特許 6703996 ユーザの換気を管理するための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6703996

(24)【登録日】2020年5月13日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】ユーザの換気を管理するための装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/087 20060101AFI20200525BHJP

   A61M 16/00 20060101ALI20200525BHJP

   A61M 16/06 20060101ALI20200525BHJP

   A61B 5/091 20060101ALI20200525BHJP

   A61B 5/097 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/087

   A61M16/00 370A

   A61M16/06 D

   A61B5/091

   A61B5/097

【請求項の数】20

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-542809(P2017-542809)

(86)(22)【出願日】2015年10月30日

(65)【公表番号】特表2017-538561(P2017-538561A)

(43)【公表日】2017年12月28日

(86)【国際出願番号】US2015058493

(87)【国際公開番号】WO2016070140

(87)【国際公開日】20160506

【審査請求日】2018年10月18日

(31)【優先権主張番号】62/073,709

(32)【優先日】2014年10月31日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】517152623

【氏名又は名称】スティーブン・アンソニー・タネル

【氏名又は名称原語表記】Ｓｔｅｐｈｅｎ Ａｎｔｈｏｎｙ ＴＵＮＮＥＬＬ

(73)【特許権者】

【識別番号】517152634

【氏名又は名称】ジョニー・ヤット・チャン・ミン

【氏名又は名称原語表記】Ｊｏｈｎｎｙ Ｙａｔ Ｃｈａｎ ＭＩＮＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100084146

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】スティーブン・アンソニー・タネル

(72)【発明者】

【氏名】ジョニー・ヤット・チャン・ミン

【審査官】 北島 拓馬

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５０４５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２７５８５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０２２１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２０２４５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０６ − ５／２２

Ａ６１Ｍ １１／００ −１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動でき動き回るユーザの換気を管理するための装置であって、
湾曲した周辺部のまわりでユーザによる換気を禁じるためにユーザの歯と口唇または頬との間で適合するように寸法および形状が構成される湾曲した周辺部を有する前プレートと、
実質的にチューブ状で、前記前プレートの中央領域から、装着したときのユーザの口の内側に向かう方向に延在するポスト領域と、
前記前プレートと前記ポスト領域とを通って延びる通路であって、前記湾曲した周辺部の上縁と下縁の間に配置され、該前プレートの中央領域に対して実質的に垂直である前記湾曲した周辺部によって境界の画定される通路と、
前記前プレートの前記通路内のポストにスライド可能で取り外し可能に挿入された気道抵抗器であって、前記ポストは、前記通路の対向する面の間で垂直に下方に延在する細長い部材であり、前記気道抵抗器内のスロットと係合するように構成され、装着したときのユーザの口の内側に向かう方向に前記気道抵抗器の挿入距離を制限するために前記スロットに対する止めとして構成され、前記気道抵抗器は、ユーザの換気によって、計量された量のエアフローを可能にするように寸法構成される開口を有する気道抵抗器と、
前記気道抵抗器に関連した一つ以上のセンサであって、ユーザの換気によって計量された量のエアフローの開口でのエア圧力を測定するための圧力センサを含み、前記圧力センサは前記ポスト領域の遠位端に配置されている一つ以上のセンサと、
前記圧力センサによって測定されたエア圧力に基づいて測定データを生成するために前記圧力センサとつながっているマイクロコントローラであって、無線伝送媒体を介した送信のために測定データをフォーマットするように構成されているマイクロコントローラと、
前記無線伝送媒体を介して外部のコンピュータプロセッサに測定データを送信するために前記マイクロコントローラとつながっている送信機とを備える、装置。

【請求項2】

前記気道抵抗器の前記開口のサイズが、異なる計量された量のエアフローを提供するように再構成可能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記一つ以上のセンサが、ユーザの換気によって、計量された量のエアフローにおける二酸化炭素を測定するための二酸化炭素センサをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

ユーザの外側で外部エア圧力を測定するために前記マイクロコントローラと通信する外部の圧力センサをさらに備え、前記マイクロコントローラが前記外部の圧力センサで測定した外部エア圧力に基づいて外部圧力データを生成することを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記マイクロコントローラと、前記送信機と、前記一つ以上のセンサの少なくとも一つとにパワーを提供するためのローカルの電源をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記圧力センサが、前記通路に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記湾曲した周辺部は、ユーザの唇とのシールを形成し、前記装置がユーザの口に挿入されたときにユーザの唇に隣接して配置されるように構成されたフランジをさらに備え、前記気道抵抗器は、前記前プレートの前記通路に取り外し可能に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記前プレートは、前記一つ以上のセンサに電力を選択的に供給するオンオフスイッチをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記気道抵抗器は、ユーザの口と反対方向に前記前プレートからのみ取り外し可能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記ポスト領域は、ユーザの口から出入りするために前記通路と流体的に連通する気道チューブを形成し、前記圧力センサは前記ポスト領域内に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

