(57)【要約】  様々な用途で使用するため、患者の心臓、心肺、及び／又は血行動態のフェノタイプを生成する様々なシステム、装置及び方法が本書に記載される。様々な実施形態において、患者に接続される換気支援装置が作動され、患者の１つ又は複数の標的受容器が患者における自己調節応答を開始することをもたらすよう選択される治療操作が実行されることができる。様々な実施形態では、患者における自己調節応答の開始により引き起こされる血圧などの患者のバイタルサインにおける１つ又は複数の変化が測定されることができる。様々な実施形態では、測定された１つ又は複数の変化に基づき、患者の心臓、心肺又は血行動態のフェノタイプが生成されることができる。
2018525097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気支援システムであって、
換気支援装置と、
前記換気支援装置と動作可能に結合されるコントローラと、
前記コントローラにより実行可能な命令を記憶するメモリとを有し、前記コントローラが、
１つ又は複数の標的受容器が前記換気支援システムに接続される患者における自己調節応答を開始するよう選択される治療操作を実行するよう、前記換気支援装置を作動させ、
バイタルサインセンサから受信される１つ又は複数の信号に基づき、前記患者における自己調節応答の開始により引き起こされる１つ又は複数のバイタルサインにおける１つ又は複数の変化を決定し、
前記測定された１つ又は複数の変化に基づき、前記患者の心臓、心肺又は血行動態のフェノタイプを生成し、
前記フェノタイプに基づき、換気支援装置を作動させる、換気支援システム。
【請求項２】
前記１つ又は複数のバイタルサインが血圧を有する、請求項１に記載の換気支援システム。
【請求項３】
前記コントローラが更に、適用される治療パラメータを一連の離散的なステップにおいて変更し、一連の離散的ステップのそれぞれにより引き起こされる血圧における１つ又は複数の変化を測定するよう換気支援装置を作動させる、請求項２に記載の換気支援システム。
【請求項４】
前記コントローラが更に、前記換気支援装置を作動させ、連続的な気道陽圧力を増分的に増加又は減少させる、請求項３に記載の換気支援システム。
【請求項５】
前記コントローラが更に、前記換気支援装置を作動させ、正又は負の気道圧を活性化又は不活性化する、請求項３に記載の換気支援システム。
【請求項６】
前記コントローラが更に、前記換気支援装置を作動させ、前記患者に供給される空気の１つ又は複数の成分の濃度を段階的に増加又は減少させる、請求項３に記載の換気支援システム。
【請求項７】
前記コントローラが更に、
所定の態様において複数の身体位置の間で患者を再配置するよう医療従事者を促す出力を提供し、
患者の再配置により引き起こされる、血圧における１つ又は複数の変化を測定する、又は血圧における１つ又は複数の変化の１つ又は複数の徴候を受信する、請求項１に記載の換気支援システム。
【請求項８】
前記１つ又は複数の標的受容器が、１つ又は複数の化学受容器を有し、前記治療操作を実行するよう前記換気支援システムを作動させることは、前記換気支援システムを作動させ、前記患者の血液の化学組成を変更することを有する、請求項１に記載の換気支援システム。
【請求項９】
前記１つ又は複数の標的受容器が、１つ又は複数の圧受容器を有し、前記治療操作を実行するよう前記換気支援システムを作動させることは、前記換気支援システムを作動させ、前記患者の血管又は気道の圧力を変更することを有する、請求項７に記載の換気支援システム。
【請求項１０】
患者に接続される換気支援装置と通信可能に連結されるコントローラにより、１つ又は複数の標的受容器が前記患者における自己調節応答を開始するよう選択される治療操作を実行するよう、前記換気支援装置を作動させるステップと、
前記コントローラにより、前記患者における自己調節応答の開始により引き起こされる血圧における１つ又は複数の変化を測定するステップと、
前記コントローラにより、前記測定された１つ又は複数の変化に基づき、前記患者の心臓、心肺又は血行動態のフェノタイプを生成するステップとを有する、方法。
【請求項１１】
前記治療操作を実行するよう換気支援装置を作動させるステップが、適用される治療パラメータを一連の離散的なステップにおいて変更するよう前記換気支援装置を作動させるステップを有し、
前記血圧における１つ又は複数の変化を測定するステップは、一連の離散的ステップのそれぞれにより引き起こされる前記血圧における１つ又は複数の変化を測定するステップを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記一連の離散的なステップにおいて前記適用される治療パラメータを変更するよう前記換気支援装置を作動させるステップが、連続的な気道陽圧を増分的に増加又は減少させるよう前記換気支援装置を作動させるステップを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記一連の離散的なステップで前記適用される治療パラメータを変更するよう前記換気支援装置を作動させるステップが、気道陽圧を活性化又は不活性化するよう前記換気支援装置を作動させるステップを