JP2022166020A

JP2022166020A - 圧力調整弁

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Publication number: JP2022166020A
Application number: JP2022119304A
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Inventors: トーマスハインリヒバーンズ; Heinrich Barnes Thomas; シェーンテリーマッシー; Terry Massey Shane; テイラージェイムズエドワーズ; James Edwards Taylor; アルジェンディヴィッドカット; David Kat Arjen; ジェイムズアレキサンダーゴードン; Alexander Gordon James; グラントリーネルソン; Leigh Nelson Grant; カーステンマオンウォンコラッツァ; Ma On Wong Corazza Carsten
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2022-11-01
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Abstract

【課題】高流量呼吸ガスシステムにおいて使用する圧力開放又は調整デバイスを提供する。【解決手段】圧力調整又は圧力開放デバイス１００は、入口１０１と、出口１０３を有する出口チャンバ１０２とを含む。入口は出口チャンバと流体連通する。弁座１０４は、入口と出口との間に位置する。弁部材１０５は、付勢されて弁座を密閉し、圧力閾値を超えて増加する入口の入口圧によって弁座から変位し、ガス流を入口から出口チャンバを通って出口に通す。出口を通るガス流は、入口圧とともに、出口チャンバの出口圧を弁部材に作用させ、弁部材を弁座から変位する。【選択図】図１２Ａ

Description

本開示は、全般的に、圧力開放又は圧力調整デバイスに関し、より具体的には、呼吸ガス流をユーザに提供するための呼吸ガスシステム、例えば、高流量呼吸ガスシステムにおいて使用する圧力開放又は調整デバイスに関する。

呼吸ガス供給システムは、患者に送達するためのガスを提供する。呼吸ガス供給システムは、典型的には、ガス供給部と患者との間に流体接続部を含む。これには、吸気管及び患者インターフェースを含んでもよい。このようなシステムは、開放式、すなわち鼻カニューレなどの非密閉患者インターフェースを含んでいても、又は閉鎖式、すなわちユーザの顔面に対して密閉するフェイスマスクなどの密閉式患者インターフェースを含んでいてもよい。このようなシステムは、加圧ガス供給部（ガスタンク、又は病院の壁の供給部など）、ブロワ、又はこれらの組み合わせからガスを受け取ってもよい。

開放式呼吸ガス供給システムは、例えば、経鼻高流量療法で用いられるものを含み得る。閉鎖式呼吸ガス供給システムは、例えば、持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｏｓｉｔｉｖｅａｉｒｗａｙｐｒｅｓｓｕｒｅ）又は換気で用いられるものを含み得る。

呼吸ガス供給システムは、偶発的な又は不注意による流量制限又は閉塞の影響を受けやすい場合がある。例えば、吸気管の偶発的な引っかかり、折れ曲がり又はつぶれによって、急な及び／又は大きな流量制限又は閉塞が生じる可能性がある。結果的に、制限部又は閉塞部の上流において大きな背圧が生成される可能性がある。

更に、急な及び／又は大きな背圧は、患者が過度の流れ抵抗を呈する場合に生じる可能性があることを認識すべきである。例えば、患者の鼻及び／又は気道の形状、大きさ、又は解剖学的構造によって、大きな背圧を生成する制限部が設けられる場合がある。更に、代替的に及び／又は同時に、大きな背圧は、入来するガス流中に患者が呼出することで生成される場合がある。

呼吸ガス供給システム内の過剰な背圧は管、流体接続部、又は他の構成要素の破損の原因となるおそれがある。特に、管、流体接続部、又は他の構成要素が破裂又は破損するおそれがある。

したがって、構成要素の破損を回避又は防止するために、制限、閉塞、又は過度の流れ抵抗によって生成される呼吸ガス供給システム内の圧力を除去する／調整する必要がある。

呼吸ガス供給システムは、不適切な圧力制限手段が設けられた場合、又は圧力制限手段が設けられない場合、患者の組織にひずみを生じさせるおそれがある。これにより結果的に患者が気圧外傷又は胃膨満のリスクに曝されるおそれがある。

したがって、患者安全性のために圧力上限を設ける必要もある。

呼吸システムに圧力上限を設けるために圧力開放弁を使用してもよい。圧力開放弁は、システム圧力が圧力開放弁によって設けられた圧力開放閾値を超える場合にガス圧の排出を可能にしてもよい。圧力開放閾値を超えて流量が増加するにつれて、システム内の圧力は流れにほぼ比例して累進的に増加する。その結果、患者及びシステムの構成要素は、流量が増加するにつれて次第に高くなる圧力に曝される可能性がある。

圧力開放弁の例は、プランジャ及びばね型の弁である。プランジャは、弁内の圧力が、ばねが復帰方向に与える力を超える力をプランジャに与える場合に変位される。ガスは、その後、弁内の圧力が、ばねによって与えられる復帰力を超え続ける力を生成するには不十分になるまでプランジャと弁座との間の間隙を通過することができ、この時点で、プランジャは弁座に再係合し、間隙を閉じる。この種の弁は上述の機能が繰り返し起こる際に（圧力が蓄積し、その後、連続で開放される際に）自然に振動する場合がある。これは弁の「がたつき」又は弁の「粗動」と呼ばれ得る。いくつかの場合では、このような振動は不規則な場合がある。弁の振動は不要な騒音、圧力若しくは流れの変動、又は摩耗を発生させる可能性がある。

プランジャ及びばね型の弁は、通常、プランジャが移動するハウジング内部にあるプランジャを密閉する何らかの手段及び／又はプランジャを弁座に対して密閉する何らかの手段も必要とする。このような手段は、Ｏリングなどの追加構成要素を含み得る。強固な流体密封の形成は、通常、重要である。追加構成要素は、弁の構造に複雑さを付加し、次いで、弁の破損及び／又は摩耗しやすさが増加する。

呼吸システムは、システム内の呼吸ガスの流れに対し抵抗を示す。加湿器、導管、カップリング、フィルタ、患者インターフェース、及び任意の他のシステム構成要素などの、システムの個々の構成要素によって生じる流れ抵抗はシステムの全体を通して蓄積し、システム内の総圧損をもたらす。流れ抵抗は、例えば、流路内の流れの向きの変化、制限、収束、発散、及び／又は透過性バリア（フィルタなど）に起因しうる。

システム内のガスの流量を増加させるために、フロー源により供給される圧力を増加させ、増加した流量により生じたシステム内の増加した圧損を相殺する。流れが増加するにつれて、流量（駆動圧力）を達成するのに必要なシステム圧力は、圧力開放弁の設定開放圧、例えば、所定の安全圧力限界に達し得る。したがって、圧力開放弁の設定開放圧は、患者に送達され得る最大流量を定義又は決定する。従来技術の圧力開放弁では、患者に送達され得る最大流量は圧力開放弁の設定開放圧によって限定される。このことはシステムの構成要素の設計を制約する可能性がある。

圧損を最小にし、患者に送達可能な流れを圧力開放弁の設定開放圧内において最大にするために、システムを、流れ抵抗が最小になるように設計することが通常は望ましい。例えば、流れ抵抗を最小にするために特定の管直径及び長さを選択してもよい。しかしながら、システム圧損は使用中に変化する場合がある。例えば、管は、使用時、湾曲する、曲がる、折れ曲がる、若しくはつぶれる場合がある、又は異なる患者は異なる気道制限特性を呈する可能性がある。

本明細書では特許明細書、他の外部文書、又はその他情報源を参照するが、これは全般的に、本発明の特徴を説明するための状況を提供するためである。別段の指示のない限り、このような外部文書の参照は、このような文書又はこのような情報源がいかなる法域においても従来技術である、又は当該技術分野における共通一般知識の一部を成すことの承認であると解釈されるべきではない。

したがって、本明細書中に開示される特定の実施形態の目的は、前述の課題に対処するのに少なくともいくらか役立つ又は業界に有用な選択肢を少なくとも与える圧力開放又は圧力調整デバイスを提供することである。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、圧力調整又は圧力開放デバイスは、
入口と、
出口を有する出口チャンバであって、入口は出口チャンバと流体連通する、出口チャンバと、
入口と出口との間の弁座と、
付勢されて弁座を密閉する弁部材と、
を含み、
弁部材は、圧力閾値を超えて増加する入口の入口圧によって弁座から変位し、ガス流を入口から出口チャンバを通って出口に通すように適合されており、入口圧とともに、出口を通るガス流は出口チャンバの出口圧（背圧）を弁部材に作用させ、弁部材を弁座から（更に）変位する。

いくつかの実施形態では、弁部材は、弁座に対して付勢される膜を含む。

いくつかの実施形態では、弁部材は、膜を張力がかけられた状態に支持するフレームを含む。

いくつかの実施形態では、フレームは、（膜の張力を大きく変えることなく）デバイスの本体に弁部材をクリップ留めするための１つ以上のクリッピング特徴部を含む。

いくつかの実施形態では、弁部材の外周部は、出口チャンバを周囲又は変位チャンバから密閉するためのシールを提供する。

いくつかの実施形態では、膜の張力によって膜を付勢し、弁座を密閉させるように、膜は弁座上で伸張される又は張力をかけられる。

いくつかの実施形態では、膜の周縁部は出口チャンバの壁によって支持される。

いくつかの実施形態では、デバイスは、膜を弁座に対して付勢するためのばねを含み、ばねは圧縮して膜の非加圧側に作用する、又はばねは伸張して膜の加圧側に作用する。

いくつかの実施形態では、膜は弾性又はエラストマー材料、例えば、シリコーン材料であり、熱可塑性材料又は熱硬化性材料のいずれかであってもよい。

いくつかの実施形態では、膜は、１ｍｍ未満、例えば、０．３ｍｍの厚さを有する。

いくつかの実施形態では、弁座は膜に対して中央に設けられている。

いくつかの実施形態では、膜は、弁座に接するための増厚部を含み、例えば、膜は、弁座に対して作用するための増厚中央部を含む。

いくつかの実施形態では、弁部材の面積は弁座の面積よりも大きい。

いくつかの実施形態では、入口圧は、弁座面積にわたって弁部材に作用し、弁部材が弁座から変位されると、出口圧は、弁座面積の外側の面積にわたって弁部材に作用する。

いくつかの実施形態では、入口圧は、弁座面積の外側の面積にわたって弁部材に作用し、弁部材が弁座から変位されると、出口圧は、弁座面積にわたって弁部材に作用する。

いくつかの実施形態では、弁部材の面積と弁座の面積の比率は、１．２～１６００の範囲内である。

いくつかの実施形態では、入口は入口管を含み、弁部材は入口管の長手方向の軸線にほぼ垂直である。

いくつかの実施形態では、入口は、出口チャンバに延びる入口管を含む。

いくつかの実施形態では、弁座は、出口チャンバ内の入口管の出口端に設けられている。

いくつかの実施形態では、出口は、出口チャンバの壁内に少なくとも１つのアパーチャ及び／又は弁部材内に少なくとも１つのアパーチャを含む。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つのアパーチャは出口チャンバの壁内にあり、且つ入口管の近傍にある。

いくつかの実施形態では、入口管の出口端は弁座を形成している。

いくつかの実施形態では、入口管の出口端は傾斜しており、入口管の出口端の傾斜縁部は弁座を形成している。

いくつかの実施形態では、出口は、弁部材の外周部と弁座並びに／又は入口及び／若しくは入口管の外周部との間に径方向に配置されている。

いくつかの実施形態では、デバイスは、出口チャンバを囲む入口管を含み、弁座は出口チャンバへの入口に設けられている。

いくつかの実施形態では、弁部材は、出口チャンバの壁によって支持される若しくは出口チャンバの壁に対して密閉する、又は弁入口は入口管を含み、弁部材は、入口管の壁によって支持される又は入口管の壁とシールを形成する。

いくつかの実施形態では、デバイスは変位チャンバを含み、弁部材が弁座から変位されると弁部材は変位チャンバ内に変位する。

いくつかの実施形態では、弁部材が変位チャンバ内に変位されると変位チャンバ内の圧力が実質的に周囲圧力（大気圧）に留まるように、変位チャンバは周囲圧力（大気圧）に開放されている、又は
変位チャンバは周囲環境から密閉されている又は密閉可能である。

いくつかの実施形態では、変位チャンバは周囲環境から密閉されている又は密閉可能である。

いくつかの実施形態では、デバイスは、変位チャンバ内の圧力を変えるための加圧デバイス、例えば、変位チャンバ内の圧力を増加又は減少させるための足又は手作動式ポンプを含む。

いくつかの実施形態では、デバイスは、変位チャンバの圧力を周囲圧力にリセットするための圧力リセットデバイス、例えばポペット弁を含む。

いくつかの実施形態では、入口、弁部材、弁座、及び出口は、出口チャンバを通るガス流が、ガス流がチャンバに入る際に弁部材に対して導かれ、弁部材から９０度を超える角度にわたって跳ね返され、出口を通ってチャンバを出るように配置されている。

いくつかの実施形態では、出口は、弁部材に対向する出口チャンバの壁内に少なくとも１つのアパーチャを含む。

いくつかの実施形態では、出口チャンバは弁座を囲んでいる（例えば、弁座は出口チャンバ内に配置されている）。

いくつかの実施形態では、周囲圧力は弁部材の非加圧側に作用する。

いくつかの実施形態では、出口の面積は可変である。

いくつかの実施形態では、出口は、出口チャンバの壁内に１つ以上のアパーチャを含み、１つ以上のアパーチャは、出口の面積を変化させるために、選択的に開かれてもよい又は閉じられてもよい又は部分的に閉じられてもよい。

いくつかの実施形態では、弁座と弁部材の相対位置は、弁座に対する部材の付勢を調節するために調節可能である。

いくつかの実施形態では、弁部材はプランジャ又はピストンであり、デバイスは、弁部材を付勢して弁座に密閉させるための付勢部材を含む。付勢部材は、ばね又は弾性ダイヤフラム又は（エラストマー）膜又は他のばね要素であってもよい。

いくつかの実施形態では、出口は、弁部材の周縁部と出口チャンバの壁との間に間隙を含む、及び／又は出口は、弁部材内に１つ以上のアパーチャを含む。

いくつかの実施形態では、弁部材は、出口チャンバの壁との摺動シールを含むピストンであり、出口は、ピストン又は出口チャンバの壁内の１つ以上のアパーチャである。

いくつかの実施形態では、付勢部材はばねであり、ばねの伸張又は圧縮は、プランジャ又はピストンを基準にする付勢量を変化させ、弁座を密閉するように調節可能である。

いくつかの実施形態では、デバイスは、デバイス内の３０Ｌ／ｍｉｎの流量範囲にわたって５ｃｍＨ₂Ｏ未満の開放圧範囲を維持するように適合されている。

いくつかの実施形態では、デバイスは少なくとも２つの出口チャンバを直列又は並列で含む。

いくつかの実施形態では、請求項１に記載の出口チャンバは、第１の出口を有する第１の出口チャンバであり、デバイスは、第２の出口を有する第２の出口チャンバを含み、第２の出口チャンバは、第１の出口からガス流を受け入れるように適合されており、
弁部材は、圧力閾値を超えて増加する入口の入口圧によって弁座から変位し、ガス流を入口から第１の出口チャンバ、第１の出口、及び第２の出口チャンバを通って第２の出口に通し、第１の出口及び第２の出口を通るガス流は、入口圧とともに、第１の出口チャンバの出口圧（背圧）を弁部材に作用させ、弁部材を弁座から（更に）変位するように適合されている。

いくつかの実施形態では、弁部材及び弁座は、入口と出口チャンバとの間に、入口圧及び出口圧に依存する動的可変流量制限部を設け、動的可変流量制限部は入口圧及び／又は出口圧が増加するにつれて減少する。

いくつかの実施形態では、出口は、入口圧及び出口圧から独立した出口流量制限部を提供する。

いくつかの実施形態では、出口流量制限部は動的可変流量制限部よりも大きい。

いくつかの実施形態では、弁部材は第１の弁部材であり、デバイスは、第１の弁部材に結合された第２の弁部材を含み、第１の部材は呼気ガスの流れを排出し、第２の弁部材はネブライザポートを開閉し、
呼気ガスを排出するとき、第１の弁部材は弁座から変位され、第２の弁部材が変位し、ネブライザポートを閉じ、
弁部材が弁座に接しているとき、第２の弁部材はネブライザポートから変位され、ネブライザから薬剤が流れることを可能にする。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、患者インターフェースシステム又は呼吸システムは、
患者の気道を密閉するための患者インターフェースと、
ネブライザポートを含む患者インターフェースへの入口導管又は流路と、
前述の記載で述べたようなデバイスであって、入口は患者インターフェースから呼気ガスの流れを受け入れるように配置されているデバイスと、
を含む。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、圧力調整又は圧力開放デバイスは、
入口と、
出口と、
入口と出口との間の弁座と、
付勢されて弁座を密閉する弁部材であって、弁部材は、圧力閾値を超えて増加する入口の入口圧によって弁座から変位し、ガス流を入口から出口へと通すように適合されている、弁部材と、
を含み、
弁部材は膜（ダイヤフラム）である又は膜（ダイヤフラム）を含み、膜の張力によって膜を付勢し、弁座を密閉させるように、膜は、弁座上で伸張される又は張力をかけられる。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、圧力調整又は圧力開放デバイスは、
入口と、
出口と、
入口と出口との間の弁座と、
付勢されて弁座を密閉する弁部材であって、弁部材は、圧力閾値を超えて増加する入口の入口圧によって弁座から変位し、入口から出口へとガス流を通すように適合されている、弁部材と、
弁部材又は弁座上で伸張される又は張力をかけられ、弁部材を弁座に対して付勢する膜（ダイヤフラム）と、
を含む。

前述の記載によるデバイスは、圧力調整又は圧力開放デバイスに関する先行する記載のいずれか１つ以上に記載の特徴（単数）又は特徴（複数）を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、弁部材は膜（ダイヤフラム）である又は膜（ダイヤフラム）を含み、膜の張力によって膜を付勢し、弁座を密閉させるように、膜は、弁座上で伸張される又は張力をかけられる。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、圧力開放デバイスは、
入口と、
出口を有する出口チャンバであって、入口は出口チャンバと流体連通する、出口チャンバと、
入口と出口チャンバとの間の動的可変流量制限部と、
入口から動的流量制限部及び出口チャンバを通り出口に至る、弁内の流路と、
を含み、
出口チャンバからの出口は、出口チャンバ内に出口圧（背圧）を生じさせる、デバイスからの出口流量制限部を含む又は提供し、
動的可変流量制限部は入口の入口圧及び出口チャンバの出口圧に依存し、入口圧及び／又は出口圧が増加するのに対して動的可変流量制限部は減少し、出口制限部は入口圧及び出口圧から独立している。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、ガス流を供給するシステムのための流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスであって、デバイスは、
ガス源からガス流を受け入れるための主要入口と、主要入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を、デバイスから流れるように供給するための主要出口と、
ガス流の圧力が圧力閾値を超えて増加すると、入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を排出するように適合されている圧力開放弁と、
主要出口から患者へのガス流の流量に基づき圧力閾値を動的に調節するためのセンシング機構と、を含む。

いくつかの実施形態では、圧力開放弁は、
主要入口と流体連通する弁入口と、
排出出口と、
弁入口と排出出口との間の弁座と、
付勢されて弁座に対し密閉し、圧力閾値を超えて増加する弁入口の入口圧によって弁座から変位し、ガス流の少なくとも一部分を弁入口から排出出口に排出する弁部材と、
を含み、
センシング機構は、
主要出口を通るガス流の流量を示す差圧を検知するためのセンシング部材と、
主要出口を通るガス流の流量に応じて、センシング部材と弁部材との間に作用し、センシング部材によって加えられる力を弁部材に伝達し、弁座に対する弁部材の付勢を調節する機械的リンクと、
を含む。

いくつかの実施形態では、センシング機構は、センシング部材によって検知された差圧を発生させ、主要出口を通るガスの流量に応じてセンシング部材を変位するための流量制限部又は抑制部を含む。

いくつかの実施形態では、センシング機構は、
弁入口の下流の流量抑制部又は制限部と、
センシングチャンバであって、センシングチャンバ内に位置するセンシング部材はセンシングチャンバを第１のチャンバと第２のチャンバとに分割しており、第１のチャンバは流量抑制部又は制限部の上流のガス流と流体連通し、第２のチャンバは流量抑制部のガス流又は流量制限部の下流のガス流と流体連通し、流量抑制部又は制限部及び主要出口を通るガス流により生じる差圧はセンシング部材によって検知される、センシングチャンバと、を含む。

いくつかの実施形態では、機械的リンクは弁部材及びセンシング部材に結合されており、主要出口を通るフローガスの流量に応じて弁部材を弁座に対し付勢する。

いくつかの実施形態では、機械的リンクは弁部材若しくはセンシング部材又は弁部材及びセンシング部材から分離されており、
弁部材は、主要出口を通るガス流がないことにより弁座に対して付勢され、機械的リンクにより弁部材及びセンシング部材を支持し、
主要出口を通るガス流が増加するにつれて、センシング部材内の差圧は増加し、主要出口を通るガス流の流量が閾値を超えて増加すると、機械的リンクによって弁部材に加えられる力が減少し、弁座に対する弁部材の付勢は、機械的リンクが弁部材又はセンシング部材又は弁部材及びセンシング部材の両方との接触を失うまで低減される。

いくつかの実施形態では、圧力開放弁は、
排出出口を含む出口チャンバを含み、
弁部材は、圧力閾値を超えて増加する弁入口の入口圧によって弁座から変位し、主要入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を弁入口から出口チャンバを通って排出出口へと排出し、排出出口を通るガス流は、入口圧とともに、出口チャンバの出口圧（背圧）を弁部材に作用させ、弁部材を弁座から（更に）変位するように適合されている。

いくつかの実施形態では、センシング部材は膜を含む。

いくつかの実施形態では、弁部材及び／又はセンシング部材は、膜を張力がかけられた状態に支持するフレームを含む。

いくつかの実施形態では、フレームは、（膜の張力を大きく変えることなく）弁部材又はセンシング部材をデバイスの本体にクリップ留めするための１つ以上のクリッピング特徴部を含む。

いくつかの実施形態では、弁部材の外周部は、出口チャンバを周囲又は変位チャンバから密閉するためのシールを提供する及び／又はセンシング部材の外周部は、第１のセンシングチャンバを第２のセンシングチャンバから密閉するためのシールを提供する。

いくつかの実施形態では、弁部材はプランジャ又はピストンである。

いくつかの実施形態では、弁入口は、出口チャンバに延びる入口管を含む。

いくつかの実施形態では、排出出口は、出口チャンバの壁内に少なくとも１つのアパーチャ及び／又は弁部材内に少なくとも１つのアパーチャを含む。

いくつかの実施形態では、弁部材は、出口チャンバの壁によって支持される又は出口チャンバの壁とシールを形成する、又は弁入口は入口管を含み、弁部材は、入口管の壁によって支持される又は入口管の壁とシールを形成する。

いくつかの実施形態では、センシング部材はセンシングチャンバ内に配置されており、流量制限部は、センシング部材とセンシングチャンバの側壁との間の間隙によって設けられている及び／又は流量制限部は、センシング部材内の１つ以上のアパーチャによって設けられており、主要入口から主要出口へのガス流の流路はセンシングチャンバを通る。

いくつかの実施形態では、センシング部材はピストンであり、センシングチャンバはピストンが中で動くシリンダであり、ピストンは第１のチャンバを第２のチャンバから空気的に密閉する。

いくつかの実施形態では、機械的リンクは、張力及び／又は圧縮を伝達する。

いくつかの実施形態では、機械的リンクはロッド又はシャフトであり、デバイスは、弁部材とセンシング部材との間の機械的リンクを支持するリンクガイドを含み、主要入口はリンクとリンクガイドとの間の環状空間を介してセンシングチャンバと流体連通する。

いくつかの実施形態では、デバイスは、主要入口とセンシングチャンバとの間に開口部を含み、機械的リンクは開口部内に延び、機械的リンクが開口部内に受け入れられた開口部は、主要入口とセンシングチャンバとの間に環状開口部を呈する。

いくつかの実施形態では、機械的リンクはリブ付きロッド又はシャフトである。

いくつかの実施形態では、機械的リンクは、一端に、弁部材を弁座に対して支持するためのフランジを含む。

いくつかの実施形態では、フランジは、弁座の直径よりも大きな直径を有するので、弁部材が弁座に着座すると、弁部材はフランジと弁座との間で弁座に対して支持される。

いくつかの実施形態では、機械的リンクは長さ調節可能である。

いくつかの実施形態では、デバイスは、使用中、ユーザが機械的リンクの長さを調節できるようにするためのユーザインタフェースを含む。

いくつかの実施形態では、デバイスは変位チャンバを含み、弁部材は弁座から離れて変位チャンバ内に変位してもよい。

いくつかの実施形態では、使用中、弁座と弁部材の相対位置は調節可能である。

いくつかの実施形態では、デバイスは、
流量抑制部と流量抑制部から第２のチャンバへの圧力タップとを含む、又は
デバイスは、オリフィス流量制限部とオリフィスの下流側から第２のチャンバへの圧力タップとを含む。

いくつかの実施形態では、流量抑制部又は制限部は調節可能である。

いくつかの実施形態では、デバイスは、センシング部材の移動量又は変形量を制限して、流量から独立した圧力閾値の圧力上限を設定するように構成されている。

いくつかの実施形態では、デバイスは、センシング部材の移動量又は変形量を制限するための機械的限界を含む。

いくつかの実施形態では、機械的限界は、機械的リンク又はセンシング部材に作用するエンドストップである。

いくつかの実施形態では、センシングチャンバの壁は、センシング部材の変形又は移動量を制限する。

いくつかの実施形態では、センシング機構は、
デバイスの主要出口を通って流れるガスの流量（例えば差圧）、及び主要入口と主要出口との間のガス流の圧力を検出するための１つ以上の電子センサと、
アクチュエータと、
センサから信号を受信し、アクチュエータを駆動し、圧力開放弁の圧力閾値を検出された流量に基づき調節するための出力を提供するコントローラ又はプロセッサと、を含む。

いくつかの実施形態では、アクチュエータは圧力開放弁の弁部材に取り付けられた部材を駆動し、圧力開放弁の弁座に対する弁部材の付勢量を調節する。

いくつかの実施形態では、弁部材はプランジャ又はダイヤフラムである。

いくつかの実施形態では、デバイスは、圧力開放弁及びセンシング機構を収容するためのハウジングを含む。

いくつかの実施形態では、デバイス本体を含み、本体は、主要入口及び主要出口と、少なくとも、デバイスの出口チャンバと、センシングチャンバの第１のチャンバと、を含み、ハウジングは本体を実質的に収容している。

いくつかの実施形態では、ハウジングは本体の周囲に空間又は空洞を与え、デバイスの変位チャンバ及び／又は出口チャンバは空洞又は空間と流体連通する。

いくつかの実施形態では、ハウジングは、ハウジング空間からのハウジング出口を含む。

いくつかの実施形態では、ハウジングは、出口チャンバからの排出出口と連通するハウジング排出出口を含み、ハウジング排出出口は主要入口又は主要出口と同軸である。

いくつかの実施形態では、ハウジングは変位チャンバと流体連通する出口を含み、アパーチャは主要入口又は主要出口と同軸である。

いくつかの実施形態では、流量抑制部又は制限部は第１の流量抑制部又は制限部であり、デバイスは、
弁入口の上流にある第２の流量抑制部又は制限部と、
第２のチャンバと第１の流量抑制部との間、又は第１の流量制限部の近傍及び下流の位置にある第１のポートと、
第２のチャンバと第２の流量抑制部との間、又は第２の流量制限部の近傍及び上流の位置にある第２のポートと、
を含み、
主要入口から主要出口へのガス流において、第２のポートは導管又はコネクタによって遮断され、
主要出口から主要入口へのガス流において、第１のポートは導管又はコネクタによって遮断される。

いくつかの実施形態では、第１の流量抑制部若しくは制限部は第２の流量抑制部若しくは制限部よりも大きな差圧を呈する、又は第２の流量抑制部若しくは制限部は第１の流量抑制部若しくは制限部よりも大きな差圧を呈する。

いくつかの実施形態では、デバイスは、ガス流が圧力開放弁から排出されているときを示すための表示器を含む。

いくつかの実施形態では、表示器は、ガスが圧力開放弁から排出されているとき、視覚的に観察可能である。

いくつかの実施形態では、表示器は、排出中／排出なしのバイナリ表示、又は排出の流量を示す排出の比例表示を提供する。

いくつかの実施形態では、表示器は、ガイド又はハウジング、例えば圧力開放弁及びセンシング機構を収容するハウジング内に位置するシャトル又はプランジャ又はフラップなどの可動部材を含む。

いくつかの実施形態では、可動部材はデバイスの排出出口の近傍に位置する。

いくつかの実施形態では、デバイスは、デバイスの主要出口から供給されるガス流又はガスの流量を示すための表示器を含む。

いくつかの実施形態では、表示器は、デバイスの主要出口内に位置するインペラ又はフラップを含む。

いくつかの実施形態では、デバイスは弁入口の下流の流量制限部を含み、表示器はガイド管内に受け入れられたシャトル又はプランジャを含み、ガイド管の入口端は流量制限部の上流の主要入口と流体連通し、ガイド管の出口端は流量制限部の下流の主要出口と流体連通する。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、ガス流を供給するシステムのための流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスであって、デバイスは、
ガス源からガス流を受け入れるための主要入口と、主要入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を、デバイスから流れるように供給するための主要出口と、
圧力開放弁であって、
主要入口と流体連通する弁入口と、
排出出口と、
弁入口と排出出口との間の弁座と、
付勢されて弁座を密閉し、圧力閾値を超えて増加する弁入口の入口圧によって弁座から変位し、ガス流の少なくとも一部分を弁入口から排出出口に排出する、弁部材と、
を含む、圧力開放弁と、
主要出口を通るガス流の流量を示す差圧を検知するためのセンシング部材と、
センシング部材と弁部材との間に作用し、センシング部材によって加えられる力を弁部材に伝達し、主要出口を通るフローガスの流量に応じて弁座に対する弁部材の付勢を調節する機械的リンクと、
を含む。