移動でき動き回るユーザの換気を管理するための装置であって、該装置は、
口腔内装具であって、
湾曲した周辺部のまわりでユーザによる換気を禁じるためにユーザの歯と口唇または頬との間で適合するように寸法および形状が構成される湾曲した周辺部を有する前プレートと、
実質的にチューブ状で、前記前プレートの中央領域から、装着したときのユーザの口の内側に向かう方向に延在するポスト領域と、
前記前プレートと前記ポスト領域とを通って延びる通路であって、前記湾曲した周辺部の上縁と下縁の間に配置され、該前プレートの中央領域に対して実質的に垂直である前記湾曲した周辺部によって境界の画定される通路と、
前記前プレートの前記通路内のポストにスライド可能で取り外し可能に挿入された気道抵抗器であって、前記ポストは、前記通路の対向する面の間で垂直に下方に延在する細長い部材であり、前記気道抵抗器内のスロットと係合するように構成され、装着したときのユーザの口の内側に向かう方向に前記気道抵抗器の挿入距離を制限するために前記スロットに対する止めとして構成され、前記気道抵抗器は、ユーザの換気によって、計量された量のエアフローを可能にするように寸法構成される開口を有する気道抵抗器と、
前記気道抵抗器に関連した一つ以上のセンサであって、ユーザの換気によって計量された量のエアフローの開口でのエア圧力を測定するための圧力センサを含み、前記圧力センサは前記ポスト領域の遠位端に配置されている一つ以上のセンサと、
前記圧力センサによって測定されたエア圧力に基づいて測定データを生成するために前記圧力センサとつながっているマイクロコントローラであって、無線伝送媒体を介した送信のために測定データをフォーマットするように構成されているマイクロコントローラと、
前記無線伝送媒体を介して外部のコンピュータプロセッサに測定データを送信するために前記マイクロコントローラとつながっている送信機とを備える口腔内装具と、
前記無線伝送媒体を介して前記口腔内装具と通信する無線通信可能な計算装置であって、
前記無線通信可能な計算装置はアプリケーション・プログラムを実行可能に構成され、該アプリケーション・プログラムは、測定データを受信し、フィードバック情報を生成するために測定データを処理し、前記無線通信可能な計算装置によってユーザに提供されるためのユーザの使用可能なフォーマットで前記フィードバック情報をフォーマットするように構成されている無線通信可能な計算装置とを備える装置。

【請求項12】

前記気道抵抗器の前記開口のサイズが、異なる計量された量のエアフローを提供するように再構成可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記一つ以上のセンサが、ユーザの換気によって、計量された量のエアフローにおける二酸化炭素を測定するための二酸化炭素センサをさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項14】

ユーザの外側で外部エア圧力を測定するために前記マイクロコントローラと通信する外部の圧力センサをさらに備え、前記マイクロコントローラが前記外部の圧力センサで測定した外部エア圧力に基づいて外部圧力データを生成することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項15】

前記マイクロコントローラと、前記送信機と、前記一つ以上のセンサの少なくとも一つとにパワーを提供するためのローカルの電源をさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項16】

前記圧力センサが、前記通路に取り付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。

【請求項17】

前記湾曲した周辺部は、ユーザの唇とのシールを形成し、前記装置がユーザの口に挿入されたときにユーザの唇に隣接して配置されるように構成されたフランジをさらに備え、前記気道抵抗器は、前記前プレートの前記通路に取り外し可能に取り付けられていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項18】

前記前プレートは、前記一つ以上のセンサに電力を選択的に供給するオンオフスイッチをさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項19】

前記気道抵抗器は、ユーザの口と反対方向に前記前プレートからのみ取り外し可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【請求項20】

前記ポスト領域は、ユーザの口から出入りするために前記通路と流体的に連通する気道チューブを形成し、前記圧力センサは前記ポスト領域内に取り付けられていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、換気フローを測定するための口腔内装具に関する。

【背景技術】

【0002】

人間の作業（work）中の肺換気のエアフローをモニターすることは、高精度の測定を提供するための一方向弁および他の回路類と共に、閉じた制御されたシステム（一連のリークの無いマスクまたはマウスピース・ノーズクリップの組み合わせを組み込む）においてエアフローを測定する外部のモニタリングシステムを備えた実験室だけで行われる。

【0003】

病院での患者が間欠的陽圧呼吸治療の間に口を閉じることを支援するために、外側の歯肉と口唇との間に配置されるリップシールが、1960年代以来使用されている。患者がマウスピースのまわりで彼らの口唇および口を閉じておくために精神運動（psychomotor）スキルを提供できないときに、当該リップシールは、閉じたシステムを容易にすることを意図している。当該装置は、フローおよび呼吸数の測定の目的で差圧センサを用いて自動化または移植されたことがない。リップシールは、呼吸療法マシンとは無関係に、および閉じたシステムを提供するために常にノーズクリップと共に、使用されたことがほとんどない。

【0004】

義歯は長年使用されている。北イタリアのエトルリア人は、紀元前500年に動物歯を使用して義歯を作った。1820年には、サミュエル・ストックトンが、18カラットの金プレートに取り付けられた高品質の磁器義歯を製造し始め、1900年後半には義歯の商業化が行われ、容易な（facility）部分的なまたは取外し可能な義歯への歯科ブリッジが行われた。呼吸流量を測定する目的で義歯または義歯ブリッジに圧力センサを誰も移植していない。

