(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重圧式ガス供給装置（１０）であって、
シャフト（２２）を有するモータ（２０）と、
第一のチャンバ（３５）および第二のチャンバ（４５）を有するハウジングとを備えており、
前記シャフトはモータから延びており、第一の空気圧および該第一の空気圧とは異なる第二の空気圧を生ずる少なくとも一つのインペラ（３６、４６、１３６、１４６）を有し、
前記シャフトの回転により、前記第一のチャンバに前記第一の空気圧が加わると共に前記第二のチャンバに前記第二の空気圧が加わり、
各チャンバは個別に空気排気部を有し、
第一の圧力を有する空気は前記第一のチャンバの前記空気排気部から出て行き、第二の圧力を有する空気は前記第二のチャンバの前記空気排気部から出て行き、
前記第一及び第二の空気圧は取り入れ空気から直接且つ個別に生じるように構成されている二重圧式ガス供給装置。
【請求項２】
第一のインペラおよび第二の同軸インペラが、該インペラの端部において、前記第一のチャンバおよび前記第二のチャンバに導入される前記第一の空気圧および前記第二の空気圧を生じるように構成されている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項３】
二つのインペラが前記シャフトの異なる部分に設けられ、該インペラの端部において、前記第一のチャンバおよび前記第二のチャンバに導入される前記第一の空気圧および前記第二の空気圧を生じるように構成されている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項４】
ガスを患者に加えるマスクと、
前記空気を前記第一のチャンバおよび前記第二のチャンバから前記マスクまで輸送する手段と、
前記マスクに前記第一の空気圧または前記第二の空気圧のいずれを加えるかを選択する手段と
を備える、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項５】
前記第一の空気圧または前記第二の空気圧のどちらを前記マスクに加えるかを選択する前記手段は、前記マスクに前記空気を輸送する前記手段に取り付けられ、前記チャンバの一方からの前記空気を遮断させ、前記チャンバの他方からの前記空気を通過させながらセレクタを動かすアクチュエータを備えている、請求項４記載のガス供給装置。
【請求項６】
吸息の間は前記マスクに相対的に高い圧力が加えられ、吐息の間は前記マスクに相対的に低い圧力の空気圧が加えられるように空気圧の選択を前記アクチュエータに指示する手段を備えている、請求項５記載のガス供給装置。
【請求項７】
空気圧の選択を前記アクチュエータに指示する前記手段は、
前記アクチュエータに信号を送信する制御装置と、
前記患者から該患者の呼吸に関する情報を得るための少なくとも一つのセンサとを備えており、
前記制御装置は、前記情報を処理して前記患者が息を吸っているのかまたは息を吐いているのかを判定し、この結果に応じて、前記アクチュエータに前記信号を送信するように構成されている、請求項６記載のガス供給装置。
【請求項８】
患者にガスを加えるマスクと、
前記第一のチャンバおよび前記第二のチャンバから前記マスクまで前記空気を輸送する手段と、
前記第一の空気圧の一部と前記第二の空気圧の一部とを混合して前記マスクに加える第三の空気圧を創生すべく、前記第一の空気圧の一部と前記第二の空気圧の一部とを選択する手段と
を備えている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項９】
前記第一の空気圧の一部と前記第二の空気圧の一部とを混合して前記マスクに加える第三の空気圧を創生すべく、前記第一の空気圧の一部と前記第二の空気圧の一部とを選択する前記手段は、第三の空気圧を導入すべく、前記第一の空気圧を部分的に遮断し、同時に、前記第二の空気圧を部分的に遮断するバタフライバルブを備えている、請求項８記載のガス供給装置。
【請求項１０】
前記第一のチャンバ内の第一の圧力と前記第二のチャンバ内の第二の圧力との比を変更する手段を備えている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項１１】
前記第一の圧力のチャンバ内および前記第二の圧力のチャンバ内の圧力を変更すべく、前記少なくとも一つのインペラのスピードを変更する手段を備えている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項１２】
少なくとも一つのチャンバ内の空気を加湿する加湿器を備えている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項１３】
少なくとも一つのチャンバの取り入れ空気をフィルタリングする空気フィルタを備えている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項１４】
移動を容易にすべく、前記装置上にハンドルを備えている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項１５】
前記第一の空気チャンバの空気排気部上の圧力調整バルブにより、前記チャンバから出て行く空気圧が調整され得るように構成されている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項１６】
