特許 6882443 電源接続部を備えた呼吸器疾患を治療するための装置

(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】6882443

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】電源接続部を備えた呼吸器疾患を治療するための装置

(51)【国際特許分類】

   A61M 16/00 20060101AFI20210524BHJP

【ＦＩ】

   A61M16/00

   A61M16/00 370Z

【請求項の数】14

【全頁数】55

(21)【出願番号】特願2019-228719(P2019-228719)

(22)【出願日】2019年12月19日

(62)【分割の表示】特願2014-222297(P2014-222297)の分割

【原出願日】2014年10月31日

(65)【公開番号】特開2020-44390(P2020-44390A)

(43)【公開日】2020年3月26日

【審査請求日】2020年1月15日

(31)【優先権主張番号】13306491.5

(32)【優先日】2013年10月31日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】512249102

【氏名又は名称】レスメド・パリ・ソシエテ・パ・アクシオンス・シンプリフィエ

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100137039

【弁理士】

【氏名又は名称】田上 靖子

(72)【発明者】

【氏名】アレックス・クローフォード・ウィング

(72)【発明者】

【氏名】クリストファー・キングスリー・ブランズデン

(72)【発明者】

【氏名】コーン・サー

(72)【発明者】

【氏名】デーヴィッド・クルーソ

【審査官】 小野田 達志

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１６２６４７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１７０５１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０２６１２６８８（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２３４３２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０５４０３８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ １６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

連続サイクルで呼吸している患者に呼吸可能ガスを供給するための呼吸デバイス（４０００）であって、それぞれのサイクルは吸息期と呼息期とを含み、前記呼吸デバイス（４０００）は、
前記吸息期に供給される吸気圧力に達するように加速し、前記呼息期に供給される呼気圧力に達するように減速するように構成されたモーターを備える送風機（４１０４）と、
前記送風機（４１０４）の前記モーターを動作させる電力供給を行うように構成された第１の電源（４２１０）と、
前記モーターが減速するときに前記モーターによって発生するエネルギーを貯蔵するように構成されたエネルギー貯蔵ユニット（４５１０）と、
を備え、
前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）内に存在する電圧が第１の閾値を超えたときに、前記第１の電源（４２１０）から前記モーターへの電力供給はオフにされ、前記モーターは前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）内のエネルギーによって通電され、前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）内の電圧が第２の閾値を下回ったときに、前記第１の電源（４２１０）から前記モーターへの電力供給はオンにされる、呼吸デバイス（４０００）。

【請求項2】

前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）は、少なくとも１つのキャパシタまたはスーパーキャパシタを備える、請求項１に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項3】

前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）は、少なくとも１つのキャパシタ、キャパシタまたはスーパーキャパシタのグループ、または電池を含む、請求項１に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項4】

制御システム（４２３０）をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項5】

前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）の電圧を監視し、前記第１の電源（４２１０）からの前記モーターへの電力供給をオン、オフするレギュレータスイッチをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項6】

前記レギュレータスイッチは、電圧ブーストレギュレータ（４５３０）である、請求項５に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項7】

前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）は、前記第１の電源（４２１０）と並列に位置決めされる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項8】

ダイオード（４５２０）が、前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）と前記第１の電源（４２１０）との間に配置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項9】

前記第１の電源（４２１０）が、外部入力供給装置（４５４０）および／または内部電池（４４５０）を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項10】

前記外部入力供給装置（４５４０）は、ＡＣ主電力供給装置（４４３４）、ＤＣ主電力供給装置（４４６０）、または外部電池（４４２０、４４１０）のうちのいずれか１つを含む、請求項９に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項11】

モーター駆動装置（４１０５）をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の呼吸デバイス（４０００）。

【請求項12】

請求項１〜１１のいずれか一項に記載の呼吸デバイス（４０００）の作動方法であって、
前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）が、前記モーターが減速するときに、前記送風機（４１０４）によって発生するエネルギーを、前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）に貯蔵することと、
制御システム（４２３０）が、前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）内に存在する電圧が第１の閾値を超えたときに、前記第１の電源（４２１０）から前記モーターへの電力供給をオフにし、前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）に貯蔵されたエネルギーによって前記モーターを通電することと、
前記制御システム（４２３０）が、前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）内の電圧が第２の閾値を下回ったときに、前記第１の電源（４２１０）から前記モーターへの電力供給をオンにすることと、
を含む、方法。

【請求項13】

前記モーターが、吸気圧力から呼気圧力にサイクル動作するときに、前記送風機（４１０４）によって発生するエネルギーが前記エネルギー貯蔵ユニット（４５１０）に貯蔵される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記ダイオード（４５２０）が存在する場合には、前記ダイオード（４５２０）が前記送風機（４１０４）への電力供給に使用され、前記制御システム（４２３０）が存在する場合には、前記制御システム（４２３０）が前記第１の電源（４２１０）から電力供給される、請求項１２または１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[1]本発明の技術は、呼吸器疾患の診断、治療および寛解のうちの１つまたは複数、な
らびに呼吸器疾患を防ぐための手順に関する。詳細には、本発明の技術は、医療デバイス、ならびに呼吸器疾患の治療および呼吸器疾患の予防のためのそれらの医療デバイスの使用に関する。

【背景技術】

【0002】

[2]人体の呼吸器系は、ガス交換を円滑にする。鼻および口は、患者の気道への入口を
形成する。
[3]気道は一連の気管支を含み、これらの気管支は肺内に深く入り込むほど狭く、短く
なり、数が増える。肺の主要機能は、ガス交換であり、これにより、酸素を空気から静脈血中に入れて、二酸化炭素を外に出すことができる。気管は、右主気管支と左主気管支とに枝分かれし、最終的に終末細気管支にさらに枝分かれする。気管支は、誘導気道を構成し、ガス交換には関わらない。気道のさらなる分割部は、呼吸細気管支に至り、最終的に肺胞に至る。肺の胞状領域は、ガス交換が行われる場であり、呼吸領域と称される。Ｗｅｓｔ、Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ−ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓを参照のこと。

【0003】

[4]さまざまな呼吸器疾患が存在する。
[5]睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）の一形態である、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）は、睡眠
時の上部気道の閉鎖または閉塞を特徴とする。これは、異常に小さい上部気道と睡眠時の舌、軟口蓋、および口腔咽頭後壁の領域における通常の筋緊張消失とが組み合わさった結果生じる。この症状により、罹患患者は典型的には３０から１２０秒の間持続する期間に、ときには一晩に２００から３００回、呼吸を停止する。これは、多くの場合、過剰な日中の傾眠を引き起こし、また心臓血管疾患と脳障害を引き起こし得る。この症候群は、特に中高年の太りすぎの男性によくある疾患であるが、罹患者は、この問題に気づいていない場合がある。米国特許第４，９４４，３１０号（Ｓｕｌｌｉｖａｎ）を参照のこと。

