JP2021524795A

JP2021524795A - ポータブル酸素濃縮器を使用するポータブル医療用人工呼吸器システム

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Publication number: JP2021524795A
Application number: JP2021514284A
Authority: JP
Inventors: サミール・サレハ・アフマド
Original assignee: サミール・サレハ・アフマド
Priority date: 2018-05-13
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2021-09-16
Also published as: CN114504714A; CN112218674A; CA3100163A1; JP2024063255A; US20230173206A1; EP3781244B1; EP3781244A4; US20190344033A1; US11191915B2; US20220313932A1; WO2019221852A1; EP3781244A1; EP4470589A3; EP4470589A2

Abstract

酸素濃縮器からのパルスフローを使用してより高い酸素濃度を得るポータブル医療用人工呼吸器には、加圧空気を患者に送達するための陽圧源と、酸素濃縮器をトリガーするための陰圧源と、が含まれる。患者インターフェースマスクに取り付けられた患者回路は、人工呼吸器を患者に接続する。人工呼吸器は、陰圧装置への信号を生成して、濃縮器をトリガーして、酸素濃縮器からの酸素の１つまたは複数のパルスを開始するように構成されたコントローラモジュールを含む。酸素パルスは、マルチチューブまたはマルチルーメンの患者回路を介して直接患者インターフェースに送られる。酸素は、人工呼吸器または患者回路内の空気と混合せず、患者回路及び/または患者インターフェースの漏れをバイパスする。

Description

本発明は、一般的に医療用人工呼吸器に関し、特に、酸素濃縮器からのパルスフロー及び／または複数のパルスをトリガーするために人工呼吸器内に陰圧トリガー装置を一体化することよって吸入酸素値の割合を向上させるポータブル人工呼吸器に関する。

酸素は通常、一定の酸素流量を備えた高流量酸素濃縮器、圧縮ガスボンベ、または固定された医療用酸素配管システムによってポータブル人工呼吸器に供給される。酸素は人工呼吸器内で空気と混合され、患者に望ましい割合の吸気酸素（Ｆｉ０２）を供給して、病状を効率的に治療します。このような高圧源が利用できない、または、容量が限られている場合、酸素濃縮器を使用して、低圧、低流量の酸素が人工呼吸器に供給されまる。酸素濃縮器は、通常、送風機またはコンプレッサーの入口または出口で空気と酸素を混合することにより、１ＬＰＭ〜１０ＬＰＭの酸素を供給する。

過去において、酸素は、吸気サイクルの前に、患者の呼吸回路の吸気肢に追加されてきた。好ましくは人工呼吸器によって呼吸が行われると、吸気肢に貯蔵された、酸素が豊富なガスが患者に送られる。人工呼吸器回路内の吸気肢の近位位置により、患者の肺の肺胞腔内の吸気酸素の割合が上昇する。すべての場合において、現在の最先端の人工呼吸器は、濃縮器または他の酸素供給装置からの酸素の低い連続的な流れ設定のみを使用する。この方法は、連続フロー濃縮器とのみ使用でき、トリガー酸素濃縮器では使用できない。

濃縮器は、人工呼吸器のコンプレッサーの入口に接続されている。この量の酸素と人工呼吸器によって供給される空気が組み合わさって均一な混合物を作り、それが次に患者に供給されて、患者の肺内に吸気酸素の割合を生成する。このタイプの構成では、人工呼吸器は濃縮器をトリガーできず、固定流量濃縮器のみを使用できる。

また、ポータブル酸素濃縮器、圧縮ガスボンベ、及び液体酸素貯蔵装置が、吸気酸素の割合を増加させる目的で、鼻カニューレを介して呼吸器患者に補足酸素を提供するために使用される。これらの場合、酸素供給は、患者が吸入する際のカニューレ内の圧力の低下によって引き起こされる低連続流またはパルスフローのいずれかである。この方法では、患者に機械的な呼吸器を何も提供しない。

単独で使用されるこれらの従来技術の方法は、患者が在宅または高酸素流量源の近くにいる間に、いくつかの病状を治療するのに十分な、患者のための吸気酸素の割合を生成することができる。従来の高圧または高流量の酸素源が利用できない、経済的でない、または節約する必要がある場合、現在利用可能な方法よりも酸素及びエネルギーを節約しながら、Ｆｉ０２値を改善するシステム及び技術が必要である。

先行技術の方法は、人工呼吸器からの信号を受け入れるように濃縮器を変更することによって、パルス濃縮器から吸気酸素の割合を生成することができる。しかしながら、すべての未変更の濃縮器で使用し、患者のＦｉ０２を増加させるために必要な鼻枕インターフェースに酸素を供給できるポータブル人工呼吸器が必要である。

従来技術の方法は、ベンチュリ弁またはベンチュリ管を含むように患者回路を変更して、酸素濃縮器をトリガーする陰圧を生成することによって、パルス濃縮器からＦｉ０２を生成することができる。これらの方法では、ベンチュリが濃縮器をトリガーするために必要な陰圧を生成できるように、ポータブルベンチレータからのより高い圧力及び／または流量が必要である。ポータブル人工呼吸器は低圧及び低流量であるため、陰圧を生成するためにより高い圧力及び／または流量を必要とするベンチュリでは使用できない。また、ベンチュリは、低圧及び／または流量で空気が漏れ、患者への流量及び／または圧力を低下させる。これらの方法を使用すると、酸素パルスが人工呼吸器のフローと混合され、この混合されたフローの一部が患者のインターフェースで漏れるため、Ｆｉ０２が低下する。ポータブル人工呼吸器をすべての変更されていないパルス濃縮器と使用でき、患者回路及び患者インターフェースのリークを避けることで、より高いＦｉ０２を患者に送達できるようにする必要がある。

これらの従来技術の方法は、ポータブルパルス濃縮器を備えたポータブル人工呼吸器に使用される場合には効果的ではない。ポータブル人工呼吸器は圧力や流量が制限されており、境界で高レベルの漏れが発生するため、ポータブルパルス濃縮器を使用した場合、吸気酸素濃度は効果的ではない。任意のパルス酸素濃縮器をトリガーし、酸素パルスを患者インターフェースに直接送り、患者インターフェース及び回路におけるリークポートを避けることができるポータブル人工呼吸器が必要である。

本発明は、既知のポータブル人工呼吸器に勝る多くの恩恵及び利点を有する。特に、本発明は、トリガーされたパルス送達機構を使用する任意のポータブル酸素濃縮器をトリガーする方法を利用する。さらに、酸素パルスは患者インターフェースに直接送られ、患者回路または患者インターフェースの漏れを避ける。本発明のために、より軽い機器を必要とする患者は、持ち運び可能であり、より高いＦｉ０２を受容しがら、長時間外にいることができる。

本発明の一態様によれば、鼻枕インターフェースと併せて一般的に使用される人工呼吸器と同様の人工呼吸器システムは、ポータブル人工呼吸器の患者呼吸回路に接続されている。ポータブル人工呼吸器は、ポータブル酸素濃縮器から酸素パルスをトリガーし、酸素パルスを患者のインターフェースに直接送ることがでる。一実施形態では、人工呼吸器は、人工呼吸器内に陰圧が発生した際に任意のポータブル濃縮器をトリガーするように設計されている。陰圧は濃縮器に接続され、濃縮器をトリガーして酸素パルスを患者のインターフェースに送る。他の実施形態では、電気機械的陰圧装置が人工呼吸器内に配置され、呼吸中いつでも陰圧を生成し、陰圧を使用して、吸入及び／または呼気中に患者に酸素のパルス及び／またはパルスを分配するように濃縮器をトリガーする。

本発明の追加の態様は、枕インターフェース内の鼻腔の設計、及び酸素パルスを患者に直接送達する方法、及び、患者回路及びインターフェースにおける潜在的な漏れを避けることによる方法を含む。患者への酸素の供給は、マルチチューブまたはマルチルーメンチューブを使用して人工呼吸器を患者に接続する人工呼吸器回路によって促進されます。マルチチューブまたはマルチルーメンチューブには、吸入及び呼気サイクル中に使用される空気供給ラインが含まれています。