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記一連の離散的なステップで前記適用される治療パラメータを変更するよう前記換気支援装置を作動させるステップが、気道陰圧を活性化又は不活性化するよう前記換気支援装置を作動させるステップを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記一連の離散的なステップで前記適用される治療パラメータを変更するよう前記換気支援装置を作動させるステップが、前記患者に供給される空気の１つ又は複数の成分の濃度を増分的に増加又は減少させるよう前記換気支援装置を作動させるステップを有する、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、医療に関する。より詳細には、本書に開示される様々な本発明の方法及び装置は、良好な健康管理を提供するための心臓、心肺、及び／又は血行動態フェノタイピングに関する。
【背景技術】
【０００２】
血圧は、ヒト患者において最も一般的に測定されるバイタルサインの１つである。これは、患者の心臓及び／又は血行動態の状態、並びに交感神経／副交感神経活動について学ぶために測定されることができる。血圧を測定することは、患者が規範的な範囲内にあるか、又はその範囲から逸脱しているかを決定するため、比較的容易で、最小侵襲性及び／又は非侵襲性の手順である。血圧は一定ではない。それは、身体活動、身体的及び情緒的ストレス、環境要因、生理学的変化、断続的及び／又は慢性的疾患又は障害などの様々な要因により変化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
持続性気道陽圧（「ＣＰＡＰ」）装置及び／又はバイレベル気道陽圧（「ＢｉＰＡＰ」）などの換気支援システムは、とりわけ、患者の吸気及び呼気の気流を再調整するよう設計される。一回換気量及び分量を増加させることにより、十分な酸素が患者の肺に供給されることができる。しかしながら、不適切な換気パラメータを使用する換気支援システムの動作は、心臓システムに悪影響を与える場合がある。例えば、胸腔内圧の上昇（「ＩＴＰ」）は、終末呼気陽圧の上昇（「ＰＥＥＰ」）により引き起こされる場合がある。ＰＥＥＰの上昇は、患者の心臓の右心房への血液の静脈還流を妨げる場合がある。更に、ＩＴＰが増加すると、患者の心臓の右心室の後負荷が高くなり、患者の肺への血流を妨げる場合がある。斯かる危険な換気状態の下では、患者の血圧は、十分に血液を汲み出すため中枢神経系により開始される自己調節応答の一部として増加し得る。持続的な血圧の上昇は、患者の心臓及び肺の構造的リモデリングをもたらす場合があり、慢性高血圧の主要な原因である。
【０００４】
高血圧患者では、患者の血圧を低下させるため、血管拡張薬治療が処方されることができる。しかしながら、この治療は、患者の高血圧の根底にある原因を治療するものではない。それは純粋に、症状（高血圧）を軽減するものである。斯かる薬物療法は、二次的な疾患の悪化を止めたり遅くしたりすることがあるものの、化学受容器及び圧受容器などの様々なタイプの機械受容器から受信される信号に基づき、中枢神経系により開始される自己調節のような、血圧を調整するための身体自身のメカニズムを利用しようとするものではない。従って、高血圧及び／又は換気／灌流の不均衡の根底にある原因をよりよく治療するため、様々な受容器の誘発に対する患者の自己調節応答について学ぶ必要性が存在する。
【０００５】
ＵＳ２０１４／０２０２４５５号は、生理学的パラメータに基づき人工呼吸デバイスの動作の閉ループ制御を提供する装置を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、健康管理を改善するため、心臓、心肺、及び／又は血行動態のフェノタイプを決定する本発明の方法及び装置に関する。例えば、ＣＰＡＰのような換気支援システムが、患者の化学受容器又は圧受容器に中枢神経系自己調節応答を誘発させるように選択された１つ又は複数の治療操作を実行するように作動されることができる。自己調節応答は、心臓及び／又は血行動態応答を含むが、これに限定されない。次いで、自己調整応答から生じる患者のバイタルサイン（例えば、血圧）における変化が測定され、患者の心臓、心肺及び／又は血行動態フェノタイプが決定されることができる。このフェノタイプは、ヘルスケア研究における他の類似する患者とある患者とをクラスタリングする、個人化されたフェノタイプに基づき患者をより効果的に治療するため、患者の換気支援システムを選択的に作動させるなどの様々な目的に使用されることができる。こうして、患者の血圧の上昇及び／又は患者における慢性高血圧の発現は、患者自身の中枢神経系自己調節応答を利用することにより防止されることができる。
【０００７】
一般に、一態様では、換気支援システムは、換気支援装置とコントローラとを含むことができる。様々な実施形態において、コントローラは、上記換気支援装置が、標的受容器が上記換気支援システムに接続される患者における自己調節応答を開始することをもたらすよう選択される治療操作を実行し、上記患者における自己調節応答の開始により引き起こされる１つ又は複数のバイタルサインにおける１つ又は複数の変化を測定し、上記測定された１つ又は複数の変化に基づき、上記患者の心臓、心肺又は血行動態のフェノタイプを生成し、上記フェノタイプに基づき、換気支援装置を作動させることをもたらす。
