JP2015533606A - 被験者の気道に圧力パルスを供給するシステム - Google Patents

Abstract

圧支持システム１０のための圧力発生システムである。圧力発生システムは、被験者１２の気道に呼吸可能ガスを送達するための圧力発生器１４、加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のパラメタを検知する１つ以上のセンサ１８及び１つ以上の処理器２０を有する。この処理器２０は、気道閉塞を検出するために構成される呼吸イベント検出モジュール、パルスパラメタモジュール５６であり、前記パルスは被験者の気道を開くために構成されるモジュール５６、及び気道閉塞の検出に応じて、得られたパルスパラメタに従って、被験者の気道に送達するための呼吸可能ガスのパラメタを発生させるように、圧力発生器を制御するために構成される圧力モジュールを有する。

Description

本開示は、被験者の気道に圧支持を供給するために構成される圧支持システムに関する。

閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）は、睡眠中に被験者の上気道を通る気流の減少及び／又は停止が存在する状態である。閉塞性睡眠時無呼吸は、この上気道を通る気流を急減及び閉塞する上気道の結果である。この状態を治療する最も一般的な方法は、持続性軌道陽圧（ＣＰＡＰ）である。軌道陽圧（ＰＡＰ）装置を用いて睡眠時無呼吸を治療する他の方法は、自動ＣＰＡＰ（ＡＰＡＰ）、二相性陽圧呼吸支持（ＢｉＰＡＰ）及びサーボ換気を含んでいる。ＯＳＡは、薬剤、手術及び／又は他の医療装置を用いて治療されてもよい。

その結果、本開示の１つ以上の態様は、圧支持システムのための圧力発生システムに関する。この圧力発生システムは、圧力発生器、１つ以上のセンサ及び１つ以上の処理器を有する。この圧力発生器は、被験者の気道に送出するための加圧した呼吸可能ガス流を発生させるために構成される。１つ以上のセンサは、加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のパラメタに関する情報を搬送する出力信号を生成するために構成される。１つ以上の処理器は、コンピュータプログラムモジュールを実行するために構成される。コンピュータプログラムモジュールは、呼吸イベント検出モジュール、パルスパラメタモジュール及び制御モジュールを有する。呼吸イベント検出モジュールは、気道閉塞を検出するために構成される。軌道閉塞は、前記センサの出力信号に基づいて検出される。パルスパラメタモジュールは、呼吸可能ガスのパルスの１つ以上のパルスパラメタを得るために構成される。このパルスは、呼吸可能ガスの一時的なボーラスを構成する。このパルスは被験者の気道を開くために構成される。前記制御モジュールは、軌道閉塞の検出に応じて、前記得られたパルスパラメタに従って、被験者の気道に送出するための呼吸可能ガスのパルスを発生させるように前記圧力発生器を制御するために構成される。

本開示のさらにもう１つの態様は、圧支持システムのための圧力発生システムを用いて圧力を発生させる方法に関する。この圧力発生システムは、圧力発生器、１つ以上のセンサ及び１つ以上の処理器を有する。これら１つ以上の処理器は、コンピュータプログラムモジュールを実行するために構成される。コンピュータプログラムモジュールは、呼吸イベント検出モジュール、パルスパラメタモジュール及び制御モジュールを有する。前記方法は、圧力発生器を用いて、被験者の気道に送出するための加圧した呼吸可能ガス流を発生させるステップ、１つ以上のセンサを用いて、加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のパラメタに関する情報を搬送する出力信号を発生させるステップ、気道閉塞モジュールを用いて、気道閉塞を検出するステップであり、この気道閉塞は前記センサにより発生した出力信号に基づいて検出される、前記検出するステップ、パルスパラメタモジュールを用いて、呼吸可能ガスのパルスの１つ以上のパルスパラメタを得るステップであり、前記パルスは呼吸可能ガスの一時的なボーラスを構成し、被験者の気道を開くために構成されるパルスである、前記得るステップ、並びに前記気道閉塞の検出に応じて、前記得られたパルスパラメタに従って、被験者の気道に送出するための呼吸可能ガスのパルスを発生させるように前記制御モジュールを用いて圧力発生器を制御するステップ、を有する。

本開示のさらにもう１つの態様は、圧支持システムのための圧力発生システムに関する。この圧力発生システムは、被験者の気道に送出するための加圧した呼吸可能ガス流を発生させる手段、この加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のパラメタに関する情報を搬送する出力信号を発生させる手段、及び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。コンピュータプログラムモジュールは、気道閉塞を検出する手段であり、この気道閉塞は前記出力信号に基づいて検出される、前記検出する手段、呼吸可能ガスのパルスの１つ以上のパラメタを得る手段であり、このパルスは呼吸可能ガスの一時的なボーラスを構成し、被験者の気道を開くために構成される、前記得る手段及び気道閉塞の検出に応じて、前記得られたパルスパラメタに従って、被験者の気道に送出するための呼吸可能ガスのパラメタを発生させるための加圧流を発生させる前記手段を制御する手段、を有する。

本開示のこれら及び他の目的、特性及び特徴は、構成物の関連する要素の動作方法及び機能、並びに製造物の部品及び経済性の組み合わせと同じく、これらの全てが本明細書の一部を形成している、付随する図面を参照して以下の説明及び添付の請求項を考えると明らかとなるであろう。ここで同様の参照番号は、様々な図面において一致する部品を指している。しかしながら、これら図面は、説明及び開示を目的とするだけであり、本開示の境界を定めることを意図していのではない。

被験者の気道に圧支持を供給するために構成される圧支持システムを概略図である。 全呼吸中の流量プロファイルを示す。 ２つの正常な呼吸間における呼吸イベントの発生を示す。 振幅及び期間を備える圧力パルスを示す。 ４つの連続する呼吸に対する規則正しい流量を示す。 被験者の気道に圧支持を供給する方法を示す。

