(57)【要約】  対象のＣＯ２再呼吸量を増やすために、人工呼吸器システム内に統合された排気弁を使用した部分的ＣＯ２再呼吸のための人工呼吸器を提供するためのシステム及び方法。ＣＯ２パラメータ及び部分的ＣＯ２再呼吸の非侵襲的な測定を使用して、非侵襲的な対象の心拍出量パラメータが決定される。
2015502212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工呼吸器システムであって、
対象の気道まで送達するための呼吸ガスの加圧流を発生させるように構成される圧力発生装置、
該圧力発生装置から前記対象の気道まで前記呼吸ガスの加圧流を導くように構成される送達回路、
第１の排気ポイントにて前記送達回路と流体連通した第１の排気弁であり、前記第１の排気ポイントにて前記送達回路からガスを選択的に排気するように構成される第１の排気弁、
第２の排気ポイントにて前記送達回路と流体連通した第２の排気弁であり、前記第２の排気ポイントにて前記送達回路からガスを選択的に排気するように構成されており、さらに、前記第１の排気ポイントと前記第２の排気ポイントの間の前記送達回路が、再呼吸貯蔵容量を有する、第２の排気弁、及び、
処理モジュールを実行するように構成される１つ又は複数のプロセッサ、
を含み、
前記処理モジュールは、
第１の治療モード又は第２の治療モードで当該人工呼吸器システムの作動を制御するように構成される制御モジュール、並びに、
前記第１の排気弁及び前記第２の排気弁を制御して、前記送達回路から呼気ガスを排気するように構成される弁制御モジュールであり、（ｉ）第１の治療モードでの当該人工呼吸器システムの作動の間に、主に前記第２の排気弁を介して呼気ガスが前記送達回路から排気されるように、及び、（ｉｉ）第２の治療モードでの当該人工呼吸器システムの作動の間に、主に前記第１の排気弁を介して呼気ガスが前記送達回路から排気され、その結果、前記第２の治療モードで作動されている当該人工呼吸器システムに応答して前記再呼吸貯蔵容量によって前記対象及び前記送達回路のＣＯ２再呼吸量を増やすように構成される、弁制御モジュールを含む、人工呼吸器システム。
【請求項２】
現在の呼吸位相が吸息相か又は呼息相かどうかを決定するように構成されるタイミングモジュール、
をさらに含み、
前記第２の治療モードで作動されている当該人工呼吸器システムに応答して、吸息相の間に、前記第１の排気弁が閉じたままである、請求項１に記載の人工呼吸器システム。
【請求項３】
前記第２の治療モードで作動されている当該人工呼吸器システムに応答して、呼息相の間に、前記第１の排気弁が開けられ、さらに、前記第２の排気弁が完全に又は部分的に閉じられている、請求項１に記載の人工呼吸器システム。
【請求項４】
前記呼吸ガスの加圧流の１つ又は複数のガスパラメータに関連した情報を運ぶ１つ又は複数の出力信号を生成するように構成される、１つ又は複数のＣＯ２センサを含む１つ又は複数のセンサ、
前記第１の治療モード及び前記第２の治療モードの間に前記１つ又は複数のＣＯ２センサによって生成される出力信号に基づき、１つ又は複数のＣＯ２パラメータを決定するように構成されるパラメータ決定モジュール、
をさらに含む、請求項１に記載の人工呼吸器システム。
【請求項５】
前記パラメータ決定モジュールが、部分的ＣＯ２再呼吸に対して前記決定されたＣＯ２パラメータに基づき１つ又は複数の心拍出量パラメータを決定するようさらに構成される、請求項４に記載の人工呼吸器システム。
【請求項６】
人工呼吸システムを介して対象の気道に人工呼吸を提供するための方法であって、
前記対象の気道まで送達するための呼吸ガスの加圧流を発生させるステップ、
送達回路を介して前記対象の気道まで前記呼吸ガスの加圧流を導くステップ、
前記人工呼吸システムが第１の治療モード又は第２の治療モードで作動しているかどうかを決定するステップ、
前記第２の治療モードで前記人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第１の排気ポイントを介して前記送達回路からガスを選択的に排気するステップ、
前記第１の治療モードで前記人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第２の排気ポイントを介して前記送達回路からガスを選択的に排気するステップであり、前記送達回路が、前記第１の排気ポイントと前記第２の排気ポイントの間で再呼吸貯蔵容量を有する、ステップ、
を含み、
前記第２の治療モードで人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第１の排気ポイントを介して送達回路からガスを選択的に排気するステップは、前記再呼吸貯蔵容量によって前記対象及び前記送達回路のＣＯ２再呼吸量を増やす、方法。
【請求項７】
前記対象の現在の呼吸位相が吸息相か又は呼息相かどうかを決定するステップ、
をさらに含み、
前記第１の排気ポイントを介して、及び／又は、前記第２の排気ポイントを介して送達回路からガスを選択的に排気するステップが、さらに、前記対象の現在の呼吸位相が吸息相ではないという決定に応答している、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の排気ポイントを介して送達回路からガスを選択的に排気するステップは、吸息相及び呼息相の間に行われる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記対象の気道に送達されている前記呼吸ガスの加圧流の１つ又は複数のガスパラメータに関連した情報を運ぶ１つ又は複数の出力信号を生成するステップ、及び、
前記第１の治療モード及び前記第２の治療モードの間に前記１つ又は複数の生成された出力信号に基づき、１つ又は複数のＣＯ２パラメータを決定するステップ、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
