JP6058741B2 - 単一ステージの、軸対称送風機および携帯可能な人工呼吸器 - Google Patents

Description

本願に関する相互参照
本発明は、２００９年８月１１日付けの特許文献１、２００９年１１月１６日付けの特許文献２、２００９年８月２８日付けの特許文献３および２００９年１１月１９日付けの特許文献４の利点を請求するものである。この参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、異なる圧力（例えば陽圧または負圧（真空）状態の空気）を生じさせるための送風機に関するものである。一実施形態において、送風機は、人工呼吸システムに使用されてもよい。一実施形態において、送風機は、患者に対する呼吸器官治療の提供のために使用される気道陽圧（ＰＡＰ）デバイスに使用されてもよい。そうした治療の一例として、補助／制御換気、断続強制換気、プレッシャーサポートベンチレーション、持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）処置などが挙げられる。これらは、非侵略的なまたは侵略的な患者用インターフェースを介して提供される。この治療は、呼吸不全、呼吸機能不全または睡眠時無呼吸症候群（ＳＤＢ）を含むさまざまな呼吸器状態の治療のために使用される。なお、この送風機は、他の用途（例えば真空用途（治療または他の場合））に使用されてもよい。

当該技術分野においては送風機に関して、より静かで、よりコンパクトでありかつあまり高価でないように設計することが必要とされている。本発明は、こうした必要性を考慮した送風機の代替的な構成を提供する。

当該分野における従来技術の一例として、特許文献５（Nadjafizadeh、他）が挙げられる。

米国特許仮出願第61/272,043号明細書 米国特許仮出願第61/261,527号明細書 米国特許仮出願第61/272,188号明細書 米国特許出願公開第61/272,919号明細書 米国特許出願公開第2005/0036887号明細書 国際公開第2007/134405号パンフレット 国際公開第2007/048206号パンフレット 国際出願PCT/AU2010/000708号明細書 米国特許出願公開第12/083,350号明細書 国際出願PCT/AU2009/000241号明細書 国際公開第2009/052560号パンフレット 米国特許出願公開第2009/0044808号明細書 米国特許第7,318,437号明細書 米国特許出願公開第12/478,537号明細書 オーストラリア国特許出願公開第2009902524号明細書

本発明の一態様は、患者に近接して配置され、そしてシステムを介して呼吸を可能にする、小さく、携帯可能な人工呼吸システムに関するものである。

本発明の他の態様は、効率的で低慣性のインペラと組み合わせられた効率的でパワフルな小型モータおよび小さな送風機を含む人工呼吸器に関するものである。

本発明の他の態様は、患者に近接して配置される人工呼吸器に関するものである。人工呼吸器の当該近接する位置は、順応性を向上させるために最小回路抵抗をもたらす短い呼吸回路を使用可能にし、人工呼吸器内に小さなデッドスペースしか必要とせず、人工呼吸器とは別体のバッテリーおよびユーザーインターフェースを使用可能にし、かつセンサが患者により近接するために流量および容積のセンシングをより正確に行うことができる。

本発明の他の態様は、モータによって生成された熱の効果的な管理を行うよう構成された送風機に関するものである。例えば、送風機は、モータの中央部分に隣接する非導電スリーブを含んでもよい。パフォーマンスの高い小型モータの実施形態の結果として、この配置により、モータの中央部に隣接する導電材料が誘導損失によって引き起こされる渦電流を低減させることが回避される。他の例においては、モータに連結された熱伝導要素（例えばアルミニウムステータ、アルミニウム流動要素）がヒートシンクとして機能するよう最大化される。

本発明の他の態様は、人工呼吸器を介して空気流の双方向を制御して再呼吸容積が最小化されるよう構成された送風機の近接（つまり患者側）開口においてバルブ装置を含む人工呼吸器に関するものである。

本発明の他の態様は、双方向において流れを測定しかつモータのためのヒートシンクとして機能する単一流動要素および単一流量センサを含む人工呼吸器に関するものである。そうした人工呼吸器を近接して使用することにより、流量センサは患者からの湿った吐出空気にさらされるようになり、それは、流動測定に関する潜在的なエラーの危険性を増大させる。本発明の一実施形態に基づく流量センサがモータのためのヒートシンクとして機能する場合、モータは流量センサを温め、そして結露を防止する。それにより、流量センサを過熱するための別体のヒータに関する要求が存在しなくなる。

本発明の他の態様は、流動センシングを向上させるために流量センサの周囲の圧力および流れを安定化させるよう構成された人工呼吸器に関するものである。例えば、人工呼吸器は、流量センサにおける偏移および衝撃的なノイズを最小化するべくステータのための均一な圧力源を提供するようインペラの周囲にプレナムチャンバを含んでもよい。また、人工呼吸器は、流量センサに流れが接触する手前で流れが完全に展開されるように流動センシングに影響を及ぼさず、ステータを介した還流を可能にするよう下流にチャンバが設けられてもよい。

本発明の他の態様は、流動経路の断面積（例えばステータ角度、インペラベーン形状）を最大化することにより低い供給源インピーダンスを有し、同時にそれが、患者が完全に人工呼吸器を介して呼吸を行うために人工呼吸器内の最小デッドスペースとバランスが取れたものとなっている、人工呼吸器に関するものである。

本発明の他の態様は、バッテリーパックを含む人工呼吸器に関するものであり、この場合、人工呼吸器およびバッテリーパックの両方が、人工呼吸器の設定および患者の詳細をモジュール同士の間で転送可能にするためのマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサを含み、それは、新たな人工呼吸器へ患者を移動させるかまたはバッテリーを置換することを容易にする。

本発明の他の態様は、送風機のための別体のモジュール、ハンドセット（コントローラ／ユーザーインターフェース）、酸素増強部、付属バッテリー、熱水交換フィルタ（ＨＭＥＦ）、粘性トラップおよび／またはハーネスまたはベストを有するモジューラシステムに関連するものである。

本発明の他の態様は、加圧空気の供給源を提供するよう構成された送風機を含む、患者のための人工呼吸器に関するものである。送風機は、近位端部および遠位端部（つまり患者側開口と患者から遠位にある開口）と、ハウジングに設けられたステータ構成要素と、ハウジングの近位開口とステータ構成要素との間に配置されたインペラと、インペラを駆動するよう構成されたモータと、を有するハウジングを含む。

人工呼吸器は、１つ以上の以下の態様を含んでもよい。例えば、人工呼吸器は、送風機に近位開口に設けられかつ双方向において流動経路に沿って送風機を介して空気が流動可能なように構成されているバルブアセンブリを含んでもよい。バルブアセンブリは、患者の呼吸サイクルの吸気段階中に近位開口を介して空気が送風機に流入可能なようにかつ患者の呼吸サイクルの吐出段階中に近位開口を介して送風機から流出可能なように構成されている。ステータ構成要素は、その外面に沿って複数の空気方向付け溝を含んでいてもよい。空気方向付け溝の前縁は、インペラブレードの外側先端部から外側へ向けて接線方向に延在しており、かつ、インペラブレードから流出した空気を集合させかつインペラから空気を分離させることによって略接線方向から略半径方向へ向けて空気を方向付けるよう構成されており、かつ空気流が実質的に層流となるように遠位開口へ向かって屈曲経路に沿って空気を方向付けるよう構成されている。送風機は、双方向に流れを測定しかつモータからの熱を伝達するよう構成された流動経路に沿って前記モータに設けられている流動要素を含んでもよい。人工呼吸器は、ハウジングとステータ構成要素とがインペラの周囲のプレナムチャンバを規定するよう協働してもよい。人工呼吸器は、流動要素に影響を及ぼすことなく、ステータ構成要素を介して流動の還流を可能にするため、プレナムチャンバから下流において、下流チャンバを含んでもよい。人工呼吸器は、流動経路に沿ってモータの中央部を取り囲む非導電スリーブを含んでもよい。流動要素およびステータ構成要素は、モータからの熱を伝達するために熱伝導材料から構成されていてもよい。流動要素およびステータ構成要素は、アルミニウムから構成されていてもよい。人工呼吸器は、送風機の遠位開口に設けられた粘性トラップを含んでもよい。粘性トラップは、患者によって吐き出された粒状物体を捕捉するよう構成された捕捉プレートを提供する。人工呼吸器は、送風機の遠位開口に設けられた熱水交換フィルタを含んでもよい。熱水交換フィルタは、患者に吸気される空気を調整しかつ／または患者から吐出された粒状物質から人工吸気を保護するためのフィルタおよび／またはパッドを含む。流動経路の断面積は、低電源インピーダンスをもたらすために、最大化されておりかつ人工呼吸器内の最小デッドスペースとバランスがとれたものとなっていてもよい。人工呼吸器は、人工呼吸器とは別体のバッテリー電源供給制御ユニットを含んでもよい。人工呼吸器および制御ユニットの両方が、患者のデータを記録しかつ人工呼吸器の設定および患者の詳細を伝送可能にするよう構成されたマイクロコントローラを含んでもよい。人工呼吸器は、患者に近接した位置で使用されるよう適合されていてもよい。人工呼吸器は、頭部着用式システムに組み込まれていてもよい。人工呼吸器は、壁、ベッド、ベッドサイド、車椅子、テーブルまたは椅子を含む構造物に取り付けられ、かつチューブを介して患者用インターフェースに接続されるよう構成されていてもよい。人工呼吸器は、衣類に一体化された支持構造にフィットするよう適合されていてもよい。衣類は、シャツ、Ｔシャツまたはパジャマであってもよい。人工呼吸器送風機は、インターフェースに組み込まれていてもよい。人工呼吸器は、ショルダータイプのハーネスによって支持されていてもよい。人工呼吸器は、ペンダントタイプのハーネスによって支持されていてもよい。人工呼吸器は、使用者の体の一部を取り囲むストラップまたはバンドによって支持されていてもよい。ストラップまたはバンドは、胸部用バンドであってもよい。ストラップまたはバンドはアームバンドであってもよい。流動要素は、内側コアと、内側コアから延在する複数のベーンとを含でいてもよい。流動要素は、４０〜６０のベーンを含んでいてもよい。流動要素の内側コアは、流動要素がモータの周囲にフィットできるようにしかつモータからの熱の変動に伴い伸縮可能な分割構造体を含んでいてもよい。

本発明の他の態様は、モジューラ人工呼吸システムに関するものであり、モジューラ人工呼吸システムは、人工呼吸モジュールと、１つ以上の以下の個別に置換可能なモジュール：人工呼吸モジュールをリモート制御するための制御モジュール；制御モジュールのための付属バッテリーモジュール；人工呼吸モジュールに設けられた酸素増大モジュール；人工呼吸モジュールの遠位開口に設けられた粘性トラップ；人工呼吸モジュールの遠位開口に設けられた熱水交換フィルタモジュール；および／または人工呼吸モジュールおよび／または制御モジュールを固定するための１つ以上のストラップを含むストラップモジュール；と、を含む。制御モジュールは、内部加速度計を含み、かつパルス酸素濃度計および／またはＣＯ_２モニターをそれに接続可能にするものであってもよい。

本発明の他の態様は送風機に関するものであり、当該送風機は：同軸上に整列されている近位開口と遠位開口とを含むハウジングと；ハウジングに設けられたステータ構成要素と；ハウジングの近位開口とステータ構成要素との間に配置されたインペラと；インペラを駆動するよう構成されたモータと；を含む。インペラは複数のインペラブレードを含む。ステータ構成要素は、その外面に沿って複数の空気方向付け溝を含む。空気方向付け溝の前縁は、インペラブレードの外側先端部から外側へ向けて接線方向に延在しており、かつ、インペラブレードから流出した空気を集合させるように、かつ、インペラから空気を分離させることによりかつ空気流が実質的に層流となるように遠位開口へ向かって屈曲経路に沿って空気を方向付けることによって、略接線方向から略半径方向へ向けて空気を方向付けるよう構成されている。

本発明の他の態様、特徴部および利点は、添付の図面と関連する以下の詳細な説明から明らかとなる。当該図面は当該説明の一部を示すものであり、例えば本発明の原理を示すものである。

以下の添付の図面は本発明のさまざまな実施形態の理解を容易にするものである。

本発明の一実施形態に基づく送風機の斜視図である。 図１の送風機の分解図である。 図１の送風機のステータ構成要素およびインペラの斜視図である。 本発明の他の実施形態に基づく送風機の斜視図である。 図４の送風機の分解図である。 図４の送風機のステータ構成要素、モータおよびインペラの分解図である。 本発明の一実施形態に基づくインペラの平面図である。 図７のインペラの底面図である。 本発明の他の実施形態に基づく送風機の斜視図である。 図９の送風機の側面図である。 図９の送風機の平面図である。 図１０の線１２−２における断面図である。 図９の送風機のステータ構成要素の側面図である。 図１３のステータ構成要素の底面図である。 チューブが取り付けられた図９の送風機の斜視図である。 本発明の一実施形態に基づく受動空気バルブアセンブリを含む送風機の側面図である。 図１６の送風機の断面図である。 図１６の送風機の拡大断面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機のＣＰＡＰバージョンの斜視図である。 図１９の送風機の側面図である。 図１９の送風機の断面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機のＣＰＡＰバージョンの斜視図である。 図２２の送風機の断面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機の、さまざまなＲＰＭに関する圧力対流量を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく人工呼吸システムの斜視図である。 図２５の人工呼吸システムの他の斜視図である。 図２５の人工呼吸システムの側面図である。 図２５の人工呼吸システムの正面図である。 図２５の人工呼吸システムの背面図である。 図２５の人工呼吸システムの底面図である。 図２５の人工呼吸システムの平面図である。 図２５の人工呼吸システムの断面図である。 図２５の人工呼吸システムの他の断面図である。 図２５の人工呼吸システムの分解図である。 本発明の一実施形態に基づく人工呼吸システムの送風機の斜視図である。 図３５の送風機の背面図である。 図３５の送風機の側面図である。 図３５の送風機の底面図である。 図３５の送風機の平面図である。 図３５の送風機の断面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機の上部ハウジングの斜視図である。 図４１の上部ハウジング部の側面図である。 図４１の上部ハウジング部の平面図である。 図４１の上部ハウジング部の底面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機の下部ハウジングの斜視図である。 図４５の下部ハウジング部の左側面図である。 図４５の下部ハウジング部の右側面図である。 図４５の下部ハウジング部の背面図である。 図４５の下部ハウジング部の平面図である。 図４５の下部ハウジング部の底面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機のステータ構成要素の第１の部分の斜視図である。 図５１の第１の部分の側面図である。 図５１の第１の部分の平面図である。 図５１の第１の部分の底面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機のステータ構成要素第２の部分の斜視図である。 図５５の第２の部分の平面図である。 図５５の第２の部分の底面図である。 図５５の第２の部分の側面図である。 図５５の第２の部分の断面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機のインペラの斜視図である。 図６０のインペラの側面図である。 図６０のインペラの平面図である。 図６０のインペラの底面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機のスリーブの断面図である。 図６４のスリーブの側面図である。 図６４のスリーブの平面図である。 図６４のスリーブの底面図である。 本発明の一実施形態に基づく送風機の流動要素の斜視図である。 図６８の流動要素の側面図である。 図６８の流動要素の底面図である。 本発明の一実施形態に基づくフィルタ／バルブアセンブリの斜視図である。 図７１のフィルタ／バルブアセンブリの側面図である。 図７１のフィルタ／バルブアセンブリの平面図である。 図７１のフィルタ／バルブアセンブリの底面図である。 図７１のフィルタ／バルブアセンブリの断面図である。 図７１のフィルタ／バルブアセンブリの分解図である。 本発明の一実施形態に基づくフィルタ／バルブアセンブリのフィルタカバーの斜視図である。 図７７のフィルタカバーの側面図である。 図７７のフィルタカバーの平面図である。 図７７のフィルタカバーの底面図である。 本発明の一実施形態に基づくフィルタ／バルブアセンブリの空気流動切換弁／マニホールドの斜視図である。 図８１の空気流動切換弁／マニホールドの側面図である。 図８１の空気流動切換弁／マニホールドの平面図である。 図８１の空気流動切換弁／マニホールドの底面図である。 本発明の一実施形態に基づくフィルタ／バルブアセンブリの空気流動切換キャップの斜視図である。 図８５の空気流動切換キャップの側面図である。 図８５の空気流動切換キャップの平面図である。 図８５の空気流動切換キャップの底面図である。 本発明の一実施形態に基づくフィルタ／バルブアセンブリの空気流入膜バルブの斜視図である。 図８９の空気流入膜バルブの側面図である。 図８９の空気流入膜バルブの平面図である。 図８９の空気流入膜バルブの底面図である。 本発明の一実施形態に基づくフィルタ／バルブアセンブリの空気流出膜バルブの斜視図である。 図９３の空気流出膜バルブの側面図である。 図９３の空気流出膜バルブの平面図である。 図９３の空気流出膜バルブの底面図である。 本発明の一実施形態に基づく粘性トラップの分解図である。 本発明の一実施形態に基づく粘性トラップの外側ケースの斜視図である。 図９８の外側ケースの平面図である。 図９８の外側ケースの底面図である。 図９８の外側ケースの側面図である。 図９８の外側ケースの断面図である。 本発明の一実施形態に基づく粘性トラップの内側ケースの斜視図である。 図１０３の外側ケースの平面図である。 図１０３の外側ケースの底面図である。 図１０３の外側ケースの正面図である。 図１０３の外側ケースの側面図である。 図１０３の外側ケースの断面図である。 吸気中の空気流を示す、図２５の人工呼吸システムの断面図である。 吐気中の空気流を示す、図２５の人工呼吸システムの断面図である。 本発明の一実施形態に基づく熱水交換フィルタ（ＨＭＥＦ）の断面図である。 人工呼吸システムに設けられた図１１１のＨＭＥＦの断面図である。 図１１１のＨＭＥＦの分解図である。 図１１１のＨＭＥＦの分解断面図である。 図１１１のＨＭＥＦの他の分解図である。 本発明の一実施形態に基づくＨＭＥＦの外側ケースの斜視図である。 図１１６の外側ケースの底面図である。 図１１６の外側ケースの平面図である。 図１１６の外側ケースの側面図である。 図１１６の外側ケースの断面図である。 本発明の一実施形態に基づくＨＭＥＦの内側ケースの斜視図である。 図１２１の内側ケースの平面図である。 図１２１の内側ケースの底面図である。 図１２１の内側ケースの側面図である。 図１２１の内側ケースの断面図である。 本発明の他の実施形態に基づくＨＭＥＦの斜視図である。 本発明の他の実施形態に基づくＨＭＥＦの側面図である。 本発明の一実施形態に基づく人工呼吸システムのリモートの斜視図である。 図１２８のリモートの正面図である。 図１２８のリモートの平面図である。 図１２８のリモートの左側面図である。 図１２８のリモートの右側面図である。 本発明の一実施形態に基づく粘性トラップを備える人工呼吸システムの斜視図である。 本発明の一実施形態に基づくＨＭＥＦを備える人工呼吸システムの斜視図である。 本発明の一実施形態に基づく人工呼吸システムのためのリモートまたはハンドセットの斜視図である。 図１３５−１のハンドセットのための付加的な付属バッテリーの斜視図である。 図１３５−２の付属バッテリーに連結される、図１３５−１のハンドセットの斜視図である。 図１３５−１のハンドセットの平面図である。 ドックが第１のポジションにある状態の、本発明の一実施形態に基づくドッキングステーションまたはドックの斜視図である。 図１３７のドック内にある図１３５−１のハンドセットの斜視図である。 第２のポジションまで延伸された図１３７のドックの斜視図である。 図１３９のドック内にある図１３５−３のハンドセットおよび付属バッテリーの斜視図である。 本発明の一実施形態に基づく気管切開人工呼吸器、ハンドセット、ハンドセットハーネスおよび安定化ストラップのために適合された人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく気管切開人工呼吸器、付属バッテリーを備えるハンドセットおよびハンドセットハーネスのために適合された人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく気管切開人工呼吸器、ハンドセット、ハンドセットハーネス、安定化ストラップ、および酸素増強付属物のために適合された人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく組み込み式送風機を備える患者用インターフェースを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく、ライトアップされたチューブを示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく持ち運び可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。 本発明の一実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す図である。