すぐ上に記載された本発明の態様の１つまたは複数の実施形態は、鼻枕インターフェース内の酸素カニューレに連続的な酸素流量を送達すること；酸素のボーラスのパルス送達のために酸素源をトリガーすること；酸素源をトリガーすることは、吸気段階の開始に基づいて、かつ／または、吸気及び／または呼気段階中の任意の時点で、酸素源をトリガーすることを含むこと；酸素源のトリガーすることは、人工呼吸器内のその場所で電気機械式陰圧装置を使用して酸素濃縮器をトリガーすることを含むこと；吸気及び／または呼気中に人工呼吸器内に複数回陰圧を発生させて、酸素源をトリガーすること；のうちの１つまたは複数を含む。酸素源をトリガーすることは、ポータブル濃縮器によって検出されて、酸素ボーラスのパルス送達を行う陰圧を生成するように、人工呼吸器内において、電気機械式陰圧装置に信号を送るマイクロプロセッサを含む。陰圧はポータブル濃縮器によって検出され、酸素ボーラスのパルス送達を行う。イベントをトリガーすると、酸素ボーラス送達のための酸素源のトリガーを引き起こし、トリガーイベントの時間は、吸気の開始時または吸気／呼気中の任意の時点に使用者によって設定される。陰圧装置を使用したＰＯＣのトリガー方法は、陰圧装置の下流に逆止弁を使用しているため、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）の影響を受けず、人工呼吸器のバイアスフローの影響を受けない。

本発明の別の態様は、マルチチューブまたはマルチルーメン患者回路チューブを使用して、患者の鼻枕インターフェースに送達される吸気酸素の割合を増加させる医療用人工呼吸器システムを含む。医療用人工呼吸器システムは、吸気サイクル中に患者に呼吸を送り、呼気サイクル中に圧力を制御するための陽圧ブロワーと、ＰＯＣをトリガーするための電気機械式陰圧装置と、人工呼吸器を患者に接続するためのマルチチューブまたはマルチルーメン患者回路であって、患者回路が、気流送達ライン、酸素供給ライン、並びに、圧力感知及び／または監視ラインを含む、マルチチューブまたはマルチルーメン患者回路と、を含む。患者の努力を検出するための人工呼吸器トリガー機構は、人工呼吸器に統合された流量または圧力センサに基づいている。

すぐ上に記載された本発明の態様の１つまたは複数の実施形態は、人工呼吸器機構は、患者の正の吸気圧を感知し、鼻枕インターフェースに配置されるセンサを含むこと；人工呼吸器のトリガー機構は、人工呼吸器内の位置に流量センサ及び／または圧力センサを含むこと；人工呼吸器は、酸素源トリガー機構を含み、トリガー機構は、酸素のボーラスのパルス送達のために酸素源と通信していること；トリガー機構は、酸素源をトリガーする陰圧を生成することによって酸素源をトリガーすること；及び、陰圧をトリガーすることは、人工呼吸器のマイクロプロセッサによって同期され、呼吸の任意の設定時間に１つまたは複数のパルスをトリガーするように使用者によって設定されること；のうちの１つまたは複数を含む。

本発明の別の態様は、人工呼吸器マルチチューブまたはマルチルーメン回路を介して医療用人工呼吸器によって送達され、鼻枕インターフェース内の酸素カニューレを介して患者の鼻孔に送達される吸気酸素の増加さする割合の少なくとも１つのシステムを含む。また、人工呼吸器回路は、鼻枕を通して患者に加圧空気を供給し、患者の近位の圧力を測定するための手段を含む。医療用人工呼吸器システムは、酸素源トリガー機構と、バーバルスピードブロワーと、人工呼吸器から患者の鼻孔または境界の近位の位置まで患者に酸素のボーラスをパルス送達するための酸素源をトリガーして、患者に送達される吸気酸素の割合を増加させるための陰圧装置と、を含む。

すぐ上に記載された本発明の態様の１つまたは複数の実施形態は、人工呼吸器は、連続的な流量の空気を患者回路に送達することと、トリガー機構は、患者のトリガーの努力を感知するセンサを含むことと、トリガー機構は、人工呼吸器に配置された陰圧装置を含むことと、人工呼吸器は、酸素のボーラスのパルス送達のために負の空気圧信号を酸素源に送るトリガー機構を含むことと、人工呼吸器回路は、患者への加圧空気の供給、酸素供給、及び圧力感知及び／または監視のための別個のラインを含むこと、のうちの１つまたは複数を含む。

本発明のさらなる態様は、酸素濃縮器からのパルスフローを使用してより高い酸素濃度を得ることができるポータブル医療用人工呼吸器を含む。人工呼吸器は、加圧空気を患者に供給するための陽圧源と、酸素濃縮器をトリガーするための陰圧源と、の両方を含む。鼻枕インターフェースマスクに取り付けられた患者回路は、人工呼吸器を患者に接続する。人工呼吸器は、陰圧装置への信号を生成して、濃縮器をトリガーして、酸素濃縮器からの酸素の１つまたは複数のパルスを開始するように構成されたコントローラモジュールを含む。酸素パルスは、マルチチューブまたはマルチルーメン患者回路を介して、患者の鼻枕インターフェースまたは患者インターフェースに直接送られる。酸素は、人工呼吸器または患者回路内の空気と混合しない。鼻枕インターフェースまたは患者インターフェースは、酸素のパルスを枕のチャンバ（または鼻枕インターフェース）に直接送達するための酸素鼻カニューレ（または酸素接続管）を含む。陰圧源の作動は、マイクロプロセッサによって開始され、人工呼吸器の使用者によって構成され得る。ポータブル医療用人工呼吸器は、あらゆるポータブル濃縮器で動作する。

本発明のさらに別の態様は、加圧呼吸を患者に送達し、酸素源をトリガーして、１つまたは複数の混合チャンバ；陽圧源；陰圧源；人工呼吸器を呼吸送達インターフェースに接続するための人工呼吸器回路；を含む呼吸送達インターフェースを含む、患者に送達されるＦｉ０２を増加させるための医療用人工呼吸器を含む。人工呼吸器回路は、加圧呼吸のトリガー時に加圧空気及びパルス酸素を送達するための複数ルーメン回路を含む。呼吸送達インターフェースは、第１のルーメン及び第２のルーメンを含む。第１のルーメンは、１つまたは複数の混合チャンバに空気を送達するための空気送達ルーメンであり、第２のルーメンは、患者に送達する直前に空気と混合するために１つまたは複数の混合チャンバに酸素を送達するための酸素送達ルーメンであり、人工呼吸器または人工呼吸器回路で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける。

すぐ上に記載された本発明の態様の１つまたは複数の実施形態は、酸素源は、人工呼吸器に連続的な酸素流量を送達すること；酸素源は、酸素ボーラスのパルスを人工呼吸器に送るパルス酸素濃縮器であること；人工呼吸器は、患者の吸気及び呼気中いつでも人工呼吸器内に陰圧を生成することによって酸素源をトリガーするように構成されていること；人工呼吸器は、陰圧源が吸気中に酸素ボーラス送達のために酸素源の複数のトリガーを引き起こすように構成されていること；呼吸送達インターフェースは、１つまたは複数の挿管チューブ、非再呼吸マスク、部分再呼吸マスク、全面マスク、全顔マスク、鼻カニューレ、及び、鼻枕からなる群から選択され部材であること；及び／または、呼吸送達インターフェースは、第３のルーメンをさらに含み、これは、トリガールーメン及び監視ルーメンのうちの少なくとも１つであること；のうちの１つまたは複数を含む。

本発明の別の態様は、加圧呼吸を患者に送達し、酸素源をトリガーして、すぐ上に記載された医療用人工呼吸器を用いて患者に送達されるＦｉ０２を増加させる方法を含み、第１の医療ガスと、第３のルーメンを有する第２の医療ガスと、の送達をトリガーするステップと；患者に送達する直前に、呼吸送達インターフェースの１つまたは複数の混合チャンバで第１の医療ガスと第２の医療ガスを混合し、人工呼吸器または人工呼吸器回路で以前に混合することなく、インターフェースの漏れを避ける。