【０００８】
様々な実施形態において、１つ又は複数のバイタルサインは、血圧を含み得る。様々なバージョンにおいて、コントローラは更に、適用される治療パラメータを一連の離散的なステップにおいて変更し、一連の離散的ステップのそれぞれにより引き起こされる血圧における１つ又は複数の変化を測定するよう換気支援装置を作動させる。様々なバージョンにおいて、上記コントローラが更に、上記換気支援装置を作動させ、連続的な気道陽圧を増分的に増加又は減少させる。様々なバージョンにおいて、上記コントローラが更に、上記換気支援装置を作動させ、正又は負の気道圧を活性化又は不活性化する。様々なバージョンにおいて、上記コントローラが更に、上記換気支援装置を作動させ、上記患者に供給される空気の１つ又は複数の成分の濃度を段階的に増加又は減少させる。
【０００９】
様々な実施形態では、コントローラは更に、所定の態様において複数の身体位置の間で患者を再配置するよう医療従事者を促す出力を提供し、患者の再配置により引き起こされる、血圧における１つ又は複数の変化を測定する、又は血圧における１つ又は複数の変化の１つ又は複数の徴候を受信する。種々の実施形態において、標的受容器は、化学受容器であり得る。上記治療操作を実行するよう上記換気支援システムを作動させることは、上記換気支援システムを作動させ、上記患者の血液の化学組成を変更することを含む。種々のバージョンにおいて、標的受容器は、圧受容器であり得る。上記治療操作を実行するよう上記換気支援システムを作動させることは、上記換気支援システムを作動させ、上記患者の血管又は気道の圧力を変更することを含む。
【００１０】
前述の概念及び以下により詳細に論じられる追加の概念（斯かる概念が相互に矛盾しないことを条件とする）のすべての組み合わせは、本書に開示される本発明の主題の一部であると考えられることを理解されたい。特に、特許請求の範囲に記載される主題の全ての組み合わせは、本書に開示される本発明の主題の一部であると考えられる。本書で明示的に使用される用語は、参照により本書に組み込まれる任意の開示において現れる用語同様、本書に開示される特定の概念と最も一致する意味で解釈されるべきであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】様々な実施形態による、本開示の選択された態様で構成される換気支援システムの一例を概略的に示す図である。
【図２】様々な実施形態による、心臓、心肺、及び／又は血行動態のフェノタイピングを実行するための例示的な方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面において、同様の参照文字は一般に、異なる図を通して同じ部分を指す。また、図面は必ずしも大きさ通りに描かれておらず、一般に本発明の原理を示す部分が強調される。
【００１３】
血圧は、ヒト患者における最も一般的に測定されるバイタルサインの１つであり、患者の心臓及び／又は血行動態状態、並びに交感神経／副交感神経活動について学ぶために使用され得る。血圧は、身体活動、身体的及び情緒的ストレス、環境要因、生理学的変化、断続的及び／又は慢性疾患又は障害などの様々な要因により変化する。斯かる要因の１つは、ＣＰＡＰ及び／又はＢｉＰＡＰデバイスのような換気支援システムの使用である。不適切な換気パラメータを用いた斯かる換気支援システムの動作は、心臓系に悪影響を及ぼし、持続すると慢性的な高血圧を引き起こす血圧上昇につながる場合がある。更に、血管拡張薬治療が患者の血圧を低下させるために処方されるが、それは、患者の高血圧の根底にある原因を治療するものではない。従って、種々の受容器の誘発に対する患者の自己調節応答について学ぶ必要性があり、その結果、化学受容器及び圧受容器により開始される自動調節のような、血圧を調節するための身体自身のメカニズムを使用して、患者の血圧を再調整するよう医療処置が調整されることができる。
【００１４】
上記を考慮して、本発明の様々な実施形態及び実現は、患者の心臓、心肺及び／又は血行動態のフェノタイプを決定し、そのフェノタイプを使用して改善された健康管理を提供することに関する。様々な実施形態において、開示された技術は、換気支援システム及び装置を使用して診断及び治療計画を実行するために使用され得る。これらの技術の１つの技術的利点は、単純に血管拡張薬療法を用いるのではなく、患者の肺における換気と灌流とのバランスをとることにより患者の血圧が低下されることができることにある。いくつかの実施形態では、このバランスは、患者の中枢神経系の１つ又は複数の自己調節応答を意図的に引き起こすことにより達成され得る。
【００１５】
例えば、患者における全身及び肺の血圧の持続的及び／又は断続的な上昇はしばしば、心肺換気／灌流ミスマッチに対する応答である。この換気／潅流のミスマッチは、（肺疾患、睡眠呼吸障害により引き起こされる）換気不足、又は（心血管疾患、胸腔内圧上昇、又は心不全により引き起こされる）患者の肺の灌流不足のいずれかにより引き起こされ得る。本書に記載される技術は、標的の化学受容器及び圧受容器が様々な自己調節応答を開始することをもたらすために採用されることができる。血圧、心拍数、１回拍出量などのバイタルサインにおける変化が測定され、心肺換気／潅流の不一致の根本原因をどのように最善に治療するかを決定することができる。
