(57)【要約】  １つ以上の呼吸センサを保持するための非侵襲的デバイスは、呼吸口に近接して対象者の顔に取り付けられるよう解剖学的に形状設定されており、呼吸流の少なくとも一部分を、少なくとも１つのセンサを保持するように構成されたハウジング内の１つ以上の部位へ案内するための１つ以上の流れ案内要素を含むハウジングを含む。【選択図】図３
2020520767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のセンサを保持するための非侵襲的デバイスであって、
呼吸口に近接して対象者の顔に取り付けられるよう解剖学的に形状設定されたハウジングを備え、
前記ハウジングが、
呼吸流の少なくとも一部分を１つ以上の所定の部位へ案内するための１つ以上の流れ案内要素を含み、前記所定の部位のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのセンサを保持するように構成されている、非侵襲的デバイス。
【請求項２】
前記１つ以上の流れ案内要素の各々が少なくとも１つの開放導管を含む、請求項１に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項３】
前記１つ以上の流れ案内要素のうちの少なくとも１つが凹部を含む、請求項１または２に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項４】
前記１つ以上の流れ案内要素が、平面、曲面、管、およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項５】
前記呼吸流の少なくとも一部分を案内する前記少なくとも１つの開放導管が前記ハウジングに取り外し可能に接続可能であり、呼吸流を、呼吸センサを越えるようにして、口から、および口へ導くように構成されている、請求項２に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項６】
前記呼吸流の少なくとも一部分を案内するための前記少なくとも１つの開放導管が、第１の開放導管が第２の開放導管に対して移動することを可能にする様態で前記ハウジングに接続されている、請求項２に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項７】
各凹部が前記所定の部位に位置し、前記凹部の壁が、前記センサへの物理的アクセスを防止するために、前記少なくとも１つのセンサを少なくとも２つの側面から封じ込める、請求項３に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項８】
前記１つ以上の流れ案内要素が、前記センサに近接した、制御された環境および制御された流れ領域のうちの少なくとも１つを形成するように設計されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項９】
前記ハウジングが、加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つを接続するための１つ以上のコネクタをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１０】
前記ハウジングが、加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つを保持するための１つ以上の空洞をさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１１】
前記ハウジングが、加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つを受け入れるための１つ以上の通路をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１２】
前記非侵襲的デバイスを前記対象者の前記顔に装着するための装着機構をさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１３】
流体を供給するための配管を受け入れるための通路をさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１４】
１つ以上の付加デバイスを受け入れるための接続要素をさらに備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１５】
１つ以上の呼吸流パラメータを測定するための非侵襲的デバイスであって、
１つ以上の呼吸流パラメータを測定するための第１のセンサと、