本発明の追加の態様は、患者に複数のガスを送達するための鼻枕インターフェースを含み、患者の鼻孔を密封して、加圧された混合医療ガスを送達するための枕と；１つまたは複数の混合チャンバと；第１のルーメン及び第２のルーメンであって、第１のルーメンは、第１の医療ガスを患者に送達するための第１の医療ガス送達ルーメンであり、第２のルーメンは、第２の医療ガスを患者に送達するための第２の医療ガス送達ルーメンである、第１のルーメン及び第２のルーメンと；を備え、第１のルーメン及び第２のルーメンは、第１の医療ガス及び第２の医療ガスを１つまたは複数の混合チャンバに送達して、患者に送達する直前に第１の医療ガス及び第２の医療ガスを混合し、人工呼吸器または人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける

すぐ上に記載された本発明の態様の１つまたは複数の実施形態は：第１のルーメンは、患者に空気を送達するための空気送達ルーメンであり、第２のルーメンは、患者に酸素を送達するための酸素送達ルーメンであり、第１のルーメン及び第２のルーメンは、空気と酸素とを１つまたは複数の混合チャンバに供給して、患者に供給する直前に空気と酸素を混合して、人工呼吸器や人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避けるように構成されていること；及び、または、１つまたは複数の混合チャンバは枕内にそれぞれ混合チャンバを含むこと；のうちの１つまたは複数を含む。

本発明の別の態様は、すぐ上に記載の本発明の態様の鼻枕を有する患者に複数のガスを送達するための方法を含み、鼻枕インターフェースは、第３のルーメンを含み、これは、トリガールーメン及び監視ルーメンのうちの少なくとも１つであり、方法は、第１の医療ガス及び第３のルーメンを備えた第２の医療ガスの送達をトリガーするステップと；患者への送達の直前に、鼻枕インターフェースの１つまたは複数の混合チャンバで第１の医療ガスと第２の医療ガスを混合するステップであって、人工呼吸器または人工呼吸器回路で以前に混合することなく、インターフェースの漏れを避ける、ステップと；備える。

すぐ上に記載された本発明の態様の１つまたは複数の実施形態は、人工呼吸器は、人工呼吸器内部トリガー流量センサを含み、方法は、人工呼吸器内部トリガー流量センサを用いて、第１の医療ガス及び第２の医療ガスの送達をトリガーするステップと；患者への送達の直前に、前記鼻枕インターフェースの前記１つまたは複数の混合チャンバ内で前記第１の医療ガスと前記第２の医療ガスとを混合するステップであって、前記人工呼吸器または前記人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける、ステップと；を備えることのうちの１つまたは複数を含む。

本発明のさらなる態様は、人工呼吸器回路及び人工呼吸器から患者への複数のガスの送達のための呼吸送達インターフェースを含み、１つまたは複数の混合チャンバと；第１のルーメン及び第２のルーメンであって、前記第１のルーメンは、第１の医療ガスを患者に送達するための第１の医療ガス送達ルーメンであり、前記第２のルーメンは、第２の医療ガスを患者に送達するための第２の医療ガス送達ルーメンである、第１のルーメン及び第２のルーメンと；を備え、第１のルーメン及び第２のルーメンは、第１の医療ガス及び第２の医療ガスを１つまたは複数の混合チャンバに送達して、患者に送達する直前に第１の医療ガス及び第２の医療ガスを混合し、人工呼吸器または人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避けるように構成される。

すぐ上に記載された本発明の態様の１つまたは複数の実施形態は、呼吸送達インターフェースは、１つまたは複数の挿管チューブ、非再呼吸マスク、部分再呼吸マスク、全面マスク、全顔マスク、鼻カニューレ、鼻マスク、及び鼻枕からなる群から選択される部材であることと；第３のルーメンは、トリガールーメン及び監視ルーメンのうちの少なくとも１つであること；のうちの１つまたは複数を含む。

本発明のさらに別の態様は、加圧呼吸を患者に送達し、酸素源をトリガーして、第１の医療の送達をトリガーすることを含む、直前に説明した呼吸送達インターフェースで患者に送達されるＦｉ０２を増加させる方法であって、第１の医療ガス及び第２の医療ガスの送達をトリガールーメンでトリガーするステップと；患者に送達する直前に、呼吸送達インターフェースの１つまたは複数の混合チャンバ内で第１の医療ガスと第２の医療ガスとを混合するステップであって、人工呼吸器または人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける、ステップと；を備える方法を含む。

本発明のさらに別の態様は、加圧呼吸を患者に送達し、酸素源をトリガーして、直前に説明した呼吸送達インターフェースを用いて患者に送達されるＦｉ０２を増加させる方法であって、第１の医療ガス及び第２の医療ガスの送達を呼吸内部トリガー流量センサでトリガーするステップと；患者に送達する直前に、呼吸送達インターフェースの１つまたは複数の混合チャンバ内で第１の医療ガスと第２の医療ガスとを混合するステップであって、人工呼吸器または人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける、ステップと；を備える方法を含む。

本発明の他の特徴及び利点とともに上記の内容が、以下の発明の明細書、特許請求の範囲、及び添付の図面を参照するとより明らかになるであろう。

本発明をより完全に理解するために、添付の図面に示されている実施形態の以下の詳細な説明を参照されたい。

酸素濃縮器が人工呼吸器送風機の入口に接続されている典型的な従来技術の医療用人工呼吸器システムの一例を示す図である。信号が酸素濃縮器と医療用人工呼吸器を接続する典型的な従来技術の医療用人工呼吸器システムの一例を示す図である。ベンチュリが患者回路に追加されて酸素濃縮器をトリガーする、典型的な従来技術の医療用人工呼吸器の一例を示す図である。医療用人工呼吸器の実施形態を示すである。吸気時間中に１つの酸素パルスを送達する方法を示す例示的なグラフである。吸気時間中に複数の酸素パルスを送達する方法を示す例示的なグラフである。医療用人工呼吸器の一実施形態のシステムブロック図である。補給チューブを備えた枕鼻インターフェースの実施形態である。統合された鼻カニューレを備えた枕鼻インターフェースの実施形態の断面図である。患者の鼻孔に適用された、図９Ａの統合された鼻カニューレを備えた枕鼻インターフェースの正面図である。一実施形態による、本明細書に記載のプロセスのうちの１つまたは複数を実装することができる例示的なインフラストラクチャを示す図である。一実施形態による、本明細書に記載のプロセスのうちの１つまたは複数を実行することができる例示的な処理システムを示す図である。

本明細書に記載の主題は、例示的な実装によって教示されている。明確にするため、かつ、主題を曖昧にしないために、さまざまな詳細は省略されている。以下に示す例は、患者への吸気酸素（ＦＩ０２）の割合を増やすためのデバイス、装置、及び方法を対象とする。主題の他の特徴及び利点は、以下の説明から明らかになるはずである。

この説明を読んだ後、様々な代替の実施形態及び代替の用途において本発明をどのように実施するかが当業者に明らかになるであろう。しかしながら、本発明のすべての様々な実施形態は、本明細書では説明されない。ここに提示された実施形態は、限定ではなく、一例としてのみ提示されていることが理解される。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。したがって、様々な代替の実施形態のこの詳細な説明は、本発明の範囲または幅を制限するものと解釈されるべきではない。

酸素濃縮器などの低圧酸素源からの酸素の連続的な流量ではなくパルスフローを使用する医療用人工呼吸器において、患者または使用者（例えば、自発呼吸する患者、非自発呼吸する患者）への吸気酸素（ＦＩ０２）の割合を増加させるためのシステム及び方法を説明する。酸素濃縮器、圧縮酸素タンク、膜酸素発生器、化学酸素発生器、液体酸素システム、或いは、酸素パルス及び／またはフローの供給を開始するために患者の努力を必要とする任意の酸素供給システムなどの他の酸素源が、同様に使用され得る。

図１は、典型的な従来技術の医療用人工呼吸器２０を示している。医療用人工呼吸器２０は、混合酸素及び空気を使用者及び枕ユーザインターフェース５０及びポータブル酸素源７０に供給するための、陽圧源３０及び患者回路４０を含む。