いくつかの実施形態では、デバイスは、
弁入口の下流の流量抑制部又は制限部と、
センシングチャンバであって、センシングチャンバ内に位置するセンシング部材はセンシングチャンバを第１のチャンバと第２のチャンバとに分割しており、第１のチャンバは流量抑制部又は制限部の上流のガス流と流体連通し、第２のチャンバは流量抑制部のガス流又は流量制限部の下流のガス流と流体連通し、流量抑制部又は制限部及び主要出口を通るガス流により生じる差圧はセンシング部材によって検知される、センシングチャンバと、を含む。

いくつかの実施形態では、圧力開放弁は、
排出出口を含む出口チャンバを含み、
弁部材は、圧力閾値を超えて増加する弁入口の入口圧によって弁座から変位し、主要入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を弁入口から出口チャンバを通って排出出口に排出するように適合されており、排出出口を通るガス流は、入口圧とともに、出口チャンバの出口圧を弁部材に作用させ、弁部材を弁座から変位する。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、ガス流を供給するシステムのための流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスは、
ガス源からガス流を受け入れるための主要入口と、主要入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を、デバイスから流れるように供給するための主要出口と、
入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を排出する、又は主要入口から主要出口へと流れるガス流を閉塞させるように適合されている弁と、
デバイスの主要出口を通って流れるガスの流量及びガス流の圧力を検出するための１つ以上の電子センサと、
アクチュエータと、
センサから信号（単数）又は信号（複数）を受信し、アクチュエータを駆動し、検出された圧力が圧力閾値を上回る場合、入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を排出するように、又は主要入口から主要出口へと流れるガス流を少なくとも一部閉塞させるように弁を調節するための出力を提供し、圧力閾値は検出された流量に依存する、コントローラ又はプロセッサと、
を含む。

いくつかの実施形態では、弁は、主要入口から主要出口へのガス流を閉塞させるように適合されており、デバイスは、弁の下流に排出アパーチャを含む。

いくつかの実施形態では、デバイスは、入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を排出するための第１の弁と、主要入口から主要出口へと流れるガス流を閉塞させるための第２の弁と、第１の弁を駆動するための第１のアクチュエータと、第２の弁を駆動するための第２のアクチュエータと、を含み、第２の弁は第１の弁の下流にあり、
コントローラは、検出された圧力が圧力閾値を上回る場合に第１及び第２のアクチュエータを駆動し、入口によって受け入れられたガス流の少なくとも一部分を排出するための第１の弁、及び主要入口から主要出口へと流れるガス流を少なくとも一部閉塞させるための第２の弁を調節し、圧力閾値は検出された流量に依存する。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、上記記載のいずれか１つ以上に記載される、圧力調整若しくは圧力開放デバイス又は流量補償圧力調整若しくは圧力開放デバイスを含む呼吸ガスシステム。

いくつかの実施形態では、システムは、前記流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスと、圧力ガス源と、密閉患者インターフェースとを含むバイレベル圧力システムであり、流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスは、
吸気圧が圧力源の圧力設定によって決定されるように、吸気中、主要入口によって受け入れられたガス流の実質的に全てが主要出口に流れ、
呼気圧がデバイスの排出圧によって決定されるように、呼気中、主要入口によって受け入れられたガス流の一部分が排出出口から排出されるように構成されている。

いくつかの実施形態では、デバイスは、患者インターフェースに隣接して又は近接して配置されている。

いくつかの実施形態では、圧力ガス源は、吸気中及び呼気中、第２のデバイスの圧力除去弁が、主要入口によって受け入れられたガス流の一部分を排出出口から連続的に排出するように調整される、上述のような、フローガス源及び第２の圧力調整又は圧力開放デバイスを含む。

いくつかの実施形態では、システムは、フロー源と、鼻カニューレなどの非密閉患者インターフェースとを含む高流量呼吸ガスシステムである。

いくつかの実施形態では、呼吸ガスシステムは、フローガス源及び密閉患者インターフェースを含むＣＰＡＰシステムであり、圧力調整又は圧力開放デバイスは、吸気中及び呼気中、圧力除去弁が主要入口によって受け入れられたガス流の一部分を排出出口から連続的に排出するように調整されている。

いくつかの実施形態では、呼吸ガスシステムは、換気又はＣＰＡＰシステムであり、システムは、ベンチレータ又はフローガス源及び密閉患者インターフェースを含み、圧力調整又は圧力開放デバイスは患者インターフェースにある又は患者インターフェースに隣接し、窒息防止弁として動作するように調整され、
吸気中、主要入口によって受け入れられたガス流の実質的に全てが主要出口に流れ、
ベンチレータ又は圧力ガス源が機能を損なった又は停止した場合、患者の呼気の大部分が排出出口から排出される。

いくつかの実施形態では、呼吸ガスシステムは換気又はバイレベル圧力システムであり、システムはフローガス源及び密閉患者インターフェースを含み、圧力調整又は圧力開放デバイスは、圧力除去弁が、吸気中、主要入口によって受け入れられたガス流の一部分を排出出口から第１の圧力閾値で連続的に排出し、圧力除去弁が、呼気中、主要入口によって受け入れられたガス流の一部分を排出出口から第２の閾値で連続的に排出するように調整され、第１の閾値は第２の閾値を超える。

いくつかの実施形態では、システムは、吸気導管と、吸気導管に設けられた上述のような第１の圧力調整又は圧力開放デバイスと、呼気用流路に設けられた上述のような第２の圧力調整又は圧力開放デバイスと、を含み、第１のデバイスは、吸気圧を供給するように構成されており、第２のデバイスは、呼気圧を供給するように構成されている。

いくつかの実施形態では、圧力調整又は圧力開放デバイスは、主要入口とセンシング部材との間に有意な空気圧カップリングを含み、そのため、弁は、患者における圧力が第１の閾値及び第２の閾値によって決定される吸気圧と呼気圧との間で急激に変化するように迅速応答を含む提供する。

本明細書中に開示される実施形態の少なくとも１つによれば、吹送システムは、先行する記載のいずれか１つに記載の流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスを含む。流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスは、圧力開放弁が、主要入口によって受け入れられたガス流の一部分を排出出口から連続的に排出するように構成されている。システムは、使用中、患者（腹腔）から連続的に排出する。システムは、患者からフィルタを通じて排出することが好ましい。

「高流量ガス流（単数）」又は「高流量ガス流（複数）」は、本明細書で使用する場合、最大吸気流需要における吸入酸素分画必要量を超える流量における、ガス又はガス混合物の一部分／一群の、患者の気道への容量移動（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｍｏｖｅｍｅｎｔ）と定義される。特に、一実施形態では、高流量ガス流（単数）（又は高流量ガス流（複数））は、１５Ｌ／ｍｉｎ（リットル毎分）超、約２０Ｌ／ｍｉｎ以上、約３０Ｌ／ｍｉｎ以上、約４０Ｌ／ｍｉｎ以上、約５０Ｌ／ｍｉｎ以上、約６０Ｌ／ｍｉｎ以上、約７０Ｌ／ｍｉｎ以上、約８０Ｌ／ｍｉｎ以上、約９０Ｌ／ｍｉｎ以上、約１００Ｌ／ｍｉｎ超以上、約１１０Ｌ／ｍｉｎ超若しくは１１０Ｌ／ｍｉｎ、約１２０Ｌ／ｍｉｎ超若しくは１２０Ｌ／ｍｉｎ、約１３０Ｌ／ｍｉｎ超若しくは１３０Ｌ／ｍｉｎ、約１４０Ｌ／ｍｉｎ超若しくは１４０Ｌ／ｍｉｎ、又は約１５０Ｌ／ｍｉｎ以下のガス流量を意味する。特定の実施形態では、高流量ガス流の有効範囲は、約４０Ｌ／ｍｉｎ～約８０Ｌ／ｍｉｎ、約５０Ｌ／ｍｉｎ～約８０Ｌ／ｍｉｎ、約７０Ｌ／ｍｉｎ～約１００Ｌ／ｍｉｎ、約７０Ｌ／ｍｉｎ～約８０Ｌ／ｍｉｎ、約１００Ｌ／ｍｉｎ～約１５０Ｌ／ｍｉｎ、及び約１５Ｌ／ｍｉｎ超～約１５０Ｌ／ｍｉｎ、及び約３０Ｌ／ｍｉｎ～約１５０Ｌ／ｍｉｎを含むが、これらに限定されない上述の流量のいずれかの間で選択され得る。これら流量は、患者インターフェースを使用して、及び特定の実施形態では、鼻インターフェースによって提供され得る。好適な高流量療法では、成人患者の治療のために、３０～７０Ｌ／ｍｉｎ及び可能であれば３０～１００Ｌ／ｍｉｎの動作流量範囲が望まれる。小児を治療する場合、「高流量」治療では、約１～５０Ｌ／ｍｉｎの流量を必要とする場合がある。

文脈で別段の示唆のない限り、フロー源は、ガス流を設定流量で供給する。設定流量は一定流量であってもよく、又は変動流量、例えば、正弦波流量であってもよい。文脈で別段の示唆のない限り、圧力源はガス流を設定圧力で供給する。設定圧力は定圧であってもよく、又は変動圧力、例えば、正弦波圧力であってもよい。

用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は本明細書で使用される場合、「少なくとも一部～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇａｔｌｅａｓｔｉｎｐａｒｔｏｆ）」を意味する。本明細書において用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」を含む各文を解釈する場合、この用語が前に置かれた特徴以外の特徴も存在してよい。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」などの関連用語は同様に解釈される。

本発明に関係する当業者であれば、構造の多くの変更並びに本発明の広く異なる実施形態及び用途を、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく想到するであろう。本開示及び本明細書中の記載は純粋に例示であり、限定を意図するものでは決してない。

本発明は前述のものを構成し、以下で単なる例として記載する構造も想定する。

好適な実施形態を、単なる例として、及び図面を参照して記載する。

圧力開放又は調整弁（ＰＲＶ：ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｌｉｅｆｏｒｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｖａｌｖｅ）を含む高流量呼吸システムを示す。圧力開放又は調整弁（ＰＲＶ）を含む小児蘇生システムを示す。流量制御圧力開放弁を含む高流量呼吸システムを示す。流量制御圧力開放弁を含む持続的気道陽圧呼吸システムを示す。流量制御圧力開放弁を含む持続的気道陽圧呼吸システムを示す。ＦＣＰＲＶ（ＦｌｏｗＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇＰｒｅｓｓｕｒｅＲｅｌｉｅｆＶａｌｖｅ：流量補償圧力開放弁）における圧力対患者に対するガスの流量のグラフを示す。流量制御圧力開放弁を含むバイレベル圧力呼吸システムを示す。流量制御圧力開放弁を含むバイレベル圧力呼吸システムを示す。患者圧力対患者に対するガスの流量のグラフを示す。複数の呼吸周期にわたるシステムの患者圧力の特性を示す。２つの流量制御圧力開放弁を含む別のバイレベル圧力呼吸システムを示す。流量制御圧力開放弁を含む外科用吹送システムを示す。窒息防止弁として構成された流量制御圧力開放弁を含む持続的気道陽圧呼吸システム又はベンチレータシステムを示す。窒息防止弁として構成された流量制御圧力開放弁を含む持続的気道陽圧呼吸システム又はベンチレータシステムを示す。ベンチレータとして動作するように構成された流量制御圧力開放弁を含むシステムを示す。ベンチレータとして動作するように構成された流量制御圧力開放弁を含むシステムを示す。ＦＣＰＲＶにおける圧力対患者に対するガスの流量のグラフを示す。それぞれＰＲＶの断面及び対応する概略図を示す。図２Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図２Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図２Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。それぞれＰＲＶの断面及び対応する概略図を示す。図２Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図２Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図２Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。それぞれＰＲＶの断面及び対応する概略図を示す。図２Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図２Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図２Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。２つの出力チャンバを並列で有するＰＲＶの断面を示す。本明細書中に記載される実施形態によるＰＲＶの入口圧及び出口チャンバ圧力対ＰＲＶの排出流量のグラフを示す。図３のＰＲＶと同一構成であるが、図３のＰＲＶの出口面積の２倍の出口面積を有するＰＲＶの入口圧及び出口チャンバ圧力対ＰＲＶの排出流量のグラフを示す。図３のＰＲＶとと同一構成であるが、図３のＰＲＶの出口面積の３倍の出口面積を有するＰＲＶの入口圧及び出口チャンバ圧力対ＰＲＶの排出流量のグラフを示す。排出圧対排出流量を、出口チャンバのない従来技術のプランジャ型弁と記載される実施形態による出口チャンバを有するＰＲＶとで比較したグラフ表示である。記載される実施形態によるＰＲＶの性能（排出圧対排出流量）に対する、異なる出口面積の影響のグラフ表示である。ＰＲＶの開放又は排出圧対ＰＲＶの排出流量に対する膜弁部材の異なる張力の影響を示すグラフである。それぞれＰＲＶの断面及び対応する概略図を示す。図９Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図９Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図９Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。それぞれＰＲＶの断面及び対応する概略図を示す。図９Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図９Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図９Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。それぞれＰＲＶの断面及び対応する概略図を示す。図９Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図９Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図９Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。それぞれピストン型弁部材を有する別のＰＲＶの断面図である。それぞれピストン型弁部材を有する別のＰＲＶの断面図である。膜弁部材の張力の量を変更するために入口管の異なる伸び量を有するＰＲＶをそれぞれ示す。膜弁部材の張力の量を変更するために入口管の異なる伸び量を有するＰＲＶをそれぞれ示す。ＰＲＶの更なる例示的実施形態の断面図を示す。ＰＲＶの更なる例示的実施形態の断面図を示す。ＰＲＶの更なる例示的実施形態の断面図を示す。ＰＲＶの更なる例示的実施形態の断面図を示す。ＰＲＶの更なる例示的実施形態の断面図を示す。それぞれＰＲＶの断面を示す。図１３Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図１３Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図１３Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。それぞれＰＲＶの断面を示す。図１３Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図１３Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図１３Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。それぞれＰＲＶの断面を示す。図１３Ａは、弁部材が密閉された位置にあるＰＲＶを示す。図１３Ｂは、弁座から変位した弁部材を示す。図１３Ｃは、弁座から更に変位した弁部材を示す。流量補償圧力開放弁の概略図である。図１４Ａは、流れのない構成のＦＣＰＲＶを示し、図１４Ｂは、流れている構成のＦＣＰＲＶを示す。流量補償圧力開放弁の概略図である。図１４Ａは、流れのない構成のＦＣＰＲＶを示し、図１４Ｂは、流れている構成のＦＣＰＲＶを示す。ＦＣＰＲＶのシステム圧力（圧損）対流量曲線及び開放圧対流量曲線を示し、流量は、患者に供給される又はＦＣＰＲＶの主要出口から供給されるガスの流量である。ＦＣＰＲＶのシステム圧力（圧損）対流量曲線及び開放圧対流量曲線を示し、ＦＣＰＲＶの様々な動作段階を示し、流量は、患者に供給される又はＦＣＰＲＶの主要出口から供給されるガスの流量である。流量補償圧力開放弁の概略図である。図１６Ａは、流れ排出構成のＦＣＰＲＶを示し、図１６Ｂは、低流量構成であり、図１６Ｃは、高又は高流量圧力制限構成である。流量補償圧力開放弁の概略図である。図１６Ａは、流れ排出構成のＦＣＰＲＶを示し、図１６Ｂは、低流量構成であり、図１６Ｃは、高又は高流量圧力制限構成である。流量補償圧力開放弁の概略図である。図１６Ａは、流れ排出構成のＦＣＰＲＶを示し、図１６Ｂは、低流量構成であり、図１６Ｃは、高又は高流量圧力制限構成である。ＦＣＰＲＶのシステム圧力（圧損）対流量曲線及び開放圧対流量曲線を示し、流量は、患者に供給される又はＦＣＰＲＶの主要出口から供給されるガスの流量である。図１５Ｂと同じグラフを示すが、更なる２つの流量補償開放圧対流量曲線を有する。ＦＣＰＲＶの調整ルーチンを示す。ＦＣＰＲＶの開放弁排出圧特性を調節するための調節機構をそれぞれ含む流量補償圧力開放弁の概略図である。ＦＣＰＲＶの開放弁排出圧特性を調節するための調節機構をそれぞれ含む流量補償圧力開放弁の概略図である。ＦＣＰＲＶの開放弁排出圧特性を調節するための調節機構をそれぞれ含む流量補償圧力開放弁の概略図である。開放圧が最大開放圧に限定されたＦＣＰＲＶのシステム圧力（圧損）対流量曲線及び開放圧対流量曲線を示す。ＦＣＰＲＶの断面図を示す。別のＦＣＰＲＶの自由体図を示す。別のＦＣＰＲＶの断面図を示す。図２２のＦＣＰＲＶの概略図である。図２３Ａは、無流量又は低流量構成を示し、図２３Ｂは、流量又は高流量構成を示す。図２２のＦＣＰＲＶの概略図である。図２３Ａは、無流量又は低流量構成を示し、図２３Ｂは、流量又は高流量構成を示す。別のＦＣＰＲＶの断面図を示す。図２４のＦＣＰＲＶの概略図である。図２５Ａは、無流量又は低流量構成を示し、図２５Ｂは、流量又は高流量構成を示す。図２４のＦＣＰＲＶの概略図である。図２５Ａは、無流量又は低流量構成を示し、図２５Ｂは、流量又は高流量構成を示す。アパーチャを有するセンシングピストンを含む図２４のＦＣＰＲＶに類似するＦＣＰＲＶの概略図である。図２６Ａは、無流量又は低流量構成を示し、図２６Ｂは、流量又は高流量構成を示す。アパーチャを有するセンシングピストンを含む図２４のＦＣＰＲＶに類似するＦＣＰＲＶの概略図である。図２６Ａは、無流量又は低流量構成を示し、図２６Ｂは、流量又は高流量構成を示す。別のＦＣＰＲＶの断面図を示す。これらの図は、弁の弁部材及びセンシング部材の中心軸線を通る軸線における断面図である。図２７Ａの断面平面は図２７Ｂの断面平面に対して直角である。別のＦＣＰＲＶの断面図を示す。これらの図は、弁の弁部材及びセンシング部材の中心軸線を通る軸線における断面図である。図２７Ａの断面平面は図２７Ｂの断面平面に対して直角である。弾性ダイヤフラム又は膜及び剛性のフレームを含む弁部材又はセンシング部材を示す。図２７Ｄは、図２７Ｃの弁部材又はセンシング部材の断面図である。弾性ダイヤフラム又は膜及び剛性のフレームを含む弁部材又はセンシング部材を示す。図２７Ｄは、図２７Ｃの弁部材又はセンシング部材の断面図である。流量制御圧力開放弁の弁体、弁部材、及びセンシング部材のアセンブリの断面図である。流量制御圧力開放弁の弁体、弁部材、及びセンシング部材のアセンブリの断面図である。図２７Ｆのアセンブリは、主要流路とセンシングチャンバとの間に、図２７Ｅのアセンブリに比べて増加した空気圧カップリングを有する。図２７Ａ及び図２７ＢのＦＣＰＲＶの弁体の図である。図２７Ａ及び図２７ＢのＦＣＰＲＶの弁体の図である。図２７Ａ及び図２７ＢのＦＣＰＲＶの弁体の図である。図２７Ａ及び図２７ＢのＦＣＰＲＶの機械的リンクを示す。図２７Ａ及び図２７ＢのＦＣＰＲＶの機械的リンクを示す。可逆的であるように適合された別のＦＣＰＲＶの自由体図を示す。電気機械式ＦＣＰＲＶの概略図である。図３１Ａは、低流量構成のＦＣＰＲＶを示し、図３１Ｂは、高流量構成のＦＣＰＲＶを示す。電気機械式ＦＣＰＲＶの概略図である。図３１Ａは、低流量構成のＦＣＰＲＶを示し、図３１Ｂは、高流量構成のＦＣＰＲＶを示す。別の電気機械式ＦＣＰＲＶの概略図である。図３２Ａは、低流量構成のＦＣＰＲＶを示し、図３２Ｂは、高流量構成のＦＣＰＲＶを示す。別の電気機械式ＦＣＰＲＶの概略図である。図３２Ａは、低流量構成のＦＣＰＲＶを示し、図３２Ｂは、高流量構成のＦＣＰＲＶを示す。別の電気機械式ＦＣＰＲＶの概略図である。図３３Ａは、低流量構成のＦＣＰＲＶを示し、図３３Ｂは、高流量構成のＦＣＰＲＶを示す。別の電気機械式ＦＣＰＲＶの概略図である。図３３Ａは、低流量構成のＦＣＰＲＶを示し、図３３Ｂは、高流量構成のＦＣＰＲＶを示す。ＰＲＶの入口圧及び出口チャンバ圧力対流量補償ＰＲＶとして使用するように調整されたＰＲＶの排出流量のグラフを示す。ＦＣＰＲＶとして使用するように調整されたＰＲＶのシステム圧力（圧損）対流量曲線及び開放圧対流量曲線を示す表す。横軸は、ＰＲＶ入口の下流の患者に送達される流量である。呼出された呼吸ガスを排出し、ネブライザポートの開閉を制御し、患者へのガス流に薬剤を供給するように構成された圧力開放弁の概略図である。呼出された呼吸ガスを排出し、ネブライザポートの開閉を制御し、患者へのガス流に薬剤を供給するように構成された圧力開放弁の概略図である。記載されるＰＲＶ又はＦＣＰＲＶ実施形態の１つ以上に実装され得る排出流量表示器を示す。図３０～図３２は、ＦＣＰＲＶの一部分の断面図である。図３３及び図３４は、排出流量表示器を含むＦＣＰＲＶの本体の断面図である。記載されるＰＲＶ又はＦＣＰＲＶ実施形態の１つ以上に実装され得る排出流量表示器を示す。図３０～図３２は、ＦＣＰＲＶの一部分の断面図である。図３３及び図３４は、排出流量表示器を含むＦＣＰＲＶの本体の断面図である。記載されるＰＲＶ又はＦＣＰＲＶ実施形態の１つ以上に実装され得る排出流量表示器を示す。図３０～図３２は、ＦＣＰＲＶの一部分の断面図である。図３３及び図３４は、排出流量表示器を含むＦＣＰＲＶの本体の断面図である。記載されるＰＲＶ又はＦＣＰＲＶ実施形態の１つ以上に実装され得る排出流量表示器を示す。図３０～図３２は、ＦＣＰＲＶの一部分の断面図である。図３３及び図３４は、排出流量表示器を含むＦＣＰＲＶの本体の断面図である。記載されるＰＲＶ又はＦＣＰＲＶ実施形態の１つ以上に実装され得る排出流量表示器を示す。図３０～図３２は、ＦＣＰＲＶの一部分の断面図である。図３３及び図３４は、排出流量表示器を含むＦＣＰＲＶの本体の断面図である。インペラ流量表示器を示す。ＦＣＰＲＶの出口の流量を示すためのインペラを出口に含むＦＣＰＲＶを示す。フラップ流量表示器を示す。無流量状態では不可視のフラップ流量表示器を含むＦＣＰＲＶを示す。ＦＣＰＲＶの出口からのガス流が、流れ状態へと移動したフラップによって示される図４２ＢのＦＣＰＲＶを示す。ガイド管とシャトル又はプランジャとを含む流量表示器を含むＦＣＰＲＶを示す。

図を参照して様々な実施形態を記載する。図及び明細書の全体を通して、同じ参照番号は同じ又は類似の構成要素を示すために使用する場合があり、その重複する説明は省略する場合がある。

本明細書中に記載される実施形態による圧力開放デバイスは、ＣＰＡＰ又は高流量呼吸ガスシステム、例えば、麻酔処置で使用するための高流量システムなどの呼吸システムでの使用に特に適合されている。圧力開放弁が特に有用となり得る呼吸システムは、ＣＰＡＰ、ＢｉＰＡＰ、高流量療法、変動高流量療法、低流量空気送達、低流量Ｏ２送達、バブルＣＰＡＰ、無呼吸高流量（すなわち、麻酔をかけた患者に対する高流量）、侵襲的換気及び非侵襲的換気である。更に、本明細書中に記載される圧力開放弁は、呼吸システム以外のシステムで有用となり得る。

例として、図１を参照し、高流量呼吸システム１０について記載する。高流量療法は、酸素及び／又は他のガスの送達並びに患者の気道からのＣＯ２の除去によってガス交換及び／又は呼吸補助を促進するための手段として使用されてもよい。高流量療法は、医療処置前、医療処置中、又は医療処置後に特に有用であり得る。

医療処置の前に使用される場合、高流量ガス流は、医療処置中患者が無呼吸期にある間、患者の血液酸素飽和度及び肺内酸素量を上昇させて酸素バッファ（ｏｘｙｇｅｎｂｕｆｆｅｒ）を提供するように、患者に酸素を予め投与することができる。

呼吸機能が損なわれる可能性のある（例えば、減少する又は停止する）医療処置中（麻酔中など）に健康な呼吸機能を維持するためには酸素の持続的な供給が必須である。この供給が損なわれると、低酸素症及び／又は高炭酸ガス血症が発生する可能性がある。患者が無意識である麻酔及び／又は全身麻酔などの医療処置中、患者を監視してこれがいつ発生するかを検知する。酸素供給及び／又はＣＯ₂除去が損なわれれば、臨床医は医療処置を停止し、酸素供給及び／又はＣＯ₂除去を促す。これは、例えば、患者を麻酔バッグ及びマスクにより手動で換気することによって又は高流量療法システムを使用して患者の気道に高流量ガス流を供給することによって実施され得る。

高流量ガス流の更なる利点としては、高流量ガス流が患者の気道内圧を増加させ、気道、気管、肺／肺胞及び細気管支を開く圧支持を提供することが挙げられ得る。これら構造を開くと酸素投与が向上し、ＣＯ₂の除去をある程度補助する。

圧力の増加により、挿管中に喉頭などの構造が声帯の視界を妨げないようにすることもできる。加湿される場合、高流量ガス流は、気道が乾燥するのも防ぎ、粘膜線毛の損傷を軽減し、喉頭けいれんのリスク並びに鼻出血、誤嚥（鼻出血の結果）、及び気道閉塞、腫脹及び出血などの気道乾燥に関連するリスクを低下させることができる。高流量ガス流の別の利点は、手術中に気道内に生じた煙を流れにより除去できることである。このような実施形態では、煙はレーザー及び／又は焼灼デバイスによって生じる場合がある。

圧力開放又は調整デバイスは、非密閉患者インターフェースを含む高流量システムなどの呼吸システムにおいて、システムの圧力上限を提供するために使用するのが特に望ましい。最も重要なことには、圧力上限は、患者安全性の限界を提供するように構成されていてもよい、又は管、流体接続部、若しくは他の構成要素の損傷を防ぐように構成されていてもよい。圧力開放又は調整デバイスは、ＣＰＡＰシステムにおいて、患者に供給される圧力を調整するために使用されてもよい。

図１を参照すると、システム／装置１０は、図１の点線のボックス１１内に全体として示される一体型又は別個の構成要素に基づく配置構成を含んでもよい。いくつかの構成では、システム１０は、構成要素のモジュール式配置構成を含み得る。以後、これはシステムと呼ばれるが、これは限定と解釈すべきではない。システムは、壁内酸素源、酸素タンク、ブロワ、流量治療装置、又は任意の他の酸素若しくは他のガス源などのフロー源１２を含み得る。システムは、また、フロー源と組み合わせることができる１種以上の他のガスを含む添加ガス源を含んでもよい。フロー源１２は、送達導管１４及び患者インターフェース１５（鼻カニューレなど）を通じて患者１６に送達され得る加圧された高流量ガス流１３を供給することができる。コントローラ１９はフロー源１２及び弁を通る添加ガス等を制御して、高流量ガス１３の流量、及び圧力、組成、濃度、体積のうちのいずれか１つ以上などの他の特性を制御する。コントローラの制御下でガスを加湿し、ガスの温度を制御することができる加湿器１７もまた設けられていてもよい。フローセンサ、酸素センサ、圧力センサ、湿度センサ、温度センサ、又は他のセンサなどの１つ以上のセンサ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄをシステムの全体にわたり、及び／又は患者１６に、患者１６上に、若しくは患者１６の近傍に配置することができる。センサは、患者上にある、血液中の酸素濃度を決定するためのパルス酸素濃度計１８ｄを含み得る。

コントローラ１９は、フロー源１２、加湿器１７、及びセンサ１８ａ～１８ｄに結合させることができる。コントローラ１９はフロー源を、送達されるガス流を供給するように動作させることができる。コントローラ１９は、フロー源によって供給されるガスの流量、圧力、組成（１種より多いガスが供給される場合）、体積及び／又は他のパラメータをセンサからのフィードバックに基づき制御することができる。コントローラ１９は、また、フロー源の任意の他の適切なパラメータを、酸素投与要件を満たすように制御することができる。コントローラ１９は、また、加湿器１７をセンサ１８ａ～１８ｄからのフィードバックに基づき制御することができる。センサからの入力を用いて、コントローラは、フロー源及び／又は加湿器の酸素投与要件及び制御パラメータを必要に応じて決定することができる。入出力インターフェース２０（ディスプレイ及び／又は入力デバイスなど）が設けられている。入力デバイスは、ユーザ（例えば、臨床医又は患者）から、酸素投与要件を決定するために使用され得る情報を受け取るためのものである。いくつかの実施形態では、システムにはコントローラ及び／又は入出力インターフェースがなくてもよい。看護師又は技術者などの医療専門家が必要な制御機能を提供してもよい（例えば、図１Ａに示すように）。

