JP5814936B2 - 対象の呼吸をモニタするシステム及びそのようなシステムの作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、対象の気道での又はその近くでの二酸化炭素（ＣＯ_２）含量を変動させる身体構造上の事象と対象による有効な呼吸とを、カプノメトリ（capnometry）信号から区別することに関する。

対象の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量に関する情報を伝える出力信号を生成するカプノメトリシステムが知られている。一般的に、その出力信号は、対象による呼吸を検出するために使用され得る。

しかし、従来のシステムは、対象の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象を、対象による有効な呼吸と混同しうる。

本発明の１つの側面は、対象の呼吸をモニタ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、対象インターフェース器具、サンプリングチェンバ、センサ、プロセッサ、及び希釈フロー発生器を有する。対象インターフェース器具は、ガス注入口及びガス出口を有するサンプリングインターフェースを有し、前記対象の気道からのガスが前記ガス注入口に引き込まれるように前記対象の気道に又はその近くに設置されるよう構成される。前記ガス出口は、前記ガス注入口の近くに配置される。サンプリングチェンバは、前記ガス注入口に引き込まれる前記対象の気道から引き込まれるガスが当該サンプリングチェンバに流れ込むように前記対象インターフェース器具と流体連通状態にある。センサは、前記サンプリングチェンバにおけるガスの二酸化炭素含量に関する情報を伝える出力信号を生成するよう構成される。プロセッサは、前記センサによって生成された前記出力信号から前記対象の呼吸の１又はそれ以上のパラメータを決定するよう構成される。希釈フロー発生器は、希釈ガスフローを生成するよう構成され、前記希釈ガスフローが前記ガス注入口で又はその近くで前記ガス出口から放出されるように前記対象インターフェース器具と流体連通状態にある。前記希釈ガスフローは、実質的に二酸化炭素がなく、（ｉ）前記プロセッサが呼吸と、前記対象の気道における二酸化炭素含量の変動を引き起こす他の身体構造上の事象とを区別することができるように、前記対象の気道からのガスを、該ガスが前記対象インターフェース器具の前記ガス注入口に引き込まれる前に希釈し、且つ（ｉｉ）前記対象の呼吸に影響を及ぼさないフローレート及び方向性を有して、前記ガス出口から放出される。

本発明の他の側面は、対象の呼吸をモニタする方法に関する。一実施形態において、方法は、前記対象の気道に又はその近くに位置するガス注入口を通ってサンプリングチェンバ内にガスを引き込むステップ；前記サンプリングチェンバにおける二酸化炭素含量に関する情報を伝える出力信号を生成するステップ；生成された前記出力信号から前記対象の呼吸の１又はそれ以上のパラメータを決定するステップ；実質的に二酸化炭素がない希釈ガスフローを生成するステップ；及び（ｉ）プロセッサが呼吸と、前記対象の気道における二酸化炭素含量の変動を引き起こす他の身体構造上の事象とを区別することができるように、前記対象の気道からのガスを、該ガスが前記対象インターフェース器具の前記ガス注入口に引き込まれる前に希釈し、且つ（ｉｉ）前記対象の呼吸に影響を及ぼさない位置及びフローレートで、前記希釈ガスフローを放出するステップを有する。

本発明の更なる他の側面は、対象の呼吸をモニタ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、前記対象の気道に又はその近くに位置するガス注入口を通ってサンプリングチェンバ内にガスを引き込む手段；前記サンプリングチェンバにおける二酸化炭素含量に関する情報を伝える出力信号を生成する手段；生成された前記出力信号から前記対象の呼吸の１又はそれ以上のパラメータを決定する手段；実質的に二酸化炭素がない希釈ガスフローを生成する手段；及び（ｉ）プロセッサが呼吸と、前記対象の気道における二酸化炭素含量の変動を引き起こす他の身体構造上の事象とを区別することができるように、前記対象の気道からのガスを、該ガスが前記対象インターフェース器具の前記ガス注入口に引き込まれる前に希釈し、且つ（ｉｉ）前記対象の呼吸に影響を及ぼさない位置及びフローレートで、前記希釈ガスフローを放出する手段を有する。

本発明のこれらの及び他の目的、機能、及び特徴、並びに動作の方法及び関連する構造要素の機能及び部品と製造の経済性との組み合わせは、添付の図面を参照して以下の記載及び添付の特許請求の範囲を鑑みて、より明らかになるであろう。本明細書、特許請求の範囲及び図面の全てが本願の部分を形成する。図面において、同じ参照番号は、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、ここで表される構造部品は誇張することなく図示される。しかし、明示的に理解されるべきであるように、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。更に、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又は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、明示的に理解されるべきであるように、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で使用されるように、「１つ（の）」及び「前記」といった単数形は、特段明示されない限りは、複数参照を含む。

