JP3176870U - 呼吸器系救急システム - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で取り付けが素早く実施できて、システムの機能的要素が搬送中においても損傷の危険がない携帯型蘇生システムを提供する。
【解決手段】人工呼吸装置およびバイタルサイン追跡機器を収容しているハウジングから成る。このハウジングは、仰臥位の患者の気道を広げるための頸部支持具として使用できる。人工呼吸装置には、酸素を供給するフェイスマスク、患者の呼吸データを採取する呼吸センサーを含む。バイタル追跡器には、各種のデータをセンターに送る通信ユニット、さらにはハウジングにはＧＰＳ位置追跡ユニットを配する。
【選択図】図１

Description

本考案は、未経験の個人でも医療救急に使うことが可能で、医療救急サービスのための警報を発することのできる携帯型呼吸支援システムに関する。

医療救急のためのシステムは、病院の手配や救急車の用意のために日常的に使われる。このようなシステムは、一般的には、心臓細動除去はもちろんのこと、気道の閉塞を解消するための酸素源や吸引具を備えている。

このようなシステムは、病院内の訓練を受けた医療関係者が専属的な形で使用するものであるが、そのような訓練を受けた専門家が居ない場所である、搬送中または救急状態では、病院内の専門家に替わって治療を受けることができない。

このような制限を克服するために、病院の治療具のない場所での移動治療システムを提供しようとするものである。残念ながら既存の装置は、その取り扱いが極めて難しく容易に使える状況にはなく、携帯型の呼吸支援具として配置することは困難である。さらに、これらのシステムを扱うオペレータには経験が必要であり、一般人には使えない状態である。

米国特許第４，２９７，９９９号で開示されている蘇生装置は、適切な蘇生法を指導することで、上記の従来技術の欠陥を克服しようとするものであり、この装置は、頭部の傾斜角を気道の拡張に適するように調整する頭部支援ユニットと、オペレータに正確な心臓に関するメッセージと呼吸ペースに関する指示を行うリズムユニットから成っている。

上記の蘇生装置では、蘇生術の手順は簡略化されているが、救急時の装置の転送中の配置は難しく、その装置の機能的な構成要素が搬送中に破損される危険もある。

本考案の目的は、軽量で取り付けが素早く実施できて、システムの機能的要素が搬送中においても損傷の危険がない携帯型蘇生システムを提供するものである。

本考案の一つの態様は、人工呼吸装置を収容するハウジングとバイタルサイン追跡機器から成る携帯型システムであって、前記ハウジングは、仰臥位にある患者の気道を広げるための頸部支持具として使えるように構成されている。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記システムには、前記バイタルサイン追跡機器により収集されたデータを送信するための通信ユニットが含まれることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記システムには、システムの地理的な位置を決定する位置追跡ユニットが含まれることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記システムには、システムのオペレータに指示とデータを提供するためのユーザインタフェースが含まれることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記人工呼吸装置には、圧縮酸素源とフェースマスクが含まれることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記送信器がＲＦ送信器であることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記バイタルサイン追跡機器は、呼吸数、心拍数、血圧、脈拍数、血液酸素量を追跡することである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記位置追跡ユニットがＧＰＳユニットであることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記通信ユニットが自動的にバイタルサインを医療施設に送信できることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記通信ユニットが医療施設からデータを受け取ることができることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記ハウジングが、その頂上位置に、くぼみ部を有し、このくぼみ部で、前記患者の頸部を、前記患者の気道を広げるような状態で収容できるように設計されていることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記バイタルサイン追跡機器が手首カフであることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記人工呼吸装置が呼吸センサーから成ることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記呼吸センサーが前記フェースマスクのタンク内に設置されていることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記呼吸センサーが圧力トランスデューサであることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、吸気/呼気率、呼吸数、呼吸量から成る群の中から選択された、呼吸パラメータを決定する前記呼吸センサーからのデータを使うことができることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記システムが、仰臥位の状態にある前記患者の頭部の角度を修正するメカニズムから成ることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記メカニズムが手動で動作されることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記メカニズムが前記呼吸センサーからのデータに従って自動的に動作されることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記呼吸パラメータが、吸気／呼気率、呼吸数、呼吸量から成る群の中から選択されたものであることである。

本考案の好ましい実施形態のさらなる特徴は、前記メカニズムが、モータ、サーボ、膨張可能な空気袋から成ることである。
本考案は、搬送と取り付けが容易で、搬送中に構成要素が損傷を受ける危険もなく、さらに、自動的に医療担当者に患者の状況に関する警報を発し、訓練を受けてない一般人にも救急医療を可能とする携帯型蘇生システムを提供することで、従来技術の欠点を克服することに成功している。

