(57)【要約】      （修正有）【課題】酸素の豊富な流体の分配を最適化システムを提供する。【解決手段】酸素分配システムは、供給流体を選択的に受け取り、該供給流体から実質的に酸素の豊富な流体を分離するように各々構成された、第１のふるいベッド及び第２のふるいベッドを備える。患者出口を有する患者導管は、第１及び第２のふるいベッドと交互に選択的に流体連通する。本システムは、患者導管と流体連通する、呼吸検出装置を備え、該呼吸検出装置は、呼吸率を計算し、呼吸の吸入に応答して、第１又は第２のふるいベッドの各々一つから交互に所定体積の実質的に酸素の豊富な流体の出力をトリガーするように構成される。本システムは、所定のインターバルで前記出力の流量を測定するように構成された装置を更に備える。目標流量及び流量を有する当該出力は、動的に調整された患者への酸素分配段階の間に発生し、該段階は前記目標流量、前記出力の流量及び／又は前記呼吸率に関連する。【選択図】図１
2008173444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素分配システムであって、
酸素を含む供給流体と、
第１のふるいベッド及び第２のふるいベッドであって、各ふるいベッドは、前記供給流体と選択的に流体連通しており、前記第１のふるいベッド及び前記第２のふるいベッドの各々は、所定の供給期間の間に前記供給流体を選択的に受け取るように構成され、更には、該供給流体から実質的に酸素の豊富な流体を分離するように各々構成されている、前記第１のふるいベッド及び前記第２のふるいベッドと、
前記第１のふるいベッド及び前記第２のふるいベッドと交互に選択的に流体連通する患者導管であって、該患者導管は患者出口を有する、前記患者導管と、
前記患者導管と流体連通する呼吸検出装置であって、該呼吸検出装置は、呼吸の吸入に応答して、各々の動的に調整された患者への酸素分配段階の間に、前記患者出口を介して前記第１のふるいベッド又は前記第２のふるいベッドの各々一つから交互に所定体積の実質的に酸素の豊富な流体の出力をトリガーするように構成され、該出力は目標流量及び流量を有しており、更に前記呼吸検出装置は呼吸率を計算するように構成されている、前記呼吸検出装置と、
前記患者導管と流体連通し、且つ、所定のインターバルで前記出力の流量を測定するように構成されている装置と、
前記各々動的に調整された患者への酸素分配段階の各々は、前記出力の目標流量、前記出力の流量、前記呼吸率、又は、それらの組み合わせのうち少なくとも１つに関連している、酸素分配システム。
【請求項２】
前記第１のふるいベッド又は前記第２のふるいベッドの各々一つは、動的に調整された酸素分配段階の各々の後、前記実質的に酸素の豊富な流体の残りの量の少なくとも一部分を前記第２のふるいベッド又は第１のふるいベッドの各々他方に送るように構成されている、請求項１に記載の酸素分配システム。
【請求項３】
前記第１のふるいベッド及び前記第２のふるいベッドの各々は、前記分離工程の間に前記供給流体から実質的に酸素を抜き取った流体を吸着するように構成されており、
前記第１のふるいベッド及び前記第２のふるいベッドの各々は、前記実質的に酸素の豊富な流体の残りの量の少なくとも一部分を前記第２のふるいベッド又は前記第１のふるいベッドの各々他方に送った後、前記酸素を抜き取った流体をパージするように構成されている、請求項２に記載の酸素分配システム。
【請求項４】
前記呼吸検出装置は、前記患者出口の近傍で前記患者導管内の前記実質的に酸素の豊富な流体の圧力を監視し、該圧力の所定の降下を前記呼吸の吸入と関連付けるように構成された圧力センサを備えている、請求項１に記載の酸素分配システム。
【請求項５】
前記呼吸の吸入が所定量の時間内で検出することができない場合に警告を発するように構成された警告システムを更に備えている、請求項１に記載の酸素分配システム。
【請求項６】
前記所定量の時間は、約１５秒から約３０秒の範囲に亘っている、請求項５に記載の酸素分配システム。
【請求項７】
前記供給流体又は前記実質的に酸素の豊富な流体の少なくとも１つから微粒子物質を実質的に濾過するように構成されたフィルターシステムを更に備えている、請求項１に記載の酸素分配システム。
【請求項８】
酸素を分配するための方法であって、
所定の供給期間の間に、第１の浄化システム又は第２の浄化システムの一方に、酸素を含む流体を選択的に供給し、前記浄化システムの各々は前記流体を実質的に酸素の豊富な流体と実質的に酸素を抜き取られた流体とに分離するように構成されており、
動的に調整された酸素分配段階の間に、呼吸の吸入に応答して前記第１の浄化システム及び前記第２の浄化システムと交互に選択的に流体連通する態様で、前記第１の浄化システム又は前記第２の浄化システムの一つから実質的に酸素の豊富な流体の出力を患者導管に分配し、前記出力は、目標流量及び流量を有しており、
前記所定の供給期間及び前記動的に調整された酸素分配段階の間に、前記第２の浄化システム又は前記第１の浄化システムの他方から前記実質的に酸素の抜き取られた流体をパージする、各工程を備える、方法。
【請求項９】