本発明の１又はそれ以上の実施形態に従う、対象の呼吸をモニタ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インターフェース器具を表す。

図１は、対象１２の呼吸をモニタするよう構成されるシステム１０を表す。一実施形態において、システム１０は、対象１２の気道での又はその近くでのガスの組成に関する情報を決定するために副流カプノメトリを実行するよう構成される。そのような情報に基づき、システム１０は、対象１２の１又はそれ以上の呼吸パラメータ（例えば、呼吸速度、呼吸移行、有効な呼吸の識別、呼吸終末ＣＯ_２、等）を決定し、且つ／あるいは、他の機能を実行する。それらの決定のうち１又はそれ以上の精度を改善するよう、システム１０は、更に、対象の気道におけるガスを希釈してよい。これは、対象１２の気道におけるＣＯ_２含量に変動を引き起こす呼吸以外の身体上の事象と有効な呼吸とを区別することを要する呼吸パラメータの決定における精度を高めることができる。一実施形態において、システム１０は、インターフェース器具１４、サンプルセル１６、組成検出器１８、希釈フロー発生器１９、電子記憶装置２０、ユーザインターフェース２２、１又はそれ以上のプロセッサ２４、及び／又は他の構成要素のうち、１又はそれ以上を有する。

インターフェース器具１４は、対象１２の気道と連通するよう構成される。対象１２の気道と連通するよう、インターフェース器具１４は、対象１２の気道の１又はそれ以上の外口と係合する。インターフェース器具１４は、密封状態又は非密封状態で対象１２の気道の１又はそれ以上の外口と係合してよい。インターフェース器具１４は、例えば、鼻カニューレ、鼻マスク、鼻／口マスク、フルフェイスマスク、全顔面マスク、部分的再呼吸マスク、又は対象の気道と連通するよう構成される他のインターフェース器具を含んでよい。本発明はそれらの例に限定されず、あらゆる対象インターフェースの実施を包含する。

インターフェース器具１４は、サンプリングインターフェース２６を有する。サンプリングインターフェース２６はガス注入口２８及びガス出口３０を有する。サンプリングインターフェース２６は、インターフェース器具１４が対象１２の顔に設置される場合に、サンプリングインターフェース２６が対象１２の気道の１又はそれ以上の外口と係合されて、対象１２の気道からガス注入口２８を通ってガスを引き込むように、構成される。例えば、一実施形態において、サンプリングインターフェース２６は、対象１２の鼻孔の一方又は両方からガスを引き込むようガス注入口２８を形成する鼻カニューレを有する。この実施形態において、ガス注入口２８が形成されるカニューレのとがった先は、ガス注入口２８が対象１２の気道と流体連通状態にあるように、対象１２の鼻孔に挿入される。

ガス注入口２８を通ってサンプリングインターフェース２６に引き込まれたガスは、サンプリング導管３２を介してサンプルセル１６へ送られる。サンプリング導管３２は、ガス注入口２８とガス出口３０との間のフロー経路を形成するよう弾性材から形成されてよい。

サンプルセル１６は、雰囲気から隔絶してガスを保持するよう構成され、入口３４及び出口３６を有する。サンプルセル１６は、サンプリング導管３２から入口３４を通ってガスを受け取るようサンプリング導管３２と流体連通状態にある。ガスは、サンプルセル１６から出口３６を通って排出される。ガスは、例えば、（例えば、以下で論じられるように）インターフェース器具１４によってもたらされる雰囲気へ排出され、且つ／あるいは、別なふうに排出されてよい。一実施形態において、ポンプ３８は、対象１２の気道からサンプリングインターフェース２６へとガス注入口２８を通って並びにサンプルセル１６において及びそれを通ってガスを引き込むよう、出口３６と流体連通状態にある。

インターフェース器具１４が対象１２に設置されている間のサンプルセル１６と対象１２の気道との間の流体連通状態のために、サンプルセル１６は、対象１２の気道におけるガスのガスパラメータと同じ、類似する、又はそのガスパラメータによって影響を及ぼされる１又はそれ以上のガスパラメータを有するガスを保持する。例えば、サンプルセル１６内のガスの組成は、対象１２の気道からガス注入口２８に引き込まれるガスと同じ又は類似する。

組成検出器１８は、サンプリング導管３２からサンプルセル１６へと受容されるガスのＣＯ_２含量に関する情報を伝える出力信号を生成するよう構成されるセンサである。組成検出器１８は、サンプルセル１６におけるガスの組成に関する情報を検出するよう、サンプルセル１６内のガスと直接接触状態にある（例えば、サンプルセル１６内に配置される）１又はそれ以上の部品を有してよい。限定されない例として、組成検出器１８は、サンプルセル１６内のガスと直接接触するようサンプルセル１６に配置された光輝性物質を有してよい。

