(57)【要約】  呼吸圧力処置装置は、患者呼吸の吸気位相又は呼気位相中に圧力の調節を制御する自動化法を含む。圧力の変化は、慢性閉塞性肺疾患等の呼吸不全を患った患者を処置するのに適することができる種々の圧力波形をもたらす。例示的な実施形態では、圧力上昇又は圧力増加は、流れ発生器を制御するプロセッサ内の制御パラメータとして働く、１次、３次、及び／又は４次関数の実装によって患者呼気期間中に制御することができる。関数の１つ又は複数は、任意選択で、制御パラメータとして働いて、呼気期間中の圧力増加及び呼気期間中の後続の減少を制御することができる。幾つかの実施形態では、こうした関数は、中間吸気前の減少等の、患者吸気期間中の圧力の減少を更に制御することができる。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸圧力処置デバイスの制御方法であって、
患者インタフェースにおいて呼吸可能なガスの流れを生成するステップであって、前記呼吸可能なガスの流れは複数の吸気部分及び複数の呼気部分を含み、呼気部分中の前記呼吸可能なガスは、吸気部分中の前記呼吸可能なガスに比べて全体的に低い圧力にあり、前記複数の呼気部分のそれぞれは圧力上昇を含むステップと、
前記呼気部分の圧力上昇を少なくとも２の次数の多項式関数によって制御するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記多項式関数は、時間又は位相の関数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記多項式関数は２次である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記多項式関数は３次関数である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記多項式関数は４次関数である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記多項式関数は、係数の集合と入力パラメータとの積の和を含み、前記入力パラメータは、呼吸流量、呼吸位相、及び呼吸時間の少なくとも１つの測定量である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記係数の集合は、検出される呼吸位相の関数として選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
係数の第１の集合は、呼気の早期部分について選択され、係数の第２の集合は、呼気の後期部分について選択される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記呼気部分における圧力低下を制御するステップを更に含み、前記圧力低下は、前記圧力上昇に続いて起こる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記圧力低下は、前記多項式関数によって制御される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記圧力低下の前記制御は、呼気内サイクリングポイント設定値の関数である、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
吸気部分を少なくとも３の次数の多項式関数によって制御するステップを更に含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記吸気部分の圧力の前記制御は、患者の吸気中に前記圧力を減少させる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記吸気部分の圧力の前記減少は、前記吸気部分の圧力の増加に続く、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
呼気中の前記圧力上昇を制御するステップは、最大圧補助設定値の更なる関数である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
呼吸圧力処置装置であって、
患者インタフェースに対して呼吸可能なガスの流れを生成する流れ発生器と、
前記呼吸可能なガスの流れを測定するセンサと、
呼吸可能なガスの流れを患者インタフェースに送出するよう前記流れ発生器を制御するコントローラであって、前記呼吸可能なガスの流れは複数の吸気部分及び複数の呼気部分を含み、呼気部分中の前記呼吸可能なガスは、吸気部分中の前記呼吸可能なガスに比べて全体的に低い圧力にあり、前記複数の呼気部分のそれぞれは圧力上昇を含む、コントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記呼気部分の前記圧力上昇を少なくとも２の次数の多項式関数によって制御するように構成される呼吸圧力処置装置。
【請求項１７】
前記多項式関数は、時間又は位相の関数を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記多項式関数は２次である、請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記多項式関数は３次関数である、請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記多項式関数は４次関数である、請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記多項式関数は、係数の集合と入力パラメータとの積の和を含み、前記入力パラメータは、呼吸流量、呼吸位相、及び呼吸時間の少なくとも１つの測定量である、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記係数の集合は、検出される呼吸位相の関数として選択される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
係数の第１の集合は、呼気の早期部分について選択され、係数の第２の集合は、呼気の後期部分について選択される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記コントローラは、前記呼気部分における圧力低下を制御するように更に構成され、前記圧力低下は前記圧力上昇に続いて起こる、請求項１６〜２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記圧力低下は、前記多項式関数によって制御される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
呼気内サイクリングポイント設定を更に含み、前記コントローラは、前記圧力低下を、前記呼気内サイクリングポイント設定の関数として制御するように更に構成される、請求項２４又は２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記コントローラは、吸気部分を少なくとも３の次数の多項式関数によって制御するように更に構成される、請求項１６〜２６のいずれ１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記吸気部分の圧力の前記制御は、患者の吸気中に前記圧力を減少させる、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記吸気部分の圧力の前記減少は、前記吸気部分の圧力の増加に続く、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記圧力上昇の前記制御は、最大圧補助設定値の更なる関数である、請求項１６〜２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
呼吸圧力処置デバイスの制御方法であって、
患者インタフェースにおいて呼吸可能なガスの流れを生成するステップであって、前記呼吸可能なガスの流れは複数の吸気部分及び複数の呼気部分を含み、呼気部分中の前記呼吸可能なガスは、吸気部分中の前記呼吸可能なガスに比べて全体的に低い圧力にあり、前記呼気部分は圧力上昇を含むステップと、
前記呼気部分の前記圧力上昇を、１回換気量、及びベースライン圧力とターゲット呼気圧力設定との差の関数によって制御するステップと
を含む方法。
【請求項３２】
１回換気量の前記関数は、瞬時１回換気量と先行する呼吸サイクルの１回換気量の測定量との比を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
先行する呼吸サイクルの１回換気量の測定量は、計算された平均である、請求項３１又は３２に記載の方法。
【請求項３４】
呼吸圧力処置装置であって、
患者インタフェースに対して呼吸可能なガスの流れを生成する流れ発生器と、
前記呼吸可能なガスの流れを測定するセンサと、
呼吸可能なガスの流れを患者インタフェースに送出するよう前記流れ発生器を制御するコントローラであって、前記呼吸可能なガスの流れは複数の吸気部分及び複数の呼気部分を含み、呼気部分中の前記呼吸可能なガスは、吸気部分中の前記呼吸可能なガスに比べて全体的に低い圧力にあり、呼気部分は圧力上昇を含むコントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記呼気部分の前記圧力上昇を、１回換気量、及びベースライン圧力とターゲット呼気圧力設定との差の関数によって制御するように構成される、呼吸圧力処置装置。
【請求項３５】
１回換気量の前記関数は、瞬時１回換気量と先行する呼吸サイクルの１回換気量の測定量との比を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
先行する呼吸サイクルの１回換気量の前記測定量は、計算された平均である、請求項３４又は３５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、呼吸不全の処置用等の呼吸処置装置を制御する方法及び装置に関する。より詳細には、或る特定の実施形態は、慢性閉塞性肺疾患等の呼吸不全の処置における圧力制御の方法及び装置に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１２年５月２日に出願された米国仮特許出願第６１／６４１，５０４号の利益を主張する。この米国仮特許出願の開示内容は、その全内容が、引用することによって本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００３】
身体の呼吸器系は、ガス交換を容易にしている。鼻及び口は、患者の気道への入口を形成する。
【０００４】
気道は、一連の分岐する管を備え、これらの管は、肺の中に深く入り込むにつれて、より細く、より短く、かつより多くなっていく。肺の最も重要な機能は、酸素が空気から静脈血内に移動することを可能にするとともに二酸化炭素が排出することを可能にするガス交換である。気管は、左右の主気管支に分岐し、これらの主気管支は、最終的に終末細気管支に更に分岐する。気管支は、誘導気道を構成し、ガス交換には関与しない。気道が更に分岐すると、呼吸細気管支に至り、最終的には肺胞に至る。肺のこの胞状部位は、ガス交換が行われる場所であり、呼吸域と呼ばれる。これについては、West, Respiratory Physiology- the essentialsを参照されたい。
【０００５】
様々な呼吸障害が存在する。
【０００６】
睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）の一形態である閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）は、睡眠中の上側気道の閉鎖又は閉塞によって特徴付けられる。この閉塞性睡眠時無呼吸は、睡眠中に、異常に小さな上気道と、舌、軟口蓋、及び中咽頭後壁の部位における筋緊張の正常欠損とが組み合わさった結果生じる。この条件によって、罹患患者は、一晩に、時に２００回〜３００回、通常３０秒〜１２０秒の継続時間の間、呼吸が停止する。この閉塞性睡眠時無呼吸は、しばしば、過度の日中の傾眠を引き起こし、心血管疾患及び脳損傷を引き起こす場合がある。この症候群は、特に中高年の太りすぎの男性にとって一般的な障害であるが、罹患した人は、その問題に気付いていない場合がある。これについては、米国特許第４，９４４，３１０号（Sullivan）を参照されたい。
【０００７】
チェーンストークス呼吸（ＣＳＲ）は、動脈血の反復的な脱酸素及び再酸素添加を引き起こす律動的な吸（waxing）換気及び呼（waning）換気の交番する周期が存在する患者の呼吸調節器の障害である。ＣＳＲは、反復的な低酸素のために有害である可能性がある。患者の中には、ＣＳＲが睡眠からの反復的な覚醒に結び付き、これによって、深刻な不眠、交感神経作用の増大、及び後負荷の増加が引き起こされる者がいる。これについては、米国特許第６，５３２，９５９号（Berthon-Jones）を参照されたい。
【０００８】
肥満過換気症候群（ＯＨＳ：Obesity Hyperventilation Syndrome）は、低換気について他の既知の原因が存在しない状態での、重度の肥満と意識下慢性高炭酸ガス血症との組合せとして定義される。症状は、呼吸困難、朝の頭痛、及び過剰の日中の眠気を含む。
【０００９】
慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ：Chronic Obstructive Pulmonary Disease）は、或る特定の特性を共通に有する下部気道疾患の群のうちの任意の下部気道疾患を包含する。これらは、空気移動に対する抵抗の増加、呼吸の呼気位相の延長、及び肺の正常弾性の喪失を含む。ＣＯＰＤの例は、肺気腫及び気管支炎である。ＣＯＰＤは、慢性的喫煙（主要な危険因子）、職業上の曝露、空気汚染、及び遺伝因子によって引き起こされる。症状は、運動性呼吸困難、慢性咳、及び痰生成を含む。
【００１０】
神経筋疾患（ＮＭＤ：Neuromuscular Disease）は、内在筋病理によって直接、又は、神経病理によって間接的に筋肉の機能を損なう多くの疾患及び病気を包含する広義の用語である。一部のＮＭＤ患者は、進行性筋肉障害を特徴とし、歩行不能となり、車椅子での生活を強いられ、嚥下困難となり、呼吸筋が衰弱し、そして最終的には呼吸不全による死がもたらされる。神経筋障害は、急速進行性及び緩徐進行性、すなわち、（ｉ）数か月にわたって悪化し、数年以内に死に至る筋肉損傷を特徴とする急速進行性障害（例えば、１０代の少年少女の筋委縮性側索硬化症（ＡＬＳ：Amyotropic lateral sclerosis）及びデュセンヌ筋ジストロフィ（ＤＭＤ：Duchenne muscular dystrophy）、（ｉｉ）数年にわたって悪化し、寿命を少し減少させるだけである筋肉損傷を特徴とする変わり易い又は緩徐進行性障害（例えば、肢帯、顔面肩甲上腕型、及び筋緊張性筋ジストロフィ）に分類することができる。ＮＭＤにおける呼吸不全の症状は、全体的衰弱、嚥下障害、運動時及び安静時呼吸困難、疲労、眠気、朝の頭痛、並びに意識集中及び気分転換に関する困難さを含む。
【００１１】
胸壁障害は、呼吸筋と胸郭との間の不十分な結合をもたらす胸郭変形の群である。その障害は、通常、拘束性障害を特徴とし、長期高炭酸ガス血症的呼吸不全の可能性を共有する。脊柱側弯症及び／又は脊柱後側弯症は、重篤な呼吸不全をもたらす場合がある。呼吸不全の症状は、運動時呼吸困難、末梢性浮腫、起座呼吸、反復される胸部感染、朝の頭痛、疲労、不十分な睡眠品質、及び食欲不振を含む。
【００１２】
その他の点で健康な個人は、呼吸障害が発生するのを防止するシステム及びデバイスを利用することができる。
【００１３】
ＣＳＲの診断は、通例、睡眠検査を行うことと、結果の睡眠ポリグラフ（「ＰＳＧ」）データを解析することとを伴う。完全な診断ＰＳＧ検査では、様々な生物学的指標が監視される。この様々な生物学的指標は、通常は鼻漏信号、呼吸努力の測定量（measure）、パルスオキシメトリ、睡眠位置を含み、脳波検査（「ＥＥＧ」）、心電図検査（「ＥＣＧ」）、筋電図検査（「ＥＭＧ」）、及び電気眼球図記録（「ＥＯＧ」）を含む場合がある。呼吸特性は、視覚的特徴からも識別され、したがって、臨床医は、睡眠中の呼吸機能を評価し、ＣＳＲの存在を査定することが可能になる。臨床医による診察は、最も包括的な方法ではあるが、高価なプロセスであり、臨床経験及び見識に大きく依存する。
【００１４】
呼吸不全は、数百万の人々が罹患している。この状態を患った患者の場合、肺は、患者の身体の細胞のニーズを満たすのに十分な酸素を吸い込み、十分な二酸化炭素を吐き出すことができない。例えば、慢性閉塞性肺疾患（「ＣＯＰＤ」）は、約千三百万人のアメリカ人及び一千万人のヨーロッパ人が罹患している。ＣＯＰＤは、肺に対して何らかの損傷を伴う疾病である。肺の気道及び肺胞の壁は、それらの弾性の性質を失う可能性がある。肺胞間の壁は、破壊される可能性があるか又は炎症を起こす可能性がある。肺内の気道の壁もまた、通常より多くの粘液を生成する場合があり、空気流を制限する可能性がある。この害は、通常、呼吸困難等の呼吸に伴う或る困難さに現れることになる。ＣＯＰＤ患者は、通常、粘液の吐出を伴う咳、息切れ、胸部における喘鳴及び窮屈感を経験する。肺気腫及び慢性閉塞性気管支炎はそれぞれ、或る形態のＣＯＰＤであると考えることができる。慢性閉塞性気管支炎は、肺内のより大きな気道における炎症反応を特徴とすることができる。肺気腫は、炎症反応による肺の組織の破壊を特徴とすることができる。肺組織のこうした変化は、動的肺過膨張（ＤＨ：Dynamic pulmonary Hyperinflation）及び内因性呼気終末陽圧（ＰＥＥＰｉ：intrinsic positive end-expiratory pressure）等のよく知られている問題をもたらす場合がある。
【００１５】
喫煙は、ＣＯＰＤの主要な原因であると考えられる。ＣＯＰＤを有するほとんどの人々は、或る程度の喫煙の経歴を有する。大気汚染又は化学煙霧等の肺刺激物質に対する広範な曝露もまた、ＣＯＰＤの一因になる場合がある。
【００１６】
ＣＯＰＤは、ゆっくり発症し、症状は徐々に悪化する場合がある。ＣＯＰＤは、身体障害の主要な原因である。ＣＯＰＤは、歩行又は運動等の身体活動を実施することを難しくする可能性がある。最初に、症状は、激しい運動中に最もはっきり現れる場合がある。しかし、疾病が進行するにつれて、症状は、より軽度の運動中に、また更に安静時によりはっきり現れるようになる場合がある。ＣＯＰＤは死因にすらなる。ＣＯＰＤは、現在、米国において４番目の主要な死因である。
【００１７】
現在、ＣＯＰＤについて知られている治療法は存在しない。ＣＯＰＤ患者の肺の気道及び肺胞を患者の疾病前の状態に回復させるための処置法が全く存在しない。しかし、処置及び生活習慣の変更は、ＣＯＰＤ患者が、より快適に感じ、活動的であり続け、疾病の進行を遅らせるのに役立つ可能性がある。
【００１８】
改善された結果又は現行の最先端技術に対する有用な代替法を提供する、呼吸不全又はＣＯＰＤを患う患者の状態を処置する技法及びデバイスについての当技術分野における必要性が存在することが認識されるであろう。
【００１９】
１  療法
閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）を治療するために、経鼻持続気道陽圧（ＣＰＡＰ）療法が用いられている。持続気道陽圧が空気圧式スプリントとして動作し、軟口蓋及び舌を前方に押して中咽頭後壁から離すことによって上気道閉塞を防止することができるということが前提となっている。
【００２０】
ＣＳＲ、ＯＨＳ、ＣＯＰＤ、ＭＤ、及び胸壁障害を治療するために、非侵襲的換気（ＮＩＶ）が用いられている。ＮＩＶの幾つかの場合には、例えば、１回換気量又は毎分換気量を測定して目標換気量を満たすように換気測定量を制御することによって目標換気量を実施するように加圧治療を制御することができる。瞬時換気測定量と長期換気測定量との比較等による換気測定量のサーボ制御は、ＣＳＲの影響を打ち消す治療としての機能を果たすことができる。幾つかのそのような場合には、装置によって送達される加圧治療の形態は、圧補助換気とすることができる。そのような加圧治療は、通常、吸気中の高レベルの圧力（例えば、ＩＰＡＰ）の生成と、呼気中の低レベルの圧力（例えば、ＥＰＡＰ）の生成とを提供する。
【００２１】
２  患者インタフェース
陽圧の空気の供給を患者の気道の入口に適用することは、鼻マスク、フルフェイスマスク、又は鼻枕等の患者インタフェースの使用によって容易にされる。様々な患者インタフェースデバイスが知られているが、それらの多くは、特に長期間装着するとき又は患者がシステムに不慣れであるときに、目立ちすぎること、審美的に望ましくないこと、フィット性が不十分であること、使用が難しいこと、及び不快であることのうちの１つ又は複数の難点を有する。個人用保護具の一部として専ら飛行士用に設計されたマスク又は専ら麻酔薬の投与用に設計されたマスクは、それらの本来の用途に許容可能とすることができるが、それでも、長期間、例えば睡眠中の装着には、あいにく不快である場合がある。
【００２２】
３  システム
睡眠呼吸障害を治療するのに用いられる１つの既知の製品は、ＲｅｓＭｅｄによって製造されたＳ９睡眠療法システムである。
【発明の概要】
【００２３】
本技術の或る特定の例示的な実施形態の態様は、呼吸不全を処置するために実装される呼吸圧力処置装置用の自動化制御方法に関する。
【００２４】
１  ＰＡＰデバイス
陽圧の空気は、通常、モータ駆動ブロワ等のＰＡＰデバイスによって患者の気道に供給される。このブロワの放出口は、可撓性の送達導管を介して、上記に説明したような患者インタフェースに接続される。
【００２５】
チェーンストークス呼吸（Cheyne-Stokes respiration）等の中枢性の周期的呼吸障害は、上気道閉塞とともに起こる場合がある。呼吸筋肉組織に対する中枢性ドライブの振動は、上気道閉塞の傾向を悪化させる上気道筋肉組織に対するドライブの振動を伴う場合がある。通常、患者高努力期間中に比べて患者低努力期間中におけるより多くの換気ドライブによって患者を換気させることによって、呼吸ドライブの自己持続性振動に対抗しようと試みる任意の方法は、上気道が、換気補助を送出しようと試みているときに実質的に開口していることを必要とする。そうでなければ、換気補助が、患者低努力又は患者ゼロ努力の期間中に或る程度またしばしば完全に無効になり、したがって、患者の換気を安定化することができないことになる。
【００２６】
この上気道を開放した状態に維持する必要があるということは、通常、上気道が常に開放した状態に維持されるように呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ）を設定しようと試みることによって対処される。これは、滴定と呼ばれる手法において様々なＥＰＡＰレベルにおける気道の開存性のインジケータを観察しながら、ＥＰＡＰの或る種の反復調整によって達成することができる。滴定は、熟練を要する通常は高価な操作であり、好ましくは、睡眠検査室で行われ、上気道閉塞（ＵＡＯ）を克服するのに十分なＥＰＡＰを与えない場合がある。この理由は、ＵＡＯが多くの場合に体位性であり、患者は、滴定夜の間、通常は仰臥姿勢である最悪のＵＡＯをもたらす姿勢を一度も呈さない場合があるということを含む。鎮静薬及び他の薬は、上気道に様々な影響を与える場合がある。心不全の度合いが上気道の浮腫を介して上気道閉塞の度合いに影響を及ぼすという証拠もある。したがって、心不全の悪化は、滴定夜の間に予期することができない程度に上気道閉塞をより悪化させる場合がある。
【００２７】
本技術の幾つかの実施形態は、呼吸圧力処置装置を含むことができる。装置は、患者インタフェースに対して呼吸可能なガスの流れを生成させる流れ発生器を含むことができる。装置はまた、呼吸可能なガスの流れを測定するセンサを含むことができる。装置はまた、呼吸可能なガスの流れを患者インタフェースに送出するよう流れ発生器を制御するコントローラを含むことができる。呼吸可能なガスの流れは、呼吸サイクルの検出の関数として調整することができる。呼吸可能なガスの流れは複数の吸気部分及び複数の呼気部分を含み、呼気部分中の呼吸可能なガスは、吸気部分中の呼吸可能なガスに比べて全体的に低い圧力にあり、呼気圧力部分のそれぞれは圧力上昇を含むことができる。コントローラはまた、呼気圧力部分の圧力上昇を多項式関数によって制御するように構成することができる。
【００２８】
任意選択で、幾つかのこうした場合に、多項式関数は、時間又は位相の関数を含むことができる。多項式関数は１次とすることができる。多項式関数は３次関数とすることができる。多項式関数は４次関数とすることができる。多項式関数は、係数の集合と入力パラメータとの積の和を含み、入力パラメータは、呼吸流量、呼吸位相、及び呼吸時間の少なくとも１つの測定量とすることができる。係数の集合は、検出される呼吸位相の関数として選択することができる。任意選択で、係数の第１の集合は、呼気の早期部分について選択することができ、係数の第２の集合は、呼気の後期部分について選択することができる。コントローラは、圧力低下が圧力上昇に続いて起こることができるよう、呼気部分における圧力低下を制御するように更に構成することができる。圧力低下は、多項式関数によって制御することができる。任意選択で、コントローラは、呼気内サイクリングポイント設定値を含み、コントローラは、圧力低下を呼気内サイクリングポイント設定値の関数として制御するように構成することができる。コントローラは、吸気部分を少なくとも３の次数の多項式関数によって制御するように構成することができる。吸気部分の圧力の制御は、患者の吸気中に圧力を減少させることができる。吸気部分の圧力の減少は、吸気部分の圧力の増加に続くことができる。圧力上昇の制御は、最大圧補助設定値の更なる関数とすることができる。
【００２９】
本技術の幾つかの実施形態の別の態様は、患者吸気の部分及び／又は患者呼気の部分中に調節済み波形を提供する、圧力の自動化制御である。
【００３０】
幾つかの実施形態では、種々の波形の自動化制御は、１次、３次、及び４次関数の１つ又は複数から導出されるテンプレート等の圧力テンプレートによって実装することができる。
【００３１】
幾つかの実施形態では、呼気圧力調節の自動化制御は、呼気内サイクリング閾値によって実装することができる。
【００３２】
幾つかの実施形態では、吸気圧力調節の自動化制御は、吸気内サイクリング閾値によって実装することができる。
【００３３】
本技術の幾つかの実施形態は、呼吸圧力処置デバイスの制御方法を含むことができる。本方法は、患者インタフェースにおいて呼吸可能なガスの流れを生成させるステップを含むことができる。呼吸可能なガスの流れは、呼吸サイクルの検出の関数として調整することができる。呼吸可能なガスの流れは、複数の吸気圧力部分及び複数の呼気圧力部分を含み、呼気圧力部分中の呼吸可能なガスは、吸気圧力部分中の呼吸可能なガスに比べて全体的に低い圧力にあり、呼気圧力部分のそれぞれは圧力上昇を含む。本方法はまた、呼気圧力部分の圧力上昇を多項式関数によって制御するステップを含むことができる。
