(57)【要約】  患者への高頻度換気を供する方法は、呼吸ガスのフローを患者へと供給するステップであって、呼吸ガスのフローは、第１の陽圧レベル及び第２の陽圧レベルを有し、前記第１の陽圧レベル及び前記第２の陽圧レベルは、ある周波数及びある振幅を有するために、前記呼吸ガスのフロー中の複数のサイクルで、互いに、交互に起こり、前記呼吸ガスのフローは平均気道内圧を生成する、ステップ；前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのかどうかを決定するステップ；及び前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのかの決定に応答して、又は、ＨＦＶに関するユーザ設定及び非自発呼吸患者に関するユーザ操作により、前記平均気道内圧力を調節する、前記呼吸ガスのフローの周波数及びデューティーサイクルを調節する、又は前記呼吸ガスのフロー及び圧力振幅のレベルを調節する、又はそれらの２つ以上を行うステップを含む。
2013513449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に高頻度陽圧換気を供給する方法であって、当該方法は：
前記患者に呼吸ガスのフローを供給するステップであって、前記呼吸ガスのフローは、第１の陽圧レベル及び第２の陽圧レベルを有し、前記第１の陽圧レベル及び前記第２の陽圧レベルは、ある周波数及びある振幅を有して、前記呼吸ガスのフローにおける、複数のサイクルで、互いに交互に起こり、前記患者への前記呼吸ガスのフローは、ある平均気道内圧を生成する、ステップ；
前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのかどうかを、又は、高頻度換気に関するユーザ設定に変化があるかどうかを、決定するステップ；及び
前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのか、又は、前記ユーザが、前記患者に、ある副生理的又は生理的換気量を提供したいという、決定に応答して、前記平均気道内圧を調節するステップ、前記呼吸ガスのフローの周波数及びデューティーサイクルを調節するステップ若しくは前記呼吸ガスのフローを調節するステップ、又は、それらの２つ以上を行うステップ；
を含む、患者に高頻度陽圧換気を供給する方法。
【請求項２】
前記患者の前記平均気道内圧は、能動的呼気バルブを調節することによって制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記平均気道内圧が調節される、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクルが調節される、及び前記呼吸ガスのフローが調節される、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び吸気時間、及び、前記呼吸ガスのフローレベルは、自発呼吸パターンに比例的に制御される、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び吸気時間、及び、前記呼吸ガスのフローレベルは、自発呼吸パターンの吸気相及び呼気相に関する、バイレベル式手段で制御される、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び吸気時間、及び、前記呼吸ガスのフローレベルは、HFVに関するユーザ設定及びユーザ操作によって決定されるような方法で制御される、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
高頻度陽圧支持システムであって、当該システムは：
圧力発生システム；
前記圧力発生システム及び患者に作動連結される患者回路；
前記圧力発生システムに作動連結された制御装置；
を含み、
前記制御装置は：
呼吸ガスのフローを、前記患者回路を介して前記患者へと供給するよう制御し、前記呼吸ガスのフローは、第１の陽圧レベル及び第２の陽圧レベルを有し、前記第１の陽圧レベル及び前記第２の陽圧レベルは、ある周波数及びある振幅を有して、前記呼吸ガスのフローにおける、複数のサイクルで、互いに交互に起こり、前記呼吸ガスのフローは、ある平均気道内圧を有する、ように；
前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのかどうかを、又は、高頻度換気に関するユーザ設定に変化があるかどうかを、決定するように；及び
前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのか、又は、前記ユーザが、前記患者に、ある副生理的又は生理的換気量を提供したいという、前記の決定に応答して、前記平均気道内圧を調節するように、前記呼吸ガスのフローの周波数及びデューティーサイクルを調節するように若しくは前記呼吸ガスの振幅を調節するように、又は、それらの２つ以上を行うように；
適合される、
陽圧支持システム。
【請求項８】
前記平均気道内圧は、能動的呼気バルブを調節することによって制御される、請求項７に記載の陽圧支持システム。
【請求項９】
前記平均気道内圧が調節される、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクルが調節される、及び前記呼吸ガスの前記振幅が調節される、請求項７に記載の陽圧支持システム。
【請求項１０】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、自発呼吸パターンに比例的に制御される、請求項７に記載の陽圧支持システム。