【0005】

個人の換気を測定するおよび／または調節するための改善されたシステムおよび方法に対する必要性が存在する。

【発明の概要】

【0006】

移動できる（locomotive）動き回る個人でのエアフロー（airflow）を経口的に測定することは、測定のセッションを変える複数回にわたって（over multiple time）現在の状態および状態の改善を理解するために有用な情報をユーザに提供することができる。圧力信号、経口的に集められたフロー情報の構成要素は、被験者／ユーザの外側から他の圧力データと結び付けるかまたは比較することができ、近位の環境の気圧計に位置するかまたはサービス・プロバイダー（気象モニタリング・サービス）から得られ、意味のあるフロー、呼吸作業およびトレーニングフィードバックを提供するために口腔の圧力信号および他の情報と結び付けられことができる。したがって、口を通じてエアフローを調節し、かつ、圧力、流量、温度を含むエアフローの一つ以上のアスペクト（aspect）を測定するかまたは感知するためにユーザの口に配置された口腔内装具を含むシステムが、本明細書に開示される。システムは、圧力および／または温度を含む周囲のアスペクトを測定する口の外にあるモバイル機器も含む。システムは、ネットワーク（インターネット）と通信し、口内のデータを口外のデータと比較するように構成される。システムは、データのステータスおよび進行または変化を経時的にモニターできる。

【0007】

ステータスおよび進行は、他の個人（ユーザ同士、コーチおよびさらにエキスパート・システム）と共有できる。本明細書に開示した測定システムは、呼吸の作業（work）に負荷または抵抗を印加する口腔内装具を含み、多かれ少なかれ作業を課すように、例えば測定システムまたは口腔内装具（装置）の構成が変更できる。より大きな作業が印加されるにつれて、圧力結合およびフロー・モニタリングの正確さをさらに改善するために、より大きな信号強度が生成される。すなわち、フローに対する抵抗が増加するにつれて、圧力測定に関する信号の強度が増加する。身体的作業に関してのフローのモニタリングは、ユーザに役立ち、追加の情報を提供する。さらに、経時的にエアフローをモニターすることは、多くの重要な変数を提供できる。

【0008】

口腔の空洞における圧力および方向性フローを経時的にモニターすることに加えて、エアフローを周囲圧力レベルと通信しかつ関連付ける能力は、人間の作業（human work）に対する制限を説明するとともに、装具およびしたがって中咽頭を通じて測定されたエアフローを正確に計算することについて影響を及ぼす（has implications）。

【0009】

一つの態様では、ユーザの換気を管理するための装置が、記載される。当該装置は、湾曲した周辺部のまわりでユーザによる換気を禁じるためにユーザの歯と口唇または頬との間で適合するように、装置の寸法および形状が構成される、湾曲した周辺部を有する前プレートを含む。前プレートは、前プレートの中央部分に対して実質的に直交する、湾曲した周辺部によって境界の画定される通路を有する。装置は、前プレートの通路内に気道抵抗器（airway resistor）をさらに含む。気道抵抗器は、ユーザの換気によって、計量された量の（a metered amount of）エアフローを可能にするために寸法構成される開口を有する。装置は、気道抵抗器に関連した一つ以上のセンサをさらに含む。一つ以上のセンサは、ユーザの換気によって、計量された量のエアフローの開口でのエア圧力を測定するための圧力センサを含む。装置は、圧力センサで測定されたエア圧力に基づいて測定データを生成するために圧力センサにつながれたマイクロコントローラをさらに含む。マイクロコントローラは、無線伝送媒体を介した送信のために測定データをフォーマットするように構成されている。装置は、無線伝送媒体を介して測定データを外部のコンピュータプロセッサに送信するためにマイクロコントローラにつながれた送信機をさらに含む。

【0010】

別の態様では、上述の装置は、ユーザの換気を管理するためのシステムの一部として示される。システムは、無線伝送媒体を介して口腔内装具と通信する無線通信可能な計算装置によって実行可能なアプリケーション・プログラムをさらに含む。アプリケーション・プログラムは、測定データを受信して、フィードバック情報を生成するために測定データを処理し、無線通信可能な計算装置によってユーザに提供されるためのユーザの使用可能なフォーマットでフィードバック情報をフォーマットするように構成されている。

【0011】

別の態様では、ユーザの換気を管理する方法が、本明細書に示される。当該方法は、ユーザの口の中に配置するための口腔内装具を提供するステップを含む。口腔内装具は、上述の装置を実質的に含む。方法は、無線伝送媒体を介して測定データを外部のコンピュータプロセッサに送信するステップと、ユーザに対してフィードバック情報を生成するために、外部のコンピュータプロセッサによって測定データを処理するステップとをさらに含む。いくつかの実施では、方法は、ユーザの理解可能なデジタル形式でフィードバック情報を外部のコンピュータプロセッサによってフォーマットするステップをさらに含む。