以下の説明は、共通の特徴部および特徴を備えるいくつかの実施形態に関して提供される。ある実施形態の１つ以上の特徴部が、他の実施形態の１つ以上の特徴部と組み合わせられてもよい。加えて、これら実施形態のうちいずれかの単一の特徴部あるいは特徴部を組み合わせたものが付加的な実施形態を構成してもよい。

本明細書において、「備えている」との語はオープンな意味、つまり「含んでいる」という意味で使用されており、「〜のみから構成される」というクローズな意味に限定されないことを理解されたい。「備える」、「備えられた」および「具備する」などの対応する語も同様の意味を有している。

本件出願の明細書においては本発明の態様について、患者用インターフェースを介して侵略的かつ非侵略的な患者用コネクションに関し、かつ気道陽圧デバイス(PAP device: positive airway pressure device)に関して説明するが、本発明の態様が、例えば陽圧用途および陰圧用途の両方における人工呼吸器などの送風機が使用される他の分野に対する出願を有してもよいことを理解されたい。

本明細書において「エアポンプ」および「送風機」との語は相互交換して使用されてもよい。「空気」との語は、例えば酸素または酸素とヘリウムとの混合気体が追加された呼吸に適した気体を含むよう使用されてもよい。また、本明細書に記載される送風機が空気以外の他の流体を送るよう設計されているとも認められる。

また各送風機の実施形態が、単段設計を含むように以下に説明される。ただし、当然のことながら、本発明の態様は、例えば二段、三段、四段あるいはさらなる段数の多段設計とされてもよい。

１．送風機
図１〜図６には本発明の一実施形態に基づく単段送風機１０を示す。後述するように送風機は、コンパクトで、効率がよく、とても静かで、低コストで、複雑ではない構造体を提供し、かつ層流を提供する。一実施形態において、送風機は、２〜３０ｃｍＨ_２Ｏの範囲の加圧空気を提供するよう構成されてもよく、かつ、６０ｃｍＨ_２Ｏより大きい加圧空気を提供するよう構成されてもよい。

図示されるように、送風機１０は、第１のハウジング部２２と第２のハウジング部２４とを備えるハウジング２０と、空気方向付け溝３５を含むステータ構成要素３０と、ステータ構成要素３０内に配置されかつ回転軸またはロータ５０を駆動するよう構成されたモータ４０と、ステータ構成要素３０の片側に設けられかつロータ５０の端部に連結されたインペラ６０とを備える。図示されるように、送付来は相対的に単純な積層状の組立体を提供する。

図５に最もよく示されるように、第１および第２のハウジング部２２，２４は、１つ以上の固定具（例えばネジ）２６によって互いに連結されていてもよい。加えて、第１および第２のハウジング２２，２４は、整列および連結を容易にするためにジョイント（例えば図５に示されるよう配置された整列ピン２８（１）および受容孔２８（２））を提供してもよい。図２には、ハウジング部を連結するための代替的なジョイント、例えば環状溝に収容されるよう構成された環状突出部２９を示す。

送風機１０は、一端には第１のハウジング部２２によって提供される近位開口（例えば患者側開口つまり患者に近接した開口）または近位端部２３を有し、かつ他端には第２のハウジング部２４によって提供される遠位開口（例えば環境側開口つまり患者から遠位にある開口）または遠位端部２５を有する。送風機１０は、近位開口２３を介してハウジング２０内に供給気体を引き込むように、かつ遠位開口２５においてガスの加圧流を提供するよう操作可能である。

送風機１０は、送風機の軸Ａと同心状に整列された近位開口２３および遠位開口２５の両方に対称的な軸を有する（例えば図１参照）。使用時に、気体は一端において軸方向に送風機に流入し、かつ他端において軸方向に送風機から流出する。そうした構成は、例えば軸対称および／または低渦巻乱流に起因して、使用時に小さなノイズしかださないことができる。そうした送風機の例示的な実施形態が特許文献６に開示されている。

図４に示されるように図示された実施形態において、送風機は相対的にコンパクトでありかつ約６０〜７０ｍｍの、例えば６３ｍｍの直径Ｄおよび約３５〜４５ｍｍの、例えば３８.５ｍｍの高さＨを有してもよい。ただし他の適切なサイズのものとすることもできる。

１.１ ステータ構成要素
図２、図３、図５および図６に示されるように、ステータ構成要素３０は、図６に示されるように１つ以上の固定具３３によって互いに連結された第１の部分３２と第２の部分３４とを含む。加えて、第１および第２のハウジング部３２，３４は、整列および連結を容易にするためにジョイント（図６に示されるような構成要素、整列ピン３１（１）および受容孔３１（２））を提供してもよい。第１および第２の部分３２，３４は、モータ４０およびロータ５０を作動ポジションに支持しかつ保持するよう構成された中空内部を規定するよう協働する。加えて、第１の部分３２および第２の部分３４は、複数の空気方向付け溝３５がこれら部分の外面に沿って延在する状態で、略「かぶ」形状（略球根形状）の外形を規定するよう協働する。

図示されるように、空気方向付け溝または螺旋部３５は、インペラ６０からの空気を捕集しかつ分配するように、流出口２５へ向いた屈曲経路に沿って空気を方向付けるように構成されかつ配置されており、それにより、空気流は層流となり、かつこの溝の長さに沿う螺旋乱流が最小化される。空気方向付け溝３５の前縁は、インペラブレードがステータベーンを動かすときに生じるブレード通過ノイズ全体を防止するように、インペラブレードの外側先端から外側へ向けて接線方向に延在している。ステータベーンの前縁は、インペラブレードからの空気を捕集しかつ略接線方向から略半径方向へ向けてその空気を方向付けるよう構成されている。特に各溝の流入部３５（１）は、インペラ６０のリムの外周部から略接線方向に延在しており、それにより、インペラ６０から流出した空気が溝に流入可能となる。好ましくは、溝に流入した空気の流入角度は、インペラの回転平面から離れて、約５〜１０％となる。図示されるように、流入部３５（１）は、インペラ６０のリムから、ステータ構成要素の周縁部の外側の最大半径方向広がり部まで延在している。溝は、ステータ構成要素のコーン形状ベース３６が突出する溝の流出部３５（２）へ、流入部３５（１）から下方へ向けて（約８０〜９０°で）屈曲している。図示されるように流出部３５（２）は、インペラ６０の見通し線から外れて配置された層流経路を規定する。つまり流出部は、ステータ構成要素の下部に沿って延在している。溝３５はすべて、軸方向出口を形成するよう略コーン形状ベース３７に滑らかに収束する、つまり再結合する。これら溝の収束経路はノイズを小さくするための音響破壊をもたらす。

加えて、各溝３５の深さは、流入部３５（１）から流出部３５（２）へ向けて溝が延在するように、言い換えると溝が流出部において、より「トンネル状」へと変化するように、大きくつまり深くなっている。ただし、空気が溝３５を離れかつ流出部２５へ向かって通過するポジションにおいて、溝の深さは、流出部へ向かう空気経路を屈曲させる傾斜路によって減少される。好ましくは、溝の深さは、この実施形態においては０〜４ｍｍの間である。

図示される実施形態において、９つの空気方向付け溝３５がステータ構成要素３０に設けられている。ただし当然のことながら、これ以上のまたはこれ以下の溝、例えば３，４，５もしくはそれ以上の溝を設けることもできる。

一実施形態において、送風機は、隆起ファン実施屈曲部が設けられている。これは例えば溝によって設けられる領域を変更することによって変化させることができる。

好ましくは、ステータ構成要素はポリマー材料またはポリカーボネートから構成されてもよい。付加的には、ステータ構成要素のうちモータと接触する部分はアルミニウム以外から構成することが好ましい。ステータ構成要素のアルミニウム部分は、モータのための付加的なヒートシンクとして機能してもよい。

１.２ モータ
モータ４０は、ロータ５０に設けられたマグネットと、マグネットを介してロータ５０の回転動作を引き起こすためのステータアセンブリ４５とを備える。ステータセンブリ４５はステータコアを含んでおり、ステータコアの上においてステータ巻線４７が巻かれている。この実施形態において、ステータコアは、固体フェライトリングの形態のものである。ただしステータコアは異なる構成、例えばシート状金属の積層体の堆積体を有していてもよい。一実施形態において、ステータセンブリは、例えば共通の巻線変換器に基づく環状巻付モータ構造体（センサのない）を含んでいてもよい。

図６において、ステータアセンブリ４５はステータコア６つの巻線４７を含んでおり、それは対称的な構造体を提供する。ただし、ステータアセンブリは、代替的な巻線構造体を、例えば３つの巻線を含んでもよい。また、図示されているように、仕切り４８が巻線４７同士の間に付加的に設けられてもよい。

図示されるように、ステータアセンブリ４５の外面は、ステータ構成要素３０の第１および第２の部分３２，２４に支持されかつ保持されている。つまりステータアセンブリは第１および第２の部分の間に封入されかつ包囲されている。

またステータ構成要素３０の第１および第２の部分は、ロータ５０を回転可能に支持する保持ベアリング５１（１），５１（２）に組み付けられている。例えば第１の部分３２は一方のベアリング５１（１）を支持するための凹部を含んでもよく、かつ第２の部分３４は他のベアリング５１（２）を支持するための凹部を含んでもよい。第１および第２の部分３２，２４は、同じベアリングサイズのまたは異なるベアリングサイズの支持ベアリングに組み付けられていてもよい。

加えて、第１の部分３２はその軸に沿った開口３７を提供し、ロータ５０の端部がインペラ６０と係合するためにその開口を通過する。

１.３ インペラ
図示された実施形態において、図７および図８に最良に示されるように、インペラ６０は、一対のディスク状遮壁６４，６６の間に挟まれた連続的に屈曲したあるいは直線状の複数のブレード６２を含む。遮壁は、使用時にノイズ全体を低減させるのに役立つ。下方遮壁６６は、ロータ５０を受容するよう構成されたハブまたはブシュと協働する。またインペラは、ブレードが外側縁部の方へ向けてテーパ形状となるテーパ構造体を含む。インペラのさらなる詳細は特許文献７に開示されており、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

インペラの遮壁は、好ましくは部分的にブレードをカバーしてもよい。これは、例えば送風機が作動中に衝撃を受けたときに、ブレードがハウジングの内壁に接触してブレーキを掛けることを防止する利点を有していてもよい。

図８に最もよく示されるように、インペラは１４のブレード６２を有する。この実施形態において、ステータ構成要素３０における溝３５に対するインペラ部レート６２の比は、共通の割り切れる数字を含まない（例えば１４：９である）。これは、ブレード経路振動およびノイズ全体を避けることに役立つ。ただし当然のことながら、多かれ少なかれブレードを適したものとすることもできる。ブレードは、ノイズの低減を補助するべく流れの方向に対して反対向きに角度がつけられている。

１.４ 流体流動経路
空気は、近位開口２３において送風機１０に流入し、そして空気を接線方向に加速させかつ半径方向外側に方向付けるインペラ６０へ流動する。続いて空気は、ステータ構成要素３０に沿って下方に空気を方向付ける空気方向付け溝３５へ向けて流動する。溝３５からの空気は、ステータ構成要素のベース３６に収束し、遠位開口２５へ向けて方向付けられる。空気方向付け溝３５により、流出部２５における流れは実質的に層流となり、それは相対的に低い伝導ノイズしか引き起こさないものとなる。加えて、インペラ６０を駆動するモータ４０は、相対的に低い伝導ノイズを引き起こすステータ構成要素３０内に遮蔽されている。

付加的には、空気流動経路はモータから生じる熱を運び去るようにモータの本体にわたって流動することを助長してもよい。

２.０ 「ミニ」送風機
図９〜１５には本発明の多の実施形態に基づく送風機２１０が示されている。この実施形態において、送風機２１０は相対的に小さく、（空気移送タービンのカフに接続するために）約２２ｍｍの幅ｄ１と、約２２〜２５ｍｍ（例えば２４ｍｍ）の幅ｄ２と、約８０〜１００ｍｍ（例えば８２ｍｍ）の幅ｄ３と、約４０〜４５ｍｍ（例えば４３ｍｍ）の幅ｄ４とを有する。なお他の適切なサイズのものであってもよい。

図示されるように、送風機２１０は、（例えばＰＥＥＫなどのポリマー材料から構成される）ハウジング２２０と、（例えばＰＥＥＫなどのポリマー材料から構成される）ステータ構成要素２３０と、モータ２４０と、（例えばＰＥＥＫなどのポリマー材料から構成される）インペラ２６０とを含み、ハウジング２２０は第１のハウジング部２２２と第２のハウジング部２２４とを備え、ステータ構成要素２３０は空気方向付け溝２３５を含み、モータ２４０はステータ構成要素２３０に支持されかつ回転軸またはロータ２５０の端部を駆動し、かつインペラ２６０は、ステータ構成要素２３０の片側に設けられかつロータ２５０の端部に連結される。インペラ２６０は、ステータ構成要素２３０上に小さな隙間を有し、かつ使用時に反時計方向に回転するよう構成されている。

送風機２１０は、送風機の軸Ａと整列させられた近位開口２２３および遠位開口２２５の両方との軸対称性を有している（図１２参照）。一実施形態において、フィルタが近位開口２２３に連結されていてもよい。また、一実施形態において、遠位開口２２５は、水または流体がハウジングに流入することを防止するための水分捕集器に接続されていてもよい。

図示された実施形態において、流出部２２５が流出チューブ２２７によって設けられており、それにより人工呼吸器タービンをハウジングに連結できるようになる。図１５には、人工呼吸器タービン２１５に連結された流出チューブ２２７を備えるＰＡＰデバイス２１７が示されている。患者用インターフェース（図示せず）がタービン２１５の他の端部に連結されている。患者用インターフェースは、鼻マスク、フルフェイスマスク、鼻用カニューレ、鼻用プロングおよび鼻用ピローなどの形態のものとすることができる。これらはヘッドギアによって患者の頭部に支持されてもよい。ヘッドギアは送風機２１０を支持してもよい。

一実施形態において、送風機２１０は、２１５Ｌ／ｍｉｎまでの流量で６０ｃｍＨ_２０より大きい加圧空気を提供するよう構成されてもよい。

２.１ ステータ構成要素
図１２〜図１４に示されるように、ステータ構成要素２３０は、互いに連結された第１および第２の部分２３２，２３４を含んでいる。第１および第２の部分２３２，２３４は、１つ以上の固定具（例えばネジ）によってあるいは接着剤（例えば糊）によって互いに固定されていてもよい。加えて、第１および第２の部分は、整列および連結を容易にするためにジョイント（例えば第２の部分が凹部２３１（１）を含み、第１の部分を受容するための第２の部分の中空内部の中で係合するように第１の部分が１つ以上の整列ピン２３１（２））を提供してもよい。