本明細書において、特に文脈上はっきりと述べていない限り、複数あると述べていなくても、それらが複数あることを含んでいる。本明細書において、２つ以上の部品又は構成要素が"結合される"と述べることは、リンクが生じている限り、これらの部品が直接又は間接的、すなわち１つ以上の中間部品若しくは構成要素を介して接合される又は一緒に動作することを意味している。本明細書において、"直接結合される"とは、２つの要素が互いに直に接していることを意味している。本明細書において、"固定して結合される"又は"固定される"とは、２つの構成要素が互いに関連した一定の方向を維持している間、１つとして移動するように結合されることを意味している。

本明細書において、"ユニタリ(unitary)"という言葉は、構成要素が１つの部品又は単一ユニットとして作られることを意味している。すなわち、別々に作られ、その後ユニットとして共に結合される部品を含んでいる構成要素は、"ユニタリ"な構成要素又は本体ではない。本明細書において、２つ以上の部品又は構成要素が互いに"係合する"と述べることは、これらの部品が互いに向かい直接的に又は１つ以上の中間部品若しくは構成要素を介して間接的に力を及ぼしていることを意味している。本明細書において、"数字"は、１若しくは１以上の整数（すなわち複数）を意味している。

明細書において、例であり限定ではない方向の表現は、頂部、底部、左側、右側、上部、下部、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位に関連し、特に明瞭に言わない限り、請求項を制限しない。

図１は、被験者１２の気道に圧支持を供給するために構成される圧支持システム１０の概略図である。システム１０は、呼吸イベントを検出し、前記圧支持を制御して、被験者１２の気道に送出するための呼吸可能ガスのパルスを発生させるために構成される。呼吸イベントは、気道閉塞（例えば閉塞性睡眠時無呼吸）及び／又は他の呼吸イベントを含んでもよい。前記パルスは、呼吸可能ガスの一時的なボーラスを構成する。前記パルスは、被験者１２の気道を開くために、必要に応じてシステム１０により送出される。この呼吸可能ガスのパルスは、後続する吸気の前に被験者１２の気道を開くために構成される。

例えば閉塞性睡眠時無呼吸のような呼吸イベントに対する現在の気道陽圧（例えばＣＰＡＰ、ＡＰＡＰ、ＢｉＰＡＰ）解決法は、開いた気道を維持するのに必要とされるよりも多くの圧支持を供給する。睡眠中、気道は特定の瞬間に崩壊する。何度も、吸気の始めに気道を開くために増大した圧力を供給することだけが必要である。一旦空気が気道内を流れると、気道は崩壊し難い。呼気が始まった後に同じ圧力レベルを維持する必要は殆ど又は全くない。呼気の終わりに、空気の流入及び／又は流出は存在しないので、一般的なＰＡＰシステムにより供給される圧支持は役に立たなくなる。

例えば、図２は全呼吸間の流量プロファイル２０２を示す。流量は、吸気２０６中は増大（２０８）し、次いで呼気２０４中は反転（２１０）する。呼気２０４の終わりの流量プロファイル２０２の比較的平坦な部分２００は、呼気２０４の終わりに流量が足りないことを示す。

図１に戻り、幾つかの実施例において、システム１０は、圧力発生器１４、被験者インタフェース１６、１つ以上のセンサ１８、処理器２０、ユーザーインタフェース２２、電子記憶装置２４及び／又は他の構成要素の１つ以上を有する。

圧力発生器１４は、被験者１２の気道に送出するための加圧した呼吸可能ガス流を発生させるために構成される。圧力発生器１４は、治療目的及び／又は他の目的のために前記ガス流の１つ以上のパラメタ（例えば流量、圧力、体積、温度、持続期間、タイミング、ガス成分等）を制御する。限定ではない例として、圧力発生器１４は、被験者１２の気道に送出するための呼吸可能ガスのパルスを発生させるために構成される。このパルスは、関連する振幅、期間、タイミング及び／又は他のパラメタを持っている。

圧力発生器１４は、例えば環境大気のようがガス源からガス流を入力し、患者の気道に送出するために、このガスの圧力を上げる及び／又は下げる。圧力発生器１４は、患者に送出するための前記入力したガスの圧力を上げる及び／又は下げることが可能である如何なる装置、例えばポンプ、ブロアー、ピストン又はふいごである。圧力発生器１４は、例えばガスの圧力及び／又は流量を制御するための１つ以上のバルブを有してもよい。本開示は、患者に供給されるガスの圧力及び／又は流量を制御するために、前記ブロワーの動作速度を単独で又は上記バルブと組み合わせての何れかより制御することも検討している。

被験者インタフェース１６は、被験者１２の気道に加圧した呼吸可能ガス流を送出するために構成される。例えば、被験者インタフェース１６は、導管３０、インタフェース器具３２及び／又は他の構成要素を有する。導管３０は、インタフェース器具３２に加圧したガス流を搬送するために構成される。導管３０は、インタフェース器具３２を圧力発生器１４と流体連結して設置する可変長のホース又は他の導管でもよい。インタフェース器具３２は、被験者１２の気道にガス流を送出するために構成される。幾つかの実施例において、インタフェース器具３２は非侵襲性である。例えば、インタフェース器具３２は、被験者１２と非侵襲的に係合している。非侵襲性の係合は、被験者１２の気道とインタフェース器具３２との間でガスを伝達するために、被験者１２の気道の１つ以上の外口（例えば鼻孔及び／又は口）を取り囲む（複数の）領域と取り外し可能なように係合することを有する。非侵襲性のインタフェース器具３２の幾つかの例は、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被験者の気道とガス流を伝達する他のインタフェース器具を有する。本開示がこれらの例に限定されることはなく、例えば気管内チューブ及び／又は他の器具のような侵襲性のインタフェース器具を含む、如何なるインタフェース器具を用いた被験者へのガス流の送出も検討している。