【請求項１１】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、自発呼吸パターンの吸気相及び呼気相に関する、バイレベル方式で制御される、請求項７に記載の陽圧支持システム。
【請求項１２】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、ＨＦＶに関するユーザ設定及びユーザ操作によって決定されるような、バイレベル方式で制御される、請求項７に記載の陽圧支持システム。
【請求項１３】
患者に高頻度陽圧換気を供給する方法であって、当該方法は：
前記患者に呼吸ガスのフローを供給するステップであって、前記呼吸ガスのフローは、設定された一回換気量、測定された一回換気量、第１の陽圧レベル及び第２の陽圧レベルを有し、前記第１の陽圧レベル及び前記第２の陽圧レベルは、ある周波数及びある振幅を有して、前記呼吸ガスのフローにおける、複数のサイクルで、互いに交互に起こり、前記患者への前記呼吸ガスのフローは、ある平均気道内圧を生成する、ステップ；及び
前記平均気道内圧を調節するステップ、前記呼吸ガスのフローの周波数及びデューティーサイクルを調節するステップ若しくは前記呼吸ガスのフローを調節するステップ、又は、それらの２つ以上を行うステップ；
を含む、患者に高頻度陽圧換気を供給する方法。
【請求項１４】
前記患者の前記平均気道内圧は、能動的呼気バルブを調節することによって制御される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記平均気道内圧が調節される、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクルが調節される、及び前記呼吸ガスのフローが調節される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、前記患者の呼吸パターンに比例的に制御される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、前記患者の呼吸パターンの吸気相及び呼気相に関する、バイレベル方式で制御される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、ＨＦＶに関するユーザ設定及びユーザ操作によって決定されるような方法で制御される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
患者に高頻度陽圧換気を供給する方法であって、当該方法は：
前記患者に呼吸ガスのフローを供給するステップであって、前記呼吸ガスのフローは、第１の陽圧レベル及び第２の陽圧レベルを有し、前記第１の陽圧レベル及び前記第２の陽圧レベルは、ある周波数及びある振幅を有して、前記呼吸ガスのフローにおける、複数のサイクルで、互いに交互に起こり、前記患者への前記呼吸ガスのフローは、ある平均気道内圧を生成する、ステップ；及び
前記平均気道内圧を断続的に調節することによって、高頻度副生理的換気量が介在する生理的換気量を供するステップ；
を含む、方法。
【請求項２０】
前記平均気道内圧は、呼気抵抗を断続的に変更することによって調節される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記平均気道内圧は、フロー振幅を断続的に変更することによって調節される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記平均気道内圧は、周波数を変更することによって調節される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記平均気道内圧は、デューティーサイクルを変更することによって調節される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記平均気道内圧は、呼気抵抗、フロー振幅、周波数若しくはデューティーサイクル又はそれらの２つ以上を断続的に変更することによって調節される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記平均気道内圧を調節することは、自発呼吸を供するために、生理的換気量を達成するように意図される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記平均気道内圧を調節することは、圧力支持を伴う自発呼吸を供するために、生理的換気量を達成するよう意図される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記平均気道内圧を調節することは、自発呼吸なしでの生理的換気量を供するために意図される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
高頻度支持システムであって、当該システムは：
圧力発生システム；
前記圧力発生システム及び患者に作動連結される患者回路；及び
前記圧力発生システムに作動連結された制御装置；
を含み、
前記制御装置は：
呼吸ガスのフローを、前記患者回路を介して前記患者へと供給するよう制御し、前記呼吸ガスのフローは、第１の陽圧レベル及び第２の陽圧レベルを有し、前記第１の陽圧レベル及び前記第２の陽圧レベルは、ある周波数及びある振幅を有して、前記呼吸ガスのフローにおける、複数のサイクルで、互いに交互に起こり、前記呼吸ガスのフローは、ある平均気道内圧を有する、ように；及び
前記平均気道内圧を断続的に調節することによって、高頻度副生理的換気量が介在する生理的換気量を供する、ように；
