ２センサに信号を送ることであって、前記信号は、前記第１の期間中に前記ＣＯ２測定値を取得する命令を含む、ことと、
前記第１の期間の後に、前記呼気気道陽圧を前記第１の、より高いレベルに戻すことと、
を行う、コントローラ。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記非侵襲的換気装置システムのブロワに制御信号を送ることによって、前記呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させる、請求項１６に記載のコントローラ。
【請求項１８】
前記第２の、より低いレベルは、約１ｃｍＨ２Ｏである、請求項１６に記載のコントローラ。
【請求項１９】
前記第１の期間は約２呼吸である、請求項１６に記載のコントローラ。
【請求項２０】
前記コントローラは更に、前記ＣＯ２測定値を、取得された前記ＣＯ２測定値を表示するディスプレイスクリーンを介してユーザに提供する、請求項１６に記載のコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本開示は、概して、非侵襲的換気装置システムにおいてＣＯ２レベルを測定するための方法及びシステムに向けられる。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  救急救命治療における換気を提供する最も一般的な手段は、膨張式のカフを使用して気管の内部を封止する気管内チューブを患者に挿管することを必要とする。挿管は臨床的に気道を管理し、肺の膨張を維持する最良の手段を提供するが、組織の擦傷、感染、極度の不快感に起因する患者の鎮静作用などの著しいリスクをもたらす。従って、挿管は的確には侵襲的換気と呼ばれ、挿管を行うという臨床医の判断は、慎重に熟考されるべきである。呼吸支援を必要とする入院患者の選択グループにとって、挿管の有害な副作用につながるリスクは、その利点よりも重大である場合がある。
【０００３】
[0003]  侵襲的換気の著しいリスクに鑑みて、気道を通じた支援を施す利点を提供するが、患者の口及び鼻を覆うマスク又は気管開口チューブによる接続を使用した、在宅医療における換気からの代替的なアプローチが発展した。このアプローチは非侵襲的陽圧換気又は単に非侵襲的換気（ＮＩＶ）と呼ばれる。非侵襲的換気については、いくらかの漏洩が期待され、漏洩は、しばしば、呼気終末ＣＯ２を減少させるために意図的に導入される。非侵襲的換気システムにおいては単一のリム回路が換気装置をマスクに接続しているため、漏洩が導入されないと呼気終末ＣＯ２は患者に再呼吸される。これと比較して、侵襲的換気は、呼息ガスを別個に移送するデュアルリム式接続回路を使用し、侵襲的換気におけるＣＯ２の再呼吸を防ぐので、漏洩を必要としない。
【０００４】
[0004]  適切な酸素の送達を確保するため、及び炭酸過剰症、つまり、血液中の二酸化炭素の過剰濃度、などの状態を阻止するため、システム中のＣＯ２の濃度は注意深く監視される。非侵襲的換気中のＣＯ２監視の方法には、動脈血二酸化炭素分圧（ＰａＣＯ２）に対する動脈血ガス（ＡＢＧ）の測定、又は呼気終末二酸化炭素（ｅｔＣＯ２）測定のためのメインストリーム又はサイドストリームセンサによる呼息の流れの継続的なサンプリングが含まれる。例えば、メインストリームセンサ測定は、単一リム式非侵襲的換気の場合、マスクエルボと患者回路に接続された呼息ポートとの間に設置されたセンサへと戻るように流動する呼息の流れに基づき得る。デュアルリム式非侵襲的換気の場合、メインストリームセンサは、非排出のマスクポートと患者回路Ｙ字管との間に設置され得、このＹ字管は２リム式の患者回路の吸気及び呼気リムを患者の気道に連結させるコネクタである。代替的に、サイドストリームセンサは、鼻孔及び口に設置された鼻部及び口部突起を介して呼息の流れを集めるためにマスクの下に設置されたサンプリングカニューレに接続されてよい。
【０００５】
[0005]  しかしながら、非侵襲的換気の送達は、通常、顔面でのマスクの封止の周りで多くの漏洩を伴い、これは、呼息ガスの相当量がメインストリームセンサに到達する前に、マスクの周りの漏洩を通じた呼息ガスの流出につながる。鼻孔内に設置されたサンプリングカニューレを有するサイドストリームセンサは、より良好なＣＯ２測定を提供するが、呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ：ｅｘｐｉｒａｔｏｒｙ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ａｉｒｗａｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を維持するための換気装置からのガスの流れによる呼息の流れの希釈に影響を受ける。更には、マスクの下のカニューレの設置は、マスクの周りでの漏洩の増加につながる。単一リム式非侵襲的換気中は、例えば、呼息ポートから外へ、及び顔面のマスク封止の周りの漏洩によって、呼息ガスが流出することを許容するために、典型的には、呼息中に空気、Ｏ２又はそれらの混合気の最小ＥＰＡＰレベルは約４ｃｍＨ２Ｏに維持される。マスクの周りからの漏洩がより多いときは、換気装置はＥＰＡＰを維持するためにより多量のガスを送達し、従って、より多くの呼息ガスが呼息ポートから外へ流出する。より多くの漏洩がある事例においてマスクの漏洩を通じてより多くの呼息ガスが流出するにつれて、ＣＯ２を含んだ呼息ガスはほとんどＣＯ２センサに到達せず、ＣＯ２測定は誤ったものになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]  それ故、本技術分野において、システムにおける呼気気道陽圧を維持する一方で、漏洩にもかかわらずにより正確にＣＯ２レベルを測定する非侵襲的換気装置システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]  本開示は、非侵襲的換気装置システムにおいてＣＯ２レベルを測定するための発明的な方法及びシステムに向けられる。本明細書における様々な実施形態及び実施態様は、独立型の又は統合されたＣＯ２センサを使用してＣＯ２を測定する非侵襲的換気装置システムに向けられる。ＣＯ２レベルの測定値を取得するために、非侵襲的換気装置システムのＥＰＡＰレベルは、臨床医によって、所定の呼吸数の期間、より低いレベル、好ましくは４ｃｍＨ２Ｏ未満に設定される。ＥＰＡＰレベルが低下されている間に、ＣＯ２センサは１又複数のＣＯ２測定値を取得する。所定の呼吸数の後、ＥＰＡＰレベルは本来のＥＰＡＰ設定に戻される。
