JP7293358B2 - 呼吸圧力治療デバイス用の空気圧ブロック - Google Patents
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Description
本出願は、2018年12月13日に出願された米国仮出願第62/779,135号の恩恵を主張する。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する。
2.1 技術の分野
本技術は、呼吸関連疾患のスクリーニング、診断、監視、治療、予防および改善のうち1つ以上に関する。本技術はまた、医療デバイスまたは装置と、その使用とに関する。
2.2.1 ヒトの呼吸器系およびその疾患
身体の呼吸器系は、ガス交換を促進させる。鼻および口は、患者の気道への入口を形成する。
多様な療法(例えば、持続的気道陽圧(CPAP)治療法、非侵襲的換気(NIV)および侵襲的換気(IV))が上記の呼吸器疾患の1つ以上の治療のために用いられている。
これらの治療は、治療システムまたはデバイスによって提供され得る。このようなシステムおよびデバイスは、疾患を治療することなくスクリーニング、診断、または監視するためにも、用いられ得る。
患者インターフェースは、例えば気道入口への空気流れを提供することにより呼吸装具へのインターフェースを装着者へ提供するために、用いられ得る。空気流れは、鼻および/または口へのマスク、口への管、または患者気管への気管切開管を介して提供され得る。適用される療法に応じて、患者インターフェースは、例えば患者の顔の領域とのシールを形成し得、これにより、療法実行のための雰囲気圧力と共に充分な分散の圧力において(例えば、例えば雰囲気圧力に対して約10cmH2Oの陽圧において)ガス送達を促進する。酸素送達などの他の治療形態において、患者インターフェースは、約10cmH2Oの陽圧において気道へのガス供給の送達を促進するのに充分な密閉を含まない場合がある。
呼吸圧力治療(RPT)デバイスは、例えばデバイスを作動させて気道へのインターフェースへの空気送達流れを生成することにより、上記した複数の治療のうち1つ以上の送達に個別的に、またはシステムの一部として用いられ得る。この空気流れは、加圧され得る。RPTデバイスの例を挙げると、CPAPデバイスおよび人工呼吸器がある。
空気流れの送達を加湿無しで行った場合、気道の乾燥に繋がり得る。加湿器をRPTデバイスおよび患者インターフェースと共に用いた場合、加湿ガスが生成されるため、鼻粘膜の乾燥が最小化され、患者気道の快適性が増加する。加えて、より冷涼な気候においては、概して患者インターフェースの周囲の顔領域へ温風を付加すると、冷風の場合よりも快適性が高まる。
臨床的理由により、呼吸治療が処方された患者が「コンプライアンスを遵守している」(例えば、患者が自身のRPTデバイスを1つ以上の「コンプライアンスルール」に則っているか)を決定するためのデータを入手する場合がある。CPAP治療についてのコンプライアンスルールの一例として、患者がコンプライアンスを遵守しているとみなすためには、患者が連続30日間のうち少なくとも21日間にわたってRPTデバイスを一晩あたり少なくとも4時間にわたって使用する必要がある。患者のコンプライアンスを決定するためには、RPTデバイスのプロバイダ(例えば、ヘルスケアプロバイダ)は、RPTデバイスを用いた患者の治療を記述するデータを手作業で入手し、所定期間にわたる使用率を計算し、これをコンプライアンスルールと比較し得る。ヘルスケアプロバイダが患者が自身のRPTデバイスをコンプライアンスルールに則って使用したと決定すると、当該ヘルスケアプロバイダは、患者がコンプライアンスを遵守している旨を第三者に通知し得る。
本技術は、呼吸器疾患のスクリーニング、診断、モニタリング、改善、治療または予防において用いられる医療機器の提供に関連し、これらの医療機器は、向上した快適性、コスト、有効性、使い易さおよび製造可能性のうち1つ以上を有する。
本技術を、添付図面中に非限定的に一実施例として例示する。図面中、類似の参照符号は、以下の類似の要素を含む:
本技術についてさらに詳細に説明する前に、本技術は、本明細書中に記載される異なり得る特定の実施例に限定されるのではないことが理解されるべきである。本開示中に用いられる用語は、本明細書中に記載される特定の実施例を説明する目的のためのものであり、限定的なものではないことも理解されるべきである。
一形態において、本技術は、呼吸器疾患の治療方法を含む。本方法は、患者1000の気道の入口へ陽圧を付加するステップを含む。
1つの形態において、本技術は、呼吸障害の治療のための装置またはデバイスを含む。装置またはデバイスは、加圧空気を患者インターフェース3000への空気回路4170を介して患者1000へ供給するRPTデバイス4000を含み得る(例えば、図1A~1Cを参照されたい)。
図3Aは、シール形成構造3100、プレナムチャンバ3200、位置決めおよび安定化構造3300、通気部3400、空気回路4170への接続のための一形態の接続ポート3600、および前額支持部3700を含む、本技術の一態様による非侵襲的患者インターフェース3000を示す。いくつかの形態において、機能様態が、1つ以上の物理的コンポーネントによって提供され得る。いくつかの形態において、1つの物理的コンポーネントは、1つ以上の機能様態を提供し得る。使用時において、シール形成構造3100は、気道への陽圧での空気供給を促進するように、患者の気道の入口を包囲するように配置される。
本技術の一形態によるRPTデバイス4000の分解図を図5Aに示す。RPTデバイス4000は、機械式部品、空気圧式部品、および/または電気部品を含み得、1つ以上のアルゴリズムを実行するように構成される。RPTデバイス4000は、例えば本文書中のいずれかに記載の呼吸状態のうち1つ以上の治療のために患者の気道へ送達される空気流れを生成するように構成され得る。