圧力もまた制御されてよい。上述のように、高流量ガス流（加湿されていてもよい）は、送達導管１４、及びカニューレ、マスク、鼻若しくは口用デバイス、又はこれらの組み合わせなどの患者インターフェース１５又は「インターフェース」を通じて患者１６に送達され得る。鼻インターフェースは、本明細書で使用する場合、カニューレ、鼻マスク、鼻ピロー、若しくは他の種類の鼻デバイス、又はこれらの組み合わせなどのデバイスである。患者又は鼻インターフェースは実質的に密閉され得る、部分的に密閉され得る、又は実質的に非密閉にされ得る。鼻インターフェースは、また、マスク又は口用デバイス（口に挿入される管など）と併せて、並びに／又は鼻インターフェースから取り外すことができる及び／若しくは鼻インターフェースに取り付けることができるマスク又は口用デバイス（口に挿入される管など）と併せて使用され得る。鼻カニューレは、患者の鼻孔に挿入されるように構成されている１つ以上のプロングを含む鼻インターフェースである。マスクは、患者の鼻孔及び／又は口を覆うインターフェースを意味し、患者の口を覆うマスクの部分を取り外し可能なデバイス、又は喉頭マスク気道又は気管内チューブなどの他の患者インターフェースも含むことができる。マスクは、患者の外鼻孔の実質的な密閉をもたらす鼻ピローを含む鼻インターフェースも意味する。コントローラは必要な酸素投与を提供するようにシステムを制御する。

本明細書の実施形態によるシステム１０は、圧力開放若しくは調整デバイス、又は圧力制限デバイス１００（本明細書中では、圧力開放弁すなわちＰＲＶ）を含む。ＰＲＶは、システム内の、ガス源１２と患者１６との間のどこに配置されていてもよい。好ましくは、ＰＲＶは、フロー源１２の出口に、又はフロー源１２と加湿器１７との間に、例えば、加湿器の入口の近傍に設けられている。いくつかの実施形態では、ＰＲＶは、加湿器の出口及び／又は導管１４の入口、又は適切なハウジング若しくはカップリングデバイスを通る導管１４に沿う任意の箇所に設けられていてもよい。ＰＲＶ１００は、システム内のどこに配置されていてもよく、例えば、ＰＲＶは患者インターフェースアセンブリの一部であり得る。システムは、付加的に又は代替的に、図１ＡＡに示されるように、流量制御圧力開放又は圧力調整デバイス（ＦＣＰＲＶ）３００を含んでもよい。

本明細書中に記載される実施形態によるＰＲＶ１００は、所与の流量範囲にわたって圧力をほぼ一定の圧力に調整する。ＰＲＶ１００は、患者安全性の上限を設けるために、及び／又は過圧力によるシステムの構成要素の破損を防ぐために使用されてもよい。例えば、システムが閉塞すると閉塞の上流においてシステムの大きな背圧を引き起こす可能性があり、ＰＲＶは、患者及び／又はシステムの構成要素を損傷から保護するために、背圧が限界を超えて増加しないようにするよう動作してもよい。患者の鼻孔又は呼出用導管の詰まりは患者圧力の増加につながる可能性がある。システムの閉塞は、例えば、不注意による導管１４の折れ曲がり又はつぶれが原因となる場合がある、又は例えば、ガス流が患者に到達しないようにするように導管１４を閉塞させることによって（例えば、導管の一部分をつまんで閉じることによって）故意に引き起こされる可能性がある。

図２Ａ及び図１２Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、ＰＲＶ１００は、入口１０１と、出口１０３を有する出口チャンバ１０２と、入口１０１と出口チャンバ１０２との間の弁座１０４と、付勢され弁座１０４に対して密閉する弁部材１０５と、を含む。弁部材は、圧力閾値を超えて増加する入口の圧力Ｐｃによって弁座から変位するように適合されている。圧力Ｐｃは弁部材１０５に作用し、圧力Ｐｃが閾値に達すると、例えば、図２Ｂに示すように、部材を弁座１０４から強制的に離す。部材が弁座から変位すると、ガス流は入口から出口チャンバ１０２に、その後、出口チャンバから出口１０３を通って周囲圧力／大気圧に流れる。チャンバからの出口は、出口を通るガス流が出口チャンバ内に（背圧）圧力Ｐｂを生じさせるように構成されており、（背圧）圧力Ｐｂは弁部材１０５に作用し、例えば、図２Ｃに示すように、弁部材を弁座から更に変位させる。部材が弁座から更に変位されるにつれて、弁部材と弁座との間の間隙１０９が増加する。弁動作の更なる説明には以下に記載する。

図２Ａ～図２Ｃに示すように、いくつかの実施形態では、弁部材はエラストマー膜１０５である。膜は出口チャンバ１０２を横断して浮いた状態で取り付けられていてもよい（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）。膜は、膜の張力によって膜を弁座に対して付勢し、弁座とシールを形成し、入口から出口チャンバへの流路を閉じるように、弁座１０４上で伸張される又は張力をかけられることが好ましい。代替的に、膜を弁座に対して付勢するための別個の付勢部材又はばねが設けられていてもよい。例えば、圧縮ばねが、膜の非加圧側（非システム加圧側）に作用し、膜を弁座に対して又は向かって押すために設けられていてもよい。代替的に、伸張したばねが、膜のシステム加圧側に作用するために設けられていてもよい。膜の周縁部は、膜が弁座上で伸張された又は張力がかけられた状態で出口チャンバの壁１０６によって支持又は保持されてもよい。例えば、弁はハウジングを含んでもよい。ハウジングは、出口チャンバを形成する第１のハウジング部分と第２のハウジング部分とを含んでもよく、膜の周縁部は第１のハウジング部分と第２のハウジング部分との間に挟まれている。第２のハウジング部分は変位チャンバ１０７を形成していてもよい。弁部材はハウジングに結合／接着又は溶接されていてもよい。

いくつかの実施形態では、ＰＲＶは変位チャンバ１０７を含んでもよく、弁部材は弁座から離れて変位チャンバ１０７内に変位してもよい。膜は、出口チャンバと変位チャンバとを分離している。ＰＲＶは、出口チャンバと変位チャンバとに分離されるハウジングを含んでもよい。出口チャンバはハウジングの加圧側であると考えられてもよく、変位チャンバはハウジングの周囲側であると考えられてもよい。好ましくは、変位チャンバは大気圧／周囲圧力へと開かれている（例えば、変位チャンバは密封されていない）。例えば、変位チャンバは、変位チャンバ内の周囲圧力を維持する比較的大きな開口部（例えば、図１２Ａの開口部１１２）を有してもよい。変位チャンバが周囲圧力の状態で弁部材が弁座から変位されると、変位チャンバは、変位チャンバへの弁部材の変位により、弁座から離れる膜の変位に反するように作用する変位チャンバ内の圧力の増加がもたらされないように、周囲圧力に留まる。変位チャンバは膜を収容する可能性があるものの、変位チャンバ内の大気圧を維持するための開口部を有する。変位チャンバの開口部は、弁部材が弁座から変位されるときに変位チャンバ内の圧力増加が起こらないように十分な面積のものである。周囲圧力（大気圧）は弁部材の非加圧側１１２に作用する。非加圧側は、部材の、弁座を密閉する側とは反対側の弁部材の側である。大気への開口部の大きさは、弁の振動を低減する／弁の応答を変化させるために低減してもよい。開口部が小さくなるほど弁の応答時間は減少する。あるいは、変位チャンバは密閉されていてもよい。大気／周囲に開かれた変位チャンバを有することの１つの利点は、変位チャンバ内の圧力増加による弁部材のいかなる漏れも弁の動作不全を引き起こさないことである。

好適な実施形態では、出口は、入口から出口チャンバを通ったガス流を大気／周囲環境へと排出する。

いくつかの実施形態では、図２Ａ～図２Ｃに示すように、入口は、出口チャンバ１０２に延びる入口管１０８を含む。弁座１０４は、入口管の端部に設けられていることが好ましい。いくつかの実施形態では、入口管１０８の端部は弁座を形成している。いくつかの実施形態では、膜１０５は、入口管にほぼ垂直である（例えば、入口管の長手方向の軸線に垂直）。いくつかの実施形態では、入口管は膜に当接し、このエラストマー膜を、弁座と接したときに偏向させることで、膜は弁座に対する膜の張力によって付勢され、弁座とシールを生成する。

出口チャンバ１０２は弁座１０４を囲む。弁部材（すなわち膜１０５）が弁座を密閉しているとき、入口圧は、弁座１０４の形状寸法によって決定される弁部材の第１の面積又は部分にわたって作用する。弁部材が弁座から変位されると、入口圧Ｐｃは弁座面積（第１の面積）にわたって弁部材に作用し、出口チャンバの背圧Ｐｂは、弁座面積の外側の弁部材の面積である第２の面積にわたって作用する。いくつかの実施形態では、弁部材の第２の面積は弁部材の第１の面積よりも大きい。入口圧Ｐｃと背圧Ｐｂとの間の圧力差は、弁部材１０５と弁座１０４との間の間隙１０９を通過するガス流の圧損によって生じる。弁部材の面積は弁座の面積よりも大きいため、弁部材が弁座から変位されると、入口圧及び出口圧は弁部材のより大きな面積に作用する。

いくつかの実施形態では、入口管１０８の当接端１０４はその周縁部が傾斜し、弁座１０４を形成している。斜端１０４ａは、エラストマー膜に接する入口管の端部の表面積の量を低減し、弁座と膜との間の密封の確保を補助してもよい。管の傾斜縁部は膜を損傷させる可能性があるほど鋭くはない。斜端は管の外側周縁部にあってもよい。管の当接端１０４は、曲線、平坦、三角形、傾斜付き、又はこれらの組み合わせを含む任意の数の形状であってもよい。

膜（すなわち弁部材）１０５は、適切なエラストマー材料、例えば、ゴム又はシリコーン材料又は他の弾性材料から形成されていてもよい。材料は、熱可塑性又は熱硬化性材料であってもよく、又は熱可塑性フィルムであってもよい。膜材料は、非多孔質であってもよく、又はいくつかの実施形態では、例えば、閾値を超える圧力において弁部材に連続的な排出流を通過させるために多孔質であってもよい。厚さおよそ０．４ｍｍのゴム材料を用いて１つの試作弁を作成した。他の試作品は０．１ｍｍ～０．３ｍｍの厚さを有し、０．３ｍｍが好適である。異なる材料組成及び／又は形状寸法の別の膜も用いてよいことは理解すべきである。異なる材料には、例えば、異なる各々の弾性率を有する、ゴム、熱可塑性物質、シリコーン等を含んでもよい。異なる形状寸法には、異なる厚さ、形状、又はこれらの組み合わせの膜を含んでもよい。例えば、膜は増厚領域を含んでもよい。増厚領域は、膜の増厚円形中央部又は増厚径方向リブとして形成されていてもよい。例えば、弁座１０４を支持するための増厚中央部１０５ａを有する膜が図１２Ｂ及び図１２Ｃに示される。増厚中央部１０５ａの周囲に延びる膜の部分１０５ｂは、ＰＲＶの所望の特性を与えるのに適切な厚さのものである。薄い部分１０５ｂは、弁座１０４に対する弁部材１０５の必要な付勢を与えてもよい。図１２Ｂにおいて、薄い部分１０５ｂの断面厚さはその径方向の長さにわたって一定である。図１２Ｃにおいて、薄い部分１０５ｂの厚さは、中央増厚部１０５ａから出口チャンバ１０２の壁１０６における膜１０５の外周部まで、その径方向の長さに沿って減少する。図１２Ｄ及び図１２Ｅの例示的実施形態では、膜１０５にリブ１０５ｃ、１０５ｄを設けている。図１２Ｄにおいて、リブ１０５ｃは径方向リブ１０５ｃである。径方向リブは、その径方向の長さに沿って一定幅を有してもよく、又は示されるように、膜の外周部に向かい、その長さに沿って幅が増加してもよい。図１２Ｅにおいて、リブ１０５ｄは同心リブ１０５ｄである。リブ１０５ｄは、ＰＲＶの所望の特性を実現するために、例えば、膜が弾性変形する手法に作用するために適用されてもよい。

出口チャンバ１０２からの出口１０３は、ＰＲＶの出口チャンバからの流れに抵抗を与える。流れ抵抗は、部材を弁座１０４から押す又は強制的に離すように弁部材に作用する圧力Ｐｂ（背圧）を出口チャンバ１０２内に生成する。いくつかの実施形態では、１つより多い出口があってもよく、又は換言すると、出口１０３は、複数の出口穴又はアパーチャ１０３を含んでもよい。チャンバ圧力Ｐｂは、チャンバ１０２を通る流れ及びチャンバ１０２からの出口１０３の構成によって設けられる制限部によって出口チャンバ１０２内に生じる背圧である。チャンバ１０２内に背圧を生じさせるために、いくつかの実施形態では、チャンバからの出口１０３は、弁座１０４と弁部材１０５との間の間隙１０９よりも大きな流れ抵抗を有するように構成されている。入口圧Ｐｃと背圧Ｐｂとの間の圧力差は、弁部材１０５と弁座１０４との間の間隙１０９を通って流れるガス流の圧損によって生成される。

弁部材と弁座は、入口１０１と出口チャンバ１０２との間に動的可変流量制限部１０９を設ける。動的可変流量制限部は、ＰＲＶの入口の入口圧及び出口チャンバの出口圧又は背圧に依存する。入口圧及び／又は出口圧が増加するにつれて、動的可変流量制限部１０９は減少する。出口１０３は、「一定の」流量制限部、又は入口圧及び出口圧から独立した流量制限部を提供する。換言すると、出口制限部は変化する入口圧又は出口圧によって変化しない。しかしながら、以下で更に詳述するように、いくつかの実施形態では、出口の制限部はユーザによって調節されてもよい。

図２Ａ～図２Ｃの実施形態では、弁座は、入口圧Ｐｃが弁座の直径（図１２ＡではＤ）によって画定される弁座面積にわたって弁部材に作用するように、入口１０１の端部にある。弁部材１０５が弁座１０４から変位されると、入口圧は弁座面積にわたって弁部材１０５に作用し続け、背圧Ｐｂは、弁座の外側の面積にわたって弁部材に作用する。したがって、背圧Ｐｂは、弁部材面積マイナス弁座面積に等しい弁部材の面積に作用する。

図１３Ａ～図１３Ｃは、弁座１０４が出口チャンバ１０２の入口にある別の実施形態を示す。入口管は出口チャンバを囲んでいる。弁部材膜１０５の周縁部は、膜が弁座１０４上で伸張された又は張力がかけられた状態で入口管の壁１０８によって支持又は保持されてもよい。弁部材１０５が弁座１０４に着座すると、入口１０１の入口圧Ｐｃは、弁座１０４の外側の面積（すなわち、弁部材面積マイナス弁座面積）にわたって弁部材１０５に作用する。弁部材１０５が弁座１０４から変位されると、入口圧は、弁座面積の外側の面積にわたって弁部材１０５に作用し続け、出口ベント１０３によって生成された出口チャンバの背圧Ｐｂは弁座面積にわたって弁部材に作用する。デバイスは、出口チャンバを囲む入口管を含み、弁座は、出口チャンバへの開口部に設けられている。

ＰＲＶが様々な動作流量にわたってほぼ一定の開放圧（圧力帯内）を達成することが望ましい場合がある。弁が開放圧を既定の圧力帯内に調整することができる流量範囲は、弁の有効動作範囲と呼ばれ得る。例えば、図３に示すように、一実施形態において、ＰＲＶは、約５Ｌ／ｍｉｎ～３５Ｌ／ｍｉｎの流量範囲にわたって約１８～２０ｃｍＨ₂Ｏの圧力帯を達成する。所望の圧力帯及び流量範囲を達成するために特定の弁が開発されてもよい。記載されるＰＲＶの更なる利点は、システム流量が所望の動作範囲よりも高く設定されている場合でも、範囲外の高流量における開放圧を低減することによってＰＲＶが安全動作に至ることである。弁の性能に影響を及ぼす要素について、以下でより詳細に記載する。

一定の開放圧のＰＲＶにより、所与の動作流量範囲において、システム内の圧力及び／又はユーザに送達される圧力が圧力帯を超えて上昇しないことが確実となるので、実質的に一定の応答が望ましい。これにより、システムによって送達される流量が動作範囲の上端である場合、過圧力に対するユーザの安全性を向上させる。本明細書中に記載される実施形態によるＰＲＶは、また、圧力が従来技術の弁と比較してある流量範囲にわたって一定に維持されることから、より広い動作流量範囲を可能にし得る。これは、より広い流量範囲を高流量療法などの呼吸治療で使用できることから有利である。

本明細書中に記載される実施形態によるＰＲＶの動作を、図３～図６を参照して記載する。入口１０１内の圧力Ｐｃが膜の力に打ち勝つのに十分である場合、膜１０５は弁座１０４から変位され、ガスを、入口１０１から弁座１０４と弁部材１０５との間の間隙１０９を通って出口チャンバ１０２へと送る。ガスは、その後、出口チャンバから、出口１０３（単数）又は出口（複数）を通って大気に送られてもよい。

ガスが出口チャンバ１０２内を流れると、膜１０５に作用する圧力Ｐ_Bが出口チャンバ内に生成される。流量が増加するにつれて、出口チャンバ内のこの圧力は「二乗則」に従い累進的に増加してもよい。すなわち、圧力は流量の二乗にほぼ比例する。出口チャンバ内の圧力の増加速度は、チャンバの体積が弁部材の動きによって膨張する際には、二乗則に比べて低い速度で増加してもよい。

弁１００を通る流量が増加するにつれて、出口チャンバ１０２内の圧力は増加し、膜１０５と弁座１０４（例えば入口管の当接端）との間の間隙１０９は更に広がり、間隙１０９によって与えられる流れ抵抗を累進的に減少させる効果を有し、入口管内の圧力Ｐｃを、図３に示すように、約３５Ｌ／ｍｉｎから約８０Ｌ／ｍｉｎに減少させる。換言すると、入口１０１から出口１０３までのＰＲＶ内の総圧損が減少する。

流量が更に増加するにつれて、膜１０５と弁座１０４との間の間隙１０９は更に一層広がり、最終的に、入口管１０８内の圧力Ｐｃと出口チャンバ１０２内の圧力Ｐ_Bとが等しくなり始める地点に達する。換言すると、弁座１０４と弁部材１０５との間の間隙１０９における圧損はゼロに近づく。入口圧とチャンバ圧力は、動作時、実際には等化を達成しない場合があるが、等化に向かう傾向はあり得る。図３において、入口圧と出口チャンバ圧力は約１２０Ｌ／ｍｉｎの流量においてほぼ等化されている。この流量は、ＰＲＶの有効「一定」動作範囲の範囲外である。

出口チャンバ内の圧力Ｐｂと入口圧Ｐｃが等化に向かう傾向がある際、入口１０１から出口チャンバ１０２までの圧損は減少し、ＰＲＶ１００内の圧損は、出口チャンバ１０２から周囲への出口１０３において優勢となる。換言すると、ＰＲＶ内の圧損は、出口チャンバ１０２から周囲までにおいて優勢となる。出口チャンバから周囲までの圧損が優勢になると、入口圧Ｐｃは「二乗則」に従い増加する。換言すると、ＰＲＶ１００の総圧損は、出口チャンバ１０２の圧力Ｐｂが優勢になると「二乗則」に従い増加し始める。図３に示す例示的な弁の特性においては、これは約１００Ｌ／ｍｉｎで起こる。ＰＲＶの圧損は、弁の有効動作流量範囲の範囲外で二乗則に従い増加し始める。図３に示すデータは例示的な弁のものを提供しており、本明細書中に記載される実施形態による他の弁は異なる流れ／圧力特性を呈する。圧力が二乗則に従い増加し始める地点を含む特定の弁の性能は、様々な要素に依存する。これら要素については以下で更に詳述する。

従来技術の弁では、弁の圧損は、弁座と弁部材との間の間隙において優勢である。弁部材が弁座から離れることで弁が「開く」又は開放すると、弁座と弁部材との間の間隙における圧損は流量に比例して累進的に増加し、直線的に増加する場合がある。これに比べ、本明細書中に記載される実施形態によるＰＲＶは流量の二乗に比例して実質的に増加するが、ＰＲＶの圧損が増加し始める地点はオフセットする。この本明細書中に記載される実施形態によるＰＲＶと従来技術の弁との間の比較を、図６に概略的に示す。本明細書中に記載される実施形態による弁（図４の圧力曲線１２１）は広い流量範囲にわたって実質的に一定の開放圧を維持する。弁の圧損（Ｐｃ）が二乗則に従い増加し始めるおおよその地点は、グラフ上に矢印で示される。ＰＲＶは、圧力が二乗則に従い増加し始める地点が弁の有効動作流量範囲の範囲外であり、弁が、弁の所期の流量範囲に対して相対的に一定の開放圧を示すように設計されてもよい。図６のグラフは単なる例示であり、圧力曲線の形状は、記載される実施形態によるＰＲＶの効果を強調するために誇張されている。

出口チャンバからの出口の大きさ及び数（すなわち、総出口面積）は、出口チャンバ内で生成される圧力Ｐ_Bに影響を及ぼす。例えば、小さな出口アパーチャを用いると流量が増加するにつれて出口チャンバ内の圧力はより速い速度で累進的に増加する。逆に、大きな出口アパーチャを用いると流量が増加するにつれて出口チャンバ内の圧力はより遅い速度で累進的に増加する。したがって、出口アパーチャの大きさ及び／又は数（すなわち総出口面積）の調節は、弁の有効動作範囲を調節するという効果を結果的に有する。このＰＲＶの特性を変更するメカニズムを図３～図５に示す。図３において、試験用ＰＲＶは出口チャンバからの単一の出口アパーチャを含んでいた。図４において、試験用ＰＲＶは、図４の試験用ＰＲＶの出口面積が図３の試験弁の出口面積の２倍になるように、同一の大きさの２つの出口アパーチャを有していた。より大きな出口面積によって、流量が増加するにつれて出口チャンバ内の圧力がより遅い速度で累進的に増加する結果となった。その結果、図４の有効流量動作範囲は広がり、図３に比べて、圧力をより広い流量範囲にわたってほぼ一定の圧力に調整する。更に、図５では、試験用ＰＲＶは、図５の試験用ＰＲＶの出口面積が図３の試験弁の出口面積の３倍になるように、３つの出口アパーチャを含んでいた。図３及び図４で試験した弁に比べると大きな出口面積によって、流量が増加するにつれて出口チャンバ内の圧力がより遅い速度で累進的に増加する結果となった。その結果、有効流量動作範囲は更に広がり、圧力をより広い流量範囲にわたってほぼ一定の圧力に調整する。

いくつかの実施形態では、ＰＲＶは製造時に、所定の数及び／又は大きさの出口穴を有するアセンブリなどによって特定の有効動作範囲に調整されてもよい。あるいは、出口チャンバからの出口面積を選択的に調節する手段などによってエンドユーザが弁を特定の有効動作範囲に調整してもよい。このような手段は、例えば、いくつかの出口穴を選択的に開く／閉じる機能であってもよい。一実施形態において、出口チャンバは１つ以上の出口アパーチャを含んでもよく、対応する１つ以上のアパーチャを含む被覆部材がチャンバに可動的に結合されていてもよい。この部材は、出口チャンバのアパーチャと被覆部材のアパーチャとを位置合わせし、チャンバからの出口面積を最大化するように出口チャンバに対して動いてもよい。被覆部材は、チャンバのアパーチャと部材のアパーチャが部分的に位置合わせされ、出口面積が最大出口面積よりも小さくなるように、チャンバに対して動いてもよい。例えば、被覆部材は、出口チャンバに対して回転し、部材の穴とチャンバ１０２からの出口アパーチャ１０３とが位置合わせされる位置（最大出口面積）と、出口アパーチャが部分的に被覆されるように部材の穴とチャンバ１０２からの出口アパーチャ１０３とが位置合わせされない第２の位置（最小出口面積）との間で動くように回転可能に結合されている、穴を有するリング部材であってもよい。あるいは、取り外し可能なカバーを有する複数の出口アパーチャ１０３があってもよく、出口面積は、１つ以上の出口アパーチャ１０３からカバーを取り外すことによって可変である。

小さな出口面積は、相対的に高い流れ抵抗を生成し、出口チャンバ１０２内に相対的に高い背圧をもたらし、部材を当接する入口管又は弁座１０４から離れる方に更に「押す」ように弁部材１０５に作用する。その結果、弁は、弁がその所定の最大開放圧にどれほど急激に達するかを示す相対的に短く急峻な「屈曲部分（ｋｎｅｅ）」を含む圧力曲線を持つ短い有効動作範囲を有する。逆に、大きな出口面積はより低い流れ抵抗を生成し、部材を当接する入口管から離れる方に更に「押す」ように弁部材に作用するより低い背圧をもたらす。より大きな出口面積は、相対的により長く丸みのある「屈曲部分」を含む圧力曲線を持つ広い有効動作範囲を提供する。この概念を、図７に更に示す。参照番号１２３は、静的漏れ、急峻な「屈曲部分」がなく、一定の開放圧を有する理想的な弁圧力曲線を示す。曲線１２４は、圧力曲線が広い有効流量動作範囲及び相対的に長く丸みのある「屈曲部分」を有する、相対的に大きな出口面積を含む弁の圧力曲線を示す。比較のために、曲線１２５は、圧力曲線がより短い有効流量動作範囲及び相対的に短くより丸みのない「屈曲部分」を有する、相対的に小さな出口面積を含む弁の圧力曲線を示す。

出口チャンバ１０２からの出口（単数）又は出口（複数）１０３は、チャンバ１０２からの流れにある量の抵抗を与え、したがって、弁座から弁部材を移動させるように作用するチャンバ内の圧力の量に影響する。出口の面積の影響については上述した。また、出口チャンバからの出口の長さは出口チャンバ内の圧力に影響を及ぼす可能性がある。例えば、図２Ａ～図２Ｃに示すように、いくつかの実施形態では、出口は、出口チャンバの壁内に１つ以上のアパーチャを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ＰＲＶは、出口チャンバから延びる出口管（図示せず）を含んでもよい。出口管の長さは、出口チャンバ内で生成される圧力レベルに影響し得る流れ抵抗を提供してもよい。

出口チャンバからの出口の位置はＰＲＶのガス流動態にも影響し得る。このように、出口の位置により、出口チャンバ内で生成される圧力の量に後に影響し得るいくらかの流れ抵抗を提供してもよい。出口の形状もまたＰＲＶの性能に影響し得る。

図２Ａ～図２Ｃ及び図１２Ａの実施形態に示されるように、好ましくは、出口は、弁部材の外周部と弁座及び／又は入口及び／又は入口管の外周部との間に径方向に配置されている。弁部材の外周部と弁座との間に出口を配置することで、出口チャンバ内に、弁部材に対する流路を生成するのを助ける。いくつかの実施形態では、入口、弁部材、弁座、及び出口は、ガス流がチャンバに入る際に出口チャンバを通るガス流が弁部材に対して導かれ、９０度を超える角度にわたって弁部材から跳ね返り、出口を通ってチャンバを出るように配置されている。いくつかの実施形態では、図示されるように、入口は、ガス流を出口チャンバ内に弁部材に垂直に導くように配置されている。チャンバに入る流れの方向は、出口チャンバを出るガスの流れの方向と実質的に反対であってもよい（例えば、出口からの流れの方向は、入口からの流れの方向に対し約１８０度である）。いくつかの実施形態では、出口は、弁部材に対向する出口チャンバの壁内にある。いくつかの実施形態では、出口ベント１０３は、入口管１０１と同心の出口管に設けられていてもよい。いくつかの実施形態では、出口ベントは弁部材の外周部の近傍に位置してもよい。代替的に又は付加的に、いくつかの実施形態では、出口ベント（単数）又はベント（複数）１０３は弁部材内に設けられていてもよく、（例えば、弁部材内のアパーチャ）又は弁部材は多孔質であってもよい。例えば、多孔質であるか、弁座面積の外側の面積内の弁部材内に１つ以上のアパーチャを有するかである。弁部材の全体が多孔質であってもよく、弁部材が弁座に接しているときでも弁部材を通る一定の漏洩流が生じる。

更に、出口チャンバ１０２の大きさは弁の性能に影響を及ぼす可能性がある。例えば、非常に大きな出口チャンバは加圧するのにより長い時間がかかるため、「穏やかな」開放特性を備える弁特性をもたらす可能性がある。これに対し、小体積の出口チャンバはより素早く加圧され得るため、弁座から膜がより素早く上がることになる。いくつかの実施形態では、出口チャンバは、弁部材が弁座に接しているときにはゼロ体積、弁部材が弁座から離れるとゼロを超える体積を有してもよい。ゼロ体積チャンバにおいて、弁部材１０５が弁座１０４に接しているとき、弁部材はチャンバ１０２の壁に載置されていてもよい。壁は湾曲していても平坦であってもよい。出口面積が出口チャンバ内で生成される圧力に応じて可変であるように、弁部材１０５が持ち上がるにつれて弁部材は出口穴を露出させてもよい。代替的に又は付加的に、出口チャンバ１０２にガス流を入れるために弁部材１０５が弁座１０４から離れて持ち上がるにつれて、弁部材は出口チャンバからの出口の流れ抵抗を変化させてもよい。例えば、弁部材と出口チャンバからの出口との間の間隙は弁部材が弁座から離れるにつれて変化し、出口の流れ抵抗を変化させてもよい。好適な実施形態では、チャンバ内のガス流の速度が弁座と弁部材との間の間隙を通るガス流の速度よりも実質的に低くなるように、弁チャンバは十分な体積を有する。いくつかの実施形態では、チャンバ内のガス流の速度はチャンバからの出口を通るガス流の速度よりも実質的に低い。

