JP2015527139A - 発声検出を用いた呼吸補助システム - Google Patents

Abstract

呼吸補助システム（１０）が開示される。本呼吸補助システム（１０）は、ベンチレータ（１２）と、該ベンチレータと患者の気管における気管切開チューブ（１６）との間の空気の流れを連通させるように配置される呼吸ルーメン（１４）と、患者の声帯振動を表す振動信号を生成するように構成されたセンサ（２４）と、を備える。本システムは、振動信号における患者による発声又は試みられた発声の検出に応答して、患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するように構成される。

Description

本技術は、呼吸器疾患の診断、治療、及び改善のうちの１つ又は複数に関する。特に、本技術は、呼吸器疾患を治療するための医療装置及びそれらの使用に関する。

１ 呼吸器疾患

体の呼吸器系はガス交換を促進する。鼻と口は、患者の気道への入口を形成する。

気道は一連の分岐する管を含み、それらは肺の中により深く入り込むほど、より狭く、より短く、そしてより多数になる。肺の主要な機能はガス交換であり、これによって酸素が大気中から静脈血内に移動されるとともに二酸化炭素が外部に移動される。気管は右主気管支及び左主気管支に分かれ、それらは最終的には終末細気管支に更に分かれる。気管支は気道の案内を行い、ガス交換に寄与しない。気道の更なる分岐は呼吸細気管支に通じ、最終的に肺胞に至る。肺の肺胞領域はガス交換が起こる場所であり、これは呼吸域と呼ばれる。Ｗｅｓｔ，Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ− ｔｈｅ Ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ（非特許文献１）を参照。

幅広い呼吸器疾患が存在する。

チェーンストークス呼吸（ＣＳＲ）は、律動的な交代周期の換気の強弱が生じ、動脈血の反復的な脱酸素化及び再酸素化をもたらす患者の呼吸調節器の障害である。ＣＳＲは反復的な低酸素症のために有害である可能性がある。ある患者では、ＣＳＲは睡眠からの反復的な覚醒と関連し、それは重度の睡眠障害、交感神経活動の増加、及び後負荷の増加をもたらす。米国特許公報第６５３２９５９号（Ｂｅｒｔｈｏｎ−Ｊｏｎｅｓ）（特許文献１）を参照。

肥満過換気症候群（ＯＨＳ）は、他の既知の低換気の原因がない状態における、重度の肥満及び覚醒慢性高炭酸ガス血症の組み合わせとして定義される。症状は、呼吸困難、朝の頭痛、及び過度の日中の眠気を含む。

慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）は、共通するある特徴を有する下気道疾患群の全てを包含する。これらは、空気移動に対する抵抗の増加、呼吸の呼気相の延長、及び肺の通常の弾力性の損失を含む。ＣＯＰＤの例は、肺気腫及び慢性気管支炎である。ＣＯＰＤは、慢性的な喫煙（主要な危険因子）、職業性曝露、大気汚染、及び遺伝因子によって引き起こされる。症状は、労作時の呼吸困難、慢性的な咳、及び痰の生成を含む。

神経筋疾患（ＮＭＤ）は、内在筋の病変を直接的に介するか、神経の病変を間接的に介する、筋肉の機能を損なう多くの疾患及び病気を包含する広義語である。あるＮＭＤ患者は、歩行の喪失、車椅子への束縛、嚥下困難、呼吸筋力の低下、そして最終的には呼吸器不全による死をもたらす進行性の筋障害によって特徴付けられる。神経筋障害は、急速進行性のものと緩徐進行性のものとに分類可能である。（ｉ）急速進行性の障害は、数ヶ月にわたって悪化して数年内に死に至る筋障害（例えば、十代の若者における筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）及びデュシェンヌ型筋ジストロフィー（ＤＭＤ））によって特徴付けられる。（ｉｉ）変化しやすい又は緩徐進行性の障害は、数年にわたって悪化して平均寿命をわずかに短縮させるのみの筋障害（例えば、肢帯型、顔面肩甲上腕型、及び筋緊張性の筋ジストロフィー）によって特徴付けられる。ＮＭＤにおける呼吸器不全の症状は、全身衰弱、嚥下困難、労作時及び休息時の呼吸困難、疲労、眠気、朝の頭痛、並びに集中及び気分転換の困難を含む。

胸壁疾患は、呼吸筋と胸郭との間の役に立たない結合をもたらす胸郭変形群である。疾患は通常、拘束性欠陥によって特徴付けられ、長期の高炭酸ガス性呼吸器不全の可能性がある点が共通する。脊柱側弯症及び／又は後弯症は、重度の呼吸器不全を引き起こし得る。呼吸器不全の症状は、労作時の呼吸困難、末梢浮腫、起座呼吸、肺感染症の繰り返し、朝の頭痛、疲労、質の低い睡眠、及び食欲の低下を含む。

米国特許公報第６５３２９５９号公報 仏国特許出願公開第２９４５２１７号公報

Ｗｅｓｔ，Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ− ｔｈｅ Ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ

２ 治療

換気は、ＣＳＲ、ＯＨＳ、ＣＯＰＤ、ＭＤ、及び胸壁疾患を治療するために用いられている。

２．１ ＰＡＰ装置
換気のための陽圧の空気は通常、モータ駆動ブロアなどのＰＡＰ装置又はベンチレータによって患者の気道に供給される。ブロアの出口は、柔軟性を有する搬送管路を介して患者の気道に接続される。

２．２ 気管切開
気管切開は、患者の気管内への気道を開くために首の前部を切開する外科的処置である。患者が上気道を用いることなく呼吸できるように、得られた開口を通して気管切開チューブが患者の気管内に挿入される。

そのような気管切開チューブを用いるＰＡＰ装置又はベンチレータは、患者が息を吸うとき、圧搾空気又は他の呼吸可能なガスをチューブを介して患者に供給するとともに、患者が息を吐くとき、呼気をチューブを介して排出することによって、患者を補助できる。

気管切開された患者に適する１つの公知のベンチレータは、ＲｅｓＭｅｄ社によって製造される

である。

２．３発声困難
バルブ式のベンチレータに接続されながら、例えば気管切開開口部がカフされていない状態で、患者は話すことを試み得る。ベンチレータの通常の動作によって、声帯が位置する上気道の代わりに気管切開チューブを呼気が通過するため、その発声の質が損なわれる。

気管切開チューブを介して吐かれている空気は、呼気が、患者の上気道を通る患者の声帯に沿った流れから迂回されるため、換気の下で患者の発声を損なう可能性がある。発声を可能とするために、近似的に３ｈＰａの最小値を超える声帯の下部（肺と声帯との間）の圧力が通常必要とされる。これは通常、（吸息の後）肺の内側に空気がある間に声帯を収縮させることによって、気管切開されていない人において行われる。該圧力はその結果、声帯そして次に口を通る空気の通常の呼息を引き起こすこととなる。しかしながら、気管切開された患者では、気管切開チューブが声帯の下に位置するため、呼気の多くは上気道を経由して送られず、また、空気は、上気道を介するよりも、呼吸補助システムの呼息バルブを通過し易い。