【０００８】
[0008]  概して、１つの態様において、正の吸気圧を維持しつつ非侵襲的換気装置システムにおいて患者の呼気のＣＯ２レベルを測定するための換気装置が提供される。方法は、非侵襲的換気装置システムによって、患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む信号を受信するステップと、信号に応答して、非侵襲的換気装置システムによって、１又は複数の呼吸を含む第１の期間の間、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させるステップと、ＣＯ２センサによって、第１の期間中にＣＯ２測定値を取得するステップと、第１の期間の後に、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルに戻すステップと、を有する。
【０００９】
[0009]  実施形態によると、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させるステップは、非侵襲的換気装置のブロワに制御信号を送るステップを含む。
【００１０】
[0010]  実施形態によると、方法は、非侵襲的換気装置システムのコントローラからＣＯ２センサに信号を送るステップを有し、信号は、第１の期間中にＣＯ２測定値を取得する命令を含む。
【００１１】
[0011]  実施形態によると、第２の、より低いレベルは、約１ｃｍＨ２Ｏである。
【００１２】
[0012]  実施形態によると、第１の期間は約２呼吸である。
【００１３】
[0013]  実施形態によると、方法は、ＣＯ２測定値をユーザに提供するステップを更に有する。
【００１４】
[0014]  実施形態によると、受信するステップは、患者によってトリガされた呼吸の定期的な間隔のうちの１つにおいてＣＯ２測定値を取得するように、非侵襲的換気装置システムを構成するステップを含む。
【００１５】
[0015]  第２の態様によると、正の吸気圧を維持しつつ患者の呼気のＣＯ２レベルを測定するように構成された非侵襲的換気装置が提供される。非侵襲的換気装置は、ユーザから、１又は複数の呼吸を含む第１の期間中に患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む信号を受信するように構成されたユーザインターフェースと、第１の期間中に患者から１又は複数の呼気のＣＯ２測定値を取得するように構成されたＣＯ２センサと、ＣＯ２センサと通信するコントローラであって、コントローラは、信号に応答して、第１の期間の間、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させるように構成され、第１の期間中にＣＯ２測定値を取得するようＣＯ２センサに指令するように更に構成され、第１の期間の後に、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルに戻すように更に構成された、コントローラと、を含む。
【００１６】
[0016]  実施形態によると、非侵襲的換気装置は、ユーザから信号を受信するように構成されたユーザインターフェースを更に含む。実施形態によると、ユーザインターフェースはボタンである。
【００１７】
[0017]  実施形態によると、ＣＯ２センサは、患者インターフェースの近くに位置する統合されたセンサである。
【００１８】
[0018]  実施形態によると、非侵襲的換気装置は、取得されたＣＯ２測定値を表示するように構成されたディスプレイスクリーンを更に含む。
【００１９】
[0019]  第３の態様によると、正の吸気圧を維持しつつ患者の呼気のＣＯ２レベルを測定するように構成された非侵襲的換気装置システムのコントローラが提供される。コントローラは、非侵襲的換気装置システムのユーザインターフェースから、患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む信号を受信することと、信号に応答して、１又は複数の呼吸を含む第１の期間の間、非侵襲的換気装置システムの呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルから第２の、より低いレベルへと低下させることと、非侵襲的換気装置システムのＣＯ２センサに信号を送ることであって、信号は、第１の期間中にＣＯ２測定値を取得する命令を含む、ことと、第１の期間の後に、呼気気道陽圧を第１の、より高いレベルに戻すことと、を行うように構成される。
【００２０】
