(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の気道からの分泌物除去を強化するシステムであって、前記システムは、
前記対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流を生成する圧力生成器と、
コンピュータプログラムモジュールを実行する１又は複数のプロセッサと、
を有し、
前記コンピュータプログラムモジュールは、
前記圧力生成器が強制呼吸の直前で前記呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを周囲の空気圧よりも小さく維持するように制御する制御モジュールを有する、システム。
【請求項２】
前記呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数の気体パラメータに関する情報を伝達する出力信号を生成する１又は複数のセンサを更に有し、前記制御モジュールは、前記圧力生成器が、前記強制呼吸の直前で、第１の陰圧レベルで前記呼吸可能な気体の加圧気流を供給するように制御し、前記コンピュータプログラムモジュールは、前記強制呼吸の間の分泌物除去を強化するために、前記出力信号に基づいて前記第１の陰圧レベルを調整する滴定モジュールを更に有する、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記出力信号は、前記強制呼吸の前に、前記呼吸可能な気体の加圧気流が前記第１の陰圧レベルである間に前記対象によって吐き出される気体の体積に関する情報を伝達し、前記滴定モジュールは、前記対象によって吐き出される気体の体積が前記強制呼吸の前に閾値レベルを超えたことに応じて、前記第１の陰圧レベルを調整する、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
ユーザ制御インタフェースを更に有し、前記対象が前記強制呼吸に対して準備できているかどうかを示す情報が、前記対象による前記ユーザ制御インタフェースへの入力を有し、前記対象による前記強制呼吸への準備の表れの受信に応じて、前記制御モジュールは、前記強制呼吸の直前で、前記圧力生成器が前記呼吸可能な気体の加圧気流を第１の陰圧レベルで生成するように制御する一方、前記強制呼吸の間に、前記圧力生成器が前記呼吸可能な気体の加圧気流を前記対象の気道に運ばれる第２の陰圧レベルで生成するように制御する、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記圧力生成器が前記強制呼吸の直前で前記呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを周囲の空気圧よりも小さく維持するように制御することが、前記対象の気道の断面積を現在の断面積から減少させる、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
対象の気道からの分泌物除去を強化するためのシステムであって、前記システムは、
前記対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流を生成するための手段と、
コンピュータプログラムモジュールを実行するための手段と、
を有し、
前記コンピュータプログラムモジュールは、
前記呼吸可能な気体の加圧気流を生成するための手段が強制呼吸の直前で前記呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを周囲の空気圧よりも小さく維持するように制御するための手段を有する、システム。
【請求項７】
前記呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数の気体パラメータに関する情報を伝達する出力信号を生成するための手段を更に有し、前記制御するための手段は、前記呼吸可能な気体の加圧気流を生成するための手段が、前記強制呼吸の直前で、第１の陰圧レベルで前記呼吸可能な気体の加圧気流を供給するように制御し、前記コンピュータプログラムモジュールは、前記強制呼吸の間の分泌物除去を強化するために、前記出力信号に基づいて前記第１の陰圧レベルを調整するための手段を更に有する、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記出力信号は、前記強制呼吸の前に、前記呼吸可能な気体の加圧気流が前記第１の陰圧レベルである間に前記対象によって吐き出される気体の体積に関する情報を伝達し、前記調整するための手段は、前記対象によって吐き出される気体の体積が前記強制呼吸の前に閾値レベルを超えたことに応じて、前記第１の陰圧レベルを調整する、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記対象が前記強制呼吸に対して準備できているかどうかを示す情報を受信するための手段を更に有し、前記対象による前記強制呼吸への準備の表れの受信に応じて、前記制御するための手段は、前記強制呼吸の直前で、前記呼吸可能な気体の加圧気流を生成するための手段が前記呼吸可能な気体の加圧気流を第１の陰圧レベルで生成するように制御する一方、前記強制呼吸の間に、前記呼吸可能な気体の加圧気流を生成するための手段が前記呼吸可能な気体の加圧気流を前記対象の気道に運ばれる第２の陰圧レベルで生成するように制御する、請求項６記載のシステム。
【請求項１０】
前記呼吸可能な気体の加圧気流を生成するための手段が前記強制呼吸の直前で前記呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを周囲の空気圧よりも小さく維持するように制御することが、前記対象の気道の断面積を現在の断面積から減少させる、請求項６記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この特許出願は、２０１２年１１月１９日に出願された米国仮出願第６１／７２７７７９号の３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）条に基づく優先権の利益を主張し、当該仮出願の内容は、参照により本願に組み込まれる。
【０００２】
本願は、強制呼吸の直前に、対象の気道に陰圧を与えることによって、対象の気道からの分泌物除去を強化するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