RPTデバイスは、以下のコンポーネントのうち1つ以上を一体ユニット中に含み得る。一代替形態において、以下のコンポーネントのうち1つ以上が、それぞれの別個のユニットとして配置され得る。
本技術の一形態によるRPTデバイスは、空気フィルタ4110または複数の空気フィルタ4110を含み得る。
本技術の一形態によるRPTデバイスは、マフラー4120または複数のマフラー4120を含み得る。
本技術の一形態において、空気の流れまたは供給を陽圧において生成する圧力生成器4140は、制御可能な送風機4142である。例えば、送風機4142は、1つ以上のインペラを備えたブラシレスDCモータ4144を含み得る。インペラが、ボリュート内へ配置され得る。送風機は、空気供給の送達を例えば約120リットル/分までの速度で、約4cmH2O~約20cmH2Oの範囲の陽圧で、または他の形態において約30cmH2Oまで行うことができる。送風機については、以下の特許または特許出願のうちいずれか1つに記載があり得。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する:米国特許第7,866,944号、米国特許第8,638、014号、米国特許第8,636,479号およびPCT特許出願公開WO2013/020167。
変換器は、RPTデバイスの内部に設けてもよいし、あるいはRPTデバイスの外部に設けてもよい。外部変換器は、例えば空気回路上に配置してもよいし、あるいは空気回路の一部を形成してもよい(例えば、患者インターフェース)。外部変換器は、非接触センサの形態をとり得る(例えば、データRPTデバイスを送るかまたは移動させるドップラーレーダー移動センサ)。
本技術による流量センサ4274は、差圧変換器(例えば、SENSIRIONからのSDP600シリーズ差圧変換器)に基づき得る。
本技術による圧力センサ4272は、空気圧経路と流体連通して配置され得る。適切な圧力センサの一実施例として、HONEYWELL ASDXシリーズからの変換器がある。別の適切な圧力センサとして、GENERAL ELECTRICからのNPAシリーズからの変換器がある。
本技術の一形態において、モータ4144および/または送風機4142の回転速度を決定するために、モータ速度変換器4276が用いられ得る。モータ速度変換器4276からのモータ速度信号は、治療装置コントローラ4240へ提供され得る。モータ速度変換器4276は、例えば速度センサであり得る(例えば、ホール効果センサ)。
本技術の一形態において、アンチスピルバック弁4160が、加湿器5000と、空気圧ブロック4020との間に配置され得る。アンチスピルバック弁は、水が加湿器5000から上流に(例えば、送風機のモータ4144へ)流れる危険性を低減させるように、構築および配置される。
5.4.2.1 電源
電源4210は、RPTデバイス4000の外部ハウジング4010の内部または外部に配置され得る。
本技術の一形態において、RPTデバイス4000は、人間がデバイスと相互作用を可能にするためのボタン、スイッチまたはダイヤルの形態をとる1つ以上の入力デバイス4220を含む。ボタン、スイッチまたはダイヤルは、タッチスクリーンを介してアクセスすることが可能な物理的デバイスまたはソフトウェアデバイスであり得る。ボタン、スイッチまたはダイヤルは、一形態において外部ハウジング4010に物理的に接続させてもよいし、あるいは、別の形態において中央コントローラ4230と電気接続された受信器と無線通信してもよい。
本技術の一形態において、中央コントローラ4230は、RPTデバイス4000の制御に適した1つまたは複数のプロセッサである。
RPTデバイス4000は、中央コントローラ4230へ接続された時計4232を含み得る。
本技術の一形態において、治療デバイスコントローラ4240は治療制御モジュール4330であり、中央コントローラ4230によって実行されるアルゴリズム4300の一部を形成する。
本技術による1つ以上の保護回路4250は、電気保護回路、温度および/または圧力安全回路を含み得る。
本技術の一形態によれば、RPTデバイス4000は、メモリ4260(例えば、不揮発性メモリ)を含む。いくつかの形態において、メモリ4260は、電池式スタティックRAMを含み得る。いくつかの形態において、メモリ4260は、揮発性RAMを含み得る。
本技術の一形態において、データ通信インターフェース4280が設けられ、中央コントローラ4230へ接続される。データ通信インターフェース4280は、遠隔外部通信ネットワーク4282および/またはローカル外部通信ネットワーク4284へ接続可能であり得る。遠隔外部通信ネットワーク4282は、遠隔外部デバイス4286へ接続可能であり得る。ローカル外部通信ネットワーク4284は、ローカル外部デバイス4288へ接続可能であり得る。
本技術による出力デバイス4290は、視覚、音声および触覚ユニットのうち1つ以上の形態をとり得る。視覚ディスプレイは、液晶ディスプレイ(LCD)または発光ダイオード(LED)ディスプレイであり得る。
ディスプレイドライバ4292は、ディスプレイ4294上へ表示されるべき文字、記号または画像を入力として受信し、ディスプレイ4294にこれらの文字、記号または画像を表示させるコマンドへ変換する。
ディスプレイ4294は、ディスプレイドライバ4292から受信されたコマンドに応答して、文字、記号または画像を視覚的に表示するように構成される。例えば、ディスプレイ4294は8セグメントディスプレイであり得、その場合、ディスプレイドライバ4292は、各文字または記号(例えば、数字「0」)を、特定の文字または記号を表示するために各8個のセグメントを活性化させるべきかを示す8個の論理信号へ変換する。