呼吸口に近接して対象者の顔に取り付けられるよう解剖学的に形状設定されたハウジングと、
を備え、
前記ハウジングが、
呼吸流の少なくとも一部分を少なくとも第１の所定の部位へ案内するための１つ以上の流れ案内要素を含み、前記第１の所定の部位が、少なくとも前記第１のセンサを保持するように構成されている、非侵襲的デバイス。
【請求項１６】
第２のセンサを備え、前記１つ以上の流れ案内要素が、前記呼吸流の少なくとも一部分を少なくとも第２の所定の部位へ案内するためのものであり、前記第２の所定の部位が、前記第２のセンサを保持するように構成されている、請求項１５に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１７】
前記第１のセンサが、第１の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものであり、前記第２のセンサが、第２の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものである、請求項１６に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１８】
前記第１のセンサが、前記第１の所定の部位における第１の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものであり、前記第２のセンサが、前記第２の所定の部位における前記第１の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものである、請求項１６または１７に記載の非侵襲的デバイス。
【請求項１９】
１つ以上の呼吸流パラメータを測定する方法であって、
非侵襲的デバイスを対象者の顔に装着するステップであって、前記非侵襲的デバイスが、１つ以上の呼吸流パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサと、呼吸口に近接して対象者の顔に取り付けられるよう解剖学的に形状設定されたハウジングと、を備える、装着するステップを含み、前記方法が、
呼吸流の少なくとも一部分を少なくとも第１の所定の部位へ案内するステップであって、前記第１の所定の部位が、前記少なくとも１つのセンサを保持するように構成されている、案内するステップと、
測定結果を前記少なくとも１つのセンサから受け取るステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
前記非侵襲的デバイス内に含まれる加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つを、前記少なくとも１つのセンサの近傍における環境を制御するよう制御するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
呼吸流パラメータの測定は、患者の呼吸能力を評価するためのツールのうちの１つである。パラメータは、息の温度、流量、体積、圧力、呼息された非有機化合物（例えば、水／湿度、ＣＯ２、Ｏ２等）および呼息された揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）の量、ならびにこのような測定から抽出することができる呼吸機能パラメータ、例えば、呼吸数、呼吸の長さおよび深さ、無呼吸の長さ、吸息および呼息時間、および類似のものを含み得る。このような測定は、非直接測定、又は実際の呼吸流を検出／測定／監視する直接的呼吸センサのいずれかを用いて行われる。このような直接的センサが効果的に動作するために、（吸息および／または呼息される）呼吸流またはその少なくとも一部分は、呼吸流と感知要素との間の相互作用を可能にするために、センサの近傍を通過することを必要とされる。
【０００２】
呼吸流パラメータを測定するためのいくつかの既知の方法およびデバイスが存在する。既知の方法のうちの１つは、例えば、換気、および肺内への、もしくはその外への空気の移動を測定するための肺機能検査および肺活量測定などにおいては、対象者がセンサに向かって、マウスピース内へ、もしくはそこから意図的に呼吸することを必要とする。人工呼吸されていない患者に対しては、これらの方法は、患者が、覚醒しており、認識があり、協力的でなければならない非常時監視としてのみ適用することができる。
【０００３】