前記動的に調整された酸素分配段階の間に、並びに、前記分配段階に続く所定量の時間の間に、前記呼吸の吸入の検出をマスクする工程を更に備えている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記動的に調整された酸素分配段階の後に、残りの量の前記実質的に酸素の豊富な流体の少なくとも一部分を、前記第１の浄化システム又は前記第２の浄化システムの一つから前記第２の浄化システム又は前記第１の浄化システムの他方に送る工程を更に備えている、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記患者導管内の前記実質的に酸素の豊富な流体の圧力を監視し、
前記圧力における所定量の降下を前記呼吸の吸入と関連付ける、各工程を備えている、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
複数の呼吸吸入のシーケンスに基づいて呼吸率を決定し、
前記出力の目標流量、前記出力の流量、前記呼吸率、又は、それらの組み合わせのうち少なくとも１つに基づいて、前記動的に調整された患者への酸素分配段階を調整する、各工程を更に備えている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
呼吸の吸入が所定量の時間内で検出することができない場合に警告を発する工程を更に備えている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記所定量の時間は、約１５秒から約３０秒の範囲に亘っている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
他の所定の供給期間の間に、前記第２の浄化システム又は前記第１の浄化システムの他方に、前記流体を選択的に供給し、
動的に調整された酸素分配段階の間に、他の呼吸の吸入に応答して、前記第２の浄化システム又は前記第１の浄化システムの他方から実質的に酸素の豊富な流体の出力を前記患者導管に分配し、
前記他の所定の供給期間及び他の動的に調整された酸素分配段階の間に、前記第１の浄化システム又は前記第２の浄化システムの一方から前記実質的に酸素の抜き取られた流体をパージする、各工程を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
前記他の動的に調整された酸素分配段階の後に、残りの量の前記実質的に酸素の豊富な流体の少なくとも一部分を、前記第２の浄化システム又は前記第１の浄化システムの他方から前記第１の浄化システム又は前記第２の浄化システムの一方に送る工程を更に備えている、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記流体を分離する工程は、前記供給流体から前記酸素を抜き取った流体を実質的に吸着する工程を備えている、請求項８に記載の方法。
【請求項１８】
前記出力を分配する前に、前記供給流体又は前記実質的に酸素の豊富な流体の少なくとも１つから微粒子物質を実質的に濾過する工程を更に備えている、請求項８に記載の方法。
【請求項１９】
前記動的に調整された患者への酸素分配段階を調整する工程は、前記出力の目標流量、前記出力の流量及び前記呼吸率の各々に基づいている、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、酸素の分配に係り、より詳しくは、所望レベルの純度を有する酸素の分配を最適化するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の酸素分配システムは、所定の流れ設定条件に基づいて、一定の流量、又は、固定した持続時間及び／又は固定したバルブタイミングを有するパルスで酸素を分配するように構成されている。
【０００３】
定流量酸素分配システムは、患者の吸入及び呼気の期間の間に、その間の出力を提供する。患者の吸入の間とは異なる時間で提供された酸素の豊富な流れは、一般に、非効率的であり、幾つかの例では、酸素の豊富な流体を浪費し得るということが認識されている。加えて、定流量の酸素分配システムの一定の作動に起因して、パワー消費は、必要時よりも高くなり得、バッテリが作動した場合、これは、酸素分配システムのバッテリ寿命を減少させかねない。
【０００４】
酸素の豊富な流体を固定した持続時間及び／又は固定タイミングパルスで出力するように構成された以前の酸素分配システムは、手動で入力することができる流れ設定により調整された。このような固定持続時間及び／又は固定タイミングパルスは、定流量の酸素分配システムのものと同様な欠点を被っていた。より詳しくは、これらのパルスは、所定のインターバル及び／又は所定の持続時間に亘って出力されている。かくして、酸素の豊富な流体のパルスは、流体が患者により最適に受け取られ、利用される患者の吸入の間に、分配されないおそれがある。かくして、固定した持続時間及び／又は固定したタイミングパルスで出力する酸素分配システムも、発生し出力された酸素の豊富な流体の量と比較して、患者により吸入された酸素の量に関して非効率的であり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の通り、酸素の豊富な流体の分配を最適化するための改善されたシステム及び方法を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