上記したように、本技術のいくつかの形態において、中央制御装置4230は、非一時的なコンピュータで読出可能な記録媒体(例えば、メモリ4260)中に記録されたコンピュータプログラムとして表現された1つ以上のアルゴリズム4300を具現するように構成され得る。このアルゴリズム4300は、モジュールと呼ばれるグループにグループ付けられることが一般的だ(例えば、図5Fを参照)。
本技術の一形態による事前処理モジュール4310は、変換器4270(例えば流量センサ4274または圧力センサ4272)からの信号を入力として受信し、1つ以上の出力値を計算するための1つ以上のプロセスステップを行う。これらの出力値は、別のモジュール(例えば、治療エンジンモジュール4320)への入力として用いられる。
本技術の一形態において、圧力補償アルゴリズム4312は、空気圧ブロックの出口の近位の空気圧経路中の圧力を示す信号を入力として受信する。圧力補償アルゴリズム4312は、圧力低下を空気回路4170を通じて推定し、患者インターフェース3000中の推定圧力Pmを出力として提供する。
本技術の一形態において、通気流量推定アルゴリズム4314は、患者インターフェース3000中の推定圧力Pmを入力として受信し、患者インターフェース3000中の通気孔3400からの空気の通気流量Qvを推定する。
本技術の一形態において、漏洩流量推定アルゴリズム4316は、全体流量Qtおよび通気流量Qvを入力として受信し、漏洩流量Qlの推定を出力として提供する。一形態において、漏洩流量推定アルゴリズムは、いくつかの呼吸サイクル(例えば、約10秒)を含むくらいに充分に長い期間にわたって全体流量Qtと通気流量Qvとの間の差平均を計算することにより、漏洩流量Qlを推定する。
本技術の一形態において、呼吸流量推定アルゴリズム4318は、全体流量Qt、通気流量Qvおよび漏洩流量Qlを入力として受信し、通気流量Qvおよび漏洩流量Qlを全体流量Qtから減算することにより、患者への空気呼吸流量Qrを推定する。
本技術の一形態において、治療エンジンモジュール4320は、患者インターフェース3000中の圧力Pmおよび患者への空気呼吸流量Qrのうち1つ以上を入力として受信し、1つ以上の治療パラメータを出力として提供する。
本技術の一形態において、RPTデバイス4000は、フェーズを決定しない。
1.呼吸流量がゼロになった後に急激に増加した場合、フェーズは0回転である。
2.呼吸流量が大きな正の値でありかつ安定している場合、フェーズは0.25回転である。
3.呼吸流量がゼロであり急激に低下する場合、フェーズは0.5回転である。
4.呼吸流量が大きな負の値でありかつ安定している場合、フェーズは0.75回転である。
5.呼吸流量がゼロでありかつ安定しており、呼吸流量の5秒のローパスフィルタされた絶対値が大きい場合、フェーズは0.9回転である。
6.呼吸流量が正であり、フェーズが呼気である場合、フェーズは0回転である。
7.呼吸流量が負であり、フェーズが吸気であり、フェーズは0.5回転である。
8.呼吸流量の5秒のローパスフィルタされた絶対値が大きい場合、フェーズは、時定数20秒によってローパスフィルタされた患者の呼吸速度に等しい一定速度で増加する。
本技術の一形態において、治療パラメータ決定アルゴリズム4329は、患者の呼吸サイクル全体を通じてほぼ一定の治療圧力を提供する。
本技術の一形態において、換気決定アルゴリズム4323は、呼吸流量Qrを入力として受信し、現在の患者換気Ventを示す測定を決定する。
本技術の一形態において、中央コントローラ4230は、吸気流制限の範囲の決定について、吸気流制限決定アルゴリズム4324を実行する。
本技術の一形態において、中央コントローラ4230は、無呼吸および/または呼吸低下の存在の決定のために、無呼吸/呼吸低下決定アルゴリズム4325を実行する。
本技術の一形態において、中央コントローラ4230は、いびき範囲の決定のために、1つ以上のいびき決定アルゴリズム4326を実行する。
本技術の一形態において、中央コントローラ4230は、気道開通性の範囲の決定のために、1つ以上の気道開通性決定アルゴリズム4327を実行する。
本技術の一形態において、中央コントローラ4230は、現在の換気Ventの測定を入力としてとり、換気測定のための目標値Vtgtの決定のために、1つ以上の目標換気決定アルゴリズム4328を実行する。
本技術のいくつかの形態において、中央コントローラ4230は、治療エンジンモジュール4320中のその他のアルゴリズムのうち1つ以上から返送された値を用いて、1つ以上の治療パラメータの決定のための1つ以上の治療パラメータ決定アルゴリズム4329を実行する。
● Aは振幅であり、
● Π(Φ,t)は、フェーズの現在の値Φおよび時間のtにおける(0から1の範囲の)波形テンプレート値であり、
● P0はベース圧力である。
本技術の一態様による治療制御モジュール4330は、治療エンジンモジュール4320の治療パラメータ決定アルゴリズム4329からの治療パラメータを入力として受信し、これらの治療パラメータに従って圧力生成器4140から空気流れを送達させるように、圧力生成器を制御する。
本技術の一形態において、中央コントローラ4230は、故障状態の検出のための1つ以上の方法4340を実行する。1つ以上の方法4340によって検出された故障状態は、以下のうち少なくとも1つを含み得る:
● 停電(電力無しまたは電力不足)
● 変換器故障の検出
● コンポーネントの存在を検出できない
● 動作パラメータが推奨範囲から外れている(例えば、圧力、流量、温度、PaO2)
● 検出可能な警告信号を生成するための試験警告の不履行。
● 可聴、視覚および/または動力学的(例えば、振動的)警告の開始
● 外部デバイスへのメッセージ送信
● インシデントのロギング