【0012】

本明細書において説明される主題の一つ以上の変形例の詳細は、添付図面および以下の記載に示される。本明細書に説明される主題の他の特徴および利点は、記載と図面とから、およびクレームから明白になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】口腔内装具システムの模式図を示す。

【図2】システムの口腔内装具の斜視図を示す。

【図3】口腔内装具の平面図を示す。

【図4】インサート構造体が口腔内装具から除去された口腔内装具を示す。

【図5】ユーザの口に適切に配置された口腔内装具の模式図を示す。

【図6】口腔内装具の正面図を示す。

【図7】口腔内装具の分解図を示す。

【図8】口腔内装具を通じたエアフローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本願の主題がさらに説明される前に、本明細書に説明されるこの主題が、記載された特定の実施形態に限定されるものではなく、当然に変形できることが理解されるべきである。本明細書に使用される用語は、特定の実施形態だけを記述するためであり、限定することを意図していないことが理解されるべきである。他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語は、この主題が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。

【0015】

人の口腔の空洞を通じて双方向エアフロー（吸気および呼気）を測定するおよび／または調節するためのシステム・アプローチが開示されている。システムは、複数の構成要素を含み、追加の情報、フィードバックおよびガイダンスをユーザに提供するためにエキスパート・システムおよび人工知能を含むことができる少なくとも一つの外部の可動性のある圧力測定装置およびプロセッサと比較のために結び付けられている。開示されたシステムのユニークなアスペクトは、閉じたシステムの必要性を欠いており、すなわち、データだけを口腔内装具で収集および送信させる一方で、処理およびフィードバック生成を、スマートフォン、他のウェアラブルコンピュータなどの口腔内装具の外部で行わせる。閉じたシステム測定の正確さは、その性能を改善するかまたは最適化するようにユーザをガイドするために、十分なガイダンスをユーザ、コーチまたはエキスパート・システムに提供することを必要としない。

【0016】

さらに、他の外部情報は、閉じていないオープンシステム（口腔内装具の装置）内で行う測定に正確さを加えるために使用することができ、フローを測定する伝統的方法と比較されるとき、口腔内装具のコストを下げる。開示したシステムは、オープンなシステムであり、外部スマート装置（スマートウォッチ、スマートフォン、サービス・プロバイダー・データなど）での構成要素を使用してその測定を完了する。システムは、ユーザのルートを追跡し、かつ追加の分析のためのデータ距離データ（data distance data）を提供するために、共同配置された（co-located）スマート装置と通信することができる。

【0017】

過去に、実験室での運動評価が、運動の予想、運動の開始、定常状態の達成および回復によって、人の吸気のフローおよび呼気のフローが変化することを示している。これらの測定は、実験室において古典的であるが、制約のない（non constrained）環境において独立して運動する間は利用可能ではなかった。さらに、システムは、これらの主要な測定に基づいてリアルタイムの指導を提供していない。本明細書に開示した装置およびシステムは、減量を管理し、ダイエットおよび運動を最適化し、ユーザの公衆衛生および幸福を改善するために使用できる。例えば、減量が、ポピュラーな思考に反して換気を通じて主として行われる。

【0018】

例えば、運動は、個人の吸気時間および呼気時間を変更して、より多くの分時換気（minute ventilation）がＯ_２送達およびＣＯ_２除去のために、より大きな肺換気を提供することを可能にする。呼気時間に対する吸気時間と同様に呼気のフローに対する吸気のフローの関係（開示したシステムはそれを遂行できる）は、リアルタイムですばらしい洞察力をユーザに提供することができる。口腔内装具は、口腔内の圧力を測定し、外部システムと通信して、他のパラメーターを収集し、分析し、予測して、新しいインター（inter）およびイントラ（intra）の運動情報をユーザインターフェースを介してユーザに提供し、運動ルーチンを最適化する。

【0019】

図１は、システムの模式図を示す。図１を参照する。システム100は、ユーザの口に配置されるように構成された口腔内装具105を含む。口腔内装具105は、以下に詳細に説明される。口腔内装具は、ユーザの口の中におよびユーザの口からエアフローを可能にするエア通路を含む。口腔内装具は、エアフローの一つ以上のアスペクトを調節するとともに測定するかまたは感知して、例えば一つ以上の流量センサおよび圧力センサを口の内部に含むことができる。口腔内装具105は、コンピュータプロセッサを有するモバイル機器115（携帯電話、タブレット、コンピュータなど）と（有線接続または無線接続を介して）通信する。口腔内装具は、ブルートゥース（登録商標）、WIFIまたは他の低エネルギーの無線の伝送プロトコルを含む様々な無線通信プロトコルのいずれかを介してモバイル機器115と通信することができる。一つ以上のセンサ（気流センサおよび／または圧力センサ）は、口の外側に位置して、口腔内装具と通信することができる。他のセンサは、エアフローにおける二酸化炭素、水蒸気または酸素の量を測定するための化学センサ、温度センサ、心拍数センサ、環境光センサ、地理位置情報センサなどを含むことができる。

