(57)【要約】  メモリデバイスと、前記メモリデバイスに動作可能に結合したコントローラと、前記人工呼吸装置ハウジングの前記外部に、またはその周辺に設けたアクセサリコネクタとを含む医療用人工呼吸装置である。コントローラは、人工呼吸装置の動作に関するデータと患者に人工呼吸をしている間の患者の呼吸に関するデータのうち少なくとも１つを含む人工呼吸データをメモリデバイスに記録するように構成されている。アクセサリコネクタは、コントローラをアクセサリデバイスに動作可能に結合し、そのアクセサリデバイスにパワーを供給するように構成されている。また、アクセサリコネクタは、アクセサリデバイスに、それが生成したデータをコントローラに送信させる通信バスとしても機能する。アクセサリデバイスデータを一体化するようにメモリデバイスに記録するように構成されている。
2012505687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工呼吸装置であって、
（ａ）内部と外部とを有するハウジングと、
（ｂ）前記ハウジングの前記外部から前記内部に延在する吸気ポートと、
（ｃ）前記ハウジング内に配置され、気体流を発生するように構成されたフロー発生器と、      
（ｄ）前記ハウジングから前記気体流を放出する排気ポートと、
（ｅ）前記排気ポートに流体連結し、人工呼吸サイクルの呼気フェーズに、前記気体流を患者の気道に供給するように構成された患者回路と、
（ｆ）メモリデバイスと、
（ｇ）前記メモリデバイスに動作可能に結合し、前記人工呼吸装置の動作に関するデータと、前記患者に人工呼吸をしている間の前記患者の呼吸に関するデータとのうち少なくとも１つを含む人工呼吸データを前記メモリデバイスに記録するように構成されたコントローラと、
（ｈ）前記ハウジングの前記外部に、またはその周囲に設けた、前記コントローラをアクセサリデバイスに動作可能に結合するように構成され、前記アクセサリデバイスにパワーを供給するため前記人工呼吸装置から前記アクセサリデバイスにパワーを供給し、前記患者に人工呼吸をしている間に前記アクセサリデバイスにより発生されたアクセサリデバイスデータを、前記アクセサリデバイスに、前記コントローラに送信させる通信バスとして機能するアクセサリコネクタと、前記コントローラは、前記アクセサリデバイスデータが前記人工呼吸データと時間的に同期しているように、前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体にするように、前記アクセサリデバイスデータを前記メモリデバイスに記録するように構成されている、人工呼吸装置。
【請求項２】
前記通信バスはシリアル通信バスである、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項３】
前記シリアル通信バスは、分岐通信プロトコルにより分岐通信を提供するように構成され、少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスが前記コントローラにデータを送信できるよう前記コントローラに動作可能に結合し、前記人工呼吸装置から前記少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスに前記アクセサリコネクタを介してパワーを供給する、請求項２に記載の人工呼吸装置。
【請求項４】
前記分岐通信プロトコルはＲＳ−４８５プロトコルである、請求項３に記載の人工呼吸装置。
【請求項５】
前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するのに応じて、前記人工呼吸データの表示と前記アクセサリデバイスデータの表示とを含む出力を生成し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項６】
前記人工呼吸データは、前記人工呼吸装置の動作または前記患者の呼吸に関する波形を発生するのに用いることができる波形データであり、前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化することにより、前記波形と前記アクセサリデバイスデータの表示を含む出力を発生し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項７】
前記波形データは、（１）患者圧力データ、（２）呼気換気量データ、（３）未補正フローデータ、（４）リークデータ、及び（５）患者呼吸速度データよりなる群から選択したデータを含む、請求項６に記載の人工呼吸装置。
【請求項８】
前記ハウジングの前記外部からアクセス可能なメモリデバイススロットをさらに有し、前記メモリデバイスは前記メモリデバイススロット内に挿入された取り外し可能メモリデバイスである、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項９】
前記メモリデバイススロットはＳＤカードスロットであり、前記取り外し可能メモリデバイスはＳＤカードである、請求項８に記載の人工呼吸装置。
【請求項１０】
前記アクセサリデバイスは医療用デバイスである、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項１１】
前記医療用デバイスはパルス酸素濃度計または二酸化炭素モニタである、請求項１０に記載の人工呼吸装置。
【請求項１２】
人工呼吸装置の動作方法であって、
（ａ）人工呼吸装置の外部に、またはその周辺にある、アクセサリデバイスに前記人工呼吸装置と通信させる通信バスとして機能するアクセサリコネクタに前記アクセサリデバイスを動作可能に結合する段階と、
（ｂ）前記人工呼吸装置から前記アクセサリデバイスに前記アクセサリコネクタを介してパワーを供給する段階と、
（ｃ）前記人工呼吸装置により患者に人工呼吸をする段階と、
（ｄ）前記人工呼吸装置の動作に関するデータと前記患者に人工呼吸をしている間の前記患者の呼吸に関するデータとのうち少なくとも１つを含む人工呼吸データを前記人工呼吸装置のメモリデバイスに記録する段階と、