本技術の一態様による空気回路4170は、使用時において空気流れが2つのコンポーネント(例えば、RPTデバイス4000および患者インターフェース3000)間に移動するように、構築および配置された導管またはチューブである。
本技術の一形態において、補充用酸素4180が、空気圧経路における1つ以上のポイント(例えば、空気圧ブロック4020の上流)、空気回路4170および/または患者インターフェース3000へ送達され得る。
5.6.1 加湿器の概要
本技術の一形態において、患者へ送達されるべき空気またはガスの絶対湿度を周囲空気に相対して変化させるための加湿器5000が提供される(例えば、図5Cに示すようなもの)。典型的には、加湿器5000は、患者気道へ送達される前に空気流れの(周囲空気に相対する)絶対湿度を増加させかつ温度を増加させるために、用いられる。
図6~図8は、本技術の一実施例による加湿器6000を示す。図示の例において、加湿器6000は、水リザーバ6100を受容するような構造および配置にされた水リザーバドック6050を含む。図示の例において、加湿器6000は、RPTデバイス7000の機能を行うコンポーネントおよび加湿器6000の機能を行うコンポーネントがRPTデバイス7000の空気圧ブロック7100に含まれるように、RPTデバイス7000と一体化される。例えば、図8に示すように、リザーバドック6050は、RPTデバイスの空気圧ブロック7100と一体化されて一体型ユニットを提供し、リザーバドック6050は、水リザーバ6100を受容するような構造および配置にされる。
図8~図15に示すように、空気圧ブロック7100は、上側シャーシまたは上シャーシ7300T(上側ケースまたは上ケースとも呼ばれる)を含むシャーシアセンブリ7300と、下側シャーシまたは下シャーシ7300B(下側ケースまたは下ケースとも呼ばれる)とを含む。シャーシアセンブリ7300は、シャーシ入口7310を例えば下シャーシ7300B中に含み、シャーシ出口7320を例えば上シャーシ7300T中に含む。例において、1つ以上のパネルおよび/または1つ以上のユーザ入力/ディスプレイを含む外部ハウジング8002により、空気圧ブロック7100が封入され得る(例えば、図6および図7を参照)。
上シャーシ7300Tおよび下シャーシ7300Bは、相互に接続されて、空気圧ブロックキャビティ7350を形成する。空気圧ブロックキャビティ7350は、選択された送風機サブアセンブリ7400SUB1または7400SUB2を支持するような構造および配置にされる。
上記したように、シャーシアセンブリ7300は、(例えば、必要な治療に応じて)少なくとも1つの態様において相互に構造的に異なる少なくとも2つの異なる送風機サブアセンブリ7400SUB1または7400SUB2のうち選択された1つを位置決めおよび支持するような構造にされる。すなわち、シャーシアセンブリ7300は、共通コンポーネントをRPTデバイスの第1の構成と第2の構成との間に含む。すなわち、第1の構成に第1の送風機サブアセンブリ7400SUB1が含まれ、第2の構成に第2の送風機サブアセンブリ7400SUB2が含まれる。
図16~図19に示すように、第1の送風機サブアセンブリ7400SUB1は、第1の送風機7200B1と、第1の送風機7200B1をシャーシアセンブリ7300内に支持するための支持構造7500SS1とを含む。
第1の送風機サブアセンブリのシャーシアセンブリへの組み付け
第1の送風機サブアセンブリによって提供されるチャンバ配置構成および空気圧気流経路
図34~図38に示すように、第2の送風機サブアセンブリ7400SUB2は、第2の送風機7200B2と、第2の送風機7200B2をシャーシアセンブリ7300内に支持するための支持構造7500SS2とを含む。
第2の送風機サブアセンブリのシャーシアセンブリへの組み付け
チャンバ配置構成および第2の送風機サブアセンブリによって提供される空気圧気流経路
上記したように、PCBA7600は、空気圧ブロック7100中の空気流れおよび圧力の監視および制御のための流れセンサ7610および圧力センサ7620を含む。上シャーシ7300Tの上壁において、センサ7610、7620と空気圧ブロックキャビティ7350との連通を可能にする開口部またはポートP1、P2およびP3(例えば、図9、図15および図50を参照)が設けられる。
5.6.3.1 水リザーバ
1つの配置構成によれば、加湿器5000は、空気流れの加湿のために蒸発させるべき一定量の液体(例えば、水)を収容または保持するように構成された水リザーバ5110を含み得る。水リザーバ5110は、少なくとも呼吸治療セッション期間(例えば、一晩の睡眠)にわたって適切な加湿を提供するための所定の最大量の水を収容するように、構成され得る。典型的には、リザーバ5110は、数百ミリリットルの水(例えば、300ミリリットル(ml)、325ml、350mlまたは400ml)を収容するように、構成される。他の形態において、加湿器5000は、外部水源(例えば、建物の水供給システム)から水供給を受容するように、構成され得る。
1つの配置によれば、リザーバ5110は、加熱要素からリザーバ5110中の一定量の液体への効率的な熱伝達を可能にするように構成された伝導性部位を含む。一形態において、伝導性部位はプレートとして配置され得るが、他の形状も適切であり得る。伝導性部位の全体または一部は、アルミニウムなどの熱伝導性材料(例えば、厚さおよそ2mm(例えば、1mm、1.5mm、2.5mmまたは3mm))、別の熱伝導金属また何らかのプラスチックによって構成され得る。いくつかの場合において、適切な熱伝導性が、適切なジオメトリのより低伝導性の材料により、達成され得る。
一形態において、加湿器5000は、加湿器リザーバ5110を受容するように構成された加湿器リザーバドックを含み得る。いくつかの配置において、加湿器リザーバドックは、ロック機能を含み得る(例えば、リザーバ5110を加湿器リザーバドック内に保持するように構成されたロックレバー)。