適合される、
高頻度支持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高頻度換気を供する陽気道圧システムに、より具体的には、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、副生理的及び生理的一回換気量を容易にする、高頻度換気を供する、陽圧システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高頻度換気法（ＨＦＶ）は、超生理的な呼吸速度で、副生理的一回換気量を使用する、換気戦略である。これは、成人、小児科及び新生児の患者における、人工換気誘発肺損傷（ＶＩＬＩ）を低減するために、肺保護性の換気戦略として使用される。これは、約２Ｈｚから約２０Ｈｚまでの高頻度速度で、約０．５ｍｌ／ｋｇから約５ｍｌ／ｋｇまでの副生理的（＜死腔）一回換気量を供給することによって達成される。換気のこのモードは、新生児の患者により広く使用され、今、急性呼吸窮迫症候群（ＡＲＤＳ）を有する成人の患者に、関心を取り戻している。
【０００３】
ＨＦＶにおいて、ガス交換は、サブの死腔（ｓｕｂ−ｄｅａｄｓｐａｃｅ）一回換気量を使用することによって達成され、これが、肺損傷無しで、肺を回復する及び安定化することに有用である。ガス交換は、メカニズムが、主に、バルクフローの（対流）換気である、従来の換気法と比較して、バルクの軸流、複数の地域間のガス混合、軸方向及び放射分散、移流分散及び分子拡散のメカニズムを伴う。
【０００４】
種々のタイプのＨＦＶがある。高頻度振動換気（ＨＦＯＶ）において、圧力は、設定された平均気道内圧力を上回って及び下回って振動する。高頻度ジェット換気（ＨＦＪＶ）は、患者の気道内の、短期間高圧ジェットのガスフローが、約１０Ｈｚから約２０Ｈｚまでの（約６００ｂｐｍから約１２００ｂｐｍまでの）周波数にある、別のタイプのＨＦＶである。高頻度流量インターラプター（ＨＦＦＩ）は、短いパルスのガスフローが、約５Ｈｚから約１５Ｈｚまでの（約３００ｂｐｍから約９００ｂｐｍまでの）周波数で、患者の気道へと供給される、更に他のタイプのＨＦＶである。高頻度陽圧換気（ＨＦＰＰＶ）は、陽圧パルスが、副生理的一回換気量を供給するために、約２Ｈｚから約２５Ｈｚまでの呼吸速度のより高い周波数で使用される、ＨＦＶのタイプとして、典型的に知られている。
【０００５】
ＨＦＶの使用は、成人の患者に関する救助機構として制限されてきたが、新生児の患者に関して、より一般的に使用される。ＨＦＶは、副生理的な換気量を供給するように主に使用されるが、鎮静状態でない患者における、自発呼吸を支持する例がある、複数の状況において必要とされる、生理的換気量を供給する能力も有する。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一実施形態において、ＨＦＰＰＶ制御特徴は、非自発呼吸又は自発呼吸努力における、生理的換気量を促進するために、実施される。より具体的には、ＨＦＰＰＶモードは、呼気バルブのアクティブ制御で、平均気道内圧を制御することによって、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、生理的換気量を促進する又は支持する。本発明の他の様態において、ＨＦＰＰＶモードは、呼吸努力を有して、高頻度フローレベルのアクティブ制御で、非自発呼吸又は自発呼吸の間、生理的換気量を促進する。本発明の更なる様態において、ＨＦＰＰＶモードは、陽圧換気の周波数及びデューティーサイクルを変更することによって、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、生理的換気量を支持する。
【０００７】
本発明の別の実施形態において、ＨＦＯＶ制御特徴は、非自発呼吸又は自発呼吸努力における、生理的換気量を促進するために、実施される。より具体的には、ＨＦＯＶモードは、呼気バルブのアクティブ制御で、平均気道内圧を制御することによって、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、生理的換気量を促進する又は支持する。本発明の他の様態において、ＨＦＯＶモードは、呼吸努力を有して、高頻度フローレベルのアクティブ制御で、非自発呼吸又は自発呼吸の間、生理的換気量を促進する。本発明の更なる様態において、ＨＦＯＶモードは、陽圧換気の周波数及びデューティーサイクルを変更することによって、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、生理的換気量を支持する。
【０００８】
本発明の一実施形態において、ＨＦＪＶ制御特徴は、非自発呼吸又は自発呼吸努力における、生理的換気量を促進するために、実施される。より具体的には、ＨＦＪＶモードは、平均気道内圧を制御することによって、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、生理的換気量を促進する又は支持する。本発明の他の様態において、ＨＦＪＶモードは、呼吸努力を有して、高頻度フローレベルのアクティブ制御で、非自発呼吸又は自発呼吸の間、生理的換気量を促進する。本発明の更なる様態において、ＨＦＪＶモードは、陽圧換気の周波数及びデューティーサイクルを変更することによって、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、生理的換気量を支持する。
【０００９】
上述された方法でのＨＦＰＰＶベンチレータの使用は、非自発呼吸又は自発呼吸の間、生理的換気量を促進し、平均気道内圧力の、呼吸努力を有する、高頻度フローレベルの、及び、陽圧換気の周波数及びデューティーサイクルの、同時制御で、気道圧力を維持する。
