JP2016516537A - 呼吸装置、関連したシステム、および方法 - Google Patents

Abstract

呼吸装置は、被験者に少なくとも１つの治療を配信し、および、少なくとも２つのコンポーネントを含む。該少なくとも２つのコンポーネントは、被験者にガスを供給する換気装置と、被験者に供給されたガスを加湿する加湿装置と、被験者に薬を供給する噴霧装置と、被験者の気道の一部を吸引する吸引装置と、および被験者内の咳をシミュレートする咳補助装置との少なくとも１つを含む。被験者へ治療を提供する方法は、呼吸装置を用いて提供される。

Description

本開示は、一般的に、被験者の気管を介して被験者に少なくとも１つの治療を提供するときに使用するための、呼吸装置、関連したシステム、および方法に関する。特に、本開示は、被験者の気管を介して被験者に少なくとも１つの治療を提供するための２以上のコンポーネントを含む呼吸装置、関連したシステム、および方法に関する。

優先権主張
本願は、２０１３年４月２４日に出願された米国特許仮出願第６１／８１５，６１２号に出願された米国特許仮出願第６１／７７４，９７９号の利益を主張する。

気管又は喉は、人の気道系の一部を形成している。気道は、酸素が豊富な空気を肺に運ぶパイプである。それらはまた、二酸化炭素、廃ガスを肺の外へ運ぶ。人は空気を吸入すると、空気は鼻からこう頭を通じて喉の下方へと進む。喉は、各肺へと通じる２つの気管支に分岐する。

気管（喉）に関する問題は、狭小化、炎症、およびいくつかの遺伝性状態を含む。気管切開は、気管に関連付けられた問題を経験するために設定された医療処置である。例えば、気管切開は、被験者が、嚥下問題をもつ場合、又は、咳若しくは気道閉鎖に影響を及ぼす状態にある場合に、被験者の呼吸を助けるのに使用される。被験者が、救命救急にある場合、および長時間にわたり人工呼吸器が必要とされているような場合にも、気管切開を必要とする。

気管切開は、頚部を通じて気管を切開するための外科的処置である。長期間の治療にわたって、気管切開又は「気管」チューブがこの切開部に置かれることにより、被験者の頚部を通じて気道を提供できる。このチューブは被験者の肺へのアクセスを提供できることから、この気管チューブを通じて吸入管を挿入することによって分泌物を除去することができる。

気管切開の被験者によって吸入される空気は、鼻腔、口、喉を通過せず、このことから気管および肺を過度に乾燥させることを防ぐために必要な水分をとることができない。さらに、空気は、口および鼻を通過することによって暖められない。このことは、炎症、咳、および過剰な粘液、又は気道閉鎖による被験者への「閉塞（ｐｌｕｇ）」につながる。そのような過剰な粘液は被験者の気道内に「閉塞」をも生じさせて窒息を引き起こし、これにより被験者の死につながる恐れがある。さらに、呼吸器疾患のある被験者は、咳が弱く、気道から分泌物を洗浄することが困難となり、病原体（例えば、肺炎又は連鎖球菌）を咳によって洗浄することができない。分泌物は、気道を妨げて、被験者が必要な酸素濃度を維持することを難しくさせる。

気管切開被験者治療の提供において使用するための器具は、介護施設間で変わる。この器具の大きさおよび複雑さが、被験者が不可能でないならば介護施設から退院しているとき、被験者に通院させようとすることを難しくさせている。多くの場合、被験者は、自分の住居に制限されている。もし治療プロトコルが厳格に続かなければ、被験者は介護施設において追加の治療が必要となる。

特別養護センタ、老人ホール、長期緊急治療施設、又は被験者の住居が、必要な器具を取得して必要な治療を気管切開被験者に提供できるようになるまで、被験者は介護施設を退院することができない。１次介護施設（例えば、病院）での長期滞在は、医療費を結果として増加させることになる。さらに長期滞在は、他の被験者が１次介護施設で治療を受けることの妨げにもなる。

いくつかの例では、退院した気管切開被験者は、介護施設において追加の医療手当てと治療を必要とする合併症を経験する。多くの場合、（例えば、入手可能な治療法のもとで）、被験者が退院して３０日以内に病院に入院した場合、病院は、最初の訪問だけでなく追加の治療に関連した経費を負担しなければならない。従って、退院した気管切開被験者と慢性呼吸不全被験者との合併症を減らす、システム、方法、および装置を提供する必要がある。

本発明では、改善された呼吸装置、関連したシステム、および方法を提供する。

いくつかの実施形態では、本開示は、気道装置を通じて被験者に少なくとも１つの治療を行う呼吸装置を備える。呼吸装置は、被験者にガスを供給する換気装置と、被験者に供給されたガスを加湿する加湿装置と、被験者に薬を供給する噴霧装置（ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ）と、被験者の気道の一部を吸引する吸引装置と、および被験者内の咳をシミュレートする咳補助装置とからなるグループから選択された少なくとも２つのコンポーネントを備えた制御装置を含む。呼吸装置は、制御装置の少なくとも２つのコンポーネントと通信する少なくとも１つの接続チューブと、少なくとも１つの接続チューブに連結され被験者の気道にアクセスするための気道装置と、および少なくとも１つの接続チューブおよび気道装置を通じて少なくとも２つのコンポーネントを用いて被験者に少なくとも１つの治療を選択的に提供するための制御システムとを含む。

追加の実施形態において、本開示は、携帯用の呼吸装置を含む。この呼吸装置は、制御装置と該制御装置に動作可能に連結された少なくとも２つのコンポーネントとを含む。少なくとも２つのコンポーネントの各々は、被験者にガスを供給する換気措置と、被験者に供給されたガスを加湿する加湿装置と、被験者に薬を供給する噴霧装置（ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ）と、被験者の気道の一部を吸引する吸引装置と、被験者内の咳をシミュレートする咳補助装置と、酸素濃縮器と、被験者の血液飽和レベルを監視するセンサと、被験者に栄養分を供給するための経腸栄養装置と、および被験者の口又は歯に使用するための口腔ケア装置とのうちの少なくとも１つを含む。この呼吸装置は、少なくとも２つのコンポーネントの各々の出力に動作可能に連結されおよび被験者の気道と通信できるように構成されたマニホールド（ｍａｎｉｆｏｌｄ）と、このマニホールドを通じて少なくとも２つのコンポーネントを用いて被験者に少なくとも１つの治療を選択的に提供する制御システムとを含む。

また追加の実施形態において、本開示は、呼吸装置を用いて被験者に治療を提供する方法を含む。この方法は、呼吸装置の制御システムを用いて被験者に関連付けられた少なくとも１つの生体パラメータを監視することを含む。制御装置は、被験者に少なくとも１つの治療を提供するための少なくとも２つのコンポーネントを含む。各コンポーネントは、被験者にガスを供給する換気措置と、被験者に供給されたガスを加湿する加湿装置と、被験者に薬を供給する噴霧装置（ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ）と、被験者の気道の一部を吸引する吸引装置と、および被験者内の咳をシミュレートする咳補助装置との少なくとも１つを含む。被験者の少なくとも１つの生体パラメータを監視することに応答して、被験者の少なくとも１つの生体パラメータに関する警告を少なくとも一人のユーザに提供すること、および呼吸装置の制御装置を用いて被験者の気道に少なくとも１つの治療を自動的に提供又は中止すること、の少なくとも１つを行う。

本開示の様々な実施形態が実施される適切な動作環境を提供する代表的なシステムのフローチャートである。 本開示の様々な実施形態が実施される適切な環境を提供する代表的なネットワークシステムのフローチャートである。 本開示の代表的な実施形態に従った気道装置（気管切開チューブ）に連結された呼吸装置の概略図である。 図３に示す呼吸装置６０のハウンジング装置７０の概略図である。 本開示の代表的な実施形態に従った各種コンポーネント又はモジュールを交互に受信するように構成された基本マニホールドを含む呼吸装置の斜視図である。 本開示の代表的な実施形態に従った呼吸装置を用いて被験者生体を監視するためのプロセスのフローチャートである。 本開示の代表的な実施形態に従ったセンサおよび無線送信機を有する気管切開チューブの断面図である。 本開示の代表的な実施形態に従った呼吸装置を用いて被験者生体を無線で監視するためのプロセスのフローチャートである。 本開示の代表的な実施形態に従った気管切開チューブおよびコルゲート（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ）チューブに連結された一方向弁の断面図である。 本開示の代表的な実施形態に従った気管切開チューブおよびコルゲートチューブに連結された一方向弁の断面図である。 本開示の代表的な実施形態に従った気管切開チューブに連結された呼吸装置の概略図である。 図９に示す呼吸装置の一部の断面図である。

説明される開示の今現在のところ好ましい実施形態は、図を参照することによって最も良く理解され、図においては、同様の参照番号は、同一の要素または機能的に類似した要素を示す。図において概略的に説明および図示される本開示のコンポーネントは、多種多様な異なる構成で配置および設計されることができることが容易に理解されよう。したがって、以下のより詳細な説明は、特許請求される本開示の範囲を限定することは意図しておらず、本開示のいくつかの実施形態を表すにすぎない。

本明細書で提示される絵図は、いずれか特定の刺激装置またはそのコンポーネントの実物図ではなく、本開示の実施形態を説明するために利用される理想化された概略図であるにすぎない。

