(57)【要約】本技術は、概して、加湿排痰補助を伴う、排痰補助デバイスに関する。一実施例では、システムは、送気ガスを患者回路に提供するように構成される、第１相と、排気ガスを患者回路から引き出すように構成される、第２相とを有する、排痰補助デバイスを含む。加湿器が、排痰デバイスと患者回路の遠位端との間に配置され、加湿器は、加熱された水を含有するように構成され、排痰補助デバイスおよび患者回路に流体的に結合される、チャンバを含む。本システムはさらに、（ａ）送気ガスがチャンバ内で加湿されるように、送気ガスを排痰補助デバイスから第１のルートを通して患者回路に指向し、（ｂ）排気ガスがチャンバをバイパスするように、排気ガスを患者回路から第２のルートを通して排痰デバイスに送出するように構成される、バイパスを含む。
2019518555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
送気ガスを患者回路に提供するように構成される第１相と、排気ガスを前記患者回路から引き出すように構成される第２相とを有する、排痰補助デバイスと、
前記排痰補助デバイスと前記患者回路の遠位端との間の加湿器であって、前記加湿器は、チャンバを備え、前記チャンバは、加熱された水を含有し、前記排痰補助デバイスおよび前記患者回路に流体的に結合されるように構成される、加湿器と、
前記排気ガスが前記チャンバをバイパスするように、排気ガスを前記患者回路から前記人工呼吸器に送出するように構成される、バイパスと
を備える、システム。
【請求項２】
前記排痰補助デバイスは、第１のモードにおける呼吸補助および第２のモードにおける排痰補助を提供するように構成される、人工呼吸器を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記バイパスはさらに、送気ガスが前記チャンバ内で加湿されるように、送気ガスを前記人工呼吸器から前記患者回路を通して指向するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記バイパスは、
（ａ）前記排痰補助デバイスからの送気ガスが前記チャンバを通して通過するように、送気ガスの存在下では開放することと、（ｂ）排気ガスが前記チャンバから退出することを防止するように、排気ガスの存在下では閉鎖することとを行うように構成される、第１の弁と、
（ａ）前記排気ガスが、前記チャンバを通して通過せずに、前記人工呼吸器に通過するように、前記患者回路からの排気ガスの存在下では開放することと、（ｂ）送気ガスの存在下では閉鎖することとを行うように構成される、第２の弁と
を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記バイパスは、
前記チャンバから離れるように延在し、前記人工呼吸器を前記チャンバに流体的に結合する、第１の導管と、
前記チャンバから離れるように延在し、前記チャンバを前記患者回路の遠位端に流体的に結合する、第２の導管と、
前記第１の導管および前記第２の導管に接続し、それらの間に延在する、ブリッジであって、前記ブリッジは、前記チャンバから離間される、ブリッジと、
前記チャンバと前記ブリッジとの間の位置において前記第１の導管内に配置される第１の弁と、
前記第１の導管と前記第２の導管との間の位置において前記ブリッジ内に配置される第２の弁と
を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の弁は、送気ガスの存在下では前記チャンバに向かって開放するように構成される一方向弁であり、前記第２の弁は、排気ガスの存在下では前記第１の導管に向かって開放するように構成される一方向弁である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
システムであって、
送気ガス流を患者回路に提供するように構成される送気モジュールと、排気ガス流を前記患者回路から引き出すように構成される排気モジュールとを有する、排痰補助デバイスと、
前記排痰補助デバイスおよび前記患者回路に流体的に結合される加湿器であって、前記加湿器は、加熱された水を含有するように構成されるチャンバを有する、加湿器と、
バイパスであって、前記バイパスは、前記排痰補助デバイスと前記チャンバとの間の第１の流路と、前記チャンバと前記患者回路との間の第２の流路と、前記第１の流路および第２の流路と弁システムとの間の第３の流路とを有し、前記弁システムは、
（ａ）前記送気ガス流が、前記第１および第２の流路を介して、前記チャンバを通して通過するように、送気の間、前記第３の流路を遮断することと、
（ｂ）前記排気ガス流が、前記第３の流路を通して通過し、前記チャンバをバイパスするように、排気の間、前記第３の流路を開放し、前記第１の流路を遮断することと
を行うように構成される、バイパスと
を備える、システム。
【請求項８】
前記弁システムは、
前記チャンバと前記第１の流路と前記第３の流路との間の交差部との間の前記第１の流路内の第１の受動弁と、
前記第３の流路内の第２の受動弁と
を備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の受動弁は、送気の間、前記チャンバに向かって開放するように構成される第１の逆止弁を備え、前記第２の受動弁は、排気の間、前記第１の流路に向かって開放するように構成される第２の逆止弁を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記弁システムは、前記第１の流路と前記第３の流路との間の交差部において前記第１の流路内に配置される弁を備え、前記弁は、
（ａ）前記送気ガス流が、前記第１の流路を介して、前記チャンバの中に通過するように、送気の間、前記第３の流路を遮断することと、
（ｂ）前記排気ガス流が、前記第３の流路を通して通過し、前記チャンバをバイパスするように、排気の間、前記第３の流路を開放し、前記第１の流路を遮断することと