前記第二の空気チャンバの空気排気部上の圧力調整バルブにより、前記チャンバから出て行く空気圧が調整され得るように構成されている、請求項１５記載のガス供給装置。
【請求項１７】
第一のアクチュエータは、前記第一のチャンバ上の圧力に関して前記圧力調整バルブを制御し、
第二のアクチュエータは、前記第二のチャンバ上の圧力に関して前記圧力調整バルブを制御し、
前記第一のアクチュエータおよび前記第二のアクチュエータは、どちらも、制御装置により制御されるように構成されている、請求項１６記載のガス供給装置。
【請求項１８】
前記第一の空気チャンバ上の圧力調整バルブにより、前記チャンバから出て行く前記空気圧が調整できるように構成されている、請求項１７記載のガス供給装置。
【請求項１９】
前記第二の空気チャンバ上の圧力調整バルブにより、前記チャンバから出て行く前記空気圧が調整できるように構成されている、請求項１８記載のガス供給装置。
【請求項２０】
第一のアクチュエータは、前記第一のチャンバ上の圧力に関して前記圧力調整バルブを制御し、
第二のアクチュエータは、前記第二のチャンバ上の圧力に関して前記圧力調整バルブを制御し、
前記第一のアクチュエータおよび前記第二のアクチュエータは、どちらも、前記制御装置により制御されるように構成されている、請求項１９記載のガス供給装置。
【請求項２１】
前記装置は、前記マスクに供給される前記相対的に高い圧力の空気を選択する手段を備えている、請求項６記載のガス供給装置。
【請求項２２】
前記装置は、前記マスクに供給される前記相対的に比い圧力の空気を選択する手段を備えている、請求項６記載のガス供給装置。
【請求項２３】
前記装置は、前記患者に同一の装置を用いて異なる治療を適用できるように、前記マスクに空気を供給するために用いるプロトコルを選択する手段を備えている、請求項４記載のガス供給装置。
【請求項２４】
制御装置に接続されるデータカードポートを備えており、該データカードポートに挿入されたデータカードは、前記制御装置とデータを送受信できるように構成されている、請求項４記載のガス供給装置。
【請求項２５】
前記装置から遠隔の場所の制御装置とデータを送受信することができるように、前記制御装置に入出力データポートが接続されている、請求項４記載のガス供給装置。
【請求項２６】
前記制御装置とデータを送受信することができるように、前記制御装置に送信器と受信器が接続されている、請求項４記載のガス供給装置。
【請求項２７】
制御装置の設定を選択するために、該制御装置に接続されているキーパッドにより該制御装置にデータを入力するように構成されている、請求項４記載のガス供給装置。
【請求項２８】
制御パネルから、制御装置とデータを送受信することができるように、該制御装置に前記装置上の該制御パネルが接続されている、請求項４記載のガス供給装置。
【請求項２９】
前記制御パネルは、ＬＣＤ表示装置を備えている、請求項２８記載のガス供給装置。
【請求項３０】
前記モータは、オゾンまたは窒素酸化物が生成しないように、ブラシレス型ＤＣモータである、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項３１】
ガスが供給されている時間である経過時間を追跡する手段を備えている、請求項１記載のガス供給装置。
【請求項３２】
経過時間を表示する手段を備えている、請求項３１記載のガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、別々の二つのチャンバに別々の二つの圧力を発生させる少なくとも一つのインペラを備えている二重圧式ポンプに関するものである。この二重の圧力は、睡眠障害を有する患者の正空気圧治療に利用される。一つの圧力は息を吸う（以下「吸息」と言う）間に利用され、もう一つの圧力は息を吐く（以下「吐息」と言う）間に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
睡眠時無呼吸障害および他の睡眠障害の治療には、二重正空気圧（Bi PAP）装置が多く利用されている。これらの装置では、一つのブロワを有する可変速度モータを用いて患者に加える空気圧を上昇・下降させるか、またはバルブを用いて患者に加える空気圧を調整している。
【０００３】
可変速度モータを有する装置では、モータの速度は、吸息圧設定と吐息圧設定との間を瞬時には変化しないため、患者に加える圧力を変更するのに時間が少しかかる。同様に、チャンバ内の圧力を調整するバルブでは、患者に加えるのに適した圧力に到達する前に、この圧力にまで加圧または減圧する間、タイムラグがある。
【０００４】
１９９６年１月２３日にDietzに発行された米国特許第5,485,850号には、二つの異なる圧力を供給する二つの別々の空気供給源を備えているBi PAP装置が示されている。
【０００５】
患者に二重圧力を供給するための一つのユニットを備えている装置が必要とされており、これにより、患者を治療するために、いつでも、二つの異なる圧力で空気を供給できるようになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも一つのインペラを有するモータからなっている。このインペラまたはこれらのインペラは、異なるチャンバ内に異なる空気圧を発生させる。これらのチャンバから患者が付けているマスクへ空気がホースにより運ばれ、吸息の間に利用する一方の圧力を有する空気と、吐息の間に利用する他方の圧力を有する空気とを供給している。患者が空気を吸っている状態かまたは吐いている状態かに応じて、マスク内の圧力をいずれかにするのはバルブにより選択される。患者が空気を吸っているかまたは吐いているかを検出する手段があり、それにより、バルブが調節される。また、患者への空気流の出入りを測定する手段もある。
