JP5632925B2 - モジュール式換気システム - Google Patents

Description

本発明は、対象に機械的に酸素を供給するよう構成されるモジュール式換気システムに関する。

患者に機械的に酸素を供給するシステムが知られている。従来の換気システムは、通常は、人工呼吸器を付けている患者による吸気及び呼気を起こさせるよう構成された単一ユニットを有する。呼気は、肺が膨らんでいる間対象の気道からガスを排出することによって、起こる。このユニットは、カート、電源、ガス源、又はユーザインターフェースに着脱自在に取り付けられてよい。

しかし、ユニット自体は、使用中、単一の一体モジュールとして残る。

本発明の一態様は、対象に機械的に酸素を供給するよう構成される人工呼吸器に関する。一実施形態において、人工呼吸器は、対象インターフェース回路、吸気供給モジュール、及び呼気モジュールを有する。前記対象インターフェース回路は、前記対象の気道及び対象インターフェース回路の内部が流体連通状態において配置され且つ周囲空気から密閉されるように前記対象の気道に係合するよう構成される対象インターフェース器具を有する。前記吸気供給モジュールは、第１の筐体に収容される。前記吸気供給モジュールは、前記対象インターフェース回路へ結合され、該対象インターフェース回路内に呼吸に適したガスのフローを供給して、前記対象の機械的な換気の間前記対象インターフェース回路内の１又はそれ以上のパラメータを制御するよう構成される。前記呼気モジュールは、第２の筐体に収容され、該第２の筐体が前記第１の筐体から分離されるように前記吸気供給モジュールから分離されて別個である。前記呼気モジュールは、前記対象インターフェース回路へ結合され、該対象インターフェース回路から選択的にガスを排出して、前記対象の機械的な換気の間前記対象インターフェース回路内の１又はそれ以上のパラメータをさらに制御するよう構成される。

本発明の他の態様は、対象に機械的に酸素を供給する方法に関する。一実施形態において、方法は、第１の筐体から、前記対象の気道と密閉連通状態にある対象インターフェース回路へ呼吸に適したガスのフローを供給する供給ステップであって、前記呼吸に適したガスのフローが、前記対象の機械的な換気の間前記対象インターフェース回路における１又はそれ以上のパラメータを制御するよう前記対象インターフェース回路及び前記対象の気道を通って前記対象の肺へ供給されるように、前記呼吸に適したガスのフローの１又はそれ以上のパラメータを制御することを含む前記供給ステップ；及び前記対象の機械的な換気の間前記対象インターフェース回路における１又はそれ以上のパラメータを制御するよう、前記第１の筐体から物理的に分離されて別個である第２の筐体を介して前記対象インターフェース回路からガスを選択的に排出する排出ステップを有する。

本発明の更なる他の態様は、対象に機械的に酸素を供給するよう構成されるシステムに関する。一実施形態において、システムは、
前記対象の気道を周囲空気から密閉するよう前記対象の気道に係合する係合手段；第１の筐体から前記係合手段へ呼吸に適したガスのフローを供給する供給手段であって、前記対象の機械的な換気の間前記係合手段における１又はそれ以上のパラメータを制御するよう前記呼吸に適したガスのフローの１又はそれ以上のパラメータを制御する制御手段を有する前記供給手段；及び前記対象の機械的な換気の間前記係合手段における１又はそれ以上のパラメータを制御するよう、前記第１の筐体から物理的に分離されて別個である第２の筐体を介して前記係合手段からガスを選択的に排出する排出手段を有する。

本発明のこれらの及び他の目的、特徴及び特性と、関連する構成要素の動作方法及び機能並びに製品の効率的使用及び部品の組み合わせとは、添付の図面を参照して本明細書の一部を形成する以下の説明及び添付の特許請求の範囲を検討することで、より明らかになるであろう。なお、同じ参照符号は、様々な図において、対応する部分を表す。本発明の一実施形態において、本願で説明される構成部品は、誇張することなく図示される。しかし、当然のことながら、図面は、単に例示及び説明のためであり、本発明の限定ではない。さらに、当然のことながら、本願におけるいずれか１つの実施形態において図示及び記載される構造上の特徴は、他の実施形態においても使用され得る。しかし、当然のことながら、図面は、単に例示及び説明のためであり、本発明の限定の定義として意図されない。明細書及び特許請求の範囲において使用されるように、特に個数が限定されていない要素又は「前記」を付された要素は、特に言及されない限りは、複数個を含む。

本発明の１又はそれ以上の実施形態に従う、対象に機械的に酸素を供給するよう構成されるシステムを表す。 本発明の１又はそれ以上の実施形態に従う、対象に機械的に酸素を供給するよう構成されるシステムを表す。

図１は、対象１２に機械的に酸素を供給するよう構成されるシステム１０を表す。システム１０は、別個の物理モジュールに分けられてよい。システム１０のモジュール方式は、改善された利便性、快適性及び／又はフォームファクタを有してシステム１０が治療環境に組み入れられることを可能にすることができる。システム１０は、異なるモジュールと着脱自在に結合される別個のドッキングステーションを有してよい。これは、別個のモジュールが複数の異なる治療環境の間で患者の有無によらずに動かされることを可能にすることができる。ガスは、システム１０によって１又はそれ以上のガス源１４から対象１２へ供給されてよい。一実施形態において、システム１０は、対象インターフェース回路１６、ユーザインターフェースモジュール１８、吸気供給モジュール２０、呼気モジュール２２、及び／又は他のコンポーネントを有してよい。

ガス源１４は、加圧ガスの源を有する。ガスは、典型的な雰囲気ガス、特定の組成（例えば、洗浄された酸素、医療用空気、ヘリウム及び酸素の混合、及び／又は他の特定の組成）を有するガス、及び／又は加圧ガスの他の源を有してよい。ガスを加圧するよう、ガス源１４は、加圧下で蓄えられ、ガス源１４内で機械的に加圧され、且つ／あるいは、別なふうに加圧されてよい。限定されない例として、ガス源１４は、ブロワー、送風機、キャニスタ、ウォールガス、及び／又は他の加圧ガス源を有してよい。