酸素分配システムは、酸素を含む供給流体を備えている。本システムは、第１のふるいベッド及び第２のふるいベッドを更に備え、前記第１のふるいベッド及び前記第２のふるいベッドの各々は、前記供給流体と選択的に流体連通しており、所定の供給期間の間に前記供給流体を選択的に受け取るように構成されている。更には、前記第１のふるいベッド及び前記第２のふるいベッドの各々は、該供給流体から実質的に酸素の豊富な流体を分離するように各々構成されている。患者出口を有する患者導管は、前記第１のふるいベッド及び前記第２のふるいベッドと交互に選択的に流体連通している。本酸素分配システムは、前記患者導管と流体連通する呼吸検出装置を備え、該呼吸検出装置は、呼吸率を測定するように構成され得る。呼吸検出装置は、呼吸の吸入に応答して、前記第１のふるいベッド又は前記第２のふるいベッドの各々一つから交互に所定体積の実質的に酸素の豊富な流体の出力をトリガーするように構成され、該出力は目標流量及び流量を有している。本酸素分配システムは、前記患者導管と流体連通する装置を更に備え、該装置は、所定のインターバルで前記出力の流量を測定するように構成されている。所定の体積は、各々動的に調整された患者への酸素分配段階の間に、患者出口を介して出力される。動的に調整された患者への酸素分配段階は、前記出力の目標流量、前記出力の流量、及び／又は、前記呼吸率に関連している。
【０００７】
本開示内容の特徴及び利点は、次の詳細な説明及び図面を参照することによって明らかとなる。これらの図面中、同様の参照番号は、必ずしも同一の構成要素ではないが、同様の構成要素に対応している。簡略にするため、前述した機能を有する参照番号又は特徴は、必ずしも、それらが示される他の図面と関連して説明されるわけではない。
【実施例】
【０００８】
本明細書で開示された酸素分配システムの実施例は、動的に調整された酸素分配段階の間に患者に酸素を有利に提供する。供給流体は、該供給流体から酸素の豊富な流体を分離するように構成された２つのふるいベッドに選択的に交互に提供される。ふるいベッドは、呼吸の吸入に応答して患者に酸素の豊富な流体を交互に提供することができる。かくして、後述される酸素の分配システムの実施例は、実質的に高速な呼吸率を始めとした患者の呼吸率との同期を可能にする最適なタイミングで、患者に、所望の純度の酸素のパルスを提供し、及び／又は、比較的低い酸素レベルを有するパルスの分配を実質的に防止することができる。
【０００９】
図１及び図２を参照すると、酸素分配システム１０、１０’の実施例が、酸素を含む供給流体との選択的な流体連通において各々、第１の純化システム１４及び第２の純化システム１８を有するものとして、表されている。供給流体は、任意の適切な供給源２０から供給されてもよい。一実施例では、第１及び第２の純化システム１４及び１８の各々は、所定の供給期間の間に供給流体を選択的に受け取るように構成されている。第１及び第２の純化システム１４及び１８が、第１の供給導管２２及び第２の供給導管２６を介して供給流体を受け取ることができる。
【００１０】
図２に表されているように、供給流体は、所望ならば、圧縮されてもよい。当該圧縮は、例えば、コンプレッサ２８を介して、任意の適切な手段によって達成することができることが理解されるべきである。更には、コンプレッサ２８は、任意の適切なコンプレッサであってもよい。一実施例では、コンプレッサ２８は、スクロール式のコンプレッサである。かくして、供給流体は、所望又は要求されたように、任意の適切な圧力を持つこともできる。
【００１１】
更に加えて、第１の供給導管２２及び第２の供給導管２６は、各々、第１の供給バルブ３０及び第２の供給バルブ３４で各々構成されてもよい。第１の純化システム１４又は第２の純化システム１８のいずれか一方が供給流体を受け取るとき、第１の供給バルブ３０又は第２の供給バルブ３４の各々が開放状態にあるということが理解されるべきである。一実施例では、供給バルブ３０、３４は、２方向供給バルブとして構成される。
【００１２】
第１の供給バルブ３０及び第２の供給バルブ３４は、特定の時間で、第１の純化システム１４又は第２の純化システム１８の各々に供給流体を差し向けるように構成されている。かくして、一実施例では、供給流体が第１の純化システム１４又は第２の純化システム１８の一方に差し向けられたとき、当該供給流体は、第２の純化システム１８又は第１の純化システム１４の他方へと流れることを防止される。しかし、供給流体が第１の純化システム１４及び第２の純化システム１８の両方に同時に流れることを防止する、第１の供給バルブ３０及び第２の供給バルブ３４に加えて、第１の供給バルブ３０及び第２の供給バルブ３４が、必要に応じて、特定の時刻に、供給流体が第１の純化システム１４又は第２の純化システム１８のいずれか一方に流れることを防止することもできることが考えられる。