【００１６】
図１を参照すると、一実施形態において、換気支援システム１００（図１の「Ｖ．Ｓ．Ｓ．」）は、コントローラ１０４（図１の「Ｃ．Ｐ．Ｕ」）と通信可能に結合される換気支援装置１０２（図１の「Ｖ．Ｓ．Ａ．」）を含むことができる。様々な実施形態において、換気支援装置１０２は、ＣＰＡＰデバイス、ＢｉＰＡＰデバイス、又は患者が呼吸する態様を変更しようとする他の任意のデバイスのような、様々な形態をとることができる。１つ又は複数のバス、１つ又は複数の有線若しくは無線通信技術（例えば、Ｗｉ-Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）を含むがこれらに限定されない様々な通信技術を使用して、換気支援装置１０２がコントローラ１０４と通信可能に結合されることができる。
【００１７】
換気支援装置１０２は例えば、１人又は複数の医療従事者（図示省略。例えば、医者、看護師）により、鼻マスク、鼻口マスク、口腔マスクなどの様々な機構を使用して、睡眠研究などの様々な処置中に患者１０６に接続されることができる。患者１０６は、他の標準器官及び体の部分の中で中枢神経系１０８（図１の「Ｃ．Ｎ．Ｓ．」、脳、神経、及び脊髄のような種々の図示省略された器官を含む）、心臓１１０、及び１つ又は複数の肺１１２を含む。患者１０６はまた、中枢神経系１０８における自己調節応答を開始するため、様々な治療操作（以下により詳細に記載される）により標的とされ得る１つ又は複数の受容器を含むこともできる。
【００１８】
例えば、頚動脈体又は大動脈体のような化学受容器１１４（図１の「Ｃ．Ｒ．」）は、患者１０６の血液の化学組成を検知し、その情報を中枢神経系１０８に中継することができる。血液酸素又は二酸化炭素が高すぎるか又は低すぎるなど、検知された化学組成が１つ又は複数の基準を満たす場合、中枢神経系１０８は、肺１１２をより大きい程度へと膨張又は収縮させるような様々な自己調節応答を開始することができる。圧受容器１１６（図１の「Ｂ．Ｒ．」）は、患者１０６の血管（図示省略）内に位置することができる。圧受容器１１６の活動は、気道及び血管圧における変化、並びに／又は心臓及び肺の組織の伸張おける変化を反映し得る。圧受容器１１６は、それらが検知する情報を中枢神経系１０８に中継することができる。検知された圧力及び／又は伸張が１つ又は複数の基準を満たす場合、中枢神経系１０８は、例えば血圧を上げる又は下げるといった様々な自己調節応答を開始することができる。
【００１９】
換気支援装置１０２は様々な制御部１１８〜１２２を含むことができる。これは、標的受容器（例えば、１１４又は１１６）が中枢神経系１０８による自己調節応答を開始することをもたらすよう選択される様々な治療操作を行うため、手動又はコントローラ１０４により動作可能である。特に、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の制御部１１８〜１２２が作動され、患者１０６に適用される治療パラメータが変更されることができる。斯かる変更は、散発的に、一連の離散的なステップにおいて、同時に、又は様々な他のシーケンスで起こり得る。変更が離散的なステップのシリーズ又はシーケンスとして生じる実施形態では、バイタルサインセンサ１２４（図１の「Ｖ．Ｓ．Ｓ．」）は、離散的な変更により引き起こされる患者１０６の１つ又は複数のバイタルサイン（例えば、血圧、心拍数、１回拍出量など）における変化を測定するよう構成されることができる。制御部１１８〜１２２は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせで実現されることができる。いくつかの実施形態では、制御部１１８〜１２２は、ユーザが手動で操作することができる、物理的なノブ、ダイヤル、スライダ、ボタンなど、又はグラフィカルユーザインタフェースにレンダリングされるグラフィカル要素を含むことができる。追加的又は代替的に、１つ又は複数の制御部１１８〜１１２は、コントローラ１０４によりアクセス可能な１つ又は複数のアプリケーションプログラミングインターフェイス（「ＡＰＩ」）に関連付けられることができる。その結果、コントローラ１０４は例えば、様々な治療操作の実施中に制御部１１８〜１２２にコマンドを発行することができる。
【００２０】
例えば、ＣＰＡＰ圧力制御部１１８（図１の「Ｃ．Ｐ．Ａ．Ｐ．」）は、患者に適用される連続的気道陽圧（即ち、ＣＰＡＰ）を増分的に増加又は減少させるようコントローラ１０４により動作可能である。患者１０６における正及び／又は負の気道圧（例えば、胸腔内圧）を活性化及び／又は不活性化するため、気道圧力制御部１２０（図１の「Ａ．Ｐ．Ｃ．」）が例えば、コントローラ１０４により動作可能である。空気組成制御部１２２（図１の「Ａ．Ｃ．Ｃ．」）は、酸素濃縮装置（図示省略）及び／又は窒素濃縮デバイスを含むことができ、例えば酸素及び／又は窒素といった患者１０６に供給される空気の様々な構成成分のレベルを段階的に増加又は減少させるよう動作可能である。
【００２１】