【００１０】
本発明の他の実施形態において、上述された方法でのＨＦＰＰＶベンチレータの使用は、副生理的換気量を供給し、平均気道内圧力の、高頻度フローレベルの、及び、陽圧換気の周波数及びデューティーサイクルの、同時制御で、気道圧力を維持する。
【００１１】
本発明の他の実施形態において、上述された方法でのＨＦＯＶベンチレータの使用は、副生理的換気量を供給し、平均気道内圧力の、高頻度フローレベルの、及び、陽圧換気の周波数及びデューティーサイクルの、同時制御で、気道圧力を維持する。
【００１２】
本発明の他の実施形態において、上述された方法でのＨＦＪＶベンチレータの使用は、副生理的換気量を供給し、平均気道内圧力の、高頻度フローレベルの、及び、陽圧換気の周波数及びデューティーサイクルの、同時制御で、気道圧力を維持する。
【００１３】
本発明の他の実施形態において、人は、患者フロー又は患者圧といった患者信号から、及び／又はロバストな検出のための追加的なセンサ及び信号から、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、生理的換気量の推定を得ることができる。
【００１４】
本発明の他の実施形態において、アルゴリズムは、ＨＦＶ治療のコースにおける、設定された一回換気量を供給するために、陽圧換気（例えば、周波数、デューティーサイクル、フローレベル、又は平均気道内圧）を、適応的に設定する。
【００１５】
本発明の他の実施形態において、ＨＦＰＰＶモードは、約２Ｈｚから約２５Ｈｚまでの陽圧換気の周波数、デューティーサイクル、フローレベル又は平均気道内圧に関する拡張された範囲で、従来のベンチレータのより新しいモードとして、実施された。
【００１６】
本発明の他の実施形態において、患者への陽圧換気を供する方法は、非自発呼吸又は自発呼吸努力を支持するために、患者に高頻度換気を供給することを含む。方法は更に、ユーザによって設定されるような非自発呼吸の間、患者に関する、又は、自発呼吸を示す患者に関する、生理的換気量の必要性を決定し、その決定に応答して、能動的呼気バルブで平均気道内圧を制御し、換気の周波数及びデューティーサイクルを調節し、高頻度換気に関する陽圧パルスの振幅を調節する。
【００１７】
本発明の他の実施形態において、圧力支持システムは、圧力発生システム、前記圧力発生システムに作動連結された患者回路、及び前記圧力発生システムに作動連結された制御装置、を含んで供される。前記制御装置は：（ｉ）高頻度換気を供給するために、前記圧力発生システムを制御する、（ｉｉ）ユーザによって設定されるような非自発呼吸の間、前記患者に関する生理的換気量の必要性を決定する又は前記患者が自発的に呼吸しているということを決定する、及び（ｉｉｉ）前記決定に応答して、周波数、デューティーサイクル、又は、呼気バルブを使用して、換気又は平均気道内圧の振幅を、比例的に変更する又は調節するよう、前記圧力発生システムを制御する、よう適合される。
【００１８】
本発明の他の実施形態において、システム及び方法は、平均気道内圧を断続的に調節することによって、高頻度副生理的換気量が組み入れられた生理的換気量を供給する。
【００１９】
本発明の他の実施形態において、平均気道内圧は、呼気抵抗を断続的に変更することによって調節される。
【００２０】
本発明の他の実施形態において、平均気道内圧は、フローの振幅を断続的に変更することによって調節される。
【００２１】
本発明の他の実施形態において、平均気道内圧は、周波数を断続的に変更することによって、調節される。
【００２２】
本発明の他の実施形態において、平均気道内圧は、デューティーサイクルを断続的に変更することによって、調節される。
【００２３】
本発明の他の実施形態において、平均気道内圧は、呼気抵抗、フローの振幅、周波数及びデューティーサイクルの如何なる組み合わせを断続的に変更することによって、調節される。
【００２４】
本発明のシステムの他の実施形態において、平均気道内圧を調節することは、自発呼吸を供するために、生理的換気量を達成するよう意味される。
【００２５】
本発明のシステムの他の実施形態において、平均気道内圧を調節することは、圧力支持を有する自発呼吸を供するために、生理的換気量を達成するよう意味される。
【００２６】
本発明のシステムの他の実施形態において、平均気道内圧を調節することは、自発呼吸を欠く場合における、生理的換気量を供するよう意味される。
【００２７】
したがって、本発明が、上述の様態及び利点全てを実質的に達成するということが、これより明らかになるはずである。本発明の追加的な様態及び利点は、後に続く説明内に記載されるであろうし、一部はその記載から固有であろうし、又は、本発明の実践によって理解され得る。さらに、本発明の様態及び利点は、添付の特許請求の範囲内で具体的に指摘された手段及び組み合わせによって、実現され得る、かつ、得られ得る。
【００２８】
添付の図面は、本発明の現在好ましい実施形態を、本発明の原理を説明するのに役に立つ、上で与えられた一般的な説明及び下記で与えられる詳細な説明と一緒に、説明する。図面を通じて示されるように、同様の参照符号は、同様の又は対応する部分を指定する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の１つの特定の、制限的でない、実施形態に従う、ＨＦＰＰＶを供する圧力システムの概略図である。
