(57)【要約】圧縮酸素ソースと接続することができる供給吸気ポート、患者の呼吸器具の吸気口と接続することができる排気ポートを備えたデマンドバルブを有する携帯用陽性圧呼吸装置である。デマンドバルブはさらに、および、参照チャンバ／器具吸気口圧の差に応答して吸気ポートと排気ポートを接続／切断する弁アセンブリ、および、参照チャンバを有する。少なくとも１つの手動的に調整可能な背圧レギュレータが圧力ソースおよび参照チャンバに接続され、参照チャンバ（および呼吸器具の吸気口）の圧力を大気圧よりも高い、設定されたレベルに設定する。
2005508203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸可能な気体を圧縮ソースから、前記気体を受け取るための吸気口および前記気体を人の肺へ導き、また、呼気を周囲環境へ導くための吸気／呼気弁を有する人の呼吸器具に供給するための持続的陽性気道圧装置であって、
前記圧縮ソースに接続される供給吸気ポート、前記器具の吸気口に接続される排気ポート、参照チャンバ、ならびに、前記参照チャンバの圧力および前記器具吸気口圧力を代表する圧力に応答して前記吸気ポートと前記排気ポートとを接続、および、切断するための弁アセンブリを有するデマンドバルブ、および、
前記圧縮ソースおよび前記参照チャンバに接続されて大気圧よりも高い選択されたレベルに前記参照チャンバ内の圧力を設定する少なくとも１つの背圧レギュレータを有する持続的陽性気道圧装置。
【請求項２】
前記デマンドバルブが、前記排気ポートの上流に排気口チャンバを有し、前記排気口チャンバ内の圧力が前記呼吸器具吸気口内の圧力を代表している、請求項１に記載の発明。
【請求項３】
前記弁アセンブリが、
前記吸気および排気ポート間に接続される第１弁もしくは主弁、および、
前記参照チャンバ内の圧力と前記代表器具の吸気口の圧力との圧力差に応答して、前記代表器具の吸気口の圧力が前記参照チャンバの圧力を下回った場合に前記第１弁を開いて前記吸気ポートと前記排気ポートとを接続し、前記呼吸器具の吸気口の圧力の代表値が前記参照チャンバ内の圧力まで上昇すれば、前記主弁を閉じて、前記吸気ポートと前記排気ポートとを切断する、主弁コントローラ、
を有する請求項１に記載の発明。
【請求項４】
前記主弁コントローラが第２弁を有する、請求項３に記載の発明。
【請求項５】
圧縮性噴霧器排気口、および、
前記第２弁の状態に応答して、前記第２弁が閉じたときには前記噴霧器排気口を前記吸気ポートと接続し、前記第２弁が開いたときには前記噴霧器排気口と前記吸気ポートとを切断する第３弁、
を有する請求項４に記載の発明。
【請求項６】
前記主弁がダイヤフラム弁を有し、前記ダイヤフラム弁は前記ダイヤフラムの両側面に配された第１および第２作動チャンバを備え、前記第２チャンバに露出した前記ダイヤフラムの面積は前記第１チャンバに露出した前記ダイヤフラムの面積よりも小さく、
前記２つの作動チャンバ内の圧力が実質的に同一であれば、主弁は閉じたままあり続け、前記第１チャンバ内の圧力が前記第２チャンバ内の圧力よりも予め定めた量だけ下回れば、主弁が開く、請求項４に記載の発明。
【請求項７】
前記第３弁は、ダイヤフラム弁であり、前記ダイヤフラムの両側面に配された第１および第２チャンバを備えており、前記第１チャンバは前記主弁の前記第１チャンバとの流体の連絡を有し、前記第３弁の前記第２チャンバは前記噴霧器の排気口および前記主弁の前記第２チャンバと流れ絞りを通じて流体の連絡を有する、
請求項６に記載の発明。
【請求項８】
前記第２弁は、圧力検出ダイヤフラムの両側面に配された前記参照チャンバおよび第２チャンバを備えたダイヤフラム弁を有し、前記第２チャンバは前記排気ポートとの流体の連絡を有する、
請求項６に記載の発明。
【請求項９】
前記主ダイヤフラム弁の両チャンバが前記吸気ポートに接続され、前記第１チャンバとの前記接続には流速を制限するための絞りが含まれている、
請求項８に記載の発明。
【請求項１０】
前記第２ダイヤフラム弁がさらに、前記主弁の前記第１チャンバと接続されている通常は閉じているパイロット弁を有し、
前記第２弁の第２チャンバ内の圧力が前記参照チャンバ内の圧力を下回った結果生じる、前記検出ダイヤフラムの移動に対応して、前記パイロット弁が開いて前記主弁の前記第１チャンバと前記第２弁の前記第２チャンバとを接続する、
請求項９に記載の発明。
【請求項１１】
前記パイロット弁が、前記パイロット弁を通常は閉じた状態に維持するバネによりバイアスされた部材を有する、
請求項１０に記載の発明。
【請求項１２】
前記第３弁が、ダイヤフラム弁であり、前記ダイヤフラムの両側面に配された第１および第２作動チャンバを有し、
前記第１チャンバは、前記主弁の前記第１チャンバとの流体の連絡を有し、
前記第２チャンバは、前記圧縮性噴霧器排気口との流体の連絡を有する、
請求項９に記載の発明。
【請求項１３】
前記調整可能圧力レギュレータの少なくとも１つが、前記圧縮ソースと前記参照チャンバとの間に接続された、流れ絞りを備えた伝送路、および、
前記伝送路の前記流れ絞りの上流と周囲環境との間に接続された、第１調整可能持ち上げ弁、
