JP2015510811A - 吹引送中に吹送圧力を制御するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、対象者への吹引送の間、吹送圧力を制御するためのシステム及び方法に関する。システムは、吹送の間に周期流量及び／又は周期体積がモニタされ、吹送のために目標周期体積が達成されるまで、呼吸可能な気体の加圧された流れの流量が維持されるように吹送圧力が調整されるような方法で、対象者に吹引送を行う。目標周期体積が実質的に達成された時に、システムは、対象者の気道から気体を排出させる。この構成は、吸気流がモニタ及び／又は制御されないかもしれない従来の吹引送システムによって提供されるよりも、より的確で、カスタマイズされた治療を対象者に提供することができる。一つの実施形態において、システムは、一つ又はそれ以上の圧力発生装置、対象者インターフェイス、一つ又はそれ以上のセンサ、プロセッサ、ユーザインターフェイス、電子記憶装置及び／又は他の構成要素を有する。

Description

本開示は、対象者への吹引送（inexsufflation）中に吹送圧力（insufflation pressure）を制御するためのシステム及び方法に関する。

［関連出願の相互参照］
この特許出願は、合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）のもとで、２０１２年３月２１日に出願された米国仮出願第６１／６１３７０２号の優先権の利益を主張する。当該米国仮出願の内容は、参照により本明細書中に取り込まれる。

咳は、対象者の気道からの粘液を除去する働きをする。咳をする間、吸入される空気はゆっくりと（＜１ＬＰＳ）吸い込まれる。その後、声門が閉じ、呼息筋が収縮することで、声門下の圧力が上昇する。咳は、声門が開き空気が急速に肺から押し出される時に始まる。肺の圧力が十分に下がるまで、肺は、おおよそ４ＬＰＳの率で空気を出し続ける。一部の人々は、負傷、病気又は胸部の手術により、自力で咳をすることが困難或いは不可能であると感じる。これらの人々のために、補助的又は人工的な気道浄化が指示される。

人工的な気道浄化は、多くの方法によって達成されることができる。そのような一つの方法は、機械的な吹送−引送器（ＭＩ−Ｅ）を採用する。ＭＩ−Ｅは、口、鼻又は切開された気管の開口部を通して、徐々に肺を最大容積まで満たして（吹送）、気道陽圧を供給する医療装置である。その後ＭＩ−Ｅは圧力を急に反対に変えて、咳と同様に、呼気の流れを発生させる（引送）。

従来のシステムにおいて、ある特定の患者のために吹引送の設定を決定することは、不的確及び／又は不正確であり得る。各患者は、時間と共に及び／又は治療の過程において変化し得る、特有の呼吸特性（例えば、気道抵抗、肺のコンプライアンス（やわらかさ）、患者の努力など）を持っている。通常、過去の経験を頼りに、そして試行錯誤を通して、医者は吹引送の設定に到達することができるが、最適であるか否かはわからない。

それに応じて、本開示の一つ又はそれ以上の態様は、対象者への吹引送を行うように構成されたシステムに関係する。いくつかの実施形態において、システムは、圧力発生装置、一つ又はそれ以上のセンサ及び／又は一つ又はそれ以上のプロセッサを有する。いくつかの実施形態において、一つ又はそれ以上のプロセッサは、目標モジュール及び制御モジュールを有する。圧力発生装置は、対象者の気道への呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御するように構成される。一つ又はそれ以上のセンサは、呼吸可能な気体の加圧された流れの気体パラメータの一つ又はそれ以上に関連する情報を伝達する出力信号を生成するように構成される。一つ又はそれ以上のプロセッサは、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。目標モジュールは、目標周期流量（target tidal flow）及び目標周期体積（target tidal volume）を取得し、出力信号に基づいて、個別の吹送中で目標周期体積が達成された時を決定し、出力信号に基づいて周期流量をモニタし、そしてモニタされた周期流量を目標周期体積と比較するように構成される。制御モジュールは、吹送について目標周期体積が達成されるまで、出力信号に基づいて、対象者への吹送中に呼吸可能な気体の加圧された流れの吹送圧力を制御して、呼吸可能な気体の加圧された流れの流量を実質的に目標周期流量に維持するように、圧力発生装置を制御するように構成される。目標周期体積が実質的に達成されたとの、目標モジュールによる決定に応答して、制御モジュールは、対象者の気道から気体が排出されるように、圧力発生装置を制御するように構成される。

本開示の更に他の態様は、対象者の吹引送の方法に関係する。いくつかの実施形態において、その方法は、対象者の気道へ呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御するステップ；呼吸可能な気体の加圧された流れの気体パラメータの一つ又はそれ以上に関係する情報を伝達する出力信号を生成するステップ；目標周期流量及び目標周期体積を取得し、出力信号に基づいて、個別の吹送の間に目標周期体積が達成される時を決定し、出力信号に基づいて周期流量をモニタし、そしてモニタされた周期流量を目標周期流量と比較するステップ；対象者への吹送の間、出力信号に基づいて、呼吸可能な気体の加圧された流れの吹送圧力を制御して、吹送のために目標周期体積が達成されるまで、呼吸可能な気体の加圧された流れの流量を実質的に目標周期流量に維持するステップ；及び目標周期体積が実質的に達成されたとの決定に応答して、対象者の気道から気体を排出させるステップ、を含む。