部分的ＣＯ２再呼吸に対して前記１つ又は複数の決定されたＣＯ２パラメータに基づき１つ又は複数の心拍出量パラメータを決定するステップ、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
人工呼吸システムを介して対象の気道に人工呼吸を提供するように構成されるシステムであって、
前記対象の気道まで送達するための呼吸ガスの加圧流を発生させるための手段、
前記対象の気道まで前記呼吸ガスの加圧流を導く送達手段、
前記人工呼吸システムが第１の治療モード又は第２の治療モードで作動しているかどうかを決定するための手段、
前記第２の治療モードで前記人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第１の排気ポイントを介して前記送達回路からガスを選択的に排気するための第１の排気手段、及び、
前記第１の治療モードで前記人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第２の排気ポイントを介して前記送達回路からガスを選択的に排気するための手段であり、前記送達手段が再呼吸貯蔵容量を有する、手段、
を含み、
前記第１の排気手段の作動は、前記再呼吸貯蔵容量によって前記対象及び前記送達回路のＣＯ２再呼吸量を増やす、システム。
【請求項１２】
前記対象の現在の呼吸位相が吸息相か又は呼息相かどうかを決定するための手段、
をさらに含み、
前記第１の排気手段の作動及び前記第２の排気手段の作動が、さらに、前記対象の現在の呼吸位相が吸息相ではないという決定に応答している、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の排気手段が、前記第２の治療モードの間の吸息相及び呼息相の間に作動される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記対象の気道に送達されている前記呼吸ガスの加圧流の１つ又は複数のガスパラメータに関連した情報を運ぶ１つ又は複数の出力信号を生成するための手段、及び、
前記第１の治療モード及び前記第２の治療モードの間に前記１つ又は複数の生成された出力信号に基づき、１つ又は複数のＣＯ２パラメータを決定するための手段、
をさらに含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ又は複数のＣＯ２パラメータを決定するための手段が、さらに、部分的ＣＯ２再呼吸に対して前記１つ又は複数の決定されたＣＯ２パラメータに基づき１つ又は複数の心拍出量パラメータを決定する、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、対象の再呼吸量を増やすために、呼気弁、流量制御弁及び安全弁を含む統合された弁を使用するように構成された人工呼吸システムに統合された部分的ＣＯ２再呼吸を使用した対象の非侵襲的心拍出量測定を提供するためのシステム及び方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかのタイプの呼吸療法が、機械的換気を必要とすることはよく知られている。いくつかのタイプの呼吸療法が、対象の気道への呼吸ガスの流れの送達を必要とすることはよく知られている。再呼吸（部分的）は、対象まで送達される呼吸ガスの流れの１つ又は複数のＣＯ２パラメータに影響を与え得ることは既知である。呼吸療法の適した投与が、対象に関連する種々の医療情報についての正確且つ最新の情報を有することに基づいて決まり、情報は、対象の肺機能及び／又は対象の心拍出量を含むがそれだけに限らないことはよく知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、人工呼吸器システムを提供することが、本発明の１つ又は複数の実施形態の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
人工呼吸器システムは、対象の気道まで送達するための呼吸ガスの加圧流を発生させるように構成された圧力発生装置、該圧力発生装置から対象の気道まで呼吸ガスの加圧流を導くように構成された送達回路、第１の排気ポイントにて送達回路と流体連通した第１の排気弁であって、第１の排気ポイントにて送達回路からガスを選択的に排気するように構成された第１の排気弁、第２の排気ポイントにて送達回路と流体連通した第２の排気弁であって、第２の排気ポイントにて送達回路からガスを選択的に排気するように構成されており、さらに、第１の排気ポイントと第２の排気ポイントの間の送達回路が、再呼吸貯蔵容量を有する、第２の排気弁、及び、処理モジュールを実行するように構成された１つ又は複数のプロセッサを含む。処理モジュールは、第１の治療モード又は第２の治療モードで人工呼吸器システムの作動を制御するように構成された制御モジュール、並びに、第１の排気弁及び第２の排気弁を制御して、送達回路から呼気ガスを排気するように構成された弁制御モジュールであって、（ｉ）第１の治療モードでの人工呼吸器システムの作動の間に、主に第２の排気弁を介して呼気ガスが送達回路から排気されるように、及び、（ｉｉ）第２の治療モードでの人工呼吸器システムの作動の間に、主に第１の排気弁を介して呼気ガスが送達回路から排気され、その結果、第２の治療モードで作動されている人工呼吸器システムに応答して再呼吸貯蔵容量によって対象及び送達回路の再呼吸量を増やすように構成される、弁制御モジュールを含む。第１の治療モードは、本明細書において、初期状態の人工呼吸治療モードと呼ぶことができる。第２の治療モードは、本明細書において、再呼吸治療モードと呼ぶことができる。
【０００５】