【図２】図２は、自発呼吸を伴う、本発明に従う平均気道内圧のＨＦＰＰＶ制御の概略図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、２つの異なる周波数での、ＨＦＰＰＶ圧力及びフローパターンを表す。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、各々、呼吸パターンの吸気相及び呼気相に関する、正弦関数かつバイレベル式制御を支持するよう実施された、ＭＡＰ制御を有するＨＦＰＰＶ圧力及びフローパターンを表す。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、各々、呼吸パターンの吸気相及び呼気相に関する、正弦関数呼吸パターン及びバイレベル式制御を支持するよう、高頻度フローレベルのアクティブ制御を有する、ＨＦＰＰＶ圧力及びフローパターンを表す。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、各々、呼吸パターンの吸気相及び呼気相に関する、正弦関数呼吸パターン及びバイレベル式制御を支持するよう、換気の周波数の能動調節を有する、ＨＦＰＰＶ圧力及びフローパターンを表す。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、各々、正弦関数呼吸パターン及びバイレベル式制御を有する、陽圧換気の呼気バルブ、フローレベル及び周波数の同時制御を有する、ＨＦＰＰＢ圧力及びフローパターンを表す。
【図８】図８は、高頻度陽圧換気を適応的に設定するための、アルゴリズムの略図である。
【図９】図９は、一回換気量制御に関するアルゴリズムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
ここで述べられる種々の実施形態において、本発明は、非自発呼吸又は自発呼吸努力の間、吹く生理的及び生理的一回換気量を容易にする高頻度換気を供する陽気道圧換気システムに関する。本発明はまた、種々の実施形態において、ここで述べられるような治療方法が、マイクロプロセッサ（又は同様の制御装置）が、ここでより詳細に述べられるような、換気（即ち、特定の圧力又は周波数での、呼吸ガスの供給）を制御することを許すようなハードウェアを含む、マイクロプロセッサ（又は同様の制御装置）ベースの陽気道圧換気システムで実施されるということを熟慮する。
【００３１】
本発明は、恐らく、特定の高頻度システム、即ちＨＦＰＰＶに方向付けられる、図面からより理解され得る。図１は、患者に陽圧気道圧換気を供給する、高頻度陽圧換気システム２の概略図である。図１において、ＨＦＰＰＶシステム２は、ブロワー、高圧ガスウォール出力（ｇａｓ  ｗａｌｌ  ｏｕｔｌｅｔ）、呼吸ガス又はガスの組み合わせを受ける、ガスの加圧タンクといった、ガスフロー発生器４を含む。ガスフロー発生器４は、患者６の気道への供給のために、大気、酸素、ヘリオックス又は他のガス又はそれらの混合といった、呼吸ガスのフローを発生させる。ガスフロー発生器４から矢印１０によって一般的に示される、呼吸ガスの加圧されたフローは、患者６に搬送コンジット１２を介して搬送される。
【００３２】
示された実施形態において、ＨＦＰＰＶシステム２は、バルブ１６の形態での、フロー制御装置を含む。バルブ１６は、患者６に搬送されたフロー発生器４からの呼吸ガスのフローを制御する。現在の目的に関して、フロー発生器４及びバルブ１６は、フロー／圧慮言う発生システムとして、集合的に参照される。なぜなら、それらは、患者へと搬送されたガスの圧力及び／又はフローを制御するよう、協働するので。しかしながら、フロー発生器４のブロワー速度を、単独で又は圧力制御バルブと組み合わせてのいずれかで変更することといった、患者へと搬送されるガスのフロー速度及び圧力を制御する他の技術が、本発明によって熟慮されるということは、明らかであるはずである。
【００３３】
ＨＦＰＰＶシステム２は更に、搬送コンジット１２内の呼吸ガスのフローを測定する、フローセンサ１８を含む。図１で示された特定の実施形態において、フローセンサ１８は、搬送コンジット１２で一直線に置かれている。フローセンサ１８は、患者６へのガスのフローを決定するために、制御装置２０に供され、制御装置２０によって使用される、フロー信号を発生する。勿論、患者６の呼吸フローを測定する他の技術が、例えば、制限することなしで、直接患者６で又は搬送コンジット１２に沿った他の位置でフローを測定すること、フロー発生器４の操作に基づいて、患者フローを測定すること、及びバルブ１６の上流のフローセンサを使用して患者フローを測定すること、のように、熟慮される。制御装置２０は、本明細書の他の場所で詳細に述べられる種々の実施形態において、患者６へ換気を供給するよう、かつ、ＨＦＶ調節を実施するよう、呼吸ガスのフローを制御することを含む、データ及びＨＦＰＰＶシステム２の作動を制御するために、制御装置２０によって実行できるソフトウェアのための記憶媒体を供する、メモリ（図示しない）を含む又は作動連結される、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はいくつかの他の適切な処理デバイスであっても良い。最後に、入力／出力デバイス２２が、ＨＦＰＰＶシステム２によって使用された種々のパラメータを設定するために、及び、臨床医又は介護人といったユーザに情報及びデータを表示する及び出力するために、供される。
【００３４】
ＨＦＶシステムは、従来であり、Ｕ．Ｓ．特許Ｎｏ．４，７１９，９１０内で以前に記載されており、本明細書で完全に記載されるかのように、参照することによって組み込まれる。
【００３５】
