(57)【要約】  ハウジングとインタラプタバルブ組立体を備える呼吸療法装置において、ハウジングは患者吸入口と、排気口と、チャンバと、流体供給口とを含む。インタラプタバルブ組立体はハウジングと連関し、患者吸入口とチャンバを流体的に接続する制御ポートと、制御ポートを介して流体が流れるのを選択的に遮断するように構成されたバルブ体とを含む。受動モードにおいては、流体供給口への陽圧流体の流れが生じることがなく、インタラプタバルブ組立体は吐出された気体と相互作用して、振動性のＰＥＰ作用をもたらす。能動モードにおいては、流体供給口への流体の流れが生じ、インタラプタバルブ組立体はＣＩＩＦＯ作用をもたらすように動作する。呼吸療法装置は受動振動性ＰＥＰ装置として機能し、陽圧源に接続されたときは能動装置として機能する。
2010509004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気相と呼気相を含む少なくとも患者の呼吸サイクルの間、患者に呼吸療法を施すための装置であって、
患者吸入口と、排気口と、前記患者吸入口と排気口との間に流体的に介在するように配置された第１のチャンバと、第１の圧力流体供給口とを含むハウジングと、
前記ハウジングと連関し、前記患者吸入口と前記第１のチャンバを流体的に接続する制御ポートと、前記制御ポートを介して流体が流れるのを選択的に遮断するように構成されたバルブ体とを含むインタラプタバルブ組立体と、を備え、
前記装置は、第１のモードである受動モードにおいて、前記第１の圧力流体供給口への流体の流れが生じることがなく、前記インタラプタバルブ組立体は吐出された流体と相互作用して、呼気相の間は振動性の呼気陽圧作用をもたらすように動作し、
第２のモードである能動モードにおいて、前記第１の圧力流体供給口への流体の流れが生じ、前記インタラプタバルブ組立体は前記流体の気流と相互作用して、持続的な高周波振動作用をもたらすように動作することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記インタラプタバルブ組立体は複数の制御ポートを含み、前記バルブ体は前記複数の制御ポートの各々をそれぞれ選択的に遮断するように構成された請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記インタラプタバルブ組立体は、更に、回転可能な駆動軸を含み、該駆動軸の回転により、前記バルブ体が前記制御ポートを選択的に遮断することが維持される請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記インタラプタバルブ組立体は前記駆動軸を回転させるための駆動機構を更に含む請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記駆動機構は第１及び第２のローブ体を含む請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ハウジングは前記第１のチャンバに隣接した第２のチャンバを更に含み、前記ローブ体が前記第２のチャンバ内に保持されている請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のチャンバと第２のチャンバは開口を介して流体的に接続され、前記ローブ体の回転により、前記第１のチャンバから前記第２のチャンバへ流体が流れる請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のチャンバは、前記排気口に流体的に接続された排出側開口部を形成する請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ハウジングは前記制御ポートからは離間して前記第１のチャンバ内に配置されたレリーフポートを更に形成し、前記装置は該レリーフポート構成を介して流れる流体を制御するバルブ構造を更に有し、前記第１のチャンバ内の流体圧力が所定レベルを超えたとき、前記バルブ構造は前記レリーフポート構成を流体的に開状態にする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記排気口を画定するとともに、前記レリーフポート構成を介して前記第１のチャンバと流体的に接続された排気チャンバを更に形成している請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記排気チャンバは排出側開口部を介して前記第２のチャンバに流体接続されている請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の圧力流体吸入口は前記第１のチャンバに流体的に接続されている請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置は、入口側が前記第１の圧力流体吸入口に流体的に開口するとともに、排出側が前記制御ポートに流体的に開口しているノズルを更に含み、前記バルブ体は該ノズルの排出側と前記制御ポート間を移動可能であり、該ノズルの排出側から前記制御ポートへの流体の流れを選択的に遮断する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記インタラプタバルブ組立体は前記バルブ体を搬送する駆動軸と該駆動軸を回転させる駆動機構を更に含み、該駆動軸の回転により前記バルブ体は前記制御ポートを選択的に覆うように構成された請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ハウジングは、前記駆動機構の少なくとも一部を内部に保持している第２のチャンバを更に形成し、第２の圧力流体供給吸入口は圧力流体供給源に流体的に接続可能であり、更に装置内において、前記能動モードでは、前記第２の圧力流体供給吸入口から前記第２のチャンバへ流体が流れることにより前記駆動機構を駆動するように構成された請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記駆動機構は、前記第２のチャンバ内に保持された第１及び第２のローブ体を含む請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１と第２のチャンバ間に配置され、該第１と第２のチャンバを流体接続する通路を形成しているプレートと、
前記通路と連関して、前記通路を選択的に開閉するための制御手段と、を更に有する請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記受動モードにおいては、前記振動性の呼気陽圧作用のレベルが患者の呼吸作用力の関数であり、
前記能動モードにおいては、前記高周波振動作用のレベルが患者の呼吸作用力とは独立している、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記ハウジングは更に吸入レリーフポート構成を形成し、前記装置は、更に、前記吸入レリーフポート構成に取り付けられた一方向バルブ構造を含み、吸気相の間は患者吸入口内に大気が流れることを可能にする、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記インタラプタバルブ組立体は更にロック機構を含み、前記圧力流体供給吸入口への陽圧流体の流れが起こることで、持続的気道陽圧作用をもたらす第３の持続的モードにおいて装置が動作可能となるように、制御ポートが開状態となる開位置に前記バルブ体を選択的にロックする、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記インタラプタバルブ組立体は更に片持ち梁を有する駆動機構を含み、前記制御ポートに関する前記バルブ体の位置を制御する、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記駆動機構は、更に、前記片持ち梁の先端部に装着された振動モータを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
吸気相と呼気相を含む少なくとも患者の呼吸サイクルの間、患者に呼吸療法を施すための方法であって、
患者吸入口と排気口と圧力流体供給口とを含むハウジングと、前記患者吸入口への流体の流れまたは前記患者吸入口からの流体の流れを選択的に遮断するためのインタラプタバルブ組立体と、を備えた呼吸療法装置を装備する工程と、
圧力流体供給源を前記圧力流体供給口に流体的に連結する工程と、
能動モードの動作の間、前記呼吸療法装置を介して患者に持続的な高周波振動を与える工程と、
前記圧力流体供給源から前記圧力流体供給口への流体の流れを中断する工程と、
患者の呼吸周期を繰り返し行うように患者を促す工程と、
受動モードの動作の間、前記装置を介して患者に振動性の呼気陽圧療法を施す工程と、を有する方法。
【請求項２４】
前記受動モードの動作は、前記振動性の呼気陽圧療法のレベルが患者の呼吸作用力の関数であることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記能動モードの動作は、前記持続的な高周波振動を与える療法のレベルが患者の呼吸作用とは独立していることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記インタラプタバルブ組立体は、前記患者吸入口とチャンバを流体的に接続する少なくとも１つの制御ポートと、前記制御ポートを選択的に遮断するバルブ体と、前記制御ポートに対する前記バルブ体の位置を調整する駆動機構を備え、更に、前記振動性の呼気陽圧療法を施す工程は、患者からの呼気気流に応じて前記駆動機構を作動することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記駆動機構は第１及び第２のローブ体を含み、該第１のローブ体は前記バルブ体を保持し、更に、前記振動性の呼気陽圧療法を施す工程は、患者からの呼気気流により前記ローブ体を回転させることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記圧力流体供給口は前記インタラプタバルブ組立体に流体的に接続され、前記インタラプタバルブ組立体は、前記患者吸入口とチャンバを流体的に接続する少なくとも１つの制御ポートと、前記制御ポートを選択的に遮断するバルブ体と、前記制御ポートに対する前記バルブ体の位置を調整する駆動機構を含み、更に、前記持続的な高周波振動を与える療法を施す工程は、前記圧力流体供給源からの流体が前記駆動機構を作動することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
療法を施す前に前記装置の動作モードを選択する工程をさらに有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記装置は、前記患者吸入口と前記排気口との間に流体導通可能に介在するアパーチャを選択的に開閉する制御タブを更に有し、動作モードを選択する工程は前記アパーチャに対する前記制御タブの位置を変えることを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
開状態において、前記インタラプタバルブ組立体をロックする工程と、
前記圧力流体源を前記圧力流体供給口に流体的に連結する工程と、
持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）動作モードにおいて、前記装置を介して患者に持続的気道陽圧療法を施す工程と、を更に有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項３２】
前記持続的気道陽圧動作モードは、前記インタラプタバルブ組立体が静止状態を維持していることを特徴とする、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記装置は、前記患者吸入口の吸入端部と前記インタラプタバルブ組立体との間に流体通過可能に介在する前記患者吸入口に流体的に連結されたネブライザポートを更に含み、
ネブライザを前記ネブライザポートに流体的に連結する工程と、
前記能動動作モードと受動動作モードの少なくとも一方の間は、患者にエアロゾル化流体を与える工程とを有する、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者に対して呼吸に関連する治療（例えば、振動性や持続的等の）を施すための呼吸療法装置と方法に関する。特には、患者の呼気流のみに反応して、又は（例えば、空気や酸素等の）陽圧流体源に接続されたとき、又はこれら両方の場合に、振動性の呼吸圧力パルスを生成することができる呼吸療法装置に関する。いくつかの実施形態では、１つ以上の付加的な療法（例えば、持続的気道陽圧、持続的呼気陽圧、エーロゾル化された薬物の投与等）を任意に適用することが可能である。
【背景技術】
【０００２】
現今では、患者の呼吸の健康を援助、治療又は改善するために、多種多様な呼吸療法装置が利用可能である。例えば、気道陽圧法（ＰＡＰ）は、鬱血性心臓疾患のある患者において、改良型酸素投与、人工心肺容積の増大、静脈環流量の低減を容易にすることにより、気管支の衛生を促進することにおいて有効な器具であると、長い間、認められている。ごく最近まで、気道陽圧法は、患者の人口心肺からの（例えば、痰や咳等の粘液の）分泌物の流通及び除去を促進することに有用であると認められている。この点に関して、患者の気柱の高周波振動（ＨＦＯ）形体の呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ）は、分泌物の除去を容易にする技術であると認められている。一般的には、ＨＦＯはインヴィトロ（生体外）での唾液の粘度を低下させ、このことは、インヴィトロでの擬態の咳払いによる除去動作において有効に作用する。この点に関して、ＨＦＯは、患者の胸壁に力を付与すること（即ち、患者の胸部に対して振動する電気的駆動パッド等の胸部物理療法（ＣＰＴ））や又は患者の気道に直接的に力を付与すること（即ち、高周波の気道振動等の呼吸治療）により創出または生成される。多くの患者や介護人には、強圧的ではなく、また容易に治療がほどこされるので、呼吸治療法の方がより好まれている。このために、ＰＡＰの気管支衛生技法が、心肺を拡張して分泌物を流通させるために、ＣＰＴに代わる効果的な技法として浮上している。
【０００３】