人工呼吸システムを介して対象の気道に人工呼吸を提供するための方法を提供することが、本発明の１つ又は複数の実施形態のさらに別の態様である。当該方法は、対象の気道まで送達するための呼吸ガスの加圧流を発生させるステップ、送達回路を介して対象の気道まで呼吸ガスの加圧流を導くステップ、人工呼吸システムが第１の治療モード又は第２の治療モードで作動しているかどうかを決定するステップ、第２の治療モードで人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第１の排気ポイントを介して送達回路からガスを選択的に排気するステップ、及び、第１の治療モードで人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第２の排気ポイントを介して送達回路からガスを選択的に排気するステップであって、送達回路が、第１の排気ポイントと第２の排気ポイントの間で再呼吸貯蔵容量を有する、ステップを含み、第２の治療モードで人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第１の排気ポイントを介して送達回路からガスを選択的に排気するステップは、再呼吸貯蔵容量によって対象及び送達回路の再呼吸量を増やす。
【０００６】
人工呼吸システムを介して対象の気道に人工呼吸を提供するように構成されたシステムを提供することが、１つ又は複数の実施形態のさらに別の態様である。当該システムは、対象の気道まで送達するための呼吸ガスの加圧流を発生させるための手段、対象の気道まで呼吸ガスの加圧流を導く送達手段、人工呼吸システムが第１の治療モード又は第２の治療モードで作動しているかどうかを決定するための手段、第２の治療モードで人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第１の排気ポイントを介して送達回路からガスを選択的に排気するための第１の排気手段、及び、第１の治療モードで人工呼吸システムが作動しているという決定に応答して、主に第２の排気ポイントを介して送達回路からガスを選択的に排気するための手段であって、送達手段が再呼吸貯蔵容量を有する、手段を含み、第１の排気手段の作動は、再呼吸貯蔵容量によって対象及び送達回路の再呼吸量を増やす。
【０００７】
本発明の前記及び他の目的、特徴、並びに特性だけでなく、操作方法及び関連する構造要素及び部品の組み合わせの機能も製造経済も、付随の図面を参考にして以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することによってより明らかになり、付随の図面の全てが本願明細書の一部を形成し、類似の参照番号は種々の図において対応する部分を示している。しかし、図面は例証及び説明目的のためだけにあり、本発明の範囲を規定するとして意図されないことを明確に理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】特定の実施形態に従って、人工呼吸システムを介して対象の気道に人工呼吸を提供するように構成されたシステムを例示した概略図である。
【図２】特定の実施形態に従って、人工呼吸システムを介して対象の気道に人工呼吸を提供するための方法を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書において使用される場合、単数形の不定冠詞又は定冠詞は、その内容が何か他に明確に指示していない限り、その複数形を含む。本明細書において使用される場合、２つ以上の部品又は構成要素が「連結される」という記載は、連接が生じる限り、その部品が結合されるか、又は、直接的若しくは間接的に、すなわち、１つ以上の中間の部品又は構成要素を介して共に作動することを意味する。本明細書において使用される場合、「直接連結される」は、２つの要素が互いに直接接触していることを意味する。本明細書において使用される場合、「固定して連結される」又は「固定される」は、２つの構成要素が、互いに対して一定の向きを維持しながら１つのものとして移動するように連結されることを意味する。
【００１０】
本明細書において使用される場合、「単体構造（ｕｎｉｔａｒｙ）」という単語は、構成要素がシングルピース又はユニットとして作製されることを意味する。すなわち、別々に作製され、次に、ユニットとして連結される部分品を含む構成要素は、「単体構造」構成要素又は「単体構造」体ではない。本明細書において利用される場合、２つ以上の部品又は構成要素が互いに「かみ合う」という記載は、その部品が、直接又は１つ以上の中間の部品又は構成要素を介して互いに対して力を及ぼすことを意味する。本明細書において利用される場合、「数」という用語は、１又は１以上の整数（すなわち、複数）を意味する。
【００１１】
例えば限定することなく、上、下、左、右、上方、下方、前、後ろ、及びその派生語等、本明細書において使用される方向を示す句は、図面において示されている要素の向きに関し、明確に記載されていない限り、請求項の範囲を限定しない。
【００１２】
図１は、対象１０６の気道に人工呼吸を提供するように構成された人工呼吸システム１００を概略的に例示している。人工呼吸システム１００は、システム１００と簡単に呼ぶことができる。システム１００は、呼吸療法装置として実行する、呼吸療法装置と統合させる、及び／又は、呼吸療法装置と共に作動させることができる。システム１００は、部分的ＣＯ２再呼吸、並びに、それに関連するＣＯ２パラメータの測定を使用して、非侵襲的な様式で対象の心拍出量を決定する。非侵襲的に心拍出量を決定するために（部分的）ＣＯ２再呼吸を使用することに対するさらなる情報を、全内容を本出願において援用する“Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｉｎｄｕｃｉｎｇ  Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ｃｈａｎｇｅｓ  Ｉｎ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  Ｆｏｒ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ”と題され、２００３年４月２８日に出願された米国特許出願第１０／４２４，６５６号において見つけることができる。