【０００７】
加湿器により、患者に供給される空気の湿度を調節することができる。
【０００８】
垂直距離を調整することにより、インペラ速度を上昇または下降させ、正しい空気圧を患者に供給することができる。
【０００９】
これらの二つのチャンバは、二つの圧力に維持されており、その圧力比を調節することにより吸息圧力および吐息圧力を調整することができる。
【００１０】
患者は複数のセンサにより観察され、患者の吸息時または吐息時を判定することができる。また、これらの観測センサにより、呼吸速度、血液酸素レベル、睡眠段階、マスクの漏洩、マスクの着脱、患者の体位および体動、EEG、EKG、いびきの如き音、ならびに睡眠障害の診断および治療に役立つ他の情報の如き複数の他のパラメータを測定することができる。得られた情報は、患者に送る空気の圧力および供給時間の実時間での調整、マスクの漏洩の調整、診断および長期研究のための患者情報の格納、または早急に対応が必要な患者の状態のヘルスケア作業者への警報に関連させて利用することができる。
【００１１】
これらのセンサを使用することにより、マスクが外れると警報を発生することが可能になり、または、患者に空気を供給するのにモータの電源を始動するためにマスクが装着される時を検出することが可能になる。
【００１２】
患者に装着されたセンサからのデータを評価するようにプログラムされている制御装置またはマイクロプロセッサにより、患者に加える空気圧、およびそのタイミングを変更することができる。また、このマイクロプロセッサにより、後に報告すべく情報を格納し、データを記録装置に伝送し、または患者の状態をヘルスケア作業者に警告することが可能になる。
【００１３】
表示装置は、モータがオン状態である時間数のデータ、または他の興味のあるデータをオペレータに表示することができる。
【００１４】
データを入出力するためにデータカードを利用してもよい。このデータカードのデータを、遠隔通信手段（telemetry）もしくは電話通信手段（telephony）により、またはデータカードをメーリングすることにより、遠隔地に送信し得る。
【００１５】
本装置に、新鮮な空気の吸息を確保するためにアンチ再呼吸センサおよび装置を設けてもよい。
【００１６】
本装置は、携帯可能であり、軽く、ヘルスケア提供者の助けなしで患者が容易に利用することができるものであり、その結果、家庭において使用し遠隔地から観察することが可能になる。
【００１７】
本発明の目的は、少なくとも一つのインペラを有する一つのモータを備える二重圧式ポンプを提供することにある。
【００１８】
本発明の目的は、吸息ガス供給圧および吐息ガス供給圧の精密な圧力制御を提供することにある。
【００１９】
本発明の目的は、患者に供給される吸息圧と吐息圧との間の切替を敏速に行なうことにある。
【００２０】
本発明の目的は、携帯可能なBiPAP装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の目的は、BiPAP用途、CPAP用途、VPAP用途、SPAP用途、PPAP用途、およびAutoPAP用途の多目的装置を提供することにある。
【００２２】
本発明の目的は、加圧された空気に湿気を加えることにある。
【００２３】
本発明の目的は患者を観察することにある。
【００２４】
本発明の目的は、患者に流入流出する空気流量を測定することにある。
【００２５】
本発明の目的は、診断および治療のために患者のデータを記録できるようにすることにある。
【００２６】
本発明の目的は、本装置において利用するデータ格納カードを提供することにある。
【００２７】
本発明の目的は、患者の状態を遠隔で観察する装置および作業者に伝達できるようにすることにある。
【００２８】
本発明の目的は、一つの装置を用いて、さまざまな睡眠障害をさまざまな治療法で治療できるようにすることにある。
【００２９】
本発明の目的は、一つの装置に複数の異なる治療プロトコルのオプションを供与することにある。
【００３０】
本発明の目的は、患者の必要性および快適性に応じて、本装置の利用中に、設定を調整できるようにすることにある。
【００３１】
本発明の目的は、一または複数の患者の長期観察データを医学的研究のために提供することにある。
【００３２】
本発明の目的は、患者または本装置に関するデータを容易に参照するために表示できるようにすることにある。
【００３３】
本発明の目的は、吸息圧および吐息圧の空気圧比を変更できるようにすることにある。
【００３４】
【発明の実施の形態】
睡眠障害を有する患者を治療する際に、二重の正空気圧（Bi PAP）を与えることが必要になることが多い。この治療においては、吸息の間は２０ｃｍＨ2Ｏ程度の第一の空気圧が患者に与えられ、吐息の間は３ｃｍＨ2Ｏ程度の第二の空気圧が患者に与えられる。これらの圧力は、各患者個人の必要性に応じて調整可能であるのが望ましい。図１を参照すると、ガス供給装置10が二つの異なる正空気圧で患者100にガスを供給しているシステムの模式図が示されている。このガス供給装置10は、携帯可能にすべく十分に小型でありかつ軽量であるのが望ましい。ガス供給装置10は、装置を運ぶのに役立つように持ち運び用のハンドル11を有している。