【0004】

[6]チェーンストークス呼吸（ＣＳＲ）は、換気量の漸減と漸増を周期的に交互に繰り
返す期間があり、動脈血の反復的な脱酸素化と再酸素化とを引き起こす、患者の呼吸調節系の疾患である。ＣＳＲは、反復性低酸素症のせいで有害である可能性がある。患者によっては、ＣＳＲは、睡眠から反復性覚醒に関連しており、重度の睡眠障害、交感神経作用の増大、および後負荷の増大を引き起こす。米国特許第６，５３２，９５９号（Ｂｅｒｔｈｏｎ−Ｊｏｎｅｓ）を参照のこと。

【0005】

[7]肥満過換気症候群（ＯＨＳ）は、低換気に対する他の知られている原因がない場合
に、重症の肥満と覚醒時慢性高炭酸ガス血症との組み合わせとして定義される。症状は、呼吸困難、起床時の頭痛、および日中の異様な眠気を含む。

【0006】

[8]慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）は、共通するいくつかの特徴を有する下気道疾患の
一群のうちのどれかを包含する。これらは、換気、呼吸の延長された呼気相、および肺の正常な弾力性への増大した抵抗を含む。ＣＯＰＤの例は、肺気腫と慢性気管支炎である。ＣＯＰＤの原因は、慢性的喫煙（第一危険因子）、職業上の被曝、大気汚染、および遺伝因子である。症状としては、労作性呼吸困難、慢性咳、および喀痰が挙げられる。

【0007】

[9]神経筋疾患（ＮＭＤ）は、内因性筋肉病理を介して直接的に、または神経病理を介
して間接的に筋肉の機能を低下させる多くの疾病および病気を包含する広義語である。Ｎ
ＭＤ患者の中には、歩行運動の喪失、車椅子生活、嚥下障害、呼吸筋力低下、そして最終的に呼吸不全による死に至るに進行性筋肉機能障害を特徴とする者もいる。神経筋疾患は、急速進行性と緩徐進行性とに分けることができる。（ｉ）急速進行性疾患：数カ月にわたって悪化し、結果として数年以内に死亡する筋障害を特徴とする（例えば、十代の若者の筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）およびデュシェンヌ型筋ジストロフィー（ＤＭＤ））。（ｉｉ）可変または緩徐進行性疾患：数年にわたって悪化し、推定寿命を穏やかに縮めるのみの筋障害を特徴とする（例えば、肢帯筋ジストロフィー、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィー、および筋強直性ジストロフィー）。ＮＭＤにおける呼吸不全の症候は、全身の脱力感の高まり、嚥下障害、労作性呼吸困難、ならびに安静時には、疲労、眠気、起床時の頭痛、および集中の困難、および情緒の変化を含む。

【0008】

[10]胸壁疾患は、呼吸筋と胸郭との間の不効率な結合を結果として引き起こす胸郭奇形の一群である。これらの疾患は、通常、拘束性障害を特徴とし、長期高炭酸ガス性呼吸不全の潜在的可能性を共有する。脊柱側弯症および／または脊椎後側弯症は、重度の呼吸不全を引き起こし得る。呼吸不全の症候は、労作性呼吸困難、末梢浮腫、起座呼吸、繰り返し起こる肺感染症、起床時の頭痛、疲労、悪い睡眠の質、および食欲減退を含む。

【0009】

[11]そうでない場合に、健常人は、呼吸器疾患が生じるのを防ぐためのシステムおよびデバイスを利用することができる。
１．２．１ システム
[12]睡眠呼吸障害を治療するために使用される知られている製品の１つに、ＲｅｓＭｅｄ社が製造しているＳ９ Ｓｌｅｅｐ Ｔｈｅｒａｐｙ Ｓｙｓｔｅｍがある。ＲｅｓＭｅｄ Ｓｔｅｌｌａｒ（商標）Ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ Ａｄｕｌｔ ａｎｄ Ｐａｅｄｉａｔｒｉｃ Ｖｅｎｔｉｌａｔｏｒｓなどの換気装置は、限定はしないがＮＭＤ、ＯＨＳ、およびＣＯＰＤなどの多数の病気を治療するためのさまざまな患者向けの侵襲性および非侵襲性の非依存型換気（non-dependent ventilation）の支援を行うことができる。

【0010】

[13]ＲｅｓＭｅｄ Ｅｌｉｓｅｅ（商標）１５０換気装置およびＲｅｓＭｅｄ ＶＳ ＩＩＩ（商標）換気装置は、多数の病気を治療するために成人または小児科患者に適した侵襲性および非侵襲性の依存型換気（dependent ventilation）の支援を行うことができ
る。これらの換気装置は、シングルまたはダブルリム回路（single or double limb circuit）を有する容積換気モードおよび圧力換気モード（volumetric and barometric ventilation modes）を備える。
１．２．２ 治療法
[14]経鼻持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）療法は、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）を治療するために使用されてきた。仮説は、持続的気道陽圧が空気スプリントとして作用し、軟口蓋および舌を前方に押して口腔咽頭後壁から遠ざけることによって上気道閉鎖を防ぐことができるということである。

【0011】

[15]非侵襲的換気法（ＮＩＶ）では、患者に対して上気道を通じて換気装置による支援を行い、患者が深く息を吸う動作を補助し、および／または体内の適正酸素レベルを維持する。換気装置による支援は、マスクまたは鼻インターフェースによって行われる。ＮＩＶは、ＯＨＳ、ＣＯＰＤ、ＭＤ、および胸壁疾患を治療するために使用されてきた。侵襲的換気法（ＩＶ）は、もはや自分自身で効果的に呼吸できなくなった患者の換気装置による支援を行い、気管切開チューブまたは気管内チューブを使用して実現される。

【0012】

[16]換気装置は、患者体内にポンプで送り込まれる呼気のタイミングおよび圧力も制御し、患者が吸う息を監視する。患者の制御および監視方法は、典型的には、従量式（volume-cycled）と従圧式（pressure-cycled）を含む。従量式は、とりわけ、圧制御従量式調節法（Pressure-Regulated Volume Control）（ＰＲＶＣ）、量換気法（Volume Ventilation）（ＶＶ）、および量制御持続的強制換気法（Volume Controlled Continuous Mandatory Ventilation）（ＶＣ−ＣＭＶ）を含み得る。従圧式は、とりわけ、補助調節換気法（ＡＣ）、同期的間欠的強制換気法（ＳＩＭＶ）、調節機械換気法（ＣＭＶ）、圧補助換気法（ＰＳＶ）、持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）、または呼気終末陽圧法（ＰＥＥＰ）を伴い得る。
１．２．３ 患者インターフェース
[17]陽圧の空気供給を患者の気道の入口に行うことは、鼻マスク、フルフェースマスク、または鼻ピローなどの、患者インターフェースの使用によって円滑にされる。さまざまな患者インターフェースデバイスが知られているが、それらの多くには、特に長時間着用したときに、または患者がシステムに不慣れな場合に、ひどく目立つ、美観的に望ましくない、よく合っていない、使用しにくい、および不快であるといった１つまたは複数の欠点がある。パイロット専用に、個人保護機器の一部として、または麻酔薬の投与のために設計されたマスクは、その元々の用途には耐えられそうであるが、それでもなお、長期間、例えば、睡眠中、または一日中、着用するには望ましくないくらいに不快であり得る。