【００１３】
システム１００は、圧力発生装置１４０、送達回路１８０、第１の排気弁１８１、第２の排気弁１８８、１つ又は複数のセンサ１４２、電子記憶装置１３０、ユーザインターフェース１２０、プロセッサ１１０、制御モジュール１１１、弁制御モジュール１１２、パラメータ決定モジュール１１３、タイミングモジュール１１４及び／又は他の構成要素のうち１つ又は複数含んでもよい。
【００１４】
図１におけるシステム１００の圧力発生装置１４０は、人工呼吸器及び／又は気道（陽）圧力装置（ＰＡＰ／ＣＰＡＰ／ＢｉＰＡＰ（登録商標）／等）と統合させる、組み合わせる又は接続することができ、さらに、例えば送達回路１８０を介して対象１０６の気道に送達するための呼吸ガスの加圧流を提供するように構成することができる。送達回路１８０は、対象インターフェース１８０と呼ぶことができる場合がある。対象１０６は、１つ又は複数の呼吸の相を開始してもしなくてもよい。人工呼吸療法は、圧力制御、圧力支援及び／又は容積制御として実行することができる。例えば、吸気を支援するために、呼吸ガスの加圧流の圧力は、吸気圧力に調整することができる。或いは、及び／又は同時に、呼気を支援するために、呼吸ガスの加圧流の圧力及び／又は流れは、呼気圧力に調整することができる。呼吸ガスの加圧流の送達を介して呼吸支援を提供するための他のスキームが熟慮される。圧力発生装置１４０は、対象の呼吸サイクルと実質的同時に発生する呼吸ガスの加圧流の圧力レベル、流れ、湿度、速度、加速度及び／又は他のパラメータを調整するように構成してもよい。
【００１５】
呼吸ガスの加圧流は、送達回路１８０を介して圧力発生装置１４０から対象１０６の気道まで送達することができる。送達回路１８０は、導管１８２及び／又は対象インターフェースアプライアンス１８４を含んでもよい。導管１８２は、対象インターフェースアプライアンス１８４を圧力発生装置１４０と流体連通させて置くシングルリム又はダブルリム構成で可変長のホース又は他の導管を含んでもよい。導管１８２は流路を形成し、その流路を介して、呼吸ガスの加圧流は、対象インターフェースアプライアンス１８４と圧力発生装置１４０の間で導かれる。いくつかの実施形態において、圧力発生装置は、吸息弁１４１を含んでもよい。吸息弁１４１は、制御可能及び／又は調節可能な弁であってもよい。吸息弁１４１は、圧力発生装置１４０、送達回路１８０、及び／又は、システム１００の別の構成要素の中に組み入れることができる。
【００１６】
図１におけるシステム１００の対象インターフェースアプライアンス１８４は、対象１０６の気道まで呼吸ガスの加圧流を送達するように構成される。従って、対象インターフェースアプライアンス１８４は、この機能に適したいかなるアプライアンスを含んでもよい。一実施形態において、圧力発生装置１４０は専用の人工呼吸装置であり、さらに、対象インターフェースアプライアンス１８４は、対象１０６に呼吸療法を送達するために使用される別のインターフェースアプライアンスに取り外し可能に連結されるように構成される。例えば、対象インターフェースアプライアンス１８４は、気管内チューブ、気管切開ポータル（ｔｒａｃｈｅｏｔｏｍｙ  ｐｏｒｔａｌ）及び／若しくは他のインターフェースアプライアンスとかみ合う、並びに／又は、その中に挿入するように構成してもよい。一実施形態において、対象インターフェースアプライアンス１８４は、介在性のアプライアンスを必要とすることなく対象１０６の気道とかみ合うように構成される。この実施形態において、対象インターフェースアプライアンス１８４は、気管内チューブ、鼻カニューレ、気管切開管、鼻マスク、鼻／口マスク、フルフェースマスク、トータルフェースマスク、及び／又は、ガスの流れを対象の気道に導く他のインターフェースアプライアンスのうち１つ又は複数を含んでもよい。本開示はこれらの例に限定されず、さらに、いかなる対象インターフェースも使用した対象１０６への呼吸ガスの加圧流の送達を熟慮する。
【００１７】
図１におけるシステム１００の第１の排気弁１８１は、第１の排気ポイント１８１ａにて送達回路１８０と流体連通するように構成される。第１の排気弁１８１は、第１の排気ポイント１８１ａにて送達回路１８０から選択的にガスを排気するように構成してもよい。一般的に使用している間、第１の排気弁１８１を使用して、（例えば閾値レベルを超える）予想外に上がる圧力に応じて送達回路１８０からガスを排気し、過剰な圧力から対象１０６及び／又は圧力発生装置を解放してもよい。第１の排気弁１８１は、第１の排気回路１８１ｂと流体連通させてもよく、第１の排気回路１８１ｂは、例えば、排気フィルタ及び／又は他の構成要素を含んでもよい。第１の排気弁１８１は、送達回路１８０を周囲空気に、若しくは、圧力発生装置１４０の注入口に、及び／又は、システム１００の別の構成要素に流体連結させてもよい。
【００１８】
図１におけるシステム１００の第２の排気弁１８８は、第２の排気ポイント１８８ａにて送達回路１８０と流体連通するように構成される。第２の排気弁１８８は、第２の排気ポイント１８８ａにて送達回路１８０から選択的にガスを排気するように構成してもよい。いくつかの実施形態及び／又は構成において、第２の排気ポイント１８８ａは、送達回路１８０の呼気リム内に置いてもよい。いくつかの他の実施形態及び／又は構成において、第２の排気ポイント１８８ａは、対象１０６の気道と第１の排気ポイント１８１ａの間で送達回路１８０に沿って置いてもよい。送達回路１８０のうち、第１の排気ポイント１８１ａと第２の排気ポイント１８８ａの間の部分は、再呼吸貯蔵容量を有する。再呼吸貯蔵容量は、再呼吸貯蔵容積と呼んでもよい。再呼吸貯蔵容量は、４フィートから６フィート（１２１．９２ｃｍから１８２．８８ｃｍ）のシングルリム若しくはデュアルリムホースの貯蔵容量、及び／又は、定形２２ｍｍ、１５ｍｍ若しくは１０ｍｍ直径のホースの別の量と類似してもよい。