を行うように構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
加湿器アセンブリであって、
液体をその中に保持するように構成されるチャンバと、
熱を前記チャンバ内の液体に送達するように構成される加熱器と、
送気ガスを排痰補助デバイスから受容し、前記送気ガスを前記チャンバを通して患者回路に指向するように構成される送気流路と、
排気ガスを患者回路から受容し、前記チャンバを通して通過せずに、前記排気ガスを前記排痰補助デバイスに指向するように構成される、排気流路と
を備える、加湿器アセンブリ。
【請求項１２】
前記チャンバから離れるように延在し、前記排痰補助デバイスを前記チャンバに流体的に結合するように構成される、第１の導管と、
前記チャンバから離れるように延在し、前記チャンバを前記患者回路に流体的に結合するように構成される、第２の導管と、
前記第１の導管および前記第２の導管に接続し、それらの間に延在する、ブリッジであって、前記ブリッジは、前記チャンバから離間される、ブリッジと
をさらに備える、請求項１１に記載の加湿器アセンブリ。
【請求項１３】
前記チャンバと前記ブリッジとの間の位置において前記第１の導管内に配置される第１の弁をさらに備え、
前記送気流路は、前記第１の弁を通して通過する、請求項１２に記載の加湿器アセンブリ。
【請求項１４】
前記排気流路は、前記第１の弁を通して通過しない、請求項１３に記載の加湿器アセンブリ。
【請求項１５】
前記第１の導管と前記第２の導管との間の位置において前記ブリッジ内に配置される、第２の弁をさらに備え、
前記排気流路は、前記第２の弁を通して通過する、請求項１２に記載の加湿器アセンブリ。
【請求項１６】
前記送気流路は、前記第２の弁を通して通過しない、請求項１５に記載の加湿器アセンブリ。
【請求項１７】
排痰補助を患者に提供するための方法であって、前記方法は、
送気ガスを排痰補助デバイスから患者に患者回路を介して送達することと、
排気ガスを前記患者から前記患者回路を介して引き出すことであって、前記排気ガスは、前記排痰補助デバイスに到達する前に、加湿器をバイパスすることと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記排気ガスを引き出すことは、−３０〜７０ｃｍＨ２Ｏの圧力を前記患者回路内に提供することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記送気ガスを送達することは、前記送気ガスを前記加湿器内のチャンバを通して通過させ、それによって、前記患者に到達する前に、前記送気ガスを加湿することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記排気ガスを引き出すことは、前記排気ガスを前記加湿器に結合されるバイパスを通して通過させることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記バイパスは、
（ａ）前記排痰補助デバイスからの送気ガスが前記加湿器内のチャンバを通して通過するように、前記送気ガスを送達する間、開放することと、（ｂ）排気ガスの存在下では、前記チャンバからの排気ガスが退出することを防止するように閉鎖することとを行うように構成される、第１の弁と、
（ａ）前記排気ガスが、前記チャンバを通して通過せずに、前記人工呼吸器を通過するように、前記排気ガスを前記患者回路から引き出す間、開放することと、（ｂ）送気ガスの存在下では閉鎖することとを行うように構成される、第２の弁と
を備える、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年６月２１日に出願された米国特許出願第１５／１８８，７２２号の優先権の利益を主張するものであり、該出願は、全体が参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本技術は、概して、換気および排痰補助システムのための加湿器に関する。
【背景技術】
【０００３】
機械的人工呼吸器が、呼吸を補助するために使用される。従来の人工呼吸器は、典型的には、酸素を含む吸気ガスを患者の肺の中に駆動する。人工呼吸器を使用する多くの患者はまた、排痰補助等、その気道および肺を治療および維持することに関連する他の種類の補助を必要とする。現在、排痰補助を受けるために、患者は、機械的人工呼吸器から接続解除され、別個の排痰補助デバイスに接続されなければならない。排痰補助が実施された後、患者は、排痰補助デバイスから接続解除され、機械的人工呼吸器に再接続されなければならない。多くの場合、患者気道もまた、患者が排痰補助デバイスから切断解除され、機械的人工呼吸器に再接続された後、排痰補助後に患者気道内に残っている分泌物を除去するために吸引される。本プロセスは、冗漫であり得るため、多くの場合、患者に最も有利な様式で行われない。
【０００４】
したがって、排痰補助および加湿等、吸気ガスを患者の肺の中に送達する以外の付加的機能を提供するための人工呼吸器の必要性が存在する。本技術は、以下の発明を実施するための形態および付随の図から明白となるであろう、これらおよび他の利点を提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
人工呼吸器上の患者は、多くの場合、患者に提供される吸気ガスと補助付き排痰療法（機械的送気−排気とも称される）のための送気ガスの両方の加湿を必要とする。人工呼吸器に排痰補助能力を装備させることは、換気と排痰療法との間で遷移するために、患者回路を変更する必要性を排除する。しかしながら、本発明者らは、加湿器チャンバを通して通過する排痰補助の間の高排気流量が、水分を人工呼吸器に戻させることに気付いた。本問題を緩和するために、本技術は、送気ガスを加湿器チャンバを通して患者に通過させ、加湿器チャンバを通して通過せずに、排気ガスを人工呼吸器に戻るように送出する、加湿器バイパスを対象とする。