流量、酸素濃度レベルなどの医療用人工呼吸器２０の状態は、システムに対して一定であり得るか、手動で制御可能であり得るか、かつ／或いは、自動的に制御可能であり得る。例えば、医療用人工呼吸器２０は、使用者、提供者、医師などが例えば処方酸素レベルの情報、流量などを入力して、人工呼吸器システム１０の酸素出力を制御することを可能にするユーザインターフェースを含み得る。空気と混合された酸素の流れは、吸気段階で、呼吸または使用者回路４０を介して呼吸のたびに医療用人工呼吸器２０から患者に分配され、流れは呼気段階で中断される。一部の人工呼吸器は、呼気中に陽圧を維持するために使用される呼気段階中に小さな流量を有するため、これらの場合、呼気段階中に流れが完全に中断されないことに留意されたい。この段階でも、少量の連続酸素流量を追加できる。

人工呼吸器２０の制御モジュールは、当技術分野で任意の周知の形態をとることができ、１つまたは複数のインターフェース、コントローラ、または、医療用人工呼吸器４０を制御及び管理するための他の電気回路要素を介して、本明細書に記載の人工呼吸器２０の構成要素と通信する中央マイクロプロセッサまたはＣＰＵを含む。人工呼吸器システム２０は、制御モジュール６０の一部として、または使用者、プロバイダ、医師などが人工呼吸器を制御するための処方酸素レベル、流量、活動レベルなどの情報を入力できるようにするための制御モジュールに結合されたユーザインターフェースを含み得る。

図２は、酸素源１１０（例えば、酸素濃縮器／保存装置）、医療用人工呼吸器１２０、及び、人工呼吸器１２０と患者１５０との間の呼吸回路１４０を含む従来の医療用人工呼吸器システムを示す。一実施形態では、酸素濃縮器１１０は、酸素濃縮器１１０からの酸素のパルス（または酸素のパルスボーラス）の分配を開始するためのトリガー信号１６０を生成するように構成されたコントローラ／制御モジュール（例えば、本明細書に記載の機能を実行する、メモリに格納された１つまたは複数のモジュールを処理したコントローラ）を含む。いくつかの実施形態では、保存装置を酸素濃縮器１１０と組み合わせて使用して、呼吸回路１４０への酸素の分配を制御することができる。他の実施形態では、保存装置は、酸素濃縮器１１０から独立し得る。酸素濃縮器１１０からの酸素のパルスの分配を開始するためのトリガー信号を生成するためのコントローラモジュールは、酸素濃縮器１１０及び／または保存装置に組み込まれ得る。この従来技術では、酸素濃縮器は、人工呼吸器からのトリガー信号を受け入れるように変更する必要がある。

図３は、酸素源１１０（例えば、酸素濃縮器／保存装置）、医療用人工呼吸器１２０、及び、人工呼吸器１２０と患者１５０との間の呼吸回路１４０を含む従来の医療用人工呼吸器システムを示す。一実施形態では、酸素濃縮器１１０は、呼吸回路１４０内に配置されたベンチュリ１７０の負のポートに接続される。ベンチュリ１７０は、酸素濃縮器１１０からの酸素のパルス（または酸素のパルスボーラス）の分配を開始するために濃縮器に接続される陰圧を生成するように構成される。患者回路は、ベンチュリ１７０を含むように修正する必要がある。ベンチュリ１７０は、ポータブル人工呼吸器によって生成される圧力及び／または流れよりも高い圧力及び／または流れを必要とする。ＦＩ０２を低減するこの方法を使用して、濃縮器によって１つのパルスを供給することができまる。呼気中にＢｌレベル呼吸法またはＰＥＥＰを使用すると、ベンチュリは吸入及び呼気サイクル中に陰圧を生成し、濃縮器がトリガーせず、患者へのＦＩ０２を減少させ得る。

図４を参照して、医療用人工呼吸器２１０の実施形態を説明さす。医療用人工呼吸器２１０は、患者に陽圧を生成する空気流を生成するための陽圧源２３０と、酸素源２８０（例えば、酸素濃縮器）をトリガーする陰圧を生成するための陰圧源２２０と、を含む。医療用人工呼吸器２１０は、マルチチューブまたはマルチルーメンチューブで患者／呼吸回路２５０に接続される。マルチルーメンチューブには、人工呼吸器の加圧空気用、酸素フロー用、圧力検知用の３つのルーメンが含まれる。呼吸回路２５０は、患者２７０に接続されている鼻枕インターフェース２６０に接続される。人工呼吸器２１０は、鼻カニューレを介して歩行可能な患者に酸素を供給するために現在使用されている任意の酸素濃縮器２８０と使用され得る。酸素濃縮器２８０による酸素のパルスのトリガーは、人工呼吸器２１０内の陰圧装置によって制御される。陰圧を生成して、吸気サイクル中及び／または呼気サイクル中に酸素パルスを開始することができる。

患者／呼吸回路２５０は、医療用人工呼吸器への特別なコネクタを含む。呼吸回路２５０は、１）空気加圧ガス、２）酸素流及び／またはパルス、及び、３）圧力感知ラインの３つのチューブまたは３ルーメン管を含む。３つのチューブまたは３つのルーメンチューブは、鼻枕インターフェース２６０に接続されている。

陰圧装置２２０は、人工呼吸器２１０に陰圧を生成し、これにより、濃縮器２８０がトリガーされて、酸素のパルスが人工呼吸器の酸素入口に送られる。酸素のパルスは、患者／呼吸回路２５０を介して、鼻枕インターフェース２６０の酸素カニューレに直接送達される。

別の実施形態では、ＦＩ０２の上昇を助けるためにパルスが送達されていないときに、酸素の小さな連続的な流れも供給され得る。

一実施形態では、酸素濃縮器２８０は、より高いＦＩ０２値を得るために、人工呼吸器２１０にパルスフローを供給する。医療用人工呼吸器２１０は、呼吸中の患者を監視するために、使用者２７０の１つまたは複数の状態、圧力、流量、漏れ、呼吸数、活動環境などを感知するための１つまたは複数の出力センサを含み得る。

図５は、患者の圧力信号３００及び気流３２０、並びに、濃縮器によって人工呼吸器３３０に送達される１つの酸素パルス３３０を識別する波形グラフの一例を示す。ｘ軸は、患者または呼吸回路における秒単位の時間を表し、ｙ軸３１０は、ｃｍＨ２０での圧力を表す。一実施形態では、人工呼吸器の空気流３２０が示され、１つの酸素パルスが同じグラフ３３０に示されている。

図６は、患者の圧力信号３００及び気流３２０、並びに、人工呼吸器によって送達される複数の酸素パルス３５０を識別する波形グラフの一例を示している。ｘ軸は、患者または呼吸回路２５０における秒単位の時間を表し、ｙ軸３１０は、ｃｍＨ２０での圧力を表す。一実施形態では、人工呼吸器の気流３２０、及び２つの酸素パルス３５０が同じグラフに示されている。

図７を参照すると、制御ユニット４００の実施形態は、当技術分野で任意の周知の形態をとることができ、１つまたは複数のインターフェース、コントローラ、或いは、システムを制御及び管理するための他の電気回路要素を介して本明細書に記載のシステムの構成要素と通信する中央マイクロプロセッサまたはＣＰＵ４１０を含む。システムは、制御ユニットの一部として、または制御ユニットに結合されて、使用者、プロバイダ、医師などが、例えば、酸素パルスの数、吸気正気圧、呼気正気圧情報、流量、活動レベルなどの情報を入力してシステムを制御できるようにするためのユーザインターフェースを含み得る。

図８を参照に、患者が着用する枕鼻インターフェース４５０の実施形態を説明する。インターフェース４５０は、Ｆｉ０２を増加させるために患者に酸素のパルス及び／またはパルスを送達するためにインターフェースに統合された酸素カニューレ４４０を含む。補給チューブ４２０は、インターフェースを患者／呼吸回路２５０に接続するためのコネクタ４１５を含む。補給チューブ４２０は、ポリウレタン、シリコーン、または当技術分野で既知の別の材料などの不活性材料で作られた細い可撓性チューブであり得る。インターフェースのすべての構成要素は、医療グレードの生体適合性材料でできている可能性があることに留意されたい。医療用人工呼吸器２１０は、チューブ４２０を通して空気及び／または酸素などのガスを送る。医療用人工呼吸器２１０は、インターフェースを介して患者に送達される容積及び／または圧力タイプの治療を提供することができる。