第１および第２の部分２３２，２３４は、作動ポジションにおいてモータ２４０およびロータ２５０を支持するための中空内部を規定しかつ適合するよう協働する。加えて、第１および第２の部分２３２，２３４は、上記のような流入部２３５（１）と流出部２３５（２）とを含む複数の空気方向付け溝２３５（例えば９つの空気方向付け溝）を規定するよう協働する。

ステータ構成要素２３０は、１つ以上の固定具、例えば３つの取り付けネジによってハウジング２２０に取り付けられていてもよい。ただしステータ構成要素が他の適切な様式でハウジングに取り付けられていてもよい。代替的には、ステータ構成要素は、ハウジングに取り付けられていないが、摩擦嵌合により保持されていてもよい。ステータ構成要素２３０の中空内部は、成形工程における補助となり、かつステータ構成要素の重量を低減する。ステータ構成要素２３０の中空内部は、満たされており、かつ人工呼吸器口内のデッドスペースを低減するよう空気経路から密閉遮断されている。

図１７〜図１８に示された代替実施形態において、第１および第２の部分２３２，２３４を互いに連結するための固定具を使用する代わりに、固定具は、ステータ構成要素の第１の部分２３２と第２の部分２３４との間におけるギャップ２７７へ挿入されるよう構成されたＯ−リング２７６と置き換えられてもよい。この例においては、各部分２３２，２３４は、Ｏ−リングを収容するよう構成されたギャップ２７７を規定するよう協働する個々の溝またはリング形状凹部２７７（１），２７７（２）を含んでもよい。Ｏ−リング２７６は、各凹部内に載置され、かつ第１および第２の部分２３２，２３４を離間させる力に抵抗するよう構成されている。付加的には、Ｏ−リングは、製造中の組立容易性（例えば固定具を少なくする）、振動遮断性および衝撃耐性を含む利点を有しており、かつ使用中に高速振動により発生するノイズを付加的に低減してもよい。

２.２ モータ
モータ２４０は、ロータ２５０の回転運動を引き起こすよう構成されたブラシレスＤＣモータの形態のものである。一実施形態において、モータは、３０ワットのパワー消費量および８０，０００ｒｐｍまでの、１３ｍｍの直径のモータであってもよい。ただしより大きなモータなどの異なるサイズのモータを使用することも可能である。また、モータは、殺菌可能でありかつ密閉されていてもよい。密閉特徴部は、高い相対湿度および体液にさらされることによって生じるモータの腐食を防止するかあるいは限定的なものとする。

図示されるようにステータ構成要素２３０の第１の部分２３２は、モータ２５０の端部を受容するための凹部２３８と、インペラ２６０と係合するためにロータ２５０が通過可能な開口２３７とを含む。モータ２４０は、１つ以上の取り付けネジ２３９（例えば３つの取り付けネジ）によってステータ構成要素の第１の部分２３２に取り付けられている。

ステータ構成要素２３０の第２の部分２３４は、モータ２４０の下端部が通過可能な開口２５５を含む。第２の部分２３４の開口は例えば摩擦嵌合などによりモータを支持しかつ保持するよう役立つものであってもよい。

モータ２４０のベースは、電力配線の接続のために１つ以上の電力接続ポイント２４９（例えば３つの電力接続ポイント）を含む。図示されるように、コーンあるいはバレット形状片２７０が第２のハウジング部２２４によって支持されており、かつ接続ポイント２４９を空気経路から分離するよう（つまり配線および接続ポイントがコーン形状片によって遮断されかつ封入される）カバーしかつ保護するように構成されかつ配置されている。

プリント基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）２７２がモータを制御するためにハウジングに取り付けられている。ＰＣＢＡは、制御を向上させるために１つ以上のセンサ、ホールセンサや熱センサなどを含んでもよい。

一実施形態において、モータは、複数の金属製ヒートシンクに連結されていてもよく、かつ／または、空気経路は、排熱に役立つようにモータにわたって巡らされるよう働きかけられてもよい。

付加的に、モータは、モータノイズを低減するために薄手のカバー内に封入されていてもよい。一実施形態において、このカバーは軟質ポリマーまたはシリコンから構成されていてもよい。

２.３ 流量センサおよび圧力センサ
流量センサ２９０および圧力センサ２９６が空気流動経路に沿って設けられてもよい。図１２に示されるように、流量センサ２９０は、空気がセンサに出入りできるようにする空気流動経路と流体連通する流入チューブ２９２（１）および流出チューブ２９２（２）を含む。流れストレーナ２８０が、ステータ構成要素２３０の流出部に近接してかつ流量センサ２９０の上流において、ハウジングに設けられていてもよい（図１２参照）。流れストレーナ２８０は、流量センサ流入チューブ２９２（１）を横断する接線方向空気流を妨げるように、ステータ構成要素２３０から出た空気流を直線的なものとするよう構成されかつ配置されており、それは流量センサから予想されるより正確な流れを提供する。

圧力センサ２９６は、空気流動経路と流体連通するフレキシブル膜２９８を含む。このものにおいて、フレキシブル膜は空気流動経路における空気の圧力の表示を提供する。

流量センサ２９０および圧力センサ２９６からのデータを制御しかつ受け取るために、第２のＰＣＢＡ２７４が（第１のＰＣＢＡ２７２に対向する側において）ハウジングに取り付けられている。

２.４ 流体流動経路
空気は、近位開口２２３において送風機２１０へ流入し、かつ空気を接線方向に加速させかつ半径方向外側へ向けて方向付けるインペラ２６０を通過する。次に空気は、空気をステータ構成要素２３０に沿って方向付けるステータ構成要素２３０の空気方向付け溝２３５へ流入する。続いて溝２３５からの空気は、ステータ構成要素２３５を出て、遠位開口２２５へ向かって、第２のハウジング部２２４とモータ２４０の下端部との間に規定されるチャネルに沿って流動する。空気方向付け溝２３５およびストレーナ２８０により、遠位開口２２５における流れは、相対的に低伝導ノイズしか引き起こさない実質的な層流となる。これら空気方向付け溝３５，２３５，５３５は実質的に一定の断面積を有しており、それにより、両方向における空気流の抵抗が低減される。特に、流体流動経路のための均一な断面積を有することによって、呼気による妨害が低減される。

３. 人工呼吸器
一実施形態において、人工呼吸器が人工呼吸器用送風機として使用されてもよい。送風機が人工呼吸器用送風機として使用されるとき、送風機の近位開口は、受動的空気バルブ組立体に接続されていてもよい。代替的には、バルブ組立体は、流出部に、つまり送風機の流出部に（例えば一体成形で）設けられていてもよい。バルブ組立体は、そのデバイスが人工呼吸器として使用されるときに、デッドスペースを最小化できる。

図１６〜図１８には、本発明の一実施形態に基づく受動的空気バルブ組立体２０１を含む送風機２１０を示す。送風機２１０は、上述のように、近位開口２２３および遠位開口２２５を規定する第１のハウジング部２２２および第２のハウジング部２２４を備えるハウジング２２０と、空気方向付け溝２３５を含むステータ構成要素２３０と、ステータ構成要素２３０に支持されかつ回転軸またはロータ２５０を駆動するよう構成されたモータ２４０と、インペラ２６０とを含む。ステータ構成要素の第１および第２の部分２３２，２３４は、上記のようにＯ−リング２７６を使用して連結されている。

図示された実施形態において、バルブ組立体２０１は、送風機２１０の近位開口２２３に設けられている。バルブ組立体２０１は、第１のバルブ２０３および第２のバルブ２０５に適合されるハウジング２０２を含む。第１のバルブ２０３は、大気と連通状態となっており、かつ患者の呼吸サイクルの吸い込み（矢印Ｉで示される）段階中に、近位開口２２３を介して空気を送風機内に流入可能なように構成されている。第２のバルブ２０５は、大気と連通状態となっており、かつ、患者の呼吸サイクルの吐き出し（矢印Ｅで示される）段階中に、近位開口２２３を介して空気を送風機から流出可能なように構成されている。

ハウジング２０２は、（例えばクリップ構造によって互いに連結されている）第１および第２のハウジング部２０２（１），２０２（２）と、ハウジング内でバルブ２０３，２０５を保持する中間ハウジング部２０２（３）と、を含む。図示されるように、中間ハウジング部２０２（３）は、バルブ２０３の端部を狭持するように第１および第２のハウジング部と協働する。バルブ２０５は、中間ハウジング部２０２（３）に設けられた開口に固定されるハブ２０５（１）を含む。

第２のハウジング部２０２（２）は、バルブ２０３を介して大気と連通可能な開口２０６を有し、かつ第１のハウジング部２０２（１）およびハウジング部２０２（３）は、バルブ２０５を介して大気と連通可能な各開口２０７，２０８を含む。

３.１ 携帯可能なまたは運搬可能な人工呼吸システム
本発明の他の態様は、患者に近接した位置で使用するのに適合された、小さく、携帯可能な人工呼吸器に関連する。一実施形態において、人工呼吸器は、マスクまたは鼻用プロングを介して患者に移送される非侵略的な人工呼吸のために使用されてもよい。代替実施形態において、人工呼吸器は、気管切開チューブまたは気管内チューブへの接続部を介した侵略的人工呼吸のために使用されてもよい。近位の人工呼吸器が有するいくつかの代表的な利点は、患者への人工呼吸の提供に必要なチューブの取り付けの長さを低減する（例えばコンプライアンスの向上のために最小回路抵抗を提供する短呼吸回路を使用可能にする）こと、および、患者のために携帯性が向上され得る、より小さく、より軽量のデバイスを提供することである。一実施形態において、人工呼吸器は、以下に詳述するように着用可能なシステムとして構成されてもよい。

一実施形態において、人工呼吸器は、患者に隣接して配置され、かつ非解放マスクなどの非侵略的な患者インターフェースデバイス、非解放マウスピース、気管切開チューブまたは気管内チューブとともに使用される。したがって、患者は人工呼吸器にかつ人工呼吸器へ向けて呼吸する。結果的に、患者の呼吸容積を補償可能なデバイス内のデッドスペースが得られるようになる。このデッドスペースは、送風機の内部寸法によって、かつ場合によっては人工呼吸器入口に組み込まれる受動バルブ組立体によって最小化される。そうした非侵略的な近位システムにおいて、モータから発生する熱はモータの特性の限定内で管理することが必要とされる。一般に、人工呼吸器は、人工呼吸器をモニターしかつ／または制御するために、吸い込む呼気の流れおよび吐き出す呼気の流れのそれぞれを測定するための流動要素および流量センサのそれぞれの２つのセットを含む。上記のように患者に隣接される非侵略的人工呼吸器は双方向の呼気の流れの直接的なモニタリングを可能にするが、患者が吐き出す空気によって生じる流動要素における凝縮を許容するものであってもよく、かつそのため流量／容積の測定の正確さに影響を及ぼし得る。人工呼吸器は、良好な電空効果を備え、バッテリーの耐用期間を増大させ、あるいは小さなバッテリーパックを使用可能にする、高い人工工学的移動性のある人工呼吸器である。有利なことに、患者は、かさばったホースを介して大きなユニットに繋がれることを必要としない。関連する利点として、人工呼吸器が長大な呼吸回路の抵抗損失を、あるいは長大な呼吸システムのコンプライアンスのための容積測定を改善する必要がなくなることが挙げられる。人工呼吸器は、ヘッドセット（バッテリーおよびユーザーインターフェ−ス）に対して薄手のフレキシブルな電気ケーブルのみを使用してカニューレの端部に直接的に、潜在的には衣服の下に設置できる。患者が人工呼吸器と別々ではなく一緒に移動できるため、分離による危険性が低減される。

代替実施形態において、人工呼吸器は、ベントを有する気管切開を伴う侵略的なものあるいはベント付きマスク、ベント付きマウスピースまたはベント付き鼻用プロングなどを使用する非侵略的なものであるベント付き患者用インターフェースとともに使用されてもよい。この構成において、患者の呼気が回路から流出する近位ベントを備えるシステムにおいて、人工呼吸器の回路長さおよびデッドスペースが付加的なデッドスペースを強制することはないため、人工呼吸器は要望に応じて患者の近くにまたは遠くに配置されてもよい。回路からの呼気の適切な流出のために、最小のＰＥＥＰおよび弁との寸法によって得られる最小ベント流が必要とされる。したがって、非侵略的な実施形態に関連する受動呼気バルブは、専用のベント付き器具には必要ではない。さらにモータの熱管理が、付勢流の存在によりベント付きシステムにおいて簡単化され、かつ、最小の吐き出される空気が流動要素上を流れる際には流動要素における凝縮が形成されない。熱がそうした空気へ伝達され、それから患者へ伝達されることが防止されるのが好ましい。したがって、熱は大気中へ伝達されるよう規定され得る。そうしたベント付き人工呼吸器においては、本発明の一実施形態に基づく人工呼吸器のサイズの小ささ、重量およびバッテリー作動時間は、当該デバイスの携帯性を増大させ得る。それによって、リハビリテーションまたは非常用呼吸マスクとして使用可能なベルト取り付け式のまたはホルスター取り付け式のコンパクトな着装携行式デバイスを得られるようになる。代替的には当該人工呼吸器は、頭または体に取り付けられかつ後述する短い呼吸チューブとともに使用されてもよい。

また非侵略的なものに関して、受動的な呼気バルブが人工呼吸器に設けられているため、人工呼吸器は非侵略的なマスクとともに使用されてもよい。さらに人工呼吸器は、非侵略的マスクが２０１０年６月９日に出願された共同出願人の係属中の特許文献８に記載されるように使用される場合に内部外科バルブまたは近位ソレノイドバルブなどの、人工呼吸器の制御下にある第三者的呼気バルブとともに使用するために設計されていてもよい。この場合において、受動呼気バルブは必要とされなくともよいが、吸気フィルタは依然として有利なものとなり得る。

人工呼吸システム全体
図２５〜図１１０には、本発明の一実施形態に基づく人工呼吸システム５００が示される。図示されるように、人工呼吸システム５００は、送風機５１０と、送風機の近位開口に設けられるフィルタ／バルブアセンブリ５０１と、送風機の遠位開口に設けられる粘性トラップ（mucous trap）５７５とを備える。粘性トラップは、付加的な構成要素であり、例えば後述する標準的な１５／２２ｍｍの円錐形コネクタまたは熱水交換フィルタ(ＨＭＥＦ)に置換されてもよい。

送風機
送風機５１０は、ハウジング５２０と、空気方向付け溝５３５を含むステータ構成要素５３０と、回転軸またはロータ５５０を駆動するよう適合されたモータ５４０と、低慣性の遠心性インペラ５６０とを含む。プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）５７２がモータを制御するためにハウジングに取り付けられている。ＰＣＢＡ５７２は、キャップ５７３によって封入されているか、またはカバーされてもよい。付加的には、第１および第２の部分５１２（１），５１２（２）を含むケーシング５１２は、送風機を封入するために設けられてもよい。

図３２〜図５０に最も良く示されるように、ハウジング５２０は、近位開口または近位端部５２３（例えば患者側開口または患者に近接する開口）を規定する第１のまたは上部のハウジング部５２２（例えば図４１〜４４参照）と、遠位開口または遠位端部５２５（環境側の開口または患者から遠位にある開口）を規定する第２のまたは下部のハウジング部５２４とを含む。当然のことながら、近位開口は、吸気用の患者に対する空気流のための流入口として機能し、かつ吐出中に患者から吐き出された空気のための流出口として機能する。同様に、遠位開口は、吸気のための患者への空気流のための流入口として機能し、かつ吐出中には患者から吐き出された空気のための流出口として機能する。

図３６および図４８に示されるように、下部ハウジング支持部５２４は、送風機内の空気流動経路と連通するようＰＣＢＡ５７２のセンサを使用可能にする１つ以上の開口５２７を有している。また下部ハウジング部５２４は、排熱に役立つ複数のヒートシンクまたはフィン５２６を含んでいる。

図示された実施形態において、第１および第２のハウジング部５２２，５２４は、バヨネットタイプの接続部によって互いに連結されていてもよい（図４１〜図４４参照）。その接続部は、例えば第２のハウジング部に設けられた各スロット５２４（１）内にスライド可能に係合するよう適合された第１のハウジング部５２２に設けられた突出部５２２（１）である。ただし当然のことながら、第１および第２のハウジング部は、例えば固定具などの他の適切な様式によって互いに固定されていてもよい。

図３２〜図３４および図５１〜図５９に最良に示されるように、ステータ構成要素５３０は、互いに連結される第１の部分５３２（図５１〜図５４参照）と第２の部分５３４（図５５〜図５９参照）とを含む。第１の部分５３２（例えばアルミニウムなどの熱伝導金属から構成される）は、動作ポジションでモータ５４０を支持するよう適合されたチューブまたはモータフランジ５３３を提供する。第１の部分５３２は、インペラ５６０と係合するべくロータ５５０が通過可能な開口５３７を含む。第２の部分５３４（例えばアルミニウムなどの熱伝導金属から構成される）は、空気を遠心流から軸方向流へと方向付けるような複数の上記空気方向付け溝またはチャネル５３５を規定する。ステータ構成要素は、モータからの熱を放散させるために熱伝導要素またはヒートシンクとして機能してもよい。ゴム製構成要素５３６が、熱放散を補助するようステータ構成要素内に設けられる。