ＨＦＰＰＶシステム２は、呼気バルブ制御装置２４によって制御される、能動的呼気バルブ２８で、吸入口又は吸気リム４２（ｌｉｍｂ）及び呼気リム４４を含む、患者呼吸回路４０を含む。吸入リム４２は、Ｙ字部品４８を介して挿管器気管内又は気管チューブ４６を通じて患者６の気道に接続する。呼吸回路４０は、ベンチレータと使用される標準的な可撓性チュー敏で作られても良く、又はＨＦＰＰＶの搬送に適する改良型チュービングであっても良い。
【００３６】
操作の間、ＨＦＰＰＶシステム２は、平均気道内圧（ＭＡＰ）と呼ばれる平均の膨張圧を有して、患者６の肺３４に高頻度陽圧パルスを供給する。通常、平均気道内圧は、約３ｃｍＨ２Ｏから約５０ｃｍＨ２Ｏまでの範囲内で調節可能である。平均気道内圧力は、振動圧力で重ねられる。高頻度陽圧供給は、肺３４とのガス交換を推進する。好ましくは、ＨＦＰＰＶの周波数を、予めプログラムすることができる又はＨＦＰＰＶシステム２上で、手動で調節することができる。好ましくは、ＨＦＰＰＶの圧力振幅及び周波数は、ＨＦＰＰＶシステム２のオペレータによって設定することができる又は圧力振幅及び周波数は、制御装置内の自動適応制御アルゴリズムによって設定することができる。ＨＦＰＰＶシステム２はまた、好ましくは、患者６へと供給される平均気道内圧を増大させる又は減少させる、のいずれかができる、平均気道内圧に関する（図示しない）ユーザ制御を含む。
【００３７】
好ましくは、ＨＦＰＰＶシステム２は、調節可能なＩ：Ｅ比又は調節可能なデューティーサイクルを含み、その範囲は、ＨＦＰＰＶの選択された周波数に基づいて変わるであろう。
【００３８】
ＨＦＰＰＶシステム２は、ユーザ設定及びモニタリングされた信号を表示することができる、（図示しない）ディスプレイユニットを有しても良い。そのようなディスプレイユニットは、周波数、平均気道内圧、フロー及び圧力振幅、ガス混合レベル、遠位及び近接の圧力測定値、吸入時間、バイアス流れ及びそれと同種のものといった、追加的な情報を表示することができる。ディスプレイユニットは、コンピュータモニタ、ＬＣＤスクリーン又はそれと同種のものとすることができる。
【００３９】
ＨＦＰＰＶシステム２の気管内チューブ４６は、２つの端部−患者６の気道内に位置される遠位端５４及びＹ字部品４８に位置される近位端５６を有する。フローセンサ６０は、好ましくは気管内チューブ４６の近位端５６内に配置され、圧力センサ６２は好ましくは、気管内チューブ４６の近位端５６内に配置される。圧力センサ６２及びフローセンサ６０は、十分に敏感であり、それらは、各々、気管内チューブ４６内の最大振幅圧力測定値及び患者フローを測定することができる。
【００４０】
能動的呼気バルブで平均気道内圧（ＭＡＰ）を制御することによって、ＨＦＰＰＶの間、非自発呼吸又は自発呼吸努力に関する、副生理的及び生理的一回換気量を促進するために、能動的呼気バルブは、図２の概略図内で示されるように、平均気道内圧レベルを制御する。通常、ＨＦＰＰＶは、適切な肺膨張を供するために、吸気相及び呼気相の両方の間、固定されたレベルで、ＭＡＰを維持する。患者フローセンサ８０及び追加的な圧力及び／又はフローセンサ及び／又は他音センサ又はユーザ入力８２からのデータは、処理装置８４内で処理され、患者が自発的に呼吸しているか又は自発的に呼吸しようとしているか又はユーザが患者に生理的換気量を供給する必要があるかどうかを決定する。処理装置８４からの信号は、呼気バルブ８６を制御するために、及び／又は患者への気道圧換気に関する、高頻度フロー（圧力）制御装置８８又は周波数制御装置９０を調節するために、送られる。
【００４１】
本発明によると、呼気バルブのアクティブ制御は、所望の周波数及びフローレベルに、ＭＡＰのレベルを設定する。図３Ａにおいて、上部モニタにある図は、２５Ｈｚでの時間に亘る患者圧力を表し、下部モニタにある図は、２５Ｈｚでの時間に亘る患者フロー速度を表す。図３Ｂにおけるグラフは、各々、１０Ｈｚでの、時間に亘る患者圧力及びフロー速度を表す。このデータは、呼気バルブの固定された制御を有する、ＨＦＰＰＶを表す。
【００４２】
吸気相及び呼気相の間の、自発呼吸努力を有して、呼気バルブのアクティブ制御が、図４Ａ及び図４Ｂで表される。図４Ａにおいて、上部モニタのグラフは、正弦関数の呼吸パターンを有して、時間に亘る、患者圧力を表し、下部モニタは、その呼吸パターンを有する、時間に亘るフロー速度を表す。図４Ｂにおけるグラフは、各々、吸気相及び呼気相の呼吸パターンに関する、バイレベル式制御を有する、時間に亘る患者圧力及びフロー速度を表す。
【００４３】
本発明の一実施形態において、非自発呼吸又は自発呼吸の間、副生理的及び生理的一回換気量を供することは、呼吸努力を有する、高頻度フローレベルのアクティブ制御で促進される。ユーザ入力又は自発呼吸努力により制御される、ＨＦＰＰＶに関する高頻度フローレベルのアクティブ制御があり、又は、制御は、図５Ａ及び５Ｂで示されるようなバイレベル式制御を達成するために設定することができる。図５Ａにおいて、上部モニタにおけるグラフは、フロー制御及び正弦関数呼吸パターンを有する、ＨＦＰＰＶにおける、時間に亘る患者圧力を表し、下部モニタにおけるグラフは、同じ条件下での、時間に亘るフロー速度を表す。図５Ｂにおけるグラフは、各々、バイレベル式制御に関する、時間に亘る、患者圧力及びフロー速度を表し、２つのフローレベルは、呼吸サイクルの吸気相及び呼気相に対応する。
【００４４】
本発明の一実施形態は、非自発呼吸又は自発呼吸の間、ガス交換を改善し、副生理的及び生理的一回換気量を支持するために、ＨＦＰＰＶの周波数を制御する特徴を含む。振動数のアクティブ制御は、ユーザ制御によって又は自発呼吸による比例的に、制御することができる、又は、それは、図６Ａ及び図６Ｂで記載されるように、バイレベル方式（ｂｉ−ｌｅｖｅｌ  ｍａｎｎｅｒ）で制御することができる。図６Ａにおいて、上部モニタにおけるグラフは、フロー制御及び正弦関数呼吸パターンを有する、ＨＦＰＰＶにおける、時間に亘る患者圧力を表し、下部も似たにおけるグラフは、同じ条件下における、時間に亘るフロー速度を表す。図６Ｂにおけるグラフは、各々、バイレベル式制御に関する、時間に亘る患者圧力及びフロー速度を表す。
