JP2021509619A

JP2021509619A - マイクロ双方向弁およびシステム

Info

Publication number: JP2021509619A
Application number: JP2020537598A
Authority: JP
Inventors: スティーブンアランマーシュ，
Original assignee: エンサイトエルエルシー
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2021-04-01
Also published as: EP3737449A1; US11426550B2; US20190209797A1; AU2019206441A1; CN111886042A; CA3087470A1; WO2019139938A1; EP3737449A4; US20230112564A1

Abstract

ＣＰＡＰデバイス等における多くの用途のために有用である双方向呼気弁が開示される。呼気弁は、弁本体を含み、弁本体は、中心チャンバと、側面チャンバと、通路を介して中心チャンバに結合される双方向ポートと、第１の動作モードにおいて双方向弁の中への流体の進入を提供するまたは第２の動作モードにおいて双方向弁からの流体の退出を提供する機構とを有する。単方向ポートは、複数の双方向ポートに結合され、第２の動作モードにおいて弁からの流体の退出を提供し、単方向ポートは、第１の動作モードにおいて双方向弁の中への流体の進入を提供する。中心パドルと、側面パドルと、シャフトとを含む機構が、シャフトが枢動し、かつ、中心パドルおよび側面パドルが入力ポートおよび出力ポートのうちの対応するものを開放および閉鎖するように、弁本体の伸長コンパートメント内に配列される。

Description

（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の下の優先権主張）
本願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の下、２０１８年１月９日に出願された「Ｍｉｃｒｏｂｉ−ＤｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＶａｌｖｅｓａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ」と題された米国仮特許出願第６２／６１５，０６４号に対する優先権を主張し、その内容全体が、参照により本明細書に援用される。

本明細書は、流体流システムに関し、より具体的には、ＣＰＡＰデバイスに関する。

幾分一般的な医学的障害である睡眠時無呼吸は、睡眠の間の呼吸（気流）の低減または一時停止を伴う。睡眠時無呼吸は、成人の間では一般的であるが、子供の間では稀である。睡眠時無呼吸のための治療は、外科手術手技、または、行動変化、歯科装置、およびマウスピースを伴い得る非外科手術的治療を含み得る。１つの非外科手術的治療は、ＣＰＡＰ（持続的気道陽圧）デバイスを伴う。

持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）は、ユーザの気道が睡眠の間に圧潰しないように、ユーザの気道を開放した状態に保持するために空気圧を供給するための機械を使用する非外科手術的治療である。機械が、圧力下で鼻またはフェイスマスクを通して空気を送達する。機械は、ぴったりと装着されて空気の漏出を防止するマスクに、加熱されて加湿された空気を、管を通して吹送する。マスクは、鼻枕、鼻マスク、およびフルフェイスマスクを含むいくつかの形態で入手される。種々のＣＰＡＰ機械が、使用されている。典型的には、ＣＰＡＰ機械は、トースタより少し大きいが、それは、概して、それが旅行に携帯されることができるように持ち運び可能である。しかしながら、鼻の中に空気を吹き込むマスクを用いて睡眠することが容易ではなく、また、そのようなＣＰＡＰ機械／マスクは、概して、細菌、ウイルス等の蓄積を回避するように定期的に清掃されることを必要とするため、既存のＣＰＡＰ治療は、使用することが容易ではない。

マイクロポンプ（またはマイクロ吹送機）に基づく小型ＣＰＡＰデバイスの一実施例が、米国第２０１５−０２６７６９５号Ａ１に開示され、別のものが、米国第２０１６−０１３１１２６号Ａ１に開示され、その内容全体が、参照により本明細書に援用される。

米国特許出願公開第２０１５／０２６７６９５号明細書米国特許出願公開第２０１６／０１３１１２６号明細書

本明細書に開示されるものは、双方向弁である。双方向は、空気の流出が双方向弁内の空気の継続的流入からの著しい抵抗を被らないように、弁の中への気流または弁から外への気流が、比較的に容易に双方向ポート側上で生じることを意味する。

