(57)【要約】本発明の種々の実施形態は、規定のガス混合物を受け取り側に送達するためのシステム、方法、およびデバイスを提供する。例えば、本発明の種々実施形態は、少なくとも２つのガス源（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ）、ガス出口（１８０）、および流量差移送要素（１３０）を含む、人工呼吸器を提供する。流量差移送要素は、ガス源のうちの１つから１つの成分ガスを第１の流量で、また他方のガス源から別の成分ガスを第２の流量で受け取る。流量差移送要素は、少なくとも上記成分ガスを含む混合物を、ガス出口を介して第３の流量で分配する。第３の流量は、第１の流量と第２の流量との和より小さい。
2011512234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス送達システムであって、
流量差移送要素であって、該流量差移送要素は、第１の流量弁を介して第１の成分ガスに連結され、第２の流量弁を介して第２の成分ガスに連結され、該流量差移送要素は、第３の流量弁を介して出口に連結される、流量差移送要素と、
プロセッサと、
コンピュータ読み取り可能媒体であって、該コンピュータ読み取り可能媒体は、
該第１の流量弁を断続的に第１の流量で動作させ、該第２の流量弁を断続的に第２の流量で動作させて、該流量差移送要素内で該第１の成分ガスおよび該第２の成分ガスを含む規定の混合物を生じることと、
該第３の流量弁を断続的に第３の流量で動作させて、該第１の成分ガスおよび該第２の成分ガスを含む該規定の混合物を、該流量差移送要素から該出口に送達することとを
該プロセッサによって実行することが可能な命令を含む、コンピュータ読み取り可能媒体と、
を備え、該第３の流量は、該第１の流量と該第２の流量との和より小さい、
ガス送達システム。
【請求項２】
前記流量差移送要素は、アキュムレータである、請求項１に記載のガス送達システム。
【請求項３】
２回以上の注入期間に及ぶ期間にわたって、前記第１の流量弁を介して受け取られる前記第１の成分ガスの体積と、前記第２の流量弁を介して受け取られる前記第２の成分ガスの体積との和は、前記第３の流量弁を介して提供される前記規定の混合物の体積とほぼ等しい、請求項１に記載のガス送達システム。
【請求項４】
前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
前記規定の混合物についての要求を受信することと、前記第１の流量および前記第２の流量を計算することとを前記プロセッサによって実行することが可能な命令をさらに含む、
請求項１に記載のガス送達システム。
【請求項５】
前記規定の混合物は、第１の規定の混合物であり、前記コンピュータ読み取り可能媒体はさらに、
前記第１の成分ガスおよび前記第２の成分ガスを含む、第２の規定の混合物についての要求を受信することと、前記第１の流量弁を断続的に第４の流量で動作させ、前記第２の流量弁を断続的に第５の流量で動作させて、前記流量差移送要素内で該第１の成分ガスと該第２の成分ガスとの該第２の規定の混合物を生じることとを前記プロセッサによって実行することが可能な命令を含む、請求項４に記載のガス送達システム。
【請求項６】
前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
前記流量差移送要素内の内容物を排気させるように、放出弁を開放することを前記プロセッサによって実行することが可能な命令をさらに含む、請求項５に記載のガス送達システム。
【請求項７】
前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
前記流量差移送要素内の圧力の指示を受信することと、少なくとも部分的に前記流量差移送要素内の圧力に基づいて、該流量差移送要素内の少なくとも１つの構成ガスの量を計算することとを前記プロセッサによって実行することが可能な命令をさらに含む、
請求項１に記載のガス送達システム。
【請求項８】
前記コンピュータ読み取り可能媒体は、
前記第１の流量弁を横断する前記第１の成分ガスの体積の指示を受信することと、
前記第２の流量弁を横断する前記第２の成分ガスの体積の指示を受信することと、
第３の流量弁を横断する前記規定の混合物の体積の指示を受信することと、
少なくとも部分的に、該第１の流量弁を横断する該第１の成分ガスの体積、該第２の流量弁を横断する該第２の成分ガスの体積、および該第３の流量弁を横断する該規定の混合物の体積に基づいて、前記流量差移送要素内の少なくとも１つの構成ガスの量を計算することとを
前記プロセッサによって実行することが可能な命令をさらに含む、
請求項１に記載のガス送達システム。
【請求項９】
人工呼吸器であって、
第１のガス源と、
第２のガス源と、
ガス出口と、
流量差移送要素であって、該第１のガス源から第１の成分ガスを第１の流量で受け取り、該第２のガス源から第２の成分ガスを第２の流量で受け取り、該第１の成分ガスおよび該第２の成分ガスを含む混合物を、該ガス出口を介して第３の流量で提供する、流量差移送要素と
を備え、該第３の流量は、該第１の流量と該第２の流量との和より小さい、
人工呼吸器。
【請求項１０】
２回以上の連続的な注入期間に及ぶ期間にわたって、前記第１のガス源から受け取る前記第１の成分ガスの体積と、前記第２のガス源から受け取る前記第２の成分ガスの体積との和は、前記ガス出口を介して提供される前記混合物の和とほぼ等しい、請求項９に記載の人工呼吸器。
【請求項１１】
前記第１の流量と前記第２の流量とは異なる、請求項９に記載の人工呼吸器。
【請求項１２】
前記第３の流量は、ヒトの呼吸パターンと一致する流れおよび周期性を示す、請求項９に記載の人工呼吸器。
【請求項１３】
前記第１の流量および前記第２の流量のうちの少なくとも１つは、前記第３の流量よりも実質的に大きい流量で動作するが、該第３の流量の期間よりも長い期間を有する、請求項１２に記載の人工呼吸器。
【請求項１４】
前記流量差移送要素は、５〜１５ｐｓｉの圧力で動作するアキュムレータである、請求項９に記載の人工呼吸器。
【請求項１５】
前記流量差移送要素は、流量送達弁を含む流量送達モジュールを介して、前記第１のガス源から前記第１の成分ガスを受け取り、該流量送達弁は、該第１の成分ガスの前記第１の流量を送達するようにプログラム可能である、請求項９に記載の人工呼吸器。
【請求項１６】
前記流量送達モジュールは、前記流量差移送要素への第１の成分ガスの流入量を感知するように動作可能である、流量センサをさらに含む、請求項１５に記載の人工呼吸器。
【請求項１７】
前記流量差移送要素は、前記第１の成分ガスおよび前記第２の成分ガスの前記混合物を、流量送達弁を介して前記出口に提供する、請求項９に記載の人工呼吸器。