強制呼吸を通じて患者の咳の流量を増加させる、様々なシステムが知られている。従来の機械的強制呼気吸気（ＭＩ−Ｅ）は、一般的に、対象の吸気の間に陽圧をもたらす一方、呼気の間に陰圧をもたらすことによって行なわれる。吸気の間の圧力レベルは、送気の間に対象の肺が少なくとも部分的に充填されるほど十分高くてもよい。送気後、圧力は、対象の気道を通じた呼気流が、強制呼吸の間に、粘液及び／又は他の粒子を、対象の気道及び／又は肺から除去できるほど十分であるように、十分な早さで低減されてもよい。時間によって対象の気道内に蓄積された分泌物は、気体とともに排除され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の機械的強制呼気吸気（ＭＩ−Ｅ）は、一般的に、対象の吸気の間に陽圧をもたらす一方、呼気の間に陰圧をもたらすことによって行なわれる。吸気の間の圧力レベルは、送気の間に対象の肺が少なくとも部分的に充填されるほど十分高くてもよい。送気後、圧力は、対象の気道を通じた呼気流が、強制呼吸の間に、粘液及び／又は他の粒子を、対象の気道及び／又は肺から除去できるほど十分であるように、十分な早さで低減されてもよい。時間によって対象の気道内に蓄積された分泌物は、気体とともに排除され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本開示の１又は複数の態様は、対象の気道からの分泌物除去を強化するように構成された装置に関する。システムは、圧力生成器と、１又は複数のプロセッサとを有する。圧力生成器は、対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流を生成するように構成される。１又は複数のプロセッサは、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。コンピュータプログラムモジュールは、制御モジュールを有する。制御モジュールは、圧力生成器が呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを強制呼吸の直前の周囲の空気圧よりも小さく維持するように制御する。
【０００６】
また、本開示の他の態様は、分泌物除去システムにより対象の気道からの分泌物除去を強化する方法に関する。上記システムは、圧力生成器と、１又は複数のプロセッサとを有する。圧力生成器は、対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流を生成するように構成される。１又は複数のプロセッサは、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。コンピュータプログラムモジュールは、制御モジュールを有する。上記方法は、圧力生成器により、対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流を生成するステップと、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを強制呼吸の直前の周囲の空気圧よりも小さく維持するように、制御モジュールにより、圧力生成器を制御するステップとを有する。
【０００７】
さらに、本開示の他の態様は、対象の気道からの分泌物除去を強化するシステムに関する。当該システムは、対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流を生成するための手段と、コンピュータプログラムモジュールを実行するための手段とを有する。コンピュータプログラムモジュールは、呼吸可能な気体の加圧気流を生成するための手段が、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを強制呼吸の直前の周囲の空気圧よりも小さく維持するように制御するための手段を有する。
【０００８】
構成に関係のある要素の機能及び動作の方法、製造の経済性及び部品の組み合わせだけでなく、本発明のこれら及び他の目的、特徴及び特性が、添付の図面を参照して、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮して、より明らかになるだろう。これら全ては、この明細書の一部を形成し、類似の参照符号は様々な図における対応する部品を示す。しかしながら、図面は例示目的であって、本開示の限定ではないことが、明確に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、対象の気道からの分泌物除去を強化するように構成されたシステムの概要図である。
【図２】図２は、通常の強制呼吸の直前における２つの異なる直径の気道を示す図である。
【図３】図３は、呼吸サイクルの呼気段階の間の時間関数として圧力を示している。
【図４】図４は、対象の気道からの分泌物除去を強化するための方法を示している。
【図５】図５は、対象の気道からの分泌物除去を強化するための他の方法を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本稿での用法では、単数形は、文脈がそうでないことを明確に指示するのでない限り、複数の言及を含む。本稿での用法では、二つ以上の部分または構成要素が「結合される」という陳述は、それらの部分が直接的または間接的に、すなわち一つもしくは複数の中間部分もしくは構成要素を通じて、結び合わされるまたは協働することを意味する。リンクが生じさえすればよい。本稿での用法では、「直接結合される」は二つの要素が直接互いと接触することを意味する。本稿での用法では、「固定的に結合される」または「固定される」は二つの構成要素が、互いに対する相対的な配向を一定に維持しつつ、一体として動くよう結合されることを意味する。
【００１１】
本稿での用法では、「一体型（unitary）」の語は、あるコンポーネントが単一片またはユニットとして作成されることを意味する。すなわち、別個に作成され、その後一緒にユニットとして結合された複数の部分を含むコンポーネントは「一体型」コンポーネントまたはボディではない。本稿での用法では、二つ以上の部分または構成要素が互いに「係合する」という陳述は、それらの部分が、直接または一つまたは複数の中間部分もしくは構成要素を通じて、互いに対して力をはたらかせることを意味する。本稿での用法では、「数」という用語は一または一より大きい整数（すなわち複数）を意味する。
【００１２】