センサ１８は、加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のガスパラメタに関する情報を搬送する出力信号を生成するために構成される。センサ１８は、被験者１２の呼吸に関する１つ以上の呼吸パラメタに関する情報を搬送する出力信号を生成するために構成される。１つ以上のガスパラメタ及び／又は１つ以上の呼吸パラメタは、流量、体積、圧力、組成（例えば１つ以上の構成物の濃度）、温度、湿度、加速度、速度、音響、被験者１２による呼吸努力を示すパラメタの変化、タイミング、持続期間、頻度及び／又は他のパラメタの１つ以上を有する。センサ１８は、（例えば被験者インタフェース１６にあるガス流との流体連結により）上記パラメタを直接測定する１つ以上のセンサを有してもよい。センサ１８は、ガス流の１つ以上のパラメタに関する出力信号を間接的に生成する１つ以上のセンサを有してもよい。例えばセンサ１８の１つ以上が圧力発生器１４の動作パラメタ（例えばバルブドライバ若しくはモータの電流、電圧、回転速度及び／又は他の動作パラメタ）に基づいて出力を生成してもよい。センサ１８がインタフェース器具３２と圧力発生器１４との間にある導管３０内の（又は導管３０と連結している）単一場所で説明されているが、これは限定を意図しているのではない。センサ１８は、例えば圧力発生器１４内、インタフェース器具３２内（又は器具３２と連結して）、被験者１２と連結して及び／又は他の場所のような複数の場所に置かれるセンサを含んでもよい。

処理器２０は、システム１０に情報処理機能を提供するために構成される。例えば、処理器２０は、デジタル処理器、アナログ処理器、情報を処理するために設計されたデジタル回路、情報を処理するために設計されたアナログ回路、ステートマシーン及び／又は情報を電子処理するための他の機構の１つ以上を有する。処理器２０が図１において単一体として示されているが、これは単に説明を目的としているだけである。幾つかの実施例において、処理器２０は、複数の処理ユニットを有してもよい。これら処理ユニットは、同じ装置（例えば圧力発生器１４）内に物理的に置かれてもよいし、又は処理器２０は、協力して動作する複数の装置からなる処理機能を表してもよい。

図１に示されるように、処理器２０は、１つ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するために構成される。これら１つ以上のコンピュータプログラムモジュールは、ガスパラメタモジュール５０、呼吸パラメタモジュール５２、呼吸イベント検出モジュール５４、パルスパラメタモジュール５６、制御モジュール５８及び／又は他のモジュールの１つ以上を有する。処理器２０は、モジュール５０、５２、５４、５６及び／又は５８をソフトウェア；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何れかの組み合わせ；及び／又は処理器２０において処理機能を構成するための他の機構により実行するために構成される。

当然のことながら、モジュール５０、５２、５４、５６及び５８が単一の処理ユニット内に共同設置されているように図１に示されているが、処理器２０が複数の処理ユニットを有する実施例において、モジュール５０、５２、５４、５６及び／又は５８の１つ以上がその他のモジュールとは離れて置かれてもよい。以下に説明される別々のモジュール５０、５２、５４、５６及び／又は５８により与えられる機能の記述は、モジュール５０、５２、５４、５６及び／又は５８の何れかが説明したよりも多くの又は少ない機能を提供してもよいので、説明を目的とし、限定を意図しているのではない。例えば、モジュール５０、５２、５４、５６及び／又は５８の１つ以上が削られてもよいし、その機能の幾つか又は全てが他のモジュール５０、５２、５４、５６及び／又は５８により与えられてもよい。もう１つの例として、処理器２０は、モジュール５０、５２、５４、５６及び／又は５８の１つより下に属する機能の幾つか又は全てを行う１つ以上の追加のモジュールを実行するために構成されてもよい。

ガスパラメタモジュール５０は、加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のガスパラメタを決定するために構成される。ガスパラメタモジュール５０は、センサ１８の出力信号に基づいて前記１つ以上のガスパラメタを決定するために構成される。加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のガスパラメタは、例えば流量、体積、圧力、湿度、温度、加速度、速度及び／又は他のガスパラメタの１つ以上を有する。ガスパラメタモジュール５０により決定される情報は、圧力発生器１４を制御するため、被験者１２の呼吸パラメタを決定するため及び／又は他の用途に用いられる。

呼吸パラメタモジュール５２は、被験者１２の１つ以上の呼吸パラメタを決定するために構成される。これら１つ以上の呼吸パラメタは、センサ１８の出力信号、ガスパラメタ５０により決定される情報及び／又は他の情報に基づいて決定される。呼吸パラメタは、被験者１２の呼吸努力を示している。これは、胸部の呼吸努力、腹部の呼吸努力及び／又は呼吸努力を示す他のパラメタの１つ以上を含んでいる。１つ以上の呼吸パラメタは、例えば１回呼吸量、組成、タイミング（例えば吸気の始まり及び／又は終わり、呼気の始まり及び／又は終わり等）、（例えば吸気、呼気、１回の呼吸サイクル等の）持続期間、呼吸数、呼吸頻度及び／又は他のパラメタを含んでもよい。