そのような弁は、多くの用途において有用であるが、これは、特に、米国第２０１５−０２６７６９５号Ａ１および米国第２０１６−０１３１１２６号Ａ１に開示されるような小型ＣＰＡＰデバイスにおいて有用である。そのようなＣＰＡＰデバイスは、より従来型のＣＰＡＰデバイスと比較して非常に小さくなるように構成される。そのような弁はまた、より従来型のＣＰＡＰデバイスにおいても、特に、これらのより従来型のＣＰＡＰデバイスと併用されるマスクにおいても有用であり得る。

ある側面によると、弁は、中心チャンバと、複数の側面チャンバと、伸長コンパートメントと、通路のセットを介して中心チャンバに結合され、第１の動作モードにおいて双方向弁の中への流体の進入を提供する、または、第２の動作モードにおいて双方向弁からの流体の退出を提供する複数の双方向ポートと、複数の双方向ポートに結合され、第２の動作モードにおいて弁からの流体の退出を提供する複数の単方向ポートと、第１の動作モードにおいて双方向弁の中への流体の進入を提供するための単一の単方向ポートとを有する弁本体と、中心パドルと、複数の側面パドルと、シャフトとを含む機構であって、シャフトは、シャフトの長さに沿って中心パドルおよび複数の側面パドルを支持し、シャフトは、弁本体の伸長コンパートメント内に配置され、中心パドルおよび複数の側面パドルに、第１モードおよび第２のモードに従って入力ポートおよび出力ポートを開放および閉鎖させるように駆動することが許容される、機構とを含む。

付加的側面によると、気道内圧呼吸デバイスは、空気を受け取るための少なくとも１つの通気道と空気を排出するための少なくとも１つの通路とを有する気道内圧呼吸デバイス本体と、双方向呼気弁とを含む。双方向弁は、空気を受け取るように少なくとも１つの通気道に結合され、空気を排出するように少なくとも１つの通気道に結合され、中心チャンバと、複数の側面チャンバと、伸長コンパートメントと、通路のセットを介して中心チャンバに結合され、第１の動作モードにおいて双方向弁の中への流体の進入を提供する、または、第２の動作モードにおいて双方向弁からの流体の退出を提供する複数の双方向ポートと、複数の双方向ポートに結合され、第２の動作モードにおいて弁からの流体の退出を提供する複数の単方向ポートと、第１の動作モードにおいて双方向弁の中への流体の進入を提供するための単一の単方向ポートとを有する弁本体と、中心パドルと、複数の側面パドルと、シャフトとを含む機構であって、シャフトは、シャフトの長さに沿って中心パドルおよび複数の側面パドルを支持し、シャフトは、弁本体の伸長コンパートメント内に配置され、中心パドルおよび複数の側面パドルに、第１モードおよび第２のモードに従って入力ポートおよび出力ポートを開放ならびに閉鎖させるように駆動することが許容される、機構とを含む。

本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細が、下記の付随の図面および説明に記載される。本発明の他の特徴、目的、および利点が、説明および図面から、かつ請求項から明白である。

図１は、小型ＣＰＡＰデバイスの略図である。図２は、上記の公開された出願において開示されるような圧送周期の２つの反対の段階において動作するマイクロポンプを採用する小型ＣＰＡＰデバイスの機能ブロック図である。図３Ａ〜図３Ｉは、図１および図２の小型ＣＰＡＰデバイスのための双方向弁の略等角図である。図３Ａ〜図３Ｉは、図１および図２の小型ＣＰＡＰデバイスのための双方向弁の略等角図である。図３Ａ〜図３Ｉは、図１および図２の小型ＣＰＡＰデバイスのための双方向弁の略等角図である。図３Ａ〜図３Ｉは、図１および図２の小型ＣＰＡＰデバイスのための双方向弁の略等角図である。図４は、より従来型ＣＰＡＰのマスクにおける双方向弁を描写する略図である。