本稿で使われる方向に関する句、たとえば限定するものではないが、上、下、左、右、上部、下部、前、後およびそれらの派生語は、図面に示される要素の配向に関係するのであって、請求項において明示的に記載されているのでない限り、請求項を限定するものではない。
【００１３】
図１は、対象１２の起動からの分泌物除去を強化するように構成されたシステム１０の例示的な実施形態を概略的に示している。システム１０は、強制呼吸の直前に、対象１２の気道に陰圧を与えることによって、分泌物除去を強化するように構成されている。陰圧は、対象１２が自力で吸気した直後、及び／又は、システム１０による機械的な送気の直後に付与されてもよい。吸気／送気の直後且つ強制呼吸の直前に付与された陰圧は、対象１２の気道の断面積を一時的に減少させることができる。減少された気道の断面積は、次の強制呼吸の間に気道を通る空気の速度を増加させる。気道を通る空気の増加された速度は、分泌物除去の強化につながる。幾つかの実施形態では、システム１０は、１又は複数の圧力生成器１４、対象インタフェース１６、１又は複数のセンサ１８、ユーザ制御インタフェース２０、１又は複数のプロセッサ２２、及び／又は、他のコンポーネントを含む。
【００１４】
圧力生成器１４は、対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流を生成するように構成されている。圧力生成器１４は、対象インタフェース１６及び／又は他の装置を介して、気体の加圧気流を伝達するように構成されている。圧力生成器１４は、周囲の空気などの気体源から気体の流れを受けるとともに、対象１２に運ばれる気体の圧力を上昇及び／又は減少させるように構成されてもよい。圧力生成器１４は、治癒目的又は他の目的のために、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数のパラメータ（例えば、フローレート、圧力、体積、速度、湿度、温度、組成）を制御してもよい。圧力生成器１４は、例えば、ポンプ、１又は複数のバルブ、ブロワー、ピストン、又は、送風機などの、対象１２に運ばれる気体の圧力を上昇及び／又は減少させることが可能な、任意の装置及び／又は装置の組み合わせである。本開示は、周囲の空気以外の気体が、患者へ運ばれるために、システム１０内に導入されてもよいことを考慮している。幾つかの実施形態では、システム１０は、専用の強制呼吸装置である。幾つかの実施形態では、システム１０は、送気及び／又は強制呼吸（例えば、吸気呼気）、及び／又は、他の治癒法のために構成されてもよい。
【００１５】
非限定的な例では、圧力生成器１４は、強制呼吸治癒法に従って、呼吸可能な気体の加圧気流のパラメータを調整するために、プロセッサ２２によって制御されてもよい。幾つかの実施形態では、上記治癒法は、対象１２の気道の断面積を減少させるために、強制呼吸の直前で、呼吸可能な気体の加圧気流が第１の陰圧レベルで対象１２の気道に運ばれるように定めてもよい。強制呼吸の直前で、対象１２の気道に運ばれる第１の陰圧レベルの呼吸可能な気体の加圧気流の生成後、圧力生成器１４は、強制呼吸の間、第２の陰圧レベルで対象１２の気道に運ばれる呼吸可能な気体の加圧気流を生成するように制御されてもよい。幾つかの実施形態では、圧力レベルは、第１の陰圧レベルから第２の陰圧レベルまで減少されてもよい（例えば、圧力は、−３０ｃｍＨ２Ｏから−４０ｃｍＨ２Ｏまで減少されてもよい）。幾つかの実施形態では、圧力生成器１４は、強制呼吸の前に対象１２が呼吸を維持しやすくするために、強制呼吸の直前で、第１の陰圧レベルを調整するように制御されてもよい。
【００１６】
呼吸可能な気体の加圧気流は、対象インタフェース１６を介して、対象１２の気道に伝達される。対象インタフェース１６は、圧力生成器１４によって生成された呼吸可能な気体の加圧気流を、対象１２の気道に伝達するように構成されている。対象インタフェース１６は、コンジット２４、インタフェース器具２６、及び／又は、他のコンポーネントを有する。コンジット２４は、呼吸可能な気体の加圧気流をインタフェース器具２６に伝達するように構成されている。コンジット２４は、柔軟なチューブ、及び／又は、呼吸可能な気体の加圧気流をインタフェース器具２６に伝達するように構成された他の装置であってもよい。インタフェース器具２６は、呼吸可能な気体の加圧気流を対象１２の気道に伝達するように構成されている。幾つかの実施形態では、対象インタフェース１６は、非侵襲的である。インタフェース器具２６は、対象１２に非侵襲的に係合する。非侵襲的な係合は、対象１２の気道と対象インタフェース１６との間で気体を伝達するために、対象１２の気道の１又は複数の外部開口（例えば、鼻孔及び／又は口）を囲む領域に取り外し可能に係合することを含む。非侵襲的なインタフェース器具２６の幾つかの例は、例えば、送風管、鼻カニューレ、鼻マスク、鼻／口マスク、フルフェイスマスク、顔全体マスク、又は、対象の気道に気体の気流を運ぶ他のインタフェース器具を含んでいてもよい。本開示は、これらの例に限定されず、任意の対象インタフェースを用いて、対象１２に呼吸可能な気体の加圧気流を伝達することを考慮している。
【００１７】
１又は複数のセンサ１８が、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数のパラメータに関する情報を伝達する１又は複数の出力信号を生成するように構成されている。１又は複数のパラメータは、例えば、フローレート、体積、圧力、組成（例えば、１又は複数の構成成分の濃度）、湿度、温度、加速度、速度、呼吸レート、タイミング、及び／又は、他の気体パラメータのうちの１又は複数を含んでいてもよい。センサ１８は、上記パラメータを直接的に（例えば、圧力生成器１４又は対象インタフェース１６における、呼吸可能な気体の加圧気流との流体コミュニケーションを通じて）測定する１又は複数のセンサを含んでいてもよい。センサ１８は、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数のパラメータに間接的に関する出力信号を生成する１又は複数のセンサを含んでいてもよい。例えば、１又は複数のセンサ１８は、圧力生成器１４及び／又は他のセンサの動作パラメータ（例えば、モータ電流、電圧、回転速度、及び／又は、他の動作パラメータ）に基づく出力を生成してもよい。センサ１８は、対象インタフェース１６において単一の位置において図示されているが、このことにより、本発明を限定する意図はない。センサ１８は、例えば、圧力生成器１４の内部、コンジット２４の内部（又は、コンジット２４と連絡可能な状態）、インタフェース器具２６の内部（又は、インタフェース器具２６と連絡可能な状態）、及び／又は、他の位置などの複数の位置に配置されたセンサを含んでいてもよい。