[0020]  本開示の目的で本明細書において使用されるとき、「コントローラ」という用語は、概して、換気装置、システム及び方法の動作に関連する様々な装置を説明するために使用される。コントローラは、本明細書において論じられる様々な機能を実施するために多くのやり方で（例えば、専用ハードウェアによって）実現されてよい。「プロセッサ」はコントローラの一例であり、本明細書において論じられる様々な機能を実施するためにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラムされる１又は複数のマイクロプロセッサを用いる。コントローラは、プロセッサを用いて実現されても、プロセッサを用いないで実現されてもよく、いくつかの機能を実施する専用ハードウェアと他の機能を実施するプロセッサ（例えば、１又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）との組み合わせとして実現されてもよい。本開示の様々な実施形態において用いられるコントローラコンポーネントの例としては、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）があるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
[0021]  様々な実施態様において、プロセッサ又はコントローラは、１又は複数の記憶媒体（本明細書において全体的に「メモリ」と呼ばれ、例えば、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭなどの揮発性及び不揮発性コンピュータメモリ、フロッピーディスク、コンパクトディスク、光学的ディスク、磁気テープなどがある）に関連付けられる。いくつかの実施態様において、記憶媒体は、１又は複数のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されたときに本明細書において論じられる機能のうちの少なくともいくつかを実施する１又は複数のプログラムによって符号化される。様々な記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてもよく、又は記憶媒体上に記憶された１又は複数のプログラムが、本明細書において論じられる本発明の様々な態様を実現するようにプロセッサ又はコントローラにロードされ得るような可搬式のものであってもよい。「プログラム」又は「コンピュータプログラム」という用語は、本明細書において、１又は複数のプロセッサ又はコントローラをプログラムするために用いられ得る任意の種類のコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指す一般的な意味で使用される。
【００２２】
[0022]  本明細書において使用されるとき、「ユーザインターフェース」という用語は、ユーザとデバイスとの間の通信を可能にする、人間のユーザ又はオペレータと１又は複数のデバイスとの間のインターフェースを指す。本開示の様々な実施態様において用いられるユーザインターフェースの例としては、スイッチ、電位計、ボタン、ダイアル、スライダ、トラックボール、ディスプレイスクリーン、様々な種類のグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）、タッチスクリーン、マイクロフォン、及び人間によって生成されたある形態の刺激を受信し、それに応答して信号を生成する他の種類のセンサがあるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
[0023]  前述の概念及び以下においてより詳細に論じられる更なる概念の全ての組み合わせは、（そのような概念が互いに矛盾するものでない限り）本明細書において開示される発明的な主題の一部であるものとして考えられることを理解されるべきである。詳細には、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書において開示される発明的な主題の一部であるものとして考えられる。
【００２４】
[0024]  本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかであり、それらの実施形態を参照して解明されるであろう。
【００２５】
[0025]  図面において、類似の参照記号は、概して、異なる図を通じて同一の部品を指す。また、図面は必ずしも縮尺通りでなく、代わりに、概して、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】[0026]  実施形態による、非侵襲的換気装置システムの概略的な図である。
【図２】[0027]  実施形態による、非侵襲的換気装置システムを使用してＣＯ２を測定するための方法のフローチャートである。
【図３】[0028]  実施形態による、ＣＯ２測定値を取得するように構成された非侵襲的換気装置のコンピュータシステムの概略的な図である。
【図４】[0029]  実施形態による、非侵襲的換気装置システムの圧力波を図示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
[0030]  本開示は、換気装置システム及び方法の様々な実施形態を説明する。より一般的には、発明者は、独立型の又は統合されたＣＯ２センサを使用してＣＯ２レベルを正確に測定する非侵襲的換気システムを提供することは有益であると認識し、理解した。ＣＯ２レベルの測定値を取得するために、非侵襲的換気装置システムのＥＰＡＰレベルは、ＣＯ２センサによってＣＯ２測定値が取得される所定の呼吸数の期間、臨床医によって減じられる。システムは、ＣＯ２センサと通信するコントローラを含み、コントローラは、ＥＰＡＰレベルの変化を制御し、ＣＯ２測定値をいつ取得するか、及びＥＰＡＰをいつ通常レベルに戻すかを判定するために呼吸数を監視する。
【００２８】