【００３４】
任意選択で、多項式関数は、時間又は位相の関数を含むことができる。多項式関数は１次とすることができる。例えば、多項式関数は、経過呼吸時間の１次関数とすることができる。多項式関数は３次関数とすることができる。多項式関数は４次関数とすることができる。多項式関数は、係数の集合と入力パラメータとの積の和を含み、入力パラメータは、呼吸流量、呼吸位相、及び呼吸時間の少なくとも１つの測定量とすることができる。係数の集合は、検出される呼吸位相の関数として選択することができる。任意選択で、係数の第１の集合は、呼気の早期部分について選択され、係数の第２の集合は、呼気の後期部分について選択することができる。幾つかのこうした実施形態では、方法はまた、呼気部分における圧力低下を制御するステップを含むことができ、圧力低下は圧力上昇に続いて起こる。圧力低下は、多項式関数によって制御することができる。圧力低下の制御は、呼気内サイクリングポイント設定値の関数とすることができる。幾つかの実施形態では、本方法はまた、吸気圧力部分を少なくとも３の次数の多項式関数によって制御することを含むことができる。任意選択で、吸気圧力部分の圧力の制御は、患者の吸気中に圧力を減少させることができる。吸気圧力部分の圧力の減少は、吸気部分の圧力の増加に続くことができる。任意選択で、圧力上昇の制御は、最大圧補助設定値の更なる関数とすることができる。
【００３５】
もちろん、上記態様の幾つかの部分は、本技術の部分態様を形成することができる。また、これらの部分態様及び／又は態様のうちの様々なものは、様々な方法で組み合わせることができ、本技術の追加の態様又は部分態様も構成することができる。
【００３６】
本技術の他の特徴は、以下の詳細な説明、要約書、図面、及び特許請求の範囲に含まれる情報を検討することから明らかになるであろう。
【００３７】
本技術は、限定ではなく例として、添付図面の図に示されている。これらの図において、同様の参照符号は、以下のものを含む類似の要素を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１ａ】［１  治療システム］  本技術に関するシステムを示す図である。患者インタフェース３０００を装着している患者１０００は、ＰＡＰデバイス４０００から陽圧の空気の供給を受ける。ＰＡＰデバイスからの空気は、加湿器５０００において加湿され、空気回路４１７０に沿って患者１０００に進む。
【図２ａ】［２  治療法］＜２．１  呼吸器系＞  鼻腔及び口腔、喉頭、声帯、食道、気管、気管支、肺、肺胞嚢、心臓、並びに横隔膜を含む人間の呼吸器系の概略を示す図である。
【図２ｂ】鼻腔、鼻骨、外側鼻軟骨、大鼻翼軟骨、鼻孔、上唇、下唇、喉頭、硬口蓋、軟口蓋、咽頭口腔部、舌、喉頭蓋、声帯、食道、及び気管を含む人間の上気道の図である。
【図３ａ】［３  患者インタフェース］  従来のマスクタイプインタフェースを示す図である。
【図４ａ】［４  ＰＡＰデバイス］  本技術の１つの形態によるＰＡＰデバイスの分解図である。
【図４ｂ】図４ａの例示的なＰＡＰデバイスの空気圧回路の概略図である。上流及び下流の方向が示されている。
【図４ｃ】図４ａのＰＡＰデバイスの例示的な電気構成要素の概略図である。
【図５ａ】［５  加湿器］  本技術の１つの態様による従来型の加湿器を示す図である。
【図６】［６  圧力処置調節システム］  本技術の呼吸圧力処置デバイスの例示的なコンポーネントを示す図である。
【図７】幾つかの呼吸サイクルにわたる通常の複相型（bi-level）圧力処置を示す、流量及び圧力対時間のグラフである。
【図８】呼気圧力調節の例示的な制御方法を示す図である。
【図９】図３の方法に従って行われる１次呼気調節による例示的な圧力波形を示す図である。
【図１０】呼気圧力調節の更なる例示的な制御方法を示す図である。
【図１１】図５の方法による１回換気量ベース呼気調節による例示的な圧力波形を示す図である。
【図１２】本技術の呼気圧力調節の更なる例示的な制御方法を示す図である。
【図１３】図１２の例示的な方法による３次関数調節による例示的な圧力波形を示す図である。
【図１４】図１２の例示的な方法による３次呼気上昇による更なる例示的な圧力波形を示す図である。
【図１５】図１２の例示的な方法による、呼気上昇及び降下の形態の３次呼気調節によるなお更なる例示的な圧力波形を示す図である。
【図１６】図１２の例示的な方法による４次関数調節によるなお更なる例示的な圧力波形を示す図である。
【図１７】図１２の例示的な方法による４次呼気調節によるなお更なる例示的な圧力テンプレートを示す図である。
【図１８】本技術の例示的なコントローラアーキテクチャのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本技術を更に詳細に説明する前に、本明細書において説明する特定の例は変化することができ、本技術はこれらの例に限定されるものではないことが理解されるべきである。この開示において用いられる術語は、本明細書において論述する特定の例のみを説明するためのものであり、限定を意図するものではないことも理解されるべきである。
【００４０】
１  治療システム
図１に示される１つの形態では、本技術は、呼吸障害を治療するための装置を含む。この装置は、空気等の加圧呼吸ガスを、患者インタフェース３０００に通じる空気送達チューブを介して患者１０００に供給するためのフロージェネレータ又はブロワ（例えばＰＡＰデバイス４０００）を備えることができる。
【００４１】
例えば、本技術は、呼吸不全又はＣＯＰＤを有する患者用等の圧力処置の調節のための方法及びデバイスを含むことができる。特に、本技術は、呼気中に上昇圧力テンプレートを適用し、それにより、気道を開口したままにし、肺胞が収縮することを可能にすることによって、内因性呼気終末陽圧（ＰＥＥＰｉ）の問題を軽減しようと試みる。図６の図又はＰＡＰデバイス４０００を有する、本技術を実装するためのこうした呼吸圧力処置装置１０２の１つの例示的な実施形態が考えることができる。図６の実施形態では、デバイスは、１つ又は複数の制御方法に従って吸気位相又は呼気位相のいずれか又は両方において処置圧力を調節するコントローラ１０４を含む。装置１０２は、通常、サーボ制御式ブロワ１１０等の流れ発生器を含むことになる。装置は、送出チューブ１１２及びマスク１０８等の患者インタフェースと結合するために構成することができる。マスクは、任意選択で、大気圧又は周囲圧を超える１つ又は複数の圧力での圧力処置を可能にするため、患者の呼吸系とのシールを提供する鼻マスク、鼻及び口マスク、フルフェイスマスク若しくは鼻ピロー、又は他のデバイスとすることができる。任意選択で、患者インタフェースは気管内チューブを含むことができる。
【００４２】
装置１０２はまた、圧力センサ１０５及び／又は流量センサ１０６等のセンサを含むことができる。こうした実施形態では、圧力トランスデューサ等の圧力センサ１０５は、ブロワ１１０によって生成される圧力を測定し、マスク圧力等の圧力の測定値又はマスク圧力の推定値を示す圧力信号ｐ（ｔ）を生成することができる。同様に、流量センサは、患者の呼吸流量を表す信号を生成する。例えば、患者インタフェース又はセンスチューブ（図示せず）に近接する流量は、呼吸流量計及び差動圧力トランスデューサ、又は流量信号ｆ（ｔ）を導出するためにチューブ又はダクトの束を使用するデバイス等の同様なデバイスを使用して測定することができる。他のセンサは、装置の制御方法のために、流量又は圧力を示すデータを生成するのに利用することができる。
【００４３】
流量信号ｆ（ｔ）及び圧力信号ｐ（ｔ）に基づいて、１つ又は複数のプロセッサを有するコントローラ１０４は、ブロワ制御信号を生成する。例えば、コントローラは、所望の圧力ターゲットを生成し、そのターゲットを圧力センサの測定状態と比較することによってターゲットを満たすようブロワをサーボ制御することができる。そのため、コントローラ１０４は、ブロワ１１０によって患者インタフェースに送出される圧力に対して制御された変化を作ることができる。任意選択で、圧力に対するこうした変化は、比較的一定のブロワ速度を維持しながら、排気ガスを増減する機械式逃がし弁（図示せず）によって排気ガスを制御することにより実装することができる。圧力のこうした変化は、例えばセンサの流量信号又は圧力信号からのデータの分析等、本明細書でより詳細に論じられる患者の呼吸サイクルの検出に基づくことができる。こうしたコントローラ又はプロセッサによって、装置は、圧力設定点を決定するためのプログラム式圧力送出関数又は方程式に従って、多くの異なる圧力処置治療のために使用することができる。
【００４４】
そのため、コントローラ１０４は、通常、本明細書でより詳細に述べるアルゴリズム等の特定の制御方法を実装するように構成されるプロセッサを含むことになる。このために、コントローラは、集積化チップ、メモリ、及び／又は、他の制御命令、データ、若しくは情報の記憶媒体を含むことができる。例えば、こうした制御方法を包含するプログラム式命令は、デバイスのメモリ内の集積化チップ上でコード化することができる。こうした命令は、同様に又は代替的に、適切なデータ記憶媒体を使用してソフトウェア又はファームウェアとしてロードすることができる。
【００４５】
２  治療
そのため、一形態では、本技術は、ＰＡＰデバイス４０００等によって患者インタフェースを通して患者の気道の入口に陽圧を印加することによって呼吸障害を処置するための方法を含む。
【００４６】
３  患者インタフェース３０００
３．１  患者インタフェース３０００
従来のマスクタイプ非侵襲的患者インタフェース３０００が図３ａに示される。これは通常、次の機能的態様、すなわち、シール形成構造体３１００、プレナムチャンバ３２００、位置決め安定化構造体３３００、通気孔３４００、及び空気回路４１７０への接続用の接続ポート３６００を備える。幾つかの形態では、機能的態様は、１つ又は複数の物理構成要素によって提供することができる。幾つかの形態では、１つの物理構成要素は、１つ又は複数の機能的態様を提供することができる。使用の際、シール形成構造体３１００は、気道への陽圧の空気の供給を容易にするために、患者の気道への入口を外側は（outwardly）取り囲むように配置される。このようにして、外部シールが患者の皮膚上に形成される。
【００４７】
４  ＰＡＰデバイス４０００
本技術の１つの態様によるＰＡＰデバイス４０００は、機械構成要素及び空気圧構成要素４１００、電気構成要素４２００を備え、１つ又は複数のアルゴリズムを実行するようにプログラムされる。このＰＡＰデバイスは、外部ハウジング４０１０を有する。外部ハウジング４０１０は、外部ハウジング４０１０の上側部分４０１２及び外部ハウジング４０１０の下側部分４０１４の２つの部分で形成される。代替の形態では、外部ハウジング４０１０は、１つ又は複数のパネル４０１５を備えることができる。ＰＡＰデバイス４０００は、ＰＡＰデバイス４０００の１つ又は複数の内部構成要素を支持するシャーシ４０１６を備える。１つの形態では、空気圧ブロック（pneumatic block）４０２０が、シャーシ４０１６によって支持されるか、又はその一部分として形成される。ＰＡＰデバイス４０００は、取っ手４０１８を備えることができる。
【００４８】
ＰＡＰデバイス４０００の空気経路は、吸入口エアフィルタ４１１２、吸入口マフラ４１２２、陽圧の空気を供給することが可能な制御可能圧力デバイス４１４０（好ましくは、ブロワ４１４２）、及び放出口マフラ４１２４を備える。１つ又は複数の圧力トランスデューサ４２７２及び流量トランスデューサ４２７４が、空気経路に備えられる。
【００４９】
空気圧ブロック４０２０は、空気経路のうちの、外部ハウジング４０１０内に位置する部分を含む。
【００５０】
ＰＡＰデバイス４０００は、電源装置４２１０、１つ又は複数の入力デバイス４２２０、中央コントローラ、療法デバイスコントローラ４２４０、療法デバイス４２４５、１つ又は複数の保護回路４２５０、メモリ４２６０、トランスデューサ４２７０、データ通信インタフェース４２８０、及び１つ又は複数の出力デバイス４２９０を有する。電気構成要素４２００は、単一のプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）４２０２上に実装することができる。代替の形態では、ＰＡＰデバイス４０００は、２つ以上のＰＣＢＡ４２０２を備えることができる。
【００５１】
ＰＡＰデバイス４０００の中央コントローラ、例えばコントローラ１０４は、１つ又は複数のアルゴリズムモジュールを実行するようにプログラムされる。これらのアルゴリズムモジュールは、１つの実施態様では、前処理モジュール、療法エンジンモジュール、圧力制御モジュール、及び故障状態モジュールを含む。
【００５２】
以下では、ＰＡＰデバイス４０００は、人工呼吸器（ventilator）と区別することなく呼ばれる。
【００５３】
４．１  ＰＡＰデバイスの機械構成要及び空気圧構成要素４１００
４．１．１  エアフィルタ（複数の場合もある）４１１０
本技術の１つの形態によるＰＡＰデバイスは、１つのエアフィルタ４１１０、又は複数のエアフィルタ４１１０を備えることができる。
【００５４】
１つの形態では、吸入口エアフィルタ４１１２は空気経路の開始部において、ブロワ４１４２の上流に位置している。図４ｂを参照されたい。
【００５５】
１つの形態では、放出口エアフィルタ４１１４、例えば抗菌性フィルタは、空気圧ブロック４０２０の放出口と患者インタフェース３０００との間に位置している。図４ｂを参照されたい。