特に別の規定がないかぎり、この明細書で使用されている技術的、科学的用語の意味は、この考案の属する分野の熟練者が通常使っている用語の意味と同じである。

方法と材料については、この明細書に記載されているものと類似または同等のものであれば、本考案の実施、実験に使えるものであり、それらについては、以下に述べる。定義について混乱があれば、明細書の申請者において、管理が可能である。ここに記載した方法、材料は、例示であって、考案に制限を加えるものではない。

本考案については、例示の形で、添付図面を参照して説明していく。特定事項を図面を参照して記載していくにあたって、あくまで、例示的な検討だけが目的であり、考案に最も有効であると思われるもの、考案の概念的な態様や原理については、安易に理解できるものを例示的に記載してある。考案の基礎的な理解に必要以上のことは記載していない。図面を使って考案を記載してあるものは、本考案をどのように実施、具現化するかについて、当業界の熟練者に明らかにするものである。
図１は，本考案の頭部支えユニットの使用の結果として、頭部傾斜および気道拡張を示した図である。 図２は、考案の構成要素を示す図である。 図３は、本考案の一つの好ましい構成を示す図である。 図４は、本考案に使われるフェースマスクの概略を示した図である。 図５は、呼吸管理状態、呼吸圧力支援状態、呼吸支援状態にある患者の呼吸波形を示した図である。

本考案は、訓練を受けていない一般人による蘇生、および、その救急担当者に対して救急事態について自動的に警報を発する場合に使えるシステムである。

本考案の原理および動作については、図面と添付記載を参照することで、さらに理解を深めることができる。

本考案の少なくとも一つの実施形態を説明する前に理解すべきことは、本考案が以下に述べる構成の構造や配置や図面内容だけに限定されるものでないということである。本考案の他の実施形態も可能であり、多様な方法で実施することも可能である。ここで使われている専門用語や表現は、記載の便宜のためだけであって、考案に限定を加えようとするものでない。

本明細書の中の考案の背景技術の項で述べたように、従来の技術においては、素早く簡単に設置可能であると同時に、繊細な機能部品を輸送中にも貯蔵中にも保護が可能な設計となっている蘇生システムについては、まだ開発されていない。

本考案では、その実用化を進める一方で、従来の技術システムの欠陥を克服するために従来の携帯型の蘇生システムに工夫を加えようとするものでもある。

本考案のシステムは、呼吸器、心臓、精神的外傷のいかなる救急医療においても運用が可能なシステムとして設計されたものである。救急事態は、予期せずに発生するものであり、気道の閉塞と低酸素症の結果として頻繁に発生するものであり、それ故に、気道の安定化と酸素補給が蘇生成功の鍵となる。本考案のシステムは、無呼吸心停止犠牲者のために、基礎的な蘇生機能と補充のＣＰＲ（心肺蘇生法）を提供するものである。

本システムは、その使用が簡単であり、軽量で、普通の一般人が単独で操作することが可能となっている。このシステムの構成要素は、コンパクトな単一の容器内に収納されており、頭部を傾けたり、気道を広げることができるように、解剖学的見地から設計がなされており、人工呼吸を適切に確実に実行できるようになっている。本考案のシステムには、ユーザインタフェースが搭載されており、医療従事者にオーディオ（可聴）およびビジュアル（可視）の指示や警告を出せるようになっており、さらに、バイタルサイン（生命徴候）や医療関係者に緊急事態を伝えるコミュニケーションの機能を与えることのできるセンサーも装着されている。

このように、本考案の態様の１つによれば、携帯型の蘇生システムが提供される。この明細書で使用されている「蘇生」という用語は、ヒトのバイタルサインを強めることを意味する。この考案の態様では、蘇生により、無意識状態のヒトを回復させ、必要な人工呼吸を施し、必要な酸素を供給し、呼吸困難の状態にあるヒトの回復を支援するものである。

本システムは、人工呼吸装置、酸素供給装置、バイタルサイン追跡機器を収容するハウジングで構成されている。このハウジングは、仰臥位の患者の気道を広げるための頸部支持具として使える構成となっている。このように、本考案のハウジングは、本システムの構成要素を保管し保護するために運搬が容易な容器として、あるいは、人工呼吸のために頭部を正確な位置に傾けて、気道を広げた状態に保つことのできる頸部支持具として機能する。