加湿器リザーバ5110は、水位を含み得る。いくつかの形態において、水位インジケータ5150は、加湿器リザーバ5110中の水の量についての1つ以上の兆候を患者1000または介護者などのユーザへ提供し得る。水位インジケータから提供されるこれら1つ以上の兆候は、最大の所定量の水、その任意の一部の通知を含み得る(例えば、25%、50%または75%または量(例えば、200ml、300mlまたは400ml))。
加湿器5000は、上記した変換器4270の代わりにまたは上記した変換器4270に加えて1つ以上の加湿器変換器(センサ)5210を含み得る。加湿器変換器5210は、図5Gに示すような空気圧センサ5212、空気流量変換器5214、温度センサ5216または湿度センサ5218のうち1つ以上を含み得る。加湿器変換器5210は、1つ以上の出力信号を生成し得る。これらの出力信号は、コントローラ(例えば、中央コントローラ4230および/または加湿器コントローラ5250)へ通信され得る。いくつかの形態において、加湿器変換器は、出力信号をコントローラへ通信しつつ、加湿器5000の外部に(例えば、空気回路4170内に)配置され得る。
1つ以上の圧力変換器5212が、RPTデバイス4000内に設けられた圧力センサ4272に加えてまたはRPTデバイス内に設けられた圧力センサ4272の代わりに加湿器5000へ設けられ得る。
RPTデバイス4000内に設けられた流量センサ4274に加えてまたはRPTデバイス内に設けられた流量センサ4274の代わりに、1つ以上の流量変換器5214が加湿器5000へ設けられ得る。
加湿器5000は、1つ以上の温度変換器5216を含み得る。1つ以上の温度変換器5216は、1つ以上の温度(例えば、加熱要素5240の温度および/または加湿器出口の空気流れ下流の温度)を測定するように構成され得る。いくつかの形態において、加湿器5000は、周囲空気の温度を検出する温度センサ5216をさらに含み得る。
一形態において、加湿器5000は、周囲空気などのガスの湿度を検出する1つ以上の湿度センサ5218を含み得る。いくつかの形態において、湿度センサ5218は、加湿器5000から送達されるガスの湿度を測定するように、加湿器出口に向かって配置され得る。湿度センサは、絶対湿度センサであってもよいし、あるいは相対湿度センサであってもよい。
いくつかの場合において、加熱要素5240は、加湿器リザーバ5110中の水量および/または空気流れへの水量のうち1つ以上へ熱入力を提供する加湿器5000へ設けられ得る。加熱要素5240は、電気抵抗加熱トラックなどの熱生成コンポーネントを含み得る。加熱要素5240の1つの適切な実施例として、例えばPCT特許出願公開第WO2012/171072号に記載の層状加熱要素がある。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する。
本技術の1つの配置によれば、加湿器5000は、図5Gに示すような加湿器コントローラ5250を含み得る。一形態において、加湿器コントローラ5250は、中央コントローラ4230の一部であり得る。別の形態において、加湿器コントローラ5250は、中央コントローラ4230と通信し得る別個のコントローラであり得る。
図4は、睡眠時のヒトの典型的な呼吸波形のモデルを示す。水平軸は時間であり、垂直軸は呼吸流量である。パラメータ値は変動し得るため、典型的な呼吸は、以下のおおよその値を持ち得る:一回換気量、Vt、0.5L、吸息時間、Ti、1.6秒、ピーク吸気流量、Qピーク、0.4L/秒、呼息時間、Te、2.4s、ピーク呼気流量、Qピーク、-0.5L/秒。呼吸の全持続時間Ttotは約4秒である。人間は典型的には、1分あたり呼吸を約15回行い(BPM)、換気Ventは約7.5L/minである。典型的な負荷サイクル、TiとTtotの比は約40%である。
本技術の開示目的のため、本技術の特定の形態において、以下の定義のうち1つ以上が適用され得る。本技術の他の形態において、別の定義も適用され得る。
空気:本技術の特定の形態において、空気は大気を意味し得、本技術の他の形態において、空気は、他の呼吸可能なガスの組み合わせ(例えば、酸素を豊富に含む大気)を意味し得る。
シリコーンまたはシリコーンエラストマー:合成ゴム。本明細書において、シリコーンについて言及される場合、液体シリコーンゴム(LSR)または圧縮成形シリコーンゴム(CMSR)を指す。市販のLSRの一形態として、Dow Corningによって製造されるSILASTIC(この登録商標下において販売される製品群に含まれる)がある。別のLSR製造業者として、Wackerがある。他に逆の明記無き限り、例示的形態のLSRのASTMD2240によって測定した場合のショアA(またはタイプA)押込み硬さは、約35~約45である。
弾性:弾性変形時にエネルギーを吸収することおよび除荷時にエネルギーを解放することが可能な材料の能力。
● 「軟性」材料は、シリコーンまたは熱可塑性エラストマー(TPE)を含み得、例えば指圧力下において容易に変形し得る。
● 「硬質」材料は、ポリカーボネート、ポリプロピレン、鋼またはアルミニウムを含み得、例えば指圧力下において容易に変形し得ない。
無呼吸:いくつかの定義によれば、無呼吸とは、所定の閾値を下回った流れが例えば10秒間の継続期間にわたって継続した場合に発生したと言われる。閉塞性無呼吸とは、患者の労作にもかかわらず、何らかの気道閉塞により空気の流れが許されないときに発生すると言われる。中枢性無呼吸とは、気道が開通しているにも関わらず呼吸努力の低下または呼吸努力の不在に起因して無呼吸が検出された状態を指すと言われる。混合無呼吸とは、呼吸努力の低下または不在が気道閉塞と同時発生した状態を指すと言われる。