【０００６】
人工呼吸器バイパスの目的は、排気流を加湿器チャンバの周囲に再指向し、排気流が、チャンバ内の水分が人工呼吸器に戻るように吹送することを防止することである。バイパスは、標準的な市販の加湿器チャンバに接続する、受動的付属品であることができる。バイパスは、排痰療法後も人工呼吸器と患者との間のライン内に留まることができる。換気が再開すると、吸気されたガスは、バイパスが存在しないかのように、加湿器チャンバを通して送達される。
【０００７】
加えて、バイパスはまた、独立型排痰補助機械を用いて、人工呼吸器患者によって使用されてもよい。典型的には、患者回路は、排痰療法を実施するために患者において接続解除される。排痰機械上の専用患者管類が、次いで、患者に接続される。侵襲的換気を用いる場合、患者は、管類を気管切開部位に非常に近接して操作するとき、不快感を被り得、偶発的抜管のある程度のリスクがある。また、本シナリオでは、加湿されたガスは、換気が再開し、加湿器がラインに戻るまで、それ以上患者に送達されない。本技術の実施形態による加湿器バイパスシステムは、患者回路が、患者において接続解除するのではなく、人工呼吸器と加湿器との間の任意の場所で接続解除されることを可能にする。加湿されたガスは、故に、吸気の間に送達されるが、バイパスは、排気の間、加湿器から排痰補助機械の中への水分の侵入を防止する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、ヒト患者によって使用するための人工呼吸器を含むシステムを図示する、ブロック図である。
【０００９】
【図２Ａ】図２Ａは、第１の構成に描写される人工呼吸器アセンブリの排痰補助弁を伴う、図１の人工呼吸器の人工呼吸器アセンブリの構成要素を図示する、概略図である。
【００１０】
【図２Ｂ】図２Ｂは、第２の構成における人工呼吸器アセンブリの排痰補助弁を図示する、概略図である。
【００１１】
【図３】図３は、統合された排痰補助機能性、患者回路、加湿器、および加湿器バイパスシステムを伴う、人工呼吸器を含む、換気システムを図示する。
【００１２】
【図４Ａ】図４Ａ−４Ｄは、加湿器バイパスシステムの種々の図を図示する。
【図４Ｂ】図４Ａ−４Ｄは、加湿器バイパスシステムの種々の図を図示する。
【図４Ｃ】図４Ａ−４Ｄは、加湿器バイパスシステムの種々の図を図示する。
【図４Ｄ】図４Ａ−４Ｄは、加湿器バイパスシステムの種々の図を図示する。
【００１３】
【図５Ａ】図５Ａおよび５Ｂは、加湿器バイパスシステムの別の実施形態の断面図を図示する。
【図５Ｂ】図５Ａおよび５Ｂは、加湿器バイパスシステムの別の実施形態の断面図を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本技術のいくつかの実施形態のさらなる具体的詳細は、図１−５Ｂを参照して以下に説明される。実施形態の多くは、加湿された排痰補助を伴う換気のためのデバイス、システム、および方法に関して以下に説明されるが、他の実施形態も、本技術の範囲内である。加えて、本技術の他の実施形態は、本明細書に説明されるものと異なる構成、構成要素、および／または手技を有することができる。例えば、他の実施形態は、本明細書に説明されるもの以外の付加的要素および特徴を含むことができる、または他の実施形態は、本明細書に図示および説明される要素および特徴のいくつかを含まなくてもよい。
【００１５】
参照を容易にするために、本開示全体を通して、同じ参照番号は、類似または同様の構成要素または特徴を識別するために使用されるが、同一参照番号によって識別される構成要素は、必ずしも、同じではない。実際、本明細書に説明される多くの実施例では、同じように付番された部品は、構造および／または機能が明確に異なる。
【００１６】
図１は、本技術の実施形態による、統合された加湿排痰補助を伴う人工呼吸器１００を含む、システム１０を図示する、ブロック図である。システム１０のいくつかの一般的側面が、最初に、本技術の加湿バイパスデバイスの実施形態に関連する構成要素の理解を提供するために説明されるであろう。人工呼吸器１００は、従来の従量式換気と圧力制御式換気の両方を提供するように構成されてもよい。人工呼吸器１００は、随意の多腔型管接続部１０３と、主要人工呼吸器接続部１０４と、患者酸素出口１０５とを有する。システム１００はまた、患者接続部１０６（例えば、気管用管、鼻腔マスク、マウスピース、および同等物）と、患者接続部１０６と主要人工呼吸器接続部１０４および／または患者酸素出口１０５を流体的に結合する、患者回路１１０とを有する。
【００１７】
患者回路１１０は、能動的患者回路または受動的患者回路であってもよい。随意に、患者回路１１０が、能動的患者回路であるとき、患者回路１１０は、随意の多腔型管接続部１０３に接続されるように構成される、１つ以上のポート１１１を含んでもよい。ポート１１１は、１つ以上の圧力信号１０９が、随意の多腔型管接続部１０３と患者回路１１０との間を流れることを可能にする。圧力信号１０９は、圧力が測定されることになる、流体（および／またはガス）源から取得されたガスであってもよい。取得されたガスは、流体（および／またはガス）源と同一圧力である。
【００１８】
システム１００はさらに、患者回路１１０および主要人工呼吸器接続部１０４と整列して加湿器１４１を含む。いくつかの実施形態では、患者回路１１０は、加湿器１４１と患者接続部１０６との間に延在する、管または導管に加えて、加湿器１４１と主要人工呼吸器接続部１０４との間に延在する、管または導管を含む。システム１００、より具体的には、加湿器１４１は、以下により詳細に説明されるように、バイパス１４２を装備することができる。
【００１９】