高周波振動型呼吸治療に関しては種々の装置が利用されている。一般的には、典型的な呼吸療法装置は、患者の呼吸経路を形成している１つ以上の管状体を含み、患者は該管状体を介して呼吸する構成である。このことを勘案して、患者の呼吸周期の吸気相又は呼気相の一方又は両方の間、圧力即ち陽圧気流を患者の呼吸経路内に周期的に発生させることにより、振動性の気流作用を生成することができる。例えば、呼気陽圧（ＰＥＰ）は、呼吸の呼気相の間は患者の呼吸に対抗するように作用し得る。患者から呼気気流への患者の呼吸経路内に周期的に（又は継続的に）抵抗又は制限を付与すること、又は、（陽圧気体発生源からの）強制流体気流を、患者の吐出空気と反対方向に、患者の呼吸経路内に導入することにより、上記圧力を生成することができる。上記気流抵抗技法を用いることにより、陽圧気体発生源を別に備える必要はない。特には、多くの振動性呼気陽圧（「振動性ＰＥＰ」）療法装置は患者の呼吸のみを利用して振動性流体流の制限を駆動しており、従って、「受動型」装置と呼ばれる。（これに対して、「能動型」呼吸療法装置は、以下に説明するように、分離された陽圧気体供給源に依存している。）受動振動性ＰＥＰ装置は自己管理型でかつ携帯用である。
【０００４】
フラッタ（登録商標Flutter）粘液除去装置（アラバマ州バーミンガムのAxcan Scandipharm 社製）は、利用可能な受動型振動性ＰＥＰ療法装置の一例である。一般的には、フラッタ装置は管状であり、目打ち（孔）のあるキャップで緩く覆われたハウジングの「ボウル皿」部内のスチールボールを備えている。ボールは装置のハウジングで画定される気道経路内に配置されており、患者がハウジング内に息を吐出すると、ボールが一時的に空気流を遮断し、呼気気道陽圧を生成する。ボールを内部に含むように配置したボウル皿は、ボールが反復的に動くこと（例えば、転がることや跳ね上がること等）又は揺動して吐出気流に対して振動性の抵抗を形成することを可能にしている。フラッタ装置は、比較的低価格でかつ実行可能であるが、かなり感応性があり、一貫性のあるＰＥＰ効果を得るためには、患者は装置を特定の角度で維持していなければならない。他の能動型振動性呼気陽圧装置として、アカペラ（登録商標Ａｃａｐｅｌｌａ）振動性ＰＥＰ療法システム（英国ロンドンの Smiths Medical 社製）とクウェイク（登録商標Ｑｕａｋｅ）分泌物除去療法装置（アリゾナ州Ｔｕｃｓｏｎの Thayer Medical Corp. 社製）がフラッタ装置に代わるものとして知られており、使用時における患者が保持する位置に関しては低い感度である。これら種々の携帯型の振動性ＰＥＰ療法装置は実行可能であるが、依然として改良の余地があり、患者はもっとバラツキのない振動性ＰＥＰ効果を所望し続けている。
【０００５】
上記受動型振動性ＰＥＰ装置の代替として、持続的高周波振動（ＣＨＦＯ）治療システムも利用可能である。一般的には、ＣＨＦＯシステムは、陽圧気体（空気や酸素等）の生成源が流体的に接続された患者の呼吸経路を形成するハンドヘルド型装置を含む。陽圧源及び／又は装置は（例えば、ハンドヘルド型装置から離間した駆動ユニットの一部として設けられた制御バルブ等の）好適な機構を更に含み、これにより、患者の呼吸経路内への気体の断続的な流れを形成し、従って、患者の肺の打診的換気を実現している。この技法を用いて、患者は気体の高圧気流と微小破裂を引き起こすマウスピースを介して呼吸する。これらの打診的破裂の間、脈動性の打診的気流が気道陽圧を周期的に増大しながら、大気より高圧の持続的気道陽圧が維持される。各打診的サイクルは何らかのシステムを用いて患者や介護者によりプログラム化することができ、呼吸サイクルの吸気及び呼気相の療法を通して使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＣＨＦＯ装置の例としては、ＩＰＶ（登録商標）通風装置（アイダホ州サンドポイントの PercussionAire 社製）とＰｅｒｃｕｓｓｉｖｅＮｅｂ（商標）システム（カリフォルニア州サクラメントの Vortran Medical Technology 1 社製）が含まれる。これら及びその他の「能動型」システムは、ＣＨＦＯ処置だけでなく、他の（例えば、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）等の）陽圧気流モードの処置もまた、すぐに施すことができる。しかし、陽圧の供給源が必要であり、利用可能な能動型呼吸療法システムはすぐに携帯できるものではなく、また、（特に、上記受動型振動性ＰＥＰ装置と比較して）比較的高価である。そのため、能動型呼吸治療システムは、養護施設においてのみ利用されることがよくあり、患者は家庭でその呼吸療法を続けることができない。それに代わって、上述の携帯型の受動型振動性ＰＥＰ装置等の別に分離された装置もまた備える必要がある。更に、従来の能動型呼吸療法システムのハンドヘルド部は、患者に対する望ましい流体の流れ（例えば、ＣＨＦＯ，ＣＰＡＰ等）を実行するようにプログラム化される好適な駆動ユニットに接続する必要がある。換言すれば、能動型システムのハンドヘルド部は自動運転するものではなく、適用するためには駆動ユニットに依存している。利用可能な能動型呼吸療法装置のこれら及びその他の制約を満たすあらゆる努力は受容される。この制約は重大な欠点である。
【０００７】
上記に鑑み、陽圧源に接続される場合はＣＨＦＯ療法（及びＣＰＡＰ等の任意の他の療法）とともに、患者自身の呼吸のみを利用する振動性ＰＥＰ療法を施すことが可能な呼吸装置の必要性がある。更に、改良された受動型ＰＥＰまたは能動型呼吸療法装置もまた必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の原理に係るいくつかの態様は、吸気相と呼気相を含む患者の呼吸サイクルの少なくとも一部の間、患者に呼吸療法を施すための装置に関する。該装置はハウジングとインタラプタバルブ組立体を含む。ハウジングは、患者吸入口と排気口とチャンバと圧力流体供給口とを含む。チャンバは患者吸入口と排気口との間に流体的に介在するように配置されている。インタラプタバルブ組立体はハウジングと連関し、患者吸入口とチャンバを流体的に接続する制御ポートを含む。更に、インタラプタバルブ組立体は、制御ポートを介して流体が流れるのを選択的に遮断するように構成されたバルブ体を含む。これに鑑み、装置は、第１のモードである受動モードと第２のモードである能動モードにおいて動作するように構成されている。受動モードにおいては、圧力流体供給口への陽圧気流が生じることはない。インタラプタバルブ組立体は患者から吐出された気体と相互作用して、少なくとも呼気相の間は振動性の呼気陽圧作用をもたらすように動作する。これとは逆に、能動モードにおいては、流体供給口への陽圧流体の流れが生じ、インタラプタバルブ組立体はこの流体の流れと相互作用して、持続的な高周波振動作用をもたらすように動作する。この構成により、呼吸装置は、実質的にどんな場所においても患者によって使用される受動型振動性ＰＥＰ装置として機能することができる。また、陽圧気体源に接続された場合は、呼吸療法装置は能動療法を提供する。ある実施形態では、インタラプタバルブ組立体は逆方向のルートブロア（送風機）に似た駆動機構を含み、（例えば、患者の吐出気流または別体の陽圧気体源からの気流等の）強勢された空気を利用してルートブロア（送風機）のローブ体を回転させることで、バルブ体により制御ポートを周期的に開閉させる。他の実施形態では、装置は、持続的ＰＥＰ，ＣＰＡＰ、エアロゾル化された薬物療法等の１つ以上の付加的療法を施すかまたは装備することができる。
【０００９】
本発明に係る他の態様は、吸気相と呼気相を含む患者の呼吸サイクルの少なくとも一部の間、患者に呼吸療法を施すための方法に関する。該方法は、ハウジングとインタラプタバルブ組立体を含む呼吸療法装置を装備する工程を含む。ハウジングは、患者吸入口と排気口と圧力流体供給口とを含む。インタラプタバルブ組立体は、患者吸入口への流体の流れまたは患者吸入口からの流体の流れを選択的に遮断するように構成されている。圧力流体の供給源は圧力流体供給口に流体的に連結される。能動モードで動作する呼吸療法装置を用いて、該療法装置を介して患者に持続的な高周波振動が付与される。圧力流体供給源から圧力流体供給口への流体の流れが中断される。次いで、患者の呼吸サイクルを繰り返し行うように患者は促される。この点に関して、受動モードの動作の間、療法装置は患者に振動性の呼気陽圧治療を施す。ある実施形態では、受動モードの動作は振動性呼気陽圧治療のレベルが患者の呼吸力の関数であることを特徴とし、一方、能動モードの動作は持続的高周波振動治療のレベルが患者の呼吸力から独立していることを特徴とする。更に他の実施形態では、該方法は、ＣＰＡＰ、持続的ＰＥＰ、エアロゾル化された薬物投与等の１つ以上の付加的療法を装置を介して患者に施すことを更に含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、陽圧源に接続される場合はＣＨＦＯ療法及びＣＰＡＰ等の任意の他の療法とともに、患者自身の呼吸のみを利用する振動性ＰＥＰ療法を施すことが可能な呼吸装置を提供することができ、更に、改良された受動型ＰＥＰまたは能動型呼吸療法装置もまた可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の原理による呼吸療法装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の原理による呼吸療法装置の分解斜視図である。
【図３Ａ】図２の装置のハウジング部の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａのハウジングの底面図である。
【図４Ａ】図３Ａのハウジングの患者供給用吸入方向に沿った縱断面図である。
【図４Ｂ】図３Ａのハウジングの先導部の後方側斜視図である。
【図４Ｃ】図３Ａのハウジングの駆動供給用吸入方向に沿った縱断面図である。
【図５Ａ】図２の装置の駆動機構部の分解斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの駆動機構の最終組立状態における斜視図である。
【図６Ａ】図２の装置の部分的組立体を示す斜視図である。
【図６Ｂ】図２の装置の最終組立状態における患者供給用吸入方向に沿った縱断面図である。
【図７Ａ】図２の装置の受動モードでの使用形態を示す図である。
【図７Ｂ】図２の装置の受動モードでの使用形態を示す図である。
【図８Ａ】図２の装置の能動モードでの使用形態を示す図である。
【図８Ｂ】図２の装置の能動モードでの使用形態を示す図である。
【図８Ｃ】図２の装置の能動モードでの使用形態を示す図である。
【図９】本発明の原理による他の呼吸療法装置の分解斜視図である。
【図１０】図９の装置の後続側ハウジング部の正面図である。
【図１１】図９の装置の切り取り部分の最終組立状態における斜視図である。
【図１２】図９の装置の組立体を示す分解斜視図である。
【図１３Ａ】図９の装置の斜視図である。
【図１３Ｂ】図９の装置の縱断面図である。
【図１４Ａ】図９の装置において気流が患者吸入口からチャンバへ流れる使用形態を示す図である。
【図１４Ｂ】図９の装置において気流が患者吸入口からチャンバへ流れる使用形態を示す図である。
【図１５Ａ】図９の装置において患者吸入口からチャンバへ流れる気流が遮断された使用形態を示す図である。
【図１５Ｂ】図９の装置において患者吸入口からチャンバへ流れる気流が遮断された使用形態を示す図である。
【図１６】本発明の原理によるまた別の呼吸療法装置の簡略化した側面側断面図である。
【図１７】本発明の原理による他の実施形態の呼吸療法装置の分解斜視図である。
【図１８Ａ】図１７の装置の縱断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの部分の拡大図である。
【図１９Ａ】図１７の装置の使用形態を示す図である。
【図１９Ｂ】図１７の装置の使用形態を示す図である。
【図２０】図１７の装置と有用なインタラプタバルブ構成の概略図である。
【図２１Ａ】図１７の装置と有用な他のインタラプタバルブ構成の簡略化した概略図である。
【図２１Ｂ】図１７の装置と有用な他のインタラプタバルブ構成の簡略化した概略図である。
【図２２】本発明の原理による他の実施形態の呼吸療法装置の縱断面図である。
【図２３Ａ】本発明の原理による他の実施形態の呼吸療法装置の分解斜視図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａの装置の切り取り部分の最終組立状態における斜視図である。
【図２４】図２３Ａの装置のオリフィス構成部の拡大斜視図である。
【図２５】図２３Ａの装置と有用な電気的制御回路の概略図である。
【図２６Ａ】図２３Ａの装置の最終組立状態を示す図である。
【図２６Ｂ】図２３Ａの装置の最終組立状態を示す図である。
【図２７Ａ】図２３Ａの装置の使用形態を示す図である。
【図２７Ｂ】図２３Ａの装置の使用形態を示す図である。
【図２８】本発明の原理による更にまた別の実施形態の呼吸療法装置の縱断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
概して、本発明の態様は、１）（ＣＨＦＯ等の）能動モード又は（振動性ＰＥＰ等の）受動モードのどちらでも動作可能である、又は２）改良型受動専用振動性ＰＥＰ装置、又は３）改良型能動専用装置（ＣＨＦＯ及び／又はＣＰＡＰ）の呼吸療法装置とそれに関連した使用方法に関するものである。この明細書を通して使用されている用語「能動型」療法装置は、指示された呼吸療法を実行するための陽圧流体の供給源を別体として必要とする装置のことを意味し、一方、用語「受動型」療法装置は、指示された呼吸療法をそれ自体の内部で投与する（即ち、陽圧流体の供給源を別体で必要としない）装置のことを意味する。従って、「能動専用」の療法装置は別体の陽圧流体供給源に接続される必要がある。これに対して、「受動専用」の療法装置は別体の供給源から陽圧流体を受け取るようには構成されていない。これらの定義付けをした上で、この開示に関連する幾つかの実施形態は、振動性ＰＥＰ療法装置、又は圧力流体源に流体的に接続された場合はＣＨＦＯ療法装置としての装置の使用を促す変形した基本構成とともに、受動専用の振動性ＰＥＰ用に好適な基本構成を有する。更に他の実施形態では、基本構成には、陽圧流体源に接続された場合は、ＣＨＦＯ療法（及び、ある実施形態ではＣＰＡＰ等の他の呼吸療法等）を施す「能動専用」療法装置を採用することができる。これらの実施形態のいずれかを使用して、エアロゾル化された薬物療法の投与を容易にするために任意の特徴を含むことができる。