本開示の更に他の態様は、対象者への吹引送に適するように構成されたシステムに関係する。いくつかの実施形態において、システムは、対象者の気道への、呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する手段、呼吸可能な気体の加圧された流れの一つ又はそれ以上の気体パラメータに関係する情報を伝達する出力信号を生成する手段、及び複数のコンピュータプログラムモジュールを実行する手段を有する。いくつかの実施形態において、複数のコンピュータプログラムモジュールは、目標周期流量及び目標周期体積を取得し、出力信号に基づいて個別の吹送中に目標周期体積が達成された時を決定し、出力信号に基づいて周期流量をモニタし、モニタされた周期流量を目標周期流量と比較する手段、及び出力信号に基づき、呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する手段を制御して、吹送について目標周期体積が達成されるまで、呼吸可能な気体の加圧された流れの流量を実質的に目標周期流量に維持するように、対象者への吹送中に呼吸可能な気体の加圧された流れの吹送圧力を制御する手段、を有する。呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する手段を制御する手段は、目標周期体積が実質的に達成されたとの決定に応答して、対象者の気道から気体を排出するように、呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する手段を制御するように構成されている。

本開示の、これらの及び他の目的、特徴及び特性、そしてまた、構成の関連する要素及び複数の部品の組合せの操作方法及び機能並びに製造の経済は、添付の図面を参照して以下の記述及び添付の特許請求の範囲の検討することにより、より明確になるであろう。全ての図面は、詳細な説明の一部を形成し、同様の参照番号は様々な図面の対応する部分を指し示す。しかしながら、図面は例示及び説明のみの目的のためのものであり、開示の境界を定義するように意図されていないことが、明確に理解されるべきである。

図１は、対象者に吹送及び引送を行うように構成されたシステムを模式的に示す。

図２は、対象者への吹送中の吹送圧力制御のグラフ表示である。

図３は、対象者への吹送中の吹送圧力最大値での吹送圧力制御のグラフ表示である。

図４は、対象者への吹送と引送の間に圧力発生装置によって生成される圧力滞留のグラフ表示である。

図５は、対象者に対して吹引送を行う方法を示す。

本明細書において使用される場合、単数形の“一つ”、“ある”及び“前記”は、文脈が明確に異なる指示をしない限り、複数の参照を含む。本明細書において使用される場合、
二つ又はそれ以上の部分又は構成要素が“結合される”という表現は、その複数の部品が、直接的に又は間接的に、すなわち、関係性が生じる限りにおいて、一つ又はそれ以上の中間部品又は構成要素を介して、のいずれかで、一体的に接合される又は関連して動作することを意味するものとする。本明細書において使用される場合、“直接的に結合される”とは、二つの要素が直接的に互いに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、
“固定的に結合される”又は“固定される”とは、二つの構成要素が、互いに対して一定の幾何学的配置を維持したまま、一体となって動くように結合されることを意味する。

本明細書において使用される場合、単語“ユニタリー”は、ある構成要素が単一のピース又はユニットとして作り出されたことを意味する。すなわち、別個に作り出され、その後一つのユニットとして一体的に結合された複数のピースを含む構成要素は、“ユニタリー”な構成要素又は物体ではない。本明細書において用いられる場合、二つ又はそれ以上の部品又は構成要素が相互に“係合する”という表現は、それらの複数の部品が、直接的に又は一つ又はそれ以上の中間部品又は構成要素を通じて、互いに対して力を働かせることを意味するものとする。本明細書において用いられる場合、用語“数”は、１又は１よりも大きな整数（すなわち、複数）を意味するものとする。

本明細書において使用される方向を示す語句、例えば、これらに限定されないが、上端、下端、左、右、上方、下方、前方、後方及びそれらの派生語は、図面に示される要素の方向に関連し、本明細書において明確に説明されない限り、特許請求の範囲を限定しない。

図１は、対象者１２に吹送（insufflate）及び引送（exsufflate）（以下「吹引送（inexsufflate）」）を行うように構成されたシステム１０を模式的に例示する。具体的に、システム１０は、周期流量及び／又は周期体積が吹送中にモニタされ、吹送のために目標周期体積が達成されるまで呼吸可能な気体の加圧された流れの流量を維持するように吹送圧力が調節されるように、対象者１２に吹引送を行う。目標周期体積が達成されたとの決定に応答して、システム１０は、対象者１２の気道から気体を排出させるように構成されている。この構成は、吸気流がモニタ及び／又は制御されないかもしれない従来の吹引送システムによって提供されるよりも、より的確で、カスタマイズされた治療を対象者１２に提供することができる。一つの実施形態において、システム１０は、一つ又はそれ以上の圧力発生装置１４、対象者インターフェイス１６、一つ又はそれ以上のセンサ１８、プロセッサ２０、ユーザインターフェイス２２、電子記憶装置２４及び／又は他の構成要素を有する。

圧力発生装置１４は、呼吸可能な気体の加圧された流れを対象者１２の気道に提供（対象者１２への流入）し、及び／又は対象者１２の気道から気体を吸引（対象者１２からの流出）する（例えば、引送する）。圧力発生装置１４は、呼吸気体の加圧された流れの一つ又はそれ以上の気体パラメータが、対象者１２を吹引送する治療法（レジメン）に従って制御されるように構成されることができる。一つ又はそれ以上の気体パラメータは、例えば、流量、圧力、湿度、速度、加速度及び／又はその他のパラメータを含んでもよい。いくつかの実施形態において、圧力発生装置１４は、機械的吹引送専用の装置である。いくつかの実施形態において、圧力発生装置１４は、吹引送以外の治療及び／又は吹引送に加えて治療を提供するように構成された人工呼吸器及び／又は気道陽圧装置である。

圧力発生装置１４は、矢印Ａによって表示されるように、例えば周囲の雰囲気のような気体の供給源から気体の流れを受容し、患者の気道への供給のためにその気体の圧力を高める。圧力発生装置１４は、患者への供給のために受容された気体の圧力を高める能力を有する如何なる装置でもよく、例えば、ポンプ、ブロア、ピストン又はふいごである。本開示は、周囲の雰囲気の空気以外の気体が、患者への供給のためにシステム１０内に導入されてもよいことも、意図している。いくつかの実施形態において、空気、酸素及び／又は他の気体を含む気体の、加圧された容器又はタンクが、圧力発生装置１４の吸入を提供してもよい。