[0031]  図１を参照すると、一実施形態において、これは例示的な非侵襲的換気システム１００の図である。この実施形態において、システムは、患者接続部の近くで漏洩流があり、患者の呼息ガスが呼息中にブロワを通って逆方向に進行する可能性があるような単一リム式換気装置である。システムは、コントローラ１２０を含み、これは、数ある種類のコントローラの中で、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、及び／又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）であってよい。コントローラは、プロセッサを用いて実現されても、プロセッサを用いないで実現されてもよく、いくつかの機能を実施する専用ハードウェアと他の機能を実施するプロセッサ（例えば、１又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）との組み合わせとして実現されてもよい。
【００２９】
[0032]  コントローラ１２０は、任意の必要とされるメモリ、電源、Ｉ／Ｏデバイス、制御回路及び／又は本明細書において説明され又は他のやり方によって想定される実施形態によるシステムの動作のために必要な他のデバイスと結合され得、又は他のやり方によって通信し得る。例えば、様々な実施態様において、プロセッサ又はコントローラは、１又は複数の記憶媒体と関連付けられる。いくつかの実施態様において、記憶媒体は、１又は複数のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されたときに本明細書において論じられる機能のうちの少なくともいくつかを実施する１又は複数のプログラムによって符号化される。様々な記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてもよく、又は記憶媒体上に記憶された１又は複数のプログラムが、本明細書において論じられる本発明の様々な態様を実現するようにプロセッサ又はコントローラにロードされ得るような可搬式のものであってもよい。「プログラム」又は「コンピュータプログラム」という用語は、本明細書において、１又は複数のプロセッサ又はコントローラをプログラムするために用いられ得る任意の種類のコンピュータコード（例えば、ソフトウェア又はマイクロコード）を指す一般的な意味で使用される。
【００３０】
[0033]  実施形態によると、非侵襲的換気システムは、遠隔の換気装置コンポーネント１４０から患者インターフェース１５０へとガスを送達するチューブ又は配管１３０を含む。患者インターフェース１５０は、例えば、患者の口及び／又は鼻の全体又は一部分を覆う顔マスクであってよい。異なる体格の患者又は個人に適応する多くの異なる大きさのマスクがあってよく、及び／又はマスクは調節可能であってよい。別の選択肢としては、患者インターフェース１５０は、気管開口チューブ内又は気管開口チューブ上に取り付けられ、又は他のやり方で気管開口チューブと相互作用する。それ故、患者インターフェース１５０は、異なる形状及び大きさの気管開口に適応する多様な大きさである。患者インターフェースは、患者の気道の少なくとも一部分に取り付けられるように構成される。
【００３１】
[0034]  配管１３０及び／又は患者インターフェース１５０は、ＣＯ２センサ１６０も含み得る。図１において、例えば、ＣＯ２センサ１６０は患者インターフェース１５０又は配管１３０のエルボ１６２の近くに位置する。実施形態によると、ＣＯ２センサ１６０は、有線又は無線でコントローラ１２０と通信する。図１においてはＣＯ２センサ１６０は統合されたＣＯ２センサとして描写されているが、センサは、換気装置、配管又はマスクとは別個のものであってもよいことに留意されたい。
【００３２】
[0035]  システム１００は、モータを有するブロワ１８０も含み、これはシステムのための流れ及び圧力を生成する。ブロワモータは、ブロワモータコントローラによって制御され、これは、例えば、モータの速度を制御し得る。実施形態によると、ブロワモータはブロワのコンポーネントであり、これはインペラ、筐体及びモータを含み得る。システムの流れ及び圧力は、部分的には、ブロワモータの速度によって決定され、ブロワモータの動作はブロワモータコントローラによって制御される。ブロワモータコントローラは、コントローラ１２０と同一のコントローラでよく、又は、好ましくはコントローラ１２０と通信する、別個のコントローラでもよい。コントローラは、任意のプロセッサでよく、任意の必要とされるメモリ、電源、Ｉ／Ｏデバイス、制御回路及び／又は本明細書において説明され又は他のやり方によって想定される実施形態によるシステムの動作のために必要な他のデバイスと結合され得、又は他のやり方によって通信し得る。
【００３３】
[0036]  実施形態によると、システム１００は、患者に送達されるガスを生み出すために、周囲空気と、酸素源などの高圧ガス源との両方を使用する。ガス源は、周囲の環境空気、酸素タンク、窒素タンク、それらの組み合わせ、及び非常に広範囲の多様な他のガス源など、利用され得る任意のガス源でよい。
【００３４】
[0037]  実施形態によると、非侵襲的換気システム１００はユーザインターフェース（ＵＩ：ｕｓｅｒ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１７０も含む。ＵＩ１７０は、システムが臨床医などのユーザに提示するグラフィカルな、テキスト情報及び／又は聴覚的情報、並びにユーザがシステムを制御するために利用する数ある制御シーケンスの中でキーストローク、コンピュータマウスによる動き又は選択、及び／又はタッチスクリーンによる動き又は選択などの制御シーケンスを含む。一実施形態において、ＵＩ１７０はグラフィカルユーザインターフェースである。例えば、図１に図示されるように、ＵＩ１７０はディスプレイスクリーン１７２を含む。ディスプレイスクリーン１７２は、例えば、ユーザが非侵襲的換気システム１００の１又は複数の設定を変更することを可能にするタッチスクリーン、及びユーザに呼吸及び換気情報を表示するグラフィカルな出力を含む。
【００３５】