バイタルサイン追跡機器としては、呼吸数、心拍数、体温、血圧、パルスオキシメータ飽和度のようなバイタルサインを監視、追跡できるようになっていれば、どのような装置でもかまわない。この機能を実施することのできる装置については、通常の熟練者には周知のことである。

本システムは、さらに、システム自体と治療中の患者の地理的な位置を決める位置追跡ユニット（例えば、ＧＰＳ）を有している。本システムは、上述のバイタルサイン追跡機器で収集したデータ、位置追跡ユニットで集めた位置データを送信するための通信ユニット（ＲＦトランシーバ、ブルートウース（登録商標）式通信機器、セルラー式通信機器）を有している。これらの通信機器により、システムと特定の医療機器や救急医療担当者などとの間の交信が可能となっている。この通信は、リアルタイムでも可能であり、または、ある特定時間に亘るバイタルサインの収集プロセスのすぐあとに続くことも可能である。いかなる場合においても、送信されたバイタルサインに関するデータについては、医療専門家が解読して分析できるようになっており、オプションとして、システム（トランシーバおよびユーザインタフェース）のオペレータとの交信も可能であり、オペレータが、どのような行動を取るべきかの指示が与えられるようになっている。さらに、別の方法として、医療専門家が直接に現在のシステム（一度セットアップした後は、オペレータによる操作となる）と交信して、呼吸数などのパラメータを収集することも可能である。

現システムのユーザインタフェースには、オーディオや視覚による通信手段も含まれている。たとえば、このシステムに、マイクロホーン、スピーカ、ディスプレイなどを装着してもよい。このユーザインタフェースには、システム用の多様なパラメータ（たとえば、人工呼吸数や酸素添加レベル）の設定を制御する機能も含まれる。

このシステムの人工呼吸装置、酸素添加装置には、圧縮空気源、フェースマスクやチューブなどが含まれ、これらは全部ハウジングに保管されている。

図２乃至３は、本考案のシステムの多様な構成要素を示しているが、この考案にかかるシステムについては、以降、「システム１０」と呼ぶ。図１は、仰臥位のヒトの頸部の下に配置する頸部拡張器具（これにより、結果的に頭部を傾かせて、顎を持ち上げる効果がある）を装着できるように、解剖学的見地から設計されたハウジング１２を図示したものである。頸部拡張をすることで、中咽頭の軟組織の弛緩が原因となるすべての閉塞状態を解消して気道の拡張を確かなものにする。

図１に示されているように、頭部の傾斜が４２度（＋/−3度）の過伸展を達成するために、ハウジング１２は、頸部の下側に設置されるように設計されている。この角度（承認角）を患者体表面の長手方向軸と顔面上のフェースマスクの長手方向軸との間（眼窩内隆起と遠位口角を結び付ける線上）で測定する。正確な位置に設置できるように、ハウジング１２の外部表面に、正しい使用法に関する指示と図面を印刷してもよい。

上で述べたように、ハウジング１２を正確に使用することで、治療患者の頭部が望まない方向に動くことを防止でき、動いてしまうと、気道を広げるのに十分な支持具として機能せず、特に枕などを頭部の後ろに置いている場合には、気道を閉塞させる事態もよく起きる。気道が広がると自発呼吸を促し、酸素流れに対する障害をなくすことができる。

ハウジング１２の形状は長方形であり、幅が２２ｃｍ乃至３８ｃｍである。

ハウジング１２の上部表面には、ヘッドレスト（好ましくは、半円形のくぼみ）が装着されており、その中に患者の頸部を受けいれて、拡張位置内で頸部を支えるように設計されており、そうすることで、頭部の傾斜が可能となっている。ヘッドレスト１３がハウジング１２の長さのうちの１０ｃｍ乃至２５ｃｍを占める。頭部の最適な傾斜を可能にするために、ハウジング１２の上部表面には、最適の頸部拡張（４２±３度、図１に示すように）をさせるために、システム１０のオペレータに対して、いかにハウジング１２を正確に位置決めするかを示したマーキングをするプロセスも含む。

ハウジング１２が、患者の頸部の下に一度設置されれば、あとは、半円形の型内に頸部が捕らえられた状態で位置決めされて、ハウジングの動きが封じ込められるようにヘッドレスト１３を設計してもよい。