いくつかの実行において、再呼吸貯蔵容量は、少なくとも約２００ｍｌから約１５００ｍｌ及び／又は別の容量であってもよい。第２の排気弁１８８は、呼息弁と呼んでもよい。第２の排気弁１８８は、第２の排気回路１８８ｂと流体連通させてもよく、第２の排気回路１８８ｂは、例えば、排気フィルタ及び／又は他の構成要素を含んでもよい。第２の排気弁１８８は、送達回路１８０を周囲空気、若しくは、導管１８２を介して圧力発生装置１４０の注入口、若しくは、対象インターフェースアプライアンス１８４、及び／又は、システム１００の別の構成要素に流体連結させてもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態において、初期状態の人工呼吸治療モードでシステム１００が作動している場合に、第１の排気弁１８１は閉じられる。いくつかの実施形態において、初期状態の人工呼吸治療モードでシステム１００が作動している場合に、呼気ガスは、主に第２の排気弁１８８を介して送達回路１８０から排気される。
【００２０】
いくつかの実施形態において、第１の排気弁１８１は、再呼吸治療モードでシステム１００が作動している間、主に第１の排気弁１８１を介して、呼気ガスが送達回路１８０から排気されるように制御され、その結果、第１の排気ポイント１８１ａと第２の排気ポイント１８８ａの間の送達回路１８０の再呼吸貯蔵容量によって対象１０６及び送達回路１８０の再呼吸量を増やす。再呼吸治療モードにおける吸息期の間、対象１０６は、再呼吸量で、例えば再呼吸貯蔵容量で貯蔵された、以前に吐き出したガスを吸息する。再呼吸は、従って、別の分離した再呼吸ループをシステム１００に加えることなく達成することができるということに留意されたい。いくつかの実施形態において、再呼吸治療モードでシステム１００が作動している間に、第１の排気弁１８１は呼息期で開けられる。
【００２１】
図１におけるシステム１００の電子記憶装置１３０は、情報を電子的に記憶する電子記憶媒体を含む。電子記憶装置１３０の電子記憶媒体は、システム１００と統合して（すなわち、実質的に取外し不可能に）提供されるシステム記憶装置、及び／又は、例えば、ポート（例えばＵＳＢポート、ＦｉｒｅＷｉｒｅポート等）又はドライブ（例えばディスクドライブ等）を介してシステム１００に取り外し可能に接続することができる取り外し可能な記憶装置のうち１つ又はその両方を含んでもよい。電子記憶装置１３０は、光学的に読取り可能な記憶媒体（例えば光ディスク等）、磁気的に読取り可能な記憶媒体（例えば、磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ等）、電荷ベースの記憶媒体（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等）、ソリッドステート記憶媒体（例えばフラッシュドライブ等）、及び／又は、他の電子的に読取り可能な記憶媒体のうち１つ又は複数を含んでもよい。電子記憶装置１３０は、ソフトウェアアルゴリズム、プロセッサ１１０によって決定される情報、ユーザインターフェース１２０を介して受ける情報、及び／又は、システム１００が適切に機能するのを可能にする他の情報を記憶することができる。例えば、電子記憶装置１３０は、（本明細書においてどこか他で考察される）１つ又は複数のガス及び／若しくは呼吸パラメータ、１つ又は複数のＣＯ２パラメータ、１つ又は複数の心拍出量パラメータ、並びに／又は、他の情報を記録若しくは記憶することができる。電子記憶装置１３０は、システム１００内の分離した構成要素であってもよく、又は、電子記憶装置１３０は、システム１００の１つ又は複数の他の構成要素（例えばプロセッサ１１０等）と統合して提供されてもよい。
【００２２】
図１におけるシステム１００のユーザインターフェース１２０は、システム１００とユーザ（例えば、ユーザ１０８、対象１０６、介護者、療法決定者等）とのインターフェースを提供するように構成され、そのインターフェースを介して、ユーザは、システム１００に情報を提供する、及び、システム１００から情報を受けることができる。これは、データ、結果及び／又は指示、並びに、ひとまとめにして「情報」と呼ばれるいかなる他の伝えられるアイテムが、ユーザとシステム１００の間で伝えられるのを可能にする。ユーザ１０８まで運ぶことができる情報の例は、（多数のモードの）治療を対象が受けている期間を通じた対象１０６の１つ又は複数の決定されたＣＯ２パラメータの変化を詳しく述べている報告である。ユーザインターフェース１２０における包含に適したインターフェース装置の例として、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、表示スクリーン、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、インジケータライト、聞き取れるアラーム及びプリンターが挙げられる。情報は、聴覚信号、視覚信号、触覚信号及び／又は他の感覚信号の形で、ユーザインターフェース１２０によってユーザ１０８又は対象１０６に提供することができる。
【００２３】
直接接続された又は無線の他の連絡技術も本明細書においてユーザインターフェース１２０として熟慮されることが理解されることになる。例えば、一実施形態において、ユーザインターフェース１２０は、電子記憶装置１３０によって提供される取り外し可能な記憶装置インターフェースと統合させてもよい。この例において、情報は、１人又は複数のユーザがシステム１００の実行をカスタマイズするのを可能にする取り外し可能な記憶装置（例えば、スマートカード、フラッシュドライブ、取り外し可能ディスク等）からシステム１００内にロードされる。ユーザインターフェース１２０としてシステム１００との使用に適応された他の例証的な入力装置及び技術は、ＲＳ−２３２ポート、ＲＦリンク、ＩＲリンク、モデム（電話、ケーブル、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、インターネット等）を含むが、それに限定されない。要するに、システム１００に情報を伝えるためのいかなる技術も、ユーザインターフェース１２０として熟慮される。