コントローラ１０４は、メモリ１２６（図１の「ＭＥＭ．」）と動作可能に結合されてもよい。メモリ１２６は、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、フラッシュメモリ、ソリッドステートメモリ、１つ又は複数のハードドライブなど様々な形態にすることができる。様々な実施形態では、メモリ１２６は、治療操作１３０〜１３８のライブラリ１２８（図１の「Ｔ．Ｍ．Ｌ．」）を格納することができる。コントローラ１０４は、中枢神経系１０８における自己調節応答を開始するよう、受容器（例えば、１１４、１１６）を標的とする態様で、換気支援装置１０２の様々な制御部（例えば、１１８〜１２２）を作動させるため、ライブラリ１２８の１つ又は複数の操作を実現することができる。
【００２２】
例えば、コントローラ１０４は、患者１０６に加えられる気道陽圧を（例えば反復的に）活性化及び／又は不活性化するようコントローラ１０４が気道圧制御部１２０を作動させることをもたらすため、活性化／非活性化気道陽圧操作１３０（例えば、図１の「Ａ／Ｄ  Ｐ．Ａ．Ｐ．Ｍ．」）を含む１つ又は複数の命令を実現することができる。同様に、コントローラ１０４は、患者１０６に加えられる気道陰圧を活性化及び／又は不活性化するようコントローラ１０４が気道圧制御部１２０を作動させることをもたらすため、活性化／非活性化気道陰圧操作１３２（図１の「Ａ／Ｄ  Ｎ．Ａ．Ｐ．Ｍ．」）を含む１つ又は複数の命令を実現することができる。いくつかの実施形態では、気道陽圧力操作１３０及び／又は気道陰圧操作１３２は、患者１０６の正又は負の気道圧を様々な量、例えば、５又は１０ｃｍＨ２Ｏ分急速に変化させるようコントローラ１０４が気道圧制御部１２０を作動させることをもたらす命令を含むことができる。バイタルサインセンサ１２４は、各圧力レベルで生じる血圧又は他の生体兆候における変化を測定し、その情報をコントローラ１０４に中継することができる。
【００２３】
コントローラ１０４は、例えば水の１センチメートル（又は「ｃｍＨ２Ｏ」）、又は他の量の圧力分ＣＰＡＰを離散的なステップで増加又は減少させるようＣＰＡＰ圧力制御部１１８を作動させる、ＣＰＡＰ圧力変更操作１３４（図１の「Ａ．Ｃ．Ｐ．Ｍ．」）を含む１つ又は複数の命令を実現することができる。このＣＰＡＰの増分は、例えば５秒毎、１０秒毎、１５秒毎、２０秒毎、３０秒毎、１分毎、２分毎などのように定期的に発生するように設定されることができる。バイタルサインセンサ１２４は、各インクリメント（増分）で発生する血圧又は他のバイタルサインにおける変化を測定し、その情報をコントローラ１０４に中継することができる。
【００２４】
コントローラ１０４は、患者１０６により呼吸される空気中の酸素を様々な程度に増加又は減少させるよう空気組成制御部１２２を作動させる、酸素レベル変更操作１３６（図１の「Ａ．Ａ．Ｃ．Ｃ．Ｍ．」）を含む１つ又は複数の命令を実現することができる。例えば、いくつかの実施形態では、酸素は５％のステップで増加又は減少されることができる。いくつかの斯かる実施形態では、コントローラ１０４は、酸素レベルを５％で開始し、４０％酸素に達するまで５％ずつ増加させるよう空気組成制御部１２２を作動させることができる。バイタルサインセンサ１２４は、酸素レベル変化の各ステップにより引き起こされる血圧又は他のバイタルサインにおける変化を検知し、この情報をコントローラ１０４に中継することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、コントローラ１０４は、患者１０６の身体位置を変更するよう医療従事者に指示するため、身体位置変更操作１３８（図１の「Ａ．Ｂ．Ｐ．Ｍ．」）の１つ又は複数の命令を実現することができる。例えば、コントローラ１０４は、横臥位と仰臥位の間で患者１０６を動かすよう看護婦に指示する出力を、例えばディスプレイ（図示省略）に提供することができる。バイタルサインセンサ１２４は、身体位置の各変化により引き起こされる患者１０６の血圧又は他のバイタルサインにおける変化を検知し、この情報をコントローラ１０４に中継することができる。別の例として、コントローラ１０４は、患者１０６の舌又は下顎の突起を再配置するよう看護師に指示する出力を提供することができる。舌又は下顎の突出部の各位置において、バイタルサインセンサ１２４は、患者１０６の血圧又は他のバイタルサインにおける変化を検知し、この情報をコントローラ１０４に中継することができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、患者１０６の身体的側面を再配置するように医療従事者に指示する出力に加えて、又はその代わりに、コントローラ１０４は、患者１０６の身体的側面を再配置するよう、舌又は下顎前進デバイス（図示省略）などの換気支援システム１００の１つ又は複数の要素を自動的に作動させることができる。追加的又は代替的に、コントローラ１０４は、患者１０６が眠るベッド（図示省略）の制御部に通信可能に結合されてもよく、コントローラ１０４は、ベッドが様々な位置に患者１０６を再配置することをもたらすことができる。
【００２７】