[0038]  例えば、実施形態によると、ユーザインターフェース１７０は、ＣＯ２測定を始動させるためにユーザが押し、スライドさせ、切り替え又は他のやり方で始動させるボタン又はスイッチなどのインターフェースを含む。別の例として、ディスプレイスクリーンは、タッチスクリーンＣＯ２測定ボタン、又はタッチ、スタイラス若しくは別の選択機構を使用する他の入力機構を含み得る。ユーザインターフェースは、ＣＯ２測定中の吸気気道陽圧（ＩＰＡＰ：ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ａｉｒｗａｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）及び／又は呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ）レベルの選択、及びＣＯ２測定が行われる期間又は呼吸数などを含むＣＯ２測定ルーチンのための選択肢及び変数もユーザに提供し得る。
【００３６】
[0039]  実施形態によると、ユーザインターフェース１７０及びコントローラ１２０は、ＣＯ２測定値を取得するように非侵襲的換気装置を構成するために協調的に動作する。１又は複数の機能又は選択肢を選択することによってユーザがシステムを構成したときにコントローラ１２０が情報を記憶し、それに従ってＣＯ２測定を始動するように、ユーザインターフェース１７０はコントローラ１２０と通信し得る。例えば、ユーザは、ユーザインターフェース１７０を介して、即座に取得されるＣＯ２測定中の２呼吸の期間、１ｃｍＨ２ＯのＥＰＡＰレベルを選択し得る。コントローラ１２０は、ユーザインターフェースからユーザ入力を受信し、ＣＯ２測定を始動させる。代替的に、ユーザは、ユーザインターフェース１７０を介して、１０分毎に取得されるＣＯ２測定中の４呼吸の期間、０ｃｍＨ２ＯのＥＰＡＰレベルを選択し得る。コントローラ１２０は、ユーザインターフェースからユーザ入力を受信し、次のＣＯ２測定のためのタイミング機構を始動させる。ユーザは、平均呼吸速度における変化などの選択された条件が検知されたときにＣＯ２測定を始動するようにコントローラに指令するためにもユーザインターフェースを利用する。それ故、コントローラ１２０は、ユーザインターフェース１７０から情報を受信し、ＣＯ２測定のためのトリガ条件の監視を開始する。
【００３７】
[0040]  図２を参照すると、一実施形態において、これは非侵襲的換気装置システムにおいてＣＯ２を測定するための方法２００のフローチャートである。ステップ２１０において、非侵襲的換気システム１００が提供される。システムは、本明細書において説明され又は他のやり方によって想定される非侵襲的換気システムのうちの任意のものであり、例えば、数あるコンポーネントの中で、コントローラ１２０、ブロワ１８０、配管１３０、患者インターフェース１５０、及びＣＯ２センサ１６０を含み得る。他の実施形態も可能である。
【００３８】
[0041]  方法のステップ２２０において、ユーザは患者からのＣＯ２測定を始動させる。例えば、臨床医は、患者の状態、検査結果、又はＣＯ２測定に関連する他の情報を検討した後で、ＣＯ２測定が即座に必要とされると判断する。更に別の例において、臨床医は、規則的又は定期的なＣＯ２測定が必要であると判断し、従って、ＣＯ２測定値を規則的又は定期的な間隔で取得するようにシステムを構成する。この間隔は、例えば、３分から５分毎、１時間毎、２、３時間毎、又は任意の他の所望の間隔である。臨床医は、代替的に、患者によってトリガされた呼吸における変化又はいくつかの他のトリガなどの特定の条件がトリガされたならば、ＣＯ２測定が必要であると判断する。
【００３９】
[0042]  実施形態によると、臨床医はＵＩ１７０を使用してＣＯ２測定を始動させ得る。非侵襲的換気装置システムは、患者からＣＯ２測定値を取得する命令を含む、ＵＩからの信号などの信号を受信する。例えば、ＵＩは、ＣＯ２測定を始動させるためにユーザが押し、スライドさせ、切り替え又は他のやり方で始動させるボタン又はスイッチを含み得る。別の例として、ディスプレイスクリーンは、タッチスクリーンＣＯ２測定ボタン、又はタッチ、スタイラス若しくは別の選択機構を使用する他の入力機構を含み得る。実施形態によると、ボタン又はタッチスクリーンボタンは、所定の呼吸数の期間、ＥＰＡＰを所定のレベルに低下させ、その後ＥＰＡＰを通常レベルへ元通りに上昇させる予めプログラムされたルーチンを始動させる。別の実施形態によると、ＵＩは、ユーザが、ＣＯ２測定のためのＥＰＡＰレベル及び呼吸数の一方又は両方を選択することを可能にする。例えば、臨床医は、患者による２呼吸の期間、ＥＰＡＰレベルを１ｃｍＨ２Ｏに調節する予めプログラムされたＣＯ２測定プログラム又は設定を選択し得る。実施形態によると、ＣＯ２測定のための最大呼吸数は、非侵襲的換気装置システムの低漏洩アラーム設定に基づき得、これはプラットフォームによって異なり得る。
【００４０】
[0043]  ＥＰＡＰレベルは、好ましくは、呼気の期間に、０ｃｍＨ２Ｏに等しいかそれよりも大きく、４ｃｍＨ２Ｏよりも低いレベルに設定される。いくつかのシステム又は事例において、呼気の期間の１ｃｍＨ２Ｏの設定は、例えば、窒息防止弁などのマスクフラップがＣＯ２測定中に開くことを防止する正の圧力を提供する。窒息防止弁が開くと、ＣＯ２センサに到達する前に患者からの呼息ガスが開いた弁から流出してしまうので、ＣＯ２測定に悪影響を与える。これに対して、いくつかのシステム又は事例において、呼気の期間に３ｃｍＨ２Ｏに設定されると、システム内に過度の量のガスが送られ、同様にＣＯ２測定に悪影響を与える。
【００４１】