を有する請求項３に記載の発明。
【請求項１４】
前記圧力レギュレータの少なくとも１つが、２つの圧力レギュレータを有し、その少なくとも１つは手動的に調整可能であり、かつ、吸気／排気切替器であり、前記２つの圧力レギュレータは前記切替器と併せて、吸気相の間、前記参照チャンバ内の圧力を一のレベルに設定し、呼気相の間、他のレベルに設定するように構成されている、
請求項４に記載の発明。
【請求項１５】
前記参照チャンバが、絞りを介して圧縮ソースと接続され、
各圧力レギュレータは、持ち上げ弁を有し、
各持ち上げ弁は、吸気口、および、排気口を有し、
前記排気口は、周囲環境との流体の連絡を有し、
前記持ち上げ弁の１つの前記吸気口は、前記絞りの上流の前記参照チャンバと一定の流体の連絡を有し、さらに、前記主弁の閉鎖に呼応して前記絞りの上流の前記参照チャンバと流体の連絡を有する他の持ち上げ弁の吸気口を配置するための第４弁を有する、
請求項１４に記載の発明。
【請求項１６】
両圧力レギュレータが手動的に調整可能な、請求項１５に記載の発明。
【請求項１７】
前記第４弁がダイヤフラム弁である、請求項１５に記載の発明。
【請求項１８】
前記第４弁が、前記ダイヤフラムの両側面に配された第１および第２チャンバを有し、前記第１チャンバは、前記噴霧器排気口との流体の連絡を有し、前記第２チャンバは、前記参照チャンバとの流体の連絡を有する、請求項１７に記載の発明。
【請求項１９】
もう一方の圧力レギュレータは、現場で操作者が手動的に調整可能ではなく、吸気相の間、前記呼気参照圧力より高く設定された圧力に前記参照チャンバ内の前記圧力を設定するために機能する、請求項１４に記載の発明。
【請求項２０】
前記圧力レギュレータの各々が、持ち上げ弁およびダイヤフラム弁を有する切替器を有する、請求項１９に記載の発明。
【請求項２１】
ノズルが、前記排気ポートの上流に配され、前記排気口チャンバからの排気を行う関係にあり、それによって前記排気口チャンバの前記圧力が前記ノズルを通る気体の流速によって変化し、前記排気ポートと前記呼吸器具吸気口との間の圧力損失を補償する、請求項２に記載の発明。
【請求項２２】
肺水腫、または、他の呼吸器疾患を患っている患者の処置法であって、
ａ）吸気相の間、呼吸可能な気体を、吸気口を通して患者の肺に送込み、また、呼気相の間、吐き出された空気を周囲環境へ出すことが可能な、吸気口および吸気／呼気弁を有する呼吸器具を前記患者の気道に固定するステップ、
ｂ）呼吸可能な気体の圧縮ソースを提供するステップ、
ｃ）大気圧よりも高い、選択された値を有する少なくとも１つの参照圧力を提供するステップ、
ｄ）前記器具の吸気口における前記圧力を監視するステップ、
ｅ）前記器具の吸気口の圧力と前記参照圧力を比較するステップ、
ｆ）吸気口の圧力が前記参照圧力よりも下回るか、または、上回る場合に、それぞれ、前記圧縮ソースを前記マスクの吸気口と接続、または、切断するステップ、および、
ｇ）前記処置の間に、前記参照圧力の前記選択値を変更するステップ、を有する、
肺水腫、または、他の呼吸器疾患を患っている患者の処置法。
【請求項２３】
前記参照圧力が変更され、前記患者のより高い、または、より低い肺の圧力に対する許容能力に適合される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記参照圧力が変更されることによって、吸気の間の前記参照圧力が呼気の間の前記参照圧力よりも高くなる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
圧縮ソースから、呼吸可能なＯ２を人の呼吸器具へ供給するためのＣＰＡＰ装置において、
前記器具は、前記Ｏ２を受け取るための吸気口を備えた患者弁、および、
前記人の肺に前記Ｏ２を導き、前記呼気を前記周囲環境に導くための吸気／呼気弁を備え、
前記装置が、
前記圧縮ソースに接続される供給吸気ポート、前記器具の吸気口に接続される排気ポート、参照チャンバ、および、前記参照チャンバ／器具吸気口の圧力差に応じてデマンドバルブ吸気ポートとデマンドバルブ排気ポートとを接続、および、切断する、前記参照チャンバおよび弁アセンブリを有するデマンドバルブ、ならびに、
前記圧縮ソースおよび前記参照チャンバに接続され、前記参照チャンバ内の前記圧力を大気圧よりも高い、選択されたレベルに設定する少なくとも１つの背圧レギュレータを有する、呼吸可能なＯ２を人の呼吸器具へ供給するためのＣＰＡＰ装置。
【請求項２６】
前記弁アセンブリが、
前記吸気ポートと排気ポートとの間に接続されている第１弁、もしくは、主弁、および、
前記参照チャンバ内の前記圧力と前記器具の吸気口の圧力の差に応じて、前記器具の吸気口内の前記圧力が前記参照チャンバ内の前記圧力を下回った場合、前記第１弁を開いて前記吸気ポートと前記排気ポートとを接続し、また、前記器具の吸気口の圧力が前記参照チャンバ内の前記圧力にまで上昇すれば、前記主弁を閉鎖して前記吸気ポートと前記排気ポートとを切断する、主弁コントローラを有する、
請求項２５に記載の発明。
【請求項２７】
前記主弁コントローラが第２弁を有する、請求項２６に記載の発明。
【請求項２８】