図９Ａ及び９Ｂを参照に、枕インターフェース４５０の実施形態をより詳細に説明する。空気供給ルーメン４５４（人工呼吸器３３０から）からの加圧空気及び酸素カニューレ／酸素供給ルーメン４５８、４７０からの酸素ガスは、枕４６６の混合チャンバ４６２内で混合される。ルーメン４７４は、トリガールーメンである。代替の実施形態では、酸素カニューレ／酸素送達ルーメン４５８は、チューブの開口部であり得、枕４６６のチャンバ４６２内に完全に延在し得ない。枕４６６は、患者４８２の鼻孔４７８で密封し、枕４６６のチャンバ４６２から患者４８２まで混合ガスを送達する。

システム概要インフラストラクチャ
図１０は、一実施形態による、例えば、限定ではないが、人工呼吸器２１０の制御ユニット４００の制御、及び／または、制御ユニット４００との通信のために使用され得る例示的なシステム５００を示す。インフラストラクチャは、本明細書に記載の様々な機能、プロセス、方法、及び／または、ソフトウェアモジュールのうちの１つまたは複数をホストする、かつ／または、実行するプラットフォーム５１０（例えば、１つまたは複数のサーバ）を備え得る。プラットフォーム５１０は、専用サーバを含む場合もあれば、１つ以上のサーバの共有リソースを利用するクラウドインスタンスを含む場合もある。これらのサーバまたはクラウドインスタンスは、同じ場所に配置されているか、地理的に分散され得る。また、プラットフォーム５１０は、サーバアプリケーション５１２、及び／または、１つまたは複数のデータベース５１４を含むか、またはそれらに通信可能に接続され得る。さらに、プラットフォーム５１０は、１つまたは複数のネットワーク５２０を介して１つまたは複数のユーザシステム５３０に通信可能に接続され得る。また、プラットフォーム５１０は、１つまたは複数のネットワーク５２０を介して１つまたは複数の外部システム５４０（例えば、他のプラットフォーム、ウェブサイトなど）に通信可能に接続され得る。

ネットワーク５２０はインターネットを含み得、プラットフォーム５１０は、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＰＯ）、ＨＴＴＰセキュア（ＨＴＴＰS）、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）、ＦＴＰセキュア（ＦＴＰＳ）、セキュアシェルＦＴＰ（ＳＦＴＰ）、及び同類物、並びに独自のプロトコルなどの標準的な送信プロトコルを使用して、インターネットを介してユーザシステム５３０と通信し得る。プラットフォーム５１０は、ネットワーク５２０の単一のセットを介して様々なシステムに接続されるように示されているが、プラットフォーム５１０は、１つまたは複数のネットワークの異なるセットを介して様々なシステムに接続され得ることを理解されたい。例えば、プラットフォーム５１０は、インターネットを介してユーザシステム５３０及び／または外部システム５４０のサブセットに接続され得るが、インターネットを介して１つまたは複数の他のユーザシステム５３０及び／または外部システム５４０に接続され得る。さらに、少数のユーザシステム１３０及び外部システム５４０、１つのサーバアプリケーション５１２、並びに、１セットのデータベース５１４のみが示されているが、インフラストラクチャは、任意の数のユーザシステム、外部システム、サーバアプリケーション、及び、データベースを含み得ることを理解されたい。

ユーザシステム５３０は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォンまたは他の携帯電話、サーバ、ゲームコンソール、テレビ、セットトップボックス、電子キオスク、ポイントオブセール端末、自動テラーマシン、及び／または、同類物を含むがこれらに限定されない、有線及び／または無線通信が可能な任意のタイプまたは複数のタイプのコンピューティングデバイスを含み得る。

プラットフォーム５１０は、１つまたは複数のウェブサイト及び／またはウェブサービスをホストするウェブサーバを含み得る。ウェブサイトが提供される実施形態では、ウェブサイトは、例えば、ＦｌｙｐｅｒＴｅｘｔマークアップ言語（ＨＴＭＬ）または他の言語で生成された１つまたは複数の画面（例えば、ウェブページ）を含むグラフィカルユーザインターフェースを含み得る。プラットフォーム５１０は、ユーザシステム５３０からの要求に応答して、グラフィカルユーザインターフェースの１つまたは複数の画面を送信または提供する。いくつかの実施形態では、これらの画面は、ウィザードの形で提供され得、その場合、２つ以上の画面が順次方式で提供され、連続する画面の１つまたは複数は、使用者またはユーザシステム５３０と１つまたは複数のその前の画面との相互作用に依存し得る。グラフィカルユーザインターフェースの画面を含む、プラットフォーム５１０への要求及びプラットフォーム５１０からの応答は、両方とも、標準の通信プロトコル（例えば、ＨＴＴＰ、ＴＸＸＸなど）を使用して、インターネットを含み得るネットワーク５２０を介して通信され得る。これらの画面（例えば、ウェブページ）は、プラットフォーム５１０にローカルにおよび／またはリモートでアクセス可能な１つまたは複数のデータベース（例えば、データベース５１４）に格納されたデータを含むか、またはそこから派生した要素を含む、テキスト、画像、ビデオ、アニメーション、参照（例えば、ハイパーリンク）、フレーム、入力（例えば、テキストボックス、テキスト領域、チェックボックス、ラジオボタン、ドロップダウンメニュー、ボタン、フォームなど）、スクリプト（例えば、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ）、及び、同類物のコンテンツと要素との組み合わせを含み得る。プラットフォーム５１０は、ユーザシステム５３０からの他の要求にも応答し得る。

プラットフォーム５１０は、１つまたは複数のデータベース５１４をさらに備えるか、通信的に結合されるか、そうでなければアクセスを有し得る。例えば、プラットフォーム５１０は、１つまたは複数のデータベース５１４を管理する１つまたは複数のデータベースサーバーを備え得る。プラットフォーム５１０上で実行されるシステム５３０またはサーバアプリケーション５１２は、データベース５１４に格納されるデータ（例えば、使用者データ、フォームデータなど）を提出し、及び／または、データベース５１４に格納されたデータへのアクセスを要求することができる。クラウドベースのデータベース及び独自のデータベースを含む、Ｍｙｓｔｙｓｔｅｍ（商標）、Ｏｒａｃｌ（商標）、ＩＢＭ（商標）、ＭｅｃｈｎｏｌｔＶＴ（登録商標）、Ａｃｃｅｓｓ（商標）及び同類物を含むがこれらに限定されない任意の適切なデータベースを利用できる。データは、例えば、ＨＴＰによってサポートされる周知のＰＯＳＴ要求を使用して、ＦＴＰを介して、及び／または同様に、プラットフォーム５１０に送信され得る。このデータ、及び他の要求は、プラットフォーム５１０によって実行される、例えば、サーブレットまたは他のソフトウェアモジュール（例えば、サーバアプリケーション５１２に含まれる）などのサーバ側ウェブテクノロジーによる処理され得る。

ウェブサービスが提供される実施形態では、プラットフォーム５１０は、外部システム５４０からの要求を受信し、拡張可能なマークアップ言語（ＸＭＬ）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔオブジェクト表記（ＪＳＯＮ）、及び／または他の任意の適切なまたは所望のフォーマットで応答を提供し得る。このような実施形態では、プラットフォーム５１０は、ユーザシステム５３０及び／または外部システム５４０がウェブサービスと相互作用することができる方法を定義するアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）を提供し得る。したがって、ユーザシステム５３０及び／または外部システム５４０（それ自体がサーバであり得る）は、独自のユーザインターフェースを定義することができ、本明細書に記載の、バックエンドプロセス、方法、機能、ストレージ、及び／または同類物を実装または提供するためにウェブサービスに依存することができる。例えば、このような実施形態では、１つまたは複数のユーザシステム５３０上で実行されるクライアントアプリケーション５３２は、プラットフォーム５１０上で実行されるサーバアプリケーション５１２と相互作用して、本明細書に記載の、様々な機能、プロセス、方法、及び／またはソフトウェアモジュールのうちの１つまたは複数、或いは、１つまたは複数の一部を実行すし得る。クライアントアプリケーション５３２は“シン（ｔｈｉｎ）”であり得、この場合、処理は主にプラットフォーム５１０上のサーバアプリケーション５１２によってサーバ側で実行される。シンクライアントアプリケーションの基本的な例は、単にウェブページを要求、受信、及びレンダリングするブラウザアプリケーションである。ユーザシステム５３０では、プラットフォーム５１０上のサーバアプリケーションは、ウェブページの生成及びデータベース機能の管理を担当する。或いは、クライアントアプリケーションは“シック（ｔｈｉｃｋ）”であり得、この場合、処理は主にユーザシステム５３０によってクライアント側で実行される。クライアントアプリケーション５３２は、特定の実装の設計目標に応じて、このスペクトルに沿った“シン”と“シック”の間の任意の時点において、プラットフォーム５１０上のサーバアプリケーション５１２と比較して、ある量の処理を実行できることを理解されたい。いずれの場合も、プラットフォーム５１０（例えば、サーバアプリケーション５１２がすべての処理を実行する）またはユーザシステム５３０（例えば、クライアントアプリケーション５３２がすべての処理を実行する）のいずれかに完全に存在し得る、或いは、プラットフォーム５１０とユーザシステム５３０との間に分散される（例えば、この場合、サーバアプリケーション５１２及びクライアントアプリケーション５３２は両方とも処理を実行する）、本明細書に記載のアプリケーションは、本明細書に記載の１つまたは複数の機能、プロセス、または適用方法を実行する１つまたは複数の実行可能ソフトウェアモジュールを備え得る。