（概要）
参照により援用される上記の同時係属中の特許出願に開示されるように、マイクロポンプは、微細加工方法を使用して作製され得、産業、医療、および生物学的用途において広く実装されているマイクロ圧送プロセスを実施するために使用されることができる。例えば、マイクロポンプは、ＣＰＡＰデバイスの中に組み込まれることができる。マイクロポンプは、流体（例えば、ガスまたは液体）を、少ない、正確に測定される量で輸送することができる。いくつかの実装では、マイクロポンプは、流体を、高流率（例えば、毎秒約数マイクロリットル〜毎秒約数ミリリットル）で、および／または、高圧力（例えば、約数千分の１ｐｓｉ〜約数十分の１ｐｓｉ）で輸送することができる。マイクロポンプは、液体輸送、流率、および／または圧力が拡張可能であるように、設計されることができる。

ここで図１を参照すると、呼吸障害を治療するための自律デバイス１０（デバイス）が、示される。デバイス１０は、ＣＰＡＰ（持続的気道陽圧）タイプの呼吸デバイスである。しかしながら、ＣＰＡＰデバイス１０は、ＣＰＡＰ機械と異なり、鼻に局所的であり、かつ、必要とされる圧力で、必要とされる量の空気流を提供し、閉塞性睡眠時無呼吸（「ＯＳＡ」）等の種々の呼吸障害を治療する自律デバイスである。

ＣＰＡＰデバイス１０は、上記の出願において開示されるような概念的形態をとることができる。この構成では、ＣＰＡＰデバイス１０は、マイクロポンプが入口ポート１５の背後に配置されていることを示す湾曲した線によって概して示されるマイクロポンプ１６（ここでは、複数の構成要素ポンプスタック要素）を収容する本体１２を含む。（機能的場所に関しては、図２を参照し、詳細に関しては、参照により援用される出願を参照されたい）。ＣＰＡＰ呼吸デバイス１０は、呼気弁として使用される双方向弁を含む（図示されていないが、図２および図３Ａ〜図３Ｈおよび図４を参照されたい）。ＣＰＡＰデバイス１０は、鼻界面を提供するクッション性プラグ１７ａ、１７ｂを通した通気道を伴うクッション性プラグ１７ａ、１７ｂを有する。クッション性プラグ１７ａ、１７ｂは、ユーザの鼻孔の中に挿入されると緊密に嵌合する、概して弾力のある材料から作製される。ＣＰＡＰデバイス１０は、空気の呼気のための１つまたは示されるような２つの出口１８ａ、１８ｂを有する。

ここで図２を参照すると、例えば、図１に示される構成の概略図は、ＣＰＡＰデバイス１０内のマイクロポンプ１６に結合される双方向弁２０を含む。流体(例えば、空気)が、弁２０の１つまたは複数の入口ポートの中へ押動されるにつれて、１つまたは複数の入口は、開放し、弁２０は、１つまたは複数の入口から１つまたは複数の双方向ポートまで通路を開放し、弁２０の双方向ポートから流体（例えば、空気）を排出する。弁の外部にある流体（例えば、空気流）が、１つまたは複数の双方向のポートの中へ押進されると、空気流は、弁２０の入口を押動して閉じる一方で、双方向のポートの終点における、弁２０の１つまたは複数の出口ポートを開放する。弁のこの作用は、空気が入口ポートに対して吹送している間でさえ、双方向ポートの中へ及ぼされる圧力が、入口ポートに対して吹送する空気圧を克服するために十分である限り、生じる。ＣＰＡＰデバイスの文脈では、弁２０は、本明細書では、呼気弁２０と称される。

呼気弁２０は、入口２０ａ、２０ｂと、出口２１ａ、２１ｂとを有する。呼気弁２０は、示されるように、（呼気弁入口２０ａ、２０ｂおよびマイクロポンプ１６の入口１６ａ、１６ｂを介して）デバイス１０のマイクロポンプ１６と（呼気弁ポート２１ａ、２１ｂを介して）出口１８ａ、１８ｂとの間に結合される。マイクロポンプ１６の入口１６ａ、１６ｂは、ＣＰＡＰデバイス１０の入口ポート１５に結合される。