本開示は、一般に、被験者（例えば、患者）の気道（例えば、気管、鼻内および／または口内、咽頭、喉頭など）を介して被験者に少なくとも１つの処置を施すことによって、被験者の回復および治療（例えば、長期治療）を支援するためのシステム、装置、および方法に関する。例えば、本明細書で開示されるような呼吸装置ならびに関連するシステムおよび方法は、前頸部から気管に延びる、人工穴（例えば、気管切開）を通って形成された気道を有する被験者とともに利用される。以下で論じられる例示的な実施形態は、説明の目的で、一般に、気管切開チューブなどの気道装置に言及するが、他の実施形態では、本明細書で開示されるような呼吸装置ならびに関連するシステムおよび方法は、気管切開チューブの代わりに、例えば、マスク、吸入テント、送気フード、鼻腔カニューレ、気管チューブ、または他の種類の呼吸チューブなど、被験者の気道と連通する他の気道装置とともに利用されることに留意されたい。そのような被験者は、気管切開および喉頭切除医療処置の１もしくは複数を受け、ならびに／または例えば、急性気管支炎、急性呼吸窮迫症候群（ＡＲＤＳ）、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、石綿症、喘息、気管支拡張症、細気管支炎、器質化肺炎を伴う閉塞性細気管支炎（ＢＯＯＰ）、気管支肺異形成症、綿肺症、慢性気管支炎、コクシジオイデス症（ＣＯＣＣＩ）、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、特発性器質化肺炎（ＣＯＰ）、嚢胞性線維症、肺気腫、ハンタウイルス肺症候群、ヒストプラスマ症、ヒトメタニューモウイルス、過敏性肺炎、インフルエンザ、肺癌、リンパ管腫症、中皮腫、非結核性抗酸菌症、百日咳、塵肺（黒肺疾患）、肺炎、原発性線毛運動障害、原発性肺、高血圧症、肺動脈高血圧症、肺線維症、肺血管疾患、呼吸器合胞体ウイルス、サルコイドーシス、重症急性呼吸器症候群、珪肺、睡眠時無呼吸、乳幼児突然死症候群、結核、気胸、低酸素血症、副鼻腔炎、鼻副鼻腔炎、アレルギー性鼻炎、筋ジストロフィ、脊髄損傷、他の身体的不全もしくは怪我、もしくはそれらの組み合わせなどの、慢性呼吸器疾患もしくは慢性呼吸器病、もしくは他の基礎疾患を有する。

いくつかの実施形態では、本開示は、１または複数の吸引、加湿、噴霧、酸素、換気、カフアシスト、経腸栄養ポンプ、口腔ケア、バイオメトリックセンシングを提供する、統合された、ポータブルな、モジュール式の、モバイルな、歩行可能な、軽量の、区分化された、コンパクトな医療装置、ならびに被験者のニーズを満たすために、またリアルタイムバイオメトリックデータを提供するために、呼吸装置を検出し、モニタリングし、および制御するための、コンピュータソフトウェアを含む。

本開示のいくつかの実装形態では、呼吸装置は、被験者の気管切開口または人工穴（例えば、気管切開）に挿入するための遠位端と、ベースまたはハウジングユニットに結合される近位端とを含む気道装置（例えば、気管切開チューブ）を有して、提供される。他の実施形態では、呼吸装置は、被験者の鼻および／または口を介して、被験者の気道に接続される。呼吸装置は、血中酸素飽和度、空気圧、空気温度、空気湿度、排気される空気量、流量、ｐＨレベル、および被験者が発する雑音のオーディオモニタリングなど、被験者の様々なパラメータをモニタリングするように構成された１または複数のセンサを含む。いくつかの実施形態では、１または複数のセンサは、気管切開チューブ内に位置決めされ、チューブを通過している空気と連通している。他の実施形態では、１または複数のセンサは、１または複数のセンサが被験者の気道内にあるように、気管切開チューブの終端に位置決めされる。本開示のいくつかの実装形態は、１または複数のセンサからの信号を受信（例えば、モニタリング）し、被験者のニーズおよび快適さを満たすのに必要に応じて呼吸装置を制御（例えば、調整）するように構成された、コンピュータ装置を含む。他の実施形態では、本開示の呼吸装置は、被験者のニーズおよび快適さを満たすのに必要に応じて呼吸装置を調整するための手動制御を含む。いくつかの実施形態では、呼吸装置は、タッチスクリーンを介して調整される、またはセルフォン、タブレットコンピュータ、スマートウォッチ、もしくは他のコンピュータなどの、スマート装置を使用してリモートで調整される、デジタル制御を含む。呼吸装置は、被験者に関するデータ（例えば、呼吸サイクル、パターン、および／または被験者の状態）と、（例えば、処方または推奨された処置スケジュールを被験者が遵守したか否かを追跡するための使用ログを生成するために）呼吸機械の様々な機能の使用に関するデータとを記録する。

いくつかの実施形態では、ハウジングユニットは、陽圧ポンプ（例えば、自発呼吸を機械的に支援するための、またはそれに取って代わるための人工呼吸器）を含む。人工呼吸器は、被験者に空気を提供し、被験者の呼気の間、気道装置（例えば、気管切開チューブおよび／またはマウスホース）内を陽圧に維持するように構成される。この機能は、被験者が呼気ガス（例えば、ＣＯ₂ガス）を再呼吸する事態を減らし（例えば、防止し）、呼気ガスが引き起こす呼吸装置の汚染を減らす。いくつかの実施形態では、本開示は、陽圧ポンプから被験者の気道への空気の通過を許可し、呼気ガスを環境に排出する、一方向弁を含む。いくつかの実施形態では、人工呼吸器は、人工呼吸器が定められた量の空気流を被験者に提供する、受動システムである。他の実施形態では、人工呼吸器は、人工呼吸器が被験者からの１または複数のパラメータをモニタリングし（例えば、被験者の呼気に関するパラメータをモニタリングし）、空気流の量および／または組成をしかるべく調整する、能動システムを含む。

装置は、被験者に快適さおよび医療を提供するために、気道装置（例えば、気管切開チューブ）とともに、また実装される場合は陽圧ポンプとも、選択的に利用される、様々なコンポーネント（例えば、モジュール式コンポーネント）を含む。例えば、呼吸装置は、（例えば、陽圧ポンプを介して）被験者に提供される空気に湿気を加える、加湿器コンポーネントを備える。いくつかの実施形態では、加湿器コンポーネントは、加湿されるときに空気の温度を高めるための加熱要素を含む。いくつかの実施形態では、加湿器は、（例えば、気管切開チューブを介して、被験者の鼻または口と連通するチューブまたはマスクを介して）空気が被験者に投与される前に、陽圧ポンプからの空気内で水分を噴霧し、凝結させる。そのような実施形態では、加湿器コンポーネントは、被験者によって吸入される湿った空気（例えば、水蒸気）の「雲」を生成するように構成される。湿った空気は、肺分泌物を薄め、乾燥に起因する刺激を弱め、被験者の気道内での詰りの発生を減らす。いくつかの実施形態では、加湿器コンポーネントは、被験者に対して最適なレベルの湿度を達成するために、十分な水分で空気を処理するように構成される。例えば、加湿器は、空気の湿度のレベルを４４ｍｇ／Ｌ以上に維持するように構成される。呼吸装置は、（例えば、被験者の気管内および／または鼻／口気道内の）空気の湿度に関するデータを感知し、受け取り、記録し、加湿器コンポーネントの出力を、収集されたデータに基づいて自動的に調整する。

加湿器コンポーネントは、被験者に送られる水分の温度を調整する。例えば、加湿器コンポーネントは、加湿された空気を投与前に望ましい温度に温める加熱コイルを備える。他の実施形態では、呼吸装置のチューブ（例えば、気管切開チューブ）は、チューブの壁内に埋め込まれた加熱要素またはワイヤであって、電流が加熱要素に印加されたときにチューブを加熱するように構成された加熱要素またはワイヤを含む。いくつかの実施形態では、加湿器は、水分および空気の温度を３７℃に維持する。いくつかの実施形態では、加熱要素は、３７℃と１００℃の間の範囲に空気を加熱することが可能である。

本開示のいくつかの実施は、気管切開チューブまたはマスクを介して被験者に薬剤を投与するために、呼吸装置に取り付けられた、または呼吸装置内に組み込まれた、噴霧コンポーネントを含む。いくつかの実施形態では、（例えば、気管切開チューブまたはマスクにおいて空気流を感知する）１または複数のセンサを使用して、呼吸装置は、被験者の呼吸をモニタリングし、（例えば、アラームを鳴らすことによって、または薬剤を自動的に送ることによって）薬剤が被験者にいつ投与されるべきかを決定する。

本開示のいくつかの実装形態は、酸素を被験者に投与するために、呼吸装置に取り付けられた、酸素コンポーネントを含む。いくつかの実施形態では、酸素コンポーネントは、大気から酸素を取り込む酸素濃縮器を利用する。酸素濃縮器が、十分な酸素を被験者に供給することが可能でない場合、呼吸装置は、酸素キャニスタに結合される。いくつかの実施形態では、呼吸装置は、被験者の血中飽和度をモニタリングするために、センサ（例えば、パルスオキシメータ）を使用し、手動で、電子的に、または呼吸装置の制御システムを通して調整される、酸素の流量ならびに提供される酸素の濃度レベルを調整する。血中飽和度が、最適でない場合、呼吸装置は、警報を鳴らし、および／または検出されたレベルに関する通知を送る。

本開示のいくつかの実装形態は、被験者の気道から分泌物を除去するように構成された陰圧ポンプを含む。陰圧ポンプは、気管切開チューブを通して挿入される吸引カニューレに結合され、被験者の気道に陰圧を提供する。いくつかの実施形態では、呼吸装置は、被験者の口を吸引するヤンカーを含む。陰圧ポンプは、真空計を含み、（例えば、５０と５００ｍｍＨｇの間で調整可能な）様々な吸引設定値を含む。例えば、陰圧ポンプは、８０ないし１２０ｍｍＨｇの成人吸引設定値、８０ないし１００ｍｍＨｇの小児吸引設定値、および６０ないし８０ｍｍＨｇの幼児吸引設定値を備える。

いくつかの実施形態では、人工呼吸器が被験者の肺内の圧力のレベルを高めることが必要とされる場合、呼吸装置は、自動的にまたは手動で換気と吸引の間で交互に切り換わる。呼吸装置は、（例えば、被験者の呼吸をモニタリングすることによって）事前決定された吸引回数および持続時間に関して被験者に警告を発する。いくつかの実施形態では、呼吸装置は、被験者の気道内の圧力をモニタリングする圧力センサを利用する。例えば、呼吸装置は、気道内部の圧力が事前決定されたレベルよりも上昇したかどうかを感知し、被験者および／または介護者に通知する。

いくつかの実施形態では、呼吸装置は、被験者の呼吸パターンの間に検出された圧力示度に基づいて、または被験者が吸引を必要としていることを示す（例えば、呼吸装置のマイクロフォンセンサ、呼吸装置とは別個の装置の、例えば、スマートフォンの、マイクロフォンおよび／もしくはスピーカを介して）被験者から検出された選択されたオーディオ信号に基づいて、自動化された吸引を提供する。例えば、気管切開チューブは、被験者の気道内の過剰な分泌物に起因する空気圧の変化を検出する圧力センサを備える。空気圧の変化が検出された場合、呼吸装置は、吸引カニューレを気管切開チューブを通して被験者の気道に自動的に進め、陰圧を印加して、過剰な肺分泌物を除去する。いくつかの実施形態では、陽圧ポンプおよび酸素コンポーネントは、吸引サイクルと吸引サイクルの間に（例えば、肺に送気することによって）被験者に酸素を返す。