【0013】

[18]気管切開チューブまたは気管内チューブは、侵襲的換気に使用され得る他の形態の患者インターフェースである。
１．２．４ デバイス
[19]陽圧の空気は、電動送風機などの陽性気道圧（PAP）デバイスによって患者の気道
に供給され得る。送風機の吐出出口は、上で説明されているような患者インターフェースに柔軟性を有する送出用導管を介して接続される。

【0014】

[20]これらの換気装置は、典型的には、流動発生装置、吸込口フィルター、患者インターフェース、流動発生装置を患者インターフェースに接続する空気送達導管、各種のセンサー、およびマイクロプロセッサベースのコントローラを備える。患者インターフェースは、上述のようなマスク、鼻カニューレ、気管切開チューブ、または気管内チューブを含み得る。流動発生装置は、サーボ制御モーター、渦巻室、および送風機を形成するインペラーを備えることができる。いくつかの場合において、モーター用のブレーキは、モーターおよびインペラーの慣性に打ち勝つために送風機の速度をより急速に下げるように実装することができる。制動は、送風機が慣性があるにも関わらず呼息と同期するようにより低い圧力状態をより急速に達成することを可能にし得る。いくつかの場合において、流動発生装置は、モーター速度制御の代わりに、患者に送達される圧力を変更するための手段として大気中に生じた空気を排気することができる弁を備えることもできる。センサーは、とりわけ、モーター速度、質量流量、および吐出圧力を、圧力トランスデューサまたは同様のものなどにより測定する。この装置は、適宜、空気送達回路の経路内に加湿器および／または発熱素子を備えることができる。コントローラは、統合されたデータ取り出しおよび表示機能を伴う、または伴わない、データ格納能力も備えることができる。
１．２．５ 加湿器
[21]呼吸装置は、一般に、患者の気道の乾燥、およびそれに付随する患者の苦痛および関連する合併症を軽減するために呼吸可能ガスの湿度を変化させる機能を有する。加湿器は、流動発生装置またはＰＡＰデバイスまたは換気装置と患者インターフェースの間、または流動発生装置またはＰＡＰデバイスまたは換気装置の前に配置され得る。加湿器の使用により、鼻粘膜の乾燥を最小限度に抑え、患者気道の心地よさを高める加湿されたガスが生成される。それに加えて、涼しい気候では、一般的に患者インターフェース内および周りの顔面領域に当てられる暖かい空気は、冷たい空気に比べて快適である。

【0015】

[22]湿度は、空気中に存在する水蒸気の量を指す。これは、通常、以下の２つの方法で測定される。
（１）絶対湿度（ＡＨ）は、単位体積当たりの重量−通常は１立方メートル当たりのグラム数（ｇ／ｃｍ^３）または１リットル当たりのミリグラム数（ｍｇ／Ｌ）に関して記録
された実際の水分である。

【0016】

（２）相対湿度（ＲＨ）は、与えられた温度における水を運ぶ能力と比較したガスの実際の水蒸気量の百分率表現である。
[23]水蒸気を保持する空気の能力は、空気の温度が上昇するにつれ増大する。これは、安定したＡＨを有する空気の場合に、ＲＨは空気の温度が上昇するにつれ低下することを意味する。逆に、水で飽和している空気では（１００％ＲＨ）、温度が下がると、過剰な水が液化する。人が吸排気する空気は一般的に、気道によって自然に加熱、加湿され、温度は３７℃、湿度は１００％に達する。この温度では、ＡＨ湿度は、４４ｍｇ／Ｌである。

【0017】

[24]呼吸器官加湿器は、さまざまな形態のものを入手することができ、また空気送達チューブを介して呼吸デバイスに結合されたスタンドアロン型デバイスであってよく、呼吸デバイスと一体化されるか、または関連する呼吸装置に直接結合されるように構成される。受動加湿器は気晴らし程度にはなるが、一般的に、患者が快適に思える十分な湿度と温度を与えるためには加熱式加湿器が必要である。加湿器は、典型的には、数百ミリリットル（ｍｌ）程度の容量を有する水槽または水桶、水槽内の水を加熱するための加熱素子、加湿レベルを変更することを可能にする制御装置、流動発生装置またはデバイスからガスを受け入れるためのガス吸込口、および加湿されたガスを患者インターフェースに送達する空気送達導管に接続されるように適合されたガス吐出口を備える。

【0018】

[25]加熱パスオーバー式加湿は、ＰＡＰデバイスとともに使用される加湿の一般的な一形態である。そのようなシステムでは、加熱素子は、水桶の下にあり、水桶と熱的接触しているヒータープレート内に組み込まれ得る。したがって、熱は、主に伝導によってヒータープレートから水槽に伝えられる。ＰＡＰデバイスまたは流動発生装置または換気装置からの空気流が加熱された水の上を通ると、水蒸気が空気流によって吸い上げられる。ＲｅｓＭｅｄ Ｈ４ｉ（商標）およびＨ５ｉ（商標）加湿器は、ＲｅｓＭｅｄ Ｓ８およびＳ９ ＣＰＡＰシステムとそれぞれ組み合わせて使用されるそのような加熱パスオーバー式加湿システムの例である。

【0019】

[26]バブルまたはディフューザー加湿器、ジェット加湿器、またはウィッキング加湿器などの他の加湿システムも使用され得る。
[27]代替的形態の加湿は、空気流を第１の方向で広い表面領域の上に送りつつ加熱された水を第２の反対方向で広い表面領域に供給するＣｏｕｎｔｅｒＳｔｒｅａｍ（商標）技術を使用するＲｅｓＭｅｄ ＨｕｍｉＣａｒｅ（商標）Ｄ９００加湿器によって実現される。ＲｅｓＭｅｄ ＨｕｍｉＣａｒｅ（商標）Ｄ９００加湿器は、さまざまな侵襲的および非侵襲的換気装置とともに使用され得る。
１．２．６ 空気回路
[28]空気回路は、図１に示されているようなシングルリム回路または空気送達導管を備えることができる。シングルリム回路は、意図的な漏れ排出口とともに使用することができる。この排出口は、空気送達チューブに嵌合される、窒息防止弁などの独立した部分として設けられ得るか、または排出口は、患者インターフェースの一部として中に組み込まれ得る。空気送達チューブは、デバイス、例えば、換気装置または加湿器の吐出口に接続される。このシングルリム回路の配置構成において、吸入空気またはガスは、デバイスから空気送達導管を通り患者インターフェースに入り患者に送達され、患者の呼気ガスは、この排出口を通して排出される。換気装置は、排出口に陽圧を加えて、患者呼気が確実に排出されるようにする。