主要人工呼吸器接続部１０４は、随意に酸素と混合される空気１１４を含む、ガス１１２を提供するように構成される。「空気」として識別されるが、当業者は、空気１１４が人工呼吸器１００の外部の任意の源から取得される周囲空気または加圧空気を含んでもよいことを理解する。ガス１１２は、呼吸の吸気相のための吸気ガスまたは排痰補助の吸気相のための吸気ガスであってもよい。主要人工呼吸器接続部１０４は、排痰補助の排気相の間、患者１０２によって呼気される排気ガスを含み得る、ガス１１３を受容するように構成される。
【００２０】
空気１１４は、人工呼吸器１００によって、患者空気取込口１１６を介して受容される。空気１１４と随意に混合される、酸素は、人工呼吸器１００によって内部で発生される、および／または随意の低圧酸素源１１８（例えば、酸素濃縮器）および／または随意の高圧酸素源１２０から受容されてもよい。酸素が内部で発生されるとき、人工呼吸器１００は、出口通気口１２４を介して、排ガス（例えば、窒素豊富ガス１２２）を出力してもよい。随意に、人工呼吸器１００は、随意の低圧酸素源１１８に結合され、随意の低圧酸素１２８をそこから受容するように構成される、低圧酸素入口１２６を含んでもよい。人工呼吸器１００は、随意の高圧酸素源１２０に結合され、随意の高圧酸素１３２をそこから受容するように構成される、随意の高圧酸素入口１３０を含んでもよい。
【００２１】
患者酸素出口１０５は、患者回路１１０を介して、患者の呼吸と同期される、酸素１４０の用量またはパルスを患者接続部１０６に提供するように構成される。主要人工呼吸器接続部１０４によって提供されるガス１１２と異なり、酸素１４０のパルスは、空気１１４を含まない。
【００２２】
加湿器１４１および患者回路１１０に送達される酸素１４０のガス１１２および／またはパルスは、それによって、吸気または送気ガス１０８として、患者接続部１０６に伝導され、これは、少なくとも部分的に、それらのガスを患者の肺１４３の中に伝導させる。患者が、呼吸の呼気相の間、呼気する、または排痰補助の排気相の間、排気する度に、呼気されたガス１０７は、患者接続部１０６を介して、患者回路１１０に進入する。したがって、患者回路１１０は、以下のガス、すなわち、人工呼吸器１００によって提供されるガス１１２、酸素１４０のパルス、および呼気されたガス１０７のうちの１つ以上のものを含有してもよい。例証を容易にするために、患者回路１１０の内側のガスは、以降、「患者ガス」と称されるであろう。
【００２３】
人工呼吸器１００は、随意に、随意の吸入アセンブリ１５２に結合されるように構成される、吸入接続部１５０を含むことができる。人工呼吸器１００は、随意の吸入接続部１５０を介して、吸入力１５４を随意の吸入アセンブリ１５２に提供してもよい。吸入アセンブリ１５２は、患者接続部１０６、患者接続部１０６の内側に位置付け可能な吸入カテーテル（図示せず）、および／またはドレイン（図示せず）に接続されるように構成されてもよい。
【００２４】
人工呼吸器１００は、加えて、随意のネブライザアセンブリ１６２に結合されるように構成される、随意のネブライザ接続部１６０を含むことができる。人工呼吸器１００は、随意のネブライザ接続部１６０を介して、ガス１６４（例えば、空気１１４）を随意のネブライザアセンブリ１６２に提供してもよい。随意のネブライザアセンブリ１６２は、患者回路１１０に接続されるように構成されてもよい。しかしながら、これは、要件ではない。随意に、人工呼吸器１００は、出口ポート１６６を含んでもよく、それを通して排ガス１６７が、人工呼吸器１００から退出し得る。
【００２５】
人工呼吸器１００は、ポータブルであって、内部バッテリ（図示せず）および／または従来の壁コンセント等の外部電源（図示せず）によって給電されるように構成されてもよい。人工呼吸器１００はさらに、換気アセンブリ１９０と、ユーザインターフェース１７０と、酸素アセンブリ１７２と、制御システム１７４と、従来の監視およびアラームシステム１７６とを含む。制御システム１７４は、入力情報１９６（例えば、設定、パラメータ値、および同等物）をユーザインターフェース１７０から受信し、出力情報１９８（例えば、性能情報、ステータス情報、および同等物）をユーザインターフェース１７０に提供する。ユーザインターフェース１７０は、入力をユーザ（例えば、介護者、臨床医、および患者１０２と関連付けられた同等人物）から受信し、その入力を制御システム１７４に入力情報１９６内において提供するように構成される。ユーザインターフェース１７０はまた、出力情報１９８をユーザに表示するように構成される。
【００２６】
換気アセンブリ１９０は、１つ以上の制御信号１９２を制御システム１７４から受信してもよく、換気アセンブリ１９０は、１つ以上のデータ信号１９４を制御システム１７４に提供してもよい。換気アセンブリ１９０はまた、圧力信号１０９を患者回路１１０から多腔型接続部１０３を介して受信してもよい。酸素アセンブリ１７２は、１つ以上の制御信号１７８を制御システム１７４から受信してもよく、酸素アセンブリ１７２は、１つ以上のデータ信号１８０を制御システム１７４に提供してもよい。制御信号１９２および１７８およびデータ信号１９４および１８０は、制御システム１７４によって使用され、人工呼吸器１００の内部動作を監視および／または制御してもよい。
【００２７】
図２Ａおよび２Ｂは、換気アセンブリ１９０、加湿器１４１、およびバイパスシステム２４２の実施形態を図示する、概略図である。図２Ａおよび２Ｂを参照すると、換気アセンブリ１９０は、排痰補助弁２０４と、アキュムレータ２０２と、内部細菌フィルタ２３０とを含む。排痰補助弁２０４は、（ａ）導管または流動ライン２１４によって、アキュムレータ２０２に、（ｂ）導管または流動ライン２１５によって、出口ポート１６６に、そして（ｃ）導管または流動ライン２７３によって、主要人工呼吸器接続部１０４に接続される。図２Ａは、通常呼吸および排痰補助の送気相のための第１の構成における排痰補助弁２０４を描写し、図２Ｂは、排痰補助の排気相のための第２の構成における排痰補助弁２０４を描写する。