幾つかの実施例において、呼吸パラメタモジュール５２は、前記１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベル(baseline level)を決定するために構成される。この１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベルは、被験者の正常な呼吸に関する。幾つかの実施例において、呼吸パラメタモジュール５２は、被験者１２による先行する呼吸に基づいて、１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベルを決定する。限定ではない例として、呼吸パラメタモジュール５２は、一連の連続する吸気における各々の吸気に対する少なくとも１つの呼吸パラメタの少なくとも１つの基線レベルを決定する。この決定される少なくとも１つの呼吸パラメタは、例えば１回呼吸量及び／又は他の呼吸パラメタを含んでもよい。呼吸パラメタモジュール５２は、各々の吸気に対する１回呼吸量の基線レベルを決定する。もう１つの限定ではない例として、呼吸パラメタモジュール５２は、各々の別個の吸気に対し決定した前記呼吸パラメタに加え、一連の連続する吸気に対する少なくとも１つの呼吸パラメタを決定する。例えば、呼吸パラメタモジュール５２は、一連の連続する吸気に対する平均の１回呼吸量を決定する。呼吸パラメタモジュール５２は、この一連の連続する吸気に対する平均の基準の１回呼吸量を決定する。

呼吸イベント検出モジュール５４は、睡眠時呼吸イベントを検出するために構成される。これらのイベントは、睡眠又は睡眠に近い状態の間に不規則な呼吸を生じさせるイベントを含んでいる。このようなイベントは例えば、気道閉塞及び／又は他のイベントを含んでいる。気道閉塞を含む睡眠時呼吸イベントは、センサ１８の出力信号、ガスパラメタモジュール５０により決定される情報、呼吸パラメタモジュール５２により決定される情報及び／又は他の情報に基づいて検出される。幾つかの実施例において、呼吸イベント検出モジュール５４により検出される睡眠時呼吸イベントは、閉塞性睡眠時無呼吸に関する。

呼吸イベント検出モジュール５４は、被験者１２の正常な呼吸中に睡眠時呼吸イベント（例えば呼吸閉塞）を検出するために構成される。幾つかの実施例において、睡眠時呼吸イベントを示す情報は、１つ以上のガスパラメタ（例えば圧力、流量及び／又は他のガスパラメタ）、１つ以上の呼吸パラメタ（例えば１回呼吸量、組成、タイミング、持続期間、呼吸数、最大流量、気道内圧及び／又は他の呼吸パラメタ）及び／又は他の情報を有する。睡眠時呼吸イベントの検出は、例えば呼吸可能ガスの対応する流入の無い呼吸努力（例えば胸部の呼吸努力及び／又は腹部の呼吸努力）、１回呼吸量の減少及び／又は他の出力信号及び／又はパラメタの変化を示す出力信号及び／又はパラメタを有する。幾つかの実施例において、睡眠時呼吸イベントは、被験者１２による先行する呼吸中に決められるパラメタと現在の吸気からのパラメタとの比較に基づいて決定される。幾つかの実施例において、呼吸イベント検出モジュール５４は、強制振動技術に基づいて例えば気道閉塞のような睡眠時呼吸イベントを検出するために構成される。睡眠時呼吸イベントを検出するための様々な技術が本開示の範囲から外れることなく実施されることができるので、これは限定を意図しているのではない。

例えば、図３は、２つの正常な呼吸３０２、３０４の間にあるイベント３００の発生を説明している。幾つかの実施例において、イベント３００は、例えば閉塞性睡眠時無呼吸を示している。図３に示される例において、イベント３００は、正常な吸気中ではある流量の増大（３０６、３０８）がイベント３００ではないので検出される。

図１に戻り、幾つかの実施例において、呼吸イベント検出モジュール５４は、１つ以上のガスパラメタ、１つ以上の呼吸パラメタ及び／又はしきい値レベルに違反する他のパラメタ（例えばしきい値に違反する圧力及び／又は流量）に基づいて、睡眠時呼吸イベントを検出するために構成される。これらしきい値レベルは、ユーザ（例えば被験者１２、医師、介護人、研究者及び／又は他のユーザ）に設定可能である、製造時に予め定義される、被験者１２の先行する呼吸に基づいて決定される及び／又は他の方法で決定されてもよい。前記しきい値レベルは、呼吸パラメタモジュール５２により決定される１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベルを含んでもよい。例えば、気道閉塞は、先行する呼吸の呼気の後に、現在の呼吸に対する一定時間内に最小限の吸気の１回呼吸量に到達していない被験者１２に応答して検出される。

パルスパラメタモジュール５６は、呼吸可能ガスのパルスの１つ以上のパルスパラメタを得るために構成される。この呼吸可能ガスのパルスは、呼吸可能ガスの一時的なボーラスを構成する。この呼吸可能ガスのパルスは、後続する吸気の前に被験者１２の気道を開くために構成される。前記パルスの１つ以上のパルスパラメタは、このパルスを発生させる前に得られる。これらパラメタは、呼吸可能ガスの先行するパルスの有効性の統計的分析に基づいて得られる。初期のパルスパラメタの組は、複数のパラメタオプションを備えるメニューから設定される。しかしながら、処理器２０により一旦十分なデータが集められると、この初期条件の組は、パルスの有効性に関するより多くの情報が処理器２０により集められるので、各々の使用中に動的に調節されてもよい。これらパルスパラメタは、例えばパルスの振幅、期間、タイミング及び／又は他のパラメタの１つ以上を含んでいる。

例えば、図４は、振幅４０２及び期間４０４を備える圧力パルス４００を説明する。幾つかの実施例において、圧力パルスの形状（例えば波形）は、（図４に示されるような）矩形波、正弦波、三角波及び／又は他の波形形式の形状として構成されてもよい。