【0020】

言及されるように、モバイル機器115および口腔内装具105の少なくとも一つは、センサ（圧力センサまたは流量センサ）および気圧計を含む。口腔内装具のセンサは、エア通路内に配置され、エア通路と連通することができる。任意選択の気圧計は、モバイル・コンピュータに、または動作可能なように口腔内装具に、または校正および一致（agreement）のために両方に、配置することができる。システムは、コンピュータ・ネットワーク120（インターネット）と通信する。コンピュータ・ネットワーク120は、有線または無線の通信能力を含むウェブ・サービスを有する。

【0021】

以下に説明されるように、口腔内装具は、口の内部での圧力レベルに関するデータをモニターするとともに取得するために圧力変換器またはセンサを含む。データは、ブルートゥース（登録商標）、WIFIなどを含むプロトコルを介して、モバイル機器（無線通信）に送信される。任意選択の周囲の気圧計は、周囲の圧力レベルをモニターして、モバイル機器に含まれることができる。周囲の気圧計は、校正のためのベースラインとして使用される。ネットワーク120のウェブ・サービスは、呼吸のデータをデータベースにアーカイブする（archive）。データベースはネットワーク120と通信する状態で配置される。データベースは、個々の注意喚起およびコーチの目的のために、ビッグ・データ技術（つまり人工知能、データマイニングなど）を利用する。

【0022】

図２は、口腔内装具105の斜視図を示す。口唇の領域など、ユーザの口の入口に適合するように、口腔内装具105の寸法および形状が構成される。口唇が口腔内装具の一部と密封的に係合する状態でユーザの口の中に挿入されるように、口腔内装具105は、正面から見たとき楕円形をしている。口腔内装具は、口腔内装具105の中央部から延在する突出部またはポスト領域211を有する。ユーザの口に配置されたとき、エアがユーザの口に対して出入りするための導管を通路が提供するように、ポスト領域211は気道チューブによって形成される中央通路を含む。

【0023】

図３は、口腔内装具105の平面図を示す。圧力センサ305は、ポスト領域211などの口腔内装具105の上に配置される。圧力センサ305は、ポスト領域の中央通路でのエアの圧力を測定するように構成される。これに関して、圧力センサ305は中央通路と連通している。

【0024】

図２に示されるように、円形または楕円形のフランジ230は、口腔内装具の外周を形成し、フローの通路を形成するインサート構造体220を囲む。実施形態では、インサート構造体は、通路全体を形成し、モノリシック構造である。別の実施形態では、インサート構造体は、通路の一部だけを形成する。ユーザの口の中に口腔内装具が挿入された状態で、ユーザの口唇とのシールを形成することができ、ユーザの口唇に隣接して配置されるように、フランジ230の寸法および形状が構成される。図３に示されるように、フランジは、ユーザの口の内と、またはユーザの口の周りと人間工学的に適合する輪郭形状を有することができる。

【0025】

図２を参照する。中央通路は、口腔内装具105内におよび口腔内装具105から摺動可能に挿入される取り外し可能なインサート構造体220によって少なくとも部分的に形成される。図４は、インサート構造体220が口腔内装具105から除去された状態の口腔内装具105を示す。口腔内装具105の中央の座または開口にスライド自在にかつ除去可能に挿入されるように、インサート構造体220の寸法および形状が構成される。これに関して、開口は、インサート構造体220において相補的に形作られたスロットと嵌合または係合する、ポスト405のようなガイド構造を有することができる。着用されたときにユーザの口への方向に口腔内装具の中にインサート構造体を挿入する距離を制限するために、ポストは、スロットに対する止めとして働く。このように、インサート構造体220は、正面から口腔内装具105に挿入されるだけであり、口腔内装具がユーザの口に適切に挿入されるとき、ユーザの口にある口腔内装具から出るかまたは除去されることができない。すなわち、口腔内装具がユーザの口に配置されるとき、インサート構造体220は、ユーザの口の反対方向に口腔内装具から除去されるだけである。

【0026】

実施形態では、システムは、口腔内装具105の中に挿入されるように寸法構成される複数のインサート構造体220を含む。インサート構造体220のそれぞれは、異なるレベルのエアフローを提供する、異なった寸法および／または形状に構成されたエア通路を有する。インサート構造体間の違いは、例えば通路の直径、長さ、輪郭、および形状の少なくとも一つに関することができる。ユーザは、口腔内への特定のエアフロー通路サイズの挿入構造を選択的に挿入することができ、口の内外への所望レベルのエアフロー抵抗を達成する。このように、ユーザは、どのインサート構造体が口腔内装具に挿入されるかを変えることによって、様々なレベルの練習（workout）および抵抗性のトレーニングを提供することができる。インサート構造体220は、エア通路のサイズおよび形状に基づいてエアフローの抵抗を変えるように働く。

【0027】

図５は、ユーザの口に適切に配置された口腔内装具105の模式図を示す。ユーザの歯の間で口の内側においてポスト領域211で位置決めされるように、口腔内装具の寸法および形状が構成される。フランジ230は、フランジ230が口の内側にあるように、歯と並置され、歯と口唇との間に配置される。このように、フランジ230は、歯と口唇との間に配置されることによって口の内で口腔内装具を固定する。エアが口に対して出入りするために口腔内装具の通路を通過しなければならないように、フランジ230は口唇に密封的に係合する。