対象インターフェース回路１６は、導管２４、対象インターフェース器具２６、及び／又は他のコンポーネントを有する。導管２４は、周囲空気から実質的に密閉されたガスのためのフロー経路を形成する中空部材である。導管２４は、例えば、可塑性の管類、及び／又はフロー経路を形成するのに適した他の部材から、形成されてよい。導管２４は、吸気供給ブランチ３０、呼気ブランチ２８、及び対象インターフェースブランチ３２を有する。導管２４は単一部品として表されているが、導管２４が互いから選択的に着脱自在である別個の部分を有して構成されてよいことは明らかである。例えば、吸気供給ブランチ３０、呼気ブランチ２８及び／又は対象インターフェースブランチ３２は、互いから着脱自在であってよい。

対象インターフェース器具２６は、対象１２が快適に酸素を供給されることを可能にするように対象１２の気道に係合するよう構成された装置である。これは、対象１２の気道及び対象インターフェースブランチ３２の内部が流体連通状態において配置され且つ周囲空気から実質的に密閉されるように、対象１２の気道と係合することを含んでよい。限定されない例として、対象インターフェース器具２６は、気管内チューブ、完全なフェイスマスク、部分的なフェイスマスク、及び／又は他の対象インターフェース器具を有してよい。

ユーザインターフェースモジュール１８は、システム１０と１又はそれ以上のユーザ（例えば、対象１２、介護者、治療決定記録者、等）との間のインターフェースを提供するよう構成され、それを介して、ユーザは、システム１０との間で情報をやり取りしてよい。これは、データ、結果、並びに／又は命令及びその他の通信事項（集合的に、「情報」と呼ばれる。）が、吸気供給モジュール２０、呼気モジュール２２、及び／又はシステム１０の他のコンポーネントのうち１又はそれ以上とユーザとの間でやり取りされることを可能にする。ユーザインターフェースモジュール１８に包含されるのに適したインターフェース装置の例には、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、インジケータ灯、警報器、及びプリンタがある。その機能が以下で更に論じられる一実施形態において、ユーザインターフェースモジュール１８は、実際には、複数の別個のインターフェースを有する。

当然のことながら、ハードワイヤード又は無線のいずれかによる他の通信技術も、ユーザインターフェースモジュール１８内で本発明によって考えられている。例えば、本発明は、ユーザインターフェースモジュール１８がリムーバブル記憶インターフェースと一体化されてよいと考える。この例において、情報は、ユーザがシステム１０の実施をカスタマイズし又はシステム１０から結果を受け取ることを可能にするリムーバブル記憶装置（例えば、スマートカード、フラッシュデバイス、リムーバブルディスク、等）からユーザインターフェースモジュール１８にロードされてよい。ユーザインターフェースモジュール１８内でシステム１０とともに使用されるよう適応された他の例となる入力装置及び技術は、ＲＳ−２３２ポート、ＲＦリンク、ＩＲリンク、モデム（電話、ケーブル又は他）を含むが、それらに限定されない。要約すれば、システム１０と情報をやり取りするためのあらゆる技術が、ユーザインターフェースモジュール１８内で本発明によって考えられている。

一実施形態において、ユーザインターフェースモジュール１８は、第１の筐体３４に収容されている。第１の筐体３４は、ユーザインターフェースモジュール１８を囲んでよく、視覚的にユーザと情報をやり取りするユーザインターフェースモジュール１８のあらゆるコンポーネント（例えば、電子ディスプレイ、信号灯、等）を内蔵してよい。ある場合に、第１の筐体３４は、人工呼吸器カート及び／又は換気治療環境において共通な他の構造に着脱自在に取付可能及び／又はドッキング可能であってよい。

一実施形態において、ユーザインターフェースモジュール１８は、第１のインターフェース及び別個の第２のインターフェースを有してよい。第１のインターフェースは、介護者及び／又は治療決定記録者によって使用されるよう構成される。このインターフェースは、ユーザがシステム１０によって対象１２に提供される換気治療のパラメータを具体的に設定することを可能にすべく、比較的複雑でありうる。第２のインターフェースは、対象１２によって使用されるよう構成される。対象１２は換気治療において同程度の習熟度を有していない可能性があるので、及び／又は対象１２は少なくとも幾つかの局面の換気に対して自由な制御を有するべきではないので、第２のインターフェースはいくらか複雑であってよく、且つ／あるいは、第１のインターフェースよりも広範囲でない制御を提供してよい。例えば、第２のインターフェースは携帯型のリモコンであってよい。ユーザインターフェースモジュール１８が第１のインターフェース及び第２のインターフェースを有する実施形態において、第１のインターフェースは第１の筐体３４内に収容されてよく、一方、患者によって使用される第２のインターフェースは第１のインターフェースから物理的に分離されてよい。

吸気供給モジュール２０は、対象インターフェース回路１６へ呼吸に適したガスのフローを供給するよう構成される。吸気供給モジュール２０は、呼吸に適したガスのフローが、対象１２の機械的な換気を達成するよう及び／又は他の治療的有用性を提供するよう、対象インターフェース回路１６及び対象１２の気道を通って対象１２の肺へ供給されるように、呼吸に適したガスのフローの１又はそれ以上のパラメータを制御するよう構成される。１又はそれ以上のパラメータは、例えば、圧力、フローレート、呼吸速度、最大流量、体積、湿度、組成、及び／又は呼吸に適したガスのフローの他のパラメータを含んでよい。吸気供給モジュール２０は、１又はそれ以上のガス注入口３６、ガス出口３８、補助出口４０、１又はそれ以上の一次バルブ４２、補助バルブ４４、電子記憶装置４６、プロセッサ４８、吸気供給モジュール２０及び／又は対象インターフェース回路１６内のガスの１又はそれ以上のパラメータ（例えば、フロー、圧力、湿度、組成、等）をモニタする１又はそれ以上のセンサ４９のうち１又はそれ以上を有してよく、且つ／あるいは、他のコンポーネントを有してよい。当然のことながら、図１におけるセンサ４９の位置は、限定するよう意図されない。１又はそれ以上のセンサは、センサ４９が吸気供給モジュール２０及び／又は対象インターフェース器具２６内のガスの１又はそれ以上のパラメータを検出することを可能にするそれらの内部の如何なる位置にも配置されてよい。