（ｅ）前記アクセサリコネクタを介して前記人工呼吸装置で、前記患者に前記人工呼吸をしている間に前記アクセサリデバイスにより生成されるアクセサリデバイスデータを受信する段階と、
（ｆ）前記アクセサリデバイスデータが前記人工呼吸データと時間的に同期するように前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するように前記アクセサリデバイスデータを前記メモリデバイスに記録する段階と、を有する方法。
【請求項１３】
前記通信バスはシリアル通信バスである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記シリアル通信バスは、分岐通信プロトコルにより分岐通信を提供するように構成され、前記方法は、さらに、少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスを前記人工呼吸装置にデータを送信できるように前記アクセサリコネクタに動作可能に結合する段階を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、前記少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスに前記アクセサリコネクタを介してパワーを供給する段階を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記分岐通信プロトコルはＲＳ−４８５プロトコルである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するのに応じて、前記人工呼吸データの表示と前記アクセサリデバイスデータの表示とを含む出力を生成し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記出力を生成する段階をさらに有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記人工呼吸データは、前記人工呼吸装置の動作または前記患者の呼吸に関する波形を発生するのに用いることができる波形データであり、前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化することにより、前記波形と前記アクセサリデバイスデータの表示を含む出力を発生し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記波形データは、（１）患者圧力データ、（２）呼気換気量データ、（３）未補正フローデータ、（４）リークデータ、及び（５）患者呼吸速度データよりなる群から選択したデータを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記メモリデバイスは取り外し可能メモリデバイスであり、前記方法は、さらに、前記人工呼吸装置から前記メモリデバイスを取り外す段階と、前記波形データと前記アクセサリデバイスデータから前記出力を生成する段階とを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記取り外し可能メモリデバイスはＳＤカードである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記アクセサリデバイスはパルス酸素濃度計または二酸化炭素モニタよりなる群から選択した医療デバイスである、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用人工呼吸装置に関し、具体的には、アクセサリコネクタを含む医療用人工呼吸装置であって、当該アクセサリコネクタに動作可能に結合されたアクセサリデバイスからデータを受信して、当該人工呼吸装置が収集及び／または発生したデータストリームに組み込めるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この出願は、２００８年１０月１６日に出願した米国仮出願第６１／１０５，８８３号の米国特許法１１９条第ｅ項による優先権を主張するものである。上記出願の内容はここに参照援用する。
【０００３】
医療用人工呼吸装置は、患者自身の呼吸を増加し、または代替するために、当該患者の気道に空気、酸素、またはこれらの組み合わせなどの気体を供給するように構成された機械である。また、従来の医療用人工呼吸装置は、患者のニーズに応じてさまざまなモードで動作することが知られている。
【０００４】
救命時であって、患者の自発的な呼吸がほとんどない場合には、制御モードの人工呼吸を提供することが一般的である。この場合、人工呼吸装置が患者の換気を完全に代替する。この換気モードでは、人工呼吸サイクルの各吸気フェーズにおいて、気体量を制御して患者に供給する。人工呼吸装置のトリガーポイント（人工呼吸サイクルにおける排気フェーズから吸気フェーズへの移行）とサイクルポイント（人工呼吸サイクルにおける吸気フェーズから排気フェーズへの移行）は一般的には時間に基づき決定する。従来、生命維持の状況で用いられる人工呼吸装置は、患者まで気体を運ぶ吸気リムと、気体を患者から排気アセンブリに運ぶ排気リムとを有するデュアルリム患者回路として知られているものである。排気アセンブリは、患者が吐いた気体の大気への排気（「能動吐き出し」と呼ぶ）を能動的に制御する選択的制御可能バルブや同様のメカニズムを含む。
【０００５】
非生命維持の状況であって、患者がある程度の自発呼吸を示している場合には、一般的にアシストモードまたはサポートモードの換気を提供する。この場合、人工呼吸装置は、一般的に患者の気道に所定の圧力をかけることにより、患者自身の呼吸を増加させ、または支援する。非生命維持の状況で用いる人工呼吸装置は、一般的にシングルリム患者回路として知られる、患者との間で双方向に気体をやりとりするために用いる１つのリム（limb）のみを有するものを利用する。また、かかるシングルリム患者回路は、通常、リムの穴の形態であることが多い、患者が吐いた気体を受動的に大気に排気（「受動排気」と呼ぶ）する排気ポートを含む。