既存の解決方法によれば、ＰＥＥＰ（終末呼気陽圧）の通常値は、呼気の大部分が上気道を沿って方向が直されるように、ＰＡＰ装置によって増加される。別の解決手段によれば、呼気の可能な経路が上気道を介するもののみとなるように、パッシーミューアバルブ等の逆流防止バルブが管路に沿って配置される。

仏国特許出願公開第２９４５２１７号公報（特許文献２）は、患者の呼吸及び発声を促進するという、気管切開された患者のための呼吸補助装置に関する。本装置は、患者によって吐かれる空気の通過のための出口開口を有する呼気回路と、出口開口を開放／閉鎖するバルブとを有する。患者が息を吸うときバルブは出口開口を閉鎖し、患者が息を吐くときバルブは出口開口を開放する。装置はまた、患者が息を吐くときにバルブを閉鎖位置に選択的に移動させる、患者によって作動されるべき正の制御の手段を備え、それによって患者が話すことを望むとき呼息は上気道を介し、あるいは患者が話すことを望んでいないとき呼息は気管切開チューブを介する。

公知の解決方法の多くは持続的であり、すなわちそれらは治療を通じて一定に保たれる。患者が話すことを可能にするが、それらは気管切開の目的全体に反する。仏国特許出願公開第２９４５２１７号公報（特許文献２）に係る装置のみが、患者によって作動されるべきボタンを患者に提供する点において、持続的でない。この作動は従って、患者による意識的な行為を必要とし、またそのようにする能力を必要とする。このことは問題である。なぜならば、そのような特徴から利益を受け得る（神経筋患者等の）患者のカテゴリは多くの場合、そのようにするための非常に限られた能力しか有しない。

本技術は、改善された快適性、費用、効率、使いやすさ、及び製造可能性のうちの１つ又は複数を有する、呼吸器疾患の診断、改善、治療、又は予防において使用される医療装置を提供することに向けられる。

本技術は特に、換気を受けている気管切開された患者が話している若しくは話すことを試みていることを検出し、それに応答して呼吸補助システムが、患者の発声を促進又は発声の質を改善するために、その挙動を変更する呼吸補助システム及び方法に関する。

好ましくは、本技術は、声帯の振動を検出する喉マイクロホン等のセンサと、この振動信号を、患者が話している若しくは話すことを試みているか否かを示す例えばブール信号である発声信号に変換するモジュールとを備える。この発声信号は、患者の発声を促進又は発声の質を改善するように、その挙動を条件付きで変更するように呼吸補助システムによって使用され得る。好ましくは、挙動の変更は、患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進する形式をとり、それによって、気管切開チューブを介した上流に向かう呼気の流れを少なくとも部分的に抑制する。呼気の少なくとも実質的な部分は従って、患者の上気道を介して、特に患者の声帯を通って流れ、患者の発声を促進し又は発声の質を改善する。

ひとたび患者が、適当な位置に実施の本技術に係る呼吸補助システムを有すると、特にセンサを有すると、理解しやすく話すためにそれ以上の介入は患者から要求されない。特に、本技術は、例えばボタンを押すことによってシステムと活動的に相互作用することができない者を含む患者のカテゴリの中で、発声の質を改善し得る。本技術の使用により得られる発声はより理解しやすく、従って、患者による行動に如何なる変更をも必要とすることなく、患者の生活の質が向上する。

本技術の一態様は、声帯の下部における約３ｈＰａの最小圧力の提供に関する。

本技術の一態様によれば、呼吸補助システムが開示される。本呼吸補助システムは、ベンチレータと、該ベンチレータと患者の気管における気管切開チューブとの間の空気の流れを連通させるように配置される呼吸ルーメンと、患者の声帯振動を表す振動信号を生成するように構成されたセンサと、を備え、本システムは、振動信号における患者による発声又は試みられた発声の検出に応答して、患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するように構成される。

本技術の一態様によれば、呼吸補助システムと相互作用するように構成される声検出モジュールが開示される。本モジュールは、患者の気管における気管切開チューブを介して呼吸補助システムによって換気がサポートされている患者の声帯振動を表す振動信号を供給し、振動信号において患者による発声又は試みられた発声を検出し、振動信号における発声又は試みられた発声の検出に応答して、発声を促進又は発声の質を改善するように、呼吸補助システムの動作を変更する、ように適合される。

本技術の一態様によれば、気管切開された患者による発声を促進する又は発声の質を改善する方法が開示される。本方法は、患者の気管における気管切開チューブを介した患者による換気をサポートするステップと、患者による発声又は試みられた発声を検出するステップと、患者による発声又は試みられた発声の検出に応答して、患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するステップと、を含む。

更なる及び／又は代替の態様は、以下の記載に関する。

１．呼吸補助システムであって、ベンチレータと、該ベンチレータと患者の気管との間を連通させる気管切開チューブと、声帯振動を監視するセンサと、を備え、本システムは、発声を示す振動の検出に応答して、チューブを介した排出される空気の流れを少なくとも部分的に抑制するように構成される、呼吸補助システム。

２．チューブを介した排出される空気が流れることができるチューブと連通するバルブを備え、チューブを介した排出される空気の流れの少なくとも部分的な抑制は、バルブを少なくとも部分的に閉鎖することを含む、態様１に係るシステム。

３．チューブを介した排出される空気の流れの少なくとも部分的な抑制に少なくとも寄与するように、陽圧をチューブに印加するようにベンチレータを促すように適合される、態様１又は２に係るシステム。

４．センサは、接触型振動センサを備える、態様１〜３のうちのいずれか１つに記載のシステム。

５．センサは、好ましくは患者の喉に外部から取り付けられる喉マイクロホンである、態様１〜４のうちのいずれか１つに記載のシステム。

６．センサは、センサと接触する患者によって生成される振動のみに対して感度を有する、態様４又は５に記載のシステム。

７．発声を示す声帯振動の検出の停止の後、流れに対する少なくとも部分的な抑制を解放するように適合される、態様１〜６のうちのいずれか１つに記載のシステム。

８．上記解放は、発声を示す声帯振動の最後の検出から所与の時間期間が経過した後に発生する、態様７に記載のシステム。

９．上記所与の時間期間は１秒間である、態様８に記載のシステム。

１０．センサから、監視された信号を受信する手段を備え、発声を示す振動の検出は上記手段によって判定される、態様１〜９のうちのいずれか１つに記載のシステム。

１１．上記手段による、発声を示す振動の検出は、１００Ｈｚから３ｋＨｚまでの範囲内にある振動に基づく、態様１０に記載のシステム。

１２．上記手段による、発声を示す振動の検出は、少なくとも２００ミリ秒の時間ウィンドウにおいて存在する、検出されている振動に基づく、態様１０又は１１記載のシステム。

１３．上記手段による、発声を示す振動の検出は、５００ミリ秒の間に２回から３回の間だけ発生している振動に基づく、態様１０又は１１に記載のシステム。

１４．患者の吸息呼吸周期と呼息呼吸周期をサポートように適合され、少なくとも吸息周期の終了の間、バルブは閉鎖される、態様２に記載のシステム。

１５．後続の呼息周期の開始における所与の時間ウィンドウの間、バルブはまだ閉鎖される、態様１４に記載のシステム。

１６．呼吸補助システムと相互作用する声検出モジュールであって、患者の声帯振動の監視された信号を受信して、監視された信号から発声を示す振動を検出して、発声を示す振動の検出に応答して、第１の情報を呼吸補助システムに送信するように構成されるモジュール。