【００３５】
携帯用ガス供給装置は、内部電源供給用のバッテリ150、外部電源用の電源コード155、または両方を有していてもよい。バッテリ150は外部電源を用いて再充電可能であっても構わない。
【００３６】
モータ20は、バッテリ150から、または電源コード155を介して外部電源から電力を受け取りシャフト22を回転する。このモータ20は、ブラシを必要としないＤＣモータであることが望ましい。ブラシおよび整流子を有するモータは、オゾン、または窒素酸化物および他の関連する粒子を発生し、呼吸装置の空気に混入すると有害である。シャフト22は、高圧チャンバ45と低圧チャンバ35とを有するポンプハウジング25に入り込んでおり、これらのチャンバは、間にバリア40を介して隣接している。シャフト22は、高圧チャンバ45内の高圧インペラ翼46を回転し、低圧チャンバ35内の低圧インペラ翼36を回転する。高圧チャンバ45用の空気取り入れ開口部42は、空気フィルタ90を有しており、高圧チャンバ45に流入する取り入れ空気流43をフィルタリングする。同様に、低圧チャンバ35用の空気取り入れ開口部132は、空気フィルタ92を有しており、取り入れ空気流33をフィルタリングする。
【００３７】
あるいは、図１のインペラ36、46が向きを変えることにより、空気の取り入れ口がこれらの二つのインペラ36、46の間になり、その空気が別々のチャンバに取り出されるような場合には、空気の取り入れ口は、一つの共有の空気取り入れ口でよい。
【００３８】
チャンバ35内の低圧に対するチャンバ45内の高圧の比は、インペラ翼の相対的な大きさまたは位置により決まる。この比は、複数のパラメータを変えることによりまたは他の変数により変更することができる。これらのパラメータには、インペラの相対的な大きさ、インペラとハウジングとの間の間隙、インペラから空気を取り入れるためのハウジング内の開口部の大きさが挙げられる。この比は、調整可能であってもよく、または固定しても構わない。一人の患者に対して、吐息圧に対する吸息圧の比は固定したままであるのが一般的である。異なる患者に対してこの比を調整する必要がある場合もあり、または同じ患者でも時間の経過とともにこの比を調整する必要がある場合がある。
【００３９】
加湿器55は、患者に供給される空気の湿度を調整すべく利用される。二重圧式ガス供給装置10に示される加湿器55は、高圧空気の取り入れ開口部42の前にあり、吸息用の加湿空気を供給する。この加湿器55は他の場所に載置して、患者に対して高圧加湿空気および／または低圧加湿空気を供給してもよい。所望の湿度を選択する湿度制御部140は、制御パネル110上に設置されており、ハウジング25内の湿度センサ141と制御装置またはマイクロプロセッサ82と連動して動作することにより所望の設定に湿度を維持する。
【００４０】
図２および図４に示されている第二の実施例においては、モータ20はシャフト22を有しており、このシャフト上に第一の半径を有するインペラ136および第二の半径を有するインペラ146が同軸状に取り付けられている。インペラ136、146においては、空気取り入れ口144が一つあり、二つの空気流を生じている。これらの空気流の一方はチャンバ45内の高圧空気流47であり、他方はチャンバ35内の低圧空気流37である。本実施例においては、空気取り入れ口144一つだけが利用されているため、一つの空気フィルタ91および一つの加湿器55だけが必要となる。図４には、シャフト22上の、モータ20、高圧インペラ146、および低圧インペラ136がハウジング25に関連してより詳細に示されている。取り入れ空気43はハウジング25に流入する。低圧インペラ136により低圧空気37が低圧チャンバ35に放出され、高圧インペラ146により、高圧空気47が高圧チャンバ45に放出される。
【００４１】
図５に示すように、第三の実施例においては、モータ20はインペラ146に取り付けられたシャフト22を有している。ハウジングは、インペラ146に隣接する環状のスロット30を内側に有しており、低圧の空気をチャンバ35に流出させている。取り込まれた空気43はインペラ146からの作用を受け、チャンバ45内に高圧空気47を創生し、チャンバ35内に低圧空気37を創生する。環状のスロット30は連続していてもよく、またはセクションに分かれていても構わない。
【００４２】
前述の三つの実施例におけるモータ20は、一または複数のインペラをシャフト22上で回転させることにより、安定して、高圧チャンバ45内に高圧空気を供給し、低圧チャンバ35内に低圧空気を供給している。一つの実施例においては、モータ速度は固定されており、高圧チャンバ45および低圧チャンバ35内に一定の圧力を供給している。他方の実施例においては、モータ20の速度を上昇または下降させて前よりも多量の空気または少量の空気をポンプで供給することにより高圧および低圧の両方を同時に上方または下方に調整するために、変速可能なモータを使用することができる。チャンバ内の圧力比が固定されているが、これらの圧力の変更または調整が必要な場合に、モータ速度の変化を利用して高圧チャンバ45の圧力または低圧チャンバ35の圧力の調整を行なうことができる。このような方法で、モータ速度を変更することにより高圧側および／または低圧側の圧力を変更することが可能である。一つのインペラと一つの圧力チャンバを有する装置では、速度を変更して圧力チャンバ内の圧力を変更するためには、モータ速度を大きく変化させなければならず、遅延時間が生じてしまう。二重圧式インペラ、または二つの圧力チャンバに二つのインペラを使用する方式では、高圧から低圧に圧力を変更するためにモータ速度を変更する必要はない。しかし、圧力を調整すべくモータの速度に変更を加えることはいぜんとして有効ではある。