別の既知の方法は、デバイス内に含まれるセンサが呼吸流中に位置するように対象者の顔に装着することを必要とするデバイスを含む。このようなデバイスの一例はダイレクト・カプノグラフィである。このデバイスは扱いにくく、センサを、対象者の鼻孔／口を覆うマスク内に配置することを必要とする。別の例としては、センサが鼻孔の周りおよび口の近くに配置されるよう、対象者に対して、例えば、顔／頭の上に装着されるウェアラブル・センサが挙げられる。このようなウェアラブル・センサは、限定するものではないが、温度、湿度、化学、圧力、および流量センサであることができる。このようなウェアラブル・センサの主な欠点のうちの１つは、センサを呼吸流と位置合わせするための、対象者の顔の上におけるセンサの位置の正確な配置および微調整の要求である。代替案は、センサを対象者の鼻孔の内部および対象者の口の真正面に配置するカニューレ的な設計を利用することである。これは、対象者の鼻孔内、および対象者の口の上への異物の配置による不自由という、異なる欠点を対象者にもたらす。
【０００４】
別の既知の方法は、呼吸流の少なくとも一部分を呼吸口から捕捉して移送し、チューブを介して、呼吸流の部分を外部センサへ移送するためのデバイスを含む。これらの感知デバイスの主な欠点は、それらが完全なウェアラブル型で容易に持ち運び可能ではないことである。なぜなら、捕捉および移送デバイスはウェアラブル型であるが、外部センサが通常大きく、重いからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、対象者の呼吸口に近接した、１つまたは複数の呼吸センサの、単純で、邪魔にならず、且つ頑健な装着を可能にし、息、呼吸、それらの機械的パラメータ、物理特性、呼息／吸息された流れの化学物質含有量などの検出性能、測定、および監視の向上を達成することを可能にする、呼吸流を測定するためのデバイスが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のいくつかの実施形態は、１つまたは複数の呼吸センサを保持するための非侵襲的デバイスに関し得る。非侵襲的デバイスは、呼吸口に近接して対象者の顔に取り付けられるよう解剖学的に形状設定されたハウジングを含み得る。実施形態によっては、ハウジングは、呼吸流の少なくとも一部分を１つまたは複数の所定の部位へ案内するための１つまたは複数の流れ案内要素を含み得、これにより、所定の部位のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つのセンサを保持するように構成され得る。「非侵襲的デバイス」は、デバイスが呼吸口内に挿入されず、他の様態で呼吸口を塞がず、および／または呼吸口の周りに密閉されないことを意味し得る。
【０００７】
実施形態によっては、１つまたは複数の流れ案内要素の各々は少なくとも１つの開放導管であるか、またはそれを含み得る。実施形態によっては、呼吸流の少なくとも一部分を導くための１つまたは複数の開放導管のうちの１つはハウジングに取り外し可能に接続可能であり得、呼吸流を、呼吸センサを越えるようにして、口から、またはそこへ導く、または案内するように適合され得る。実施形態によっては、呼吸流の少なくとも一部分を導くための１つまたは複数の開放導管は、第１の開放導管が第２の開放導管に対して移動されることを可能にする様態でハウジングに接続され得る。
【０００８】
実施形態によっては、１つまたは複数の流れ案内要素は凹部を含み得る。実施形態によっては、各凹部は所定の部位に位置し得、凹部の壁が、センサへの物理的アクセスを防止または制限するために、少なくとも１つのセンサを少なくとも２つの側面から封じ込め得る。実施形態によっては、１つまたは複数の流れ案内要素は、平面、曲面、管、およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つであるか、またはそれを含み得る。
【０００９】
実施形態によっては、１つまたは複数の流れ案内要素は、センサに近接した、制御された環境および制御された流れ領域のうちの少なくとも一方を形成するように設計され得る。実施形態によっては、ハウジングは、加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つを接続するための１つまたは複数のコネクタをさらに含み得る。実施形態によっては、ハウジングは、加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つを保持するための１つまたは複数の空洞をさらに含み得る。実施形態によっては、ハウジングは、加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つを受け入れるための１つまたは複数の通路をさらに含み得る。
【００１０】