【0020】

[29]代替的一配置構成において、シングルリム回路は、近位空気弁とともに使用され得る。近位空気弁は、空気送達導管の患者インターフェース端部の近くに設けられる。空気
送達チューブの反対側の端部は、デバイス、例えば、換気装置または加湿器の吐出口に接続される。圧力制御ラインを構成するためにデバイスと近位空気弁との間に小さなチューブも接続される。デバイスは、制御圧力を近位空気弁に印加して、近位空気弁の排気ポートの開閉を制御する。吸息時に、弁は完全に閉じられ、すべての空気流を患者インターフェースに送る。呼息時に、弁は、患者が排気ポートから息を吐き出すが、ただし指定された逆圧（呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）として知られている）で吐き出すことができるように比例制御される。換気装置も、ＰＥＥＰの正確な制御を確実にするバイアス流れを出力し、患者インターフェースにおける意図しない漏れを相殺し続ける。換気装置内の近位圧力センサーに接続されている圧力感知ラインを使用して、患者側の空気圧が監視され得る。

【0021】

[30]さらなる配置構成において、ダブルリム回路が使用され得る。ダブルリム回路は、２つのチューブを備え、一方は吸息時換気装置から患者に空気を送達する吸気チューブであり、もう一方は患者からの呼気を換気装置の呼気ポートに送達し、排気ポートから出す呼気チューブである。幾何学的形状に関してこれら２つのチューブは、隣り合わせで並べて、または同軸上に配置構成され得る。呼気ポートと排気ポートとの間の空気流は、換気装置の内部に配置されている空気弁によって調節され得る。

【0022】

[31]吸息時に、弁は完全に閉じられ、すべての空気流を患者に送る。呼気時に、弁は、患者が排気ポートから息を吐き出すが、ただし指定されたＰＥＥＰ圧で吐き出すことができるように比例制御される。換気装置も、ＰＥＥＰの正確な制御を確実にするバイアス流れを出力し、患者インターフェースにおける意図しない漏れを相殺し続ける。患者側の空気圧は、吸息時には、呼気チューブに接続されている換気装置内の近位圧力センサーを介して、呼息時には、吸気チューブに接続されている出力圧力センサーを介して、監視され得る。

【0023】

[32]加熱されたシングルリムまたはダブルリム空気送達回路も、空気送達回路内にレインアウト効果が生じるのを防ぐために使用され得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0024】

【特許文献1】米国特許第４，９４４，３１０号

【特許文献2】米国特許第６，５３２，９５９号

【特許文献3】同時係属米国特許出願第１３／６２４，１６７号

【非特許文献】

【0025】

【非特許文献1】Ｗｅｓｔ、Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ−ｔｈｅ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0026】

[33]本発明の技術は、改善された快適さ、費用、有効性、使いやすさ、および製造可能性のうちの１つまたは複数を有する呼吸器疾患の診断、寛解、治療、または予防で使用される医療デバイスを対象とする。

【課題を解決するための手段】

【0027】

[34]本発明の技術の第１の態様は、呼吸器疾患の診断、寛解、治療、または予防で使用される装置に関係する。
[35]本発明の技術の別の態様は、呼吸器疾患の診断、寛解、治療、または予防で使用される方法に関係する。

【0028】

[36]本発明の技術の一形態は、直列に接続された複数の外部電池に電気的に接続されている呼吸器疾患を治療するための装置を備える。
[37]本発明の技術の一形態の別の態様は、直列に電気的に接続された複数の外部電池に電気的に接続され得る換気装置である。

【0029】

[38]本発明の技術の一形態の別の態様は、呼吸器デバイスに電気的に接続された２つ以上の電池電源から利用可能な電池容量の推定値を決定する方法である。電池容量は、例えば、電池残存動作時間または電池残量を含み得る。

【0030】

[39]本発明の技術の一形態の別の態様は、呼吸器疾患を治療するための装置を含み、この装置はハウジングと、ユーザーインターフェースディスプレイと、加圧ガスの供給を行うための圧力供給源と、圧力供給源を制御するように構成されているコントローラと、電源の電気的接続部を受け入れて、装置に電力を供給するように構成されている電源接続部と、電源接続部に電気的に直列接続されている複数の外部電池とを備える。

【0031】

[40]装置のコントローラは、複数の外部電池の接続を検出し、装置への電力供給を制御するように構成され得る。さらに、使用時に、複数の外部電池のうち、装置に電力供給を行うために使用されている外部電池は、電力供給外部電池であってよく、複数の外部電池の各々は、順次、電源として使用され、電源接続部に最も近い外部電池が電源として使用されるべき第１の外部電池であるものとしてよい。複数の外部電池の各外部電池は、電気ケーブルを使用して隣接する外部電池に接続され得る。換気装置に最も近い位置にある外部電池が、使用される最後の外部電池であってよい。これら直列の外部電池の充電は、逆順に実行され、換気装置に最も近い位置にある外部電池が最初に充電されるようにできる。

【0032】

[41]代替的配置構成において、外部電池は、電源として直列で使用され、換気装置に最も近い位置にある外部電池が使用されるべき最初の外部電池であるものとしてよい。また、これら外部電池の充電は直列で実行され、換気装置に最も近い位置にある外部電池が最後に充電されるものとしてもよい。

【0033】

[42]いくつかの態様において、装置は、ハウジング内に受け入れられるように構成された内部電池も備えることができ、使用時に、内部電池は、外部電池からのすべての電力が使い果たされた後に電源として使用される。

【0034】

[43]いくつかの態様において、装置は、複数の外部電池に直列接続可能な交流（ＡＣ）電力供給装置も備えることができ、使用時にＡＣ電力供給装置が接続されると、ＡＣ電力供給装置が電源として使用される。

【0035】

[44]いくつかの態様において、装置は、複数の外部電池に直列接続可能な直流（ＤＣ）電力供給装置も備えることができ、使用時にＤＣ電力供給装置が接続されると、ＤＣ電力供給装置が電源として使用される。

【0036】

[45]いくつかの態様において、コントローラからの電力容量要求を受け取ると、複数の外部電池の各々は、それ自体の残存容量の推定値を決定することができる。複数の外部電池の各々の残存容量は、全外部電池残存動作時間または充電状態の推定値を決定するために使用され得る。全外部電池残存動作時間は、電力供給外部電池の機能残存動作時間の関数として決定され得る。

【0037】

[46]いくつかの態様では、複数の外部電池は、下流側外部電池および上流側外部電池を備え、上流側外部電池は、電源接続部に電気的に接続され、下流側外部電池は、上流側外
部電池に電気的に直列接続されている。上流側外部電池は、電気ケーブルを使用して電源接続部に接続され得る。さらに、１つまたは複数のさらなる外部電池が、下流側外部電池と上流側外部電池との間に電気的に接続され得る。

【0038】

[47]いくつかの態様において、上流側外部電池は、上流側外部電池の残存容量の決定された推定値を下流側外部電池に送信するように構成される。１つまたは複数のさらなる外部電池の各々は、外部電池の残存容量の決定された推定値を直列に下流側外部電池に送信するように構成され得る。下流側外部電池は、全外部電池残存容量または充電状態を電気的に直列接続されているすべての外部電池から決定するように構成され得る。下流側外部電池は、装置を動作させる電力を供給するために使用されている上流側外部電池の残存動作時間の関数として電気的に直列接続されているすべての外部電池から全外部電池残存動作時間を決定するように構成され得る。