上記に言及される特許出願は、弁の通路の内側に配置されるフラップを有するバタフライ型構成の呼気弁を開示する。フラップは、軸方向部材周りに回転可能であり、一対のポートと出口ポートとの間にある通路を開放および閉鎖する。下記に議論される呼気弁２０は、上記の出願における呼気弁の代替物であり、ここで説明される。

ここで図３Ａ〜図３Ｈを参照すると、双方向弁構成を有する呼気弁２０の種々の図面が、示される。呼気弁２０は、マイクロポンプ１６からの空気流を使用して、呼気の終了時／呼吸の一時停止の開始時および呼気の開始時に呼気弁２０内の通路を閉鎖するパドル機構を有する。呼気弁２０は、マイクロポンプが呼気弁２０上に空気を吹送する際でさえ、開放する。ＣＰＡＰデバイス１０は、弁２０を押動して閉じるために必要とされるマイクロポンプ１６の空気流の量を選択するように構成される。マイクロポンプ１６からの圧力が、呼気に先立って、呼気弁２０を閉じた状態に保持する。ユーザからの呼気空気流の全てが、呼気弁２０に印加され、呼気弁２０を開放する。パドル上の弁のフラップの形状は、呼気の間に開放したままであるように呼気弁２０を補助するように最適化されてもよい。加えて、弱い磁気もまた、設計の詳細に応じて呼気弁２０を開放または閉鎖された状態に保つために使用されてもよい。ユーザからの呼気空気は、概して、閉鎖された状態に呼気弁２０を保つためのマイクロポンプからの最小量の空気流を克服するために十分である。

ここで図３Ａを参照すると、示されているものは、本体４１と、この実装では入口として使用される単一の単方向ポート４３と、双方向ポート４５ａおよび４５ｂと、この実装では出口ポート４７ａ、４７ｂとして使用される複数の単方向ポートとを含む弁２０である。出口ポートの各々は、それぞれ、個別のポート４９ａ、４９ｂを選択的に閉鎖および開放するパドル（またはフラップ）４９ａ、４９ｂを有する。入口ポート４３もまた、パドル（またはフラップ）５１を有する。パドル４９ａ、４９ｂおよび５１は、平坦な部材であり、パドル弁機構５５の一部である。パドル弁機構５５は、説明されるように、本体部分４１ａにおいて本体４１の中に提供される軸方向コンパートメント５７（図３Ｂ）を用いて回転可能であり、ポート４５ａ、４５ｂ、４９ａ、４９ｂ、および５１間の通路を開放および閉鎖する。

図３Ｂは、図３Ａの配列を分解図に示す。この図は、本体４１を通る通路４６ａ、４６ｂ、および５０を示す。図３Ｂに示されるように、本体４１は、本体４１の円筒形部材または部分４１ａ、４１ｂによって結合される双方向ポート４５ａおよび４５ｂならびに出口ポート４７ａ、４７ｂと、本体４１の長方形部材または部分４１ｃによって提供される単一の単方向ポート４３と、パドル弁機構５５を受け取る軸方向コンパートメント５７とを有する。

図３Ｃは、シャフト５３の両端におけるパドル４９ａ、４９ｂと、側面パドル４９ａ、４９ｂの間に（中心に）配置されるパドル５１（すなわち、中心パドル５１）とを伴うパドル弁機構５５を示す。側面パドル４９ａ、４９ｂは、中心パドル５１に直交し、軸方向コンパートメント５７（図３Ｂ）内に配置されると、その軸周りに回転枢動するシャフト５３上に支持される。機構５５はまた、コンパートメントシール６５を含む。

この実施形態における中心パドル５１は、側面パドル４９ａ、４９ｂに略直交するが、本体４１の他の構成も、シャフト上のパドルの他の位置付け構成を提供し得る。また、２つの側面パドル（故に、２つの双方向ポート４５ａ、４５ｂおよび２つの出口ポート４７ａ、４７ｂ）が、示されるが、より多いまたはより少ない側面パドルが、使用されてもよい。また、単一の入口ポート４３が、いくつかの構成において示されるが、複数の入口ポートも、使用され得る。２つより多い出口ポートと、２つの双方向ポートと、１つより多い入口ポートとを伴う構成は、機構５５に対する調節を必要とする。