【００４３】
図６に示す第四の実施例においては、アクチェータ300は、矢印315で示すように、作動ロッド310をわずかな距離だけ上下に移動させる。この作動ロッド310は、ハウジング325内で上下に移動する滑動部320に取り付けられている。滑動部320は、モータ20およびインペラ346を上下に運ぶことにより、インペラとハウジング325との間の隙間の距離を調整する。隙間の距離350が大きい場合は、圧縮空気の漏洩比率が上昇してチャンバ345内の空気圧を減少させる。隙間の距離350が小さい場合には、チャンバ345内の空気圧は上昇する。空気取り入れ口43により、チャンバ345内を所望の圧力までポンプで上昇させるためにインペラ346に空気が供給される。アクチュエータ300を使用することにより、インペラ346とハウジング325との間の隙間の距離が素早くかつ正確に調整することができ、これにより、モータ20の速度を変更することなく圧力チャンバ345を調整することができる。
【００４４】
アクチュエータ300を、油圧により、機械的に、電気的に、電気機械的に、または圧電効果により駆動してもよい。作動ロッド310を素早くかつ正確に移動させる手段ならばいずれの手段によってでも、本発明を実現することが可能である。
【００４５】
図６の実施例は、滑動部320上のモータ20を示しているが、モータが固定されており、アクチュエータ300がインペラ346を移動させるだけの他の実施例も本発明の範疇に入る。
【００４６】
示されたすべての実施例において、モータ20はインペラに接続されるシャフト22を有しているが、他の実施例では、インペラは回転モータのハウジングの外側であってもよく、これによりシャフト22の必要性をなくすことができる。
【００４７】
圧力を所望のレベルにすべくインペラの速度を上昇または下降させるには高度補償が必要になる。圧力式高度センサ85は高度を感知して制御装置82に報告する。それから、この制御装置は、その高度に応じてモータ速度を調整する。高度補償は、圧力変換器によって制御することができる。
【００４８】
図１および図２に示す実施例では、高圧チャンバ45内の圧力が患者100の必要とする圧力よりも高く維持され、低圧チャンバ35内の圧力が患者の必要とする圧力よりも高く維持されているような場合には、高圧調整バルブ49および低圧調整バルブ39を用いて患者に供給されている空気圧を調整することができる。高圧チャンバ45からの高圧空気流47および低圧チャンバ35からの低圧空気流37はこれにより調整され得る。高圧バルブ49および低圧バルブ39は、それぞれ、吸息圧制御120および吐息圧制御125の目的で、制御装置もしくはマイクロプロセッサ82で制御するか、または制御パネル110上で手動で設定し得る。
【００４９】
あるいは、他の実施例においては、モータ20の速度を調整することにより、高圧チァンバ45および低圧チァンバ35に所望の圧力を供与し、バルブの必要性をなくしている。
【００５０】
排気ノズル48は、分割型ノズルであり、高圧空気47および隣接する低圧空気37が、それぞれ、ノズルの対応する半分側を流れており、二つの側面を有している分割カップラ58に到達するようにハウジング25からハウジングバリア40をまたいで延びている。
【００５１】
二重圧式ホース50はカップラ58に接続されている。この二重圧式ホース50は、高圧側51と低圧側52とを有しており、高圧ガス47と低圧ガス37とをマスク70に輸送している。
【００５２】
あるいは、二重圧式ホース50は、大口径のホースの内側に小口径のホースを有する、別々の圧力をハウジングからマスクに輸送するようなものでもよく、あるいは二つの別々のホースようなものであっても構わない。
【００５３】
マスク70の入口にあるバルブ60は、患者が息を吸っているかまたは吐いているか応じて、この患者に供給すべき高圧空気47または低圧空気37を交互に選択する。このバルブ60のセレクタ62は、患者100が息を吸っている場合には、ホース50の低圧部52内の低圧空気を遮断し、ホース50の高圧部51から高圧空気を入れる。同様に、患者100が息を吐いている場合には、バルブ60のセレクタ62は、ホース50の高圧部51を遮断して低圧空気を入れる。アクチェータ63は、マスク70内のセンサ71および／または患者100に取り付けられたセンサ80から得ることができる患者の呼吸に関する情報に基づきセレクタ62を移動させる。制御装置またはマイクロプロセッサ82は、提供されるデータから患者100がいつ息を吸いまたはいつ息を吐くかを判定し、その判定に応じてリード83を介して信号を送信し、アクチュエータ63の位置を合わせる。
【００５４】
バルブ60は、分割型バタフライバルブ、ゲートバルブ、または選択的に一つの圧力だけを受け入れるバルブならば他のどのような種類のバルブであってもよい。
【００５５】
マスク70の圧力を制御する一つの実施例においては、バタフライバルブの如きバルブ60は、高圧チャンバ45に対しても低圧チャンバ35に対しても部分的に同時に開いており、０％と１００％との間にある各圧力を混合することによりマスクに対し中間の圧力を選択するようになっている。バルブ60は、任意の設定に応じて敏速に作動させることができ、高圧チャンバ45内の高圧と低圧チャンバ35内の低圧との間の任意の圧力を提供することができる。