１７．発声を示す振動の検出が止んだ後、第２の情報を呼吸補助システムに送信するように構成される、態様１６に記載の声検出モジュール。

１８．上記第２の情報は、発声を示す声帯振動の最後の検出から所与の時間期間が経過した後、送信される、態様１７に記載の声検出モジュール。

１９．所与の時間期間は１秒間である、態様１８に記載の声検出モジュール。

２０．発声を示す振動の検出は、１００Ｈｚから３ｋＨｚまでの範囲内にある振動に基づく、態様１６〜１９のうちのいずれか１つに記載の声検出モジュール。

２１．発声を示す振動の検出は、少なくとも２００ミリ秒の時間ウィンドウにおいて存在する、検出されている振動に基づく、態様１６〜２０のうちのいずれか１つに記載の声検出モジュール。

２２．発声を示す振動の検出は、５００ミリ秒の間に２回から３回の間だけ発生している振動に基づく、態様１６〜２０のうちのいずれか１つに記載の声検出モジュール。

２３．患者を監視する声検出モジュールと相互作用し、且つ気管切開チューブと、患者から該チューブを介して吐かれる空気が通って出て行く呼息バルブとを備える種類の呼吸補助システムと相互作用するコマンドモジュールであって、システムにおいてバルブに向けて通信されるコマンドをインターセプトするように、声検出モジュールからの信号を受信するように、且つ、発声を示す所与の信号を受信した場合、たとえ所与の信号における、又は所与の信号の前の、インターセプトされたコマンドが開放コマンドであったとしても、閉鎖コマンドをバルブに送信するように構成される、コマンドモジュール。

２４．患者を監視する声検出モジュールと相互作用し、且つ気管切開チューブを備える呼吸補助システムと相互作用するコマンドモジュールであって、チューブを介した流れに影響を与えることを目的としてシステムにおけるコマンドをインターセプトするように、声検出モジュールからの信号を受信するように、且つ、発声を示す所与の信号に応答して、たとえ所与の信号における、又は所与の信号の前の、インターセプトされたコマンドが流れに異なる影響を与えるものであったとしても、患者からのチューブを介した排出される空気の流れを少なくとも部分的に抑制するように適合される、コマンドモジュール。

もちろん、態様及び／又は請求項の一部は、本技術の下位態様を形成し得る。また、請求項、下位態様、及び／又は態様のうちの種々のいくつかは、種々の方法で組み合わせられ得、また、本技術の更なる態様若しくは下位態様を構成し得る。

本技術の他の特徴は、以下の詳細な説明、要約、図面、及び請求項に含まれる情報の検討から明白となる。

本技術の一形態に係る呼吸補助システムの一般的な構成要素を示す。 鼻腔及び口腔、喉頭、声帯ヒダ（声帯）、食道、気管、気管支、肺、肺胞、心臓、並びに横隔膜を含む、ヒトの呼吸器系の概要を示す。 鼻腔、鼻骨、外側鼻軟骨、大鼻翼軟骨、外鼻孔、上唇、下唇、喉頭、硬口蓋、軟口蓋、咽頭口腔部、舌、喉頭蓋、声帯ヒダ、食道、及び気管を含む、ヒトの上気道の詳細図を示す。 本技術の一形式に係る図１等の呼吸補助システムにおいて使用されるＰＡＰ装置を示す。 本技術の一実施形態に係る図１等の呼吸補助システムを更に詳細に示す。 本技術の別の実施形態に係る図１等の呼吸補助システムを更に詳細に示す。 本技術の更に別の実施形態に係る図１等の呼吸補助システムを更に詳細に示す。 本技術のまた更なる実施形態に係る図１等の呼吸補助システムを更に詳細に示す。 図１等の呼吸補助システムの動作の方法を示すフローチャートである。

関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年８月２２日付けで提出された豪州仮出願番号第２０１２９０３６１３号の利益を主張し、その開示は参照によってその全体を本明細書において援用する。

本技術は、添付の図面の図において、限定の目的ではなく例示の目的で示され、該図において類似の参照符号は類似の要素を示す。

本技術が更に詳細に説明される前に、本技術は本明細書に記載の特定の例に限定されず変更し得る、ということが理解されるべきである。また、本開示において用いられる用語は本明細書において議論される特定の例のみを説明することを目的としており、限定することが意図されていない、ということがまた理解されるべきである。

１ 呼吸補助システム

一形式において、本技術は、呼吸器疾患を治療するための呼吸補助システム１０を含む。呼吸補助システム１０は、患者５の気管内に挿入される気管切開チューブ１６に接続された呼吸チューブ又はルーメン１４を介して、圧搾空気又は他の呼吸可能なガスを、気管切開された患者５に供給するベンチレータ（換気装置）１２を含む。ベンチレータ１２は、患者５の呼吸周期の呼息期及び吸息期とそれぞれ同期して、気管切開チューブ１６を介した上流に向かう及び下流に向かう空気の流れを促進することによって、患者５の換気をサポートするように構成される。

声検出モジュール２０は、患者５の声帯における振動を表す振動信号を生成するように構成されたセンサ２４を含む。声検出モジュール２０は好ましくは発声検出器２１を含み、また好ましくはフィルタ２３を含む。発声検出器２１は、振動信号を可聴周波数範囲に制限するフィルタ２３による任意の帯域通過フィルタリングの後、生成された振動信号において発声又は試みられた発声を検出し、それに伴い声検出モジュール２０は、患者の発声を促進又は発声の質を改善するために、ベンチレータ１２に対して、その挙動を条件付きで変更するように指示する。

センサ２４は、接触型振動センサであり得る。１つのそのような実施例において、センサ２４は、患者５の喉に外部から取り付けられる喉マイクロホンである。センサ２４は、センサ２４と接触する患者５によって生成される振動を除く任意の可聴雑音に対して低い感度を有するように作られ得る。

呼吸補助システム１０は従って、患者５の声帯の振動を表す、センサ２４によって生成される振動信号を、患者が話している若しくは話すことを試みているか否かを示す発声信号に変換するものと見なされ得る。発声信号は、患者の発声を促進し又は発声の質を改善するために、ベンチレータ１２に対して、その挙動を条件付きで変更することを促す。そのような呼吸補助システム１０は、患者５が理解しやすく話すためにシステム１０と活動的に相互作用する必要性を取り除き、これによって、ベンチレータ１２は、患者の呼吸器官の要求に適応するより安全な／非持続的な挙動又は動作のモードを有することができる。

呼吸補助システム１０のいくつかの実施形態において、声検出モジュール２０は、呼吸補助システム１０の一部であり得る。他の実施形態において、声検出モジュール２０は、個別のモジュールとして機能し得、呼吸補助システム１０の一部を形成しないがむしろ呼吸補助システム１０と又はシステム１０に類似するシステムと相互作用するように構成される。

