(57)【要約】  呼吸器疾患、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）およびいびきを治療するため、および呼吸効率を改善するためのシステムが記載される。１つの実施形態では、上記システムは、ヒトの口上に配置されるのに適合した第１弁とヒトの鼻上に配置されるのに適合した第２弁とを有する弁システムを含む。これらの弁は、１つの用途では、上記ヒトが鼻を通してのみ吸気し、口を通してのみ呼気することを上記弁システムが許容するが、また別の用途では、上記ヒトが鼻を通してのみ呼気し、口を通してのみ吸気することを上記弁システムが許容するように選択される。
2010512968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒトの口上に配置するのに適合した第１弁と、
ヒトの鼻上に配置するのに適合した第２弁と、
を含んでなる、呼吸装置。
【請求項２】
前記第１弁と第２弁とが、ヒトが鼻を通してのみ吸気し、口を通してのみ呼気することを許容するように作動する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１弁と第２弁とが、ヒトが口を通してのみ吸気し、鼻を通してのみ呼気することを許容するように作動する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記弁が、第２弁が閉じると第１弁が開き、第２弁が開くと第１弁が閉じるように作動する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１弁と第２弁とが配置されているマスク部分をさらに含んでなる、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記マスクが、ヒトの口および鼻の周囲で密封材を提供するのに適合している、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記マスクが、ヒトの口領域へ結合させるのに適合した第１マスク部分と前記ヒトの鼻領域に結合させるのに適合した第２マスク部分とから提供される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
ヒトの口に結合させるのに適合した口用部材であって、前記第１弁が前記口用部材に結合されている口用部材と、
ヒトの鼻に結合させるのに適合した鼻用部材であって、前記第２弁が前記鼻用部材に結合されている鼻用部材と、
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１弁が、一方向弁として提供される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２弁が、一方向弁として提供される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１および第２弁が、ヒトの吸気相中に、前記第１弁が、前記ヒトが彼らの口を通して吸気することを防止し、前記第２弁が、前記ヒトが彼らの鼻を通して吸気することを許容するようにどちらも一方向弁として提供される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
呼吸器疾患を治療するためおよび呼吸効率を改善するためのシステムであって、
ヒトの口上に配置されるのに適合した第１弁とヒトの鼻上に配置されるのに適合した第２弁とを有する弁システムであって、前記ヒトが鼻を通してのみ吸気し、口を通してのみ呼気することを許容するような弁システム
を含んでなる、システム。
【請求項１３】
前記弁システムが、１対の一方向弁から提供される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
その中に配置された第１弁を有する口用部材と、
その中に配置された第２弁を有する鼻用部材と、
をさらに含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
ヒトの吸気相中には前記第１一方向弁が閉じられて前記第２一方向弁が開かれ、ヒトの呼気相中には前記第１一方向弁が開かれて前記第２一方向弁が閉じられる、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１弁と第２弁とが配置されているマスク部分をさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記マスクが、ヒトの口および鼻の周囲で密封材を提供するのに適している、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
呼吸器疾患を治療するためおよび呼吸効率を改善するためのシステムであって、
ヒトの口上に配置されるのに適合した第１弁とヒトの鼻上に配置されるのに適合した第２弁とを有する弁システムであって、前記ヒトが口を通してのみ吸気し、鼻を通してのみ呼気することを許容するような弁システム
を含んでなる、システム。
【請求項１９】
前記弁システムが、１対の一方向弁から提供される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
その中に配置された第１弁を有する口用部材と、
その中に配置された第２弁を有する鼻用部材と、
をさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
ヒトを治療するための方法であって、
前記ヒトの呼気相に反応して、前記ヒトが口を通してのみ呼気することを許容するように、前記ヒトの口上に配置された第１弁を開き、前記ヒトの鼻上に配置された第２弁を閉じる工程と、
前記ヒトの吸気相に反応して、前記ヒトが鼻を通してのみ吸気することを許容するように、前記ヒトの口上に配置された第１弁を閉じ、前記ヒトの鼻上に配置された第２弁を開く工程と、
を含んでなる方法。
【請求項２２】
前記弁が、所定の弁圧に反応して開閉する一方向弁として提供され、前記ヒトが口を通して呼気する場合に、空気の流出が前記ヒトの舌を前方に押して前記ヒトにおけるあらゆる上気道閉塞を開放する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
呼気相の終了時に、口に近接させて配置した一方向弁が閉じられて、舌の正面において口腔内で陰圧を生成して任意の上気道閉塞の重症度を減少させるために舌を後咽頭壁に向けてそれ以上落下することを防止する口内の閉鎖区画を形成する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
ヒトの吸気相中に、前記第１一方向弁が、前記第２一方向弁が開いている期間にわたって閉じられ、ヒトの呼気相中には、前記第１一方向弁が、前記第２一方向弁が閉じている期間にわたって開かれる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ヒトの呼吸が、それぞれ前記弁を開閉する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１弁および第２弁がマスク内に配置され、前記方法が前記ヒトの口および鼻の周囲でマスクを密閉する工程をさらに含んでなる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）を治療するために使用される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
いびきを治療するために使用される、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、呼吸器疾患を治療するための方法および装置、より詳細には呼吸効率を改善するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野において知られているように、口すぼめ呼吸は、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）および喘息を含む呼吸器疾患を有する患者においてよく知られた現象である。唇を閉じた口を通しての呼気（exhalation）は呼気終末陽圧（positive end expiratory pressure）を生成するので、患者における末梢気道の虚脱を防止すると考えられてきたが、これまで証明されたことはなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明によると、ヒトの呼吸効率を改善するためのシステムは、ヒトの口上に配置するのに適合した第１弁およびヒトの鼻上に配置するのに適合した第２弁を含む。これらの弁は、患者が彼らの鼻を通してのみ吸気し、彼らの口を通してのみ呼気することが許容されるように選択される。この特定の配置を用いて、呼吸器疾患を治療するための装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの実施形態では、これらの弁は、一方向弁として提供される。弁の１つは鼻用部材内に配置され、もう１つの弁は口用部材内に配置される。吸気相中には、鼻用部材内の一方向弁は開かれ、口用部材内の一方向弁は閉じられる。呼気相中には、口用部材内の一方向弁は開かれ、鼻用部材内の一方向弁は閉じられる。この方法で、ヒトは彼らの鼻を通してのみ吸気し、彼らの口を通してのみ呼気することが許容される。これは、呼吸１回に付き、典型的には約１００立方センチメートル（ｃｃ）の死腔の減少と、呼吸負荷の減少を生じさせる。本発明において、口すぼめ呼吸の利益は主として死腔換気および呼吸仕事量の減少、ならびに患者の呼吸効率における改善に起因する可能性があることが見いだされた。
【０００５】
また別の実施形態では、これらの価値はヒトの顔面に被せて装着するのに適合したマスクへ結合される。マスクがヒトの顔面上に配置されると、第１弁はヒトの口に近接させて配置され、第２弁はヒトの鼻に近接させて配置される。一部の実施形態では、これらの弁は、患者が彼らの鼻を通してのみ吸気し、彼らの口を通してのみ呼気することが許容されるように選択される。他の実施形態では、これらの弁は、患者が彼らの鼻を通してのみ呼気し、彼らの口を通してのみ吸気することが許容されるように選択される。使用する弁の特定の型および組み合わせは、そのマスクが使用されるであろう特定の用途（例、いびきの治療、閉塞性睡眠時無呼吸の治療など）を含む様々な要素にしたがって選択される。
【０００６】