【００２８】
図２Ａを参照すると、第１の構成では、排痰補助弁２０４は、ガス２５２をアキュムレータ２０２から受容し（流動ライン２１４を介して）、ガス２５２を主要人工呼吸器接続部１０４に出力する（流動ライン２７３を介して）。ガス２５２は、呼吸の吸気相または人工呼吸器１００（図１参照）によって実施される排痰補助操作の送気相の間、吹送機２２２および排痰補助弁２０４の両方を通して流動する。通常呼吸／換気および排痰補助の送気相の間、排痰補助弁２０４は、第１の構成のままである。通常呼吸および換気を支援するために使用される典型的圧力範囲は、吸気の間、約１０〜４０ｃｍＨ２Ｏ、呼気の間、約０〜１０ｃｍＨ２Ｏであり得る。排痰補助の間、排痰補助弁２０４は、送気相の間、第１の構成（図２Ａ）にあって、排気相の間、第２の構成（図２Ｂ）にある。排痰補助機能性を提供するために使用される典型的圧力範囲は、概して、送気の間、約３０〜７０ｃｍＨ２Ｏ、排気の間、約−３０〜７０ｃｍＨ２Ｏ等、通常呼吸／換気より高い。
【００２９】
排痰補助弁２０４は、弁／吹送機出口２０６と、吹送機／弁入口２０８と、空気取込口２１０と、排ガス出口２１２と、開口２１３とを有する。開口２１３は、流動ライン２７３によって、主要人工呼吸器接続部１０４に接続される。図２Ａに示されるように、排痰補助弁２０４が第１の構成にあるとき、空気取込口２１０は、弁／吹送機出口２０６と流体連通し、吹送機／弁入口２０８は、開口２１３と流体連通する。さらに、排ガス出口２１２は、弁／吹送機出口２０６および空気取込口２１０の両方が、吹送機２２２のみを介して開口２１３と流体連通するように、閉鎖される。したがって、ガス２５２は、空気取込口２１０の中に、排痰補助弁２０４の一部を通して、弁／吹送機出口２０６へ、そして吹送機２２２の中に流動し得る。吹送機２２２から退出するガス２５２は、吹送機／弁入口２０８の中に、排痰補助弁２０４の別の部分を通して、そして開口２１３の中に流動する。開口２１３は、流動ライン２７３に接続され、これは、ガス２５２を主要人工呼吸器接続部１０４に伝導する。
【００３０】
吸気または送気の間、ガス２５２は、主要人工呼吸器接続部１０４を通して、細菌フィルタ２３０を横断して、バイパスシステム２４２へと通過する。図２Ａに示される実施形態では、バイパスシステム２４２は、加湿器１４１に結合される、第１の弁２４４と、第２の弁２４６とを有する。通常呼吸／換気および送気の間、ガス２５２は、第１の弁２４４を通して、加湿器１４１の中に流動し、そこで、加湿される。ガス２５２は、次いで、バイパスシステム２４２の出力を通して、患者回路１１０へと通過される。バイパスシステム２４２の第２の弁２４６は、ガス２５２が、最初に、加湿器１４１を通して進むことなく、直接、患者回路１１０に通過することを防止する。バイパスシステム２４２の動作は、図３−５Ｂに関して以下により詳細に説明される。
【００３１】
図２Ｂを参照すると、第２の構成では、排痰補助弁２０４は、流動ライン２７３を介して、排気ガス２５３を受容し、排気ガス２５３（排ガス１６７として）を出口ポート１６６に流動ライン２１５を介して出力する。排気ガス２５３は、人工呼吸器１００（図１参照）によって実施される排痰補助の排気相の間、吹送機２２２および排痰補助弁２０４の両方を通して流動する。
【００３２】
図２Ｂに示されるように、排痰補助弁２０４が、第２の構成にあるとき、空気取込口２１０は、閉鎖され、吹送機／弁入口２０８および排ガス出口２１２は、吹送機２２２のみを介して、開口２１３と流体連通する。さらに、開口２１３は、弁／吹送機出口２０６と流体連通し、および吹送機／弁入口２０８は、排ガス出口２１２と流体連通する。したがって、排気ガス２５３は、開口２１３の中に、排痰補助弁２０４の一部を横断して、弁／吹送機出口２０６に、そして吹送機２２２の中に流動する。吹送機２２２から退出する排気ガス２５３は、吹送機／弁入口２０８の中に、排痰補助弁２０４の一部を通して流動し、排痰補助弁２０４から排ガス出口２１２を通して退出する。排ガス出口２１２は、流動ライン２１５に接続され、これは、排気ガス２５３を出口ポート１６６に伝導する。
【００３３】
排気の間、ガス２５３は、主要人工呼吸器接続部１０４に到達する前に、患者回路１１０を通して、バイパスシステム２４２の第２の弁２４６を通して、かつ細菌フィルタ２３０を横断して通過する。バイパスシステム２４２の第２の弁２４６は、ガス２５３が、主要人工呼吸器接続部１０４に通過することを可能にする一方、バイパスシステム２４２の第１の弁２４４は、ガス２５３が加湿器１４１を通して戻ることを防止する。例えば、第１の弁２４４は、排気流の間、閉鎖し、ガス２５３が加湿器１４１を通して主要人工呼吸器接続部１４４に戻らないように阻止する。その結果、高速排気ガス２５３は、加湿器１４１からの液体を人工呼吸器１００の中に戻るガス２５３の流動の中に同伴させることができない。バイパスシステム２４２の動作は、図３−５Ｂに関して以下により詳細に説明される。
【００３４】
図３は、患者回路１１０と、バイパスシステム２４２の実施形態を装備する加湿器１４１とに結合される、統合された排痰補助機能性を伴う、人工呼吸器１００を含む、システム３００を図示する。図示されるように、加湿器１４１およびバイパスシステム２４２の本実施形態は、患者回路１１０と整列される。患者回路１１０は、細菌フィルタ２３０およびバイパスシステム２４２の片側に接続される、第１の管３０１と、バイパスシステム２４２の別の側に接続される、第２の管３０３とを含む。第２の管３０３の遠位端３０５は、患者接続部１０６（図１）に接続されることができる。
【００３５】
加湿器１４１は、統合された加熱器を有する、基部３０７と、水を保持するように構成されるチャンバ３０９とを含む。動作時、基部３０７は、チャンバ３０９内の水を加熱し、水蒸気を生産する。その結果、チャンバ３０９を通して通過する吸気および送気ガスは、患者に送達される前に加湿される。