圧力発生装置１４は、圧力発生装置１４内の気体の圧力及び／又は流れ方向を制御するための一つ又はそれ以上のバルブ、圧力発生装置１４内の気体流路を画成するマニホールド、及び／又は他の構成要素を有してもよい。本開示は、患者へ提供される及び／又は患者から吸引される気体の圧力／流量を制御するために、ブロアの動作速度を、例えば単独又は上記のバルブ及び／又はマニホールドと組み合わせてのいずれかで制御することも、意図している。

非限定的な実施例として、圧力発生装置１４は、吹引送治療レジメンに従って呼吸可能な気体の加圧された流れの複数のパラメータを調節するように構成されてもよい。一つの実施形態において、治療レジメンは、呼吸可能な気体の加圧された流れは、対象者１２の気道に、吹送中に第一の圧力レベルで供給されることを指示してもよい。第一の圧力レベルは、吹送中に対象者１２の肺が少なくとも部分的に満たされるほど、十分に高い。吹送後、圧力発生装置１４は、対象者１２の気道を通る呼気流が、対象者１２の気道及び／又は肺から粘液及び／又はその他の貯留物を除去するために十分であるために十分な急激さで、呼吸可能な気体の加圧された流れの圧力を低下させてもよい。圧力は、第一の圧力レベルから、第一の圧力レベルよりも実質的に低い第二の圧力レベルへ低下させられてもよい。第二の圧力レベルは、例えば、大気圧よりも低い陰圧又は負圧であってもよい。呼気作用が完了した後に、圧力発生装置１４は、次の吹引送のために準備中である次の吸気作用を容易にするために、呼吸可能な気体の加圧された流れの圧力を第一の圧力レベルに戻してもよい。一連の吹引送の後、吹引送は停止されてもよい。

対象者インターフェイス１６は、対象者１２気道へ呼吸可能な気体の加圧された流れを供給するように構成されている。そのため、対象者インターフェイス１６は、導管３０、インターフェイス器具３２及び／又は他の構成要素を有する。導管３０は、インターフェイス器具３２へ気体の加圧された流れを運ぶ。導管３０は、ある長さの柔軟なホース又は他の導管であってもよい。導管３０は、インターフェイス器具３２を圧力発生装置１４と流体連通に取り付ける。インターフェイス器具３２は、対象者１２の気道へ気体の流れを供給するように構成される。いくつかの実施形態において、圧力発生装置１４は専用の吹引送装置であり、インターフェイス器具３２は、対象者１２へ呼吸治療を供給するために使用されている他のインターフェイス器具に取り外し可能に連結されるように構成される。

いくつかの実施形態において、インターフェイス器具３２は侵襲的である。インターフェイス器具３２を含み得る侵襲的なインターフェイス器具のいくつかの例は、気管内チューブ、気管切開チューブ及び又は他の装置である。いくつかの実施形態において、インターフェイス器具３２は非侵襲的である。そのため、インターフェイス器具３２は、非侵襲的に対象者１２に係合する。非侵襲的な係合は、対象者１２の気道の一つ又はそれ以上の外部開口部（例えば、鼻孔及び／又は口）を取り囲む領域（又は複数の領域）に、取り外し可能に係合し、対象者１２の気道とインターフェイス器具３２との間で気体を連通させることを含む。非侵襲的なインターフェイス器具３２のいくつかの例は、例えば、鼻カニューレ、鼻マスク、鼻／口マスク、フルフェイスマスク、トータルフェイスマスク、又は気体の流れを対象者の気道と連通させる他のインターフェイス器具を含んでもよい。本開示は、これらの例に限定されず、如何なるインターフェイス器具を使用して対象者へ気体の流れを供給することも意図する。

図１において、対象者インターフェイス１６は、対象者の気道へ気体の流れを供給するためのシングルリムのインターフェイスとして図示されたが、これは限定的であるように意図されていない。本開示の範囲は、対象者の気道へ気体の流れを供給するように構成された第一リム、及び選択的に気体を排出する（例えば、吐き出された気体を排出する）ように構成された第二リムの両方を持つ、ダブルリムの回路を含む。

センサ１８は、出力信号を生成するように構成されている。出力信号は、対象者インターフェイス１６内の気体の一つ又はそれ以上の気体パラメータに関連する情報を伝達する。一つ又はそれ以上の気体パラメータは、流量、体積、圧力、組成（例えば、一つ又はそれ以上の構成成分の（複数の）濃度）、温度、湿度、加速度、速度、音響特性、呼吸を示すパラメータの変化及び／又は他の気体パラメータを含む。

一つの実施形態において、センサ１８は、流量センサ及び／又は圧力センサを含む。センサ１８は、上記のパラメータを直接的に（例えば、対象者インターフェイス１６内の空気の流れとの流体連通を通じて）測定する一つ又はそれ以上のセンサを含んでもよい。センサ１８は、間接的に気体の流れの一つ又はそれ以上のパラメータに関連する出力信号を生成する一つ又はそれ以上のセンサを含んでもよい。例えば、一つ又はそれ以上のセンサ１８は、圧力発生装置１４の動作パラメータ（例えば、バルブ駆動部又はモータ電流、電圧、回転速度及び／又は他の動作パラメータ）及び／又は他のセンサに基づいて出力を生成してもよい。気体パラメータセンサ１８は、インターフェイス器具３２と圧力発生装置１４との間の導管３０の中の（又は導管３０に連通する）単一の位置に図示されているが、これは、限定的であるように意図されていない。センサ１８は、例えば、圧力発生装置１４の中、インターフェイス器具３２の中（又はインターフェイス器具３２に連通する位置）及び／又は他の位置のような、複数の位置に配置されたセンサを含んでもよい。