圧縮性噴霧器排気口、および、
前記第２弁の状態に応じて、前記第２弁が閉じれば、前記噴霧器排気口と前記吸気ポートとを接続し、前記第２弁が開けば、前記噴霧器排気口と前記吸気ポートとを切断する、第３弁、を有する、
請求項２７に記載の発明。
【請求項２９】
前記調整可能圧力レギュレータの少なくとも１つが、
前記圧縮ソースと前記参照チャンバとの間に接続された流れ絞りを備えた伝送路、および、
前記流れ絞りの上流の前記伝送路と周囲環境との間に接続された第１調整可能持ち上げ弁、を有する、
請求項２７に記載の発明。
【請求項３０】
前記圧力レギュレータの少なくとも１つが２つの圧力レギュレータを有し、そのうちの少なくとも１つは手動的に調整可能であって吸気／呼気切替器であり、前記２つの圧力レギュレータは前記切替器と併せて、吸気相の間、前記参照チャンバ内の前記圧力を一のレベルに設定し、また、呼気相の間、別のレベルに設定するように構成されている、
請求項２９に記載の発明。
【請求項３１】
呼吸可能な気体を圧力調節されたソースから患者の肺に送り、かつ、患者の呼気を周囲環境に排気するための、患者吸気／呼気弁であって、
上方セクションおよび内部壁を有し、さらに、前記調節されたソースに接続される吸気口、流体を周囲環境へ排する排出ポート、および、前記患者の肺と流体の連絡を備えて排される吸気／呼気チャンバを有する筐体、
前記吸気口と前記吸気／呼気チャンバとの間に配される吸気弁、
周囲を前記筐体の内壁に固定し、剛体の弁部材を浮かせている柔軟性を有するダイヤフラムであり、前記ダイヤフラムと弁部材とで前記上方筐体セクションの前記内部に第１チャンバを形成している、柔軟性を有するダイヤフラム、
前記剛体の弁部材の下方円形シーリング領域と係合するように構成された円形弁台座にて上端部が終了している前記吸気／排気チャンバであって、前記弁部材および前記台座が呼気バルブを形成し、前記弁部材が前記台座の上方に位置する場合、前記呼気弁が開いて前記吸気／排気チャンバを排出ポートと接続し、前記弁部材が前記台座と係合する場合、前記排気弁が閉じられる、吸気／排気チャンバ、
前記筐体吸気口と流体の連絡を有する前記第１チャンバ、
前記円形の弁台座の領域とほぼ等しく、それによって、前記呼気圧が前記吸気口における前記圧力とほぼ等しいレベルに維持される、前記ダイヤフラムおよび前記ダイヤフラムに支持された弁部材の有効領域、を有する、患者吸気／呼気弁。
【請求項３２】
前記筐体が、前記弁台座を取り囲んでいる、前記排出ポートと流体の連絡を有する環状呼気チャンバを規定する、請求項３１に記載の発明。
【請求項３３】
前記排出ポートが前記筐体に回転可能に取り付けられた排出ケーシング内に形成されている、請求項３２に記載の発明。
【請求項３４】
前記ダイヤフラムの有効領域の直径ｄ１および弁部材台座の中位径ｄ２が実質的に等しい、請求項３３に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２００１年５月７日出願、仮出願第６０／２８８，７１３号の一部継続出願である。
【０００２】
（技術分野）
本発明は呼吸療法に用いられる装置、および、方法に関し、より具体的には、呼吸困難に陥った患者に対して、連続的、かつ／または、２段階レベルの気道陽圧処置を実施するのに用いる、携帯用システム、および、方法に関する。本明細書中、用語、酸素、または、Ｏ２には、精製酸素、ならびに、空気および酸素富化空気を含んでいる。
【背景技術】
【０００３】
（背景技術および本発明の目的）
肺水腫を患っている、つまり、肺内に重大な流体(serious fluid)が流出している患者、および、その他の呼吸器疾患を患っている患者は、一般に、呼吸可能な気体を、通常は酸素(Ｏ２)を肺内に送り込み、肺内の圧力を、例えば周囲よりも１ないし２０センチメートル水柱だけ高い圧力に維持する処置が施される。Ｏ２は気管内チューブを介して肺に直接供給される。気管内チューブはその一端を口から肺へ、つまり、挿管により挿入される。挿管に関する侵襲技術はかなりの技量を必要としており、患者に重傷を負わせる可能性がある。また、挿管を受けた患者の回復にはかなりの時間がかかることがある。
【０００４】
もう一つの方法として、患者はフェイスマスクのような呼吸器具を装着される。その呼吸器具には、圧縮酸素を取り入れるための吸気口、および、呼気を周囲環境へ排気するための吸気／呼気弁が備えられている。多くの病院の呼吸器科には、このような器具に対して酸素を連続的、かつ／または、２段階レベルの圧力で供給するための比較的高性能な基材が備えられている。しかし、そのような基材は容易に運搬することも、簡単に操作することもできず、時には、緊急治療室において利用不可能な場合もある。
【０００５】
現在では、持続的気道陽圧法（「ＣＰＡＰ」）のための携帯システムが、緊急治療室において看護師により、また、現場において緊急救急隊員、例えば、救急救命士により、使用可能である。しかし、このような携帯システムは今まで、マスク内を最大圧力に設定することを、フェイスマスク内、または、近傍に配された、バネ負荷による逆止弁に頼っている。逆止弁は患者の呼気相の間、酸素の流れを周囲環境へバイパスしている。その流速は、通常、患者の吸気の最大流速、例えば、毎分７５ないし１００リットル（ｌ／ｍ）、に合うように調節される。患者は一般に、吸気相継続時間の２倍以上の時間をかけて、各呼気相において１０ないし１２ｌ／ｍで吸気している。