(i)平坦化:上昇の後に比較的平坦な部位が続いた後、下降が発生すること。
(ii)M字型:立ち上がりにおいて1つおよび立ち下がりにおいて1つの2つの局所的ピークを持ち、これら2つのピークの間に比較的平坦な部位がある。
(iii)椅子状:単一の局所的ピークを持ち、このピークが立ち上がり部分に発生した後、比較的平坦な部位が続く。
(iv)逆椅子状:比較的平坦な部位の後に単一の局所的ピークが続き、このピークが立ち下がり部分に発生する。
(i)患者呼吸の30%の低下が少なくとも10秒+関連する4%の脱飽和、または、
(ii)患者呼吸の(50%未満の)低下が少なくとも10秒間継続し、関連して脱飽和が少なくとも3%であるかまたは覚醒が発生する。
適応サーボ人工呼吸器(ASV):一定の目標換気を持つのではなく変更が可能なサーボ人工呼吸器。変更可能な目標換気は、患者の何らかの特性(例えば、患者の呼吸特性)から学習され得る。
窒息防止弁(AAV):マスクシステムの構成要素またはサブアセンブリであり、フェールセーフ様態での雰囲気中への開口により、患者による過度のCO2の再呼吸の危険性を低減させる。
本技術による製品は、1つ以上の三次元機械構造(例えば、マスククッションまたはインペラ)を含み得る。三次元構造は、二次元表面によって制限され得る。これらの表面は、関連付けられた表面の方向、位置、機能または他の何らかの特性を記述するためのラベルを用いて区別され得る。例えば、構造は、前表面、後表面、内面および外面のうち1つ以上を含み得る。別の実施例において、シール形成構造は、顔接触(例えば、外側の)表面と、別個の非顔接触(例えば、下側または内側の)表面を含み得る。別の実施例において、構造は、第1の表面および第2の表面を含み得る。
pにおける平面曲線の曲率は、符号(例えば、正、負)および大きさ(例えば、pにおいて曲線に接する円形の1/半径)を持つものとして記述され得る。
本技術による二次元表面上の所与の点における形状の記述は、複数の垂直断面を含み得る。複数の断面は、外向き法線(「法平面」)を含む平面において表面を切断し得、各断面は、異なる方向においてとられ得る。各断面の結果、対応する曲率を有する平面曲線が得られる。その点における異なる曲率は、同一符号または異なる符号を持ち得る。その点における曲率はそれぞれ、(例えば、比較的小さな)大きさを有する。図3B~図3F中の平面曲線は、特定の点におけるこのような複数の断面の例であり得る。
空間曲線:平面曲線と異なり、空間曲線は、任意の特定の平面内に必ずしも存在しない。空間曲線は閉鎖され得る。すなわち、終点を有さない。空間曲線は、三次元空間の一次元ピースとみなされ得る。DNA螺旋の鎖上を歩行している架空の人物は、空間曲線に沿って歩行する。典型的なヒトの左耳は、左手螺旋を含む。典型的なヒトの右耳は、右手螺旋を含む。構造の縁部(例えば、膜またはインペラの縁部)は、空間曲線をたどり得る。一般的に、空間曲線は、空間曲線上の各点における曲率およびねじれによって記述され得る。ねじれとは、平面から発生する曲線の様態の尺度である。ねじれは、符号および大きさを有する。空間曲線上の点におけるねじれは、当該点における接線ベクトル、法線ベクトルおよび従法線ベクトルに対して特徴付けられ得る。
表面は、一次元穴を持ち得る(例えば、平面曲線または空間曲線によって境界付けられた穴)。穴を含む肉薄構造(例えば、膜)の場合、この構造は、一次元穴を有するものとして記述され得る。例えば、図3Gに示す構造の表面中の一次元穴が平面曲線によって境界付けられる様子を参照されたい。
他に文脈から明確に分かる場合および一定の範囲の値が提供されていない限り、下限の単位の1/10、当該範囲の上限と下限の間、および記載の範囲の他の任意の記載の値または介入値に対する各介入値は本技術に包含されることが理解される。介入範囲中に独立的に含まれるこれらの介入範囲の上限および下限が記載の範囲における制限を特に超えた場合も、本技術に包含される。記載の範囲がこれらの制限のうち1つまたは双方を含む場合、これらの記載の制限のいずれかまたは双方を超える範囲も、本技術に包含される。
1100 同床者
3000 患者インターフェース
3100 シール形成構造
3200 プレナムチャンバ
3300 位置決めおよび安定化構造
3400 通気部
3600 接続ポート
3700 前額支持部
4000 RPTデバイス
4010 主パネル
4012 パネル
4014 側面パネル
4016 シャーシ
4020 空気圧ブロック
4110 空気フィルタ
4112 入口空気フィルタ
4114 出口空気フィルタ
4120 マフラー
4122 入口マフラー
4124 出口マフラー
4140 圧力生成器
4142 送風機
4144 モータ
4160 アンチスピルバック弁
4170 空気回路
4171 空気回路
4180 補充酸素
4200 電気部品
4202 PCBA
4210 電源
4220 入力デバイス
4230 中央コントローラ
4232 時計
4240 治療デバイスコントローラ
4250 保護回路
4260 メモリ
4270 変換器
4272 圧力センサ
4274 流量センサ
4276 モータ速度変換器
4280 データ通信インターフェース
4282 遠隔外部通信ネットワーク
4284 ローカル外部通信ネットワーク
4286 遠隔外部デバイス
4288 ローカル外部デバイス
4290 出力デバイス
4292 ディスプレイドライバ
4294 ディスプレイ
4300 アルゴリズム
4310 事前処理モジュール
4312 圧力補償アルゴリズム
4314 通気流量推定アルゴリズム
4316 漏洩流量推定アルゴリズム
4318 呼吸流量推定アルゴリズム
4320 治療エンジンモジュール
4321 フェーズ決定アルゴリズム
4322 波形決定アルゴリズム
4323 換気決定アルゴリズム