上述のように、いくつかの実施形態では、入口管１０８は、膜が管の端部に当接し、弁座を設けるように、出口チャンバ１０２内に延びる。弁の特性を調節することができる代替的な又は付加的な手段は、入口管がチャンバ内に延びる距離、ゆえに、膜が弁座上でどれほど伸張される又は張力をかけられるか、を変化させることによる。膜を弁座から離れる方に持ち上げるのに必要な入口圧は、膜が弁座上で張力をかけられる量に直接関係する。いくつかの実施形態では、入口管、ゆえに、弁座１０４が膜１０５及び出口チャンバ１０２に対して移動し、弁座１０４と当接しているときの膜の張力を調節することができるように、入口管１０８は出口チャンバ１０２に、例えば、摺動係合で可動的に結合されていてもよい。図１１Ａは、膜１０５がより張力がかけられていない状態にある、第１のより伸張していない位置に配置された入口管を示し、図１１Ｂは、膜がより張力がかけられた状態にある、第２の伸張位置に配置された入口管を示す。出口チャンバ内への管の異なる伸張量に対する実験データを図８に示す。圧力曲線１２６は、入口管が非伸張位置にあるＰＲＶの入口圧（Ｐｃ）であり、曲線１２７は、入口管が第１の位置を越えて最初に伸張したＰＲＶの入口圧（Ｐｃ）であり、曲線１２８は、入口管が第１の伸張位置を越えて伸張したＰＲＶの入口圧（Ｐｃ）であり、１２９は、入口管が第２の伸張位置を越えて伸張したＰＲＶの入口圧（Ｐｃ）であり、曲線１３０は、入口管が第２の伸張位置を越えて更なる伸張位置まで伸張したＰＲＶの入口圧（Ｐｃ）である。図８は、出口チャンバ内への入口管の伸張により膜の張力が大きくなると、より大きな開放圧が得られることを示す。実際、チャンバ１０２又は弁部材１０５に対する入口管の動きは、チャンバ１０２及び／又は弁部材を管に対して移動させることによって達成されてもよい、すなわち、入口管の位置は他のシステム又は弁構成要素に対して固定されている。例えば、弁部材はチャンバにねじインターフェースにより取り付けられてもよく、チャンバ内における弁部材の位置を調節することで、弁座に対する弁部材の相対位置も調節する。例えば、図１８ＢのＦＣＰＲＶに示すように、チャンバ１０２は、弁部材を弁座に対して移動させるための調節機構を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、入口管は呼吸ガス供給システムに固定されていてもよい。膜と弁座の相対位置を調節するために、膜は出口チャンバとともに、ガス供給システムの所定の位置に取り付けられたままの管に対して移動させてもよい。

上述のように、弁部材はチャンバ１０２に固定されていてもよく、チャンバ１０２は入口管１０８と摺動係合していてもよいが、他の構成が可能な場合もある。例えば、いくつかの実施形態では、入口管は、ねじ機構又は差込み型取付具によって出口チャンバに係合してもよい。ユーザは、膜が入口管の当接端上を更に押すように、出口チャンバを入口管に対して回転させ、出口チャンバ及び膜を入口管に対して長手方向に移動させてもよい。調節機構は、不連続な調節段階（例えば、周知の圧力設定に相当）又は段階のない連続的な調節範囲を提供してもよい。

入口管断面積及び／又は弁座面積は、ＰＲＶの性能に影響する場合がある。例えば、入口管面積又は弁座面積が小さくなるほど入口圧が作用する膜の面積が小さくなり、面積が小さくなるほど膜を弁座から離れる方に持ち上げるためにより大きな入口圧が必要になる。また、膜の総面積に対する入口管又は弁座の面積の比率は、所与の膜の張力におけるＰＲＶの性能に影響する場合があり、膜の大きさの変化は張力の変化ももたらし、更に弁性能を変更する可能性がある。

本明細書中に記載される実施形態では、出口チャンバ内の圧力が作用する弁部材の面積は、弁座／入口の面積（弁部材が弁座に着座しているときに入口圧が作用する面積）よりも大きい。弁部材の面積が大きくなるほど出口チャンバ内の圧力Ｐｂが弁部材に作用する力は大きくなり、したがって、弁部材を弁座から押すために出口チャンバ内の圧力が及ぼす影響が大きくなる。入口管断面又は弁座の形状もＰＲＶの性能に影響する場合がある。

膜の材料及び／又は形状寸法は、特定の弁特性を実現するように決定してもよい。例えば、膜の形状寸法、断面形状、及び面積を全て総合して膜のばね定数又は張力を決定する。更に、膜の張力の量は、製造中、ＰＲＶの組み立て中に膜の伸展量を設定することによって設定してもよい。付加的に、弁座に対する膜の張力の量は、可動入口管に関連して上述したように、ＰＲＶの性能に影響する。

上述の実施形態では、弁部材は膜である。別の実施形態では、弁部材はプランジャ型弁部材を含んでもよい。図９Ａ～図９Ｃを参照すると、図示されているＰＲＶ２００は、入口２０１と、出口チャンバ２０２と、入口と出口との間の弁座２０４と、付勢され弁座２０４を密閉するプランジャ型弁部材２０５と、を含む。プランジャ型弁部材は付勢部材２１０（ばね）によって付勢され、弁座を密閉する。出口チャンバからの出口２０３が弁部材２０５の周縁部と出口チャンバの壁２０６との間に設けられている。出口２０３は周囲圧力又は大気圧に開かれている、すなわち、弁部材が向かう方のチャンバの開放側又は変位側２０７は変位チャンバ２０７と呼ぶことができ、変位チャンバは大気圧に開かれている。ＰＲＶ２００はハウジング２０６を含んでもよい。出口チャンバは、ハウジングの加圧側２０２であると考えられてもよく、変位チャンバは、ハウジングの周囲側２０７であると考えられてもよい。ハウジングの加圧側と周囲側との間の境界はプランジャが動くと移動する。周囲圧力（大気圧）はプランジャの非加圧側２１２に作用する。非加圧側は、プランジャの、弁座を密閉する側とは反対側のプランジャの側である。入口２０１は、例えば、膜弁部材を含む先の実施形態を参照して記載したような、出口チャンバ内に延びる入口管２０８を含んでもよい。

弁部材２０５は、圧力閾値を超えて増加する入口の圧力Ｐｃによって弁座から変位するように適合されている。圧力Ｐｃは弁部材に作用し、圧力Ｐｃが閾値に達すると、例えば、図９Ｂに示すように、部材を弁座２０４から強制的に離す。部材が弁座２０４から変位すると、ガス流は入口２０１から出口チャンバ２０２に、その後、出口チャンバから、プランジャ２０５とチャンバの壁２０６との間に画定される出口２０３を通って流れる。チャンバ２０２からの出口２０３は、出口２０３を通るガス流が出口チャンバ２０２内に、弁部材２０５に作用し、例えば、図９Ｃに示すように、弁部材２０５を弁座２０４から更に変位する（背圧）圧力Ｐｂを生じさせるように構成されている。ＰＲＶ内の流れが増加するにつれて、出口チャンバ内の背圧は増加し、弁座２０４と弁部材２０５との間の間隙２０９は更に増加する。最終的に、入口管２０８内の圧力Ｐｃと出口チャンバ２０２内の圧力Ｐ_Bは等化に向かう傾向がある。出口チャンバ内の圧力Ｐｂと入口圧Ｐｃが等化に向かう傾向がある際、入口２０１から出口チャンバまでの圧損は減少し、ＰＲＶ内の圧損は、出口チャンバ２０２からの出口２０３において優位になる。換言すると、ＰＲＶ内の圧損は、出口チャンバ２０２から周囲において優位になる。出口チャンバから周囲までの圧損が優勢になると、ＰＲＶの入口の圧力Ｐｃ（すなわちＰＲＶの圧損）は、その後、「二乗則」に従い累進的に増加する。図９Ａ～９Ｃの実施形態は、したがって、図３～図５を参照して上述した特性を達成することができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、別のプランジャ型圧力開放弁では、ＰＲＶからの出口は、弁部材２０５内の１つ以上のアパーチャ２０３ｂ（図１０Ａ）によって設けられてもよく、又はＰＲＶは出口チャンバ２０２からの出口２０３ｃを含んでもよい。図１０Ａ及び図１１Ｂの実施形態では、プランジャ弁部材２０５は、出口チャンバ２０２の壁２０６と摺動シールを形成しているピストンである。しかしながら、シリンダハウジングと摺動関係にあるピストンを含む一実施形態では、ピストンとシリンダとの間に、例えば、シリンダ壁内のチャネルによる、又はピストンの外周部の切り抜き若しくは切り欠きによる流路があってもよい。このようなピストンとシリンダとの間の流路はピストン内のアパーチャに追加するものであってもよい。

上述の膜弁の他の特徴は図９Ａ～図１０Ｂを参照して記載したＰＲＶなどのプランジャ型弁に等しく当てはまり得る。例えば、ばねの一端はチャンバ２０２に対して固定されていてもよく、ばね２１０がプランジャ２０５に加える張力を変更するために入口管２０８はチャンバ２０２に対して調節可能であってもよい。図１０Ａ及び図１０Ｂの実施形態を参照すると、プランジャ内又はチャンバ壁内の出口アパーチャ２０３ｂ、２０３ｃの面積は調節可能であってもよい。付加的に又は代替的に、付勢部材（例えば、ばね）の伸張又は圧縮は調節可能であってもよい。図中、ばね２１０は伸張したばね（これは弁部材に接続されたコイルばね若しくはダイヤフラム部材又は任意の他のばね要素であり得る）として示されるが、別の実施形態では、圧縮したばね（圧縮したコイルばね、ゴムブロック、又は板ばね、又は任意の他のばね要素）は弁部材の反対側に作用してもよい。

図１２Ａは、試作弁の断面図である。記載されるいくつかの実施形態による弁の一例として、この弁は以下の寸法を有する。

弁座直径及び／又は入口直径は２０ｍｍである。いくつかの実施形態では、弁座直径及び／又は入口直径は５ｍｍ～１００ｍｍの範囲内であってもよい。弁座面積は、弁座直径（図１３ＡのＤ）によって画定される面積であるとみなされることに留意されたい。このため、２０ｍｍの弁座直径において、弁座面積は約３１５ｍｍ²である。

したがって、２０ｍｍの弁座直径及び６０ｍｍの弁部材直径において、弁座面積に対する弁部材面積の比率は約９である。

膜外径は６０ｍｍである。いくつかの実施形態では、膜直径は１０ｍｍ～２００ｍｍの範囲内であってもよい。

チャンバからの出口の出口面積は、５４ｍｍ²、１０８ｍｍ²、及び１６２ｍｍ²（直径８．３ｍｍのアパーチャ）である。アパーチャは丸形／円形である必要はない。これら面積は、図３、図４及び図５にそれぞれ示されるデータを提供する弁に相当する。いくつかの実施形態では、出口面積は、１２ｍｍ²～２００ｍｍ²の範囲内であってもよい。

同等の性質を備えるシリコーン膜又は材料において、膜厚は０．３ｍｍである。いくつかの実施形態では、膜厚は０．０５ｍｍ～１ｍｍの範囲内であってもよい。

出口チャンバの体積は３２ｍＬである。

変位チャンバの体積は５５ｍＬである（制限が望まれない限り、弁部材を制限しないほど十分なものとすべきである）。

いくつかの実施形態では、膜厚に対する膜直径の比率は、２０～２０００の範囲内であってもよい（例えば、膜直径２０ｍｍ及び厚さ１ｍｍ～膜直径２００ｍｍ及び厚さ０．１ｍｍ）。膜厚に対する膜直径の別の表示的比率は、直径１０ｍｍ及び厚さ０．５ｍｍにおいて、５０である。

いくつかの実施形態では、入口又は弁座１０４、２０４の面積に対する弁部材１０５、２０５の面積の比率は、１．２～１６００の範囲内であってもよい（例えば、膜直径２０ｍｍ及び入口直径１８ｍｍ～膜直径２００ｍｍ及び入口直径５ｍｍ）。

いくつかの実施形態では、ＰＲＶは、ＰＲＶを通る１００Ｌ／ｍｉｎの流量範囲にわたって５ｃｍＨ₂Ｏ未満の開放圧範囲を維持するように適合されている。

いくつかの実施形態では、ＰＲＶは、少なくとも２つの出口チャンバを直列で含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ＰＲＶは、第１の出口を有する第１の出口チャンバと、第２の出口を有する第２の出口チャンバと、を含んでもよい。第２の出口チャンバは、第１の出口からガス流を受け入れる。

弁部材は、圧力閾値を超えて増加する入口の入口圧によって弁座から変位し、ガス流を入口から第１の出口チャンバに流すことができる。ガス流は、その後、第１の出口チャンバから第１の出口を通って第２の出口チャンバに送られ、その後、第２の出口を通って第２の出口チャンバを出る。第１の出口及び第２の出口はそれぞれ、各第１の出口チャンバ又は第２の出口チャンバの壁内に複数のアパーチャを含んでもよい。第１の出口及び第２の出口を通るガス流によって第１の出口チャンバ内の出口圧（背圧）が入口圧とともに弁部材に作用し、弁部材を弁座から更に変位する。２つ以上の出口チャンバを直列に有することで、ＰＲＶが所望の圧力開放プロファイルを達成するための調整において更なる利点を提供し得る。第１の出口及び第２の出口のそれぞれにより与えられる出口抵抗は、単一出口チャンバ実施形態を参照して上述したように、いくつかの実施形態では調節可能であってもよい。

いくつかの実施形態では、ＰＲＶは、少なくとも２つの出口チャンバを、例えば、図２Ｄに示されるように並列で含んでもよい。弁部材１０５が第１の弁座１０４－１から持ち上がると、排出流は、まず、第１のチャンバ１０２－１の排出出口（単数）又は排出出口（複数）１０３－１を流れてもよい。第１のチャンバ内の圧力Ｐｂ－１が閾値まで蓄積すると、弁部材は、その後、第２の弁座１０４－２から持ち上がり、第２の出口チャンバ１０２－２へと流れ、第２の出口チャンバ１０２－２の少なくとも１つの排出出口１０３－２を通じて排出されてもよい。代替的に又は付加的に、弁は、第１の出口チャンバと第２の出口チャンバとの間にアパーチャ又は流路１０２ａを含んでもよい。第１の排出出口１０３－１を通る流れは、弁部材に作用する第１のチャンバ１０２－１内の背圧Ｐｂ－１を生成する。第２の排出出口１０３－１を通る流れは弁部材に作用する第２のチャンバ１０２－２内の背圧Ｐｂ－２を生成する。

上述の実施形態によるＰＲＶは、従来技術の弁に勝るいくつかの利点を有し得る。従来技術の弁では、圧力開放閾値を超えると、また、流量が増加するにつれて、システム内の圧力は流れに比例して累進的に増加する。その結果、患者及びシステムの構成要素は、流量が増加するにつれて次第に高くなる圧力に曝される可能性がある。本明細書中に記載される実施形態によるＰＲＶでは、弁部材が弁座から離れて持ち上がると、出口チャンバ内に圧力Ｐ_Bが生成され、弁部材に作用し、弁座の流量制限を更に減少させる。これは、ＰＲＶの圧損が増加し始める地点がオフセットするという有利な効果を有し得る。したがって、弁の「有効動作範囲」を従来技術の弁のものに比べてより広い流量範囲にわたって延ばすことができる。

膜弁部材を含む実施形態においては、膜は、非常に長く柔らかいばねと同様に働く低いばね定数を有する。低いばね定数は、弁の流れ抵抗を実質的に低減するのに望ましい場合がある。更に、膜は設計の柔軟性を提供し、例えば、低いばね定数を達成するために、長いばねを用いる弁に比べて長さの短い弁を可能にする。

付加的に、膜は、有利には、弁部材、弁作動又は付勢部材としての役割を同時に果たす（例えば、弁部材及び密閉部材に加えてばねを必要とすることの代わりとなる。その結果、製造コストは大幅に低減される可能性があり、可動部品の潤滑が必要なく、汚染を防ぐために有用である。また、膜は、張力下で（低張力でも）確実なシールを提供する。

使用時、膜の低質量（すなわち、膜は軽量である）によって、膜の振動は最小限である。特に、膜の低質量は、振動する又はがたつく／粗動する可能性のあるプランジャ型弁部材を有する従来技術の弁と比較すると、膜の運動における低慣性を提供する。また、低慣性は、重力、したがって向きが弁の動作に及ぼす影響が最小限であることを意味する。

本明細書中に記載されるいくつかの実施形態では、ＰＲＶの特性は調節又は調整されてもよい。例えば、出口チャンバの出口面積及び／又は若しくは付勢部材の膜の張力は、弁の性能を調整するために（例えば、入口管／弁座と弁部材との相対位置を調節することによって）調節されてもよい。弁の圧力開放特性が様々な流量にわたってほぼ一定であるように弁を調整することが望ましい場合がある。調整性は、システムのユーザにより高い柔軟性を与える。いくつかの実施形態では、弁の２つ以上の特徴は同時に調節されてもよい。例えば、弁体の一部分を弁座に対してねじ止めすることによる膜張力の調節により、弁体からの排出出口の大きさを同時に変更してもよい。例えば、より高い圧力に設定する場合、動作流量範囲もまた、出口面積が増加することにより延長されてもよい。更なる例では、入口管１０１を移動させることにより弁座の位置を変換することで膜張力を変更すると、流量制限部１５２の大きさを同時に変更してもよい。

上述の実施形態では、背圧Ｐｂは弁部材に作用する。背圧は、排出出口（単数）又は排出出口（複数）１０３により設けられた流量制限部によって生成される。いくつかの実施形態では、排出出口は、弁部材に対する背圧がほとんど又は全く生成されないほど十分に大きくてもよく、この場合、周囲圧力は弁座面積の外側で（図２Ａ）又は弁座面積上で（図１３Ａ）弁部材に作用する。このような弁では、弁部材を持ち上げるのに必要な圧力は弁座に対する弁部材の付勢によって決定される。膜弁部材を含む好適な実施形態では、膜は、相対的に「平らな」又は「一定の」排出圧が達成され得るように低いばね定数を呈する。更に、低いばね定数は低い弁高さで達成される。いくつかの実施形態では、弁部材はダイヤフラム膜により弁座に対して付勢されてもよく、又は弁部材はダイヤフラム／膜である若しくはダイヤフラム／膜を含む。このような弁は、図１２Ａに示すように構成されていてもよいが、排出出口１０３からの流れが背圧Ｐｂを生成しないように大きな出口排出アパーチャ１０３を有する。

弁は、異なる気道流量制限（ａｉｒｗａｙｆｌｏｗｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）を呈し得る異なる患者群（すなわち、成人、新生児等）用の「安全な」圧力に調節又は設定されてもよい。これは製造時又は使用前に医療関係者によって設定されてもよい。更に、弁特性の調節により、弁を他の（非呼吸）システムで用いることを可能にしてもよい。

いくつかの実施形態では、ＰＲＶは、例えば、小児蘇生で使用するための呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ：ｐｅａｋｅｎｄｅｘｐｉｒａｔｏｒｙｐｒｅｓｓｕｒｅ）及び吸気最大気道内圧（ＰＩＰ：ｐｅａｋｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙｐｒｅｓｓｕｒｅ）を提供するための圧力調整デバイスとして使用するように適合させてもよい。図１Ａは、フロー源１２と、患者安全圧力限界を提供する任意のＰＲＶ１００－１と、医療専門家（例えば看護師）に圧力を示すための圧力計と、マスク１１５で又はその近傍で提供されるＰＥＥＰ及びＰＩＰを供給するように構成されたＰＲＶ１００－２と、を含むシステムを示す。ＰＥＥＰ及びＰＩＰを供給するように構成されたＰＲＶ１００は、専門家によって、すなわち指によって閉塞させることができる少なくとも１つの出口ベント１０３ａと、閉塞させることができない少なくとも１つの出口ベント１０３ｂと、を含む。ベント１０３ｂを専門家が遮断／閉塞できないように、ベント１０３ｂ上にカバー又はバッフル１０３ｃがあってもよい。図１Ａに記載されている流れ図は、ＰＥＥＰ及びＰＩＰを供給するように弁を調整又は構成するための方法を説明する。ステップ４１において、マスク１１５とのマスクシールが作成され、ステップ４２において、フロー源がガス流をマスク１１５に供給するための入力流量が設定される。ステップ４３において、専門家がアクセス可能／閉塞可能出口ベント１０３ａを指で遮断し、弁部材に対する背圧により弁の開放圧を低減するように作用する。弁は、その後、ステップ４４において、例えば、弁部材付勢を調節すること及び／又は閉塞させることができない出口ベント１０３ｂの大きさを調節することによって所望のＰＥＥＰを達成するように調整される。ステップ４５において、出口ベント１０３ａは遮断解除され、ステップ４６において、閉塞可能出口ベント１０３ａは所望のＰＩＰ圧力を達成するように調節される。したがって、使用時、医療専門家は閉塞可能排出出口を遮断してＰＥＥＰを提供し、閉塞可能ベントを遮断解除してＰＩＰを提供する。ＰＥＥＰ及びＰＩＰを提供するための使用に適応させたＰＲＶは、この目的のために使用される従来技術のデバイス、例えば、国際公開第０３／０６６１４６号に記載されているようなデバイスを代替してもよい。

本発明の弁では、漏れは更なる出口面積と同等のものを提供するのみであるため、弁からの漏れは弁の動作にほとんど影響がない可能性がある。そのため、漏れは出口穴の効果に一層寄与する。つまり、出口チャンバからの漏れは出口チャンバから出る流れの抵抗を少なくし、弁膜に作用する背圧の量を低減して、当接する入口管から離れる方に膜を更に「押す」。「漏れ」の例としては、可能性は低いが、組み立て時に意図せずに形成される膜の縁部周囲の小流体通路（すなわち、膜が弁チャンバの半片間に挟まれる場所）、又は弁部材の漏れ、又は圧力調整を行うための差込み／ねじ特徴部の漏れが挙げられ得る。

流量補償圧力開放弁（ＦＣＰＲＶ）３００
最大圧力、したがって、患者に送達され得る流量は圧力開放弁の設定開放圧によって限定される。システム内の圧損は、使用時、所与の流量に対して変化してもよい。例えば、管は、使用時、湾曲しても、曲げられても、折り曲げられても、つぶれてもよく、又は異なる患者は異なる気道制限特性を呈してもよい。管が折り曲げられる又はつぶれる又はそうでなければ部分的に閉塞する場合、部分閉塞部はシステムの付加的な流量制限部を呈する。部分閉塞部に更なる圧損が生成され、システム内の流量は減少する。（特定の圧力よりもむしろ）特定の流量を送達するように構成されたシステム、例えば、高流量システムでは、フロー源は、部分閉塞部による更なる圧損を相殺し、設定された又は所望の流量を維持するためにシステム圧力を増加させてもよい。所望の流量を維持するために増加させることができるシステム圧力又は駆動圧力の量はＰＲＶにより提供される開放圧によって限定される。システム内の最大流量がＰＲＶの開放圧によって限定されないように、システム内の圧損を補償する圧力開放弁を設けることが望ましい場合がある。このような弁は、患者に送達可能な流量範囲を延長する。したがって、いくつかの実施形態では、流量が増加するにつれて開放圧が増加して呼吸システム内の付加的な又は可変圧損を相殺する、システム内の流量に依存する開放圧を有するＰＲＶを有することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、システム内の最大流量がＰＲＶの開放圧によって限定されず、また、患者が過圧力から確実に保護されるように、圧力開放弁はシステム内の圧損を補償する。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、その開放圧をシステム内の流量に比例して動的に調節する流量補償圧力開放弁又はデバイス３００（ＦＣＰＲＶ）を示す。ＦＣＰＲＶ３００の例示的な特性は図１５Ａに示される。図１５Ａを参照すると、理想的な開放弁開放圧は、線１４０によって示される２０ｃｍＨ₂Ｏであり得る。呼吸システム、例えば、図１のシステム１０は図１５Ａの曲線１４１によって示されるシステム圧損対流量特性を有し、システム内の（例えば、フロー源から患者及び周囲までの）流量が増加するにつれてシステム内の圧損は増加する。圧損曲線１４１は、ＦＣＰＲＶから鼻カニューレまでのシステム圧損（あらゆる閉塞のない）を示す、又は換言すると、ＦＣＰＲＶにおける圧力（Ｐｃ）を示す。２０ｃｍＨ₂Ｏの開放圧に対し、システムが患者に送達することができる最大流量は約７５Ｌ／ｍｉｎであり、これは、システム圧力対流量曲線１４１が２０ｃｍＨ₂Ｏの開放圧線１４０に交差する点によって示される。システム内に付加的な閉塞部がある場合、システム内の圧損は曲線１４１を越えて増加し、所与の最大開放圧２０ｃｍＨ₂Ｏに対する患者に送達可能な最大流量は減少するであろう。

図１５Ａにおいて、圧力対流量曲線１４２は、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように構成されたＦＣＰＲＶの例示的な圧力開放対流量曲線を示す。示されるように、図１４Ａ及び図１４Ｂに示される構成において、開放圧（曲線１４２）は流量の増加とともに増加する。図１５Ａにおいて、開放圧１４２はシステム圧力対流量曲線１４１の開放圧に追従する。これは、弁が、流れ抵抗によるシステム圧損に整合していることを示す。図示される実施形態においては、圧力開放レベルはシステム圧損を２０ｃｍＨ₂Ｏ一貫して上回っている。図１５Ｂを参照して以下でより詳細に説明するように、曲線１４１と曲線１４２との間のオフセット（図１５Ａの２０ｃｍＨ₂Ｏ）は、患者が曝され得る最大圧力である。

図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるＦＣＰＲＶ３００は、先に記載したようなＰＲＶ１００を含む。ＦＣＰＲＶ３００は、ＰＲＶ１００が圧力を排出する圧力閾値を、ＦＣＰＲＶ３００を通過するガスの流量に基づき動的に調節するための圧力センシング機構１５０を更に含む。図示される実施形態においては、センシング機構１５０は、ＦＣＰＲＶの主要入口１５１と主要出口１５３との間に流量制限部又は流量抑制部１５２を含む。参照を容易にするために、本明細書中では、オリフィス板などの流量制限部及びベンチュリに使用されるような流量抑制部の両方を説明するために、用語「流量制限部」が使用され得る。動作時、呼吸システム内のガス流は主要入口１５１から主要出口１５３へとデバイス３００内を流れる。流量制限部１５２は、圧力開放弁１００の弁入口１０１の下流にあり、ゆえに、患者への又は弁の主要出口を通る流れを検知する。センシング機構１５０は、また、センシングチャンバ１５４と、センシングチャンバ１５４内に位置するセンシング部材１５５と、を含む。センシング部材１５５は、センシングチャンバ１５４を第１のチャンバ１５４ａと第２のチャンバ１５４ｂとに分割する。第１のチャンバ１５４ａは流量制限部１５２の上流のガス流と流体連通し、例えば、第１のチャンバ１５４ａは、制限部１５２の上流の主要入口１５１及び弁入口１０１と流体連通する。第２のチャンバ１５４は流量抑制部１５２の又は流量制限部１５２の下流のガス流と流体連通する。図示される実施形態においては、デバイスは、ベンチュリとして構成された流量抑制部を含み、第２のチャンバ１５４ｂは圧力「タップ」又は連通路１５６を介して抑制部と流体連通する。しかしながら、別の構成では、デバイスは流量制限部１５２、例えば、オリフィス板を含んでもよく、第１のチャンバ及び第２のチャンバは、オリフィス板の両側から離れて接続してもよい。差圧は、任意の他の適切な手法で、例えば、既知の圧損（流量制限部）を有する透過性の膜又はフィルタによって発生させてもよい。

デバイスの主要入口１５１から主要出口１５３へと送られ、制限部１５２を通過するガス流によって生じる圧損は、したがって、センシングチャンバ１５４内に位置するセンシング部材１５５によって検知される。呼吸システム内の流量を増加するために、フロー源１２によって供給される圧力が増加され、ＰＲＶ入口１０１の圧力、及びまた、センシングチャンバ１５４の第１のチャンバ１５４ａ内の圧力が増加する。この圧力は図１４ＡにＰｃとして示される。更に、流量が増加するにつれて、制限部１５２を通過するガスの速度増加により、制限部１５２によってより大きな圧損が生成され、センシングチャンバ１５４の第２のチャンバ１５４ｂ内の圧力Ｐｖは減少する。したがって、主要入口１５１から主要出口１５３へとデバイス３００を通過する流量の増加はセンシング部材１５５の差圧の増加をもたらし、第１のチャンバ１５４ａはセンシングチャンバ１５４の高（より高）圧側となり、第２のチャンバ１５４ｂはセンシングチャンバ１５４の低（より低）圧側となる。これにより、センシング部材１５５は圧力開放弁１００から離れ、センシングチャンバ１５４の低圧側に向かって移動する。

センシング部材１５５がセンシングチャンバ１５４のより低圧側に向かって移動するにつれて、センシング部材１５５がＰＲＶ１００の弁部材１０５を弁座１０４に対して引く又は付勢するように、センシング部材１５５は圧力開放弁の弁部材に機械的に結合されている。したがって、センシング部材１５５は、主要入口１５１から主要出口１５３へとデバイス３００を通過するガス流の流量に応じ、弁部材１０５を弁座１０４に対して付勢する。いくつかの実施形態ではセンシング部材１５５は、機械的リンク１５７、例えば、コード若しくはワイヤ（例えばナイロン線）などの可撓性部材又はロッド若しくはシャフトなどの剛性部材によって弁部材１０５に結合されている。いくつかの実施形態では、機械的リンクは、張力のみ（例えば、ワイヤ又は分離されたシャフト）、又は張力及び圧縮の両方（例えばシャフト）を伝達することができる。

好適な実施形態では、センシング部材は、先で記載した圧力開放弁の弁部材１０５と同様の手法で構成され得るが、センシングチャンバ１５４内に弁座又は入口管がない膜１５５である。あるいは、センシング部材１０５は、第１のチャンバと第２のチャンバとを空気的に分離し、流量抑制部又は制限部によって提供される差圧によりセンシングチャンバ１５４内を移動するプランジャ又はピストンであってもよい。