【０００６】
その結果、現在、緊急救命隊員が使用することができる携帯システムは、それらシステムが、呼吸サイクルにおける、より長い呼気相の間も、高い要求を満たしてＯ２を浪費しなければならない、持続的に流す装置であることが原因となって高率で酸素を消費するシステムである。また、この流速の速さのために、患者は望まざる付加的呼気動作を強いられる。
【０００７】
通常の呼吸サイクルにおいては、胴の筋肉が運動して肺を膨張させ、吸気サイクルの間、肺に空気を引き入れる。呼気は、筋肉の弛緩および胸郭の弾性収縮が肺から空気を押し出すことによって実現されている。陽圧呼吸の間、筋肉の運動は逆転し、空気は加圧されて肺に流入し、呼気では腹筋の力強い運動が要求される。このように、従来のＣＰＡＰ処置の下での呼気には、患者のかなりの労力が含まれる。
【０００８】
吸気／呼気の再に患者の気道に加わる相当量の圧力、たとえば、１０ないし２０ｃｍＨ２Ｏと突然に対峙することの患者へのショックは、現在利用可能な携帯ＣＰＡＰシステムの別の不利点である。
【０００９】
緊急救命隊員が使用する携帯用ＣＰＡＰシステムに関するものではないのだが、米国特許第５，１４８，８０２号、ならびに、関連する米国特許第５，４３３，１９３号、および、第５，６３２，２６９号は、睡眠時無呼吸を患っている者に対するＣＰＡＰ処置に用いる高性能なシステム（「第５，１４８，８０２号のシステム」）を開示している。この第５，１４８，８０２号のシステムは、睡眠中、人の気道を持続的に開き続けるように設計されており、繊細な流れセンサ、および、複雑な電子回路を用いて使用者が呼気していると判断すれば、呼気相の間、適用される圧力を低めるようになっている。
【００１０】
この第５，１４８，８０２号のシステムは高価であり、かつ、複雑な電子装置を数多く備えているので、取り扱いを誤れば故障するおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
緊急救命隊員が現場で、または、緊急治療室で、持続的気道陽圧の下で酸素を患者の肺に供給するために使用可能な、単純で、安価で、信頼性が高く、携帯可能で、かつ、頑丈な装置に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（発明の概要）
圧縮ソースから酸素を患者の呼吸器具、例えば、フェイスマスクに供給する、本発明に係る持続的気道陽圧装置、または、システムは、酸素を患者の呼吸器具に、例えばフェイスマスクに、求められた時にのみ供給するためのデマンド圧レギュレータを有する。本システムは、圧縮ソースと接続することに適した供給吸気ポートを備えたデマンドバルブ、呼吸器具の吸気口と接続することに適した排気ポート、参照チャンバ(reference chamber)、および、吸気ポートの排気ポートへの接続、および、排気ポートからの切断における参照チャンバ／器具吸気口の圧力の差異に応答する弁アセンブリを有する。
【００１３】
本システムは、大気圧よりも高い、選択されたレベルに参照チャンバ（および呼吸器具への吸気口）における圧力を設定するために、圧縮ソースおよび参照チャンバに接続された、手動的に調整可能な背圧レギュレータを少なくとも１つ有する。
【００１４】
任意で、本システムは、付加的な調整可能な、もしくは、固定された背圧レギュレータを備え、一方が吸気の際の背圧を制御し、他方が呼気の際の背圧を制御し、参照チャンバと接続して並列的に、または、直列的に動作して２つの圧力レベルを作ってもよい。また、本システムは噴霧器排気口を備えて、患者の吸気相の間、噴霧器へＯ２の低速流を供給してもよい。加えて、呼吸器具に取り付けられ、または、組み込まれている好適な患者弁は、調整可能な背圧レギュレータ／デマンドバルブと共に使用してもよい。改良された患者弁が、選択された圧力レベルの高さにかかわらず、吸気および呼気の間、患者の気道の圧力を選択された背圧に非常に近い状態に維持する。改良された患者弁は、参照背圧が、呼吸サイクル全体で同一の状態に維持される場合、特に好都合である。
【００１５】
本発明に係る、肺水腫、または、他の呼吸器疾患を患っている患者の処置法は以下のステップを有する。
ａ）吸気相の間、呼吸可能な気体を、吸気口を通して患者の肺に送込み、また、呼気相の間、吐き出された空気を周囲環境へ出すことが可能な、吸気口および吸気／呼気弁を有する呼吸器具を患者の気道に固定するステップ、
ｂ）Ｏ２の圧縮ソースを提供するステップ、
ｃ）大気圧よりも高い、選択された値を有する少なくとも１つの参照圧力を提供するステップ、
ｄ）器具の吸気口における圧力を監視するステップ、
ｅ）器具の吸気口の圧力と参照圧力を比較するステップ、
ｆ）吸気口の圧力が参照圧力よりも下回るか、または、上回る場合に、それぞれ、圧縮ソースをマスクの吸気口と接続、または、切断するステップ、および、
ｇ）処置の間に、参照圧力の選択値を変更するステップ。