様々な実施形態において、コントローラ１０４は、様々な制御部１１８〜１２２の動作に基づき、バイタルサインセンサ１２４により中継された情報を取得し、患者１０６の心臓、心肺、及び／又は血行動態のフェノタイプを決定することができる。このフェノタイプは例えば、吸気／呼気気流不均衡及び／又は慢性高血圧のような様々な病気の根底にある原因をより良好に標的とする治療を医療従事者が患者１０６に提供するために使用されることができる。例えば、医療従事者は、患者１０６のフェノタイプに合わせて、換言すると、血圧又はいびきといった症状を単純に減少させるのではなく、疾患を治療するのに患者自身の自己調節応答を利用することを目的として調整される態様で、換気支援システム１００を作動させることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、コントローラ１０４は、様々な自己調節応答、自己調節応答の感度、及び／又は自己調節応答の限界（例えば飽和）に関する閾値を決定するため、バイタルサインセンサ１２４から受信するデータを分析することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１０４は、複数の異なるレセプタ（例えば、１１４及び１１６）をトリガーする態様で、換気支援装置１０２を作動させるため、複数の異なる操作を一度に又は順次実行することができる。複数の異なる受容器を一度に又は連続してトリガーすることで、患者１０６の中枢神経系１０８が、複数の異なる自己調節応答を開始することをもたらすことができる。コントローラ１０４は、バイタルサインセンサ１２４により検知されるバイタルサイン（例えば、血圧）における結果として生じる変化を分析し、様々な自己調節反応間の相互依存性が決定されることができる。
【００２９】
ここで図２を参照すると、患者の心臓、心肺及び／又は血行動態のフェノタイプを決定し、このフェノタイプを用いて患者及び／又は類似のフェノタイプを示す他の患者に対して改善された治療を提供する方法２００が示される。便宜上、処理を実行するシステムを参照してフローチャートの処理が説明される。このシステムは、換気支援システム１００の様々な要素を含むことができる。更に、方法２００の処理が、特定の順序で示されるが、これは限定的なものではない。１つ又は複数の処理は、並べ替え、省略、又は追加されることができる。
【００３０】
ブロック２０２において、換気支援システム（例えば、１００）が、例えば医師又は看護師のような医療従事者により、患者（例えば、１０６）に接続されることができる。上述したように、換気支援システムを患者に接続するために様々な機構が使用されることができる。例えば、鼻マスクが、患者の鼻を覆うように配置され、鼻口マスクが、患者の口及び鼻の両方を覆うように配置され、及び／又は口腔マスクが、患者の口を覆うように配置されることができる。
【００３１】
ブロック２０４において、換気支援システムは例えば、標的受容器（例えば、１１４、１１６）が中枢神経系１０８による自己調節応答を開始することをもたらすよう選択される１つ又は複数の治療操作（例えば、１つ又は複数のブロック２０６〜２１４）を実行するため、コントローラ１０４により作動されることができる。例えば、ブロック２０６において、システムは、例えば、中枢神経系１０８に１つ又は複数の自己調節応答を開始させる信号を圧受容器１１６が発生することをもたらすため、様々な量及び様々な間隔で患者に適用されるＣＰＡＰを段階的に増加及び／又は減少させることができる。ブロック２０８及び２１０において、システムは、それぞれ、正及び負の気道圧力を繰り返し活性化及び／又は不活性化することができる。これは、中枢神経系１０８に１つ又は複数の自己調節応答を開始させる信号を圧受容器１１６が発生することをもたらすこともできる。
【００３２】
ブロック２１２において、システムは、患者に供給される空気の化学組成を増分的に変更することができる。例えば、システムは、中枢神経系１０８に１つ又は複数の自己調節応答を開始させる信号を化学受容器１１４が発生することをもたらすよう、供給空気における酸素及び／又は窒素レベルを増分的に増加及び／又は減少させることができる。
【００３３】
ブロック２１４において、システムは、患者の１つ又は複数の身体的側面を繰り返し／増分的に再配置してもよく、又は患者の１つ又は複数の身体的側面を再配置するよう医療従事者に指示してもよい。例えば、患者は、仰臥位と横臥位との間で増分的に再配置されてもよい。追加的又は代替的に、患者の下顎骨又は舌が、徐々に再配置（例えば、伸長又は収縮）されてもよい。これは、中枢神経系１０８に１つ又は複数の自己調節応答を開始させる信号を圧受容器１１６が発生することをもたらすことができる。いくつかの実施形態では、患者の再配置は、医療従事者により、例えば換気支援システム１００に関連付けられるユーザインターフェースを使用して、医療従事者がデータベースに再配置の記録を行うことにより確認されることができる。
【００３４】