【0028】

実施形態では、口腔内装具のフランジは、リップシールであり、ユーザによって歯茎−歯領域（上唇および下唇の口唇歯肉領域およびそれらの口唇としても知られている）の間で保持される、ポスト領域211の気道チューブへの出入口を形成する。陽圧が中咽頭を介して麻痺した患者または鎮静した患者に印加されるとき、閉じたシールを提供するために、そのような機械的なリップシールが、病院においてしばしば使用される。リップシールの実施形態は、それらが歯と頬との間のスペースを占めるように、それらの水平方向の幅を変えることができる。この実施形態の外側部分は、快適性を増すとともに、異なるユーザの歯科−頬の輪郭の周りに形成することができるように、より薄くてより柔軟な材料で構成することができる。

【0029】

図６は、口腔内装具の正面図を示す。正面から見ると、エア通路605は中央領域に配置される。装置は、装置のセンサにパワーを選択的に提供するためにバッテリー610およびオン・オフ・スイッチ615を含むことができる。例として、図５のこの実施例でのリップシール・フランジ230は、装置の正面においてバッテリーおよびオン・オフ・スイッチを配置する。この実施形態または他の実施形態が装置を使い捨てまたは半使い捨てにするオーバーモールドされているオン／オフ・スイッチおよびバッテリーを有することができる。

【0030】

流量センサの一部（それは例えば圧力センサ、加速度計、風速計フィルムまたはワイヤー、または音響センサである）は、気道チューブのフランジ部211の遠位端に配置することができる。この例では、口腔内装具105のフランジ部211の遠位端は、可能な限り最も最適な口腔内位置として規定されている。

【0031】

気道チューブの頂部に配置することに加えて、圧力／流量センサの配置は、防水性コーティングを有することもできる。すなわち、防水性材料（ゴム）は、口腔内装具のフランジ部211の少なくとも一部を覆うか囲むことができる。別の実施形態では、防水性・耐衝撃性のプリント回路基板（PCB）は、装具の頂部に配置することができる。

【0032】

実施形態では、ポスト領域211の少なくとも一部または気道チューブのインサートは、抵抗を提供する既知のセットの半径を維持するために剛性材料で構成され、外部装置につながるとき、圧力が、フローに対する差圧計算を可能にする。快適性を提供し、咬合から装置を保護し、硬くて柔軟性のない構成要素上の配置からユーザの歯を保護するために、柔軟なオーバーモールドジャケットが呼吸チャネルを覆うことができる。マウスガードまたは衝撃の防御装置としてこの装具を使用することは意図していない。実施形態では、口腔内装具のこの実施形態および他の実施形態は、ユーザがスポーツ中にマウスガードを使って測定するために口腔内装具を使用する間、マウスガードに接続または取り付けが行われていないが、口の中で共存することができる。

【0033】

好都合な遠位の口腔内の位置で圧力測定を可能にするために気道がインサート構造体220によって堅固に維持されるので、ユーザに対して異なるフローおよび動的作業を課す、様々な（varying）半径を持った気道インサート構造体を有することは可能である。例えば気道の半径方向のサイズを減少させることによって、ポアズイユの法則は、抵抗を増加させることを教示するので、実施形態では、様々なサイズのインサートが異なるレベルの作業（work）を課させることができる。より大きな抵抗で作業負荷を増加させることに加えて、装置は、測定を改善するためにその口腔内圧力信号を増加させる。さらに、インサート構造体220は、測定を容易にするかまたは、即時のフィードバックと、コンピュータのアプリケーションプログラムを介したコーチングとを提供する呼吸法でユーザをトレーニングするために、一方向または双方向のバルブを含むことができる。

【0034】

この実施形態では、口腔内装具は、代謝および他の測定を容易にするために吸気された酸素および呼気された二酸化炭素（ＣＯ_２）を測定するために、センサをエア通路内に含む。少なくとも一つのセンサは、口の中でのＣＯ_２および／または酸素のレベルを測定する。他の身体センサからの他のデータと組み合わせられるとき、心拍出量を推定するために心拍数と組み合わせるなど、多くのパラメーターおよび測定を行うことができる。

【0035】

別の実施形態において、センサ・システムは、剛性のあるインサート構造体に一体化され、リップシールは、気道チューブ・システムをアンカー固定するために単独で使用することができる。さらに、様々な構成要素のすべては、最適な商用プレゼンテーションを作り出すために、分離可能であるとともに、２つの構成要素に一体化可能である。

【0036】

口腔内装具は、製造において組立しやすくなることを可能にするように構成される。図７は、例として口腔内装具の分解図を示す。口腔内装具は、例えば、少なくともフランジの一部と突出部構造211とを形成する、剛性のあるフレーム705を含む。剛性のあるフレーム705は、外側のジャケット710（ゴムまたはシリコーンを含む柔軟な材料）と堅固に嵌合する。センサ715は、フレーム705の上に配置され、プリント回路基板720に接続することができる。バッテリー725は、口腔内装具に結合される。フランジは、柔軟な表面を提供するために一つ以上のオーバーモールド構造730で覆われることができる。加えて、柔軟な材料（ゴムまたはシリコーン）からなる別のオーバーモールド構造735は、外側のジャケット710に結合することができる。