4324 吸気流制限決定アルゴリズム
4325 無呼吸/呼吸低下決定アルゴリズム
4326 いびき決定アルゴリズム
4327 気道開通性決定アルゴリズム
4329 治療パラメータ決定アルゴリズム
4330 治療制御モジュール
4340 方法
5000 加湿器
5110 加湿器リザーバ
5210 加湿器変換器
5212 圧力変換器
5214 流量変換器
5216 温度変換器
5218 湿度センサ
5240 加熱要素
5250 加湿器コントローラ
5251 中央加湿器コントローラ
5252 加熱要素コントローラ
5254 空気回路コントローラ
6000 加湿器
6050 リザーバドック
6050T ドック部
6050B ドック部
6060 ガイド構造
6100 水リザーバ
7000 RPTデバイス
7100 空気圧ブロック
7200B1 第1の送風機
7200B2 第2の送風機
7210B1 送風機入口
7210B2 送風機入口
7220B1 送風機出口
7220B2 送風機出口
7250B2 懸架装置
7252B2 支持タブ
7254B2 漏斗
7260B2 可撓性のフラットケーブル
7300 シャーシアセンブリ
7300T 上シャーシ
7300B 下シャーシ
7301T ベースモールド
7301B ベースモールド
7302T オーバーモールド
7302B オーバーモールド
7305SP1 第1のシーリング部
7305SP2 第2のシーリング部
7306 密閉面
7307 面取り付き縁
7308 シーリング部
7309 密閉面
7310 シャーシ入口
7312 内側管状部
7314 外側リング部
7316 環状溝部
7320 シャーシ出口
7325 スピゴット
7327 取り付け支柱
7329 凹部
7330 開口部
7340 入口開口部
7342 凹型チャンバ
7345 入口チューブ
7350 空気圧ブロックキャビティ
7350T ブロック部
7350B ブロック部
7360T1 位置決め溝部
7360T2 位置決め溝部
7360B1 位置決め溝部
7360B2 位置決め溝部
7365 内部リブ
7400SUB1 第1の送風機サブアセンブリ
7400SUB2 第2の送風機サブアセンブリ
7500SS1 支持構造
7500SS2 支持構造
7510SS1 シャーシプレート
7512SS1 位置決め溝部
7513SS1 アーム
7515SS1 フローチューブ
7518SS1 シーリングリップ
7519SS1 支持プレート
7530SS1 出口プレートアセンブリ
7530SS2 出口プレートアセンブリ
7532SS1 ベースプレート
7532SS2 ベースプレート
7536SS1 送風機懸架装置
7536SS2 送風機懸架装置
7538SS1 シーリングリップ
7538SS2 シーリングリップ
7550SS1 流れプレートアセンブリ
7550SS2 流れプレートアセンブリ
7552SS1 ベースプレート
7552SS2 ベースプレート
7554SS1 フローチューブアレイ
7554SS2 フローチューブアレイ
7555SS1 フローチューブ
7555SS2 フローチューブ
7556SS1 送風機懸架装置
7556SS2 送風機懸架装置
7558SS1 シーリングリップ
7558SS2 シーリングリップ
7560SS1 フランジ
7560SS2 フランジ
7570SS1 出口発泡体
7600 PCBA
7610 流量センサ
7610A センサ
7610B センサ
7620 圧力センサ
7621 圧力センサ
7700 入口発泡体
7800 圧力センサシール
7810 ベース部位
7820SP1 第1のシーリング部
7820SP2 第2のシーリング部
7822 ポート係合側
7823 密閉面
7824 センサ係合側
7825 蛇腹型界面
7826 密閉面
7830 中央接続部
7832 管状面
8002 外部ハウジング
Claims (17)
- 患者に呼吸治療のための陽圧の空気を提供する装置であって、前記装置は、
空気圧ブロックを含み、前記空気圧ブロックは、
CPAP治療又はAPAP治療のために構成された第1の送風機を含む第1の送風機サブアセンブリと、少なくとも1つの態様において前記第1の送風機と構造的に異なる第2の送風機であって、バイレベル治療のために構成された前記第2の送風機を含む第2の送風機サブアセンブリとのうち選択された1つの送風機サブアセンブリであって、前記第1の送風機と前記第2の送風機とが、空気流れを治療圧力において生成するように構成された、前記選択された1つの送風機サブアセンブリと;
前記選択された1つの送風機サブアセンブリを配置および支持するように構成された空気圧ブロックキャビティを形成する共通シャーシアセンブリであって、前記共通シャーシアセンブリは、シャーシ入口およびシャーシ出口を含む、前記共通シャーシアセンブリと;を含み、
前記空気圧ブロックは、前記共通シャーシアセンブリに組み付けられた前記選択された1つの送風機サブアセンブリに応じて、第1の構成および第2の構成において交互的に動作するように構成され、
前記第1の送風機サブアセンブリが前記共通シャーシアセンブリに組み付けられかつ前記第2の送風機サブアセンブリが前記共通シャーシアセンブリに組み付けられていない場合に、前記共通シャーシアセンブリは、前記第1の送風機サブアセンブリを配置および支持して前記空気圧ブロックの第1の構成を形成し、
前記第2の送風機サブアセンブリが前記共通シャーシアセンブリに組み付けられかつ前記第1の送風機サブアセンブリが前記共通シャーシアセンブリに組み付けられていない場合に、前記共通シャーシアセンブリは、前記第2の送風機サブアセンブリを配置および支持して前記空気圧ブロックの第2の構成を形成し、