[0044]  方法のステップ２３０において、非侵襲的換気システム１００は、患者の１又は複数の呼吸の期間、ＥＰＡＰレベルを低下させる。実施形態によると、コントローラ１２０は、予めプログラムされたＣＯ２測定ルーチンを始動させる入力をユーザから受信し、及び／又はＣＯ２測定ルーチンの１又は複数の設定を決定する。コントローラは、例えば、ＥＰＡＰの低下を達成するために、メモリに記憶されたプログラムを実行し得る。多くの非侵襲的換気装置システムは吸気及び呼気の圧力を制御するためにブロワ１８０からの流れを利用するので、コントローラ１２０はＥＰＡＰを制御又は調節するためにブロワ１８０に制御信号を送り得る。ルーチンが患者の規定の呼吸数だけを含むことを確実にするために、システムは、患者に与えられた又は患者によってなされた呼吸が何回であったかを判定する計数機構を含む。例えば、コントローラ１２０は、呼吸数を追跡するタイマ及び／又はカウンタを含み、又は、患者の呼吸を感知するために圧力又は空気流の感知のうちの１又は複数を使用する。
【００４２】
[0045]  非侵襲的換気システム１００は、ＥＰＡＰレベルを低下させ、ＣＯ２測定値を取得するために漏洩補償を中止、中断又は他のやり方で調節するように構成され得る。本明細書において説明され又は他のやり方によって想定される方法及びシステムを使用したＣＯ２測定値の取得は、多量の漏洩を補償するためにより多くの量のガスが換気装置から患者へと流れている非侵襲的換気装置システムにおける高漏洩期間中にとりわけ重要である。これは、呼息の流れがＣＯ２センサにほとんど到達しないので、通常のＣＯ２測定値を希釈し、従って、本明細書において説明されるＣＯ２測定の実施形態の必要性を増加させる。それ故、非侵襲的換気システムは、漏洩補償を非活性化又は一時停止し、説明される実施形態を使用した適切なＣＯ２測定を可能にする無効化動作（ｏｖｅｒｒｉｄｅ）を含む。
【００４３】
[0046]  方法のステップ２４０において、１又は複数のＣＯ２測定値が取得される。システム１００は、図１において患者インターフェース１５０又は配管１３０のエルボ１６２の近くに位置するＣＯ２センサ１６０などの独立型の又は統合されたＣＯ２センサを含み得る。代替的に、ＣＯ２センサは、非侵襲的換気装置システム１００と有線又は無線で通信する独立型センサであってよい。コントローラ１２０などのシステムは、ＥＰＡＰレベルが低下されている期間中に１又は複数のＣＯ２測定値を取得する命令を含む信号をＣＯ２センサに送る。無線の独立型ＣＯ２センサの場合、コントローラ１２０は独立型ＣＯ２センサに無線信号を送る。
【００４４】
[0047]  方法のステップ２５０において、非侵襲的換気システム１００は、ＥＰＡＰをその本来の圧力に戻す。実施形態によると、コントローラ１２０は、選択された又は予めプログラムされたＣＯ２測定ルーチンの低ＥＰＡＰフェーズが完了したこと、及びＥＰＡＰが通常レベルに戻されるべきであることを判定する。それ故、コントローラ１２０は、ＥＰＡＰを制御又は調節するためにブロワ１８０に制御信号を送る。
【００４５】
[0048]  実施形態によると、自動化された又は予めプログラムされたＣＯ２測定ルーチンにおいて、低ＥＰＡＰフェーズの完了、又はＥＰＡＰの通常レベルへの復帰は、次の低ＥＰＡＰフェーズへのカウントダウンをトリガし得る。それ故、コントローラ１２０は、例えば、次のＣＯ２測定がいつ必要とされるかを判定するタイマ及び／又は時計を含む。他のシステムにおいて、ＣＯ２測定値は、ユーザによる選択又は始動に直接的に応答することによってのみ取得される。
【００４６】
[0049]  方法のステップ２６０において、非侵襲的換気システム１００は、ＣＯ２測定値の出力をユーザに提供する。この出力は、例えば、ＵＩ１７０及びディスプレイスクリーン１７２を介して提供され得る。ＣＯ２測定値は、パーセンテージ、濃度、又は任意の他の測定値として提示されてよい。
【００４７】
[0050]  システムが予めプログラムされたＣＯ２測定ルーチンを実行しているならば、方法は適切なタイミングでステップ２３０に戻ってよい。例えば、コントローラ１２０の時計若しくはタイマ、又はシステムの別の時計若しくはタイマは、所定の回数の呼吸又は所定の時間が経過したこと、及び、予めプログラムされたルーチンに従って、新しいＣＯ２測定が必要であることを判定し得る。代替的に、システムは、通常のＥＰＡＰレベルに戻り、ステップ２２０において、ＣＯ２測定を始動させるユーザ命令を待ってもよい。
【００４８】
[0051]  図３を参照すると、一実施形態において、これは、実施形態による、換気装置システム１００のコンピュータシステムなどのコンピュータシステム３００のブロック図である。コンピュータシステム３００は、例えば、数あるあり得るコンポーネントの中で、コントローラ１２０、メモリ３３０、及びＩ／Ｏインターフェース３５０を含む。
【００４９】
[0052]  コントローラ１２０は、数ある種類のコントローラの中で、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、及び／又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）であってよい。コントローラは、プロセッサを用いて実現されても、プロセッサを用いないで実現されてもよく、いくつかの機能を実施する専用ハードウェアと他の機能を実施するプロセッサ（例えば、１又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）との組み合わせとして実現されてもよい。実施形態によると、コントローラ１２０は、メモリ３３０などの記憶媒体と結合され、又は他のやり方によって通信する。いくつかの実施態様において、記憶媒体は、１又は複数のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されたときに本明細書において論じられる機能のうちの少なくともいくつかを実施する１又は複数のコンピュータプログラムによって符号化される。様々な記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてもよく、又は記憶媒体上に記憶された１又は複数のプログラムが、本明細書において論じられる本発明の様々な態様を実現するようにプロセッサ又はコントローラにロードされ得るような可搬式のものであってもよい。実施形態によると、メモリ３３０は、ＣＯ２測定システム及び方法の１又は複数の実施形態を実行するように構成された１又は複数のコンピュータプログラム製品３３５を含む。