【請求項１８】
前記第１の成分ガスおよび前記第２の成分ガスは、空気、酸素、ヘリオックス、およびヘリウムから構成される群より選択される、請求項９に記載の人工呼吸器。
【請求項１９】
呼吸可能なガスを受け取り側に提供するための方法であって、
アキュムレータを有する人工呼吸器を提供することであって、該アキュムレータは、第１の流量弁を介して第１の成分ガスに連結され、第２の流量弁を介して第２の成分ガスに連結され、該アキュムレータは、第３の流量弁を介して出口に連結されている、ことと、
該第１の成分ガスおよび該第２の成分ガスを含む、規定の混合物に対する要求を受信することと、
該アキュムレータ内で該規定の混合物を生じるように、該第１の流量弁を断続的に第１の流量で動作させ、該第２の流量弁を断続的に第２の流量で動作させることと、
該規定の混合物を該アキュムレータから該出口に送達するように、該第３の流量弁を断続的に第３の流量で動作させることと
を含み、
該第３の流量は、該第１の流量と該第２の流量との和より小さく、２回以上の注入期間に及ぶ期間にわたって、該第１の流量弁を介して受け取られる該第１の成分ガスの体積と、該第２の流量弁を介して受け取られる該第２の成分ガスの体積との和は、該第３の流量弁を介して提供される該規定の混合物の体積とほぼ等しい、
方法。
【請求項２０】
前記方法は、
前記規定の混合物に対する要求を受信することと、
前記第１の流量および前記第２の流量を計算することと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記規定の混合物は、第１の規定の混合物であって、前記方法は、
前記第１の成分ガスおよび前記第２の成分ガスを含む、第２の規定の混合物に対する要求を受信することと、
前記アキュムレータ要素内で該第２の規定混合物を生じるように、前記第１の流量弁を断続的に第４の流量で動作させ、また前記第２の流量弁を断続的に第５の流量で動作させることと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法は、前記アキュムレータの前記内容物を排気させるように、放出弁を開放することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人工呼吸器に関し、より具体的には、人工呼吸器内でガスを混合するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の人工呼吸器は、患者の肺をガスで換気し、患者が自分自身で呼吸する能力が何らかの形で損なわれた場合に患者を補助するように設計されている。単純な状況において、人工呼吸器は、一定速度で規定のガス混合物を受け取り、該規定のガス混合物を同じ一定速度で患者に提供する。そのようなプロセスは患者の吸気努力を援助するが、高価で、柔軟性がなく、不便である可能性のある予め混合されたガスを必要とする。
【０００３】
より高性能な人工呼吸器は、患者のために所望のガス混合物を生じるよう、異なるガス源からのガスの混合を提供する。具体的には、それぞれのガスの導入は、個々の流量送達弁によって制御される。流量送達弁は並列に構成され、それぞれの流量送達弁の出力は共通の出力に提供される。よって、患者に対するガスの総流量は、流量送達弁を通過するすべてのガスの和と等しく、患者に提供されるガスの内容は、それぞれの流量送達弁の相対的な流量によって左右される。そのような人工呼吸器において、患者に提供されるガスの内容および体積の精度は、それぞれの流量送達弁の精度によって制限される。したがって、これらの人工呼吸器は、それぞれの構成ガスの流量が十分に流量送達弁の計量能力の範囲内である場合に合理的に動作する。例えば、成人患者に送達される、酸素含有量４０％の空気を含むガス混合物は、空気および酸素の両方が十分な流量で取り込まれるため、正確に送達されることができる。対照的に、新生児患者に送達される、酸素含有量２２％の空気を含むガス混合物の精度は、空気と結合する酸素量が不十分であるため、不良である可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よって、高度な換気システム、およびそれを使用するための方法の必要性が当該技術分野に存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は人工呼吸器に関し、より具体的には、人工呼吸器内でガスを混合するためのシステムおよび方法に関する。
【０００６】
本発明の種々の実施形態は、少なくとも２つのガス源、ガス出口、および流量差移送要素を含む人工呼吸器を提供する。流量差移送要素は、ガス源のうちの１つから１つの成分ガスを第１の流量で、また他方のガス源から別の成分ガスを第２の流量で受け取る。流量差移送要素は、少なくとも前述の成分ガスを含む混合物を、ガス出口を介して第３の流量で分配する。種々の場合において、流量差移送要素はアキュムレータであり得る。いくつかのそのような場合において、アキュムレータは５〜１５ｐｓｉの圧力で動作するように設計され得る。特定の場合において、アキュムレータは９〜１２ｐｓｉで動作するように設計され得る。
【０００７】
前述した実施形態において、第３の流量は、第１の流量と第２の流量との和より小さい。前述した実施形態の種々の場合において、２回以上の連続的な注入期間に及ぶ期間にわたって測定したとき、第１のガス源から受け取られる第１の成分ガスの体積と、第２のガス源から受け取られる第２の成分ガスの体積との和は、ガス出口を介して提供される混合物の体積とほぼ等しい。いくつかの場合において、第１の流量と第２の流量とは異なる。前述した実施形態の１つ以上の場合において、第３の流量は、ヒトの呼吸パターンと一致する流れおよび周期性を示す。そのような場合において、第１の流量および第２の流量のうちの１つまたは両方は、第３の流量よりも実質的に大きいが、より長期間である。
【０００８】
前述した実施形態の種々の場合において、流量差移送要素は、流量送達弁を含む流量送達モジュールを介して第１のガス源から第１の成分ガスを受け取り、第１の成分ガスを第１の流量で送達するようにプログラム可能である。いくつかの場合において、流量送達モジュールはさらに、流量差移送要素への第１の成分ガスの流入量を感知するように動作可能である流量センサを含む。第１の成分ガスは、これに限定されないが、空気、酸素、ヘリオックス、またはヘリウムであり得る。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、流量差移送要素、プロセッサ、およびプロセッサによって実行することが可能な命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体を含む、ガス送達システムを提供する。流量差移送要素は、第１の流量弁を介して第１の成分ガスに、第２の流量弁を介して第２の成分ガスに、第３の流量弁を介して出口に連結される。命令は、第１の流量弁を断続的に第１の流量で、第２の流量弁を断続的に第２の流量で動作させるために、プロセッサによって実行することが可能である。そのような操作により、流量差移送要素内で第１の成分ガスおよび第２の成分ガスを含む規定混合物が生じる。また、命令は、第１の成分ガスおよび第２の成分ガスを含む規定の混合物を流量差移送要素から出口まで送達するように、第３の流量弁を断続的に第３の流量で動作させることとを実行することが可能である。第３の流量は、第１の流量と第２の流量との和より小さい。
