JP2007531540A - 患者の鼻孔の気道内圧を個別に制御する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

患者の鼻孔の気道陽圧を個々に制御する方法及びシステムである。いくつかの実施例は、呼吸中に患者の第１鼻孔内に治療気体圧力を適用すること、及び呼吸中に治療気体圧力を患者の第２鼻孔内に適用すること、を有する。各鼻孔に適用される治療気体圧力は異なる。

Description

連邦政府による資金提供を受けた研究又は開発に関する記載
不適用。

発明の背景
［発明の分野］
本発明の実施形態は、例えば持続気道陽圧（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｉｒｗａｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＣＰＡＰ））装置のような気道陽圧装置及び方法に関する。より詳しくは、本発明の実施形態は、各々の鼻の穴すなわち鼻孔及び患者の口を通る流量及び／又は圧力を個々に制御可能な気道陽圧装置及び方法に関する。

［発明の背景］
睡眠時呼吸障害は、人々の間でよく知られている。睡眠障害の中には、気道の障害に起因するものがある。睡眠時無呼吸は、人が睡眠中に一時的に呼吸を止める障害である。低呼吸は、人の呼吸が異常にゆっくりと又は浅くなる時間間隔である。低呼吸が無呼吸の事象に先立つ場合がある。

低呼吸及び無呼吸は多数の原因を有するが、こうした種類の事象に対する１つの引き金は、完全な又は部分的な気道閉塞である。具体的には、何人かの患者においては喉頭が、重力に起因して及び／又は体外よりも低い喉頭内の圧力に関連する力に起因して虚脱することがある。すなわち、咽頭、喉頭、上気道、又はその他の軟組織の虚脱は、完全な又は部分的な閉塞を起こし、低呼吸又は無呼吸の事象を導く。

喉頭の虚脱に対抗する１つの方法は、例えばＣＰＡＰ装置を使用することによる気道陽圧の適用である。これは、少なくとも患者の鼻を覆うマスクを配置してマスク内に咽頭、喉頭、又は上気道に連通する圧力を与えることによって従来技術において達成される。咽頭、喉頭、又は上気道内の圧力は、体外の圧力よりも大きく、したがって気道を支えて開く。

ＣＰＡＰ装置は、患者の鼻の穴に供給される気体の圧力にのみ関係している。しかし、高圧領域から低圧領域に流れる気体は最小抵抗の経路をとる。すなわち、従来技術において患者に与えられる呼吸可能気体は全て又は大部分が、開いた鼻の穴すなわち鼻孔を通って流れる。全ての気体流量が単一の鼻孔を通って移動するように強制又は許可することは、流量の空間ゆえに及び気体が通って移動する鼻孔が受ける乾燥効果ゆえに、患者に不快感を与える。流量の問題は、患者がＣＰＡＰ装置使用中に口呼吸を使用することによって悪化する。
米国特許第６７２２３５９号明細書 米国特許第６５３２９５６号明細書

いくつかの好ましい実施形態の概要
上述の問題は、患者の鼻孔の気道陽圧を個別に制御する方法及びシステムによって大いに解決される。いくつかの実施例は、呼吸中に患者の第１鼻孔内に治療気体圧力を適用すること、及び呼吸中に患者の第２鼻孔内に治療気体圧力を適用することを有する方法である。各々の鼻孔に適用される治療気体圧力は異なる。

その他の実施例は、第１圧力変換器に流体的に接続された出口ポートを有する第１ブロワー（ここで、第１ブロワーは患者の第１鼻孔に操作可能に接続する）、及び第２圧力変換器に流体的に接続された出口ポートを有する第２ブロワー（ここで、第２ブロワーは患者の第２鼻孔に操作可能に接続する）を有するシステムである。

なおもさらなる実施例は、吸気中に患者の第１鼻孔内に治療気体流量を適用すること（治療気体流量は、吸気中に第１鼻孔を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を有する）、及び吸気中に患者の第２鼻孔内に治療気体流量適用すること（治療気体流量は、吸気中に第２鼻孔を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を有する）を有する方法である。各鼻孔中への治療気体流量は、各鼻孔内の適用圧力を異ならせることによって達成される。

その他の実施例は、第１流量センサを介して出口ポートに流体的に接続された第１ブロワー（ここで、第１ブロワー及び第１流量センサは患者の第１鼻孔に操作可能に接続されて吸気中に第１鼻孔を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を与える）、及び第２流量センサを介して出口ポートに流体的に接続された第２ブロワー（ここで、第２ブロワー及び第２流量センサは患者の第１鼻孔に操作可能に接続されて吸気中に第１鼻孔を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を与える）を有するシステムである。所望の気体流量を達成するために第１ブロワーによって第１鼻孔に適用される圧力は、所望の気体流量を達成するために第２ブロワーによって第２鼻孔に適用される圧力とは異なる。

なおもさらなる実施例は、吸気中に患者の鼻孔の一方又は両方に気道陽圧を選択的に供給すること、及び吸気中に患者の口に気道陽圧を供給することを有する方法である。

その他の実施例は、出口ポートに流体的に接続された第１ブロワー（ここで、第１ブロワーは患者の第１鼻孔に操作可能に接続されて吸気中に第１鼻孔を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を与える）、及び出口ポートに流体的に接続された第２ブロワーを有するシステムであり、ここで、第２ブロワーは患者の口に操作可能に接続されて吸気中に口を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を与える。

なおもさらなる実施例は、気道陽圧マスクの装置端末において第１圧力の治療気体を与えることを有する方法であって、第１圧力は患者に対して処方された圧力よりも高く、マスクの患者端末での治療気体圧力はその処方された圧力に実質的に等しい。

その他の実施例は、加圧状態の治療気体源、並びに装置端末及び患者端末を有する気道陽圧マスクを有するシステムであり、装置端末は治療気体源に接続され、患者端末は患者の気道に接続されている。システムは、マスクの装置端末における治療気体の圧力を、患者に処方された滴定圧力よりも上に増加させることによって、マスクの気体流量に対する抵抗を補償する。