【００１３】
上記のように理解したうえで、図１は本発明の幾つかの態様に係る呼吸療法装置３０の特徴を示すブロック図である。概して、呼吸療法装置３０は受動モード（例えば振動性ＰＥＰ）と能動モード（例えばＣＨＦＯや任意のＣＰＡＰ）で動作するように構成され、一般的には、ハウジング３２とインタラプタバルブ組立体３４を含む。ハウジング３２は、患者吸入口３６と、少なくとも１つのチャンバ３８と、排気口４０と、少なくとも１つの圧力流体供給口４２を形成又は備えている。インタラプタバルブ組立体３４は少なくとも１つの制御ポート４４とバルブ体４６を含む。制御ポート４４は患者吸入口３６とチャンバ３８を流体的に接続し、バルブ体４６は制御ポート４４を通過する流体の流れを選択的に遮断又は中断するように構成されている。種々の構成要素の詳細について以下に説明する。しかし、概略的には、制御ポート４４を選択的に（部分的又は完全に）遮断するようにバルブ体４６を制御または操作することにより、インタラプタバルブ組立体３４は、患者吸入口３６への又は患者吸入口３６からの空気流／圧力を変えている。例えば、圧力流体供給口４２が別体の圧力流体供給源４８に接続されていない場合は、患者（図示せず）は患者吸入口３６内に息を吐き出すので、インタラプタバルブ組立体３４は周期的に制御ポート４４を少なくとも部分的に閉じるように動作することにより、空気流に対する抵抗を形成、即ち、患者吸入口３６における気流と逆の圧力を形成する。次いで、この逆圧力は振動性ＰＥＰ療法をもたらす。また、圧力流体供給口４２が圧力流体供給源４８に流体的に接続されている場合は、インタラプタバルブ組立体３４は、圧力流体供給口４２から患者吸入口３６への流体の流れを周期的に少なくとも部分的に中断するように動作する。患者に対するこの中断された圧力供給はＣＨＦＯ療法として作用する。以下に説明するように、装置３０は、ＣＰＡＰ療法を（ＣＨＦＯ療法とともに又は同時に）施すときに、圧力流体供給口４２への圧力流体の供給に連動して、インタラプタバルブ組立体３４の全体又は一部を選択的に動作不能にする特徴を任意に含めてもよい。
【００１４】
上記観点から、呼吸療法装置３０は能動及び受動モードの動作を行い、患者（図示せず）は実質的にどんな場所でも装置３０を用いて振動性ＰＥＰ治療を受けることが可能となるとともに、患者が圧力流体供給源４８を使用可能な場所に居るときは、ＣＨＦＯ治療も同様に、（ＣＰＡＰ等の任意の他の能動型治療とともに）受けることが可能となる。呼吸療法装置３０は更に、（例えば、ネブライザー５０を介して）エアロゾル化された薬物投与等の付加的呼吸療法処置を備える構成としてもよい。ネブライザー５０はハウジング３２に設けられるポート（図示せず）に接続してもよく、又は、必要に応じて、（例えば患者吸入口３６等）ハウジング３２に流体的に接続される（例えばＴコネクタ又は線等の）適当な接続片を含むこともできる。最後に、圧力流体供給源４８はハウジング３２から分離した位置に図示されているが、他の実施形態では、圧力流体供給源４８は、ハウジング３２（例えば、ハウジング３２に設置された圧力キャニスタ（吸収罐）等）に取付又はハウジング３２により搬送されてもよい。
【００１５】
上記に鑑み、呼吸療法装置３０は、（例えば振動性ＰＥＰ療法等の）受動モードと（例えばＣＨＦＯ療法等の）能動モードにおいて動作可能な種々の形体を想定することができる。これらの特徴を備える呼吸療法装置６０の一実施形態を図２に示す。呼吸療法装置６０は一般的に（概略参照される）ハウジング６２と（概略参照される）インタラプタバルブ６４を含む。ハウジング６２は、先導部６６と後続部６８と端板６９を有する。先導部６６は患者吸入口７０を画定し、後続部６８は、第１チャンバ７２と第２チャンバ（図２では隠れている）と排気口（図２では隠れている）と１つ以上の供給口７４を備える。インタラプタバルブ組立体６４は、１つ以上の制御ポート７８（例えば制御ポート７８ａ，７８ｂ）を形成しているプレート７６と、バルブ体８０と、駆動機構８２を備える。種々の構成要素の詳細について以下に説明する。概して、駆動機構８２はハウジング６２の第２チャンバ内に保持され、バルブ体８０と合体されてその回転を起こすように構成されている。次いで、バルブ体８０は制御ポート７８に近接位置に配置され、バルブ体８０の回転により、第１チャンバ７２及び患者吸入口７０に対して制御ポート７８を選択的に開閉（例えば、部分的又は完全に遮断）するように構成される。最後に、供給口７４がハウジング６２内の複数の流通点に流体的に接続される。使用中および受動モードの動作においては、呼吸療法装置６０は、患者の吐出された息に応答して駆動機構８２の動作により振動性ＰＥＰを生成する。更に、呼吸療法装置６０は、能動モードの動作において、インタラプタバルブ組立体６４は、供給口７４からの正方向の流体の流れに作用して、患者吸入口７０へのＣＨＦＯ流体の流れを引き起こすように動作する。この意味で、所望のモードにおいて呼吸療法装置６０の動作を容易にするように、（概略参照される）制御手段８４を備えることができる。
【００１６】
最終的に組み立てられたハウジング６２の詳細を図３Ａ及び３Ｂに示す。ハウジング６２は一般的に患者によって手で操作されるのに便利な大きさと形状を有し、先導部６６はマウスピース８６を形成し、該マウスピース８６は患者の口に装着される大きさを有し、それを介する患者の呼吸サイクルが患者吸入口７０と相互に作用する。マウスピース８６はハウジング６２の１つ以上の部品と一体的に構成可能であり、または、分離して形成した後でそれと合体させてもよい。
【００１７】
ハウジング６２は供給口７４の他に流体の流れの形状を形成又は画定することができる。例えば、図３Ａに最もよく示すように、後続部６８は制御部品８４（図２参照）の一部としてスロット９０を形成している。以下に説明するように、制御部品８４は種々の形体が想定されるが、スロット９０により摺動可能に配置された本体を含む実施形態もある。しかし、別の構成では、スロット９０は形成されなくてもよい。
【００１８】
図３Ａの上面斜視図に関しては、ハウジング６２は、第１及び第２のレリーフポート部９２，９４を更に形成できる。第３のレリーフポート部９６も、図３Ｂの底面図に示すように、形成することもできる。最後に、図２に最もよく示すように、第４のレリーフポート部９８がハウジング６２の内部に形成される。レリーフポート部９２−９８に関する呼吸療法装置６０の動作について以下に詳述する。しかし、概略的には、レリーフポート部９２−９８の各々は１つ以上の開口９９を含み、傘型の一方向弁等のバルブ構造（図示せず）を保持し、該バルブ構造はレリーフポート部９２−９８に対応する開口９９内へ流入する又は開口９９から流出する流体の流れを可能にするように構成されている。このように、レリーフポート部９２−９８は図示の構成とは異なる種々の構成を想定することができる。同様に、レリーフポート部を更に追加擦ることも可能であり、また、１つ以上のレリーフポート部９２−９８を削除した他の実施形態も可能である。
【００１９】
図２に関しては、ハウジング６２により搬送又は形成された供給口７４は、駆動供給口７４ｃとともに第１及び第２の患者供給口７４ａ及び７４ｂを含む実施形態もある。患者供給口７４ａ及び７４ｂはそれぞれ第１及び第２のノズル１００ａ及び１００ｂに流体的に接続され、各ノズル１００ａ及び１００ｂは対応する制御ポート７８ａ及び７８ｂ（平板７６により形成された）の各々に直接的に流体を流し込むように配置されている。ハウジング６２の内部形状に関するノズル１００ａ及び１００ｂと制御ポート７８ａ及び７８ｂの関係性について以下に説明する。しかし、図示では２個の制御ポート７８ａ及び７８ｂが記載されているが、１個だけ又は３個以上の制御ポートを備える実施形態も可能であることは、最初から理解されるであろう。同様に、ノズル／患者供給口も各制御ポート７８ａ及び７８ｂ毎に設ける必要はなく（例えば、患者供給口７４ｂ／ノズル１００ｂは削除してもよい）、又は２個以上の供給口／ノズルを１つだけの制御ポート７８に対向するように配置してもよい。更に又、２個以上の供給口７４を単一のノズル１００と流体的に連通させてもよい。
【００２０】
上記に鑑み、図４Ａは、ハウジング６２の第１の患者供給口７４ａを通る最終的な組立状態の縱断面図を示す。先導部６６，後続部６８及び端板６９は一般的には図示のように互いに合体されている。参照すべき点として、図４Ａは、ハウジング６２に関する開口位置に制御手段８４が配置され、平板７６はハウジング６２の一体的構成要素としてもよい。これとは別に、図４Ａに示すハウジング６２は、第１チャンバ７２と第２チャンバ１０１及び排気チャンバ１０２を画定している。第１チャンバ７２は平板７６と中間壁１０４により部分的に画定され、該平板７６は、第１チャンバ７２から患者吸入口７０を流体的に分離している。これに関して、患者吸入口７０は制御ポート７８を介して第１チャンバ７２と流体的に接続されている（ただし、図４Ａでは第１制御ポート７８ａのみが図示されている）。第１チャンバ７２は中間壁１０４により第２チャンバ１０１から分離され、これらのチャンバ７２と１０１間の流体的接続が通路１０６により成されている。以下に詳述するように、通路１０６は制御手段８４の動作により流体的に閉じることができる。これとは別に、第２チャンバ１０１は、排出用開口１０８を介して排気チャンバ１０２と流体的に接続されている。第１チャンバ７２はまた、第４のレリーフポート部９８を介して排気チャンバ１０２と流体的に接続されている。参照すべき点としては、図４Ａでは、一方向バルブ構造１１０が第４のレリーフポート９８と連動し、流体は第１チャンバ７２から排気チャンバ１０２への一方向にのみ流れるように構成されている。最終的には、排気チャンバ１０２は、大気に開口した排気口１１２で終端している。
【００２１】
上記構成において、第１ノズル１００ａは第１チャンバ７２内に配置され、入口端部１１４と出口端部１１６を有する又は画定している。入口端部１１４は第１の患者供給口７４ａと流体的に接続され、該第１の患者供給口７４ａを介して流れる流体は出口端部１１６に向かって流れる。次いで、出口端部１１６は第１制御ポート７８ａと直線上に配置され、流体の流れが第１ノズル１００ａから第１制御ポート７８ａへと向かうように構成されている。第１ノズル１００ａは、入口端部１１４から出口端部１１６にむけてその径が傾斜状とし、ジェット状気流が患者供給口７４ａから第１制御ポート７８ａに向けて流れるようにする実施形態も可能である。この点に関しては、大気を、第２レリーフポート部９４を介してノズル１００ａ（及び１００ｂ）から流体の流れに合流させることもできる。図４Ａにおいて、一方向バルブ構造１１８はレリーフポート部９４に連動し、大気は第１チャンバ７２に入り（従ってノズル１００の流体の流れとなる）ように構成される。図示していないが、該バルブ構造１１８の動作は、該バルブ構造を選択的に閉じ状態に保持する（例えば、以下に述べる受動モードの動作中）ように機能する制御機構によって更に制御することも可能である。他の実施形態としては、第１チャンバ７２内に導入された大気流は、（例えば、レリーフポート部９４を含まない）違った仕方で形成することもでき、又は、導入しなくてもよい。
【００２２】
大気が第１チャンバ７２内に導入されるか否かに拘わらず、（概略的に参照される）間隙１２０が出口端部１１６と平板７６（即ち、第１制御ポート７８ａ）間に設定される。以下に詳述するように、間隙１２０の幅は、バルブ体８０（図２参照）の取付けと動きを容易にする大きさである。図示していないが、第２の患者供給口７４ｂ／第２ノズル１００ｂ（図２参照）は、平板７６／第２制御ポート７８ｂに対して同様の構成と関係性を有する。このように、図４Ｂに最もよく示すように、第１の患者供給口７４ａ／ノズル１００ａは、分離した供給源からの陽圧流体を第１制御ポート７８ａの方向に向け、第２の患者供給口７４ｂ／ノズル１００ｂは、陽圧流体を第２制御ポート７８ｂの方向に向ける。
【００２３】
駆動供給口７４ｃ（図２参照）は同様にハウジング６２の内部に流体的に接続されている。特に、駆動供給口７４ｃは、図４Ｃに示すように、第２チャンバ１０１に流体的に接続されている。以下に詳述するように、駆動機構８２（図２参照）の一部は第２チャンバ１０１内に保持され、駆動供給口７４ｃからの流体の流れは、能動モードの動作の間、駆動機構８２を作動又は駆動するように機能している。
【００２４】
図２に戻って、インタラプタバルブ組立体６４は、駆動機構８２により駆動されるバルブ体８０を再度備える。バルブ体８０はプロペラ形状の構成であり、ベース部１３０と第１バルブプレート部１３２と第２バルブプレート部１３４を備える。ベース部１３０は、以下に述べるように、駆動機構８２の対応部分に装着される構成である。バルブプレート部１３２，１３４は、ベース部１３０から径方向に拡張し、各々は制御ポート７８ａ，７８ｂの対応する一方の大きさ及び形状と同一程度の大きさ及び形状を有している。例えば、バルブプレート部１３２，１３４の大きさ及び／又は形状は、制御ポート７８ａ，７８ｂの大きさ及び／又は形状と同一、又はそれよりも僅かに小さく、又は僅かに大きくしてもよい。更に、ベース部１３０に対するバルブプレート部１３２と１３４の周縁位置は制御ポート７８ａと７８ｂの周縁位置に対応し、ベース部１３０がバルブプレート部１３２と１３４の中心位置にあるときは、制御ポート７８ａと７８ｂはバルブプレート部１３２と１３４によって同時に遮断される実施形態もある。このように、図２の一実施形態では、制御ポート７８ａと７８ｂは対称的に対向する配置であり、バルブプレート部１３２と１３４は同様に配向された配置である。別の形態としては、バルブプレート部１３２と１３４は、制御ポート７８ａと７８ｂの位置に対して空間的に偏倚して配置してもよく、このように構成することで、制御ポート７８ａと７８ｂはバルブ体８０の駆動中に同時に遮断されることはない。
【００２５】
バルブ体８０は２枚のバルブプレート部１３２と１３４を有するように図示されているが、それよりも多くても少なくてもよく、任意の数のバルブプレート部も可能であり、バルブプレート部の枚数は必ずしも制御ポート７８の個数と同数である必要はない。他の実施形態として、例えば、バルブ体８０は、以下に説明するように、制御ポートの１つだけと流体的に結合するように配置、構成してもよい。また、バルブ体８０は、全ての制御ポートがバルブ体８０によって同時に遮断される（例えば、完全に閉鎖又はそれよりも緩やかに閉鎖される）ように構成される実施形態としてもよい。