【００３６】
バイパスシステム２４２は、チャンバ３０９および患者回路１１０の第１の管３０１および第２の管３０３と流体連通する。特に、バイパスシステム２４２は、加湿器１４１のチャンバ３０９と患者回路１１０の第１の管３０１との間に延在する、第１の導管３１１を含む。バイパスシステム２４２は、加えて、加湿器１４１のチャンバ３０９と患者回路１１０の第２の管３０３との間に延在する、第２の導管３１３を含む。バイパスシステム２４２はまた、チャンバ３０９から離間された位置において、第１の導管３１１と第２の導管３１３に流体的に結合され、その間に延在する、ブリッジ３１５を含むことができる。
【００３７】
第１の弁２４４は、ブリッジ３１５と第１の導管３１１の交差部の下方の位置において、第１の導管３１１内に配置される。第１の弁２４４は、圧力がチャンバ３０９内で第１の管３０１より高いとき、開放するが、チャンバ３０９内の圧力が第１の管３０１より高いとき、閉鎖するように構成される、一方向弁であることができる。したがって、吸気または送気の間、ガスは、人工呼吸器１００から、患者回路１１０の第１の管３０１から、第１の導管３１１を通して、そして第１の弁２４４を通して、加湿器１４１のチャンバ３０９の中に流動する。しかしながら、呼気または排気の間、ガスは、チャンバ３０９を通して第１の導管３１１まで逆流することを防止される。
【００３８】
第２の弁２４６は、バイパスシステム２４２のブリッジ３１５内に配置される。第２の弁２４６は、排気の間、患者からのガスが、患者回路１１０の第２の管３０３から、第２の導管３１３を通して、ブリッジ３１５を通して、かつ第２の弁２４６を通して、人工呼吸器１００に向かって流動するように、第１の導管３１１に向かって開放するように構成される、一方向弁であることができる。したがって、第１および第２の弁２４４および２４６の対向する一方向および位置は、高速排気ガス流を、加湿器１４１を通して通過せずに、人工呼吸器１００に指向する。
【００３９】
第１および第２の弁２４４、２４６は、多くの異なるタイプの弁であることができる。例えば、弁２４４、２４６の一方または両方は、１つの方向に流動を可能にする一方、反対方向に流動を可能にしない、ボール逆止弁、ダイヤフラム逆止弁、リーフ弁、スイング逆止弁、傾斜式ディスク逆止弁、クラッパ弁、または任意の他の好適な弁であることができる。第１および第２の弁２４４、２４６は、作動の必要なく、１つの方向における流動の存在下では、開放するように構成される、受動弁であることができる。他の実施形態では、弁の一方または両方は、コントローラ（図５参照）から通信される信号に応答して開閉するように電子的に制御される、能動的弁であることができる。
【００４０】
システム３００は、バイパスシステム２４２を通して、第１の流路３１７を提供する。第１の流路３１７は、人工呼吸器１００から、患者回路１１０の第１の管３０１を通して、バイパスシステム２４２の第１の導管の中に流動する、ガスを受容する。第１の弁２４４は、第１の流路３１７の方向に流動するガスの存在下では開放する一方、第２の弁２４６は、閉鎖される。第１の流路３１７は、したがって、第１の弁２４４を通して、かつ加湿器１４１のチャンバ３０９を通して、バイパスシステム２４２の第２の導管３１３の中に継続する。第１の流路３１７は、ガスを患者回路１１０の第２の管３０３の中に送達し、次いで、患者回路１１０の遠位端３０５を通して、患者へと通過する。本第１の流路３１７では、ガス（例えば、呼吸補助（吸気）または排痰補助（送気）モードのいずれかにおいて人工呼吸器１００によって提供されるガス）は、患者回路１１０の遠位端３０５に到達し、患者に送達される前に、加湿される。
【００４１】
システム３００はまた、バイパスシステム２４２を通して、第２の流路３１９を提供する。第２の流路３１９は、患者回路１１０の遠位端３０５から、患者回路の第２の管３０３を通して、バイパスシステム２４２の第２の導管３１３の中に流動する、ガスを受容する。第１の弁２４４は、第２の流路３１９の方向に流動するガスの存在下では閉鎖されたままである一方、第２の弁２４６は、開放される。その結果、第２の流路３１９は、ブリッジ３１５を通して、そしてバイパスシステム２４２の第１の導管３１１を通して継続する。第２の流路３１９は、ガスを患者回路１１０の第１の管３０１の中に送達し、次いで、細菌フィルタ２３０を通して、人工呼吸器１００の中に通過する。本第２の流路３１９では、ガス（例えば、排痰補助の間、患者から引き出される排気ガス）は、加湿器１４１のチャンバ３０９を通して通過しない。その結果、チャンバ３０９からの液体が、患者回路１１０の第１の管３０１を通して細菌フィルタ２３０および／または人工呼吸器１００の中に通過されるリスクは、低減される。
【００４２】
図４Ａ−４Ｄは、加湿器のチャンバ３０９に結合される、バイパスシステム２４２の実施形態の種々の図を図示する。図４Ａは、斜視図であって、図４Ｂは、部分的分解図であって、図４Ｃは、側面図であって、図４Ｄは、図４Ｃにおける線４Ｄ−４Ｄに沿って得られた断面図である。図４Ａ−４Ｄをともに参照すると、バイパスシステム２４２は、チャンバ３０９と係合され、チャンバ３０９は、標準的な市販の加湿器基部に結合されるように構成されることができる。いったん加湿器基部に結合されると、チャンバ３０９内の液体は、加熱されることができる。チャンバ３０９は、図４Ａ−４Ｄに示される実施形態では、本体４０１から突出する第１のステム４０３および第２のステム４０５を伴う、本体４０１を含む。バイパスシステム２４２の第１の導管３１１は、チャンバ３０９の第１のステム４０３に係合し、第１の弁２４４は、第１の導管３１１を通り、第１のステム４０３を通ってチャンバ３０９の本体４０１の中に通過するガスが、第１の弁２４４を通して通過しなければならないように、第１の導管３１１内にある。図３に関して上記に説明されるように、バイパスシステム２４２の第１の導管３１１は、患者回路１１０の第１の管３０１に接続し、これは、ガスを人工呼吸器１００へおよびから送達する。