なおもさらなる実施例は、操作可能に患者の第１鼻孔を実質的にシールする第１鼻孔インターフェイス、操作可能に患者の第２鼻孔を実質的にシールする第２鼻孔インターフェイス、操作可能に患者の口を実質的にシールする口マスク、口マスクを貫通して第１鼻孔インターフェイスに流体的に接続する第１供給チューブ（第１供給チューブは操作可能に気道陽圧装置の第１供給ポートに流体的に接続される）、口マスクを貫通して第２鼻孔インターフェイスに流体的に接続する第２供給チューブ（第２供給チューブは操作可能に気道陽圧装置の第２供給ポートに流体的に接続される）、及び口マスクに流体的に接続される第３供給チューブ（第３供給チューブは操作可能に気道陽圧装置の第３供給ポートに流体的に接続される）、を有する呼吸マスクである。

その他の実施例は、操作可能に患者の第１鼻孔を実質的にシールする第１鼻孔インターフェイス、操作可能に患者の第２鼻孔を実質的にシールする第２鼻孔インターフェイス、第１鼻孔インターフェイスに流体的に接続される第１供給チューブ、及び第２鼻孔インターフェイスに流体的に接続される第２供給チューブ、を有する呼吸マスクであり、第１供給チューブは気道陽圧装置の第１供給ポートに流体的に接続し、第２供給チューブは気道陽圧装置の第２供給ポートに流体的に接続する。

開示される装置及び方法は、従来技術装置の欠点を克服することを可能にする特徴及び利点の組み合わせを有する。上述の様々な特徴及びその他の特徴が、以下の詳細な説明を読むことで、及び添付の図面を参照することによって、当業者にとって容易に明白となろう。

本発明の好ましい実施形態の詳細な説明のために、ここで、添付の図面が参照される。

表記及び用語
特定のシステム構成要素を言及するため、以下の説明及び請求項にわたって所定の用語が使用される。本記載は、名称は異なるが機能は異なるわけではない構成要素を区別するためのものではない。

以下の説明において及び請求項において、「含む」及び「有する」は非制限的に使用され、このため「…を有するがそれに限られるものではない」という意味に解釈されるべきである。また、「接続」又は「接続する」は、間接的又は直接的いずれかの接続を意味するものである。したがって、第１装置が第２装置に接続する場合は、その接続は直接的な接続によるかもしれないし、その他の装置及び接続を介した間接的な接続によるかもしれない。

さらに、「圧力」、「圧力を適用する」等の用語は、本明細書に関しては及び請求項においては、絶対圧力ではなくゲージ圧力に対して使用される。したがって、陰圧の適用とは、大気圧よりも低い圧力を意味する。

好ましい実施形態の詳細な説明
圧力と空気流量との関係の説明のため、図１に示されるシステムを考える。図１は第１ファンすなわちブロワー１０及び第２ファンすなわちブロワー１２を示す。ブロワー１０、１２は、制御可能な流量及び／又は制御可能な圧力をその出口ポート１４、１６にそれぞれ与えることが可能である。ブロワー１０は、チューブ１８に流体的に接続されたその出口ポート１４を有し、チューブ１８は、共通チャンバ２０に流体的に接続されている。同様に、ブロワー１２は、チューブ２２に流体的に接続されており、チューブ２２も同様に共通チャンバ２０に接続されている。図１に示されているように、チューブ１８はオリフィス２４を介してチャンバ２０に流体的に接続されており、チューブ２２はオリフィス（又はオリフィス２４の流路よりも著しく大きな流路を有するオリフィス）なしで共通チャンバ２０に流体的に接続している。したがって、各チューブ１８及び２２は、共通チャンバ２０に流体的に接続している間は、チューブ１８からチャンバ２０への空気流量にはオリフィス２４による制限すなわち抵抗がある。

さらに、各チューブ１８、２２には圧力変換器２６、２８がそれぞれ接続されていることを考える。圧力変換器は図示のためにあり、本発明のいくつかの実施形態においては要求されない。圧力変換器２６、２８の各々は、各チューブ１８、２２内の圧力を読み取ることができる。ブロワー１０、１２は、圧力制御モードで操作される。各チューブ内の制御された圧力は異なるが、説明のため、各チューブ１８、２２内の圧力は同じに制御されるものと考える。さらに、共通チャンバ２０は、大気に通気されるようにして低圧であるものと考える。したがって、チューブ１８、２２と共通チャンバ２０との差圧によって、（図１に矢印で示すように）チューブ１８、２２からチャンバ２０への空気流量が存在する。しかし、この例においてはチューブ１８、２２内の圧力が同じであるという事実にもかかわらず、空気流量は異なる。すなわち、オリフィス２４は、チューブ１８から共通チャンバ２０への空気流量に対して抵抗を与えるが、それはチューブ２２を通って移動する空気流量は受けない。具体的には、オリフィス２４によって生じる制限ゆえに、チューブ１８を通る空気流量はチューブ２２を通る空気流量よりも少ない。したがって、チューブ１８、２２内の圧力が同じであっても、それらのチューブを通る空気流量は異なる。

ここで、ブロワー１０、１２が流量制御モードで操作されて、各ブロワーが要求された圧力にかかわらず等価な空気流量を維持しようとすることを考える。所望の流量を維持するために、ブロワー１０は、同じ流量に対してブロワー１２が要求する圧力よりも高い圧力を発生させてオリフィス２４の制限を克服する必要がある。これらの原則を念頭において、次に明細書は、気道陽圧を患者に与えるための方法及び関連するシステムの説明に入る。