実施形態によっては、非侵襲的デバイスは、非侵襲的デバイスを対象者の顔に装着するための装着機構をさらに含み得る。実施形態によっては、非侵襲的デバイスは、流体を供給するための配管を受け入れるための通路をさらに含み得る。実施形態によっては、非侵襲的デバイスは、１つまたは複数の付加デバイスを受け入れるための接続要素をさらに含み得る。
【００１１】
本発明のいくつかの態様は、１つまたは複数の呼吸流パラメータを測定するための非侵襲的デバイスであって、１つまたは複数の呼吸流パラメータを測定するための第１のセンサと、呼吸口に近接して対象者の顔に取り付けられるよう解剖学的に形状設定されたハウジングと、を備える、非侵襲的デバイスに関し得る。実施形態によっては、ハウジングは、呼吸流の少なくとも一部分を少なくとも第１の所定の部位へ案内するための１つまたは複数の流れ案内要素を含み得、第１の所定の部位は、少なくとも第１のセンサを保持するように構成されている。
【００１２】
実施形態によっては、非侵襲的デバイスは第２のセンサをさらに含み得、１つまたは複数の流れ案内要素は、呼吸流の少なくとも一部分を少なくとも第２の所定の部位へ案内するためのものであり、第２の所定の部位は、第２のセンサを保持するように構成されている。実施形態によっては、第１のセンサは、第１の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものであり得、第２のセンサは、第２の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものであり得る。実施形態によっては、第１のセンサは、第１の所定の部位における第１の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものであり得、第２のセンサは、第２の所定の部位における第１の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものであり得る。
【００１３】
本発明のいくつかの実施形態は、１つまたは複数の呼吸流パラメータを測定する方法に関し得る。本方法は、非侵襲的デバイスを対象者の顔に装着するステップを含み得る。実施形態によっては、非侵襲的デバイスは、１つまたは複数の呼吸流パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサと、呼吸口に近接して対象者の顔に取り付けられるよう解剖学的に形状設定されたハウジングと、を含み得る。実施形態によっては、ハウジングは、呼吸流の少なくとも一部分を少なくとも第１の所定の部位へ案内するための１つまたは複数の流れ案内要素を含み得、第１の所定の部位は、少なくとも１つのセンサを保持するように構成されている。実施形態によっては、本方法は、測定結果を少なくとも１つのセンサから受け取るステップをさらに含み得る。
【００１４】
実施形態によっては、本方法は、非侵襲的デバイス内に含まれる加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つを、少なくとも１つのセンサの近傍における環境を制御するよう制御するステップをさらに含み得る。
【００１５】
本発明として認められる主題は本明細書の最終部分において具体的に指摘され、明確にクレームされる。しかし、本発明は、動作の機構および方法の両方に関して、その目的、特徴、および、利点と合わせて、以下の詳細な説明を参照することによって、添付の図面と共に読むことで最も深く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係る、１つまたは複数のセンサを保持するための非侵襲的デバイスの背面図および正面図の図である。
【図１Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係る、１つまたは複数のセンサを保持するための非侵襲的デバイスの背面図および正面図の図である。
【図２】本発明のいくつかの実施形態に係る、１つまたは複数のセンサを保持するための非侵襲的デバイスの図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態に係る、対象者の顔に装着された図１の１つまたは複数のセンサを保持するための非侵襲的デバイスの図である。
【図４】本発明のいくつかの実施形態に係る、１つまたは複数の呼吸流パラメータを測定するための方法のフローチャートである。
【図５Ａ】本発明のいくつかの実施形態に係るデバイスを用いて測定された呼吸流の湿度および温度測定を呈示するグラフである。