吸気供給モジュール２０は、第２の筐体５０によって収容されている。第２の筐体５０は、ユーザインターフェースモジュール１８が吸気供給モジュール２０から物理的に分離されるように、第１の筐体３４から物理的に分離されて別個である。物理的に分離されていることに関わらず、吸気供給モジュール２０及びユーザインターフェースモジュール１８は、使用の間、動作上連通状態にあってよい。この動作上の連通状態は、ハードワイヤードリンク、無線リンク、及び／又は他の電子通信媒体を介して達成されてよい。ユーザインターフェースモジュール１８を介して、ユーザは、吸気供給モジュール２０が対象インターフェース回路１６へ供給される呼吸に適したガスのフローを調整する方法を、制御することができる。呼吸に適したガスのフローに関する情報（例えば、動作パラメータ、測定されるガスパラメータ、及び／又は他の情報）は、吸気供給モジュール２０からユーザインターフェースモジュール１８へ伝えられてよい。

吸気供給モジュール２０は、ガスのための１又はそれ以上のフロー経路を形成する。それらの１又はそれ以上のフロー経路は、１又はそれ以上の一次フロー経路と、補助フロー経路とを含む。一次フロー経路は、ガス注入口３６とガス出口３８との間に形成される。一次バルブ４２は、一次フロー経路において配置される。使用の間、個々のガス注入口３６は、対応するガス源１４と結合される。次いで、個々のガス源１４からガス出口３８へのガスのフローは、一次バルブ４２の操作によって制御される。個々のガス源１４からのフローを別々に制御することによって、吸気供給モジュール２０は、ガス出口３８を通って対象インターフェース回路１６へ供給される呼吸に適したガスのフローの組成を制御することができる。呼吸に適したガスのフローの他のパラメータ（例えば、圧力、フロー、体積、等）は、さらに、一次バルブ４２の適切な制御を介して制御される。

補助フロー経路は、ガス出口３８の上流で一次フロー経路から枝分かれし、補助出口４０に達する。補助バルブ４４は、一次フロー経路を補助出口４０へ選択的に開くことによって、一次フロー経路内の圧力を解放するよう構成される。補助バルブ４４は、一次フロー経路内のガスの１又はそれ以上のパラメータの検出に基づき電子的に制御されてよく、且つ／あるいは、所定の圧力で逆作動する機械バルブであってよい。

一実施形態において、電子記憶装置４６は、電子的に情報を記憶する電子記憶媒体を有する。電子記憶装置４６の電子記憶媒体は、吸気供給モジュール２０と一体化して設けられる（実質的に非リムーバブルである）システム記憶媒体及び／又は例えばポート（例えば、ＵＳＢポート、ファイヤワイヤ・ポート、等）又はドライブ（例えば、ディスクドライブ、等）を介して吸気供給モジュール２０へ着脱自在に接続されるリムーバブル媒体の一方又は両方を含んでよい。電子記憶装置４６は、光学的に読取可能な記憶媒体（例えば、光ディスク、等）、磁気的に読取可能な記憶媒体（例えば、磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、等）、電荷に基づく記憶媒体（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、等）、ソリッドステート記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ、等）、及び／又は他の電子的に読取可能な記憶媒体のうち１又はそれ以上を含んでよい。電子記憶装置４６は、ソフトウェア・アルゴリズム、プロセッサ４８によって決定される情報、ユーザインターフェースモジュール１８を介して受信される情報、対象１２に現在適用されている治療法に関する情報、及び／又は吸気供給モジュール２０が適切に機能することを可能にする他の情報を記憶してよい。一実施形態において、電子記憶装置４６は、この特定の吸気供給モジュール２０を記述する較正テーブルを記憶する。これは、以下で論じられるように、換気システム間での吸気供給モジュール２０の互換性を助けることができる。

プロセッサ４８は、吸気供給モジュール２０において情報処理能力を提供するよう構成される。そのようなものとして、プロセッサ４８は、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するよう設計されたデジタル回路、情報を処理するよう設計されたアナログ回路、状態機械、及び／又は電子的に情報を処理する他のメカニズムのうち１又はそれ以上を有してよい。限定されない例として、プロセッサ４８は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、浮動小数点コプロセッサ、及び／又は他のプロセッシングユニットを有してよい。プロセッサ４８は単一エンティティとして図１においては示されているが、これは単なる例示のためである。幾つかの実施において、プロセッサ４８は複数のプロセッシングユニットを有してよい。本願においてプロセッサ４８に帰属する機能の幾つか又は全ては、（例えば、第２の筐体５０内の）吸気供給モジュール２０と一体的でないプロセッシング・コンポーネントによって提供されてよい。例えば、プロセッサ４８を参照して論じられる機能の幾つか又は全ては、ユーザインターフェースモジュール１８内に含まれてよく、単一の制御及び／又はフィードバック信号が、この代替のコンポーネント配置を可能にするよう、ユーザインターフェースモジュール１８及び／又は吸気供給モジュール２０の間でやり取りされる。

プロセッサ４８は、１又はそれ以上のコンピュータプログラム及び／又はプロセッシングモジュールを実行するよう構成されてよい。プロセッサ４８は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア及び／又はファームウェアの組み合わせ、且つ／あるいはプロセッサ４８におけるプロセッシング機能を設定する他のメカニズムによって、そのようなモジュールを実行するよう構成されてよい。

