JP6305062B2 - 呼吸補助システム用の圧力軽減装置及びシステム - Google Patents

Description

（関連出願）
本出願は、出願日２０１１年１月２８日の、本出願の譲受人に譲渡された、米国特許仮出願第６１／４３７，４７９号、名称「ＰＲＥＳＳＵＲＥ−ＬＩＭＩＴＥＤ ＶＡＲＩＡＢＬＥ−ＦＬＯＷ ＮＡＳＡＬ ＣＰＡＰ ＳＹＳＴＥＭ」に対する優先権および利益を主張する。

呼吸補助システムは、呼吸困難および／または呼吸不全を経験する患者を治療するために使用される。いくつかの例において、そのようなシステムの気体源が、所望の圧力閾値を超えて上昇した圧力を発生させる場合がある。結果として、上昇した圧力は患者に気圧外傷をもたらし得る。

更に、呼吸補助システム内のいくつかの装置は、動作中に大きな音響を発生させ得る。結果として、大きな音響が患者を刺激するか、または害する場合がある（例えば新生児）。

この文書は呼吸補助システム内の圧力軽減を論じる。

図１は呼吸補助システムの実施形態を例示する。

図２は呼吸補助システムの実施形態を例示する。

図３は圧力軽減装置の実施形態を例示する。

図４Ａは音響ダンプナーの実施形態を例示する。 図４Ｂは音響ダンプナーの実施形態を例示する。 図４Ｃは音響ダンプナーの実施形態を例示する。 図４Ｄは音響ダンプナーの実施形態を例示する。 図４Ｅは音響ダンプナーの実施形態を例示する。

本記載において参照される図面は、具体的に注記される場合を除き、原寸に比例しないものとして理解されるべきである。

ここで本技術の実施形態に対して詳細に参照が行われ、その実施例が添付される図面に例示される。本技術は様々な実施形態（複数可）と併せて記載されるが、本技術をこれらの実施形態に限定するものではないことが理解されるであろう。逆に、本技術は別法、改変形態、および均等物を網羅することが意図され、これらは添付される特許請求の範囲によって定義される様々な実施形態の趣旨および範囲内に含まれ得る。

更に、実施形態の以下の記載において、本技術の十分な理解を提供するために多数の具体的詳細が記載される。しかし、本技術はこれらの具体的詳細がなくとも実行し得る。他の例において、本実施形態の態様を不必要なまでに不明瞭にしないために、周知の方法、手順、構成要素、および回路は詳細に記載されていない。

図１は呼吸補助システム１００の実施形態を図示する。システム１００は、呼吸補助のための気体源を発生させるいずれの呼吸システムでもあり得る。そのようなシステム（例えば侵襲的または非侵襲的）は、人工呼吸器システム、持続性気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、経鼻ＣＰＡＰ（ｎＣＰＡＰ）システム、圧力制限変動流ｎＣＰＡＰシステム等であり得るが、これらに限定されない。

システム１００は、圧力軽減装置１１０、患者インターフェース１２０、および気体源１３０を含む。軽減装置１１０、患者インターフェース１２０、および気体源１３０は、細管を介して互いに流体接続される。

患者インターフェース１２０は、単肢インターフェース、両肢インターフェース、ＣＰＡＰ発生器等であり得るが、これらに限定されない。

気体源１３０は、ＣＰＡＰシステムのための流動駆動器、人工呼吸器システムのための人工呼吸器等であり得るが、これらに限定されない。

流動駆動器が気体の流れを伴うＣＰＡＰ発生器を提供することが理解されるべきである。ＣＰＡＰ発生器は気体の流れ（例えば、空気および／または酸素）を受け、次に患者に送られるＣＰＡＰを発生させる。ＣＰＡＰは形状、噴射等、発生器内の様々な物理的特徴により発生させられ得るが、これらに限定されない。典型的に、ＣＰＡＰシステム内の流動駆動器は人工呼吸器システムの動作圧力よりも高い圧力で動作する。