この呼吸技術およびシステムは、肺疾患を備える患者を治療するために使用できる。本システムおよび技術は、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）を治療するためにも使用できる。ＯＳＡを有する患者は、鼻を通してのみ吸気し、口を通してのみ呼気することが許容される。患者が口を通して呼気すると、流出は舌を前方へ押し出し、上気道閉塞を開放する。呼気の終了時に、口に近接させて配置された一方向弁（例、口用部材）は閉じられ、口の中で閉鎖区画を形成する。閉鎖区画に起因して、舌の正面にある口腔内で陰圧が生成され、後咽頭壁に向けての舌のさらなる落下は口腔内で生成される陰圧によって防止される。したがって、上気道閉塞の重症度は減少させられ、または一部の場合には完全に防止されることさえある。
【０００７】
本発明のさらに別の態様によると、ヒトの呼吸効率を改善するためのシステムは、ヒトの口上に配置されるのに適合した第１弁およびヒトの鼻上に配置されるのに適合した第２弁を含む。これらの弁は、患者が彼らの口を通してのみ吸気し、彼らの鼻を通してのみ呼気することが許容されるように選択される。この特定の配置を用いて、呼吸器疾患を治療するための装置が提供される。
【０００８】
一般に、本明細書に記載したシステムおよび関連方法は、鼻を通してのみの吸気および口を通してのみの呼気によって呼吸効率を改善する。あるいは、本明細書に記載したシステムおよび関連方法は、口を通してのみの吸気および鼻を通してのみの呼気を許容することによって、同一または類似の結果を提供する。本システムを通しての呼吸は、解剖学的死腔を減少させ、肺胞換気を改善し、呼吸負荷を減少させる。
【０００９】
本発明の装置は、非侵襲性陽圧換気と組み合わせて使用できる。通常、非侵襲性陽圧換気に使用されるフェイスマスクは、追加の１５０ｃｃの死腔を付け加える。これは、３００ｃｃ（１５０ｃｃは自然気道から、１５０ｃｃはフェイスマスクから）の総解剖学的死腔を生じさせる。本発明の装置は、非侵襲性陽圧換気を用いない自発呼吸におけるのとまさに同様に７５ｃｃへ解剖学的死腔を減少させることができる。本明細書に記載した非侵襲性陽圧換気とマスクとの組み合わせは、毎分換気量、気道圧および／または１回換気量および／または換気速度の減少によって、非侵襲性陽圧換気の利益を最適化するために役立つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の上記の特徴、ならびに本発明自体は、以下の図面の簡単な説明からより明確に理解することができる。
【図１】二重一方向弁システムを示した図である。
【図２】呼吸頻度対分時肺胞換気量のプロット図である。
【図３】本装置を通しての呼吸による死腔減少を例示しているヒトの頭部の側面図である。
【図４】呼吸頻度対分時肺胞換気量のプロット図である。
【００１１】
図面および本文における明確さを促進する努力において、図面は必ずしも縮尺表示されていないこと、その代りに本発明の原理を例示することに重点が置かれていることを理解すべきである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで図１を参照すると、呼吸器疾患を治療するため、より詳細には呼吸効率を改善するためのシステム１０は、ヒトの口上に位置されるのに適合した第１弁１２ａおよびヒトの鼻上に位置されるのに適合した第２弁１２ｂを有する二重一方向弁システム１２を含む。これらの弁は、好ましくは低圧値として提供される（例えば、これらの弁は、相対的に小さな圧力値に反応して適切に開閉する）。弁１２ａ、１２ｂは、マスク１４ａ、１４ｂの各１つに配置される。マスク１４ａ、１４ｂは、別個の部材から、または単一の統合部材として提供されてもよい。マスク１４ａ、１４ｂが個別部材（例、２つの個別部材）として提供される場合には、それらは取り外し可能に一緒に結合することができる。
【００１３】
さらに、一部の実施形態では、これらの弁は、マスクとは別個の要素として提供されてもよい。したがって、この場合には、これらの弁はマスクへ結合する（マスクへ取り外し可能に結合もしくは固定する、またはマスクへ永続的に結合もしくは固定する）ことができる。他の実施形態では、マスク（またはマスクの部分）は、その中に弁を備えて形成されてもよい。
【００１４】
１つの実施形態では、吸気相中には、口用部材内の一方向弁１２ａ（例、マスク部分１４ａ）は閉じられ（すなわち、空気は弁を通過できない）、鼻用部材内の一方向弁１２ｂ（例、マスク部分１４ｂ）は開かれる（すなわち、空気は弁を通過できる）。他方、呼気相中には、口用部材内の一方向弁１２ａは開かれ、鼻用部材内の一方向弁１２ｂは閉じられる。したがって、システム１０によれば、ヒトが鼻を通してのみ吸気し、口を通してのみ呼気することができる。
【００１５】
患者が口を通して呼気すると、気体の流出は舌を前方へ押し出し、上気道閉塞を開放する。呼気の終了時に、口用部材内の一方向弁は閉じられ、口の中で閉鎖区画を形成する。閉鎖区画に起因して、舌の正面で口腔内の陰圧が生成され、後咽頭壁に向けての舌のさらなる落下は口腔内で生成される陰圧によって防止される。したがって、上気道閉塞の重症度は減少させられる。
【００１６】
したがって本システムは、呼吸器疾患を治療するために、より詳細には呼吸効率を改善するために使用できる。本装置は、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）ならびにいびきを治療するためにも使用できる。
【００１７】