プロセッサ４８は、対象インターフェース回路１６へ供給される呼吸に適したガスのフローの１又はそれ以上のパラメータを調整するように一次バルブ４２を制御するよう構成される。それらのパラメータは、組成、流速、体積、圧力、パラメータが変更されるタイミング、パラメータが変更されるレート、及び／又は他のパラメータを含んでよい。それらのパラメータは、対象１２の呼吸の１又はそれ以上の呼吸特性を調整するよう制御されてよい。１又はそれ以上の呼吸特性は、呼吸速度、最大流量、呼吸終末陽圧、１回換気量、及び／又は他の呼吸特性を含んでよい。プロセッサ４８は、ユーザインターフェースモジュール１８で入力設定及び／又は選択される治療法に基づき、一次バルブ４２が設定されるべき方法を決定する。治療法は、対象１２の適切な呼吸特性を指示する。

吸気供給モジュール２０によって対象インターフェース回路１６へ選択的に供給される呼吸に適したガスのフローのために、ガスは、機械的な換気における吸気の間、対象１２の肺へ供給される。呼気モジュール２２は、対象インターフェース回路１６から選択的にガスを排出するよう構成される。対象インターフェース回路１６から選択的にガスを排出することによって、呼気モジュール２２は、対象１２の肺からガスを排出して、対象１２の機械的な換気の間の対象１２による息の吐き出しを達成し、且つ／あるいは、他の治療的有用性を提供する。呼気モジュール２２は、ガス注入口５２、ガス出口５４、一次バルブ５６、電子記憶装置５８、プロセッサ６０、呼気モジュール２２及び／又は対象インターフェース回路１６内のガスの１又はそれ以上のパラメータをモニタする１又はそれ以上のセンサ（図示せず。）のうち１又はそれ以上を有してよく、且つ／あるいは、他のコンポーネントを有してよい。

呼気モジュール２２は、第３の筐体６２によって収容されている。第３の筐体６２は、ユーザインターフェースモジュール１８及び吸気供給モジュール２０が呼気モジュール２２から物理的に分離されるように、第１の筐体３４及び第２の筐体５０から物理的に分離されて別個である。物理的に分離されていることに関わらず、呼気モジュール２２、吸気供給モジュール２０、及び／又はユーザインターフェースモジュール１８は、使用の間、動作上連通状態にあってよい。この動作上の連通状態は、ハードワイヤードリンク、無線リンク、及び／又は他の電子通信媒体を介して達成されてよい。ユーザインターフェースモジュール１８を介して、ユーザは、ガスが呼気モジュール２２によって対象インターフェース回路１６から排出される方法を制御することができる。呼気モジュール２２の動作及び／又は排出されるガスに関する情報は、呼気モジュール２２からユーザインターフェースモジュール１８及び／又は吸気供給モジュール２０へ伝えられてよい。

呼気モジュール２２は、ガスが対象インターフェース回路１６から排出される一次フロー経路を形成するよう構成される。一次フロー経路は、ガス注入口５２からガス出口５４へ通ずる。ガスは、周囲空気へ直接排出されてよく、あるいは、ガスは、ガスから汚染物質を除去するよう構成されたフィルタリング装置（図示せず。）を介して排出されてよい。対象インターフェース器具２６と対象１２の気道との密閉された係合のために、呼気モジュール２２によるガスの排出は、対象１２の肺内のガスが対象インターフェース回路１６及び呼気モジュール２２の一次フロー経路を通って排出されることを可能にし、それにより、対象１２の機械的な換気の間の対象１２の息の吐き出しを達成する。

一次バルブ５６は、一次フロー経路を通るガスのフローを制御するよう構成される。動作中に、一次バルブ５６は、吸気を達成するように、吸気供給モジュール２０による対象インターフェース回路１６への呼吸に適したガスのフローの供給の間、一次フロー経路を通るフローを適切に制御するよう操作される。次いで、機械的な換気の間の息の吐き出しを達成するよう、一次バルブ５６は、対象１２の肺からシステム１０の外にガスが排出されることを可能にするよう開く。当然のことながら、吸気供給モジュール２０による対象インターフェース回路１６への呼吸に適したガスのフローの供給の間、一次バルブ５６は、少なくとも部分的に開いたままであるよう制御されてよい。

一実施形態において、電子記憶装置５８は、電子的に情報を記憶する電子記憶媒体を有する。電子記憶装置５８の電子記憶媒体は、呼気モジュール２２と一体化して設けられる（実質的に非リムーバブルである）システム記憶媒体及び／又は例えばポート（例えば、ＵＳＢポート、ファイヤワイヤ・ポート、等）又はドライブ（例えば、ディスクドライブ、等）を介して呼気モジュール２２へ着脱自在に接続されるリムーバブル媒体の一方又は両方を含んでよい。電子記憶装置５８は、光学的に読取可能な記憶媒体（例えば、光ディスク、等）、磁気的に読取可能な記憶媒体（例えば、磁気テープ、磁気ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、等）、電荷に基づく記憶媒体（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、等）、ソリッドステート記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ、等）、及び／又は他の電子的に読取可能な記憶媒体のうち１又はそれ以上を含んでよい。電子記憶装置５８は、ソフトウェア・アルゴリズム、プロセッサ６０によって決定される情報、ユーザインターフェースモジュール１８を介して受信される情報、対象１２に現在適用されている治療法に関する情報、及び／又は呼気モジュール２２が適切に機能することを可能にする他の情報を記憶してよい。