概ね、人工呼吸器システムにおいて、必須の空気流および圧力は人工呼吸器で機械的に発生させられる。次いで、必須の空気流が患者インターフェースを介して患者に送られる。

圧力軽減装置１１０は、システム１００内の圧力を軽減するいずれの圧力軽減装置でもある。具体的には、圧力軽減装置１１０はシステム１００内の圧力が所定の圧力を超えないことを確実にする。例えば、患者は呼吸補助のための患者インターフェース１２０で気体の第１の圧力を受ける。気体源１３０は第１の圧力よりも大きい、気体の第２の圧力を発生させる。患者が気体の第２の圧力を受けると、次いで、気圧外傷が結果として生じる場合がある。しかし、圧力軽減装置１１０は、患者が第２の圧力を受けないように第２の圧力に応じてシステム１００からの気体を軽減または通気する。一実施形態において、圧力軽減装置１１０は、患者インターフェース１２０内の圧力が患者のために処方された圧力であるように気体源１３０からの気体を通気する。

一実施形態において、圧力軽減装置１１０は気体源ライン内に配置される（図１に図示される）。別の実施形態において、圧力軽減装置１１０は患者インターフェース１２０に近位に、または患者インターフェース１２０と一体となって配置される。更なる実施形態において、圧力軽減装置１１０は気体源１３０に近位に、または気体源１３０と一体となって配置される。

一実施形態において、圧力軽減装置１１０は、図３に図示されるように、圧力軽減装置３１０等のアンブレラバルブ装置である。圧力軽減装置３１０の詳細な説明は以下に提供される。

図２は呼吸補助システム２００の実施形態を図示する。具体的には、システム２００はＣＰＡＰシステムである。様々な実施形態において、ＣＰＡＰシステムは圧力制限変動流ＣＰＡＰ（またはｎＣＰＡＰ）システムである。

典型的に、従来の変動流ＣＰＡＰシステムは最大２０ｃｍＨ２ＯのＣＰＡＰ圧力を発生させるために、例えば２００ｃｍＨ２Ｏを超える実質的により高い駆動圧を使用する。対照的に、システム２００（例えば圧力制限ＣＰＡＰシステム）は最大２０ｃｍＨ２ＯのＣＰＡＰ圧力を発生させるために、例えば６０ｃｍＨ２Ｏのより低い駆動圧を使用する。

概ね、「変動流」システムはＣＰＡＰシステムの気体流および／または酸素濃度のある程度の制御を可能にする。対照的に、固定された（または非変動流）ＣＰＡＰシステムは気体流および／または酸素濃度の制御を可能にしない。

システム２００はＣＰＡＰ装置２７０に気体を提供する気体源２３０（例えば流動駆動器）を含む。具体的には、発生器本体２５０は気体源２３０から気体を受ける。発生器本体２５０は気体（例えば、空気および／または酸素）の流れを受け、次に患者に送られるＣＰＡＰを発生させる。ＣＰＡＰは形状、噴射等、発生器本体２５０内の様々な物理的特徴によって発生させられ得るが、これらに限定されない。

ＣＰＡＰは患者インターフェース２２０を介して患者によって受けられる。患者が息を吐き出すと、呼気は患者インターフェース２２０、発生器本体２５０を通過させられ、周囲の細管２６０でシステム２００を出る。

一実施形態において、システム２００は、システム２００内の圧力を監視するように構成される圧力モニタ２４０を含む。

従来、変動流ｎＣＰＡＰ装置（例えば、Ｉｎｆａｎｔ Ｆｌｏｗ ｎＣＰＡＰ、Ａｉｒｌｉｆｅ ｎＣＰＡＰ）は、流動駆動装置に接続することによって動作させられることが理解されるべきである。これらの装置は、人工呼吸の目的のために使用される装置より著しく高い駆動圧で動作する。人工呼吸器プラットホ−ム上の変動流装置を使用するためには、駆動圧は著しく低減されなければならない。