（例えばプラスチック製の）非導電モータスリーブ５４５が、モータの中央部分に沿って、ステータ構成要素の下方においてモータ５４０に取り付けられる。スリーブ５４５は、モータ５４０からの誘導損失を防止する。

（アルミニウムなどの熱伝導金属から構成される）流動要素５５５は、モータ５４０と下部ハウジング部５２４との間の空気流動経路内に設けられる。流動要素５５５は、流量センサとして機能しかつ複数のベーン５５５（１）を含み、ベーン５５５（１）は、両方向における流量を測定しかつモータに関する熱伝導関数を提供する、つまりモータのためのヒートシンクとして機能する（例えば図６８〜図７０参照）。

ハウジング５２０およびステータ構成要素５３０は、インペラ５６０からの空気流のためのプレナムチャンバ５２８（例えば図３２および図３３参照）を規定するよう協働する。また、ハウジング４２０およびスリーブ５４５は、流量センサに影響を及ぼすことなくステータ構成要素を通る流れ循環を可能にする下流チャンバ５２９（例えば図３２および図３３参照）、つまり流動要素の手前において流れを完全に層流へと変化させかつ乱流を低減することが可能な下流チャンバを規定するよう協働する。さらにインペラからの空気流のためのプレナムチャンバを有することによって、インペラブレード５６２（特にインペラブレードの先端部）がステータベーン５３５から遮蔽されている場合に、ブレード通過音ノイズの発生を抑えられる。したがって、インペラブレード５６２の先端部とステータベーン５３５との間には見通し線が存在しなくなる。

図３２〜図３４に示されるように、例えば密封、振動抑制、耐衝撃性、およびノイズ低減のために、第１および第２のハウジング部５２２，５２４の間にガスケット５２１（シリコンなどから構成される）が設けられる。加えて図３２〜３４に示されるように、例えば密封、振動抑制、耐衝撃性、およびノイズ低減のために、第１のハウジング部５２２とフィルタ／バルブアセンブリ５０１との間にＯ−リング５４１（１）が設けられてもよく、かつステータ構成要素５３０の第１および第２の部５３２，５３４とスリーブ５４５との間にＯ−リング５４１（２）が設けられてもよい。Ｏ−リング５４１（２）は、ステータ構成要素内への空気流を遮断するようステータ構成要素の内部空間を密閉し、したがってデッドスペースの容積が低減される。

フィルタ／バルブアセンブリ
図３２、図３３および図７１〜図９６に最良に示されるように、フィルタ／バルブアセンブリ５０１は、空気流入部５０２（１）および補助部５０２（２）を規定するフィルタカバー５０２（例えば図７７〜図８０参照）と、空気流入部５０４（１）と空気流出部５０４（２）と流出チャネル５０４（３）とを規定する空気流切換弁／マニホールド５０４（例えば図８１〜図８４参照）と、空気流切り替えキャップ５０６（例えば図８５〜図８８参照）と、吸気のための送風機近位開口への空気流および吐出に関する送風機からの空気流を制御するための流入膜バルブまたは吸入バルブ膜５０７と、流入バルブリング５０８と、空気を放出できるようにする空気流出膜バルブまたは放散バルブ膜５０９（例えば図９３〜図９６参照）と、流入空気流を濾過するためのフィルタ５０３とを備える。

図示された実施形態において、フィルタ／バルブアセンブリは、バヨネットタイプの接続部によって送風機に連結されていてもよい。その接続部は、例えば第１のハウジング部５２２（例えば図４１参照）の上部に設けられた各スロット５２２（２）内にスライド可能に係合するよう適合された空気流切換弁／マニホールド５０４（例えば図７４および８４）のベースに設けられた突出部５０４（４）である。フィルタ／バルブアセンブリおよび送風機は他の適切な様式によって互いに固定されていてもよい。

空気流切換キャップ５０６は、流出バルブ５０９のポジションを保持するための構造体５０６（１）を提供する（例えば図７５参照）。また空気流切替キャップ５０６は、フィルタカバーの流入部に近接したフィルタ５０３を支持するためにフィルタカバー５０２と協働する。加えて、空気流切替キャップ５０６は、空気流の流入のための空気流入部５０４（１）と連通する開口５０６（２）を提供する（例えば図８７参照）。フィルタ／バルブアセンブリ５０１の作動については後述する。

粘性トラップ
図３２、図３３および図９７から図１０８に最良に示されるように、粘性トラップ５７５は、例えば流動要素５５５を保護するために設けられてもよい。粘性トラップ５７５は、外側ケース５７６と、内側ケース５７８と、外側ケースと内側ケースとの間のシールリング５７７と、ポートシール５７９とを含む。外側ケース５７６は、例えばマスクを介して、患者と連通されるチューブ接続のためのチューブ５７６（１）を提供する。チューブは、呼気のための患者への空気流用の流出部として機能し、かつ吐出中に患者から吐き出された空気のための流入部として機能する。内側ケース５７８は、例えば患者によって吐き出された粒状物を細くするために、流動経路の中間において捕捉部または補足プレート５７８（１）を提供する。外側ケース５７６および内側ケース５７８は、スナップ係合を介して互いに連結されてもよく、例えば内側ケースが、外側ケースに設けられた凹部と相互ロックするよう適合されたスナップ係合タブを含む。

図１３３には、一体的な粘性トラップ５７５を備える人工呼吸システム５００の斜視図が示されている。粘性トラップの作動については後述する。

熱水交換フィルタ（ＨＭＥＦ）
一実施形態において熱水交換フィルタ５８０（ＨＭＥＦ）は、患者の気道の湿度レベルおよび保護（例えば吸い込まれる空気の調整および／または吐き出された粒子からの人工呼吸器の保護）を提供するために、（粘性ストラップまたは標準的な円錐形コネクタの代わりに）人工呼吸器に設けられてもよい。ＨＭＥＦは置換可能な付属物であってもよいが、人工呼吸器に関連して一体的かつ適合された外観を含んでいてもよい。例えば図１３４には、一体的なＨＭＥＦ５８０を備える人工呼吸システムの斜視図が示される。

図１１２〜図１２５に示されるように、ＨＭＥＦ５８０は、外部ケーシング５８２と、内部ケーシング５８４と、フィルタパッドまたはフィルタ中間部５８６と、熱および水交換パッド５８８（例えばフォームスポンジ）と、（例えばシリコンから構成される）ポートシール５８９とを含む。外部ケーシング５８２は、例えばマスクを介して、患者と連通するチューブ接続のためのチューブ５８２（１）を提供する。このチューブは、吸気のための患者への空気流のための流出部として機能し、かつ吐出中に患者から吐き出された空気のための流入部として機能する。内部ケーシングと外部ケーシングとを取り付けるために内部ケーシング５８４には超音波溶着ライン５８４（１）が設けられている。内部ケーシングおよび外部ケーシングは、フィルタ中間部５８６の患者側における圧力を測定するための中間圧力部５８５を規定するために協働する。中間圧力部５８５は、細菌などから圧力センサを保護するためにフィルタ中間部５８６を使用する。

代替実施形態において、すぐに使用可能なＨＭＥＦがそうしたデバイスに用いられてもよい。例えば図１２６および図１２７には、人工呼吸器とともに用いることができ、すぐに使用可能なＨＭＥＦ５８０−１（例えばECO MAXI熱水交換フィルタ）が示される。

他の代替実施形態において、上記人工呼吸器に備えられる直列型ユニットに対して、同じ機能性を有するＨＭＥＦを患者用インターフェースに組み込むことができる。

着用可能なシステム
上述したように、人工呼吸器は着用可能なシステムとして構成されてもよい。着用可能な人工呼吸器は、組み込み式の電力貯蔵および制御インターフェースを備える単一ユニットとして実施されてもよく、あるいは電空変換器（または送風／フィルタ／センシングアセンブリ）が実施可能な程度に小さくかつ近接される場合に、分割ユニットとして実施されてもよく、かつ電空変換器（たとえば電力および／または制御構成要素）から分離可能な構成要素は、便利なことに、どこにでも（例えばベスト、ベルトなどに）配置でき、あるいは患者に近接して（車椅子、シート、マクラ、ベッド、ベッドサイド、または介護者によって操作されるところに）配置できる。電力／制御ユニットは、上記デバイスに電力供給するためのバッテリーと、治療のためにパラメータを調節可能なユーザーインターフェースを含んでもよい。また、それは人工呼吸器用警報機を収容することもできる。

図１３５−１および図１３６には、本発明の一実施形態に基づく人工呼吸器のためのリモートまたはハンドセット５９０（例えば電力／制御ユニット）を示す。ハンドセット５９０は、ハンドセットに取り外し可能に接続される付加的な増設バッテリー５９９を含んでもよい（例えば図１３５−２および図１３５−３参照）。

図示されるように、ハンドセット５９０は、（例えばＰＣ／ＡＢＳから構成される）ハウジング５９１と、ハウジングのハウジング部同士の間にシールを提供する（例えばＴＰＵから構成される）緩衝ストリップ５９２と、薄膜キーパッド５９３と、（例えばカバーＬＣＤスクリーンである）ディスプレイスクリーン５９４と、人工呼吸器と連通する電気ケーブルを取り付けるための人工呼吸器接続部５９５と、リモートアラームコネクタ５９６と、コミュニケーション接続部５９７と、アラームブザー５９８と、ＳＤカードリーダー５８７とを含む。

図示された実施形態において、キーパッド５９３は、スタート／ストップ人工呼吸ボタン５９３（１）と、メニュー選択ボタン５９３（２）と、アップ／増大ボタン５９３（３）と、ダウン／減少ボタン５９３（４）と、ｏｋ／有効／許可ボタン５９３（５）と、手動呼吸ボタン５９３（６）と、再生停止ボタン５９３（７）と、アラーム表示部５９３（８）と、ＤＣ入力接続表示部５９３（９）とを含む。ただし、当然のことながら、そうしたキーパッド装置は例示的なものであり、他の適切なボタンおよびボタン装置がキーパッドに設けられてもよい。

図１３７には、本発明の一実施形態に基づくドッキングステーションまたはドック５６５を示す。ドック５６５は、ハンドセット５９０を支持するための受け台５６６と、ハンドセットの充電のための接触子を規定する。ドックは、ＤＣ充電接触子５６７（１）と、リモートアラーム接触子５６７（２）と、リモートアラーム接触子５６７（３）と、電力表示部５６７（４）とを含む。図１３８には、ドック５６５内のドッキングポジションにあるハンドセット５９０を示す。

図１３９に最良に示されるように、受け台５６６は、増設バッテリー５９９を備えるハンドセット５９０を収容するために受け台のサイズを伸長可能にするスライド可能な受け台部材５６６（１）を含む。図１３９には、伸長ポジションへ移動された受け台部材５６６（１）を備えるドックを示す。図１４０には、伸長された受け台内のドッキングポジションにある増設バッテリー５９９を備えたハンドセット５９０を示す。

図１４１から図１４３には、着用可能なシステムにおける携帯可能な人工呼吸器５００およびハンドセット５９０のさまざまな装置を示す。例えば図１４１には、気管切開人工呼吸器に適合された人工呼吸器５００、患者の胸部の付近で人工呼吸器を支持するためのネックストラップ５６８（１）と、患者の胸部の付近で人工呼吸器を安定化するための安定化ストラップ５６８（２）と、ハンドセットハーネスおよびストラップ５６８（３）によって患者のウエストに支持されるハンドセット５９０とを示す。安定化ストラップ５６８（２）は、付加的なものであってもよく、例えば図１４２には安定化ストラップを備えないネックストラップ５６８（１）によって支持された人工呼吸器が示されている。また図１４２には、増設バッテリー５９９を備えるハンドセット５９０を支持するハンドセットハーネスおよびストラップ５６８（３）が示される。図１４３には、酸素保管用付属物５６９が人工呼吸器に設けられている、図１４１と同様の装置が示されている。

図１２８〜図１３２には、人工呼吸器を制御するためのリモート操作されるバッテリー５９０−１の他の実施形態を示す。

操作
人工呼吸器の操作および付加的な態様について図３２，図３３，図１０９および図１１０を参照しながら詳細に説明する。

人工呼吸器は、システム内に大気を引き込み可能にする空気流入部５０２（１）を有するフィルタ／バルブアセンブリ５０１を付加的には含んでいてもよい。好ましくは、空気は粒状物を除去するためにフィルタ５０３を通過させられる。ただし、空気のフィルタリングに関するあるいはノイズの消音または酸素の富加に関する問題が存在しない場合には、フィルタ／バルブアセンブリは必要とされず、そのため送風機は単純に大気に連通できるようになる。付加的には、フィルタ５０３は、抗細菌性（ＡＢ）フィルタであってもよい。ＡＢフィルタは、（１）病原菌から人工呼吸器および周囲環境を保護し：（２）分泌物から流量メータを保護し、かつ／または（３）熱水交換器（ＨＭＥ）として機能するように、近位側に設けられる。

フィルタ／バルブアセンブリ５０１は、吸い込み流と吐き出し流とを区分するために“背中合わせ（back-to-back）”に構成された２つの一方向バルブ（つまり空気流入バルブ５０７および空気流出バルブ５０９）を含む。空気流入バルブ５０７は、吸気時に、送風機近位開口の周囲で真空状態が生じることにより持ち上げられる環状部５０７（１）を含む第１の膜の形態のものである。これは、空気流入バルブ５０７に開口しており、かつ吸気時に送風機近位開口５２３へ空気を流入可能にする（例えば図１０９参照）。この空気流入バルブ５０７は、空気が流通可能な中央開口を有する。空気流出開口５０９は、第２の膜の形態のものであり、かつ吸気中には、そこに生じた真空状態により、空気は空気流出バルブを通って流出しないようになる。吐出空気流出部を介してあるいは流出チャネル５０４（３）を介して直接的に送風機内に空気が引き込まれることを防ぐために、空気流出バルブ５０９は、吸気中は閉じている。吐出空気流出部を介した空気の引き込みがない２つの代表的な理由として、（１）流出部における空気が相対的にＣＯ_２に富んでおり、かつ（２）吐出空気流出部から引き込まれた空気はフィルタを通過しないことが挙げられる。

吐出中、空気は空気流出バルブ５０９まで人工呼吸器を経て還流する。空気流入バルブ５０７は、吐出された空気から流入流経路を密封する送風機近位開口の周縁部の周囲に隣接したままであり、かつ空気流出バルブ５０９は、吐出空気流出チャネル５０４（３）から吐出空気が流出すること可能にするよう上方に押し上げられる（例えば図１１０参照）。フィルタ／バルブアセンブリに１つ以上の吐出空気流出チャネル５０４（３）が、例えば図示されるように２つの吐出空気流出部が設けられてもよい。したがって、吐出空気がフィルタ／バルブアセンブリ内の吸気空気からは区分されている。ポジティブ終端吐出圧力（positive end expiratory pressure：ＰＥＥＰ）を保持するために、インペラおよびロータは吐出中に依然として作動していることに留意されたい。

空気は、送風機近位開口５２３へ流入し、かつインペラ５６０へ向けて流動する。図示された実施形態においてインペラは１１のベーン５６２を有する（例えば図６３参照）。インペラブレードの数は、音ノイズを低減するために最適な数であることが好ましい。またインペラブレードの数は、十分な空気的性能および十分な吐出抵抗を提供し、相対的に低い慣性を提供し、かつ／または高速回転中に変形の小さな強固な構造体を提供するよう選択されてもよい。ただし、インペラが、送風機の要求に応じて９または１３などの異なる数のブレードを含んでもよいことに留意されたい。インペラブレードの数は、流動インピーダンスおよび効率性に対してバランスが保たれたものにすることができる。なお、多すぎるブレードは流動インピーダンスを増大させかつ少なすぎるブレードは効率性を低減させ得る。インペラは、モータのロータに取り付けられた、混流の、低慣性インペラであってもよい。このインペラは、同時係属の特許文献９に記載の交互シュラウド装置を有していてもよい（この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。インペラのブレードは、インペラの回転に対して後方に屈曲していてもよい。これは、音ノイズの低減を容易にする。後方屈曲インペラブレードは、呼気サイクルを介して流動を制御するためにより細かい分解能を提供するように、容積制御人工呼吸に関する利点になり得る減少圧力流カーブを促進させる。ただし、圧力ターゲット人工呼吸のための実施形態または非侵略的人工呼吸のための実施形態（高い呼吸流速が有益となる）に関しては、半径方向または前方に面するブレードが好まれ得る。

モータ５４０は、強力であり、相対的に静かで、小型化され、かつ効率的なモータ、例えばMaxon ECl 3 motor (３０Ｗまたは５０Ｗ)である。システムの滅菌のために、モータは完全に密封されかつ加圧滅菌に耐えうることが好ましい。細い直径は、非侵略型の実施形態のデッドスペースの低減を容易にする。ただし、特にモータ巻線周囲の、モータの最小直径は、モータの磁束が近接配置される何らかの導電構造体と相互作用できるようにし、それによりモータの効率性が低減される。また、モータ空気作用がモータ固有の生成熱によってなされ、さらにそうした性能のモータを用いるとき、そのための小さな表面積を有する小さなモータが、モータの熱管理を達成するための特定のデザイン処理を必要としてもよい。一実施形態においてモータは、熱管理の利点のためにモータに対して高い表面積の熱伝導部を連結するが、モータの効率性の損失を避けるためにモータのうちの強い磁束を生じる部分の周囲の導電部分は特に避けられている。特に流動メータとステータとハウジングのベースは、モータ本体と密接に連結されたすべて熱伝導要素であってもよいが、一方で流動メータとステータとの間の領域は非導電のものであってもよい。