以下で更に論じられるように、一実施形態において、組成検出器１８によって生成される出力信号は、対象１２による有効な呼吸と、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる他の身体構造上の事象との区別を要する対象１２の呼吸の１又はそれ以上のパラメータを決定するよう実施される。限定されない例として、肺の側部に対する心臓の鼓動に伴って生じる心臓性振動は、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる対象１２の気道の内外でのガスの小さな無効な運動を引き起こしうる。他の限定されない例として、閉塞した又は部分的に閉塞した気道を通る未遂の呼吸は、対象１２が呼吸しようとする場合に声門の動きによって引き起こされる対象１２の気道の内外でのガスの小さい無効な運動を生じさせうる。このようなガスの小さな運動も、対象１２の気道での又はその近くでのガスにおけるＣＯ_２含量の変動を引き起こしうる。

従来のシステムでは、組成検出器１８は対象１２の気道内のガスの体積又はフローレートに関する信頼できる情報を提供しないので、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象の間に対象１２の気道から得られるガスサンプルは、組成検出器１８の出力信号だけに基づいては有効な呼吸と区別され得ない。しかし、システム１０では、そのような事象と有効な呼吸との間の区別を組成検出器１８の出力信号に基づいて可能にする手段が取られている。

システム１０では、希釈フロー発生器１９は、希釈ガスフローを発生させるよう構成される。希釈ガスフローは、全く又は実質的に全く（例えば、０．１％未満）ＣＯ_２を含まず、あるいは、既知のレベルのＣＯ_２を含む。一実施形態において、希釈フロー発生器１９は、全く又は実質的に全くＣＯ_２を含まないガスの源（例えば、ウォールガス、デュワー（Dewar）、キャニスター）を有する。一実施形態において、希釈フロー発生器１９は、ガスからＣＯ_２を除去することが可能な部品を有する。例えば、希釈フロー発生器１９は、サンプルセル１６から（例えば、ポンプ３８を介して）排出されたガスを受け取り、その受け取ったガスからＣＯ_２を除去するよう構成されてよい。希釈フロー発生器１９は、希釈ガスフローの圧力及び／又はフローレートを選択的に制御するよう構成されてよい。それらのパラメータのうち一方又は両方を制御するよう、希釈フロー発生器１９は、ブロワー、ふいご、タービン、可制御バルブ、及び／又は他の部品のうち１又はそれ以上を有してよい。

希釈フロー発生器１９によって生成された希釈ガスフローは、希釈導管４０を介してサンプリングインターフェース２６のガス出口３０へ送られる。希釈導管４０は、希釈フロー発生器１９とガス出口３０との間の密閉された（又は実質的に密閉された）フロー経路を提供する弾性のある可撓性材料から形成されてよい。一実施形態において、希釈導管４０は、サンプリング導管３２とともにデュアルルーメン（dual lumen）システムとして形成される。一実施形態において、希釈導管４０及びサンプリング導管３２は別個に形成される。

サンプリングインターフェース２６のガス出口３０は、ガスがガス注入口２８に引き込まれるガスの主体へ希釈ガスフローを放出するよう構成される。そのようなものとして、一実施形態において、ガス出口３０は、ガス注入口２８に隣接してサンプリングインターフェース２６において形成される。ガスがガス注入口２８によって引き込まれるガスの主体への希釈ガスフローの放出は、組成検出器１８による測定のためにガス注入口２８及びポンプ３８に受容される対象１２の気道からのガスを希釈する。この希釈は、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造の事象と有効な呼吸との間の区別を可能にする。

対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象と関連するガス運動の体積及び／又はフローレートは、胸部内の肺の近くでの心臓の拍動が２０ｍｌ／拍未満の小さな非生産的ガス運動を引き起こす心臓性振動において見られるように比較的小さい。有効な呼吸は、通常、気道デッドボリューム（例えば、成人で〜１５０ｍｌ）及び／又はフローレートよりもずっと大きい体積を有するガス運動を伴う。そのようなものとして、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象の間の希釈ガスフローによるサンプリングインターフェース２６に近接した気道におけるガスの希釈は、ガス注入口２８に引き込まれるガスのＣＯ_２含量に対して、実際の呼吸の間の対象１２の気道におけるガスの希釈よりもずっと大きな影響を有する。具体的に、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象の間の希釈ガスフローによる希釈は、そのような事象の間にガス注入口２８に引き込まれるガスにおけるＣＯ_２含量の変動の量を有意に低減する。