【００５６】
４．１．２  マフラ（複数の場合もある）４１２０
本技術の１つの形態では、吸入口マフラ４１２２は、空気経路においてブロワ４１４２の上流に位置している。図４ｂを参照されたい。
【００５７】
本技術の１つの形態では、放出口マフラ４１２４は、空気経路においてブロワ４１４２と患者インタフェース３０００との間に位置している。図４ｂを参照されたい。
【００５８】
４．１．３  圧力デバイス４１４０
本技術の１つの形態では、陽圧の空気の流量を生成するための圧力デバイス４１４０は、制御可能ブロワ４１４２である。例えば、このブロワは、ボリュート内に収容された１つ又は複数のインペラを有するブラシレスＤＣモータ４１４４を備えることができる。ブロワは、約４ｃｍＨ２Ｏ〜約２０ｃｍＨ２Ｏの範囲、又は他の形態では約３０ｃｍＨ２Ｏまでの陽圧の空気の供給を、例えば約１２０リットル／分で送達することが可能である。
【００５９】
圧力デバイス４１４０は、療法デバイスコントローラ４２４０の制御を受ける。
【００６０】
４．１．４  トランスデューサ（複数の場合もある）４２７０
本技術の１つの形態では、１つ又は複数のトランスデューサ４２７０が、圧力デバイス４１４０の上流に位置する。この１つ又は複数のトランスデューサ４２７０は、空気経路のその地点における空気の性質を測定するように構成及び準備されている。
【００６１】
本技術の１つの形態では、１つ又は複数のトランスデューサ４２７０は、圧力デバイス４１４０の下流であって、空気回路４１７０の上流に位置する。この１つ又は複数のトランスデューサ４２７０は、空気経路のその地点における空気の性質を測定するように構成及び準備されている。
【００６２】
本技術の１つの形態では、１つ又は複数のトランスデューサ４２７０は、患者インタフェース３０００に近接して位置する。
【００６３】
４．１．５  アンチスピルバック弁（anti-spill back valve）４１６０
本技術の１つの形態では、アンチスピルバック弁が、加湿器５０００と空気圧ブロック４０２０との間に位置している。このアンチスピルバック弁は、水分が加湿器５０００から例えばモータ４１４４へ上流に向けて流れる危険性を低減するように構成及び準備されている。
【００６４】
４．１．６  空気回路４１７０
本技術の一態様による空気回路４１７０は、空気圧ブロック４０２０と患者インタフェース３０００との間での空気又は呼吸に適したガスの流れを可能にするように構成及び準備されている。
【００６５】
４．１．７  酸素送達
本技術の１つの形態では、補助酸素４１８０が、空気経路における或る地点に送達される。
【００６６】
本技術の１つの形態では、補助酸素４１８０は、空気圧ブロック４０２０の上流に送達される。
【００６７】
本技術の１つの形態では、補助酸素４１８０は、空気回路４１７０に送達される。
【００６８】
本技術の１つの形態では、補助酸素４１８０は、患者インタフェース３０００に送達される。
【００６９】
４．２  ＰＡＰデバイスの電気構成要素４２００
４．２．１  電源装置４２１０
本技術の１つの形態では、電源装置４２１０は、ＰＡＰデバイス４０００の外部ハウジング４０１０の内部にある。本技術の別の形態では、電源装置４２１０は、ＰＡＰデバイス４０００の外部ハウジング４０１０の外部にある。
【００７０】
本技術の１つの形態では、電源装置４２１０は、電力をＰＡＰデバイス４０００のみに提供する。本技術の別の形態では、電源装置４２１０は、電力をＰＡＰデバイス４０００及び加湿器５０００の双方に提供する。
【００７１】
４．２．２  入力デバイス４２２０
本技術の１つの形態では、ＰＡＰデバイス４０００は、人がこのデバイスとインタラクトすることを可能にするボタン、スイッチ、又はダイアルの形態の１つ又は複数の入力デバイス４２２０を備える。これらのボタン、スイッチ、又はダイアルは、物理デバイスとすることもできるし、タッチスクリーンを介してアクセス可能なソフトウェアデバイスとすることもできる。これらのボタン、スイッチ、又はダイアルは、１つの形態では、外部ハウジング４０１０に物理的に接続することもできるし、別の形態では、中央コントローラに電気接続されている受信機と無線通信することもできる。
【００７２】
１つの形態では、入力デバイス４２２０は、人が値及び／又はメニュー選択肢を選択することを可能にするように構成及び準備することができる。
【００７３】
４．２．３  中央コントローラ又はプロセッサ４２３０
本技術の１つの形態では、中央コントローラ（プロセッサ４２３０として示されている）は、ｘ８６ＩＮＴＥＬプロセッサ等の、ＰＡＰデバイス４０００を制御するのに好適なプロセッサとすることができる。
【００７４】
本技術の別の形態による、ＰＡＰデバイス４０００を制御するのに好適なプロセッサ４２３０は、ARM Holdings社が提供しているＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ｍプロセッサに基づくプロセッサを含む。例えば、ST MICROELECTRONICS社が提供しているＳＴＭ３２シリーズのマイクロコントローラを用いることができる。
【００７５】
本技術の更なる代替の形態による、ＰＡＰデバイス４０００を制御するのに好適な別のプロセッサ４２３０は、ＡＲＭ９ベースの３２ビットＲＩＳＣ  ＣＰＵファミリから選択されたメンバを含む。例えば、ST MICROELECTRONICS社が提供しているＳＴＲ９シリーズのマイクロコントローラを用いることができる。
【００７６】
本技術の或る特定の代替の形態では、１６ビットＲＩＳＣ  ＣＰＵをＰＡＰデバイス４０００用のプロセッサ４２３０として用いることができる。例えば、TEXAS INSTRUMENTS社によって製造されたＭＳＰ４３０ファミリのマイクロコントローラからのプロセッサを用いることができる。
【００７７】
プロセッサ４２３０は、１つ又は複数のトランスデューサ４２７０及び１つ又は複数の入力デバイス４２２０から入力信号（複数の場合もある）を受信するように構成されている。
【００７８】
プロセッサ４２３０は、出力デバイス４２９０、療法デバイスコントローラ４２４０、データ通信インタフェース４２８０、及び加湿器コントローラ５２５０のうちの１つ又は複数に出力信号（複数の場合もある）を提供するように構成されている。
【００７９】
プロセッサ４２３０、又は複数のそのようなプロセッサは、メモリ４２６０に記憶されたコンピュータプログラムとして表された１つ又は複数のアルゴリズム４３００等の本明細書において説明する１つ又は複数の方法論を実施するように構成することができる。幾つかの場合には、前に論述したように、そのようなプロセッサ（複数の場合もある）は、ＰＡＰデバイス４０００と統合することができる。しかしながら、幾つかのデバイスでは、プロセッサ（複数の場合もある）は、呼吸治療の送達を直接制御することなく、本明細書において説明する方法論のうちの任意のものを実行する等の目的で、ＰＡＰデバイスの流量生成構成要素とは別個に実装することができる。例えば、そのようなプロセッサは、本明細書において説明するセンサのうちの任意のもの等からの記憶されたデータの解析によって、人工呼吸器又は他の呼吸関連事象の制御設定を求める目的で、本明細書において説明する方法論のうちの任意のものを実行することができる。
【００８０】
４．２．４  クロック４２３２
好ましくは、ＰＡＰデバイス４０００は、プロセッサ４２３０に接続されたクロック４２３２を備える。
【００８１】
４．２．５  療法デバイスコントローラ４２４０
本技術の１つの形態では、療法デバイスコントローラ４２４０は、プロセッサ４２３０によって実行されるアルゴリズム４３００の一部分を形成する圧力制御モジュール４３３０である。
【００８２】
本技術の１つの形態では、療法デバイスコントローラ４２４０は、専用化されたモータ制御集積回路である。例えば、１つの形態では、ONSEMI社によって製造されたＭＣ３３０３５ブラシレスＤＣモータコントローラが用いられる。
【００８３】
４．２．６  保護回路４２５０
好ましくは、本技術によるＰＡＰデバイス４０００は、１つ又は複数の保護回路４２５０を備える。
【００８４】
本技術による保護回路４２５０の１つの形態は、電気保護回路である。
【００８５】
本技術による保護回路４２５０の１つの形態は、温度安全回路又は圧力安全回路である。
【００８６】
４．２．７  メモリ４２６０
本技術の１つの形態によれば、ＰＡＰデバイス４０００は、メモリ４２６０、好ましくは不揮発性メモリを備える。幾つかの形態では、メモリ４２６０は、バッテリ駆動スタティックＲＡＭを含むことができる。幾つかの形態では、メモリ４２６０は、揮発性ＲＡＭを含むことができる。
【００８７】
好ましくは、メモリ４２６０は、ＰＣＢＡ４２０２上に位置する。メモリ４２６０は、ＥＥＰＲＯＭ又はＮＡＮＤフラッシュの形態とすることができる。
【００８８】
付加的に又は代替的に、ＰＡＰデバイス４０００は、メモリ４２６０の着脱可能な形態のもの、例えば、セキュアデジタル（ＳＤ）標準規格に従って作製されたメモリカードを備える。
【００８９】
４．２．８  トランスデューサ４２７０
トランスデューサは、デバイスの内部に存在させることができるし、ＰＡＰデバイスの外部に存在させることもできる。外部のトランスデューサは、例えば、空気送達回路、例えば患者インタフェースに位置させることもできるし、その一部分とすることもできる。外部のトランスデューサは、データをＰＡＰデバイスに送信又は転送するドップラレーダ移動センサ等の非接触センサの形態とすることもできる。
【００９０】
４．２．８．１  流量
本技術による流量トランスデューサ４２７４は、差圧トランスデューサ、例えば、SENSIRION社が提供しているＳＤＰ６００シリーズの差圧トランスデューサに基づくことができる。この差圧トランスデューサは、空気圧回路と流体連通し、圧力トランスデューサのそれぞれのものは、流量制限要素におけるそれぞれの第１の地点及び第２の地点に接続される。
【００９１】
使用中、流量トランスデューサ４２７４からの信号、すなわち総流量Ｑｔ信号が、プロセッサ４２３０によって受信される。ただし、そのような流量信号を生成するか又は流量を推定するための他のセンサを実装することができる。例えば、幾つかの実施形態では、熱線質量流量センサ等の質量流量センサを実装して、流量信号を生成することができる。オプションとして、流量は、米国特許出願第１２／１９２，２４７号に記載された方法論のうちの任意のもの等に従って、ここで説明した他のセンサの１つ又は複数の信号から推定することができる。この米国特許出願の開示内容は、引用することによって、本明細書の一部をなすものとする。
【００９２】
４．２．８．２  圧力
本技術による圧力トランスデューサ４２７２は、空気圧回路と流体連通して位置している。好適な圧力トランスデューサの一例は、HONEYWELL社のＡＳＤＸシリーズからのセンサである。代替の好適な圧力トランスデューサは、GENERAL ELECTRIC社が提供しているＮＰＡシリーズからのセンサである。
【００９３】
使用中、圧力トランスデューサ４２７２からの信号は、プロセッサ４２３０によって受信される。１つの形態では、圧力トランスデューサ４２７２からの信号は、プロセッサ４２３０によって受信される前にフィルタリングされる。
【００９４】
４．２．８．３  モータ速度
本技術の１つの形態では、モータ速度信号４２７６が生成される。モータ速度信号４２７６は、好ましくは、療法デバイスコントローラ４２４０によって提供される。モータ速度は、例えば、ホール効果センサ等の速度センサが生成することができる。
【００９５】
４．２．９  データ通信システム
本技術の１つの好ましい形態では、データ通信インタフェース４２８０が設けられ、プロセッサ４２３０に接続される。データ通信インタフェース４２８０は、好ましくは、リモート外部通信ネットワーク４２８２に接続可能である。データ通信インタフェース４２８０は、好ましくは、ローカル外部通信ネットワーク４２８４に接続可能である。好ましくは、リモート外部通信ネットワーク４２８２は、リモート外部デバイス４２８６に接続可能である。好ましくは、ローカル外部通信ネットワーク４２８４は、ローカル外部デバイス４２８８に接続可能である。
【００９６】
１つの形態では、データ通信インタフェース４２８０は、プロセッサ４２３０の一部分である。別の形態では、データ通信インタフェース４２８０は、プロセッサ４２３０とは別個の集積回路である。
【００９７】
１つの形態では、リモート外部通信ネットワーク４２８２はインターネットである。データ通信インタフェース４２８０は、（例えば、イーサネット（登録商標）又は光ファイバを介した）有線通信、又は無線プロトコルを用いてインターネットに接続することができる。
【００９８】
１つの形態では、ローカル外部通信ネットワーク４２８４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は民生赤外線プロトコル等の１つ又は複数の通信標準規格を利用する。
【００９９】
１つの形態では、リモート外部デバイス４２８６は、１つ又は複数のコンピュータ、例えばネットワークコンピュータのクラスタである。１つの形態では、リモート外部デバイス４２８６は、物理コンピュータではなく、仮想コンピュータとすることができる。いずれの場合も、そのようなリモート外部デバイス４２８６は、臨床医等の適切に認可された人にアクセス可能とすることができる。
【０１００】
好ましくは、ローカル外部デバイス４２８８は、パーソナルコンピュータ、移動電話、タブレット、又はリモコンである。
【０１０１】