【００１３】
図１及び図２を再び参照すると、供給流体を受け取った後、第１の純化システム１４及び第２の純化システム１８は、酸素の豊富な流体を供給流体から分離するように各々構成されている。一実施例では、第１の純化システム１４及び第２の純化システム１８は、各々、ふるいベッド１４、１８であり、分離工程の間に供給流体から酸素を抜き取った流体を吸着するように構成されている。かくして、第１及び第２のふるいベッド１４、１８は、酸素の豊富な流体を、実質的に酸素を抜き取った流体から分離することができる。ふるいベッド１４、１８は、純化システム１４、１８の一実施例であることが理解されるべきである。更には、「純化システム」は、ふるいベッド付き又はふるいベッド無しの全ての適切な純化システムを備えるように、また、ふるいベッドが使用されるならば、任意の適切な種類及び／又は形態のふるいベッドを備えるように幅広く解釈されることが意図されている。標準圧力スイング吸着法（ＰＳＡ）は、酸素を分離するため使用される一つの技術であり、該酸素中で、単一の純化システム／ふるいベッド１４、１８内の任意数のふるいコラムを使用することができるものである。一般に、２つのふるいコラムが、単一のふるいベッド１４、１８内で使用されるが、本開示内容は、単一又は多数のふるいコラムに限定されるわけではなく、所望のサイズ及び／又は出力流れの要求を最適化するため、各々のふるいベッド１４、１８内で任意の適切な数のふるいを含むものである。純化システム１４、１８にとって適切な酸素分離技術のその他の例は、酸素及び／又はその類似物及び／又はそれらの組み合わせを抽出するための、化学分離技術、荷電粒子分離技術が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
一実施例では、第１及び第２のふるいベッド１４、１８は、圧力スイング吸着法（ＰＳＡ）を利用することによって流体を分離するように構成されている。このようにして、一実施例では、供給流体は空気であり、第１及び第２のふるいベッド１４、１８は、空気中の酸素を少なくとも窒素から実質的に分離するため少なくとも窒素を空気から実質的に吸着するように各々構成されている。
【００１５】
本明細書で使用されるとき、実質的に酸素の豊富な流体とは、呼吸に適した酸素が大きな割合を占める流体を含むことが理解されるべきである。一実施例では、実質的に酸素の豊富な流体はガスである。これに限定されない例では、実質的に酸素の豊富な流体は、体積にして約７０％から約１００％の酸素を含むガスである。代替の実施例では、実質的に酸素の豊富な流体は、体積にして約８２％から約９８％の酸素を含むガスである。更に代替の実施例では、実質的に酸素の豊富な流体は、体積にして少なくとも約８７％の酸素を含むガスである。
【００１６】
患者出口４２を有する患者導管３８は、第１及び第２のふるいベッド１４、１８と交互に選択的に流体連通している。一例として、患者導管３８は、可撓性プラスチック管から少なくとも部分的に形成することができる。一実施例では、患者導管３８は、実質的にＹ字形状で構成される。かくして、患者導管３８は、図１及び図２に表されるように、第１の導管部分３８’及び第２の導管３８”を持っていてもよく、これらの導管は、第１のふるいベッド１４及び第２のふいベッド１８と各々連通しており、患者出口４２に到達する前に統合する。患者出口４２は、患者の使用のため実質的に酸素の豊富な流体を出力するように構成された患者導管３８内の任意のオリフィスであってもよい。更に、患者出口４２は、所望時に又は要求に応じて、鼻カニューレ、呼吸マスク、又は、他の任意の適切な装置を備えて構成することができる。
【００１７】
図２に表されているように、第１の導管部分３８’及び第２の導管部分３８”は、各々第１の患者バルブ４６及び第２の患者バルブ５０を備えて構成されていてもよい。一実施例では、第１の患者バルブ４６及び第２の患者バルブ５０は、２方向性バルブとして構成される。実質的に酸素の豊富な流体が第１又は第２のふるいベッド１４、１８の一つから患者導管３８へと分配されるとき、第１の患者バルブ４６又は第２の患者バルブ５０の各々一つが開放されると考えられる。更には、第１の患者バルブ４６又は第２の患者バルブ５０の各々一つが開放されるとき、第１の供給バルブ３０又は第２の供給バルブ３４の各々一つが閉じられる。更には、第１の患者バルブ４６又は第２の患者バルブ５０の各々一つが開放されるとき、第１の供給バルブ３０又は第２の供給バルブ３４の両方が閉じられてもよい。
【００１８】
更に再び図１及び図２を参照すると、一実施例では、呼吸検出装置５４は、患者導管３８と流体連通している。呼吸検出装置５４は、呼吸検出装置５４により検出された呼吸吸入に応答して、第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８の各々一つから所定体積の実質的に酸素の豊富な流体の出力をトリガーするように構成されている。これに代えて、又は、これに加えて、呼吸検出装置５４に接続された別個の制御装置が、呼吸吸入検出に応答して所定体積の出力をトリガーするように構成されてもよい。当該出力は、目標流量と、（実際の）流量とを有する。一実施例では、目標流量は、ユーザー／オペレータにより手動で入力された所定値である。所定の体積は、各々動的に調整された患者への酸素分配段階の間に、患者導管３８と患者出口４２とを介して出力される。