例示的な処理装置
図１１は、限定ではないが、人工呼吸器２１０の制御ユニット４００などの、本明細書に記載の様々な実施形態に関連して使用できる例示的な有線または無線システム６００を示すブロック図である。例えば、システム６００は、本明細書に記載の機能、プロセス、または方法の１つまたは複数として、またはこれらと組み合わせて使用され（例えば、アプリケーションまたはアプリケーションの１つまたは複数のソフトウェアモジュールを格納及び／または実行するために）、プラットフォーム５１０、ユーザシステム５３０、外部システム５４０、及び／または本明細書に記載の他の処理装置のコンポーネントを示し得る。システム６００は、サーバまたは任意の従来のパーソナルコンピュータ、或いは、有線または無線データ通信が可能な他の任意のプロセッサ対応デバイスであり得る。当業者には明らかなように、他のコンピュータシステム及び／またはアーキテクチャも使用され得る。

システム６００は、好ましくは、プロセッサ６１０などの１つまたは複数のプロセッサを含む。入力／出力を管理するための補助プロセッサ、浮動小数点数学的操作を実行するための補助プロセッサ、信号処理アルゴリズム（例えば、デジタル信号プロセッサ）の速い実行に適したアーキテクチャを有する専用マイクロプロセッサ、メイン処理システムに従属するスレーブプロセッサ（例えば、バックエンドプロセッサ）、デュアルまたはマルチプロセッサシステム用の追加のマイクロプロセッサまたはコントローラ、及び／或いは、コプロセッサ等の追加的なプロセッサが提供され得る。このような補助プロセッサは、ディスクリートプロセッサであり得るか、またはプロセッサ６１０と統合され得る。システム６００と共に使用され得るプロセッサの例には、限定されないが、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、コアｉ７（登録商標）プロセッサ、及びＸｅｏｎ（登録商標）プロセッサが含まれ、これらの全てがカルフォルニアのサンタクララのインテル社から入手可能である。

プロセッサ６１０は、好ましくは、通信バス６０５に接続される。通信バス６０５は、ストレージとシステム６００の他の周辺コンポーネントとの間の情報転送を容易にするためのデータチャネルを含み得る。さらに、通信バス６０５は、プロセッサ６１０との通信に使用される信号のセットを提供し得る。データバス、アドレスバス、及び／または制御バス（図示せず）を含む。通信バス６０５は、例えば、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）、拡張業界標準アーキテクチャ（ＥＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）、周辺コンポーネント相互接続（ＰＣＩ）に準拠するバスアーキテクチャなどの任意の標準または非標準バスアーキテクチャを含み得る。）ローカルバス、ＩＥＥＥ４８８汎用インターフェースバス（ＧＰＩＢ）、ＩＥＥＥ６９６／Ｓ−１００などを含む電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）によって公布された規格である。

システム６００は、好ましくは、メインメモリ６１５を含み、二次メモリ６２０も含み得る。メインメモリ６１５は、本明細書で論じられる１つまたは複数の機能及び／またはモジュールなど、プロセッサ６１０上で実行されるプログラムのための命令及びデータの記憶を提供する。メモリに格納され、プロセッサ６１０によって実行されるプログラムは、Ｃ／Ｃ＋＋、Ｊａｖａ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ、Ｐｅｌｌ、ＶｉｃａｌＢａｓｉｃｏｌ、．ＮＥＴなどを含むがこれらに限定されない任意の適切な言語に従って記述及び／またはコンパイルされ得ることを理解されたい。メインメモリ６１５は、典型的には、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）及び／またはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）などの半導体ベースのメモリである。他の半導体ベースのメモリタイプには、たとえば、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ランバスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）、

二次メモリ６２０は、任意選択で、内部媒体６２５及び／またはリムーバブルメディア６３０を含み得る。リムーバブルメディア６３０は、任意の周知の方法で読み取られ、及び／または書き込まれる。リムーバブル記憶媒体２３０は、例えば、磁気テープドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、他の光学ドライブ、フラッシュメモリドライブなどであり得る。

二次メモリ６２０は、コンピュータ実行可能コード（例えば、開示されたソフトウェアモジュール）及び／またはその上に格納された他のデータを有する非一時的なコンピュータ可読媒体である。二次メモリ６２０に記憶されたコンピュータソフトウェアまたはデータは、プロセッサ６１０による実行のためにメインメモリ６１５に読み込まれる。

代替の実施形態では、二次メモリ６２０は、コンピュータプログラムまたは他のデータまたは命令をシステム６００にロードすることを可能にするための他の同様の手段を含み得る。そのような手段は、例えば、ソフトウェア及びデータを可能にする通信インターフェース６４０を含み得る。外部記憶媒体６４５からシステム６００に転送される。外部記憶媒体６４５の例は、外部ハードディスクドライブ、外部光学ドライブ、外部磁気光学ドライブなどを含み得る。二次メモリ６２０の他の例は、プログラム可能な読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリ（ブロックメモリ）、ＥＥＰＲＯＭと同様の指向メモリなどの半導体ベースのメモリを含み得る。

上記のように、システム６００は、通信インターフェース６４０を含み得る。通信インターフェース６４０は、ソフトウェア及びデータが、システム６００と外部デバイス（例えば、プリンタ）、ネットワーク、または他の情報源との間で転送されることを可能にする。例えば、コンピュータソフトウェアまたは実行可能コードは、通信インターフェース６４０を介してネットワークサーバ（例えば、プラットフォーム５１０）からシステム６００に転送され得る。通信インターフェース６４０の例は、組み込みネットワークアダプタ、ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）、パーソナルを含む。ＣｏｍｐｕｔｅｒＭｅｍｏｒｙＣａｒｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＰＣＭＣＩＡ）ネットワークカード、カードバスネットワークアダプター、ワイヤレスネットワークアダプター、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ネットワークアダプタ、モデム、ワイヤレスデータカード、通信ポート、赤外線インターフェース、ＩＥＥＥ１３９４ファイアワイヤー、及びシステム６００をネットワーク（例えば、ネットワーク５２０）または別のコンピューティングデバイスとインターフェースすることができる他の任意のデバイス。通信インターフェース６４０は、好ましくは、イーサネットＩＥＥＥ８０２標準、ファイバーチャネル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、非同期デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）、フレームリレー、非同期転送モード（ＡＴＭ）、統合デジタルサービスネットワークなどの業界で公表されたプロトコル標準を実装する（ＩＳＤＮ）、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、シリアルラインインターネットプロトコル／ポイントツーポイントプロトコル（ＳＬＩＰ／ＰＰＰ）などであるが、カスタマイズされた、または非標準のインターフェイスプロトコルも同様である。