膜センシング部材を含む好適な実施形態において、第１のチャンバ１５４ａと第２のチャンバ１５４ｂとの間の増加する差圧によってセンシング膜１５５がセンシングチャンバの低圧側に向かって膨張又は拡張し、弁部材１０５との機械的リンク１５７を介して、ＰＲＶ１００によって与えられる開放圧が主要入口１５１から制限部１５２を通り主要出口１５３に向かうＦＣＰＲＶ内の流量に比例して増加するように、図１４Ｂに示すようにＰＲＶ弁部材１０５に張力を与える。

図１５Ｂを参照して、ＦＣＰＲＶ３００の４つの動作段階を記載する。システム圧損線１４１上の点１によって示される段階１において、呼吸システムは患者にガス流を供給しており、フロー源１２からＦＣＰＲＶ３００の主要入口１５１に供給される全て（又は実質的に全て）の流れはＦＣＰＲＶ３００の主要出口１５３からシステムに送達される。点１においては、システム内の全圧力が低下するため、非常に低い圧力又は周囲圧力が患者に送達される。患者に送達される流量が例えばユーザによって上下に調節されると、ＰＲＶ１００の圧力開放閾値は開放圧対流量曲線１４２に沿って変化し、患者への流量が増加するにつれて、センシング部材１５５によって検知される増加する差圧は、弁部材１０５に作用し、ＰＲＶベント閾値圧力１４２を増加させる。

所与の流量設定（図１５Ｂの９０Ｌ／ｍｉｎ）において、例えば、患者吸気導管１４の部分閉塞、又は鼻カニューレ患者インターフェース１５の押しつぶされた鼻プロング、又はより重要には、例えば、鼻プロングと患者の鼻孔との間の患者における遮断によって、流量制限部がシステム１２に導入される状況の段階２において、流量は瞬時に減少する場合がある。しかしながら、設定されたフローシステムにおいて、フロー源１２はシステム内の圧力を増加するように（急速に）調節し、流量を所望のレベルに維持する。流量の低下、及びその後の、ＦＣＰＲＶの設定流量を維持するためのフロー源の応答による圧力の増加は、実質的に瞬時に、すなわち非常に素早く行われ得るため、無視できる。流量が維持されると、ＦＣＰＲＶ３００の流量抑制部又は制限部１５２により生じる差圧は一定に留まり、センシング部材１５５によって弁部材１０５に与えられる付勢は一定に留まるため、ＰＲＶ１００の開放圧閾値は一定に留まる。しかしながら、システム圧力が増加する（例えば、患者の気道／鼻内の圧力増加により）と、弁部材１０５（及びセンシングチャンバ１５４の高圧側のセンシング部材１５５）に作用する圧力ＰｃはＰＲＶ１００の開放圧に向かって増加する。この状況は、図１５Ｂの垂直矢印２によって示される。部分閉塞が維持され、平衡状態に達した場合、図１５Ｂの曲線１４１ｂによって示されるより高いシステム圧力対流量曲線が生じ、より高いシステム圧力対流量曲線１４１ｂとＰＲＶ開放圧対流量曲線１４２との間のオフセットは小さくなる。例えば、システム圧力１４１ｂの増加をもたらす鼻プロングと患者の鼻との間の部分遮断において、患者の鼻内に生じる圧力は、曲線１４１ｂと曲線１４１との間のオフセットである。

段階３において、導入された流量制限部（例えば、押しつぶされた導管１４又は患者の鼻の遮断）は、所与の流量（図１５Ｂの約９０Ｌ／ｍｉｎ）に対する、所望の流量を維持するのに必要なシステム圧力が流量補償開放弁の開放圧１４２を超えるレベルに増加する。ＦＣＰＲＶ３００のシステム圧力（例えばＰｃ）が流量補償開放圧１４２を超えると、ＰＲＶ１００は排出を開始し、主要入口１５１に供給された流れの一部はＰＲＶ１００を通じて排出され、制限部１５２を通過した流れの一部は主要出口１５３から排出される。フロー源はＦＣＰＲＶの主要入口の設定流量を維持する。したがって、ＰＲＶ１００が排出を開始すると、抑制部又は制限部１５２内の流量は減少し、センシング部材１５５に作用する差圧は減少する。これにより、センシング部材１５５により機械的リンク１５７を介して弁部材１０５に与えられる付勢が減少し、ゆえに、ＰＲＶ１００の圧力開放閾値は減少する。この状況は、図１５Ｂの圧力開放対流量曲線１４２上の矢印３によって示される。理想的状況においては、患者が圧力開放閾値を超えることなく又は患者インターフェースの最大送達圧力を超えることなく可能な限り多くの流量を受ける平衡状態に達する。

図１５Ｂの点４によって示される段階４において、システムに導入された流量制限部はシステムを完全に（又は実質的に完全に）遮断してもよく、例えば、導管１４は完全に閉塞される（完全につぶされる又はつまんで閉じられる）又は患者の鼻は完全に遮断される。ＦＣＰＲＶ３００の主要入口１５１に送達される全ての流れはＰＲＶ１００を通じて排出される。入口１５１から出口１５３へとデバイス３００を通過する流れがない、ゆえに、抑制部／制限部１５２を通過する流れがないため、第１のチャンバ１５４ａと第２のチャンバ１５４ｂの圧力は等しく、センシング部材１５５は弁部材１０５に最小限の付勢を与える。圧力Ｐｃの変化は、センシング膜１５５の差圧を変化させない。ＰＲＶ１００は、センシング機構１５０のない先の実施形態に関連して（例えば、図２Ａ～図２Ｃを参照して）上述したように動作するが、センシング部材１５５への結合によってより高い圧力閾値を有する可能性がある。この状態において、２つの膜は直列する２つのばねとして機能する。

したがって、患者の鼻が遮断される状況において、患者が受けることができる最大圧力は、開放圧曲線１４２とシステム圧損曲線１４１との間のオフセットであり、患者を過圧力から保護する。例えば、図１５Ｂでは、この最大患者圧力は２０ｃｍＨ₂Ｏである。したがって、ＦＣＰＲＶは、流量に依存する排出圧閾値を提供するが、患者が受ける圧力上限も同時に設定する。ＦＣＰＲＶ３００は、ＦＣＰＲＶを、曲線１４２に沿って患者への流量をゼロに戻すようシステムを確実に排出できるようにフロー源１２によって供給される最大流量を排出することが可能でなければならず、そうでなければ、示されるオフセット圧力よりも高い患者圧力が生じる可能性がある。

上述のＦＣＰＲＶの動作は、患者の鼻を密閉しない鼻カニューレなどの非密閉患者インターフェースを介してユーザにガス流を供給するシステムのものである。このようなシステム内のガス源は、圧縮ガスタンク、又は病院の壁の流量計供給部、又は十分な流量を供給することができるブロワ、又はシステム抵抗の変化に対する急速な応答を与え、システムの設定流量を維持する能力を有する他の適切な源であってもよい。ＦＣＰＲＶ３００、加湿器１７、フィルタ５、及び非密閉鼻カニューレ１５を介して患者にガスの設定流量を供給する流量計１２を含むシステムが図１ＡＡに示される。このようなシステムは、経鼻高流量療法の提供用に特に適合させてもよい。

ＦＣＰＲＶは、また、呼吸システム内において、持続的気道陽圧を提供するためのフロー源とともに使用されてもよい。ＦＣＰＲＶを含むＣＰＡＰシステムが図１Ｂ－１及び図１Ｂ－２に示され、このようなシステム内のＦＣＰＲＶの特性は、図１Ｂ－３のグラフによって示される。システムは、圧縮ガスタンク又は病院の壁の流量計供給部などのフロー源１２、ＦＣＰＲＶ３００、加湿器、及び患者の口及び鼻を覆って密閉するフェイスマスクなどの密閉式患者インターフェース、及び相互接続用ホース又は導管を含む。密閉式マスクは、マスクからガスのバイアス流を可能にし、ＣＯ２／呼出されたガスをフラッシュするためのバイアス流用穴を有する。ＣＰＡＰシステムにおいて、入力流は最高吸気需要及びマスク漏洩及びバイアス流を超えるように設定され、ＦＣＰＲＶは、フロー源によって供給されるガスの一部を連続的に排出するように構成されている。フロー源１２によって供給される流量は、通常のＣＰＡＰ療法時に弁座から弁部材１０５を持ち上げてガスの一部の排出を可能にするのに十分なＰＲＶの圧力Ｐｃをもたらす。したがって、ＣＰＡＰ療法中のＦＣＰＲＶの圧力（Ｐｃ）は、図１Ｂ－３に線１４２によって示されるＦＣＰＲＶ排出圧である。患者が吸入すると、図１Ｂ－１に示されるように、ＦＣＰＲＶの主要流路内及び患者に対する流れはその最大となり、相対的に高い差圧がセンシング部材１５５によって検知されることとなり、ＦＣＰＲＶの対応する、より高い開放圧を生じさせる。ＦＣＰＲＶは、システムの流れ抵抗とＦＣＰＲＶの排出圧との間にほぼ一貫したオフセット圧力があるように調整されるため、患者における圧力は一定に留まり、これは図１－Ｂ３の線１４１と線１４２との間の圧力差によって示される。図１－Ｂ３において、曲線１４１は、ＦＣＰＲＶから患者インターフェースまでの圧損を示す。吸入中、比較的低い流量がＦＣＰＲＶにおいて排出され、圧力ＦＣＰＲＶは図１Ｂ－３の線１４２上の矢印の右側端部に向かう。

患者が吸入を終了すると、弁内の流量は、患者インターフェースにおけるバイアス流及び／又は漏洩流に等しい低レベルに減少する。ＦＣＰＲＶの排出圧は、低流量に起因するセンシング部材の差圧が低減されることで減少する。システム圧損は、流量が減少することでも減少する。したがって、比較的高流量がＦＣＰＲＶにおいて排出され、ＦＣＰＲＶにおける圧力は図１Ｂ－３の線１４２上の矢印の左側端部に向かう。線１４２上の矢印の左側端部に向かうと、ＦＣＰＲＶの主要入口によって受け入れられたほぼ全て流れはＦＣＰＲＶにおいて排出され、バイアス流及び／又はシステムの漏洩によりわずかな流れのみがＦＣＰＲＶの主要出口を出る。

患者が呼出すると、流れはＦＣＰＲＶ内において反転することはもとより、適宜、付勢穴を通って出る／マスク漏洩する。ＦＣＰＲＶにおける呼出反転流の結果は、ＦＣＰＲＶベンチュリによる任意の圧力減少を相殺する圧力増加を主要出口に生じさせることができ、センシング部材において低い差圧をもたらし、ＦＣＰＲＶにおける圧力が線１４２上の矢印のの左側端部に向かうようにＦＣＰＲＶにおいて比較的高流量の排出を生じさせる。

したがって、設定フローガス源が、患者に定圧を提供するように連続的に排出するように調整される、本明細書中に記載されるＦＣＰＲＶとともに使用され得る。図１Ｂ－３の線１４１と線１４２との間の差として示される患者への圧力は、矢印によって示されるように、線１４２に沿う弁サイクルの圧力として維持される。ＦＣＰＲＶの排出流の変化は患者に対する流れの変化をもたらし、呼吸周期中における一定の患者圧力を達成する。

ＣＰＡＰシステムでは、フロー源は最大吸気流量を超えて供給することができなければならず、そうでなければ、ＦＣＰＲＶにおける圧力は設定排出圧を下回って低下し、患者への圧力が減少する。図１Ｂ－３の垂直破線は、フロー源によって供給される最大流量、並びにバイアス流及び／又はシステムからの漏洩、すなわち患者インターフェースにおける漏洩である最小流量により要求されるＦＣＰＲＶの境界を示す。ＦＣＰＲＶ開放圧はこれら境界間を循環する。

ＦＣＰＲＶは、また、バイレベル持続的気道陽圧を供給するための呼吸システムに使用されてもよい。ＦＣＰＲＶを含むバイレベル圧力システムを図１Ｃ－１及び図１Ｃ－２に示し、このようなシステム内のＦＣＰＲＶの特性を図１Ｃ－３のグラフによって示す。システムは、ＣＰＡＰ源ガス源１２ａ（すなわち、定圧源ＣＰＡＰブロワ）と、ＦＣＰＲＶ３００と、加湿器と、患者の口及び鼻を覆って密閉するフェイスマスクなどの密閉式患者インターフェースと、相互接続用ホース又は導管と、を含む。密閉式マスクは、マスクからガスのバイアス流を可能にし、ＣＯ２／呼出されたガスをフラッシュするためのバイアス流用穴を有してもよい。ＦＣＰＲＶは、ＦＣＰＲＶと患者との間に低い流れ抵抗が存在するように、患者インターフェースの近傍に位置する。

ＦＣＰＲＶ開放圧１４２とＦＣＰＲＶから患者までのシステム圧損１４１との間に一貫したオフセットを実現するようにＦＣＰＲＶが調整される図１Ｂ－１及び図１Ｂ－２のシステムとは異なり、図１Ｃ－１及び図１Ｃ－２のシステムでは、ＦＣＰＲＶは、図１Ｃ－３に示されるように、流量が増加するにつれて開放圧曲線１４２がシステム圧損曲線１４１から発散するように調整される。

患者が吸入すると、ＦＣＰＲＶ内の流れによって、センシング部材が弁部材を弁座に対して密閉した状態に維持してＦＣＰＲＶが排出しないようにし、患者に、ガス源によって供給されるＣＰＡＰ圧力に等しい吸気気道陽圧が供給される。この圧力レベルは、図１Ｃ－３の最上水平圧力線によって示される。

患者が吸入すると、まず、最大吸入流量が生じ、患者においてＩＰＡＰが達成される。患者が吸入を続けるにつれて患者における流量は自然に減少し、そのため、弁内の流量は減少する。ＦＣＰＲＶの流量制限部を通過する流れの減少及びＦＣＰＲＶによる流れの排出に起因するセンシング部材における差圧の減少によりＦＣＰＲＶの排出圧は減少する。ＦＣＰＲＶにおける圧力は、したがって、排出圧であり、これは図１Ｃ－３の、垂直圧力軸と水平ＩＰＡＰ線との間の曲線である。

吸入の終了に向かって、患者に対するＦＣＰＲＶ内の流量は患者インターフェースにおけるバイアス流及び／又は漏洩流に等しい低いレベルに更に一層減少し、ＦＣＰＲＶにおける圧力、ゆえに、患者における圧力は、図１Ｃ－３では垂直圧力軸に向かって左に移動し続け、ＦＣＰＲＶは圧力ガス源からの流れをより多く排出する。呼気が始まると、呼出がバイアス流を相殺するのでＦＣＰＲＶ内を通る流れはなく、ＦＣＰＲＶにおける圧力は図１Ｃ－３の垂直圧力軸の交差によって示され、ＦＣＰＲＶはシステムから流れを排出し続ける。患者が呼出し続けるにつれて、ＦＣＰＲＶにおける圧力、ゆえに、実質的に患者における圧力（ＦＣＰＲＶが患者に近接しているため）はＦＣＰＲＶの排出圧になる。したがって、ＦＣＰＲＶの排出圧がバイ圧力システムの呼気気道陽圧レベルを設定する。このようなシステムは、患者蘇生、例えば、小児蘇生のために使用されてもよい。

吸入で始まり呼出で終わる呼吸は、図１Ｃ－３の右から左に移動する。複数回の呼吸に対する、患者インターフェースにおける圧力の表示は、時間軸が右から左に延びる図１Ｃ－４に示される。

バイレベル圧力療法用に構成された更なるシステムを図１Ｃ－５に示す。この図では、図１Ｃ－１及び図１Ｃ－２のシステムのＣＰＡＰ定圧源はＦＣＰＲＶ３００と組み合わせたフロー源１２に置換されており、図１Ｂ－１及び図１Ｂ－２を参照して上述したようなＣＰＡＰシステムの定圧源を実現している。

バイレベル圧力システムでの使用のために調整又は構成されたＦＣＰＲＶは、患者に対する流れが停止した場合、例えば、フロー又は圧力源が動作不能になった場合に窒息防止弁としても動作するように構成されていてもよい。ＥＰＡＰ圧力レベルは患者へのＦＣＰＲＶ内の特定の流量に対して設定されてもよく（すなわち、バイアス流レベルに伝えられる）、また、患者へのＦＣＰＲＶ内の流れがない場合に患者の呼出を可能にするように設定されてもよい。

ＦＣＰＲＶは、また、外科的吹送において持続的陽圧を供給するためのフロー源とともに使用されてもよい。外科用吹送システムは図１Ｄに示される。システムは、圧縮ガスタンク又は病院の壁の流量計供給部などのフロー源１２と、ＦＣＰＲＶ３００と、加湿器１７と、システムから患者の腹腔に加湿ガス流を供給するためのトロカール２１５と、腹腔を出るガス流のためのフィルタ２１６と、を含む。設定フロー源とＦＣＰＲＶとの組み合わせにより、ＣＰＡＰシステムにおいて上述したような定圧、及び図１Ｂ－３に示されるような流れ特性を有する、図１Ｂ－１を参照して上述した密閉式患者インターフェースを提供する。

ＦＣＰＲＶは、また、呼吸システムにおいて窒息防止弁として使用されてもよい。ＦＣＰＲＶを窒息防止弁として含む換気又はＣＰＡＰシステムを図１Ｅ－１及び図１Ｅ－２に示す。システムは、ＣＰＡＰ源ガス源（すなわち定圧源ＣＰＡＰブロワ）、又は患者の口及び鼻を覆って密閉するフェイスマスクなどの患者インターフェースを介してユーザにガス流を供給するためのベンチレータを含む。密閉式マスクは、マスクからガスのバイアス流を通してＣＯ２／呼出されたガスをフラッシュするためのバイアス流用穴を有する。ＦＣＰＲＶ３００は、ＦＣＰＲＶと患者との間に低い流れ抵抗が存在するように、患者インターフェースの近傍に位置することが好ましい。治療中、ベンチレータ又はＣＰＡＰガス源は、持続的陽圧又は交互するバイレベル圧力を提供する。正常な吸気期間の少なくとも一部の間、弁は閉じたままであるように調整される。患者が呼出すると、弁は図１Ｃ－２を参照しバイレベルシステムについて上述したように動作する。代替的に又は付加的に、呼気用リムが設けられてもよい。ベンチレータ又はＣＰＡＰ源が破損又は機能停止した場合、ＣＰＡＰ源又はベンチレータ流路は開放され、患者が図１Ｅ－１に示すように、ベンチレータ／ＣＰＡＰ源、送達導管、及び患者インターフェースを通じて吸気空気を「引く」ことが可能になる。ＦＣＰＲＶは患者インターフェースの近傍に位置するので、患者からＦＣＰＲＶ（Ｒ１）への流れ抵抗はＦＣＰＲＶからＣＰＡＰ源又はベンチレータ（Ｒ２）への流れ抵抗に比べ低い。したがって、図１Ｅ－２に示すように、患者が呼出する場合、患者の呼気の大部分はＦＣＰＲＶから排出される。従来技術の呼吸システムは、窒息防止弁、例えば、患者インターフェースに弁を含む場合がある。従来技術の窒息防止弁は、圧力のない状態で開くフラップ弁機構を含む場合があり、このような弁はマスクの向きによっては重力の影響を受ける可能性がある。本発明によるＦＣＰＲＶは重力又は向きに影響されない。

無呼吸の（すなわち、自発呼吸していない）患者用のバイレベル圧力を提供するための又はベンチレータシステムとして動作するための別のシステム構成を図１Ｆ－１及び図１Ｆ－２に示し、このようなシステムのＦＣＰＲＶの特性を図１Ｆ－３のグラフによって示す。システムは、圧縮ガスタンク又は病院の壁の流量計供給部などのフロー源１２と、ＦＣＰＲＶ３００と、加湿器１７と、患者の口及び鼻を覆って密閉するフェイスマスクなどの密閉式患者インターフェース１１５又はラリンジアルマスクエアウエイ（ＬＭＡ）又は気管内挿管と、相互接続用ホース又は導管と、を含む。密閉式マスク１１５は、マスクからガスのバイアス流を通してＣＯ２／呼出されたガスをフラッシュするためのバイアス流用穴を有してもよい。ＦＣＰＲＶは、ＦＣＰＲＶと患者との間に低い流れ抵抗が存在するように、患者インターフェースの近傍に位置する。しかしながら、ＦＣＰＲＶは、加湿器の上流又はシステム内のどこに位置してもよい。

図１Ｆ－１及び図１Ｆ－２のシステムでは、ＦＣＰＲＶは、図１Ｂ－１、図１Ｂ－２、及び図１Ｂ－３のＣＰＡＰシステムにおいて上述したような定圧を供給するためのシステムで使用されるＦＣＰＲＶとほぼ同じように機能する。図１Ｆ－１及び図１Ｆ－２のシステムでは、ＦＣＰＲＶは、ＦＣＰＲＶにおける圧力が排出圧であり、患者圧力が、ＦＣＰＲＶ排出圧マイナスＦＣＰＲＶから患者までのシステム圧損、すなわち、図１Ｆ－３の曲線１４２と曲線１４１との間の差に等しくなるように、連続的に排出されるように調整されている。しかしながら、ＦＣＰＲＶがＦＣＰＲＶ開放圧１４２とシステム圧損１４１との間に一貫したオフセットを実現するように調整される１Ｂ－１及び１Ｂ－２のシステムとは異なり、図１Ｆ－１及び図１Ｆ－２のシステムでは、ＦＣＰＲＶは、流量が増加するにつれて、図１Ｆ－３に示されるように、開放圧曲線１４２がシステム圧損曲線１４１から発散するように調整されている。したがって、ＦＣＰＲＶにおけるシステム圧力が図１Ｆ－１の圧力流量曲線１４２に沿って周期的に往復を繰り返すと、患者への圧力は相対的に低い圧力Ｐ１と相対的に高い圧力Ｐ２との間で周期的に繰り返す。図１Ｂ－３を参照して記載したように、患者が息を吸う際、患者に対する流れがその最大となり、相対的に高い差圧がセンシング部材１５５によって検知されることとなり、ＦＣＰＲＶの対応するより高い開放圧を生じさせる。比較的低い流量がＦＣＰＲＶにおいて排出され、ＦＣＰＲＶにおける圧力は図１Ｆ－３の線１４２上の矢印の右側端部に向かう。ＦＣＰＲＶ圧力は、患者が吸気を終了し呼出し始めると図１Ｆ－３の開放弁圧力曲線１４２上の矢印の左側端部に向かって移動する。発散するＦＣＰＲＶ圧力曲線によって、患者は換気の補助のため、吸気中に高い圧力を受け、呼気中に低い圧力を受ける。本発明者は、また、センシング部材１５５と主要ガス流路１５８との間に有意な空気圧カップリングを設けることによって、ＦＣＰＲＶを、ＦＣＰＲＶにおける圧力が吸気圧力Ｐ２及び呼気圧力Ｐ１から急激に変化するように相対的に迅速応答構成で動作するように作成することができ、これは無呼吸の患者の換気に特に有用であることも発見した。センシング部材と主要ガス流路との空気圧カップリングについては図２７Ｅ及び図２７Ｆを参照して以下でより詳細に記載する。

図１Ｆ－１～図１Ｆ－３を参照して記載したようなバイレベル圧力用に構成されているＦＣＰＲＶは、また、小児蘇生ＰＥＥＰ／ＰＩＰデバイス、例えば、国際公開第０３／０６６１４６号に記載されているようなデバイスとともに使用してもよい。上述のように、ＦＣＰＲＶ３００は連続的に排出するように調整されている。呼気終末陽圧を供給するために、医療専門家は蘇生デバイス（例えば、ＦｉｓｈｅｒａｎｄＰａｙｋｅｌＨｅａｌｔｈｃａｒｅのＮｅｏｐｕｆｆ（登録商標）デバイス）の患者インターフェース（フェイスマスク）の排出出口を遮断する。これは、ＦＣＰＲＶが排出して小児への流量を低減して呼気終末陽圧（例えば、図１Ｆ－３のＰ１）を得るように、流れ抵抗を増加させてＦＣＰＲＶの開放圧を低下させるように機能する。吸気最大気道内圧を供給するために、医療専門家はＮｅｏｐｕｆｆ（登録商標）デバイスの排出出口を遮断解除して、ＦＣＰＲＶの開放圧を低減し、例えば、図１Ｆ－３の圧力Ｐ２を得る。ＦＣＰＲＶをこの用途用に調整するために、患者インターフェースフェイスマスクは密閉され、フロー源からの入力流量が設定される。Ｎｅｏｐｕｆｆ（登録商標）ベントは閉塞され、ＦＣＰＲＶは、例えば、弁部材付勢を調節することによって調節され、所望のＰＥＥＰが達成される。Ｎｅｏｐｕｆｆ（登録商標）ベントは、その後、閉塞解除され、所望のＰＩＰ圧力を達成するように調節される。

いくつかの実施形態では、流量補償圧力開放弁３００は、例えば、導管の閉塞など任意の付加的な流れ抵抗がシステムに付加されることのない通常動作条件下のシステムの圧損に整合させてもよい。このような配置構成は、図１５Ｂ及び図１Ｂ－３に示す特性によって示される。これにより、例えば、図１５Ｂに示すように、弁開放圧がシステムの圧損から一貫してオフセットし、圧力開放線１４２がシステム圧損線１４１の一貫して２０ｃｍＨ₂Ｏ上方であるようにする。

例えば、バイレベル圧力システムについて図１Ｃ－３を、及びベンチレータシステムについて図１Ｆ－３を参照して上述したように、いくつかの用途では、一貫したオフセットがシステム圧力対流量曲線１４１と開放圧対流量曲線１４２との間に存在してもよい。

図１７は、システム圧損１４１とＦＣＰＲＶ開放圧１４２との間に一貫したオフセットのない設定流量非密閉患者インターフェースシステムのＦＣＰＲＶ特性の更なる例を提供する。図１７では、曲線１４３及び曲線１４４は、システム圧損に整合しないＦＣＰＲＶ開放圧を示す。上の線１４３は、流量が増加するにつれて累進的に増加する動的調節開放圧を示す。このような特性は、曲げなどの予想される回路の部分閉塞を補償するために望ましい場合がある。下の線１４４は、流量が増加するにつれて累進的に減少する動的調節開放圧を示し、この線は、ＦＣＰＲＶ３００によって検知されるシステム圧損（Ｐｃ）と最終的に交差する。この例では、システムは約１０５Ｌ／ｍｉｎの流量の送達に限定されており、これより高い流量ではＦＣＰＲＶが出口ベントを通して流れを排出することになる。これはシステムの流れ抵抗が整合できない場合に実用的なオプションである。例えば、単一弁構成が、それぞれ異なる流れ抵抗を有する様々な異なるシステムで使用に供される場合、これらシステムの流れ抵抗への弁の整合を実現できない可能性がある。このため、低い曲線は安全な圧力を維持するものの流量は制限する。これは流量限界が所望の治療流量を超える場合に容認できる。いずれの場合においても、整合しない開放圧対流量曲線１４３及び１４４は、整合した曲線１４２よりも望ましくない場合がある。いくつかの実施形態では、ＦＣＰＲＶの入口から出口への流量が増加するにつれて累進的に減少する動的調節開放圧が望ましい場合がある。送達される流量が増加するにつれて、システム内の圧力（すなわち圧力流量曲線１４１）は増加する。システム内の圧力が増加し続ける場合、システム構成要素（シール、加湿器チャンバ、管、又は回路接続部等など）は過圧力により最終的に破損する場合がある。したがって、システムを保護するために何らかの上限を設けることが望ましい。より重要なことには、曲線１４４が圧力流量曲線１４１に交差する点は、患者に対する流れを制限するための、ゆえに、患者圧力を安全なレベルに制限するための圧力上限を提供する。異なるシステムにおいて圧力流量曲線１４１は異なる。例えば、成人用カニューレを備えるシステムは小児用カニューレに比べて低い流れ抵抗を有する。したがって、小児用カニューレを備えるシステムの圧力流量曲線は成人用カニューレを備えるシステムの圧力流量曲線よりも「急」である。したがって、特定のシステムのシステム圧損特性は、ＦＣＰＲＶの適切な上限を決定するように決定しなければならない（すなわち、圧力開放対流量閾値曲線１４２の形状を、圧力開放対流量曲線１４２が特定のシステムのシステム圧力対流量曲線１４１に所望の圧力上限で交差するように調整する必要がある）。

ＦＣＰＲＶの構成に関連するいくつかの要素はＦＣＰＲＶの動作特性に影響を及ぼす。例えば、流量制限部１５２のベンチュリ又はオリフィスは、センシング部材１５５によって検知される差圧の原因となるため、開放圧対流量曲線１４２の形状はベンチュリスロート部又はオリフィス直径の大きさによって決定されてもよい。

開放圧特性を調整するために、ＦＣＰＲＶ３００に、以下に記載する様々な特徴の任意の１つ以上を設けてもよい。

流量補償圧力開放弁デバイス３００は、既知の流れ抵抗のシステム内で用いられてもよい。このような状況では、ベンチュリ又はオリフィスは固定サイズのものであってもよく、特定のシステムの既知の流れ抵抗を持つシステムと共に使用するように決定されてもよい。