４．２．１０  オプションのディスプレイ、アラームを備える出力デバイス４２９０
本技術による出力デバイス４２９０は、視覚ユニット、オーディオユニット、及び触覚ユニットのうちの１つ又は複数の形態を取ることができる。視覚ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイとすることができる。
【０１０２】
４．２．１０．１  ディスプレイドライバ４２９２
ディスプレイドライバ４２９２は、ディスプレイ４２９４上での表示を目的とした文字、シンボル、又は画像を入力として受け取り、ディスプレイ４２９４にそれらの文字、シンボル、又は画像を表示させるコマンドにそれらを変換する。
【０１０３】
４．２．１０．２  ディスプレイ４２９４
ディスプレイ４２９４は、ディスプレイドライバ４２９２から受信されたコマンドに応答して文字、シンボル、又は画像を視覚的に表示するように構成されている。例えば、ディスプレイ４２９４は、８セグメントディスプレイとすることができる。この場合、ディスプレイドライバ４２９２は、数字「０」等の各文字又は各シンボルを、８つのそれぞれのセグメントが特定の文字又はシンボルを表示するようにアクティブ化されるか否かを示す８つの論理信号に変換する。
【０１０４】
４．２．１１  療法デバイス４２４５
本技術の好ましい形態では、療法デバイス４２４５は、本明細書において述べられるように療法を患者１０００に送達するように制御モジュール４３３０の制御を受ける。
【０１０５】
好ましくは、療法デバイス４２４５は、陽圧空気デバイス及び／又は加湿療法デバイスである。
【０１０６】
５  加湿器５０００
本技術の１つの形態では、貯水器及び加熱板５２４０を備える加湿器５０００が設けられる。そのような加湿器は空気中に水蒸気を提供することができる。
【０１０７】
６  圧力調節制御
幾つかの例では、こうしたコントローラは、その全体の開示が引用することにより本明細書の一部をなすものとする米国特許第７，１２８，０６９号によって述べられる呼気圧力軽減（relief）を伴う圧力処置等の複相型圧力処置を生成するように構成することができる。そのため、コントローラは、各吸気について処置圧力を設定し、呼気圧力軽減（expiratory pressure relief）（ＥＰＲ）のために、選択された減少レベルだけ圧力を減少させることができる。ＥＰＲレベルは、患者にとって呼吸をより快適にさせる可能性がある。
【０１０８】
複相型圧力処置デバイスの圧力センサからの典型的な圧力信号２００が図７に示され、この信号は、流量センサからの流量信号２０４と共通の時間スケール上に示される。幾つかの場合には、こうした圧力信号２００は、送出され、患者吸気中に全体的に一定のままである吸気気道陽圧（ＩＰＡＰ）（図７で「ＩＮＳＰ」として示す）、及び、送出され、患者呼気中に全体的に一定のままである呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ）（図７で「ＥＸＰ」として示す）を含む。任意選択で、図７に示される特定の場合のように、ＥＰＡＰとＩＰＡＰとの間の調整可能な上昇及び降下時間を有する圧力処置もまた実装することができる。圧力処置はまた、調整可能なサイクリング比又はトリガ感度を含むことができる。センサからのデータに基づいて、患者吸気位相（その始動が「トリガリング」と呼ばれることが多い）及び呼気位相（その始動が「サイクリング」と呼ばれることが多い）を検出するための知られている方法が存在する。こうした方法は、ＩＰＡＰ及びＥＰＡＰの圧力変化を呼吸サイクルに同期させるように実装することができる。更なる位相検出方法は、米国特許出願公開第２０１０／０１０１１５７４号に記載されている位相等のブックキーピング位相、米国特許第６，５３２，９５７号に記載されている位相等のファジー位相、又は米国特許出願公開第２０１１／０１３９１５３号に記載されている位相等のＳモード位相を含む場合があり、それらの完全な開示が引用することにより本明細書の一部をなすものとする。こうしたトリガ及びサイクリング設定は、通常、圧力処置装置の吸気サイクル（例えば、ＩＰＡＰ）の始まり又は圧力処置装置の呼気サイクル（例えば、ＥＰＡＰ）の始まりをそれぞれ始動させる。図７の圧力信号に示す、ＥＰＡＰ及びＩＰＡＰの終わりの近くのわずかな圧力の乱れは、複層型コントローラの任意の圧力制御方法と対照的に、呼気から吸気への又は吸気から呼気への患者の変化によって引き起こされる、マスク内で測定される圧力変化に起因する。
【０１０９】
しかし、以下の節で論じる吸気圧力調節及び／又は呼気圧力調節を有する実施形態等の本技術の或る特定の実施形態では、コントローラは、上記で論じた通常の複層型圧力処置の修正を生成するアルゴリズム的プロセスを実装することができる。
【０１１０】
（Ａ）１次圧力調節
コントローラ１０４の１つのこうした例示的な方法又はアルゴリズムは、図８のフローチャートに示される。３３２において、コントローラは、呼吸圧力処置装置１０２を制御して、患者インタフェースにおいて呼吸可能なガスの流れを生成する。呼吸可能なガスの流れは、例えば、センサからの圧力データ及び／又は流量データの分析を通して吸気又は呼気を検出すると、患者の呼吸サイクルの検出の関数として調整することができる。呼吸可能なガスの生成された流れは、その後、呼気圧力部分が吸気圧力部分より全体的に低い圧力になることができるように吸気圧力部分及び呼気圧力部分を含むことができる。幾つかの場合には、生成された呼気圧力部分は圧力上昇を含むことができる。
【０１１１】
３３４において、呼気圧力部分の圧力上昇は、経過呼吸時間の１次関数によってコントローラによって制御することができる。
【０１１２】
例えば、図９は、１次ランプテンプレートの制御下での生成される圧力を示す。図９に示すように、吸気圧力は、通常の複層型圧力処置等において一定圧力として生成することができる。しかし、呼気圧力は、初期降下後に、呼気時間に１次比例して上昇するよう調節することができる。
【０１１３】
例えば、呼気を検出すると、コントローラは、以下の呼気圧力関数によって生成されるテンプレートに従って、呼気圧力を設定することができる。
【数１】
2015515868.tif 000003
ここで、
Ｐｅｘｐは呼気圧力についての設定点であり、
Ｔｃｕｒは、呼吸の検出された呼気位相における現在のサンプルカウント又は経過した時間であり、
Ｔｆｔは、設定される呼気降下時間であり、
Ｔｌｅｘｐは、設定又は予期される呼気持続時間であり、
Ｐｐｓは、最大圧補助値であり、
Ａ及びＢは、スケーリング定数である。これらの定数は、呼気圧力テンプレートのスケーリングを容易にするように設定することができる。これらの定数は、正の実数範囲にわたる可能性がある。こうした定数の１つの目的は、呼気圧力テンプレートが上昇するレートを変更することである可能性がある。しかし、こうした定数は、他の目的のために（例えば、Ｐｅｘｐを或る特定の範囲に制限するために）使用することができる。
【０１１４】
しかし、幾つかの場合には、Ｔｃｕｒ＜Ｔｆｔであるとき、標準的な圧力テンプレートを使用することができる。
【０１１５】
幾つかの実施形態では、予想される呼気継続時間Ｔｌｅｘｐは、一定値に設定することができる。任意選択で、その呼気継続時間は、患者の呼吸サイクルに基づいて学習された値とすることができる。例えば、一定値に設定される場合、その呼気継続時間は、通常の患者呼気時間に特有であるよう任意に選択することができる。任意選択で、Ｔｌｅｘｐは、患者の呼吸パターンの検出に関連する或る有意なパラメータに基づくことができる。例えば、Ｔｌｅｘｐは、以前に測定した吸気時間（例えば、Ｔｉ）、以前に測定した或る最大の吸気時間（例えば、Ｔｉｍａｘ）、以前に測定した或る最大の呼気時間（例えば、Ｔｅｍａｘ）の或る関数とすることができる。任意選択で、予想される呼気時間は、その開示が引用することにより本明細書の一部をなすものとする、米国特許第６，８１０，８７６号に記載されている位相検出変数等のファジー位相（FuzzyPhase）の検出に基くことができる。任意選択で、Ｔｌｅｘｐは、患者呼吸パターンに機械学習アルゴリズムを適用することによって学習することができる。１つの例示的な実施形態では、Ｔｌｅｘｐは、適したバッファ内で追跡することができる幾つかの先行する呼吸（例えば、５回等、２回〜７回の範囲の幾つかの呼吸）についての呼気時間の平均（average）又は中間（mean）（Ｔｅｘｐ）として計算することができる。任意選択で、スケーリング定数Ａは、最大圧補助（Ｐｐｓ）に基づいて計算することができる。用語「圧補助」は、吸気終末における所望の瞬時圧力と呼気終末における所望の瞬時圧力との差であると考えることができる。数学的に、Ａの計算は、Ａ＝Ｐｐｓ＊Ｂとして示すことができる。ここで、Ｂは［０，１］の範囲にある利得係数である。
【０１１６】
図９に示すように、こうした１次関数に基づいて、生成される１次呼気上昇ＬＥＲは、Ｔｆｔの降下時間を有するＩＰＡＰレベルからの圧力低下後に起こる。
【０１１７】
Ｂ．積分型流れ圧力調節
コントローラ１０４によって実装することができる別の例示的な方法又はアルゴリズムが、図１０のフローチャートに示される。５５２において、コントローラは、呼吸圧力処置装置１０２を制御して、患者インタフェースにおいて呼吸可能なガスの流れを生成する。呼吸可能なガスの流れは、例えば、センサからの圧力データ及び／又は流量データの分析を通して吸気又は呼気を検出すると、患者の呼吸サイクルの検出の関数として調整することができる。呼吸可能なガスの生成された流れは、その後、呼気圧力部分が吸気圧力部分より全体的に低い圧力になるように、吸気圧力部分及び呼気圧力部分を含むことができる。幾つかの場合には、生成される呼気圧力部分は圧力上昇を含むことができる。５５４において、呼気圧力部分の圧力上昇は、１回換気量の関数、又は、測定される呼気流量等の１回換気量の測定量の関数として、コントローラによって制御することができる。例えば、圧力上昇は、複数の先行する呼吸サイクルの１回換気量の測定量、及び、基準圧力とターゲット呼気圧力設定との差の関数としてコントローラによって生成することができる。基準圧力は、例えば、特定の期間の間の最小圧力を含むことができる。複数の先行する呼吸サイクルの１回換気量の測定量の関数は、平均値の計算、メジアン値の計算、パーセンタイル値の計算等のような任意の統計的評価を含むことができる。
【０１１８】
１つのこうした例では、図１１は、積分型流れテンプレートの実装によって制御される圧力曲線を示す。この実施形態では、吸気圧力は、任意選択で、全体的に一定の圧力（例えば、ＩＰＡＰ）とすることができる。しかし、呼気サイクルの部分中、呼気圧力は、呼気流量に比例して上昇するよう調節することができる。図１１は、ＩＰＡＰ圧力からの圧力低下後に起こる、こうした積分型流れ呼気上昇（図１１において「ＩＦＥＲ」として示す）を示す。
【０１１９】
幾つかの実施形態では、こうした積分型流れ呼気上昇は、以下のプロセスに従って決定される呼気テンプレートによって実装することができる。
【０１２０】
（ａ）瞬時１回換気量は、流量信号からのデータ等、センサからのデータに基づいて以下の関数によって反復的に計算される。
【数２】
2015515868.tif 000004
ここで、
Ｉνｔは瞬時１回換気量であり、
|Ｑｃ|は現在の流量の絶対値であり、
Ｆｓはサンプリングレートである。
【０１２１】
（ｂ）圧力デルタＰΔは、以下に従って、「ベースライン（baseline）」ＥＰＡＰ圧力（図１１において「ＢＰＡＰ」として示す）（通常、呼気サイクル中の最小マスク圧力である）とターゲットＥＰＡＰ（又は、呼気の終末について又は呼気の終末の近くで所望されるターゲット圧力設定）（図１１において「ＴＰＡＰ」として示す）との差として決定することができる。
【数３】
2015515868.tif 000005
ここで、
Ｐｅｐａｐは最小又は「ベースライン」ＥＰＡＰ圧力であり、
ＰｔａｒｇはターゲットＥＰＡＰである。
【０１２２】
（ｃ）新しい呼気圧力は、その後、以下に従って計算することができる。
【数４】
2015515868.tif 000006
ここで、
Ｐｅｘｐは新しい呼気圧力であり、
Ｐｅｐａｐはベースライン又は最小ＥＰＡＰ圧力であり、
ＰΔは圧力デルタであり、
Ｉνｔは瞬時１回換気量であり、
Ａ及びＶＴａｖｅはスケーリング定数である。
【０１２３】
定数Ａは、呼気圧力テンプレートのスケーリングを容易にするように設定することができ、この値は、正の実数範囲にわたる。Ａの１つの目的は、呼気圧力テンプレートが上昇するレートを変更することである可能性がある。しかし、Ａは、他の目的のために（例えば、Ｐｅｘｐを或る範囲に制限するために）使用することができる。スケーリング定数ＶＴａｖｅは、患者の最新の１回換気量の平均として計算される。例えば、その平均は、５回の呼吸の平均等、２回〜８回の範囲の幾つかの呼吸にわたってとることができる。より多数の呼吸にわたる平均化もまた可能であり、こうした平均化は、夜又は処置セッション全体にわたる呼吸の数である可能性がある。ＶＴａｖｅの１つの目的は、設定されたＩＰＡＰまでＰｅｘｐのスケーラビリティを可能にすることである。
【０１２４】
Ｃ．  多項式関数テンプレート