【００１０】
前述した実施形態の種々の場合において、コンピュータ読み取り可能媒体はさらに、第１の流量弁を横断する第１の成分ガスの体積の指示を受信するため、第２の流量弁を横断する第２の成分ガスの体積の指示を受信するため、第３の流量弁を横断する規定の混合物の体積の指示を受信するため、および、それらに基づいて、流量差移送要素内の少なくとも１つの構成ガスの量を計算するための、プロセッサによって実行することが可能な命令を含む。
【００１１】
前述した実施形態のいくつかの場合において、コンピュータ読み取り可能媒体はさらに、規定の混合物についての要求を受信して、第１の流量および第２の流量を計算するための、プロセッサによって実行することが可能な命令を含む。いくつかの場合において、命令はさらに、第１の成分ガスおよび第２の成分ガスを含む別の規定の混合物についての要求を受信するためと、第１および第２の流量弁を断続的に操作するためと、流量差移送要素内で最新の規定の混合物を生じるために実行可能である。いくつかのそのような場合において、放出弁が開放され、流量差移送要素内の前述の規定の混合物を排気させる。他の場合において、前述の規定の混合物は、最新の規定の混合物になるまで改質される。そのような場合において、コンピュータ読み取り可能媒体はさらに、流量差移送要素内の圧力の指示を受信し、少なくとも部分的に流量差移送要素内の圧力に基づいて、流量差移送要素内の少なくとも１つの構成ガスの量を計算するための、プロセッサによって実行することが可能な命令を含み得る。
【００１２】
本発明のさらに他の実施形態は、呼吸可能なガスを受け取り側に送達するための方法を含む。第１の流量弁を介して第１の成分ガスに、第２の流量弁を介して第２の成分ガスに、第３の流量弁を介して出口に連結されるアキュムレータが提供される。方法は、第１の成分ガスおよび第２の成分ガスを含む規定の混合物についての要求を受信することと、アキュムレータ内で規定の混合物を生じるように、断続的に第１の流量弁を第１の流量で、第２の流量弁を断続的に第２の流量で動作させることと、規定の混合物をアキュムレータから出口まで送達するように、第３の流量弁を断続的に第３の流量で動作させることとを含む。第３の流量は、第１の流量と第２の流量との和を下回り、２回以上の連続的な注入期間に及ぶ期間にわたって、第１の流量弁を介して受け取られる第１の成分ガスの体積と、第２の流量弁を介して受け取られる第２の成分ガスの体積との和は、第３の流量弁を介して提供される規定の混合物の体積とほぼ等しい。
【００１３】
本概要は、本発明のいくつかの実施形態の一般的な概略のみを提供する。本発明の多くの他の目的、特徴、利点、および他の実施形態は、以下の詳細な説明、付属の特許請求の範囲、および添付の図面から、より十分に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本明細書の残りの部分に記載される図面を参照することにより、本発明の種々の実施形態についてさらなる理解が得られる。図中、同様の構成要素について言及するために、いくつかの図面を通して同様の参照番号が使用され得る。いくつかの場合において、小文字から構成されるサブラベルは、複数の同様の構成要素のうちの１つを示すように参照番号に関連付けられる。既存のサブラベルへの指定なしに、参照番号が言及される場合、そのような複数の同様の構成要素すべてを言及することが意図される。
【図１】図１は、本発明の種々の実施形態による換気システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の１つ以上の実施形態による人工呼吸器のフィードバックおよび制御システムを示す図である。
【図３ａ】図３ａ〜３ｃは、本発明のいくつかの実施形態による換気システムの動作を示すフロー図である。
【図３ｂ】図３ａ〜３ｃは、本発明のいくつかの実施形態による換気システムの動作を示すフロー図である。
【図３ｃ】図３ａ〜３ｃは、本発明のいくつかの実施形態による換気システムの動作を示すフロー図である。
【図４】図４は、本発明の１つ以上の実施形態にしたがって達成され得る、流量差移送要素に流入する成分ガスの断続的な体積、および流量差移送要素から流出する混合ガスの断続的な体積の実施例を図示的に示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は人工呼吸器に関し、より具体的には、人工呼吸器内でガスを混合するためのシステムおよび方法に関する。
【００１６】
本発明の種々の実施形態は、プログラムされた流量で１つ以上の成分ガスを受け取り所望のガス混合物を生じることが可能であり、該ガス混合物を出力流量で分配する人工呼吸器を提供する。入力流量は、人工呼吸器に導入される成分ガスの流量の和であり、それは必ずしも出力流量と同じであるとは限らない。本発明の特定の実施形態は、所与の期間中に合計された入力流量を実質的に下回る出力流量を示す。よって、一実施例として、入力流量を３０秒間維持し、次いで３分間停止してもよく、同時に、出力流量は、ヒトの呼吸パターンに一致する流量および周期性で、ガス混合物を受け取り側に対して連続的に生成する。前述した実施形態の種々の場合において、流量差移送要素は、入力流量と出力流量との間の実質的な相違を調整するために使用される一方で、受け取った入力ガスを保存する。そのような場合において、入力ガスの受け取りおよび出力ガスの生成は断続的であってもよく、注入ガスのオフ期間は、排出ガスのオフ期間よりも実質的に長い。
【００１７】