しかし、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象の間の対象１２の気道におけるガスの体積及び／又は運動のために、希釈ガスフローの体積及び／又はフローレートは比較的小さくてよい。システム１０では、希釈フロー発生器１９は、希釈ガスフローがガス出口３０を出る場合の希釈ガスフローのフローレートが対象１２による実際の呼吸に影響を及ぼさないように、希釈ガスフローを発生させるよう構成される。これは、希釈ガスフローが対象１２の気道内の圧力を上昇させず、対象１２の気道の内外へ流れるガスを妨げず、且つ／あるいは、臨床的に有意な態様における呼吸の間に肺に吸い込まれるガスの組成を変更しない、ことを意味する。限定されない例として、サンプリングインターフェース２６が対象１２の鼻孔の一方又は両方にガス出口３０を設置するよう構成される一実施形態において、対象１２の鼻孔に流れ込む希釈ガスフローのフローレートは毎分約２リットルより小さい。サンプリングインターフェース２６は、ガス出口３０によって放たれる場合の希釈ガスフローの方向性が、希釈ガスフローが対象１２の呼吸に影響を及ぼすことを避けるのを助けるように、構成されてよい。

一実施形態において、電子記憶装置２０は、電子的に情報を記憶する電子記憶媒体を有する。電気記憶装置２０の電子記憶媒体は、システム１０と一体的に（すなわち、実質的に着脱不可能に）設けられるシステム記憶装置、及び／又はシステム１０へ例えばポート（例えば、ＵＳＢポート、ファムウェアポート、等）若しくはドライブ（例えば、ディスクドライブ、等）を介して着脱可能に接続される取り外し可能な記憶装置の一方又は両方を有してよい。電子記憶装置２０は、光学的に読出可能な記憶媒体（例えば、光ディスク、等）、磁気的に読出可能な記憶媒体（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、ＥＥＰＥＯＭ、ＲＡＭ、等）、固体状態記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ、等）、及び／又は他の電子的に読出可能な記憶媒体のうち１又はそれ以上を有してよい。電子記憶装置２０は、ソフトウェアアルゴリズム、プロセッサ２４によって決定される情報、ユーザインターフェース２２を介して受け取られる情報、組成検出器１８によって生成される出力信号、及び／又はシステム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２０は、システム１０内の別個の部品であってよく、あるいは、電子記憶装置２０は、システム１０の１又はそれ以上の他の部品（例えば、プロセッサ２４）と一体的に設けられてよい。

ユーザインターフェース２２は、システム１０とユーザ（例えば、対象１２、介護者、研究者、等）との間のインターフェースを提供するよう構成され、そのインターフェースを介してユーザはシステム１０へ情報を提供し且つシステム１０から情報を受け取ってよい。これは、データ、結果、及び／又は命令並びにその他の通信可能な項目（集合的に「情報」と呼ばれる。）がユーザとシステム１０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２２に含ま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、表示スクリーン、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロホン、表示灯、警報器、及びプリンタがある。一実施形態において、ユーザインターフェース２２は、実際上、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、他の通信技術も、有線又は無線のいずれであっても、ユーザインターフェース２２として本発明によって検討されている。例えば、本発明は、ユーザインターフェース２２がメモリ２０によって提供される取り外し可能な記憶インターフェースと一体化されてよいと考えている。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することを可能にする取り外し可能な記憶装置（例えば、スマートカード、フラッシュドライブ、リムーバブルディスク、等）から、システム１０にロードされてよい。ユーザインターフェース２２としてのシステム１０による使用のために適合された他の例となる入力装置及び技術には、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）があるが、これらに限られない。要約すると、情報をシステム１０と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２２として本発明によって検討されている。

１又はそれ以上のプロセッサ２４は、システム１０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２４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ための他のメカニズムを有してよい。プロセッサ２４は単一エンティティとして図１では示されているが、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２４は複数の処理ユニットを有してよい。それらの処理ユニットは、同じ装置内に物理的に配置されてよく、あるいは、プロセッサ２４は、協働する複数の装置の処理機能に相当してよい。

図１において示されるように、プロセッサ２４は、１又はそれ以上のコンピュータプログラムモジュールを実行するよう構成されてよい。１又はそれ以上のコンピュータプログラムモジュールは、呼吸パラメータモジュール４２、希釈発生器制御モジュール４４、及び／又は他のモジュールのうち１又はそれ以上を有してよい。プロセッサ２４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、ソフトウェア及び／又はファームウェアの何らかの組み合わせ；及び／又はプロセッサ２４で処理能力を構成する他のメカニズムによって、モジュール４２及び／又は４２を実行するよう構成されてよい。