コントローラ１０４によって実装することができる別の例示的な方法又はアルゴリズムが図１２のフローチャートに示される。７７２において、コントローラは、呼吸圧力処置装置１０２を制御して、患者インタフェースにおいて呼吸可能なガスの流れを生成する。呼吸可能なガスの流れは、例えば、センサからの圧力データ及び／又は流量データの分析を通して吸気又は呼気を検出すると、患者の呼吸サイクルの検出の関数として調整することができる。呼吸可能なガスの生成される流れは、その後、呼気圧力部分が吸気圧力部分より全体的に低い圧力になることができるように、吸気圧力部分及び呼気圧力部分を含むことができる。幾つかの場合には、生成される呼気圧力部分は圧力上昇を含むことができる。７７４において、呼気圧力部分の圧力上昇は、２次関数又は少なくとも３の次数の関数等の多項式関数を用いてコントローラによって制御することができる。任意選択で、幾つかの場合には、関数は、呼気三角波等の１次関数とすることができる。そのため、呼気中の圧力の調節は、こうした関数によって制御することができる。例えば、呼気圧力上昇は、３次関数、４次関数等の関数としてコントローラによって生成することができる。同様に、吸気中の圧力の調節は、こうした関数によって制御することができる。吸気圧力及び／又は呼気圧力のこうした関数による調節のための制御方法は、以下の例示的な実施形態において考えることができる。
【０１２５】
１．  ２重ピーク（３次）
図１３は、２重ピークテンプレートを示す。この実施形態では、吸気圧力及び呼気圧力はともに、３次関数等の多項式関数から導出されるテンプレート又はその多項式を有するテンプレートに基づいて調節される。この例では、吸気圧力は、早期サイクリング（呼気位相の始動）が達成されるように吸気中に調節される。図１３に示すように、吸気圧力は、患者吸気中に、そのピークレベル（ＩＰＡＰ）に達し、降下してＥＰＡＰの圧力レベルに戻ることができる。例えば、吸気圧力は、吸気時間の約半分（例えば、「Ｍｉｄ−ＩＮＳＰ」として図１３において示す吸気中間）より前に、そのようにすることができる。同様に、呼気中の圧力は、初期呼気中に上昇し、後期呼気中に降下するように調節することができる。幾つかの場合には、呼気中の曲線のピークは、呼気時間の約半分（例えば、「Ｍｉｄ−ＥＸＰ」として図１３において示す呼気中間）より前に起こる場合がある。
【０１２６】
吸気テンプレート
以下の計算は、図１３に示す圧力曲線について吸気圧力テンプレートを導出するために行うことができる。
【数５】
2015515868.tif 000007
ここで、
Ｐｉｎｓｐは新しい吸気圧力であり、
｛ａ，ｂ，ｃ，ｄ｝は３次関数用の定数であり、
ｘは患者の呼吸サイクルの現在の位相の検出に基づいて計算され、
Ｐｐｓは最大圧補助であり、
Ａは吸気圧力テンプレートのスケーリングを容易にするために設定することができる。Ａは、正の実数範囲にわたる可能性がある。こうした定数の１つの目的は、吸気圧力テンプレートが上昇するレートを変更することである可能性がある。しかし、Ａは、他の目的のために（例えば、Ｐｉｎｓｐを或る特定の範囲に制限するために）使用することができる。
【０１２７】
数学的に、ｘは、以下の条件に従って表すか又は決定することができる。
【数６】
2015515868.tif 000008
ここで、
φｃｕｒｒは、現在の位相であり、吸気中、［１，φｉｍａｘ］の範囲にあり、ここで、１は吸気の開始であり、φｉｍａｘは吸気の終末における位相であり、
φｉｃｙｃは、吸気圧力のピークが達成されるときのポイントの位相である。
【０１２８】
１つの例示的な実施形態では、テンプレートの多項式関数の定数は、以下のように設定することができる。
【数７】
2015515868.tif 000009
【０１２９】
しかし、これらの定数は、所望に応じて他の数値に調整することができる。
【０１３０】
呼気テンプレート
以下の計算は、図１３に示す圧力曲線の呼気圧力テンプレートについて実装することができる。
【数８】
2015515868.tif 000010
ここで、
Ｐｅｘｐは新しい呼気圧力であり、
｛ａ，ｂ，ｃ，ｄ｝は３次関数用の定数である。上記名前付き定数「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、及び「ｄ」は、吸気テンプレートに関して導入される他の定数及び本明細書で論じる定数の幾つかの他の集合に関して同じ名前が付けられることが留意される。この名付けの慣行は、同じか又は異なる名前の定数が同じか又は異なる値をそれぞれ有することを示していると見なされるべきでない。例えば、ある場合には、それらは同一の値を有する場合があるが、ある場合には、それらは示される名前によらず異なる値を有する場合がある。
ｘは現在の位相に基づいて計算され、
Ｐｐｓは最大圧補助であり、
Ａは呼気圧力テンプレートのスケーリングを容易にするように設定することができる。Ａは、正の実数範囲にわたることができる。こうした定数の１つの目的は、呼気圧力テンプレートが上昇するレートを変更することとすることができる。しかし、Ａは、他の目的のために（例えば、Ｐｅｘｐを或る特定の範囲に制限するために）使用することもできる。数学的に、ｘは、以下の条件に従って決定することができる。
【数９】
2015515868.tif 000011
ここで、
φｃｕｒｒは、現在の位相であり、呼気中、［φｉｍａｘ，φｅｍａｘ］の範囲にあり、
φｉｍａｘは呼気の開始における位相であり、
φｅｍａｘは呼気の終末における位相であり、
φｅｃｙｃは、呼気内で起こる呼気サイクリングポイントについてのサイクリングポイント設定であり、
φｅｍａｘは一定値に設定することができるか又は患者の呼吸サイクルに基づいて学習することができる。一定値に設定される場合、φｅｍａｘは、任意に選択することができるか、又は、上記で論じたＴｉ、Ｔｉｍａｘ、Ｔｅｍａｘ、又はファジー位相変数等の、患者の呼吸パターンに関連する幾つかの有意のパラメータに基づくことができる。代替的に、φｅｍａｘは、患者呼吸パターンに機械学習アルゴリズムを適用することによって学習することができる。例示的な実装形態では、φｅｍａｘは、適したバッファ内に記録される複数の先行する呼気サイクルについての平均継続時間等の先行する呼吸サイクルの時間に基づいて計算される。例えば、φｅｍａｘは、５回の呼吸呼気時間の平均（Ｔｅｘｐ）に基づいて決定することができる。
【０１３１】
例示的な実装態様では、関数の定数は以下のように設定することができる。
【数１０】
2015515868.tif 000012
しかし、これらの係数は、所望に応じて他の数値に設定することができる。
【０１３２】
２．  ３次呼気圧力上昇
図１４は、３次上昇テンプレートのバージョンを示す。この実施形態では、吸気圧力は、全体的に一定の圧力に維持することができる。少なくとも呼気圧力の部分は、３次関数に基づいて調節されて、３次呼気上昇（「ＣＥＲ」として図１４に示す）を生成する。以下の関数は、こうした呼気圧力調節の生成を制御するために実装することができる。
【０１３３】
呼気テンプレート
呼気圧力テンプレートは、以下の式によって計算することができる。
【数１１】
2015515868.tif 000013
ここで、
Ｐｅｘｐは新しい呼気圧力であり、
｛ａ，ｂ，ｃ，ｄ｝は３次関数用の定数であり、
ｘは現在の位相に基づいて計算され、
Ｐｐｓは最大圧補助であり、
Ａは呼気圧力テンプレートのスケーリングを容易にするために設定することができる。Ａは、正の実数範囲にわたることができる。こうした定数の１つの目的は、呼気圧力テンプレートが上昇するレートを変更することとすることができる。しかし、Ａは、他の目的のために（例えば、Ｐｅｘｐを或る特定の範囲に制限するために）使用することができる。この実施形態では、上記の実施形態と同様に、ｘは、以下の条件に従って決定することができる。
【数１２】
2015515868.tif 000014
ここで、
φｃｕｒｒは、呼気時に［φｉｍａｘ，φｅｍａｘ］の範囲にあり、
φｉｍａｘは呼気の開始における位相であり、
φｅｍａｘは呼気の終末における位相である。上記の実施形態の場合と同様に、φｅｍａｘは一定値に設定することができるか又は患者の呼吸サイクルに基づいて学習することができる。φｅｍａｘは、任意に選択することができるか、又は、上記で述べたＴｉ、Ｔｉｍａｘ、Ｔｅｍａｘ、又はファジー位相等の、患者の呼吸パターンに関連する幾つかの有意のパラメータに基づくことができる。代替的に、φｅｍａｘは、患者呼吸パターンに機械学習アルゴリズムを適用することによって学習することができる。
【０１３４】
例示的な実装形態では、φｅｍａｘは、適したバッファ内に記録される複数の先行する呼気サイクルについての、平均、メジアン、最小、９５パーセンタイル、又は最大の継続時間等の先行する呼吸サイクルの時間に基づいて計算することができる。例えば、φｅｍａｘは、５回の呼吸呼気時間の平均（Ｔｅｘｐ）に基づいて決定することができる。任意選択で、φｅｍａｘは、最新の呼気終末位相の平均、メジアン、９５パーセンタイル、最大又は最小とすることができる。
【０１３５】
例示的な実施態様では、定数は以下のように設定することができる。
【数１３】
2015515868.tif 000015
【０１３６】
しかし、これらの定数は、所望に応じて他の数値に調整することができる。
【０１３７】
３．  ３次全体（whole）
図１５は、３次全体テンプレートを示す。この実施形態では、吸気圧力は、任意選択で、全体的に一定の圧力に設定することができる。しかし、呼気圧力は、圧力上昇を含むように３次関数に基づいて調節される。さらに、全体的な圧力調節関数は、呼気圧力上昇と、それに続く呼気圧力低下を含むことができる。呼気調節関数のピークは、呼気中間ポイントに隣接することが多いが、呼気中の任意のポイントに位置することができる。これは、以下の３次関数によって制御することができる。
【０１３８】
呼気テンプレート
呼気圧力テンプレートは、以下の式によって設定することができる。
【数１４】
2015515868.tif 000016
ここで、
Ｐｅｘｐは新しい呼気圧力であり、
｛ａ，ｂ，ｃ，ｄ｝は３次関数用の定数であり、ｘは現在の位相に基づいて計算され、
Ｐｐｓは最大圧補助であり、
Ａは呼気圧力テンプレートのスケーリングを容易にするために設定することができる。Ａは、正の実数範囲にわたることができる。こうした定数の１つの目的は、呼気圧力テンプレートが上昇するレートを変更することとすることができる。しかし、Ａは、他の目的のために（例えば、Ｐｅｘｐを或る特定の範囲に制限するために）使用することもできる。上記で述べたように、この実施形態では、呼気テンプレートは、呼気中のピークに対応することができる呼気サイクリングポイントに基づく。そのため、ｘは、以下の条件に従って決定することができる。
【数１５】
2015515868.tif 000017
ここで、
φｃｕｒｒは、呼気時に［φｉｍａｘ，φｅｍａｘ］の範囲にあり、
φｉｍａｘは呼気の開始における位相であり、
φｅｍａｘは以前に論じた呼気の終末における位相であり、
φｅｃｙｃは呼気内サイクリングについての呼気サイクリングポイント設定である。
【０１３９】
図１５の例示的な実装形態では、係数は、呼気内サイクリングポイントとともに、呼気の早期部分内で選択される第１の集合及び呼気の後期部分内で選択される第２の集合を有する、決定された呼気位相（例えば、φｅｃｕｒｒ）に基づいて設定される。係数及び呼気内サイクリングポイントについての異なる数値が、所望に応じて実装することができることが理解されるであろう。
【０１４０】
φｅｃｕｒｒ≦φｅｃｙｃの場合、呼気圧力制御用の係数の集合を次のように割り当てる。
【数１６】
2015515868.tif 000018
【０１４１】
φｅｃｙｃ＜φｅｃｕｒｒ≦φｅｍａｘの場合、呼気圧力制御用の係数の集合を次のように割り当てる。
【数１７】
2015515868.tif 000019
【０１４２】
図１５に示すように、この呼気テンプレートの制御によって生成される圧力は、急な上昇勾配及び急な降下勾配を含むことができる。上記３次関数が、これらの勾配を達成するために使用されるが、これらの勾配は、呼気圧力調節を模倣する他の方法によって達成することもできる。さらに、これらの勾配特徴の変形もまた実装することができる。例えば、１つのこうした実施形態では、３次上昇関数は指数関数的降下関数と組み合わせることができるか、又は、３次降下関数は指数関数的上昇関数と組み合わせることができる。こうした関数の切換えは、関数調整用の閾値として働く呼気サイクリングポイントに従って行うことができる。
【０１４３】
４．  ４次調節
図１６は、４次テンプレートの制御によって生成される波形を示す。この実施形態では、吸気圧力は、任意選択で、全体的に一定の圧力にすることができる。しかし、呼気圧力は、以下のように４次関数に従って調節することができる。
【０１４４】
呼気テンプレート
呼気圧力テンプレートは、以下の式によって計算することができる。
【数１８】
2015515868.tif 000020
ここで、
Ｐｅｘｐは新しい呼気圧力であり、
｛ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ｝は４次関数用の係数であり、
ｘは現在の位相に基づいて計算され、
Ｐｐｓは最大圧補助であり、
Ａは呼気圧力テンプレートのスケーリングを容易にするために設定することができる。Ａは、正の実数範囲にわたることができる。こうした定数の１つの目的は、呼気圧力テンプレートが上昇するレートを変更することとすることができる。しかし、Ａは、他の目的のために（例えば、Ｐｅｘｐを或る特定の範囲に制限するために）使用することもできる。変数ｘは、以下の条件に従って計算することができる。
【数１９】
2015515868.tif 000021
ここで、
φｃｕｒｒは、呼気時に［φｉｍａｘ，φｅｍａｘ］の範囲にあり、
φｉｍａｘは呼気の開始における位相であり、
φｅｍａｘは、上記で論じたように設定又は決定することができる呼気の終末における位相である。
【０１４５】