１つの実施形態では、当然のことながら、マスクを正しい位置に保持するためのストリップ（例、接着性ストリップ）を使用することができる。さらにまた、マスクは機能するための密封材（seal）を提供すべきである。しかし、密封材は気密性である必要はない。密封材が漏出を伴わずに約５ｃｍの水圧を保持するために十分に密である場合、システム１０の適正な作動を許容するために十分である。一般に、マスクは、本システムの適正な作動を保証するために所望であるように弁が開閉することを許容するために十分な密封材だけを提供する必要がある。したがって一部の用途では、マスクが漏出を伴わずに５ｃｍを超える水圧を保持するために十分に密である密封材を提供することが必要な場合があるが、他の用途では、マスクが漏出を伴わずに５ｃｍ未満の水圧を保持するために十分に密である密封材を提供することが必要な場合がある。例えば、本発明のシステム（例えば、図１におけるシステム１０）が非侵襲性陽圧換気技術と組み合わせて使用される場合は、マスクが５ｃｍを超える水圧に対する密封材を提供することが必要になることがある。
【００１８】
１つの実施形態では、これらの弁は、約２ｃｍの水圧に反応して開閉すべきである。しかし一部の用途では、弁が２ｃｍ未満の水圧に対して反応性であることが必要な場合があるが、他の用途では、弁が２ｃｍを超える水圧に対して反応性であることが必要な場合がある。当業者であれば、マスクが提供しなければならない適切なレベルの密封材ならびに弁がそれに対して反応性でなければならない適切な圧力レベルを選択する方法を理解する。したがって、特定の用途に応じて選択できる広範囲のマスク密封材圧（mask seal pressures）および弁圧力が存在する。特定の用途のために選択された弁の特定のマスク密封材圧および作動特性は、選択された用途におけるシステムの適正な作動を許容するように選択される。
【００１９】
システム１０のまた別の実施形態では、吸気相中には、一方向弁１２ａが開かれ、一方向弁１２ｂが閉じられる。他方、呼気相中には、一方向弁１２ａが閉じられ、一方向弁１２ａは開かれる。したがって、また別の実施形態では、システム１０は、ヒトが口を通してのみ吸気し、鼻を通してのみ呼気することを許容する。
【００２０】
図２を参照すると、分時肺胞換気量（minute alveolar ventilation）に対して死腔および呼吸速度の減少が及ぼす模擬作用のプロット図が示されている。体重７０キログラム（ｋｇ）の被験者における解剖学的死腔は１５０ミリリットル（ｍＬ）であり、本装置を通しての呼吸は解剖学的死腔を５０％減少させると推定されている。マスクを通しての呼吸による解剖学的死腔における減少の機序は、呼気終了時に上気道に含有される呼気を再呼吸することを回避することによる。本装置を用いた死腔は、７５ｍＬである。
【００２１】
図３を参照すると、本装置を通しての呼吸を用いた死腔減少を例示しているヒト頭部が示されている。斜線によって示された領域２０は、バイパスされた死腔を表している。
【００２２】
図４を参照すると、呼吸頻度対分時肺胞換気量のプロット図が示されている。フルフェイスマスクおよび本発明のマスク（例、図１のマスク）の分時肺胞換気量に及ぼす模擬作用が示されている。体重７０ｋｇの被験者における解剖学的死腔は、図１と結び付けて上述したマスクと同一または類似するマスクを用いた場合は７５ｍＬであり、フルフェイスマスクを用いた場合は２５０ｍＬであると推定されている。どちらのシナリオでも、被験者の１回換気量は３００ｍＬである。
【００２３】
本明細書に言及した全刊行物および参考文献は、その全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
【００２４】
上記に詳述した実施形態における要素および特徴の特定の組み合わせは代表的なものに過ぎない；これらの教示と参照して組み込まれた特許および特許出願における他の教示との交換および置換もまた明示的に企図されている。当業者であれば認識できるように、本明細書に記載した実施形態の変形、変更、およびその他の実施は、当業者であれば、本発明の精神および特許請求の範囲から逸脱せずに思いつく。
【００２５】
さらに、本発明を記載し、図面において本発明の実施形態を例示する際には、特定の用語、数、寸法、材料などは、明確にするためにのみ使用される。しかし、本発明は、そのように選択された任意の特定の用語、数、寸法、材料など、および各特定の用語、数、寸法、材料などに限定されておらず、少なくとも、類似の目的を実施するための類似方法で作動するすべての技術的および機能的同等物を含む。所定の単語、語句、数、寸法、材料、原語技術、製品ブランドなどの使用は、すべての文法的、逐語的、科学的、技術的、および機能的同等物を含むことが企図されている。本明細書で使用する専門用語は、説明のためであり、限定のためではない。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を記載してきたが、今では、それらの概念を組み込んでいる他の実施形態を使用できることが当業者には明白である。さらに、当業者は、本明細書に記載した本発明の実施形態は、本明細書に上げた適用できる技術および標準における変更および改善に適応する、および／または適合するように変更することができることを理解する。例えば、この技術は多数の他の相違する形態で、および多数の相違する環境で実施することができ、本明細書に開示した技術は他の技術と組み合わせて使用できる。本明細書に記載した実施形態の変形、変更、およびその他の実施は、当業者であれば、本発明の精神および特許請求の範囲から逸脱せずに思いつく。したがって、これらの実施形態は本明細書に開示した実施形態に限定すべきではなく、添付の特許請求項の精神および範囲によってのみ限定されなければならない。