【００１８】
ユーザ制御インタフェース２０は、対象１２が情報を供給し、システム１０から情報を受信するための、システム１０と対象１２との間のインタフェースを供給するように構成されている。このことは、「情報」として総称される、データ、結果、及び／又は、指示、及び、任意の他の通信可能な要素が、対象１２とプロセッサ２２及び／又はシステム１０の任意の他のコンポーネントとの間で伝達されることを可能にする。幾つかの実施形態では、ユーザ制御インタフェース２０は、対象１２が強制呼吸への準備ができているかどうかを示す情報が、対象１２によるユーザ制御インタフェース２０への入力を有するように構成されてもよい。ユーザ制御インタフェース２０への包含に適したインタフェース装置の例は、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、インジケータライト、音響アラーム、プリンタ、触覚フィードバック装置、ジェスチャ認識装置、及び／又は、他のインタフェース装置である。例えば、幾つかの実施形態では、対象１２は、対象１２が強制呼吸に対する準備ができていることをプロセッサ２２に伝達するために、ボタンを押下する。幾つかの実施形態では、ユーザ制御インタフェース２０は、複数の別個のインタフェースを含む。例えば、システム１０は、上記のプッシュボタン、及び／又は、四肢の完全な物理的制御を有さない対象（例えば、完全又は部分的に麻痺した対象）によって使用されるジェスチャ（例えば、まばたきなどの顔の動き）認識装置を有して構成されてもよい。
【００１９】
有線又は無線など他の通信技術が、ユーザ制御インタフェース２０として、本開示によって、考慮されることが理解されるべきである。例えば、本開示は、ユーザ制御インタフェース２０がリモートコントロールであることを考慮している。この例では、対象１２が強制呼吸に対する準備ができていることを示す情報がプロセッサ２２に無線送信される。他の例示的な入力装置及びユーザ制御インタフェース２０としてシステム１０で用いられるのに適した技術は、RS-232ポート、RFリンク、IRリンク、モデム（電話、ケーブル、又は、その他）を含むが、これらに限定されない。要約すると、システム１０と情報を伝達する任意の技術が、本開示によって、ユーザ制御インタフェース２０として考慮されている。
【００２０】
プロセッサ２２は、システム１０において情報処理能力を供給するように構成されている。プロセッサ２２は、１又は複数のディジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたディジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、状態マシン、及び／又は、情報を電気的に処理するための他のメカニズムを含んでいてもよい。プロセッサ２２が単一のエンティティとして図１に示されているが、これは、例示目的のみである。幾つかの実施形態では、プロセッサ２２は、複数の処理ユニットを含む。これらの処理ユニットは、同一の装置内に物理的に配置されていてもよく、又は、プロセッサ２２は、協働して動作する複数の装置の処理機能を表していてもよい。幾つかの実施形態では、プロセッサ２２及び／又はセンサ１８における通信は、無線又は有線で生じる。
【００２１】
図１に示されるように、プロセッサ２２は、１又は複数のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成されてもよい。１又は複数のコンピュータプログラムモジュールは、１又は複数のパラメータモジュール３０、制御モジュール３４、滴定モジュール３６、及び／又は、他のモジュールを有する。プロセッサ２２は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、及び／又は、ファームウェアの幾つかの組み合わせ、及び／又は、プロセッサ２２上で処理能力を構成するための他のメカニズムによって、モジュール３０、３４、及び／又は、３６を実行するように構成されてもよい。
【００２２】
当然のことながら、モジュール３０、３４、及び、３６は、図１において、単一の処理ユニット内に共同配置されているが、プロセッサ２２が複数の処理ユニットを含む実施形態では、モジュール３０、３４、及び／又は、３６の１又は複数が、他のモジュールから離れて配置されてもよい。以下に記述される異なるモジュール３０、３４、及び／又は、３６によって供給される機能の説明は、例示目的であって、本発明を限定する意図はなく、モジュール３０、３４、及び／又は、３６は、説明される機能よりも多い又は少ない機能を供給してもよい。例えば、モジュール３０、３４、及び／又は、３６の１又は複数が除去されてもよく、また、幾つか又は全ての機能が、他のモジュール３０、３４、及び／又は、３６によって供給されてもよい。他の例では、プロセッサ２２は、モジュール３０、３４、及び／又は、３６の１つに属する機能の幾つか又は全てを実行可能な、１又は複数の追加的なモジュールを実行するように構成されてもよい。
【００２３】
パラメータモジュール３０は、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数のパラメータを決定するように構成されている。呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数のパラメータは、呼吸可能な気体の加圧気流、対象１２の呼吸に関する呼吸パラメータ、及び／又は、他のパラメータに関する気体パラメータを有していてもよい。１又は複数のパラメータは、例えば、フローレート、体積、圧力、組成（例えば、１又は複数の構成要素の濃度）、湿度、温度、加速度、速度、呼吸レート、タイミング、及び／又は、他の気体パラメータのうち１又は複数を含んでいてもよい。パラメータモジュール３０は、センサ１８の出力信号に基づいて、１又は複数のパラメータを決定するように構成されている。パラメータモジュール３０によって決定された情報は、圧力生成器１４を制御するために、及び／又は、他の使用目的で、制御モジュール２４によって用いられてもよい。例えば、センサ１８からの出力信号は、強制呼吸の前に、呼吸可能な気体の加圧気流がある陰圧レベルである間、対象１２によって吐き出される気体の体積に関する情報を伝達してもよい。
【００２４】