４次関数用の定数は、以下の例示的なデフォルト値に設定することができる。
【数２０】
2015515868.tif 000022
【０１４６】
４次関数に関連するこれらの値は、図１１に示す呼気調節に対応するテンプレートを生成することができる。しかし、これらの値は、所望に応じて他の数値に調整することができる。さらに、任意の適した自動化方法を用いて、係数の異なる集合に基づいて定数を設定又は調整することができる。例えば、上記値は、φｅｃｙｃ等の明示的な呼気サイクリングポイント設定無しで、図１１において上昇勾配と降下勾配との間の呼気中間におけるピークとして示される呼気内サイクリングポイントをもたらす。しかし、幾つかの実施形態では、上記で述べた３次関数の場合と同様に、こうした呼気サイクリングポイント設定φｅｃｙｃを実装することができ、その設定に基づいて所与の呼気サイクルについて異なる係数の集合を選択することができる。代替的に、幾つかの実施形態では、所望のサイクリングポイントに応じて呼気サイクルについて単一集合を使用することができる。例えば、関数は、パラメータ化され、所望の呼気内サイクリングポイントに基づいて数学的に解くことができる。そのため、係数の１つ又は複数の異なる集合は、検出可能な患者の状態に応じてサイクルごとに呼気時のサイクリングポイントの時間位置の自動化シフトを可能にするように実装することができる。図１７は、種々の圧力時間曲線又は異なるサイクルポイント（例えば、異なる係数の実装態様によって達成することができる図１６のサイクルポイントより後期又は早期）を有する圧力テンプレートを示す。
【０１４７】
図１７は、図１６の例示的な方法による、４次呼気調節を有する圧力テンプレートのファミリを示す。テンプレートのファミリは、４次の係数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅを変化させることによって生成され、呼気中の圧力調節のために使用することができる形状の範囲を示す。
【０１４８】
例示的なシステムアーキテクチャ
本圧力調節技術を実装するのに適したコントローラの更なる例示的なシステムアーキテクチャが図１８のブロック図に示される。図において、呼吸圧力処置装置（図示せず）用のコントローラ１３０１は、１つ又は複数のプロセッサ１３０８を含むことができる。デバイスはまた、モニタ又はＬＣＤパネル等の上に、本明細書で述べるように圧力及び／又は流量グラフ（例えば、図４、図６、図８、及び図９〜図１２等に示す流量及び／又は圧力対時間曲線）を出力するディスプレイインタフェース１３１０を含むことができる。例えば、キーボード、タッチパネル、制御ボタン、マウス等の形態のユーザ制御／入力インタフェース１３１２もまた設けられて、ユーザが、本明細書で述べる方法について制御パラメータ又は設定をアクティブ化又は修正することができる。デバイスはまた、図６のセンサ１０５及び１０６等の、センサ、又は、センサと通信するためのバス等のデータインタフェース１３１４を含むことができる。データインタフェース１３１４は、プログラミング命令、流量データ、圧力データ、吸気又は呼気圧力調節用の設定等のデータを受信／送信する。デバイスはまた、通常、上述した方法（例えば、図８〜図１８）の制御命令を含むメモリ／データ記憶コンポーネント１３２０を含むことができる。これらは、本明細書でより詳細に論じる、１３２２の、流量及び／又は信号処理（例えば、前処理方法、フィルタ等）用のプロセッサ制御命令を含むことができる。これらはまた、１３２４の、圧力制御及び調節（例えば、１次関数、３次関数、４次関数、サイクル検出、位相検出等）用のプロセッサ制御命令を含むことができる。最後に、それらはまた、圧力データ、流量データ、係数、係数の集合、関数、テーブル、１次テンプレート、多項式テンプレート、トリガ設定、サイクリング設定、吸気内サイクリング設定、呼気内サイクリング設定、他の設定等の、これらの方法のための記憶されたデータ１３２６を含むことができる。
【０１４９】
幾つかの実施形態では、汎用コンピュータが使用するためのソフトウェアを汎用コンピュータにロードして、汎用コンピュータが本明細書で論じる方法のうちの任意の方法に従う専用コンピュータとして働くことができるよう、上述した方法を制御するためのプロセッサ制御命令及びデータを、汎用コンピュータが使用するためのソフトウェアとしてコンピュータ可読記録媒体に収容してもよい。
【０１５０】
上記の説明において、また添付図面において、特定の用語、式、及び図面記号は、本技術の完全な理解を提供するために示される。幾つかの事例では、用語及び記号は、本技術を実施するために必要とされない特定の詳細を意味する場合がある。例えば、用語「第１の」及び「第２の」が本明細書で使用することができるが、別途指定されない限り、その言語は、何らかの特定の順序を規定することを意図するものではなく、単に、本技術の別個の要素を説明するのを補助することを意図する。さらに、検出方法のプロセスステップが、或る順序で図に示されているが、こうした順序付けは、必ずしも必要とされない場合がある。こうした順序付けを修正することができ、及び／又は、その態様を平行して行うことができることを当業者は認識するであろう。さらに、本明細書で述べる特徴は独立に利用することができるが、それらの種々の組合せを、呼吸圧力処置装置において行うことができる。例えば、本明細書で述べる呼気圧力調節関数のうちの任意の関数は、本明細書で述べる吸気圧力調節関数のうちの任意の関数と組み合わせることができる。本技術の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の変形を行うことができる。
【０１５１】
７  用語解説
本技術を開示するために、本技術の幾つかの形態では、以下の定義のうちの１つ又は複数を適用することができる。本技術の他の形態では、代替の定義を適用することができる。
【０１５２】
７．１  通則
空気：本技術の幾つかの形態では、患者に供給される空気は、大気の空気とすることができ、本技術の他の形態では、大気の空気には、酸素を補うことができる。
【０１５３】
持続気道陽圧（ＣＰＡＰ）：ＣＰＡＰ治療は、大気に対して連続して陽圧で、好ましくは患者の呼吸サイクルを通じてほぼ一定の圧力で、空気又は呼吸に適したガスの供給を気道の入口に適用することを意味するものとされる。幾つかの形態では、気道の入口における圧力は、単一の呼吸サイクル内で数水柱センチメートルだけ変動し、例えば、吸息中は高くなり、呼息中は低くなる。幾つかの形態では、気道の入口における圧力は、呼息中は僅かに高くなり、吸息中は僅かに低くなる。幾つかの形態では、圧力は、患者の呼吸サイクルごとに変動し、例えば、部分的上気道閉塞の指標の検出に応答して増加され、部分的上気道閉塞の指標が存在しない場合には減少される。
【０１５４】
７．２  ＰＡＰデバイスの態様
空気回路：ＰＡＰデバイスと患者インタフェースとの間の空気又は呼吸に適したガスの供給を送達するように使用時に構成及び準備された導管又はチューブである。特に、空気回路は、空気圧ブロック及び患者インタフェースの放出口と流体接続することができる。空気回路は、空気送達チューブと呼ばれる場合がある。幾つかの場合には、吸息用及び呼息用に回路の別々のリムが存在する場合がある。他の場合には、単一のリムが用いられる。
【０１５５】
ＡＰＡＰ：自動気道陽圧である。ＳＤＢ事象の指標の存否に応じて最小限度と最大限度との間で絶えず調整可能な気道陽圧である。
【０１５６】
ブロワ又はフロージェネレータ：周囲圧力を超える圧力で空気の流れを送達するデバイスである。
【０１５７】
コントローラ：入力に基づいて出力を調整するデバイス、又はデバイスの一部分である。例えば、コントローラの１つの形態は、デバイスへの入力を構成する、制御を受ける変数、すなわち制御変数を有する。デバイスの出力は、制御変数の現在の値とその変数の設定点との関数である。サーボ人工呼吸器は、入力として換気量を有し、設定点として目標換気量を有し、出力として圧補助のレベルを有するコントローラを備えることができる。入力の他の形態は、酸素飽和度（ＳａＯ２）、二酸化炭素の分圧（ＰＣＯ２）、運動、光プレチスモグラムからの信号、及びピーク流量のうちの１つ又は複数とすることができる。コントローラの設定点は、固定されたもの、可変のもの、又は学習されたもののうちの１つ又は複数とすることができる。例えば、人工呼吸器における設定点は、患者の測定された換気量の長期平均とすることができる。別の人工呼吸器は、時間とともに変化する換気設定点を有することができる。圧力コントローラは、特定の圧力で空気を送達するようにブロワ又はポンプを制御するように構成することができる。
【０１５８】
療法：本文脈における療法は、陽圧療法、酸素療法、二酸化炭素療法、死腔の制御、及び薬の投与うちの１つ又は複数とすることができる。
【０１５９】
モータ：電気エネルギーを部材の回転運動に変換するためのデバイスである。本文脈において、この回転部材は、回転軸に沿って移動する空気に圧力増加を与えるように、所定の位置において固定軸の回りを回転するインペラである。
【０１６０】
気道陽圧（ＰＡＰ）デバイス：陽圧の空気の供給を気道に提供するためのデバイスである。
【０１６１】
トランスデューサ：エネルギー又は信号の１つの形態を別の形態に変換するためのデバイスである。トランスデューサは、力学的エネルギー（運動等）を電気信号に変換するためのセンサ又は検出器とすることができる。トランスデューサの例には、圧力センサ、流量センサ、二酸化炭素（ＣＯ２）センサ、酸素（Ｏ２）センサ、努力センサ、運動センサ、雑音センサ、プレチスモグラフ、及びカメラが含まれる。
【０１６２】
ボリュート：インペラによって圧送されている空気を受け取って、空気の流量率を低速にし、圧力を増加させる遠心ポンプのケーシングである。ボリュートの断面は、面積が放出ポートに向かって増大している。
【０１６３】
７．３  呼吸サイクルの態様
無呼吸：無呼吸は、流量が或る継続時間、例えば１０秒の間、所定の閾値未満に降下したときに発生したと言われる。閉塞性無呼吸は、患者の努力にもかかわらず、気道の或る閉塞によって空気が流れることができないときに発生したと言われる。中枢性無呼吸は、呼吸努力の低下又は呼吸努力の欠如に起因した無呼吸が検出されたときに発生したと言われる。
【０１６４】
呼吸数：患者の自発呼吸数は、通例、呼吸毎分で測定される。
【０１６５】
デューティサイクル：全呼吸時間Ｔｔｏｔに対する吸息時間Ｔｉの比である。
【０１６６】
努力（呼吸）：呼吸を試みる自発呼吸する人によって行われる作業である。
【０１６７】
呼吸サイクルの呼気部分：呼気流の開始から吸気流の開始までの期間である。
【０１６８】
流量制限：好ましくは、流量制限は、患者による努力の増大が流量の対応する増加を引き起こさない患者の呼吸の状態とされる。流量制限が呼吸サイクルの吸気部分の間に生じている場合、これは、吸気流量制限と呼ぶことができる。流量制限が呼吸サイクルの呼気部分の間に生じている場合、これは、呼気流量制限と呼ぶことができる。
【０１６９】
流量制限された吸気波形のタイプ
（ｉ）平坦型：上昇を有し、その後に比較的平坦な部分が続き、その後に降下が続く。
（ｉｉ）チェア型：単一の局所的なピークを有し、このピークは前縁にあり、その後に比較的平坦な部分が続く。
（ｉｉｉ）リバースチェア型：比較的平坦な部分を有し、その後に単一の局所的なピークが続き、このピークは後縁にある。
（ｉｖ）Ｍ字型：１つは前縁にあり１つは後縁にある２つの局所的なピークを有し、これらの２つのピーク間に比較的平坦な部分又はくぼみを有する。
【０１７０】
呼吸低下：呼吸低下は、流量の停止ではなく、流量の低下とされる。１つの形態では、呼吸低下は、或る継続時間の間、閾値を下回る流量の低下があるときに発生したと言うことができる。成人の１つの形態では、以下のもののいずれかが呼吸低下であるとみなすことができる。
（ｉ）少なくとも１０秒間の患者呼吸の３０％の低下に、関連した４％脱飽和が加わったもの、又は
（ｉｉ）少なくとも３％の関連した脱飽和又は覚醒を伴った少なくとも１０秒間の患者呼吸の低下（ただし、５０％未満）。
【０１７１】
過呼吸：標準流量よりも高いレベルへの流量の増加である。
【０１７２】
呼吸サイクルの吸気部分：好ましくは、吸気流の開始から呼気流の開始までの期間が、呼吸サイクルの吸気部分とされる。
【０１７３】
開存性（気道）：気道が開放している度合い、又は気道が開放している程度である。開存気道は開放している。気道開存性は定量化することができ、例えば、１の値は開放しており、０の値は閉鎖している。
【０１７４】
終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）：呼気の終わりに存在する肺内の大気を超える圧力である。
【０１７５】
ピーク流量（Ｑｐｅａｋ）：呼吸流量波形の吸気部分の間の流量の最大値である。
【０１７６】
呼吸流量、空気流量、患者空気流量、呼吸気流量（Ｑｒ）：これらの同義の用語は、通例はリットル毎分で表される、患者が受けている実際の呼吸流量である「真の呼吸流量」又は「真の呼吸気流量」とは対照的に、ＰＡＰデバイスの呼吸気流量の推定値を指すものと理解することができる。
【０１７７】
１回換気量（Ｖｔ）：余分な努力が加えられないとき、通常の呼吸中に吸い込んだ空気又は吐き出した空気の体積である。
【０１７８】
（吸息）時間（Ｔｉ）：呼吸流量波形の吸気部分の継続時間である。
【０１７９】
（呼息）時間（Ｔｅ）：呼吸流量波形の呼気部分の継続時間である。
【０１８０】
（全）時間（Ｔｔｏｔ）：１つの呼吸流量波形の吸気部分の開始と次の呼吸流量波形の吸気部分の開始との間の全継続時間である。
【０１８１】