【０００６】
動作中、現在の人工呼吸装置は、患者に施している人工呼吸に関する波形データ及び／またはその他の詳細な動作データやイベントデータなどの各種データ（生命維持の状況で用いられたものと、非生命維持の状況で用いられたものの両方）を記録して、介護士がかかるデータを後で読み出し、調査、及び評価できるようにする。しかし、現在の人工呼吸装置のデータ記憶やデータ管理機能は幾分限定的である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明の一目的は、従来の人工呼吸装置の欠点を克服する人工呼吸装置を提供することである。この目的は、本発明の一実施形態により、以下を含む人工呼吸装置を提供することにより達成される。すなわち、（ａ）内部と外部とを有するハウジングと、（ｂ）前記ハウジングの前記外部から前記内部に延在する吸気ポートと、（ｃ）ハウジング内に配置され、気体流を発生するように構成された、ブロワなどのフロー発生器と、（ｄ）前記ハウジングから前記気体流を放出する排気ポートと、（ｅ）前記排気ポートに流体連結し、人工呼吸サイクルの呼気フェーズに、前記気体流を患者の気道に供給するように構成された、シングルリムまたはデュアルリム患者回路などの患者回路と、（ｆ）ＳＤカードや同様のデバイスなどの取り外し可能メモリデバイスなどのメモリデバイスと、（ｇ）前記メモリデバイスに動作可能に結合したコントローラ。また、前記人工呼吸装置は、（ｈ）前記ハウジングの前記外部に、またはその周辺に設けたアクセサリコネクタを有する。
【０００８】
コントローラは、人工呼吸装置の動作に関するデータと患者に人工呼吸をしている間の患者の呼吸に関するデータのうち少なくとも１つを含む人工呼吸データをメモリデバイスに記録するように構成されている。また、アクセサリコネクタは、パルス酸素濃度計または二酸化炭素モニタなどのアクセサリ医療用デバイスなどのアクセサリデバイスにコントローラを動作可能に結合するように構成されている。アクセサリコネクタは、さらに、アクセサリデバイスにパワーを供給するため、人工呼吸装置からアクセサリデバイスにパワーを供給するように構成されている。さらに、アクセサリコネクタは、アクセサリデバイスがアクセサリデバイスデータをコントローラに送信できるようにする通信バスとして機能する。アクセサリデバイスデータは、患者に人工呼吸をしている間にアクセサリデバイスが生成するデータである。コントローラは、前記アクセサリデバイスデータが前記人工呼吸データと時間的に同期するように前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するように前記アクセサリデバイスデータを前記メモリデバイスに記録するように構成されている。
【０００９】
言うまでもなく、本発明により、１つ以上のアクセサリデバイスからデータを収集・受信して、そのデータを人工呼吸装置が記録するデータストリームに統合するように、患者の治療に用いるパルス酸素濃度計などのアクセサリデバイスを人工呼吸装置に動作可能に結合することができる。
【００１０】
アクセサリコネクタにより提供される通信バスは、ＲＳ−４８５プロトコルなどの分岐通信プロトコルによる分岐通信を提供するように構成されたシリアル通信バスなどのシリアル通信バスであってもよい。少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスがデータをコントローラに送信できるようにするために、その少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスをコントローラに動作可能に結合してもよい。かかる場合には、人工呼吸装置から少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスにアクセサリコネクタを介してパワーを供給する。
【００１１】
前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するのに応じて、前記人工呼吸データの表示と前記アクセサリデバイスデータの表示とを含む出力を生成し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している。人工呼吸データは、人工呼吸装置の動作または患者の呼吸に関する波形の生成に用いられる波形データであってもよい。かかる波形データは、（１）患者圧力データ、（２）呼気換気量データ、（３）未補正フローデータ、（４）リークデータ、及び（５）患者呼吸速度データよりなる群から選択したデータを含むものであってもよい。
【００１２】
他の一実施形態では、本発明は以下の段階を含む人工呼吸装置を動作させる方法を提供する。すなわち、（ａ）人工呼吸装置の外部に、またはその周辺にある、アクセサリデバイスに前記人工呼吸装置と通信させる通信バスとして機能するアクセサリコネクタに前記アクセサリデバイスを動作可能に結合する段階と、（ｂ）前記人工呼吸装置から前記アクセサリデバイスに前記アクセサリコネクタを介してパワーを供給する段階と、（ｃ）前記人工呼吸装置により患者に人工呼吸をする段階と、（ｄ）人工呼吸装置のメモリデバイスに上記のように人工呼吸データを記録する段階と、（ｅ）アクセサリコネクタを介して人工呼吸装置において上記のようにアクセサリデバイスデータを受信する段階と、（ｆ）前記アクセサリデバイスデータが前記人工呼吸データと時間的に同期するように前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するように前記アクセサリデバイスデータを前記メモリデバイスに記録する段階。
【００１３】