図２は、本発明のいくつかの実施形態に係る気道陽圧を与えるための機械すなわち装置３０を示す。本発明の実施形態によって構成された装置３０は、好ましくは、患者の各鼻の穴すなわち鼻孔への、並びにいくつかの実施例においては患者の口への、圧力及び／又は治療気体流量を個別に制御する能力を有する。これは、各鼻孔への流量の総量に関して差異のない従来技術のＣＰＡＰ装置とは対照的である。したがって、第１流路は流量センサ３４及び圧力変換器３６に流体的に接続されたブロワー３２を有する。ブロワー３２は、電気モータに接続された羽根型ブロワーのような任意の適切な装置である。別の実施形態においては、例えば酸素のような治療気体源はブロワー３２に付加されるか又は組み合わされて使用される。こうして、ブロワー３２によって生じる治療気体の圧力及び流量は、（任意の適切な種類の）フローセンサ３４を通り、そして例えばチューブ３８を通って患者の第１鼻孔に流れる。本発明の実施形態に係る気道陽圧装置３０はまた、第２流量センサ４２及び第２圧力変換器４４に接続された第２ブロワー４０も有する。ブロワー４０は、ブロワー３２と同様の設計及び構造である。別の実施形態においては、ブロワー４０は、例えば酸素のような圧縮治療気体源に組み合わされて又は置き換えられて使用される。こうして、ブロワー４０によって生じる治療気体の圧力及び流量は、（任意の適切な種類の）流量センサ４２を通り、そして例えばチューブ４６を通って患者の第２鼻孔へ流れる。先に進む前に理解すべきことだが、図２に示される実施例は各流路において圧力変換器及び流量センサの両方を有するが、これらの装置を両方とも有することが厳格に要求されるわけではない。いくつかの実施形態は、各流路において、流量センサのみで又は圧力変換器のみで動作する。

本発明の実施形態によれば、気道陽圧装置３０は患者の各鼻孔への圧力及び／又は流量を個別に制御する。いくつかの実施形態においては、患者への治療気体流量は、鼻孔間で分割され、任意の１つの鼻孔に全ての治療気体流量を強制的に担わせることがない。各鼻孔が少なくとも一部の治療気体流量を担っていることを確実にするために、各鼻孔に対する流路は、個別の圧力及び／又は流量の制御を必要とする。別の実施形態においては、各鼻孔を通る治療気体流量は、異なるように個別に制御される。

圧力の制御、したがって治療気体流量の制御は多くの形態をとる。１つの実施形態においては、ブロワー速度を選択的に制御することによって、例えば、ブロワーに接続されたモータのスピードを制御することによって圧力が制御される。別の実施形態においては、ブロワー３２、４０は一定速度で操作され、患者に与えられる圧力は、ブロワー３２、４０それぞれのための圧力制御弁４８、５０によって制御される。さらに別の実施形態においては、圧力制御弁にブロワー速度の制御を組み合わせることが利用される。

図３は、図２に示された気道陽圧装置を制御するために使用される制御システム６０を示す。具体的には、モータ６２、６４がそれぞれブロワー３２、４０の各々に接続されている。各モータ６２、６４の出力軸の速度（したがってブロワー速度）は、モータ速度制御ユニット６６及び６８それぞれによって制御される。少なくともいくつかの実施形態においては、モータ６２、６４はＤＣモータであり、その速度は、印加されるＤＣ電圧を変化させることによって制御される。別の実施形態においては、各モータ６２、６４への電圧は一定のままであるが、例えばパルス幅変調制御によって変調されてもよい。本発明のさらに別の実施形態においては、モータ６２、６４はＡＣモータであり、こうした実施形態においては、モータ速度制御回路６６、６８は、様々な電圧及び周波数を有する制御電圧をモータに与えてモータ速度を制御する。

制御システム６０はまた、モータ速度制御回路６６及び６８に接続されたマイクロコントローラ７０を有する。マイクロコントローラ７０は、モータ速度制御回路６６及び６８の各々に所望のモータ速度の指示を与えるようにプログラムされた任意の適切なマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサである。モータ速度の決定は、いくつかの実施形態においては、マイクロコントローラ７０が圧力変換器３６及び４４から読み取った圧力に基づく。別の実施形態においては、所望のモータ速度は流量センサ３４及び４２が測定した気体流量に基づいて設定される。こうした流量制御の実施形態においては、圧力変換器は要求されない。マイクロプロセッサ制御が好ましいが、気道陽圧装置は、アナログ制御システムによっても同等に実施される。

本発明のいくつかの実施形態によれば、マイクロコントローラ７０には、例えばダイアル型入力（図示せず）又はいくつかのユーザインターフェイス（図示せず）によって処方された滴定圧力が与えられる。処方された圧力に基づいて、マイクロコントローラは、モータ速度制御回路６６及び６８の各々に送られる速度制御信号を傾斜させて所望の圧力を達成する。しかし、（例えば腫瘍又はポリープによって）鼻孔が重度に詰まっているか又は閉塞している場合、治療気体流量は、開いた鼻孔のみを通って処方された滴定圧力で移動する。さらに、各鼻孔内で生じる流れ制限すなわち抵抗は、例えば各鼻孔内で生じる詰まりの関数として、又は軟組織の膨張量の関数として、夜の間中変化する。したがって、処方された圧力においてであっても、患者は不十分な治療気体しか受けられない。本発明の実施形態に係る気道陽圧装置は、例えば流量センサ３４及び４２から信号を読み取ることによって、各鼻孔を通る治療気体流量を測定する。鼻孔への治療気体流量が少なくとも部分的には鼻孔間で均等に分割されていれば、圧力を制御すること以外のさらなる動作は要求されない。しかし、測定された流量が少なくとも部分的にはバランスがとれていない場合は、装置３０のいくつかの実施形態は、１つの鼻孔に適用される圧力を変化させることによって流量を均等にしようとする。

本発明の実施形態に係る気道陽圧装置は、閉塞された又は部分的に閉塞された鼻孔への圧力を少なくとも一時的に増加させて流量を確立しようとする。鼻孔を通る治療気体の流量は、ひとたび確立されると、（流量が喉頭を支えて低呼吸及び無呼吸事象を減少させる作用をするのとほぼ同じ様に）空気圧的添え木として作用し、したがって、適用された圧力は開いた後に減少する。