あるいは、ＦＣＰＲＶが用いられるシステムが未知の場合、ユーザがＦＣＰＲＶを特定の用途に合わせて「調整する」ことができるようにするために、ＦＣＰＲＶに、調節可能なベンチュリ又はオリフィス（例えば、調節可能な面積及び／又は長さ）が設けられていてもよい。例えば、ＦＣＰＲＶ３００に、それぞれ異なるサイズのオリフィスを有する様々な異なるオリフィス板が設けられていてもよい。オリフィス板は交換可能であり、それぞれ既知の抵抗を有する。例えば、経鼻高流量システムは「成人用」カニューレと「小児用」カニューレとの間で交換可能であってもよい。各カニューレは異なる既知の流れ抵抗を呈する。１つのオリフィスは、例えば、流量補償圧力開放弁を「成人用」カニューレ用に構成されたシステムに合わせて「調整」してもよく、別のオリフィスは、流量補償圧力開放弁を「小児用」カニューレ用に構成されたシステムに合わせて「調整」してもよい。異なるオリフィスは摺動可能な板に配置されていてもよく、摺動可能な板は各オリフィスを流量補償圧力開放弁の流路内へと摺動させてもよい。ベンチュリスロート部又はオリフィス／流量制限部のサイズを調節するための他の手段を用いてもよい。例えば、最大流量制限部（すなわち最小オリフィスサイズ）になるような大きさのオリフィスが設けられていてもよく、これは、大きなオリフィスサイズ／小さな流量制限部を実現するために開けられてもよい。代替的に、大きなオリフィスサイズが設けられてもよく、それぞれ小さなオリフィスサイズを有する挿入物（単数）又は挿入物（複数）が、大きなオリフィスに嵌合させる又は隣接させるために設けられていてもよい。流量制限部は、弁配置構成、例えば、ゲートバルブ型配置構成によって設けられていてもよい。ゲートバルブ型配置構成において、弁は、弁のゲートを動かして流量制限部のサイズを調節するためのねじ調節部を有してもよい。ねじは多くの回転を与え、相対的に微調整を行いＦＣＰＲＶの精密な調整を実施してもよい。代替的に又は付加的に、様々なインターフェースの全ての患者インターフェースを同一のＦＣＰＲＶセットアップで使用することができるように、それぞれ同一の流れ抵抗を有する様々な異なる患者インターフェースが提供されてもよい。例えば、各患者インターフェースが同一の総流量制限を有するように、様々なインターフェースの各患者インターフェースに流量制限部が設けられてもよい。流量制限部は、フィルタ、オリフィス、管の狭い部分、又は任意の他の適切な配置構成によって設けられていてもよい。

いくつかの実施形態では、ＦＣＰＲＶは、１つより多い流量制限部を直列で及び／又は並列で含んでもよい。いくつかの実施形態では、流量制限部は、制限部内の第１の流れ方向に第１の流れ抵抗、及び流量制限部内の第２の反対の流れ方向に第２の流れ抵抗を提供するように構成されていてもよい。例えば、流量制限部は、チャネルへの角度を成した引込部又はオリフィスへの漏斗流を含んでもよく、これはオリフィスを大きくする効果がある。角度を成した引込部は、負の流れ応答を平坦化するという利点を提供する。いくつかの実施形態では、流量制限部１５２は角度を成した引出部を含んでもよく、これもまた、オリフィスから流れを緩やかに案内することによってオリフィスを大きくするを有する。これは正の流れ応答を平坦化するという利点を有する。一般に、引出部は引込部よりも流れ応答に対する大きな効果を有する。引込部は、患者が呼出する（負の流れ）ときに引込部が引出部になるので、バイレベルＰＡＰにおいて特に有益であり得る。

システム内の流れ抵抗のＦＣＰＲＶに対する効果は、システム内のＦＣＰＲＶの位置にも依存し得る。したがって、ＦＣＰＲＶは、システム内の特定の位置に合わせて調整されることが好ましい。加湿されるシステムでは、ＦＣＰＲＶは、ＦＣＰＲＶ内における凝縮物の可能性を避けるためにシステム内において加湿器の上流に配置されていることが好ましい。しかしながら、ＦＣＰＲＶは、システム内の別の場所、例えば、加湿器の下流に配置することはできる。

図１８は、本明細書中に記載される流量補償圧力開放弁の調整方法を示す。ステップ１６０において、システムに、システム流量（例えば、患者に送達される流量）対システムの圧損応答曲線を決定するための圧力試験が行われる。ステップ１６１において、例えば、システム圧力対流量曲線にオフセット圧力を加えることにより所望の開放圧対流量曲線が決定される。ステップ１６２において、本明細書中に記載される一実施形態によるＦＣＰＲＶがシステム内に取り付けられる。ステップ１６３において、流量制限部がＦＣＰＲＶ３００の下流でシステムに継続的に加えられ、様々な流量に対して生じる開放圧が決定される。ステップ１６４において、実際の圧力開放対流量曲線が所望の曲線と比較される。ステップ１６５において、実際の曲線が所望の曲線に一致しない場合、流量制限部のサイズは調整され、所望の圧力開放特性が得られるまでステップ１６３及びステップ１６４が再び繰り返され、ステップ１６６の時点で、ＦＣＰＲＶは調整が成功のうちに完了している。流量制限部は、連続的な状態で、すなわち、前後に動いて制限部を連続的に変化させることができる穴内のテーパ状のプラグで、又は弁、例えば、上述のようにねじ調節部によって駆動されるゲートを有するゲートバルブの位置を変えることで動的に調整され得る。

代替的に又は付加的に、ベント圧力閾値は、ＰＲＶ１００、２００に関連して上述した特徴の任意の１つ以上を調節することによって調節されてもよい。例えば、弁膜１０５の張力は、例えば、弁部材１０５に対する弁入口管１０８の相対位置、又は排出出口１０３の大きさを調節することによって調節されてもよい。ＰＲＶ１００において、排出出口の大きさは図３～図５及び図７に示されるような圧力開放弁開放圧対流量曲線の形状、ゆえに、様々な流量にわたるベント圧力閾値を決定する。システムが完全に遮断／閉塞されると、ＦＣＰＲＶは、センシング部材が弁部材１０５にいくらかの付加的な付勢を与え得ること以外は、先で記載したＰＲＶ１００として動作する。また、センシング部材１５５によって弁部材１０５に与えられる付勢力は調節可能であってもよい。例えば、センシングと弁部材との間の機械的リンク１５７の長さは調節可能であってもよく、リンクの長さが短いほど付勢力、ゆえに、ベント圧力が増加する。

開放弁排出圧を調節するための更なる調節機構を図１８Ａ～図１８Ｃに示す。いくつかの実施形態では、図１８Ａに示すように、変位チャンバ１０７は周囲環境から密閉されていてもよい又は密閉可能であってもよい。図示される実施形態においては、ＦＣＰＲＶに、変位チャンバ内の圧力を変更するためのデバイス１０７ａが設けられている。このようなデバイスには、ＰＲＶ１００（すなわち流れ制御されないもの）も設けられていてもよい。例えば、デバイス１０７ａは、変位チャンバ内の圧力を増加又は減少させるための足又は手作動式ポンプであってもよい。変位チャンバの有効体積は、変位チャンバ１０７の体積及びデバイス１０７ａの体積を含んでもよい。例えば、デバイス１０７ａは、空気が充填されたシリンジ若しくは他のシリンダ及びプランジャ配置構成であってもよく、又は空気充填されたバッグ／バルーンであってもよい。デバイスの体積を低減することによって、変位チャンバの有効体積は減少し、変位チャンバ１０７内の圧力の増加をもたらす。変位チャンバ内の変化した圧力によりＦＣＰＲＶのＰＲＶの開放圧が変化し、変位チャンバの圧力の増加により開放圧が増加し、変位チャンバの圧力の減少により開放圧が減少する。デバイス１０７ａは、弁部材を弁座１０４から持ち上げることが望ましくなければ、弁部材を弁座１０４から持ち上げないように適合されるべきである。圧力調整デバイス１０７ａは、変位チャンバ、すなわちＦＣＰＲＶ上に配置されていてもよく、又はホース若しくは導管により変位チャンバに接続され、離れていてもよい。デバイス１０７ａは、手若しくは足によって調節可能であってもよく、又はソレノイドなどの電気機械的手段によって駆動されてもよく、又は電動機械式ポンプであってもよい。ＰＲＶ１００は、また、変位チャンバの圧力を周囲圧力にリセットするためのリセットデバイス１０７ｂが設けられていてもよい。リセットデバイスは、ポペット弁又は他の類似デバイスなどの手動又は電動開放弁であってもよい。図１８Ａにおいて、ＦＣＰＲＶ３００は、変位チャンバの圧力によって弁部材１０５が弁座１０４に付勢されている無流量状態で示されている。

いくつかの実施形態では、弁部材１０４と弁座の相対位置は開放圧を調節するために調節可能であってもよい。上述のように、弁座に対する弁入口の位置は調節可能であってもよい。代替的に又は付加的に、いくつかの実施形態では、弁座に対する弁部材の位置は調節可能である。図１８Ｂに示すように、弁部材はハウジング部分によって支持されていてもよく、入口に対するハウジング部分の位置は、例えば、変位チャンバ１０７のハウジングと出口チャンバ１０２のハウジングとの間のねじ機構１０２ａにより調節可能である。代替的に又は付加的に、センシング部材１５５は、弁座に接する弁部材に対しセンシング部材が与える付勢を調節するように、弁入口に対して調節可能であってもよい。例えば、センシングチャンバハウジングは、弁座１０４に対するセンシング部材の相対位置を移動させるためのねじ機構を含んでもよい。ユーザは、開放圧を調節するために、例えば、ハウジング部分を手で回すことによってねじ機構を操作してもよい。ハウジングは、開放圧設定に関するハウジング位置の表示を提供してもよい。

前述のように、センシング部材と弁部材との間を接続している機械的リンク１５７は長さ調節可能であってもよい。いくつかの実施形態では、機械的リンクの長さはＦＣＰＲＶの使用中に調節されてもよい。例えば、図１８Ｃに示すように、いくつかの実施形態では、機械的リンクは、第１の部分１５７ａと、第２の部分１５７ｂと、リンク１５７の全長を調節するための、第１の部分１５７ａと第２の部分１５７ｂとの間のねじ係合部１５７ｃと、を含んでもよい。ねじ係合部１５７ｃによりリンク１５７の全長を調節するためにユーザが１つの部分１５７ａを他方のリンク部分１５７ｂに対して回転できるようにするために、制御ハンドル又はつまみ１５７ｄが設けられていてもよい。

いくつかの実施形態では、ＦＣＰＲＶは、圧力上限を含んでもよい又は提供してもよい。圧力上限は、システムの構成要素を保護するためのシステムの安全圧力上限に相当し得る。圧力上限は、センシング部材の移動量を限定すること、例えば、センシング膜の変形を限定すること又はセンシングプランジャ若しくはピストンの移動量を限定することによって設定してもよい。センシング部材の移動量を限定することで、センシング部材が弁部材に与えることができる張力の量を限定し、更には、ＦＣＰＲＶの流量制限部を通る流量が弁部材に対して及ぼす影響の上限を提供する。いくつかの実施形態では、第２のチャンバは、センシング膜の変形を限定してもよく、又はセンシングプランジャ若しくはピストンの移動を限定してもよい。例えば、センシング膜は、膜が膨張して第２のチャンバの壁に接すると、最大膨張構成に限定されてもよい。あるいは、センシングピストン又はプランジャの最大移動量は、第２のチャンバの壁に当たっているピストン又はプランジャによって、又は第２のチャンバ内の機械的な停止部（例えば、図２１の物品２７１によって示されるように第２のチャンバの壁から延びる肩部又は突起）によって設定されてもよい。あるいは、機械的な停止部は、センシング部材と弁部材との間の機械的リンク１５７、２５７に係合するように設けられていてもよい。この実施形態の図示は図１４Ａ及び図１４Ｂに提供され、これら図では、ＦＣＰＲＶの壁から突出している肩部２７２が、機械的リンク上のフランジ又は突起２７３によって設けられた肩部に係合し、センシング部材の移動を限定するように適合されている。

センシング部材又は機械的リンクの移動を限定する効果を図１９に示す。患者に送達される流量が増加するにつれて、システム内の圧損１４１が増加し、センシング部材の差圧は増加するので、ＦＣＰＲＶの開放圧１４２は増加する。しかしながら、センシング部材の移動量が最大移動量に達すると、それ以上の流量の増加及び結果として生じるセンシング部材の差圧の増加の効果は弁部材に伝達されず、このため、開放圧は最大圧力に達する。図１９において、最大開放圧は線１４５によって示され、５０ｃｍＨ₂Ｏ未満である。

ＦＣＰＲＶが使用されるシステムの種類を問わず又は種類に関係なくシステム最大圧力限界を達成することができることから、図１９に示される概念、すなわち、センシング部材の移動又は変形を最大レベルに限定すると有利になり得る。システム最大圧力を手動で設定するにはシステム内の流れ抵抗の知識を要するが、記載されるような構成は、ＦＣＰＲＶが使用されるシステムの種類に関係なくシステム圧力の限定を可能にする。

いくつかの実施形態では、機械的リンクは、弁部材若しくはセンシング部材又は弁部材及びセンシング部材の両方から分離されることによって圧縮状態でのみ動作する。このような一実施形態は、機械的リンク１５７の端部が弁部材１０５及びセンシング部材１５５に結合されていない、図１６Ａ～図１６Ｃに示される概略図によって示す。弁１５８の主要流路内にガスが流れていない（すなわち、ＦＣＰＲＶ入口１５１への流れはゼロ）状態において、機械的リンク１５７の一端は弁部材１０５を支持し、機械的リンク１５７の他端はセンシング部材を支持する。機械的リンクの長さは、その偏向されていない状態にあるとき、弁部材とセンシング部材との間の距離よりも大きい。弁部材が弁座１０４を支持するように、弁部材はセンシング部材よりも大きな付勢を有する。例えば、膜弁部材及び膜センシング部材を含む一実施形態では、弁部材がセンシング部材の付勢に抗して弁座に付勢されるように、弁部材膜はセンシング部材膜よりも大きな張力を有する。入口１５１から出口１５３へのＦＣＰＲＶ内の流れが増加するにつれて、センシング部材内の差圧は増加し、センシング部材の付勢に抗して作用し、機械的リンク１５７によって弁部材に加えられる力が低減される。流れが増加し続けるにつれて、機械的リンクによって弁部材に与えられる力は累進的に低下し、ゆえに、開放圧は累進的に増加する。図１６Ｂは、主要流路及び流量制限部１５２内の流れにより機械的リンク１５７が弁部材１０５に加える力が減少し、機械的リンクが弁部材１０５及びセンシング部材１５５の両方を支持している弁の状態を示す。流れが増加し続けるにつれて、センシング部材は、機械的リンクがセンシング部材１５５、弁部材１０５、又はこれらの両方、のいずれかとの接触を失うように偏向される。図１６Ｃは、リンクが弁部材及びセンシング部材にもはや接触していない高流量状態を示す。この段階では、センシング部材の付勢は機械的リンクを介して弁部材１０５にいかなる力ももはや与えない。このため、所定の流量閾値を超えると、開放圧は、弁座１０４に対する弁部材の付勢のみによって決定され、ＦＣＰＲＶは、流量補償のないＰＲＶとして機能する。弁座に対する弁部材の付勢により、流量に関係ないシステムの圧力限界を設定する。これは図１６Ｄの流量対圧力曲線における水平破線によって示される。図１６Ｄに示すように、開放圧は、機械的リンクと、弁及びセンシング部材のうちの１つ又は両方との間の接触が失われる（図１６Ｃに示すように）まで、流量が増加するにつれて累進的に増加し、この時点で、弁部材の付勢によって設定された圧力限界に達する。

ＦＣＰＲＶの下流においてシステムに流量制限部（例えば、部分的につぶれた導管）が導入される場合、フロー源（図１ＡＡの参照番号１２）は、ＦＣＰＲＶへの設定流量を維持し、ＦＣＰＲＶの圧力Ｐｃは、センシング部材の差圧が対応して増加することなく増加する。このような状況では、圧力Ｐｃは、図１６Ｄの垂直線によって示される開放圧に達するまで増加し、センシング部材、機械的リンク、及び弁部材は、弁部材が弁座から持ち上がり、出口チャンバ及び出口ベント開口部１０３を通じて流れを排出する方向に移動する。

図１６Ａは、ＦＣＰＲＶの下流における完全な遮断によりＦＣＰＲＶ入口１５１に供給される全ての流れがＰＲＶ排出出口１０３を通じて排出される状態を示す。

いくつかの実施形態では、例えば、図９Ａ及び図１０Ａを参照して記載したような膜弁部材又は付勢ばね部材の張力によって、弁部材は弁座に対して付勢される。更なる付勢量（正又は負）が機械的リンクを介してセンシング部材により与えられ、弁部材を弁座から離れる方に持ち上げるのに必要な圧力を変更する。いくつかの実施形態では、例えば、図２３Ａに示すように、弁部材は、センシング部材によって与えられる付勢によるほかは弁座に対して付勢されない。膜弁部材は、膜がセンシング部材により引かれて弁座に接触するまで膜が弁座に対して付勢されないように、弁座上に伸張されなくてもよい。いくつかの実施形態では、センシング部材は弁部材に正の付勢を与える、すなわちセンシング部材は弁部材を弁座に対して引く。いくつかの実施形態では、図１６Ａ～図１６Ｄを参照して記載したように、センシング部材は、弁部材に負の付勢を与える、すなわちセンシング部材は弁部材を弁座から離れる方に押す。文脈で別段の示唆のない限り、弁座に対する弁部材の付勢（ｂｉａｓ）又は付勢（ｂｉａｓｉｎｇ）は、弁部材膜の張力によって、又はばね要素によって、又は機械的リンクを介してセンシング部材によって与えられる、弁座に対する弁部材の全体的な付勢を意味するものである。

図１４Ａ及び図１４Ｂの表現は、ＦＣＰＲＶの１つの可能な構成を示す。この配置構成では、弁入口１０１とセンシングチャンバ１５４の第１のチャンバ１５４ａは、主要入口１５１と、主要出口１５３と、流れ抵抗部１５２とを含む主要流路１５８に「Ｔ」部品を介して接続されており、Ｔ部品の足は主要流路に接続され、ＰＲＶ１００及びセンシングチャンバ１５４配置構成は「Ｔ」部品の上部の各側に、対向して接続されている。

流量補償圧力開放弁の別の実施形態を図２０に示す。図１４Ａ及び図１４Ｂの構成と比較すると、図２０の実施形態は、より小さな空間を占め、外観がより美的に優れた単一弁ユニット４００に構成されている。

図２０において、弁体１１０はセンシングチャンバ１５４の第１のチャンバ１５４ａと出口チャンバ１０２とを形成している。第１のチャンバ１５４ａと出口チャンバ１０２とは壁１０６ｂによって分割されている。主要入口１５１から主要出口１５３へと送られるガス流が第１のチャンバ１５４ａを通過するように、主要入口１５１及び主要出口１５３は、第１のチャンバ１５４ａと直接連通するように本体１１０内に又は本体１１０とともに形成されている。オリフィス１５２が主要出口１５３において本体１１０の壁１０６内に設けられており、圧力タップ１５６が出口及び／又はオリフィスの下流に、本体１１０の端部に取り付けられたキャップ１１０ａにより設けられた第２のチャンバ１５４ｂに連通するように設けられている。第１のチャンバ１５４ａと第２のチャンバ１５４ｂは、センシング部材１５５を中に有するセンシングチャンバ１５４を形成している。図示される実施形態においては、センシング部材１５５は、第２のチャンバ１５４ｂを形成しているキャップ１１０ａと第１のチャンバ１５４ａを形成している本体１１０との間に固定された膜である。弁入口管１０８は第１のチャンバ１５４ａから出口チャンバ１０２へと延び、入口管の端部１０４は弁部材１０５が密閉する弁座１０４を提供する。弁部材１０５は本体１１０に取り付けられた第２のキャップ１１０ｂによって本体１１０に固定されている。出口アパーチャ１０３は本体１１０の壁１０６内に設けられており、出口チャンバ１０２を形成している。弁部材１０５とセンシング部材１５５は剛性のロッド１５７によって結合されている。

図２１は、図２０のものに類似するＦＣＰＲＶ５００の一実施形態の自由体図であるが、センシング部材１５５は、センシングチャンバ１５４を形成しているシリンダ内を移動するピストン２８０である。この実施形態では、弁部材１０５は膜である。

図２２は、ＦＣＰＲＶ６００の更に別の実施形態を示す。図２２の実施形態は、図２０の実施形態に類似するが、図２２では、弁部材２０５は膜ではなく非密閉プランジャ２０５であり、これは、プランジャが出口チャンバ２０２の壁２０６とシールを形成しないことを意味する。この実施形態では、弁部材２０５は、図９Ａ～図９Ｃを参照して記載した弁部材に類似する。図２２では、弁部材２０５とセンシング部材１５５との間の機械的リンク２５７は調節可能な長さのものであり、例えば、伸縮式部品を含んでもよい。リンクの長さの調節により、第１のチャンバ１５４ａと第２のチャンバ１５４ｂとの間の差圧により生じる力に加え、センシング部材１５５が弁部材２０５に与える力の量を調節する。主要入口１５１から主要出口１５３への流れは導管１６７を通る。主要入口から主要出口へのガス流が第１のチャンバ１５４ａの壁内の開口部１７０を通じて第１のチャンバ１５４ａに連通するように、導管１６７は第１のチャンバ１５４ａに交差する（例えば、導管は第１のチャンバに正接していてもよい）。連通路（図示せず）は、流量制限部（オリフィス又はベンチュリなどの流量制限部は開口部１７０から下流にある）の下流側からニップル１５９又は他の適切な接続部を介して第２のチャンバ１５４ｂに接続されていてもよい。

図２２のＦＣＰＲＶの概略図を図２３Ａ及び図２３Ｂに記載する。図２３Ａは、センシング膜の差圧がない又は差圧が小さい無流量又は低流量構成を示す。図２３Ｂは、センシング部材１５５がセンシングチャンバの第２のチャンバ１５４ｂに向かって変形されるようにセンシング部材の差圧がある、増加流量又は高流量構成を示す。センシング部材の変形によって、センシング部材が機械的リンク２５７を介して密閉部材２０５を弁座２０４に対して付勢する。図２３Ａは、無流量又は低流量構成にあるとき、中立点（変形していない又は伸張していない）から変形されているセンシング膜１５５を示す。例えば、一部の実施形態によるＰＲＶ１００に対して上述したように、この変形は、弁部材２０５に、弁座２０４に対する初期又は最小限の付勢力を与える初期変形又は予荷重である。

図２４は、ＦＣＰＲＶ７００の更に別の実施形態を示す。ＦＣＰＲＶは、ガス源からガス流を受け、ガス流をシステム、例えば、図１の呼吸システム１２に送達するための主要入口２５１及び主要出口２５３を有する。圧力閾値を超える圧力を開放するためにＰＲＶ１００が設けられており、図示される実施形態においては、膜弁部材１０５並びに弁入口１０１と、出口チャンバ１０２と、弁座１０４とを含む、先の実施形態を参照して記載したような他の特徴を含む。出口チャンバ１０２からの排出出口（例えば、図２Ａの排出出口１０３）は図２４では視界から隠れているが、出口チャンバ１０２の壁２０６内に設けられている。ＦＣＰＲＶ７００は、主要入口２５１から主要出口２５３へと送られるガス流の流量に基づきＰＲＶ１００の圧力閾値を動的に調節するためのセンシング機構を含む。センシング機構はセンシングチャンバ２５４を含み、センシングチャンバ２５４内にセンシング部材２５５が配置されている。ＦＣＰＲＶ７００の本体２１０はセンシングチャンバ２５４及び出口チャンバ１０２の両方を形成しており、隔壁２０６ｂがこの２つを隔てている。

前述の実施形態とは異なり、図２４の実施形態では、主要入口２５１から主要出口２５３へのガス流は第１のチャンバ２５４ａから第２のチャンバ２５４ｂへとセンシングチャンバ２５４内を流れ、主要出口２５３は第２のチャンバ２５４ｂからのものである。センシング部材２５５は非密閉プランジャであり、これは、プランジャがセンシングチャンバの壁２０６ｃとシールを形成しないことを意味する。センシングプランジャ２５５は機械的リンク２５７によって弁部材１０５に機械的に結合されている。図示される実施形態においては、リンク２５７は、長さ調節可能であるための２つの伸縮式部材を含む。プランジャ２５５の外周部とセンシングチャンバの壁２０６ｃとの間の環状間隙２５２は、主要入口から主要出口へのガス流の制限部を提供する。付加的に、いくつかの実施形態では、プランジャ内のアパーチャ、及びプランジャとチャンバ壁との間の環状間隙２５２が所望の流れ抵抗を提供するように、プランジャはプランジャ内にアパーチャ（図示せず）を含んでもよい。別の実施形態では、プランジャは、例えば、センシングチャンバの壁とシールを形成しているが、ピストン内の１つ以上のアパーチャが流量制限部２５２を提供するピストンであってもよい。弁入口１０１はガス流が流量制限部２５２を通過する前に主要入口２５１からガス流を受けることから間隙又は流量制限部２５２は弁入口１０１の下流にある、又は換言すると、弁入口１０１は制限部２５２によって生成される圧損を受けないことから弁入口１０１は流量制限部２５２の上流にある。流れが環状間隙２５２内を通過すると、プランジャ２５５の下流側２５４ｂのセンシングチャンバ内の圧力がプランジャ２５５の上流側２５４ｂのセンシングチャンバ２５４内の圧力よりも低くなるように圧損が生成される。センシング部材２５５の上流側はセンシングチャンバ２５４の第１のチャンバ２５４ａと呼ぶことができ、センシング部材２５５の下流側は第２のチャンバ２５４ｂと呼ぶことができる。センシングプランジャ２５５は第１のチャンバ２５４ａと第２のチャンバ２５４ｂとを分割するが、ガス流が第１のチャンバから第２のチャンバに送られることから２つのチャンバを空気的には分離しない。第１のチャンバ２５４ａは、センシング部材２５５とセンシングチャンバ壁２０６ｃとの間の間隙によって提供される、流量制限部２５２の上流のガス流と流体連通し、第２のチャンバ２５４ｂは、センシング部材２５５とチャンバ壁２０６ｃとの間の間隙２５２によって提供される、流量制限部２５２の下流のガス流と流体連通する。センシング部材２５５内の差圧によって、センシング部材２５５が、センシングチャンバ２５４を通じて主要入口から主要出口へと送られるガスの流量に応じて弁入口１０１から離れ、リンク２５７を介して弁部材１０１を弁座１０４に向かって付勢する。

図２４のＦＣＰＲＶの概略図を図２５Ａ及び図２５Ｂに記載する。図２５Ａは、センシングプランジャ２５５の差圧がない又は差圧が小さい無流量又は低流量構成を示す。図２５Ｂは、センシングプランジャ２５５がセンシングチャンバの第２のチャンバ２５４ｂに向かって強制的に押されるようにセンシングプランジャの差圧がある、増加流量又は高流量構成を示す。センシングプランジャの移動によって、センシングプランジャが機械的リンク２５７を介して密閉部材１０５を弁座１０４に対して付勢し、主要入口２５１から主要出口２５３へとＦＣＰＲＶを通る流れは、プランジャ２５５とセンシングチャンバ２５４の壁との間の環状間隙２５２によって設けられた流量制限部を通過する。

図２４のものに類似するＦＣＰＲＶの概略図を図２６Ａ及び図２６Ｂに記載する。この実施形態では、センシング部材は、センシングチャンバの壁とシールを形成するピストン２８０である。ピストンはアパーチャ２８１を含む。アパーチャ２８１は、センシングチャンバ内に流量制限部を設ける。図２６Ａは、センシングピストン２８０の差圧がない又は差圧が小さい無流量又は低流量構成を示す。図２６Ｂは、センシングピストン２５５がセンシングチャンバの第２のチャンバ２５４ｂに向かって強制的に押されるようにセンシングピストンの差圧がある、増加流量又は高流量構成を示す。センシングピストンの移動によって、センシングピストンが機械的リンク２５７を介して密閉部材１０５を弁座１０４に対して付勢し、主要入口２５１から主要出口２５３へとＦＣＰＲＶを通る流れは、ピストン２８０内のアパーチャ２８１によって設けられた流量制限部を通過する。更に、シリンダハウジング２５４と摺動関係にあるピストンセンシング部材２５５を含む一実施形態では、ピストン２５５とシリンダ２５４との間に、例えば、シリンダ壁内のチャネルによる、又はピストンの外周部の切り抜き又は切り欠きによる流路があってもよい。このようなピストンとシリンダとの間の流路はピストン内のアパーチャに付加するものであってもよい。更なる実施形態では、図２６Ａ及び図２６Ｂの配置構成は、膜センシング部材、膜内のアパーチャ、又は多孔質膜を使用することによって実施してもよい。流路が機械的リンク内、及びセンシング部材内のアパーチャ、例えば、センシング部材内に延びる端部を有する中空機械的リンクに設けられてもよい。