本発明の上記の目的、機能、及び特徴と、動作方法と、関連構成要素の機能と、パーツの組み合わせと、生産の経済性とは、本出願の出願書類を構成する、添付した図面を参照して以下の説明と特許請求の範囲を検討すれば明らかになるだろう。図面中、対応するパーツには同じ参照数字を付した。しかし、言うまでもないが、図面は例示と説明を目的としたものであり、本発明を限定することを意図したものではない。本明細書と特許請求の範囲において、「１つの」、「前記」との記載は別段の記載がなければ、複数の場合も含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を実施できる人工呼吸装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明を実施できる人工呼吸装置の一実施形態を示す図である。
【図３】本発明のアクセサリコネクタを含む外部インタフェースと、図１と図２に示した人工呼吸装置の一部として含まれる内部コンポーネントとを示す図である。
【図４】図１、２、３に示した人工呼吸装置のメモリに保存されたデータから生成した出力例を示す図である。この出力は、人工呼吸装置により生成された波形データと、図１、２、３に示した人工呼吸装置の実施形態のアクセサリコネクタに動作可能に結合したアクセサリデバイスから受け取ったデータとの両方から生成した波形を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書において、上、下、左、右、上の方、下の方、前、後などの方向を示す言葉は、図面に示したエレメントの方向を指すものであり、特許請求の範囲に明示的に記載しない限り、当該特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１６】
本明細書において、「患者インタフェース」とは、患者の気道との間で気体をやりとりする、既知のまたは好適な任意のメカニズムを指し、マスク、経鼻カニュラ、鼻用マスクと口用マスクの組み合わせ、取り外し可能マウスピースなどの非侵襲的患者インタフェースと、気管チューブと気管内チューブなどの侵襲的患者インタフェースと、侵襲的でも非侵襲的であってもよい加湿器、噴霧器、定量吸入器などとを含むがこれらに限定されない。
【００１７】
本明細書において、「モード」とは、ある種の人工呼吸を提供する人工呼吸装置の動作を指し、圧力サポート人工呼吸、容積制御人工呼吸、及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。各モードはＣＰＡＰ、ＳＩＭＶ、Ｓ、Ｓ／Ｔ、ＡＣ、ＰＣ、ＰＣ−ＳＩＭＶ、またはＣＶなどを含むがこれらに限定されない。
【００１８】
本明細書において、２つ以上のパーツやコンポーネントが「結合」しているというのは、その２つ以上のパーツが、直接的に、またはその間にある１つ以上のパーツやコンポーネントを介して、つながっていること、または協力動作することを意味する。
【００１９】
本明細書において、「数」とは、１または１より大きい（すなわち、複数を表す）整数を意味する。
【００２０】
本発明は、アクセサリコネクタの形態の外部インタフェースを含む医療用人工呼吸装置を提供する。このアクセサリコネクタは、アクセサリデバイスやアクセサリコネクタに動作可能に結合したデバイスから収集・受信したデータを、この医療用人工呼吸装置が生成するデータストリームと統合できるようにするものである。図１と図２は、本発明を実施できる人工呼吸装置５の一実施形態を示す図である。
【００２１】
後で詳細に説明するが、図１と図２の人工呼吸装置５は、容積制御モードと圧力サポートモードを含む複数のモードで、受動排気または能動排気とシングルリム患者回路とを用いて、患者に換気を提供するように選択的に設定できる。  しかし、言うまでもなく、図１と図２に示し以下に詳しく説明する人工呼吸装置５は、本発明の実施形態を説明するためだけに用いるものであり、ここで説明し特許請求の範囲に記載する本発明は、異なる機能や動作モードを有する別のタイプの人工呼吸装置において実施することもできる。それゆえ、人工呼吸装置５は、本発明を限定するものであると考えるべきではない。
【００２２】
図１において、人工呼吸装置５は受動排気を用いる構成として示した。人工呼吸装置５は、ハウジング内に、気体流を発生するように構成されたフロー発生器１０を含む。この気体流は、例えば、（ハウジングの外部から内部への）外気吸気ポート１２からの空気であり、及び／または外気吸気ポート１２と任意的な酸素源（図示せず）から供給される空気と酸素を混合したものである。フロー発生器１０は、コンプレッサ、ファン、羽根車、ブロワ、ピストン、ふいごなどの、外気より圧力が高い気体流を生成するのに適したいかなるデバイスであってもよい。好ましい実施形態では、フロー発生器１０は、人工呼吸装置５に必要な圧力と気流を発生するように設計された羽根車を有するブラシレスＤＣモータを有するブロワアセンブリを含むマイクロタービンである。フロー発生器１０は、導管１６を介してマシンフロー要素１５と流体連結されている。マシンフロー要素１５は、フロー発生器の出口に、またはその周辺に配置された機械要素であり、フローが通過する時に圧力を低下させるように設計されている。図１から分かるように、マシンフロー要素１５は、導管２２を介して人工呼吸装置５の排気ポート１８と流体連結されている。
【００２３】
マシンフローセンサ２０は、マシンフロー要素１５とタンデムに設けられ、フロー発生器１０により生成された気体流の体積流量を測定する。また、モニタフローセンサ２５もマシンフロー要素１５とタンデムに設けられ、冗長的にマシンの体積流量をモニタする。好ましくは、マシンフローセンサ２０とモニタフローセンサ２５の一方または両方は異なる圧力センサである。さらに、マシンフローセンサ２５を近接圧力センサ８５（図２）とタンデムに用いて、吐き出し時に患者からの体積流量を測定し、１回換気量のトリガーの感度と精度を改善してもよい。言うまでもなく、人工呼吸装置には必ずしも両方のセンサを備える必要はない。また、本発明ではさらに、フロー発生器に供給されるパワーやフロー発生器のスピードなど、その他の方法を用いて、流量や流量を示すパラメータを測定することにより、両方のフローセンサを無くすことも想定している。
【００２４】