【００２４】
図１におけるシステム１００の１つ又は複数のセンサ１４２は、呼吸の流れ及び／又は通気路機構のパラメータに関連した測定値を運ぶ出力信号を生じるように構成される。これらのパラメータは、流れ、（通気路）圧力、湿度、速度、加速度及び／又は他のパラメータのうち１つ又は複数を含んでもよい。センサ１４２は、導管１８２及び／又は対象インターフェースアプライアンス１８４と流体連通させてもよい。センサ１４２は、対象１０６に関係がある生理学的パラメータに関連した出力信号を生じることができる。いくつかの実施形態において、１つ又は複数のセンサ１４２は、１つ又は複数のＣＯ２センサを含んでもよい。
【００２５】
図１における単一部材を含むセンサ１４２の例示は、限定的であるとして意図されない。対象インターフェースアプライアンス１８４での又はその付近のセンサ１４２の例示は、限定的であるとして意図されない。一実施形態において、センサ１４２は、先に記載したように、対象１０６の気道の状態及び／若しくは状況、対象１０６の呼吸、対象１０６によって呼吸されるガス、対象１０６によって呼吸されるガスの組成物と付随したパラメータ、対象１０６によって呼吸されるガスの１つ又は複数のＣＯ２パラメータ、対象１０６の気道へのガスの送達、並びに／又は、対象による呼吸努力に関連した情報を運ぶ出力信号を生じることによって作動する複数のセンサを含む。１つ又は複数のＣＯ２パラメータ及び／若しくは測定値は、限定することなく、呼吸終期のＣＯ２測定値、容積測定のＣＯ２測定値、混合静脈ＣＯ２測定値、動脈ＣＯ２測定値、並びに／又は、他のＣＯ２パラメータ及び／若しくは測定値を含んでもよい。例えば、パラメータは、弁駆動電流、ロータ速度、モータ速度、ブロワー速度、ファン速度、又は、すでに既知の及び／又は較正した数学的関係を介した上記パラメータのうちいずれの代用となるものとして役立ち得る関連する測定値等、圧力発生装置１０４（又は、圧力発生装置１４０が統合、組み合わせ又は接続された装置）の構成要素の力学単位の測定値に関連し得る。センサ１４２からの結果として生じる信号又は情報は、プロセッサ１１０、ユーザインターフェース１２０、電子記憶装置１３０及び／又はシステム１００の他の構成要素に伝えることができる。この伝達は、有線及び／又は無線であってもよい。
【００２６】
図１におけるシステム１００のプロセッサ１１０は、システム１００において情報処理能力を提供するように構成される。従って、プロセッサ１１０は、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するよう設計されたデジタル回路、情報を処理するよう設計されたアナログ回路、ステートマシン、及び／又は、電子的に情報を処理するための他の機構のうち１つ又は複数を含む。プロセッサ１１０は、単一の実体として図１において示されているけれども、これは、単に例示的目的のためである。いくつかの実行において、プロセッサ１１０は、複数の処理ユニットを含む。
【００２７】
図１において示されているように、プロセッサ１１０は、１つ又は複数のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。１つ又は複数のコンピュータプログラムモジュールは、制御モジュール１１１、弁制御モジュール１１２、パラメータ決定モジュール１１３、タイミングモジュール１１４及び／又は他のモジュールのうち１つ又は複数を含む。プロセッサ１１０は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア及び／若しくはファームウェアのある組み合わせ、並びに／又は、プロセッサ１１０上の処理能力を構成するための他の機構によって、モジュール１１１、１１２、１１３及び／又は１１４を実行するように構成してもよい。
【００２８】
モジュール１１１、１１２、１１３及び１１４は、単一の処理ユニット内で同じ場所に配置されているとして図１において例示されているけれども、プロセッサ１１０が多数の処理ユニットを含む実行において、モジュール１１１、１１２、１１３及び／又は１１４のうち１つ又は複数を、他のモジュールから離して置くことができるということを正しく理解するべきである。以下に記載される異なるモジュール１１１、１１２、１１３及び／又は１１４によって提供される機能の説明は、モジュール１１１、１１２、１１３及び／又は１１４のいずれも、記載されるよりも多い又は少ない機能を提供することができるため、例示目的のためであり、限定的であるとして意図されない。例えば、モジュール１１１、１１２、１１３及び／又は１１４のうち１つ又は複数を除去することができ、その機能の一部又は全てを、モジュール１１１、１１２、１１３及び／又は１１４のうちの他のモジュールによって提供することができる。プロセッサ１００は、モジュール１１１、１１２、１１３及び／又は１１４のうちの１つにあると考えられる機能の一部又は全てを行うことができる１つ又は複数のさらなるモジュールを実行するように構成することができるということに留意されたい。
【００２９】