【００５６】
あるいは、一つの内腔を有するホース50を用いてもよく、高圧または低圧を選択するバルブ60を排気ノズル48に置いても差し支えない。その場合、ホース50には、マスク70に供給する高圧空気流47または低圧空気流37のいずれかが入っている。
【００５７】
制御装置またはマイクロプロセッサ82に患者の呼吸に関する情報を供給すべく利用されるセンサ71は、マスク70の周囲にまたはマスク表面に埋め込まれてもよい。このようなマスク70および用いられるセンサは、本出願者の同時継続特許出願であり、１９９９年１2月１６日に出願され、表題がバイオマスクである第０９／４６５、０５４号に記載されており、ここに、本明細書の一部とし、参照することにより援用せしめる。
【００５８】
一つの実施例においては、マスク上のまたは二重圧式ガス供給装置10内のセンサ71は、マスク内で呼吸がいつ開始されるか、または患者がマスク70をいつ身に着けるかを検出して自動的にモータ20の電源をオンにすることができる。
【００５９】
このセンサ71は、漏れすなわち圧力の降下を検出し、信号をマイクロプロセッサ82に送信し、マスク70に送られる圧力を増加してこの漏れを補償することができる。
【００６０】
また、センサ71は、吐息ガスを検出し、患者が再呼吸しているか否かを調べることができる。マイクロプロセッサ82は、再呼吸を防止すべくマスク内のバルブまたはマスクの圧力を調整するようにプログラムされている。
【００６１】
患者の胸上にあるセンサ80の如き患者の他のセンサを、患者の呼吸についての情報を制御装置またはマイクロプロセッサ82に供給すべく利用してもよい。
【００６２】
吸息および吐息を検出する手段の一部が、１９９７年５月７日に国際出願され、表題が患者への薬物供給のためのガス制御である本出願人のＰＣＴ出願第ＷＯ９８／５００９５号、および１９９６年１０月３１日に国際出願され、表題がガス供給用装置である第ＷＯ９７／１６２１６号に示されている。呼吸の測定を教示している他の特許には、米国特許第４、４４０、１７７号および同第４、４６３、７６４号がある。上述の特許および出願はすべて本明細書に添付されており、本明細書で参照することにより援用する。
【００６３】
呼吸を検出する他の手段は、空気供給部からマスク70への空気流移動を測定することによるものであり、例えば、マスク70の入口に置かれた参照番号195の如きセンサである。このセンサ195は、レーザセンサ、レーダドップラセンサ、超音波センサ、超音波技術、ピトー管、またはセンサを通過する空気を測定するものならば他の電子的手段もしくは機械的手段であってもよい。空気流速度および呼吸を測定する他の手段も使用可能であり、１９９１年８月１３日に発行され、表題が流量計量システムである米国特許第５、０３８、７３３号および１９８９年１月１０日に発行され、表題が呼吸器診断システムである同４、７９６、６３９号に示されており、これらの両方は本明細書に添付されており、参照により本明細書の一部をなすものである。
【００６４】
二重圧式ガス供給装置10を、常に高圧ガスだけを選択し、連続正空気圧（CPAP）治療をCPAPプロトコルを用いて提供するのに用いることが可能である。同様に、制御装置82を適切にプログラムし、制御パネル110上のプロトコル選択機能を利用するとともに、適切な時間に適切なガス圧でガスを供給すべく制御装置82をプログラムすることにより、二重圧式ガス供給装置10を、可変正空気圧（VPAP）治療プロトコル、睡眠にリンク付けされた正空気圧（SPAP）治療プロトコル、比例正空気圧（PPAP）治療プロトコル、自動正空気圧（AuotPAP）治療プロトコル、または他の治療プロトコルに用いることができる。
【００６５】
治療プロトコルによっては、患者が眠りにつくのに応じて、時間の経過とともに圧力がゆっくりと治療に必要な圧力にまで上昇していく立ち上がり時間のあるようなものもある。このような二重圧式ガス供給装置10は、患者に必要な立ち上がり時間および立ち上がり圧力をプログラムすることができる制御装置／マイクロプロセッサ82を有している。また、制御パネル上の立ち上がり時間制御ノブを用いて立ち上がり時間を選択することも可能である。立ち上がり遅延時間は立ち上がり時間と併せて用いることができる。この立ち上がり遅延時間により、圧力の立ち上がりが始まる前に一定の時間が許容され、患者は治療が始まる前に眠りにつくことができる。立ち上がり遅延時間制御セレクタ135を使用して、立ち上がり遅延時間を制御パネル110上で選択することができる。
【００６６】
データカードポート115に挿入されたデータカード210上に格納されている情報を用いて、立ち上がり時間、立ち上がり遅延時間、および他のパラメータを制御装置／マイクロプロセッサ82内にプログラムすることができる。あるいは、コンピュータ200とコンピュータ入出力プラグ118を介して制御装置／マイクロプロセッサ82に転送される情報とにより、制御装置／マイクロプロセッサ82をプログラムしてもよい。コンピュータ200は、遠く離れて、病院または睡眠クリニックに設置され、有線または無線電話システムによりインターネットを介して接続されてもよく、または二重圧式ガス供給装置10に隣接して位置していても差し支えない。
【００６７】