【００１９】
一実施例では、動的に調整された患者への酸素分配段階の持続時間は、出力の目標流量、出力の流量、呼吸率、又は、それらの組み合わせのうち少なくとも１つに依存している。代替の実施例では、動的に調整された患者への酸素分配段階の持続時間は、出力の目標流量、出力の流量（例えば、流れセンサフィードバックを介して検出されたとき）、及び、呼吸率の各々に依存している。
【００２０】
一実施例では、目標流量を考慮して、動的に調整された患者への酸素分配段階の持続時間を計算することができる。所望された実質的に酸素の豊富な流体の流れの毎分当たりのリットル（ＬＰＭ）の各等価分に対して、システム１０、１０’は約８．５ミリリットル（ｍＬ）のパルスを分配するように構成されている。このようにして、システム１０、１０’が２ＬＰＭｅの流れを分配するように設定されるならば、各々の呼吸吸入は、積分されたとき、総合して約１７ｍＬとなる実質的に酸素の豊富な流体のパルスをトリガーする。パルスサイズを、実際の流量（ＬＰＭ）対時間の積分に基づいて更に計算することができる。この積分は、所定のインターバル（例えば、毎秒）で出力の流量を監視し、監視されたサンプルを総和することによって実行される。単位をリットルに変換するため、サンプルの総和を、毎分当たりに監視されるサンプルの数によって除算してもよい。このように、一実施例では、パルスサイズは、サンプリングされた総流量を（１０００＊６０）によって除算したものに等しい。
【００２１】
分離／浄化プロセス（ＰＳＡプロセス）は、固定された、ふるいベッドサイズ及び目標パルスサイズのために一定圧力を要求しているので、ふるいベッド１４、１８への入口圧力は、一般に、呼吸率が増大するとき増大し、呼吸率が減少するとき減少する。この理由のために、本開示内容の実施例では、空気コンプレッサ２８を駆動するモータ（図示せず）の速度は、目標サイズのパルスを発生させるため、各々のふるいベッド１４、１８の内部に所望のピーク圧力を達成する必要があるときに、有利に動的に変化される。
【００２２】
第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８から患者への動的に調整された酸素分配段階に引き続いて、例えば動的に調整された酸素分配段階の間及び分配段階に続く所定量の時間の間等、所定のマスク時間に亘って呼吸検出をマスクすることができる。十分な実質的に酸素の豊富な流体が、第２のふるいベッド１８又は第１のふるいベッド１４の他方から利用可能となる前に、別の動的に調整された患者への酸素分配段階のトリガーを防止するようにそのような所定のマスク時間を定めてもよいことが理解されよう。本明細書で使用されるとき、十分な実質的に酸素の豊富な流体は所望の酸素含有量を有するパルスであってもよい。所定のマスク時間は、非常に短い持続時間であってもよい。所定のマスク時間は、長さ約５００ミリ秒であってもよいが、この例に限定されるものではない。一実施例では、このマスク時間は、平均呼吸率に基づいて動的に調整されてもよい。更には、毎分当たり３０呼吸（ＢＰＭ）の最大呼吸率に適合するため、２秒の最大マスク時間を使用してもよい。
【００２３】
呼吸検出装置５４は、実質的に酸素の豊富な流体の圧力を監視するように構成された圧力センサを備えていてもよい。より詳しくは、圧力センサは、例えば、実質的に患者出口４２の近傍で、患者導管３８内の実質的に酸素の豊富な流体の圧力を測定するように構成されてもよい。更には、例えば呼吸検出装置５４及び／又は圧力センサに接続されたコントローラ等のシステム構成部品は、実質的に酸素の豊富な流体の圧力における所定の降下を呼吸吸入に連係させるように構成されてもよい。典型的な圧力降下は、例えば、１ｉｎ．Ｈ２Ｏより小さくすることができる。
【００２４】
更には、呼吸検出装置５４及び／又は該装置に接続された適切な装置は、検出された呼吸吸入に基づいて呼吸率を計算するように構成されてもよい。呼吸率は、特に患者出口４２の近傍で、患者導管内で実質的に酸素の豊富な流体の圧力の監視に基づいて検出されてもよい。一般に呼気は吸入毎に続き、かくして、各吸入の検出を完全な呼吸と連係することができる。本明細書で使用されるとき、呼吸率は、毎分当たりの呼吸数として定義されてもよい。ここで、一つの呼吸は吸入と呼気とを含んでいる。
【００２５】
システム１０、１０’は、呼吸検出装置５４により検出された吸入を監視するように構成されていてもよい。システム１０、１０’は、呼吸検出装置５４が所定量の時間内の吸入を検出することができない場合に警告を発するように構成された警告システム５８を更に備えていてもよい。警告は、聴覚的警告、視覚的警告及び／又は触感的警告として具現化することができる。所定量の時間は、約１５秒から約３０秒の範囲に及び得るが、これに限定されるものではない。