本技術の一態様に係るベンチレータ１２として使用され得るＰＡＰ装置４０００は、機械的且つ空気式の構成要素４１００と、電気的構成要素４２００とを備える。ＰＡＰ装置は好ましくは外側筐体４０１０を有し、好ましくは外側筐体４０１０の上部４０１２と外側筐体４０１０の下部４０１４との２つの部分において形成される。代替の形式において、外側筐体４０１０は１つ又は複数のパネル４０１５を含み得る。好ましくは、ＰＡＰ装置４０００は、ＰＡＰ装置４０００の１つ又は複数の内部部品を支持するシャーシ４０１６を備える。一形式において、空気式ブロック４０２０は、シャーシ４０１６によって支持され、又はシャーシ４０１６の一部として形成される。ＰＡＰ装置４０００はハンドル４０１８を含み得る。

ＰＡＰ装置４０００の空気経路部は好ましくは、入口空気フィルタ４１１２と、入口マフラ４１２２と、陽圧の空気を供給可能な制御可能圧力装置４１４０（好ましくはブロア４１４２）と、出口マフラ４１２４とを備える。

好ましい空気式ブロック４０２０は、外側筐体４０１０内に配置される空気経路部の一部を備える。

電気的構成要素４２００は、電源装置４２１０及び１つ又は複数の入力装置４２２０を含む単一のプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）４２０２上に載置され得る。変形の形式において、ＰＡＰ装置４０００は１つよりも多くのＰＣＢＡ４２０２を含み得る。

図６は、本技術の一形態に係る呼吸補助システム１０の動作の方法６００を示すフローチャートである。方法６００は継続的なループの形式である。

ステップ６１０において、声検出モジュール２０は、患者が話している若しくは話すことを試みているかを判別する。発声又は試みられた発声が声検出モジュール２０によって検出されない場合（ステップ６１０において「いいえ」）、ベンチレータ１２は、ステップ６２０において、従来の方法で、患者５が呼吸周期の呼息期内にあるかを判別する。そうである場合（ステップ６２０において「はい」）、ベンチレータ１２は、気管切開チューブ１６を介した呼息（上流に向かう気流）を促進する（ステップ６３０）。そうでない場合、すなわち患者５が呼吸周期の吸息期内にあると判別された場合（ステップ６２０において「いいえ」）、ベンチレータ１２は、気管切開チューブ１６を介した吸息（下流に向かう気流）を促進する（ステップ６４０）。ステップ６３０及び６４０の両方の後、方法６００はステップ６１０に戻る。

発声又は試みられた発声の声検出モジュール２０による肯定的な検出の際（ステップ６１０において「はい」）、声検出モジュール２０は、患者の発声を促進し又は発声の質を改善するように、無線又は有線の一次チャネル２６を介して、呼吸補助システム１０に対してその挙動を変更するように促す第１のコマンドを送信し得る。一実施例において、このことは、患者５の上気道を介した呼息を促進することによって（ステップ６５０）、例えば気管切開チューブ１６を通る流れ抵抗を増加させることによって、達成され得る。このことは、気管切開チューブ１６を介した上流に向かう呼気の流れを少なくとも部分的に抑制する効果を有する。呼気の少なくとも実質的な部分は従って、患者５の上気道を介して、特に患者の声帯を通って流れ、患者の発声を促進し又は発声の質を改善する。ステップ６５０の後、方法６００はステップ６１０に戻る。

ひとたび発声又は試みられた発声がもはや検出されなくなると（ステップ６１０において「いいえ」）、あるいは所定の時間期間の間検出されていないと、患者５が未だ呼吸周期の呼息期内にあるとベンチレータ１２が判別した場合（ステップ６２０において「はい」）、声検出モジュール２０は、一次チャネル２６を介して、ベンチレータ１２に対して、気管切開チューブ１６を介した上流に向かう呼気の流れの少なくとも部分的な抑制を停止し、その代わりに気管切開チューブ１６を介した呼息（下流に向かう流れ）を促進するように促す第２のコマンドを送信し得る（ステップ６３０）。そうでない場合、すなわち患者５が新たな呼吸周期の吸息期内にあると判別された場合（ステップ６２０において「いいえ」）、第２のコマンドは、ベンチレータ１２に対して、気管切開チューブ１６を介した吸息（下流に向かう流れ）を促進することを促す（ステップ６４０）。

呼吸補助システム１０の動作によれば、例えば方法６００におけるように、センサ２４によって生成された振動信号は好ましくはフィルタリングされ、次いで、振動信号が発声又は発声への試みを示すかを判別するために声検出モジュール２０によって分析される。発声を示す振動信号は、以下の複数の特性のうちの１つ又は複数を示し得る。
・微視的に実際上周期的であるが巨視的に実際上周期的ではない波形を示し、すなわち、任意の一周期がその隣接する周期に実際上一致するが（典型的な音素のスケール上の）時間において更に離れた周期から周波数スペクトルが異なる波形を示し、且つ、声に出された（音声化された）発声（例えば、母音等の声に出された音素）に対応して非安定的（準周期的な信号が時間において限定されていることを示す）である、準周期性（ときとして準調和性と呼ばれる）。
・実質的に（例えば約７０Ｈｚから約３ｋＨｚまでの）可聴周波数の範囲内にあり、好ましくは声帯における振動は、典型的に８０Ｈｚから約３００Ｈｚまでの間の基本周波数を有する。

発声を示すと見なされるために、振動信号は、一実施例では約２００ミリ秒の継続時間の単一の連続的な時間ウィンドウを通して、及び／又は、該連続的な時間ウィンドウの継続時間よりも長い時間区間内に複数回（例えば２回から３回）、上記複数の特性のうちの１つ又は複数を有するとして検出され得る。一実施例において、時間区間は約５００ミリ秒である。更に又は変形例として、発声検出は、従来の線形予測プログラムにおいて決定される音声化／非音声化閾値を用いて、実行され得る。発声検出はまた、例えば従来の携帯電話技術において使用されるような音声区間検出（Ｖｏｉｃｅ Ａｃｔｉｖｉｔｙ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）技術を使用して実行され得る。

発声又は試みられた発声を示す発声信号は、例えば上記基準に従って、発声が検出される全ての時間に常に生成され得、また好ましくは、発声の検出の終了の後の所定の時間期間Ｔｇの間、例えば上記基準に従って、特に通常の発声における無音（ポーズ）及び通常の発声の声に出されない部分を考慮して、生成され得る。他の時間において、発声又は試みられた発声を示さない発声信号は生成され得る。時間期間Ｔｇは、システム１０のユーザによって設定され得、又は固定値に設定され得、一実施例では１秒に等しい。