電子記憶装置５８は、図１において、第３の筐体６２内に収容されている呼気モジュール２２の一部であるように表されているが、一実施形態においては、電子記憶装置５８は、呼気モジュール２２内に含まれていなくてもよい。代わりに、本願において電子記憶装置５８に帰属する機能の幾つか又は全ては、使用の間（例えば、通信リンクを介して）呼気モジュール２２にアクセス可能であるシステム１０内の他の電子記憶装置によって提供されてよい。限定されない例として、電子記憶装置５８に帰属する機能の幾つか又は全ては、電子記憶装置４６、ユーザインターフェースモジュール１８の一部である電子記憶装置、及び／又はシステム１０内の他の電子記憶装置によって提供されてよい。

プロセッサ６０は、呼気モジュール２２において情報処理能力を提供するよう構成される。そのようなものとして、プロセッサ６０は、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するよう設計されたデジタル回路、情報を処理するよう設計されたアナログ回路、状態機械、及び／又は電子的に情報を処理する他のメカニズムのうち１又はそれ以上を有してよい。例えば、プロセッサ６０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、浮動小数点コプロセッサ、及び／又は他のプロセッシングユニットを有してよい。プロセッサ６０は単一エンティティとして図１においては示されているが、これは単なる例示のためである。幾つかの実施において、プロセッサ６０は複数のプロセッシングユニットを有してよい。本願においてプロセッサ６０に帰属する機能の幾つか又は全ては、（例えば、第３の筐体６２内の）呼気モジュール２２と一体的でないプロセッシング・コンポーネントによって提供されてよい。例えば、プロセッサ６０を参照して論じられる機能の幾つか又は全ては、ユーザインターフェースモジュール１８及び／又は吸気供給モジュール２０内に含まれてよく、単一の制御及び／又はフィードバック信号が、この代替のコンポーネント配置を可能にするよう、ユーザインターフェースモジュール１８、吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２の間でやり取りされる。

プロセッサ６０は、１又はそれ以上のコンピュータプログラム及び／又はプロセッシングモジュールを実行するよう構成されてよい。プロセッサ６０は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア及び／又はファームウェアの組み合わせ、且つ／あるいはプロセッサ６０におけるプロセッシング機能を設定する他のメカニズムによって、そのようなモジュールを実行するよう構成されてよい。

プロセッサ６０は、対象インターフェース回路１６、対象１２の気道、及び対象１２の肺の中のガスを呼気モジュール２２の一次フロー経路を通じて選択的に排出するように一次バルブ５６を制御するよう構成される。プロセッサ６０が一次フロー経路を通じてガスを排出するよう一次バルブ５６を制御するタイミングは、吸気供給モジュール２０による対象１２の気道への呼吸に適したガスのフローの供給に基づき、決定及び／又はトリガされてよい。例えば、ガスは、通常は、機械的な換気の間に対象１２の気道へ吸気供給モジュール２０によって供給されるガスの呼気を可能にするレート及びタイミングで、及び／又は他の治療的有用性を提供するよう、排出される。呼気モジュール２２によるガスの排出のレート及び／又はタイミングを調整するよう一次バルブ５６を制御することに加えて、プロセッサ６０は、排出されるガスの流速、一次バルブ５６の所与の開口において排出されるガスの体積、ガスの排出中の対象インターフェース回路１６内のガスの圧力、及び／又は他のパラメータを制御するよう一次バルブ５６を制御してよい。これらのパラメータは、対象１２に関して適切な呼吸特性を指示する現在使用されている治療法に基づき、プロセッサ６０によって決定されてよい。

動作中に、吸気供給モジュール２０及び呼気モジュール２２の一方又は両方は、動作するのに電力を必要としうる。この電力は、電源６４から吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２へ供給されてよい。電源６４は、吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２が接続され得る固定電源（例えば、壁面ソケット）を有してよい。一実施形態において、電源６４は、第１の筐体３４、第２の筐体５０及び第３の筐体６２から分離された筐体において収容された１又はそれ以上の電力モジュールを有する。電力モジュールは、バッテリ、キャパシタ、スーパーキャパシタ、燃料電池、及び／又は他の電源のような電源を含んでよい。所与の電力モジュールの筐体は、第２の筐体５０及び／又は第３の筐体６２のうち１又はそれ以上と着脱自在に係合又はドッキングするよう構成されてよい。そのような所与の電力モジュールは、第２の筐体５０と結合されている間、自身に蓄えられている電力が吸気供給モジュール２０へ供給されるように、構成されてよい。同様に、所与の電力モジュールは、第３の筐体６２と結合されている間、自身に蓄えられている電力が呼気モジュール２２へ供給されるように、構成されてよい。

図２は、対象１２が寝台６６において治療を受ける治療環境における使用のために構成されたシステム１０を表す。当然のことながら、この治療環境に係る議論は、限定であるよう意図されず、システム１０のモジュール方式によって達成される改善の１又はそれ以上は、他の治療環境において実施されてよい。従来の人工呼吸器システムは、一般的に、カート６８のようなカートを介して運ばれる。従来の人工呼吸器は、対象１２に機械的に酸素を供給するようガスが対象１２へ供給され且つ対象１２から受け取られる単一ユニットを有する。このユニットのフォームファクタにより、人工呼吸器は、通常は、使用の間カート６８上に保持される。システムは、例えば、別個のユニットとして形成されるユーザインターフェース、ユニットに着脱自在にドッキング可能な電力モジュール、及び／又はユニットへ着脱自在にドッキング可能なガス源を含むことによって、いくらかモジュール式である一方、呼吸に適したガスのフローを生成する機能及び吐き出された息を受け取る機能は別個のモジュールに分けられない。

一実施形態において、カート６８は、ユーザインターフェースモジュール１８、吸気供給モジュール２０、及び／又は呼気モジュール２２の別個のもの着脱自在に結合するドッキングステーションの組を有して構成される。ドッキングステーションの組は、例えば、第１のドッキングステーション７０、第２のドッキングステーション７２、及び第３のドッキングステーション７４を有してよい。