パラメータモジュール３０は、対象１２によって吐き出される気体の体積、呼吸可能な気体の加圧気流が上記陰圧レベルである時間長、及び／又は、他のパラメータを決定するように構成されてもよい。他の例では、パラメータモジュール３０は、出力信号に基づいて、予備吸気の完了を検出するように構成されてもよい。予備吸気は、強制呼吸の前の、対象１２による吸気を有していてもよい。予備吸気の完了の検出は、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数のパラメータの決定を有していてもよい。１又は複数のパラメータは、予備吸気の周期的な呼吸体積、周期的な呼吸フローレート、及び／又は、他のパラメータを含んでいてもよい。予備吸気の周期的な呼吸体積は、強制呼吸の前の対象１２によって吸気される通常及び／又は平均的な空気の体積よりも多い空気の周期的な呼吸体積を有していてもよい。周期的な呼吸フローレートは、予備吸気の終わりにおいて、実質的にゼロであると決定されてもよい。
【００２５】
制御モジュール３４は、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数のパラメータを調整するように圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。１又は複数のパラメータは、特に、圧力を含んでいてもよい。制御モジュール３４は、圧力生成器１４が、強制呼吸の直前に、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを周囲の空気圧よりも小さく（例えば、陰圧）維持するように制御してもよい。幾つかの実施形態では、制御モジュール３４は、圧力生成器１４が、強制呼吸の直前に、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルがゼロより小さく維持するように制御してもよい。圧力レベルは、手動で決定されてもよいし、対象１２及び／又はユーザ制御インタフェース２０を介して他のユーザ（例えば、介護人、医者）によって入力される情報に基づいて制御モジュール３４によって決定されてもよいし、対象１２の以前の呼吸に基づいて制御モジュール３４によって決定されてもよいし、及び／又は、他の方法によって決定されてもよい。圧力レベルは、０ｃｍＨ２Ｏから約−５０ｃｍＨ２Ｏの間であってもよい。幾つかの実施形態では、圧力レベルは、約−４０ｃｍＨ２Ｏであってもよい。
【００２６】
幾つかの実施形態では、制御モジュール３４は、自動的に、上記の陰圧レベル（第１の陰圧レベル）で圧力を維持し始めるするように構成されてもよい。この自動開始は、対象１２の吸気及び／又は呼気が停止されたことを示す、パラメータモジュール３０によって決定されるパラメータ情報に応じていてもよい。
【００２７】
例えば、対象１２の吸気のための通常の周期的な呼吸量（体積）は、パラメータモジュール３０によって決定されてもよい。通常の周期的な呼吸量は、センサ１８からの出力信号によって伝達される情報に基づいて決定されてもよい。通常の周期的な呼吸量は、一連の呼吸に亘って決定される平均の周期的な呼吸量を含んでいてもよい。吸気の間、通常の周期的な呼吸量（例えば、所定量）を超える増加した周期的な呼吸量の出現は、パラメータモジュール３０によって検出され得る。増加した周期的な呼吸量の出現は、予備吸気を示していてもよい。増加した周期的な呼吸量の出現（例えば、予備吸気）は、閾値レベルを超える周期的な呼吸量に応じて検出されてもよい。増加した周期的な呼吸量の出現の検出後、パラメータモジュール３０は、周期的なフローレートが実質的にゼロである（例えば、対象の気道への流入及び／又は対象の気道からの流出がない）場合を決定するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、実質的にゼロのフローレートは、例えば、対象１２が吸気を終え、息を止め、咳をするための準備ができていることを示していてもよい。
【００２８】
対象１２が吸気を終えたこと（例えば、予備吸気の完了）を決定したことに応じて、圧力生成器１４は、対象１２の気道に運ばれる陰圧の生成を開始するように、制御モジュール３４によって制御されてもよい。圧力生成器１４は、周期的なフローレートが実質的にゼロであることの決定に応じて、陰圧（例えば、第１の陰圧）の生成を開始するように構成されてもよい。圧力生成器１４は、パラメータモジュール３０が、第１の陰圧レベルが対象１２の気道に達したことを決定したことに応じて、制御モジュール３４により、対象１２の気道に運ばれる陰圧の生成を停止するように制御されてもよい。対象１２は、例えば、陰圧の停止に応じて、咳をすることができる。幾つかの実施形態では、制御モジュール３４は、例えば、陰圧が停止されたことを対象１２に示すように、ユーザ制御インタフェース２０を制御するように構成されてもよい。
【００２９】
幾つかの実施形態では、制御モジュール３４は、対象１２が強制呼吸に対する準備ができたことを示す情報をユーザ制御インタフェース２０を介して受信したことに応じて、上記圧力を第１の陰圧レベルに維持し始めるように構成されてもよい。対象１２は、ユーザ制御インタフェース２０を介して、及び／又は、他の方法によって、強制呼吸に対する準備ができたことを示してもよい。ユーザ制御インタフェース２０は、対象１２が強制呼吸に対する準備ができたことを伝達する情報を制御モジュール３４に送信するように構成されてもよい。
【００３０】
制御モジュール３４は、強制呼吸の前に対象によって吐き出される気体の体積が閾値量を超えるまでは、所定の時間、生成された圧力が閾値レベルを超えるまでは、ユーザ制御インタフェース２０に対する対象１２の制御入力に応じて、及び／又は、他の状態に応じて、第１の陰圧レベルで呼吸可能な気体の加圧気流を維持するように、圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。所定の時間、及び／又は、吐き出される気体の体積閾値は、手動で決定されてもよいし、ユーザ制御インタフェース２０を介して対象１２及び／又は他のユーザ（例えば、介護人、医者）によって入力された情報に基づいて、制御モジュール３４によって、決定されてもよいし、対象１２の以前の呼吸に基づいて制御モジュール３４によって決定されてもよいし、及び／又は、他の方法によって決定されてもよい。
【００３１】