いくつかの実施形態では、呼吸装置は、カフアシスト機能を含む。例えば、呼吸装置は、被験者の空気に陽圧を印加したのに続いて、陰圧を印加する。そのような機能は、被験者の気道内の分泌物を少なくとも部分的に除去する手助けを被験者にすることによって、咳をまねる。

いくつかの実施形態では、呼吸装置は、被験者のための栄養補給装置とともに使用する機能を含む。例えば、呼吸装置は、被験者に栄養物を送るためのポンプ（例えば、経腸栄養ポンプ）を含む。

いくつかの実施形態では、呼吸装置は、被験者のための１または複数の口腔ケア装置を含む。

いくつかの実施形態では、呼吸装置は、呼吸装置の様々なコンポーネントのうちの２以上のために利用される１または複数の装置（例えば、１または複数のポンプ）を含む。例えば、呼吸装置は、換気ユニット、加湿ユニット、噴霧器ユニット、吸引ユニット、カフアシストユニット、酸素濃縮器ユニット、パルスオキシメータユニット、被験者の血中飽和度をモニタリングするためのセンサ、経腸栄養ユニット、および口腔ケアユニットのうちの１または複数の動作を容易にする、１または複数の共通ポンプを含む。

いくつかの実施形態では、本開示は、被験者のバイオメトリックレベルが望しいレベルまたは処方されたレベルから変化した場合、警告を提供するように構成される。例えば、呼吸装置は、被験者の血液酸素が望しいレベルよりも低下した場合、可聴警告を提供する。他の実施形態では、呼吸装置は、望ましくない信号またはレベルが検出された場合、ポータブルコンピュータ装置（例えば、スマートフォン、タブレット、パッド、コンピュータ、スマートウォッチ、および他の電子装置）に通知を送信する。いくつかの実施形態では、呼吸装置は、望ましくない信号またはレベルが検出された場合、介護者（例えば、ナースステーション）に警告またはメッセージを送信し、または他の方法で介護者に警告を発する。介護者は、その後、呼吸装置を調整して、望ましくないレベルを是正する。例えば、介護者は、呼吸装置上で提供される制御システムインターフェースを用いて、呼吸装置を直接的に調整し、またはパーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、スマートウォッチ、モバイルフォン、もしくは他の装置などのコンピュータ装置上のソフトウェアアプリケーションを介して、呼吸装置をリモートで調整する。

本開示のいくつかの実施形態は、被験者の気道および／または気管切開チューブの詰りまたは閉塞を検出するように構成される。例えば、圧力センサは、被験者がもはや呼吸していないこと、または閉塞のせいで呼吸困難に陥っていることを示す、空気圧の変化をモニタリングおよび検出する。呼吸装置は、警告を発するように構成され、それによって、介護提供者は、被験者の気道または気管切開チューブの詰り状態に対する警告を与えられる。介護提供者は、その後、詰りを除去し、被験者に通常の呼吸を取り戻させるための行動を取る。閉塞または閉鎖は、空気圧に加えて、または空気圧の代わりに、様々な他のバイオメトリックパラメータをモニタリングすることによって検出されることが理解されよう。

いくつかの実施形態では、呼吸装置の制御システムは、装置の１または複数のコンポーネント（例えば、使い捨ての、以下で論じられるコンポーネント、チューブ、またはユニット）が交換を必要としている場合に、警告を鳴らすように構成される。

上で述べられたように、本開示のいくつかの実施形態は、コンピュータ装置とともに使用するために構成され、それによって、コンピュータ装置は、被験者の快適さおよび介護を維持するために、ユーザが、呼吸装置の設定値を受け取り、解釈し、調整し、モニタリングすることを可能にする。

本開示の実施形態が実装される適切な動作環境についての概略的な説明を提供することを意図した、図１および図２ならびに対応する議論を今から参照する。本開示の実施形態が、１または複数のコンピューティング装置によって、またネットワーク接続構成を含む様々なシステム構成において実装されることを、当業者は理解されよう。しかしながら、本開示の方法およびプロセスは、汎用コンピュータを備えるシステムとの関連において特に有益であることが分かっているが、本開示の実施形態は、汎用処理ユニットを有する埋め込みシステム、デジタル信号プロセッサ／メディア信号プロセッサ（ＤＳＰ／ＭＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、スタンドアロン電子装置、および他のそのような電子環境を含む、様々な環境における方法およびプロセスの利用を含む。

本開示の実施形態は、１または複数のコンピュータ可読媒体を含み、各媒体は、データまたはデータを操作するためのコンピュータ実行可能命令を含むまたはその上に含むように構成される。コンピュータ実行可能命令は、様々な異なる機能を実行することが可能な汎用コンピュータと関連付けられたもの、または限られた数の機能を実行することが可能な専用コンピュータと関連付けられたものなどの処理システムによってアクセスされる、データ構造、オブジェクト、プログラム、ルーチン、または他のプログラムモジュールを含む。コンピュータ実行可能命令は、特定の機能または機能のグループを処理システムに実行させ、本明細書で開示される方法のための動作を実装するためのプログラムコード手段の例である。さらに、実行可能命令の特定のシーケンスは、そのような動作を実装するために使用される対応する動作の例を提供する。コンピュータ可読媒体の例は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、リードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、プログラム可能リードオンリーメモリ（「ＰＲＯＭ」）、消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ（「ＥＰＲＯＭ」）、電気的消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ（「ＥＥＰＲＯＭ」）、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（「ＣＤ−ＲＯＭ」）、または処理システムによってアクセスされるデータもしくは実行可能命令を提供することが可能な他の任意の装置もしくはコンポーネントを含む。

図１を参照すると、本開示の実施形態を実装するための代表的なシステムは、汎用または専用コンピュータである、コンピュータ装置１０を含む。例えば、コンピュータ装置１０は、パーソナルコンピュータ、ノートブックコンピュータ、携帯情報端末（「ＰＤＡ」）もしくは他のハンドヘルド装置、タブレット、ワークステーション、ミニコンピュータ、メインフレーム、スーパーコンピュータ、マルチプロセッサシステム、ネットワークコンピュータ、プロセッサベースの民生用電子装置、スマートフォン、またはスマートウォッチなどである。

コンピュータ装置１０は、その様々なコンポーネントを接続するように構成され、２以上のコンポーネントの間でデータが交換されることを可能にする、システムバス１２を含む。システムバス１２は、様々なバスアーキテクチャのいずれかを使用する、メモリバスもしくはメモリコントローラ、周辺バス、またはローカルバスを含む、様々なバス構造のうちの１つを含む。システムバス１２によって接続される典型的なコンポーネントは、処理システム１４およびメモリ１６を含む。他のコンポーネントは、１または複数の大容量記憶装置インターフェース１８、入力インターフェース２０、出力インターフェース２２、および／またはネットワークインターフェース２４を含み、それらの各々は、以下で論じられる。

処理システム１４は、中央プロセッサ、および特定の機能またはタスクを実行するように設計されたオプションの１または複数の他のプロセッサなどの、１または複数のプロセッサを含む。メモリ１６、磁気ハードディスク、着脱可能な磁気ディスク、磁気カセット、光ディスク、サムドライブ、ソリッドステートメモリ、ユニバーサルシリアルバス上など、コンピュータ可読媒体上で提供される、またはやはりコンピュータ可読媒体と見なされる通信接続から提供される命令を実行するのは、一般に、処理システム１４である。

メモリ１６は、データまたはデータを操作するための命令を含むまたはその上に含むように構成され、システムバス１２を通して処理システム１４によってアクセスされる、１または複数のコンピュータ可読媒体を含む。メモリ１６は、例えば、情報を永続的に記憶するために使用されるＲＯＭ２８、および／または情報を一時的に記憶するために使用されるＲＡＭ３０を含む。ＲＯＭ２８は、コンピュータ装置１０のスタートアップ中などに、通信を確立するために使用される１または複数のルーチンを有する、基本入力／出力システム（「ＢＩＯＳ」）を含む。ＲＡＭ３０は、１または複数のオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、および／またはプログラムデータなどの、１または複数のプログラムモジュールを含む。

１または複数の大容量記憶装置インターフェース１８は、１または複数の大容量記憶装置２６をシステムバス１２に接続するために使用される。大容量記憶装置２６は、コンピュータ装置１０に組み込まれ、またはコンピュータ装置１０の周辺機器であり、コンピュータ装置１０が大量のデータを保持することを可能にする。任意選択的に、大容量記憶装置２６の１または複数は、コンピュータ装置１０から取り外し可能である。大容量記憶装置の例は、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、サムドライブ、テープドライブ、および光ディスクドライブを含む。大容量記憶装置２６は、磁気ハードディスク、着脱可能な磁気ディスク、磁気カセット、光ディスク、または別のコンピュータ可読媒体から読み取り、および／またはそれらに書き込む。大容量記憶装置２６および対応するコンピュータ可読媒体は、オペレーティングシステム、１もしくは複数のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、またはプログラムデータなどの、１または複数のプログラムモジュールを含む、データおよび／または実行可能命令の不揮発性記憶を提供する。そのような実行可能命令は、本明細書で開示される方法のための動作を実装するためのプログラムコード手段の例である。

１または複数の入力インターフェース２０は、ユーザが、１または複数の対応する入力装置３２を通して、データおよび／または命令をコンピュータ装置１０に入力することを可能にするために利用される。そのような入力装置の例は、キーボード、ならびにマウス、トラックボール、ライトペン、スタイラスまたは他のポインティング装置、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、タッチスクリーン、キーパッド、衛星放送受信アンテナ、ＲＦＩＤチップ、スキャナ、ビデオカメラ、およびデジタルカメラなどの、代替的な入力装置を含む。同様に、入力装置３２をシステムバス１２に接続するために使用される入力インターフェース２０の例は、シリアルポート、パラレルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）、集積回路、ファイヤワイヤ（ＩＥＥＥ１３９４）、または別のインターフェースを含む。例えば、入力インターフェース２０は、特定のアプリケーションのために設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。さらなる実施形態では、ＡＳＩＣは、既存の回路構築ブロックに埋め込まれ、それらを接続する。