制御マシン圧力センサ３０は、自動ゼロバルブ３５を介して導管２２に動作可能に結合している。制御マシン圧力センサ３０は、好ましくは静的圧力センサであり、人工呼吸装置５の排気ポート１８の圧力をモニタするのに用いられる。また、モニタマシン圧力センサ５０は、導管２２に動作可能に結合され、好ましくは、静的圧力センサであり、冗長的に人工呼吸装置５の排気ポート１８における圧力をモニタするのに用いられる。言うまでもなく、人工呼吸装置には必ずしも両方の圧力センサを備える必要はない。
【００２５】
図１から分かるように、シングルリム患者回路６５は、人工呼吸装置５の排気ポート１８と流体連結しており、導管７０と患者接続ポート７５とを含む。患者接続ポート７５は、患者の気道に気体流を供給するための、マスク、マウスピース、鼻用マスクと口用マスクの組み合わせ、フルフェイスマスク、気管チューブ、気管内チューブなどの患者インタフェースアセンブリに接続するように構成されている。図１に示した実施形態のシングルリム患者回路６５は、患者が外に吐きだした気体を換気する受動吐き出しバルブ８０を含む。さらに、本実施形態の人工呼吸装置５は、内部導管９０、ポート９２、外部導管９５を介してシングルリム患者回路６５と流体連結している近接圧力センサ８５を含む。一実施形態では、近接圧力センサ８５は、静的圧力センサであり、患者接続ポート７５における供給気体圧力を測定するのに使われる。
【００２６】
図１に示した人工呼吸装置５の構成では利用していないが、人工呼吸装置は、人工呼吸装置を図２に示すように構成する場合、能動的排気を提供するのに用いられる能動吐き出しコントローラ１０５（以下に詳述する）を含む。最後に、図１に示した人工呼吸装置は、メモリ１１２と動作可能に結合した、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、その他の好適な処理装置であるコントローラ１１０を含む。メモリ１１２は、本明細書に記載する人工呼吸装置の動作を制御する、コントローラ１１０により実行されるデータ及びソフトウェア用の記憶媒体であり、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど、どんな種類の内部記憶媒体及び／または外部記憶媒体でよい。図１に示したように、プロセッサ１１０は、コンポーネントを制御し、またはそのコンポーネントからデータを受信するために、図１に示したその他のコンポーネントの少なくとも一部と導通している。例えば、データを人工呼吸装置５のいろいろなセンサからコントローラ１１０に送信し、別の箇所（図３）で説明するように、かかるデータを操作及び／またはログしてもよい。
【００２７】
図２を参照して、能動的排気をするように構成した人工呼吸装置５を示した。このように、図２から分かるように、人工呼吸装置５は、排気ポート１８と流体連結している代替的シングルリム患者回路１１５を含む。このシングルリム患者回路１１５は、導管１２０と、患者接続ポート７５と同様の患者接続ポート１２５と、近接フロー要素１３０と、能動吐き出しバルブ１３５とを含む。近接フロー要素１３０は、患者接続ポート１２５に、またはその周辺に配置された機械要素であり、フローが通過する時に圧力を低下させるように設計されている。能動吐き出しバルブ１３５は、好ましくは、シングルリム患者回路１１５中の比例制御圧力解放バルブであり、抵抗が小さく、患者吐き出しの際の二酸化炭素フラッシングを含む。また、能動吐き出しバルブ１３５は、好ましくは、窒息防止のため、治療ができない場合に、吐き出し抵抗を低くする。
【００２８】
図２から分かるように、ここに示した構成では、モニタフローセンサ２５は、近接フロー要素１３０の端において導管１２０と動作可能に結合している。図１の構成のように、導管１６、２２に動作可能に結合しているのではない。具体的に、モニタフローセンサ２５は、内部導管１３６、ポート１３８、外部導管１４０を介して近接フロー要素１３０の第１端に動作可能に結合し、内部導管１４１、ポート１４３、外部導管１４５を介して近接フロー要素の第２端に動作可能に結合している。さらに、本構成の能動吐き出しコントローラ１０５は、外部導管１５０、ポート１５２、及び／または内部導管１５５により、能動吐き出しバルブ１３５に動作可能に結合している。
【００２９】
能動吐き出しコントローラ１０５は、好ましくは、患者の吐き出し時のバイアスフローを制御するために、能動吐き出しバルブ１３５のダイアフラムのパイロット圧力を一定にする圧力制御ユニットである。能動吐き出しコントローラ１３５は、好ましくは、能動吐き出しバルブのダイアフラムからのパイロット圧力を素早く低下させて、吐き出し開始時に完全に開いた状態にするダンプバルブを含む。また、能動吐き出しコントローラ１０５は、好ましくは、２つのバルブの間に設けた開口部と組み合わせて用いる比例バルブも含む。
【００３０】
さらに別の一実施形態では、図１に示した人工呼吸装置の構成を、近接圧力センサ８５とシングルリム回路６５との間に動作的結合がないように変更してもよい。言うまでもなく、かかる構成は測定した近接圧力に基づく制御は含まない。
【００３１】
上記の通り、ここまで説明した図１と図２に示した人工呼吸装置５は、本発明を利用する一実施形態を説明するためだけの例示を目的とするものである。また、言うまでもなく、ここに説明する本発明は他のタイプ及び／または構成の人工呼吸装置で利用できるし、人工呼吸装置での使用に限定されない。
【００３２】
図示していないが、本発明では、人工呼吸装置５が入出力コンポーネント（例えば、ユーザインタフェース）を含むものであってもよい。入出力コンポーネントは、例えば、人工呼吸装置が用いるいろいろなパラメータの設定と、ユーザに対する情報とデータの表示や出力のために用いられる。入出力コンポーネントは、動作リンクを介してコントローラ１１０に情報及び／またはコマンドを供給し、人間に分かるフォーマットで患者その他のユーザに情報を提示するのに適したデバイスである。好適な入出力デバイスの例としては、ユーザが換気システムとの間で情報をやりとりできる、キーパッド、キーボード、タッチパッド、マウス、（ＬＣＤやＬＥＤスクリーンなどの）ビジュアルディスプレイ、マイクロホン、スピーカ、スイッチ、ボタン、ダイアル、ランプ、その他のデバイスがある。本発明では、さらに、人工呼吸装置と無線で通信できるようにする入出力コンポーネントとして、無線リンクを設けることもできる。