図１に戻り、パルスパラメタモジュール５６は、呼吸可能ガスのパルスのパルスパラメタを調節するために構成されてもよい。このパルスパラメタの調節は、１つ以上の先行するパルスの有効性と比べて現在のパルスの有効性を高めるために構成される。パルスの有効性は、被験者１２の気道が開く量、被験者１２がどれだけ呼吸を始めているか及び／又は他の情報に関する及び／又はそれらにより定量化される。前記調節は、前記１つ以上の先行するパルスの間にセンサ１８から出力信号により搬送される情報、ガスパラメタモジュール５０により決定される情報、呼吸パラメタモジュール５２により決定される情報、被験者１２及び／又は他のユーザによりユーザインタフェー２２に入力される情報、及び／又は他の情報に基づいている。幾つかの実施例において、パルスパラメタモジュール５６は、１つ以上の先行するパルス及び１つ以上の対応する吸気に関するガス及び／又は呼吸パラメタ情報を分析することによるパルスの有効性を決定するために構成される。分析された情報は、現在のパルスを調節するのに用いられる。この調節は、パルスの振幅（例えばパルスの圧力レベル）、期間、タイミング及び／又は他のパラメタの１つ以上を変更することを有する。幾つかの実施例において、前記期間（例えば持続期間）は、最小レベルに保たれる一方、前記振幅、タイミング及び／又は他のパラメタが調節される。幾つかの実施例において、圧力パルス波形の形状は、パルスの振幅、期間、タイミング及び／又は他のパラメタを調節することにより調節される。

第１の限定ではない例として、所与の圧力パルスが３ｃｍＨ_２Ｏの圧支持レベルを持ち、被験者１２の気道を開くのに有効でなかった場合、次の圧力パルスは４ｃｍＨ_２Ｏでもよい。第２の限定ではない例として、もう１つの調節が前記圧力パルスの期間（持続期間）を増大及び／又は減少させてもよい。幾つかの実施例において、圧力パルスの期間は、吸気時間よりも短く保たれている。幾つかの実施例において、圧力パルスの期間は、このパルスが呼吸可能ガスの一時的なボーラスであるような吸気時間の凡そ半分よりも短い。

第３の限定ではない例として、パルスパラメタモジュール５６は、呼吸可能ガスのパルスのタイミングを調節するために構成される。呼吸可能ガスのパルスのタイミングは、呼吸数の計算に基づいている。被験者１２の呼吸数が毎分１０回の呼吸である場合、
被験者１２は平均で６秒の呼吸を有する。従って、被験者１２が正常に吸気をしていない場合、パルスはせいぜい６秒後に発生する。この例に対し１呼気時間に対し半分の吸気時間の比を仮定すると、圧力パルスの最適な送出は、先行する吸気の終了後の４秒である。しかしながら、圧力パルスは、ユーザが覚醒するのを避けるために、６秒ごとに送出される。制御モジュール５８は、呼気が４秒よりも長く続き（例えば被験者１２は正常に吸気を行わない）及び／又は睡眠時呼吸イベント（例えば気道閉塞）が検出される場合、圧力パルスが送出されるように構成される。パルスのタイミングに関して本例において論じた仮定及び／又はタイミングは限定を意図しているのではないことに気付くべきである。

制御モジュール５８は、被験者１２の気道に送出するための呼吸可能ガスのパルスを発生させるように圧力発生器１４を制御するために構成される。制御モジュール５８は、呼吸イベント検出モジュール５４による睡眠時呼吸イベント（例えば気道閉塞）の検出に応じて、前記パルスを送出するように圧力発生器１４を制御するために構成される。パルスは、被験者１２の気道が後続する吸気及び／又は換気の前に開くように被験者１２の気道に送出される。制御モジュール５８は、パルスの前にパルスパラメタモジュール５６により得られる及び／又は調節されるパルスパラメタに従ってパルスを送出するように圧力発生器１４を制御するために構成される。例えば、制御モジュール５８は、気道閉塞の検出に応答して及び／又はパルスパラメタモジュール５６により得られるタイミングに従ってパルスを送出するように圧力発生器１４を制御するために構成される。幾つかの実施例において、呼吸可能ガスのパルスは、矩形波とすることができる。その上、この矩形波は、快適さを増大させ、被験者１２が覚醒する可能性を減少させるスムースなエッジを持つことができる。幾つかの実施例において、呼吸可能ガスのパルスは、のこぎり波とすることができ、のこぎり波は呼吸中の閉塞を和らげるように治療の効果に基づいて調節されるランピング(ramping)時間を持つ。最後に、呼吸可能ガスのパルスの持続期間及び大きさを制御するパラメタは、最初に制御メニューから選択され、次いで、先行するパルスの気道閉塞を取り除く統計的有効性に基づいて制御モジュール５８により自動的に調節される。

制御モジュール５８は、気道陽圧支持治療法（例えばＣＰＡＰ、ＡＰＡＰ、ＢｉＰＡＰ）に従って、被験者の気道に加圧した呼吸可能ガス流を供給するように圧力発生器１４を制御するために構成される。制御モジュール５８は、吸気（例えばＩＰＡＰ）及び／又は呼気（例えばＥＰＡＰ）中に最小量の気道陽圧支持を供給するように、圧力発生器１４を制御するために構成される。最小量の圧支持を送出すること及び必要なときパルスを供給することは、治療中の被験者１２の快適度を増大させる。最小量の気道陽圧支持は、加圧した呼吸可能ガス流を最低の圧力レベルで送出することを有する。この最低の圧力レベルは、圧支持治療中、二酸化炭素の再呼吸が実質的に避けられるように構成される。幾つかの実施例において、吸気時気道陽圧は約７ｍｍＨ_２０よりも小さい。幾つかの実施例において、この吸気時気道陽圧は、約１ｃｍＨ_２０から約７ｃｍＨ_２０までの間である。幾つかの実施例において、被験者１２による二酸化炭素の再呼吸がない場合、この吸気時気道陽圧レベルはゼロである。制御モジュール５８は、この気道陽圧支持に加え、必要に応じてパルスを送出するように圧力発生器１４を制御する。