例えば、制御モジュール３４は、−４０ｃｍＨ２Ｏの第１の陰圧レベルで、呼吸可能な気体の加圧気流を制御するように、圧力生成器１４を制御してもよい。制御モジュール３４は、強制呼吸の前に、対象１２によって吐き出される気体の体積が閾値レベルを超えるまで、第１の陰圧レベルで、呼吸可能な気体の加圧気流を制御するように、圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。吐き出される気体の体積閾値は、閾値レベルを超えた吐き出される気体の体積が、対象１２の気道に−４０ｃｍＨ２Ｏの圧力が付与された場合に、対象１２が息を止めることができないことを示すように構成されてもよい。閾値レベルを超えた吐き出される気体の体積は、第１の陰圧レベルが調整されるべきであることを示していてもよい。
【００３２】
滴定モジュール３６は、センサ１８によって生成された出力信号、パラメータモジュール３０によって決定されるパラメータ情報、及び／又は、他の情報に基づいて、第１の陰圧レベルを調整するように構成されている。滴定モジュール３６は、強制呼吸の間、分泌物除去を強化するために、第１の陰圧レベルを調整するように構成されている。幾つかの実施形態では、滴定モジュール３６は、対象１２によって吐き出される気体の体積が、強制呼吸の前に、閾値レベルを超えたことに応じて、第１の陰圧レベルを調整するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、滴定モジュール３６は、達成された呼気流（例えば、最大の呼吸フロー）に基づいて、第１の陰圧レベルを調整するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、制御モジュール３４は、滴定モジュール３６によって作られた調整に基づいて、後続の呼吸サイクルのための第１の陰圧レベルを維持するように、圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。
【００３３】
上記の例に続いて、制御モジュール３４は、４０ｃｍＨ２Ｏの第１の陰圧レベルで、呼吸可能な気体の加圧気流を制御するように、圧力生成器１４を制御してもよい。強制呼吸の前に、対象１２によって吐き出される気体の体積が閾値レベルを超えたことに応じて、滴定モジュール３６は、圧力生成器１４が、−３０ｃｍＨ２Ｏの調整された圧力で、第１の陰圧レベルを維持させるように構成されてもよい。−３０ｃｍＨ２Ｏの圧力レベルは、ゼロに近く、対象１２が息を止め易くする。幾つかの実施形態では、制御モジュール３４は、滴定モジュール３６による調整に基づいて、後続の呼吸サイクルのための−３０ｃｍＨ２Ｏで、第１の陰圧レベルを維持するように、圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。
【００３４】
幾つかの実施形態では、制御モジュール３４は、強制呼吸の直前では、第１の陰圧レベルで、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを維持し、強制呼吸の間では、第２の陰圧レベルで呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを維持するように、圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。制御モジュール３４は、対象１２が強制呼吸に対する準備ができていることを示す情報を受信したことに応じて、強制呼吸の直前では、第１の陰圧レベルで、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを維持し、強制呼吸の間では、第２の陰圧レベルで呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを維持するように、圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。制御モジュール３４は、第１の圧力レベルで所定時間経過したことに応じて、及び／又は、他の状態に応じて、第２の圧力レベルで、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを維持するように、圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。
【００３５】
幾つかの実施形態では、圧力レベルは、第１の陰圧レベルから、第２の陰圧レベルまで、減少されてもよい（例えば、圧力は、−３０ｃｍＨ２Ｏから−４０ｃｍＨ２Ｏまで減少されてもよい）。幾つかの実施形態では、強制呼吸の間、圧力生成器１４は、第２の陰圧の圧力レベルを一定に維持するように制御されてもよい。幾つかの実施形態では、滴定モジュール３６は、強制呼吸の間、１又は複数の端お陰圧レベルに、第２の陰圧の圧力レベルを調整するように、圧力生成器１４を制御するように構成されてもよい。
【００３６】
幾つかの実施形態では、制御モジュール３４は、第１の陰圧レベルで維持された圧力が停止される場合、及び／又は、停止されようとしている場合（例えば、第１の圧力レベルで圧力を維持した後、第２の圧力レベルで圧力を維持する前）を対象１２に知らせるように、ユーザ制御インタフェース２０及び／又は他の装置を制御するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、第２の陰圧レベルは、付与されなくてもよい。対象１２は、第１の陰圧レベルで圧力が付与された後、自然に咳をしてもよいことが知らされる。
【００３７】
非限定的な例により、圧力生成器１４は、強制呼吸治療法に従って、呼吸可能な気体の加圧気流のパラメータを調整するように、制御モジュール３４によって制御されてもよい。幾つかの実施形態では、上記治療法は、強制呼吸の直前で、呼吸可能な気体の加圧気流が、第１の陰圧レベルで対象１２の気道に運ばれるとともに、強制呼吸の間、呼吸可能な気体の加圧気流が、第２の陰圧レベルで対象１２の気道に運ばれるように定めてもよい。制御モジュール３４は、（例えば、パラメータモジュール３０によって決定される）対象１２の吸気が停止されたことを示すパラメータ情報に応じて、第１の陰圧レベルで、上記圧力を維持し始めるように構成されてもよい。第１の陰圧レベルでの所定時間経過後、圧力生成器１４は、強制呼吸の間、第２の陰圧レベルで対象１２の気道に運ばれる呼吸可能な気体の加圧気流を生成するように制御されてもよい。
【００３８】