プロセッサ２０は、システム１０に情報処理能力を提供するように構成される。そのため、プロセッサ２０は、一つ又はそれ以上の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に設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、状態機械及び／又は電子的に情報を処理するための他の機械を含んでもよい。図１において、プロセッサ２０は単一体（single entity）として示されているが、これは、例示の目的だけのためのものである。いくつかの実装において、プロセッサ２０は、複数の処理ユニットを含んでもよい。これらの処理ユニットは同一の装置（例えば、圧力発生装置１４）の中に物理的に配置されていてもよく、又は、プロセッサ２０は、協調して動作している複数の装置の処理機能性を代表してもよい。

図１に示されるように、プロセッサ２０は、一つ又はそれ以上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。一つ又はそれ以上のコンピュータプログラムモジュールは、パラメータモジュール４０、目標モジュール４２、制御モジュール４４、制限モジュール４６、滞留時間モジュール４８及び／又は他のモジュールの一つ又はそれ以上を含んでもよい。プロセッサ２０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／又はファームウェアのいくつかの組合せ；及び／又はプロセッサ２０に処理機能を構成するための他の機構によって、モジュール４０，４２，４４，４６，及び／又は４８を実行するように構成されてもよい。

図１において、モジュール４０，４２，４４，４６，及び／又は４８は単一の処理ユニット内に共に配置されているように図示されているが、プロセッサ２０が複数の処理ユニットを有する実装において、モジュール４０，４２，４４，４６，及び／又は４８の一つ又はそれ以上が他のモジュールから離れて配置されてもよいことが、明確に理解されるべきである。モジュール４０，４２，４４，４６，及び／又は４８のいずれもが、記述されているよりも多くの又は少ない機能性を提供し得るように、以下に記載される、異なるモジュール４０，４２，４４，４６，及び／又は４８によって提供される機能性の記述は、例示の目的のためであり、限定的であるように意図されていない。例えば、モジュール４０，４２，４４，４６，及び／又は４８の一つ又はそれ以上は取り除かれてもよく、その機能性のいくらか又は全ては、他のモジュール４０，４２，４４，４６，及び／又は４８によって提供されてもよい。他の例として、プロセッサ２０は、以下にモジュール４０，４２，４４，４６，及び／又は４８の一つに帰するいくつか又は全ての機能性を遂行し得る、一つ又はそれ以上の追加的なモジュールを実行するように構成されてもよい。

パラメータモジュール４０は、システム１０内の一つ又はそれ以上のパラメータを決定するように構成される。システム１０内の一つ又はそれ以上のパラメータは、呼吸可能な気体の加圧された流れに関連する気体パラメータ、対象者１２の呼吸に関連する呼吸パラメータ、及び／又は他のパラメータを含んでもよい。パラメータモジュール４０は、センサ１８の出力信号に基づいて、一つ又はそれ以上のパラメータを決定するように構成されてもよい。パラメータモジュール４０によって決定された情報は、目標吹送周期流量、目標吹送周期体積、圧力発生装置１４の制御、圧力限度の決定、滞留時間の決定及び／又は他の使用のために使用されてもよい。

目標モジュール４２は、一回の吹送について目標周期流量及び／又は目標周期体積（時間を乗じた流量）を取得するように構成される。目標周期流量及び／又は目標周期体積は、製造時に取得されても、ユーザインターフェイス２２を介して使用者によって入力された情報から目標モジュール４２によって取得されてもよく、対象者１２による先の呼吸に関連するセンサ１８及び／又はパラメータモジュール４０からの情報から取得されてもよく、及び／又は他の方法によって取得されてもよい。

目標モジュール４２は、周期流量を測定又は決定し、測定又は決定された周期流量を目標周期流量と比較するように構成される。目標モジュール４２は、センサ１８からの出力信号の一つ又はそれ以上に基づいて、パラメータモジュール４０からの情報に基づいて及び／又は他の情報に基づいて、周期流量を決定し、その周期流量を目標周期流量と比較するように構成される。目標モジュール４２は、一回の個別の吹送中に、一つ又はそれ以上の時点でかつ／或いは連続的に、周期流量を決定し、その周期流量を目標周期流量と比較するように構成される。非限定的な実施例として、目標モジュール４２によって行われる周期流量の決定は、制御モジュール４４によって、時間と共に小さな圧力調節を行って目標周期流量を維持するために、圧力発生装置１４を制御するために使用されてもよい。

目標モジュール４２は、センサ１８の出力信号の一つ又はそれ以上に基づいて、パラメータモジュール４０からの情報に基づいて、及び／又は他の情報に基づいて、個別の吹送中に目標周期体積が達成された時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、目標モジュール４２は、一回の個別の吹送中に一つ又はそれ以上の時点で及び／又は連続的に全体の吹送体積（時間で積分された流量）を決定するように構成される。目標モジュール４２によって取得された目標周期体積と等しい及び／又は目標周期体積を超える全体の吹送体積に応答して、目標モジュール４２は、その吹送について目標周期体積が達成されたと決定する。非限定的な実施例として、個別の吹送について目標周期体積が達成されたとの目標モジュール４２による決定に関連する情報は、圧力発生装置１４を制御して対象者１２への引送を開始させるために、制御モジュール４４によって使用されてもよい。