【図５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態に係るデバイスを用いて測定された呼吸流の湿度および温度測定を呈示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図解を単純且つ明快にするために、図に示される要素は必ずしも原寸に比例して描かれていないことは理解されるであろう。例えば、要素のうちのいくつかの寸法は、明快にするために、他の要素に対して誇張されている場合がある。さらに、適切と考えられる場合には、対応する、または類似の要素を指示するために、参照符号が図の間で繰り返される場合がある。
【００１８】
以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を与えるために、数多くの具体的詳細が説明される。しかし、本発明は、これらの具体的詳細を有せずに実施され得ることが当業者によって理解されるであろう。他の例では、よく知られた方法、手順、および構成要素は、本発明を不明瞭にしないよう、詳細に説明されていない。
【００１９】
本発明のいくつかの態様は、呼吸流の異なるパラメータの正確な測定を可能にするために、１つまたは複数の呼吸センサを対象者の呼吸口に近接して保持するためのデバイスに関し得る。パラメータは、流れの化学特性および物理特性の両方を含み得る。例えば、パラメータは、流量、温度、体積、圧力、呼吸流中の非有機化合物（例えば、水／湿度、ＣＯ２、Ｏ２等）および揮発性有機化合物の濃度、ならびに類似のものを含み得る。パラメータの各々は指定センサを用いて感知され得る。１つまたは複数の指定センサはデバイスの内部の所定の部位内に配置され得る。デバイスは、呼吸流を呼吸口からセンサに向けて案内するための１つまたは複数の流れ案内要素を含み得る。
【００２０】
本発明の諸実施形態に係るデバイスは、非常に正確な測定結果がセンサによって取得されることを可能にしながらも、特定の対象者ごとにデバイスの特有の配置を必要としない、任意の対象者の顔へのデバイスへの単純な装着を可能にし得る。測定の精度は、案内要素によってセンサの近傍に形成される制御された環境および流れ領域によるものであり得る。
【００２１】
実施形態によっては、非侵襲的デバイスは、マスクまたは他の密閉材を対象者の鼻孔および口の周りに付けることを必要とすることなく、呼吸流の比較的一定の部分を、センサを通して、測定結果（読み値）をセンサから受け取るのに十分な量で案内することを可能にし得る。デバイスは、後述されるように、頑健で再現可能な測定結果を受け取ることを可能にし得るセンサのための制御された環境を提供し得る。実施形態によっては、非侵襲的デバイスを用いて取得された測定結果は、多くの現在の解決策では可能でない、呼吸流（吸息／呼息の流れは異なる呼吸の間で変化する）の定量化も（少なくとも部分的に）可能にし得る。比較すると、マスク（または他の「密閉式」方法）のみが、測定およびサンプル送達のためのこのような再現可能で頑健な条件を提供することができる。
【００２２】
次に、本発明のいくつかの実施形態に係る、１つまたは複数のセンサを保持するための非侵襲的デバイス１００の正面図および背面図の図である図１Ａおよび図１Ｂを参照する。デバイス１００は、呼吸口に近接して対象者の顔に取り付けられるか、または他の様態で装着される解剖学的に形状設定されたハウジング５０を含み得る。ハウジング５０は、呼吸流の少なくとも一部分を、例えば、流れ案内要素５６および／または５８内における、あるいは別の例では、部位５２および／または５４における、ハウジング内の１つまたは複数の所定の部位へ案内するための１つまたは複数の流れ案内要素５６および／または５８を含み得る。１つまたは複数の所定の部位は、例えば、流れ案内要素５６および／または５８の開口部、流れ案内要素５６および／または５８の壁上の任意の部位内、および類似のものにおける、流れ案内要素５６および／または５８内の任意の場所内にあり得る。実施形態によっては、所定の部位、例えば、部位５２および／または５４の各々は、少なくとも１つのセンサを保持するように構成され得る。実施形態によっては、所定の部位は、呼吸口から流れ案内要素５６および／または５８を通した流れパターンを分析し、センサを配置するための最適／所望の部位を見出すことによって決定され得る。実施形態によっては、デバイス１００は、少なくとも１つのセンサ（図示せず）と、少なくとも１つのセンサによって取得された測定結果をコントローラへ送信するための任意の形式の通信（図示せず）とをさらに含み得る。
【００２３】
ハウジング５０は、様々なポリマー、セラミック、または金属、あるいは１種を超える材料の組み合わせなどの、任意の好適な材料を含むか、またはそれから作製され得る。ハウジング５０は、例えば、呼吸口の外部に配置され、対象者が、デバイス１００を着用している間に、食べること、飲むこと、または類似のことを行うことを可能にすることによって、対象者に生じる不自由を最小限に抑えるように形状設定され得る。したがって、ハウジング５０は、せいぜい幅１０ｃｍ×長さ１５ｃｍ、例えば、３ｃｍ×５ｃｍ、３．５ｃｍ×４ｃｍ、６ｃｍ×６ｃｍ、および７ｃｍ×７ｃｍであり得る。