別の実施形態は処方された滴定圧力に関する。具体的には、医師は、患者において所望の結果を達成するために見出された所定の圧力を処方する。しかし、本明細書に係る発明者は、従来技術の持続気道陽圧を与えるために使用されるマスク及び関連するチューブ類が、治療気体（例えば空気又は酸素富化空気）の流量に対する抵抗を有することを見出している。この流れ抵抗は、マスク及びチューブ類にわたっての圧力降下の原因となり、患者はマスクにおいて所望の滴定圧力を与えられることがない。図４は、従来技術のこの欠点に取り組む本発明の少なくともいくつかの実施形態によって実施される方法を示す。具体的には、プロセスは開始して（ブロック１００）、マスク及び関連するチューブ類の気体流量の抵抗の決定（ブロック１０２）へ進む。本発明のいくつかの実施形態によれば、この決定は患者の気道に対してマスクを使用のために配置する前に行われる。少なくともいくつかの実施形態によれば、マスク及び関連するチューブ類の空気流量の抵抗を決定することは、マスク及びチューブ類の気道陽圧装置端末に既知の圧力を適用してチューブを通る気体の流量を測定することによって達成される。これら２つのパラメータを使用すること、及び患者の気道近傍の制御漏れ（ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｅａｋ）を考慮すること（以下さらに詳細に説明する）により、マスク及びチューブ類の抵抗の値が計算される。ひとたびマスク及びチューブ類の気体流量の抵抗が決定されると、患者はマスクを呼吸気道に接続し、圧力の適用が始まる。しかし、こうした実施形態によれば、気道陽圧装置によって適用される圧力は、医師によって処方される滴定圧力よりも大きく、したがって、処方圧力を越える圧力の量はマスク及びチューブ類にわたる圧力降下を補償し（ブロック１０４）、患者の気道近傍で生じる圧力は処方圧力と実質的に同じになる。その後、プロセスは終了する（ブロック１０６）。

処方された圧力を患者の気道に適用する前に空気流量に対する抵抗を計算するにもかかわらず、本発明の少なくともいくつかの実施形態はまた、装置端末で供給される圧力を調整し、使用中の空気流量に対する抵抗を補償する。具体的には、チューブ類及び呼吸マスクを通って移動する治療気体の（露点に関連する）相対湿度が、気体が受ける流れ抵抗に影響を与える。相対湿度が高ければ高いほど、気体が受ける流れ抵抗は高くなる。したがって、本発明の実施形態は、供給される治療気体の相対湿度を監視し、相対湿度が変化すると装置３０に適用される圧力が同様に変化して、吸気中に患者の気道内に与えられる圧力が実質的に処方された滴定圧力となることを確実にする。図３は、マイクロコントローラ７０に接続された露点モニタ４７を示す。マイクロコントローラ７０は、周期的に露点モニタ４７を読み取り、装置３０において適用される圧力を調整し、チューブ類及び呼吸マスクを通る流れ抵抗の変化を補償する。任意の露点又は相対湿度センサが使用されるが、好ましいセンサは、部品番号ＨＩＨ−３６０２−Ｃを有するＨｏｎｅｙｗｅｌｌ製半導体相対湿度センサである。

なおもさらなる別の実施形態においては、医師は、滴定圧力ではなく全ての治療気体流量を処方する。こうした状況では、気道陽圧装置３０は、例えば図３に示される制御システムを使用して各鼻孔を通る流量を実質的に均等に分散し、全ての処方された治療流量が達成されるようにする。こうした別の実施形態においては、制御システム６０は、流量センサ３４、４２によって生成される流量信号のみを監視する。こうした状況においては、ひとたび鼻孔内の流量が確立すると、適用される圧力が実質的に等しくなる。しかし、流量制御において各鼻孔内の異なる圧力が要求される。なおもさらなる別の実施形態においては、医師は、各鼻孔に個別に治療気体流量を処方する。この状況においては、気道陽圧装置３０は処方箋に応じて各鼻孔を通る流量を分散させる。こうした異なる流量を達成するために、気道陽圧装置３０は、各鼻孔に実質的に異なる圧力を適用する。

空気流量を鼻孔間で実質的に均等に分割することは、患者にとってはより快適である。圧力を調整して空気流量を確保することが可能な装置は、鼻孔を通る流れ抵抗が夜間にわたり顕著に変化する事実があったとしても、より正確にその空気流量を供給する。さらに、鼻孔間で治療気体流量を実質的に均等に分割することは、（強制的に空気流量を単一の鼻孔に通すのと比べて）鼻孔を通る空気流量による鼻孔空間の乾燥に関連する不快感を減少させる。

しかし、本発明の実施形態は、鼻孔にわたって空気流量を均等に分散させようとして無制限に圧力を増加させるわけではない。具体的には、マイクロコントローラ７０は、例えば２０ｃｍＨ_２Ｏの圧力上限を有し、この上限は、鼻孔を開けようとする又は所望の空気流量を与えようとする際に特定の鼻孔に適用される。治療気体流量が確立されていない又は鼻孔が上限圧力まで到達する際に開いていない場合は、マイクロコントローラ７０は必要な治療気体流量を開いている鼻孔に与えて、例えばユーザインターフェイス（図示せず）によって閉塞を報告する。以下に説明される、なおもさらなる実施形態においては、マイクロコントローラ７０は、患者の開いている鼻孔のみに与えられる圧力及び／又は流量を、患者の口へ治療気体を送達することによって増加させる。治療の間にわたって（例えば一晩中で）以前は詰まっていた鼻孔の治療気体流量に対する抵抗が少なくなると、マイクロコントローラはその時点において気体流量の供給を開始する。

なおもさらに別の実施形態においては、気道陽圧装置６０は、患者の鼻孔に接続されるが、最初に圧力及び／又は流量を与えることはしない。したがって、最初の状態では気道陽圧装置６０は鼻孔を通る流量を監視するのみであり、流量の途絶が生じた場合にのみ作動する。例えば、患者が睡眠位置を変える場合に閉塞が生じるが、この場合は、装置６０は、１つ以上のブロワーを作動させて気道内圧を適用し及び／又は治療気体流量を確保する。なおも別の例として、患者には１つ又は両方の鼻孔の詰まりが生じるかもしれず、詰まりの形態として閉塞を検知すると、装置６０は１つ以上のブロワーを作動させて気道内圧を適用し及び／又は治療気体流量を確保する。別の例では、装置６０は、鼻孔を通る流量を監視し、（例えば測定流量の急速な波動を検知することによって）患者がいびきをかいていることを検知すると、１つ以上のブロワーを作動させて気道内圧を適用し及び／又は治療気体流量を確保する。なおも別の実施形態では、装置６０は患者にアレルゲンがろ過された空気を最初に与え、必要に応じて、その後の所定の時刻に治療気体を与える。