ここで図３Ｄ〜図３Ｅを参照すると、これらの図は、正面立面図からの弁２０（図３Ｄ）と、内部通路６３ａ、６３ｂならびにチャンバ６０ａ、６０ｂ、および６１を暴露する分解された正面図（図３Ｅ）とを示す。チャンバ６０ａ、６０ｂは、側面チャンバであり、出口ポート４７ａ、４７ｂと双方向ポート４５ａ、４５ｂとの間に配置されて示される。チャンバ６１は、中心チャンバである。通路６３ａ、６３ｂは、また示されるように、中心チャンバ６１から側面チャンバ６３ａ、６３ｂまで提供される。また、図３Ｄ〜図３Ｅに示されるものは、図３Ａの軸方向コンパートメント５７をシールする軸方向コンパートメントシール６５である。図３Ｄでは、断面「図３Ｇ」および「図３Ｉ」は、それぞれ、図３Ｇおよび図３Ｉを参照する。

ここで図３Ｆ〜図３Ｇを参照すると、（断面図において幾分単純化されている）これらの図は、第１の動作モードにおける弁２０を示す。図３Ｆ〜図３Ｇは、中心チャンバ６１および通路６３ａ、６３ｂ（６３ｂは、図３Ｆ〜図３Ｇに示される）の内部詳細を示し、パドル弁機構５５が、本体４１によって提供される軸方向コンパートメント５７内で回転し、中心パドル５１を開放位置に押進する。中心パドル５１が、開放位置（図３Ｇに示されるような直立状態）にあるとき、それは、一方向入口ポート４３を開放し、中心チャンバ６１と側面チャンバ６０ａ、６０ｂ（６０ｂのみが標識されている）との間のオリフィスまたは通路（６３ｂのみが標識されている）を通して空気が流動することを可能にする一方で、側面パドル４９ａ、４９ｂを押進し、空気出口ポート４７ａ、４７ｂを閉鎖する。このモードは、空気が入口ポート４６から双方向ポート４５ａ、４５ｂまで流動することを可能にするが、（弁２０の片側に関して示される）７０と標識される矢印によって示されるように、空気出口ポート４７ａ、４７ｂから外へのものではない。これは、マイクロポンプ１６から空気を吸い込むユーザに対応する。

図３Ｈ〜図３Ｉは、中心チャンバ６１および通路６３の内部詳細を示し、パドル弁機構５５が、本体４１によって提供される軸方向コンパートメント５７の中で回転し、中心パドル５１を閉鎖位置に押進し、閉鎖位置は、一方向入口ポート４３を閉鎖し、空気が中心チャンバ６１と側面チャンバ６０ａ、６０ｂとの間のオリフィスまたは通路（６３ｂのみが標識されている）を通して流動することを阻止する一方で、側面パドル４９ａ、４９ｂを押進し、空気出口ポート４７ａ、４７ｂを開放する。このモードは、（弁２０の片側に関して示される）７２と標識された矢印によって示されるように、空気が、双方向ポート４５ａ、４５ｂから空気出口ポート４７ａ、４７ｂから外に流動することを可能にする。これは、ユーザがユーザの鼻孔から空気を吐き出すことに対応する。

空気出口ポート４７ａ、４７ｂと双方向ポート４５ａ、４５ｂとの間の通路は、一般的に丸みを帯びているが、他の形状も、使用され得る。通路６３ａ、６３ｂは、丸みを帯びた形状、縦長等であり得る。中心通路６１は、略長方形である。しかしながら、任意の形状が、通路、ポート、チャンバ等のために使用され得、一般的に、表面および内部通路、ポート、チャンバ等は全て、平滑である。呼気弁２０の種々の構成要素の寸法は、種々の設計考慮点（例えば、動作モードの間に対流される空気の体積、ＣＰＡＰデバイス１０のサイズ、およびＣＰＡＰデバイス１０内の利用可能な空間）に従って選択される。