【００２６】
警告システム５８は、有線通信システム６２及び／又は無線通信システム６６を介して呼吸検出装置５４と作動的に連通してもよい。無線通信システム６６は、無線周波数（ＲＦ）通信及び／又は赤外線通信を利用することができるが、これらの例に限定するものではない。
【００２７】
一実施例では、吸入が所定の時間内で検出されない場合（例えば、患者がシステム１０、１０’から断絶される場合）、システム１０、１０’は、サスペンドモードに移行するように構成されてもよい。サスペンドモードでは、例えばコンプレッサ２８におけるモータ速度を減少させることによって、パワー消費量を減少させるように構成されてもよい。所定の検出時間は、５分、１０分、１５分又は２０分等であってもよいが、これらの例に限定されるものではない。システム１０、１０’がサスペンドモードに入ったとき、第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８に配置された実質的に酸素の豊富な流体は、次の吸入が検出されるまで、内部に保持されていてもよい。
【００２８】
装置７０は、患者導管３８と流体連通していてもよく、実質的に酸素の豊富な流体の出力された流量を測定するように構成されている。一実施例では、装置７０は所定のインターバルで出力された流量を測定するように構成されている。一般に、所定のインターバルは、様々な因子、例えば使用されるマイクロプロセッサ（図示せず）の能力、測定の目標精度等々に依存し得る。一例では、所定のインターバルは、マイクロ秒から約５０ミリ秒までの範囲に及び得る。これに限定されない例として、所定のインターバルは、ミリ秒毎であってもよい。
【００２９】
再び図２を参照すると、装置７０は、圧力センサ７４及び差圧センサ７８を備えることができる。差圧センサ７８は、層流８２が実質的に患者導管３８内に位置する状態で、計量オリフィスに亘る圧力変化を測定するように構成されている。室温等の適切な温度を仮定することができ、圧力センサ７４は、ゲージ圧力を測定する。２つの圧力値は、流量を決定するため使用され、該流量から、実質的に酸素の豊富な流体の体積を計算することができる。
【００３０】
図１及び図２に戻って参照すると、所望ならば、各々の動的に調整された酸素分配段階の後に、実質的に酸素の豊富な流体の残りの量の少なくとも一部分を第２のふるいベッド１８又は第１のふるいベッド１４の他方に送るように第１のふるいベッド１４及び第２のふるいベッド１８を構成してもよい。残りの量の流体を、逆充填流れ導管８６を介して伝達してもよい。
【００３１】
動的に調整された酸素分配段階の後に、残りの量の実質的に酸素の豊富な流体をふるいベッド１４の一方からふるいベッドの他方へと送ることは、「逆充填」と称することができる。当該残りの量は、第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８から患者導管３８へと酸素の豊富な流体を分配した後に第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８に残っている実質的に酸素の豊富な流体の任意の適切な量とすることができることが理解されるべきである。一実施例では、残りの量の少なくとも一部分は、第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８に残っている酸素の豊富な流体の実質的に総量である。これに対して、代替実施例では、残りの量の少なくとも一部分は、動的に調整された酸素分配段階の後に第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８に残っている酸素の豊富な流体の量全体よりも少ない。
【００３２】
一実施例では、逆充填の持続時間を動的に調整することができる。このようにして、逆充填の持続時間を、流れの設定及び所定の呼吸率、例えば平均呼吸率に関して計算することができる。一例として、平均呼吸率は、以前の５つの吸入の間の時間の平均を計算することによって決定することができる。別の例では、以前の吸入の数を、所望のように、大きくしたり（例えば、１０）又は小さくしたり（例えば、３）することができる。一実施例では、逆充填持続時間は、約４００ミリ秒（ｍＳ）から約８００ｍＳの範囲に亘っている。代替実施例では、逆充填持続時間は、約６００ｍＳである。流れバルブの孤立時間は、所望されるときに逆充填持続の前及び／又は後で利用されてもよい。
【００３３】
逆充填は、逆充填される各々のふるいベッド１４、１８からの、実質的に酸素の豊富な流体（例えば、所望レベルの酸素含有量を有する空気）の利用を早めるという点で有利となり得る。
【００３４】
再び図２を参照すると、逆充填流れ導管８６を、逆充填流れバルブ９０を備えるように構成することができる。一実施例では、逆充填流れバルブ９０は、２方向バルブである。流れバルブ９０は、第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８の各々の逆充填の間に開放される。逆充填流れバルブ９０が開放されたとき、システム１０’内の他の全てのバルブが閉じられると考えられる。上述した孤立時間は、逆充填バルブ９０の開放が、システム１０、１０’内の他のバルブの開放と重なり合わないことを実質的に確実にするように使用することができる。