いくつかの実施形態では、ＦＣＰＲＶは、膜１０５、１５５などのＦＣＰＲＶの構成要素を収容するための外部ハウジング又はハウジング筐体を含む。図２７Ａ及び図２７Ｂは、ハウジング１８０を含むＦＣＰＲＶ８００を示す。ハウジングは弁部材１０５及びセンシング部材１５５を収容する。ＦＣＰＲＶは本体１１０を有する。いくつかの実施形態では、本体は、出口チャンバ１０２と、センシングチャンバ１５４の第１のチャンバ１５４ａとを設ける又は形成する。いくつかの実施形態では、本体は、また、例えば、一体形成された本体１１０内に主要入口１５１及び主要出口１５３を含む。図２７ａに示される実施形態の本体１１０を図２８Ａ及び図２８Ｂに示す。いくつかの実施形態では、ハウジング１８０は、組み合わせる２つの部品１８０ａ、１８０ｂ（例えば２つの半片）を含む。２つのハウジング部分は、相補的なさね継ぎ構成によって又はねじ止め若しくはボルト式構成を用いてともに固定されてもよく、又は例えば、超音波溶接若しくは任意の他の適切な方法でともに溶接されてもよい。シール部材、例えばガスケットが２つのハウジング部分の間に設けられていてもよいが、周囲圧力がハウジングの内部及び外部に存在することからシールは必要ないように思われる。本体１１０及び弁及びセンシング部材は、２つのハウジング部分内に受け入れられており、且つ２つのハウジング部分によって収容されている。いくつかの実施形態では、ハウジング部分１８０ａの１つ（第１のハウジング部分）は変位チャンバ１０７を設け、弁部材は弁座１０４から変位チャンバ１０７内に変位する。いくつかの実施形態では、ハウジング部分１８０ｂの１つ（第２のハウジング部分）はセンシングチャンバ１５４の第２のチャンバ１５４ｂを設ける。いくつかの実施形態では、弁部材及び／又はセンシング部材は、また、出口チャンバ１０２、又はセンシングチャンバの第１のチャンバ１５４ａを密閉するための密閉部材を設ける若しくは密閉部材としての役割を果たす。例えば、ハウジング（例えば第１のハウジング部分１８０ａ）は、ハウジングの側壁から内方に延びる環状部材１８２を含む。環状部材１８２は弁部材１０５（ダイヤフラム）の外周部を支持しているため、弁部材はハウジングと本体１１０との間に挟まれ、出口チャンバ１０２を周囲又は変位チャンバ１０７から密閉する（弁部材内に設けられてもよい任意の流路以外）。本体は、環状肩部又はフランジ１８３と、本体環状フランジとハウジング環状部材との間に挟まれた弁部材と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、弁部材は、環状フランジ１８３の外縁部を受け入れる、径方向内側に面するチャネル又は溝を含んでもよい。ハウジング環状部材１８２と環状部材１８２の径方向内側のハウジング壁は変位チャンバを形成している。環状部材１８２及び本体フランジ１８３は円形又は他の形状であってもよい。センシングチャンバの第２のチャンバ１５４ｂは同様に形成されていてもよく、本体１１０は、環状フランジ１８４と、ハウジング１８０の側壁から延びるハウジング環状部材１８２とを含み、環状フランジ１８４とハウジング環状部材１８２との間にセンシング部材が捕捉されている／挟まれている。

いくつかの実施形態では、本体１１０は２つのハウジング部分の間にクランプされている。図２７Ｂに最も良く示されるように、本体１１０はハウジング部分１８０ａ、１８０ｂの環状壁１８２の間にクランプされている。弁部材及びセンシング部材は、また、各ハウジング部分１８０ａ、１８０ｂと本体１１０との間にクランプされている。

いくつかの実施形態では、弁部材及び／又はセンシング部材は、剛性のフレームとダイヤフラム又は膜とを含む。剛性のフレームは、ダイヤフラム又は膜の外周部を支持若しくは保持する、又はダイヤフラム若しくは膜の外周部に結合されている。先に記載したように、いくつかの実施形態では、膜１０５、１５５はエラストマー膜である。図２７Ｃ～図２７Ｅを参照すると、膜１０５は、膜が所定の張力を有するようにフレーム１０５ｅによって張力がかけられた状態で保持されていてもよい。剛性のフレーム１０５ｅは膜１０５に重ね成形されてもよく、又は好適な実施形態では、膜がフレームに重ね成形される。重ね成形プロセスにおいて、剛性のフレームは型穴内に保持されてもよく、未硬化の材料が型穴に注入され、フレームに重ね成形される膜を形成してもよい。膜材料が硬化すると膜の材料は例えば２～３％収縮し、フレーム内で膜の予張力がもたらされる。フレーム１０５ｅは弁体１１０に係合して膜を本体に組み付ける。フレームは、フレームを本体にクリップ留めするためのクリップ留めインターフェース１０５ｆを含んでもよい。フレームにより、ＦＣＰＲＶの組み立て時に膜の適切な張力が得られ、維持されることになる。膜１０５及び膜１５５のたわみをもたらす本体１１０上の特徴を用いて付加的な予張力が加えられてもよい。フレーム１０５ｅを弁体に結合すると、膜を弁体に組み付けるために伸張させる必要がないため、適切な張力の維持が確実となる。フレームのない一実施形態（例えば、図２７Ｂに示すような）では、膜は弁体に取り付けるために伸張させるあるいは変形させることが必要な場合があり、これにより弁体に組み付けられた後に膜の張力の変化が生じる可能性があり、異なる弁の間で性能の変化が生じる。弁部材内にポート、例えば、図２７Ａに示される圧力ポート１５６及び圧力ポート１８５が設けられる場合、ポートは、剛性のフレーム内、又はフレーム及びフレームに重ね成形された膜材料内に延びてもよい。ポートのこのような配置構成は、ポートが膜の張力を阻害しないことを意味する。フレーム上に重ね成形された膜材料の領域１０５ｇは、弁のチャンバ壁、例えば、センシングチャンバ又は出口チャンバ又は変位チャンバとシールを形成してもよい。

弁部材１０５の相対的に剛性のフレーム１０５ｅ及びセンシング部材１５５は、金属、又はポリカーボネート若しくは当技術分野で周知の他のプラスチック材料などのプラスチック材料など任意の適切に剛性のある材料から形成されていてもよい。本体１１０は、また、相対的に剛性の材料から作成されていてもよく、且つ弁のフレーム及びセンシング部材又は当技術分野で周知の他の剛性材料と同じ材料から作られていてもよい。好ましくは、ハウジングはまた、相対的に剛性の材料から作成されていてもよく、且つ弁体又は当技術分野で周知の他の材料と同じ材料から作られていてもよい。弁膜又は弁体などの弁の部品は蒸気透過性材料から形成されていてもよい。

ハウジング１８０は弁部材１０５の外周部及び環状壁１８２の外側に延び、ハウジング内及び変位チャンバの外側に空洞又は空間１８６（第１の空間）を作成する。いくつかの実施形態では、ハウジング１８０内のハウジング空間１８６は変位チャンバ及び出口チャンバ１０２を囲む。いくつかの実施形態では、ハウジング１８０内のハウジング空間１８６は、変位チャンバ１０７と、出口チャンバ１０２と、センシングチャンバ１５４とを囲む。連通導管又は線１８５が変位チャンバ１０７とハウジング空間１８６との間に設けられていてもよい。空間１８６はアパーチャ１１２及びアパーチャ１８８を通じて周囲環境に開かれている。いくつかの実施形態では、連通導管は周囲環境と直接流体連通している。いくつかの実施形態では、アパーチャ１１２は、主要入口及び主要出口のうちの１つと同軸である。図２７ａの図示される実施形態においては、変位チャンバ１０７と流体連通するアパーチャは、アパーチャ１１２が環状アパーチャであるように、主要出口１５３と同軸である。いくつかの実施形態では、変位チャンバ１０７をハウジング空間１８６と流体的に接続しているポート１８５は、弁部材１０５の外周部の近傍において弁部材１０５内に、及びハウジング１８０の環状壁１８２の径方向内側に延びる。

いくつかの実施形態では、連通ポート又は線１５６が、主要出口１５３とセンシングチャンバ１５４の第２のチャンバ１５４ｂとの間に設けられている。いくつかの実施形態では、ポート１５６は、センシング部材１５５の外周部の近傍においてセンシング部材１５５内に、及びハウジング１８０の環状壁１８２の径方向内側に流体的に延びる。主要出口又は流量制限部若しくはオリフィス１５２の下流の圧力は位置１５６ａ（図２７Ａ）にて検知される。これは流量抑制部においても同様であり得る。この圧力抽出箇所は主要ガス流中にあることから、センシングチャンバ１５４の第２のチャンバ内のセンシング部材１５５によって検知される圧力は乱流／動圧を受ける可能性がある。ＦＣＰＲＶは、ガスの主流からポート１５６を遮蔽し、センシング部材によって検知される圧力変動を安定させるためのバッフルを含んでいてもよい。ＦＣＰＲＶは、主要ガス流路及びセンシングチャンバから流路を遮蔽し、センシング部材によって検知される圧力変動を安定させるためのバッフルを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、ハウジング１８０は出口チャンバ１０２の外側に空洞又は空間１８７（第２の空間）を設けている。弁部材が弁座１０４から離れて持ち上がるときに圧力開放弁１００を通るガスを出口チャンバ１０２からハウジング空間１８７に排出することができるように、排出出口１０３が本体１１０の壁１０６（図２７Ａに示される）内に設けられていてもよい。出口チャンバ１０２は第１の出口チャンバであってもよく、ハウジング空間１８７は第２の出口チャンバであってもよく、第１の出口チャンバと第２の出口チャンバは直列で配置されており、排出ガスは第１の出口チャンバ及び第２の出口チャンバを通過し、周囲環境に排出される。ベント又はハウジング空間１８７から周りの周囲環境への出口（単数）１８８又は出口（複数）は排出出口とも記載され得る。排出出口１０３及び排出出口１８８は特定の弁特性を実現するように調整されてもよい。いくつかの実施形態では、排出出口１８８において有意な圧損が得られるように排出出口１０３は排出出口１８８に比べ十分に大きくてもよい、あるいは、いくつかの実施形態では、出口チャンバ１０２からの排出出口１０３において有意な圧損が得られるように排出出口１０３は十分に小さくてもよい。いくつかの実施形態では、上述のハウジング空間１８６、１８７は、センシングチャンバ１５４と、出口チャンバ１０２と、変位チャンバ１０３とを囲む単一のハウジング空間として接合されている。いくつかの実施形態では、ハウジングは、２つの別個のハウジング空間１８６、１８７を設ける。いくつかの実施形態では、本体又はハウジングは、排出出口１０３とハウジング排出出口１８８との間に延び、出口チャンバからハウジング排出出口１８８に排出するガスを導くためのシュラウド又はダクト１８９を含む。ダクトは、変位チャンバと流体連通するハウジング空間１８６とともに配置されていてもよい。ダクト１８９の内部はハウジング空間１８７を提供してもよく、ハウジング空間１８７内に出口チャンバからガスが排出される。ダクトは、出口チャンバから排出するガスを、変位チャンバと連通するハウジング空間１８６から実質的に分離してもよい。図示される実施形態においては、ダクト１８９は本体から延びる。

いくつかの実施形態では、ハウジング空間１８７から周囲へのハウジング排出出口１８８は主要入口及び主要出口のうちの１つと同軸である。図２７Ａの図示される実施形態においては、排出出口１８８が環状であるように、排出出口１８８は主要入口１５１と同軸である。

いくつかの実施形態では、図２７Ａに最も良く示されるように、主要入口と主要出口は整列している。上述のように、いくつかの実施形態では、変位チャンバ出口１１２（第１のハウジング出口）及び排出出口１８８（第２のハウジング出口）は、主要入口及び主要出口のうちの各１つと同軸である。

図２７Ａに示すように、いくつかの実施形態では、弁は、主要入口１５１と弁座１０４との間の流路に湾曲部を含む。図２７Ａの実施形態では、湾曲部は９０度の湾曲部である。弁部材１０５によって検知された圧力は、湾曲部の下流側の、図２７Ａの位置１５１ａで抽出される。湾曲部は、弁部材１０５に作用する抽出箇所１５１ａにおける乱流動圧を低減してもよい。抽出箇所１５１ａは、主要入口１５１から主要出口１５３への直流流路である主要ガス流路１５８の外にある。

前述の実施形態を参照して先に記載したように、弁部材とセンシング部材は機械的リンク１５７によって結合されていてもよい。機械的リンク１５７は剛性のロッド若しくはシャフト、又は線若しくはコードなどの可撓性部材であってもよい。機械的リンクはガイド、例えば、管状ガイド１８１内に受け入れられている。図２７Ａの実施形態では、リンクは、管状ガイド１８１内を摺動する剛性のロッド又はシャフトである。いくつかの実施形態では、センシング部材が機械的リンクガイドを介して主要入口内の圧力を検知することができるように、センシングチャンバ１５４の第１のチャンバ１５４ａは機械的リンクガイド１８１を介して主要入口と流体連通している。ガイド１８１はリンク１５７を配置し、主要入口１５１とセンシングチャンバ１５４ａとの間に流体連通を提供する。主要入口又は主要流路は、リンク１５７とリンクガイド１８１との間の環状空間を介してセンシングチャンバと流体連通している。空間は相対的に小さな断面積を有し、また、主要ガス流路からセンシングチャンバ１５４までの相対的に長い経路を有してもよい。リンクとリンクガイドとの間の空間の小さな面積は、主要ガス流路１５８内の圧力変動がセンシングチャンバ及びセンシング部材１５５に達するのにかかる時間を遅らせる計画的な流れ抵抗を提供する。その結果、弁の応答の時定数が延長され、圧力変動に対する弁の応答性を低下させる。これはＣＰＡＰなどのいくつかの用途において有益である。いくつかの実施形態では、リンク１５７はリブ付き外部表面を含む。リブは、入口とセンシングチャンバとの間に更なる流れ抵抗を生成するための乱流路を作成する。リブは、所望の流れ抵抗を生成するためにリンクとリンクガイドとの間に適度な空間を維持しながら、すなわち、シャフトとシャフトガイドとの間に精密公差嵌合を必要とすることなく、乱流による流れ抵抗を生成することができる。

いくつかの実施形態では、機械的リンクは、図２９Ａ及び図２９Ｂに示すようなリブ付き構造体を含む剛性のシャフト又はロッドである。リブは、材料の量を低減させたシャフトに十分な剛性を与える。フランジ１５７ｂがシャフトの一端に設けられている。ロック用ワッシャ１５７ｃ又はリンクをセンシング部材に結合するための他の手段が反対端に設けられている。ロック用ワッシャは、外周部分から内方に延びるいくつかの突起を含む。突起の径方向内側端部はシャフトの端部に係合している。ワッシャは肩部又はワッシャ受け部によってシャフトの端部に保持されている。ワッシャ及びフランジは、図２９Ｂに示すように、弁部材１０５及びセンシング部材１５５の各１つを支持し、この２つの部材を共に結合している。いくつかの実施形態では、部材がリンクにクリップ式に留められるようにワッシャは弁部材又はセンシング部材に重ね成形され得る。いくつかの実施形態では、ワッシャ又はロック用ワッシャは、シャフトの両端に設けられていてもよい。ワッシャは以下に記載されるようにフランジ１５７ｂを設けていてもよい。

いくつかの実施形態では機械的リンクは、弁部材１０５を弁座に対して支持するためのフランジ１５７ｂを含む。いくつかの実施形態では、図２７Ｅ及び図２７Ｆに示すように、フランジ１５７ｂは弁座の直径よりも大きな直径を有するので、弁部材が弁座に着座すると、弁部材はフランジと弁座との間で弁座に対して支持される。センシング部材が弁部材を弁座に対して引く場合、図２７Ｅ及び図２７Ｆに示すように、フランジは弁座の外径によって画定される面積を超える面積にわたって弁部材を支持し、引く。フランジは弁座上に弁部材の平坦領域を維持するように機能する。いくつかの実施形態では、フランジは、弁座１０４に接触する側とは反対側の弁部材の側で弁部材を支持する。いくつかの実施形態では、フランジは弁部材内に重ね成形されてもよい。フランジの直径は弁座の直径未満（図２７Ａ及び図２７Ｂ）であっても、弁座の直径を超えていても（図２７Ｅ及び図２７Ｆ）、弁座の直径に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、フランジは弁座に着座してもよく、この場合、フランジは弁部材の一部である。

図２７Ｅの実施形態は、主要ガス流路１５８とセンシング部材１５５との間に、比較的制限された空気圧カップリングを含む。図２７Ａを参照して上述したように、これはセンシング部材１５５に達する主要ガス流路１５８内の圧力変動に対する減衰効果を提供し、ゆえに、安定した弁動作を提供する。しかしながら、いくつかの用途では、望ましいより小さな時定数／より迅速に応答する弁が望ましい場合がある。より迅速な応答特性は、流量制限部の上流の主要ガス流路（すなわち主要入口）とセンシング部材１５５との間に増強した又は有意な空気圧カップリングを設けることによって達成することができる。図２７Ｅは、主要ガス流路１５８とセンシング部材１５５との間の増強した空気圧カップリングを含む一実施形態を示す。図２７ＦのＦＣＰＲＶは、図２７Ｅの実施形態と同一であるが、機械的リンクガイド管１８１はない。主要入口又は主要ガス流路１５８とセンシングチャンバとの間に、機械的リンクが延びる開口部１５８ａが設けられている。したがって、リンクが開口部内に受け入れられている状態で、開口部１５８は主要ガス流とセンシングチャンバ、ゆえに、センシング部材との間に環状空間を設ける。図２７Ｅにおける、リンクガイド１８１とリンクとの間の環状空間に比べて増加した開口部１５８ａの環状空間の面積は、図２７Ｆの弁が主要ガス流路１５８内の圧力変化により素早く応答するように、より迅速な応答をもたらす。代替的に、ガイド管は、ガイド管１８１とキンク１５７との間により大きな隙間を設けることができる。開口部１５８ａの増加した面積は、主要ガス流とセンシングチャンバとの間の流量制限部の減少をもたらす。生じる迅速応答弁は、ベンチレータ、例えば、図１Ｆ－１、図１Ｆ－２及び図１Ｆ－３を参照して上述したシステムとして機能する圧縮ガスタンク又は病院の壁の流量計供給部など設定フロー源とともに使用するのに特に有用である。迅速応答弁において、ＦＣＰＲＶ、ゆえにまた患者におけるシステム圧力は図１Ｆ－３に示されるバイレベル圧力Ｐ１とバイレベル圧力Ｐ２との間で急速に変化する傾向にある。このように構成された弁は、従来のベンチレータが利用できない状況、例えば、救急車での搬送時、限られた数の従来のベンチレータしか利用できない大量の患者がいる状況、野戦病院、及び発展途上国において有用となり得る非常に低コストの可搬式ベンチレータを有利に提供する。

図２７Ｆの実施形態では、主要ガス流１５８とセンシングチャンバ１５４の第１のチャンバ１５４ａとの間の流量制限部は減少し、主要ガス流と第１のチャンバとの間の空気圧カップリングは増加している。代替的に又は付加的に、迅速応答弁を実現するために、主要ガス流１５８とセンシングチャンバ１５４の第２のチャンバ１５４ｂとの間の空気圧カップリングを増加させることによって主要ガス流１５８とセンシングチャンバ１５４との間の空気圧カップリングを増加させてもよい。例えば、主要流路１５８と第２のチャンバ１５４ｂとの間の圧力ポート１５６の面積を増加させてもよい及び／又は圧力ポート１５６の長さを低減させてもよい。迅速応答弁は、また、変位チャンバ１０７からの圧力ポート１８５の面積を増加することによって、又はセンシングチャンバの第１のチャンバ及び／若しくは第２のチャンバの体積を低減することによって実現されてもよい。

種々のＦＣＰＲＶ実施形態を上で記載してきた。２つの好適な実施形態の弁体１１０、弁部材１０５、及びセンシング部材１５５を図２７Ｅ及び図２７Ｆに示す。これら実施形態におけるいくつかの例示的な概算弁寸法を以下に記載する。

弁座直径２０ｍｍ／ＰＲＶ入口管１０１面積は３１５ｍｍ２（すなわち、弁部材が弁座１０４に着座すると入口圧Ｐｃに曝される弁部材１０５の面積）。
弁部材及びセンシング部材は厚さ０．３ｍｍのゴム材料、例えば、弾性係数約０．１ＧＰａ（例えばシリコーンゴム）。
弁部材及びセンシング部材直径は約６０ｍｍ。
弁座に対する弁部材の付勢は約１ｍｍ。
センシング部材付勢は約１ｍｍ、すなわち、弁部材が弁座に接した状態で、センシング部材は約１ｍｍ変位される。
流量制限部オリフィス１５２面積は３７ｍｍ２。
流れの方向における出口排出アパーチャ１０３は８０ｍｍ２（例えば、それぞれ４０ｍｍ２の２つの穴）。

いくつかの実施形態では、ＦＣＰＲＶは、ＦＣＰＲＶが、システムにおいて、第１の構成では、入口１５１としての主要流路１５８の第１の接続部と、出口１５３としての主要流路１５８の第２の接続部と、第２の構成では、出口１５３としての主要流路１５８の第１の接続部と、入口１５１としての主要流路１５８の第２の接続部と接続され得るように、可逆的であるように構成されていてもよい。図３０に示すように、ＦＣＰＲＶは、主要入口１５１としてシステムに接続された主要流路１５８の第１の接続部１５８ａと接続されている。主要流路１５８の第２の接続部１５８ｂは主要出口１５３として接続している。可逆的な弁５００’には、主要流路の第１の接続部１５８ａとセンシングチャンバ１５４ｂとの間に第１の圧力ポート又は連通路１５６－１、主要流路１５８の第２の接続部１５８ｂとセンシングチャンバ１５４ｂとの間に第２の圧力ポート又は連通路１５６－２が設けられている。可逆的なＦＣＰＲＶには、主要流路１５８の第１の接続部１５８ａの近傍に第１の流量制限部１５２－１（例えばオリフィス又はベンチュリ）、主要流路１５８の第２の接続部１５８ｂの近傍に第２の流量制限部１５２－２（例えばオリフィス又はベンチュリ）も設けられている。システムの入口導管及び出口導管は、入口導管が主要流の第１の接続部１５８ａ又は主要流の第２の接続部１５８ｂに取り付けられると、第１の圧力ポート１５６－１又は第２の圧力ポート１５６－２が入口導管によって遮断されるように適合されている。あるいは、ＦＣＰＲＶには、主要流路の第１の接続部１５８ａ又は主要流路の第２の接続部１５８ｂのいずれかに取り付けられていてもよく、各圧力ポート１５６－１又は圧力ポート１５６－２を遮断し、主要流路への入口１５１として第１の接続部１５８ａ又は第２の接続部１５８ｂを構成するコネクタ１６８が設けられていてもよい。第１の主要流接続部１５８ａ及び第２の主要流接続部１５８ｂのうちのもう一方は、主要出口１５３として構成されており、各第１又は第２の圧力ポート１５６－１、１５６－２は遮断されていない。例えば、図３０に示すように入口導管又はコネクタ１６８が第１の主要流接続部１６８ａに接続されると、第１の圧力ポート１５６－１は遮断され、第１の制限部１５２－１の圧損はセンシング部材２８０によって検知されない。センシング部材２８０は主要出口１５３として構成されている主要流接続部１５８ｂの近傍の第２の圧力部１５６－２により差圧を検知する。入口導管が圧力ポート１５６－１、１５６－２を遮断し、出口導管が圧力ポート１５６－１、１５６－２を遮断しないようにシステム導管が入口導管及び出口導管として構成されている場合、ＦＣＰＲＶはシステム内にいずれの方向に取り付けられていてもよく、ＦＣＰＲＶが第１の接続部１５８ａから弁座１０４まで、及び第２の接続部１５８ｂから弁座１０４まで同じ流路を有するように構成されている（すなわち、第１の流量制限部１５６－１と第２の流量制限部１５６－２は同一）場合、同じ性能特性を実現してもよい。このような配置構成は、システム内においてＦＣＰＲＶを意図せずに誤った方向に接続するのを回避する。あるいは、ＦＣＰＲＶは、弁内の主要流の方向に応じて異なる特性を提供するように構成されていてもよい。例えば、図３０の実施形態では、弁の接続の方向によりセンシング部材によって検知される第１の流量制限部又は第２の流量制限部を選択してもよいように、第１の流量制限部１５６－１は第２の流量制限部１５６－２と異なっていてもよい。図３０に示される可逆的な弁は、ピストンセンシング部材２８０を含む図２１の実施形態を示す。しかしながら、図３０を参照して記載した第１及び第２の制限部１５２－１、１５２－２並びに第１及び第２の圧力ポート１５６－１、１５６－２を含む可逆的な構成を本明細書中に記載される実施形態のいずれかによるＦＣＰＲＶのいずれに、例えば、膜センシング部材１５５を含むＦＣＰＲＶに実装してもよい。

いくつかの実施形態では、ＦＣＰＲＶには、管又は導管、例えば、ＦＣＰＲＶから患者にガス流を供給するための導管が設けられている。導管はＦＣＰＲＶに永久的に取り付けられていてもよい。ＦＣＰＲＶを導管とともに設けることによって、システムにおいてＦＣＰＲＶを意図せずに誤った方向に接続するリスクが低下する。

いくつかの実施形態では、本明細書中に記載されるＰＲＶ又はＦＣＰＲＶは、加湿器を含むシステムで使用するために適応させてもよい、及び／又はシステム内において患者の近傍に配置してもよい。このため、いくつかの用途では、加湿ガス又は患者の呼吸による凝縮物はＰＲＶ又はＦＣＰＲＶ内に蓄積する場合がある。凝縮物の蓄積を低減する又は防止するために、いくつかの実施形態において、ＰＲＶ又はＦＣＰＲＶは、デバイス又はデバイスの一部を加熱し、ＰＲＶ又はＦＣＰＲＶ内に形成する凝縮物を低減する又は除去するためのヒータを含んでもよい。例えば、弁体１１０は、本体に又は本体内に提供されるワイヤ又は他の抵抗素子などの電気ヒータによって加熱されてもよい。弁は、捕水部又は凝縮物を除去するための他の手段を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ＰＲＶ又はＦＣＰＲＶは加湿器のないシステムで使用されてもよい。

更に別の実施形態では、ＦＣＰＲＶは、ＦＣＰＲＶの主要入口から主要出口へと流れるガスの流量（例えば、流量制限部又は制限部を通る流れの圧損）を検出するための１つ以上の電子センサを含む電気センシングデバイスであるセンシング機構を含んでもよい。好適であり得るセンサのいくつかの例は、ホットフィルムセンサ又は超音波センサ、又はオリフィス若しくはベンチュリを通る流れを測定するための圧力センサ若しくは差圧センサの使用を含む、任意の他の適切なセンサである。センサから信号を受信する電気コントローラ／プロセッサは、アクチュエータを駆動し、ＦＣＰＲＶのＰＲＶの開放圧閾値を調節するようにＦＣＰＲＶのＰＲＶを制御するための出力を提供してもよい。例えば、アクチュエータは、ＰＲＶの弁部材１０５、２０５に取り付けられた、ＰＲＶの弁座１０４、２０４に対する部材１０５、２０５の付勢量を調節するためのリンク１５７、２５７などの部材を駆動するサーボを含んでもよい。ソレノイドは弁部材を移動させるように制御されてもよい。

円形の弁及びセンシング部材を有する様々なＰＲＶ及びＦＣＰＲＶ実施形態を示してきた。しかしながら、所望の特性を達成するためには他の形状が望ましい場合がある。

図３１Ａ及び図３１Ｂは、電気センシングデバイスを含むＦＣＰＲＶ９０１を示す。電気センシングデバイスは、フロー及び／又は圧力センシング機構９５０と、プロセッサ又はコントローラ９５１（例えば、デジタル及び／若しくはアナログ電子機器並びに／又は電気機械式デバイス）と、アクチュエータ９５２と、を含む。センシング機構は、ベンチュリスロート部及びベンチュリスロート部の近傍における流量を測定するためのベンチュリ並びに第１及び第２の圧力センサを含んでもよく、又は上流及び下流圧力センサを有するオリフィス若しくは当技術分野で周知の任意の他のフローセンシング機構を含んでもよい。コントローラ９５１はセンサ９５０から信号を受信し、弁座１０４に接する弁部材２０５（すなわちプランジャ）に、例えば機械的リンク１５７を介して加えられる力又は負荷の量を、主要出口１５３内を流れるガスの流量に基づき変化させるようにアクチュエータ９５２を制御する。図３１Ａ及び図３１Ｂの実施形態では、弁部材は弁座１０４を支持するように適合されたプランジャである。アクチュエータは付勢部材又は要素９５３、例えばばね９５３を介して弁部材２０５に接続されていてもよい。アクチュエータは、センサ９５０によって提供された信号によりコントローラが決定した流量に応じて、付勢部材９５３により与えられる付勢量を調節して弁部材２０５を弁座１０４から持ち上げるのに必要な圧力を調節するように、コントローラにより駆動されてもよい。図３１Ｂは、付勢部材９５３を伸張させてＰＲＶの開放圧を増加することによって付勢を増加するように駆動されたアクチュエータを示す。結合部材１５７は、また、剛性であってもよく、それにより、アクチュエータは弁部材を直接開閉する。このような一実施形態では、センサは圧力及び流量の両方を測定し、圧力と流量との間の関係に基づき排出弁を開く。測定された流量及び測定された圧力に対し、弁は所定の量開き、患者における圧力を制御し、図１５Ｂに示される特性を達成する。

図３２Ａ及び図３２Ｂは、電気センシングデバイスを含むＦＣＰＲＶを示す。電気センシングデバイスは、フロー及び／又は圧力センサ９５０と、プロセッサ又はコントローラ９５１（例えば、デジタル及び／又はアナログ電子機器）と、アクチュエータ９５２と、を含む。コントローラ９５１は、センサ９５０から信号を受信し、弁座１０４に接する弁部材１０５に、例えば機械的リンク１５７を介して加えられる力又は負荷の量を変化させるようにアクチュエータ９５２を制御する。図３２Ａ及び図３２Ｂの実施形態では、弁部材１０４は、弁座１０４を支持するように適合されている可撓性ダイヤフラムである。アクチュエータは、センサ９５０によって提供された信号によりコントローラが決定した流量に応じて、弁部材に加えられる力又は負荷の量を調節し、可撓性ダイヤフラムが弁座に対して引かれる際の可撓性ダイヤフラムの屈曲の量を変化させ、弁部材１０５を弁座１０４から持ち上げるのに必要な圧力を調節するように駆動されてもよい。弁座に対する付勢は可撓性ダイヤフラムの弾力性によって与えられる。図３２Ｂは、ダイヤフラムを弁座１０４に対して引くことによって付勢を増加するように駆動されたアクチュエータを示す。