【0039】

[48]いくつかの態様において、コントローラから残存容量要求を受け取ると、内部電池は、内部電池の残存電力容量の推定値を決定することができるものとしてよい。内部電池の残存容量は、内部電池残存動作時間の推定値を決定するために使用され得る。内部電池残存動作時間は、内部電池が装置を動作させる電力を供給するために使用されているときには内部電池の残存動作時間の関数として決定され、複数の外部電池のうちの１つが装置を動作させるために使用されているときには電力供給外部電池の残存動作時間の関数として決定され得る。

【0040】

[49]いくつかの態様では、コントローラは、複数の外部電池および内部電池の全電池残存容量または全充電状態の推定値を算出するように構成され得る。コントローラは、複数の外部電池および内部電池の全電池残存動作時間の推定値を算出するように構成され得る。いくつかの態様では、ユーザーインターフェースディスプレイは、全電池残存容量の推定値、全電池残存充電量、および／または全電池残存動作時間の推定値を表示するように構成され得る。

【0041】

[50]いくつかの態様では、装置は、換気装置であるものとしてよい。
[51]本発明の技術の一態様は、呼吸デバイスに電気的に接続された２つ以上の電池電源から利用可能な全電池容量の推定値を決定する方法を含み、呼吸デバイスは第１の電池容量レベルを提供するために第１の電池電源から利用可能な容量の推定値を要求し、第２の電池容量レベルを提供するために第２の電池電源から利用可能な容量の推定値を要求し、利用可能な全電池容量の推定値を決定するように第１の電池容量レベルと第２の電池容量レベルとを組み合わせる方法を実行するように構成されたコントローラを備える。

【0042】

[52]いくつかの態様では、利用可能な全電池容量は、第１の電池電源および第２の電池電源からの全残存容量または全残存充電量または全充電状態の推定値である。
[53]いくつかの態様では、第１の電池電源は、呼吸デバイスに電気的に接続されている少なくとも１つの外部電池であり、第２の電池電源は、呼吸デバイス内に配置されている内部電池である。第１の電池電源は、直列に接続された複数の外部電池を備えることができ、複数の外部電池の各々は、電気ケーブルを複数の外部電池間に受け入れるように構成されている入力ポートおよび出力ポートを備える。複数の外部電池は、下流側外部電池を備えることができ、下流側外部電池の出力ポートは、電気ケーブルを介して呼吸デバイスに電気的に結合され、下流側外部電池の入力ポートは、電気ケーブルを介して複数の外部電池のうちの第２の外部電池の出力ポートに電気的に結合される。さらに、複数の外部電池の各々は、複数の外部電池のうちの１つの外部電池の入力ポートと、隣接する外部電池の出力ポートと、の間に接続された電気ケーブルを介して隣接する外部電池に電気的に結合され得る。この方法は、各外部電池が利用可能な容量の推定値を提供し、利用可能な容量を電気ケーブルを介して直列に上流側外部電池に送信することをさらに含み得る。この
方法は、呼吸デバイスのユーザーインターフェースディスプレイ上に利用可能な全電池容量を表示することも含み得る。

【0043】

[54]本発明の技術の一形態の別の態様は、電力効率が改善された呼吸デバイスである。
[55]本発明の技術の一形態の別の態様は、一定供給量の呼吸可能ガスを連続サイクルで呼吸している患者に供給するための呼吸デバイスであり、それぞれのサイクルは吸息期と呼息期とを含み、呼吸デバイスは、吸息期に供給される吸気圧力に達するように加速し、呼息期に供給される呼気圧力に達するように減速するように構成されたモーターを備える送風機と、送風機のモーターを動作させる電力を供給するように構成された第１の電源と、モーターが減速するときにモーターによって発生するエネルギーを貯蔵するように構成されたエネルギー貯蔵ユニットとを備え、エネルギー貯蔵ユニット内に存在する電圧が第１の閾値を超えたときに、第１の電源からモーターへの電力供給はオフにされ、モーターはエネルギー貯蔵ユニット内のエネルギーによって通電され、エネルギー貯蔵ユニット内の電圧が第２の閾値を下回ったときに、第１の電源からモーターへの電力供給はオンにされる。

【0044】

[56]いくつかの態様において、エネルギー貯蔵ユニットは、少なくとも１つのキャパシタまたはスーパーキャパシタを備える。いくつかの態様では、呼吸デバイスは、エネルギー貯蔵ユニットの電圧を監視し、第１の電源からのモーターへの電力供給をオン、オフするレギュレータスイッチをさらに備える。

【0045】

[57]もちろん、これらの態様の部分は、本発明の技術の部分態様を形成し得る。また、部分態様および／または態様のうちのさまざまなものが、さまざまな様式で組み合わされるものとしてよく、また本発明の技術の追加の態様または部分態様を構成し得る。

【0046】

[58]技術の他の特徴は、以下の詳細な説明、要約、図面、および請求項に含まれる情報を考察することで明らかになる。
[59]本発明の技術は、例を用いて、限定することなく添付図面の図に示され、同様の参照番号は類似の要素を指す。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】３．１ 治療システム [60]本発明によるシステムを示す図である。患者インターフェース３０００を着用している患者１０００は、デバイスまたは換気装置４０００から陽圧の空気の供給を受ける。デバイスからの空気は、加湿器５０００内で加湿され、空気回路４１７０を沿って患者１０００に入る。代替的配置構成（図示せず）において、加湿器は、上流、またはデバイスもしくは換気装置４０００の前に配置され得る。

【図2a】３．２ 治療法 ３．２．１ 呼吸器系 [61]鼻腔、口腔、喉頭、声帯、食道、気管、気管支、肺、肺胞嚢、心臓、および横隔膜を含む人間の呼吸器系の概要を示す図である。

【図2b】[62]鼻腔、鼻骨、外側鼻軟骨、大鼻翼軟骨、鼻孔、上唇、下唇、喉頭、硬口蓋、軟口蓋、咽頭口腔部、舌、喉頭蓋、声帯、食道、および気管を含む人間の上気道の図である。

【図3a】３．３ 患者インターフェース [63]本発明の技術の一形態による例示的な患者インターフェースを示す図である。

【図4a】３．４ 換気デバイス [64]本発明の技術の一形態による換気デバイスの斜視図である。

【図4b】[65]図４ａの換気デバイスの正面図である。

【図4c】[66]図４ａの換気デバイスの後面図である。

【図4d】[67]図４ａの換気デバイスの底面図である。

【図4e】[68]本発明の技術の一態様による換気装置内の内部コンポーネントの配置構成の概略図である。

【図4f】[69]本発明の技術の一態様による空気圧ブロックの内部要素の概略図である。

【図4g】[70]本発明の技術の一形態によるデバイスの空気回路の概略図である。上流および下流の方向が示されている。

【図4h】[71]本発明の技術の一態様によるデバイスの電気コンポーネントの概略図である。

【図4i】[72]本発明の技術の一態様によるデバイス内に実装されるアルゴリズムの概略図である。この図では、実線の矢印は、例えば、電子信号を介した情報の実際の流れを示している。