頭部の望ましい傾斜角度が得られるように、患者の頸部を床から６ｃｍないし１５ｃｍ持ち上げて、その間に、ハウジング１２を、患者の頸部の下に位置決めできるようにヘッドレス１３を設計してもかまわない。患者の頭部を確実に傾いたままにしておくために、ハウジング１２の底部表面に、ゴムのような、すべり止め/スリップ防止剤をコーティングしてもよいし、これらで、底部表面を構成してもよい。システムにより動きが探知されたり、酸素供給が止まったりするようであれば、シムテム１０は、警告メーセージを発する。

ハウジング１２には、治療中の患者の頭部の角度を調整するためのメカニズム、例えば、モータ、サーボ、空気袋などを装着してもよい。メカニズム１５は、ヘッドレスト１３の形状と高さを変更するために、あるいは、ハウジング１２の場所と角度を変更するために、手動でも自動でも操作可能であり、そのことで患者の角度を修正できる。

メカニズム１５をシステムのユーザ（システムのオペレータまたは患者自身）が操作してもよいし、センサーデータとのクローズドループ方式で自動的に操作してもよい（このことについては、実施例１において、さらに記載する）。

このメカニズム１６の好ましい例としては、送風機で膨らませるか、圧縮ガスを使うか、逃がし弁で膨らませることのできる空気袋がある。

図２は、システム１０（図３）のハウジング（図１と図３では、１２）内に収納されている好ましい構成要素を図示したものである。人工呼吸装置１２は、典型例では、酸素タンク１６、レギュレータ１８、チューブ２０、フェースマスク２２、保存タンク１４から構成されている。タンク１６は、使ってなくなった酸素を補充するための補充バルブ２４でもある。タンクは、２４０リットル容量で、１７ｃｍ乃至３０ｃｍの長さがあることが好ましい。システム１０は、さらに、センサーデータを処理する処理ユニット、バイタルサイン記録ユニット２６、緊急セルラートランシーバ・ＧＰＳユニット２８、ユーザインタフェース（スピーカは図示）３０から構成されており、これらの全部が、単一ケースに、関連回路、電源、スイッチと一緒に収容されている。処理ユニットは、フェースマスク２２（フローセンサー）と、手首カフ ３４（パルスオキシメトリ結果、血圧、体温）に位置決めされているセンサーから受けたデータを処理するソフトウエアを有している。

流速センサーのデータとしては、呼吸数、容量、吸気/呼気率、遠位部血圧がある。このデータは、最適下限である頭部角度、精神的外傷、発作などが原因となる呼吸困難の状態が患者に発生しているかどうかを判断する処理ユニットにより使用される。

手首カフによるセンサーデータとしては、心拍数、血圧、血液酸素飽和度などのバイタルサインがあり、これらのデータは、患者の生理的条件を決定するための処理ユニットで使用されるものである。マスク２２からのデータと手首カフ３４からのデータとの間には相関関係があり、例えば、呼吸困難が、不適切な頭部角度または精神的外傷の結果であるかどうかの情報を提供する。

ひとたび、このシステム１０が作動すると（図３、３２）、救急治療の指令が出されて、治療を必要とする患者の位置がＧＰＳユニットにより特定される。スピーカ３０（図２、図３）を使って、簡単な医療を求める指示が出され、オペレータがステップごとに、酸素マスクを着用させたり、バイタルサインセンサーに接続させるなどの指示が実行されることになる。

まず最初に、システム１０は、患者が平らな傾きのない表面に仰臥位であるかを確認するようにオペレータに対して指示する。次に、システム１０は、オペレータに指示して、ハウジング１２が患者の頸部の下に置かれ、ハウジング１２の頂上表面にあるマーキングが患者の頸部と頭部と一直線上に来るようにする。ヘッドレスト１３のへこみには、圧力センサーが設置されており、これにより、可聴メッセージまたは光による指示を通して正確な頸部位置が示されるようになっている。患者の頭部がひとたび正確な位置に置かれたあとは（ハウジング１２のくぼみ内のセンサーが位置が決定される）、フェースマスク２２（世界共通仕様）をハウジング１２から取りはずして、その後に、システム１０から、オペレータにマスクを鼻と口にあてるように指示が出される。一度マスク２２をつけると、そのマスク２２は自動的に電源が入り、酸素が患者に供給されることになる。酸素の流量は、１分間当たり１０リットル乃至１５リットルである。マスクについている酸素タンクが酸素を補給することになるが、その量は、患者が吸い込めることができる量とするように酸素流量を減らし、タンク容量も少なくする。適切な酸素流量は、あらかじめ設定してある設定値により制御されてタンク１６から供給されるが、そのような設定は、システム１０からの指示あるいは医療専門家との連絡内容次第で変更が可能である。使い古した酸素シリンダーの交換は、即刻接続解除システムによって可能である。