【００１６】
本発明の構成および動作は、添付の図面とあわせて以下の説明を参照することで最大限に理解可能であり、ここでは、同様の構成要素は複数の図面において同一の参照数字で指定されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（好適な実施形態）
図を参照すれば、特に、図１に示す本発明のシステム概略図を参照すれば、デマンド酸素レギュレータ１０は吸気ポート１２を介して圧縮Ｏ２ソース１１により動力供給される。調整可能背圧レギュレータ１４は、流れ絞り(flow restrictor)１６を介して管路(conduit)、または、伝送路(line)１５の圧縮Ｏ２を受け取る。圧力ゲージ１８は、デマンド酸素レギュレータ１０の排気口２２内の圧力の計測に供される。所望の圧力のＯ２はデマンド酸素レギュレータ排気口２２からマスク２０へ、マスクに取り付け、もしくは、組み込まれた平衡吸気／呼気患者弁２６の吸気口２６ａ、および、従来的なホースまたはチューブ２５を介して供給される。吸気口２６ａは、以下、度々呼吸器具の吸気口として参照される。
【００１８】
低速流Ｏ２もまた、噴霧器排気弁２８および噴霧器遮断弁３０から噴霧器２６に供給される（これは圧力レギュレータに組み込まれており、後で詳細に説明する。）。噴霧器の出力はチューブ２５を介して患者のマスクに届けられたＯ２と、従来的方法で混合される。
【００１９】
図２および図３を参照すれば、デマンド酸素レギュレータ１０、背圧レギュレータ１４、および、圧力ゲージ１８は筐体３２内に取り付けられている。圧力ゲージ１８は伝送路３１を介して、排気口２２との流体連絡を備えて配されている。伝送路３３は（以下で説明する）噴霧器弁の排気口と排気口２８とを接続する。伝送路３４はデマンドレギュレータ１０の供給吸気口３６とＯ２吸気口のニップル１２とを接続する。
【００２０】
次に図４を参照すれば、デマンドＯ２レギュレータ１０は、デマンドバルブ４０、最大圧力安全弁３８、および、窒息防止弁３９を有する。弁３８および３９は、筐体４２に取り付けられており、それはデマンドバルブの筐体に例えばボルトによって取り付けられている。筐体４１の上流内部断面はデマンドバルブのための排気ポートを形成しており、これは後に図７および図８とあわせてより詳細に議論する。
【００２１】
安全弁および窒息防止弁は、それぞれデマンドバルブ排気口４６の圧力が規定の最大値に達するか、または、大気圧にまで落ちると開く弁３８および３９を有する従来型の持ち上げ弁である。デマンドバルブ４０は、供給吸気口３６、排気ポート４６、参照圧力吸気口４８、および、噴霧器弁排気口５０を有する。デマンドバルブ４０の内部構成要素は、図７および図８とあわせて後述する。
【００２２】
次に、図５を参照すれば、背圧レギュレータ弁１４は、上方筐体セクション１４ａ、下方筐体セクション１４ｂ、絞り１６（図３）を介して圧縮ソースと接続された吸気口１４ｃ、周囲環境排気ポート１４ｄ、および、バネ１４ｇによって台座１４ｆに対してバイアスされた弁板１４ｅを有する。軸方向可動プランジャ１４ｈはノブ１４ｉの回転に応答し、バネによって弁板に加えられる圧縮力を調整する。この力は、Ｏ２ソース１１からの伝送路１５における流れを制限し、吸気口１４ｃにおける背圧を、例えば、１ないし２０ｃｍＨ２Ｏに調整し、後で図７および図８とあわせて説明するように、伝送路１５ａにおいてデマンドバルブに対し所望の圧力をもたらす。
【００２３】
図６に示すように、噴霧器２６は、液体薬物２６ｂのための容器２６ａを有する。ノズル２６ｃから出る圧縮Ｏ２が気化薬物を流れ１６ｄへ引き出し(educts)、その流れは患者の呼吸サイクルの吸気相の間、フェイスマスクに近接したチューブ２５へ入る。
【００２４】
次に、図７および図８を参照すれば、デマンドバルブ４０は、主もしくは第１ダイヤフラム弁５２を有し、ダイヤフラム弁の第１および第２チャンバ５２ａおよび５２ｂが可動ダイヤフラム５２ｃの向かい合った側部に配されている。チャンバ５２ａおよび５２ｂ内の圧力が、ダイヤフラムの底面に対し上面の露出部の表面積が大きくなることで、等しくなる場合、ダイヤフラム５２ｃは台座５２ｄ向かって閉じて、圧縮通路３６ａと通路４６ａからの吸気口３０を切断する。主弁の動作を制御している、第２ダイヤフラム弁５４は圧力参照チャンバ５４ａ（参照圧力吸気口４８に向かって開いている）、および、検出ダイヤフラム５４ｃの反対側に配された第２チャンバ５４ｂを有する。第２弁はまた、通常はパイロット弁のオリフィスを閉じるためにバネ５４ｅでバイアスされた回転アーム５４ｄを備えた、バネでバイアスされた通常は閉じられているパドルアセンブリを有する。
【００２５】
噴霧器（第３）弁３０は、ダイヤフラム３０ｃの両側面に配されたチャンバ３０ａおよび３０ｂを有する。チャンバ３０ｂに対して露出しているダイヤフラムの面積がチャンバ３０ａに対して露出している面積よりも大きくなって、チャンバ３０ａおよび３０ｂの圧力が等しくなると、ダイヤフラム３０ｃが噴霧器弁排気口５０を閉じる役割を果たす。通路３６ｂは、図示しているように、チャンバ３０ａと吸気口３６とを接続する。