１または複数の出力インターフェース２２は、１または複数の対応する出力装置３４をシステムバス１２に接続するために利用される。出力装置の例は、モニタまたは表示スクリーン、スピーカ、プリンタ、および多機能周辺機器などを含む。特定の出力装置３４は、コンピュータ装置１０と統合され、またはコンピュータ装置１０の周辺機器である。出力インターフェースの例は、ビデオアダプタ、オーディオアダプタ、およびパラレルポートなどを含む。

１または複数のネットワークインターフェース２４は、コンピュータ装置１０が、コンピュータ装置３６として示された１または複数の他のローカルまたはリモートコンピュータ装置と、配線接続リンクおよび／または無線リンクを含むネットワーク３８を介して、情報を交換することを可能にする。ネットワークインターフェースの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）もしくはモデムに接続するためのネットワークアダプタ、無線リンク、またはインターネットなどのワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）に接続するための他のアダプタを含む。ネットワークインターフェース２４は、コンピュータ装置１０と合体され、またはコンピュータ装置１０の周辺機器である。ネットワーク接続システムでは、アクセス可能なプログラムモジュールまたはその部分は、リモートメモリ記憶装置内に記憶される。さらに、ネットワーク接続システムでは、コンピュータ装置１０は、分散コンピューティング環境に参加し、そこでは、機能またはタスクが、ネットワーク接続された複数のコンピュータ装置によって実行される。

したがって、本開示の実施形態が、多くの種類のシステム構成を用いて様々な異なる環境において実践されることを、当業者は理解されるであろうが、図２は、本開示の実施形態との関連において使用される代表的なネットワーク接続システム構成を提供している。図２の代表的なシステムは、（クライアント４２およびクライアント４４として示される）１または複数の他のコンピュータ装置と、（多機能周辺機器（ＭＦＰ）４６として示される）１または複数の周辺装置とにネットワーク３８を介して接続された、クライアント４０として示される、コンピュータ装置を含む。図２は、クライアント４０と、２つの追加のクライアントであるクライアント４２およびクライアント４４と、１つの周辺装置であるＭＦＰ４６と、任意選択でサーバ４８とを含む、実施形態を示しているが、代替的な実施形態は、ネットワーク３８に接続された、より多いもしくは少ないクライアントを含み、２以上の周辺装置を含み、周辺装置を含まず、サーバ４８を含まず、および／または２以上のサーバ４８を含む。本開示の他の実施形態は、１または複数のコンピュータ装置が１または複数のローカルまたはリモート周辺装置に接続される、ローカル環境、ネットワーク接続環境、またはピアツーピア環境を含む。さらに、本開示による実施形態は、単一の電子民生用装置、無線ネットワーク接続環境、ならびに／またはインターネット、セルラネットワーク、および／もしくはメッセージングサービス（例えば、地理的メッセージングサービス（ＧＭＳ）などのワイドエリアネットワーク接続環境を含む。

図３は、気管切開チューブ６２に結合された呼吸装置６０の概略図であり、図３Ａは、呼吸装置６０のハウジングユニット７０の概略図である。図３および図３Ａを参照すると、呼吸装置６０が、示されている。いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、ＩＶポール７２に取り付けられるように構成された、制御またはハウジングユニット７０を備える。他の実施形態では、ハウジングユニット７０は、テーブル、棚、または床面などの平らな面上に配置される、自立ユニットを備える。さらに、いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０は、装置６０の移動および位置付けに役立つ、車輪またはキャスタを備える。さらにまた、いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０は、ユーザが装置６０を運搬する手助けをする、キャリングケースを備える。

いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０は、様々なモジュール式コンポーネントを格納するように構成された内部を有する、外部ケーシングを備える。いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０は、様々なコンポーネントが永続的に格納される、密閉ユニットを備える。例えば、ユーザは、コンポーネントをハウジングユニット７０から取り外さず、ハウジングユニット７０に追加しない。他の実施形態では、ハウジングユニット７０は、ユーザおよび／または被験者のニーズに応じて、様々なコンポーネントを選択的に挿入および取り外すために、ユーザによってアクセスされる。したがって、いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０は、１または複数のモジュール式コンポーネントを含むようにユーザによって構成され、それによって、ユーザの仕様に従ってカスタマイズされた呼吸ユニット６０を提供する。

ハウジングユニット７０は、医療または臨床環境での使用に適合した任意の材料を含む。例えば、ハウジングユニット７０は、プラスチックまたは金属材料を含む、便利なポータブルユース用の形状および大きさに作られる。ハウジングユニット７０は、単一のモノリシック構造を備え、または最終的な構造を提供するために一緒に接合される複数の部分を備える。

いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０は、電力コンバータを備え、それによって、ハウジングユニット７０は、ユニット７０に電力を供給する電気レセプタクルに（例えば、ウォールプラグ７６を用いて）プラグ接続される。他の実施形態では、ハウジングユニット７０は、呼吸装置６０の様々なコンポーネントに電力を供給するように構成された、バッテリ７４を備える。いくつかの実施形態では、バッテリ７４は、ウォールプラグ７６を電気レセプタクルに差し込むことによって、充電される。いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０は、移動しながらの使用および／または移動しながらのバッテリ７４の充電のために、自動車のバッテリにプラグ接続されるように構成される。

呼吸装置６０は、マニホールド８０を含む。マニホールド８０は、ハウジングユニット７０内に格納されたモジュール式コンポーネントと、ハウジングユニット７０の外部にある呼吸装置６０の様々な部品との間のインターフェースを提供する。マニホールド８０は、モジュール式コンポーネントへのアクセスを提供する、任意の構造または形式を備える。いくつかの実施形態では、マニホールド８０は、ハウジングユニット７０の外部ケーシングの一部を備える。例えば、マニホールド８０は、ハウジングユニット７０に対して動く（例えば、回転および／または平行移動する）ように、ハウジングユニット７０から分離される。そのような実施形態は、呼吸装置８０のチュービングおよび／またはワイヤリングをもつれさせる事態を減らすために、マニホールド８０とハウジングユニット７０の間の旋回アーム（例えば、図９を参照）に吊るされた、チュービングおよび／またはワイヤリングが、被験者の動きに従うことを可能にする。他の実施形態では、マニホールド８０は、ハウジングユニット７０の外面に結合される。さらに、いくつかの実施形態では、マニホールド８０は、電気コードおよびチュービングのシステム（例えば、図９を参照）を介して、ハウジングユニット７０および様々なモジュール式コンポーネントに動作可能に接続される。

マニホールド８０は、呼吸装置６０の様々なコンポーネントの入力および出力（例えば、呼吸装置６０のコンポーネントおよび部品のためのチュービングおよび電気コード）を受け入れ、または支持するように構成された、複数のソケット、レセプタクル、および／またはカプラを備える。いくつかの実施形態では、マニホールド８０のソケット、レセプタクル、および／またはカプラは、呼吸装置６０をセットアップするときにユーザが適切な接続を行うことを容易にするために、様々なモジュール式コンポーネントおよび関連するアクセサリ別に色分けされる。例えば、呼吸装置６０は、被験者の気管切開チューブ６２に結合される遠位端を有し、またマニホールド８０に結合される近位端を有する、吸引チューブ９０を備える。吸引チューブ９０の近位端がマニホールド８０に挿入されるソケットは、ハウジングユニット７０内に格納された、吸引ユニット（例えば、真空または吸引ポンプ１２４）を備えるモジュール式コンポーネントに直接的に結合される。したがって、吸引チューブ９０をマニホールド８０に結合することによって、肺分泌物は、被験者の気道から除去され、吸引チューブ９０およびマニホールド８０を介して、ハウジングユニット７０に送られる。マニホールド８０は、以下で説明されるような、残りのコンポーネントおよび部品を受け入れるためのソケットおよび／または他の結合手段を備える。

いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、呼吸装置６０の制御システムが、マニホールド８０の様々な部分（例えば、マニホールド８０の弁を通って延びる、呼吸装置６０の１または複数のコンポーネントのチュービングの一部）を開閉して、呼吸装置６０の特定のコンポーネントの動作を促進するように、マニホールド８０を制御する。例えば、呼吸装置６０の換気ユニット（例えば、陽圧ポンプ１２０）が使用されるべき場合、呼吸装置６０は、換気ユニットの動作を可能にするために（例えば、陽圧ポンプ１２０が蛇管チュービング１００と連通することを可能にするために）、マニホールド８０内のそれぞれの弁を開くように動作する。

図３および図３Ａを引き続き参照すると、いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、マニホールド８０に結合される近位端と、被験者の気管切開チューブ６２に結合される遠位端とを有する、チュービング（例えば、蛇管チュービング１００）の部分を備える。チュービング１００は、医療または臨床環境での使用に適合した任意の材料から成る。いくつかの実施形態では、チュービング１００は、柔軟性のあるポリマ材料から成り、チュービングの側壁内に埋め込まれた金属コイリングまたは硬質プラスチックコイリングを有する。さらに、いくつかの実施形態では、チュービング１００は、空気および湿気がハウジングユニット７０から被験者にそれを通して送られる、単一の管腔を備える。他の実施形態では、チュービング１００は、空気および湿気を被験者に送るように構成された第１の管腔と、被験者から呼気ガスを除去するように構成された第２の管腔とを備える。

本開示のいくつかの態様では、ハウジングユニット７０は、気管切開チューブ６２において陽空気圧を提供するために、チュービング１００を通して流体（例えば、空気、例えば、大気、酸素、またはそれらの組み合わせ、などの気体）を押し込む陽圧ポンプ１２０を備える。陽空気圧は、排出空気が被験者によって再呼吸されることを防止するのに望ましい。陽圧は、さらに、病原体および肺分泌物が気管切開チューブ６２を介してチュービング１００に入ることを防止する。さらにまた、陽圧は、空気、湿気、および噴霧された薬剤を、チュービング１００を通して被験者の気道に進めるために有益である。

いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０の陽圧ポンプ１２０は、チュービング１００内において、約２リットル／分（Ｌ／ｍｉｎ）ないし約１２Ｌ／ｍｉｎの陽圧を提供する。他の実施形態では、ハウジングユニット７０は、チュービング１００内において、約４Ｌ／ｍｉｎないし約８Ｌ／ｍｉｎの陽圧を提供する。いくつかの実施形態では、ハウジングユニット７０は、チュービング１００内において、約６Ｌ／ｍｉｎの陽圧を提供する。

いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、気管切開チューブ６２とチュービング１００の間に位置付けられる一方向弁１０４を備える。一方向弁１０４は、吸入中にチュービング１００からの新鮮な空気の通過を許可し、チュービング１００への排出空気の通過を防止する。いくつかの実施形態では、一方向弁１０４は、排出空気（例えば、呼気）を環境内に解放する。他の実施形態では、一方向弁１０４は、被験者および呼吸装置６０から呼気ガスを除去するように構成されたチュービング１００の第２の管腔に排出空気を送る。一方向弁の非限定的な例は、図８Ａおよび図８Ｂに関連して以下で示され、論じられる。

呼吸装置６０は、噴霧器および加湿器の少なくとも一方として動作する、インラインユニット１１０を備える。他の実施形態では、呼吸装置６０は、ハウジングユニット７０内に格納された噴霧器および加湿器の少なくとも一方として動作する、モジュール式ユニット１２２を備える。ユニット１１０、１２２は、チュービング１００を介して水蒸気の雲を被験者に提供するように構成される。いくつかの実施形態では、インラインユニット１１０は、ユニット１１０と被験者の間で最小距離（例えば、６ないし１０インチ（１５．２４ないし２５．４センチメートル）が提供されるように、チュービング１００上に位置付けられる。そのような実施形態では、この距離は、被験者による吸入前に、空気に十分に満たすことを提供する。例えば、この距離は、空気に水蒸気を十分に満たすことを可能にする。他の実施形態では、この距離は、空気に薬剤を十分に満たすことを可能にする。いくつかの実施形態では、ユニット１１０は、蒸気雲をインラインユニット１１０を通して被験者の気道に押し込むように構成された、２次陽圧ポンプを備える。

ユニット１１０、１２２は、任意の種類、スタイル、またはモデルの噴霧器および／または加湿器装置を備える。いくつかの実施形態では、ユニット１１０、１２２は、振動メッシュ噴霧器、ジェット噴霧器、または超音波噴霧器を備える。いくつかの実施形態では、ユニット１１０、１２２は、専用加湿器ユニットを備える。他の実施形態では、ユニット１１０、１２２は、噴霧器と加湿器のハイブリッド装置を備える。

いくつかの実施形態では、噴霧器／加湿器ユニット１１０は、被験者とマニホールド８０の間の位置においてチュービング１００に結合される。水が、マニホールド８０に結合される近位端と、ユニット１１０に動作可能に取り付けられる遠位端とを有するウォータライン１１２を介して、ユニット１１０に送られる。電気も、ハウジングユニット７０またはバッテリ７４に結合された電力コード１１４を介して、ユニット１１０に供給される。いくつかの実施形態では、ウォータライン１１２および電力コード１１４は、示されるように、チュービング１００から分離される。他の実施形態では、ウォータライン１１２および電力コード１１４は、チュービング１００の外面に結合される。さらに、いくつかの実施形態では、ウォータライン１１２および電力コード１１４は、チュービング１００の側壁に作り付けられ、チュービング１００のためのマニホールドソケットは、電力コード１１４のための電気接点と、ウォータライン１１２のためのウォータサプライとを備える。

先に述べられたように、いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、被験者の気道から肺分泌物を除去するための、吸引チューブ９０および吸引ポンプ１２４を備える。いくつかの実施形態では、吸引チューブ９０は、マニホールド８０と気管切開チューブ６２の間の位置において、チュービング１００に結合される。いくつかの実施形態では、チュービング１００は、吸引チューブ９０がチュービング１００にそれを通って挿入され、また被験者の気道にそれを通って、気管切開チューブ６２を介して挿入される、Ｙポートを有する吸引アダプタ９２を備える。

吸引チューブ９０は、吸引アダプタ９２および気管切開チューブ６２を通して被験者の気道に手動で進められる。いくつかの実施形態では、吸引チューブ９０は、呼吸装置６０が被験者の気道内で空気圧の変化を検出したときに、被験者の気道に自動的に進められる。例えば、呼吸装置６０は、被験者の気道の空気圧をモニタリングする、空気圧センサ（例えば、センサ６１０（図６））を備える。空気圧の低下が、空気圧センサによって検出された場合、呼吸装置６０は、肺分泌物を除去するために、被験者の気道に吸引チューブ９０を自動的に進める。分泌物の除去に続いて、陽圧ポンプ１２０は、空気および酸素を被験者に提供して、適切なレベルを回復する。いくつかの実施形態では、吸引イベントは、被験者の気道から肺分泌物を除去し、被験者にとって適切な空気および酸素レベルを保証するために、吸引と（例えば、陽圧ポンプ１２０を介する）陽空気圧の複数の代替的なステージを含む。

いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、被験者によって生成される凝縮物（例えば、吸引オペレーションまたはカフアシスト中に被験者から受け取られる凝縮物におけるｐＨレベルをモニタリングする、センサ（例えば、センサ６１０（図６））を備える。被験者の濃縮物および／または呼気ガスのｐＨレベルのそのような検出は、被験者が被験者の気道内に感染の兆候を有するかどうかを決定するために利用される。

いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、呼吸装置６０のコンポーネント（例えば、気管切開チューブ６２）内に、被験者から発せられる雑音をモニタリングするためのマイクロフォンとして動作する、センサ（例えば、センサ６１０（図６））を含む。被験者から発せられる雑音のそのような検出は、例えば、被験者が呼吸困難に陥っていないかどうか、または被験者の気道内に詰りを発生させていないかどうかを決定するために利用される。いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、センサからのオーディオを、呼吸装置６０上のスピーカに、または呼吸装置６０とは別個のリモート装置に中継する。

いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、チュービング１００内の空気を加熱するための手段を備える。例えば、チュービング１００は、チュービング１００の側壁内に埋め込まれた加熱要素９４を備える。加熱要素９４は、マニホールド８０に取り付けられる近位端であって、バッテリ７４またはハウジングユニット７０のいずれかから電流を受け取る近位端を備える。電流は、加熱要素９４の温度を上昇させ、それによって、加熱要素９４が埋め込まれたチュービング１００の部分を温める。チュービング１００の温度が上昇するにつれて、チュービング１００内の空気は、望ましい温度に温められる。いくつかの実施形態では、加熱要素９４は、空気および／または水蒸気を約３７℃に温める。

いくつかの実施形態では、チュービング１００、加湿器１１０、気管切開チューブ６２、および／または呼吸装置６０の別の部分は、チュービング１００を通って移動する空気および／または湿気の温度を検出する、温度センサ（例えば、センサ６１０（図６））を備える。呼吸装置６０は、加熱要素９４および温度センサに結合されたサーモスタットを含み、それによって、ユーザは、サーモスタットを望ましい温度に設定し、またそれによって、サーモスタットは、空気温度をモニタリングし、加熱要素９４を通って流れる電流を自動的に調整して、望ましい温度を達成し、維持する。

いくつかの実施形態では、チュービング１００は、先に述べられたように、内側管腔および外側管腔を備える。排出ガスは、内側管腔を通って移動し、排出ガスからの熱は、外側管腔内の空気に伝達され、それによって、空気および湿気を被験者にとって最適な温度に温める。いくつかの実施形態では、排出ガスは、外側管腔を通って移動するが、新鮮な空気および酸素は、内側管腔を介して被験者に送られる。さらに、いくつかの実施形態では、チュービング１００は、２以上のチューブを備え、各チューブは、空気および／または液体を隔離して収容するように構成される。

いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、カフアシストユニット１２６を含む。例えば、呼吸装置６０は、被験者の気道に陽圧を印加したのに続いて、陰圧を印加する。そのような機能は、被験者の気道内の分泌物を少なくとも部分的に除去する手助けを被験者にすることによって、咳をまねる。いくつかの実施形態では、そのような陰圧および陽圧は、カフアシストユニット１２６のポンプを用いて生成される。他の実施形態では、呼吸装置６０の１または複数の他のコンポーネントが、そのような陰圧および陽圧を生成するために利用される。例えば、そのような陰圧および陽圧は、陽圧ポンプ１２０、噴霧器および／もしくは加湿器ユニット１１０、１２２、吸引ポンプ１２４、またはそれらの組み合わせのうちの１または複数のための１または複数のポンプを用いて生成される。

いくつかの実施形態では、呼吸装置６０は、被験者のための栄養補給装置とともに使用する機能を含む。例えば、呼吸装置６０は、被験者に栄養物を送るための栄養補給ユニット１２８（例えば、経腸栄養ポンプ）を含む。

いくつかの実施形態では、呼吸装置は、被験者のための１または複数の口腔ケア装置（例えば、歯石除去、デンタルクリーナ、および／またはデンタルポリッシャ、デンタルウォータジェット、吸引装置、他の口腔または舌クリーナなど）を含む、口腔ケアユニット１３０を含む。

呼吸装置６０は、呼吸装置６０の１または複数のコンポーネントを制御するために利用される、入力装置（例えば、入力装置３２（図１））および出力装置（例えば、出力装置３４（図１））を含む、制御システム６１（例えば、コンピュータ装置１０（図１））を含む。

図４を今から参照すると、ポータブル呼吸装置１６０が、示されている。いくつかの実施形態では、ポータブル呼吸装置１６０は、図３および図３Ａに関連して上で論じられた呼吸装置６０に類似しており、呼吸装置６０と類似したコンポーネントおよび機能を含む。呼吸装置１６０は、１または複数のモジュール式コンポーネント１８０を動作可能に受け入れるように構成された複数のドッキングステーション１７２を有する、ポータブルハウジング１７０を備える。ドッキングステーション１７２は、モジュール式コンポーネント１８０に電力を提供し、様々なモジュール式コンポーネント１８０を呼吸装置１６０の残りの要素と動作可能に相互接続するように構成される。モジュール式コンポーネント１８０は、被験者（例えば、気管切開被験者）に処置を施すのに望まれる任意の機能または機能の組み合わせを備える。例えば、モジュール式コンポーネント１８０は、酸素、加湿、噴霧、バッテリ、加熱、換気、陽空気圧、無線ネットワーキング、真空圧、吸引、排泄物貯蔵、カフアシスト、経腸栄養ポンプ、口腔ケア、コンピュータハードウェアおよびソフトウェア、ならびにバイオメトリックセンシングから成る群から選択される少なくとも１つの機能を備える。例えば、コンポーネント１８０は、陽圧ポンプ１２０、加湿および／または噴霧ユニット１２２、吸引ポンプ１２４、カフアシストユニット１２６、経腸栄養ユニット１２８、ならびに１または複数の口腔ケアユニット１３０のうちの１または複数を備える。したがって、ユーザは、望ましいモジュール式コンポーネント１８０をポータブルハウジング１７０に選択的に結合することによって、ポータブル呼吸装置１６０の機能および性能をカスタマイズする。