マスク２２には、呼吸数を検知して酸素流量および酸素圧を決定するためのセンサーが装着されており、それにより、システム１０が患者の呼吸状況を追跡出来るようになっている。システム１０は、もし呼吸数が減少したような場合には、警報メッセージを発するが、頭部位置が不正確であるために呼吸数が減少するようなことがあれば、そのことを知らせるメッセージが発せられる。そのような場合、システム１０は、呼吸が最適になるまで、マスク２２内の圧力および流量トランスデューサにより、呼吸系パラメータ（吸気/呼気率、呼吸数、一分間当たりの呼吸容量など）を追跡しながら、頭部角を修正するために、メカニズム１５を自動的に動作させることができる。あるいは、別の方法として、メカニズム１５を使って、頭部の角度とハウジング１２の傾斜を修正するために、システム１０が望ましい呼吸パラメータが得られるまで、指示をオペレータに発することができる。センサーおよび収集・分析されたデータについて、あるいは、フェースマスク・アセンブリについては、例１の項で詳しく記載している。

上記のプロセスが進行している間に、オペレータは、救急サービス担当者と連絡を取り、必要であれば、さらなる指示を受けることになる。システム１０が、患者の呼吸が止まっていることを検知した場合には、警告メッセージと、ＣＰＲを動作させる指示をシステム１０から発する。圧迫を加えるための胸骨位置と正確なＣＰＲリズムと、圧力をかけるための特定の指示情報が、システム１０により発せられる。

蘇生法が実施されている間、リアルタイムで、バイタルサイン記録ユニット２６が（メモリーチップのような保存装置に）バイタルサインの記録をすることが可能であり、あるいは、記録を訓練を経た医療従事者が後日、評価することも可能である。このバイタルサインは、手首カフ３４（図３）を使っての測定が可能であり、データをハウジング１２内のメモリーチップに送信できる（有線または無線で）。

手首カフ３４には、パルス・オキシメータ・センサーが装着されて、橈骨動脈に触れるように取りつけており、オキシメトリーの実施と脈拍数計測が可能である。手首カフ３４は、ＰＣＯ２センサー、血圧センサー、温度センサーを有している（手首カフ３４は実施例１において、さらに詳しく述べる）。

これとは別に、脈拍数測定とオキシメトリーは、指先センサーまたは額の皮膚や耳たぶの皮膚に適用される皮下センサーにより可能である。システム１０は、カフや皮膚適用センサーが正確な位置になるようにオペレータに指示できるとともに、センサーが読み取りをしない場合や、カフが不適当に使用されている場合には、フィードバックが可能である。もしも、心拍が検知されないか、あるいは、不規則な心拍が検知された場合には、システム１０は、オペレータに対して異常な検知があったことを伝える警告を与える、そして、オプションとして、胸骨圧迫の方法に関する指示を与えることが可能である。このような警告は、救急医療サービス部に転送してもよい。

治療中の患者が無意識または無気力であるような救急事態では、システム１０が当事者以外の第２の個人により操作されることが必要であるが、体の調子が悪いが意識のある個人が自分で操作することが望まれる。

このような場合には、その操作をする個人は、システム１０によりの指示に単純に従い、（上記で述べたように）フェースマスク２２をつけ、手首カフを装着する。ここで、患者には、意識があり、呼吸には支持がなされてないので、マスク２２は、座ったままで使ってもよいし、あるいは、全く使わなくてもよい。いかなる場合も、このシステム１０は、患者からのバイタルサインを収集して、そのデータを保存してもよく、あるいは、医療施設に通信するか、さらなる分析のために、そのデータを医者に送ってもよい。データは、患者の医療状態を確定するために、数分から数時間の間、追跡するようにしてもよい。必要であれば、システム１０を情報の交換のために、医療機関または医者との直接通信を行うために使用することもできる。この追跡データを使って、患者が大丈夫か、あるいは、医療機関への搬送が必要であるかを判断する。システム１０が患者の状態が危険であると判断すると、医療機関にシステム１０自身が警告を発することになる。