第１のドッキングステーション７０は、ユーザインターフェースモジュール１８を着脱自在にドッキングさせるよう構成される。ユーザインターフェースモジュール１８をカート６８上で保持するようユーザインターフェースモジュール１８と物理的に係合することに加えて、ユーザインターフェースモジュール１８を第１のドッキングステーション７０にドッキングさせることは、第１のドッキングステーション７０を介したユーザインターフェースモジュール１８への電力の供給をもたらしうる。電力は、カート６８によって坦持される電源から、及び／又はカート６８によって坦持される電力システムが接続される電源（例えば、壁面ソケット）から、供給されてよい。一実施形態において、カート６８は、ユーザインターフェースモジュール１８と吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２の一方又は両方との間で情報をやり取りするよう構成された有線通信リンクを有する。ユーザインターフェースモジュール１８を第１のドッキングステーション７０とドッキングさせることは、ユーザインターフェースモジュール１８による通信を可能にするよう有線通信リンクと接触してユーザインターフェースモジュール１８を配置してよい。

第２のドッキングステーション７２は、吸気供給モジュール２０を着脱自在にドッキングさせるよう構成される。第２のドッキングステーション７２は、吸気供給モジュール２０が第２のドッキングステーション７２に物理的にドッキングする場合に、第２のドッキングステーション７２が電力を吸気供給モジュール２０へ供給し且つ／あるいは吸気供給モジュール２０をガス源１４のうち１又はそれ以上と流体連通状態に置くように、構成されてよい。電力は、カート６８によって坦持される電源から、及び／又はカート６８によって坦持される電力システムが接続される電源から、供給されてよい。１又はそれ以上のガス源１４は、カート６８によって坦持されるガス源（例えば、ガスのキャニスタ、ブロワー、送風機及び／又は他の加圧ガス源）、及び／又はカート６８が接続されているガス源（例えば、ウォールガス及び／又は他の加圧ガス源）を有してよい。吸気供給モジュール２０を第２のドッキングステーション７２とドッキングさせることは、吸気供給モジュール２０とユーザインターフェースモジュール１８及び／又は呼気モジュール２２との間の通信を可能にするよう、カート６８によって坦持される有線通信リンクと吸気供給モジュール２０を連結してよい。

第３のドッキングステーション７４は、呼気モジュール２２を着脱自在にドッキングさせるよう構成される。第３のドッキングステーション７４は、呼気モジュール２２が第３のドッキングステーション７４に物理的にドッキングする場合に、第３のドッキングステーション７４が電力を呼気モジュール２２へ供給するように、構成されてよい。電力は、カート６８によって坦持される電源から、及び／又はカート６８によって坦持される電力システムが接続される電源から、供給されてよい。呼気モジュール２２を第３のドッキングステーション７４とドッキングさせることは、呼気モジュール２２とユーザインターフェースモジュール１８及び／又は吸気供給モジュール２０との間の通信を可能にするよう、カート６８によって坦持される有線通信リンクと呼気モジュール２２を連結してよい。

モジュール１８、２０及び／又は２２をドッキングステーション７０、７２及び／又は７４とドッキングさせることは、システム１０の運搬を容易にすることができ、且つ／あるいは、システム１０が協調して治療環境内で位置付けられ及び／又は操作されることを可能にすることができる。しかし、一般的に、モジュール２０及び２２がドッキングステーション７２及び７４にドッキングしている間にシステム１０から対象１２へ呼吸に適したがガスのフローを供給し且つ肺からシステム１０へ排出されたガスを受け取ることは、対象インターフェース回路１６が寝台６６からカート６８の位置まで延在することを要する。これは、治療環境を雑然としてものとすることがあり、且つ／あるいは、治療環境における使用において介護者及び／又は他の設備による不測の衝突をもたらすことがある。さらに、カート６８にまで延在する対象インターフェース回路１６を形成するよう実施される導管は、対象１２の快適さを妨げうる。

一実施形態において、システム１０は、寝台６０に又はその近くに配置される１又はそれ以上のドッキングステーションの組を有する。それらのドッキングステーションは、第４のドッキングステーション７６及び／又は第５のドッキングステーション７８を有してよい。ドッキングステーション７６及び／又は７８は、寝台６６と一体的に形成されてよく、寝台６６に永久的に（又は略永久的に）取り付けられてよく、且つ／あるいは、寝台６６に着脱自在に取り付けられてよい。図２において表される構成では、ドッキングステーション７６及び７８は、寝台６６の反対側に配置されている。図２において表される位置付けは、限定であるよう意図されない。第４のドッキングステーション７６及び第５のドッキングステーション７８は、互いから隔てられているように示されているが、一実施形態においては、第４のドッキングステーション７６及び第５のドッキングステーション７８は電子的に連結される。例えば、第４のドッキングステーション７６及び第５のドッキングステーション７８は、電力が一方のドッキングステーションから他方のドッキングステーションへ供給されることを可能にするよう連結されてよく、あるいは、第４のドッキングステーション７６及び第５のドッキングステーション７８は、共通の電源へ連結されてよい。他の例として、有線通信リンクは、情報が第４のドッキングステーション７６と第５のドッキングステーション７８との間で電子的にやり取りされることを可能にするよう、寝台６６によって坦持されてよい。

第４のドッキングステーション７６は、吸気供給モジュール２０と着脱自在にドッキングするよう構成される。第４のドッキングステーション７６は、上記の第２のドッキングステーション７２の特徴の幾つか又は全てを提供してよい。第５のドッキングステーション７８は、呼気モジュール２２と着脱自在にドッキングするよう構成される。第５のドッキングステーション７８は、上記の第３のドッキングステーション７４の特徴の幾つか又は全てを提供してよい。

吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２が第４のドッキングステーション７６及び／又は第５のドッキングステーション７８でドッキングする場合に、カート６８からの換気を管理することに関連して論じられた欠点の幾つか又は全ては解消され得る。例えば、寝台６６上の吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２によって、治療環境の乱雑さは軽減され得る。吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２を寝台６６へ移動することは、対象インターフェース回路１６を形成するのに必要とされる導管の量を減らすことができ、これにより患者の快適さを高めることができる。寝台６６における吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２の位置付けは、対象インターフェース回路１６を形成するために使用される導管と干渉する介護者及び／又は他の設備の発生を減らすことができる。

一実施形態において、ユーザインターフェースモジュール１８、吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２のうち１又はそれ以上は、システム１０に特有でない。言い換えると、モジュール１８、２０及び２２のうち１又はそれ以上は、他のユニットと置換可能である。これは、ユーザインターフェースモジュール１８、吸気供給モジュール２０及び／又は呼気モジュール２２のうち１又はそれ以上が交換されることを可能にすることができる。幾つかの場合において、そのような交換は、他のモジュールの動作に実質的に影響を及ぼすことなく実行され得る。

一般的に、患者が機械的に酸素を供給された後、治療環境の変化は、使用される換気システムが変更されることを要することがある。例えば、救急医療隊よって挿管されて人工呼吸器を付けられた患者は、通常は、病院に到着すると院内移動用の人工呼吸器に切り替えられ、次いで、様々な診断過程を経た後に再びＩＣＵの人工呼吸器へ切り替えられる。たいてい、換気システムの交換は新しい対象インターフェース回路を必要とし、換気治療の呼吸特性が新しいシステムにおいて介護者によって再確立されることを要する。

システム１０のモジュール方式は、換気システム全体が変更される必要なしに対象１２が異なった治療環境を進むことを可能にすることができる。例えば、一実施形態において、吸気供給モジュール２０及び対象インターフェース器具２６の少なくとも一部は、異なった治療環境の間で対象１２とともに移動されてよい。異なった治療環境の間で吸気供給モジュール２０を移動することは、吸気供給モジュール２０を異なった治療環境内の別個のドッキングステーションへドッキングさせることを含んでよい。ドッキングステーションは、上記の第２のドッキングステーション７２及び／又は第４のドッキングステーション７６と類似又は同じであってよい。個々の治療環境の夫々で、吸気供給モジュール２０は、対象１２に機械的に酸素を供給することができる換気システムを再確立するよう、異なるユーザインターフェース及び／又は呼気モジュールと対にされてよい。異なった治療環境及び／又は換気システムの間で患者とともに吸気供給モジュール２０を移送することは、異なった治療環境の間で対象インターフェース器具２６を（全体的に又は部分的に）交換する必要性を低減又は除去することができる。吸気供給モジュール２０の移送は、換気の呼吸特性を再設定することなく換気が治療環境間で連続的であることを可能にすることができ、換気の呼吸特性は、吸気供給モジュール２０の電子記憶装置４６に記憶されてよい。

一実施形態において、呼気モジュール２２は、治療環境間で対象１２とともに移送されてよい。これは、異なった治療環境内のドッキングステーションの間で対象１２を動かすことを含んでよい。ドッキングステーションは、上記の第３のドッキングステーション７４及び／又は第５のドッキングステーション７８と同じ又は類似であってよい。

本発明は、最も実際的且つ望ましい実施形態であると現在考えられるものに基づき例示のために詳細に記載されてきたが、当然のことながら、かかる詳細はもっぱらその目的のためであり、本発明は開示される実施形態に限定されず、対照的に、添付の特許請求の範囲の主旨及び適用範囲内にある改良及び等価な配置をカバーするよう意図される。例えば、本発明は、可能な範囲内で、いずれかの実施形態の１又はそれ以上の特徴がいずれかの他の実施形態の１又はそれ以上の特徴特見合わされ得ると考えると理解されるべきである。

Claims (12)