制御モジュール４４は、対象者１２への吹送中に呼吸可能な気体の加圧された流れの吹送圧力を調節するために、圧力発生装置１４を制御するように構成される。制御モジュール４４は、開始吹送圧力から圧力発生装置１４を制御し、その吹送について目標周期体積が達成されるまで、呼吸可能な気体の加圧された流れの流量を目標周期流量に維持する。制御モジュール４４は、センサ１８からの出力信号に基づいて、パラメータモジュール４０からの情報に基づいて、目標モジュール４２からの情報に基づいて及び／又は他の情報に基づいて、
圧力発生装置１４を制御するように構成される。上記の制御は、フィードバック制御であってもよい。一回の吹送について目標周期体積が達成されたとの目標モジュール４２による決定に応答して、制御モジュール４４は、対象者１２の気道から気体を排出させるように、圧力発生装置１４を制御するように構成される。

非限定的な実施例として、図２は、対象者への吹引送の間の吹送圧力制御のグラフ表示（流量／圧力対時間）である。圧力６０は徐々に高められ、目標周期体積６６が達成されるまで、流量６２を目標周期流量６４に維持する。目標周期体積６６が達成された時に圧力６０は低下し、対象者の気道から気体を排出させる。

図１に戻り、いくつかの実施形態において、制御モジュール４４は、上述の機械的吹引送レジメンの代わり及び／又はこれに加えて、人工呼吸器及び／又は気道陽圧治療レジメンに従って、圧力発生装置１４を制御して気体の流れを発生させるように構成される。非限定的な実施例として、プロセッサ２０は、気体の流れを介して対象者に提供される圧力支援が、非侵襲的換気、気道陽圧支援、持続的気道陽圧支援、二相支援、ＢｉＰＡＰ（登録商標）及び／又は他の種類の圧力支援治療を含むように、圧力発生装置１４を制御してもよい。本実施例において、対象者１２が、気道圧力支援動作レジメンから機械的吹引送動作レジメンへ切り替え及び／又は機械的吹引送動作レジメンから気道圧力支援動作レジメンへ切り替えるように、圧力発生装置１４を動作させてもよい。対象者１２は、ユーザインターフェイス２２を介して及び／又は他の方法によって、一つの動作レジメンから他の動作レジメンへの切り替えを引き起こしてもよい。

制限モジュール４６は、吹送圧力限度を取得し、かつ／或いは吹送圧力限度が達成された時を決定するように構成される。吹送圧力限度は、製造時に取得されてもよく、ユーザインターフェイス２２を介して使用者によって入力された情報から制限モジュール４６によって取得されてもよく、パラメータモジュール４０によって生成された情報から取得されてもよく、対象者１２による先の呼吸に関連する情報から取得されてもよく、及び／又は他の方法によって取得されてもよい。いくつかの実施形態において、制限モジュール４６は、可能な吹送圧力限度の範囲から吹送圧力限度を取得してもよい。可能な吹送圧力限度の範囲の情報の限界及び下方の限界は、ユーザインターフェイス２２を介して使用者によって及び／又は他の方法によって設定されてもよい。非限定的な実施例として、可能な圧力限度範囲の上方の限界は７０ｃｍＨ２Ｏに設定されてもよく、かつ／或いは可能な圧力限度範囲の下方の限界は１０ｃｍＨ２Ｏに設定されてもよい。

いくつかの実施形態において、制御モジュール４４は、周期流量によらずに、圧力限度で吹送圧力を維持するように圧力発生装置１４を制御するように構成される。制御モジュール４４は、吹送圧力限度が達成されたとの制限モジュール４６による決定に応答して、吹送圧力を圧力限度に維持するように、圧力発生装置１４を制御するように構成される。制御モジュール４４は、目標周期体積が達成されるまで、流量が目標周期流量を超えるまで（それ故に、フィードバック制御された吹送圧力が圧力限度以下に低下することを要求する）、及び／又は制御モジュール４４が、目標周期体積が所定の時間内に達成されないと決定するまで、圧力を圧力限度で維持するように、圧力発生装置１４を制御するように構成される。

所定の時間は、製造時に取得されてもよく、ユーザインターフェイス２２を介して使用者によって入力された情報から制限モジュール４６によって取得されてもよく、パラメータモジュール４０によって生成された情報から取得されてもよく、対象者１２による先の呼吸に関連する情報から取得されてもよく、及び／又は他の方法によって取得されてもよい。所定の時間は、吹送が継続している間に対象者１２によって経験される不快感及び／又は他の身体的な問題を制限しながら、吸い込まれる周期体積を最大化するように設定された、時間の長さである。所定の時間は、対象者１２の肺のコンプライアンス、最大吹送圧力、流量及び／又は他の要素に基づいて、吹送の間に延長及び／又は短縮されてもよい。所定の時間の終了時に、制御モジュール４４は、対象者１２の気道から気体を排気させるように、圧力発生装置１４を制御するように構成される。

いくつかの実施形態において、制御モジュール４４は、吹送圧力を圧力最小値又はそれ以上に維持するように、圧力発生装置１４を制御するように構成される。吹送圧力最小値は、製造時に取得されてもよく、ユーザインターフェイス２２を介して使用者によって入力された情報（例えば、対象者１２、医師、意思決定者及び／又は他の使用者によって入力された圧力最小値情報）から制限モジュール４６によって取得されてもよく、パラメータモジュール４０によって生成された情報から取得されてもよく、対象者１２による先の呼吸に関連する情報から取得されてもよく、及び／又は他の方法によって取得されてもよい。

非制限的な実施例として、図３は、対象者の吸入の間の吹送圧力最大値での吹送圧力制御のグラフ表示（圧力／流量対時間）である。圧力７０は、圧力最小値７１を超えて徐々に高められ、圧力の上方限界７６が達成されるまで、流量７２を目標周期流量７４に維持する。圧力７０は、流量７２の低下７８に関わらず、目標周期体積が達成されるまで、及び／又は所定の時間８０の終了まで、圧力限度７６に維持される。