あるいは、患者のデータ情報に関するデータをマイクロプロセッサ／制御装置82に入力するために、または二重圧式ガス供給装置を作動させるための時間、圧力、または他のパラメータを選択するために、キーパッド173を用いることができる。制御装置82により作動される表示装置170上のメニューにより、キーボード173を用いて設定データを入力するようにユーザに促してもよい。
【００６８】
制御パネル110上の他の設定には快適性設定180用のものがあり、温度、圧力、湿度、および加圧空気の患者への適応タイミングを制御している。また、この快適性設定を、患者に適した治療の種類に応じて最善の快適性設定を提供すべく、データカード210、制御装置82、またはコンピュータ200に格納してもよい。
【００６９】
制御パネル110または本装置の他の部分に、患者が本装置10をオンおよびオフするために容易に届くオン／オフスイッチ190を備えることができる。
【００７０】
この制御パネルは、患者、二重圧式ガス供給装置10の性能パラメータ、または他の情報をLCD、モータ20がどれくらいオンであるかを示す時間メータ、圧力下での経過時間メータ、経過実効時間メータの如き表示パネル170を備えることができる。このような情報は、制御パネル110上の選択ボタンにより、タッチスクリーンLCDにより、または他の手段により選択して表示することが可能である。選択されたこのような情報は、制御装置／マイクロプロセッサ82から表示パネル170に伝送するか、スマートカード210もしくはマイクロプロセッサ82に記録もしくは格納しコンピュータ200に伝送することができる。
異なる睡眠障害治療においては、吸息の間に高圧の適応を開始するのに異なるトリガポイントを用いている。自発トリガポイントは、患者の自発的呼吸労力を測定し、患者が吸息を開始する時にガスの供給が誘発する。定時トリガポイントは、患者へのガスの供給を誘発するのに所定の速度を利用する。
【００７１】
調整可能トリガポイントは、制御装置82または制御パネル170において設定され、吸息の間または吐息の間に患者が空気を受け取り始める圧力を変更することができる。
【００７２】
患者の呼吸と機械の呼吸との間の同期がうまく取れていないと、患者による呼吸作業が不必要に上昇し、快適性が減少し、最終的に有害な／効果の減少した治療となる。したがって、適切な時間に適切な圧力を加えるアプリケーションが患者100を治療するために、また制御装置82に提供するセンサ71、80を備えることも重要である。また、BiPAP用途においては、正常な時間にマスク70内の圧力が正常であるように空気が供給されることが重要である。これを達成するにあたり、一つの速度で回転している一つのモータ20は、患者が吸息および吐息するのに応じて高圧と低圧との間で圧力を変更するセレクタ62を備えており、二つの圧力をマスク70に供給することができる。モータ速度が上昇または減少することにより、吸息および吐息に応じて高圧または低圧を供給することができる。
【００７３】
センサ71、80は、それぞれリード83、81により制御装置82と通信するか、テレメトリにより制御装置82と通信することができる。
【００７４】
制御装置82は、送受信機87を介してテレメトリに使用するか、またはポート118への電線を使用して、コンピュータ200から制御装置82までのデータ回線に接続すべく、遠隔からプログラムすることができる。また、この制御装置82は、データカードポート115に挿入されたデータカード210を利用して、制御装置82に指示を転送するようにプログラムすることができる。
【００７５】
また、ポート118を利用して、センサ71、80から得られた制御装置82からのデータを受信し、ヘルスケア作業者が利用するようにコンピュータ200に送信することができる。
【００７６】
例えば、センサ71、80は、呼吸量ついてのデータ、呼吸速度ついてのデータ、呼吸時間ついてのデータ、血液中酸素ついてのデータ、EEGついてのデータ、EKGついてのデータ、EOGついてのデータ、EMGついてのデータ、患者の脈拍ついてのデータ、患者の体温ついてのデータ、いびきついてのデータ、患者の位置ついてのデータ、睡眠段階ついてのデータ、患者の動作ついてのデータ、マスク圧ついてのデータ、マスク漏洩ついてのデータ、および睡眠ポリグラム（PSG）で収集される他の関連するデータについてのデータを収集し得る。患者を治療するためのこのようなデータは、リードまたはテレメトリにより制御装置82に送信され、処理され、および格納され得る。患者のデータを、患者を実時間で治療すべく利用してもよく、または格納しておき将来研究することにしても差し支えない。患者を遠くから観察するために、これらのデータを診療所または病院の如き遠隔地のコンピュータ200に伝送してもよい。患者に関してのデータをコンピュータ200に格納しておき、この患者の診断または治療を行なうためにヘルスケア提供者にこのデータを提供することができる。格納された患者についてのデータは長期にわたるような研究に用いられることができ、そしてこの患者についての経過報告書を打ち出すこともできる。さらに、一人の患者が、他の患者達のグループとある研究に参加している場合には、容易にこのデータを入手し、その研究のためのデータに利用することができる。
【００７７】
コンピュータ200には、ブルーツース（登録商標）の如きテレメトリにより、セラーフォーンデータ伝送プロトコルにより、またはデータポート118を介してテレフォニネットワークを利用して接続することができる。