本明細書で使用される場合、「構成ガス」という語句は、ガス混合物に含まれる任意の元素ガスを意味するように、その広義の意味において使用される。よって、構成ガスは、これらに限定されないが、酸素、窒素、およびヘリウムを含むことができる。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の異なる実施形態に関連して使用され得る様々な異なる構成ガスを認識するであろう。さらに、本明細書で使用される場合、「成分ガス」という語句は、人工呼吸器の入口を介して提供される任意のガスを意味するように、その広義の意味において使用される。よって、成分ガスは、これらに限定されないが、空気、ヘリオックス、ヘリウム、または酸素であり得る。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の異なる実施形態に関連して使用され得る様々な異なる成分ガスを認識するであろう。成分ガスは、多数の構成ガスを含むことができることを理解されたい。例えば、空気は、特に窒素および酸素から成る構成ガスを含む成分ガスであり得る。本発明のいくつかの実施形態は、体積によって種々の構成ガスを示す、それぞれの成分ガスに関連するガスプロファイルを用いる。よって、例えば、空気に関連するガスプロファイルは、体積によって空気が以下の構成ガスを含むことを示すことができる：窒素（７８％）、酸素（２０．９５％）、およびアルゴン（０．９３％）。別の実施例として、ヘリオックスに関連するガスプロファイルは、体積によって特定の種類のヘリオックスが以下の構成ガスを含むことを示すことができる：ヘリウム（ｘ％）および酸素（ｙ％）。ある特定の場合において、ヘリオックスは、ヘリウム８０％および酸素２０％を含むことができる。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の種々の実施形態による人工呼吸器に関連する使用にどの成分ガスが選択されるかに依存して、使用され得る様々なガスプロファイルを認識するであろう。
【００１８】
図１を見ると、本発明の種々の実施形態による換気システム１００のブロック図が示される。換気システム１００は、ガス源１１０のうちの１つ以上から成分ガスを受け取り、該成分ガスの混合物を出口１８０に提供する流量差移送要素１３０を含む。本明細書で使用される場合、「ガス源」という語句は、関連するガスが換気システム１００に導入され得る任意の入口を意味するように、その広義の意味において使用される。得られたガス混合物は、注入された成分ガスに由来する、所定のレベルの１つ以上の構成ガスを含む。本発明のいくつかの特定の実施形態において、流量差移送要素１３０は、５〜１５ｐｓｉの圧力で動作するアキュムレータである。本発明の特定の一実施形態において、流量差移送要素１３０は、９〜１２ｐｓｉで動作するアキュムレータである。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の異なる実施形態に関連して用いられ得る様々な流量差移送要素および／または特定のアキュムレータを認識するであろう。換気システム１００は、３つの個々のガス源１１０を有するように示されているが、本発明の異なる実施形態は、３つよりも多いかまたは少ないガス源からガスを受け取ることが可能であることに留意されたい。ガス源１１０は、これらに限定されないが、ヘリウム源、酸素源、空気源、および／またはヘリオックス源を含むことができる。
【００１９】
ガス源１１０ａからの成分ガスは、流量送達モジュール１２０ａを介して流量差移送要素１３０に導入され、ガス源１１０ｂからの別の成分ガスは、流量送達モジュール１２０ｂを介して流量差移送要素１３０に導入され、ガス源１１０ｃからのさらに別の成分ガスは、流量送達モジュール１２０ｃを介して流量差移送要素１３０に導入される。それぞれの流量送達モジュール１２０は、流量送達弁１２４および逆止弁１２６を含む。流量送達弁１２４は、関連するガス源１１０から流量差移送要素１３０へ通るガスの流量を左右することが可能な任意の弁であり得る。いくつかの場合において、流量送達弁１２４のうちの１つ以上はプログラム可能であり得る。本発明のいくつかの特定の実施形態において、流量送達弁１２４は、０〜１２５Ｌ／ｍｉｎを送達することが可能な比例ソレノイド式の弁である。逆止弁１２６は、ガスを一方向のみに流れさせることが可能な任意の弁であり得る。この場合、逆止弁１２６は、流量差移送要素１３０からガス源１１０のうちのいずれかへとガスが流れるのを妨害する。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の実施形態に関連して用いられ得る、様々な特定の弁の種類および流量センサを認識するであろう。種々の場合において、流量送達モジュール１２０はさらに、センサを通過するまたはその側を通るガスの流量を決定することが可能な差圧流量センサ等の、当該技術分野において既知である任意のセンサであり得る流量センサ（図示せず）を含むことができる。
【００２０】
図示するように、流量差移送要素１３０は、放出弁１４０および圧力変換器１５０に連結される。圧力変換器１５０は、流量差移送要素１３０内で増加する圧力を決定するように動作可能であり、当該技術分野で既知である多数の種類の圧力変換器のうちのいずれかであり得る。放出弁１４０は、流量差移送要素１３０内に維持されたガスを大気中に放出するように動作可能である。放出弁１４０は、流量差移送要素１３０からガスを放出することが可能な、当該技術分野で既知である任意の種類の弁であり得る。
【００２１】
換気システム１００はまた、流量差移送要素１３０から出口１８０までガスを提供する役割を果たす出力送達モジュール１９０を含む。出力送達モジュール１９０は、流量送達弁１７０を含む。流量送達弁１７０は、流量差移送要素１３０から出口１８０までを通るガスの流量をプログラム可能に制御することが可能な任意の弁であり得る。本発明の特定の一実施形態において、流量バルブ１７０は、０〜２００Ｌ／ｍｉｎの制御された流量を送達することが可能な比例ソレノイド式の弁である。流量センサ１６０は、センサを通過するまたはその側を通るガスの流量を決定することが可能な、当該技術分野で既知である任意のセンサであり得る。いくつかの場合において、出力送達モジュール１９０はさらに、流量差センサまたは当該技術分野で既知である他の流量センサ等の流量センサを含む（図示せず）。
【００２２】
図２を見ると、制御図は、ガスの受け取り、混合、および分配を左右することが可能な、本発明の１つ以上の実施形態による人工呼吸器のフィードバックおよび制御システム２００を示している。フィードバックおよび制御システム２００は、インターフェースドライバ２１０を介してプロセッサ２１５によって制御されるユーザインターフェース２０５を含む。本発明のいくつかの実施形態において、ユーザインターフェース２０５は、プロセッサ２１５に提供されるユーザコマンドを受信することが可能であり、プロセッサ２１５に提供された情報に基づいてユーザ表示を提供することが可能な、タッチスクリーンインターフェースである。前述したタッチスクリーンユーザインターフェースは例示に過ぎず、当業者は、本発明の異なる実施形態に関連して用いられ得る様々なユーザインターフェースデバイスまたはシステムを認識するであろうことに留意されたい。