通信インターフェース６４０を介して転送されるソフトウェア及びデータは、一般に、電気通信信号６５５の形態である。これらの信号６５５は、通信チャネル６５０を介して通信インターフェース６４０に提供され得る。一実施形態では、通信チャネル６５０は、有線または無線ネットワーク（例えば、ネットワーク５２０）、または他の様々な通信リンク。通信チャネル６５０は、信号６５５を伝送し、ワイヤまたはケーブル、光ファイバー、従来の電話回線、携帯電話リンク、無線データ通信リンク、無線周波数（“ＲＦ”）リンク、または無線周波数（“ＲＦ”）リンクを含む様々な有線または、ほんの数例を挙げると、赤外線リンクなどの無線通信手段を使用して実装され得る。

コンピュータ実行可能コード（例えば、開示されたアプリケーションなどのコンピュータプログラム、またはソフトウェアモジュール）は、メインメモリ６１５及び／またはセカンダリメモリ６２０に格納される。コンピュータプログラムはまた、通信インターフェース６４０を介して受信され、メインに格納され得る。メモリ６１５及び／または二次メモリ６２０。そのようなコンピュータプログラムは、実行されると、システム６００が、本明細書の他の場所で説明されるように、開示された実施形態の様々な機能を実行することを可能にする。

本明細書では、“コンピュータ可読媒体”という用語は、システム６００に、またはシステム６００内でコンピュータ実行可能コード及び／または他のデータを提供するために使用される任意の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を指すために使用される。媒体には、メインメモリ６１５、セカンダリメモリ６２０（内部メモリ６２５、リムーバブルメディア６３０、及び外部記憶媒体６４５を含む）、及び通信インターフェース６４０と通信可能に結合された任意の周辺デバイス（ネットワーク情報サーバまたは他のネットワークデバイスを含む）が含まれる。これらの非一時的なコンピュータ可読媒体は、実行可能コード、プログラミング命令、ソフトウェア、及び／または他のデータをシステム６００に提供するための手段である。

ソフトウェアを使用して実装される実施形態では、ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体に格納され、リムーバブルメディア６３０、Ｉ／Ｏインターフェース６３５、または通信インターフェース６４０を介してシステム６００にロードされ得る。そのような実施形態では、ソフトウェアは、電気通信信号６５５の形でシステム６００にロードされる。ソフトウェアは、プロセッサ６１０によって実行されるとき、好ましくは、プロセッサ６１０に、本明細書の他の場所で説明されるプロセス及び機能の１つまたは複数を実行させる。

一実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース６３５は、システム６００の１つまたは複数のコンポーネントと１つまたは複数の入力及び／または出力デバイスとの間のインターフェースを提供する。入力デバイスの例には、センサ、キーボード、タッチスクリーンまたは他のタッチセンシティブデバイス、バイオメトリックセンシングデバイス、コンピューターマウス、トラックボール、ペンベースのポインティングデバイスなどが含まれるが、これらに限定されない。出力デバイスの例には、他の処理デバイス、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プリンタ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、表面−伝導型電子放出ディスプレイ（ＳＥＤ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）などが含まれる。場合によっては、タッチパネルディスプレイ（例えば、スマートフォン、タブレット、または他のモバイルデバイスにおける）の場合のように、入力デバイスと出力デバイスとが組み合わされ得る。

システム６００はまた、音声ネットワーク及び／またはデータネットワーク（例えば、ユーザシステム５３０の場合）を介した無線通信を容易にする１つまたは複数のオプションの無線通信コンポーネントを含み得る。無線通信構成要素は、アンテナシステム６７０、無線システム６６５、及びベースバンドシステム６６０を備える。システム６００では、無線周波数（ＲＦ）信号は、無線システム６６５の管理下にあるアンテナシステム６７０によって無線で送受信される。

一実施形態では、アンテナシステム６７０は、アンテナシステム６７０に送信及び受信信号経路を提供するためのスイッチング機能を実行する１つまたは複数のアンテナ及び１つまたは複数のマルチプレクサ（図示せず）を備え得る。受信経路において、受信されたＲＦ信号は、マルチプレクサから、受信されたＲＦ信号を増幅し、増幅された信号を無線システム６６５に送信する低ノイズ増幅器（図示せず）に結合され得る。

代替の実施形態では、無線システム６６５は、様々な周波数で通信するように構成された１つまたは複数の無線を備え得る。一実施形態では、無線システム６６５は、復調器（図示せず）と変調器（図示せず）を１つの集積回路（１Ｃ）に組み合わせることができる。復調器と変調器は、別々のコンポーネントにすることもできます。着信経路において、復調器は、ＲＦ搬送波信号を取り除き、ベースバンド受信オーディオ信号を残し、これは、無線システム６６５からベースバンドシステム６６０に送信される。

受信信号が音声情報を含む場合、ベースバンドシステム６６０は信号を復号し、それをアナログ信号に変換する。次に、信号が増幅されてスピーカーに送信されます。ベースバンドシステム６６０はまた、マイクロフォンからアナログオーディオ信号を受信する。これらのアナログオーディオ信号は、デジタル信号に変換され、ベースバンドシステム６６０によって符号化される。ベースバンドシステム６６０はまた、送信用のデジタル信号を符号化し、無線システム６６５の変調器部分にルーティングされるベースバンド送信音声信号を生成する。変調器は、ベースバンドを混合する。オーディオ信号をＲＦキャリア信号で送信し、アンテナシステム６７０にルーティングされ、パワーアンプ（図示せず）を通過することができるＲＦ送信信号を生成する。電力増幅器は、ＲＦ送信信号を増幅し、それを、信号が伝達のためにアンテナにスイッチされる、アンテナシステム６７０にルーティングする。

ベースバンドシステム６６０はまた、中央処理装置（ＣＰＵ）であり得るプロセッサ６１０と通信可能に結合されている。プロセッサ２１０は、データ記憶領域６１５及び６２０にアクセスできる。プロセッサ６１０は、好ましくは、メインメモリ６１５またはセカンダリメモリ６２０に記憶することができる命令（すなわち、開示されたアプリケーションなどのコンピュータプログラム、またはソフトウェアモジュール）を実行するように構成される。プログラムはまた、ベースバンドプロセッサ６６０から受信され、メインメモリ６１０またはセカンダリメモリ６２０に格納されるか、または受信時に実行され得る。そのようなコンピュータプログラムは、実行されると、システム６００が開示された実施形態の様々な機能を実行することを可能にする。

開示された実施形態の上記の説明は、当業者が本発明を作成または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する様々な修正は当業者には容易に明らかであり、本明細書に記載の一般原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本明細書に提示される説明及び図面は、本発明の現在好ましい実施形態を表し、したがって、本発明によって広く企図される主題を代表するものであることが理解されるべきである。本発明の範囲は、当業者に明らかになり得る他の実施形態を完全に包含し、したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲以外の何物によっても制限されないことがさらに理解される。

１０人工呼吸器システム
２０医療用人工呼吸器
３０陽圧源
４０患者回路
４０使用者回路
５０枕ユーザインターフェース
６０制御モジュール
７０ポータブル酸素源
１１０酸素濃縮器
１２０医療用人工呼吸器
１３０ユーザシステム
１４０呼吸回路
１５０患者
１６０トリガー信号
１７０ベンチュリ
２１０医療用人工呼吸器
２２０陰圧源
２３０陽圧源
２５０呼吸回路
２６０鼻枕インターフェース
２７０患者
２８０酸素濃縮器
３００圧力信号
３２０気流
３３０人工呼吸器
３５０酸素パルス
４００制御ユニット
４１０ＣＰＵ
４１５コネクタ
４２０補給チューブ
４４０酸素カニューレ
４５０枕鼻インターフェース
４５４空気供給ルーメン
４５８酸素供給ルーメン
４６２混合チャンバ
４６６枕
４７０酸素供給ルーメン
４７８鼻孔
４８２患者
５００システム
５１０プラットフォーム
５１２サーバアプリケーション
５１４データベース
５２０ネットワーク
５３０ユーザシステム
５３２クライアントアプリケーション
５４０外部システム
６００無線システム
６０５通信バス
６１０プロセッサ
６１５メインメモリ
６２０二次メモリ
６２５内部メモリ
６３０リムーバブルメディア
６３５Ｉ／Ｏインターフェース
６４０通信インターフェース
６４５外部記憶媒体
６５０通信チャネル
６５５電気通信信号
６５５信号
６６０ベースバンドシステム
６６５無線システム
６７０アンテナシステム
６９６ＩＥＥＥ