従来のＣＰＡＰ流動駆動装置は、流動駆動器が機能的であり、患者圧力を監視する場合に、ＣＰＡＰ装置２７０等の低駆動圧ｎＣＰＡＰシステムと互換性がある。しかし、監視することなく流れを管理する能力を有する流動駆動器（例えば、Ｉｎｆａｎｔ Ｆｌｏｗ ＳｉＰＡＰ、Ｐ−Ｄｒｉｖｅｒ）は、監視が遮断された場合、流動駆動装置によって軽減機構をトリガする駆動圧に依存する。典型的軽減機構は、ＣＰＡＰ駆動器内に統合され、複数の患者に使用するために好適であり、２００ｃｍＨ２Ｏを超える圧力で動作する、ばね装着された機械的軽減バルブである。

対照的に、圧力軽減装置２１０は使い捨て可能な装置である。一実施形態において、圧力軽減装置は６０ｃｍＨ２Ｏを超える圧力で動作する。別の実施形態において、圧力軽減装置２１０は単一の患者に使用するために再利用可能である。

同じ患者圧力を得るためにより少ない駆動圧を必要とするシステム２００のような変動流ＣＰＡＰシステムを使用するとき、より旧式の高駆動圧変動流システムに許容可能であると見なされるレベルに駆動圧を増大させることは、監視が行われない場合に患者によって経験されるはるかに高い圧力をもたらすであろう。これは患者への気圧外傷をもたらし得るであろう。圧力軽減機構（例えば圧力軽減装置２１０）を組み込むことは、流動駆動装置での監視されない高駆動圧の結果としての、この高い患者圧力というシナリオが、患者によって経験される所望でない高い圧力を引き起こさないことを確実にするであろう。

ゆえに、所望の圧力（駆動および患者圧力の両方に関係し得る）で通気する圧力軽減システム（例えば圧力軽減装置２１０）を組込むことは、変動流ｎＣＰＡＰ装置（例えばシステム２００）が旧式の流動駆動装置で安全に使用されるとともに、人工呼吸器プラットフォームとの互換性のために十分低い駆動圧を有することを可能にする。

一実施形態において、圧力軽減装置２１０は気体源ライン（図２に図示される）に配置される。別の実施形態において、圧力軽減装置２１０はＣＰＡＰ装置２７０および特に発生器本体２５０に近位に、または圧力軽減装置２１０および発生器と一体となって配置される。更なる実施形態において、圧力軽減装置２１０は気体源２３０に近位に、または気体源２３０と一体となって配置される。

図３は圧力軽減装置３１０の実施形態を図示する。圧力軽減装置３１０はアンブレラ軽減装置である。具体的には、圧力軽減装置３１０は、ハウジング３４０内に配置されるアンブレラバルブ３２０および音響ダンプナー３３０を含む。例えば、音響ダンプナー３３０は蓋３５０とアンブレラバルブ３２０との間に配置される。

アンブレラバルブ３２０は、所定の圧力でハウジング３４０から開封するように構成される。例えば、アンブレラバルブ３２０は、空気流が細管３６１および３６０を通過するように第１の圧力でハウジング３４０の内部から密封される。例えば第１の圧力で、アンブレラバルブ３２０は、空気流が気体源から患者インターフェースへと効果的に送られるように密封される。空気流が、細管３６０から細管３６１への方向または細管３６１から細管３６０への方向に流れ得ることが理解されるべきである。

しかし、システム内の圧力が所定の圧力（第１の圧力より高い）まで増大すると、次いで、アンブレラバルブは弾力的に変形し、気体流がハウジング３４０内の複数のベントの外に出て、システム内の圧力を軽減することを可能にする。所定の圧力はクラッキング、開口または軽減圧として既知である。

アンブレラバルブ３２０は、所定の圧力に応じて変形するときに高ノイズレベル（例えば８０〜８５ｄｂ）を発生させる。この高ノイズレベルが、患者、特に新生児等、敏感な聴覚を有する者を刺激する可能性がある。いくつかの例において、発生させられる高ノイズレベルが患者の聴覚を害する場合がある。