【００４５】
本発明はまた、呼気バルブ、高頻度フローレベル及び周波数の同時制御を有する、平均気道内圧のアクティブ制御に関する特徴を含む。この特徴により、追加的なＨＦＰＰＶ制御モードは、連続的に及び比例的に、非自発呼吸又は自発呼吸の間、副生理的及び生理的一回換気量を促進することができる。図７Ａにおいて、上部モニタにおけるグラフは、呼気バルブ、フローレベル及び振動周波数及び正弦関数呼吸パターンの同時制御を有する、ＨＦＰＰＶにおける、時間に亘る患者圧力を表し、下部モニタにおけるグラフは、同じ条件下における時間に亘るフロー速度を表す。図７Ｂにおけるグラフは、各々、自発呼吸パターンの吸気相及び呼気相の間の、似そう製魚に関する、時間に亘る、患者圧力及びフロー速度を表す。
【００４６】
自発呼吸は、高頻度患者フロー信号から及び／又はロバストな検出のための追加的なセンサ及び信号から、検出される及び／又は予測される。上述されたようなＨＦＰＰＶのアクティブ制御は、自発呼吸努力のレベルに基づいている。図８は、成人、小児科及び新生児のベンチレータ患者に関する自発呼吸努力の検出及び推定のための、推定アルゴリズムを表す、概略図である。自発呼吸努力は、患者フローセンサ、呼吸努力ベルト、新生児患者のための（Ｇｒａｓｅｂｙセンサのような）呼吸努力風船、光電式指尖容積脈波（ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ）、電気反応性センサフィルム、適切な身体部位で身体に取り付けられた加速度計を含むが、制限されない、ベンチレータ患者に利用可能である多数のセンサ及び信号９４から抽出することができる。センサ９４からのデータ及び／又は信号は、ＨＦＶユーザ設定９８に沿って、処理装置９６内で処理される。自発呼吸努力の決定は、ＨＦＶ制御装置１００をもたらす。
【００４７】
本発明の他の実施形態において、アルゴリズムは、設定された副生理的又は生理的一回換気量、即ち、時間におけるフローを供給するために、高頻度換気（例えば、周波数、フローレベル又は平均気道内圧）を適応的に設定する。さらに、本発明の他の実施形態は、測定された一回換気量を供給するように、高頻度換気（例えば、周波数、フローレベル又は平均気道内圧）を適応的に設定するためのアルゴリズムを含むことができる。実施は、呼気バルブの制御で、平均気道内圧の操作を伴って、フロー振幅調節及び／又は周波数調節を変更すること及び／又は陰圧を適用することによって、高頻度換気を適応的に変更することを含むであろう。アルゴリズムは、図９で概略的に表され、設定された一回換気量１０４及び測定された一回換気量１０６に関するデータが、処理装置１０８へと入力される。処理装置１０８からの信号は、フロー振幅１１０、周波数調節１１２、呼気バルブ制御１１４及び／又は陰圧制御１１６に対する調節をもたらす。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態が、上で述べられ、説明されてきたが、これらは本発明の例示であり、制限するものとして考えられるべきでないということが理解されるべきである。追加、削除、置換及び他の変更が、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、為すことができる。したがって、本発明は、前述の説明に制限されるよう考えられるべきでなく、添付の特許請求の範囲によってだけ制限される。
【図１】
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【図２】
2013513449.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年6月18日(2012.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高頻度陽圧換気（ＨＦＰＰＶ）支持システムであって、当該システムは：
圧力発生システム；
前記圧力発生システム及び患者に作動連結される患者回路；
前記圧力発生システムに作動連結された制御装置；
を含み、
前記制御装置は：
呼吸ガスのフローを、前記患者回路を介して前記患者へと供給するよう制御し、前記呼吸ガスのフローは、第１の陽圧レベル及び第２の陽圧レベルを有し、前記第１の陽圧レベル及び前記第２の陽圧レベルは、ある周波数及びある振幅を有して、前記呼吸ガスのフローにおける、複数のサイクルで、互いに交互に起こり、前記呼吸ガスのフローは、ある平均気道内圧を有する、ように；
前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのかどうかを、又は、高頻度換気に関するユーザ設定に変化があるかどうかを、決定するように；及び
前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのか、又は、前記ユーザが、前記患者に、ある副生理的又は生理的換気量を提供したいという、決定に応答して、（ｉ）前記平均気道内圧を調節すること、（ｉｉ）前記呼吸ガスのフローの周波数及びデューティーサイクルを調節すること及び（ｉｉｉ）前記呼吸ガスの振幅を調節すること、の同時制御を介して、陽圧換気の周波数、デューティーサイクル、フローレベル及び平均気道内圧に関する、２Ｈｚから２５Ｈｚまでの拡張された範囲を有するＨＦＰＰＶモードを実施するように；