Claims

加圧呼吸を患者に送達し、酸素源をトリガーして患者に送達されるＦｉ０２を増加させるための医療用人工呼吸器であって、
１つまたは複数の混合チャンバを含む呼吸送達インターフェースと；
陽圧源と
陰圧源と；
前記医療用人工呼吸器を前記呼吸送達インターフェースに接続するための人工呼吸器回路であって、前記人工呼吸器回路は、加圧呼吸のトリガー時に加圧空気及びパルス酸素を送達するための複数ルーメン回路を含む、人工呼吸器回路と；
を含み、
前記呼吸送達インターフェースは、第１のルーメン及び第２のルーメンを含み、前記第１のルーメンは、１つまたは複数の混合チャンバに空気を送達するための空気送達ルーメンであり、前記第２のルーメンは、前記患者に送達する直前に空気と混合するために１つまたは複数の混合チャンバに酸素を送達し、前記医療用人工呼吸器または前記人工呼吸器回路内において先に混合することなくインターフェースリークを避ける酸素送達ルーメンであることを特徴とする医療用人工呼吸器。
前記酸素源は、連続的な流量の酸素を前記医療用人工呼吸器に送達することを特徴する請求項１に記載の医療用人工呼吸器。
前記酸素源は、酸素ボーラスのパルスを前記医療用人工呼吸器に送達するパルス酸素濃縮器であることを特徴とする請求項１に記載の医療用人工呼吸器。
前記医療用人工呼吸器は、前記患者の吸排気の間、いつでも前記医療用人工呼吸器内に陰圧を生成することによって酸素源をトリガーするように構成されることを特徴とする請求項３に記載の医療用人工呼吸器。
前記医療用人工呼吸器は、前記陰圧源が、吸気中に酸素ボーラスを送達のために前記酸素源の複数のトリガーを引き起こすように構成されることを特徴とする請求項３に記載の医療用人工呼吸器。
前記呼吸送達インターフェースは、１つまたは複数の挿管チューブ、非再呼吸マスク、部分再呼吸マスク、フルフェイスマスク、全フェイスマスク、鼻カニューレ、鼻マスク、鼻枕からなる群から選択される部材であることを特徴とする請求項１に記載の医療用人工呼吸器。
前記呼吸送達インターフェースは、トリガールーメン及び監視ルーメンのうちの少なくとも１つである第３のルーメンをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の医療用人工呼吸器。
加圧呼吸を患者に送達し、酸素源をトリガーして、請求項７に記載の医療用人工呼吸器で患者に送達されるＦｉ０２を増加させる方法であって、
前記第３のルーメンで第１の医療ガス及び第２の医療ガスの送達をトリガーするステップと；
前記患者に送達する直前に、前記呼吸送達インターフェースの前記１つまたは複数の混合チャンバで前記第１の医療ガスと前記第２の医療ガスとを混合するステップであって、前記医療用人工呼吸器または前記人工呼吸器回路で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける、ステップと；
を備えることを特徴する方法。
患者に複数のガスを送達するための鼻枕インターフェースであって、
患者の鼻孔を密封して、加圧された混合医療ガスを送達するための枕と；
１つまたは複数の混合チャンバと；
第１のルーメン及び第２のルーメンであって、前記第１のルーメンは、第１の医療ガスを患者に送達するための第１の医療ガス送達ルーメンであり、前記第２のルーメンは、第２の医療ガスを患者に送達するための第２の医療ガス送達ルーメンである、第１のルーメン及び第２のルーメンと；
を備え、
前記第１のルーメン及び前記第２のルーメンは、前記第１の医療ガス及び前記第２の医療ガスを前記１つまたは複数の混合チャンバに送達して、前記患者に送達する直前に前記第１の医療ガス及び前記第２の医療ガスを混合し、医療用人工呼吸器または人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避けるように構成されることを特徴とする鼻枕インターフェース。
前記第１のルーメンは、前記患者に空気を送達するための空気送達ルーメンであり、前記第２のルーメンは、前記患者に酸素を送達するための酸素送達ルーメンであり、前記第１のルーメン及び前記第２のルーメンは、前記空気と前記酸素とを前記１つまたは複数の混合チャンバに供給して、前記患者に供給する直前に前記空気と前記酸素を混合して、前記医療用人工呼吸器や前記人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避けるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の鼻枕インターフェース。
前記１つまたは複数の混合チャンバは、前記枕内のそれぞれの混合チャンバを含むことを特徴とする請求項１０に記載の鼻枕インターフェース。
請求項９に記載の鼻枕インターフェースを有する患者に複数のガスを送達するための方法であって、前記鼻枕インターフェースは、第３のルーメンを含み、これは、トリガールーメン及び監視ルーメンのうちの少なくとも１つであり、方法は、第１の医療ガス及び第３のルーメンを備えた第２の医療ガスの送達をトリガーするステップと；患者への送達の直前に、鼻枕インターフェースの１つまたは複数の混合チャンバで第１の医療ガスと第２の医療ガスを混合するステップであって、人工呼吸器または人工呼吸器回路で以前に混合することなく、インターフェースの漏れを避ける、ステップと；を備えることを特徴とする方法。
請求項９に記載の方法であって
前記医療用人工呼吸器は、人工呼吸器内部トリガー流量センサを含み、当該方法は、
前記人工呼吸器内部トリガー流量センサを用いて、第１の医療ガス及び第２の医療ガスの送達をトリガーするステップと；
患者への送達の直前に、前記鼻枕インターフェースの１つまたは複数の混合チャンバ内で前記第１の医療ガスと前記第２の医療ガスとを混合するステップであって、医療用人工呼吸器または人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける、ステップと；
を備えることを特徴とする方法。
前記１つまたは複数の混合チャンバは、鼻枕内のそれぞれの混合チャンバを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
人工呼吸器回路及び人工呼吸器から患者に複数のガスを送達するための呼吸送達インターフェースであって、
１つまたは複数の混合チャンバと；
第１のルーメン及び第２のルーメンであって、前記第１のルーメンは、第１の医療ガスを患者に送達するための第１の医療ガス送達ルーメンであり、前記第２のルーメンは、第２の医療ガスを患者に送達するための第２の医療ガス送達ルーメンである、第１のルーメン及び第２のルーメンと；
を備え、
前記第１のルーメン及び前記第２のルーメンは、前記第１の医療ガス及び前記第２の医療ガスを前記１つまたは複数の混合チャンバに送達して、前記患者に送達する直前に前記第１の医療ガス及び前記第２の医療ガスを混合し、前記人工呼吸器または前記人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避けるように構成されることを特徴とする呼吸送達インターフェース。
前記呼吸送達インターフェースは、１つまたは複数の挿管チューブ、非再呼吸マスク、部分再呼吸マスク、全面マスク、全顔マスク、鼻カニューレ、鼻マスク、及び鼻枕からなる群から選択される部材であることを特徴とする請求項１５に記載の呼吸送達インターフェース。
トリガールーメン及び監視ルーメンのうちの少なくとも１つである第３のルーメンをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の呼吸送達インターフェース。
前記患者に加圧呼吸を送達し、酸素源をトリガーして、請求項１７に記載の呼吸送達インターフェースを用いて患者に送達されるＦｉ０２を増加させる方法であって、
前記第１の医療ガス及び前記第２の医療ガスの送達を前記トリガールーメンでトリガーするステップと；
前記患者に送達する直前に、前記呼吸送達インターフェースの前記１つまたは複数の混合チャンバ内で前記第１の医療ガスと前記第２の医療ガスとを混合するステップであって、前記人工呼吸器または前記人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける、ステップと；
を備えることを特徴とする方法。
請求項１５に記載の前記呼吸送達インターフェースを用いて、患者に加圧呼吸を送達し、酸素源をトリガーして患者に送達されるＦｉ０２を増加させるための方法であって、
前記第１の医療ガス及び前記第２の医療ガスの送達を呼吸内部トリガー流量センサでトリガーするステップと；
前記患者に送達する直前に、前記呼吸送達インターフェースの前記１つまたは複数の混合チャンバ内で前記第１の医療ガスと前記第２の医療ガスとを混合するステップであって、前記人工呼吸器または前記人工呼吸器回路内で以前に混合することなく、任意のインターフェースの漏れを避ける、ステップと；
を備えることを特徴とする方法。