図１を参照して、滞留時間モジュール４８は、滞留時間を取得するように構成される。滞留時間は、製造時に取得されてもよく、ユーザインターフェイス２２を介して使用者によって入力された情報から滞留時間モジュール４８によって取得されてもよく、パラメータモジュール４０によって生成された情報から取得されてもよく、対象者１２による先の呼吸に関連する情報から取得されてもよく、及び／又は他の方法によって取得されてもよい。いくつかの実施形態において、制御モジュール４４は、滞留時間モジュール４８によって取得された滞留時間の間、吹送を終了させ（流量がゼロ又はほぼゼロ（ゼロ近傍）になるように圧力を調節する）、対象者１２の気道内の加圧された呼吸可能な気体の目標周期体積を維持するように、圧力発生装置１４を制御するように構成される。滞留時間の終了時に、制御モジュール４４は、対象者１２の気道から気体を排気させるように、圧力発生装置１４を制御するように構成される。いくつかの実施形態において、滞留時間は、一回の吹送について、対象者１２の胸筋のコンプライアンス、対象者１２の肺に保持される気体の圧力、対象者１２の肺の中の気体の体積及び／又は他の要素に基づいて、延長及び／又は短縮されてもよい。

非限定的な実施例として、図４は、対象者への吹送と引送の間に圧力発生装置によって生成される圧力残存のグラフ表示（流量／圧力対時間）である。圧力９０は、吹送の終了時９２まで徐々に高められる。吹送の終了時９２において、圧力９０は、流量９６をゼロ又はゼロ近傍９８に到達させるために、滞留圧力９４に調節される。圧力９０は、滞留時間１００の間、引送の開始１０２まで、滞留圧力９４に保持される（流量９６をゼロ又はゼロ近傍に保持）。

図１に戻り、ユーザインターフェイス２２は、システム１０と対象者１２及び／又は他の使用者との間に、インターフェイス（接点）を提供するように構成される。インターフェイスを通して、対象者１２及び／又は他の使用者は、システム１０に情報を提供し、システム１０から情報を受け取ることができる。他の使用者は、介護士、医師、意思決定者及び／又は他の使用者を含んでもよい。これは、集合的に“情報”と呼ばれるデータ、合図、結果及び／又は指示及び他の伝達可能な項目が、使用者（例えば、対象者１２）と圧力発生装置１４、プロセッサ２０及び／又はシステム１０の他の構成要素の一つ又はそれ以上との間で伝達されることを可能にする。ユーザインターフェイス２２に含めるために適切なインターフェイス装置の例は、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、スピーカー、マイクロホン、表示灯、音声アラーム、プリンタ、触覚フィードバック装置及び又は他のインターフェイス装置を含む。一つの実施形態において、ユーザインターフェイス２２は、複数の別個のインターフェイスを有する。一つの実施形態において、ユーザインターフェイス２２は、圧力発生装置１４と一体化して提供される少なくとも一つのインターフェイスを含む。

配線で接続されているか又は無線であるかのいずれかの他の伝達技術もまた、本開示によって、ユーザインターフェイス２２として意図されていることが、理解されるべきである。例えば、本開示は、ユーザインターフェイス２２は、電子記憶装置２４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イスと一体化され得ることを意図している。本実施例において、情報は、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、リムーバブルディスク等）から、システム１０内に読み込まれることができる。これは、（複数の）使用者がシステム１０の実装をカスタマイズすることを可能にする。ユーザインターフェイス２２としてシステム１０と共に使用されるのに適した他の例示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、ケーブル又はその他）を含むが、これらに限定されない。要するに、システム１０に情報を伝達するための如何なる技術でも、本開示によってユーザインターフェイス２２として意図されている。

いくつかの実施形態において、電子記憶装置２４は、電子的に情報を記憶する電子記憶媒体を有する。電子記憶装置２４の電子記憶媒体は、システム１０に一体的に設けられた（すなわち、実質的に取り外しができない）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、ファイヤーワイヤー（登録商標）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１０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、の一方又は両方を有してもよい。電子記憶装置２４は、光学的に読み込み可能な記憶媒体（例えば、光ディスク等）、磁気的に読み込み可能な記憶媒体（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)ディスク等）、ソリッドステートの記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ等）及び／又は他の電子的に読み込み可能な記憶媒体の、一つ又はそれ以上を有してもよい。電子記憶装置２４は、ソフトウェアのアルゴリズム、プロセッサ２０によって決定又は測定された情報、ユーザインターフェイス２２を介して受信された情報及び／又はシステム１０が適切に機能することを可能にする他の情報を記憶することができる。電子記憶装置２４は、（全体又は一部において）システム１０内の独立した構成要素であってもよく、又は電子記憶装置２４は、（全体又は一部において）システム１０の一つ又はそれ以上の他の構成要素（例えば、ユーザインターフェイス２２、プロセッサ２０等）と一体的に設けられてもよい。

図５は、対象者への吹引送を行う方法２００を示す。以下に記載される方法２００の行程は、例示的であるように意図されている。いくつかの実施形態において、方法２００は、一つ又はそれ以上の記述されていない追加的な工程と共に、及び／又は、一つ又はそれ以上の説明された工程を行わずに、遂行されてもよい。加えて、方法２００の複数の行程が図５において示され、以下に記述される順序は、限定的であるように意図されていない。

いくつかの実施形態において、方法２００は、一つ又はそれ以上の処理装置（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に設計されたデジタル回路、情報を処理するためのアナログ回路、状態機械及び／又は電子的に情報を処理するための他の機械）に実装されてもよい。一つ又はそれ以上の処理装置は、電子記憶媒体に記憶された命令に応じて方法２００の複数の行程のいくつか又は全てを実行する、一つ又はそれ以上の装置を含んでもよい。一つ又はそれ以上の処理装置は、ハードウェア、ファームウェア及び／又は方法２００の複数の行程の一つ又はそれ以上の実行のために特に設計されるソフトウェアを使って構成される、一つ又はそれ以上の装置を含んでもよい。