したがって、双方向呼気弁２０は、中心チャンバ６１と、複数の（ここでは２つの）側面チャンバ６０ａ、６０ｂと、伸長コンパートメント５７とを有する弁本体４１を含む。複数の（ここでは２つの）双方向ポート４５ａ、４５ｂは、通路のセット６３ａ、６３ｂを介して中心チャンバ６１に結合され、第１の動作モード（吸気）において双方向弁２０の中への流体の進入を提供する、または、第２の動作モード（呼気）において双方向弁２０からの流体の退出を提供する。複数の単方向ポート４７ａ、４７ｂは、出力ポートとして作用し、複数の双方向ポートに結合され、呼気動作モードにおいて、弁からの流体の退出を提供し、単一の単方向ポート５１は、吸気において、双方向弁２２の中への流体の進入を提供する。パドル機構は、中心パドルと、複数の側面パドルと、シャフト５３の長さに沿って中心パドル５１および複数の側面パドル４９ａ、４９ｂを支持するシャフトとを含み、シャフト５３は、シャフト５３が本体の中の伸長コンパートメント内で回転可能であるように、弁本体の伸長コンパートメント内に配列される。

双方向弁２０は、ＣＰＡＰデバイス内で呼気弁２０として使用されるとき、ユーザが、鼻通路からの空気の呼気の間に、マイクロポンプ（マイクロ送風機）から入って来る空気によって引き起こされる圧力をより容易に克服することを可能にし得る。これは、ＣＰＡＰデバイス１０を用いた、より快適かつ改良された呼吸体験を提供する。気道内圧呼吸デバイス（例えば、ＣＰＡＰデバイス１０）内で使用されると、双方向呼気弁２０は、ＣＰＡＰデバイス（例えば、マイクロＣＰＡＰデバイス内のまたは従来のＣＰＡＰからのマイクロポンプ）から空気を受け取るように少なくとも１つの通気道に結合され、空気を排出するように少なくとも１つの通気道に結合される。ＣＰＡＰ気道内圧呼吸デバイス１０本体は、双方向呼気弁２０の複数の双方向ポートに結合される、空気源から空気を受け取るための少なくとも１つの通気道を有する。ＣＰＡＰデバイス１０はまた、双方向呼気弁２０の複数の単方向ポートに結合される、空気を排出するための少なくとも１つの通路を有する。気道内圧呼吸デバイスは、気道内圧呼吸デバイス本体によって支持されるマイクロポンプである空気源を有することができ、マイクロポンプは、通気道および双方向呼気弁を通して周囲空気を圧送するように構成される。

前述のものによって拘束されないが、ＣＰＡＰデバイスの文脈では、動作は、以下のように、すなわち、吸気の間、双方向ポートにおける圧力Ｐ_ｂは、Ｐ_ｂ＝Ｐ_ｉ＋Ｐ_ｈ（マイクロポンプからの圧力Ｐ_ｉと吸気の圧力Ｐ_ｈとの和）にほぼ比例する一方で、呼気の間、双方向ポートにおける圧力Ｐ_ｂは、Ｐ_ｂ＝Ｐ_ｅ＋Ｐ_ｉ（呼気からの圧力Ｐ_ｅ（負圧または真空）と、マイクロポンプからの圧力Ｐ_ｉ（正圧）との和）にほぼ比例するものとして、概算されることができる。吸気の間のＰ_ｂが、正であり、吸気の間のＰ_ｂが、負である限り、弁２０は、双方向様式で動作する。

他の実施形態では、気道内圧呼吸デバイス本体は、ユーザの頭部にわたっておよび／またはユーザの鼻孔に対して固着されるように構成されるマスクであり、マスクは、図４において下記に議論されるように、ホースを受け取るように構成される。