インペラ５６０は、回転しかつインペラから接線方向外側へ向けて空気流を方向付ける。インペラからの空気は、インペラを取り囲むプレナムチャンバ５２８へ流入する。プレナムチャンバは一定の直径を有する一定の容積のチャンバである。プレナムチャンバは、特に低流速において均一なまたは安定した圧力の生成を可能にする。プレナムチャンバは、インペラから流出した流れのための受容部または緩衝部として機能する。プレナムチャンバが形成する容積は、低流量、特にゼロの流量において、流量測定における偏移を抑制しかつノイズを低減させる。この安定した圧力は、ステータ流入部の周縁部周囲の圧力変化を低減させるか最小化する。そうした圧力変化は制御されない場合に流動センシングにおける偏移エラーを加速させ得：圧力変化が、流動要素部分を通り続いて流動要素の他の部分を介してステータ流入部の周縁部の周囲の低圧力領域まで還流する、高圧領域と言われる部分からの局所的な流動を誘発し得る。またプレナムチャンバは、流動センシングにおける衝撃的なノイズを誘発し得るよう引き起こされる圧力インパルスを妨げる。インペラブレードの先端部がステータベーンから遮断されるため、プレナムチャンバを発端にしたステータベーンまたは空気方向付け溝５３５およびインペラから外側へ向かうプレナムチャンバ半径を有することにより、ブレード通過音ノイズが低減される。

プレナムチャンバ５２８からの空気流は、空気方向付け溝５３５を伴う部分５３４を含むステータ構成要素５３０を通じて方向付けられる。ステータ構成要素は、空気流を略接線方向から略軸線方向へ方向付けかつ層流を形成するのに役立つ複数のチャネルまたは空気方向付け溝５３５を含む。例示的な実施形態において、ステータ構成要素の部分５３４は、その部分の１３のチャネルの間で実質的に等しく区分される約１７０〜１８０ｃｍ^２の断面積を有している。しかしながら、断面積およびチャネルの数は、患者の利用法およびシステムのサイズに応じて変更されてもよい。例えば、小児用の人工呼吸システムは、例えば１７０ｍｍ^２以下のより小さな断面積を有していてもよい。チャネルの数は：インペラとの連結を防ぎかつ／またはデッドスペースと抵抗との間のバランスをとるため、素数を含むよう選択されてもよい。その断面積は、ベーンの幅および奥行きにおける変動にかかわらず乱流を低減させるためにチャネルを介して実質的に維持される。ステータベーン５３８（例えば図５８参照）は、チャネル５３５を規定しており、より浅い奥行きを備えるインペラ付近でより幅広なものとなっており、かつ、低減された奥行きまたは広げられた奥行きが下方へ広がっている。実質的に一定の断面は、チャネルを通る層流の最大化に役立つ。実質的に一定の断面は、また、排出された空気流のための排出インピーダンスを低減する。チャネルの形状は、ステータ部分の成形性に寄与する。

ステータにおけるチャネルは、例えば使用時に空気がチャネル間を流動しないように、互いに離間されている。ステータチャネルは、先端部において約２０〜４０°の角度、例えば３０°の角度に形状付けられた上方屈曲部を有する。ただしステータチャネルは、他の適切な先端部角度を有していてもよい。先端部角度は、流れおよび回転速度を考慮して選択されてもよく、送風機は、通常使用時に、例えば抵抗性および／または成形性を有するようになる。ステータ構成要素５３０は、アセンブリにおけるドロップ部を介して送風機ハウジング５２０内に取り付けられ、かつ、上部ハウジングと下部ハウジング部５２２，５２４の間に狭持されている。下部ハウジング部は、熱伝導ポリカーボネート（例えばCoolpoly E4501）から成型されてもよい。

一実施形態において、ステータ構成要素は、アルミニウムなどの熱伝導性材料から成形される。アルミニウムは、ヒートシンクとして機能する場合にモータからの熱を発散させるのに役立つ。要求される所望の呼吸容量に応じて、さまざまな数のベーンを備えた異なるサイズのステータが使用されてもよいことに留意されたい。ただし、上述したように、送風機内のデッドスペースは、患者の所望の呼吸容量を維持する程度までに制限されることが要求されてもよい。

送風機を通過した吸気流および吐気流の両方によって、送風機の断面積（つまりデッドスペース容積）は、患者における何らかの強制的な抵抗性を最小化するために要望に対してバランスが取られるべきである。したがって、このシステムは、デッドスペースの容積を最小化するとともに、システムを通過する吸流気に関するインピーダンスを低減するよう最適化されている。

ステータ構成要素５３０の下方には、ステータ構成要素５３０と流動要素５５５との間にある容積を提供する下流チャンバ５２９が位置する。この下流チャンバは、乱流を低減することに役立ち、かつゼロの流量または非常に小さな流量においても流動要素５５５を介した流動センシングに作用することなく、プレナムチャンバに関して記載される再還流をさらに減少させることなく、ステータを介した空気流の再還流を可能にする。これにより、確実に滑らかな流動信号が得られるように、流動要素を通過した空気がより安定しかつより均一なものとなることが確実とされる。また下流チャンバは、ゼロのまたは非常に小さな流量における流動測定変位を除去することに役立つ。

非導電スリーブ５４５（例えばプラスチックなどの非導電材料から形成される）は、下流チャンバ５２９内でモータ５４０を包囲している。スリーブは、モータの中央部を包囲しており、かつ、モータにおける導電損失および減少されたモータ効率性をもたらす渦電流の形成を防止するかまたは実質的に低減するよう適合されている（例えばスリーブは、滑らかな流動遷移を形成するようステータ構成要素に従う形状を有している）。スリーブはまた、ステータ構成要素の正しい整列状態を維持するのに役立つ。スリーブ５４５の先端部とステータ構成要素５３０の下部との間のＯ−リング５４１（２）は、デッドスペース容積を低減するステータ内の内部空間を密閉する。また熱伝導エラストマー構成要素またはゴム製構成要素５３６が、モータからの熱の放散に寄与するようステータ構成要素内に配置されている。ゴム製構成要素はステータ構成要素に相補的な形状を有している。

流動要素５５５が下流チャンバ５２９の下方に配置されている。スリーブ５４５はまた、流動要素５５５の配置のためのストッパーを提供する。流動要素（例えばアルミニウムなどの熱伝導材料から構成される）は、モータからの熱の放散を助け、モータ５４０のための付加的なヒートシンクを提供する。これは、流動測定に逆効果を及ぼしうる流動要素における圧縮を最小化する流動要素を有利に温める。流動要素は、モータの端部の周囲にフィットするよう適合された円形構成要素である。図６８〜７０に最良に示されるように、流動要素は、２０〜６０の、例えば４０のベーンを含む。ベーンの数は、人工呼吸器のさまざまな用途によって指示されるように最大流量の測定に対応すると同時に良好な分割性が確実なものとなるよう設計される。ベント付きの用途およびベントのない用途が組み合わせられた実施形態において、流動要素は、例えば１８０Ｌ／ｍｉｎの相対的に高い最大流量を測定できる。流動要素５５５は、流動要素がモータの下部の周囲にバネ係合しかつモータの熱による変化で伸縮することを可能にするように、分割部５５６（１）を備える分割内部コア５５６（このコアから図６８および７０に最良に示されるようにベーン５５５（１）が延在する）を有する。例示的な実施形態において、流動要素はHoneywell flow sensor X202705であってもよい。

流動要素５５５の後方に、空気流動経路がシステムを通して患者への排気流チューブへと延在している。流動経路の断面積は、流動経路を通じた乱流の発生を抑えるために実質的に一定に維持される。乱流は望ましくないノイズまたはシステムにおける損失を引き起こすことがある。患者によって吐き出された吐出粒状物質を捕捉するために人工呼吸器に近接した（例えば図３２、図３３および図９７〜図１０８を参照して説明された）粘性トラップ５７５、例えば粘膜を含むことは有利である。捕捉プレート５７８（１）は、患者への排出流チューブの中央領域に配置されている。捕捉プレートは、吐出された粒状物質をキャッチする。吸気中に、空気流は、患者に対する排出流チューブ５７６（２）へ、粘性トラップを通りかつ細くプレートの周囲を流れる。吐出中に、排出流チューブへ入る空気は、吐出された粒状物質を捕捉する捕捉プレート５７８（１）にぶつかり、続いて空気は、捕捉プレートの周囲で流動し、かつ人工呼吸器を通り上記フィルタ／バルブアセンブリ５０１まで戻ることができる。粘性トラップ５７５に代わって、耐細菌性または耐ウイルス性の濾過を提供し、かつ／または吸気空気の調整によって有利な生理学的なものとなり得る熱水交換機として作用し、かつ／または、吐出された粒子から人工呼吸器を保護するために、フィルタ要素が使用されてもよい。例えば上記HMEF 580が粘性トラップの代わりに人工呼吸器に設けられてもよい。

フィルタ／バルブアセンブリ５０１によって提供されるチャンバ空間は、システムを通る還流による伝導ノイズを低減するのに役立つマフラー（消音器）タイプのものとして機能する。

フィルタ／バルブアセンブリ５０１は、また、患者へ酸素富加空気を供給可能にするべく流入部に対して酸素を付与できるようにする部分５０２（２）を含む。酸素は、フィルタ／バルブアセンブリの流入流動経路領域へと方向付けられる。一実施形態において、フィルタ／バルブアセンブリの空気流入部におけるチャンバの容積は、吐出時の酸素供給によってフィルタリングされ得る酸素貯蓄部を提供するよう増大させられてもよい。

付加的に、フィルタ／バルブアセンブリは、（例えば煙、ほこり、汚染物、毒、毒性ガスの吸引）などの特別な目的のための濾過のためのまたは使用者の好みのための第３部のフィルタのためのアタッチメントを提供してもよい。

人工呼吸器に関して、流入部付属物が使用時に例えば推定されるＦｉＯ_２（つまり吸気酸素の割合）を計算することが公知であることは有利である。コントローラ（メニュー）への使用者の入力または自動的な検出のいずれかによって使用時に流入部付属物を検出するためにある手段が設けられてもよい。自動的な検出は、例えばホールセンサ検出部、光学反射板、マイクロスイッチ、および機械的キー、インダクタンスループなどを備えた埋め込み式磁石などのすでに確立されたさまざまな手段によって実施されてもよい。

分離されたパワー／コントロールアセンブリ（例えば上記ハンドセット５９０）はいくつかの特徴部を提供する。例えば分離されたパワー／コントロールアセンブリは、再生可能な電源として動作してもよい。パワー／コントロールアセンブリが移動可能である場合、それは、新しい充電池を備える他のパワー／コントロールアセンブリと素早く置換できる。このアセンブリは、変換器内の局部的なマイクロコントローラおよびセンサユニットにより、人工呼吸構造体が電空変換アセンブリ内に置かれる機構を含む。パワー／コントロールユニットの代わりにまたはそれに加えて、電空変換アセンブリに警報機が含まれてもよい。分離されたパワー／コントロールアセンブリは、また、携帯可能なプログラミングユニットとして機能してもよい。このものにおいて人工呼吸構造体は、電空変換器の形成またはパワー／コントロールユニットの形成のいずれか可能にする選択肢が存在するようにパワー／コントロールハンドセット内で重複される。これは、例えば素早い交換に関して、病院などの施設での設定に有用な、または機械的な故障時に依存的な患者が冗長な電空変換アセンブリを運搬できるようにするのに有用なものとなるように、新たな患者または新たな人工呼吸器への設定の迅速な「ペースト（貼り付け）」を可能にする。

電空変換器と一体化されたあるいは別体のパワー／コントロールアセンブリは、また、着装携帯可能なデバイスでの使用への特徴部を含む。それは、内部加速度計（単軸のまたは多軸であってもよい）内を占有し、かつ（薬剤投与または呼気終末の）パルス酸素濃度計またはＣＯ_２モニターなどに接続された周縁センサを使用可能にする。これは；（人工呼吸−アシスト運動プログラムの間の患者の臨床的管理を向上可能な）６分間に歩く距離の推定の歩数計などのリハビリテーションパラメータをモニタリングする加速度計；患者の転倒をモニタリングする加速度計（これは、患者の転倒に対する注意を引き起こす際に人工呼吸器の警報機を付加的に利用してもよい）；（自己防衛的な理由から）すぐに起こるであろう衝撃の予測により送風機動作が一時停止できるようにする、人工呼吸器の自由落下を検出する加速度計；患者の呼吸動作（トリガー／サイクル）を正しく感知する送風機の能力を妨げ得る極端な周囲の振動を検出する加速度計：周囲の振動が検出された場合、外部の影響がなくなるまで強制的な人工呼吸措置が実施される；大きくなった患者の動作を検出する加速度計（それは、それのみであるいは酸素濃度計−熱感知−割合または酸素飽和度に応じて、増加する呼吸要求を予測して呼吸パラメータを変更するために使用されてもよい）；呼吸パラメータを変更するための使用者の入力により駆動される加速度計：極端な眩しさ、ノイズ、動作などのある特定の環境において、電子ディスプレイおよびボタンナビゲーションなどの従来の医療デバイス用ユーザーインターフェースが要求されてもよい；加速度計インターフェースが感知されるリズムおよび動作の有効性（加速度）を、呼吸量または振幅などのパラメータを決めるために使用可能にする；周囲のまたは偶発的な運転を指示された運転と区別するために、使用者の意思を確認する別体の手段が要求されてもよい；人工呼吸器の、感知されたＣＯ_２の強制管理：人工呼吸器の分野において、何らかの医療トレーニングを伴わずに危機的状態にある人、つまり利用者に使用されており、その操作の単純さが決めてとなり、かつ単純さを最大化するひとつの方法が自動化である：例えばＣＯ_２目標を維持するための呼吸容積の閉ループ調節などの制御の限定された自動化を人工呼吸器が実施できるようにすることは、潜在的なアプローチのひとつである：かつ／または、調整可能な酸素流と組み合わせられた酸素濃度計は、血中酸素飽和度によって導き出される酸素を使用者が調整できるようにする;をともに、あるいは別々に使用可能にする。

非常用人工呼吸器において、吸い込まれる酸素の割合の推定量を示すことは有利である。こうしたことは酸素感知セルによって提供されるが、セルは大きいものではない。本発明の一態様は、（使用者の入力または流量メータで感知された）追加の酸素流量ならびに人工呼吸器の提供される呼吸容積および内部寸法の情報に基づいて計算されたＦｉＯ_２を含む。

病院用運搬人工呼吸器に関して、ＭＲＩ環境下での操作が有利となる。人工呼吸器多くが鉄または磁性構成要素を備えており、それは、備えられた磁石に人工呼吸器が近接する度合いを制限し得る。ただし、最小磁性構成要素を備える小さく効率的なマイクロモータ人工呼吸器プラットフォームは、従来のデバイスに比べてより近くに近接することを可能にする。そうした人工呼吸器に関して、周囲の磁界強さをモニターし、過度の磁界状態で使用された場合には警報機が作動するようにすることが有利となる。本発明の一態様は、周囲の磁界強さを感知しかつ使用者に適切なフィードバックを提供するために、ホール効果センサなどの磁界強さセンサを付加的に含んでもよい。

人工呼吸器の一実施形態のための電源および制御ユニットは、上記電空構成要素とは別体のユニットとして形成される。制御ユニットは、ハンドセット（例えば上記ハンドセット５９０）として設計されてもよい。制御ユニットは、バッテリーユニットなどの電源ユニットを備えていてもよいが、あるいは電源またはバッテリーユニットは、制御ユニットに取り付けられるよう適合された別体のユニットとして形成されてもよい。制御ユニットおよび人工呼吸ユニットは、いずれも、患者のデータを記録可能なマイクロコントローラを含む。この様式において、さまざまな制御ユニットが、さまざまな人工呼吸ユニットと互換性のあるものでもよく、かつ患者の詳細の差し替えも、人工呼吸器から新たなハンドセットへ、あるいは新たなハンドセットから人工呼吸器へやりとりされるものであってもよい。したがって、電源またはバッテリーユニットが制御ユニット内に組み込まれた実施形態においては、バッテリーが切れかかっている場合に、新たな充電された制御ユニットが人工呼吸器に接続でき、かつ治療を進めるために、患者および治療の詳細は人工呼吸器から新たな制御ユニットへ向けてやり取りされる。代替的には、患者がある場所から他の場所へ移動しかつ人工呼吸ユニットが交換される場合に、制御ユニットは、適切な治療を続けるために、患者および治療データを新たな人工呼吸器へと送ることができる。

制御ユニットは、また、患者の詳細および治療パラメータの設定、入力および調整が可能なユーザーインターフェースシステムを備えている。近接配置される人工呼吸ユニットとは別体の制御ユニットを有する利点として、パラメータの調節時の使いやすさが向上されることが挙げられる。そのため、使用者は、近接人工呼吸器に取り付けられている場合に比べて、ユーザーインターフェースをより容易に見ることができるようになる。さらに、医者または看護士は、使用者が動いている間に、使用者の前方に配置せずとも、パラメータを調節できるようになる。

代替実施形態において、人工呼吸ユニットは、人工呼吸器の簡単な調整を容易にするために、単一のユーザーインターフェースおよび／またはバッテリーを備えていてもよい。

代替的な構成
本発明の代替実施形態において、人工呼吸システムは、頭部着用システム含んでもよい。この実施形態において、送風機は、患者の頭部（例えば、患者の頭部の頂部または患者の頭部の前方）に取り付けられてもよい。