【0037】

リッププレートまたはフランジ230は、楕円形の薄いプラスチック板である。それは、口唇と歯肉／歯との間に配置される。リッププレートは、換気用の穴を含む。リッププレートは、抵抗トレーニング用の異なる空気抜き開口サイズを含むことができる。平坦な撓み梁は、リッププレートをセンサユニットとつなぐことができる。

【0038】

センサユニットは、圧力変換器、バッテリーおよび無線通信コントローラーを含む。コントローラー（口腔内装具のコンピュータプロセッサ）は、ブルートゥース（登録商標）、WIFIまたはZigbeeのようなネットワーク・プロトコルをサポートする。実施形態では、センサユニットは、口の口蓋（ルーフ）の下に存在する。

【0039】

別の実施形態では、口腔内装具は、負荷を印加するための、および、フロー信号を測定するおよび通信するための、以下の構成要素を提供するために、半永久的に一緒に接続される、２つの構成要素、すなわち上のティースカバーおよび下のティースカバーを有する。この構成では、上のティースカバーが差圧変換器を含む。圧力変換器は、好都合には、圧力変換器を損傷から保護しながら口腔内の圧力を測定するように配置されている。

【0040】

外部の周囲圧力変換器と比較するために口腔内装具の変換器からのデータを外部の近位に配置されるプロセッサと通信するための通信モジュール（ブルートゥース（登録商標）の低エネルギーv4.0）が、上のティースカバーに配置されている。外部プロセッサおよび外部の圧力変換器の両方は、スマートフォンまたはスマートタブレットまたはマイクロプロセッサ・システムに一体化されることができる。それらは、時計、バンド、接着剤（adhesive）または他のウェアラブルのマイクロプロセッサを含むことができる。

【0041】

付加的な下のティースカバーでは、負荷または気道抵抗を課するためのオリフィス・サイズが異なる。上述したように、インサート構造体220は、より小さなエアフローサイズおよびエアフロー経路を提供するために変えることができ、図８に図示するように、ポアズイユの法則に従って（per）抵抗および作業負荷を増加させる。図８は、インサート構造体220を通るエアフロー経路を表示し、フロー経路に沿った第１の圧力P1と第２の圧力P2との間での圧力差（デルタＰ）を表示する。フロー経路は、半径rおよび長さLを有する。増加した抵抗は、測定された周囲圧力の圧力と口腔内の圧力とのディファレンシャル（differential）がより大きくなることを意味する。抵抗が大きければ大きいほど、つまちオリフィス／直径が小さければ小さいほど、２つの測定ポイント間の圧力差の差異がより大きくなる。チューブ開口の円周（circumference）および直径（あるいは形およびサイズの他のアスペクト）を記述するデータは、差圧方程式を使用して、正確なフロー測定を可能にする。

【0042】

口腔内圧力の通信は、外部のポータブル処理システムの周囲圧力の測定と同期され且つ比較されて、ディファレンシャルのフロー（differential flow）を経時的に生成する。体積としても知られているこのフローは、微小な換気のフロー（minute ventilation flow）を提供するために経時的に蓄積される。下のティースカバーのサイズが変化すると、この微小な（minute）フローは、課せられた（imposed）微小なフローと呼ばれる。バッテリーを底ティースカバーに配置することの利点は、一旦パワーが消費されれば、下のカバーを配置できるということである。通信モジュールおよび変換器を守る（preserve）ことに加えて、この実施形態または他の実施形態が、課された負荷を変えるために下のティースカバーの様々な利用可能なサイズをユーザが交換することを可能にするであろう。

【0043】

差圧変換器は、ホットフィルムまたは熱線の風力測定変換器と置き換えれることもできる。別の実施形態では、差圧変換器が音響的接触センサと置き換えられる。別の実施形態では、センサは、ユーザの口腔の歯科ブリッジの上に配置される。

【0044】

別の実施形態では、上のティースカバーは、結合された上下のマウスガードの抵抗の直接測定を可能にするとともに、校正目的で外部変換器との比較を可能にする２つの差圧変換器を含む。

【0045】

別の実施形態では、口腔内装具は、歯を覆わないが、その代りに、ユーザがスポーツの目的でマウスガードを使用する間、口の中で共存するための、接続されていないか取り付けられた装置を提供する。口腔内装具が義歯またはブリッジの中に具現化されるとき、口腔内装具は、トリムされたまたは修正されたマウスガードと共存することもできる。別の実施形態では、口腔内装具は、人の義歯に一体化されて、エアフロー測定を提供する。

【0046】

システムの別の実施形態は、口腔内装具、ポータブル・プロセッサおよびスマートウォッチまたは歩数計および人の脈拍（human pulse）検出システムを含む。心拍数および呼吸データの組み合わせにより、代謝およびデータの測定および計算が可能になる。ある場合には、人の脈拍検出が、パルス、灌流プレレットグラフィー（perfusion plethemography）および酸素飽和度を提供する内蔵のパルスオキシメーターによって容易になる。