図２を再び参照すると、この時点までの説明は、患者の鼻孔への圧力及び／又は治療気体流量を個別に制御することにのみ焦点が当てられてきた。しかし、少なくともいくつかの実施形態によれば、気道陽圧を鼻孔へ与えることに加え、気道陽圧はまた、患者の口へも与えられる。したがって、図２は、例えば流量センサ４３を通って患者の口に接続されたブロワー４１を示す。ブロワー３２及び４０と同様に、ブロワー４１の速度が制御されて、患者の口に適用される圧力又は患者の口を通る流量の１つ又は両方が選択的に制御される。別の実施形態では、弁５１は、例えば一定速度で動作しているブロワー４１によって、圧力及び／又は流量を制御するために使用される。図２はまた、圧力変換器４５も患者の口への流れ回路で使用されることを示す。同様に、図３はモータ速度制御回路６９及びマイクロコントローラ７０に接続されたモータ６５を示す。したがって、ブロワー３２及び４０の速度の制御に関する説明も同様にブロワー４１にも当てはまる。

したがって、これらの別の実施形態によれば、患者の鼻の穴及び口の各々への治療気体流量及び／又は圧力は個別に制御される。これらの実施形態においては、気道陽圧は、患者の特定の状況に応じて、鼻の穴のみ、口のみ、又は鼻の穴及び口の１つ以上の組み合わせに適用される。例えば、鼻の穴のみへの吸気の間に気道陽圧が与えられている患者を考える。１つの鼻孔が詰まると、気道陽圧装置３０は、残りの鼻の穴又は鼻孔を通じて十分な流量を与えて無呼吸又は低呼吸事象を防止することができない。この場合、本発明の実施形態によれば、付加的な気道陽圧が口を介して患者に与えられる。それに関連して、肉体的な異常、すなわち腫瘍又はポリープは、患者の１つの鼻の穴を通る空気流量を永続的に閉塞し、そのため、気道陽圧は空いている鼻の穴及び口を通って患者に供給される。

気道陽圧を鼻の穴を通じて個別に適用することは、患者が口で呼吸しないことを前提としている。しかし、いくつかの場合、患者は（特に睡眠中に）鼻のみの呼吸と鼻及び口の呼吸の組み合わせとの間を遷移する。滴定圧力下で手術を受けている患者に対しては、吸気中であっても、口が開くことで、気体の一部が口を通って逃げる際に１つ以上の鼻の穴を通る流量が増加する。同様にして、この流量増加によっても、その流量に関連する鼻の炎症が増加する。さらに、治療気体が口を通って逃げることは、（気道陽圧の利点は別にして）不十分な治療気体が肺に到達するということを意味する。本発明の別の実施形態によれば、最初にブロワー４１が停止されて、流量センサ４３が患者の口に接続される。患者の口が閉じている間、気道陽圧装置３０は、ブロワー３２、４０、及び関連する装置を使用して、治療気体圧力及び／又は流量を選択的に制御する。患者が口を開けて口呼吸を始めると、気道陽圧装置３０は訂正動作を行う。いくつかの実施形態では、気道陽圧装置３０はブロワー４１を作動させて、治療気体を特定の圧力で口に供給する。これらの実施形態では、気道陽圧装置３０は、口を通る空気流量に空気圧ブロックを与えようとする。なおもさらなる実施形態では、口呼吸を検知すると気道陽圧装置は、少なくとも部分的には開いた口を通して患者への治療気体の流量及び／又は圧力を与える。

この時点までに説明された実施形態は、吸気中の患者に気道陽圧を与えることに関連している。従来技術の持続気道内圧（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ａｉｒｗａｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＣＰＡＰ））装置は、呼気の間であっても気道陽圧を与える。しかし、本発明の少なくともいくつかの実施形態によれば、気道陽圧装置３０は患者の気道内の圧力を減少させて患者が息を吐き出すのに要する労力を緩和する。気道内圧の減少は多くの形態をとる。いくつかの実施形態では、気道内圧は減少するが、気道内の圧力はまだ大気圧又は周囲圧力よりも上である。なおも別の実施形態では、圧力の適用が完全に除去されて、気道は呼気過程の間実質的に大気圧を受ける。なおもさらなる実施形態では、陰圧（真空）が適用されて呼気過程の患者を補助する。図２を再び参照すると、圧力が減少されているがまだ大気圧よりも上にある実施形態において、１つ以上のブロワー３２、４０、４１は、患者における治療気体の圧力が減少されるがまだ大気圧よりも上にあるように遅くなる。気道内圧の適用が終了する実施形態によれば、１つ以上のブロワー３２、４０、４１は呼気過程中に完全に動作を停止する。陰圧が患者の気道に適用される実施形態によれば、１つ以上のブロワー３２、４０、４１は、圧力が適用される場合とは反対の方向に回り、それによって、付属された気道を通る患者の呼気が補助される。患者の鼻の穴及び口は各々、それ独自の圧力及び流量制御回路を有しており、鼻の穴及び口の各々は個別に制御されてこれら１つ以上の呼吸気道には減圧又は陰圧が適用される一方で、その他は変化しないままか又は異なる圧力で制御される。

図２を再び簡単に参照すると、患者の鼻の穴に接続するチューブ３８、４６が開示されている。図５は、チューブ３８、４６の各々を患者の鼻孔に接続するための呼吸マスクの実施形態を示す。具体的には、マスクは、送達チューブ３８を第１鼻孔（この場合は左の鼻孔）に流体的に接続して送達チューブ４６を第２鼻孔（この場合は右の鼻孔）に流体的に接続する鼻部７２を有する。鼻部７２はストラップ７４によって定位置に保持される。ストラップ７６は、送達チューブ３８及び４６を図示された相対位置に保持するように作用し、前頭部にわたって延びている。鼻部７２は、シール面を各鼻孔の外部に接触させることによって各鼻の穴をシールする。別の実施形態では、鼻部は、各鼻孔内にある程度の距離延びることにより鼻孔の内部をシールするチューブ状部材を有する。チューブ３８、４６の各々は好ましくは、図５に示されるように制御ベント３９、４５をそれぞれ有する。ベント３９、４５は、吐かれた気体が、呼気過程中に大気に逃げることを可能にする。気道陽圧装置が治療気体の各鼻の穴への流量を制御する本発明の実施形態では、ベント３９及び４０の各々を通って逃げる治療気体の量が考慮される。