ここで図４を参照すると、マスク８０が、示され、マスク８０は、従来のＣＰＡＰ機械（図示せず）と併用される従来の鼻マスクに典型的である。マスク８０は、（ＣＰＡＰ機械に結合するホース８４のための）ホース取付部８２を含み、ユーザにマスク８０を固着させてユーザの鼻の下に空気出口を位置付けるハーネス８６を有する。従来のマスクとは異なり、マスク８０はまた、呼気弁２０を含み、呼気弁２０は、図３Ｅ〜図３Ｈに描写される動作の使用によって、鼻通路からの空気の呼気の間、ＣＰＡＰ機械から入って来る空気によって引き起こされる圧力をユーザがより容易に克服することを呼気弁２０が可能にするように、マスク８０に嵌合され、かつ、マスク８０内に位置付けられる。したがって、呼気弁２０は、ホース８４からの出口（参照せず）が呼気弁２０の入口ポート５１に結合されるような様式で、マスク８０内に接続される。呼気弁２０の出口ポート４７ａ、４７ｂは、呼気の間に空気を排出するために使用されるマスク８０上の対応するポートに結合される。双方向ポート４５ａ、４５ｂは、ユーザが（入口ポート５１を介して）空気を吸い込み、（出口ポート４７ａ、４７ｂを介して）空気を吐き出すことを可能にするために、開口部を有するプラグ（図示せず）に結合される。

異なるタイプのマスクならびに異なる構成のＣＰＡＰデバイス１０に関する種々の設計考慮点を満たすために、呼気弁の物理的形態は、図に示されるものから改変され得る。

適した（医療グレードの）プラスチック材料からデバイスを成型すること、３Ｄプリンティング技法等を含む種々の技法が、呼気弁２０を生産するために使用されることができる。

呼気弁２０は、概して、用途に適した寸法を有する。したがって、例えば、参照によって援用される出願において想起されるようなＣＰＡＰデバイス１０では、寸法は、約数１０〜数１００ミリメートルである。呼気弁２０のいくつかの用途では、弁は、より小さいまたはより大きくあることができる。

本明細書に説明される異なる実装の要素は、上記に具体的に記載されていない他の実施形態を形成するように組み合わせられ得る。要素は、それらの動作に悪影響を及ぼすことなく、本明細書に説明される構造から除外され得る。さらに、種々の別個の要素が、１つまたは複数の個々の要素の中に組み合わせられ、本明細書に説明される機能を実施し得る。他の実施形態は、以下の請求項の範囲内である。