【0047】

実施形態では、口腔内装具からのデータまたは信号は、一定の閾値レベルが達成されたことを示すために、連携システム（加速度計に基づくバンドまたは時計の揺れまたは叩打）での連携システムにおける特定の挙動を開始することができる。ユーザに対する物理的、聴覚的、および視覚的な合図の作成および展開（deployment）などの多くの他の挙動が可能である。そのような合図または警戒は、ポータブル計算装置内のアプリのような外部装置から来るか、あるいは、実施形態では、合図または警戒を口腔内装具内で生じさせることも可能である。

【0048】

データは、口腔内装具に保存されて、あとで、分析のためにプロセッサおよびネットワークにダウンロードされることができる。

【0049】

実施形態では、口腔内装具システムからのデータは、装置システムから、コンピュータおよび／またはイントラネット、エクストラネット、またはインターネットおよび他のディスプレイシステムなどの電気通信ネットワークに共有され、共有およびクラウド（crowd）または個々のプロモーション（individual promotion）を容易にする。

【0050】

実施形態では、ネットワークに送信されたデータは、ルールエンジンまたはエキスパートシステムを取り入れて（incorporate）、ユーザにガイダンスまたはフィードバックを分析するかまたは適応させかつ提供するかまたは、コーチまたはユーザに警告、ガイダンスおよびフィードバックを分析するかまたは適応させかつ提供するか、運動または作業または測定イベントの間か後か前に、エキスパートシステムまたは人工知能によって生成されたガイダンスおよびフィードバックを提供する。

【0051】

実施形態では、口腔内装具の管理システムは、プロセッサを備える少なくとも一つの計算装置と、プロセッサと動作可能に通信する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体とを備え、コンピュータ可読記憶媒体は、実行されると、前記プロセッサに少なくとも一つの装置からの装置情報を受信させ、前記装置情報に基づいて前記少なくとも一つの装置に関連した装置モデルを更新し、前記少なくとも一つの装置に動作可能に結合された少なくとも一つの装置エージェント（device agent）に記憶された前記少なくとも一つの装置に関連するローカルの装置モデルを更新する一つ以上のプログラム命令を含み、少なくとも一つの装置エージェントは、前記少なくとも一つの装置から装置情報を受信し、前記ローカルの装置モデルに基づいて前記装置情報をモニターするように構成されている。

【0052】

実施形態では、少なくとも一つの装置を管理する方法は、
少なくとも一つの管理計算装置を提供するステップと、
少なくとも一つの管理計算装置のプロセッサによって少なくとも一つの装置からの装置情報を受信するステップと、
プロセッサによって、装置情報に基づいた少なくとも一つの装置に関連したローカルの装置モデルの更新を生成するステップと、
前記装置情報に基づいて前記少なくとも一つの装置に動作可能に結合された少なくとも一つの装置エージェント（device agent）に記憶された少なくとも一つの装置に関連したローカルの装置モデルをプロセッサによって更新するステップとを備え、
少なくとも一つの装置エージェントは、前記少なくとも一つの装置から装置情報を受信するとともに、前記ローカルの装置モデルに基づいて前記装置情報をモニターするように構成されている。

【0053】

実施形態では、装置管理システムは、少なくとも一つの装置に動作可能なように結合された少なくとも一つの装置エージェントを備え、
少なくとも一つの装置エージェントは、少なくとも一つの装置から装置情報を受信し、一つの装置に関連したローカルの装置モデルに基づいて装置情報をモニターし、少なくとも一つの装置エージェントに動作可能なように結合された少なくとも一つの管理計算装置からローカルの装置モデルの更新を受信するように構成されていて、
少なくとも一つの管理計算装置は、少なくとも一つの装置から装置情報を受信するとともに、装置情報に基づいてローカルの装置モデルの更新を生成するように構成されている。

【0054】

この明細書が多くの詳細を含むが、多くの詳細は、クレームしているか、クレームしようとしている発明の範囲に対する限定としてではなく具体的な実施形態に特有な特徴の記載として解釈されるべきである。別個の実施形態の文脈でこの明細書に記載される特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実施することもできる。反対に、単一の実施形態の文脈で記載される様々な特徴は、複数の実施形態で別々にまたは任意の適切なサブコンビネーションで実施することもできる。特徴は、特定の組み合わせで作用するものとして上述されており、そのようにクレームされているが、クレームされた組み合わせからの一つ以上の特徴は、ある場合には組み合わせから削除され、クレームされた組み合わせは、サブコンビネーションまたはサブコンビネーションの変形例に関するものとすることができる。同様に、オペレーションが特定の順序で図面に図示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのようなオペレーションが、示された特定の順序でまたは順次に行なわれるか、または、図示したオペレーションのすべてが実行されることを要求するものと理解されるべきではない。

【0055】

関連出願との相互参照
この出願は、2014年10月31日に出願されて「ORAL APPLIANCE FOR VENTILATION FLOW MEASUREMENT」というタイトルの、米国特許出願第62／073,709号明細書の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】