いくつかの実施形態では、ポータブル呼吸装置１６０は、様々なモジュール式コンポーネント１８０の状態に関する情報をユーザに対して表示する、表示スクリーン１７４を備える。表示スクリーン１７４は、タッチスクリーンを備え、それによって、ユーザは、様々なモジュール式コンポーネント１８０の設定を手動で調整する。ポータブル呼吸装置１６０および／またはモジュール式コンポーネント１８０は、手動の測定機器および制御機器を備え、それによって、ユーザは、呼吸装置１６０の設定を手動で調整する。

いくつかの実施形態では、ポータブル呼吸装置１６０は、被験者および／またはモジュール式コンポーネント１８０の様々なバイオメトリックパラメータを検出するように構成された、１または複数のバイオメトリックセンサを備える。例えば、呼吸装置１６０は、被験者の酸素レベル、空気温度、湿度、空気圧、および被験者によって発せられる音のうちの１または複数を検出する、１または複数のセンサ（例えば、センサ６１０（図６））を含む。

いくつかの実施形態では、呼吸装置１６０は、複数のバイオメトリックパラメータを検出するように構成された、単一のバイオメトリックセンサを備える。他の実施形態では、呼吸装置１６０は、複数のバイオメトリックセンサを備え、各バイオメトリックセンサは、１または複数のバイオメトリックパラメータを検出するように構成される。

本開示のバイオメトリックセンサは、正確なバイオメトリックデータを受け取るのに望ましいように、呼吸装置１６０内および／または被験者上の様々な場所に位置付けられる。例えば、１または複数のバイオメトリックセンサは、チュービング１００内に位置付けられる。１または複数のバイオメトリックセンサ（例えば、図６に示されるようなセンサ６１０）は、センサが被験者の気道内に位置付けられるように、気管切開チューブ６２上に位置付けられる。いくつかの実施形態では、酸素センサなどの、バイオメトリックセンサは、被験者に直接的に取り付けられる。いくつかの実施形態では、バイオメトリックセンサの少なくともいくつかは、様々なモジュール式コンポーネント１８０内に位置付けられる。

いくつかの実施形態では、ポータブル呼吸装置１６０は、回路およびコンピュータソフトウェアを備え、それによって、様々なバイオメトリックセンサおよびモジュール式コンポーネント１８０からのデータは、相互接続され、表示スクリーン１７４を介してユーザからアクセス可能である。したがって、ユーザは、データにアクセスし、様々なモジュール式コンポーネント１８０に所望の調整を施す。いくつかの実施形態では、ユーザは、データにアクセスし、リモートコンピュータ装置および有線または無線ネットワーク接続を使用して、様々なモジュール式コンポーネント１８０に調整を施す。

いくつかの実施形態では、ポータブル呼吸装置１６０は、ユーザがそれによってバイオメトリックパラメータを検出し、様々なモジュール式コンポーネント１８０の設定を調整する、一連の動作を実行するように構成されたコンピュータソフトウェアプログラムを備える。図５を今から参照すると、コンピュータソフトウェア方法が、示されている。いくつかの実施形態では、本開示は、（動作５０２において）呼吸装置１６０の１または複数のバイオメトリックセンサをスキャンするためのコンピュータ実行可能命令を有する、コンピュータ実行可能プログラムを備える。（動作５０４において）信号が検出された場合、コンピュータ実行可能プログラムは、信号の値を標準設定値と比較する。（動作５０８において）値の変化が検出された場合、コンピュータ実行可能プログラムは、変化を補償するように、呼吸装置１６０の設定を調整する。コンピュータ実行可能プログラムは、その後、さらなる値の変化を検出するために、１または複数のバイオメトリックセンサをスキャンし続ける。センサによって検出された値が、標準設定値に等しい場合、コンピュータ実行可能プログラムは、スタンバイモードに入り、１または複数のバイオメトリックセンサをスキャンし続ける。

いくつかの実施形態では、コンピュータ実行可能プログラムは、（動作５１２において）標準設定値と異なる値の検出に応答しそれによって警告が発せられる動作を含む。例えば、コンピュータ実行可能プログラムは、可聴警告を鳴らす。他の実施形態では、コンピュータ実行可能プログラムは、呼吸装置１６０の表示スクリーン１７４（図４）に警告を送信する。

いくつかの実施形態では、呼吸装置６０、１６０（図３、図３Ａ、および図４）は、コンピュータネットワーク、セルラネットワーク、または無線ネットワークに動作可能に結合され、それによって、コンピュータ実行可能プログラムは、警告を生成し、デスクトップコンピュータ、ナースステーション、セルラフォン、タブレットコンピュータ、またはスマート装置（例えば、スマートフォンまたはスマートウォッチ）などの、リモートコンピュータ装置に送信する。例えば、呼吸装置６０、１６０は、図６に示されるように、呼吸装置６０、１６０の部分に取り付けられるように構成され、１または複数のバイオメトリックセンサ６１０に動作可能に結合される、送信機６００を備える。いくつかの実施形態では、気管切開チューブ６２は、被験者の気道６２０内に位置付けられた、バイオメトリックセンサ６１０を備える。気管切開チューブ６２は、気管切開チューブ６２の側壁内に埋め込まれ、バイオメトリックセンサ６１０を被験者の気道６２０の外部に位置付けられた電気接点６１２に動作可能に接続する、電気リード６３０を備える。いくつかの実施形態では、バイオメトリックセンサ６１０および電気接点６１２は、呼吸装置６０、１６０に電気的に直接的に結合される。他の実施形態では、送信機６００は、電気接点６１２の場所で気管切開チューブ６２の周囲に固定されるように構成される。いくつかの実施形態では、送信機６００は、送信機６００およびバイオメトリックセンサ６１０の両方に電力を提供する、バッテリを備える。バイオメトリックセンサ６１０からの信号は、電気リード６３０を介して送信機６００に送信される。いくつかの実施形態では、送信機６００は、無線送信機６０２を備え、それによって、バイオメトリックセンサ６１０から受信された信号は、送信機６００を介してリモートコンピュータ装置に無線で送信される。

１または複数のバイオメトリックセンサ６１０、送信機６００、および電気リード６３０の構成および位置は、呼吸装置６０、１６０の構造および構成に応じて様々である。さらに、本開示のいくつかの実施形態は、無線送信機６０２の代わりに、電気レセプタクルを提供し、それによって、ユーザは、電気レセプタクルを介してバイオメトリックセンサ６１０にアクセスする。例えば、ユーザは、電気レセプタクルに取り付けられた電気リードを介して、別個の無線送信機を送信機６００に結合する。いくつかの実施形態では呼吸装置６０、１６０は、呼吸装置６０、１６０上の様々な場所に位置付けられた複数の送信機を含む。

本開示のいくつかの実装形態は、ユーザがそれによって呼吸装置６０、１６０の設定に無線コンピュータ装置を介してアクセスし、調整する、一連の動作を実行するように構成されたコンピュータ実行可能プログラムを備える。図７を今から参照すると、コンピュータソフトウェア方法が、示されている。いくつかの実施形態では、本開示は、（動作７０２において）無線接続を介して呼吸装置６０、１６０にアクセスするためのコンピュータ実行可能命令を有する、コンピュータ実行可能プログラムを備える。コンピュータ実行可能プログラムは、（動作７０４において）呼吸装置６０、１６０の１または複数のバイオメトリックセンサをスキャンする。（動作７０６において）信号が検出された場合、コンピュータ実行可能プログラムは、（動作７０８において）信号の値を標準設定値と比較する。（動作７１０において）値の変化が検出された場合、コンピュータ実行可能プログラムは、変化を補償するように、呼吸装置６０、１６０の設定を調整する。コンピュータ実行可能プログラムは、その後、さらなる値の変化を検出するために、１または複数のバイオメトリックセンサをスキャンし続ける。センサによって検出された値が、標準設定値に等しい場合、コンピュータ実行可能プログラムは、スタンバイモードに入り、１または複数のバイオメトリックセンサをスキャンし続ける。

いくつかの実施形態では、コンピュータ実行可能プログラムは、（動作７１４において）標準設定値と異なる値の検出に応答しそれによって警告が発せられる動作を含む。例えば、コンピュータ実行可能プログラムは、無線警告をリモートコンピュータ装置に送信する。いくつかの実施形態では、無線警告は、テキストメッセージである。他の実施形態では、無線警告は、電子メール通信である。さらに、いくつかの実施形態では、無線警告は、可聴警報である。ユーザは、その後、呼吸装置６０、１６０のコンポーネント（例えば、コンポーネント１８０）の設定に所望の調整を施すために、リモートコンピュータ装置を介して、呼吸装置６０、１６０にアクセスする。コンピュータ実行可能プログラムは、リモートコンピュータ装置から設定を受信し、リモートコンピュータから受信された命令に従って、呼吸装置６０、１６０の設定を調整する。

上で論じられたように、呼吸装置６０、１６０の制御および呼吸装置６０、１６０からの警告のうちの１または複数は、介護者または被験者によって制御される、例えば、スマートフォン、タブレット、パッド、コンピュータ、スマートウォッチ、および他の電子装置などの、様々な電子装置またはコンピュータ装置（例えば、コンピュータ装置３６（図１））に送信され、および／またはそれらから受信される。いくつかの実施形態では、（例えば、気管切開チューブ６２内のマイクロフォンを用いて記録された）被験者のオーディオ記録が、様々な電子装置またはコンピュータ装置に送信される。いくつかの実施形態では、コンピュータ装置３６は、呼吸装置６０、１６０からバイオメトリックデータを受信する、ポータブルスマート装置（例えば、スマートフォン、タブレット、またはウォッチ）を含む。スマート装置は、被験者に関する呼吸装置６０、１６０からの任意の情報またはデータを、呼吸装置６０、１６０からリモートで（例えば、無線で）受信および収集するために、（例えば、スマート装置上のアプリケーションまたは「ａｐｐ」を介して）呼吸装置６０、１６０とペアにされる。例えば、呼吸装置６０、１６０によって発せられる警報は、スマート装置によって受信される。いくつかの実施形態では、スマート装置は、呼吸装置６０、１６０にコマンドを送信し、呼吸装置６０、１６０の１または複数の設定をリモートで調整するために利用される。いくつかの実施形態では、スマート装置を呼吸装置６０、１６０とペアにする、スマート装置上で動作するアプリケーションは、適切な緊急事態オーソリティに警告を発して、彼らが被験者に対応できるようにするために使用される、緊急事態ヘルプオプションを含む。いくつかの実施形態では、そのような緊急事態ヘルプオプションは、呼吸装置６０、１６０の制御システム６１の入力装置上に含まれる。例えば、呼吸装置６０、１６０は、被験者が、呼吸装置６０、１６０の制御システム６１のマイクロフォンセンサである選択されたオーディオ音を発することを可能にし、制御システム６１は、（例えば、被験者の場所を示す事前にテープ録音されたオーディオ記録を用いる）選択されたオーディオ音に応答して、適切な緊急事態オーソリティに警告を発することになる。