【００７８】
複数のチャネルのデータを伝送かつ格納すべく利用されるテレメトリ装置は、オーストラリア国ビクトリア州のアボッツフォードにあるCompumedics Inc.社によりSiesta（登録商標）の商標名で市販されている。
【００７９】
二重圧式ガス供給装置10は、患者がこの二重圧式ガス供給装置10を家庭で利用することができかつ遠隔に位置するヘルスケア提供者の支援を受けることができるように、Telemed（登録商標）または他の遠隔医療システムと互換性があることが好ましい。この装置により、睡眠障害の患者は、治療の間または検査の間は病院または他のヘルスケア施設に居る必要がなくなる。
【００８０】
データを格納する他の手段には、データカードまたはスマートカード210によるものがあり、これらのカードは、患者についてのデータを格納することができ、または患者についてのデータを提供するか、もしくは制御装置82をプログラムするにあたりデータを提供することができる。これらのデータカードまたはスマートカードは、二重圧式ガス供給装置10にアクセスすべくカードポート115に挿入される。
【００８１】
制御パネル110を介して二重圧式ガス供給装置10を制御するにあたりデータまたは選択を入力する手段には、制御パネル110上の任意の配列の制御ノブから設定を選択するものや、制御装置82に併せて表示装置170上のメニュー駆動方式のタッチスクリーンによるものや、または今日公知になっており関連する技術分野で利用されているような他の入出力装置によるものがある。
【００８２】
マットレス内のまたはマットレス上の患者が使用するセンサまたはセンサ群は、患者の動作および行動率についてのデータを提供すべく制御装置82に接続してもよい。
【００８３】
マスクが空気を適切に患者に供給していないことを患者またはヘルスケア作業者に通知するマスクオフアラームまたはマスク漏洩アラームの必要性がある。このような検出器は、参照により援用している特許において教示されている。マスクオフアラームまたはマスク漏洩アラームが作動すると、マスクを点検してアラームを停止する必要がある。マスク70内のセンサ71は、マスクが患者から外れているか否かを検出し、マイクロプロセッサ82に信号を送信できる。このマイクロプロセッサは、アラーム165を鳴らすか、またはヘルスケア作業者にマスクが外れていることを警告することができる。マイクロプロセッサ82は、マスク70が外れている場合にはモータ20を停止してもよい。
【００８４】
二重圧式ガス供給装置10を用いて複数の睡眠障害を観察するとともに治療することができる。コンピュータ200、マイクロプロセッサ82、またはデータカード210は、継続期間の日時、治療の開始時間および停止時間、使用した圧力、空気流速、および心拍数、血液酸素率、いびき、患者の動作、ならびに患者の診断および治療に有用な他の睡眠ポリグラムデータの如き患者のデータを格納することができる。
【００８５】
本発明に複数の修正および変更ができることは前記教示の観点から明らかである。したがって、前記クレームの範囲内において、特に記述されていない別の方法で本発明が実施され得るということを理解しておくべきである。
【００８６】
本発明の他の目的、利点、新規の特徴は、添付する図面と相まって前記の発明の詳細な説明より明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  二つの別々の空気取り入れ口および二つの別々のインペラを有す装置の模式図である。
【図２】  一つの空気取り入れ口および二つの同軸インペラを有する装置を示す第二の実施例の模式図である。
【図３】  制御パネルの平面図である。
【図４】  図２の模式図に用いられるハウジング内の同軸型二重式インペラブロアの側面図である。
【図５】  取り出しスロットを有するハウジング内の一つのインペラの横断面図である。
【図６】  ハウジング内の位置移動可能なインペラの横断面図である。
【符号の説明】
10  二重圧式ガス供給装置
11  ハンドル
20  モータ
25、325  ハウジング
22  シャフト
30  スロット
35  低圧チャンバ
36  低圧インペラ翼
37  低圧空気流
39  低圧調整バルブ
45  高圧チャンバ
46  高圧インペラ翼
47  高圧空気流
48  排気ノズル
49  高圧調整バルブ
50  ホース
55  加湿器
58  カップラ
60  バルブ
62  セレクタ
63、300  アクチュエータ
70  マスク
71、80  センサ
81、83  リード
82  制御装置またはマイクロプロセッサ
85  圧力式高度センサ
87  送受信機
90、91、92  空気フィルタ
100  患者
110  制御パネル
115  カードポート
118  入出力プラグ
120  吸息圧制御
125  吐息圧制御
136、146、346  インペラ
142  空気取り入れ開口部
144  空気取り入れ口
150  バッテリ
155  電源コード
165  アラーム
170  表示パネル
173  キーボード
190  オン／オフスイッチ
200  コンピュータ
210  データカードまたはスマートカード
310  作動ロッド
320  滑動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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