【００３５】
再び図１及び図２を一緒に参照すると、一実施例では、第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８は、各々動的に調整された酸素分配段階の後に（並びに、逆充填が望ましい場合いは、各々のふるいベッド１４、１８内の残りの量の実質的に酸素の豊富な流体を他のふるいベッド１８、１４に送った（逆充填した）後）、内部に残っている酸素を抜き取られた流体（例えば、比較的高い窒素含有量及び比較的低い酸素含有量の空気）をパージするように構成されている。例えば、第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８は、実質的に酸素の豊富な流体を各々のふるいベッド１４、１８から患者導管３８に分配した後に、パージすることができる。別の実施例では、各々のふるいベッド１４、１８は、他のふるいベッド１８、１４を逆充填した後に、残りの酸素の抜き取られた流体をパージするように構成されている。
【００３６】
第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８は、各々、第１のパージ導管９４及び第２のパージ導管９８を介してパージすることができる。本明細書で使用されるとき、「パージ」とは、システム１０、１０’から酸素の抜き取られた流体の実質的に全てをパージすること、並びに、酸素の抜き取られた流体の一部分（即ち、全部よりも少ない）をパージすることを含むように幅広く解釈されるべきである。
【００３７】
再び図２を参照すると、第１のパージ導管９４及び第２のパージ導管９８は、第１のパージバルブ１０２及び第２のパージバルブ１０６を各々備えていてもよい。一実施例では、第１のパージバルブ１０２及び第２のパージバルブ１０６は、２方向バルブである。第１のパージバルブ１０２又は第２のパージバルブ１０６は、第１のふるいベッド１４又は第２のふるいベッド１８の一方が各々パージされているとき、開放される。一実施例では、第１のパージバルブ１０２又は第２のパージバルブ１０６は、第２のふるいベッド１８又は第１のふるいベッド１４の他方に流体が供給され、実質的に酸素の豊富な流体が分配されている間に開放されている。このようにして、第１のパージバルブ１０２又は第２のパージバルブ１０６は、第２の供給バルブ３４及び第２の患者バルブ５０、又は、第１の供給バルブ３０及び第１の患者バルブ４６の各々他方が開放している間に開放することができる。更に加えて、システム１０’が（上述されたように）サスペンドモードに入った場合、第１のパージバルブ１０２又は第２のパージバルブ１０６は、他の全てのシステム１０’のバルブが閉じられている間に、開放することができる。
【００３８】
第１のパージバルブ１０２及び第２のパージバルブ１０６は、実質的にパージされる流体をマフラー１１０を介してシステム１０’外部へと差し向ける。マフラー１１０は、パージ流体により形成されたノイズを減少させるように構成されてもよい。
【００３９】
酸素分配システム１０’は、フィルターシステム１１４を更に備えていてもよい。フィルターシステム１１４は、システム１０’内部のフィルターシステム１１４の位置に応じて、供給流体及び／又は実質的に酸素の豊富な流体から微粒子物質を濾過する。一実施例では、フィルターシステム１１４は、ＨＥＰＡフィルターを備えている。システム１０’は、所望の場合には、（図示のように）圧力リリーフバルブを更に備えることができる。
【００４０】
ここで図３を参照すると、酸素を分配するための方法２００の一実施例を表した流れ図が示されている。本方法２００の実施例は、参照番号２０２で表されるように、第１の浄化システム１４又は第２の浄化システム１８のいずれかに、酸素を含む流体を選択的に供給する工程を備え、第１の浄化システム１４又は第２の浄化システム１８は、当該流体を実質的に酸素の豊富な流体と実質的に酸素の抜き取られた流体とに分離するように構成される。
【００４１】
本方法２００は、参照番号２０４で表されるように、動的に調整された酸素分配段階の間に、第１の浄化システム１４及び第２の浄化システム１８と交互に選択的に流体連通する態様で、第１の浄化システム１４又は第２の浄化システム１８から実質的に酸素の豊富な流体の出力（呼吸吸入に応答した）を患者導管３８に分配する工程を更に備えている。本方法２００は、参照番号２０６で表されるように、所定の供給期間及び動的に調整された酸素分配段階の間に、第２の浄化システム１８又は第１の浄化システム１４の他方から実質的に酸素の抜き取られた流体をパージする工程を更に備えている。
【００４２】
本方法２００は、所定の供給期間の間に、第２の浄化システム１８又は第１の浄化システム１４の他方から供給流体を選択的に供給し、第２の浄化システム１８又は第１の浄化システム１４の他方から実質的に酸素の豊富な流体の別の出力を患者導管４２に分配する。実質的に酸素の豊富な流体は、別の呼吸吸入に応答して、別の動的に調整された酸素分配段階の間に出力されてもよい。