制御モジュール５８は、被験者１２が規則正しい呼吸パターンを維持するように、必要に応じてパルスを発生させるようにパルス発生器を制御するために構成される。図５は、４つの連続する呼吸５０２、５０４、５０６及び５０８に対する規則正しい流量プロファイル５００を説明している。呼吸５０２、５０４、５０６及び／又は５０８の１つ以上は、被験者の気道が吸気の開始前及び／又は開始時には開くように（図１に示される）被験者の気道に送出するためのパルスを発生させるように（図１に示される）圧力発生器を制御することが（図１に示される）制御モジュールにより先行してもよい。

図１に戻り、ユーザーインタフェース２２は、システム１０と被験者１２及び／又は他のユーザとの間に接点を供給するために構成され、このユーザーインタフェースを介して、被験者１２及び／又は他のユーザは、システム１０に情報を供給する及び／又はシステム１０から情報を受け取る。ユーザーインタフェース２２は、気道陽圧支持治療法、パルスパラメタ及び／又は被験者１２及び／又は他のユーザからの他の情報に関する制御入力の入力及び／又は選択を受け取るために構成される。他のユーザは、介護人、医師、意思決定者及び／又は他のユーザを有する。これは、集約的に"情報"と呼ばれる、データ、キュー、結果及び／又は命令並びに如何なる他の通信可能な項目がユーザ（例えば被験者１２）と、圧力発生器１４、処理器２０及び／又はシステム１０の他の構成要素の１つ以上との間で伝達されることを可能にする。ユーザーインタフェース２２に含めるのに適したインタフェース装置の例は、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、タッチ式スクリーン、スピーカー、マイク、表示灯、警報器、プリンター、触覚フィードバック装置及び／又は他のインタフェース装置を有する。幾つかの実施例において、ユーザーインタフェース２２は、複数の別個のインタフェースを有する。幾つかの実施例において、ユーザーインタフェース２２は、圧力発生器１４と一体的に設けられる少なくとも１つのインタフェースを有する。

有線又はワイヤレスの何れかである他の通信技術もユーザーインタフェース２２として本開示により検討されると理解されるべきである。例えば、本開示は、ユーザーインタフェース２２が電子記憶装置２４により与えられる取り外し可能な記憶装置のインタフェースと一体になってもよいことも検討している。この例において、ユーザがシステム１０の実施をカスタマイズすることを可能にする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、取り外し可能なディスク等）からシステム１０に情報がロードされてもよい。ユーザーインタフェース２２としてシステム１０と共に使用するのに適した他の例示的な入力装置及び技術は、これらに限定されないが、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）を有する。要するに、システム１０と情報を伝達するための如何なる技術も本開示によりユーザーインタフェース２２として検討される。

幾つかの実施例において、電子記憶装置２４は、情報を電子的に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と一体的に設けられる（すなわち実質的に取り外せない）システムの記憶装置及び／又は例えばポート（例えばＵＳＢポート、ファイヤーワイヤーポート等）若しくはドライブ（例えばディスクドライブ等）を介してシステム１０に取り外し可能なように接続可能である取り外し可能な記憶装置の一方又は両方を有する。電子記憶装置２４は、光学的に読み取り可能な記憶媒体（例えば光ディスク等）、磁気的に読み取り可能な記憶媒体（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）ドライブ等）、電荷ベースの記憶媒体（例えばＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等）、ソリッドステート記憶媒体（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取り可能な記憶媒体の１つ以上を有する。電子記憶装置２４は、ソフトウェアのアルゴリズム、処理器２０により決定される情報、ユーザーインタフェース２２を介して入力される情報及び／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している。電子記憶装置２４は、システム１０内において（全部又は一部が）別個の構成要素でもよいし、又は電子記憶装置２４は、システム１０の１つ以上の他の構成要素（例えばユーザーインタフェース２２、処理器２０等）と（全部又は一部が）一体的に設けられてもよい。

図６は、圧支持システムを用いて被験者の気道に圧支持を供給するための方法６００を説明している。このシステムは、圧力発生器、１つ以上のセンサ及び１つ以上の処理器を有する。これら１つ以上の処理器は、コンピュータプログラムモジュールを実行するために構成される。コンピュータプログラムモジュールは、呼吸イベント検出モジュール、パルスパラメタモジュール及び制御モジュールを有する。以下に示される方法６００の動作は、説明であると意図される。幾つかの実施例において、方法６００は、開示されていない１つ以上の追加の動作を用いて及び／又は論じた１つ以上の動作を用いることなく達成されてもよい。加えて、方法６００の動作が図６に説明される及び以下に開示される順番は、限定を意図しているのではない。

幾つかの実施例において、方法６００は、１つ以上の処理装置（例えばデジタル処理器、アナログ処理器、情報を処理するために設計されたデジタル回路、情報を処理するために設計されたアナログ回路、ステートマシーン及び／又は情報を電子処理するための他の機構）において実施されてもよい。これら１つ以上の処理装置は、電子記憶媒体に電子的に記憶された命令に応じて、方法６００の動作の幾つか又は全てを実行する１つ以上の装置を含んでもよい。これら１つ以上の処理装置は、ハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアを用いて、方法６００の動作の１つ以上を実行するために特別に設計されるために構成された１つ以上の装置を含んでもよい。

動作６０２において、被験者の気道に送出するための加圧した呼吸可能ガス流が発生する。幾つかの実施例において、動作６０２は、（図１に示される及びここに開示される）圧力発生器１４と同じ若しくはそれに類似する圧力発生器により行われる。