【００３３】
図３は、人工呼吸装置の内部コンポーネントと共に人工呼吸装置５の一部として含まれた外部インタフェースを示す図である。図３から分かるように、人工呼吸装置５は、人工呼吸装置をＡＣ電源、外部鉛酸蓄電池、外部再充電可能電池（リチウムイオン電池等）などの電源に接続するための外部電源ポート１６０を含む。人工呼吸装置は、内部再充電可能電池（リチウムイオン電池等）などの内部電源１６５も含む。外部電源ポート１６０と内部電源１６５は、パワー管理・配分回路１７０と動作可能に結合している。この回路は、なかんずく、ここに説明した電源の使用を管理し、適切なレベルの安定化電圧を配分して、人工呼吸装置のいろいろなコンポーネントに供給する。また、人工呼吸装置は、ナースコールなどのリモートアラームシステムとの接続用のリモートアラームポート１７５も含む。フロー発生器１０により発生する気体流に酸素を加える酸素注入口１８０を設ける。
【００３４】
図３から分かるように、人工呼吸装置５は、ＳＤ（セキュアデジタル）カードその他のメモリデバイスなどのリムーバブルメモリカード１９０を受け入れるように構成されたリムーバブルメモリスロット１８５を含む。リムーバブルメモリカード１９０が設けられ、人工呼吸装置がその動作時に発生した（臨床及び診断用の）一定のログデータを記憶し、（新しいまたは更新された）処方情報及び／または人工呼吸装置用の新しいプログラムソフトウェアを供給してもよい（プログラムソフトウェアは、例えば、以下に説明するイーサネット（登録商標）ポート１９５を介してインターネットを通してダウンロードすることもできる）。具体的に、人工呼吸装置は、フロー発生器１０がオンである間、波形を発生するのに用いる波形データをリムーバブルメモリカード１９０に記録するように構成されている。かかる波形データには、なかんずく、周期的に（例えば１００ｍｓごとに）記録する患者圧力データと、周期的に（例えば１００ｍｓごとに）記録する呼気量データと、周期的に（例えば１００ｍｓごとに）記録する未補正フローデータと、周期的に（例えば１００ｍｓごとに）記録する人工呼吸装置リークデータと、周期的に（例えば１ｓごとに）記録する患者呼吸速度データとを含むが、これらに限定されない。
【００３５】
本発明の一実施形態では、人工呼吸装置５は、その動作時にリムーバブルメモリカード１９０に最小量の波形データ（例えば、７２時間分のデータ）を記録するように構成されている。また、人工呼吸装置５は、フロー発生器１０の動作中に、リムーバブルメモリカード１９０に人工呼吸装置の動作に関する詳細データを記録するように構成されている。例えば、かかる詳細データには、なかんずく、（３０秒などの時間における）平均到達圧力（例えば、治療モードに応じて、ＩＰＡＰ（inspiratory  positive  airway  pressure）、ＥＰＡＰ（expiratory  positive  airway  pressure）、ＣＰＡＰ（continuous  positive  airway  pressure）、ＰＥＥＰ（positive  end  expiratory  pressure））、平均呼吸速度、患者の自発呼吸の平均割合、平均ピーク吸気流、平均総リーク、平均呼気量、平均分時呼気量（average  exhaled  minute  ventilation）などが含まれる。
【００３６】
さらに別の一実施形態では、人工呼吸装置は、最小量の詳細データ（例えば１年分）をリムーバブルメモリカード１９０に記録するように構成されている。さらに、人工呼吸装置は、動作時に、一定の注釈データをリムーバブルメモリカード１９０に記録するように構成されている。かかる注釈データは、例えば、なかんずく、フロー発生器のオン・オフイベント、現在の指示設定、指示設定変更、患者アラーム設定、患者アラーム発生などを含むが、これに限定されない。好ましくは、人工呼吸装置は、記録した詳細データに対応する注釈データを記録するように構成されている。
【００３７】
図３から分かるように、リムーバブルメモリスロット１８５は、コントローラ１１０と電気的に通信可能であり、コントローラがリムーバブルメモリカードにデータを選択的に記録できるようにしている。別の一実施形態では、リムーバブルメモリカード１９０ではなく、人工呼吸装置の内部にある取り外し式でないメモリデバイスを利用してもよい。
【００３８】
さらに、人工呼吸装置５は、コントローラ１１０と電気的に通信可能であるイーサネット（登録商標）ポート１９５を含み、人工呼吸装置をイーサネット（登録商標）ネットワークと高速直接接続できる。言うまでもなく、イーサネット（登録商標）ポート１９５により、人工呼吸装置はイーサネット（登録商標）ネットワークに接続されたデバイスと通信できるようになる。
【００３９】
図３と本明細書のその他の記載から分かるように、人工呼吸装置５は、本明細書で説明したいろいろなセンサを含み、それらのセンサをコントローラ１１０に結合するセンサ印刷回路アセンブリ（ＰＣＡ）を含む。この接続により、データの多くが提供され、最終的にはリムーバブルメモリカード１９０に記憶される。
【００４０】
最後に、人工呼吸装置５は、アクセサリコネクタ２００を含む。アクセサリコネクタ２００は、パルス酸素濃度計や二酸化炭素モニタなどのアクセサリデバイス２０５を人工呼吸装置に接続するシリアル通信バスとして機能し、好ましくは２４ボルトで安定化され電流制限された安定化したパワー出力を供給し、アクセサリデバイス２０５に電力を供給する。上記の好ましい実施形態では、アクセサリコネクタ２００は、人工呼吸装置に分岐通信用に設計されたＲＳ−２３２/ＲＳ−４８５シリアルインタフェースを提供し、２つ以上のアクセサリデバイス２０５が同じ接続を共有できるようにする。
【００４１】