図５ａ及び５ｂは、図１等の呼吸補助システム１０の２つの実施形態を示す。如何なる発声も検出されないと、呼吸補助システム１０は、気管切開チューブ１６における上流に向かう及び下流に向かう空気の流れを促進するために、それぞれ呼吸周期の呼息期及び吸息期と同期して、開放状態と閉鎖状態との間、又は実質的に閉鎖状態に向けて促されることが可能であるバルブ１８の手段によって患者５の換気をサポートするように適合される。変形例において、バルブ１８は、能動ベントによって置き換えられ得る。バルブ１８は、呼吸補助システム１０における種々の位置に配置され得、好ましくは、気管切開チューブ１６と、又は気管切開チューブ１６への若しくはそこからの気流経路部と連通する位置に配置され得る。図５ａの実施形態において、バルブ１８は、呼吸ルーメン１４上に若しくはそこと連通する気流経路部において配置される。図５ｂの実施形態において、バルブ１８は、例えばベンチレータ１２と共通の場所に配置されることによって、ベンチレータ１２上に若しくはそこと連通して配置される。

図５ａ及び５ｂにおいて、声検出モジュール２０は、センサ２４と通信する制御又は基本ユニット２２を備える。制御ユニット２２は、図１に示すように、声検出モジュール２０のフィルタ２３と発声検出器２１を備え得る。

上述のように、方法６００に関連して、ベンチレータ１２は、各呼吸周期の吸息期の間、呼吸ルーメン１４を介して気管切開チューブ１６を下流に向かう圧搾空気の流れを促進することによって、気管切開チューブ１６を介した患者５の換気をサポートするように構成される（ステップ６４０）。これを達成するために、ベンチレータ１２は、全ての又は実質的に全ての下流に向かう気流が気管切開チューブ１６を通るように、バルブ１８を、その閉鎖状態又は実質的な閉鎖状態に向けて促して、呼吸ルーメン１４を封止又は実質的に封止する。各呼吸周期の呼息期の間、如何なる発声又は試みられた発声の検出も無いと、ベンチレータ１２は、息を吐いている患者５からの、気管切開チューブ１６、呼吸ルーメン１４、及びバルブ１８を介した、大気中への上流に向かう呼気の流れを促進するために、バルブ１８をその開放状態に向けて促す（ステップ６３０）。

発声又は試みられた発声が声検出モジュール２０によって検出された場合、ベンチレータ１２は、上流に向かう流れの少なくとも実質的な部分が、患者５の上気道を介して大気中に向けられるように、バルブ１８をその閉鎖状態又は実質的な閉鎖状態に向けて促して呼吸ルーメン１４を封止又は実質的に封止して、患者の発声を促進し又は発声の質を改善する（ステップ６５０）。

バルブ１８をその開放状態又は閉鎖状態に向けて促すためのコマンドの伝送は、ベンチレータ１２とバルブ１８との間の無線又は有線の二次チャネル２８を介して発生し得る。二次チャネル２８は、図５ａの実施形態において示され、バルブ１８は、呼吸ルーメン１４上に及び／又はこれと連通して配置されるが図５ｂの実施形態において示されず（しかしながらそれはそれでも存在し得る）、バルブ１８は、ベンチレータ１２上に及び／又はこれと連通して配置される。

一次チャネル２６は、図５ａ及び５ｂにおいて、ベンチレータ１２に接続するように示される。しかしながら、一次チャネル２６は、声検出モジュール２０から、システム１０の任意の他の部分、又はシステム１０と関連する手段に接続し得る。ここで該手段は、上述のようにベンチレータ１２とバルブ１８との間等の呼吸補助システム１０の種々の部分の間の相互作用を制御するように適合され得る。

図５ｃは、コマンドモジュール３０を含む呼吸補助システム１０の更なる実施形態を示す。コマンドモジュールは変形例として、呼吸補助システム１０の一部ではないがむしろ呼吸補助システム１０と、又は呼吸補助システム１０に類似するシステムと相互作用するように構成される、個別のモジュールとして機能し得る。図５ｃの実施形態におけるコマンドモジュール３０は、二次チャネル２８をベンチレータ１２及びバルブ１８にそれぞれ接続する第１のセグメント３２及び第２のセグメント３４に分割する二次チャネル２８上／内に配置される。図５ｃの実施形態における一次チャネル２６は、声検出モジュール２０とベンチレータ１２との間よりもむしろ、声検出モジュール２０とコマンドモジュール３０との間の通信を可能にし、従って、コマンドモジュール３０を、声検出モジュール２０、ベンチレータ１２、及びバルブ１８の間のハブ又は交点として位置付ける。

図５ｃの実施形態の動作において、二次チャネル２８の第１のセグメント３２に沿ってベンチレータ１２からバルブ１８に向かって通信されるコマンドは、コマンドモジュール３０においてインターセプトされ得る。このコマンドモジュール３０はまた、発声又は発声への試みが声検出モジュール２０によって検出されているかを示す、一次チャネル２６上に到達する発声信号を、受信するように構成される。一次チャネル２６を介してコマンドモジュール３０に到達する発声信号が、患者５が話すことを試みていないことを示し、且つ（ステップ６３０におけるように）バルブ１８をその開放状態に向けて促すためのベンチレータ１２からのコマンドがインターセプトされている場合、コマンドモジュール３０は、患者５からの呼気の流れが気管切開チューブ１６を介して促進され続けることとなるように、このインターセプトされたコマンド（又は等価な効果のコマンド）を、二次チャネル２８の第２のセグメント３４を介して、バルブ１８に転送し得る。一次チャネル２６を介してコマンドモジュール３０に到達する発声信号が、患者５が話している若しくは話すことを試みていることを示し、且つ、バルブ１８をその開放状態に向けて促すためのコマンドがインターセプトされている場合、以下に挙げることが発生し得る。コマンドモジュール３０は、インターセプトされたコマンドとは異なるコマンドを、二次チャネル２８の第２のセグメント３４を介してバルブ１８に送信し得る。送信されたコマンドの効果は、バルブ１８をその閉鎖状態に向けて促して、気管切開チューブ１６を介した上流に向かう呼気の流れを部分的に抑制することであり、これにより、呼気の少なくとも実質的な部分は患者５の上気道を介して、特に患者の声帯を通って大気中に流れて、患者の発声を促進し又は発声の質を改善する。

図５ｄに例示するまた更なる実施形態において、システム１０は、バルブ１８の出口と大気との間に配置された二次バルブ３６を備える。変形例において、二次バルブ３６は能動ベントによって置き換えられ得る。図５ｄの実施形態における一次チャネル２６はこの場合、制御ユニット２２と二次バルブ３６との間の通信を可能にする。図５ｄの実施形態の動作において、声検出モジュール２０による発声又は発声への試みの検出の際、一次チャネル２６を介して制御ユニット２２によって送信され且つ二次バルブ３６に到達する発声信号は、二次バルブ３６に対して、バルブ１８の出口を閉鎖又は封止することを促す（ステップ６５０）。結果として、呼気が気管切開チューブ１６を介して大気中に排出されることを可能とするために、二次チャネル２８を介してベンチレータ１２によって送信された後の又は前のコマンドがバルブ１８をその開放状態に向けて促す（ステップ６４０）場合、二次バルブ３６によるバルブ１８の封止によって、気管切開チューブ１６を介した上流に向かう呼気の流れは、少なくとも部分的に抑制される。これにより、呼気の少なくとも実質的な部分は、患者５の上気道を介して、特に患者の声帯を通って流れ、患者の発声を促進し又は発声の質を改善する。