工程２０２において、対象者の気道へ供給されるための呼吸可能な気体の加圧された流れが、発生及び制御される。いくつかの実施形態において、工程２０２は、（図１に示され、本明細書において記述される）圧力発生装置１４と同一又は同様の圧力発生装置によって行われる。

工程２０４において、呼吸可能な気体の加圧された流れの気体パラメータの一つ又はそれ以上に関連する情報を伝達する出力信号が生成される。いくつかの実施形態において、工程２０４は、（図１に示され、本明細書において記述される）センサ１８と同一又は同様のセンサによって行われる。

工程２０６において、目標周期流量が取得され、周期流量が測定（又は決定）され、個別の吹送の間に一回又は以上の回数、測定又は決定された周期流量が目標周期流量と比較される。いくつかの実施形態において、工程２０６は、（図１に示され、本明細書において記述される）目標モジュール４２と同一又は同様のプロセッサモジュールによって行われる。

工程２０８において、目標周期体積が取得され、個別の吹送について周期体積が目標周期体積に到達した時の決定が行われる。いくつかの実施形態において、工程２０８は、（図１に示され、本明細書において記述される）目標モジュール４２と同一又は同様のプロセッサモジュールによって行われる。

工程２１０において、対象者への吹送中に呼吸可能な気体の加圧された流れの吹送圧力が制御される。吹送について目標周期体積が達成されるまで、呼吸可能な気体の加圧された流れの流量を実質的に目標周期流量に維持するように、吹送圧力が制御される。吹送圧力は、出力信号に基づいて制御される。いくつかの実施形態において、工程２１０は、（図１に示され、本明細書において記述される）制御モジュール４４及び圧力発生装置１４と同一又は同様のプロセッサモジュール及び圧力発生装置によって行われる。

工程２１２において、吹送圧力限度が取得され、吹送圧力が吹送圧力限度に到達する時の決定が行われる。吹送圧力限度が達成されたとの決定に応答して、目標周期体積が達成されるまで、流量が目標周期流量を超えるまで及び／又は目標周期体積が所定の時間内に達成されないとの決定まで、周期流量によらずに、吹送圧力は圧力限度に維持される。いくつかの実施形態において、工程２１２は、（図１に示され、本明細書において記述される）制限モジュール４６、制限モジュール４４及び圧力発生装置１４と同一又は同様のプロセッサモジュール及び圧力発生装置によって行われる。

工程２１４において、滞留時間が取得され、吹送の後に、滞留時間の間、対象者の気道内の周期体積が維持される。いくつかの実施形態において、工程２１４は、（図１に示され、本明細書において記述される）滞留時間モジュール４８、制限モジュール４４及び圧力発生装置１４と同一又は同様のプロセッサモジュール及び圧力発生装置によって行われる。

工程２１６において、目標周期体積が達成されたとの決定、目標周期体積が所定の時間内に達成されないとの決定及び／又は滞留時間の終了に応答して、対象者の気道から気体が排出させられる。いくつかの実施形態において、工程２１６は、（図１に示され、本明細書において記述される）圧力発生装置１４と同一又は同様の圧力発生装置によって行われる。

特許請求の範囲において、括弧内の如何なる参照符号も特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。単語「有する」又は「含む」は、特許請求の範囲に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。数個の手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、一つ及び同一のハードウェアのアイテムによって具体化されてもよい。要素に先行する単語「１つ」又は「ある」は、そのような要素が複数存在することを排除しない。数個の手段を列挙する如何なる装置の請求項においても、これらの手段のいくつかは、一つ及び同一のハードウェアのアイテムによって具体化されてもよい。ある複数の要素が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの要素が組み合わせて使用され得ないことを示唆しない。

以上の記述は、最も実用的かつ好ましい実施形態であると現在考えられるものに基づいて、例示の目的で詳細を提供するが、そのような詳細はその目的だけのためのものであり、本開示は、明示的に開示された実施形態に限定されず、それどころか、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内にある修正及び均等な構成を包含するように意図されていることが、理解されるべきである。例えば、本開示は、可能である限り、任意の実施形態の一つ又はそれ以上の特徴は、他の実施形態の一つ又はそれ以上の特徴と組み合わせることができるように意図されていることが、理解されるべきである。

Claims (15)