図６は、本発明の実施形態に従って使用される呼吸マスクの別の実施形態を示す。具体的には、マスク７８は、（供給チューブ３８又は４６と同じ）第１供給チューブ８０及び（供給チューブ３８又は４６と同じ）第２供給チューブ８２を有する。本発明の実施形態によれば、供給チューブ８０及び８２は、相互に流体が連通する状態にはない。チューブ８０の遠位端８４は、装置３０のような気道陽圧装置の第１流路に接続される。同様に、チューブ８２の遠位端８６は、圧力装置６０（図６において図示せず）のような気道陽圧装置の第２流路に接続される。各チューブ８０及び８２は、患者の鼻孔への第２端をシール又は実質的にシールし、同様に各チューブは個別のベント８１を有する。シールは各鼻孔の外面に対してであるが、好ましくはチューブは各鼻孔の内面に対してシールする。図７は、チューブ８０及び／又は８２の例示的な端部８８を示し、これは鼻孔の内径にぴったりとはまるように設計されているシール９０を有する。図６に再び戻ると、チューブ８０、８２は、いくつかの実施形態において、患者のあごの下で収束する。別の実施形態では、チューブ８０、８２は、図８に示されているように患者の頭の後ろで収束する。頭の後ろでの収束は、横向きに寝る患者にとってはより快適である。

図５、６、及び８の呼吸マスクは、鼻の穴のみへの治療気体の圧力及び／又は流量を制御する実施形態において操作可能である。図９は、本発明の実施形態に従って使用される呼吸マスクを示す。これは、患者の鼻の穴と口との両方への治療気体の圧力及び／又は流量を個別に制御する。具体的には、図９は、鼻と口との両方を覆う口マスク部１２２を有する呼吸マスク１２０を示す。供給チューブ１２４及び１２６は、患者の鼻の穴すなわち鼻孔に流体的に接続されている。供給チューブ１２８は口マスク１２２を貫通して、口マスク１２２内の空間に流体的に接続されている。口マスク１２２は、ストラップ１３０によって定位置に保持され、供給チューブ１２４、１２６、及び１２８は、ストラップ１３２によって定位置に保持される。

図１０は、呼吸マスク１２０の側断面図を示す。図１０に示される実施形態では、口マスク１２２は患者の顔に対して、鼻、あごの下、及び破線１３４沿いをシールするように示されている。図１０に示される実施形態では、シールピロー（ｓｅａｌｉｎｇ ｐｉｌｌｏｗ）１３６によって検知チューブ１２４が患者の右の鼻の穴にシールするように接続されている。患者の左の鼻の穴は図１０では見えないが、同様に、検知チューブ１２６と左鼻孔との間にシールピローを利用している。図１１は本発明の別の実施形態を、供給チューブ１２４が鼻孔内に短い距離だけ延びて内面に対してシールすることを除いて図１０に類似する図で示す。

図面で示されるマスクが好ましいが、本発明の範囲及び精神から逸脱せずに、送達チューブがその各鼻孔に流体的に接続される任意の機構が使用されてもよい。

上記説明は本発明の原理及び様々な実施形態を説明することを意図したものである。ひとたび上記開示が十分に理解されれば、多数の変形例及び修正例が当業者にとって明らかになろう。以下の請求項は、かかる全ての変形例及び修正例を包括するように解釈されることを意図している。

圧力、流量、及び流れ抵抗の関係の説明のための例示的システムを示す図である。 本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る構成の気道陽圧装置を示す図である。 本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る制御システムを示す図である。 本発明の実施形態に係る例示的方法を示す図である。 本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る呼吸マスクを示す図である。 本発明の実施形態に係る気道陽圧装置とともに使用される、本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る呼吸マスクを示す図である。 本発明の少なくともいつくかの実施形態に係る呼吸マスクの１つのチューブに対するシール面を示す図である。 図６の呼吸マスクに対する別の収束点を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る呼吸マスクを示す図である。 本発明の実施形態に係る、図９の呼吸マスクの部分側断面図である。 本発明の別の実施形態に係る、図９の呼吸マスクの部分側断面図である。

Claims (64)