このように、本考案のシステムは、従来技術の限界を克服するものである。本考案によれば、迅速で簡便なシステム配置が可能で、運搬が容易である単一ユニットシステムが提供され、このシステムは、未経験の一般人でも蘇生術を実行できるようになっている。本考案の好ましい構成によれば、本考案のシステムは、単一のパック状のシステムとして構成されており、解剖学的な見地からの設計がなされており、オプションとして、手動でも自動でも、その操作が可能であり、気道を広げる頸部支持具としての機能を有し、酸素を供給し、構成要素を収納して、保存中や運搬中の損傷からシステムを保護する構成となっている。ここで、「約」という用語は±１０％という意味である。

本考案の追加の目的、利点、特徴については、下記の実施例の中の実験で確認することで通常の熟練者には明確になるが、本考案は、この実施例に限定されるものではない。さらに、以下の各実施例および本考案の態様は、上記で述べたように、特許請求の範囲の項で記載されている内容を、以下の実施例が実験上の考案として確認することになる。

以下の実施例を参照しながら、上記の説明と一体的に、本考案を無制限で例証していくことになる。
（実施例１）
（呼吸機能について）
本考案の携帯呼吸支援システムは、センサー、トランスデューサ、呼吸困難、呼吸停止を特定して治療するためのソフトウエアを有している。

上記で説明したように、患者を治療するための最初のステップは、患者の鼻と口に酸素マスクをかぶせて、橈骨動脈に手首カフを取り付けることである（図３）。これらを患者に取り付けた後は、システム自体が自動的に、酸素を１分間に１０リットルから１５リットルの流量で供給し、呼吸数、気道分泌、手首カフの情報を、血圧、脈拍数、オキシメトリ結果と一緒にして、センサーデータを処理する精査用のソフトウエアが内臓された処理ユニットに送信する。

マスク内のトランスデューサにより、呼気と吸気用の読み取りメモリが機能することで、患者の状態が分かるようになっている。ここで得られた読み取り値は、呼気データ、吸気データ、容量データ、呼吸数に変換され、専用のソフトを動作させる処理ユニットによって、呼吸データが患者の呼吸機能（スピーカまたはディスプレイにより交信されて得たデータ）と生理的状態（フェースマスクデータと手首カフにより得られたデータとを一体化することが好ましい）を示すことになる。

図４は、本考案では、フェースマスク１００と呼ばれる、本考案のマスク組み立てを図示したものである。フェースマスク１００は、Ｙ型コネクター１０２、吸い込まれたガスと吐き出されたガスを直ちに測定できるインライントランスデューサ１０４を有する。トランスデューサは、圧力/流量トランスデューサであれば、どのような種類のものでもかまわない。適切なトランスデューサとしては、ＧＥ社のデーライト（D-Lite) トランスデューサ(www.gehealthcare.com./euen/patient_monitoring/docs/Spriometry_M1115724_eng.pdf)やハミルトン(Hamilton)社のもの(www.envitec.com./download/media/00030876.pdf/e_mail_version_Sprioquant_H.pdf)や、ベーサムド(Versamed)社のトランスデューサ(www.wipo.int./pctdb/en/wads.jsp?LA=IL3002000613&LANGUAGE=EN&ID=id00000000157201&VOL=33&DOC=00143f&WO=04/008961&WEEK=05/2004&TYPE=A1&DOC_TYPE=PAMPH&TOK=M7mMxJMfxfzPS3Lc2T92n6D2XY&PAGE=1)がある。

フェースマスク１００により、患者は、マスクと、タンクバルブ１１０を通して高速で大量の空気を吸い込むことが可能となり、一方、タンク内のＯ_２が排出可能となり、大気バルブ１０８により、空気をフェースマスク内に送れるようになる。空気流れに対する空気バルブ１０８の抵抗は、タンクバルブ１１０の抵抗よりも高いので、患者は呼吸ごとに、Ｏ_２を量を増やしたガスを吸い込む。

本考案は、マスク１０５と患者の顔面との間からの空気の漏れを特定しており、その場合、空気の容量と患者のもつ圧力（つまり、マスク圧）との比率を記載したルックアップテーブルを使う。さらに、呼気と吸気の間の特定の非対称流れパターンを特定することで、ホールサイズ(hole size)の平均値を算出して漏れた分を補うかどうかの警報を発するかを決めることなる。
（呼吸困難であることの確定について）
患者が気道閉塞で苦しんでいるが、まだ自律呼吸が可能な場合では、呼気波形が通常の平滑な波形に比べて５％乃至２０％偏差のある歯状波として現れる。そのような不規則な波形の吸気の原因は、気道に分泌物があるか、気道に物理的な損傷があるか、頭部の位置決め角が正確でないことである。