図３３Ａ及び図３３Ｂは、患者における圧力を、患者に提供される圧力と流量との間の関係に基づき安全なレベルに制御する流量制御式圧力調整デバイスを示す。デバイスはそれぞれ、電気センシングデバイスを含む。電気センシングデバイスは、フロー及び圧力センサ９５０と、プロセッサ又はコントローラ９５１（例えば、デジタル及び／又はアナログ電子機器）と、アクチュエータ９５２と、を含む。コントローラ９５１はセンサ９５０から信号を受信し、制限部又は開口部／オリフィスのサイズを変化させ、患者に対する流れの量を調節するようにアクチュエータ９５２を制御する。センサ９５０は、患者に対する圧力の表示を提供するために、可変流量制限部９５４（例えば弁）の下流に（すなわち患者側に）配置されている。可変制限部又は弁９５４の後ろで乱流が発生する可能性がある。センシングデバイス９５０に対する乱流の影響を低減するために、バッフル又はベーンが設けられていてもよく、及び／又はセンサが可変流量制限部／弁の十分に下流に配置されていてもよい。図３３Ａでは、可変流量制限部９５４は主要入口１５１から主要出口１５３への主要流路内にある。流量制限部が可変制限部９５４の下流において（又は例えば、患者の鼻孔内）システムに導入される場合、コントローラは所与の流量に対する圧力の増加を検知し、アクチュエータ９５２を移動させてオリフィス又は開口部９５４の大きさを増加することによって流量制限部９５４を低減し、システム内の設定流量（例えば、図１５Ｂのグラフ内の垂直線によって示されるような）を維持してもよい。流量制限部によりデバイスの圧力が圧力対流量関係（すなわち図１５Ｂの曲線１４２）に基づき圧力限界に達する場合、コントローラは、その後、アクチュエータ９５２を移動させることによって流量制限部９５４を増加し始め、オリフィス又は開口部の大きさを減少させ、デバイスの圧力、ゆえに、患者における流量及び圧力を制限してもよい（すなわち、流量制限部はデバイスにおける圧力及び流量が図１５Ｂの点３にあるように制御される）。したがって、弁又は可変流量制限部９５４は圧力と流量との間の関係に基づき制御される。アクチュエータが十分に迅速に応答することができない迅速な遮断の場合に出口管内の圧力を低減するために付加的なベント９５５が使用されてもよい。

図３３Ｂにおいて、可変流量制限部９５４はシステムから流れの一部を排出するための排出経路内にある。流量制限部が弁又は可変制限部９５４の下流においてシステムに導入される場合、コントローラは圧力の増加を検知し、アクチュエータ９５２を移動させてオリフィス又は開口部９５４の大きさを増加させることによって流量制限部９５４を低減し、システムから流れを排出し、圧力調整デバイス、ゆえに、患者における最大設定圧力を維持する。したがって、弁又は可変流量制限部９５４は圧力と流量との間の関係に基づき制御される。いくつかの実施形態では、図３３Ａのデバイスは、アパーチャ９５５から排出するガスの流量を制御するための第２のアクチュエータ及び弁９５４を含んでもよい。例えば、図３３Ａの排出アパーチャ９５５は、図３３Ｂに示すような弁配置構成によって制御されてもよい。コントローラは、（第１の）アクチュエータ及び弁を、図３３Ａに示すように主要入口から主要出口への流れを閉塞させるように制御してもよく、第２のアクチュエータ及び弁を、図３３Ｂに示すように第１の弁の下流においてアパーチャ９５５からのベント流を制御するように制御してもよい。第１の弁は上述のように制御されてもよいが、第１の弁が素早い圧力増加に応答することができない場合、第２の弁が流れ及び圧力を排出するように動作することができる。

流量に応じて弁の開放圧を調節するためのセンシング機構を含むＦＣＰＲＶの様々な実施形態について記載してきた。しかしながら、フローセンシング機構のないＰＲＶ、例えば、図２Ａ～図１２Ｅを参照して上述した実施形態が、固定入力流のための流量補償圧力開放弁として動作するように構成されていてもよい。図３４Ａのグラフを参照すると、ＰＲＶは、先の図３～図８を参照して記載したように「屈曲部分」を有するように調整されていてもよい。Ｐｃ圧力は、排出流量が増加するにつれて、Ｐｃ曲線の屈曲部分から、例えば、図３４Ａの点Ａと点Ｂとの間において低下する。患者に対する流量がＰＲＶに対する流量マイナス排出流量に等しくなると、点Ａと点Ｂとの間の排出流量曲線の負の傾きは、同一圧力帯（本例では、約１８ｃｍＨ₂Ｏ～約３０ｃｍＨ₂Ｏ）内の患者に対する流れの正の傾きに一致する。

図３４Ｂは、ＰＲＶに対する流量マイナスＰＲＶの排出流量曲線１４２ａである、患者に対する流れの開放圧流量曲線１４２ｂを示す。したがって、患者に対する流れに対し、弁のシステム圧力Ｐｃが増加するにつれて、開放圧１４２ｂもまた増加する。ＰＲＶは弁が弁の動作範囲内において連続的に排出するように調整されるため、ＰＲＶのシステム圧力ＰｃはＰＲＶの排出圧１４２ｂに等しい。患者に対する任意の流量における患者に対する圧力は、排出圧Ｐｃ（曲線１４２ｂ）マイナスその流量におけるＰＲＶから患者へのシステム圧損（曲線１４１）、すなわち、曲線１４２ｂと曲線１４１との間のオフセットに等しい。システムの既知の流れ抵抗１４１及び固定入力流において、余分な流れを排出して安全患者圧力を実現するのに必要な駆動圧力１４２ａを実現するのに必要な弁の応答を設計することができる。患者に対する所与の流量ｘにおける排出圧１４２ｂは、その流量におけるシステムの流れ抵抗１４１に安全患者圧力（Ｐ患者）を加えたものに等しい。患者に対する所与の流量における患者圧力は、ある排出流量（この流量は入力流量マイナス患者流量に等しい）における排出圧１４２ａマイナスその患者流量におけるシステムの流れ抵抗として決定され得る。

患者インターフェースを介してユーザに供給されるガス流からの排出圧に関するＰＲＶ１００の様々な実施形態を上で記載してきた。本明細書中に記載される実施形態によるＰＲＶの更なる使用及び配置構成を図３５Ａ及び図３５Ｂに示す。示されるように、ＰＲＶ１００の弁部材１０５－１は機械的リンク１５７を介して第２の弁部材１０５－２に結合されている。第２の弁部材１０５－２は、患者に対する呼吸ガス流中に位置するネブライザ１１６のポートを密閉するように構成されている。図３５Ａに示されるように、患者が息を吐くと、呼気ガスは患者インターフェース１１５からＰＲＶ１００を通って流れ、ＰＲＶ１００の排出出口１０３から排出される。ＰＲＶ１００を通して呼気ガスを排出するとき、弁部材は弁座１０４から持ち上がり、弁部材１０５－１の変位により第２の弁部材１０５－２をネブライザ１１６の弁座１０４－２に対して保持する。したがって、患者が呼出する際、ネブライザ１１６により供給される薬剤は患者に対するガス流中に放出されないように密閉される。図３５Ｂに示すように、患者が吸入する際、ＰＲＶは、弁部材１０５－１が弁座１０４－１に接している閉鎖又は非排出構成にある。弁座１０４－１に対する弁部材１０５－１の変位により第２の弁部材１０５－２をネブライザの弁座１０４－２から持ち上げるので、ネブライザ１１６から、患者インターフェース１１５を介して患者に供給されるガス流中に薬剤が放出される。したがって、上記配置構成は大気に薬剤を排出するのを阻止し、ゆえに、薬剤が無駄にならないようにする。

いくつかの実施形態では、ＰＲＶ（例えばＰＲＶ１００）又はＦＣＰＲＶ（例えばＦＣＰＲＶ８００）は、ＰＲＶ又はＦＣＰＲＶから出口チャンバ１０２及び出口ベント１０３を通じて流れが排出されるときを示すためのベント表示器を含む。いくつかのベント表示器の実施形態を、以下、図３６～図４０を参照して記載する。

いくつかの実施形態では、図３６に示されるように、ＦＣＰＲＶは、ガイド又は視認管１００１と、ガス流が出口チャンバ１０２を出るのに応答し管１００１に沿って移動するシャトル１００２と、を含む。管１００１は、出口排出アパーチャ１０３と位置合わせされていてもよい。排出アパーチャ１０３を通る流れによってシャトルが移動するとき、シャトルは、例えば、ハウジング及び／又は視認管の透明部分を通してハウジング１８０の外側から見えるようになる

いくつかの実施形態では、図３７に示されるように、ＦＣＰＲＶは、ガス流が出口チャンバ１０２を出るのに応答して、例えば、矢印Ａによって示される方向にヒンジ軸線の周りで動くフラップ１００３を含む。フラップ１００３は、出口ベント１０３に隣接して又は出口ベント１０３の近傍に位置する。ハウジングは視認用アパーチャ１００４を有してもよく、フラップがベント１０３からの流れに応答して曲がると、フラップは、視認用アパーチャを、ハウジングの外側から見えるようにカバーする。アパーチャ１００４を通して、フラップは、曲げ又は排出構成にあるとき、色付きの「ドット」に見える。

いくつかの実施形態では、図３８に示されるように、ＦＣＰＲＶは、ガス流が出口チャンバ１０２を出るのに応答して移動するための、ガイド内に受け入れられたプランジャ又はシャトルを含む。シャトル１００５は、ハウジング出口１８８内に受け入れられた、例えば、ハウジング出口１８８内に同軸に受け入れられた環状部又はカフを含んでもよい。環状ハウジング出口１８８はシャトルを案内してもよい。排出構成において、シャトルはハウジングの外側から見えるように移動する、例えば、ハウジングから外に延びてもよく、又はハウジングの透明部分を通して見えるようになってもよい。例えば、ハウジング出口１８８は透明であってもよい。ハウジングの残部は不透明であってもよい。図３９は、ガスが出口チャンバを出るのに応答して移動するシャトル１００５を含む類似の実施形態を示す。図３９の実施形態では、シャトルは出口チャンバ排出出口１０３内に受け入れられる部材を含み、例えば、２つの長尺状の部材１００６があり、各長尺状の部材は各排出出口１０３内に受け入れられている。

いくつかの実施形態では、図４０に示されるように、ＦＣＰＲＶは、出口チャンバ内の圧力に応答して移動するための、ガイド、例えばガイド管１００８内に受け入れられたプランジャ又はシャトル１００７を含む。出口チャンバ１０２内の圧力は出口チャンバから排出するガスの流れ、したがって、ＦＣＰＲＶから排出するガスの流量の表示に比例する。シャトルはガイドに沿って移動すると、ハウジング１８０の外側から、例えば、ハウジング及び／又は視認管／ガイド１００８の透明部分を通して見えるようになる。図４０に示すように、ガイド管には、ガイド管に沿ったシャトルの位置を流量に関連付ける目盛りが付けられていてもよい。シャトルの外部表面とガイド１００８の内部表面との間に環状空間が形成されていてもよい。排出ガスは出口ベント１０３を通って視認管１００８に入り、ガイドに沿って及びシャトル１００７の周囲を移動し、管の出口端を通ってガイドを出てもよい。キャップ１００８ａが管の出口端に取り付けられていてもよく、キャップは、穴又はアパーチャ１００８ｂを含む。穴はガイド１００８の断面よりも小さくてよく、排出ガスの流量を示すようにシャトルを較正するような大きさに作られていてもよい。

記載する排出表示器機構において、例えば、排出中又は排出なし（閾値を超える）を示す、ＰＲＶ／ＦＣＰＲＶからの排出流のバイナリ表示を提供してもよい。このような機構は、弁から流れが排出されているときにハウジングの外側から見えるように「突然現れる」部材を含む「ポップアップ」表示器と表される場合がある。代替的に、いくつかの実施形態では、排出表示器は、出口チャンバから排出されているガスの流量を示す、排出の比例表示を提供してもよい。例えば、ハウジング又はシャトルガイド１００１、１００８、又はハウジング１８０の一部分は、排出流量を示すシャトルの移動量を示すマーキング又は印を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、ＰＲＶ又はＦＣＰＲＶは、ＰＲＶ／ＦＣＰＲＶの出口から患者又はユーザに供給されるガスの流れを表示するための表示器を含んでもよい。例えば、図４１Ａ及び図４１Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、流量表示器は、ＦＣＰＲＶの出口１５３に配置されるインペラ１００９を含む。ガスの流れが出口１５３に沿って進むと、流れによりインペラが回転し、流れを示す。インペラは出口１５３の端部から見えてもよく、又は出口１５３はインペラが出口の壁を通して見えるように透明であってもよい。インペラ１００９は、インペラハウジング１０１０内に回転可能に取り付けられていてもよく、インペラハウジング１０１０は出口１５３内に受け入れられていてもよい。

図４２Ａ～図４２Ｃを参照すると、いくつかの実施形態では、流量表示器はＰＲＶの出口１５３内に配置されるフラップ１０１１を含んでもよい。フラップは、出口を少なくとも一部閉塞する閉位置と開位置との間で動くことができる。流れによってフラップが開位置に動き、出口を通って患者に向かう流れの表示を提供する。フラップは出口１５３の端部から見えてもよく、又は出口１５３はフラップが出口の壁を通して見えるように透明であってもよい。

図４３に示すように、いくつかの実施形態では、流量表示器は、ガイド管１００８内に受け入れられたプランジャ又はシャトル１０１２を含んでもよい。ガイド管が、ＦＣＰＲＶの入口１５１と出口１５３との間の流量制限部１５２（例えば図２７Ａに示すような）の差圧を検知するように、ガイド管の入口端１００８ｃはＦＣＰＲＶの入口１５１と流体連通していてもよく、出口端１００８ｄはＦＣＰＲＶの出口１５３と流体連通していてもよい。シャトル１０１２は、流量制限部１５２の差圧に応答してガイド管内を移動し、ＦＣＰＲＶを通って患者に向かう流れの表示を提供するように適合されている。図４３に示すように、ガイド管には、ガイド管に沿ったシャトルの位置を流量に関連付ける目盛りが付けられていてもよい。ばね（図４３に図示せず）が、増加する流量に応答した動きに抗してシャトル又はプランジャを付勢してもよい。換言すると、ばねはプランジャ又はシャトルをゼロ流量表示へと付勢してもよい。流れが増加するにつれて、流れはシャトル又はプランジャをばねの付勢に抗して移動させ、ＦＣＰＲＶ内の流量を示す。

いくつかの実施形態では、図２Ａ～図１２Ｅを参照して上述したようなＰＲＶは、ダンパを含んでもよい。いくつかの実施形態では、図１４Ａ～図２６Ｂを参照して上述したＦＣＰＲＶは、ダンパを含んでもよい。いくつかの実施形態では、減衰部材（ダンパ）は、センシング部材１５５、２５５、２８０及び／又は弁部材１０５、２０５に接触して配置又は位置していてもよい。いくつかの実施形態では、ダンパは弁部材１０５、２０５に接触して配置されている。ダンパは弁部材１０５、２５５に取り付けられていてもよい。ダンパは、変位チャンバ１０７、２０７内に配置されていてもよく、又はセンシング部材に接触している場合には、第２のチャンバ１５４ｂ、２５４ｂ内に配置されていてもよい。ダンパは、発泡体、又は綿パッド、スポンジ、又はティッシュなどの減衰材を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ダンパは、軟質のスポンジ状材料から形成されていることが好ましい。いくつかの実施形態では、ダンパは、複数の孔を有する多孔質材料を含む。いくつかの実施形態では、ダンパは、種々の弁可動構成要素の騒音を減衰させる又は消すように構成されているマフラーとしての役割を果たす。いくつかの実施形態では、ダンパは、また、より広い動作流量範囲にわたって弁の安定性を増加させる。いくつかの実施形態では、ダンパはＰＲＶ又はＦＣＰＲＶの可動部品の機械的な振動を減衰し、これにより更に、騒音を低減してもよい及び／又はより広い動作流量範囲にわたって弁の安定性を増加させてもよい。

いくつかの実施形態では、流量補償圧力開放弁の圧力除去弁には出口チャンバがなくてもよい。

いくつかの実施形態では、本明細書中に記載されるＰＲＶ又はＦＣＰＲＶは、ＰＲＶ又はＦＣＰＲＶの洗浄が必要ないように、短時間の使用後に廃棄される使い捨て又は消耗可能な物品として提供されてもよい。導管にＰＲＶ又はＦＣＰＲＶが設けられる場合、導管もＰＲＶ又はＦＣＰＲＶとともに使い捨てであってもよい。あるいは、本明細書中に記載されるＰＲＶ又はＦＣＰＲＶは再利用可能デバイスとして提供されてもよい。このような物品は好ましくは洗浄可能であり、例えば、オートクレーブにより滅菌可能である。デバイスは、例えば、医療専門家により洗浄のために分解され、洗浄後に再度組み立てることができてもよい。

前述の本発明の説明は、その好適な形態を含む。本発明の範囲から逸脱することなく、これに改良を施してもよい。

前述の説明において、既知の均等物を有する整数又は構成要素を参照する場合、これら整数は個々に説明するかのように本明細書中に組み込まれる。

本発明は、また、個々に又は集合的に、要素又は特徴の２つ以上の一部又は全部の組み合わせにおいて、本出願の明細書で参照される又は示される部品、要素及び特徴で広く構成されるとされ得る。

Claims

圧力調整又は圧力開放デバイスであって、
入口と、
出口を有する出口チャンバであって、前記入口は前記出口チャンバと流体連通する、出口チャンバと、
前記入口と前記出口との間の弁座と、
付勢されて前記弁座を密閉する弁部材と、
を含み、
前記弁部材は、圧力閾値を超えて増加する前記入口の入口圧によって前記弁座から変位し、ガス流を前記入口から前記出口チャンバを通って前記出口に通すように適合されており、前記出口を通る前記ガス流は、前記入口圧とともに、前記出口チャンバの出口圧を前記弁部材に作用させ、前記弁部材を前記弁座から変位する、
デバイス。
前記弁部材は、前記弁座に対して付勢される膜を含む、請求項１に記載のデバイス。
前記弁部材は、前記膜を張力がかけられた状態に支持するフレームを含む、請求項２に記載のデバイス。
前記膜の張力によって前記膜を付勢し、前記弁座を密閉させるように、前記膜は前記弁座上で伸張される又は張力をかけられる、請求項２又は３に記載のデバイス。
前記膜は弾性又はエラストマー材料である、請求項２～４のいずれか一項に記載のデバイス。
前記弁部材の面積は前記弁座の面積よりも大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載のデバイス。
前記入口圧は、弁座面積にわたって前記弁部材に作用し、前記弁部材が前記弁座から変位されると、前記出口圧は、前記弁座面積の外側の面積にわたって前記弁部材に作用する、請求項６に記載のデバイス。
前記入口圧は、弁座面積の外側の面積にわたって前記弁部材に作用し、前記弁部材が前記弁座から変位されると、前記出口圧は、弁座面積にわたって前記弁部材に作用する、請求項６に記載のデバイス。
前記入口は、前記出口チャンバに延びる入口管を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のデバイス。
前記弁座は、前記出口チャンバ内の前記入口管の出口端に設けられている、請求項９に記載のデバイス。
前記出口は、前記出口チャンバの壁内に少なくとも１つのアパーチャ及び／又は前記弁部材内に少なくとも１つのアパーチャを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載のデバイス。
当該デバイスは、前記出口チャンバを囲む入口管を含み、前記弁座は前記出口チャンバへの入口に設けられている、請求項１～８のいずれか一項に記載のデバイス。
前記弁部材は、前記出口チャンバの壁によって支持される若しくは前記出口チャンバの壁に対して密閉する、又は前記弁入口は入口管を含み、前記弁部材は、前記入口管の壁によって支持される若しくは前記入口管の壁とシールを形成する、請求項１～１２のいずれか一項に記載のデバイス。
変位チャンバを含み、前記弁部材が前記弁座から変位されると前記弁部材は前記変位チャンバ内に変位する、請求項１～１３のいずれか一項に記載のデバイス。
前記弁部材が前記変位チャンバ内に変位されると前記変位チャンバ内の圧力が実質的に周囲圧力（大気圧）に留まるように、前記変位チャンバは周囲圧力（大気圧）に開放されている、又は
前記変位チャンバは周囲環境から密閉されている又は密閉可能である、
請求項１４に記載のデバイス。
前記出口チャンバは前記弁座を囲んでいる、請求項１～１５のいずれか一項に記載のデバイス。
前記出口の面積は可変である、請求項１～１６のいずれか一項に記載のデバイス。
前記弁座と前記弁部材の相対位置は、前記弁座に対する前記部材の付勢を調節するために調節可能である、請求項１～１７のいずれか一項に記載のデバイス。
前記弁部材はプランジャ又はピストンであり、当該デバイスは、前記弁部材を付勢して前記弁座に対し密閉させるための付勢部材を含む、請求項１に記載のデバイス。
前記出口は、前記弁部材の周縁部と前記出口チャンバの壁との間に間隙を含む、及び／又は前記出口は、前記弁部材内に１つ以上のアパーチャを含む、請求項１９に記載のデバイス。
ガス流を供給するシステムのための流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスであって、
ガス源からガス流を受け入れるための主要入口と、前記主要入口によって受け入れられた前記ガス流の少なくとも一部分を、当該デバイスから流れるように供給するための主要出口と、
前記ガス流の圧力が圧力閾値を超えて増加すると、前記入口によって受け入れられた前記ガス流の少なくとも一部分を排出するように適合されている圧力開放弁と、
前記主要出口から患者への前記ガス流の流量に基づき前記圧力閾値を動的に調節するためのセンシング機構と、
を含む、デバイス。
前記圧力開放弁は、
前記主要入口と流体連通する弁入口と、
排出出口と、
前記弁入口と前記排出出口との間の弁座と、
付勢されて前記弁座を密閉し、圧力閾値を超えて増加する前記弁入口の入口圧によって前記弁座から変位し、前記ガス流の少なくとも一部分を前記弁入口から前記排出出口に排出する弁部材と、
を含み、
前記センシング機構は、
前記主要出口を通る前記ガス流の流量を示す差圧を検知するためのセンシング部材と、
前記主要出口を通る前記ガス流の前記流量に応じて、前記センシング部材と前記弁部材との間に作用し、前記センシング部材によって加えられる力を前記弁部材に伝達し、前記弁座に対する前記弁部材の付勢を調節する機械的リンクと、
を含む、
請求項２１に記載のデバイス。
前記センシング機構は、前記センシング部材によって検知された前記差圧を発生させ、前記主要出口を通る前記ガスの前記流量に応じて前記センシング部材を変位するための流量制限部又は抑制部を含む、請求項２２に記載のデバイス。
前記センシング機構は、
前記弁入口の下流の流量抑制部又は制限部と、
センシングチャンバであって、前記センシングチャンバ内に位置する前記センシング部材は前記センシングチャンバを第１のチャンバと第２のチャンバとに分割しており、前記第１のチャンバは前記流量抑制部又は制限部の上流の前記ガス流と流体連通し、前記第２のチャンバは前記流量抑制部の、又は前記流量制限部の下流の前記ガス流と流体連通し、前記流量抑制部又は制限部及び前記主要出口を通る前記ガス流により生じる差圧は前記センシング部材によって検知される、センシングチャンバと、
を含む、請求項２２に記載のデバイス。
前記機械的リンクは前記弁部材及び前記センシング部材に結合されており、前記主要出口を通る前記フローガスの流量に応じて前記弁部材を前記弁座に対し付勢する、
請求項２２～２４のいずれか一項に記載のデバイス。
前記機械的リンクは前記弁部材若しくは前記センシング部材又は前記弁部材及び前記センシング部材から分離されており、
前記弁部材は、前記主要出口を通るガス流がないことにより前記弁座に対して付勢され、前記機械的リンクにより前記弁部材及び前記センシング部材を支持し、
前記主要出口を通る前記ガス流が増加するにつれて、前記センシング部材内の前記差圧は増加し、前記主要出口を通る前記ガス流の前記流量が閾値を超えて増加すると、前記機械的リンクによって前記弁部材に加えられる力が減少し、前記機械的リンクが前記弁部材又は前記センシング部材又は前記弁部材及び前記センシング部材の両方との接触を失うまで前記弁座に対する前記弁部材の付勢を低減する、
請求項２２～２４のいずれか一項に記載のデバイス。
前記圧力開放弁は、
前記排出出口を含む出口チャンバを含み、
前記弁部材は、前記圧力閾値を超えて増加する前記弁入口の前記入口圧によって前記弁座から変位し、前記主要入口によって受け入れられた前記ガス流の少なくとも一部分を前記弁入口から前記出口チャンバを通って前記排出出口に排出するように適合されており、前記排出出口を通る前記ガス流は、前記入口圧とともに、前記出口チャンバの出口圧を前記弁部材に作用させ、前記弁部材を前記弁座から変位する、
請求項２２～２６のいずれか一項に記載のデバイス。
前記弁部材は膜を含む及び／又は前記センシング部材は膜を含む、請求項２２～２７のいずれか一項に記載のデバイス。
前記弁部材及び／又は前記センシング部材は、前記膜を張力がかけられた状態に支持するフレームを含む、請求項２８に記載のデバイス。
前記弁部材の外周部は、前記出口チャンバを周囲又は変位チャンバから密閉するためのシールを提供する、及び／又は前記センシング部材の外周部は、前記第１のセンシングチャンバを前記第２のセンシングチャンバから密閉するためのシールを提供する、請求項２８又は２９に記載のデバイス。
前記センシング部材はセンシングチャンバ内に配置されており、前記流量制限部は、前記センシング部材と前記センシングチャンバの側壁との間の間隙によって設けられている及び／又は前記流量制限部は、前記センシング部材内の１つ以上のアパーチャによって設けられており、前記主要入口から前記主要出口への前記ガス流の流路は前記センシングチャンバを通る、請求項２２～３０のいずれか一項に記載のデバイス。
前記センシング部材はピストンであり、前記センシングチャンバは前記ピストンが中で動くシリンダであり、前記ピストンは前記第１のチャンバを前記第２のチャンバから空気的に密閉する、請求項２２～２７のいずれか一項に記載のデバイス。
前記機械的リンクはロッド又はシャフトであり、当該デバイスは、前記弁部材と前記センシング部材との間の前記機械的リンクを支持するリンクガイドを含み、前記主要入口は前記リンクと前記リンクガイドとの間の環状空間を介して前記センシングチャンバと流体連通する、請求項２２～３２のいずれか一項に記載のデバイス。
前記機械的リンクは、一端に、前記弁部材を前記弁座に対して支持するためのフランジを含む、請求項２２～３３のいずれか一項に記載のデバイス。
前記フランジは、前記弁座の直径よりも大きな直径を有するので、前記弁部材が前記弁座に着座すると、前記弁部材は前記フランジと前記弁座との間で前記弁座に対して支持される、請求項３４に記載のデバイス。
前記機械的リンクは長さ調節可能である、請求項２２～３５のいずれか一項に記載のデバイス。
前記流量抑制部又は制限部は調節可能である、請求項２３に記載のデバイス。
前記センシング部材の移動量又は変形量を制限して、流量から独立した前記圧力閾値の圧力上限を設定するように構成されている、請求項２２～３７のいずれか一項に記載のデバイス。
前記センシング部材の移動量又は変形量を制限するための機械的限界を含む、請求項３８に記載のデバイス。
前記圧力開放弁及び前記センシング機構を収容するためのハウジングを更に含む、請求項２２～３９のいずれか一項に記載のデバイス。
本体を含み、前記本体は、前記主要入口及び前記主要出口と、少なくとも、前記デバイスの出口チャンバと、前記センシングチャンバの前記第１のチャンバと、を含み、前記ハウジングは前記本体を実質的に収容している、請求項４０に記載のデバイス。
前記ハウジングは前記本体の周囲に空間又は空洞を与え、当該デバイスの変位チャンバ及び／又は前記出口チャンバは前記空洞又は空間と流体連通する、請求項４１に記載のデバイス。
前記ハウジングは、前記ハウジング空間からのハウジング出口を含む、請求項４２に記載のデバイス。
前記ハウジングは、前記出口チャンバからの排出出口と連通するハウジング排出出口を含み、前記ハウジング排出出口は前記主要入口又は前記主要出口と同軸である、請求項４２に記載のデバイス。
前記ハウジングは前記変位チャンバと流体連通する出口を含み、前記アパーチャは前記主要入口又は前記主要出口と同軸である、請求項４２に記載のデバイス。
前記センシング機構は、
当該デバイスの前記主要出口を通って流れるガスの前記流量（例えば差圧）、及び前記主要入口と主要出口との間の前記ガス流の圧力を検出するための１つ以上の電子センサと、
アクチュエータと、
前記センサから信号を受信し、前記アクチュエータを駆動し、前記圧力開放弁の前記圧力閾値を前記検出された流量に基づき調節するための出力を提供するコントローラ又はプロセッサと、
を含む、請求項２１に記載のデバイス。
前記アクチュエータは前記圧力開放弁の弁部材に取り付けられた部材を駆動し、前記圧力開放弁の弁座に対する前記弁部材の付勢量を調節する、請求項４０に記載のデバイス。
前記弁部材はプランジャ又はダイヤフラムである、請求項４１に記載のデバイス。
請求項１～４８のいずれか一項に記載の圧力調整若しくは圧力開放デバイス又は流量補償圧力調整若しくは圧力開放デバイスを含む呼吸ガスシステム。
当該システムは、前記流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスと、圧力ガス源と、密閉患者インターフェースとを含むバイレベル圧力システムであり、前記流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスは、
吸気圧が前記圧力源の圧力設定によって決定されるように、吸気中、前記主要入口によって受け入れられた前記ガス流の実質的に全てが前記主要出口に流れ、
呼気圧が前記デバイスの排出圧によって決定されるように、呼気中、前記主要入口によって受け入れられた前記ガス流の一部分が前記排出出口から排出されるように構成されている、請求項４９に記載の呼吸システム。
フロー源と、鼻カニューレなどの非密閉患者インターフェースとを含む高流量呼吸ガスシステムである、請求項４９に記載の呼吸ガスシステム。
請求項２１～４８のいずれか一項に記載の流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスを含む吹送システムであって、前記流量補償圧力調整又は圧力開放デバイスは、前記圧力開放弁が、前記主要入口によって受け入れられた前記ガス流の一部分を前記排出出口から連続的に排出するように構成されており、当該システムは、使用中、前記患者から連続的に排出する、
吹送システム。