【００４３】
バイパスシステム２４２の第２の導管３１３は、チャンバ３０９の第２のステム４０５に結合する。前述のように、バイパスシステム２４２の第２の導管３１３は、患者回路１１０の第２の管３０３に接続し、これは、患者コネクタに接続し、ガスを患者へおよびから送達する。ブリッジ３１５は、バイパスシステム２４２の第１の導管３１１と第２の導管３１３との間に延在し、第２の弁２４６は、ブリッジ３１５内にある。
【００４４】
バイパスシステム２４２はまた、チャンバ３０９の第２のステム４０５に結合される、再充填ポート４０７を有することができる。再充填ポート４０７は、液体がチャンバ３０９に再充填ポート４０７を通して提供され得るように、管類の一部を第２の導管３１３と共有することができる。他の実施形態では、チャンバ３０９は、別個のポートを通して充填されることができる。
【００４５】
図５Ａおよび５Ｂは、本技術による、加湿器バイパスシステム５０１の別の実施形態の断面図を図示する。バイパスシステム５０１は、概して、図４Ａ−４Ｄに図示されるシステムである、バイパスシステム２４２に類似し得るが、バイパスシステム５０１は、図１に関して上記に説明される制御システム１７４内に統合されるコントローラ５０５に結合される、単一制御可能弁５０３を含む。弁５０３は、コントローラ５０５から受信された信号に応答して、第１の位置（図５Ａ）と第２の位置（図５Ｂ）との間で移動されることができる。第１の位置（図５Ａ）では、弁５０３は、吸気または送気ガスが、第１の導管３１１を通して、かつ第１のステム４０３を通して、チャンバ３０９の中に通過することを可能にし、そこで、ガスは、第２のステム４０５および第２の導管３１３を介して患者に退出する前に、加湿される。第２の位置（図５Ｂ）では、弁５０３は、排気ガスが、チャンバ３０９を通して通過せずに、第２の導管３１３を通して、ブリッジ３１５を横断して、そして第１の導管３１１を通して通過することを可能にする。弁５０３が、第２の位置にあるとき、チャンバ３０９内の液体は、人工呼吸器に逆流しないように遮断される。単一制御可能弁５０３は、したがって、図３−４Ｄに関して上記に説明される２弁システムと類似機能性を提供する。
付加的実施例
１．システムであって、
送気ガスを患者回路に提供するように構成される第１相と、排気ガスを患者回路から引き出すように構成される第２相とを有する、排痰補助デバイスと、
排痰補助デバイスと患者回路の遠位端との間の加湿器であって、加湿器は、チャンバを備え、チャンバは、加熱された水を含有し、排痰補助デバイスおよび患者回路に流体的に結合されるように構成される、加湿器と、
排気ガスがチャンバをバイパスするように、排気ガスを患者回路から人工呼吸器に送出するように構成される、バイパスと
を備える、システム。
２．排痰補助デバイスは、第１のモードにおける呼吸補助および第２のモードにおける排痰補助を提供するように構成される、人工呼吸器を備える、実施例１に記載のシステム。
３．バイパスはさらに、送気ガスがチャンバ内で加湿されるように、送気ガスを人工呼吸器から患者回路を通して指向するように構成される、実施例１−２のうちの任意の１つに記載のシステム。
４．バイパスは、
（ａ）排痰補助デバイスからの送気ガスがチャンバを通して通過するように、送気ガスの存在下では開放することと、（ｂ）排気ガスがチャンバから退出することを防止するように、排気ガスの存在下では閉鎖することとを行う構成される、第１の弁と、
（ａ）排気ガスが、チャンバを通して通過せずに、人工呼吸器に通過するように、患者回路からの排気ガスの存在下では開放することと、（ｂ）送気ガスの存在下では閉鎖することとを行うように構成される、第２の弁と
を備える、実施例３に記載のシステム。
５．バイパスは、
チャンバから離れるように延在し、人工呼吸器をチャンバに流体的に結合する、第１の導管と、
チャンバから離れるように延在し、チャンバを患者回路の遠位端に流体的に結合する、第２の導管と、
第１の導管および第２の導管に接続し、それらの間に延在する、ブリッジであって、ブリッジは、チャンバから離間される、ブリッジと、
チャンバとブリッジとの間の位置において第１の導管内に配置される第１の弁と、
第１の導管と第２の導管との間の位置においてブリッジ内に配置される第２の弁と
を備える、実施例３に記載のシステム。
６．第１の弁は、送気ガスの存在下ではチャンバに向かって開放するように構成される一方向弁であり、第２の弁は、排気ガスの存在下では第１の導管に向かって開放するように構成される一方向弁である、実施例５に記載のシステム。
７．システムであって、
送気ガス流を患者回路に提供するように構成される送気モジュールと、排気ガス流を患者回路から引き出すように構成される排気モジュールとを有する、排痰補助デバイスと、
排痰補助デバイスおよび患者回路に流体的に結合される加湿器であって、加湿器は、加熱された水を含有するように構成されるチャンバを有する、加湿器と、
バイパスであって、バイパスは、排痰補助デバイスとチャンバとの間の第１の流路と、チャンバと患者回路との間の第２の流路と、第１の流路および第２の流路と弁システムとの間の第３の流路とを有し、弁システムは、
（ａ）送気ガス流が、第１および第２の流路を介して、チャンバを通して通過するように、送気の間、第３の流路を遮断することと、
（ｂ）排気ガス流が、第３の流路を通して通過し、チャンバをバイパスするように、排気の間、第３の流路を開放し、第１の流路を遮断することと
を行うように構成される、バイパスと、
を備える、システム。
８．弁システムは、
チャンバと第１の流路と第３の流路との間の交差部との間の第１の流路内の第１の受動弁と、
第３の流路内の第２の受動弁と、
を備える、実施例７に記載のシステム。