一実施形態において、管がヘッドギアを通って延在する場合、エルボまたは外部の管は除去されてもよい。

一実施形態において、送風機は振動およびノイズの遮断または伝達制限のために、フォームクッション上に取り付けられてもよい。フォームクッションは、さまざまな硬度および密度のフォーム状層を複数含んでいてもよい。

送風機は、患者に対して（例えば耳から耳などの一方向において）垂直な角度で取り付けられていてもよい。代替的には、送風機は、患者の頭部の後方と患者の鼻との間の方向に整列させられるものであってもよい。

送風機は、頭頂部と額との間に、好ましくは患者の額に近接した状態で、患者の頭部の前方に取り付けられてもよい。

一実施形態において、ヘッドギアは、空気経路内に転換部がないまたは限定された転換部しか備えない空気チャネルを含んでもよく、そのため、９０°の回転が避けられる。

付加的には、１つ以上の（例えば布からなる）ヘッドギアストラップがシステムのベントとして機能するべく構成されていてもよい。

図１４４〜図１５８には、本発明の代替実施形態に基づく頭部着用人工呼吸システムが示される。図示されるように、送風機は、使用時に患者の頭部の頂部および／または側部に載置される。

図１４４−１から図１４４−３において、患者用インターフェースまたはマスクは、フレーム１０２０と、フレームに設けられかつ患者の鼻および口との封止部を形成するよう適合されたクッション１０３０と、患者の頭部上のポジションにマスクを支持するためのヘッドギア１０４０とを含む。ヘッドギア１０４０は、側方ストラップ１０４１，１０４３と、患者の頭部の頂部へ向けて患者の目と目の間を通るオーバーヘッド式ストラップ１０４２とを含む。図示されるように、ヘッドギア１０４０は、患者の頭部の頂部に配置される送風機１０５０を支持する。オーバーヘッド式ストラップ１０４２は、送風機からクッションによって規定される呼吸チャンバへ向けて加圧空気を連通させるためのダクトを形成する。加えて、ヘッドギアは、送風機１０５０を支持しかつ振動／ノイズを制限するために、多層フォームおよび／または緩衝材料１０４９を含む。一実施形態において、マスクは、特許文献１０に記載された１つ以上の態様を含んでもよく、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

フレーム２０は、その周縁部または最外縁部とクッションが連結されるように配置される。これにより、マスクの視覚的な影響が低減されるように、マスクの外観はあまり目立たないものとなる。それは、また前方から見たときに患者の鼻孔および／または口へ向けた明瞭な視線を得られるようにする。短いチューブ１０２３が、送風機１０５０からヘッドギアのフレキシブルチューブ１０４２を介してクッション１０３０へ加圧空気を供給するために、クッション１０３０と連結されている。短いチューブ１０２３は、シリコンなどの封止材料から形成されてもよい。フレーム１０２０は、ヘッドギアストラップ１０４１との接続のためにヘッドギア接続部１０２１を含んでいてもよい。図１４４−１に示されるように、ヘッドギアストラップ１０４１は、クリップ１０４５を使用してフレームに連結されてもよい。フックまたは、ヘッドギアストラップを受容するためのスロット、押し込み嵌合部、面ファスナー（フック−ループ接続）、マグネットあるいは何らかの接続手段などを代替的な接続手段として使用できる。ヘッドギアには、押し込み係合可能なまたは他の方法でフレームと接続可能なカフまたは接続手段が設けられてもよい。図１４４−１に示されるように、オーバーヘッド式ストラップ１０４２にはカフ１０５５が設けられており、カフは縫込み、接着、超音波溶着、高周波溶着または他の方法により、オーバーヘッド式ストラップ１０４２の端部または接続部に連結されている。この接続手段は続いてフレームに連結される。

フレキシブルなチューブが、マスクとの接続のために、オーバーヘッド式ストラップ１０４２および接続手段内に成型されていてもよい。フレキシブルなチューブは、代替的には、例えばクッションの一部としてマスクとともに成型され、かつカフ１０５５およびオーバーヘッド式ストラップ１０４２内に挿入されている。

オーバーヘッド式ストラップ１０４２は、複数の層材料から構成されてもよい。好ましくは、最外層１０４７は、患者の肌に接触する場合に快適さを提供するべく、布、織物または他の柔らかい材料であってもよい。内側層１０４８は、空気供給チューブからのノイズを吸収するためにフォーム、ゲル、３Ｄ織物または他の緩衝材料であってもよい。他の内側層は、空気の漏出を防止するためダクトの内部を封止するようポリマーシートまたはフィルム１０４６であってもよい（例えば図１４６−２−３参照）。ポリマーシートは、ポリウレタン、ポリビニルまたは他の適切なポリマーであってもよい。あるいは、内側部分は、シリコンスプレーまたは別体として取り付け可能なダクト１０５２を使用して封止されてもよい（図１４６−２−２参照）。さらなる代替例において、外側層にむき出しのフォーム体が挿入されてもよい。好ましくは、オーバーヘッド式ストラップのうちの使用者の顔に接触する部分は、振動およびノイズをより吸収するために、付加的な層または緩衝層からなる薄手の領域を含んでいてもよい。

ヘッドギア１０４０の送風機流出部を連結するために、オーバーヘッド式ストラップ１０４２の送風機連結端部において、第２のカフまたは接続手段１０５３が設けられていてもよい。第２のカフ１０５３は、ポリマー材料から形成されていてもよい。ポリマーは、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ウレタン、ポリエステル、ポリプロピレン、または他の適切な材料であってもよい。カフは、接着されるか、またはオーバーヘッド式ストラップ１０４２と一体的に形成されたものであってもよい。

ヘッドギアの送風機取り付け部１０５４は、送風機を適所に安定した状態で捕捉するために、好ましくはノイズおよび振動を吸収するために、クレードルまたは位置決め手段を含んでいてもよい。ヘッドギアの送風機取り付け部１０５４は、フォーム、シリコン、ゲル、３Ｄ織物、または他の適切な緩衝材料などの緩衝材料からなる付加的な層１０４９を含んでもよい。

送風機は、患者の頭部の頂部に平行に配置された空気取り込みまたは流入部１０５２を有していてもよい（図１４４−１参照）。代替的には、取り込み部は、患者の頭部の頂部に対して垂直に、つまり直交した状態で配置されていてもよい。

図１４５には、図１４４−１のマスクと同様のマスクを示すが、図１４５の患者用インターフェースは、鼻用クッション１１３０を含み、フレーム１１２０は、下方ヘッドギアストラップ１１４１を取り付けるための代替的な構造を含む。

下方ヘッドギア接続部１１２１は、ヘッドギアストラップ１１４１のループを受容するためのスロットまたはループであってもよい。好ましくは、スロットは、患者の視線から離間されたフレームヘ向けてヘッドギアの接続部を移動させ得るヘッドギアのアームまたはウイングと連結されている。

図１４６−１から図１４６−４において、患者用インターフェースは、患者の鼻孔との封止部を形成するよう適合された鼻用プロングまたはピロー構造体１２３０を含む。ヘッドギア１２４０は、送風機から鼻用プロング構造体へ加圧空気を連通させるためのダクトを形成する側方ストラップ１２４４を含む。一実施形態において、ヘッドギアおよび／またはマスクは、特許文献１１、特許文献１２および特許文献１３に記載の態様を１つ以上含んでもよく、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

クッション１２３０は、クッションを封止するためにプラグまたはベントクリップ１２３１を含んでもよい。ピローまたはクッション１２３０を製造するために、図１４６−３に示される開口を介してコアが取り外されてもよい。代替的にプラグは、マスク構造体に換気性を提供するために換気システムを使用する場合に、ベントホールを含んでもよい。あるいは、プラグは、ベントのないシステムで使用するために隙間のないものであってもよい。図１４６−３には、浮遊コアおよび開口を備えるクッション１２３０を示されており、矢印で示されるようにコアは開口から取り外される。

ヘッドギアストラップ１２４４はクッション１２３０に取り付け可能であってもよい。ヘッドギアストラップ１２４４は、ストラップを介して空気の経路を使用可能にするようダクト付きのまたは中空のものであってもよい。ヘッドギアストラップ１２４４のクッション接続端部は、ヘッドギアからクッションを取り外せるようにカフまたは接続手段を含んでいてもよい。このカフは、成形されても、接着、高周波溶着、超音波溶着または他の方法で、ヘッドギアストラップ１２４４のクッション接続端部に取り付けられていてもよい。

ヘッドギアは、図１４６−２−１から図１４６−２−３に示されるように、複数の層を含んでいてもよい。最外層１０４７は、布、フォーム材、つや消しされたポリマーなどの柔らかく、快適な材料または他の適切な材料を含むことが好ましい。内側層１０４８は、フォーム材、ゲル、シリコン、３Ｄ織物などの緩衝材または他の適切な材料を備えることが好ましい。ヘッドギアストラップ１２４４は、超音波溶着または熱形成またはその組み合わせを使用して構成されることが好ましい。ヘッドギアストラップ１２４４の最内部１０４６は、送風機からクッションへ空気を送るために密閉された、ダクト付き部分を含んでいてもよい。これは、押出シリコンチューブ、らせん状チューブまたはポリウレタンチューブから構成されてもよい。

ヘッドギアの頂部は、送風機にヘッドギアストラップ１２４４を連結するための移行部または接続部１２４５を含んでいてもよい（図１４６−４参照）。移行部は、図１４６−４に示されるような略Ｗ形状部を含んでもよく、これは、側方ストラップまたはヘッドギアストラップのダクトとの接続のための２つの外側部分と送風機との連結のための中央接続部とからなる。この移行部は、熱形成、超音波溶着、のり、または他の適切な接続手段によってヘッドギアとともに一体的に形成されてもよい。代替実施形態において、移行部は、永続的に固定されることなく、ヘッドギア内にあるいはヘッドギアの上に配置されてもよい。移行部は、シリコン、ＴＰＥ、ＴＰＵ、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの密閉材料または他の適切な材料から形成されてもよい。好ましくは、移行部は、ヘッドギアダクトおよび送風機と密閉状態で係合されてもよい。移行部およびヘッドギアダクトは、締まり嵌めによって密封状態で係合していてもよい。代替的には、移行部およびヘッドギアダクトは、一体部品として形成されてもよい。移行部および送風機は、押込係合などの締まり嵌めによって密閉状態で係合されてもよい。

図１４７〜図１５８には、送風機からマスクへ加圧空気を連通させるための代替的な構造体、ヘッドギアに取り付けるための代替的なフレーム構造体、代替的なヘッドギア構造体、および／または代替的なクッションまたは密閉装置を示す。

図１４７には、ヘッドギア１３４０によって適所に保持される患者の頭部の頂部上にまたは前頂に取り付けられる送風機１３５０を示す。ヘッドギアは、ヘッドギア上の適所に送風機を保持するための固定部を含んでもよい。固定部は、送風機を適所に保持するために加圧状態で送風機を保持するよう形成された領域を含んでもよい。代替的には固定部は、適所に送風機を保持するためのソック、クリップ、ラップまたは他の構造体を含んでいてもよい。ヘッドギアは、送風機からマスク３１２０へチューブを通過させるためにチャネルまたは中空領域をさらに含んでいてもよい。チャネルまたは中空領域は、チューブの長さまたはその一部に沿って延在していてもよい。チャネルは、チューブ内の熱を保持し、かつより流線型の外観のシステムを形成してもよい。チャネルは、さらに、送風機からマスクへのノイズの流れを阻害するかまたは遮断してもよい。マスクはクッションおよびフレームを含んでもよい。さらにマスクは、下方ヘッドギア接続ポイントを含んでもよい。下方ヘッドギア接続ポイントは、クリップ、ループ、または他のヘッドギア接続機構を含んでいてもよい。

図１４８には、マスクおよび送風システムのための装置の実施例をさらに示す。このものにおいて、患者の頭部の頂部上にまたは前頂において取り付けられた２つの送風機１３５０が設けられている。各送風機はチューブに接続されていてよく、チューブは続いてマスクシステム１３２０に接続されている。好ましくは、送風機とマスクとを接続するチューブは、ヘッドギアストラップの下側に配置されているか、もしくはヘッドギアストラップ内に配置されている。この実施形態では２つの送風機が図示されているが、２つ以上の送風機をヘッドギアに配置することも可能である。

図１４９には、図１４８に示された実施形態の代替的な構成を示す。図１４８には、フルフェイスマスク、つまり少なくとも患者の鼻および口の周囲を密閉するマスクを示す。図１４９に示される実施形態では、患者の鼻領域の周囲を密閉するマスク１３２０が示される。加えてこのマスクはフレームを備えているが、このフレームは、スケルトンのフレーム、あるいは、マスクの中央部を遮ったりカバーしたりしないでマスクの周縁を囲むフレームであってもよい。これは、システムの使用時に患者の鼻を容易に見ることができるようにするものである。そうした構成は、臨床状況において、患者の鼻孔を見ることが必要とされた場合に利点となる。さらに、このフレームは、マスクの視覚的大きさを減少させかつまたヘッドギア接続部においてより高い可撓性をもたらすために、フレームからヘッドギア接続部へ向かうアウトリガまたは細長い広がり部を含む。そうした可撓性は、患者に対するマスクの密閉係合性をより高めるために必要とされる。

図１５０には、本発明のさらなる実施形態に基づくフルフェイスマスク１３２０を示す。送風機１５０は、患者の頭部の頂部上にまたは前頂に配置される。送風機ハウジングの取り込み口は、後方に面している、つまり、患者の顔から水平方向に離れるように面している。これはまた、送風機のハウジングの取り込み口に関して、代替的な方向に、例えば垂直方向に配置できるようにする。ヘッドギア１３４０は、チューブの位置決めのためにチャネルまたは中空領域を含んでいてもよい。このチューブは、送風機ハウジングの流出部およびマスクに取り付けられている。ヘッドギアチャネルは、カフまたは接続領域において終端をなしていてもよく、このときマスクフレームは、ヘッドギアチャネルとの係合のための対向カフまたは接続領域を有している。接続部は、スナップ嵌合またはテープロックなどの機械的な接続部であってもよい。あるいは接続部は、永続的な化学的接続部であっても、もしくは一体部品に成型されていてもよい。フレームは、スケルトンタイプのものであっても、あるいは図１４９に示されるものと同様の周縁構造体であってもよい。

図１５１−１から図１５１−３には本発明の代替的な構成を示すが、この患者用インターゲース１３２０はピローまたはプロングタイプマスクである。この患者用インターフェースは、流体的に接続されているかまたはチューブ構造１３４０の一部であり、このときチューブは、患者の目と耳との間でありかつ患者の頬のそれぞれの上に配置されている。チューブは、患者の頭部の頂部上にまたは前頂に配置された送風機または送風機ハウジング１３５０において終端をなしている、つまり接続されている。ヘッドギアは、チューブとともに形成されてもよく、あるいは、チューブと遡及的な嵌合をなされていても、またはチューブの周囲に配置されていてもよい。図１５１−２に示されるように、チューブは、例えば熱形成された織物内で高周波溶着されていてもよい。

図１５２−１および図１５２−２には、代替的なピローまたはプロングタイプマスク１３２０を示すが、このチューブは、患者の頭部の垂直方向または上方に直接的に延在している。このとき、チューブは使用時に患者の目と目の間に配置されている。マスクは、押込嵌合タブ、面ファスナーまたは他の係合機構によってヘッドギア１３４０の側方においてヘッドギア１３４０に連結されている。好ましくは、ベント付きシステムに関して、マスクは、プロングまたはピローのポジションまたは取り付けポイントに直接的に対向する、その下部での換気のためにオリフィスを有していてもよい。これは、図１４６に関連して上述したピローまたはプロングマスクからコアを除去可能にすることによって製造を容易にし得る。

図１５３には、本発明に基づくさらなる実施形態を示す。この実施形態は、図１５０に示されるシステムの多くの特性を含む。この実施形態におけるスケルトンのまたは最小化されたフレーム１３２０は、略逆Ｔ字形状の上部を有する。Ｔ字形状部の上側部材は、チューブ１３２５とつながるか、あるいはチューブ１３２５の周囲を包囲している。下側ヘッドギア接続部は、最小化されたフレームの下部に配置されている。

図１５４には、本発明の代替実施形態を示す。マスク１３２０は、１つのチューブまたは複数のチューブに対する側方接続部を有しており、このとき、チューブは、患者の目と耳との間において、患者の頬に沿って方向付けられかつ配置されている。チューブは送風機１３５０において終端をなしておりかつ送風機１３５０に接続しており、かつ送風機または送風機ハウジングの後部または内面に接続されている。送風機の後部または内面は、患者の顔と同じ方向に面する送風機の側におおむね対向している。これは、使用時に患者の頭部の後方においてカップ状となる、つまり取り巻くようになることにより、システムの安定性を向上させ得る。

図１５５には、本発明のさらなる代替実施形態を示す。マスク３１２０は、マスクの頂部または前頂においてチューブ接続部を有していてもよい。チューブは、おおむね患者の額の領域において分岐していてもよい。分岐したチューブが外側へ向けて広がることを防止するために、チューブの分岐部あるいは分離部にはウェブまたはメッシュが設けられていてもよい。分岐チューブは、送風機または送風機ハウジングの流出部に導入されていても、あるいは接続されていてもよい。