【００２６】
通路３６ａは、上方チャンバ５２ａ、パイロット弁オリフィス５４ｆ、および、内部チャンバ３０ａを、流れ絞り３６ｄを介して圧縮ソースと接続する。通路４６ｅは弁５４の下方チャンバ５４ｂをデマンドバルブの排気口チャンバ４６ｃと接続しており、このチャンバは排気ポートの上方およびノズル４６ｂの周囲に延びている。
【００２７】
図７および図８に示すシステムの動作においては、所望の陽マスク圧に規定されている圧力レギュレータ１４が、参照圧力、例えば１ないし２０ｃｍＨ２Ｏを、伝送路１５ａを介して参照チャンバ５４ａに提供する。呼気モードにおいて、主弁５２は閉じて、通路４６ａおよびノズル４６ｂを吸気口から切断する。患者が吸気を開始すると、マスク吸気口、デマンドバルブ排気ポート、および、排気口チャンバ４６ｃの低圧は、チャンバ５４ａ内の参照圧力を僅かに下回り、その結果、ダイヤフラム５４ｃは下方に移動してパドル弁アセンブリのアームと係合し、それをパイロット弁台座５４ｆから離れさせる。これにより伝送路３６ｃ内の高圧Ｏ２が低圧チャンバ５４ｂおよびその排気ポートに流出する。
【００２８】
流れ絞り３６ｄは、チャンバ５２ａ内の圧力を、吸気口通路３６ａの圧力よりも低く、十分に下げることを可能にし、図８に示されているように、主弁５２を開き、吸気モードを開始させる。主弁は、マスク吸気口および排気口チャンバ４６ｃ内の圧力が参照圧力よりも低くとどまる限り、開き続ける。患者が呼気相を開始すると、排気ポート４６およびチャンバ５４ｂ内の圧力は参照圧力にまで上昇し、よって、ダイヤフラム５４ｃがパドルホイールのアーム５４ｄから離れ、バネによってパイロット弁５４ｆが閉じられる。この動作によって、直ちに伝送路３６ｃおよびチャンバ５２ａ内の圧力が、図７に示されているように、主弁を閉じるのに十分なレベルにまで上昇する。
【００２９】
このようにして、Ｏ２は要求に応じてのみ、操作者が処置の前、および／または、処置の間に決定可能な圧力レベルで患者へ供給される。この結果、従来型の携帯ＣＰＡＰシステムで消費されるＯ２よりもかなりのＯ２が節約される。
【００３０】
マスク弁そのものにおける場合と同様、Ｏ２の流速に比例した圧力降下は、マスク吸気口とデマンドバルブ排気ポートとを接続するホースまたはチュービングに渡って存在する。デマンドバルブ排気チャンバ４６ｃおよびノズル４６ｂはこの損失を、図９に示すように補償する。排気口チャンバ４６ｃにおける圧力は、ノズル４６ｂを通る流れによって、つまりアスピレーション効果により、流速に比例して降下する。図９に示すように、ノズルおよび排気口チャンバは、デマンドバルブ排気ポート４６内圧力を高め、（またチャンバ４６ｃ内圧力を減少させるように）デザインされており、この圧力上昇はチュービングおよびマスク弁での流速の関数としての圧力降下と酷似している。このように、結果としてのマスク圧力は、流速にかかわらず、調整された参照圧力とほぼ等しく保たれる。
【００３１】
注記すべきは、呼吸器具吸気口圧力を表している用語、圧力には、マスク吸気口における圧力を含んでおり、また、チュービング、および／または、患者弁における圧力損失を補償していないデマンドバルブ排気ポート圧力を含んでもよいことである。
【００３２】
図１０ないし図１２を参照することによって、噴霧器弁３０の動作は、最もよく理解することができる。吸気口圧力、例えば、５０ｐｓｉが、静止状態、つまりパイロット弁５４ｆおよび主弁５２が閉じている状態で、第３弁３０のチャンバ３０ａおよび３０ｂの両方に与えられる。主弁５２を通るＯ２の流れが無い場合、例えば呼気モードにおいて、ダイヤフラム３０ｃは、相対するチャンバに露出しているダイヤフラムの面積の不均衡によって、噴霧器排気口５０を閉じる。パイロット弁および主弁が開くと、吸気の開始時において、通路３６ｃにおける圧力（Ｐ１）は、先に説明のとおり直ちに減少し、ダイヤフラム３０ｃによって噴霧器弁を開かれることが可能になる。これによりＯ２は絞り３０ｄ（図１０）を通って噴霧器排気口５０に、絞り５４を通って噴霧器ノズル２６へ流れることが可能になる。
【００３３】
図１２は、吸気および呼気の間の、噴霧器と関係のある、様々な点における圧力を示す圧力図である。曲線Ｐ１、Ｐ２、および、Ｐ３はそれぞれ、示されている吸気および呼気モードでの、伝送路３６ｂ、チャンバ３０ｂ、および、排気口５０における圧力を表している。
【００３４】
呼気モード、および、吸気モードの２つのレベルを有する圧力レギュレータが、それぞれ図１３および図１４に図示されている。付加的な調整可能背圧レギュレータ１４’、および、吸気／呼気応答性、または、切替弁５６によって、操作者は呼吸サイクルの呼気相および吸気相のための参照圧力を別々に調整することができる。弁５６は、ダイヤフラム５６ｃの両側面に配されているチャンバ５６ａおよび５６ｂを有する。弁は、図示されているように、圧力レギュレータ１４および１４’の吸気口１４ｃおよび１４ｃ’の排気ポート５６ｄおよび５６ｅと接続されている。第１吸気ポート５６ｆは伝送路１５および参照チャンバ５４ａと接続されている。第２吸気口５６ｇは、伝送路５８を介して噴霧器排気口と接続されている。
【００３５】