しかし、音響ダンプナー３３０はアンブレラバルブ３２０によって発生させられたノイズレベルを弱める。例えば、アンブレラバルブ３２０が変形すると、音響ダンプナー３３０と物理的に接触する。一実施形態において、軽減バルブが作動すると、アンブレラバルブ３２０によって発生させられた音響は５０ｄｂ以下に低減される。

一実施形態において、音響はおよそ≦３５リットル毎分（ＬＰＭ）の駆動流の規定範囲で低減される。別の実施形態において、音響はおよそ≦２０ＬＰＭの駆動流の規定範囲で低減される。

音響ダンプナー３３０は、アンブレラバルブ３２０によって発生させられた音響を弱めることを容易にするいずれの材料でもあり得る。一実施形態において、音響ダンプナー３３０はポリウレタン発泡材である。様々な実施形態において、音響ダンプナー３３０はフェルト、布地、いずれの穿孔処理された材料等であり得るが、これらに限定されない。

音響ダンプナー３３０はダイカットまたはレーザーカットされ得る。音響ダンプナーの縁部が直線であることが理解されるべきである。換言すれば、音響ダンプナーの縁部は丸みまたはテーパ形を有せず、または極めて制限された丸みまたはテーパ形を有する。

音響ダンプナー３３０は、アンブレラバルブ３２０のクラッキング圧の標準偏差も低減させる。例えば、アンブレラバルブ３２０は、音響ダンプナーが使用されないとき、５０〜７０ｃｍＨ_２Ｏで変形またはクラックする。しかし、音響ダンプナー３３０が使用されるとき、クラッキング圧の標準偏差は、アンブレラバルブ３２０がおよそ６０ｃｍＨ_２Ｏで一貫してクラックするように狭められる。

図４Ａ〜Ｅは、音響ダンプナー４３０Ａ〜Ｅの実施形態をそれぞれ図示する。図４Ａは、ピン歯車様形状を有する音響ダンプナー４３０Ａを図示する。一実施形態において、音響ダンプナー４３０Ａは、ハウジング３４０内での音響ダンプナー４３０Ａの中央揃えを容易にするように構成される中央揃え機構４４０を含む。中央揃え機構４４０は、中央揃えと互換性があるいずれの形状でもあり得る。例えば、中央揃え機構４４０は空孔、窪み、陥凹、隆起、リッジ、リング、ペッグ（複数可）、または柱（複数可）等であり得るが、これらに限定されない。別の実施形態において、中央揃え機構４４０は蓋３５０上の中央揃え機構と合致する。

図４Ｂは、ピン歯車様形状を有する音響ダンプナー４３０Ｂを図示する。図４Ｃは、クローバ様形状を有する音響ダンプナー４３０Ｃを図示する。図４Ｄは、ディスク形状を有する音響ダンプナー４３０Ｄを図示する。図４Ｅは、リング形状を有する音響ダンプナー４３０Ｅを図示する。図示された形状が限定的または網羅的ではないことが理解されるべきである。したがって、音響ダンプナーは、アンブレラバルブ３２０の音響を弱め得るいずれの形状でもあり得る。

様々な実施形態がこのように記載される。特定の実施形態が記載される一方、実施形態がそのような記載によって制限されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ以下の特許請求の範囲に従って解釈されるべきであることが理解されるべきである。

本明細書に記載される全ての要素、部品、およびステップが含まれることが好ましい。当業者には明らかであるように、これらの要素、部品、およびステップのいずれも、他の要素、部品、およびステップによって代替され、または完全に除去されてもよいことが理解されるべきである。

概括的に、本文書は、所定の圧力に応じて弾力的に変形するように構成されるバルブと、バルブが所定の圧力に応じて弾力的に変形すると、バルブによって発生させられた音響を弱めるように構成される音響ダンプナーと、を備える、圧力軽減装置を少なくとも開示した。