ブロック２１６において、システムは、ブロック２０６〜２１４でトリガーされる自己調節応答から生ずるバイタルサインにおける変化を測定することができる。例えば、バイタルサインセンサ１２４は、患者の腕に巻き付けられ、同様にコントローラ１０４に動作可能に結合される血圧カフを使用して患者の血圧を監視することができる。こうして、バイタルサインセンサ１２４は、血圧における変化の測定値をコントローラ１０４に提供することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１０４及び／又はバイタルサインセンサ１２４は、これらの測定値を例えばメモリ１２６又は様々なデータベースに格納することができる。いくつかの実施形態では、内蔵バイタルサインセンサに加えて、又はその代わりに、医療従事者は、ブロック２１６で様々なバイタルサイン測定を行い、例えば換気支援システム１００に関連付けられるユーザインターフェースを使用して、それらの測定値をデータベースに入力する。
【００３５】
ブロック２１８において、システムは、患者に関連付けられる心臓、心肺、及び／又は血行動態フェノタイプを生成するため、例えばバイタルサインセンサ及び／又はコントローラ１０４により、蓄積された測定された変化を分析することができる。例えば、適用された治療操作と、対応する自己調節応答（例えば、中枢神経系１０８によりもたらされる血圧変化）との間の条件付き及び／又は時間的相関が、例えばメモリ１２６又は別のデータベースに格納されることができる。このデータから、患者の自己調節応答を記述する血行動態及び他のパラメータが抽出されることができる。いくつかの実施形態では、理解するのに直観的な態様で医療従事者にデータを提供するため、例えばグラフィカルに、このデータは視覚化されることができる。
【００３６】
ブロック２２０において、患者は、類似のフェノタイプを持つ他の患者、例えば同様の血行動態ベクトルを持つ他の患者とマッチング又はクラスタリングされることができる。同様のフェノタイプを持つ患者のクラスターは、同様に治療されてもよく、その治療の結果は、例えば、医療診断及び医療戦略を大規模に改善するために学習されることができる。
【００３７】
ブロック２２２において、システムは、ブロック２１８で生成されるフェノタイプに基づき、換気支援システムを作動させることができる。例えば、患者のフェノタイプの血行動態パラメータは、換気支援装置１０２に移植され、最適化された態様で制御するのに使用される。患者に属していない換気支援システム（例えば、睡眠研究を行う病院又は他のエンティティに属する）を使用して、患者のフェノタイプが生成される場合、患者のフェノタイプ（例えば、血行動態パラメータ）は、患者自身の換気支援装置、例えば、個人ＣＰＡＰデバイスに移植されることができる。こうして、患者の個人ＣＰＡＰデバイスが、最適化された態様で作動されることができる。
【００３８】
本書に記載される技術は、既に上述したものに加えて様々な用途を持つことができる。例えば、本書に開示される技術は、生理学的又は環境的条件が変化されるとき、高血圧に罹患しているか又は高血圧を発症する危険性がある患者をスクリーニングするために使用され得る。血圧の上昇を引き起こすための、患者の自己調節システムの閾値が分析されることができる。別の例として、換気障害の症状をまだ示さないが、心臓及び呼吸器の補償（例えば、ＣＰＡＰデバイス）を用いてのみ十分な換気／灌流バランスを達成する患者が、スクリーニングされることができる。更に別の例として、交感神経自動調節における境界を分析するため、患者の補償限界がスクリーニングされることができる。追加的又は代替的に、患者の自己調整応答が誘導され、結果として得られる低下された患者の換気及び／又は心臓ストレスがスクリーニング及び監視されることができる。更に多くの例として、本書に開示される技術は、適用される換気支援療法を検証若しくは拒絶するため、並びに／又は斯かる療法の心臓の影響を研究及び分析するため、並びに／又はシミュレートされた換気支援療法の心肺蘇生を分析するために使用され得る。
【００３９】
いくつかの実施形態が、本書に記載及び例示されるが、当業者であれば、本書に記載される機能を実行し、並びに／又は結果を得る及び／若しくは１つ若しくは複数の利点を得るための様々な他の手段及び／又は構造を容易に想像することができるであろう。斯かる変形及び／又は修正の各々は、本発明の範囲内であるとみなされる。より一般的には、当業者は、本書に記載される全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成が、例示的であることを容易に意味し、実際のパラメータ、寸法、材料及び／又は構成は、本発明の教示が使用される特定の用途に依存するであろうことを理解されるであろう。当業者は、本書に記載される特定の本発明の実施形態に対する多くの均等物を認識するか、又は単なる日常的な実験を用いて確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は、単なる例としてのみ提示され、添付の特許請求の範囲及びその均等の範囲において、本発明の実施形態は、具体的に記載及び特許請求の範囲に記載される以外の方法で実現されることができる点を理解されたい。本開示の本発明の実施形態は、本書に記載される個々の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法に関する。更に、斯かる特徴、システム、物品、キット及び／又は方法が相互に矛盾しない場合、斯かる特徴、システム、物品、材料、キット及び／又は方法の２つ又はこれ以上の任意の組合せが、本発明の範囲内に含まれる。
【００４０】