９．第１の受動弁は、送気の間、チャンバに向かって開放するように構成される第１の逆止弁を備え、第２の受動弁は、排気の間、第１の流路に向かって開放するように構成される第２の逆止弁を備える、実施例８に記載のシステム。
１０．弁システムは、第１の流路と第３の流路との間の交差部において第１の流路内に配置される弁を備え、弁は、
（ａ）送気ガス流が、第１の流路を介して、チャンバの中に通過するように、送気の間、第３の流路を遮断することと、
（ｂ）排気ガス流が、第３の流路を通して通過し、チャンバをバイパスするように、排気の間、第３の流路を開放し、第１の流路を遮断することと
を行うように構成される、実施例７−９のうちの任意の１つに記載のシステム。
１１．加湿器アセンブリであって、
液体をその中に保持するように構成されるチャンバと、
熱をチャンバ内の液体に送達するように構成される加熱器と、
送気ガスを排痰補助デバイスから受容し、送気ガスをチャンバを通して患者回路に指向するように構成される送気流路と、
排気ガスを患者回路から受容し、チャンバを通して通過せずに、排気ガスを排痰補助デバイスに指向するように構成される、排気流路と
を備える、加湿器アセンブリ。
１２．チャンバから離れるように延在し、排痰補助デバイスをチャンバに流体的に結合するように構成される、第１の導管と、
チャンバから離れるように延在し、チャンバを患者回路に流体的に結合するように構成される、第２の導管と、
第１の導管および第２の導管に接続し、それらの間に延在する、ブリッジであって、ブリッジは、チャンバから離間される、ブリッジと
をさらに備える、実施例１１に記載の加湿器アセンブリ。
１３．チャンバとブリッジとの間の位置において第１の導管内に配置される第１の弁をさらに備え、
送気流路は、第１の弁を通して通過する、実施例１２に記載の加湿器アセンブリ。
１４．排気流路は、第１の弁を通して通過しない、実施例１３に記載の加湿器アセンブリ。
１５．第１の導管と第２の導管との間の位置においてブリッジ内に配置される第２の弁をさらに備え、
排気流路は、第２の弁を通して通過する、実施例１２−１４のうちの任意の１つに記載の加湿器アセンブリ。
１６．送気流路は、第２の弁を通して通過しない、実施例１５に記載の加湿器アセンブリ。
１７．排痰補助を患者に提供するための方法であって、方法は、
送気ガスを排痰補助デバイスから患者に患者回路を介して送達することと、
排気ガスを患者から患者回路を介して引き出すことであって、排気ガスは、排痰補助デバイスに到達する前に、加湿器をバイパスすることと、
を含む、方法。
１８．排気ガスを引き出すことは、−３０〜７０ｃｍＨ２Ｏの圧力を患者回路内に提供することを含む、実施例１７に記載の方法。
１９．送気ガスを送達することは、送気ガスを加湿器内のチャンバを通して通過させ、それによって、患者に到達する前に、送気ガスを加湿することを含む、実施例１７−１８のいずれか１項に記載の方法。
２０．排気ガスを引き出すことは、排気ガスを加湿器に結合されるバイパスを通して通過させることを含む、実施例１７−１９のいずれか１項に記載の方法。
２１．バイパスは、
（ａ）排痰補助デバイスからの送気ガスが加湿器内のチャンバを通して通過するように、送気ガスを送達する間、開放することと、（ｂ）排気ガスの存在下では、チャンバからの排気ガスが退出することを防止するように閉鎖することとを行うように構成される、第１の弁と、
（ａ）排気ガスが、チャンバを通して通過せずに、人工呼吸器を通過するように、排気ガスを患者回路から引き出す間、開放することと、（ｂ）送気ガスの存在下では閉鎖することとを行うように構成される、第２の弁と、
を備える、実施例２０に記載の方法。
【００４６】
本技術の前述の発明を実施するための形態は、包括的であること、または本技術を上記に開示される精密な形態に限定することを意図するものではない。本技術の具体的実施形態および実施例は、例証目的のために上記に説明されるが、種々の均等物修正が、当業者が認識するであろう本技術の範囲内で可能性として考えられる。例えば、ステップは、所与の順序で提示されるが、代替実施形態は、ステップを異なる順序で実施してもよい。本明細書に説明される種々の実施形態はまた、組み合わせられ、さらなる実施形態を提供してもよい。
【００４７】
前述から、本技術の具体的実施形態が例証目的のために本明細書に説明されるが、周知の構造および機能は、本技術の実施形態の説明を不必要に曖昧にすることを回避するために、詳細に図示または説明されていないことを理解されたい。文脈によって可能である場合、単数形または複数形用語はまた、それぞれ、複数形または単数形用語を含んでもよい。
【００４８】
さらに、単語「または」が、２つ以上のアイテムのリストを参照して、他のアイテムから排他的である単一アイテムのみを意味するように明示的に限定されない限り、そのようなリスト内の「または」の使用は、（ａ）リスト内の任意の単一アイテム、（ｂ）リスト内のアイテムの全て、または（ｃ）リスト内のアイテムの任意の組み合わせを含むように解釈されるべきである。加えて、用語「〜を備える」は、全体を通して、任意のより多い数の同一特徴および／または付加的タイプの他の特徴が除外されないように、少なくとも列挙される特徴を含むことを意味するために使用される。また、具体的実施形態が例証目的のために本明細書に説明されたが、種々の修正が、本技術から逸脱することなく行われてもよいことを理解されたい。さらに、本技術のある実施形態と関連付けられた利点が、それらの実施形態の文脈において説明されたが、他の実施形態もまた、そのような利点を呈し得、全ての実施形態が、必ずしも、本技術の範囲内であるためにそのような利点を呈する必要があるわけではない。故に、本開示および関連付けられた技術は、本明細書に明示的に図示または説明されない他の実施形態も包含することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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