動作６０４において、加圧した呼吸可能ガスの１つ以上のパラメタに関する情報を搬送する出力信号が発生する。幾つかの実施例において、動作６０４は、（図１に示される及びここに開示される）センサ１８と同じ若しくはそれに類似するセンサにより行われる。

動作６０６において、気道閉塞が検出される。動作６０６において、気道閉塞の代わりに及び／又は気道閉塞に加えて他の睡眠時呼吸イベントが検出されてもよい。幾つかの実施例において、動作６０６は、（図１に示される及びここに開示される）呼吸イベント検出モジュール５４と同じ若しくはそれに類似するコンピュータプログラムモジュールにより行われる。

動作６０８において、呼吸可能ガスのパルスの１つ以上のパルスパラメタが得られる。幾つかの実施例において、動作６０８は、（図１に示される及びここに開示される）パルスパラメタモジュール５６と同じ若しくはそれに類似するコンピュータプログラムモジュールにより行われる。

動作６１０において、気道閉塞及び／又は他の睡眠時呼吸イベントの検出に応じて、前記得られたパルスパラメタに従って被験者の気道に送出するための呼吸可能ガスのパルスが発生する。幾つかの実施例において、動作６１０は、（図１に示される及びここに開示される）パルス発生器１４と同じ若しくはそれに類似するパルス発生器により行われる。幾つかの実施例において、パルス発生器は、（図１に示される及びここに開示される）制御モジュール５８と同じ若しくはそれに類似するコンピュータプログラムモジュールにより呼吸可能ガスのパルスを発生させるように制御される。

請求項において、括弧間に置かれる如何なる参照符号もその請求項を限定すると解釈されない。"有する"又は"含む"という言葉は、請求項に挙げられている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。幾つかの手段を列挙している装置に請求項において、これら手段の幾つかがハードウェアの同一アイテムにより具現化されてもよい。要素が複数あることを述べていなくても、その要素が複数あることを排除しない。幾つかの手段を列挙している如何なる装置の請求項において、これら手段の幾つかがハードウェアの同一アイテムにより具現化されてもよい。ある要素が互いに異なる従属請求項に挙げら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することができないことを指しているのではない。

上述した説明は、最も実用的であり、好ましい実施例であると現在考えられるものに基づいて、説明を目的に詳細を提供しているが、このような詳細は単に説明を目的とし、本開示は明確に開示した実施例に限定されるのではなく、付随する請求項の主旨及び範囲内ある修正案及び等価な装置に及んでいると意図されると理解されるべきである。例えば、本開示は、可能な限り、何れかの実施例の１つ以上の特徴が他の何れかの実施例の１つ以上の特徴と組み合わされ得ることを検討していると理解されるべきである。

Claims (15)