呼気モードにおいて、伝送路６０およびチャンバ５６ａにおける圧力Ｐ３（図１２）は低く、弁５６は開いて伝送路１５および参照チャンバを両圧力レギュレータの吸気口に接続している。その結果、参照圧力は、最低の圧力設定を有する圧力レギュレータ、つまり、弁１４’によって決定される。吸気モードにおいて、主弁は開いた状態で、伝送路６０における圧力Ｐ３は上昇し、排気口５６ｅの周囲の台座に対してダイヤフラム５６ｃを押し、それによってレギュレータ１４の吸気口のみを伝送路１５および参照チャンバと接続する。このモードにおいては、参照圧力はレギュレータ１４によって設定される。
【００３６】
図１３および図１４に示すような独立的に調節可能な２つの圧力レギュレータを備えたシステムの場合、患者の経験する呼気圧力を吸気圧力と同等、または、吸気圧力よりも低い（大気圧までの）あらゆるレベルに調整可能である。このようにして、呼気に必要な患者の尽力をかなり低減することが可能である。
【００３７】
２つのレベルを有するシステムの代替的実施形態を図１５および図１６に示す。本システムは圧力レギュレータの１つが同様の機能を果たす。つまり、レギュレータ５５は工場で事前調整され、その入力部５５ａを周囲環境と出力部５５ｂを介して選択された圧力、例えば１０ｃｍＨ２Ｏにおいて接続する。図１５に示されているように、呼気モードの間、切替ダイヤフラム弁５７は、圧力レギュレータ１４の排気口１４ｄを、伝送路５９ａ、吸気ポート５７ａ、および、排気ポート５７ｂを介して周囲環境と接続する。吸気モードの間（図１６）、伝送路５８における圧力上昇（図１２のＰ３）が吸気口オリフィス５７ｃへ伝わり、ダイヤフラム５７ｄが排気口５７ｂを閉じ、圧力レギュレータ１４の排気口と圧力レギュレータ５５の吸気口５５ａとを接続する。このようにして、吸気圧力は常に、手動的に調整可能な圧力レギュレータ１４により設定される呼気圧力よりも高い、不変の圧力に（例えば、１０ｃｍＨ２Ｏ）に保たれる。
【００３８】
本明細書で使用されている用語、手動的に調整可能、は回転ノブを有する構成に限定して介されるべきでないことを注記する。この用語は、操作者が処置の前または途中で参照圧力を容易に変更可能なあらゆる構成を含むと介されるべきである。
【００３９】
図１７および図１８は、本発明に係る患者のフェイスマスクと共に使用される、または、組み込まれている、改良された患者弁構成体５８の断面概略図である。患者弁５８は、吸気口５８ａから、フェイスマスク等を介した患者の気道への流体連絡部に配されることに適した吸気口／排気口チャンバ５８ｃへの流れを可能にするように動作する吸気チェック弁５８ｂにて終了している吸気口通路５８ａを有する。通路５８ｄは、気体（Ｏ２）を吸気口からダイヤフラムチャンバ５８ｅへ導く。このチャンバは、図のように、周囲を弁筐体５８ｊの内壁に固定されたダイヤフラム５８ｆの上方表面、円形弁部材５８ｈの上方上端中央表面(upper top central surface)５８ｇ、および、一般に円筒形状をした弁筐体５８ｊの上方セクション５８ｉの内部によって形成されている。弁部材５８ｈは、放射状のダイヤフラムの内部で固定され、浮いている(suspended)。このチャンバ５８ｅは、弁部材５８ｈの動作に対して、気体制動(pneumatic damping)および圧力バランスを与えるように動作する。患者が呼気する場合、吸気口／排気口チャンバ５８ｃ内の圧力は、吸気口５８ａの圧力よりも高い圧力になる。これによってチェック弁５８ｂが閉じ、ダイヤフラム５８ｆおよび弁部材５８ｈの上方への移動が可能となり、弁部材を、吸気口／排気口チャンバ５６ｃの上方端（終端）に形成された環状台座５８ｍから離れさせる。そして、流れは弁台座を取り囲んでいる排気ケーシング５８ｌに向かい、そこから排気ポート５８ｎ、そして、通路５８ｏを経て周囲環境へ向かう。排気ケーシング５８ｌに形成された排気ポートは、弁筐体５８ｊに対しておよそ３００度の角度に渡って回転可能であり、患者の呼気を所望の方向に向けることができる。
【００４０】
この弁の重要なデザインの特徴は、ダイヤフラム５８ｆ（および弁部材の上方表面５８ｇ）の有効領域と弁台座領域５８ｍとの平衡をとることである。ダイヤフラムの有効領域は直径ｄ１を有し、弁台座の中位径(median diameter)はｄ２である。この２つの径は、ほぼ等しいことが好ましい。この形態により、陽性の圧力レベルであっても、呼気圧を吸気口５８ａにおける吸気圧とほぼ同一のレベルに保つことが可能である。
【００４１】
このように、携帯可能で、堅固で、簡単に使用でき、そして、Ｏ２の使用を非常に抑え
られる、持続的陽性気道圧法による、Ｏ２のような呼吸可能な気体を供給可能な新規性を有する装置またはシステムを開示している。当業者であれば、クレームの定める本発明の範囲および思想を逸脱することなく、開示の装置に対し、様々な修正および追加を加えることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】フェイスマスクおよび噴霧器と組み立てられた状態の、本発明に係るシステム概略図である。
【図２】本発明に係る様々な構成要素が取り付けられている、筐体の前面図である。