当然のことながら、モジュール４２及び／又は４４は単一の処理ユニット内で共在するよう図１においては表されているが、プロセッサ２４が複数の処理ユニットを有する実施においては、モジュール４２及び／又は４４の１又はそれ以上は、他のモジュールから離れて配置されてよい。以下で記載される異なるモジュール４２及び／又は４４によって提供される機能についての説明は例示のためであり、限定することを目的とせず、モジュール４２及び／又は５５のいずれもが、記載されているよりも多い又は少ない機能を提供することができる。例えば、モジュール４２及び／又は４４の１又はそれ以上は削除されてよく、その機能の一部又は全てはモジュール４２及び／又は４４の他方によって提供されてよい。他の例として、プロセッサ２４は、モジュール４２及び／又は４４の一方に属する機能の一部又は全てを実行することができる１又はそれ以上の更なるモジュールを実行するよう構成されてよい。

呼吸パラメータモジュール４２は、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象と有効な呼吸との間を区別することを伴う対象１２の呼吸の１又はそれ以上のパラメータを、組成検出器１８の出力信号から決定するよう構成される。例えば、そのような呼吸パラメータは、呼吸速度、呼吸移行、有効な呼吸の識別、及び／又は他のパラメータのうち１又はそれ以上を有してよい。先に論じられたように、希釈ガスフローにより対象１２の気道での又はその近くでのガスの希釈のために、呼吸パラメータモジュール４２は、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象と有効な呼吸との間を区別することができる。

具体的に、希釈ガスフローによる希釈は、そのような事象によって引き起こされるＣＯ_２変動を低減する傾向を有し、それにより、有効な呼吸によって引き起こされるＣＯ_２の変動が組成検出器１８の出力信号において顕著になることを可能にする。

希釈発生器制御モジュール４４は、希釈ガスフローの１又はそれ以上のパラメータを選択的に調整するように希釈フロー発生器１９を制御するよう構成される。例えば、希釈発生器制御モジュール４４は、希釈ガスフローの圧力、ガス出口３０でのフローレート、及び／又は他のパラメータのうち１又はそれ以上を調整するよう希釈フロー発生器１９を制御してよい。

一実施形態において、希釈発生器制御モジュール４４は、希釈ガスフローが呼吸間で変化するように時間とともに希釈ガスフローのフローレートを調整するよう希釈フロー発生器１９を制御する。これは、（例えば、所定の低いレベルから所定の上位レベルへ）断続的に希釈ガスフローのフローレートを急上昇させること、所定の周波数で所定の高レベル及び低レベルの間で上下に希釈ガスフローのフローレートを変調させること、ランダムに（疑似ランダムに）決定されるレベルへ希釈ガスフローのフローレートを切り替えること、及び／又は既知の態様で希釈ガスフローのフローレートを別なふうに変化させることを有してよい。

希釈ガスフローのフローレートにおける変動は、対象１２の気道で又はその近くで希釈ガスフローが作用する希釈の量の変化を引き起こす。対象が実際に呼吸している場合に、この希釈の変化は、（例えば、有効な呼吸におけるＣＯ_２の量がいずれのフローレートでも希釈ガスよりもずっと多いために、）検出されるＣＯ_２レベルに対して皆無かほとんど影響を有さない。他方で、対象１２が有効に呼吸していないが、代わりに、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象を経験している場合は、希釈ガスフローのフローレートを切り替えることによって引き起こされる希釈の変化は、希釈ガスフローのフローレートが異なっている２回の呼吸における検出されたＣＯ_２レベルに対して有意な影響を有する。

一実施形態において、希釈発生器制御モジュール４４が既知の態様において希釈ガスフローのフローレートを調整するよう希釈フロー発生器１９を制御する場合に、呼吸パラメータモジュール４２は、対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体上の事象と有効な呼吸とを更に区別するために、フローレートにおける既知の調整を使用する。例えば、２回の呼吸の間の希釈ガスフローのフローレートの変化が（組成検出器１８の出力信号によって示される）検出されるＣＯ_２含量を皆無かほとんど変化させない場合に、呼吸パラメータモジュール４２は、有効な呼吸が発生していると決定する。しかし、希釈ガスフローのフローレートの変化が、検出されるＣＯ_２において変化を生じさせる場合は、呼吸パラメータモジュール４２は、ＣＯ_２の変動を、有効な呼吸を示さないと見なす。

図１において、システム１０は副流カプノメトリシステムとして示されているが、これが限定するよう意図されていないことは明らかである。対象１２の気道での又はその近くでのガスのＣＯ_２含量を変動させる身体構造上の事象と有効な呼吸とを組成検出器１８の出力信号から区別するよう希釈ガスフローの実施に関してここで記載される原理は、本開示の適用範囲から逸脱することなく主流カプノメトリシステムにおいて使用され得る。