本考案のマスクは、分泌物を感知でき、システムのオペレータに気道またはマスクから分泌物を取り除くように指示を出す。分泌物の存在は、分泌物から出る特有の流れパターンを特定することのできる感知流れトランスデューサを使って同定する。たとえば、吸気中の断続的で先端のとがった流れパターンの信号（図５）は、分泌物の存在を示唆している。センサーデータが、気道閉塞の原因が頭部角位置であることを示している時は、本考案のシステムは、オペレータに頭部の角度を変更するように指示するか、頭部を直接に曲げたり伸ばしたりしてもよいし、あるいは、手動でモータやサーボを有するメカニズムを動作させてもよい。別な方法として、本考案のシステムは、ヘッドレスト内に装着された、モータやサーボや空気袋を有するメカニズムを、呼吸変化により示された（トランスデューサで測定）望ましい頭部の角度が得られるまで、自動的に動作させることができる。ヘッドレストには頭部の角度を追跡して変えることのできる加速度計と、ジャイロを取り付けてもよい。いかなる場合も、頭部角度に変化があれば、満足のいく呼吸が回復するまで、必要な場合には、あとのプロセスで、モニターリングすることと頭部の位置決めをすることが必要となる。

センサーから得たデータは、患者の生理的パラメータを評価するのに使用してもよい。専用のソフトで計算した呼気／吸気率により、患者の生理的状態に関する示唆を得ることができる。最良の呼気／吸気率は１：２.５であり、この比率が１：３より大きい場合には、発作、精神的外傷、その他の条件が原因である肺機能障害があることを示している。さらに、呼吸数（成人）が１分間当たり２０回以上である場合には、一般的に肺の状態がよくないことを示している。

本考案のシステムでは、呼気／吸気率、呼吸数をモニターすることが可能で、その結果に関して、オペレータに、警報を出したり、システムが自動的に医療病院や医療チームに警報を送ることが可能である。良くない呼気／吸気率が特定の期間以上続いた場合には、オペレータに酸素流量や頭部角度を変更するように指示を出し、あるいは、パラメータを自動的に変更させたり、状態を変化させるために、患者をモニターできるようになっている。

上述の通り、本考案のソフトウエアでは、患者のより正確な状態を知るため、および、呼吸データと手首データとを合致させるために、トランスデューサデータ、センサーデータを、心臓モニターデータ、オキシメトリーデータ、血圧データ（これらは、現発明の手首カフを使って得ることができる、図３）と統合することが可能である。

手首カフは、橈骨動脈の周りに置かれて、膨張可能で、弾力性のあるカフから成り、わずかなに圧力をかけて測定に使う。血圧のモニターに使う場合には、橈骨動脈に１８０ｍｍｇ圧をかけるメカニズムを有し、膨張させたり、縮小させたりするメカニズムを有していてもよい。このカフは、さらに、脈拍数を測定するトランスデューサと、オキシメトリセンサー、体温センサーを有している。このカフは、センサー情報を本考案を構成している処理ユニットに、有線または無線で（たとえば、ＲＦ）送信する。これらの情報は、マスクセンサーデータと一体化され、あとで、医療関係者が使うデータとして保存される。仮に、マスクデータとカフデータの間に食い違いが検知される場合には、システムは、オペレータに対して警報を出すように指示し、マスクをオンオフするために位置を変更するための指示を出す。

呼気量、吸気量を測定するためにトランスデューサを使う。健康な成人の１分間の呼吸回数は、１２回乃至１５回であり、容量では５００ｃｍまでである。このように、平均呼吸量は、１分間に約７．５リットルである。仮に、呼吸容量が３リットル以下に落ち込むか、１３リットルを超えて上昇する場合には、オペレータに対して警報を出し、発作、精神的外傷、または、カフの不適切な取りつけが原因となる緊急状態（スピーカまたはディスプレイで交信）である。いかなる場合でも、オペレータに対して適当な指示を出して警報を救急医療チーム・病院に送ることになる。

このシステムは、患者の頭部の角度を自動的に修正できるし、あるいは、満足なデータが得られるまで、オペレータに、そのことを指示する。システムは、酸素飽和と流速を修正が可能である。