図１におけるシステム１００のパラメータ決定モジュール１１３は、１つ又は複数のセンサ１４２によって生成される出力信号から、１つ又は複数のガスパラメータ、呼吸パラメータ及び／又は他のパラメータを決定するように構成される。１つ又は複数のガスパラメータは、（ピーク）流量、流量、（一回）換気量、圧力、温度、湿度、速度、加速度、ガス組成（例えばＣＯ２等の１つ又は複数の構成要素の、例えば１つ又は複数の濃度等）、消散させた熱エネルギー、（意図的な）ガス漏れ、及び／若しくは、呼吸ガスの（加圧された）流れに関連する他の測定値のうち１つ又は複数を含んでもよく、並びに／又は、それに関連付けられてもよい。１つ又は複数の呼吸パラメータは、ガスパラメータ、及び／又は、呼吸ガスの加圧流の測定値を運ぶ他の出力信号から得ることができる。１つ又は複数の呼吸パラメータは、呼吸数、呼吸期間、吸息時間若しくは期間、呼息時間若しくは期間、呼吸流れ曲線、吸息から呼息まで及び／若しくはその逆の移行時間、ピーク吸息流量からピーク呼息流量まで及び／若しくはその逆の移行時間、呼吸圧力曲線、（呼吸サイクル及び／若しくは呼吸位相あたりの）最大の基部圧力損失（ｍａｘｉｍｕｍ  ｐｒｏｘｉｍａｌ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｄｒｏｐ）、並びに／又は、他の呼吸パラメータのうち１つ又は複数を含んでもよい。この機能の一部又は全てを、プロセッサ１１０の他のコンピュータプログラムモジュール内に組み入れる、共有する及び／又は統合させることができる。
【００３０】
一部の実施形態において、パラメータ決定モジュール１１３は、対象１０６の１つ又は複数の心拍出量パラメータを決定するように構成することができる。１つ又は複数の心拍出量パラメータは、送達回路１８０に存在するＣＯ２の測定値（例えば、濃度、相対レベル及び／又は他の測定値）に基づいていてもよい。例えば、対象１０６が、上記の初期状態の人工呼吸治療モード等の第１の治療モードで呼吸療法を受けている間に、送達回路１８０に存在するＣＯ２の第１の測定（又は測定のセット）が、パラメータ決定モジュール１１３によって決定される。後に、対象１０６は、上記の再呼吸治療モードか又は別の（部分的）再呼吸治療モード等、第２の治療モードで呼吸療法を受けてもよい。パラメータ決定モジュール１１３は、第２の治療モードでの作動の間に送達回路１８０に存在するＣＯ２の測定（又は測定のセット）を決定することができる。第１の治療モードと第２の治療モード間の再呼吸量における変化のため、ＣＯ２の量、濃度及び／又はレベルが第２の治療モードにおいて上昇することが予想される。第１の治療モード及び第２の治療モードの間に行った測定間の差は、次に、１つ又は複数の心拍出量パラメータを決定するために使用することができる。第１及び第２の治療モードの間に行った測定は、示差ＣＯ２測定（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＣＯ２  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）と呼ぶことができる。いくつかの実施形態において、対象１０６は、３つ以上の異なる治療モードで呼吸療法を受けてもよい。いくつかの実施形態において、異なる治療モード間の移行は、個々の呼吸の後、複数の呼吸の後、例えば３０秒、１分、２分、３分といった所定の期間及び／若しくは他の期間の後、並びに／又は、１つ又は複数の他の所定の事象若しくは出来事の後に起こり得る。
【００３１】
タイミングモジュール１１４は、現在の呼吸位相が吸息相又は呼息相であるかどうかを決定するように構成される。いくつかの実施形態において、タイミングモジュール１１４は、呼吸タイミングパラメータ、及び／又は、吸息と呼息の間の呼吸における移行等、システム１００の作動に関連する他のタイミングパラメータを決定するように構成することができる。呼吸タイミングパラメータは、呼息相から吸息相及び／又はその逆を分ける移行の瞬間、呼吸期間、呼吸数、吸息時間若しくは期間、呼息時間若しくは期間、吸息相の開始及び／若しくは終了、呼息相の開始及び／若しくは終了、並びに／又は、他の呼吸タイミングパラメータを含んでもよい。タイミングモジュール１１４による１つ又は複数の決定は、システム１００の他の要素において使用する、共有する及び／又は組み込むことができる。
【００３２】
制御モジュール１１１は、第１の治療モード、第２の治療モード及び／又は他の治療モードでのシステム１００の作動を制御するように構成される。制御モジュール１１１は、異なる治療モード間の移行を制御するように構成することができる。制御モジュール１１１は、現在の治療モードは何かを決定する、及び／又は、そのような情報を、システム１００の他の要素と共有するように構成することができる。制御モジュール１１１は、呼吸ガスの加圧流の１つ又は複数のガスパラメータが、呼吸療法レジメに従って時間の経過に伴い変えられるように、圧力発生装置１４０を制御するように構成することができる。制御モジュール１１１は、圧力発生装置１４０を制御して、吸息相の間に吸息圧力レベルにて、及び、呼息相の間に呼息圧力レベルにて呼吸ガスの加圧流を提供するように構成することができる。パラメータ決定モジュール１１３、タイミングモジュール１１４によって決定された、及び／又は、センサ１４２を介して受けたパラメータを、例えばフィードバックの様式で制御モジュール１１１によって使用し、システム１００の１つ又は複数の治療モード／設定／作動を調整することができる。或いは、及び／又は同時に、ユーザインターフェース１２０を介して受けた信号及び／又は情報を、例えばフィードバックの様式で制御モジュール１１１によって使用し、システム１００の１つ又は複数の治療モード／設定／作動を調整することができる。制御モジュール１１１は、対象の呼吸サイクルにおける、多数の呼吸サイクルにわたる、及び／又は、いかなる検出した出来事若しくはタイミングモジュール１１４による決定とのいかなる他の関連における移行の瞬間に関連してその作動のタイミングをはかるように構成することができる。
【００３３】