【００２３】
プロセッサ２１５は、ユーザインターフェース２０５からフィードバックを受信し、メモリ２２０に維持された種々の動作命令２２２を実行し、およびＩ／Ｏインターフェース２３０を介して種々のＩ／Ｏを処理することが可能な、当該技術分野で既知である任意のプロセッサであり得る。Ｉ／Ｏインターフェース２３０は、入力流量送達モジュール１２０、放出弁１４０、および出力流量送達モジュール１９０のそれぞれに出力制御を提供できるようにする。さらに、Ｉ／Ｏインターフェース２３０は、圧力変換器１５０から圧力情報を受信できるようにする。
【００２４】
メモリ２２０は、ソフトウェア命令、ファームウェア命令、またはそれらのいくつかの組み合わせであり得る、動作命令２２２を含む。動作命令２２２はプロセッサ２１５によって実行可能であり、プログラムされた様式でプロセッサ２１５に人工呼吸器を制御させるために使用され得る。また、メモリ２２０は、流量送達モジュール１２０のそれぞれを介して導入されるガスの組成物（例えば、ガス源１１０の構成ガスの組成物）を識別する多数のガスプロファイル２２４を含む。よって、例えば、流量送達モジュール１２０ａが酸素源と関連し、流量送達モジュール１２０ｂがヘリウム源と関連し、流量送達モジュール１２０ｃが空気源と関連している場合、ガスプロファイル２２４ａは純酸素を示し、ガスプロファイル２２４ｂは純ヘリウムを示し、ガスプロファイル２２４ｃは、空気中に含まれる構成ガスおよびそれらの個々の比率（例えば、７８％窒素、２０．９５％酸素、および０．９３％アルゴン）を示す。
【００２５】
図３ａ〜３ｃを見ると、３つのフロー図３００、３０１、３０２は、本発明のいくつかの実施形態による換気システムの動作を示している。フロー図３００、３０１、３０２は、それぞれが個々のプロセスを示している。具体的には、フロー図３００は、成分ガスの流量差移送要素１３０への導入の制御を示し、フロー図３０２は、流量差移送要素１３０から出口１８０までのガス混合物の提供の制御を示している。これらのプロセスは、両方とも相互に平行して進行し、流量差移送要素１３０を断続的に比較的高速で充填できるようにし、流量差移送要素１３０からのガス混合物を一定の低速で提供できるようにする。入力速度および出力速度は、競合する課題を満足させるように、別個に選択され得る。例えば、入力速度は、流量送達弁１２４の１つ以上の計量の限界を満足するように選択され得、出力速度は、受け取り側のガス送達要求を満足するように選択され得る。フロー図３０１は、人工呼吸器によって送達されるガス混合物を変更するための要求が受信される度にフロー図３００の動作を無効にする、割り込みプロセスである。フロー図３００、３０１、３０２は、図１および図２のシステムを参照して記載されているが、該フロー図によって表される動作は、異なる換気システムおよび／または人工呼吸器の制御システムに関連して実施され得ることに留意されたい。
【００２６】
フロー図３００によると、人工呼吸器システム１００の電源が入れられる（ブロック３０５）。これは、これらに限定されないが、オン／オフスイッチを介して電力を送達する、または機械を再起動する等、当該技術分野で既知である人工呼吸器の電源を入れるための任意の方法を使用して達成され得る。電源が入ると、ユーザは、所望の出力ガス混合物について質問される。それに応じて、所望のガス混合物についての要求が受信される（ブロック３１０）。いくつかの場合において、このプロセスは、ユーザインターフェース２０５を介してユーザのクエリを表示し、同インターフェースを介してユーザの応答を受信することを含み得る。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の種々の実施形態にしたがって使用および処理され得る、様々なクエリ表示および関連する応答を認識するであろう。
【００２７】
要求されたガス混合物を得るために必要な種々の成分ガスの流量が、プロセッサ２１５（ブロック３１５）によって計算される。本発明の特定の一実施形態において、個々の流量を計算することは、公称流量の基本の成分ガスを選択し、次いで、流量差移送要素１３０内で所望のガス混合物が生じるよう、基本のガスに添加されるべき１つ以上の成分ガスおよび関連する流量を選択することを含む。いくつかの場合において、基本の成分ガスは、所望の出力混合物に最も類似する利用可能な成分ガスとして選択され得る。このことは、プロセッサ２１５が、メモリ２２０からのそれぞれのガスプロファイル２２４を評価して、個々のガスプロファイルを所望の出力ガスと比較することによって行うことができる。よって、例えば、所望のガス混合物が高い体積百分率の酸素を含む空気である場合、特定の流量の空気（すなわち、酸素含有量２０．９５％の空気）が基本の成分ガスとして選択され得る。酸素含有量における所望の増加を得るために、酸素成分ガスは、以下の方程式によって決定される流量を用いて選択され得る。
成分酸素流量＝（（所望の酸素濃度／２０．９５％）−１）＊成分空気流量
よって、例えば、所望のガス混合物が体積濃度２２％の酸素を含む空気である場合、空気成分ガスは、公称毎分１リットルで流れるように選択され得る。２２％の酸素濃度を得るために、毎分０．０５０１リットルの酸素成分ガスの流量が計算される。いくつかの場合において、流量送達弁１２４および／または流量センサ１２２は、そのような低いガス流量を正確に送達または計測できない可能性がある。流量差移送要素１３０によって呼気プロセス（すなわち、フロー図３０２のプロセス）が吸気プロセス（すなわち、フロー図３００のプロセス）から分離されるため、同じ因数（ｋ）を用いて空気成分ガスおよび酸素成分ガスの両方の流量を任意に増加させ、両方の流量を正確に送達可能な範囲内にすることが可能である。よって、例えば、両方の流量は、ｋリットル／分の空気成分ガスおよび０．０５０１ｋリットル／分の酸素成分ガスの注入流量をもたらす因数ｋで乗じられてもよく、両方とも標準許容誤差を用いて正確に測定可能である。フロー図３０１およびフロー図３０２を検討した後でより明白になるように、流量差移送要素１３０により注入流が排出流から分離されているため、前述した注入量を使用して混合ガスを成人患者または新生児患者に送達し得る。
【００２８】
別の実施例として、所望のガス混合物が規定の酸素体積濃度を含むヘリオックスである場合、特定の流量のヘリウムが基本の成分ガスとして選択され得る。ここでも同様に、基本の成分ガスは、所望の出力混合物に最も類似するガスプロファイルによって定義される、利用可能な成分ガスとして選択され得る。所望のレベルの酸素を得るために、酸素成分ガスは、以下の方程式によって決定される流量を用いて選択され得る。
成分酸素流量＝（所望の酸素濃度＊成分ヘリウムの流量）／（１−所望の酸素濃度）