1. 対象者に吹引送をおこなうように構成されたシステムであって、当該システムは、
   対象者の気道への、呼吸気体の加圧された流れの供給を発生及び制御するように構成された圧力発生装置、
   出力信号を生成するように構成された一つ又はそれ以上のセンサであり、該出力信号は、呼吸気体の加圧された流れの一つ又はそれ以上の気体パラメータに関連する情報を伝達する、センサ、及び
   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た一つ又はそれ以上のプロセッサ、を有し、
   該複数のコンピュータプログラムモジュールは、
   目標周期流量及び目標周期体積を取得し、前記出力信号に基づいて個別の吹送中に前記目標周期体積が達成された時を決定し、前記出力信号に基づいて周期流量をモニタし、モニタされた周期流量を前記目標周期流量と比較するように構成された、目標モジュール、及び、
   前記出力信号に基づき、前記圧力発生装置を制御して、吹送のための前記目標周期体積が達成されるまで、呼吸気体の加圧された流れの流量を実質的に前記目標周期流量に維持するように、対象者への吹送中に呼吸気体の加圧された流れの吹送圧力を制御するように構成された制御モジュールであり、前記目標モジュールによる前記目標周期体積が実質的に達成されたとの決定に反応して、当該制御モジュールは、対象者の気道から気体を排出するように前記圧力発生装置を制御するように構成されている、制御モジュール、
   を含む、システム。
2. 前記複数のコンピュータプログラムモジュールは制限モジュールを更に含み、当該制限モジュールは、
   吹送圧力限度を取得し、かつ
   該吹送圧力限度が達成された時を決定するように構成され、
   前記制御モジュールは、前記目標周期体積が達成されるまで、流量が前記目標周期流量を超えるまで又は当該制御モジュールが、前記目標周期体積が所定の時間内に達成されないと決定するまで、前記吹送圧力限度が達成されたとの前記制限モジュールによる決定に応答して、周期流量によらずに、前記圧力限度で吹送圧力を維持するように前記圧力発生装置を制御する、
   請求項１記載のシステム。
3. 前記複数のコンピュータプログラムモジュールは、滞留時間を取得するように構成された滞留時間モジュールを更に有し、
   前記制御モジュールは、対象者の気道から気体を排気させる前に、前記滞留時間の間、対象者の気道内の前記周期体積を維持するように、圧力発生装置を制御するように構成されている、
   請求項１記載のシステム。
4. ユーザインターフェイスであり、開始吹送圧力、目標周期流量又は目標周期体積の一つ又はそれ以上を示す情報が、前記ユーザインターフェイスに対する対象者による入力を含むように構成された、ユーザインターフェイスを更に有する、請求項３記載のシステム。
5. 対象者が、システムに吹送を開始させる、請求項１記載のシステム。
6. 対象者に吹引送を行う方法であって、当該方法は、
   対象者の気道への呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御するステップ、
   呼吸可能な気体の加圧された流れの一つ又それ以上の気体パラメータに関する情報を伝達する、出力信号を生成するステップ、
   目標周期流量及び目標周期体積を取得するステップ、
   前記出力信号に基づいて、個別の吹送の間に前記目標周期体積が達成されたときを決定するステップ、
   前記出力信号に基づいて、前記周期流量をモニタするステップ、
   前記モニタされた周期流量を前記目標周期流量と比較するステップ、
   吹送について前記目標周期体積が達成されるまで、実質的に前記目標周期流量で呼吸可能な気体の加圧された流れの流量を維持するように、前記出力信号に基づき、対象者への吹送の間、呼吸可能な気体の加圧された流れの吹送圧力を制御するステップ、及び
   前記目標周期体積が実質的に達成されたとの決定に応答して、対象者の気道から気体を排出させるステップ、
   を含む、方法。
7. 吹送圧力限度を取得するステップ、
   該吹送圧力限度が達成された時を決定するステップ、及び
   前記吹送圧力限度が達成されたとの決定に応答して、前記目標周期体積が達成されるまで、流量が前記目標周期流量を超えるまで又は前記目標周期体積が所定の時間内に達成されないとの決定まで、周期流量によらずに、前記圧力限度で吹送圧力を維持するステップ、
   を更に含む、請求項６記載の方法。
8. 滞留時間を取得するステップ、
   前記滞留時間の間、対象者の気道内の前記周期体積を維持するステップ、及び
   前記滞留時間の終了時に、対象者の気道から気体を排気させるステップ、
   を更に含む、請求項６記載の方法。
9. ユーザインターフェイスを介して、開始吹送圧力、目標周期流量又は目標周期体積の一つ又はそれ以上を示す情報を入力するステップを更に含む、請求項８記載の方法。
10. 対象者が吹送の開始を指示する、請求項６記載の方法。
11. 対象者に吹引送をおこなうように構成されたシステムであって、当該システムは、
    対象者の気道への、呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する手段、
    呼吸気体の加圧された流れの一つ又はそれ以上の気体パラメータに関連する情報を伝達する出力信号を生成する手段、及び
    複数のコンピュータプログラムモジュールを実行する手段、を有し、
    該複数のコンピュータプログラムモジュールは、
    目標周期流量及び目標周期体積を取得し、前記出力信号に基づいて個別の吹送中に前記目標周期体積が達成された時を決定し、前記出力信号に基づいて周期流量をモニタし、モニタされた周期流量を前記目標周期流量と比較する手段、及び
    前記出力信号に基づき、呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する前記手段を制御して、吹送のための前記目標周期体積が達成されるまで、呼吸可能な気体の加圧された流れの流量を実質的に前記目標周期流量に維持するように、対象者への吹送中に呼吸気体の加圧された流れの吹送圧力を制御し、前記目標周期体積が実質的に達成されたとの決定に応答して、対象者の気道から気体を排出するように、呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する前記手段を制御する、手段、
    を有する、システム。
12. 前記複数のコンピュータプログラムモジュールは、
    吹送圧力限度を取得し、該吹送圧力限度が達成された時を決定する手段を更に有し、
    呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する手段を制御するための前記手段は、前記目標周期体積が達成されるまで、流量が前記目標周期流量を超えるまで又は呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する手段を制御するための前記手段が、前記目標周期体積が所定の時間内に達成されないと決定するまで、前記吹送圧力限度が達成されたとの、前記吹送圧力限度を決定し前記吹送圧力限度が達成された時を決定する前記手段による決定に応答して、周期流量によらずに、前記圧力限度で吹送圧力を維持するように、呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御する前記手段を制御するように構成されている、
    請求項１１記載のシステム。
13. 前記複数のコンピュータプログラムモジュールは、滞留時間を取得する手段を更に有し、
    呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御するための前記手段を制御するための前記手段は、対象者の気道から気体を排気させる前に、前記滞留時間の間、対象者の気道内の前記周期体積を維持するように、呼吸可能な気体の加圧された流れの供給を発生及び制御するための手段を制御するように構成されている、
    請求項１１記載のシステム。
14. 開始吹送圧力、目標周期流量又は目標周期体積の一つ又はそれ以上を示す情報を、使用者がシステムに入力する手段を更に有する、請求項１３記載のシステム。
15. 対象者が当該システムに吹送を開始させる、請求項１１記載のシステム。

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