本システムは、ある個人が体調が悪いけれども、他人の援助なしにシステムを動作させることができるような場合に適用される。そのような状況では、各個人が自分でマスクをとり、座った状態または寝た状態で手首カフをつけることができる。システムは、Ｏ_２増強空気を患者に供給ができ、呼吸は勿論、その他のバイタルサインをモニターできる。患者に指示を提供するため（または、治療法を修正するため）、または、治療チームと連絡をとるため、患者に、さらなる次の指示を出すために（たとえば、治療を続行する指示、病院に連れていく指示、医療機関からの連絡を待つ指示）、センサーデータが使用される。
（実施例２）
（医療救急手順について）
ある個人が意識を失った場合には、第二番目の個人が意識を失った個人を仰臥位の姿勢にする。ヘッドレスト１０を、その患者の頸部の下に入れて、その後、システムを稼働させる。システムは以下のように動作する。
１．システムは、アルゴリズムに従って、センサーデータを、手首データとマスクデータを比較検討して確認して、間違った頭部の角度により呼吸が妨げられているかどうかを確かめる。センサーデータからも必要がある場合には、患者の頭部の角度を、上で述べたように、修正することになる。
２．パルスが検知されない時、システムは直ちに医療センタに警報を出す。医療センタが医療データを受け取り患者のデータを分析評価する。
３．医療センタは、医療スタッフを派遣する。
４．医療スタッフが到着するまで、システムがオペレータにＣＰＲを実行するように促す。ＣＰＲの指示には、オペレータの手の位置、ＣＰＲ実施のタイミング、動作のリズムに関する指示が含まれる。
５．患者に対してフェースマスクを通して、酸素を連続的に供給する。システムは、患者がまた自分で呼吸を開始した時には、そのことのデータを医療センタに送信する。

本考案の特徴のうちのいくつかは、その内容を明確にするために、別々の実施形態の形で記載されているが、これらを組み合わせて単一の実施形態として記載してもよい。逆に、本考案の多様な特徴については、簡略にするために、単一の実施形態として記載されているが、別々の実施形態として記載してもよいし、部分的に組み合わせた状態で記載してもよい。

本考案は、特定の実施形態と一緒に記載されているが、多くの代替の形のもの、修正したもの、変形したものがあることは、熟練者には明白なことである。従って、それらの代替のもの、修正したもの、変形したものも、すべて添付クレームの趣旨の範囲内である。この明細書内で記載された、すべての出版物、特許、特許申請は、全体として、参照されるものとして、この明細書に含まれるものであり、各個別の出版物、特許、特許申請も、その範囲で、参照物の形で特定されたものとして、個別的なものとして、この明細書に含まれる。さらに、この明細書の中の参考文献の引用や特定個所の引用は、本考案に対する従来技術として使えるという許可を受けているものと解釈できるものではない。

Claims (21)

1. 人工呼吸装置を収容するハウジングとバイタルサイン追跡機器から成る携帯型システムであって、前記ハウジングは、仰臥位にある患者の気道を広げるための頸部支持具として使えるように構成されている特徴を有するシステム。
2. 前記バイタルサイン追跡機器により収集されたデータを送信するための通信ユニットが含まれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記システムの地理的な位置を決定する位置追跡ユニットが含まれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. オペレータへの指示とデータを提供するためのユーザインタフェースが含まれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記人工呼吸装置には、圧縮酸素源とフェースマスクが含まれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記送信器がＲＦ送信器であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
7. 前記バイタルサイン追跡機器は、呼吸数、心拍数、血圧、脈拍数、血液酸素量を追跡することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記位置追跡ユニットがＧＰＳユニットであることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
9. 前記通信ユニットが、自動的にバイタルサインを医療施設に送信できることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
10. 前記通信ユニットが、医療施設からデータを受け取ることができることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
11. 前記ハウジングが、その頂上位置に、くぼみ部を有し、このくぼみ部に、前記患者の頸部を、前記患者の気道を広げるような状態で収容できるように設計されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
12. 前記バイタルサイン追跡機器が手首カフであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
13. 前記人工呼吸装置が呼吸センサーから成ることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
14. 前記呼吸センサーが、前記フェースマスクのタンク内に設置されていることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記呼吸センサーが、圧力トランスデューサであることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 吸気／呼気率、呼吸数、呼吸量から成る群の中から選択された呼吸パラメータを決定する前記呼吸センサーからのデータを使うことができることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
17. 前記システムが、仰臥位状態にある前記患者の頭部の角度を修正するメカニズムから成ることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
18. 前記メカニズムが手動で動作されることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. 前記メカニズムが前記呼吸センサーからのデータに従って自動的に動作されることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
20. 前記呼吸パラメータが、吸気／呼気率、呼吸数、呼吸量から成る群の中から選択されたものであることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
21. 前記メカニズムが、モータ、サーボ、膨張可能な空気袋から成ることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。