【図4j】[73]本発明の技術の一態様によるＡＣ電源を備える換気装置に対する電源配置構成の概略図である。

【図4k】[74]本発明の技術の一態様による換気装置から独立したＡＣ電源を備える換気装置に対する外部電池を再充電するための電源配置構成の概略図である。

【図4l】[75]本発明の技術の一態様による外部電池電源を備える換気装置に対する電源配置構成の概略図である。

【図4m】[76]本発明の技術の一態様によるＤＣ電源を備える換気装置に対する電源配置構成の概略図である。

【図4n】[77]本発明の技術の一態様による電力再生回路の概略図である。

【図4o】[78]本発明の技術の別の態様による電圧レギュレータブーストを備える電力再生回路の概略図である。

【図4p】ＨＡＣ制御システムの概略を示す図である。

【図5a】３．５ 加湿器 [79]本発明の技術の一態様による加湿器の概略図である。

【図6a】３．６ 呼吸波形[80]睡眠中の人の典型的呼吸波形のモデルを示す図である。横軸は時間であり、縦軸は呼吸流量である。パラメータ値が変化し得るが、典型的な呼吸は以下の近似的値を有するものとしてよい。１回換気量、Ｖｔ、０．５Ｌ、吸息時間、Ｔｉ、１．６秒、ピーク吸気流、Ｑｐｅａｋ、０．４Ｌ／秒、呼息時間、Ｔｅ、２．４秒、ピーク呼気流、Ｑｐｅａｋ、−０．５Ｌ／秒。全呼吸持続時間、Ｔｔｏｔは、約４秒である。人は、典型的には、換気量、Ｖｅｎｔ、約７．５Ｌ／分により、約１５呼吸／分（ＢＰＭ）の速度で呼吸する。典型的なデューティサイクル、ＴｉとＴｔｏｔとの比は、約４０％である。

【発明を実施するための形態】

【0048】

[81]本発明の技術をさらに詳しく説明する前に、技術が本明細書で説明されている特定の例に限定されず、異なることのあることを理解するべきである。また、本開示で使用されている用語は、本明細書で説明されている特定の例のみを説明することを目的としており、限定的であることを意図されていないことは理解されるであろう。
４．１ 治療システム
[82]一形態において、本発明の技術は、呼吸器疾患を治療するための装置を含む。装置は、空気などの加圧呼吸ガスを、患者インターフェース３０００に至る空気送達チューブ４１７０を介して患者１０００に供給するための流動発生装置または送風機を備えることができる。
４．２ 治療法
[83]一形態において、本発明の技術は、呼吸器疾患を治療するための方法を含み、この方法は陽圧を患者１０００の気道の入口に印加するステップを含む。本発明の別の形態では、呼吸器疾患を治療するための方法を含み、この方法は陽圧を印加して侵襲的換気を挿管された患者に供給するステップを含む。別の形態では、本発明の技術は、呼吸器疾患を治療するための方法を提供し、この方法は従圧式または従量式の治療を行うステップを含む。
４．３ 患者インターフェース３０００
[84]本発明の技術の一態様による非侵襲的患者インターフェース３０００は、機能態様として、シール形成構造物３１００、プレナムチャンバー３２００、位置決めおよび安定化構造物３３００、および空気回路４１７０に接続するための接続ポート３６００を備える。

【0049】

[85]本発明の技術の一形態において、シール形成構造物３１００は、シール形成表面を構成し、それに加えて、緩衝機能を付与することができる。本発明の技術によるシール形成構造物３１００は、シリコーンなどの軟質の柔軟性、弾力性を有する材料から製作することができる。

【0050】

[86]一形態において、非侵襲的患者インターフェース３０００のシール形成部分は、一対の鼻パフ、または鼻ピローを備え、それぞれの鼻パフまたは鼻ピローは患者の鼻の各鼻孔とともにシールを形成するように作成され、配置構成される。

【0051】

[87]一形態において、非侵襲的患者インターフェース３０００は、患者の顔面の上側の唇領域（つまり、上唇）で使用するシールを形成するシール形成部分を備える。
[88]一形態において、非侵襲的患者インターフェース３０００は、患者の顔面の顎領域で使用するシールを形成するシール形成部分を備える。

【0052】

[89]いくつかの形態において、機能的態様は、１つまたは複数の物理的コンポーネントによって実現され得る。いくつかの形態では、１つは物理的コンポーネントが、１つまたは複数の機能的態様を備えることができる。使用時に、シール形成構造物３１００は、陽圧の空気を気道に供給しやすくするために患者の気道の入口を囲むように配置構成される。好ましくは、プレナムチャンバー３２００は、使用時にシールが形成される領域内で平均的な人の顔面の表面輪郭を補完する形状をとる周を有する。使用時に、プレナムチャンバー３２００の限界端面は、顔の隣接する表面に近接近する位置に置かれる。顔面との実際の接触は、シール形成構造物３１００によってもたらされる。好ましくは、シール形成構造物３１００は、使用時に、プレナムチャンバー３２００の全周に延在する。

【0053】

[90]好ましくは、本発明の技術の患者インターフェース３０００のシール形成部分３１００は、ヘッドギアなどの、位置決めおよび安定化構造物３３００によって使用時に封止位置に保持される。

【0054】

[91]一形態において、患者インターフェース３０００は、吐出される二酸化炭素の洗い流しを可能にするように製作され配置構成された排出口３４００を備える。本発明の技術による排出口３４００は、複数の穴、例えば、約２０から約８０個の穴、または約４０から約６０個の穴、または約４５から約５５個の穴を備える。好ましくは、排出口３４００は、プレナムチャンバー３２００内に配置される。一形態において、患者インターフェース３０００は、少なくとも１つの減結合構造物３５００、例えば、スイベルまたは球関節も備えることができる。排出口３４００は、減結合構造物３５００内に配置され得る。接続ポート３６００は、空気回路４１７０への接続を可能にする。

【0055】

[92]患者インターフェース３０００は、前額部支持体３７００をさらに備えることができる。患者インターフェースは、窒息防止弁を備えることもできる。
[93]本発明の技術の一形態において、患者インターフェース３０００は、プレナムチャンバー３２００内の容積部へのアクセスを可能にする１つまたは複数のポートを備える。一形態において、これにより、臨床医は、補給酸素を供給することができる。一形態において、これにより、圧力などの、プレナムチャンバー３２００内のガスの特性を直接測定することができる。
４．４ デバイス４０００
[94]本発明の技術の一形態による換気デバイス４０００は、図４ａから４ｅに示されている。換気装置４０００は、ハウジング４０１２、呼息空気吸込ポート４０１４、および吸息吐出ポート４０１６を備える。ポート４０１４および４０１６は、患者の気管内に挿入され得るチューブ（図示せず）、患者の鼻もしくは口もしくは両方に被さる顔もしくは鼻マスクに接続可能であるか、または呼吸を補助するために患者に他の何らかの方法で取り付けられる。換気装置用のハウジングは、携帯型であってよく、換気装置を運ぶためのハンドル４０１８を備え得る。ハウジングは、上側ハウジングケース４０２０、シャシー４０２１、および下側ハウジングケース４０２２を有することができ、これらは結合されて１つになり換気装置の外部面を形成する。しかし、ハウジングは、上側および下側ケーシングとともに２つのコンポーネント部分だけを備えるなどの他の構成を有することができるか、または３つよりも多いコンポーネント部分を有することもできることは理解されるであろう。換気装置は、譲受人の本明細書に組み込まれている２０１２年９月２１日に出願された同時係属米国特許出願第１３／６２４，１６７号で説明されているような換気装置または換気装置のいくつかの態様を含み得る。