様々な治療設定において、呼吸可能な物質が対象１２の気道へ供給される。一実施形態において、インターフェース器具１４は、サンプリングインターフェース２６とともに、治療用インターフェース４６を有する。治療用インターフェース４６は、呼吸可能な物質を対象１２の気道へ供給するよう構成される。呼吸可能な物質は、例えば、呼吸可能ガスのフローを有してよい。呼吸可能ガスのフローの１又はそれ以上のパラメータは、対象１２へ治療的有用性を提供するよう治療計画に従って制御されてよい。１又はそれ以上のパラメータは、例えば、圧力、温度、湿度、組成（例えば、酸素富化、等）、フローレート、及び／又は他のパラメータを有してよい。限定されない例として、治療計画は、陽性気道サポート、非侵襲性換気、酸素供給、及び／又は他の治療的有意性を提供してよい。呼吸可能ガスのフローは、圧力発生器、及び／又は呼吸可能ガスのフローを発生させるよう構成される何らかの他の装置によって、生成されてよい。一実施形態において、希釈フロー発生器１９は、圧力発生器によって生成された呼吸可能ガスのフローから希釈ガスフローのためのガスを得てよい。呼吸可能な物質（例えば、呼吸可能ガスのフロー）は、治療用インターフェース４６へ結合されている治療導管４８を介した対象１２の気道への供給のために、治療用インターフェース４６へ供給されてよい。

サンプリングインターフェース２６は、対象１２の気道の１又はそれ以上の外口の第１の組と係合するよう構成され、治療用インターフェース４６は、対象１２の気道の１又はそれ以上の外口の第２の組と係合するよう構成される。１又はそれ以上の外口の第１の組を介して、サンプリングインターフェース２６はガス注入口２８へガスを引き込む。１又はそれ以上の外口の第２の組を介して、治療用インターフェース４６は呼吸可能な物質を供給する。一実施形態において、対象１２の気道の１又はそれ以上の外口の第２の組は、１又はそれ以上の外口の第１の組に含まれてない対象１２の気道の少なくとも１つの外口を含む。

例えば、治療用インターフェース４６は、対象１２の気道の１又はそれ以上の外口の第２の組を囲むよう構成されるマスク（例えば、鼻孔マスク、鼻孔／口マスク。フルフェイスマスク、全顔面マスク、部分的再呼吸マスク、等）を有してよい。この例において、１又はそれ以上の外口の第２の組は、対象１２の口及び／又は鼻孔を有してよい。サンプリングインターフェース２６は、対象１２の鼻孔において、又はマスクの下の対象１２の口において設置されるカニューレによって、提供されてよい。マスクは、カニューレが係合していない対象の気道の少なくとも１つの外口を囲んでよい。

図２において表される一実施形態において、インターフェース器具１４は、単一のカニューレ５０を有してよい。カニューレ５０は、対象１２の鼻孔と係合する第１の中空枝５２及び第２の中空枝５４を有してよい。図示される実施形態において、治療用インターフェース４６は第１の中空枝５２によって形成され、治療上の呼吸可能ガスのフローを供給するために使用される。サンプリングインターフェース２６は第２の中空枝５４によって形成され、ガス注入口２８を通ってインターフェース器具１４にガスを引き込み、且つ、ガス注入口２８に隣接するガス出口３０を通って希釈ガスフローを供給するために使用される。この実施形態において、サンプリング導管３２、希釈導管４０、及び治療導管４８は、一体型のトリルーメン（tri-lumen）部材として形成されてよい。

インターフェース器具１４に対するここでの言及は、必ずしも、サンプリングインターフェース２６及び治療用インターフェース４６が単一の一体型装置として形成されることを暗示しているわけではない。サンプリングインターフェース２６及び治療用インターフェース４６は、互いに全く別々に対象１２の顔において形成されて設置されてよい。一実施形態において、インターフェース器具１４は、サンプリングインターフェース２６しか含まない。インターフェース器具１４のための他の構成は、本開示の適用範囲内に含まれる。

本発明は、最も実用的且つ好ましい実施形態であると現在考えられているものに基づいて例示のために詳細に記載されてきた。しかし、当然のことながら、そのような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網羅するよう意図される。例えば、当然のことながら、本発明は、可能な範囲で、いずれかの実施形態の１又はそれ以上の特徴がその他の実施形態の１又はそれ以上の特徴と組み合わされ得ると考えている。

Claims (15)