【００５０】
[0053]  コンピュータシステム３００は、本明細書において全て説明されているようなＣＯ２センサ又は測定デバイス１６０、ブロワ１８０、及び／又はユーザインターフェース１７０などの１又は複数の外部デバイスと通信する。これらのデバイスのうちの任意のものとの通信は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース３５０を介してなされ得る。同様に又は代替的に、通信は、これらのデバイスのうちの任意のものと、直接的な有線接続を介して、又は、１又は複数のネットワーク３６０、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク及び／又は無線ネットワークを介して行われ得る。例えば、実施形態によると、ＣＯ２センサ又は測定デバイス１６０は外部デバイスであり、コンピュータシステム３００はネットワーク３６０を介して通信する。代替的に、ＣＯ２センサ又は測定デバイスは、システムの統合されたコンポーネントであり、コンピュータシステムは直接的な接続を介して通信する。
【００５１】
[0054]  図４を参照すると、一実施形態において、これは、例示的な非侵襲的換気装置圧力曲線４１０をｃｍＨ２Ｏにおいて図示するグラフ４００である。曲線は、患者に加えられる圧力を示し、曲線の上昇部分４２０は、吸息中に患者の呼吸器系に規定の吸気気道陽圧（ＩＰＡＰ）を生じさせ、呼息開始時の曲線の下降部分４３０は、呼息中に、呼吸器系に規定の呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ）を生じさせる。図４の曲線において示されるように、ＩＰＡＰは約１０ｃｍＨ２Ｏであり、ＥＰＡＰは約４ｃｍＨ２Ｏである。実施形態によると、圧力は、本明細書において説明されるように、ブロワを制御することによって制御される。
【００５２】
[0055]  実施形態によると、時間Ｔ１よりも少し前に、ユーザは、患者からＣＯ２測定値を取得するためにシステムを始動する。例えば、臨床医は、ＣＯ２測定が即座に必要とされると判断し、又は規則的又は定期的なＣＯ２測定が必要であると判断し、従って規則的又は定期的な間隔でＣＯ２測定値を取得するようにシステムを構成する。時間Ｔ１において、非侵襲的換気システム１００は、患者の１又は複数の呼吸の期間、ＩＰＡＰ及び／又はＥＰＡＰレベルを低下させる。実施形態によると、コントローラ１２０は、吸息中により低い規定のＩＰＡＰ圧力を、呼息中により低い規定のＥＰＡＰ圧力を確立するためにブロワ１８０に信号を与える。図４の曲線において示されるように、時間Ｔ中の２呼吸の期間、低下されたＩＰＡＰは約７ｃｍＨ２Ｏであり、低下されたＥＰＡＰは約１ｃｍＨ２Ｏである。
【００５３】
[0056]  時間Ｔ中に、１又は複数のＣＯ２測定値が取得される。システム１００は、図１において患者インターフェース１５０又は配管１３０のエルボ１６２の近くに位置するＣＯ２センサ１６０などの独立型の又は統合されたＣＯ２センサを含み得る。代替的に、ＣＯ２センサは、非侵襲的換気装置システム１００と有線又は無線で通信する独立型センサであってよい。コントローラ１２０などのシステムは、ＥＰＡＰレベルが低下されている期間中に１又は複数のＣＯ２測定値を取得するためにＣＯ２センサに信号を送る。無線の独立型ＣＯ２センサの場合、コントローラ１２０は独立型ＣＯ２センサに無線信号を送る。
【００５４】
[0057]  時間Ｔ２において、非侵襲的換気システム１００は、ＩＰＡＰ及びＥＰＡＰレベルを予め測定されたレベルに上昇させる。図４の曲線において示されるように、ＩＰＡＰレベルは約１０ｃｍＨ２Ｏに戻され、ＥＰＡＰレベルは約４ｃｍＨ２Ｏに戻される。実施形態によると、コントローラ１２０は、選択された又は予めプログラムされたＣＯ２測定ルーチンの低ＥＰＡＰフェーズが完了したこと、及びＥＰＡＰが通常レベルに戻されるべきであることを判定する。それ故、コントローラ１２０は、ＥＰＡＰを制御又は調節するためにブロワ１８０に信号を送る。
【００５５】
[0058]  本明細書において定められ及び使用される全ての定義は、辞書的な定義、参照によって組み込まれた文献における定義、及び／又は、定義された用語の通常の意味に優先すると理解されるべきである。
【００５６】
[0059]  本明細書及び特許請求の範囲において使用されるとき、不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、そうでないことが明確に示されない限り、「少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」を意味するものと理解されるべきである。
【００５７】
[0060]  本明細書及び特許請求の範囲において使用されるとき、「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」という語句は、そのように結合される要素の「いずれか又は両方（ｅｉｔｈｅｒ  ｏｒ  ｂｏｔｈ）」、すなわち、場合によっては結合的に存在し、他の場合には分離的に存在する要素を意味すると理解されるべきである。「及び／又は」を用いて列挙される複数の要素も、同様に解釈、すなわち、そのように結合される要素のうちの「１又は複数（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」として解釈されるべきである。「及び／又は」の節によって具体的に特定される要素以外の他の要素が、具体的に特定されるそれらの要素に関連していようが関連していまいが、任意選択的に存在して良い。