適合される、
陽圧換気支持システム。
【請求項２】
前記平均気道内圧は、能動的呼気バルブを調節することによって制御される、請求項１に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項３】
前記平均気道内圧が調節される、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクルが調節される、及び前記呼吸ガスの前記振幅が調節される、請求項１に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項４】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、自発呼吸パターンに比例的に制御される、請求項２に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項５】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、自発呼吸パターンの吸気相及び呼気相に関する、バイレベル方式で制御される、請求項２に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項６】
前記能動的呼気バルブ、前記呼吸ガスのフローの前記周波数及び前記デューティーサイクル、及び、前記呼吸ガスのフローレベルが、高頻度換気（ＨＦＶ）に関するユーザ設定及びユーザ操作によって決定されるような、バイレベル方式で制御される、請求項２に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項７】
高頻度支持システムであって、当該システムは：
圧力発生システム；
前記圧力発生システムに作動連結され、かつ、患者に結合されるよう適合された患者回路；及び
前記圧力発生システムに作動連結された制御装置；
を含み、
前記制御装置は：
呼吸ガスのフローを、前記患者回路を介して前記患者へと供給するよう制御し、前記呼吸ガスのフローは、第１の陽圧レベル及び第２の陽圧レベルを有し、前記第１の陽圧レベル及び前記第２の陽圧レベルは、ある周波数及びある振幅を有して、前記呼吸ガスのフローにおける、複数のサイクルで、互いに交互に起こり、前記呼吸ガスのフローは、ある平均気道内圧を有する、ように；
前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのかどうかを、又は、高頻度換気に関するユーザ設定に変化があるかどうかを、決定するように；
前記患者が自発的に呼吸しているのか又は自発的に呼吸しようとしているのか、又は、前記ユーザが、前記患者に、ある副生理的又は生理的換気量を提供したいという、決定に応答して、（ｉ）前記平均気道内圧を調節すること、（ｉｉ）前記呼吸ガスのフローの周波数及びデューティーサイクルを調節すること及び（ｉｉｉ）前記呼吸ガスの振幅を調節すること、の同時制御を介して、陽圧換気の周波数、デューティーサイクル、フローレベル及び平均気道内圧に関する、２Ｈｚから２５Ｈｚまでの拡張された範囲を有するＨＦＰＰＶモードを実施するように；及び
前記平均気道内圧を断続的に調節することによって、高頻度副生理的換気量が介在する生理的換気量を供する、ように；
適合される、
高頻度支持システム。
【請求項８】
前記制御装置は更に、前記平均気道内圧を断続的に調節することによって、高頻度副生理的換気量が介在する生理的換気量を供するように適合されている、請求項１に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項９】
前記平均気道内圧は、呼気抵抗を断続的に変更することによって調節される、請求項８に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項１０】
前記平均気道内圧は、フローの振幅を断続的に変更することによって調節される、請求項８に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項１１】
前記平均気道内圧は、周波数を断続的に変更することによって調節される、請求項８に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項１２】
前記平均気道内圧は、デューティーサイクルを断続的に変更することによって調節される、請求項８に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項１３】
前記平均気道内圧は、呼気抵抗、フローの振幅、周波数若しくはデューティーサイクル又はそれらの２つ以上を断続的に変更することによって調節される、請求項８に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項１４】
前記平均気道内圧を調節することは、自発呼吸を供するために、生理的換気量を達成するよう構成される、請求項８に記載の陽圧換気支持システム。
【請求項１５】
前記平均気道内圧を調節することは、（ｉ）圧力支持を伴う自発呼吸を供するための、生理的換気量及び（ｉｉ）自発呼吸なしでの生理的換気量、から成る群から選択された１つを達成するよう構成される、請求項８に記載の陽圧換気支持システム。
【国際調査報告】
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2013513449.tif 000014
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