インタフェースプリント回路アセンブリ（ＰＣＡ）２１０が設けられ、コントローラ１１０、リモートアラームポート１７５、イーサネット（登録商標）ポート１９５、及びアクセサリコネクタ２００と電気的に通信可能であり、これらのコンポーネントをコントローラと動作可能に結合する。また、インタフェースＰＣＡ２１０は、上記の安定化電圧出力をアクセサリコネクタ２００に供給し、ＲＳ−２３２通信、ＲＳ−４８５通信、イーサネット（登録商標）通信、及びリモートアラームポート１７５へのインタフェースをサポートする。また、インタフェースＰＣＡ２１０は、酸素漏れ検出用の酸素センサ（図示せず）も含む。
【００４２】
本発明の一態様では、データは、１つ以上のアクセサリデバイス２０５からアクセサリコネクタ２００を介して収集され、リムーバブルメモリカード１９０に記録される。特に、アクセサリデバイス２０５からのデータ（波形データ、詳細データ、及び／または注釈データ）は、本明細書に記載のデータとシームレスかつ自動的に一体化（merge）されるように記録され、リムーバブルメモリカードに時間的に同期して記録される。結果として、リムーバブルメモリカード１９０のデータから得られる、または求められる、データ分析及び報告用の波形その他の出力は、人工呼吸装置の動作に関係する生成されたデータ（波形データ、詳細データ、及び／または注釈データ）のみでなく、アクセサリデバイス２０５から収集したデータにも基づいて、選択的にアクセスできる。動作中、コントローラ１１０で実行されているソフトウェアは、アクセサリデバイス２０５がアクセサリコネクタ２００に動作可能に結合したことを自動的に検出して、上記の通り、そのアクセサリデバイス２０５からのデータをリムーバブルメモリカード１９０に記録する。また、アクセサリデバイス２０５がアクセサリコネクタ２００からはずされると、ソフトウェアはデータコンフィギュレーションからそのチャンネルを自動的に削除する。
【００４３】
例えば、ある実施形態では、アクセサリデバイス２０５はパルス酸素濃度計と二酸化炭素モニタを両方とも含む。上記の通り、パルス酸素濃度計からの酸素飽和データ（ＳａＯ２）と、二酸化炭素モニタからの呼気終末二酸化炭素データ（ＥＴＣＯ２）は、リムーバブルメモリカード１９０に記録され、人工呼吸装置５がその動作に関して生成するデータ（波形データ、詳細データ、及び／または注釈データ）と一体化（merged）される。結果として、図４に示したような、ＳａＯ２とＥＴＣＯ２などの波形と同期した、患者の呼吸レート（respiratory  rate）、患者の分時換気（exhaled  minute  ventilation）、患者の自発呼吸時間（triggered  breaths  time）などの波形を含む出力が、リムーバブルメモリカード１９０のデータから生成できる。言うまでもなく、一体化データとそれから生成した出力は、患者の治療において介護者にとって非常に役立つ。しかし、言うまでもなく、図３に示した出力は一例であって、本発明により、この他の多数の一体化データの組み合わせを選択的に生成することもできる。
【００４４】
さらに、言うまでもなく、図１、２、３に示した人工呼吸装置５の図は、人工呼吸装置５の完全な包括的な記述を意図したものではなく、人工呼吸装置の主要コンポーネント、特に本発明の実施に必要なものの記述を意図したものである。本技術分野の当業者には言うまでもなく、医療用人工呼吸装置システムは、システムの動作パラメータを設定する入出力デバイスなどの装置、患者や人工呼吸装置の状態をオペレータに通知する（可聴または可視）アラーム、患者回路に接続された加湿器、細菌フィルタ、吸引カテーテル、気管気体送気カテーテルなどの付属要素を含み得る。
【００４５】
現在のところ最も実際的で好ましい実施形態と思われるものに基づいて本発明を例示を目的として詳細に説明したが、言うまでもなく、かかる詳細は単に例示を目的としたものである。本発明は開示の実施形態に限定されず、逆に添付した請求項の精神と範囲内の修正や等価物を含むものである。言うまでもなく、例えば、本発明では、可能な限り、どの実施形態の特徴を他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。
【図１】
2012505687.tif 000003
【図２】
2012505687.tif 000004
【図３】
2012505687.tif 000005
【図４】
2012505687.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月19日(2011.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工呼吸装置であって、
（ａ）内部と外部とを有するハウジングと、
（ｂ）前記ハウジングの前記外部から前記内部に延在する吸気ポートと、
（ｃ）前記ハウジング内に配置され、気体流を発生するように構成されたフロー発生器と、      
（ｄ）前記ハウジングから前記気体流を放出する排気ポートと、
（ｅ）前記排気ポートに流体連結し、人工呼吸サイクルの呼気フェーズに、前記気体流を患者の気道に供給するように構成された患者回路と、
（ｆ）メモリデバイスと、
（ｇ）前記メモリデバイスに動作可能に結合し、前記人工呼吸装置の動作に関するデータと、前記患者に人工呼吸をしている間の前記患者の呼吸に関するデータとのうち少なくとも１つを含む人工呼吸データを前記メモリデバイスに記録するように構成されたコントローラと、
（ｈ）前記ハウジングの前記外部に、またはその周囲に設けた、前記コントローラをアクセサリデバイスに動作可能に結合するように構成され、前記アクセサリデバイスにパワーを供給するため前記人工呼吸装置から前記アクセサリデバイスにパワーを供給し、前記患者に人工呼吸をしている間に前記アクセサリデバイスにより発生されたアクセサリデバイスデータを、前記アクセサリデバイスに、前記コントローラに送信させる通信バスとして機能するアクセサリコネクタと、前記コントローラは、前記アクセサリデバイスデータが前記人工呼吸データと時間的に同期しているように、前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体にするように、前記アクセサリデバイスデータを前記メモリデバイスに記録するように構成されている、人工呼吸装置。