1. 圧支持システムのための圧力発生システムにおいて、前記圧力発生システムは、
   被験者の気道に送出するための加圧した呼吸可能ガス流を発生させるために構成される圧力発生器、
   前記加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のパラメタに関する情報を搬送する出力信号を生成するために構成される１つ以上のセンサ、及び
   コンピュータプログラムモジュールを実行するために構成される１つ以上の処理器
   を有し、前記コンピュータプログラムモジュールは、
   気道閉塞を検出するために構成される呼吸イベント検出モジュールであり、気道閉塞は前記センサの出力信号に基づいて検出される、呼吸イベント検出モジュール、
   呼吸可能ガスのパルスの１つ以上のパルスパラメタを得るために構成されるパルスパラメタモジュールであり、前記パルスは、呼吸可能ガスの一時的なボーラスを構成し、前記被験者の気道を開くために構成される、パルスパラメタモジュール、及び
   気道閉塞の検出に応じて、前記得られたパルスパラメタに従って、前記被験者の気道に送出するための前記呼吸可能ガスのパルスを発生させるように前記圧力発生器を制御するために構成される制御モジュール
   を有する、圧力発生システム。
2. 前記パルスの１つ以上のパルスパラメタは、当該パルスの発生前に得られ、前記パルスパラメタは、振幅、期間又はタイミングの１つ以上を含んでいる、請求項１に記載のシステム。
3. 前記コンピュータプログラムモジュールはさらに、前記被験者の１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベル、前記被験者の正常な呼吸に関する前記１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベル、及び前記センサの出力信号に基づいて決定される前記１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベルを決定するために構成される呼吸パラメタモジュールを有し、並びに
   前記呼吸イベント検出モジュールは、前記基線レベルの１つ以上に違反している前記呼吸パラメタの１つ以上に応じて気道閉塞を検出するために構成される
   請求項１に記載のシステム。
4. 前記パルスパラメタモジュールは、前記呼吸可能ガスのパルスの前記パルスパラメタを調節するために構成され、前記調節は、１つ以上の先行するパルスと比べて現在のパルスの有効性を高めるために構成され、前記有効性は、前記被験者の気道が開く量に関し、前記調節は、前記１つ以上の先行するパルス中に前記出力信号により搬送される情報に基づき、前記調節は、前記パルスの振幅、期間又はタイミングの１つ以上を変更することを有する、請求項１に記載のシステム。
5. 前記制御モジュールは、気道陽圧支持治療法に従って、前記被験者の気道に前記加圧した呼吸可能ガス流を供給するように前記圧力発生器を制御するために構成され、前記制御モジュールは、最小量の気道陽圧支持を供給するように前記圧力発生器を制御するために構成され、及び前記制御モジュールは、前記気道陽圧支持に加え、前記パルスを送出するように前記圧力発生器を制御する、請求項１に記載のシステム。
6. 圧支持システムのための圧力発生システムを用いて圧力を発生させる方法であり、前記圧力発生システムは、圧力発生器、１つ以上センサ及び１つ以上の処理器を有し、前記１つ以上の処理器は、コンピュータプログラムモジュールを実行するために構成され、前記コンピュータプログラムモジュールは、呼吸イベント検出モジュール、パルスパラメタモジュール及び制御モジュールを有し、前記方法は、
   前記圧力発生器を用いて、被験者の気道に送出するための加圧した呼吸可能ガス流を発生させるステップ、
   前記１つ以上のセンサを用いて、前記加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のパラメタに関する情報を搬送する出力信号を生成するステップ、
   前記呼吸イベント検出モジュールを用いて、気道閉塞を検出するステップであり、気道閉塞は前記センサにより生成される前記出力信号に基づいて検出される、ステップ、
   前記パルスパラメタモジュールを用いて、呼吸可能ガスのパルスの１つ以上のパルスパラメタを得るステップであり、前記パルスは、呼吸可能ガスの一時的なボーラスを構成し、前記被験者の気道を開くために構成される、ステップ、及び
   気道閉塞の検出に応じて、前記得られたパルスパラメタに従って、前記被験者の気道に送出するための前記呼吸可能ガスのパルスを発生させるように、前記制御モジュールを用いて前記圧力発生器を制御するステップ、
   を有する、方法。
7. 前記パルスの１つ以上のパルスパラメタは、当該パルスの発生前に得られる、及び前記パルスパラメタは、振幅、期間又はタイミングの１つ以上を含んでいる、請求項６に記載の方法。
8. 請求項６に記載の方法において、前記コンピュータプログラムモジュールはさらに、呼吸パラメタモジュールを有し、前記方法はさらに、前記呼吸パラメタモジュールを用いて、前記被験者の１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベル、前記被験者の正常な呼吸に関する前記１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベル、及び前記センサにより生成される前記出力信号に基づいて決定される前記１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベルを決定するステップを有する、並びに
   気道閉塞は、前記基線レベルの１つ以上に違反している前記呼吸パラメタの１つ以上に応じて検出される、
   方法。
9. 請求項６に記載の方法はさらに、前記パルスパラメタモジュールを用いて、前記呼吸可能ガスのパルスの前記パルスパラメタを調節するステップを有し、前記調節は、１つ以上の先行するパルスと比べて現在のパルスの有効性を高めるために構成され、前記有効性は、前記被験者の気道が開く量に関し、前記調節は、前記１つ以上の先行するパルス中に前記出力信号により搬送される情報に基づき、及び前記調節は、前記パルスの振幅、期間又はタイミングの１つ以上を変更するステップを有する、方法。
10. 請求項６に記載の方法はさらに、気道陽圧支持治療法に従って、前記被験者の気道に前記加圧した呼吸可能ガス流を供給するように、前記制御モジュールを用いて前記圧力発生器を制御するステップ、最小量の気道陽圧支持を供給するように前記圧力発生器を制御するステップ、及び前記気道陽圧支持に加え、前記パルスを送出するように前記圧力発生器を制御するステップ、を有する方法。
11. 前記圧支持システムのための圧力発生システムにおいて、前記圧力発生システムは、
    被験者の気道に送出するための加圧した呼吸可能ガス流を発生させる手段、
    前記加圧した呼吸可能ガス流の１つ以上のパラメタに関する情報を搬送する出力信号を生成する手段、及び
    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、前記コンピュータプログラムモジュールは、
    気道閉塞を検出する手段であり、気道閉塞は前記出力信号に基づいて検出される、手段、
    呼吸可能ガスのパルスの１つ以上のパルスパラメタを得る手段であり、前記パルスは、呼吸可能ガスの一時的なボーラスを構成し、前記被験者の気道を開くために構成される、手段、及び
    気道閉塞の検出に応じて、前記得られたパルスパラメタに従って、前記被験者の気道に送出するための前記呼吸可能なガスのパルスを発生させるために加圧したガス流を発生させる前記手段を制御する手段
    を有する、圧力発生システム。
12. 前記パルスの１つ以上のパルスパラメタは、当該パルスの発生前に得られる、及び前記パルスパラメタは、振幅、期間又はタイミングの１つ以上を含んでいる、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記コンピュータプログラムモジュールはさらに、前記被験者の１つ以上の呼吸パラメタの１つ以上の基線レベル、前記被験者の正常な呼吸に関する前記１つ以上の呼吸パラメタの前記１つ以上の基線レベル、及び前記センサの出力信号に基づいて決定される前記１つ以上の呼吸パラメタの前記１つ以上の基線レベルを決定するための手段を有する、並びに
    前記気道閉塞を検出する手段は、前記基線レベルの１つ以上に違反している前記呼吸パラメタの１つ以上に応じて、気道閉塞を検出するために構成される、
    請求項１１に記載のシステム。
14. 前記１つ以上のパルスパラメタを得るための手段は、前記呼吸可能ガスのパルスのパルスパラメタを調節するために構成され、前記調節は、１つ以上の先行するパルスと比べて現在のパルスの有効性を高め、前記有効性は、前記被験者の気道が開く量に関し、前記調節は、前記１つ以上の先行するパルス中に前記出力信号により搬送される情報に基づき、及び前記調節は、前記パルスの振幅、期間又はタイミングの１つ以上を変更することを有する、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記制御する手段は、気道陽圧支持治療法に従って、前記被験者の気道に前記加圧した呼吸可能ガス流を供給するように、前記加圧したガス流を発生する前記手段を制御するために構成され、前記制御する手段は、最小量の気道陽圧支持を供給するように前記加圧したガス流を発生させる前記手段を制御するために構成され、前記制御する手段は、前記気道陽圧支持に加えて、前記パルスを送出するように前記加圧したガス流を発生させる前記手段を制御する、請求項１１に記載のシステム。

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