図５ｄの実施形態に示すように二次バルブ３６を含む声検出モジュール２０は、従来の呼吸補助システムを使用して気管切開された患者の発声を促進し又は発声の質を改善する、従来の呼吸補助システムへのアップグレードとして又は従来の呼吸補助システムの改良として、特に利点を有し得る。

２ 用語

本技術の開示の目的のために、本技術のある形式において、以下の複数の定義のうちの１つ又は複数は適用し得る。本技術の他の形式において、代替の定義は適用し得る。

２．１ 一般
空気：本技術のある形式において、患者に供給される空気は、大気中の空気であり得る。また本技術の他の形式において、大気中の空気は酸素が補われ得る。

２．２ ＰＡＰ装置の態様
空気回路：ＰＡＰ装置と患者インタフェースとの間で空気又は呼吸可能なガスの供給を搬送するための使用において構成及び配置される管路又はチューブ。特に、空気回路は、空気式ブロックの出口及び患者インタフェースと流体接続し得る。空気回路は、空気搬送チューブとも呼ばれ得る。ある場合において、吸息及び呼息のための回路の個別のリムが存在し得る。他の場合において、単一のリムが使用される。

ブロア又は流れ発生装置：環境圧力を超える圧力で空気の流れを搬送する装置。

制御部：入力に基づいて出力を調節する装置、又は装置の一部。例えば、制御部の一形式は、装置への入力を構成する制御下の変数−制御変数−を有する。装置の出力は、制御変数の現在の値、及び変数に対する設定点の関数である。サーボベンチレータは、入力としての換気量と、設定点としての目標換気量と、出力としての圧力サポートのレベルとを有する制御部を含み得る。入力の他の形式は、酸素飽和度（ＳａＯ_２）、二酸化炭素分圧（ＰＣＯ_２）、移動、フォトプレチスモグラムからの信号、及び最大流量のうちの１つ又は複数であり得る。制御部の設定点は、固定の、可変の、又は学習されたもののうちの１つ又は複数であり得る。例えば、ベンチレータにおける設定点は、患者の測定された換気の長期間平均であり得る。別のベンチレータは、経時的に変化する換気設定点を有し得る。圧力制御部は、ブロア又はポンプを制御して特定の圧力で空気を搬送するように構成され得る

治療：本明細書における治療は、陽圧治療、酸素治療、二酸化炭素治療、死腔制御、及び薬の投与のうちの１つ又は複数であり得る。

気道陽圧（ＰＡＰ）装置：患者の気道への陽圧の空気の供給を提供する装置。

２．３ 呼吸周期の態様
（呼吸）努力：好ましくは、呼吸努力は、呼吸を試みる自発的に呼吸する人によって行われる仕事であると言われる。

呼吸周期の呼息（呼気）期：呼気の流れの開始から吸気の流れの開始までの時間期間

呼吸周期の吸息（吸気）期：好ましくは、吸気の流れの開始から呼気の流れの開始までの時間期間は呼吸周期の呼息期と見なされる。

終末呼気陽圧（ＰＥＥＰ）：呼気の末期に存在する肺における大気圧を超える圧力。

呼吸流量、空気流量、患者の空気流量、呼吸空気流量（Ｑｒ）：これらの同義語は、「真の呼吸流量」又は「真の呼吸空気流量」とは対照的に、呼吸空気流量のＰＡＰ装置の推定量を指すものと理解され得る。これは、１分当たりのリットルで通常表現される、患者によって経験される実際の呼吸流量である。

換気（ベント）量：単位時間当たりの吸気流量及び呼気流量の両方を含む、患者の呼吸器系によって交換されているガスの総量の尺度。１分当たりの体積として表現されるとき、この量は多くの場合、「分時換気量」と呼ばれる。分時換気量はときとして、単に体積として与えられ、１分当たりの体積として理解される。

２．４ ＰＡＰ装置パラメータ
流速：単位時間当たりに搬送される空気の瞬間体積（又は質量）。流速及び換気量は、単位時間当たりの体積又は質量の同一の次元を有するが、流速ははるかに短い時間期間にわたって測定される。流れは名目上、患者の呼吸周期の呼気期の間には正であり得、従って、患者の呼吸周期の呼気期の間には負であり得る。ある場合において、流速への言及は、スカラー量、すなわち大きさのみを有する量への言及である。他の場合において、流速への言及は、ベクトル量、すなわち大きさと方向の両方を有する量への言及である。流れは符号Ｑによって与えられる。全流れ、Ｑｔ、は、ＰＡＰ装置から離れる空気の流れである。ベント流れ、Ｑｖ、は、呼気ガスの洗い出しを可能にするベントから離れる空気の流れである。漏れ流れ、Ｑｌ、は、患者インタフェースシステムからの非意図的な漏れの流速である。呼吸流量、Ｑｒ、は、患者の呼吸器系内で受け取られる空気の流れである。

圧力：単位面積当たりの力。圧力は、ｃｍＨ_２Ｏ、ｇ−ｆ／ｃｍ^２、ヘクトパスカルを含む、種々の単位で測定され得る。１ｃｍＨ_２Ｏは１ｇ−ｆ／ｃｍ^２に等しく、また近似的に０．９８ヘクトパスカルである。本明細書において、特に述べない限り、圧力はｃｍＨ_２Ｏの単位で与えられる。

２．５ ベンチレータの用語
ＥＰＡＰ（又はＥＥＰ）：呼吸の間に変化する圧力が、ベンチレータが所与の時間において達成することを試みることとなる望ましいマスク圧力を生成するために加えられる、基準圧力。

ＩＰＡＰ：ベンチレータが呼吸の呼気期の間に達成することを試みることとなる望ましいマスク圧力。

圧力サポート：ベンチレータ呼気のそのような間にわたるベンチレータ吸気の間の圧力の増加を示す数値であり、一般に、吸気の間の最大値と呼気の間の最小値との間の圧力の差（例えば、ＰＳ＝ＩＰＡＰ−ＥＰＡＰ）を意味する。ある文脈では、圧力サポートは、ベンチレータが実際に達成する差よりもむしろ、達成することを目標としている差を意味する。

サーボベンチレータ：患者の換気量を測定するベンチレータは目標換気量を有し、またこれは圧力サポートのレベルを調整して患者の換気量を目標換気量に向かって導く。

ベンチレータ：圧力サポートを患者に提供して、呼吸の仕事の一部又は全てを実行する機械的装置。

２．６ 呼吸器系の組織
横隔膜：胸郭の底部に亘って拡がる筋肉の膜。横隔膜は、心臓、肺、及び肋骨を含む胸腔を、腹腔から隔てる。横隔膜が収縮すると胸腔の体積が増加し、空気が肺の中に引き込まれる。

喉頭：喉頭、又は発声器は、声帯ヒダを収容し、また咽頭の下部（下咽頭）を気管と接続する。

肺：ヒトにおける呼吸の臓器。肺の伝導域は、気管、気管支、細気管支、及び終末細気管支を含む。呼吸域は、呼吸細気管支、肺胞管、及び肺胞を含む。

鼻腔：鼻腔（又は鼻窩）は、顔の中央における鼻の後上方の大きな、空気が満たされる空間である。鼻腔は、鼻中隔と呼ばれる垂直なフィンによって２つに分割される。鼻腔の側部には、鼻甲介と呼ばれる３つの水平に伸びる部分がある。鼻腔の前部には鼻があり、その一方で後部は、後鼻孔を介して、鼻咽頭内に混ざる。