上気道閉塞（ＵＡＯ）：部分上気道閉塞及び完全上気道閉塞の双方を含む。これは、上気道にわたる圧力差が増加するにつれて、流量のレベルが僅かにしか増加しないか又は減少する場合さえある（スターリングレジスタ挙動）流量制限の状態に関連付けることができる。
【０１８２】
換気量（Ｖｅｎｔ）：吸気流量及び呼気流量の双方を含めて、患者の呼吸器系によって交換されているガスの総量の測定量である。毎分の体積として表されるとき、この量は、「毎分換気量」と呼ばれることが多い。毎分換気量は、単に体積として与えられることがあるが、毎分の体積であると理解される。
【０１８３】
７．４  ＰＡＰデバイスパラメータ
流量率：単位時間当たりに送達される空気の瞬時体積（又は質量）である。流量率及び換気量は、単位時間当たりの体積又は質量という同じ次元を有するが、流量率は、はるかに短い時間期間にわたって測定される。流量は、患者の呼吸サイクルの吸気部分の間は名目的に正とすることができ、したがって、患者の呼吸サイクルの呼気部分の間は負とすることができる。幾つかの場合には、流量率というときは、スカラー量、すなわち、大きさのみを有する量を指す。他の場合には、流量率というときは、ベクトル量、すなわち、大きさ及び方向の双方を有する量を指す。流量には、シンボルＱが与えられる。総流量Ｑｔは、ＰＡＰデバイスを出て行く空気の流量である。通気孔流量Ｑｖは、吐き出されたガスのウォッシュアウトを可能にする通気孔を出て行く空気の流量である。漏れ流量Ｑｌは、患者インタフェースシステムからの意図的でない漏れの流量率である。呼吸流量Ｑｒは、患者の呼吸器系内に受け入れられる空気の流量である。
【０１８４】
漏れ：周囲への空気の流れである。漏れは、例えば吐き出されたＣＯ２のウォッシュアウトを可能にするために意図的である場合がある。漏れは、例えば、マスクと患者の顔との間の不完全なシールの結果として意図的でない場合がある。
【０１８５】
圧力：単位面積当たりの力である。圧力は、ｃｍＨ２Ｏ、ｇ−ｆ／ｃｍ２、ヘクトパスカルを含む様々な単位で測定することができる。１ｃｍＨ２Ｏは、１ｇ−ｆ／ｃｍ２に等しく、ほぼ０．９８ヘクトパスカルである。この明細書では、別段の明示がない限り、圧力はｃｍＨ２Ｏの単位で与えられる。ＯＳＡの経鼻ＣＰＡＰ治療の場合、治療圧というときは、約４ｃｍＨ２Ｏ〜２０ｃｍＨ２Ｏ又は約４ｃｍＨ２Ｏ〜３０ｃｍＨ２Ｏの範囲の圧力を指す。患者インタフェースにおける圧力（より簡潔にマスク圧力）には、シンボルＰｍが与えられる。
【０１８６】
音響パワー：音波によって搬送される単位時間当たりのエネルギーである。音響パワーは、音圧に波面の面積を乗算したものの２乗に比例する。音響パワーは、通例、デシベルＳＷＬ、すなわち、通常は１０−１２ワットとされる基準電力に対するデシベルで与えられる。
【０１８７】
音圧：音波が媒体を通って進む結果としての所与の時点における周囲圧力からの局所的な偏りである。音響パワーは、通例、デシベルＳＰＬ、すなわち、人間の聴覚の閾値を考慮して通常は２０×１０−６パスカル（Ｐａ）とされる基準電力に対するデシベルで与えられる。
【０１８８】
７．５  人工呼吸器の用語
適応サーボ人工呼吸器：固定された目標換気量ではなく変更可能な目標換気量を有する人工呼吸器である。変更可能な目標換気量は、患者の或る特性、例えば、患者の呼吸特性から学習することができる。
【０１８９】
バックアップレート：特にトリガされない限り、人工呼吸器が患者に送達する最小呼吸数（通常は、毎分の呼吸の数）を設定する人工呼吸器のパラメータである。
【０１９０】
循環（cycled）：人工呼吸器の吸気位相の終了である。人工呼吸器が、自発呼吸する患者に呼吸を送達するとき、呼吸サイクルの吸気部分の終わりに、人工呼吸器は、呼吸の送達を停止するように循環されると言われる。
【０１９１】
ＥＰＡＰ（又はＥＥＰ）：人工呼吸器が所与の時点において達成しようと試みる所望のマスク圧力を生成するために、呼吸内で変動する圧力が追加される基底圧力である。
【０１９２】
ＩＰＡＰ：人工呼吸器が呼吸の吸気部分の間に達成しようと試みる所望のマスク圧力である。
【０１９３】
圧補助：人工呼吸器の呼気中の圧力を超える人工呼吸器の吸気中の圧力の増加を示し、一般に、吸気中の圧力の最大値と呼気中の圧力の最小値との差分（例えば、ＰＳ＝ＩＰＡＰ−ＥＰＡＰ）を意味する数値である。幾つかの文脈では、圧補助は、デバイスが実際に達成する差分ではなく、達成しようと目標としている差分を意味する。
【０１９４】
サーボ人工呼吸器：患者の換気量を測定する人工呼吸器は目標換気量を有し、この患者の換気量を目標換気量に持って行くように圧補助のレベルを調整する人工呼吸器である。
【０１９５】
自発／時限（Ｓ／Ｔ）：自発呼吸する患者の呼吸の開始を検出しようと試みる人工呼吸器又は他のデバイスのモードである。しかしながら、デバイスは、所定の時間期間内に呼吸を検出することができない場合、呼吸の送達を自動的に開始する。
【０１９６】
スイング：圧補助と等価語である。
【０１９７】
トリガ：人工呼吸器が、自発呼吸する患者に空気の呼吸を送達するとき、患者の努力による呼吸サイクルの呼吸部分の開始時に送達するようにトリガされると言われる。
【０１９８】
人工呼吸器：呼吸の作用の一部又は全てを実行する、患者に圧補助を提供する機械式デバイスである。
【０１９９】
人工呼吸器の吸気及び人工呼吸器の呼気：人工呼吸器が患者の吸気及び呼気にそれぞれ適切な圧力を送達すべきであるとみなす期間である。患者と人工呼吸器との同期の質及び上気道閉塞の有無に応じて、これらは、実際の患者の吸気又は呼気に対応する場合もあるし、対応しない場合もある。
【０２００】
７．６  呼吸器系の解剖学
横隔膜：胸郭の底部にわたって延在する筋層である。横隔膜は、心臓、肺、及び肋骨を収容する胸腔を腹腔から隔てている。横隔膜が収縮するにつれて、胸腔の体積が増加し、空気が肺に引き込まれる。
【０２０１】
喉頭：喉頭、又は発声器（voice box）は、声帯を収容し、咽頭の下部分（下咽頭）を気管と接続する。
【０２０２】
肺：人間の呼吸器官である。肺の気道部（conducting zone）は、気管、気管支、細気管支、及び終末細気管支を含む。呼吸域は、呼吸細気管支肺胞管、及び肺胞を含む。
【０２０３】
鼻腔：鼻腔（又は鼻窩）は、顔の中央において鼻の上部及び背後の空気で満たされた大きな空間である。鼻腔は、鼻中隔と呼ばれる垂直のひれによって２つに分割されている。鼻腔の両側には、鼻甲介又は鼻介骨と呼ばれる３つの水平の伸び出たもの（outgrowths）がある。鼻腔の前方には鼻がある一方、後方は、後鼻孔を経由して鼻咽頭に融合している。
【０２０４】
咽頭：鼻腔の直ぐ下（下部）でかつ食道及び喉頭の上に位置する咽喉の部分である。咽頭は、慣習的に３つの区域、すなわち、鼻咽頭（上咽頭）（咽頭の鼻部分）、咽頭口腔部（中咽頭）（咽頭の口腔部分）、及び喉頭咽頭（下咽頭）に分割される。
【０２０５】
８  他の特記事項
本特許文書の開示内容の一部分は、著作権保護を受けるマテリアルを含んでいる。著作権者は、本特許文書又は特許開示内容が特許商標庁の包袋又は記録に現われているときは、いかなる者によるこの特許文書又は特許開示内容の複製に対しても異議を有しないが、それ以外については、いかなる著作権も全てこれを留保する。
【０２０６】
文脈が明らかに別段の規定をしていない限り、値の範囲が提供されている場合には、下限の単位の１０分の１まで、その範囲の上限と下限との間にある各値、及びその明示された範囲にある他の任意の明示された値又は間にある値が、本技術の範囲内に包含されることが理解される。これらの間にある範囲の上限及び下限は、当該間にある範囲に独立して含まれる場合があり、これらも、本技術の範囲内に包含され、明示された範囲内で任意の明確に除外された制限に従う。明示された範囲がこれらの上限及び下限の一方又は双方を含む場合、それらの含まれる上限及び下限の一方又は双方を除外した範囲も本技術に含まれる。
【０２０７】
さらに、単数又は複数の値が、本技術の一部分として実施されるものとして本明細書に明示されている場合、そのような値は、別段の明示がない限り、近似することができ、そのような値は、実際の技術的な実施態様が可能とすることができるか又は必要とする場合がある程度まで任意の好適な有効桁で利用することができることが理解される。
【０２０８】
別段の定義がない限り、本明細書に用いられる全ての科学技術用語は、この技術が属する技術分野の当業者によって一般に理解されているものと同じ意味を有する。本明細書に記載された方法及びマテリアルと類似の又は等価ないずれの方法及びマテリアルも、本技術の実践又は試験において用いることができるが、限られた数の例示の方法及びマテリアルが本明細書に記載されている。
【０２０９】
特定のマテリアルが、構成要素の構築に用いられることが好ましいと特定されたとき、同様の性質を有する明らかな代替のマテリアルを代替物として用いることができる。さらに、本明細書に記載したありとあらゆる構成要素は、逆のことが明記されていない限り、製造することが可能であると理解され、したがって、合わせて又は別々に製造することができる。
【０２１０】
数が特定されていないものは、本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられるとき、文脈が明らかに別段の規定をしていない限り、単数及び複数の等価なものを含むことに留意しなければならない。
【０２１１】
本明細書で言及した全ての刊行物は、それらの刊行物の主題である方法及び／又はマテリアルを開示及び記載しているように引用することによって本明細書の一部をなすものとする。本明細書において論述した刊行物は、本出願の出願日前のそれらの開示内容についてのみ提供される。本明細書におけるいかなるものについても、本技術が先行発明によるそのような刊行物に先行する権利がないことを認めるものと解釈されるべきではない。さらに、提供される刊行物の日付は、実際の公開日とは異なる場合があり、実際の公開日は、別個に確認することが必要な場合がある。
【０２１２】
その上、開示内容を解釈する際に、全ての用語は、文脈と一貫性のある最も広い合理的な方法で解釈されるべきである。特に、「備える」及び「含む」（“comprises” and “comprising”）という用語は、非排他的な方法で要素、構成要素、又はステップを指すものと解釈されるべきであり、参照される要素、構成要素、又はステップが存在することができること、利用することができること、又は明確に参照されない他の要素、構成要素、若しくはステップと組み合わせることができることを示す。
【０２１３】
詳細な説明において用いられた見出し語は、読み手の参照を容易にするためにのみ含まれており、本開示又は特許請求の範囲全体を通じて見られる主題を限定するために用いられるべきではない。これらの見出し語は、特許請求の範囲の範囲又は特許請求の範囲の限定事項を解釈する際に用いられるべきではない。
【０２１４】
特定の実施形態を参照して本明細書における技術を説明してきたが、これらの実施形態は、本技術の原理及び適用の単なる例示にすぎないことが理解されるべきである。幾つかの場合には、術語及びシンボルは、本技術を実施するのに必要とされない特定の詳細を意味している場合がある。例えば、「第１」及び「第２」という用語が用いられる場合があるが、別段の指定がない限り、それらは、何らかの順序を示すことを意図するものではなく、異なる要素を区別するのに利用される場合がある。さらに、上記方法論におけるプロセスステップは、或る順序で説明又は図示される場合があるが、そのような順序付けは必須ではない。当業者であれば、そのような順序付けを変更することができ、及び／又はそれらの態様を同時に行うこともできるし、同期して行うこともできることを認識するであろう。
【０２１５】
したがって、本技術の趣旨及び範囲から逸脱することなく、非常に多くの変更を例示の実施形態に行うことができ、他のアレンジを考案することができることが理解されるべきである。
【図１ａ】
2015515868.tif 000023
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
2015515868.tif 000029
【図５ａ】
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【図６】
2015515868.tif 000031
【図８】
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【図９】
2015515868.tif 000033
【図１０】
2015515868.tif 000034
【図１１】
2015515868.tif 000035
【図１２】
2015515868.tif 000036
【図１４】
2015515868.tif 000037
【図１５】
2015515868.tif 000038
【図１６】
2015515868.tif 000039
【図１７】
2015515868.tif 000040
【図１８】
2015515868.tif 000041
【図７】
2015515868.tif 000042
【図１３】
2015515868.tif 000043
【国際調査報告】
2015515868.tif 000044
2015515868.tif 000045
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2015515868.tif 000048
2015515868.tif 000049
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