【図３】圧力レギュレータを有する筐体内の構成要素のデマンドバルブの断面図である。
【図４】デマンドバルブおよび２つの安全弁の断面図である。
【図５】圧力レギュレータの断面図である。
【図６】本発明と共に用いることのできる噴霧器の概略的断面図である。
【図７】患者の呼気相の間のデマンドバルブを示している、デマンドバルブおよび圧力レギュレータの断面概略図である。
【図８】吸気相の間の、デマンドバルブおよび圧力レギュレータの断面概略図である。
【図９】システム内の様々な点における圧力がどのように流速によって変化するのかを示す、圧力図である。
【図１０】吸気モードにおける噴霧器弁の断面概略図である。
【図１１】呼気モードにおける噴霧器弁の断面概略図である。
【図１２】噴霧器弁の動作に関連した、システム内の複数点における圧力を示す、圧力図である。
【図１３】呼気モードにおける、２つの独立的に調整可能な圧力レギュレータと共に機能する２つのレベルに制御されているデマンドバルブの断面概略図である。
【図１４】吸気モードにおける、２つの独立的に調整可能な圧力レギュレータと共に機能する２つのレベルに制御されているデマンドバルブの断面概略図である。
【図１５】呼気モードにおける、ただ１つの現場調整可能な圧力レギュレータを備えた２つのレベルに制御されているデマンドバルブの断面概略図である。
【図１６】吸気モードにおける、ただ１つの現場調整可能な圧力レギュレータを備えた２つのレベルに制御されているデマンドバルブの断面概略図である。
【図１７】呼気モードにおける、本発明と共に用いる改良されたフェイスマスク弁の断面概略図である。
【図１８】吸気モードにおける、本発明と共に用いる改良されたフェイスマスク弁の断面概略図である。
【図１９】周囲環境排気口スタッブが筐体周りに回転可能な角度を示す、フェイスマスク弁の上面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１  ・・・  圧縮酸素ソース
１２  ・・・  吸気ポート
１４  ・・・  調整可能背圧レギュレータ
１６  ・・・  流れ絞り
１８  ・・・  圧力ゲージ
２６  ・・・  患者吸気／呼気弁
２６ａ・・・  吸気口
２８  ・・・  噴霧器排気口
【図４】
2005508203.tif 000003
【図７】
2005508203.tif 000004
【図８】
2005508203.tif 000005
【図９】
2005508203.tif 000006
【図１０】
2005508203.tif 000007
【図１１】
2005508203.tif 000008
【図１２】
2005508203.tif 000009
【図１３】
2005508203.tif 000010
【図１４】
2005508203.tif 000011
【図１７】
2005508203.tif 000012
【図１８】
2005508203.tif 000013
【国際公開パンフレット】
2005508203.tif 000014
2005508203.tif 000015
2005508203.tif 000016
2005508203.tif 000017
2005508203.tif 000018
2005508203.tif 000019
2005508203.tif 000020
2005508203.tif 000021
2005508203.tif 000022
2005508203.tif 000023
2005508203.tif 000024
2005508203.tif 000025
2005508203.tif 000026
2005508203.tif 000027
2005508203.tif 000028
2005508203.tif 000029
2005508203.tif 000030
2005508203.tif 000031
2005508203.tif 000032
2005508203.tif 000033
2005508203.tif 000034
2005508203.tif 000035
2005508203.tif 000036
2005508203.tif 000037
2005508203.tif 000038
2005508203.tif 000039
2005508203.tif 000040
2005508203.tif 000041
2005508203.tif 000042
2005508203.tif 000043
2005508203.tif 000044
2005508203.tif 000045
2005508203.tif 000046
2005508203.tif 000047
2005508203.tif 000048
2005508203.tif 000049
2005508203.tif 000050
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005508203.tif 000051
【国際調査報告】
2005508203.tif 000052
2005508203.tif 000053