先に述べられたように、いくつかの実施形態では、呼吸装置は、被験者が呼気ガスを再呼吸することを防止するように構成された一方向弁を有して、提供される。被験者によっては、被験者の気道の身体的構造、または気管切開チューブの構造が、呼気ガスが被験者の口を介して排出されることを妨げる。したがって、吸気および呼気は、気管切開チューブを通って流れなければならない。いくつかの実施形態では、チュービング１００は、２以上の管腔を備え、少なくとも一方の管腔は、新鮮な空気を被験者に送るように構成され、少なくとも一方の他の管腔は、被験者から呼気を除去するように構成される。新鮮な空気および呼気は、一方向弁を介して、それぞれの管腔に送られる。他の実施形態では、チュービング１００は、新鮮な空気を被験者に送るための単一の管腔を備える。これらの実施形態の場合、呼吸装置１６０は、呼気ガスを環境に放出するように構成された一方向弁を備える。

図８Ａおよび図８Ｂを今から参照すると、一方向弁８００の代表的な実施形態が、示されている。いくつかの実施形態では、一方向弁８００は、チュービング１００を受け入れるように、または他の方法でチュービング１００に結合するように構成された近位端と、チュービング１００を受け入れるように、または他の方法でチュービング１００に結合するように構成された遠位端とを有する、ハウジング８０２を備える。ハウジング８０２は、近位開口および遠位開口と連通し、ハウジング８０２を通る空気経路を提供する、中央チャンバ８０４を備える。ハウジング８０２は、開かれた位置と閉じられた位置の間で移動可能なフロート弁８０６を備える。開いた位置（図８Ａを参照）にあるとき、フロート弁８０６は、中央チャンバ８０４内で遠位にスライドさせられ、それによって、入口空気経路８１０の開放と出口空気経路８１２の閉鎖を同時に行う。チュービング１００からの空気圧１０２が、フロート弁８０６を遠位の方に押す。フロート弁８０６の遠位への移動は、遠位ストップ８１４によって止められる。入口空気経路８１０の遠位端は、空気圧１０２によって開いた位置に偏移させられる、フラップ弁８１６を備える。空気は、入口空気経路８１０を通り、気管切開チューブ６２を介して、被験者の気道６２０に流れ込む。

被験者が息を吐き出すとき、呼気ガスからの空気圧６２２が、フロート弁８０６を近位の方、閉じられた位置へと押し、それによって、入口空気経路８１０の閉鎖と出口空気経路８１２の開放を同時に行う（図８Ｂを参照）。空気圧６２２は、さらに、フラップ弁８１６を閉じ、それによって、呼気ガスが入口空気経路８１０に入ることを防止する。フロート弁８０６の近位への移動は、近位ストップによって止められる。排出空気は、中央チャンバ８０４を通り、出口空気経路８１２を介して、ハウジング８０２の外へ流れ出す。このプロセスは、被験者のその後の吸気および呼気のたびに繰り返される。

いくつかの実施形態では、一方向弁８００は、呼吸装置６０、１６０（図３、図３Ａ、図４）のマニホールド８０またはハウジングユニット７０（図３）と、Ｙポート吸引アダプタとの間に位置付けられる。例えば、吸引カニューレは、一方向弁８００を通過することなく、気管切開チューブに送り込まれる。さらに、いくつかの実施形態では、一方向弁８００は、先に述べられたように、呼気ガスをチュービング１００の別個の管腔に送り込むように構成される。

図９は、被験者の気道と連通する気道アクセス装置または要素９０１（例えば、気管切開チューブ、マスク、吸入テント、送気フード、鼻腔カニューレ、気管チューブ、または他の種類の呼吸チューブ）に結合された、呼吸装置９００の概略図である。いくつかの実施形態では、呼吸装置９００および気道アクセス要素９０１（例えば、気管切開チューブ９１８）は、図３、図４、図６、図８Ａ、および図８Ｂを参照して上で論じられた、呼吸装置６０、１６０および気管切開チューブ６２に類似している。示されるように、呼吸装置９００は、呼吸装置９００の様々なコンポーネントを収容し、制御する、制御ユニット９０２を含む。例えば、制御ユニット９０２は、おそらく、上で説明された換気ユニット、（例えば、加熱機能を含む）加湿ユニット、噴霧器ユニット、吸引ユニット、カフアシストユニット、パルスオキシメータユニット、酸素濃縮器ユニット、経腸栄養ユニット、および口腔ケアユニット（例えば、図３Ａを参照して上で論じられた、陽圧ポンプ１２０、加湿および／または噴霧ユニット１２２、吸引ポンプ１２４、カフアシストユニット１２６、経腸栄養ユニット１２８、ならびに１または複数の口腔ケアユニット１３０）のうちの１または複数を含む。

制御ユニット９０２によって収容される各ユニットは、マニホールド９０６に（例えば、チュービング９０４を介して）動作可能に接続され、それは、制御ユニット９０２によって収容されたユニットから被験者に（例えば、気管切開チューブ９１８に）延びる様々なチュービングおよび／またはワイヤリングを組み合わせること、制御すること、支持すること、および組織することの少なくとも１つを行う。例えば、マニホールド９０６は、選択的に電力を供給するように、および／または気管切開チューブ９１８をマニホールド９０６に接続する１または複数のチューブ（例えば、１次チューブ９１０、２次チューブ９１２、もしくはそれらの組み合わせ）と連通するように、制御ユニット９０２によって収容されたユニットを選択的に配置するように動作する。いくつかの実施形態では、マニホールド９０６は、制御ユニット９０２から分離している。例えば、マニホールド９０６は、マニホールド９０６が制御ユニット９０２に対して動く（例えば、平行移動および／または回転する）ことができるように、旋回アーム９０８上に取り付けられる。そのような構成は、呼吸装置８０のチュービングおよび／またはワイヤリングをもつれさせる事態を減らすために、マニホールド９０６ならびに関連するワイヤリングおよび／またはチュービングが、被験者の動きに従うことを可能にする。

呼吸装置９００は、（例えば、被験者の気道と連通するように１または複数のチューブを配置して）制御ユニット９０２を被験者および／または被験者の気道に動作可能に接続する、１または複数のチューブ（例えば、１次チューブ９１０および１または複数の２次チューブ９１２）を含む。いくつかの実施形態では、１次チューブ９１０は、１または複数の処置を被験者に提供するように動作する。例えば、１次チューブ９１０は、換気ユニット、加湿および／または加熱ユニット、噴霧器ユニット、ならびに吸引ユニットと結合される。２次チューブ９１２も、１または複数の処置を被験者に提供するように動作する。例えば、２次チューブ９１２は、カフアシストシステムと結合される。

呼吸装置９００は、チューブ９１０、９１２が気管切開チューブ９１８と接続する、遠位ポート９１４を含む。いくつかの実施形態では、薬剤貯蔵部９１８は、気管切開チューブ９１８の近くで（例えば、遠位ポート９１４において）呼吸装置９００に接続される。例えば、薬剤貯蔵部９１８は、１回分の薬剤を被験者の気道内に提供するために、噴霧器ユニットと併せて利用される。

いくつかの実施形態では、呼吸装置９００は、インライン加湿および／または加熱ユニット９１６を含む。加湿および／または加熱ユニット９１６は、流体が加湿および／または加熱ユニット９１６を通過するときに、水分の添加および流体（例えば、気体、空気）の加熱のうちの少なくとも一方を行うように動作する。いくつかの実施形態では、加湿および／または加熱ユニット９１６は、呼吸装置９００に接続されること、および呼吸装置９００から切り離されることができる、着脱可能および交換可能ユニット（例えば、単一用途ユニット）である。加湿のために実装される場合、加湿および／または加熱ユニット９１６は、予め湿らせた加湿要素を最初に提供され、それによって、従来の加湿要素において一般に必要とされるように、使用前にユニット９１６の加湿要素を湿らせる必要をなくす。他の実施形態では、呼吸装置９００は、流体を加湿および／または加熱ユニット９１６に提供するための流体ラインを含む。

図１０は、呼吸装置９００の一部の断面図である。いくつかの実施形態では、制御ユニット９０２を被験者および／または被験者の気道に動作可能に接続する１または複数のチューブ（例えば、１次チューブ９１０）は、制御ユニット９０２を被験者の気道と連通するように配置するための複数の管腔を含む。いくつかの実施形態では、複数の管腔のうちの１または複数は、呼吸装置９００の様々なコンポーネントの間で連通するために（例えば、呼吸装置９００の様々な部分に電力を供給するために）利用される。いくつかの実施形態では、１次チューブ９１０は、換気ユニット（およびいくつかの実施形態では、加湿ユニット）を気管切開チューブ９１８に接続する第１の管腔９２０、吸引ユニットを気管切開チューブ９１８に接続する第２の管腔９２２、ならびに噴霧ユニットを気管切開チューブ９１８に接続する第３の管腔９２４のうちの１または複数を含む。１次チューブ９１０は、加熱要素（例えば、加熱ワイヤ９２８）を収容した第４の管腔９２６を含み、それは、他の管腔９２０、９２２、９２４のうちの１または複数を流体（例えば、空気）が通過するときに、それを加熱するためのものである。