1. 対象に機械的に酸素を供給するよう構成される人工呼吸器であって：
   前記対象の気道及び対象インターフェース回路の内部が流体連通状態において配置され且つ周囲空気から密閉されるように前記対象の気道に係合するよう構成される対象インターフェース器具を有する前記対象インターフェース回路；
   第１の筐体に収容され、前記対象インターフェース回路へ結合され、該対象インターフェース回路内に呼吸に適したガスのフローを供給して、前記対象の機械的な換気の間前記対象インターフェース回路内の１又はそれ以上のパラメータを制御するよう構成される吸気供給モジュール；及び
   第２の筐体に収容され、前記吸気供給モジュールが呼気モジュールから物理的に分離されるよう前記第２の筐体が前記第１の筐体から物理的に分離されて別個であるように前記吸気供給モジュールから分離されて別個であり、前記対象インターフェース回路へ結合され、該対象インターフェース回路から選択的にガスを排出して、前記対象の機械的な換気の間前記対象インターフェース回路内の１又はそれ以上のパラメータをさらに制御するよう構成される前記呼気モジュール
   を有し、
   前記吸気供給モジュールは、異なった人工呼吸器の間の対応する吸気供給モジュールの互換性を助けるよう前記対応する吸気供給モジュールを記述する較正テーブルを記憶する電子記憶装置を更に有し、
   物理的に分離されていることに関わらず、前記呼気モジュール及び前記吸気供給モジュールは、使用の間、動作上連通状態にあり、さらに、前記吸気供給モジュール及び前記呼気モジュールのうち１又はそれ以上は、他のモジュールの動作に影響を与えることなく、異なった人工呼吸器の間で他のユニットと交換可能であり、当該人工呼吸器のモジュール方式は、当該人工呼吸器全体が変更される必要なしに異なった治療環境にわたる前記対象の移動を可能にするとともに、別個のモジュールが前記対象の有無によらずに複数の異なった治療環境の間で移動されることを可能にし、さらに、個々の治療環境の夫々で、前記吸気供給モジュールは、該吸気供給モジュールの前記記憶装置に記憶される換気の呼吸特性を再設定することなしに、前記対象に機械的に酸素を供給することができる当該人工呼吸器を再確立するよう異なる呼気モジュールと対にされる、人工呼吸器。
2. 第３の筐体に収容され、該第３の筐体が前記第１の筐体及び前記第２の筐体から分離されるように前記吸気供給モジュール及び前記呼気モジュールから分離されて別個であり、当該人工呼吸器と当該人工呼吸器によって提供される治療に関わる１又はそれ以上のユーザとの間で情報をやり取りするよう構成されるユーザインターフェースモジュール
   をさらに有する請求項１に記載の人工呼吸器。
3. 前記吸気供給モジュールをドッキングさせるよう構成される第１のドッキングステーションをさらに有し、
   前記第１のドッキングステーションは、さらに、前記吸気供給モジュールが前記第１のドッキングステーションにドッキングする場合に、該吸気供給モジュールへ給電し且つ該吸気供給モジュールを１又はそれ以上の加圧ガス源との流体連通状態に置くよう構成される、
   請求項１に記載の人工呼吸器。
4. 前記呼気モジュールをドッキングさせるよう構成される第２のドッキングステーションをさらに有し、
   前記第２のドッキングステーションは、さらに、前記呼気モジュールが前記第２のドッキングステーションにドッキングする場合に、該呼気モジュールへ給電するよう構成される、
   請求項３に記載の人工呼吸器。
5. 前記第１のドッキングステーション及び前記第２のドッキングステーションは、互いから離して配置される、
   請求項４に記載の人工呼吸器。
6. 第３の筐体に収容され、該第３の筐体が前記第１の筐体及び前記第２の筐体から分離されるように前記吸気供給モジュール及び前記呼気モジュールから分離されて別個であり、当該人工呼吸器と当該人工呼吸器によって提供される治療に関わる１又はそれ以上のユーザとの間で情報をやり取りするよう構成されるユーザインターフェースモジュール；及び
   前記ユーザインターフェースモジュールをドッキングさせるよう構成され、さらに該ユーザインターフェースモジュールに給電するよう構成される第３のドッキングステーション
   を有し、
   前記第１のドッキングステーション、前記第２のドッキングステーション及び前記第３のドッキングステーションは、共通のカートによって坦持される、
   請求項４に記載の人工呼吸器。
7. 第３の筐体に収容され、該第３の筐体が前記第１の筐体及び前記第２の筐体から分離されるように前記吸気供給モジュール及び前記呼気モジュールから分離されて別個であり、当該人工呼吸器と当該人工呼吸器によって提供される治療に関わる１又はそれ以上のユーザとの間で情報をやり取りするよう構成されるユーザインターフェースモジュール；及び
   前記ユーザインターフェースモジュールをドッキングさせるよう構成され、さらに該ユーザインターフェースモジュールに給電するよう構成される第３のドッキングステーション
   を有し、
   前記第１のドッキングステーション、前記第２のドッキングステーション及び前記第３のドッキングステーションは、全て互いから離して配置される、
   請求項４に記載の人工呼吸器。
8. 対象に機械的に酸素を供給するよう構成されるシステムであって：
   前記対象の気道を周囲空気から密閉するよう前記対象の気道に係合する係合手段；
   第１の筐体から前記係合手段へ呼吸に適したガスのフローを供給し、該呼吸に適したガスのフローは、前記対象の機械的な換気の間前記係合手段内の１又はそれ以上のパラメータを制御するよう供給される供給手段；及び
   前記対象の機械的な換気の間前記係合手段内の１又はそれ以上のパラメータを制御するよう、前記供給手段が排出手段から物理的に分離されるように前記第１の筐体から物理的に分離されて別個である第２の筐体を介して前記係合手段からガスを選択的に排出する前記排出手段
   を有し、
   前記供給手段は、異なった換気システムの間の、呼吸に適したガスのフローを供給する対応する供給手段の互換性を助けるよう、前記対応する供給手段を記述する較正テーブルを記憶する電子記憶装置を更に有し、
   物理的に分離されていることに関わらず、前記排出手段及び前記供給手段は、使用の間、動作上連通状態にあり、さらに、前記供給手段及び前記排出手段のうち１又はそれ以上は、他のモジュールの動作に影響を与えることなく、異なった人工呼吸器の間で他のユニットと交換可能であり、当該換気システムのモジュール方式は、当該換気システム全体が変更される必要なしに異なった治療環境にわたる前記対象の移動を可能にするとともに、別個のモジュールが前記対象の有無によらずに複数の異なった治療環境の間で移動されることを可能にし、さらに、個々の治療環境の夫々で、前記供給手段は、該供給手段の前記記憶装置に記憶される換気の呼吸特性を再設定することなしに、前記対象に機械的に酸素を供給することができる当該換気システムを再確立するよう異なる排出手段と対にされる、
   システム。
9. 提供される治療に関する情報を１又はそれ以上のユーザとやり取りする通信手段をさらに有し、
   前記通信手段は、前記第１の筐体及び前記第２の筐体の両方から物理的に分離されて別個である第３の筐体に収容される、
   請求項８に記載のシステム。
10. 前記第１の筐体を着脱自在にドッキングさせる手段をさらに有し、
    前記第１の筐体のドッキングは、物理的に前記第１の筐体を嵌め込み、該第１の筐体へ給電し、該第１の筐体を１又はそれ以上の加圧ガス源との流体連通状態に置くことを含む、
    請求項８に記載のシステム。
11. 前記第２の筐体を着脱自在にドッキングさせる手段をさらに有し、
    前記第２の筐体のドッキングは、物理的に前記第２の筐体を嵌め込み、該第２の筐体へ給電することを含む、
    請求項１０に記載のシステム。
12. 前記第１の筐体を着脱自在にドッキングさせる手段及び前記第２の筐体を着脱自在にドッキングさせる手段は、互いから物理的に離れた位置でドッキングされる、
    請求項１１に記載のシステム。

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