本書において規定され使用される全ての定義は、辞書定義、参照により組み込まれる文献における定義、及び／又は定義された用語の通常の意味を制御すると理解されるべきである。
【００４１】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、明確に反対の指示がない限り、「少なくとも１つ」を意味するものとして理解されたい。
【００４２】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される「及び／又は」という語句は、そのように結合された要素の「どちらか又は両方」を意味し、即ち、ある場合には連結的に存在し、他の場合には分離的に存在する要素を意味することを理解されたい。「及び／又は」を用いて列挙される複数の要素は、同じように、即ちそのように結合された要素の「１つ又は複数の」と解釈されるべきである。具体的に特定される要素に関連しているか無関係であるかにかかわらず、「及び／又は」句により具体的に特定される要素以外の他の要素が、オプションで存在してもよい。従って、非限定的な例として、例えば「有する」などの非限定的な言語と併せて使用されるとき、「Ａ及び／又はＢ」への参照は、一実施形態では、Ａのみ（オプションでＢ以外の要素を含む）を指し；別の実施形態では、Ｂのみ（オプションでＡ以外の要素を含む）を指し;更に別の実施形態では、Ａ及びＢの両方（オプションで他の要素を含む）を指す、等となる。
【００４３】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される「又は」は、上で定義した「及び／又は」と同じ意味を持つ点を理解されたい。例えば、リストにおける項目を分離するとき、「又は」及び／又は「及び／又は」は、包括的なものとして解釈され、即ち、複数の要素又はリストにある要素の少なくとも１つを含むが、１つ以上の要素も含み、オプションでリストにない追加的な項目も含む。例えば、「唯一の」又は「正確に１つの」又は特許請求の範囲において使用されるときの「からなる」といった限定用語は、明確に反対の指示がない限り、複数の要素又はリストにある要素の正確に１つの要素を含むことを指す。一般に、本書で使用される「又は」という用語は、「どちらか」、「１つの」、「唯一の」、又は「正確に１つの」といった排他的な言葉を伴うとき、排他的な選択肢（例えば、一方又は他方を示すが、両方ではない）を示すものとして解釈される。特許請求の範囲で使用されとき「本質的に〜からなる」は、特許法の分野で使用される通常の意味を持つ。
【００４４】
本明細書及び特許請求の範囲で使用される、１つ又は複数の要素のリストを参照する「少なくとも１つの」という語句は、要素のリストにおける任意の１つ又は複数の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味するが、必ずしも要素のリストにおいて具体的に列挙される各要素の少なくとも１つを含むものではなく、要素のリストにおける要素の任意の組合せを除外するものではない点を理解されたい。この定義はまた、具体的に特定された要素に関連するかしないかに関わらず、「少なくとも１つの」という語句が参照する要素のリストにおいて具体的に特定された要素以外の要素がオプションで存在することを可能にする。従って、非限定的な例として、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」（又は同等に「Ａ又はＢの少なくとも１つ」、又は同等に「Ａ及び／又はＢの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、少なくとも１つのＡ、オプションで１つ又は複数のＡを含み、Ｂが存在しない（及びオプションでＢ以外の要素を含む）ことを指し；別の実施形態では、少なくとも１つのＢ、オプションで１つ又は複数のＢを含み、Ａが存在しない（及びオプションでＡ以外の要素を含む）ことを指し；更に別の実施形態では、少なくとも１つのＡ、オプションで１つ又は複数のＡと、少なくとも１つのＢ、オプションで１つ又は複数のＢとを含む（及びオプションで他の要素を含む）ことを指す、等となる。
【００４５】
反対のことが明示されない限り、１つ又は複数のステップ又は動作を含む本書で請求される任意の方法において、方法におけるステップ又は動作の順序は、方法のステップ又は動作が列挙される順序に必ずしも限定されない点を理解されたい。
【００４６】
特許請求の範囲及び明細書において、「有する」、「含む」、「運ぶ」、「持つ」、「備える」、「関与する」、「保持する」、「作られる」等の全ての移行句は、非限定語であり、限定を意味するものではない点を理解されたい。「からなる」及び「本質的に〜からなる」という移行句だけが、米国特許商標庁のＭＰＥＰ第２１ １ １.０３項に記載されるように、閉鎖又は半閉鎖移行句である。特許協力条約（ＰＣＴ）規則６.２（ｂ）に従い特許請求の範囲で使用される特定の表現及び参照符号は、その範囲を限定するものではない点を理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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