本開示の実施形態は、単一の呼吸装置内に複数の処置コンポーネントまたはユニット（例えば、換気ユニット、（例えば、加熱機能を含む）加湿ユニット、噴霧器ユニット、吸引ユニット、カフアシストユニット、経腸栄養ユニット、および口腔ケアユニット）を組み込んだ呼吸装置を提供する際に、特に有益である。そのような呼吸装置は、統合された、ポータブルな、モジュール式の、モバイルな、歩行可能な、軽量の、区分化された、および／またはコンパクトな医療装置を提供することによって、被験者のケアにおいて、一般に別々の単一のユニットでもっぱら提供される他の従来の呼吸装置と比較して、より大きな柔軟性およびモビリティを提供する。被験者が、複数の処置を必要とする場合、そのような従来の単一のユニットは、かさばり、不可能ではない場合でも、被験者とともに運搬することが困難であり、それによって、いくつかの事例では、被験者は、装置が配置された１つの場所に留め置かれる。

さらに、そのような統合された呼吸装置は、警告、通知、および被験者のニーズへの対応を提供する単一のユニット内の複数の処置装置の（例えば、処置スケジュールを遵守したか否かを評価するための）モニタリングおよびロギングを可能にする。例えば、そのような統合された呼吸装置は、血中酸素飽和度、空気圧、空気温度、空気湿度、排気される空気量、流量、ｐＨレベル、および被験者が発する雑音のオーディオモニタリングなど、被験者の様々なパラメータをモニタリングするための１または複数のセンサを含む。そのようなパラメータに応答して、呼吸装置は、処置装置を自動的に調整し、新しい処置を開始し、処置を中断し、および／または被験者の状態をモニタリングしている介護者もしくは他の個人に警告もしくは通知を送信する。さらに、ユーザおよび／または被験者は、呼吸装置の様々なコンポーネントまたはユニットを直接的にまたはリモートで制御し、被験者および／または呼吸装置の状態を、様々なコンピュータ化装置またはスマート装置からモニタリングする。

本開示の特定の実施形態が示され、説明されたが、本開示によって包含される数々の変形および代替的実施形態が、当業者には思い浮かぶであろう。例えば、本開示のシステムおよび方法は、気管切開チューブの代わりに、マスク、吸入テント、送気フード、鼻腔カニューレ、気管チューブ、または他の種類の呼吸チューブとともに使用するために適合されることが、当業者は理解されよう。説明された実施形態は、すべての点で、もっぱら例示的なものと見なされるべきであり、限定的なものと見なされるべきではない。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的均等物によってのみ範囲が限定される。

Claims (26)

1. 気道装置を通じて被験者に少なくとも１つの治療を行う呼吸装置であって、
   制御装置であって、前記被験者にガスを供給する換気装置と、前記被験者に供給されたガスを加湿する加湿装置と、前記被験者に薬を供給する噴霧装置と、前記被験者の気道の一部を吸引する吸引装置と、および前記被験者内の咳をシミュレートする咳補助装置とからなるグループから選択された少なくとも２つのコンポーネントを備えた、該制御装置と、
   前記制御装置の前記少なくとも２つのコンポーネントと通信する少なくとも１つの接続チューブと、
   前記少なくとも１つの接続チューブに連結され、前記被験者の気道にアクセスするための気道装置と、
   前記少なくとも１つの接続チューブを通じて前記少なくとも２つのコンポーネントを用いて前記被験者に少なくとも１つの治療を選択的に提供するための制御システムと
   を備えたことを特徴とする呼吸装置。
2. 前記制御装置の前記少なくとも２つのコンポーネントに動作可能に連結されおよび前記被験者の気道と通信できるマニホールドをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の呼吸装置。
3. 前記制御装置は、酸素濃縮器と、前記被験者の血液飽和レベルを監視するセンサと、前記被験者に栄養分を供給するための経腸栄養装置と、および前記被験者の口又は歯に使用するための口腔ケア装置とのうちの少なくとも１つをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の呼吸装置。
4. 当該呼吸装置は、前記被験者に関連付けられたパラメータを検出しおよび前記パラメータに関するデータを前記制御装置へ伝える、少なくとも１つのセンサを備えたことを特徴とする請求項１記載の呼吸装置。
5. 前記少なくとも１つのセンサは、前記気道装置内に配置されたことを特徴とする請求項４記載の呼吸装置。
6. 前記制御装置は、前記少なくとも１つのセンサから受信されたデータに応答して、前記被験者に対して少なくとも１つの治療のセットを選択的に適応させるように構成されたことを特徴とする請求項４記載の呼吸装置。
7. 前記制御装置は、前記少なくとも１つのセンサから受信されたデータに応答して、当該呼吸装置で警告の音を発するように構成されたことを特徴とする請求項４記載の呼吸装置。
8. 前記制御装置は、前記少なくとも１つのセンサから受信されたデータに応答して、通知を当該呼吸装置から離れた装置に送るように構成されたことを特徴とする請求項４記載の呼吸装置。
9. 前記制御装置は、前記少なくとも１つのセンサから受信されたデータに応答して、前記被験者の前記気道を吸引するように構成されたことを特徴とする請求項４記載の呼吸装置。
10. 前記加湿装置は、前記気道装置に近接した前記少なくとも１つの接続チューブから下流に配置されたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の呼吸装置。
11. 当該呼吸装置は、前記少なくとも１つの接続チューブおよび前記気道装置の少なくとも１つを通過するガスの温度を増加させるための加熱素子を備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の呼吸装置。
12. 前記加湿装置は、前記気道装置を通過するガスに、水分を加えると共に温度を上昇させるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の呼吸装置。
13. 前記制御装置は、当該呼吸装置から離れた装置から受信された入力に応答して、前記被験者に対して少なくとも１つの治療のパラメータを選択的に適応させるように構成されたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の呼吸装置。
14. 当該呼吸装置は、前記吸引装置および前記加湿装置を備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の呼吸装置。
15. 当該呼吸装置は、前記換気装置と、前記加湿装置と、前記噴霧装置と、前記吸引装置と、および前記咳補助装置との各々を備えたことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の呼吸装置。
16. 携帯用呼吸装置であって、
    制御装置と、
    前記制御装置に動作可能に連結された少なくとも２つのコンポーネントであって、前記少なくとも２つのコンポーネントの各々は、被験者にガスを供給する換気措置と、前記被験者に供給されたガスを加湿する加湿装置と、前記被験者に薬を供給する噴霧装置と、前記被験者の気道の一部を吸引する吸引装置と、前記被験者内の咳をシミュレートする咳補助装置と、酸素濃縮器と、前記被験者の血液飽和レベルを監視するセンサと、前記被験者に栄養分を供給するための経腸栄養装置と、および前記被験者の口又は歯に使用するための口腔ケア装置とのうちの少なくとも１つを含む、該少なくとも２つのコンポーネントと、
    前記少なくとも２つのコンポーネントの各々の出力に動作可能に連結されおよび前記被験者の気道と通信できるように構成されたマニホールドと、
    前記マニホールドを通じて前記少なくとも２つのコンポーネントを用いて前記被験者に少なくとも１つの治療を選択的に提供する制御システムと
    を備えたことを特徴とする携帯用呼吸装置。
17. 前記少なくとも２つのコンポーネントの各々は、前記制御装置の複数のドッギングステーションの１つのドッギングステーションによって受信されているモジュールコンポーネントを備えたことを特徴とする請求項１６記載の携帯用呼吸装置。
18. 前記被験者の気道にアクセスするための気道装置であって、少なくとも１つの接続チューブを介して前記マニホールドと通信することができる、該気道装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１６又は１７記載の携帯用呼吸装置。
19. 前記気道装置は、マスク、吸入テント、空気フード、鼻腔カニューレ、および気管チューブの少なくとも１つを備えたことを特徴とする請求項１８記載の携帯用呼吸装置。
20. 呼吸装置を用いて被験者に治療を提供する方法であって、
    前記呼吸装置の制御システムを用いて前記被験者に関連付けられた少なくとも１つの生体パラメータを監視するステップであって、前記制御装置は、前記被験者に少なくとも１つの治療を提供するための少なくとも２つのコンポーネントを含み、前記各コンポーネントは、前記被験者にガスを供給する換気措置と、前記被験者に供給されたガスを加湿する加湿装置と、前記被験者に薬を供給する噴霧装置と、前記被験者の気道の一部を吸引する吸引装置と、前記被験者内の咳をシミュレートする咳補助装置と、酸素濃縮器と、および前記被験者の血液飽和レベルを監視するセンサとの少なくとも１つを含む、該監視するステップと、
    前記被験者の少なくとも１つの生体パラメータを監視することに応答して、
    前記被験者の少なくとも１つの生体パラメータに関する警告を少なくとも一人のユーザに提供するステップと、
    前記呼吸装置の前記制御装置を用いて前記被験者の気道に少なくとも１つの治療を自動的に提供又は中止するステップと、の少なくとも１つのステップと
    を備えたことを特徴とする方法。
21. 前記少なくとも一人のユーザに、前記呼吸装置のパラメータを遠隔で変更させるようにするステップをさらに備えたことを特徴とする請求項２０記載の方法。
22. 前記呼吸装置の制御システムを用いて前記被験者に関連付けられた少なくとも１つの生体パラメータを監視するステップは、
    血中酸素飽和レベル、気圧、気温、湿度、変位空気量、流速、ＰＨレベル、前記呼吸装置の少なくとも１つのセンサを用いて被験者から発生するノイズのうちの少なくとも１つを観察するステップを含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
23. 前記呼吸装置から前記被験者へ少なくとも１つの流体を提供するステップと、
    前記被験者の気道へ前記少なくとも１つの流体を提供する前に、前記呼吸装置の加熱素子を用いて少なくとも１つの流体を用いて加熱するステップと
    をさらに備えたことを特徴とする請求項２０記載の方法。
24. スマート装置を介して前記少なくとも一人のユーザに警告を提供するステップと、
    前記スマート装置を介して前記警告に応答して、前記少なくとも一人のユーザから少なくとも１つの命令を受信するステップと
    をさらに備えたことを特徴とする請求項２０ないし２３のいずれか１つに記載の方法。
25. 前記呼吸装置の前記制御装置を用いて前記被験者の気道に少なくとも１つの治療を自動的に提供又は中止するステップは、
    前記被験者の少なくとも１つの生体パラメータを監視することに応答して、少なくとも１つの治療の提供を選択的に適応させるステップを含むことを特徴とする請求項２０ないし２３のいずれか１つに記載の方法。
26. 前記呼吸装置の前記制御装置を用いて前記被験者の気道に少なくとも１つの治療を自動的に提供するステップは、
    前記被験者の気道を吸引するステップと、前記被験者の前記気道内の咳をシミュレートするステップとの、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２０ないし２３のいずれか１つに記載の方法。

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