【0056】

[95]シャシー４０２１は、換気装置アセンブリ用の構造骨格を備えることができる。シャシー４０２１は、以下でさらに詳しくそれぞれ説明されている吸込口フィルターアセンブリ４０３６および吸込口シール４０３８を受け入れるように構造化され得る。吸込口シール４０３８も、空気圧ブロックモジュール４０５６の吸込口に結合するように構成されている。好ましくは、吸込口シール３８は、シリコーンなどの可撓性材料から形成され、吸込口シールは空気圧ブロックモジュール４０５６の吸込口上にオーバー成形され得る。

【0057】

[96]シャシー４０２１は、空気圧ブロックモジュール４０５６が配置される空気圧ブロック座部も備え、これによりハウジング内での空気圧ブロックモジュール４０５６の位置合わせおよび組み立てをしやすくする。シャシー４０２１は、ハンドル４０１８の一部も含み得る。

【0058】

[97]シャシー４０２１の後部は、後部パネル上のさまざまな接続部およびスイッチ用の各種のインターフェースを備えることができる。例えば、電気コネクタ４０４９、スイッチ４０５１、データ接続部４０４７、および酸素接続部４０４６用のインターフェースである。

【0059】

[98]シャシー４０２１は、冷却ファン４０６８、ＰＣＢ４０８６、および呼息空気吸込ポート４０１４に隣接する位置に配置された呼息部分４０３１のコンポーネントなどの換気装置４０００のコンポーネントを配置し、保持するために多数のインターフェースも備えることができる（図４ｅ参照）。

【0060】

[99]換気装置４０００の呼息部分４０３１は、呼息空気吸込ポート４０１４を介して、患者から呼気を受け入れるように呼気インターフェースモジュールの挿入を可能にするように構成される。異なる呼気インターフェースモジュールが、呼気用弁および呼気用アダプタを備えることができる。

【0061】

[100]図４ａから４ｅからわかるように、換気装置４０００は、取り外し可能内部電池
４４５０を配置し、インターフェースするための電池区画を備えることができる。取り外し可能電池カバー４０５２は、電池を挿入するか、または取り出す際にアクセスできるように下側ハウジング４０２２の外側底面に設けられる。コンポーネントの熱を排出できるようにする取り外し可能呼気カバー４０４８、酸素センサーカバー４０５４、およびグリル４０４４も、図４ｄに示されているように外側底面に設けられている。下側ハウジング４０２２は、換気装置４０００が滑らかな表面から滑り落ちないように保護するため、外側底面に、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）などのスリップ防止用の足もしくはグリ
ップ表面、または１つまたは複数のスリップ防止もしくはグリップ足４０５３も備えることができる。スリップ防止またはグリップ足４０５３は、こぼれた水が換気装置の底部に下にプールを作るのを防ぐために換気装置４０００を持ち上げることもできる。ハンドル４０１８の一部も、下側ハウジングケース４０２２内に配置される。

【0062】

[101]図４ａからわかるように、上側ハウジングケース４０２０は、換気装置４０００
の頂面を備え、ユーザーインターフェースディスプレイデバイス４０２４を受け入れるように構造化される。ハウジングは、コンピュータ用のタッチ入力を受け取るように適合された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの、コンピュータまたはプロセッサ駆動ユーザーインターフェースディスプレイデバイス４０２４を備えることができる。ディスプレイデバイスは、換気装置が使用されている間ハウジングの頂面と容易に見えるように同一平面にあるものとしてよい。発光ダイオード（ＬＥＤ）ライトバーなどのアラームインジケータライトバー４０２６、および音響的または視覚的アラームを無効化するためのボタン４０２８は、ディスプレイに隣接しているものとしてよい。しかし、画面、ボタン、ダイヤル、キー、またはこれらの組み合わせなどの、他の知られているユーザーインターフェースシステムが使用されることは理解されるであろう。完全な換気装置ハウジング４０１２を組み立てるために、シャシー４０２１、下側ハウジングケース４０２２、および上側ハウジングケース４０２０は結合されて１つにされる。ネジなどの留め具を使用して、ハウジング４０１２を組み立てることができるけれども、他の知られている留め具も使用され得る。シャシー４０２１は、上側ハウジングケース４０２０と下側ハウジングケース４０２２との間に組み立てられる。

【0063】

[102]図４ｃに示されているように、ハウジング４０１２の後部には、フィルターアセ
ンブリ４０３６を備えることができる。患者の肺にポンプで送り込まれる空気は、フィルターアセンブリに付随する空気吸込口内に引き込まれる。空気は、フィルターの透過性フィルター膜を通過し、空気通路に入り、空気が患者に流れる。

【0064】

[103]ハウジングの後部には、コンピュータネットワーク、アラームシステム、パルス
酸素濃度計（例えば、ｓｐＯ２）、およびデジタル記録媒体などのデジタルデバイスと通信するためのデータ接続部４０４７を備えることができる。電力接続部４０４９およびオンオフスイッチ４０５１も、ハウジングの後部に位置決めされ得る。入力グリル４０４４−Ｉは、コンポーネントを冷却するための空気の吸込口を備え、内部コンポーネント（例えば、送風機モーターおよびＣＰＵ）の動作によって発生する熱を放散させることができる。外部コンポーネント上の加熱された空気の移動は、加熱空気出力グリル４０４４−Ｏ（図４ｄのハウジングの底部に示されている）の近くにあるものとしてよい、ハウジング内の冷却ファン４０６８によって駆動され得る。それに加えて、酸素（Ｏ_２）吸込ポート４０４６は、酸素供給源と結合することを可能にする、ハウジングの後部にあり得る。