前記空気圧ブロックの前記第1の構成は、前記シャーシ入口から前記第1の送風機の送風機入口に至るまでの、且つ、前記第1の送風機の送風機出口から前記シャーシ出口に至るまでの第1の空気流路を形成し、前記空気圧ブロックの前記第2の構成は、前記シャーシ入口から第2の送風機の送風機入口に至るまでの、且つ、前記第2の送風機の送風機出口から前記シャーシ出口に至るまでの第2の空気流路を形成し、
前記空気圧ブロックの第1の構成は、複数のチャンバを第1の空気流路に沿って含む第1のチャンバ配置構成を形成し、
前記第1の送風機サブアセンブリが、前記第1の送風機を前記共通シャーシアセンブリの内部で支持するように構成されている第1の支持構造を含み、
前記第1の送風機サブアセンブリの前記第1の支持構造が、前記第1の空気流路を前記第1のチャンバ配置構成の複数の前記チャンバに密閉的に分割させるように構成及び配置されており、
前記空気圧ブロックの第2の構成は、複数のチャンバを第2の空気流路に沿って含む第2のチャンバ配置構成を形成し、
前記第2の送風機サブアセンブリが、前記第2の送風機を前記共通シャーシアセンブリの内部で支持するように構成されている第2の支持構造を含み、
前記第2の送風機サブアセンブリの前記第2の支持構造が、前記第2の空気流路を前記第2のチャンバ配置構成の複数の前記チャンバに密閉的に分割させるように構成及び配置されており、
前記空気圧ブロックの第1の構成の第1の空気流路および第1のチャンバ配置構成は、前記空気圧ブロックの第2の構成の第2の空気流路および第2のチャンバ配置構成と異なる、装置。 - 前記第1の支持構造及び前記第2の支持構造それぞれは、空気を1つのチャンバから隣接チャンバへ移動させることを可能にする複数のフローチューブを含むフローチューブアレイを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の支持構造及び前記第2の支持構造それぞれは、対応する選択された1つの送風機サブアセンブリを前記支持構造内に支持し、振動を分離させるための送風機懸架装置を含む、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記第1のチャンバ配置構成の複数の前記チャンバは、3つの入口マフラーチャンバおよび出口チャンバを前記第1の空気流路に沿って含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1のチャンバ配置構成の複数の前記チャンバは、1つよりも多くの平面において延びる、請求項4に記載の装置。
- 前記3つの入口マフラーチャンバのうち1つは、第1の平面において延び、前記3つの入口マフラーチャンバのうち残り2つと、前記出口チャンバとは、前記第1の平面から垂直方向に間隔を空けて配置された第2の平面において延びる、請求項5に記載の装置。
- 前記第2のチャンバ配置構成の複数の前記チャンバは、2つの入口マフラーチャンバおよび出口チャンバを前記第2の空気流路に沿って含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の装置。
- 前前記第2のチャンバ配置構成の複数の前記チャンバは、1つの平面において延びる、請求項7に記載の装置。
- 前記共通シャーシアセンブリは、水リザーバを受容するような構造および配置にされたリザーバドックを含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記空気圧ブロックの第1の構成および第2の構成はそれぞれ、対応する選択された1つの送風機サブアセンブリの送風機入口の上流に位置決めされた少なくとも2つの入口マフラーチャンバを含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記空気圧ブロックの第1の構成は、3つの入口マフラーチャンバを含み、前記3つの入口マフラーチャンバのうち第1の入口マフラーチャンバは、前記シャーシ入口から空気を受容し、前記第1の送風機は、前記3つの入口マフラーチャンバのうち第2の入口マフラーチャンバ内に設けられ、前記3つの入口マフラーチャンバのうち第3の入口マフラーチャンバからの空気を前記第1の送風機の前記送風機入口において受容する、請求項10に記載の装置。
- 前記空気圧ブロックの第2の構成は、2つの入口マフラーチャンバを含み、前記2つの入口マフラーチャンバのうち第1の入口マフラーチャンバは、前記シャーシ入口から空気を受容し、前記第2の送風機は、前記2つの入口マフラーチャンバのうち第1の入口マフラーチャンバ内に設けられ、前記2つの入口マフラーチャンバのうち第2の入口マフラーチャンバからの空気を前記第2の送風機の前記送風機入口において受容する、請求項10または11に記載の装置。
- 前記第1および第2の空気流路のそれぞれの外部において前記空気圧ブロックによって支持されたプリント回路基板アセンブリをさらに含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記共通シャーシアセンブリは、前記プリント回路基板アセンブリへ設けられた1つ以上のセンサが前記第1および第2の空気流路のそれぞれと連通することを可能にする1つ以上のポートを含む、請求項13に記載の装置。
- 前記複数のチャンバのうち1つ以上内に設けられた音響発泡体をさらに含む、請求項1~14のいずれか一項に記載の装置。
- 前記共通シャーシアセンブリは、前記選択された1つの送風機サブアセンブリを受容するように構成された前記空気圧ブロックキャビティを形成する上シャーシおよび下シャーシを含む、請求項1~15のいずれか一項に記載の装置。
- 前記上シャーシおよび前記下シャーシはそれぞれ、前記空気圧ブロックキャビティのシールを提供するエラストマー・オーバーモールドを自身の内面に沿って含む、請求項16に記載の装置。
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