【００２６】
駆動機構８２の詳細を図５Ａに示す。ある実施形態では、駆動機構８２は逆転ルーツブロア装置に類似しており、第１及び第２のローブ組立体１４０，１４２と第１及び第２の歯車１４４，１４６を有する。ローブ組立体１４０，１４２は同一としてもよく、第１のローブ組立体１４０はローブ体１５０と軸１５２を備える。ローブ体１５０は３個の縦長のローブ突部１５４を有し、その隣接するローブ突部同士は凹部１５６で分離されている。図５Ａでは３個のローブ突部１５４／凹部１５６が図示されているが、３個以外の任意の個数も可能である。しかし、好ましくは少なくとも２個のローブ突部１５４／凹部１５６が設けられる。いずれの場合も、ある実施形態では、軸１５２はローブ体１５０内に同軸的に装着され、第１の端部１５８から第２の端部１６０まで延びている。第１の端部１５８はバルブ体のベース部１３０（図２参照）に連結する大きさであり、第２の端部１６０第１歯車１４４と連結する大きさである。２個以上のローブ体１５０と軸１５４及び／又は歯車１４０を一体的に成型又は形成するといった他の構成も想定される。第２のローブ組立体１４２も同様に構成され、一般的には、軸１６４で同軸的に保持されたローブ体１６２を含み、次いで、第２歯車１４６に連結及び／又はその一部として形成される大きさである。
【００２７】
図５Ｂに示すように、ローブ体１５０，１６２は、第１及び第２歯車と同様に、噛み合わせる（例えば、第２ローブ体１６２の１つのローブ突部１５４が第１ローブ体１６０の１つの凹部１５６内に収まる等の）係合するように構成されている。（ここで、最終的な組立構成時には、ローブ体１５０，１６２間の噛み合わせ係合と歯車１４４，１４６間の噛み合わせ係合は同時に実現されることはすぐに理解されることである。）この構成を用いて、ローブ組立体１４０と１４２は並列に連動して、互いに反対向きに回転する（例えば、図５Ｂの配向に対しては、第１ローブ体１５０の時計方向の回転は第２のローブ体１６２の反時計方向の回転に変換される）。軸１５２と１６４はそれぞれ対応するローブ体１５０と１６２に固定され、ローブ体１５０と１６２の回転動作は、それぞれ、軸１５２と１６４を介して歯車１４４と１４６に直接伝えられる。これにより、歯車１４４と１４６は、ローブ体１５０と１６２間の望ましい噛み合い関係性を維持するように機能する。駆動機構８２の上記逆回転のルーツブロア構成を用いて、所望の回転速度でローブ組立体１４０，１４２の回転動作を開始し維持するためには、比較的小さな力（例えば流体の流れ等）が必要である。他の実施形態では、ローブ突部１５４の個数は増やされ、ローブ体１５０と１６２が歯車として効果的に連結し、歯車１４４と１４６は不要とすることもできる。いずれにせよ、最終の組立完了時には、第１ローブ組立体１４０の回転動作はバルブ体８０の回転に変換される。
【００２８】
インタラプタバルブ組立体６４のハウジング６２への組み込み状態を図６Ａに部分的に示す。特に、バルブ体８０は、第１チャンバ７２内に延びる軸１５２を介してノズル１００ａ，１００ｂと直接に隣接した状態が維持される。第２ローブ組立体１４２の軸１６４（図６Ａに概略を示し、図５Ａに詳細を示す）もまた、第１チャンバ７２内に延び、そこで保持されている（ここで、各軸１５２，１６４の対向端部も例えば端板６９（図２参照）で保持されていることは容易に理解されることである）。第１患者供給口７４ａを通過する縱断面図６Ｂに示すように、第１ローブ体１５０は第２チャンバ１０１内に保持されている。第２ローブ体１６２も（図６Ｂでは隠れているが）同様である。軸１５２はバルブ体８０を保持し、バルブプレート部１３２，１３４（第２バルブプレート部１３４は図６Ｂでは隠れているが）が第１ノズル１００ａの出口端部１１６と平板７６間の間隙１２０に配置され、（図６Ｂでは隠れているが、第２ノズル１００ｂと平板７６間にも同様に配置される）ように、バルブ体８０を保持している。（駆動機構８２を介して）バルブ体８０を回転させることにより、バルブプレート部１３２，１３４は、第１チャンバ７２に対して制御ポート７８を遮断と「開く」動作を繰り返す。即ち、インタラプタバルブ組立体６４（図６Ｂに概略図示する）、以下に述べるように、患者吸入口６８と第１チャンバ７２間の流体の流れを周期的又は実質的に停止するように動作する。バルブ体８０は第１の軸１５２に合体するように記載したが、第２の軸１６４がバルブ体８０を回転させる別の実施形態としてもよい。更に、別の実施形態として、軸１５２と１６４の各々がバルブ体を保持する構成としてもよい。
【００２９】
上記理解のもとで、駆動機構８２の強制的な動作は、装置６０が受動モード（例えば振動性ＰＥＰ）又は能動モード（例えばＣＨＦＯ）のどちらで動作しているのかに関する２通りの仕方のうちの一方として作用することができる。例えば、受動モードでは、呼吸療法装置６０と特に駆動機構８２は、単独で、患者の吐出された空気、即ち、呼吸に作用する。この点に関して、図２と６Ｂを参照して、受動モードでは、制御手段８４は、通路１０６が開状態となり、第１チャンバ７２と第２チャンバ１０１を流体的に接続するように配置される。ある実施形態では、制御手段８４は、スロット９０内に摺動可能に配置されたタブ１６６を含み、図２及び６Ｂに示す「開」状態では、タブ１６６はスロット９０から撤収されている。制御手段８４は、通路１０６を選択的に開閉することもできる多種多様な形体を想定することもできる。供給口７４ａ−７４ｃは流体的に閉じられるか又は任意の外部陽圧流体源から流体的に分離されている。（ここで、外部陽圧流体源として、例えば、図１の圧力流体源４８が呼吸療法装置６０から分離され、圧力流体源４８からの流体の流れが供給口７４ａ−７４ｃからそらされる構成等がある。）このために、供給口７４ａ−７４ｃは、（例えば、図示していないキャップ体等により）外部的に閉じ状態とされる。
【００３０】
上記構成の呼吸療法装置６０を使用して、受動モードの動作では、マウスピース８６（又は、マウスピース８６に装着された他の患者用連結部品（図示せず））を患者の口に挿入して、呼吸療法装置６０を介して患者の呼吸を促進する必要がある。患者の呼吸サイクルの吸気相の間は、大気は、第３のレリーフポート部９６（又は、空気流を制御する一方向バルブ構造１７０（図６Ｂ参照）等）を介して直ちにハウジング内に吸引される。このようにして、患者は容易且つ直ちに空気を吸い込むことができる。
【００３１】
呼気相の間は、患者から吐き出された空気流は、患者のマウスピース８６から患者吸入口６８を通って平板７６の方向に向けられる。制御ポート７８がバルブ体８０（特に、バルブプレート部１３２，１３４）により完全には遮断されていないときは、患者の吐出空気は、患者吸入口６８から制御ポート７８を介して第１チャンバ７２に流体的に送られる。図７Ａはこの関係性を例示するもので、バルブプレート部１３２，１３４が制御ポート７８ａ及び（図７Ａでは隠れているが）制御ポート７８ｂから離間するように、バルブ体８０は回転されている。これにより、吐出空気は制御ポート７８を通過してチャンバ７２に流れ込む（図７Ａの矢印で示す）。
【００３２】
第１チャンバ７２に流れ込む空気流の気圧が第４レリーフポート部９８と連結したバルブ構造１７２の開口圧力よりも低いときは、レリーフポート部９８の開口９９は流体的に閉じ状態のままであり、第１チャンバ７２を通過する全ての空気流は、通路１０６を介して第２チャンバ１０１内に流れ込む（図７Ａの矢印で示す）。それとは反対に、第１チャンバ内の気圧がバルブ構造１７２と連動するバイパス管の気圧よりも高い場合は、バルブ構造１７２は開状態となり、第１チャンバ７２内の空気流の一部が排気チャンバ１０２内に流れ込むことが可能となる。このように、第２チャンバ１０１を横切る圧力の低下は、バルブ構造１７２に連動する開口圧力と略等しい状態のままである。また別の形態では、異なる容量のバルブ量及び／又は気流の容量とする構成も利用することができる。
【００３３】
第１チャンバ７２から（通路１０６を介して）第２チャンバ１０１への空気流は、駆動機構８２を駆動するように作用する。特に、第２チャンバ１０１内の空気流はローブ組立体１４０，１４２（ただしローブ組立体１４２は図７Ａでは隠れている）に作用して、回転ブロア（順方向の送風機）としてその動作を起こさせる。概して、及び更に図５Ｂ参照して、第２チャンバ１０１を通過する空気流はローブ体１５０，１６２を回転させ、空気流はローブ体１５０，１６２を通過又はそれらの間を通って出口開口部に向けられる。ここで、ローブ組立体１４０，１４２はルーツブロアとして動作し、第２チャンバ１０１を横切る空気の気圧低下をもたらす。図７Ｂに示すように、制御ポート７８がバルブプレート部１３２，１３４で周期的に「蓋をされる」とき、制御ポート７８を通過する空気流は制限を受け、流れに対して抵抗を形成、又は、患者吸入口６８内に逆向きの圧力を形成する。この流れに対する抵抗／逆向きの圧力は周期的に発生する（即ち、バルブプレート部１３２，１３４が制御ポート７８から離間するように回転するときは、患者吸入口６８内の逆向き圧力は制御ポートを介して放出される）。その結果、所望の振動性ＰＥＰ効果が得られる。特に、慣性により、通路１０６を通る空気流が周期的に中断されるときでも、ローブ組立体１４０，１４２は回転し続ける。これらと同じ手順に沿って、ローブ組立体１４０，１４２ははずみ車として動作するように構成することができ、制御ポート７８の開状態の時間に対する感度を低減することができる。
【００３４】
ある実施形態では、駆動機構８２のサイズ的な特徴はバルブ体８０及び制御ポート７８と相互関係があり、１００Ｐａでの流速が１０ｌｐｍの場合、バルブ体８０は、略３０００Ｐａの圧力パルスを用いた場合、制御ポート７８において、毎秒約１５パルス発生する。１０ｌｐｍより速い流速では、バルブ構造１７２は開状態となり、鼓動して駆動機構８２に対する吸入圧力を維持するであろう。第４レリーフポート部９８は、（例えば、バルブ構造１７２が開状態のとき）１００Ｐａで２０ｌｐｍまで流速を設定する構成が可能であり、これにより略１０ｌｐｍ〜３０ｌｐｍの相当する逆向き流圧及び流速を維持することができる。しかし、呼吸療法装置６０は、それとは別の動作特性を示すように構成してもよい。
【００３５】
図２及び８Ａを参照して、能動モードの動作では、制御手段８４は通路１０６を流体的に「閉じる」（例えば、タブ１６６がスロット９０内に完全に挿入される）ように動作される。更に、吸入口７４ａ−７４ｃは圧力流体供給源４８に流体的に接続されている（図１参照）。例えば、ある実施形態では、流体分流加減器（ダイバータ）（図示せず）を用いて、（例えば、空気や酸素等の陽圧気体の）単一の圧力流体源を各供給口７４ａ−７４ｃに流体的に接続してもよく、又は、２個以上の流体源を備えてもよい。いずれにせよ、空気や酸素、その他の気体が供給口７４ａ−７４ｃに押しやられるか又は送り込まれる。特に図８Ａを参照すると、第１の患者供給口７４ａへの流体の流れが矢印Ａで示され、ノズル１００ａを介して制御ポート７８ａに向けられている。前述したように、大気が、第２レリーフポート部９４を介して、ノズル１００ａで発生された流体に混入される。バルブ体８０、特に、バルブプレート部１３２，１３４が制御ポート７８ａを遮断しない場合は、制御ポート７８ａを通過して患者吸入口６８へ流れ込む気流は連続している。図８Ａでは隠れているが、第２の患者吸入口７４ｂ／第２ノズル１００ｂと第２制御ポート７８ａとの関係性が同様に構成される。
【００３６】
それとは反対に、図８Ｂに示すように、制御ポート７８ａと７８ｂ（図８Ｂでは隠れている）がバルブプレート部１３２，１３４で遮断、即ち「閉じ」られた場合は、ノズル１００ａ，１００ｂから患者吸入口６８への気流は効果的に停止される。（図８Ｂでは、第１の患者供給口７４ａ／ノズル１００ａ、第１制御ポート７８ａ、及び第１バルブプレート部１３２のみが明示されていることが分かる。）再度、駆動機構８２は、制御ポート７８ａ，７８ｂに対してバルブ体８０を連続的に回転させるように動作し、供給口７４から患者吸入口６８への順方向の気流が「チョップ切り」又は振動され、患者の（少なくとも患者の吸気相を含む）呼吸サイクルの間、ＣＨＦＯ処置を設定する。
【００３７】
患者吸入口６８（即ち、患者）への順方向の気流をより確実にするために、制御手段８４は通路１０６を閉じて、第１チャンバ７２内の全ての空気が制御ポート７８を通過するように強勢される。この点に関して、駆動機構８２と、特に、ローブ組立体１４０，１４２が、図８Ｃに示すように、駆動供給口７４ｃ通過する気流によって駆動される。特に、圧力流体源４８（図１参照）からの強勢された流体の流れは駆動供給口７４ｃを介して第２チャンバ１０１内に入り込み、前述のようにローブ体１５０，１６２に作用する。換言すれば、能動モードでの呼吸療法装置６０の動作は患者の呼吸とは独立した動作である。更に、患者の呼吸サイクルの呼気相の間は、ノズル１００ａ，１００ｂから患者吸入口７０へのパルス状の気体流が連続して流れ、振動性ＰＥＰ効果をもたらしている。参照すべき点として、スタック呼吸のあり得る発生を最小限にするために、患者から吐き出された空気は、患者吸入口７０から第１レリーフポート部９２を介して排出することができる。例えば、一方向バルブ構造１７４をレリーフポート部９２に組み付けて、レリーフポート部９２を通過する気流が患者吸入口７０から外部方向にのみ発生することを可能にするように（能動モードで）動作し、制御ポート７８ａ，７８ｂが遮断されている間中、自由に排気できるようにしている。付加的な制御機構（図示せず）を更に設け、装置６０が前述の受動モードで動作するとき（即ち、患者から吐き出された空気は全て制御ポート７８ａ，７８ｂを通過するときに）、レリーフポート部９２／バルブ構造１７４を流体的に「閉じ」状態とすることもできる。または、装置６０は、患者吸入口７０からの吐出空気の排気を容易にする他の構成（図示せず）を含むことが可能であり、また第１レリーフポート部９２はなくてもよい。これらの工程と同様に、能動モードでは、第３レリーフポート部９６／バルブ構造１７０が永続的に「閉じ」状態にされ、全ての吸気流が制御ポート７８ａ，７８ｂを介して付与されるように構成される。
【００３８】