【請求項２】
前記通信バスは、分岐通信プロトコルにより分岐通信を提供するように構成されたシリアル通信バスであり、少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスが前記コントローラにデータを送信できるよう前記コントローラに動作可能に結合し、前記人工呼吸装置から前記少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスに前記アクセサリコネクタを介してパワーを供給する、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項３】
前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するのに応じて、前記人工呼吸データの表示と前記アクセサリデバイスデータの表示とを含む出力を生成し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項４】
前記人工呼吸データは、前記人工呼吸装置の動作または前記患者の呼吸に関する波形を発生するのに用いることができる波形データであり、前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化することにより、前記波形と前記アクセサリデバイスデータの表示を含む出力を発生し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項５】
前記波形データは、（１）患者圧力データ、（２）呼気換気量データ、（３）未補正フローデータ、（４）リークデータ、及び（５）患者呼吸速度データよりなる群から選択したデータを含む、請求項４に記載の人工呼吸装置。
【請求項６】
前記ハウジングの前記外部からアクセス可能なメモリデバイススロットをさらに有し、前記メモリデバイスは前記メモリデバイススロット内に挿入された取り外し可能メモリデバイスである、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項７】
前記アクセサリデバイスはパルス酸素濃度計または二酸化炭素モニタである、請求項１に記載の人工呼吸装置。
【請求項８】
人工呼吸装置の動作方法であって、
（ａ）人工呼吸装置の外部に、またはその周辺にある、アクセサリデバイスに前記人工呼吸装置と通信させる通信バスとして機能するアクセサリコネクタに前記アクセサリデバイスを動作可能に結合する段階と、
（ｂ）前記人工呼吸装置から前記アクセサリデバイスに前記アクセサリコネクタを介してパワーを供給する段階と、
（ｃ）前記人工呼吸装置により患者に人工呼吸をする段階と、
（ｄ）前記人工呼吸装置の動作に関するデータと前記患者に人工呼吸をしている間の前記患者の呼吸に関するデータとのうち少なくとも１つを含む人工呼吸データを前記人工呼吸装置のメモリデバイスに記録する段階と、
（ｅ）前記アクセサリコネクタを介して前記人工呼吸装置で、前記患者に前記人工呼吸をしている間に前記アクセサリデバイスにより生成されるアクセサリデバイスデータを受信する段階と、
（ｆ）前記アクセサリデバイスデータが前記人工呼吸データと時間的に同期するように前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するように前記アクセサリデバイスデータを前記メモリデバイスに記録する段階と、を有する方法。
【請求項９】
前記通信バスは、分岐通信プロトコルにより分岐通信を提供するように構成されたシリアル通信バスであり、前記方法は、さらに、少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスを前記人工呼吸装置にデータを送信できるように前記アクセサリコネクタに動作可能に結合する段階を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記少なくとも１つの追加的アクセサリデバイスに前記アクセサリコネクタを介してパワーを供給する段階を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化するのに応じて、前記人工呼吸データの表示と前記アクセサリデバイスデータの表示とを含む出力を生成する段階をさらに有し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記人工呼吸データは、前記人工呼吸装置の動作または前記患者の呼吸に関する波形を発生するのに用いることができる波形データであり、前記アクセサリデバイスデータを前記人工呼吸データと一体化することにより、前記波形と前記アクセサリデバイスデータの表示を含む出力を発生し、前記波形データは前記アクセサリデバイスデータと時間的に同期している、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記波形データは、（１）患者圧力データ、（２）呼気換気量データ、（３）未補正フローデータ、（４）リークデータ、及び（５）患者呼吸速度データよりなる群から選択したデータを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記メモリデバイスは取り外し可能メモリデバイスであり、前記方法は、さらに、前記人工呼吸装置から前記メモリデバイスを取り外す段階と、前記波形データと前記アクセサリデバイスデータから前記出力を生成する段階とを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記アクセサリデバイスはパルス酸素濃度計または二酸化炭素モニタよりなる群から選択した医療デバイスである、請求項８に記載の方法。
【国際調査報告】
2012505687.tif 000007
2012505687.tif 000008
2012505687.tif 000009
2012505687.tif 000010