図２は、通常の強制呼吸の直前における２つの異なる直径２０４，２０６を有する気道２０２の図である。直径２０４は、強制呼吸の直前における気道２０２の典型的な直径を示している。直径２０６は、陰圧が付与される強制呼吸の直前における気道２０２の直径を示している。吸気／呼気の直後且つ強制呼吸の直前に付与される陰圧は、一時的に、気道０２の直径を減少させる。気道２０２の直径を減少させることは、後続の強制呼吸の間に気道２０２を通る空気の速度を増加させることができる。気道２０２を通る空気の増加された速度は、強化された分泌物除去につながるであろう。図２において、気道２０２は、強制呼吸の直前において、＋４０ｃｍＨ２Ｏの例示的な圧力２０８で図示されている。陰圧が付与された気道２０２は、−２０ｃｍＨ２Ｏの例示的な圧力２１０で図示されている。これらの例示的な圧力には、本発明を限定する意図はない。強制呼吸の直前の気道２０２の典型的な直径２０４は、直径「Ｄ」で示されている。陰圧２１０が付与された気道２０２の直径２０６は、「１／３Ｄ」で示されている。
【００３９】
図３は、時間３０２の関数として、呼吸サイクルの呼気段階における圧力３００を図示している。線３０４は、自然な咳に対する時間の関数としての圧力を示している。線３０６は、典型的な機械的強制呼気吸気に対する時間の関数としての圧力を示している。線３０８は、強制呼吸の開始前に（図１を参照して上述されたような）陰圧が付与された後の時間の関数としての圧力を示している。線３０８は、３つの線のうち、圧力の開始点３１０がゼロより小さい唯一の線である。
【００４０】
図４及び図５は、分泌物除去強化システムにより、対象の気道からの分泌物除去を強化するための方法４００及び方法５００を図示している。当該システムは、圧力生成器、１又は複数のプロセッサ、及び、ユーザ制御インタフェースを有している。１又は複数のプロセッサは、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成されている。コンピュータプログラムモジュールは、制御モジュール及び滴定モジュールを含む。以下に示される方法４００及び／又は方法５００の動作は、例示的なものにすぎない。幾つかの実施形態では、方法４００及び／又は方法５００は、説明が省略された１又は複数の追加的な動作により、及び／又は、説明された１又は複数の動作を省くことにより、達成されてもよい。さらに、方法４００及び／又は方法５００の動作の順序は、図４及び／又は図５において例示的であり、以下の説明には、本発明を限定する意図はない。
【００４１】
幾つかの実施形態では、方法４００及び／又は方法５００は、１又は複数の処理装置（例えば、ディジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報処理用に設計されたディジタル回路、情報処理用に設計されたアナログ回路、状態マシン、及び／又は、情報を電気的に処理するための他のメカニズム）に実装されてもよい。１又は複数の処理装置は、電子ストレージ媒体に電気的に記録された命令に応じて、方法４００及び／又は方法５００の動作の幾つか又は全てを実行する１又は複数の装置を含んでいてもよい。１又は複数の処理装置は、方法４００及び／又は方法５００の動作の１又は複数を実行するために特別に設計された、ハードウェア、ファームウェア、及び／又は、ソフトウェアを通じて構成された１又は複数の装置を含んでいてもよい。
【００４２】
方法４００を参照するに、動作４０２において、対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流が、圧力生成器により生成される。幾つかの実施形態では、動作４０２は、（図１に示され上述された）圧力生成器１４と同一又は類似の圧力生成器によって実行される。
【００４３】
動作４０４において、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数の気体パラメータに関する情報を伝達する出力信号が生成される。幾つかの実施形態では、動作４０４は、（図１に示され上述された）センサ１８と同一又は類似のセンサによって実行される。
【００４４】
動作４０６において、圧力生成器は、制御モジュールにより、強制呼吸の直前で、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを周囲の空気圧よりも小さく維持するように制御される。幾つかの実施形態では、圧力生成器は、対象が強制呼吸に対して準備できていることを示す情報をユーザ制御インタフェースを介して受信したことに応じて、第１の陰圧レベルで、呼吸可能な気体の加圧気流を供給するように制御される。幾つかの実施形態では、圧力生成器は、出力信号に基づいて（例えば、出力信号は、対象が吸気を完了したことを示す情報を伝達してもよい）、第１の陰圧レベルで、呼吸可能な気体の加圧気流を供給するように制御される。幾つかの実施形態では、動作４０６は、（図１に示され上述された）制御モジュール３４と同一又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって実行される。
【００４５】
動作４０８において、強制呼吸の間の分泌物除去を強化するために、第１の陰圧レベルは、出力信号に基づいて、滴定モジュールにより調整される。幾つかの実施形態では、出力信号は、強制呼吸の前において、呼吸可能な気体の加圧気流が第１の陰圧レベルである間、対象によって吐き出される気体の体積に関する情報を伝達する。幾つかの実施形態では、第１の陰圧レベルは、強制呼吸の前に、対象によって吐き出される気体の体積が閾値レベルを超えたことに応じて、増加される。幾つかの実施形態では、動作４０８は、（図１に示され上述された）滴定モジュール３６と同一又は類似の滴定モジュールによって実行される。
【００４６】
動作４１０において、圧力生成器は、制御モジュールにより、強制呼吸の間、対象の気道に運ばれる呼吸可能な気体の加圧気流を第２の陰圧レベルで生成するように制御される。制御モジュールは、対象が強制呼吸に対して準備できていることを示す情報の受信に応じて、強制呼吸の直前では、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを第１の陰圧レベルで維持するように、圧力生成器を制御するとともに、強制呼吸の間では、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを第２の陰圧レベルで維持するように、圧力生成器を制御するように構成されてもよい。制御モジュールは、第１の圧力レベルで所定の時間が経過したことに応じて、及び／又は、他の状態に応じて、呼吸可能な気体の加圧気流の圧力レベルを第２の圧力レベルで維持するように、圧力生成器を制御するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、動作４１０は、制御モジュール３４と同一又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって実行される。幾つかの実施形態では、動作４１０は、オプションである。