上記装置６０は、患者吸入口７４ａ，７４ｂの両方からの基本的に同一の流体の流れにによりＣＨＦＯ療法を施すように説明しているが、他の実施形態として、ＣＨＦＯの程度を選択又は変更する能力をユーザに持たせるように装置６０を構成してもよい。例えば、供給口７４ａ，７４ｂの一方からの流体の流れ発生せず（低レベルのＣＨＦＯが所望のとき）、対応する制御ポート７８ａ又は７８ｂを「遮断」するような機構（図示せず）を設けることもできる（例えば、供給口７４ａ又は７４ｂを圧力源から流体的に分離し、閉じ手段（図示せず）が対応する制御ポート７８ａ又は７８ｂに対して作動される構成としてもよい。）更にまた、装置６０は３個の供給口７４／ノズル１００と３個の制御ポート７８を備えるように変更してもよく、供給口７４／ノズル１００の各々は選択的に作動／非作動状態とされ、対応する制御ポート７８は選択的に遮断されて３つのレベルのＣＨＦＯを提供するように構成してもよい。または、３個の供給口７４は単一のノズル１００内に合流され、ユーザは所望の数の供給口７４を「作動」することにより、再度、所望のＣＨＦＯレベルを選択することができるようにしてもよい。
【００３９】
上述の受動モード（例えば振動性ＰＥＰ）及び能動モード（例えばＣＨＦＯ）の他に、呼吸療法装置６０は、更に付加的な呼吸療法の形体を設ける構成としてもよい。例えば、図１に戻って、ネブライザ５０が患者吸入口３６に流体的に接続（及び患者吸入口３６から任意に分離）して、患者にエアロゾル化された薬物療法やその他の治療を施すこともできる。次に、図２の呼吸療法装置６０について、ハウジング６２は、ネブライザ５０が流体的に接続される付加的ポート（図示せず）を形成又は含むことができる。別の実施形態では、マウスピース８６に直に又は隣接してネブライザポートを設け、ネブライザの流れが患者に直接に供給され、インタラプタバルブ組立体６４により影響されない構成としてもよい。または、ネブライザポートを、端板６９に形成又は端板６９とマウスピース８６間のハウジングに沿ったその他任意の地点に形成してもよい。その他の実施形態としては、１つ以上の吸入ポート７４ａ−７４ｃをネブライザポートとして機能させてもよい。更に他の実施形態として、ネブライザ５０は、マウスピース８６に物理的に取り付けられた接続部品を含む構成としてもよい。いずれにせよ、霧状の空気は、インタラプタバルブ組立体６４の動作中（受動または能動モードのいずれにおいても）供給することができる。また、呼吸療法装置６０は、ネブライザモードの動作のときに、インタラプタバルブ組立体６４が一時的にロック状態とされ、バルブ体８０が回転せず、従ってバルブプレート部１３２，１３４が制御ポート７８を遮断しないように構成することもできる。
【００４０】
また、別の形態では、インタラプタバルブ組立体６４を再度「ロック」しながら圧力流体源４８（図１参照）を患者供給口７４ａ，７４ｂの一方又は両方に接続することにより、呼吸療法装置６０は、必要に応じて、（エアロゾル化された薬物投与を同時に施し、又は施さないで）ＣＰＡＰ療法を適用することができる。特に、インタラプタバルブ組立体６４がロック位置に保持されることにより、バルブ体８０は回転せず、制御ポート７８ａ，７８ｂはバルブプレート部１３２，１３４によって遮断されないので、患者への順方向気流が連続して発生する。例えば、図５Ａ，８Ａを参照して、１つ以上の機構を設け、作動時に、第１駆動軸１５２を第１ローブ体１５から切り離し（駆動軸１５２はローブ体１５０の回転とともに回転せず）、（例えば、バルブプレート部１３２，１３４の一方又は両方を捕捉する磁石体等により）バルブ体８０は図８Ａの「開」位置に保持される。これらの同じ工程により、呼吸療法装置６０は、ＣＨＦＯ治療を同時に施すか又は同時に施さないで、一定基準の圧力のＣＰＡＰ（持続的気道陽圧）療法を施せるように、変形してもよい。例えば、インタラプタバルブ組立体６４は、バルブ体８０が第１供給口７４ａからの流体の流れにのみ作用するが、一方、第２供給口７４ｂからの流体の流れは患者吸入口７０へ持続的に供給されるように、構成してもよい。この方法によると、第２供給口７４ｂは、ＣＰＡＰ療法として特定の基準圧力（例えば、５ｃｍ水圧）を提供するが、一方、インタラプタバルブ組立体６４は、上記ＣＨＦＯ効果を生成するときに、第１供給口７４ａからの流体の流れに作用する。この点に関して、ＣＨＦＯ療法を所望しない期間中は、インタラプタバルブ組立体６４を上記「ロック状態」とすることができる。更に、他の関連する実施形態では、呼吸療法装置６０は、ＣＰＡＰの程度が可変で、選択可能として構成してもよい。例えば、ノズル１００の入口端部１１４及び／又は出口端部１１６（図４Ａ参照）又は対応する供給口７４、（付与するＣＰＡＰの程度を示す）所望の長さを、（持続的な基本設定で）部分的に制限する機構（図示せず）を備えることもできる。また別の形態では、（例えば、大気中に排気するレリーフポート部及び対応する制御バルブを、患者吸入口７０及び／又は第１チャンバ７２の一方又は両方に設けること等により）、流体の漏れの制御をシステムに導入してもよい。更に、患者吸入口７４の一方又は両方を選択的に「起動」することにより、上記ＣＰＡＰ療法を提供してもよい（ここで、ＣＰＡＰ程度は、流体の流れが患者吸入口７４の両方を通って得られる場合、患者吸入口７４一方だけの場合と比較して高いレベルであることが理解される）。
【００４１】
更に他の実施形態では、受動モードにおいて、持続的ＰＥＰ両方を任意に提供するように構成してもよい。特に、インタラプタバルブ組立体６４は前述の開状態に「ロック」され、供給口７４は圧力流体源４８（図１参照）から切り離される。その結果、制御ポート７８は、空気を排出し、ＰＥＰ効果を生成又はもたらす流量リストリクター（絞り弁）として機能する。
【００４２】
更に動作モードを追加するかどうかに拘わらず、呼吸療法装置６０は、受動及び能動モードの両方で動作可能であることにより、従来の構成に顕著な利点をもたらしている。例えば、呼吸療法装置６０を、外科手術、（病院等の）看護施設への入院等の患者に直ちに適用することができ、該装置６０を受動モードで使用するように指示することができる。これにより、患者は直ちに振動性ＰＥＰ療法処置を受け始めることが可能となる。次に、介護者によって、もっと積極的な振動性療法が気道浄化および／又は気道拡張の支援のために必要であると（Ｘ線、呼吸音、血液分析等の）観察されると、呼吸療法装置６０は圧力流体源（例えば、図１の圧力流体源４８）に接続され、能動モードに切り換えられる。能動モードの処置に続けて、療法士は装置６０を患者に装着したままで、患者は介護者がいなくても、そのまま受動モードの療法を続けることが可能である。即ち、患者は、介護施設から離れた実質的にどんな場所でも同じ療法装置６０を使用し続けることができる。
【００４３】
呼吸療法装置６０は受動及び能動の動作モードの両方を備える構成として説明したが、本発明に係る他の実施形態では、同様の動作原理を受動モードのみ又は振動性ＰＥＰ装置（又は、患者の呼吸と相互作用する装置）にも適用することができる。例えば、また別の実施形態の呼吸療法装置１８６の分解組立構成を図９に示す。療法装置１８６は多くの点で前述の（図２に示す）呼吸療法装置６０と類似しており、ハウジング１８８（概略参照）とインタラプタバルブ組立体１９０を含む。ハウジング１８８は、先導部１９２と中間プレート１９４と後続部１９６と端板１９８を含む。インタラプタバルブ組立体１９０は１つ以上の制御ポート２００ａ，２００ｂと、バルブ体２０２と、駆動機構２０４を含む。以下に詳述するように、駆動機構２０４は、患者から吐き出された空気流によりバルブ体２０２を回転させ、制御ポート２００ａ，２００ｂを周期的に遮断又は閉じ状態とする。
【００４４】
ハウジング１８８の先導部１９２は傾斜状のマウスピース２０８を含み、患者吸入口２１０を形成又は画定し、一方、後続部１９６は第１チャンバ２１２を形成している。プレート１９４は、患者吸入口２１０と第１チャンバ２１２を分離し、１つ以上の制御ポート２００ａ，２００ｂが形成されている。前述の実施形態のように、２個の制御ポート２００ａ，２００ｂが図示されているが、それより多くても少なくても、他の任意の個数の制御ポートを形成することも可能である。いずれにせよ、患者吸入口２１０と第１チャンバ２１２間の流体の流れは制御ポート２００ａ，２００ｂを介して行われる。
【００４５】
後続部１９６は更に第２チャンバ２２０と、ある実施形態では、（図９では隠れているが）排気チャンバを形成している。第２チャンバ２２０は、以下に説明するように、駆動機構２０４の対応部分を収容する大きさであり、中間壁２２２で第１チャンバ２１２とは流体的に分離されている。この点に関して図１０に最もよく示すように、中間壁２２２には通路２２４が形成されており、該通路を介して第１チャンバ２１２（図９参照）から第２チャンバ２２０（図１０に概略参照）への流体の流れが発生する。また、中間壁２２２には、以下に説明する駆動機構２０４の対応部品を収容する大きさの第１及び第２の穴２２６ａ，２２６ｂが形成されている。最後に、図９に戻り、端板１９８が後続部１９６に取り付けられ、第２チャンバ２２０を閉じるように機能している。図示のように、端板１９８は、以下に説明するように、駆動機構２０４の対応部品を回転可能に保持する大きさの溝穴２２８を形成してもよい。
【００４６】
バルブ体２０２は、前述の（図２に示す）バルブ体８０と同様であり、ある実施形態では、基軸部２３０と、第１バルブプレート部２３２と、第２バルブプレート部２３４を含む。これらバルブプレート部２３２と２３４は、制御ポート２００ａ，２００ｂと一致する形状及び大きさであり、これらが直線上に配置されたとき、バルブプレート部２３２と２３４は、制御ポート２００ａ，２００ｂを同時に遮蔽又は「遮断」することができる。いずれにせよ、バルブプレート部２３２と２３４は、基軸部２３０か径方向に延びているか、又は、駆動機構２０４の対応部品に固定されるように構成されている。
【００４７】
駆動機構２０４は逆向きルーツブロア組立体と類似し、第１及び第２ローブ組立体２４０，２４２と第１及び第２歯車２４４，２４６を含む。各ローブ組立体２４０，２４２は、軸２５２ａ，２５２ｂにそれぞれ同軸的に取り付け、又は、一体的に形成されたローブ体２５０ａ，２５０ｂを含む。軸２５２ａ，２５２ｂは歯車２４４，２４６のそれぞれ一方と順次装着又は一体的に形成され、バルブ体２０２は、第１ローブ組立体２４０の軸２５２ａに取り付けられている。最終的な組立状態では、ローブ体２５０ａ，２５０ｂは、歯車２４４，２４６と同様に、歯車のかみ合い形体で互いに連結している。
【００４８】
最初に図１１を参照して、呼吸療法装置１８６の組立は、ハウジング１８８により画定された第２チャンバ２２０内にローブ体２５０ａ，２５０ｂと歯車２４４，２４６を配置することを含む。図示のように、軸２５２ａ，２５２ｂは、第２チャンバ２２０から第１チャンバ２１２内に延びている。バルブ体２０２は第１ローブ組立体２４０の軸２５２ａ（又は第２ローブ組立体２４２の軸２５２ｂ）に装着され、第１チャンバ２１２内に配置されている。中間壁２２２は、通路２２４以外の場所で、第１チャンバ２１２と第２チャンバ２２０を流体的に分離するように機能している。
【００４９】
次に、中間プレート１９４と先導部１９２は、図１２に示すように、後続部１９６と連結される。（ここで、先導部１９２とプレート１９４は一体的に形成される実施形態も可能であることが理解される。）特に、先導部１９２とプレート１９４の組立状態では、バルブ体２０２は制御ポート２００ａ，２００ｂと対応した配置関係にある。例えば、バルブ体２０２は、バルブプレート部２３２，２３４がバルブ体２０２の回転により、制御ポート２００ａ，２００ｂのそれぞれ一方と選択的に直線上となるように配置される。図１３Ａは呼吸療法装置１８６の最終的な組立完了状態を示す。
【００５０】
呼吸療法装置１８６の種々の構成部品の関係は図１３Ｂの断面図に最もよく示されている。再度、患者吸入口２１０が制御ポート２００ａ，２００ｂを介して第１チャンバ２１２に流体的に接続される（ただし、制御ポート２００ａのみが図１３Ａで明示されていることが分かる）。バルブ体２０２は第１チャンバ２１２内に保持され、バルブプレート部２３２，２３４（ただし図１３Ｂではバルブプレート部２３２のみ明示されている）が選択的に制御ポート２００ａ，２００ｂと直線上となるように配置され、患者吸入口２１０と第１チャンバ２１２間の流体の流れを遮断する。第１チャンバ２１２は通路２２４を介して第２チャンバ２２０と流体的に接続される。第２チャンバ２２０はローブ組立体２４０，２４２を保持する（ただし、図１３Ｂでは第１ローブ組立体２４０のみ明示されている）。更に、第２チャンバ２２０は、排出用開口２５６を介して排気側チャンバ２５４と流体的に接続される。第１チャンバ２１２はまた、バルブ組立体２６０（例えば、一方向傘型弁）が連結されたレリーフポート部２５８を介して排気側チャンバ２５４と流体的に接続される。最後に、排気側チャンバ２５４は排気口２６２において大気に開放される。参照すべき点として、排気側チャンバ２５４は、排出用開口２５６及び／又はレリーフポート部２５８の一方又は両方が使用中に誤って遮断されることを最小限にしていることである。しかし、他の実施形態として、排気側チャンバ２５４はなくてもよい。
【００５１】
使用中において、インタラプタバルブ組立体１９０の動作には、以下に詳述するように、第２チャンバ２２０内に空気流が進入することにより、ローブ組立体２４０，２４２が回転することが含まれる。第１ローブ組立体２４０の回転によりバルブ体２０２が同様に回転し、バルブプレート部２３２，２３４が周期的に制御ポート２００ａ，２００ｂの対応する一方と直線上の位置及び直線上からそれた位置となるように回転移動し、患者が息を吐くときに、患者吸入口２１０において振動性ＰＥＰ作用を形成する。
【００５２】
例えば、図１４Ａと図１４Ｂを参照すると、マウスピース２０８（又は、ネブライザコネクタ等の、マウスピース２０８に取り付けられた他の部品）が患者の口（図示せず）内に配置され、患者は患者吸入口２１０を介して呼吸サイクルを行う。吸気相の間は、大気はレリーフポート部２６６を介して容易に患者吸入口２１０内に進入し、レリーフポート部２６６を通過する気流は（傘型バルブ等の）一方向弁構造２６８によって制御される。呼気相の間は、患者から吐き出された息は患者吸入口２１０を通ってプレート１９４に向けられる。図１４Ａ及び１４Ｂに示す制御ポート２００ａ，２００ｂに対するバルブ体２０２の配置構成では、バルブプレート部２３２，２３４は制御ポート２００ａ，２００ｂと同一線上に配置されていないので、患者の吐出空気は患者吸入口２１０から制御ポート２００ａ，２００ｂを通って第１チャンバ２１２内に流れる。この気流パターンは図１４Ａと１４Ｂでは矢印で表されている。第１チャンバ２１２内の気流は通路２２４を通って第２チャンバ２２０内に流れ、ローブ組立体２４０、２４２と相互作用する。特に、第２チャンバ２２０内の気流はローブ組立体２４０，２４２を回転させ、第２チャンバ２２０（図１４Ａの排気側開口２５６において）から排出する空気流は排気側チャンバ２５４に向かう。排気側チャンバ２５４内の空気は、次いで、排気口２６２を介して外部に排出される。