弁制御モジュール１１２は、第１の排気弁１８１及び／又は第２の排気弁１８８を制御するように構成される。例えば、初期状態の人工呼吸治療モードでのシステム１００の作動の間、呼気ガスは、主に第２の排気弁１８８を介して送達回路１８０から排気することができる。これは、例えば、第１の排気弁１８１を閉じたままにしながら、第２の排気弁１８８を開けることによって達成することができる。再呼吸治療モードでのシステム１００の作動の間、呼気ガスは、主に第１の排気弁１８１を介して送達回路１８０から排気することができる。これは、例えば、第２の排気弁１８８を同時に完全に又は部分的に閉じながら、第１の排気弁１８１を開けることによって達成することができる。第１及び第２の排気弁を、従って、再呼吸治療モードで制御することは、再呼吸貯蔵容量によって対象１０６及び／又は送達回路１８０の再呼吸量を増やすということに留意されたい。再呼吸治療モードでの吸息相の間、対象１０６は、例えば再呼吸貯蔵容量において等、再呼吸容量において貯蔵された、周囲空気よりも高いＣＯ２の濃度を有し得る以前に吐き出したガスを吸息する。これは、システム１００の１つ又は複数のＣＯ２パラメータ、対象１０６による吸息されたガスの組成、ＣＯ２に関係する対象１０６の生理学的パラメータ、及び／又は、他のパラメータに影響を与え得る。
【００３４】
図２は、人工呼吸システムを介して対象の気道に人工呼吸を提供するための方法を例示している。以下に示される方法２００の作動は、例示的であるよう意図される。特定の実施形態において、方法２００は、記載されていない１つ又は複数のさらなる作動を用いて、及び／又は、考察される作動のうち１つ又は複数の作動を用いることなく達成することができる。加えて、方法２００の作動が図２において例示されている、及び、以下に記載されている順序は、限定的であると意図されない。
【００３５】
特定の実施形態において、方法２００は、１つ又は複数の処理装置（例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するよう設計されたデジタル回路、情報を処理するよう設計されたアナログ回路、ステートマシン、及び／又は、電子的に情報を処理するための他の機構）において実行することができる。１つ又は複数の処理装置は、電子記憶媒体上に電子的に記憶された指示に応答して方法２００の作動の一部又は全てを実行する１つ又は複数の装置を含んでもよい。１つ又は複数の処理装置は、方法２００の作動のうち１つ又は複数の作動の実行に対して特に設計されたハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアを介して構成される１つ又は複数の装置を含んでもよい。
【００３６】
作動２０２にて、呼吸ガスの加圧流が、対象の気道に送達するために発生される。一実施形態において、作動２０２は、（図１において示され且つ上記の）圧力発生装置１４０と類似の又は実質的に同じ圧力発生装置によって行われる。
【００３７】
作動２０４にて、呼吸ガスの加圧流は、対象の気道まで導かれる。一実施形態において、作動２０４は、（図１において示され且つ上記の）送達回路１８０と類似の又は実質的に同じ送達回路によって行われる。
【００３８】
作動２０６にて、現在の人工呼吸システムの作動モード、すなわち、第１の治療モード又は第２の治療モード、が決定される。一実施形態において、作動２０６は、（図１において示され且つ上記の）制御モジュール１１１と類似の又は実質的に同じ制御モジュールによって行われる。
【００３９】
作動２０８にて、人工呼吸システムが第２の治療モードで作動しているという決定に応答して、呼気ガスが、主に第１の排気ポイントを介して送達回路から排気される。一実施形態において、作動２０８は、（図１において示され且つ上記の）第１の排気弁１８１と類似の又は実質的に同じ排気弁によって行われる。
【００４０】
作動２１０にて、人工呼吸システムが第１の治療モードで作動しているという決定に応答して、呼気ガスが、主に、第２の排気弁に対応する第２の排気ポイントを介して送達回路から排気される。送達回路が、第１の排気ポイントと第２の排気ポイントとの間に再呼吸貯蔵容量を有するように、第１の排気ポイント及び第２の排気ポイントは、（図１において示され且つ上記の）導管１８２と類似の又は実質的に同じ導管上に配置することができる。一実施形態において、作動２１０は、（図１において示され且つ上記の）第２の排気回路１８８と類似の又は実質的に同じ排気回路によって行われる。
【００４１】
作動２１２にて、人工呼吸システムが第２の治療モードで作動しているという決定に応答して、対象及び送達回路の再呼吸量が、再呼吸貯蔵容量によって増やされる。一実施形態において、作動２１２は、（図１において示され且つ上記の）第１の排気弁１８１及び第２の排気弁１８８と類似の又は実質的に同じ排気弁によって行われる。
【００４２】
特許請求の範囲において、括弧内に置かれたいかなる参照番号も特許請求の範囲を限定するとして解釈するべきではない。「含む」という用語は、請求項に述べられたもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のうちいくつかは、１つの且つ同じハードウェアのアイテムによって実現することができる。要素の前の不定冠詞は、そのような要素の複数形の存在を除外しない。いくつかの手段を列挙するいかなる装置の請求項においても、これらの手段のうちいくつかは、１つ且つ同じハードウェアのアイテムによって実現することができる。特定の要素が互いに異なる従属項において列挙されるという単なる事実は、これらの要素を組合せて使用することができないと示しているのではない。
【００４３】
本発明は、最も実用的で好ましい実施形態であると現在考慮されるものに基づき例示を目的として詳細に記述されてきたけれども、そのような詳細は単にその目的のためだけであり、本発明は開示された実施形態に限定されないが、それどころか、付随の特許請求の範囲の真意及び範囲内にある修正及び同等の構成をカバーするよう意図されることを理解されたい。例えば、本発明は、可能な限り、いかなる実施形態の１つ又は複数の特徴もいかなる他の実施形態の１つ又は複数の特徴とも組み合わせることができると意図していることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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