咽頭：鼻腔のすぐ下位（下部）に、且つ食道及び喉頭の上位に位置する喉の部分。咽頭は従来、３つの部分に分けられる：鼻咽頭（咽頭の鼻の部分）、咽頭口腔部（中咽頭）（口腔の口部分）、及び咽頭喉頭部（下咽頭）。

３ その他

本特許文書の開示の一部は、著作権保護の対象である事項を含む。特許商標局において特許のファイル又は記録が現れるため、著作権所有者は特許文書又は特許開示の如何なる者による複製に対しても異議を唱えないが、その他の点では何であれ全ての著作権の権利を所有する。

文脈が明確に述べない限り、また値の範囲が提供される場合、その範囲の上限及び下限の間の、下限の単位の１０分の１までの、各間の値、並びにその述べられた範囲における任意の他の述べられた又は間の値は本技術内に包含されることが理解される。これらの間にある値の上限及び下限は、間にある範囲において独立に含まれてもよく、該上限及び下限はまた、述べられた範囲における任意の特に除外される範囲を対象とする、本技術内に包含される。述べられた範囲が上限及び下限のうちの１つ又は両方を含む場合、その含まれる範囲のうちのいずれか又は両方を除外する範囲はまた本技術に含まれる。

更に、１つ又は複数の値が、本技術の一部として実施されるとして本明細書において述べられた場合、そのような値は、特に述べない限り、近似され得、またそのような値は、実際の技術的な実施例がそれを許容又は要求し得る範囲まで、任意の適切な有効数字に対して使用され得る、ということが理解される。

定義されない限り、本明細書において使用される全ての技術的及び科学的な用語は、当業者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書に記載のものと類似又は均等の任意の方法及び材料はまた本技術の実施又は試行において使用可能であるが、限られた数の例示の方法及び材料が本明細書に記載される。

特定の材料が、構成要素を構成するために好ましく使用されるものとして見なされる場合、類似の特徴を有する明白な代替の材料は代替として使用され得る。更に、反対に特定されない限り、本明細書に記載の任意の且つ全ての構成要素は製造可能であり、またそのため、一緒に又は個別に製造され得ると理解される。

本明細書及び添付の請求項において使用されるように、単数形「１つ」（「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」）は、明確に別の方法で述べられない限り、それらの複数形の等価のものを含むことが理解される必要がある。

本明細書に説明される全ての文献は参照によって開示に組み込まれ、その文献の主題である方法及び／又は材料を開示及び記載する。本明細書において議論される文献は本出願の出願日の前に、それらの開示のために単独で、提供される。本技術が先行発明の効果によってその文献に先行する権限がないことを認めると見なされるべき記載は本明細書にはない。更に、提供される公開日は、実際の公開日と異なり得、これは独立に確認される必要があり得る。

更に、開示の解釈において、全ての用語は、文脈と一致する最も広い合理的な方法で解釈される必要がある。特に、用語「備える」は、非排除的な方法で、要素、構成要素、又はステップを指すものとして解釈されるべきであり、該非排除的な方法は、参照される要素、構成要素、又はステップが存在し得、使用され得、若しくは明示的に参照されていない他の要素、構成要素、又はステップと組み合わされ得ることを含む。

詳細な説明において使用される題目は読者の参照のしやすさのみのために含められ、また開示又は請求項を通して発見される主題を限定するために使用されるべきではない。題目は請求項の範囲又は請求項の限定を構成することにおいて使用されるべきではない。

本明細書における技術は特定の実施形態を参照して記載されているが、これらの実施形態は単に技術の原理及び応用の例示であることが理解されるべきである。ある例では、用語及び符号は本技術を実施するために必須ではない特定の詳細を暗示し得る。例えば、用語「第１」、「第２」は用いられ得るが、特に特定されない限り、それらは、如何なる順序も示すことが意図されないが、異なる要素間を区別するために利用され得る。更に、方法における処理ステップはある順序で説明又は例示され得るが、そのような順序付けは必須ではない。当業者は、そのような順序付けが変更され得、及び／又はそれらの態様が同時に又は更に同期して実施され得ることを認識するであろう。

従って、多数の変更が、例示の実施形態に対して行われ得、また本技術の精神及び範囲から逸脱することなく他の装置が考案され得ることが理解されるべきである。

１０ 呼吸補助システム
１２ ベンチレータ
１４ 呼吸ルーメン
１６ 気管切開チューブ
１８ バルブ
２０ 声検出モジュール
２１ 発声検出器
２２ 制御ユニット
２３ フィルタ
２４ センサ
２６ 一次チャネル
２８ 二次チャネル
３０ コマンドモジュール
３２ 第１のセグメント
３４ 第２のセグメント
３６ 二次バルブ
６００ 方法
６１０ ステップ
６２０ ステップ
６３０ ステップ
６４０ ステップ
６５０ ステップ
４０００ ＰＡＰ装置
４０１０ 外側筐体
４０１２ 上部
４０１４ 部
４０１５ パネル
４０１６ シャーシ
４０１８ ハンドル
４０２０ 空気式ブロック
４１００ 空気式構成要素
４１１２ 入口空気フィルタ
４１２２ 入口マフラ
４１２４ 出口マフラ
４１４０ 制御可能圧力装置
４１４２ ブロア
４２００ 電気的構成要素
４２０２ ＰＣＢＡ
４２１０ 電源装置
４２２０ 入力装置

Claims (43)