【００５３】
図１４Ａ及び１４Ｂに示すように、バルブ構造２６０は、第１チャンバ２１２と排気側チャンバ２５４間のレリーフポート部２５８を通過する流体の流れを制御する。ある実施形態では、バルブ構造２６０は、所定の開口又はバイパス圧を有する一方向バイパスバルブである。このことを念頭に置いて、第１チャンバ２１２内の空気流がバルブ構造２６０の開口圧より低い場合には、バルブ構造２６０は閉じ状態のままであり、全ての空気は上述のように第２チャンバ２２０内に流れ込む。しかし、第１チャンバ２１２内の気圧がバルブ構造２６０の開口圧より高い場合は、バルブ構造２６０は「開」状態となり、第１チャンバ２１２内の空気の一部は第２チャンバ２２０／ローブ組立体２４０，２４２を迂回し、レリーフポート部２５８を介して排気側チャンバ２５４内に直接流れ込む。このように、第２チャンバ２２０を横切る気流の圧力低下量はバルブ構造２６０の開口圧に略匹敵している。
【００５４】
吐出された空気が第２チャンバ２２０に進入することによりローブ組立体２４０，２４２が回転し、これによってバルブ体２０２が回転される。バルブ体２０２が制御ポート２００ａ，２００ｂと同一線上に初期設定され、（これにより、ローブ組立体２４０，２４２の回転を起動させるのに充分な所望の気流が第２チャンバ２００内に流れることを妨げ得る例を考慮して、ユーザがバルブ体２８２の運動を自己作動できる手段（図示せず）を備えることができ、患者吸入口２１０と第２チャンバ２２０等を直接に接続するバルブ導管を設けることもできる。いずれにせよ、バルブプレート部２３２，２３４は、例えば図１５Ａ，１５Ｂに示すように、制御ポート２００ａ，２００ｂのそれぞれ一方と周期的に同一線上に配置される。このように同一線上に配置されるとき、患者吸入口２１０において患者から吐出された空気は、実際的には制御ポート２００ａ，２００ｂを通過しないように遮断される。その結果、患者吸入口２１０内に逆圧気流が発生されて、順次患者に伝達される。この逆向き空気流は図１５Ａ，１５Ｂでは矢印で表されている。バルブ体２０２は吐出された空気により基本的に連続して回転しているので、この逆圧気流は周期的又は振動性の形体で生成される。即ち、逆圧「パルス」が患者吸入口２１０内で生成され、バルブプレート部２３２，２３４が制御ポート２００ａ，２００ｂから離間するときに、上記逆圧は患者吸入口２１０から「放出」される。ある実施形態では、圧力１００Ｐａ、吐出空気流の流速１０ｌｐｍでインタラプタバルブ組立体１９０を駆動し、制御ポート２００ａ，２００ｂにおいて毎秒１５パルスを生成し、加圧パルスは略３０００Ｐａとなるように、呼吸療法装置１８６を構成してもよい。１０ｌｐｍ以上の流速では、バルブ構造２６０は開状態となり、駆動機構２０４への吸入気圧を維持すことが不規則となり得る。関連する実施形態では、１００Ｐａで流速２０ｌｐｍまでの気流を設定し、患者吸入口２１０内の所望の逆圧と１０ｌｐｍ〜３０ｌｐｍの範囲の一定の回転速度を実質的に維持するように、バルブ構造２６０を構成してもよい。しかし、また別の形態では、前述とは異なる多数の性能特性を表すように、呼吸療法装置１８６を構成してもよい。
【００５５】
また別の実施形態の呼吸療法装置２８０が図１６に概略図示されており、これは前述の（図２に示す）装置６０の構成と類似している。特に、装置２８０はハウジング２８２とインタラプタバルブ組立体２８４を有する。ハウジング２８２は（前述の図２に示す）ハウジング６２と類似しており、患者吸入口２８６と、第１チャンバ２８８と、第２チャンバ２９０と、複数の供給口２９２（図１６では１つのみ図示している）を概略画定している。ハウジング６２と比較すると、第１チャンバ２８８と第２チャンバ２９０は互いに流体的に永久に分離されている（即ち、（図４Ａに示す）ノッチ１０６は形成されていない）。インタラプタバルブ組立体２８４は（図２の）インタラプタバルブ組立体６４と類似し、患者吸入口２８６と第１チャンバ２８８間及びバルブ体２９６と駆動機構２９８間に制御ポート２９４（１つのみ図示）を含む。
【００５６】
一般的には、装置２８０は「能動モード専用」の構成として動作するので、圧力流体源４８（図１参照）を供給口２９２から切り離す能力及び手動式で受動モードの振動性ＰＥＰ療法を実行する性能は備えていない。しかし、ＣＨＦＯ（及び任意のＣＰＡＰ）療法は、前述のように、現在あるＣＨＦＯ装置の顕著な改善を表す仕方で実行される。例えば、装置２８０は、実質的にどんな圧力流体源にも直接に接続され、しかもＣＨＦＯ療法を提供する（即ち、装置２８０自体が、患者に対する振動性気流内へ吸入される一定圧力流体の流れを変更するので、「駆動」ユニットを別途設ける必要はない）。同様に、現存の構成とは異なり、装置２８０は装置６０（図２参照）に関して前述のように変形でき、ＣＨＦＯ処置とは別に、又は同時にエアロゾル化された薬物療法の投与やＣＰＡＰ等の付加的な動作モードを備えることもできる。
【００５７】
図１７は、本発明の原理による更に別の実施形態に係る呼吸療法装置３００を示す。呼吸療法装置３００は、ハウジング３０２（概略参照）とインタラプタバルブ組立体３０４を有する。ハウジング３０２は、概略的には、外側ハウジング部３０６と内側ハウジング部３０８を含み、これらは結合されて（外側は婦人具部３０６に関して図１７に概略参照される）第１チャンバ３１０と患者吸入口３１２を画定している。インタラプタバルブ組立体３０４は、バルブ体３１４と、駆動機構３１６と、制御ポート３１８を含む。種々の構成要素の詳細について以下に説明する。しかし、一般的には、最終の組立状態において、バルブ体３１４は、制御ポート３１８と選択的に連動されるか（又は、内側ハウジング部３０８により形成される）。駆動機構３１６は、例えば、患者の呼吸サイクルの呼気相の間、患者から吐き出された息に応じて、バルブ体３１４の動きを制御ポート３１８に向かう動きと制御ポート３１８から離れる動きを選択的に制御し、患者吸入口３１２内の周期的な逆向きの気流圧を生成している。次いで、この逆圧により、患者に対して振動性ＰＥＰ療法を施している。
【００５８】
外側ハウジング部３０６は円筒状であり、内側ハウジング部３０８を収容して保持する大きさである。更に図１８Ａを参照して、外側ハウジング部３０６は、第１端部３２０と、第２端部３２２と、中間部３２４を画定している。第１端部３２０は、内側ハウジング部３０８の対応する部位と同程度の径又はサイズを有する通路３２６を形成しており、組立完了時に、外側ハウジング部３０６と内側ハウジング部３０８は第１端部３２０において流体的に密閉される。一方、第２端部３２２は、内側ハウジング部３０８（及び任意の他の装着部品）の対応する部位よりも大きな径又はサイズの開口３２８を形成している。この構成により、ハウジング３０２は、第２端部３２２において流体的に外気に開口される。最後に、中間部３２４が、同様に、内側ハウジング部３０８の対応する部位よりも大きな径又はサイズを規定し、内側ハウジング部３０８と外側ハウジング部３０６の中間部３０４間に第１チャンバ３１０を形成している。
【００５９】
内側ハウジング部３０８はマウスピース３３０と管３３２を含む実施形態もある。マウスピース３３０は、患者の口内に都合良く配置されるか、又は（例えば、ネブライザ接続部品等の）別の部品に取り付けられた後で、患者の口内に配置されるように構成され、従って、図１７に示すように、卵形の形状を有する実施形態としてもよい。いずれにせよ、マウスピース３３０は管３３２に接続され、これらの部品が結合して、連続した通路形状の患者吸入口３１２を形成している。
【００６０】
管３３２は種々の異なる構成を想定することができ、近位部３３４と遠位部３３６を含むか又は画定している。図１７及び１８Ａに示すように、管３３２は近位部３３４に外側肩部３３８を含む。以下に詳述するように、肩部３３８は、最終組立時に駆動機構３１６の支持部又は支点として機能する。いずれにせよ、制御ポート３１８は遠位部３３６の位置又はそれに隣接して形成され、患者吸入口３１２とチャンバ３１０間の流体的接続を形成している。制御ポート３１８は内側ハウジング部３０８の一部として図示されているが、インタラプタバルブ組立体３０４の有効な一部としてもよい。
【００６１】
制御ポート３１８の他に、インタラプタバルブ組立体３０４は、図１８Ａに示すように、バルブ体３１４と駆動機構３１６を含む。ある実施形態では、バルブ体３１４は、制御ポート３１８のサイズ及び形状と同一基準の円板状であり、（例えば、バルブ体３１４は、制御ポート３１８と同一の形状及び大きさを有しても良く、又は、制御ポート３１８よりも大きい、又はより小さい形状でもよい）。また、ある実施形態では、バルブ体の円板３１４は制御ポート３１８より僅かに大きなサイズとすることで、制御ポート３１８をより完全な選択的遮断を達成している。図１８Ｂに最もよく示しているように、バルブ体の円板３１４は対向する第１及び第２の主面３４０と３４２を形成している。図１８Ｂに示す一実施形態では、第１主面３４０は平坦である。しかし、他の実施形態では、第１主面３４０は半球体や円錐形等の異なった形状も想定される。いずれにせよ、第１主面３４０は、制御ポート３１８が形成されている内側ハウジング部３０８の外面３４４と概略釣り合うように構成される。
【００６２】
図１８Ａに戻り、ある実施形態では、駆動機構３１６は梁又はキャンチレバー型の装置に類似し、先導部３５０と後続部３５２を有する。先導部３５０はバルブ体３１４に固定され、後続部３５２は内側ハウジング部３０８の肩部３３８に取り付けられるように構成されている。以下に説明するように、駆動機構３１６はキャンチレバー型梁として機能し、繰り返す、周期的な撓みに対する所望の硬度を有する。このことを念頭に、ある実施形態では、駆動機構／梁３１６はスチールばねで形成されるが、他の材料で形成することも可能である。
【００６３】
最後に図１７乃至１８Ｂに示すように、ある実施形態では、呼吸療法装置３００は、更に、内側ハウジング部３０８に取り付けられたバルブ組立体３５４を含む。バルブ組立体３５４は種々の構成が想定され、（例えば、フラップ型又は傘型の逆止め弁等の）一方向弁に類似した構成としてもよい。このように、ある実施形態では、バルブ組立体３５４は、開口３５８を選択的に遮断するバルブ構造３６０とともに１つ以上の開口３５８を形成しているフレーム３５６を含む。このような構成で、バルブ組立体３５４は、外気流が管３３２／患者吸入口３１２へ流れ込むことを可能にし、管３３２／患者吸入口３１２から外部への空気流を制限または遮断することができる。
【００６４】
呼吸療法装置３００の組立は、バルブ組立体３５４を内側ハウジング部３０８の遠位部３３６に固定させることを含む。駆動機構の梁３１６の後続端部３５２は、内側ハウジング部３０８の肩部３３８に（例えば、溶接や接着剤等で）取り付けられる。図１８Ａに示すように、組立時には、駆動機構の梁３１６は実質的に真っ直ぐな配置であり、バルブ体３１４を制御ポート３１８と一直線上又は制御ポート３１８上を覆うように配置している。
【００６５】
図１８Ａの中立又は休止状態では、バルブ体３１４は制御ポート３１８に非常に近接し、制御ポート３１８を通過する流体の流れを明らかに制限する。ある実施形態では、図１８Ｂに最もよく示されているように、駆動機構３１６は、その中立状態又は休止状態において、バルブ体３１４と内側ハウジング部３０８の外面３４４（即ち、制御ポート３１８を規定している）外面３４４間に僅かな隙間３６２が形成されるように構成されている。隙間３６２の大きさは患者吸入口３１２内の圧力下降の程度を表し、隙間３６２の大きさは患者吸入口３１２内の圧力下降と逆関係である。このことを考慮して、ある実施形態では、隙間３６２は０．１インチより狭くされ、他の実施形態では０．０８インチより狭くされ、更に他の実施形態では０．０４インチより狭くされている。しかし、別の形態では、その他の隙間の値も可能であり、また隙間３６２は形成しない形態もあり得る。例えば、制御ポート３１８が０．２８インチオーダーの径を有する場合、バルブ体３１４は０．３６インチオーダーの径と１１．６グラムの質量の円板である。駆動機構３１６がステンレス鋼で形成され、２．５インチオーダーの長さを有する場合は、流速２０ｌｐｍで所望の圧力下降／呼吸療法装置３００の応答は、隙間の大きさが０．０１１インチで実現されることは驚くべき発見である。特に、呼吸療法装置３００は、ある実施形態では、１００〜２５００Ｐａの圧力範囲で２０ｌｐｍの流速において圧力下降が示された。
【００６６】
使用中に、呼吸療法装置３００は、所望の方向づけの指示とともに患者に提供される。この観点から、ある実施形態では、制御ポート３１８が患者に保持されたときの装置３００「側」に空間的に配置されるときに、装置３００は最適な性能をもたらす。卵型又は楕円形状のマウスピース３３０は、患者にこの所望の方向づけの明示的な手掛かりをもたらす。制御ポート３１８を「下方」に向かう（例えば、図１８Ａと１８Ｂでの方向付けで）又は「上方に」向かうように空間的に方位付するときに療法装置３００は動作可能であるが、インタラプタバルブ組立体３０４の動作中の重力の影響を考慮すれば、真っ直ぐ上向きの方向付けがさらによい。
【００６７】
上記にもかかわらず、図１９Ａ，１９Ｂを参照した療法装置３００の説明では、図示を簡単にするために、装置３００を「下向き」の方向付けで示している。しかし、他の実施形態では、療法装置は好ましくは患者によって空間的に保持され、制御ポート３１８／バルブ体３１４は保持された療法装置「側」にあるよう（即ち、図１９Ａ，１９Ｂのページ内部方向）に保持されることが好ましい。このことを考慮して、マウスピース３３０（又はマウスピース３３０に取り付けられた他の部品）を患者の口内に挿入することで、患者は多数の呼吸サイクルを行う。吸気相の間、大気流は開口３５８／バルブ組立体３５４を介して容易に患者吸入口に流れ込む。呼気相の間は、患者から吐き出された空気は、患者吸入口３１２を通過して管３３２の遠位部３３６に向かうように強勢される。バルブ組立体３５４により、吐出された空気が開口３５８を介して管３３２から排出されないようにしている。その代わりに、吐出された空気流は制御ポート３１８に向けて、それを通過するように送り込まれ、制御ポート３１８から流出する空気流は、図１９Ａの矢印で示す、管３３２から遠ざかる方向（従って、制御ポート３１８から遠ざかる方向）に、力をバルブ体３１４に加えるように作用する。駆動機構の梁３１６は、上記付加された力により、バルブ体３１４の移動を可能とするように、肩部３３８を支点として湾曲する。バルブ体３１４が制御ポート３１８から離れるように動くとき、患者吸入口３１２内の気圧は低下し、空気流はチャンバ３１０に進み、開口３２８を介して周囲の大気中に放出される。