図１５６には本発明のさらなる代替実施形態を示す。このマスク１３２０は、下方ヘッドギアストラップの取り付けのための代替的な構造体を有するフルフェイスマスクである。

図１５７には、鼻用クレードルである代替的な患者用インターフェース１３２０を示す。鼻用クレードルは、鼻用クレードルクッションの前方においてチューブ接続部を有していてもよく、それは送風機１３５０から鼻用クッションの前方へ直接的に加圧空気を供給する。チューブは、患者の頭部に配置された送風機のチューブ接続部から患者の額に垂直に、つまり上方へ直接的に延在している。言い換えると、チューブは、使用時に患者の目と目の間に配置されている。ヘッドギア側方ストラップ１３４０は、患者の鼻孔における鼻用クレードルのポジションを保持している。

図１５８には鼻用クレードルである代替的な患者用インターフェースを示す。鼻用クレードルは、患者の鼻孔の両方へ呼吸可能な空気を供給するために、患者の鼻の外側領域に係合する外壁を備えた単一のオリフィスを含んでいてもよい。

上述したように、患者の頭部（例えば患者の頭頂部）に送風機を取り付けることにより、振動ノイズを直接的に患者の頭骨に伝達することがある。また、ヘッドギアストラップは、使用時に患者の頭骨にノイズを伝達することがある。そのため使用時の振動を和らげるために、送風機支持構造体が、患者の頭骨から送風機を分離するかあるいは隔離するよう使用されてもよい。

好ましくは、送風機は、患者が耐えられないレベルあるいは危険性のあるレベルまでは熱を放散しないものであってもよい。好ましくは、送風機は、６０℃を超える温度を生じないものであってもよい。好ましくは、送風機は３０℃を超える温度を生じないものであってもよい。

本発明の他の態様は、送風機が患者用インターフェースまたはマスク内に組み込まれているかまたはそれに一体化されている人工呼吸システムに関するものである。一実施形態において、送風機は、２つ以上のより小さな送風機に分割されていてもよい。約８ｍｍの直径と約３０ｍｍの長さとを有するMaxonによって製造された小さな８Ｗ送風機などの小型送風機、または他の市販されている小型送風機が使用されてもよい。一実施形態において、渦型またはプレナムチャンバなどのステータおよび空気経路特徴部が、マスクの内部に組み込まれてもよい。

図１５９〜図１７６には、本発明の代替実施例に基づく送風機に組み込まれるマスクが示されている。

図１５９において、患者用インターフェースまたはマスクは、患者の鼻孔との密閉状態を形成するよう適合された鼻用プロングまたはピロー構造体１３３０を含む。鼻用プロングに加圧空気を供給するために、第１および第２の送風機１３５０（１），１３５０（２）が鼻用プロング構造体の各端部に設けられる。マスクは、面ファスナー（例えばVelcro（登録商標））、タブおよび接着剤の組み合わせによって患者の顔に取り付けられてもよい。一実施形態においては１つの送風機が使用されてもよい。

送風機１３５０（１）および１３５０（２）は緩衝手段によって封入されてもよい。例えば、緩衝手段は、シリコンケーシング、フォームおよび／または布層あるいは他の適切な材料などのマフラー（消音器）を含んでいてもよい。

鼻用プロング構造体１３３０には、鼻用プロング構造体１３３０を接着性の顔パッドに取り外し可能に取り付けるために、タブ部分が連結されていてもよい。タブ部分は、接着性の顔パッドに設けられたループと係合するための、一体成形されたフックを含んでもよい。一実施形態においては２００９年月６日４付けの特許文献１４に開示されるように取り付け手段が設けられてもよく、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

消音および／またはフィルタリング材料が送風機１３５０（１）および１３５０（２）の空気流入部に設けられてもよい。例えばフォームパッドが送風機の空気流入部に取り付けられていても、あるいは送風機とともに形成されていてもよい。

図１６０−１および図１６０−２において、患者用インターフェースまたはマスクは、患者の鼻孔との密閉状態を形成するよう適合された鼻用プロングまたはピロー装置１４３０を含んでいる。第１および第２の送風機１４５０（１），１４５０（２）が加圧空気を提供するために各鼻用プロングと直列状態で設けられている。

鼻用プロングは、患者の鼻孔の内部と係合するよう返しまたは干渉部を備えていてもよい。

送風機は、流出部が空気流を鼻用プロングに向けて直接的に方向付けかつ流入部がクッションにおける開口を介して空気を受容するように配置されていてもよい。流入部は、ノイズを減少させかつ綺麗な空気を患者に提供するために、フィルタおよび／マフラー１４５１に近接してあるいは隣接していてもよい。フィルタおよび／マフラーは、フィルタ材料、フォーム、布、メッシュまたは他の適切な材料およびその組み合わせを備えていてもよい。

ヘッドギアストラップ１４４０は、患者に患者用インターフェースを固定するためのクッションに連結されていてもよい。ヘッドギアストラップは、スライド可能な係合部によって、患者の頭部の後方で連結されている。ヘッドギアストラップは、ヘッドギアストラップは、送風機に連結され、かつ送風機引用文献電力を供給するための導線を備えている。電力は、電力供給ユニットを含む制御ユニットへの導線を介して送風機に供給される。また制御ユニットは、送風機を制御するためにパラメータの設定が可能なユーザーインターフェースを備えていてもよい。

図１６１−１および図１６１−２において、患者用インターフェースは、鼻用クッション１５３０と、鼻用クッションに加圧空気を提供するために鼻用クッションの各端部に設けられた第１および第２の送風機１５５０（１）および１５５０（２）とを含む。シリコンクッションが、送風機から鼻用クッションへ加圧空気を連通させるために導管状態となっている。

クッション１５３０は、布部分１５３０（１）とシリコン封止部およびダクト１５３０（２）とを含む熱形成布状体であってもよい（例えば図１６１−２参照）。この布状体は織布または不織布とすることができる。クッションはフォームおよび／または布層を含んでもよい。熱形成布状体は、空気不透過性の、少なくとも最小限しか空気を通さないような密閉表面を含んでいてもよい。これは、シリコンの吹き付け、成形または他の方法で不透過性または最小透過性の材料を布の１つ以上の部分に取り付けることにより実施されてもよい。あるいは、クッション部分が密閉面に取り外し可能に取り付けられてもよい。この密閉面は、患者接触部と、使用者の鼻から離れた状態でクッションを保持するためのフレームまたは支持部と、空気供給チューブに取り付けるためのダクト部とを含んでいてもよい。

ヘッドギアストラップ１５４０は、超音波溶着および／または熱形成によって形成されてもよい。ヘッドギアストラップは、布およびフォーム複合体から形成されてもよい。あるいはヘッドギアストラップは布であってもよい。ヘッドギアストラップは補強部を含んでいてもよい。ヘッドギアストラップは、送風機および/またはクッションからのノイズを低減させるために付加的な緩衝または消音部１５４１をさらに含んでもよい。例えば緩衝部は、患者の耳へ伝達される過度なノイズを遮断するために、図１６１−１に示されるように患者の耳に隣接してまたは近接して配置されている。

図１６２−１および図１６２−２において、患者用インターフェースは、フレーム１６２０、鼻用クッション１６３０、およびフレームの前方に設けられかつクッションによって規定される呼吸チャンバと連通した送風機１６５０を含む。一実施形態において、ヘッドギアおよび／または患者用インターフェースは、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３および２００９年２月２７日に出願された特許文献１０に開示された１つ以上の態様を含んでいてもよく、この参照によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれる。

図１６２−１および図１６２−２に示されるようにヘッドギア１６４０は、ヘッドギアストラップに成形されたケーブルまたはワイヤシステムを含んでいてもよい。例えばワイヤ１６４０（１）は、図１６２−２に示されるようにフォームおよび／または布製のストラップ１６４０（２）内に封入されていてもよく、このものにおいて、フォームおよび／または布は熱形成および／または超音波溶着によって形成されてもよい。フォームは、適所にワイヤを支持するため、ケーブルを絶縁するためかつ目立たない様式でワイヤを保持するために、使用されてもよい。ワイヤは、リボンケーブルの形態で示されているが、他の形態のワイヤも使用することができる。

図１６３−１および図１６３−２において、患者用インターフェースは、フレーム１７２０と、フレームに設けられたフルフェイスクッション１７３０と、フレームの前方に設けられかつクッションによって規定される呼吸チャンバと連通された送風機１７５０とを含む。メッシュベント１７５１が送風機の各側部に取り付けられている。メッシュベントは、図１６３−２において矢印で示されるように送風機に空気を流入させることができる。メッシュベントは、流入空気を濾過するために第１のフィルタとして機能し得る。

フレーム１７２０は、送風機１７５０との係合のための開口またはリングを含む。送風機はクリップまたは他の方法でフレームと係合してもよい。

図１６３−２に示されるように患者へ供給される空気または患者から吐き出された空気を濾過するために、HEPAフィルタなどの第２のフィルタ１７５２が、送風機の流出口に近接したまたは隣接したマスクの内部に適合されてもよい。それはまたノイズの低減に寄与してもよい。

図１６４−１から図１６４−３において、患者用インターフェースは、鼻用クッション１８３０と、患者の頭部における適所にクッションを保持するためのヘッドギア１８４０と、ヘッドギアによって支持される送風機１８５０とを含む。鼻用クッションは、シリコン、ゲルまたはフォームなどの柔軟な材料から構成されてもよい。送風機は、ハウジングによって外側被覆されてもあるいは他の方法でそれに封入されてもよく、このときハウジングは、プラスチック、金属またはその形状を維持できる他の材料から形成されてもよい。ハウジングは、ノイズを低減するためのマフラーとして機能してもよい。一実施形態においてクッションは、１００９年６月２日付けで出願された特許文献１１に開示された１つ以上の態様を含んでいてもよく、この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

マスク８３０を支持するためのヘッドギア１８４０は、電源にモータを接続するための電源ケーブルのためのチャネルまたは他の取り付け手段を含んでもよい。チャネルは、ワイヤを保護し、患者に絡んだりして窒息させることを防止し、かつシステムに流線型の外観を付与してもよい。ヘッドギア１８４０は熱形成または他の方法で形状付けられてもよい。

マフラーまたはフィルタ１８５１は、図１６４−３に示されるようにヘッドギアに成形されるかまたは取り付けられたフォームまたは布として、マスク１８３０および送風機１８５０に隣接して嵌合されてもよい。あるいは、マフラーまたはフィルタは不織材料であってもよい。マフラーまたはフィルタは、吐き出された空気を濾過し、かつ／またはマスクおよび送風機からのノイズを低減してもよい。さらなる代替例において、マフラーまたはフィルタは、ヘッドギアに一体的に形成されていても、あるいはヘッドギアとは別体として形成されていてもよい。

図１６５〜１７６には、ヘッドギアを取り付けるための代替的なフレーム構造体、代替的なヘッドギア装置、代替的なクッションまたは密閉装置、および／または、代替的な人工呼吸装置を示す。例えば、図１６５および図１６６において、患者用インターフェース２５３０は、マスクフレームによって支持された複式送風機（つまり第１および第２の送風機２５５０（１），２５５０（２））を含む。図１６７には、送風機がマスクに組み込まれているマスク２５３０が示されている。図１６８−１および１６８−２において、スナップ−オン式のピローまたは鼻用プロング２５３０が送風機２５５０に設けられている。図１６９および１７０において、患者用インターフェース２５３０は、フォーム状取り込み部を提供してもよい。図１７１〜図１７６において、送風機２５５０は、マスク２５３０の前方に設けられ、かつマスクは流線型のデザインを含んでいる。

例えば、図１６５には、マスクまたは患者用インターフェースに取り付けられた一対の送風機または送風機ハウジング２５５０（１），２５５０（２）が示される。送風機の取り込み部は、内−外方向において水平方向に外側へ向けて配置される。同様の構造体が図１６６で実施されている。

図１６８−１および図１６８−２には、患者用インターフェース２５３０に直接的に接続された送風機を示す。図示された患者用インターフェース２５３０は、ピローまたはプロング構造体である。例えば鼻用クレードル、鼻、フルフェイス、または、口−鼻マスクなどの代替的な患者用インターフェースが使用されてもよい。

本発明の他の態様は、ベッド、車椅子、テーブル、椅子などに取り付けることができる携帯可能な人工呼吸器に関するものである。図１７７〜図１８６には、本発明の代替的な実施形態に基づく携帯可能な人工呼吸器を示す。

図１７７に示されるように、携帯可能な人工呼吸器１９５０は、患者のベッドサイドまたは壁に取り付けられるよう適合されている。ベッドサイドの実施形態は、ドッキングステーション１９７０またはナイトスタンドに取り付けられた取り外し可能な送風機を含んでもよい。取り外し可能な人工呼吸器は、メイン／ＡＣ電源に接続されていないときにデバイスに電力を供給するために、リチウムイオンバッテリーなどのバッテリーを含んでもよい。ナイトスタンドは、マスクと結合されるチューブに接続されるよう適合されたオーバーヘッドチューブ（フレキシブルなチューブ、形状固定されるチューブ、またはその組み合わせ）１９６０に嵌合されてもよい。オーバーヘッドチューブは、ステンレススチールなどの金属、もしくはサーモプラスチックまたはシリコンなどのポリマー、あるいはその組み合わせから形成されてもよい。オーバーヘッドチューブは、マスクチューブを備えるカフまたは接続領域において、一連のライトまたはＬＥＤライトを含んでおり、それらライトは、タッチによってまたはシステムにおける変化（例えば分離）によって活性化し得る。また、オーバーヘッドチューブは、夜中に見るために患者のための柔らかな明かりを提供することができる。このライトは、オーバーヘッドチューブに対するフレキシブルなマスクチューブの着脱時に患者を手助けし得る。ライトの色は、活性化の理由に関連付けられてもよい。オーバーヘッドチューブのカフまたは接続領域は、マスクチューブの端部または接続領域における磁石または磁性材料を誘引可能な磁石を含んでいてもよい。これは、オーバーヘッドチューブへのマスクチューブの取り付けに役立つ。

図１７８において、人工呼吸器は、壁またはベッドヘッドに取り付けられるよう適合されている。オーバーヘッドチューブ２０６０は、人工呼吸器から延在しており、かつ患者用インターフェースと関連付けられたチューブへの接続のために適合されていてもよい。マフラーおよび／またはフィルタは、患者へ供給される空気を濾過しかつ／またはシステムのノイズを低減するために送風機に取り付けられていてもよい。図１７７に示される実施形態と同様に、オーバーヘッドチューブは、ベッド、ベッドヘッド、壁または患者に近接した他の領域に取り付けられてもよい。オーバーヘッドチューブは、ケース２０５０に接続されてもよく、このケース２０５０は、人工呼吸システムのための電源を収容している。電源は、バッテリーまたは主電源であってもよい。ケース２０５０は、熱可塑性エラストマー、熱可塑性ウレタンなどのポリマーから構成されてもよく、あるいはアルミニウムなどの金属から構成されてもよい。ケース２０５０は、オーバーヘッドチューブの端部に取り付けられた送風機に対する電源保持のためのワイヤまたは他の手段を有していてもよい。ケースは、また、人工呼吸システムに関するパラメータの制御および設定を可能にするために、マイクロプロセッサおよびユーザーインターフェースを含んでもよい。

図１７５および図１８５において、携帯可能な人工呼吸器２６５０は、送風機の保持、充電および／または送風機から診断をダウンロードするよう構成され得る送風機ドック２６５５に取付可能なものであってもよい。

図１８０−１および図１８０−２において、送風機１６５０は、人工呼吸器ポーチの形態のものである。このポーチは、携行性のために使用されていないときに減圧されていてもよい。

図１８１−１から図１８１−４において、誘電帯電によって人工呼吸器を充電するよう適合されたベース２６５６を提供するための携帯可能な人工呼吸器２６５０が提供されてもよい。

図１８２には、ライトアップチューブを含むことができるオーバーヘッドチューブ２６５７の一実施形態を示す。

図１８３、図１８４および図１８６には、携帯可能な人工呼吸器を封入しかつ保護するための代替的なケーシング２６５８を示す。例えば、図１８３には布またはフォーム／布タイプのケース２６５８を、図１８４にはシリコンタイプのケース２６５８と、かつ図１８６にはアルミニウム合金タイプのケース２６５８を示す。

バッテリーパックは、マスクおよび人工呼吸システムに設けられてもよい。バッテリーパックは患者の体に装着されてもよい。代替的にはバッテリーは、患者から離れた位置に、例えばベッドサイドテーブルに、配置されるように設けられてもよい。バッテリーは、患者の体に装着される場合には、患者のだいたいの形状に対して屈曲しかつ順応し得るように可撓性を有していてもよい。バッテリーは、バッテリーをモータに取り付けるワイヤまたはケーブルを有していてもよい。ケーブルは、ケーブルに力が掛かったときにケーブルがモータからバッテリーを切断するように、簡易切断部または強制切断部を有していてもよい。これは、患者の首の締め付けを防止するか、あるいはモータからの電源が迅速に切断されるという利点となり得る。

本発明の他の態様は、マスクや頭部に取り付けられるではなく、患者に着用されるかまたは支持されるよう構成された人工呼吸器に関するものである。

図１８７−１から図１９８−２には、本発明の代替実施形態に基づく着用可能な人工呼吸器を示す。

図１８７−１および図１８７−２では、人工呼吸器２１５０が、患者の胸部に近接して人工呼吸器を支持するショルダータイプのハーネス２１８０によって支持されている。

図１８８−１から図１８８−４において、人工呼吸器２１５０は、ペンダントタイプの構造体によって支持されている。図１８８−２および図１８８−３には人工呼吸器に流入部と流出部のための代替的な構造体を示す。