【００５８】
[0061]  本明細書及び特許請求の範囲において使用されるとき、「又は（ｏｒ）」は、上に定義された「及び／又は」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、リスト中の項目を分けるとき、「又は」又は「及び／又は」は包括的なものとして、すなわち、複数の要素又は要素のリストのうちの少なくとも１つを含むが、これらのうちの２つ以上、及び任意選択的に追加的な列挙されていない項目を含むものとして解釈されるべきである。「〜のうちの１つのみ（ｏｎｌｙ  ｏｎｅ  ｏｆ）」、「〜のうちのただ１つ（ｅｘａｃｔｌｙ  ｏｎｅ  ｏｆ）」、又は特許請求の範囲で使用される場合の「〜から成る（ｃｏｎｓｉｓｔ  ｏｆ）」などのそうでないことが明確に示される用語のみが複数の要素又は要素のリストのうちのただ１つの要素を含むことを指す。概して、本明細書で使用されるとき、「又は」という用語は、「〜のどちらか（ｅｉｔｈｅｒ）」、「〜のうちの１つ（ｏｎｅ  ｏｆ）」、「〜のうちの１つのみ（ｏｎｌｙ  ｏｎｅ  ｏｆ）」、又は「〜のうちのただ１つ（ｅｘａｃｔｌｙ  ｏｎｅ  ｏｆ）」などの排他的な用語に先行されるときにのみ排他的選択肢（すなわち、「一方又は他方であるが両方でない（ｏｎｅ  ｏｒ  ｔｈｅ  ｏｔｈｅｒ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｂｏｔｈ）」）を示すものとして解釈されるべきである。
【００５９】
[0062]  本明細書及び特許請求の範囲において使用されるとき、１又は複数の要素のリストに言及した際の「少なくとも１つ」という語句は、要素のリストにおける要素のうちの任意の１つ又は複数から選択される少なくとも１つの要素を意味するが、要素のリストにおいて具体的に列挙されるありとあらゆる要素のうちの少なくとも１つを必ずしも含むものではなく、要素のリストにおける要素の任意の組み合わせを排除するものではないことが理解されるべきである。この定義は、「少なくとも１つ」という語句が指す要素のリストにおいて具体的に特定される要素以外の要素が、具体的に特定されるそれらの要素に関連していようが関連していまいが、任意選択的に存在することも許容する。
【００６０】
[0063]  そうでないことが明確に示されない限り、２以上のステップ又は行為を含む、本明細書において特許請求される任意の方法において、方法のステップ又は行為の順序は、方法のステップ又は行為が挙げられた順序に必ずしも限定されるものではないことも理解されるべきである。
【００６１】
[0064]  特許請求の範囲及び上記の明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「担持する（ｃａｒｒｙｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「伴う（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、「保持する（ｈｏｌｄｉｎｇ）」、「〜から構成される（ｃｏｍｐｏｓｅｄ  ｏｆ）」などの全ての移行句は、オープンエンドであり、すなわち、含むがそれに限定されないことを意味するものと理解されたい。米国特許庁特許審査手続便覧の第２１１１．０３項に記載される通り、「〜から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」及び「本質的に〜から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という移行句のみが、それぞれクローズエンド又はセミクローズエンドな移行句である。
【００６２】
[0065]  本明細書において、いくつかの発明的な実施形態が説明され、図示されたが、当業者は、本明細に説明された機能を実施し、及び／又は本明細に説明された結果及び／又は利点のうちの１若しくは複数を得るための多様な他の手段及び／又は構造を容易に想像されよう。このような変形及び／又は修正の各々は、本明細書において説明される発明的な実施形態の範囲内にあるものとみなされる。より一般的には、当業者は、本明細書において説明される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示的なものであると意図され、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明的な教示が使用される特定の用途又は複数の特定の用途に依存することを容易に理解されよう。当業者は、本明細書において説明される特定の発明的な実施形態の多くの均等物を、単なる通常の実験を使用して認識し、又は確認し得るであろう。従って、前述の実施形態は単なる例示として提示されたものであり、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内において、発明的な実施形態は、具体的に説明及び特許請求されたものとは違うやり方で実践され得ることを理解されたい。本開示の発明的な実施形態は、本明細書において説明される各個別の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法に向けられている。加えて、２以上のそのような特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせは、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が互いに矛盾するものでない限り、本開示の発明的な範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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