（概念）
本文書は以下の付記も開示する。
概念１．
圧力軽減装置であって、
所定の圧力に応じて弾力的に変形するように構成されるバルブと、
バルブが所定の圧力に応じて弾力的に変形すると、バルブによって発生させられる音響を弱めるように構成される音響ダンプナーと、を備える、圧力軽減装置。
概念２．
蓋を更に備え、
音響ダンプナーが、蓋とバルブとの間に配置される、概念１に記載の圧力軽減装置。
概念３．
バルブがアンブレラバルブである、概念１に記載の圧力軽減装置。
概念４．
音響ダンプナーがディスク形状である、概念１に記載の圧力軽減装置。
概念５．
音響ダンプナーがリング形状である、概念１に記載の圧力軽減装置。
概念６．
音響ダンプナーがクローバ様形状である、概念１に記載の圧力軽減装置。
概念７．
音響ダンプナーがピン歯車様形状である、概念１に記載の圧力軽減装置。
概念８．
音響ダンプナーを圧力軽減装置内の中央に揃えることを容易にするように構成される、音響ダンプナー中央揃え機構を更に備える、概念１に記載の圧力軽減装置。
概念９．
呼吸補助システムであって、
気体源と、
患者インターフェースと、
圧力軽減装置であって、
所定の圧力に応じて弾力的に変形するように構成されるバルブと、
バルブが所定の圧力に応じて弾力的に変形すると、バルブによって発生させられる音響を弱めるように構成される音響ダンプナーと、を備える、圧力軽減装置と、
を備える、呼吸補助システム。
概念１０．
持続性気道陽圧（ＣＰＡＰ）システムである、概念９に記載の呼吸補助システム。
概念１１．
経鼻持続性気道陽圧（ｎＣＰＡＰ）システムである、概念９に記載の呼吸補助システム。
概念１２．
気体源が、
ＣＰＡＰシステムのための気体源を供給するように構成される流動駆動器を備える、概念９に記載の呼吸補助システム。
概念１３．
患者インターフェースが、
ＣＰＡＰ発生器を備える、概念９に記載の呼吸補助システム。
概念１４．
患者インターフェースが、
ｎＣＰＡＰ発生器を備える、概念９に記載の呼吸補助システム。
概念１５．
変動流持続性気道陽圧（ＣＰＡＰ）システムであって、
流動駆動器と、
ＣＰＡＰ発生器と、
変動ＣＰＡＰシステム内の圧力が所定の圧力を超えないことを確実にするように構成される圧力軽減装置と、を備える、変動流持続性気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム。
概念１６．
圧力軽減装置が、
所定の圧力に応じて弾力的に変形するように構成されるバルブと、
バルブが所定の圧力に応じて弾力的に変形すると、バルブによって発生させられる音響を弱めるように構成される音響ダンプナーと、
を備える、概念１５に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。
概念１７．
音響ダンプナーの形状が、ディスク形状、リング形状、クローバ様形状、およびピン歯車様形状からなる群から選択される、概念１６に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。
概念１８．
バルブがアンブレラバルブである、概念１６に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。
概念１９．
変動流経鼻ＣＰＡＰシステムである、概念１５に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。
概念２０．
音響ダンプナーを圧力軽減装置内の中央に揃えることを容易にするように構成される、音響ダンプナー中央揃え機構を更に備える、概念１５に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。

Claims (19)