1. 呼吸中に患者の第１鼻孔内に治療気体圧力を適用すること；及び
   呼吸中に患者の第２鼻孔内に治療気体圧力を適用すること、を有する方法であって、
   各鼻孔に適用される治療気体圧力は異なる方法。
2. 吸気中に第１鼻孔内に治療気体陽圧を適用すること；及び
   吸気中に第２鼻孔内に治療気体陽圧を適用すること、をさらに有する請求項１に記載の方法。
3. 各鼻孔を通る治療気体流量が実質的に同じになるように各鼻孔内の治療気体圧力を制御することをさらに有する請求項２に記載の方法。
4. 各鼻孔を通る治療気体流量が異なるように各鼻孔内の治療気体圧力を制御することをさらに有する請求項２に記載の方法。
5. 呼気中に第１鼻孔内の治療気体圧力を減少させることをさらに有する請求項２に記載の方法。
6. 呼気中に第２鼻孔内の治療気体圧力を減少させることをさらに有する請求項５に記載の方法。
7. 呼気中に第１鼻孔内の治療気体圧力を減少させることは、呼気中に治療気体陽圧を除去することをさらに有する請求項５に記載の方法。
8. 呼気中に第１鼻孔内の治療気体圧力を減少させることは、第１鼻孔内に陰圧を適用することをさらに有する請求項５に記載の方法。
9. 呼気中に第１鼻孔内の圧力を減少させることを有し、その減少は吸気中に適用される治療気体圧力に関し；及び
   呼気中に第２鼻孔内の圧力を減少させることを有し、その減少は吸気中に適用される治療気体圧力に関する請求項１に記載の方法。
10. 第１鼻孔内の圧力を減少させることは、吸気中に適用される治療気体陽圧を除去することをさらに有する請求項９に記載の方法。
11. 第１鼻孔に陰圧を適用することをさらに有する請求項９に記載の方法。
12. 第１圧力変換器に流体的に接続された出口ポートを有する第１ブロワーを有し、第１ブロワーは患者の第１鼻孔に操作可能に接続され；及び
    第２圧力変換器に流体的に接続された出口ポートを有する第２ブロワーを有し、第２ブロワーは患者の第２鼻孔に操作可能に接続されるシステム。
13. 第１ブロワーは患者の吸気中に第１鼻孔内の治療気体圧力を制御すること；及び
    第２ブロワーは患者の吸気中に第２鼻孔内の治療気体圧力を制御すること、をさらに有する請求項１２に記載のシステム。
14. 第１鼻孔内で制御された圧力は、第２鼻孔内で制御された圧力とは異なる請求項１３に記載のシステム。
15. 第１鼻孔内で制御された圧力は、第２鼻孔内で制御された圧力と実質的に同じである請求項１３に記載のシステム。
16. 第１ブロワーは、第１鼻孔内に治療気体陽圧を適用し、第１鼻孔を通る治療気体流量を達成すること；
    第２ブロワーは、第２鼻孔内に治療気体陽圧を適用し、第２鼻孔を通る治療気体流量を達成すること：並びに
    第１及び第２鼻孔を通る治療気体流量は実質的に同じであること、をさらに有する請求項１３に記載のシステム。
17. 第１ブロワーは、第１鼻孔内に治療気体陽圧を適用し、第１鼻孔を通る治療気体流量を達成すること；
    第２ブロワーは、第２鼻孔内に治療気体陽圧を適用し、第２鼻孔を通る治療気体流量を達成すること；並びに
    第１及び第２鼻孔を通る治療気体流量は異なること、をさらに有する請求項１３に記載のシステム。
18. 第１ブロワーは患者の呼気中に第１鼻孔内の治療気体圧力を減少させる請求項１３に記載のシステム。
19. 第１ブロワーは呼気中に治療気体圧力を除去する請求項１８に記載のシステム。
20. 第１ブロワーは呼気中に第１鼻孔内に陰圧を適用する請求項１８に記載のシステム。
21. 第１ブロワーは呼気中に第１鼻孔内の圧力を減少させ、圧力の減少は吸気中の第１鼻孔内の圧力に関する請求項１２に記載のシステム。
22. 第２ブロワーは呼気中に第２鼻孔内の圧力を減少させ、圧力の減少は吸気中の第２鼻孔内の圧力に関する請求項２１に記載のシステム。
23. 第１ブローは呼気中に第１鼻孔内に陰圧を適用する請求項２１に記載のシステム。
24. 吸気中に患者の第１鼻孔内に治療気体流量を適用することを有し、治療気体流量は吸気中に第１鼻孔を通って吸い込まれた実質的に全ての気体を有し；及び
    吸気中に患者の第２鼻孔内に治療気体流量を適用することを有し、治療気体流量は吸気中に第２鼻孔を通って吸い込まれた実質的に全ての気体を有する方法であって、
    各鼻孔内への治療気体流量は、各鼻孔内に適用される圧力を異ならせることによって達成される方法。
25. 第１鼻孔内への治療気体流量は第２鼻孔内への治療気体流量と異なる請求項２４に記載の方法。
26. 第１鼻孔内への治療気体流量は第２鼻孔内への治療気体流量と実質的に同じである請求項２４に記載の方法。
27. 呼気中に強制的に気体流量をに第１鼻孔から出すこと；及び
    呼気中に強制的に気体流量を第２鼻孔から出すこと、をさらに有する請求項２４に記載の方法。
28. 呼気中に第１鼻孔から出た治療気体流量は、呼気中に第２鼻孔から出た治療気体流量と異なる請求項２７に記載の方法。
29. 呼気中に第１鼻孔から出る治療気体流量は、呼気中に第２鼻孔から出る治療気体流量と実質的に同じである請求項２７に記載の方法。
30. 呼気中に第１鼻孔の気体流量の制御を終了することをさらに有する請求項２４の方法。
31. 第１流量センサを通って出口ポートに流体的に接続された第１ブロワーを有し、第１ブロワー及び第１流量センサは患者の第１鼻孔に操作可能に接続されて吸気中に第１鼻孔を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を与え；並びに
    第２流量センサを通って出口ポートに流体的に接続された第２ブロワーを有し、第２ブロワー及び第２流量センサは患者の第２鼻孔に操作可能に接続されて吸気中に第２鼻孔を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を与え、
    第１ブロワーによって第１鼻孔に適用されて所望の気体流量を達成する圧力は、第２ブロワーによって第２鼻孔に適用されて所望の気体流量を達成する圧力と異なるシステム。
32. 吸気中の第１鼻孔内への気体流量は、吸気中の第２鼻孔内への気体流量と実質的に同じである請求項３１に記載のシステム。
33. 吸気中の第１鼻孔内への気体流量は、吸気中の第２鼻孔内への治療気体流量と異なる請求項３１に記載のシステム。
34. 吸気中に患者の鼻孔の一方又は両方に気道陽圧を選択的に供給すること；及び
    吸気中に患者の口に気道陽圧を供給すること、を有する方法。
35. 患者の口に気道陽圧を供給し、吸気中に口を通る流量を少なくとも部分的に閉塞することをさらに有する請求項３４に記載の方法。