よって、例えば、所望のガス混合物が体積濃度１０％の酸素を含むヘリオックスである場合、ヘリウム成分ガスは、公称毎分１リットルで流れるように選択され得る。１０％の酸素濃度を得るために、毎分０．１１１リットルの酸素成分ガスの流量が計算される。ここでも同様に、いくつかの場合において、流量送達弁１２４および／または流量センサ１２２は、そのような低いガス流量を正確に送達できない可能性がある。両方の流量は、ｋリットル／分のヘリウム成分ガスおよび０．１１１ｋリットル／分のヘリウム成分ガスの注入流量をもたらす因数ｋによって乗じられ得、両方とも標準許容誤差を用いて正確に測定可能である。ここでも同様に、流量差移送要素１３０により注入流が排出流から分離されているため、前述した注入流量を使用して混合ガスを成人患者または新生児患者に送達し得る。
【００２９】
さらに別の実施例として、所望のガス混合物は、規定の酸素濃度および規定のヘリウム濃度を含む空気であり得る。そのような場合、基本の成分ガスとして公称流量の空気が選択され得る。また、酸素およびヘリウムの両方の成分ガスは、所望のガス混合物を生じるように計算された速度で流量差移送要素１３０に流れるように選択される。前述した実施例は例示のみであって、当業者は、本発明の１つ以上の実施形態の使用を通して、様々な他の成分ガスおよびそれらの混合物が可能であることを認識するであろうことに留意されたい。
【００３０】
それぞれの成分ガスの所望の流量が計算されると（ブロック３１５）、個々の流量送達弁が、計算された流量を通過させるようにプログラムされる（ブロック３２０）。よって、体積濃度２２％の酸素を含む空気についての上記実施例を使用すると、空気成分ガスがガス源１１０ａを介して提供され、酸素成分ガスがガス源１１０ｂを介して提供される場合、流量送達弁１２４ａは、ｋリットル／分の空気成分ガスを通過させるようにプログラムされ得、流量送達弁１２４ｂは、０．０５０１ｋリットル／分の酸素成分ガスを通過させるようにプログラムされる。流量送達弁１２４ｃは、遮断されるかまたは閉鎖される。これにより、体積濃度２２％の酸素を含む空気のガス混合物が、比較的速い充填速度で流量差移送要素１３０内に流入する。所望のガス混合物が、体積濃度１０％の酸素を含むヘリオックスである他の上記実施例を使用すると、酸素成分ガスがガス源１１０ｂを介して提供され、ヘリウム成分ガスがガス源１１０ｃを介して提供される場合、流量送達弁１２４ｃは、ｋリットル／分のヘリウム成分ガスを通過させるようにプログラムされ得、流量送達弁１２４ｂは、０．１１１ｋリットル／分の酸素成分ガスを通過させるようにプログラムされる。流量送達弁１２４ａは、遮断されるかまたは閉鎖される。これにより、体積濃度１０％の酸素を含むヘリオックスのガス混合物が、比較的速い充填速度で流量差移送要素１３０内に流入する。ここでも同様に、本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の実施形態を使用して流量差移送要素１３０に流れてもよい、様々な他のガス混合物を認識するであろう。所望のガス混合物に依存して、単一ガス源、２つの異なるガス源、または３つ以上のガス源からの成分ガスが、流量差移送要素１３０に流入し得る。
【００３１】
流量差移送要素１３０内の圧力が充填範囲内であるかどうかが決定される（ブロック３２５）。流量差移送要素内の圧力は、圧力変換器１５０を読み取ることにより確認される。流量差移送要素１３０内の圧力が充填範囲外である場合（ブロック３２５）、充填プロセスは停止したままになる。あるいは、流量差移送要素１３０内の圧力が充填範囲内である場合（ブロック３２５）、所望のガス混合物に含ませるように選択された成分ガスに関連する流量送達弁が開放され、上記ブロック３１５、３２０において計算およびプログラムされたガスを流れさせる（ブロック３３０）。選択された流量送達弁１２４が開放されて流量差移送要素１３０の充填が可能になると（ブロック３３０）、圧力が満タン範囲内であるかどうかが決定される（ブロック３３５）。流量差移送要素１３０内の圧力が満タン範囲外である場合（ブロック３３５）、充填プロセスが続行する。あるいは、流量差移送要素１３０内の圧力が満タン範囲内である場合（ブロック３３５）、流量送達弁が閉鎖され、充填プロセスを停止する（ブロック３４０）。充填プロセスは、圧力が再び充填範囲内になるまで停止したままになる（ブロック３２５）。
【００３２】
一実施例として、流量差移送要素１３０が低圧と高圧の間で動作するアキュムレータである本発明の実施例において、充填範囲は低圧と高圧の間の範囲として定義され得る。低圧は、本明細書において「始動圧力」（ｔｕｒｎ−ｏｎ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）と称され、高圧は、本明細書において「停止圧力」（ｔｕｒｎ−ｏｆｆ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）と称される。流量差移送要素１３０が充填範囲内であるかどうかを決定することは、アキュムレータ内の圧力が始動圧力より低いかどうかを決定することを含むことができ、流量差移送要素１３０が満タン範囲内であるかどうかを決定することは、キュムレータ内の圧力が高圧と同じかまたはそれ以上であるかどうかを決定することを含むことができる。そのような場合、アキュムレータは停止圧力に達するまで（ブロック３３５）充填され（ブロック３３０）、その時点で、充填プロセスが停止される（ブロック３４０）。アキュムレータ内の圧力がいったん始動圧力より少なくなると（ブロック３２５）、充填プロセスが再開され（ブロック３３０）、停止圧力（ブロック３２５）に達するまで継続する（ブロック３３５）。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、流量差移送要素１３０を実装するために使用される特定のアキュムレータに依存して用いられ得る、様々な始動圧力および停止圧力を認識するであろう。
【００３３】