1. 圧力軽減装置であって、
   ベントと、流体接続した第１の細管と第２の細管を有するハウジングと、
   ハウジングから前記ベントを通る空気流を妨げるためのハウジングの内部に対してバルブが密封し、空気流が前記第１の細管と前記第２の細管とを通過する非変形状態と、所定の圧力に応じて変形し、空気流が前記ベントおよび前記第１の細管と前記第２の細管とを通過する弾性的変形状態とを含み、弾性的に前記非変形状態から前記変形状態へ変形するとき音響を発生する、前記ハウジング内のバルブと、
   前記バルブが弾力的に変形し、前記バルブによって発生させられる前記音響を弱めるように構成されており、前記バルブが弾性的に変形するときに前記バルブによって接触されて、前記バルブによって発生された前記音響を弱める、音響ダンプナーと、を備える、呼吸補助システム用の圧力軽減装置。
2. 蓋を更に備え、前記音響ダンプナーが、前記蓋と前記バルブとの間に配置される、請求項１に記載の呼吸補助システム用の圧力軽減装置。
3. 前記バルブがアンブレラバルブである、請求項１に記載の呼吸補助システム用の圧力軽減装置。
4. 前記音響ダンプナーがディスク形状である、請求項１に記載の呼吸補助システム用の圧力軽減装置。
5. 前記音響ダンプナーがリング形状である、請求項１に記載の呼吸補助システム用の圧力軽減装置。
6. 前記音響ダンプナーがクローバ様形状である、請求項１に記載の呼吸補助システム用の圧力軽減装置。
7. 前記音響ダンプナーがピン歯車様形状である、請求項１に記載の呼吸補助システム用の圧力軽減装置。
8. 前記音響ダンプナーを前記圧力軽減装置内の中央に揃えることを容易にするように構成される、音響ダンプナー中央揃え機構を更に備える、請求項１に記載の呼吸補助システム用の圧力軽減装置。
9. 呼吸補助システムであって、
   気体源と、
   患者インターフェースと、
   圧力軽減装置であって、
   ベントと、流体接続した第１の細管と第２の細管を有するハウジングと、
   ハウジングから前記ベントを通る空気流を妨げるためのハウジングの内部に対してバルブが密封し、空気流が前記第１の細管と前記第２の細管とを通過する非変形状態と、所定の圧力に応じて変形し、空気流が前記ベントおよび前記第１の細管と前記第２の細管とを通過する弾性的変形状態とを含み、弾性的に前記非変形状態から前記変形状態へ変形するとき音響を発生する、前記ハウジング内のバルブと、
   前記バルブが弾力的に変形するときに前記バルブによって発生させられる前記音響を弱めるように構成されており、前記バルブが弾性的に変形するときに前記バルブによって接触される、音響ダンプナーと、を備える、圧力軽減装置と、
   を備える、呼吸補助システム。
10. 持続性気道陽圧（ＣＰＡＰ）システムである、請求項９に記載の呼吸補助システム。
11. 経鼻持続性気道陽圧（ｎＣＰＡＰ）システムである、請求項９に記載の呼吸補助システム。
12. 前記気体源が、
    ＣＰＡＰシステムのための気体源を供給するように構成される流動駆動器を備える、請求項９に記載の呼吸補助システム。
13. 前記患者インターフェースが、
    ＣＰＡＰ発生器を備える、請求項９に記載の呼吸補助システム。
14. 前記患者インターフェースが、
    ｎＣＰＡＰ発生器を備える、請求項９に記載の呼吸補助システム。
15. 変動流持続性気道陽圧（ＣＰＡＰ）システムであって、
    流動駆動器と、
    ＣＰＡＰ発生器と、
    前記変動ＣＰＡＰシステム内の圧力が所定の圧力を超えないことを確実にするように構成され、ハウジングからベントを通る空気流を妨げるためのハウジングの内部に対してバルブが密封し、空気流が前記第１の細管と前記第２の細管とを通過する非変形状態と、所定の圧力に応じて変形し、空気流が前記ベントおよび前記第１の細管と前記第２の細管とを通過する弾性的変形状態とを含み、弾性的に前記非変形状態から前記変形状態へ変形するとき音響を発生する、前記ハウジング内で第１の細管と第２の細管に流体接続したバルブを有する圧力軽減装置と、
    前記バルブが弾力的に変形するときに前記バルブによって発生させられる前記音響を弱めるように構成されており、前記バルブが弾性的に変形するときに前記バルブによって接触される、音響ダンプナーと、
    を備える、変動流持続性気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム。
16. 前記音響ダンプナーの形状が、ディスク形状、リング形状、クローバ様形状、およびピン歯車様形状からなる群から選択される、請求項１５に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。
17. 前記バルブがアンブレラバルブである、請求項１５に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。
18. 変動流経鼻ＣＰＡＰシステムである、請求項１５に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。
19. 前記音響ダンプナーを前記圧力軽減装置内の中央に揃えることを容易にするように構成される、音響ダンプナー中央揃え機構を更に備える、請求項１５に記載の変動流ＣＰＡＰシステム。

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