【００４３】
更には、本方法２００は、他の所定の供給期間及び他の動的に調整された酸素分配段階の間に、第１の浄化システム１４又は第２の浄化システム１８から実質的に酸素の抜き取られた流体をパージする工程を備えている。
【００４４】
更には、本方法２００は、残りの量の少なくとも一部分の実質的に酸素の豊富な流体を他の各々の浄化システム１８、１４に送り出す工程を備えていてもよい。残りの量の流体は、各々動的に調整された酸素分配段階の後に送られてもよい。
【００４５】
第１の浄化システム（Ａ）１４及び第２の浄化システム（Ｂ）１８を有する酸素分配システム１０から実質的に酸素の豊富な流体を分配する方法３００の例示の実施例は、図４の状態図で表されている。本方法３００では、参照番号３０２で表されるように、供給流体は、第１の浄化システム（Ａ）へと供給され、実質的に酸素の豊富な流体及び実質的に酸素の抜き取られた流体へと分離される。
【００４６】
本システム１０は、参照番号３０４で表されるように、吸入を監視する。吸入が所定の検出時間内で検出されない場合、本システム１０は、参照番号３０６に表されるようにサスペンドモードに移行する。吸入が所定の検出時間内で検出された場合、参照番号３０８に表されるように、実質的に酸素の豊富な流体の出力が第１の浄化システム（Ａ）１４から患者導管３８へと選択的に分配される。当該出力は、参照番号３１０に表されるように、動的に調整された酸素分配段階の間に分配される。
【００４７】
第１の浄化システム（Ａ）１４が供給流体を受け取り分離し、実質的に酸素の豊富な流体を分配する間に、第２の浄化システム（Ｂ）１８は、実質的に酸素が抜き取られた流体を実質的にパージするように構成される。次に、所定の残りの量の実質的に酸素の豊富な流体は、参照番号３１２に表されるように、第１の浄化システム（Ａ）１４から第２の浄化システム（Ｂ）１８へと送り出される（逆充填される）。逆充填の持続時間は、参照番号３１４に表されるように、（上述されたように）動的に計算されてもよい。
【００４８】
次に、供給流体は、参照番号３１６に表されるように、第２の浄化システム（Ｂ）１８に供給され、実質的に酸素の豊富な流体及び実質的に酸素の抜き取られた流体へと分離される。システム１０は、参照番号３１８に表されるように、別の吸入を監視する。吸入が所定の検出時間内で検出されない場合、本システム１０は、参照番号３２０に表されるようにサスペンドモードに移行する。吸入が所定の検出時間内で検出された場合、参照番号３２２に表されるように、実質的に酸素の豊富な流体の出力が第２の浄化システム（Ｂ）から患者導管３８へと選択的に分配される。当該出力は、参照番号３２４に表されるように、動的に調整された酸素分配段階の間に分配される。
【００４９】
第２の浄化システム１８が供給流体を受け取り分離し、実質的に酸素の豊富な流体を分配する間に、第１の浄化システム１４は、実質的に酸素が抜き取られた流体を実質的にパージするように構成される。次に、残りの量の少なくとも一部分の実質的に酸素の豊富な流体は、参照番号３２６に表されるように、第２の浄化システム（Ｂ）１８から第１の浄化システム（Ａ）１４へと送り出される（逆充填される）。逆充填の持続時間は、参照番号３２８に表されるように、（上述されたように）動的に計算されてもよい。本方法は、所望のように繰り返される。
【００５０】
「接続する／接続された／接続」という用語は、様々な分岐接続構成及び組み立て技術を包含するように本明細書で幅広く定義されていることが理解されるべきである。これらの構成及び技術は、（１）一つの構成部品及び別の構成部品の間で介在される構成部品が存在しない両者間の直接的な連通、並びに、（２）他方の構成部品に接続されている一方の構成部品が（１つ以上の追加の構成部品がこれらの構成部品の間に存在するかに関わりなく）他方の構成部品と連動的に連通している場合、１つ以上の構成部品が間に存在する状態での一方の構成部品と他方の構成部品との連通を含んでいるが、これらに限定されるものではない。加えて、２つの構成部品が、互いに、永久的に、半永久的に、又は、解放可能に係合及び／又は接続されてもよい。
【００５１】
幾つかの実施例が詳細に説明されたが、開示された実施例が変更可能であることは当業者には明らかである。従って、前記した説明は、一例とみなされるべきであり、これに本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、酸素分配システムの一実施例の概略図である。
【図２】図２は、酸素分配システムの別の実施例の概略図である。
【図３】図３は、酸素を分配するための方法の一実施例を表す流れ図である。
【図４】図４は、酸素分配システムから酸素の豊富な流体を分配する方法の一実施例を表す状態図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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