【００２４】
実施形態によっては、流れ案内要素５６および５８は、少なくとも、所定の部位、例えば、部位５２および／または５４に近接した、制御された環境および／または制御された流れ領域を形成するように設計され得る。本明細書で使用するとき、用語「制御された環境」は、例えば、繰り返し可能な流れパターン、実質的に定常の流量、実質的に定常の温度レベル、実質的に定常の湿度レベル、および類似のもののうちの１つまたは複数を指し得る。制御された環境は、所定の部位５２および５４内に配置されたセンサから定常の測定結果を受け取ることを可能にし得る。
【００２５】
実施形態によっては、各流れ案内要素５６および／または５８は、（図示のとおりの）少なくとも１つの開放導管であるか、またはそれを含み得るか、あるいは平面、曲面、管、および類似のもの、あるいはこれらの組み合わせであるか、またはそれを含み得る。実施形態によっては、流れ案内要素５６は、呼吸流の少なくとも一部分を、第１の所定の部位、例えば、部位５２内に配置されたセンサを越えるようにして（例えば、鼻から／へ）導くように設計され得る。実施形態によっては、流れ案内要素５８は、呼吸流の少なくとも一部分を、第２の所定の部位、例えば、部位５４内に配置されたセンサを越えるようにして（例えば、口から／へ）導くように設計され得る。
【００２６】
実施形態によっては、例えば、開放導管または任意の他の形状の形態の、流れ案内要素５８はハウジング５０に取り外し可能に接続され得る。実施形態によっては、例えば、開放導管の形態の、流れ案内要素５８は、（図１Ａおよび図１Ｂに示されるように）呼吸流を、呼吸センサを越えるようにして、口から、およびそこへ導くためのものであり得る。例えば、流れ案内要素５８および所定の部位５４を含むハウジング５０の部分５９は、ハウジング５０の部分５７に取り外し可能に接続可能であり得る。したがって、流れ案内要素５８をハウジング５０から切り離すと、デバイス１００は、例えば、鼻の呼吸流の測定のみが必要とされるときには、流れ案内要素５６および所定の部位５２を含み得る。部分５９をデバイス１００に再接続すると、所定の部位５４内に配置されたセンサによって口の呼吸流からの測定結果も取得され得る。部分５９は、任意の既知の方法を用いて、例えば、接続要素６０を介して、部分５７に取り外し可能に接続可能であり得る。接続要素６０は、ヒンジ、レール、磁石、および類似のもののうちの少なくとも１つであるか、またはそれを含み得る。
【００２７】
実施形態によっては、例えば、開放導管または任意の他の形状の形態の、１つまたは複数の流れ案内要素５８は、流れ案内要素５８が流れ案内要素５６に対して移動されることを可能にする様態でハウジング５０に接続され得る。例えば、接続要素６０は、例えば、対象者が食べること、または経口的に投薬を受けることを可能にするよう、部分５９が、口の一方の側から他方へ、移動する（例えば、シフトする）か、または接続要素６０の周りに枢転することを可能にし得る。
【００２８】
実施形態によっては、所定の部位、例えば、部位５２および５４のうちの１つの各々は、少なくとも２つのセンサを保持するように構成され得る。２つのセンサは、同一であるか、または異なるかのいずれかであり得る。実施形態によっては、３つ、４つ、又は５つ以上のセンサが流れ案内要素５６および／または５８内の所定の部位に配置され得る。実施形態によっては、所定の部位、例えば、部位５２および５４あるいは他の部位は、呼吸口から流れ案内要素５６および／または５８を通した流れパターンを分析し、１つまたは複数のセンサを配置するための最適部位を見出すことによって決定され得る。最適部位は、連続した呼吸パラメータ測定の間に、少なくとも、制御された環境および／または制御された流れ領域が生じ得る部位として決定され得る。最適／所望の部位はまた、所定の部位内に配置すべきセンサの種類、およびセンサによって取得されるべき必要な測定に基づいて決定され得る。当業者によって理解され得るように、所定の部位は、流れ案内要素を通した流れパターンの分析に基づいて決定された流れ案内要素５６および／または５８内の任意の部位にあり得、本発明は総じて、例としてのみ与えられた、所定の部位５２および５４に限定されない。
【００２９】