ここでも同様に、フロー図３０１は、人工呼吸器によって送達されるガス混合物を変更するための要求が受信される度にフロー図３００の動作を無効にする、割り込みプロセスである。フロー図３０１によると、ガス混合物更新の割り込みが受信されたかどうかが決定される（ブロック３０６）。そのような割り込みは、例えば、ユーザインターフェース２０５を介して、ユーザが初期のガス混合物要求に変更を記入する度に、受信され得る。割り込みは、これらに限定されないが、プロセッサ２１５が定期的に割り込みレジスタをレビューするポーリングスキームを使用する、またはプロセッサ２１５の非同期割り込みポートを使用する等、当該技術分野で既知である任意の割り込みスキームを使用して受信され得る。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の異なる実施形態に関連して使用され得る様々な割り込みスキームを認識するであろう。ガス混合物更新の割り込みが受信されると（ブロック３０６）、フロー図３００のプロセスが中断される。中断されている間に、要求されたガス混合物を得るために必要とされる種々の成分ガスの流量が、プロセッサ２１５によって計算される（ブロック３１１）。フロー図３００に関連して記載されるように、このプロセスは、流量差移送要素１３０内で所望のガス混合物を生じるよう、公称流量の基本の成分ガスを選択し、次いで、基本のガスに添加されるべき１つ以上の成分ガスおよび関連する流量を選択することを含むことができる。それぞれの成分ガスの所望の流量が計算されると（ブロック３１１）、個々の流量送達弁が、計算された流量を通過させるようにプログラムされる（ブロック３１６）。
【００３４】
ガス混合物を変更することの一部として、流量差移送要素１３０の既存の内容物が改質またはフラッシュされるべきかどうかが決定される（ブロック３２６）。ガス混合物を改質することは、所望の混合物が得られるまで、成分ガスを流量差移送要素１３０内の既存のガス混合物に添加することを含む。対照的に、流量差移送要素１３０をフラッシュすることは、放出弁１４０を開放して、流量差移送要素１３０内にその時存在するガス混合物を排気させることを伴う。そのようなフラッシュプロセスは、１つのガス混合物を新たに選択されたガス混合物へと、ほぼ瞬時に転換することが可能である。ガス混合物をフラッシュするのではなく改質することによって、成分ガスにおいていくらかの節約が達成されるが、そのプロセスにより、新たに要求されたガス混合物の生成において幾分の遅れが生じる。いくつかの場合において、改質するかまたはフラッシュするかの決定は、ユーザインターフェース２０５を介して受信されるユーザ入力に基づいている。本発明の特定の一実施形態において、ガス混合物更新についての要求とともに最優先のユーザコマンドが受信されない限り、デフォルトは流量差移送要素１３０をフラッシュすることである。本発明の他の実施形態において、改質するかまたはフラッシュするかの決定は、流量差移送要素１３０内のガス混合物を新たに要求されたガス混合物の要求の範囲内にするために必要とされる時間を計算することに基づいている。所定の時間内に改質が達成できる場合は、それが自動的に選択され得る。ガス混合物を改質するために必要とされる時間は、流量差移送要素１３０内の既存のガス混合物の現在の体積、要求された新しいガス混合物、改質成分ガスの注入速度（複数可）、および流量差移送要素１３０からの排出速度のうちの１つ以上に基づいて計算され得る。
【００３５】
よって、ガス混合物が体積濃度２２％の酸素を含む空気である状況を例にとると、流量差移送要素１３０は「ｎ」リットルの現在のガス混合物を保留し、新たに要求された混合物は体積濃度２３％の酸素を含む空気であり、ガス混合物の出力は現在起こっていない。そのような場合、既存のガス混合物を改質して、新たに要求されたガス混合物を生じるために必要とされる時間は以下の通りである。
時間＝（（（１−現在の酸素濃度＋所望の酸素濃度）＊ｎ）−ｎ）／酸素流量
酸素成分ガスのみが最初に開放されるこの場合、酸素レベルにおける変化が小さく、かつ、酸素流量が適度に高いため、計算される時間が短い可能性がある。開放される注入ガスが、２３％の体積含有量の酸素を生じるように、相対的な流れの中に空気成分ガスおよび酸素成分ガスの両方を含む場合、計算される時間は同じであるが、所望の混合物を生じるためには、より多い体積の複合ガスが添加される。対照的に、既存のガスが１０％の酸素を含むヘリオックスであり、新たに選択されたガスが２３％の体積含有量の酸素を含む空気である場合、計算された時間は相対的に長く、ガス混合物のうちの一部が流量差移送要素１３０から出口１８０まで生成されている場合にのみ、達成可能である。そのような場合、フラッシュがより合理的である可能性がある。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、フラッシュすべきかまたは改質すべきかの決定が行われてもよい様々な基準を認識するであろう。
【００３６】
流量差移送要素１３０をフラッシュするように決定される場合（ブロック３２６）、放出弁１４０が開放され、流量差移送要素１３０内の既存のガス混合物が排気される（ブロック３３１）。例えば、圧力変換器１５０を読み取ることにより、フラッシュが終了しているかどうかが決定される（ブロック３３６）。終了していない場合（ブロック３３６）、放出弁１４０が開放されたままになる。あるいは、いったんフラッシュが終了すると（ブロック３３６）、放出弁１４０が閉鎖され、流量差移送要素１３０によって生成される新たに選択されたガス混合物に比例して、選択された流量送達弁１２４が開放される。これが終了すると、フロー図３０１の割り込みプロセスが終了し、記号「Ａ」によって示されるように、制御がフロー図３００の注入流量制御プロセスに戻る。
【００３７】
あるいは、流量差移送要素１３０のガス混合物の改質を行うように決定される場合（ブロック３２６）、流量送達弁のうちの１つ以上が選択的に開放され得る（ブロック３４６）。よって、体積で２２％の酸素を含む空気のガス混合物を、体積で２３％の酸素を含む空気のガスに変更する上記実施例によると、酸素成分ガスのみが最初に開放され得る。酸素成分ガスは、より迅速な転換をもたらすよう、ブロック３１１において計算されたものと無関係な流量で開放され得るか、または、特定の流量の空気との混合があまり複雑ではない転換プロセスをもたらす場合、２３％の酸素体積を得るよう、計算された流量で開放され得る。あるいは、空気成分ガスおよび酸素成分ガスの両方は、ブロック３１６でプログラムされたように開放され得る。本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、流量差移送要素１３０内のガスの既存の構成濃度を変更するために使用され得る様々な注入プロセスを認識するであろう。選択された注入流量および相対的なガス濃度に基づいて、流量差移送要素１３０内で所望のガス混合物を生じるための十分な時間が経過したかどうかが決定される（ブロック３５１）。混合物が所望通りであると決定されると（ブロック３５１）、流量差移送要素１３０によって生成される新たに選択されたガス混合物に比例して、選択された流量送達弁１２４が開放される。これが終了すると、フロー図３０１の割り込みプロセスが終了し、記号「Ａ」によって示されるように、制御がフロー図３００の注入流量制御プロセスに戻る。
【００３８】