36. 患者の口に気道陽圧を供給し、吸気中に、吸入された治療気体を少なくとも部分的に患者に供給することをさらに有する請求項３４に記載の方法。
37. 出口ポートに流体的に接続された第１ブロワーを有し、第１ブロワーは患者の第１鼻孔に操作可能に接続されて吸気中に第１鼻孔を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を与え；及び
    出口ポートに流体的に接続された第２ブロワーを有し、第２ブロワーは患者の口に操作可能に接続されて吸気中に口を通って吸い込まれる実質的に全ての気体を与えるシステム。
38. 第２ブロワーは、少なくとも部分的な空気圧的閉塞として作用する気体圧力を口に与えて、患者の吸気中に第１鼻孔に与えられた気体の、口を通って逃げる量を減少させる請求項３７に記載のシステム。
39. 出口ポートに流体的に接続された第３ブロワーをさらに有し、第３ブロワーは患者の第２鼻孔に操作可能に接続されて吸気中に第２鼻孔を通って吸い込まれた実質的に全ての気体を与え；及び
    第１ブロワーによって第１鼻孔に適用されて所望の気体流量を達成する圧力は、第３ブロワーによって第２鼻孔に適用されて所望の気体流量を達成する圧力と異なる請求項３７に記載のシステム。
40. 第２ブロワーは、少なくとも部分的な空気圧的閉塞として作用する気体圧力を口に与えて、患者の吸気中に第１及び第２鼻孔に与えられた気体の、口を通って逃げる量を減少させる請求項３９に記載のシステム。
41. 気道陽圧マスクの装置端末において第１圧力の治療気体を供給することを有し、第１圧力は患者に処方された圧力よりも高く、マスクの患者端末における治療気体圧力は処方された圧力と実質的に同じになる方法。
42. 治療気体を与える前に、気道陽圧マスクの気体流量に対する抵抗を測定することをさらに有し、与えることは気体流量に対して測定された抵抗に基づいて第１圧力の治療気体を与えることをさらに有する請求項４１に記載の方法。
43. 気道陽圧マスクの装置端末と患者端末との間の気体流量に対する抵抗の増加に伴い第１圧力を増加させることをさらに有する請求項４２に記載の方法。
44. 装置端末と患者端末との間のチューブ類の長さの増加に伴い第１圧力を増加させることをさらに有する請求項４３に記載の方法。
45. 治療気体の湿度に基づいて第１圧力を選択的に与えることをさらに有する請求項４１に記載の方法。
46. 治療気体の湿度が増加するにつれて第１圧力を増加させることをさらに有する請求項４５に記載の方法。
47. 加圧状態の治療気体源を有し；及び装置端末と患者端末とを備える気道陽圧マスクを有し、装置端末は治療気体源に接続されており、患者端末は患者の気道に接続されている気道陽圧システムであって、マスクの装置端末における治療気体の圧力を患者に処方された滴定圧力よりも上に増加させることによって、マスクの気体流量に対する抵抗を補償する気道陽圧システム。
48. システムは患者の気道にマスクを接続する前にマスクの気体流量に対する抵抗を測定し、治療気体圧力は処方された滴定圧力よりも上に設定されて患者の気道における治療気体圧力が処方された滴定圧力と実質的に同じになる請求項４７に記載の気道陽圧システム。
49. 治療気体の湿度を測定するための手段をさらに有し；
    湿度の増加に伴い治療気体圧力を増加させて、患者の気道における治療気体圧力が処方された滴定圧力と実質的に同じになる請求項４７に記載の気道陽圧システム。
50. 治療気体源はブロワーである請求項４７に記載の気道陽圧システム。
51. 治療気体は空気である請求項４７に記載の気道陽圧システム。
52. 患者の第１鼻孔を操作可能に実質的にシールする第１鼻孔インターフェイスを有し；
    患者の第２鼻孔を操作可能に実質的にシールする第２鼻孔インターフェイスを有し；
    患者の口を操作可能に実質的にシールする口マスクを有し；
    口マスクを貫通して第１鼻孔インターフェイスに流体的に接続する第１供給チューブを有し、第１供給チューブは気道陽圧装置の第１供給ポートに操作可能に流体的に接続され；
    口マスクを貫通して第２鼻孔インターフェイスに流体的に接続する第２供給チューブを有し、第２供給チューブは気道陽圧装置の第２供給ポートに操作可能に流体的に接続され；
    口マスクに接続された第３供給チューブを有し、第３供給チューブは気道陽圧装置の第３供給ポートに操作可能に流体的に接続される気道陽圧を送達するための呼吸マスク。
53. 第１、第２、及び第３供給チューブは、呼吸マスクが装着される際に患者の前頭部にわたって操作可能に延びる請求項５２に記載の呼吸マスク。
54. 第３供給チューブは、第１供給チューブに機械的に接続されてそれと平行に延びる請求項５２に記載の呼吸マスク。
55. 第１鼻孔インターフェイスは患者の第１鼻孔内に延びて、第１鼻孔の内径に対してシールする請求項５２に記載の呼吸マスク。
56. 第１鼻孔インターフェイスは、患者の第１鼻孔の外面に対して実質的にシールするシールピローを、第１鼻孔の近傍にさらに有する請求項５２に記載の呼吸マスク。
57. 口マスクは患者の鼻を覆ってシールし、第１及び第２鼻孔インターフェイスは口マスクによって画定される空間内にある請求項５２に記載の呼吸マスク。
58. 患者の第１鼻孔を操作可能に実質的にシールする第１鼻孔インターフェイスを有し；
    患者の第２鼻孔を操作可能に実質的にシールする第２鼻孔インターフェイスを有し；
    第１鼻孔インターフェイスに流体的に接続される第１供給チューブを有し、第１供給チューブは気道陽圧装置の第１供給ポートに操作可能に流体的に接続され；及び
    第２鼻孔インターフェイスに流体的に接続される第２供給チューブを有し、第２供給チューブは気道陽圧装置の第２供給ポートに操作可能に流体的に接続される、気道陽圧を送達するための呼吸マスク。
59. 第１及び第２供給チューブは、呼吸マスクが装着される際に患者の前頭部にわたって操作可能に延びる請求項５８に記載の呼吸マスク。
60. 第１及び第２供給チューブはそれぞれが患者の耳越しに操作可能に延びる請求項５８に記載の呼吸マスク。
61. 第１及び第２供給チューブは患者のあごの下で収束する請求項６０に記載の呼吸マスク。
62. 第１及び第２供給チューブは患者の頭部の後ろで収束する請求項６０に記載の呼吸マスク。
63. 第１鼻孔インターフェイスは患者の第１鼻孔内に延び、第１鼻孔の内径に対してシールする請求項５８に記載の呼吸マスク。
64. 第１鼻孔インターフェイスは、患者の第１鼻孔の外面に対して実質的にシールするシールピローを、第１鼻孔の近傍にさらに有する請求項５８に記載の呼吸マスク。

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