1. 呼吸補助システムであって、
   ベンチレータと、
   前記ベンチレータと患者の気管における気管切開チューブとの間の空気の流れを連通させるように配置される呼吸ルーメンと、
   前記患者の声帯振動を表す振動信号を生成するように構成されたセンサと、を備え、
   前記システムは、前記振動信号における前記患者による発声又は試みられた発声の検出に応答して、前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するように構成される、
   呼吸補助システム。
2. 終末呼気陽圧を標準値よりも大きな値に設定することによって前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するように構成される、請求項１記載のシステム。
3. 前記気管切開チューブと連通するバルブを更に備える、請求項１記載のシステム。
4. 前記バルブは前記呼吸ルーメンと連通する、請求項３記載のシステム。
5. 前記バルブは前記ベンチレータと共通の場所に配置される、請求項３記載のシステム。
6. 前記バルブをその閉鎖状態に向けて促すことによって前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するように構成される、請求項３記載のシステム。
7. 前記バルブの出口と大気との間に配置された二次バルブを使用することによって前記バルブの出口を封止することによって、前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するように構成される、請求項３記載のシステム。
8. 前記センサは、前記患者と接触する接触型振動センサを備える、請求項１〜７のうちのいずれか一項記載のシステム。
9. 前記センサは、前記患者の喉に外部から取り付けられる喉マイクロホンである、請求項８記載のシステム。
10. 前記センサは、前記患者によって生成される振動以外の可聴雑音に対して低い感度を有する、請求項８又は９記載のシステム。
11. 前記振動信号における前記患者による発声又は試みられた発声の検出の終了の後、前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れの促進を停止するように更に構成される、請求項１〜１０のうちのいずれか一項記載のシステム。
12. 発声又は試みられた発声の検出の終了の後、所定の時間期間だけ、前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れの促進を停止するように構成される、請求項１１記載のシステム。
13. 前記所定の時間期間は１秒の継続時間ある、請求項１２記載のシステム。
14. 前記振動信号における発声又は試みられた発声の前記検出は、声検出モジュールによって実行される、請求項１〜１３のうちのいずれか一項記載のシステム。
15. 前記声検出モジュールはフィルタを備える、請求項１４記載のシステム。
16. 前記促進は、前記声検出モジュールと通信するコマンドモジュールによって実行される、請求項１４記載のシステム。
17. 前記振動信号が
    準周期的且つ非安定的であること、及び
    可聴周波数の範囲内であること
    から成る特性のグループのうちの１つ又は複数を示すとき、前記振動信号における発声又は試みられた発声の前記検出が発生する、
    請求項１〜１６のうちのいずれか一項記載のシステム。
18. 前記振動信号が、好ましくは約２００ミリ秒の継続時間の連続的な時間ウィンドウを通して、前記特性のグループのうちの１つ又は複数を示すとき、前記振動信号における発声又は試みられた発声の前記検出が発生する、請求項１７記載のシステム。
19. 前記信号が、好ましくは約５００ミリ秒の継続時間の時間区間内に、複数回だけ特性のグループのうちの１つ又は複数を示すとき、前記振動信号における発声又は試みられた発声の前記検出が発生する、請求項１７又は１８記載のシステム。
20. 前記ベンチレータは、前記患者の呼吸周期の呼息期及び吸息期とそれぞれ同期して、前記気管切開チューブにおける上流に向かう気流及び下流に向かう気流を促進することによって、前記患者の換気をサポートするように構成される、請求項１〜１９のうちのいずれか一項記載のシステム。
21. 呼吸補助システムと相互作用するように構成される声検出モジュールであって、
    患者の気管における気管切開チューブを介して前記呼吸補助システムによって換気がサポートされている患者の声帯振動を表す振動信号を供給するように、
    前記振動信号において前記患者による発声又は試みられた発声を検出するように、且つ
    前記振動信号における発声又は試みられた発声の検出に応答して、発声を促進し又は発声の質を改善するように、前記呼吸補助システムの挙動を変更する、
    ように適合されるモジュール。
22. 発声又は試みられた発声の検出の終了の後、所定の時間期間だけ前記呼吸補助システムの挙動を変更するように構成される、請求項２１記載の声検出モジュール。
23. 前記所定の時間期間は１秒の継続時間である、請求項２２記載の声検出モジュール。
24. 前記振動信号が
    準周期的且つ非安定的であること、及び
    可聴周波数の範囲内であること
    から成る特性のグループのうちの１つ又は複数を示すとき、発声又は試みられた発声の前記検出が発生する、
    請求項２１〜２３のうちのいずれか一項記載の声検出モジュール。
25. 前記振動信号が、好ましくは約２００ミリ秒の継続時間の連続的な時間ウィンドウを通して、前記特性のグループのうちの１つ又は複数を示すとき、発声又は試みられた発声の前記検出が発生する、請求項２４記載の声検出モジュール。
26. 前記振動信号が、好ましくは約５００ミリ秒の継続時間の時間区間内に、複数回だけ前記特性のグループのうちの１つ又は複数を示すとき、発声又は試みられた発声の前記検出が発生する、請求項２４又は２５記載の声検出モジュール。
27. 患者の声帯振動を表す前記振動信号を生成するように構成されたセンサを備える、請求項２１〜２６のうちのいずれか一項記載の声検出モジュール。
28. 前記センサは、前記患者と接触する接触型振動センサを備える、請求項２７記載の声検出モジュール。
29. 前記センサは、前記患者の喉に外部から取り付けられる喉マイクロホンである、請求項２８記載の声検出モジュール。
30. 前記センサは、前記患者によって生成される振動以外の可聴雑音に対して低い感度を有する、請求項２８又は２９記載の声検出モジュール。
31. 発声又は試みられた発声の検出に応答して、前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進することによって、前記呼吸補助システムの挙動を変更するように構成される、請求項２１〜３０のうちのいずれか一項記載の声検出モジュール。
32. 前記促進は、前記気管切開チューブと連通する一次バルブの出口と大気との間に配置されたバルブを閉鎖することを含む、請求項３１記載の声検出モジュール。
33. 気管切開された患者による発声を促進し又は発声の質を改善する方法であって、
    前記患者の気管における気管切開チューブを介した前記患者による換気をサポートするステップと、
    前記患者による発生又は試みられた発声を検出するステップと、
    前記患者による発声又は試みられた発声の検出に応答して、前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するステップと、
    を含む、方法。
34. 前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するステップは、終末呼気陽圧を標準値よりも大きな値に設定するステップを含む、請求項３３記載の方法。
35. 前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するステップは、前記気管切開チューブと連通するバルブをその閉鎖状態に向けて促すステップを含む、請求項３３記載の方法。
36. 前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れを促進するステップは、前記気管切開チューブと連通するバルブの出口を、前記バルブの出口と大気との間に配置された二次バルブを使用して封止するステップを含む、請求項３３記載の方法。
37. 前記患者による発声又は試みられた発声の検出の終了の後、前記患者の上気道を介した大気中への呼気の流れの促進を停止するステップを更に備える、請求項３３〜３６のうちのいずれか一項記載の方法。
38. 前記停止するステップは、発声又は試みられた発声の検出の終了の後、所定の時間期間だけ発生する、請求項３７記載の方法。
39. 前記所定の時間期間は１秒の継続時間である、請求項３８記載の方法。
40. 発声又は試みられた発声の前記検出のステップは、前記患者の声帯振動を表す振動信号を分析して、
    準周期的且つ非安定的であること、及び
    可聴周波数の範囲内であること
    から成る特性のグループのうちの１つ又は複数を検出するステップを含む、請求項３３〜３９のうちのいずれか一項記載の方法。
41. 前記振動信号が、好ましくは約２００ミリ秒の継続時間の連続的な時間ウィンドウを通して、前記特性のグループのうちの１つ又は複数を示すとき、発声又は試みられた発声の前記検出が発生する、請求項４０記載の方法。
42. 前記振動信号が、好ましくは約５００ミリ秒の継続時間の時間区間内に、複数回だけ前記特性のグループのうちの１つ又は複数を示すとき、前記振動信号における発声又は試みられた発声の前記検出が発生する、請求項４０又は４１記載の方法。
43. 前記患者による換気をサポートするステップは、前記患者の呼吸周期の呼息期及び吸息期とそれぞれ同期して、前記気管切開チューブにおける上流に向かう気流及び下流に向かう気流を促進するステップを含む、請求項３３〜４２のうちのいずれか一項記載の方法。

Images