次に、図３ｃによると、フロー図３０２は、流量差移送要素１３０から出口１８０までガス混合物を生成するプロセスを示している。フロー図３０２によると、流量差移送要素１３０を組み込んだ人工呼吸器の電源が入れられ（ブロック３０７）、排出流量要求が受信される（ブロック３１２）。排出流量要求は、ユーザインターフェース２０５を介してユーザによって入力され得る。排出流量要求は、当該技術分野で既知である任意の人工呼吸器の排出流量要求であり得る。一実施例として、排出流量要求は、特定の定期的な間隔で送達される所望のガス混合物の特定の体積を示すことができる。いくつかの場合において、流出流量要求の範囲は、小さな新生児患者のニーズを満たすように設計された体積および速度パラメータから、大きな成人男性患者のニーズに合うように設計されたものにまで及ぶことができる。流量送達弁１７０は、流量差送達弁１７０から出口１８０までのガス混合物の要求された流量を計測するようにプログラムされており（ブロック３１７）、流量送達弁１７０が開放され、流れを開始する（ブロック３２２）。本発明のいくつかの実施形態において、流量送達弁１７０を通るガス流は、流量差移送要素１３０に流入する断続的な総ガス流よりもかなり低い、実質的に一定の速度で維持される。したがって、たとえガスの注入が断続期間にわたって比較的大きい流量を伴ったとしても、流量再送用素１３０に注入されるガスの総体積は、流量差移送要素１３０からの排出に一致する。排出流は、人工呼吸器の電源が切られるまで継続する（ブロック３２７、３３２）。
【００３９】
図４によると、タイミング図４００は、本発明の１つ以上の実施形態にしたがって達成され得る、流量差移送要素に流入する成分ガスの断続的な体積および流量差移送要素から流出する混合ガスの断続的な体積の実施例を図示的に示している。図示するように、成分ガス流４１０、４２０として表される２つの成分ガスが流量差移送要素に導入され、混合ガス流４３０として表される得られた混合ガスが流量差移送要素から排出される。成分ガス流４１０の単位時間当たりのピーク体積はＰＶｉｎ１と表され、成分ガス流４２０についてはＰＶｉｎ２と表される。混合ガス流４３０の単位時間当たりのピーク体積はＰＶｏｕｔと表される。図示するように、単位時間当たり、ＰＶｉｎ１はＰＶｉｎ２よりはるかに高く、ＰＶｏｕｔはＰＶｉｎ１より低く、ＰＶｉｎ２より高い。注入期間（Ｔｉｎ）は、その間１つ以上の成分ガスが流量差移送要素に流入する充填期間（Ｔｆｉｌｌ）と、１つ以上のガス流がゼロであるか、またはＴｆｉｌｌの間に継続するガス流と比較して実質的に低減される停止期間（Ｔｐａｕｓｅ）とから構成される。上記図３ａ〜３ｃの説明と同じく、ガスが流量差移送要素へ流入および流量差移送要素から流出するにつれ、Ｔｉｎ、Ｔｆｉｌｌ、およびＴｐａｕｓｅは経時的に変化し得ることに留意されたい。混合ガス流４３０が流量差移送要素から出口まで流れる時、排出期間はＴｏｕｔで表され、排気期間Ｔｅｘｈａｕｓｔを含む。１つ、３つ、またはそれ以上の成分ガスが混合ガスに取り込まれる場合、それよりも多いかまたは少ない成分ガス流が表されることに留意されたい。
【００４０】
本明細書で使用される場合、「流量」は、それのみでは、ＴｆｉｌｌおよびＴｅｘｈａｕｓｔの間に継続する個々の流れを指すことに留意されたい。よって、注入期間の間に流量差移送要素に提供されるガスの体積は、
注入期間当たりの体積＝（ＰＶｉｎ１＋ＰＶｉｎ２）＊Ｔｆｉｌｌ＝成分ガスの流量＊Ｔｆｉｌｌであり、
排出期間に流量差移送要素から提供されるガスの体積は、
排出期間当たりの体積＝（ＰＶｏｕｔ）＊Ｔｅｘｈａｕｓｔ＝混合ガスの流量＊Ｔｅｘｈａｕｓｔである。
対照的に、「平均流量」という語句が使用される場合、以下の方程式によって表されるものが意図される。
平均注入流量＝注入期間当たりの体積／Ｔｉｎ
平均排出流量＝排出期間当たりの体積／Ｔｏｕｔ
Ｔｆｉｌｌに対してＴｐａｕｓｅを増加させることにより、単位時間当たりの総ピーク注入体積（すなわち、ＰＶｉｎ１＋ＰＶｉｎ２）を、単位時間当たりのピーク排出体積（すなわち、ＰＶｏｕｔ）に対して実質的に増加することができる。これにより、所与の流量送達弁の正確に制御された範囲に含まれるよう、成分ガス流を増加させることが可能となる。この精度は、例えば、受け取り側の特定のニーズに基づいて、規定され得る単位時間当たりのピーク排出体積に影響を与えることなく達成される。相対的な値であるＰＶｉｎ１、ＰＶｉｎ２、ＰＶｏｕｔ、Ｔｉｎ、Ｔｆｉｌｌ、Ｔｐａｕｓｅ、Ｔｏｕｔ、およびＴｅｘｈａｕｓｔは例示のみであって、本明細書に提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の異なる実施形態にしたがってプログラムされ得る前述のパラメータ間の様々な関係を認識するであろうことに留意されたい。また、流量差移送要素内から混合ガスが逃げることができるよう放出弁が開放されていない場合は、総注入体積（すなわち、（ＰＶｉｎ１＋ＰＶｉｎ２）＊ｔ）は、排出体積（すなわち、ＰＶｏｕｔ＊ｔ）とほぼ等しいことにも留意されたい（ｔは平均注入期間よりも長い）。さらに、混合ガス流４３０の周期性は、成分ガス流４１０または成分ガス流４２０の周期性よりも定期的であり得るが、例えば、経時的に変化する可能性のある受け取り側のニーズのために、必ずしも均一であるとは限らないことに留意されたい。そのような相違は、当該技術分野で既知であるように、人工呼吸器の設定および受け取り側の努力によるものである可能性がある。また、いくつかの場合において、Ｔｆｉｌｌは、特定の適用に依存して、それぞれの成分ガスについて必ずしも同じであるとは限らず、それぞれの成分ガスに必ずしも同時に起こるわけではないことにも留意されたい。
【００４１】
結論として、本発明は、受け取り側に規定のガス流を提供するための新規のシステム、方法、およびデバイスを提供する。これまで本発明の１つ以上の実施形態の詳細な説明を記載してきたが、当業者には、本発明の主旨と異なることなく、種々の変更、修正、および均等物が明らかであろう。したがって、上記説明は、付属の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するとみなされるべきではない。
【図１】
2011512234.tif 000003
【図２】
2011512234.tif 000004
【図３ａ】
2011512234.tif 000005
【図３ｂ】
2011512234.tif 000006
【図３ｃ】
2011512234.tif 000007
【図４】
2011512234.tif 000008
【国際調査報告】
2011512234.tif 000009
2011512234.tif 000010
2011512234.tif 000011
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