1. 対象の呼吸をモニタするよう構成されるシステムであって：
   ガス注入口及び該ガス注入口の近くに配置されるガス出口を有するサンプリングインターフェースを有し、前記対象の気道からのガスが前記ガス注入口に引き込まれるように前記対象の気道に又はその近くに設置されるよう構成される対象インターフェース器具；
   前記ガス注入口に引き込まれる前記対象の気道から引き込まれるガスがサンプリングチェンバに流れ込むように前記対象インターフェース器具と流体連通状態にある前記サンプリングチェンバ；
   前記サンプリングチェンバにおけるガスの二酸化炭素含量に関する情報を伝える出力信号を生成するよう構成されるセンサ；
   前記センサによって生成された前記出力信号から前記対象の呼吸の１又はそれ以上のパラメータを決定するよう構成されるプロセッサ；及び
   希釈ガスフローを生成するよう構成され、前記希釈ガスフローが前記ガス注入口で又はその近くで前記ガス出口から放出されるように前記対象インターフェース器具と流体連通状態にある希釈フロー発生器
   を有し、
   前記希釈ガスフローは、実質的に二酸化炭素がなく、（ｉ）前記プロセッサが前記センサの前記出力信号にのみ基づいて、呼吸と、前記対象の気道における二酸化炭素含量の変動を引き起こす他の身体構造上の事象とを区別することができるように、前記対象の気道からのガスを、該ガスが前記対象インターフェース器具の前記ガス注入口に引き込まれる前に希釈し、且つ（ｉｉ）前記対象の呼吸に影響を及ぼさないフローレート及び方向性を有して、前記ガス出口から放出され、
   前記希釈ガスフローは、更に、（ｉｉｉ）対象の気道での又はその近くでのガスの二酸化炭素含量を変動させる身体構造上の事象の間、実際の呼吸の間よりも、前記ガス注入口に引き込まれるガスの二酸化炭素に対してずっと大きな影響を有するように、構成される、システム。
2. 前記対象の呼吸の前記１又はそれ以上のパラメータは、前記対象の呼吸速度、前記対象の呼吸移行のタイミング、又は有効な呼吸の識別のうち１又はそれ以上を含む、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記対象インターフェース器具は、前記対象の呼吸に対して治療的有用性を有する前記対象の気道への治療上の呼吸可能ガスのフローを供給するよう構成される治療用インターフェースを更に有する、
   請求項１に記載のシステム。
4. 前記サンプリングインターフェースは、前記ガス出口が前記対象の気道の１又はそれ以上の外口の第１の組に前記希釈ガスフローを放出するように構成され、
   前記治療用インターフェースは、前記対象の気道の１又はそれ以上の外口の第２の組へ前記治療上の呼吸可能ガスのフローを供給するよう構成され、
   前記対象の気道の前記１又はそれ以上の外口の第２の組は、前記対象の気道の前記１又はそれ以上の外口の第１の組に含まれない前記対象の気道の少なくとも１つの外口を含む、
   請求項３に記載のシステム。
5. 前記希釈フロー発生器は、前記サンプリングインターフェースの前記ガス出口から放出される前記希釈ガスフローのフローレートが既知の態様において変化するように前記希釈ガスフローを発生させるよう構成され、
   前記プロセッサによる前記対象の呼吸の前記１又はそれ以上のパラメータの決定は、前記希釈ガスフローのフローレートが変化する場合の前記希釈ガスフローの既知のフローレートに基づく、
   請求項１に記載のシステム。
6. 対象の呼吸をモニタするシステムの作動方法であって：
   前記対象の気道に又はその近くに位置付けられるよう構成されるガス注入口を備えた前記システムの対象インターフェース器具が、前記ガス注入口を介してサンプリングチェンバ内にガスを引き込むステップ；
   前記システムの組成検出器が、前記サンプリングチェンバにおける二酸化炭素含量に関する情報を伝える出力信号を生成するステップ；
   前記システムのプロセッサが、前記組成検出器によって生成された前記出力信号から前記対象の呼吸の１又はそれ以上のパラメータを決定するステップ；及び
   前記システムの希釈フロー発生器が、実質的に二酸化炭素がない希釈ガスフローを生成し、前記対象の呼吸に影響を及ぼさない位置及びフローレートで前記希釈ガスフローを前記対象インターフェース器具のガス出口から放出させて、前記ガス注入口を介して引き込まれるガスを、該ガスが前記ガス注入口を介して引き込まれる前に希釈し、前記プロセッサが前記出力信号にのみ基づいて、呼吸と、前記対象の気道における二酸化炭素含量の変動を引き起こす他の身体構造上の事象とを区別することができるようにするステップ
   を有し、