実施形態によっては、１つまたは複数の流れ案内要素５６および／または５８は、図１Ａに示されるように、例えば、所定の部位５２および５４に位置する、凹部を含み得る。部位５２および５４における凹部は、少なくとも１つのセンサを支持するように形状設定され得る。実施形態によっては、部位５２における凹部は、第１の種類のセンサを支持するように形状設定されていてもよく、部位５４における凹部は、第２の種類のセンサを支持するように形状設定されていてもよい。実施形態によっては、凹部は両方とも、同じ種類のセンサを支持するように形状設定されていてもよい。実施形態によっては、部位５２および５４における凹部の壁は、センサへの物理的アクセスを防止するために、少なくとも１つのセンサを少なくとも２つの側面から封じ込め得る。例えば、ハウジング５０は、所定の部位５２および／または５４内に配置されたセンサが、空気の流れがセンサに達することを依然として可能にしつつ、（図示のように）カバーを掛けられ得るように形状設定され得る。カバーは、対象者または介護者による意図せぬ動きまたは接触からセンサを保護すること、対象者の体液からセンサを保護すること、および類似のことをし得る。
【００３０】
実施形態によっては、ハウジング５０は、加熱要素および冷却要素（図示せず）のうちの少なくとも１つを受け入れる、または保持するようにさらに構成され得る。加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つは、センサの近傍における制御された環境を維持するためにデバイス１００に追加され得る。制御された環境は、制御された温度、制御された結露、制御された湿度、および類似のものを含み得る。実施形態によっては、ハウジング５０は、加熱要素および冷却要素のうちの少なくとも１つをハウジング５０に接続するためのコネクタ（図示せず）を含み得る。実施形態によっては、ハウジング５０は、加熱および／または冷却要素を保持するための１つまたは複数の空洞を含み得る。１つまたは複数の空洞は、１つまたは複数の流れ案内要素５６および／または５８内において、１つまたは複数の所定の部位５２および／または５４に近接して位置し得る。実施形態によっては、ハウジング５０は電線などの加熱要素、および／または管もしくはペルチェ・デバイスなどの、冷却要素がハウジング５０内に通されることを可能にするための、１つまたは複数の通路を含み得る。
【００３１】
実施形態によっては、デバイス１００は、デバイス１００を対象者の顔に装着するための装着機構（図示せず）を含み得る。図３に、装着機構のための一例が与えられている。実施形態によっては、装着機構は、限定するものではないが、磁石、接着剤、コード、ひも、管、眼鏡状フレーム装着具、クリップ、ピアシング、ゴム・バンドおよび類似のもののうちの少なくとも１つを含み得る。
【００３２】
次に、本発明のいくつかの実施形態に係る、１つまたは複数のセンサを保持するための非侵襲的デバイスの図である図２を参照する。デバイス２００はハウジング１５０を含み得る。ハウジング１５０は、呼吸流を、所定の部位１５２に位置するセンサを越えるようにして、各鼻孔から、およびそこへ導くための単一の流れ案内要素１５６を含み得る。流れ案内要素１５６は、２つの開放導管、および例えば、凹部の形態の、少なくとも１つの所定の部位１５２を含み得る。デバイス２００は、少なくとも１つのセンサと、デバイス２００を対象者の顔に装着するための装着要素とをさらに含み得る。図示のように、デバイス２００は、対象者の顔への取り付けのために解剖学的に形状設定されたハウジングを含み得る。
【００３３】
次に、本発明のいくつかの実施形態に係る、対象者の顔に装着された図１の１つまたは複数のセンサを保持するための非侵襲的デバイスの図である図３を参照する。デバイス１００は、例えば、ワイヤ２５０などの、装着要素を用いて呼吸口に近接して対象者の顔に装着され得る。実施形態によっては、ワイヤ２５０はまた、ハウジング５０内に位置する１つまたは複数のセンサによって測定された信号をコントローラへ伝送するための電線であり得る。実施形態によっては、装着要素は、粘着剤、接着剤、コード、ひも、およびゴム・バンドのうちの少なくとも１つを含み得る。実施形態によっては、デバイス１００は、１つまたは複数の付加デバイスを受け入れるための１つまたは複数の追加の接続要素２４０を含み得る。付加デバイスは、ＣＯ２センサ、ＣＯ２／Ｏ２／他のカニューレ、開口器、温度センサ、侵襲内視鏡、Ｏ２飽和センサ、脈拍数センサ、および類似のもののうちの１つを含み得る。実施形態によっては、付加デバイスは、流体を供給するための配管を受け入れるための通路であり得るか、またはそれを含み得る。通路は、栄養チューブ、Ｏ２／空気通路、および類似のもののうちの少なくとも１つであり得る。
【００３４】