Claims

弁であって、
中心チャンバと、複数の側面チャンバと、伸長コンパートメントと、通路のセットを介して前記中心チャンバに結合され、第１の動作モードにおいて双方向弁の中への流体の進入を提供する、または、第２の動作モードにおいて前記双方向弁からの流体の退出を提供する複数の双方向ポートと、前記複数の双方向ポートに結合され、前記第２の動作モードにおいて前記弁からの流体の退出を提供する複数の単方向ポートと、前記第１の動作モードにおいて前記双方向弁の中への流体の進入を提供するための単一の単方向ポートとを有する弁本体と、
中心パドルと、複数の側面パドルと、シャフトとを備える機構であって、前記シャフトは、前記シャフトの長さに沿って前記中心パドルおよび前記複数の側面パドルを支持し、前記シャフトは、前記弁本体の前記伸長コンパートメント内に配置され、前記中心パドルおよび前記複数の側面パドルに、前記第１のモードおよび前記第２のモードに従って入力ポートおよび出力ポートを開放および閉鎖させるように駆動することが許容される、機構と
を備える、弁。
前記複数の単方向ポートは、出口ポートであり、前記本体の一対の部分によって前記双方向ポートに結合される、請求項１に記載の弁。
前記単一のポートは、入口ポートである、請求項１に記載の弁。
前記複数の単方向ポートは、出口ポートであり、前記単一のポートは、入口ポートであり、前記入口ポートは、前記出口ポートに直交する、請求項１に記載の弁。
前記複数の単方向ポートは、出口ポートであり、前記単一のポートは、入口ポートであり、前記機構は、前記第１の動作モードにおいて、前記入口ポートを開放し、単方向ポートを閉鎖する、請求項１に記載の弁。
前記複数の単方向ポートは、出口ポートであり、前記単一のポートは、入口ポートであり、前記機構は、前記第２の動作モードにおいて、前記入口ポートを閉鎖し、前記単方向ポートを開放する、請求項１に記載の弁。
前記複数の単方向ポートは、出口ポートであり、前記単一のポートは、入口ポートであり、前記機構は、前記第１の動作モードにおいて、前記入口ポートを開放し、単方向ポートを閉鎖し、前記入口ポートからの流体が前記双方向ポートから退出することを可能にする、請求項１に記載の弁。
前記複数の単方向ポートは、出口ポートであり、前記単一のポートは、入口ポートであり、前記機構は、前記第２の動作モードにおいて、前記入口ポートを閉鎖し、前記単方向ポートを開放し、前記双方向ポートからの流体が前記単方向ポートから退出することを可能にする、請求項１に記載の弁。
前記中心パドルは、前記シャフト上の前記複数の側面パドルに直交する、請求項１に記載の弁。
前記弁本体内の前記伸長コンパートメント内に前記シャフトを保持するためのシャフトシール部材をさらに備える、請求項１に記載の弁。
気道内圧呼吸デバイスであって、
空気を受け取るための少なくとも１つの通気道と、空気を排出するための少なくとも１つの通路とを有する気道内圧呼吸デバイス本体と、
双方向呼気弁であって、前記双方向弁は、空気を受け取るように前記少なくとも１つの通気道に結合され、空気を排出するように前記少なくとも１つの通気道に結合され、前記双方向呼気弁は、
中心チャンバと、複数の側面チャンバと、伸長コンパートメントと、通路のセットを介して前記中心チャンバに結合され、第１の動作モードにおいて前記双方向弁の中への流体の進入を提供する、または、第２の動作モードにおいて前記双方向弁からの流体の退出を提供する複数の双方向ポートと、前記複数の双方向ポートに結合され、前記第２の動作モードにおいて前記弁からの流体の退出を提供する複数の単方向ポートと、前記第１の動作モードにおいて前記双方向弁の中への流体の進入を提供するための単一の単方向ポートと、を有する、弁本体と、
中心パドルと、複数の側面パドルと、シャフトとを備える機構であって、前記シャフトは、前記シャフトの長さに沿って前記中心パドルおよび前記複数の側面パドルを支持し、前記シャフトは、前記弁本体の前記伸長コンパートメント内に配置され、前記中心パドルおよび前記複数の側面パドルに、前記第１のモードおよび前記第２のモードに従って入力ポートおよび出力ポートを開放および閉鎖させるように駆動することが許容される、機構と
を備える、双方向呼気弁と
を備える、気道内圧呼吸デバイス。
前記気道内圧呼吸デバイス本体は、空気源および双方向呼気弁の前記複数の双方向ポートに結合される、空気を受け取るための前記少なくとも１つの通気道と、前記双方向呼気弁の複数の単方向ポートに結合される、空気を排出するための前記少なくとも１つの通路とを有する、請求項１１に記載の気道内圧呼吸デバイス。
前記空気源は、前記気道内圧呼吸デバイス本体によって支持されるマイクロポンプである、請求項１２に記載の気道内圧呼吸デバイス。
前記本体によって支持されるマイクロポンプをさらに備え、前記マイクロポンプは、前記通気道および前記双方向呼気弁を通して周囲空気を圧送するように構成される、請求項１１に記載の気道内圧呼吸デバイス。
前記気道内圧呼吸デバイス本体は、ユーザの頭部にわたってまたはユーザの鼻孔に対して固着されるように構成されるマスクである、請求項１１に記載の気道内圧呼吸デバイス。
前記双方向呼気弁は、前記マスク内で支持される、請求項１５に記載の気道内圧呼吸デバイス。
前記マスクは、ホースを受け取るように構成される、請求項１５に記載の気道内圧呼吸デバイス。