   前記希釈ガスフローは、更に、前記対象の気道での又はその近くでのガスの二酸化炭素含量を変動させる身体構造上の事象の間、前記対象の実際の呼吸の間よりも、前記ガス注入口を介して引き込まれるガスの二酸化炭素に対してずっと大きな影響を有するように、構成される、作動方法。
7. 前記対象の呼吸の前記１又はそれ以上のパラメータは、前記対象の呼吸速度、前記対象の呼吸移行のタイミング、又は有効な呼吸の識別のうち１又はそれ以上を含む、
   請求項６に記載の作動方法。
8. 前記対象インターフェース器具が、治療用インターフェースを介して、治療上の呼吸可能ガスのフローが前記希釈ガスフローとは別個の異なったガスのフローであるように、前記対象の呼吸に対して治療的有用性を有する前記対象の気道への前記治療上の呼吸可能ガスのフローを供給するステップ
   を更に有する請求項６に記載の作動方法。
9. 前記ガス注入口を介して引き込まれるガスは、前記対象の気道の１又はそれ以上の外口の第１の組からのガスを含み、
   前記治療上の呼吸可能ガスのフローを供給するステップは、前記対象の気道の１又はそれ以上の外口の第２の組へ前記治療上の呼吸可能ガスのフローを供給するステップを有し、
   前記対象の気道の前記１又はそれ以上の外口の第２の組は、前記対象の気道の前記１又はそれ以上の外口の第１の組に含まれない前記対象の気道の少なくとも１つの外口を含む、
   請求項８に記載の作動方法。
10. 前記希釈フロー発生器が、既知の態様において前記ガス出口から放出される前記希釈ガスフローのフローレートを変化させるステップを更に有し、
    前記プロセッサによる前記対象の呼吸の前記１又はそれ以上のパラメータの決定は、前記希釈ガスフローのフローレートが変化する場合の前記希釈ガスフローの既知のフローレートに基づく、
    請求項６に記載の作動方法。
11. 対象の呼吸をモニタするよう構成されるシステムであって：
    対象インターフェース器具を有し、前記対象の気道に又はその近くに位置するガス注入口を通ってサンプリングチェンバ内にガスを引き込む手段；
    センサを有し、前記サンプリングチェンバにおける二酸化炭素含量に関する情報を伝える出力信号を生成する手段；
    プロセッサを有し、生成された前記出力信号から前記対象の呼吸の１又はそれ以上のパラメータを決定する手段；
    実質的に二酸化炭素がない希釈ガスフローを生成する手段；及び
    （ｉ）前記プロセッサが前記センサの前記出力信号にのみ基づいて、呼吸と、前記対象の気道における二酸化炭素含量の変動を引き起こす他の身体構造上の事象とを区別することができるように、前記対象の気道からのガスを、該ガスが前記対象インターフェース器具の前記ガス注入口に引き込まれる前に希釈し、且つ（ｉｉ）前記対象の呼吸に影響を及ぼさない位置及びフローレートで、前記希釈ガスフローをガス出口から放出する手段
    を有し、
    前記希釈ガスフローは、更に、（ｉｉｉ）対象の気道での又はその近くでのガスの二酸化炭素含量を変動させる身体構造上の事象の間、実際の呼吸の間よりも、前記ガス注入口に引き込まれるガスの二酸化炭素に対してずっと大きな影響を有するように、構成される、システム。
12. 前記対象の呼吸の前記１又はそれ以上のパラメータは、前記対象の呼吸速度、前記対象の呼吸移行のタイミング、又は有効な呼吸の識別のうち１又はそれ以上を含む、
    請求項１１に記載のシステム。
13. 治療上の呼吸可能ガスのフローが前記希釈ガスフローとは別個の異なったガスのフローであるように、前記対象の呼吸に対して治療的有用性を有する前記対象の気道への前記治療上の呼吸可能ガスのフローを供給する手段
    を更に有する請求項１１に記載のシステム。
14. 前記ガス注入口を通ってガスを引き込む手段は、前記対象の気道の１又はそれ以上の外口の第１の組からガスを引き込むよう構成され、
    前記治療上の呼吸可能ガスのフローを供給する手段は、前記対象の気道の１又はそれ以上の外口の第２の組へ前記治療上の呼吸可能ガスのフローを供給するよう構成され、
    前記対象の気道の前記１又はそれ以上の外口の第２の組は、前記対象の気道の前記１又はそれ以上の外口の第１の組に含まれない前記対象の気道の少なくとも１つの外口を含む、
    請求項１３に記載のシステム。
15. 既知の態様において前記ガス出口から放出される前記希釈ガスフローのフローレートを変化させる手段を更に有し、
    前記プロセッサによる前記対象の呼吸の前記１又はそれ以上のパラメータの決定は、前記希釈ガスフローのフローレートが変化する場合の前記希釈ガスフローの既知のフローレートに基づく、
    請求項１１に記載のシステム。
    

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