実施形態によっては、非侵襲的デバイス１００または２００は、１つまたは複数の呼吸流パラメータを測定するための第１の所定の部位、例えば、部位５２もしくは１５２、または別の第１の部位に位置する第１のセンサをさらに含み得る。実施形態によっては、デバイス１００または２００は、第１の所定の部位、例えば、部位５２もしくは１５２、あるいは第２の所定の部位、例えば、部位５４、または別の第２の部位のどちらかに位置する第２のセンサをさらに含み得る。実施形態によっては、第１のセンサは、第１の種類の呼吸流パラメータ（例えば、湿度）を測定するためのものであり得、第２のセンサは、第２の種類の呼吸流パラメータ（例えば、温度）を測定するためのものであり得る。実施形態によっては、第１のセンサは、第１の所定の部位（例えば、部位５２）における第１の種類の呼吸流パラメータ（例えば、湿度）を測定するためのものであり得、第２のセンサは、第２の所定の部位（例えば、部位５４）における第１の種類の呼吸流パラメータを測定するためのものである。実施形態によっては、第１のセンサおよび／または第２のセンサは、息の温度、流量、体積、圧力、息中の非有機化合物（例えば、水／湿度、ＣＯ２、Ｏ２等）の量、息から呼息される揮発性有機化合物の量、および類似のものを測定するためのものであり得る。
【００３５】
次に、本発明のいくつかの実施形態に係る、１つまたは複数の呼吸流パラメータを測定するための方法のフローチャートである図４を参照する。枠４１０において、デバイス１００または２００などの、非侵襲的デバイスを（図３に示されるように）対象者の顔に装着し得る。デバイス１００または２００は、呼吸口に近接して任意の対象者の顔に取り付けられるよう解剖学的に形状設定されたハウジング５０または１５０と、呼吸流パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサとを含み得る。センサの各々は、呼吸流の少なくとも一部分を少なくとも第１の所定の部位へ案内するための１つまたは複数の流れ案内要素（例えば、流れ案内要素５６、５８もしくは１５６）における所定の部位（例えば、部位５２、５４もしくは１５２または５６もしくは５８）内において保持され得る。
【００３６】
実施形態によっては、枠４２０において、呼吸パラメータの測定結果を少なくとも１つのセンサから受け取り得る。呼吸パラメータは、息の温度、流量、体積、圧力、息中の非有機化合物（例えば、水／水分、ＣＯ２、Ｏ２等）の量、息から呼息される揮発性有機化合物の量、および類似のものを含み得る。少なくとも１つのセンサと通信するコントローラが測定結果を受け取り得、測定結果をさらに処理してディスプレイ上に表示し得る。図５Ａおよび図５Ｂに、表示される測定結果のための例が与えられている。
【００３７】
次に、デバイス１００などの、デバイス内に保持された温度センサおよび湿度センサによって測定された対象者の呼吸流のオーム単位の湿度センサに対する応答（図５Ａ）およびボルト単位の温度センサに対する応答（図５Ｂ）の測定結果のグラフである、図５Ａおよび図５Ｂを参照する。グラフは、吸息段階および呼息段階の両方の最中における定常的な再現可能な測定結果を示す。
【００３８】
本方法のいくつかの実施形態は、制御された環境を維持するために、少なくとも１つのセンサの近傍の環境を加熱および／または冷却することをさらに含み得る。制御された環境は、制御された温度、制御された結露、制御された湿度、および類似のものを含み得る。実施形態によっては、ハウジング５０内に取り付けられる、保持される、通されるなどした冷却要素および／または加熱要素が、制御された環境を形成するために（例えば、コントローラによって）作動され得る。
【００３９】
本発明の特定の特徴が本明細書において示され、説明されたが、今や、当業者は多くの変形、代替、変更、および等価物に想到するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、全てのこのような変形および変更を、本発明の真の趣旨の範囲に含まれるものとして包括することを意図されていることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４０】
５０  ハウジング
５２  所定の部位
５４  所定の部位
５６  流れ案内要素
５７  部分
５８  流れ案内要素
５９  部分
６０  接続要素
１００  デバイス
１５０  ハウジング
１５２  所定の部位
１５６  流れ案内要素
２００  デバイス
２４０  接続要素
２５０  ワイヤ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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