【００４７】
方法５００を参照するに、幾つかの実施形態では、方法５００の様々な動作が、システムによって、自動的に（例えば、対象及び／又は他のユーザが、選択を入力したり、及び／又は、システムへの他の入力を供給する必要なく）、トリガされてもよい。この自動的なトリガは、パラメータモジュール及び／又はシステムの他のコンポーネントによって決定される情報に基づいていてもよい。
【００４８】
動作５０２において、対象の気道に運ばれる、呼吸可能な気体の加圧気流が、圧力生成器により生成される。幾つかの実施形態では、動作５０２は、（図１に示され上述された）圧力生成器１４と同一又は類似の圧力生成器によって実行される。
【００４９】
動作５０４において、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数の気体パラメータに関する情報を伝達する出力信号が生成される。幾つかの実施形態では、動作５０４は、（図１に示され上述された）センサ１８と同一又は類似のセンサによって実行される。
【００５０】
動作５０６において、予備吸気の完了が検出される。予備吸気は、強制呼吸の前の対象による吸気を有していてもよい。予備吸気の完了の検出は、呼吸可能な気体の加圧気流の１又は複数のパラメータを決定することを有していてもよい。１又は複数のパラメータは、予備吸気の周期的な体積、周期的なフローレート、及び／又は、他のパラメータを含んでいてもよい。予備吸気の周期的な体積は、強制呼吸の前に対象によって吸気される空気の通常及び／又は平均の体積よりも多い、空気の周期的な体積を有していてもよい。周期的なフローレートは、予備吸気の終わりにおいて、実質的にゼロであると決定されてもよい。幾つかの実施形態では、通常の周期的な呼吸量が、ある期間に亘る対象の通常の周期的な呼吸の間に１又は複数のセンサからの出力信号によって伝達される情報に基づいて、決定されてもよい。
【００５１】
通常の周期的な呼吸量は、対象による１又は複数の呼吸に関する出力信号に基づいて、決定されてもよい。例えば、通常の周期的な呼吸量は、一連の呼吸に亘る平均的な周期的呼吸量を含んでいてもよい。通常の周期的な呼吸は、最大の周期的呼吸量変化設定点を設定するために用いられてもよい。予備吸気の周期的な体積は、閾値レベルを超える最大の周期的呼吸量に応じて、検出されてもよい。例えば、閾値レベルは、約１．３の係数だけ最大体積変化より上に設定されてもよい。幾つかの実施形態では、実質的にゼロのフローレートは、例えば、対象が吸気を終え、咳をする準備ができていることを示していてもよい。幾つかの実施形態では、動作５０６は、（図１に示され上述された）パラメータモジュール３０と同一又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって実行される。
【００５２】
動作５０８において、圧力生成器は、対象の気道に運ばれる陰圧の生成を開始するように制御される。圧力生成器は、予備吸気の完了の検出に応じて、陰圧（第１の陰圧レベル）の生成を開始するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、圧力生成器は、周期的なフローレートが実質的にゼロであることを決定したことに応じて、陰圧の生成を開始するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、動作５０８は、（図１に示され上述された）制御モジュール３４と同一又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって実行される。
【００５３】
動作５１０において、圧力生成器は、制御モジュールにより、対象の気道に運ばれる陰圧の生成を停止するように、制御される。圧力生成器は、パラメータモジュールが第１の陰圧レベルに達したことを決定したことに応じて、陰圧の生成を停止するように制御される。対象は、例えば、陰圧の停止に応じて、咳をすることができる。幾つかの実施形態では、制御モジュールは、例えば、陰圧が停止されたことを対象に示すように、ユーザ制御インタフェースを制御するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、動作５１０は、（図１に示され上述された）制御モジュール３４及び／又はパラメータモジュール３０と同一又は類似のコンピュータプログラムモジュールによって実行される。
【００５４】
請求項中、括弧内の任意の参照符号は、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」又は「含む」なる用語は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。幾つかの手段を列挙している装置クレームにおいて、これらの手段の幾つかは、全く同一のハードウェアによって実現されてもよい。単数形の要素は、かかる要素が複数存在することを除外しない。幾つかの手段を列挙している任意の装置クレームにおいて、これらの手段の幾つかは、全く同一のハードウェアによって実現されてもよい。特定の要素が相互に異なる従属項において言及されているという単なる事実は、これらの要素が組み合わせて用いられないということを示すものではない。
【００５５】
上述の説明は、現時点で最も実用的且つ最良の実施形態であると考えられるものに基づいて、例示の目的のために詳細を提示しているが、かかる詳細は、例示目的でしかなく、本開示は、例示の実施形態に限定されないことが理解されるべきであるが、反対に、添付の請求項の思想及び範囲内にある修正例及び均等的な構成を含むと意図される。例えば、本開示は、可能な限り、任意の実施形態の１又は複数の特徴が、任意の他の実施形態の１又は複数の特徴と組み合わせられてもよいことを考慮していることが理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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