【００２７】
上記に詳述した実施形態における要素および特徴の特定の組み合わせは代表的なものに過ぎない；これらの教示と参照した特許／特許出願における他の教示との交換および置換もまた明示的に企図されている。当業者であれば認識できるように、本明細書に記載した実施形態の変形、変更、およびその他の実施は、当業者であれば、本発明の精神および特許請求の範囲から逸脱せずに思いつく。
【００２８】
したがって、上記の記載は、例示するためだけであり、限定することは意図していない。本発明の範囲は、以下の特許請求項およびそれらの同等物に定義されている。
【図１】
2010512968.tif 000003
【図２】
2010512968.tif 000004
【図３】
2010512968.tif 000005
【図４】
2010512968.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月25日(2009.8.25)
【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】
ヒトの口上に配置するのに適合した第１弁と、
ヒトの鼻上に配置するのに適合した第２弁と、
を含んでなる、呼吸装置であって、
前記第１弁と第２弁とが、
ヒトが鼻を通してのみ吸気し、口を通してのみ呼気すること、および
ヒトが口を通してのみ吸気し、鼻を通してのみ呼気すること
の少なくともいずれかを許容するように作動する、装置。
【請求項２】
前記弁が、第２弁が閉じると第１弁が開き、第２弁が開くと第１弁が閉じるように作動する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１弁と第２弁とが配置されているマスク部分をさらに含んでなる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記マスクが、ヒトの口および鼻の周囲で密封材を提供するのに適合している、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記マスクが、ヒトの口領域へ結合させるのに適合した第１マスク部分と前記ヒトの鼻領域に結合させるのに適合した第２マスク部分とから提供される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ヒトの口に結合させるのに適合した口用部材であって、前記第１弁が前記口用部材に結合されている口用部材と、
ヒトの鼻に結合させるのに適合した鼻用部材であって、前記第２弁が前記鼻用部材に結合されている鼻用部材と、
をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１弁が、一方向弁として提供され、前記第２弁が、一方向弁として提供される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
呼吸器疾患を治療するためおよび呼吸効率を改善するためのシステムであって、
ヒトの口上に配置されるのに適合した第１弁とヒトの鼻上に配置されるのに適合した第２弁とを有する弁システムであって、前記ヒトが鼻を通してのみ吸気し、口を通してのみ呼気することを許容するような弁システム
を含んでなる、システム。
【請求項９】
前記弁システムが、１対の一方向弁から提供される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
その中に配置された第１弁を有する口用部材と、
その中に配置された第２弁を有する鼻用部材と、
をさらに含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
ヒトの吸気相中には前記第１一方向弁が閉じられて前記第２一方向弁が開かれ、ヒトの呼気相中には前記第１一方向弁が開かれて前記第２一方向弁が閉じられる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１弁と第２弁とが配置されているマスク部分をさらに含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記マスクが、ヒトの口および鼻の周囲で密封材を提供するのに適している、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
呼吸器疾患を治療するためおよび呼吸効率を改善するためのシステムであって、
ヒトの口上に配置されるのに適合した第１弁とヒトの鼻上に配置されるのに適合した第２弁とを有する弁システムであって、前記ヒトが口を通してのみ吸気し、鼻を通してのみ呼気することを許容するような弁システム
を含んでなる、システム。
【請求項１５】
その中に配置された第１弁を有する口用部材と、
その中に配置された第２弁を有する鼻用部材と、
をさらに含む、請求項１４記載のシステム。
【国際調査報告】
2010512968.tif 000007
2010512968.tif 000008
2010512968.tif 000009
2010512968.tif 000010