【００６８】
駆動機構梁３１６は、バルブ体３１４に付加される予想圧力（即ち、大人の患者の呼吸の呼気相に関する制御ポート３１８における予想される空気流の圧力）に応じて、制限された範囲だけ湾曲するように構成され、制御ポート３１８から遠ざかるバルブ体３１４の行き過ぎた動きを制限する。また、バルブ体３１４が制御ポート３１８から更に離間するとき、制御ポート３１８からの気流／圧力によりバルブ体３１４に作用する力は、隙間３６２の面積が増大するために、必然的に減少する。（図１９Ａにおいて）最大の湾曲点では、駆動機構梁３１６のばね状の特性により、制御ポート３１８に向かうのと逆向きに力を付与し続け、バルブ体３１４は、再度、制御ポート３１８を通過する空気流を過度に遮断する。駆動機構梁３１６は、最終的に図１９Ｂの近中立地点に戻り、バルブ体３１４は制御ポート３１８を実質的に閉じ、患者吸入口３１２内に逆圧が再度生成される。バルブ体３１４に作用する付随の力が増大し、上記のように、駆動機構梁３１６は再度湾曲される。このようなインタラプタバルブ組立体３０４の周期的な運動は呼気相の間中持続し、患者吸入口３１２内での逆圧の周期的な発生をもたらしている。これにより、患者は振動性ＰＥＰ治療を受け、患者からの吐出空気は駆動機構梁３１６への唯一の入力として作用している。
【００６９】
呼吸療法装置３００について、キャンチレバー型共振器のインタラプタバルブ組立体３０４に関して説明したが、他の実施形態として、それとは違った構成とすることも可能である。例えば、図２０は、患者吸入口３７３と制御ポート３７４を形成する管３７２に関するインタラプタバルブ組立体３７０の別の実施形態を概略図示している。参照すべき点としては、図２０の管３７２は図１８Ａの管３３２と類似していることである。いずれにせよ、インタラプタバルブ組立体３７０はロッカー（揺動）型配置構成を採用しており、バルブ体３７６と駆動機構３７８を含む。バルブ体３７６は制御ポート３７４のサイズに対応したサイズに（例えば、それより僅かに大きいか又は小さく）設計され、駆動機構３７８により保持又は駆動される。この観点において、駆動機構３７８はアーム３８０とバイアス装置３８４を含む。
【００７０】
アーム３８０はバルブ体３７６を保持し、支点３８６を回転軸として支持部３８２に旋回可能に装着されている。アーム３８０は、バルブ体３７６が形成又は固定された第１側部３８８と、それと反対側に位置する第２側部３９０を含む。図示のように、第２側部３９０は、バルブ体３７６の質量を相殺する付加的質量を備える。いずれにせよ、支持部３８２はアーム３８０を旋回可能に保持し、管３７２に取り付けられるか、又はその一部分として形成される。
【００７１】
バイアス装置３８４は、制御ポート３７４と対向するバルブ体３７６に対してバイアス力を印加している。ある実施形態では、バイアス装置３８４は、その第１端部３９２がバルブ体３７６／アーム３８０に固定され、その反対側の第２端部３９４が支持構造３９６（図２０に概略図示）に固定されたコイルばねである。参照すべき点として、ある実施形態では、支持構造３９６は外側ハウジング部３０６（図１８Ａ参照）により形成、又はその一部分として提供される。
【００７２】
正確な構成にもかかわらず、インタラプタバルブ組立体３７０は釣り合いのとれたロッカー（揺動）型の配置構成を提供し、バイアス装置３８４は強化部品として機能している。使用中は、バルブ体３７６は患者吸入口３７３／制御ポート３７４からの空気流を制限し、バルブ体３７６と制御ポート３７４間の距離即ち隙間（従って、呼気流に対する抵抗）は、バイアス装置３８４により周期的に繰り返される。再度、バルブ体３７６が制御ポート３７４に接近すると、（患者の呼吸の呼気相の間、患者からの持続的な空気流に連動して）患者吸入口３７３内に逆圧が生成される。このような構成により、振動性ＰＥＰ療法が施され、インタラプタバルブ組立体３７０は、対応する呼吸療法装置／ハウジングの空間的配置方向から独立して動作している。図示していないが、付加的ネブライザポートを、ハウジング３０２を用いて提供、又はハウジング３０２により形成することができ、これにより、エアロゾル化された薬物療法を患者に投与することができる。
【００７３】
さらにまた別の実施形態によるインタラプタバルブ組立体４００を図２１Ａと２１Ｂに概略的に示す。図２１Ｂに最もよく示しているように、インタラプタバルブ組立体４００は管４０２に関連し、該管４０２は、前述の（図１８Ａに示す）管３３２と類似し、患者吸入口４０４と制御ポート４０６を画定している。
【００７４】
上記形態を念頭に置いて、インタラプタバルブ組立体４００は、制御ポート４０６と、バルブ体４０８と、駆動機構４１０を含む。再度、バルブ体４０８のサイズ及び形状は、前述のように、制御ポート４０６のサイズ及び形状に対応し、（例えば、同一、僅かに大きい、又は僅かに小さい等）である。図２１Ａと２１Ｂの実施形態では、駆動機構４１０は、釣り合ったばね質量システムに類似し、フライホイール（はずみ車）４１２とバイアス装置４１４を含む。フライホイール（はずみ車）４１２は、例えば車軸４１６で、管４０２に対して回転可能に取り付けられている。例えば図２１Ａに示すように、車軸４１６は、対応する療法装置のハウジング（図示せず）を有する種々の面４１８ａ，４１８ｂにより装着又は保持してもよい。いずれにせよ、フライホイール４１２は自由に回転できる。
【００７５】
バイアス装置４１４は第１端部４２０と第２端部４２２を有する。第１端部４２０はバルブ体４０８に固定され、第２端部４２２は、例えば、図２１Ａに示すフィンガ４２４でフライホイール４１２に固定されている。ある実施形態では、バイアス装置４１４は線条ばねであるが、他の実施形態として、コイル状捻りばね等の他の形体としてもよい。
【００７６】
正確な構成にも拘わらず、使用中のバルブ体４０８は、患者吸入口４０４から制御ポートを通過する空気流を制限するように作用する。この点に関して、空気流に対する抵抗（即ち、患者の呼吸サイクルの呼気相の間に患者吸入口４０４内に生成される逆圧）のレベルは、バルブ体４０８と制御ポート４０６間の（図２１Ｂに示す）間隙４２６の関数である。次に、駆動機構４１０はこの間隙のサイズ又は大きさを書き取る。特に、吐出された空気が制御ポート４０６を通過する方向に向けられるとき、バルブ体４０８は制御ポート４０６から離間するように強勢され、バイアス装置４１４は、バルブ体４０８に作用する空気流の力に対して抵抗力をもたらす。更に、バルブ体４０８が制御ポート４０６から離間するように移動すると、力がバイアス装置４１４に作用するように変換され、次いでフライホイール４１２に働くように変換される。その結果、フライホイール４１２は（例えば、図２１Ｂの配置方向に対して反時計方向に）僅かに回転する。ある地点で、バイアス装置４１４のバネ力は制御ポート４０６を通過する空気流の力に打ち勝ち、バイアス装置４１４はバルブ体４０８を制御ポート４０６の方向に向けて、逆向きに付勢する。これに関して、フライホイール４１２はバルブ体４０８の動きの案内部として機能し、バルブ体４０８が逆向きに移動して制御ポート４０６と同一線上に移動することを確実にする。このようにして、患者吸入口４０４内に周期的な逆圧が生成され、患者の呼吸の呼気相の間、患者に振動性ＰＥＰ療法を施している。
【００７７】
呼吸療法装置３００（図１７参照）は種々のインタラプタバルブ組立体３７０（図２０参照）、４００（図２１Ａ及び２１Ｂ参照）とともに、受動モード専用の装置（例えば、患者から吐出された呼吸により振動性ＰＥＰ療法を施す装置等）の文脈で説明したが、他の実施形態として、（例えば、振動性ＰＥＰ等の）受動モードと（例えば、ＣＨＦＯ等の）能動モードの両方で動作可能な呼吸療法装置を提供するように、同様に設計構成することもできる。例えば、図２２は、本発明の態様に係るまた別の実施形態の呼吸療法装置４４０を示す。呼吸療法装置４４０は前述の呼吸療法装置３００（図１７参照）と非常に類似しており、ハウジング４４２とインタラプタバルブ組立体４４４を含み、該インタラプタバルブ組立体４４４は第１サブインタラプタバルブ組立体４４６と第２サブインタラプタバルブ組立体４４８を含む。再度、ハウジング４４２は外側ハウジング部４５０と内側ハウジング部４５２を含み、これらは組み合わされてチャンバ４５４を形成している。内側ハウジング部４５２はマウスピース４５６と管４５８を含み、これらを組み合わせて患者吸入口４６０を形成している。更に、管４５８は、患者吸入口４６０とチャンバ４５４を流体的に接続する第１制御ポート４６２を形成している。この点に関して、第１サブインタラプタバルブ組立体４４６は前述のインタラプタバルブ組立体３０４（図１７参照）と類似しており、患者からの吐出空気により患者吸入口内に振動性逆圧を生成する。即ち、第１サブインタラプタバルブ組立体４４６は前述のように動作し、振動性ＰＥＰ療法を形成している。
【００７８】
上記の他に、ハウジング４４２は、内側ハウジング部４５２から延在し、外側ハウジング部４５０から外側に延在する供給口４６４を含む。供給口４６４は外部の圧力流体源（図示していないが、図１の圧力流体源４８に類似）に流体的に接続され、管４５８に形成又は管４５８に接続された第２制御ポート４６６と流体的に接続されている。
【００７９】
上記構成において、第２サブインタラプタバルブ組立体４４８は第１サブインタラプタバルブ組立体４４６と類似し、第２制御ポート４６６と、バルブ体４６８と、駆動機構４７０を含む。バルブ体４６８は、第２制御ポート４６６のサイズ及び形状と同程度のサイズ及び形状を有し、バルブ体４６８は第２制御ポート４６６を通過する流体の流れを遮断できる。図示していないが、種々のレリーフポート部及び関連するバルブ構造を第２サブインタラプタバルブ組立体４４８に関連して含むことにより、所望の圧力パルス／流量を生成及び／又は大気の混入を達成するのに充分な圧力を確保するように構成してもよい。
【００８０】
駆動機構４７０は、ある実施形態では、第１の端部４７２と第２の端部４７４を有する細長形状の梁である。第１の端部４７２はバルブ体４６８を保持し、第２の端部４７４は内部側肩部４７６に取り付けられるように構成され、該肩部４７６はある実施形態では管４５８に形成又は提供される。
【００８１】
次に、最終的な組立状態では、バルブ体４６８／駆動機構４７０は管４５８内に内部的に配置され、バルブ体４６８は第２制御ポート４６６と同一線上に配置される。使用中は、順方向の気流が患者吸入口４６０内に形成され、流体の流れは第２制御ポート４６６に向けられる。第２サブインタラプタバルブ組立体４４８は、第２制御ポート４６６を通過して患者吸入口４６０内に入る流体の流れを周期的に遮断するように動作する。特に、前述したように、駆動機構梁４７０は、バルブ体４６８を第２制御ポート４６６に対して周期的に移動させることにより、患者吸入口４６０内に入る流体の流れに対する可変型遮断手段を形成している。このように、能動モードで動作するとき（即ち、療法装置４４０が図１に示す圧力流体源４８に接続されているとき）、患者の（吸気相を含む）呼吸サイクルの間、呼吸療法装置４４０は患者に対してＣＨＦＯ治療を施す。一方、療法装置４４０が圧力流体源から切り離されて（供給口４６４が流体的に閉じられ）、振動性ＰＥＰ療法を施す受動モードで動作することもできる。図示していないが、療法装置４４０は更に付加的な特徴を組み込んで、（図２を参照して）装置６０について説明したように、例えば、エアロゾル化された薬物療法の投与や（一定又は可変の）ＣＰＡＰ療法等を施すのに、療法装置４４０を容易に使用できるように構成してもよい。更に、療法装置４４０は、例えば、第１サブインタラプタバルブ組立体４４６を削除して、「能動モード専用の」装置として動作するように変形してもよい。
【００８２】
更に、別の代替の実施形態に係る呼吸療法装置５００を図２３Ａ及び２３Ｂに示す。呼吸療法装置５００はハウジング５０２（概略参照）とインタラプタバルブ組立体５０４（概略参照）を含む。種々の構成要素の詳細について以下に説明する。一般的には、ハウジング５０２はインタラプタバルブ組立体５０４を保持し、制御ポート５１０を介してチャンバ５０８に流体的に接続された患者吸入口５０６を形成している。インタラプタバルブ組立体５０４はバルブ体５１２と駆動機構５１４（概略参照）を含む。使用時は、駆動機構５１４は、バルブ体５１２が制御ポート５１０を通過する空気流を可変的に制限するように、バルブ体５１２を制御ポート５１０に対して移動させる。このように、パルス状の逆圧が患者吸入口５０６内に生成されることで、振動性ＰＥＰ療法を施している。
【００８３】
ハウジング５０２は、外側部５２０と内側部５２２とオリフィス体５２４を含む。外側部５２０は、ユーザが療法装置５００を操作し易くするために構成された外部フレームを提供し、種々の構成部品を保持している。
【００８４】
ハウジング５２２はマウスピース５２６と管５２８を有する。マウスピース５２６は、患者の口内に都合よく配置される（又は、ネブライザ接続部品等の患者の口内に配置される別体の部品に組み付けられる）サイズと形状を有し、管５２８と一体的に形成され得る。いずれにせよ、マウスピース５２６と管５２８は組み合わされて患者吸入口５０６を形成し、該患者吸入口５０６を介して患者に空気が吸入及び患者からの空気が流出される。これに関して、管５２８はマウスピース５２６から後続部側５３０に延在している。
【００８５】
更に図２４を参照して、オリフィス体５２４は、管５２８の後続部側５３０に取り付けられるか、又は、管５２８の一部として形成される。オリフィス体５２４はリム部５３２と壁部５３４を有する。図２４に最もよく示すように、制御ポート５１０は壁部５３４に形成されている。また、壁部５３４には、１つ以上の開口から成るレリーフポート部５３６が形成されている。レリーフポート部５３６はバルブ構造５４０を保持し、開口５３８を通過する空気流が一方向にのみ流れるようにしている。いずれにせよ、リム部５３２には、制御ポート５１０と隣接したスロット５４２が形成されている。このような構成により、スロット５４２に挿入される本体により、制御ポート５１０の一部又は全体を選択的に遮断することができる。
【００８６】
図２３Ａ及び２３Ｂに戻り、バルブ体５１２は、スロット５４２内に摺動可能に挿入される大きさであり、先導部５４４と後続部５４６を含む。先導部５４４は、スロット５４２内に摺動可能に配置される大きさであり、ある実施形態では傾斜した形状である。いずれにせよ、後続部５４６は、以下に述べるように、駆動機構５１４の対応する部品に装着されるように構成されている。