図１８９−１から図１８９−３、図１９０、図１９５および図１９６において、人工呼吸器２１５０は、シャツ（例えばＴシャツ）、パジャマなどの衣類用品に支持されている。このものにおいて、衣類は、例えばシャツの前方に沿ったポケットなどの送風機支持構造を含んでいる。

図１９１および図１９７において、人工呼吸器２１５０は、シャツの肩部に沿って送風機支持構造（例えばポケット）を含んでいる。図１９６において、人工呼吸器２１５０は、侵略的な人工呼吸サポートを提供するために、気管切開チューブとともに使用された状態で示されている。

図１９２−１から図１９４には、ストラップまたはバンド装置２１６０によって支持された人工呼吸器２１５０を示す。図１９２−１および図１９２−２において、ストラップは、患者の胸部に巻かれている。図１９３では、ストラップは、例えば襟状スタイルで、患者の首の周囲を取り囲んでいる。図１９４では、ストラップは患者の腕に巻かれている。

図１９８−１および図１９８−２において、人工呼吸器２１５０は、患者の首の周囲に取り巻かれるよう構成された軟質ケーシングによって支持されている。このケーシングは、チューブ２１６６を支持するためのポケットを含む。図１９２−１および図１９６において、人工呼吸器は、気管切開チューブを使用した侵略的なシステムとして示されている。

当然のことながら、人工呼吸器の態様（例えば送風機）は代替的な構造を含んでもよい。例えば２００９年８月２８日付け出願の特許文献３および２００９年１１月１９日付け出願の特許文献４（この参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）には代替的な送風機構造ならびに人工呼吸システムに込みこむことができる１つ以上の態様を含むＣＰＡＰシステムが開示されている。つまり、２００９年８月２８日付け出願の特許文献３および２００９年１１月１９日付け出願の特許文献４に開示された送風機構造およびＣＰＡＰシステムは、人工呼吸システムとして使用するために適合されてもよい。

４.１ ＣＰＡＰアプリケーション
一実施形態において、送風機は、持続性気道陽圧（ＣＰＡＰ）流発生器に関する用途に関連して使用されてもよい。そうしたＣＰＡＰアプリケーションにおいて、送風機は、必要とされる流出量および／または圧力が相対的に低い（例えば人工呼吸器とは同じ高さではない）ため、そのサイズが低減されてもよい。

図１９〜２３には本発明の一実施形態に基づくＣＰＡＰバージョンの送風機３１０を示す。図示されるように、送風機は、上述したように、近位開口３２３および遠位開口３２５を規定する第１および第２のハウジング部３２２，３２４を備えるハウジング３２０と、空気方向付け溝３５３を含むステータ構成要素３３０と、ステータ構成要素３３０に支持されかつ回転シャフトまたはロータ３５０を駆動するよう構成されたモータ３４０と、インペラ３６０とを含む。ステータ構成要素の第１および第２の部分３３２，３３４は、上記のようにＯ−リングを使用して連結されている。

図２２に示される実施形態は、また、送風機３１０にパワー／コントロールを接続するためのワイヤ４０４を含んでいる。図２３に示される実施形態はまたＰＣＢＡ４０２を含んでいる。これは、図１２に関連して上述したように流量センサおよび圧力センサを制御するために使用されてもよい。ＰＣＢＡ４０２は、ネジ、接着剤、またはハウジング３２０内に成形されたプラスチック製の保持スナップ（図示せず）あるいは他の連結具によってハウジング３２０に連結されていてもよい。

一例において、モータは、約４０，０００ｒｐｍまでの速度で回転してもよく、かつ１４ｃｍＨ_２Ｏまでの圧力を生じてもよい。一例において、インペラは、２０〜４０ｍｍ（例えば３０ｍｍ）の直径ｄ６を有していてもよく、かつハウジングは、３０〜５０ｍｍ（例えば３７ｍｍ）の外側最大幅ｄ７および３０〜５０ｍｍ（例えば４３ｍｍ）の外側最大高さｈ１を有していてもよい。一例において、モータは、約１０〜１５ｍｍ（例えば１２ｍｍ）の直径ｄ５と約２０〜３０（例えば２６ｍｍ）の長さを有していてもよい。ただし、他の適切なサイズを採用することもできる。送風機は、５００ｇ未満の重さを、より詳細には５０〜２００ｇの重さのものであってもよい。

図２４には、本発明の一実施形態に基づく送風機の特性を示す変動ＲＰＭに関する圧力対流量のカーブを示す。図示されるように、圧力対流量は、モータの速度範囲（例えば３０，０００から４０，０００ｒｐｍ）にわたって相対的に一定であり、これは、送風機に連結されたチューブが存在しないかまたはその量が制限されている場合に、患者が送風機を還流するよう呼吸できるようにするのに役立つ。これは、ＰＡＰデバイスの一部そしてチューブに取り付けられたマスクまたは患者用インターフェースにおける換気に関する必要性を限定または消去するようになる。以下の表１−１は、図２４に示されるように、変動ＲＰＭにおける圧力対流量に関する４つのファンのカーブデータを示す。

本明細書に記載した実施形態は、旅行用途に、かつ送風機のサイズおよび大きさが最小であることを求められる状況において使用されるよう好ましく適合されたものである。

本発明について、現在考えられ得る最も実際的でありかつ好ましい実施形態に関連して説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されないが、本発明の趣旨および範囲内に含まれるさまざまな変形例および同等の構成を包含するよう意図されていることを理解されたい。また、上記さまざまな実施形態は他の実施形態と併せて実施されてもよく、例えば一実施形態の態様が、他の実施形態の実現のために、さらに他の実施形態の態様と組み合わせられてもよい。さらに、各独立特徴部または所定のアセンブリの構成要素が付加的な実施形態を構成してもよい。加えて、本発明が、ＯＳＡを患う患者への特定の用途を有する場合、他の病気（例えば鬱血性心不全、糖尿病、病的肥満、脳卒中、または肥満手術）を患う患者が上記記載から利点を誘導できることが明らかである。さらに、上記記載は患者および患者でない人、同様に非医療用途に対しても適用性を有している。

１０ 送風機
２２ 第１のハウジング部
２３ 近位開口
２４ 第のハウジング部
２５ 遠位開口
２６ 固定具
２８（１） 整列ピン
２８（２） 受容孔
２９ 環状突出部
３０ 静止構成要素
３１（１） 整列ピン
３１（２） 受容孔
３２ 第１の部分
３３ 固定具
３４ 第２の部分
３５ 空気方向付け溝
３５（１） 流入部
３５（２） 流出部
３６ コーン形状ベース
４０ モータ
４５ ステータセンブリ
４７ 巻線
４８ 仕切り
５０ ロータ
５１（１），５１（２） 保持ベアリング
５７ 開口
６０ インペラ
６２ ブレード
６４，６６ 遮壁
２０１ 受動的空気バルブ組立体
２０２（１） 第１のハウジング部
２０２（２） 第２のハウジング部
２０２（３） 中間ハウジング部
２０３ 第１のバルブ
２０５ 第２のバルブ
２０５（１） ハブ
２０６ 開口
２１０ 送風機
２１５ 換気タービン
２１７ ＰＡＰデバイス
２２０ ハウジング
２２２ 第１のハウジング部
２２３ 近位開口
２２４ 第２のハウジング部
２２５ 遠位開口
２２７ 流出チューブ
２３０ ステータ構成要素
２３１（１） 受容部
２３１（２） 整列ピン
２３５ 空気方向付け溝
２３５（１） 流入部
２３５（２） 流出部
２３７ 開口
２３８ 凹部
２３９ 取り付けネジ
２４０ モータ
２５０ ロータ
２６０ インペラ
２７２ 第１のＰＣＢＡ
２７４ 第２のＰＣＢＡ
２７６ Ｏ−リング
２７７ ギャップ
２７７（１），２７７（２） リング形状凹部
２８０ 流れストレーナ
２９０ 流量センサ
２９２（１） 流入チューブ
２９２（２） 流出チューブ
２９６ 圧力センサ
２９８ フレキシブル膜
４０２ ＰＣＢＡ
４０４ ワイヤ
５００ 換気システム
５０１ フィルター／バルブアセンブリ
５０２（１） 空気流入部
５０２（２） 補助部
５０２ フィルターカバー
５０３ フィルタ
５０４ 空気流切換弁／マニホールド
５０４（１） 空気流入部
５０４（２） 空気流出部
５０４（３） 流出チャネル
５０４（４） 突出部
５０６ 空気流切り替えキャップ
５０６（１） 構造体
５０６（２） 開口
５０７ 流入膜バルブ
５０７（１） 環状部
５０８ 流入バルブリング
５０９ 空気流出膜バルブ
５１０ 送風機
５１２（１） 第１の部分
５１２（２） 第２の部分
５２０ ハウジング
５２１ ガスケット
５２２ 第１のハウジング部
５２２（１） 突出部
５２２（２） スロット
５２３ 近位開口
５２４ 第２のハウジング部
５２４（１） スロット
５２５ 遠位開口
５２６ ヒートシンク
５２８ プレナムチャンバ
５２９ 下流チャンバ
５３０ ステータ構成要素
５３２ 第１の部分
５３３ モータフランジ
５３４ 第２の部分
５３５ 空気方向付け溝
５３７ 開口
５３８ ステータベーン
５４０ モータ
５４１（１），５４１（２） Ｏ−リング
５４５ モータスリーブ
５５０ ロータ
５５５ 流動要素
５５５（１） ベーン
５５６ 分割内部コア
５６０ インペラ
５６２ インペラブレード
５６５ ドック
５６６ 受け台
５６６（１） 受け台部材
５６７（１） ＤＣ充電接触子
５６７（２） リモートアラーム接触子
５６７（３） リモートアラーム接触子
５６７（４） 電力表示部
５６８（１） ネックストラップ
５６８（２） 安定化ストラップ
５６８（３） ハンドセットハーネスおよびストラップ
５６９ 酸素保管用付属物
５７２ プリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）
５７３ キャップ
５７５ 粘性トラップ
５７６ 外側ケース
５７６（１） チューブ
５７７ シールリング
５７８ 内側ケース
５７８（１） 捕捉部
５７９ ポートシール
５８０ 熱水交換フィルタ（ＨＭＥＦ）
５８２ 外部ケーシング
５８２（１） チューブ
５８４ 内部ケーシング
５８４（１） 超音波溶着ライン
５８５ 中間圧力部
５８６ フィルタ中間部
５８７ ＳＤカードリーダー
５８８ 熱および水交換パッド
５８９ ポートシール
５９０ ハンドセット
５９１ ハウジング
５９２ 緩衝ストリップ
５９３ 薄膜キーパッド
５９３（１） スタート／ストップ換気ボタン
５９３（２） メニュー選択ボタン
５９３（３） アップ／増大ボタン
５９３（４） ダウン／減少ボタン
５９３（５） ｏｋ／有効／許可ボタン
５９３（６） 手動呼吸ボタン
５９３（７） 再生停止ボタン
５９３（８） アラーム表示部
５９３（９） ＤＣ入力接続表示部
５９４ ディスプレイスクリーン
５９５ 換気装置接続部
５９６ リモートアラームコネクタ
５９７ コミュニケーション接続部
５９８ アラームブザー
５９９ 増設バッテリー
１０２０ フレーム
１０２１ ヘッドギア接続部
１０２３ チューブ
１０３０ クッション
１０４０ ヘッドギア
１０４１，１０４３ 側方ストラップ
１０４２ オーバーヘッド式ストラップ
１０４６ ポリマーシート
１０４７ 最外層
１０４８ 内側層
１０４９ 緩衝層
１０５０ 送風機
１０５２ 空気取り込み部
１０５３ 第２のカフ
１０５４ 送風機取り付け部
１０５５ カフ
１１３０ 鼻用クッション
１１２０ フレーム
１１２１ 下方ヘッドギア接続部
１１４１ 下方ヘッドギアストラップ
１２３０ クッション
１２３１ プラグ
１２４４ 側方ストラップ
１２４５ 移行部
１３２０ マスク
１３２５ チューブ
１３４０ ヘッドギア
１３５０ 送風機
１３５０（１） 第１の送風機
１３５０（２） 第２の送風機
１４５０（１） 第１の送風機
１４５０（２） 第２の送風機
１４５１ フィルタ
１５５０（１） 第１の送風機
１５５０（２） 第２の送風機
１６２０ フレーム
１６３０ 鼻用クッション
１６５０ 送風機
１７２０ フレーム
１７３０ フルフェイスクッション
１７５０ 送風機
１７５１ 第１のフィルタ
１７５２ 第２のフィルタ
１８３０ 鼻用クッション
１８４０ ヘッドギア
１８５０ 送風機
１８５１ フィルタ
１９５０ 人工呼吸器
１９６０ オーバーヘッドチューブ
１９７０ ドッキングステーション
２０６０ オーバーヘッドチューブ
２１６６ チューブ
２１８０ ハーネス
２５３０ 患者用インターフェース
２５５０ 送風機
２５５０（１） 第１の送風機
２５５０（２） 第２の送風機
２６５０ 人工呼吸器
２６５５ 送風機ドック
２６５６ ベース
２６５８ ケース

Claims (19)

1. 人工呼吸器であって、
   前記人工呼吸器は：
   加圧空気の供給源を提供するよう構成された送風機と；
   前記送風機に設けられ、かつ空気が流動経路に沿って双方向に前記送風機を通って流動できるように構成されたバルブアセンブリと；
   を備えており、
   前記送風機は、双方向において流量を測定するようにかつ前記送風機のモータから熱を伝導するよう構成された、前記流動経路に沿う流動要素を含み、
   前記流動要素は、内側コアと、前記内側コアから延在する複数のベーンとを含むことを特徴とする人工呼吸器。
2. 前記流動要素は熱伝導材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の人工呼吸器。
3. 前記流動要素は、アルミニウムから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の人工呼吸器。
4. 前記流動要素は、４０〜６０のベーンを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
5. 前記流動要素の前記内側コアは、前記流動要素が前記モータの周囲に嵌合できるようにかつ前記モータからの熱の変動に伴い伸縮できるように構成された分割構造体を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
6. 前記バルブアセンブリは、前記送風機の空気流入部に連結されており、かつ少なくとも１つの吐気流出部を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
7. 前記バルブアセンブリは流入バルブと流出バルブとを含み、これらバルブは、第１の吸入方向に移動する流れを、前記第１の吸入方向とは反対の第２の吐出方向に移動する流れから離隔するよう構成されていることを特徴とする請求項６に記載の人工呼吸器。
8. 前記流入バルブは、吸気段階中の前記送風機の前記空気流入部への空気流を制御するよう構成された第１の膜を含むことを特徴とする請求項７に記載の人工呼吸器。
9. 流出バルブは、少なくとも１つの吐気流出部を介して大気中に放出される吐気流を制御するよう構成された第２の膜を含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の人工呼吸器。
10. 前記バルブアセンブリは、空気が前記送風機に入る前に空気をフィルタリングするよう構成されたフィルタを含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
11. 前記送風機の流出端部に設けられかつ患者によって吐き出される粒状物体を捕捉するよう構成された粘性トラップをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
12. 前記送風機の流出端部に設けられる熱水交換フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
13. 着用可能なシステムとして構成されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
14. 前記バルブアセンブリは、前記送風機の空気流入部に設けられることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
15. 前記バルブアセンブリは、
    大気と連通しており、かつ患者の呼吸サイクルの吸気段階中に空気が前記空気流入部を介して前記送風機内に流入できるよう配置されかつ構成された第１のバルブと、
    大気と連通しており、かつ患者の呼吸サイクルの吐気段階中に空気が前記空気流入部を介して前記送風機から流出可能なように配置されかつ構成された第２のバルブと、
    を含むことを特徴とする請求項１４に記載の人工呼吸器。
16. 前記バルブアセンブリは、患者の呼吸サイクルの吸気段階中に空気が前記空気流入部を介して前記送風機内に流入できるようにかつ患者の呼吸サイクルの吐気段階中に空気が前記空気流入部を介して前記送風機から流出可能なように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の人工呼吸器。
17. 前記バルブアセンブリは、ノイズを低減するためにマフラーとして機能するチャンバ空間を提供することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の人工呼吸器。
18. モジューラ人工呼吸システムであって、
    前記モジューラ人工呼吸システムは：
    請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の前記人工呼吸器を含む人工呼吸モジュール；および、
    １つ以上の以下の個別に置換可能なモジュール：
    前記人工呼吸モジュールを遠隔制御するための制御モジュール；
    前記制御モジュールのための付属バッテリーモジュール；
    前記人工呼吸モジュールに設けられた酸素増大モジュール；
    前記人工呼吸モジュールの遠位開口に設けられた粘性トラップ；
    前記人工呼吸モジュールの遠位開口に設けられた熱水交換フィルタモジュール；および／または、
    前記人工呼吸モジュールおよび／または制御モジュールを固定するための１つ以上のストラップを含むストラップモジュール；
    を備えることを特徴とするモジューラ人工呼吸システム。
19. 前記制御モジュールは、内部加速度計を含み、かつパルス酸素濃度計および／またはＣＯ_２モニターをそれに接続可能にすることを特徴とする請求項１８に記載のモジューラ人工呼吸システム。

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