【００８７】
図２３Ａ及び２３Ｂに示す実施形態では、駆動機構５１４はＥＭＦ共振器として動作するように構成され、（梁５５０とマイクロモータ装置５５２で構成された）共振器システム５４８と制御回路構成５５４とアクチュエータ５５６及び電源５５８を含む。一般的には、電源５５８はマイクロモータ装置５５２に電力を供給する。アクチュエータ５５６でのユーザの操作に即応して、回路構成５５４はマイクロモータ装置５５２を起動し、これにより梁５５０は、ある実施形態では、該梁の固有振動数で共振を起こす。いずれにせよ、梁５５０が振動することにより、装着されたバルブ体５１２は制御ポート５１０に対して移動する。
【００８８】
梁５５０は比較的薄く、強固な材料で形成されている。ある実施形態では、梁５５０は低減衰特性を示すスチールで形成され、又は、合成樹脂やセラミック等の他の材料で形成してもよい。例えば、梁５５０がスチールで形成された場合は、０．０１インチオーダの厚みを有することができる。他の異なる材料で形成された場合は、梁５５０の名目的な厚みは増減される。
【００８９】
以下に詳述するように、使用時は、梁５５０は振動の力を受けることにより、その先導部５６０は共振を起こす。（一方、後続部５６２は静止状態のままである。）このため、ある実施形態では、梁５５０は、外側ハウジング部５２０の所望のフットプリント内に適合するだけでなく、所望のレベル以上の固有振動数を表すように（例えば、材料及び寸法的に）構成され、マイクロモータ装置５５２とバルブ体５１２が先導部５６０に取り付けられたとき、その結果得られる共振器システム５４８の固有振動数は略所望の固有振動数に近似する。例えば、ある実施形態では、（梁５５０の先導部５６０における）共振器システム５４８の所望の固有振動数は略１５Ｈｚである。マイクロモータ装置５５２とバルブ体５１２の質量を無視すると、梁５５０は、ある実施形態では、１５Ｈｚよりも充分に高い（例えば、４０〜８０Ｈｚオーダの）固有振動数を表す。マイクロモータ装置５５２とバルブ体５１２の質量を考慮すると、付加的な質量体が梁５５０に追加され、共振器システム５４８の全体の固有振動数を１５Ｈｚに近似するように「微調整」できる。他の実施形態として、梁５５０のみで、及び／又はマイクロモータ装置５５２とバルブ体５１２との組合せにより、異なる振動数が得られるようにすることも、勿論可能である。
【００９０】
図２３Ａに最もよく示されているように、マイクロモータ装置５５２は出力軸５７２を回転させる可変速度のマイクロモータ５７０を含む。不均衡な質量体５７４が出力軸５７２に取り付けられる。このような構成で、マイクロモータ装置５５２の動作により、振動力負荷が駆動振動数で発生される。マイクロモータ５７０は種々の形体が想定され、ある実施形態では、ブラシュ式直流（ＤＣ）モータが適用され、マイクロモータ５７０に供給された入力電圧に比例した回転速度で出力軸５７２を回転させる。例えば、マイクロモータ５７０は、例えば、商標ＲＦ−Ｊ２ＷＡとしてMaduchi Motor Co.社製のマイクロモータ等、振動力を発生するためのセル式電話器用のマイクロモータ等が適用される。いずれにせよ、マイクロモータ５７０は回路構成５５４に電気的に接続されることにより、電源５５８からマイクロモータ５５８に供給される電圧を調整している。
【００９１】
ある実施形態では、制御回路構成５５４は、制御用チップ又は制御用回路板として構成され、バルブ体５１２／梁５５０の変位と振動数に基づき、マイクロモータ５７０に供給される電圧と電流を調整し制限している。これに関して、制御回路構成５５４は、梁５５０を実質的にコンデンサとして見なしながら監視するように構成されている。この方法では、変位と振動数の療法の測定を行うことができる。特に、振動数の測定はマイクロモータ５７０への出力電圧を制御して所望の回転速度を維持するのに利用され、一方、変位の測定はマイクロモータ５７０の回転速度を変え、梁５５０に「激しく」衝突して停止することを防止するために利用される。参照すべき点としては、梁５５０が「激しく」衝突して停止すると、梁５５０は振動を停止し、バルブを正しく開状態として正確な振動数を得るのに時間がかかる。制御回路構成５５４の概略構成の一例を図２５に示している。しかし、これは可能な構成例の１つに過ぎないと理解すべきである。
【００９２】
図２３Ａ及び２３Ｂに戻り、アクチュエータ５５６は、制御回路構成５５４がマイクロモータ５７０への電力供給を開始又は停止するのを速めるように構成されている。即ち、アクチュエータ５５６は種々の形体が想定され、ある実施形態では、外側ハウジング部５２０から突出したボタン式又は同様の構成体である。または、アクチュエータ５５６はその他の種々の形体が想定され、例えば、膜組織を基礎とするセンサや無線アクチュエータ等が利用できる。
【００９３】
最後に、電源５５８はマイクロモータ５７０と制御回路構成５５４に適当な電力を供給する。ある実施形態では、電源５５８はハウジング５０２の区画５７６内に設けられ、任意の好適な形体（例えば、１つ以上の電池等）が想定される。
【００９４】
組立状態の呼吸療法装置５００を図２６Ａ及び２６Ｂに示す。特に、バルブ体５１２は梁５５０の先導部５６０に取り付けられ、バルブ体の先導部位５４４は梁５５０から離間するように構成される。マイクロモータ装置５５２は、図２６Ａに最もよく示されているように、バルブ体５１２の後続部位５４６に取り付けられている。これに関して、後続部位５４６はマイクロモータ装置５５２を収容するように構成されているが、他の実施形態では、マイクロモータ装置５５２は梁５５０に直接取り付けてもよい。
【００９５】
オリフィス体５２４は管５２８の後続側５３０に連結され、壁部５３４が管５２８を横切って延在するように構成されている。図２６Ａに示すように、一方向弁構造５４０はレリーフポート部５３６に取り付けられ、開口５３８を通過する流体の流れを制御する構成としている。
【００９６】
次に、梁５５０はハウジング５０２に組み込まれ、梁の後続部５６２がハウジング５０２に対して固定され、バルブ体５１２はオリフィス体５２４のスロット５４２内を摺動可能に延在する。図２６Ｂに最もよく示すように、梁５５０の自然状態では、バルブ体５１２の先導部位５４４は部分的に制御ポート５１０を遮断する。更に、図２６Ａに最もよく示すように、僅かな隙間５８２（概略参照）が、バルブ体５１２とオリフィス体５２４（従って制御ポート５１０）との間に形成される。
【００９７】
電源５５８は図示のようにハウジング５０２に組み込まれ、制御回路構成５５４とマイクロモータ５７０を、例えば、電線（図示せず）で電気的に接続している。制御回路構成５５４とアクチュエータ５５６は共にハウジング５０２に同様に取り付けられる。
【００９８】
使用時には、マイクロモータ装置５５２が駆動することで、梁５５０を共振させ、従ってバルブ体５１２が共振する。上記のように、ある実施形態では、共振システム（即ち、梁５５０とマイクロモータ５５２とバルブ体５１２）は、制御ポート５１０に対するバルブ体５１２の動作の所望振動数に近似した固有共振振動数を表すように構成される。共振システム５４８（及び梁５５０）を選択固有振動数で励起することにより、印加される力と作用は梁５５０だけを偏倚させるのに要する力よりも小さくてよく、従って、消費電力を削減できる。このように、モータ装置５５２が振動すると、梁５５０は共振し、バルブ体５１２は制御ポート５１０に対して前後方向に（例えば、図２６Ｂの配置姿勢では上下に）移動する。このように、梁５５０の共振を用いて、バルブ体５１２は制御ポート５１０を振動形式で選択的に「開」状態と遮断状態にする。
【００９９】
マイクロモータ５７０が電動されているかどうかに拘わらず、患者の呼吸サイクルの吸気相の間は、大気はレリーフポート部５３６を介して容易に患者吸入口５０６に流入する。呼気相（及び、アクチュエータ５５６による駆動機構５１４を適当に作動する）間、駆動機構５１４は、バルブ体５１２が振動形体で制御ポート５１０の開閉を行うように作用している。例えば、図２７Ａを参照して、梁５５０が（図２７Ａの配置方向に関して）下方に共振すると、バルブ体５１２は基本的に制御ポート５１０を閉じるように動作し、患者吸入口５０６内に吐出された空気流は制御ポート５１０を通過できない。そのため、患者吸入口５０６内に逆圧が生成される。それとは反対に、図２７Ｂに示すように、梁５５０が（図２７Ａの配置方向に関して）上方に共振すると、バルブ体５１２は制御ポート５１０から径方向に変位し、患者吸入口５０６内の空気流は制御ポート５１０を容易に通過してチャンバ５０８に流入し、（従って、大気中に排出される）。この点に関して、制御回路構成５５４はモータ装置５７０への電力供給を制限するように動作し、所望の振動数（例えば、１５Ｈｚ）で一貫して梁５５０を共振させる。いずれにせよ、患者の呼吸サイクルの呼気相の間に患者吸入口５０６内に生成（及びそこから開放）された周期的な逆圧は、患者に対して振動性ＰＥＰ処置を実行する。他の実施形態では、１つ以上のネブライザポート（図示せず）がハウジング５０２に備え、又は、形成され、患者に対してエアロゾル化された薬物投与を容易にすることもできる。同様に、ネブライザ接続部品（図示せず）もマウスピース５２６に直線上に流体接続することができる。
【０１００】
呼吸療法装置５００は受動モード（例えば振動性ＰＥＰ）のみ動作又は提供する構成として説明したが、他の実施形態では、同様の設計上の特徴を用いて、受動モードと能動モード（例えばＣＨＦＯ）の両方で動作することができる療法装置を提供することもできる。例えば、図２８に示すまた別の実施形態に係る呼吸療法装置６００は前述の（図２２Ａに示す）療法装置５００と非常に類似している。特に、呼吸療法装置６００は、ハウジング５０２と、前述のようなインタラプタバルブ組立体５０４の構成部品及び供給口６０２を有する。供給口６０２は外部の圧力流体源（図示していないが、図１の圧力流体源４８に類似）に流体的に接続され、ノズル端部６０４で終端している。図示のように、ノズル端部６０４は、流体の流れを、供給口６０２から制御ポート５１０の方向に向けている。更に、ハウジング５０２の外部側に対してノズル端部６０４を配置することにより、ノズル端部６０４からの気流内に大気を混入することが可能となる。多量の呼吸の発生を防止するために、付加的なバルブ手段（図示せず）を任意に設けてもよい。
【０１０１】
受動モードの動作（即ち、供給口６０２が圧力流体源から切り離されている状態）では、療法装置６００は前述のように動作し、（例えば、患者の呼吸サイクルの呼気相の間は、駆動機構５１４はバルブ体５１２を制御ポート５１０に対して共振させ、振動性ＰＥＰ療法を施すために患者吸入口５０６内に周期的な逆圧を生成する）。能動モードの動作では、順方向の気流が供給口６０２を通過するように強勢され、ノズル端部６０４により制御ポート５１０の方向に向けられる。このような強勢された気流の供給に連動して、駆動機構５１４は、再度、バルブ体５１２を制御ポート５１０に対して共振させ、これによりノズル端部６０４から制御ポート５１０を通過して患者吸入口５０６へ流入する流体の流れを周期的に中断する。このように、能動モードの動作では、呼吸療法装置６００は、（少なくとも呼吸の吸気相を含む）呼吸サイクルの全期間、患者にＣＨＦＯ処置を施すように動作する。図示していないが、療法装置６００は、（図２の）装置６０に関して前述したように、エアロゾル化された薬物投与やＣＰＡＰ療法等を施すのに、該装置の使用を容易にする付加的な特徴を組み込むことも可能である。更にまた、療法装置６００は、例えば、マウスピース５０６と制御ポート５１０間に排気バルブ装置を設けることにより、「能動モード専用」の装置として機能するように変形してもよい。
【０１０２】
本発明の呼吸療法装置は、従来の構成に対して顕著な改善をもたらしている。ある実施形態では、スタンドアロン（独立型）の呼吸療法装置が提供され、受動モードと能動モードの両方で動作可能としている。受動モードでは、療法装置は患者に対して振動性ＰＥＰ処置を実行し、多くの実施形態では、患者の吐出呼吸にのみ基づいて上記動作を行っている。能動モードの動作では、外部の圧力流体源が装置に接続され、該装置は独自で外部流体源からの気流に作用して、ＣＨＦＯ処置を提供している。実在する構成とは異なり、能動モードの動作を提供する本発明の実施形態は、実質的に任意の圧力流体源（例えば、規制され、又は規制されていない壁部流体源、家庭用圧縮機、酸素タンク、機構的／空気式気流インタラプタ又は「駆動装置」、独立型通風装置等）に接続することができる。これに関して、本実施形態が、パルス状の圧力流体を発生する現存の流体インタラプタ／駆動装置に接続された場合、駆動装置は特定の患者に投与される実際的な療法を「調整する」機能を提供することができる。更に他の実施形態では、呼吸療法装置は、従来は考慮されなかった仕方で、受動モードの療法（例えば、振動性ＰＥＰ）を提供することができる。更に別の実施形態では、改善された「能動モード専用」の療法装置が提供される。更に、任意の実施形態において、ＣＰＡＰやネブライザ治療等の付加的な療法を施すこともできる。
【０１０３】
本発明の特定の実施形態を本願明細書にて説明したが、当業者は、本発明のあらゆる変形例を対象とすることを意図し、以下の特許請求の範囲およびその同等物によってのみ本発明が限定されることを意図するものと理解されよう。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、患者に対して呼吸治療を施すための呼吸療法において、振動性の呼吸圧力パルスを生成することができる呼吸療法装置に、持続的気道陽圧、持続的呼気陽圧、エーロゾル化された薬物の投与等の付加的な療法を任意に適用する治療装置の改善に有用である。
【符号の説明】
【０１０５】
３２：  ハウジング
３４，６４：  インタラプタバルブ組立体
３６：  患者吸入口
３８：  チャンバ
４０：  排気口
４２：  供給口
４４：  制御ポート
４６，８０：  バルブ体
４８：  圧力流体源
５０：  ネブライザー
７８：  制御ポート
８２：  駆動機構
１３０：  ベース部
１３２，１３４：  バルブプレート部
１４０，１４２：  ローブ組立体
１５０：  ローブ体
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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