【0065】

[104]図４ｄは、換気装置４０００の底部を示している。外部アクセスハッチとして使
用される、取り外し可能呼気カバー４０４８は、ハウジングの呼気部分またはセクションの区画へのアクセスおよび保護手段となる。呼気カバー４０４８を取り外すことで、挿入された呼気ガスルーティングモジュール、さらには呼息空気吸込ポート４０１４にアクセスすることができる。また、これにより、呼気用弁または呼気用アダプタなどの、呼気ガスルーティングモジュールを取り外し、交換することが簡単に行える。呼気カバー４０４８は、ハウジングに締め付けられ、指で回せる留め金４０５０による過剰な遊びを減らすことができる。適宜、いくつかの実施形態では、留め金は、留め金を外れないようロックする働きをし得ることもある。オプションの留め金外しボタン４０５０Ｒは、呼気カバーを係脱するように作動させることができる。外しボタン４０５０Ｒを押すことで、呼気カバー４０４８の留め金を外すことができる。当業者であれば、呼気カバー4048をハウジングに取り外し可能に固定し、結合する代替的方法も利用できることを理解するであろう。換気装置ハウジングの底部には、交換可能な内部電池の取り外し可能電池カバー４０５２および酸素センサー４０４７にアクセスするために取り外せる酸素センサーカバー４０５４があるものとしてよい。

【0066】

[105]図４ｅは、本発明の技術の一態様による換気装置４０００の内部コンポーネント
を示している。換気装置４０００は、コンポーネントとして、吸込口フィルター４０３４、吸込口シール４０３８、吸込口マフラー４０３９、酸素供給経路４０４３、空気圧ブロックモジュール４０５６、吸息部分４０３３、安全弁４０８５、呼息部分４０３１、ＰＣＢおよび制御装置４０８６、冷却ファン４０６８、および内部バッテリ４４５０のうちのいくつかまたはすべてを含み得る。

【0067】

[106]空気圧ブロックモジュール４０５６は、空気通路が空気吸込口４０３４、吸息吐
出ポート４０１６、および酸素供給経路４０４３のところのフィルターアセンブリ４０３６と揃えられるように換気装置内に配置構成される。矢印は、換気装置４０００をそれぞれ通る空気流４０３５および酸素流４０４５の経路を示す。空気流４０３５は、空気吸込口４０３４を介して入り、フィルターアセンブリ４０３６および吸込口シール４０３８を通過して、空気圧ブロックモジュール４０５６の吸込口マフラー４０３９内に入る。適宜、酸素供給源は、酸素吸込ポート４０４６のところに取り付けられるものとしてよく、酸素流４０４５は、酸素供給経路４０４３および酸素シールを通って空気圧ブロックモジュール４０５６内に入り、そこで、吸込口マフラー４０３９内の吸込口空気流４０３５と組み合わされる。空気圧ブロックモジュール４０５６内で、空気流４０３５が、主送風機４１０４（図４ｆを参照）によって加圧される。加圧された空気／酸素流４０３５、４０４５は、空気圧ブロックモジュール４０５６から吐出口マフラー４０８４を介して送り出され、主シール４０４０を通って吸息部分４０３３内に入り、次いで吸息吐出ポート４０１６から出て空気送達導管（図示せず）を介して患者インターフェース（図示せず）に送達される。

【0068】

[107]吸息部分４０３３の酸素センサー区画内に配置され得る、酸素センサー４０６４
は、患者に送達されている酸素の量を測定する。酸素センサー４０６４は、容易に交換され、吸息吐出ポート４０１６に隣接するようにハウジング４０１２内に装着され得る。酸素センサーは、完全にポンプで送られている空気の酸素レベルを検出する。酸素センサーからのデータは、酸素濃度に関係するアラームをトリガーし、データをマイクロプロセッサに供給して酸素濃度をユーザーインターフェースに表示するために使用され得る。供給される酸素の量は、患者に供給される空気および酸素の知られている体積を調節することによって制御され得る。しかし、酸素センサーは、酸素吸込ポート４０４６を通して供給される補給酸素の量を調整するためにも適宜使用され得る。

【0069】

[108]ハウジングの底部にある酸素センサーカバー４０５４（図４ｄに示されている）
は、ハウジングの酸素センサー区画内に収容されている酸素センサーにアクセスできるように取り外し可能である。酸素センサーは、ハウジング内の取付具内に嵌合し、吸息吐出ポート４０１６に隣接する。吸息吐出ポート４０１６を通って流れる空気の一部が、センサーによって感知される。センサーは、ガスの酸素レベルを示すデータ信号を生成する。データは、データをプロセッサに伝送するデータ接続部に伝送される。プロセッサは、データを解析して、完全にポンプで送られている空気に加えるべき補給酸素の量を決定する。

【0070】

[109]酸素供給源は、低圧酸素供給部または高圧酸素供給部とすることができる。高圧
酸素供給源からの供給のため、酸素レギュレータ（図示せず）が酸素供給経路４０４３内に配置され、これにより、酸素が吸込口マフラー４０３９内に入る前に高圧酸素供給源からの圧力を下げることができる。酸素吸込ポート４０４６は、さまざまな異なる酸素接続
アダプタに結合するように適合されるものとしてよく、これにより、限定はしないがオスまたはメス直径別安全システム（male or female diameter index safety system）（Ｄ
ＩＳＳ）、スリーブインデキシングシステム（sleeve indexing system）（ＳＩＳ）、米国国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ）、およびフランス規格協会（ＡＦＮＯＲ）を含む異なる管轄区域で使用される異なる種類の酸素コネクタの接続を可能にする。

【0071】

[110]代替的配置構成（図示せず）では、高圧酸素供給源は、吐出口マフラー４０８４
などの中の主送風機４１０４の後に設けられ、そこで、圧縮空気源と混合される。いくつかの例において、高圧酸素は、ガス流の圧力源を患者に送るために使用され得る。いくつかの配置構成では、低圧酸素は、空気回路４１７０または患者インターフェース３０００に適宜送られ得る。

【0072】

[111]空気圧ブロックモジュール４０５６は、矩形の形状であるものとして概略図に示
されているけれども、空気圧ブロックモジュール４０５６は、ハウジング内の座部に形状適合し、空気圧ブロックモジュール４０５６がハウジング内に不適切に挿入される可能性を最小限に抑える非対称形状を含む形状をとり得ることは理解されるであろう。

【0073】

[112]主プリント基板（ＰＣＢ）４０８６は、組み立てられてシャシー４０２１に装着
され、シャシー４０２１と下側ハウジングケース４０２２との間に配置され得る。メインボードの電子コンポーネントは、プロセッサ、空気圧ブロックモジュール４０５６から電力などのデータ信号を伝送するための電気コネクタ、および加圧された空気を吸息吐出ポート４０１６に送る送風機のデータコネクタを含み得る。この点で、電気コネクタは、空気圧ブロックモジュール４０５６内のＰＣＢ上の電子コンポーネントとハウジング内の主ＰＣＢ上の電子コンポーネントとの間の電力および信号経路を構成する。メインボードの電子コンポーネントは、酸素センサー４０６４などの、センサー用のデータおよび電力コネクタも備えることができる。ハウジング内の電子コンポーネントは、ディスプレイデバイスに対する画像、可聴音アラームなどを発するためのスピーカー４０６１に対する音声信号の生成を制御し、圧力および酸素センサーからの信号を検出し、送風機の回転速度を制御することができる。換気装置４００は、ＰＣＢ４０８６に接続されたクロックを適宜備えることができる。

【0074】

[113]シャシー４０２１は、空気圧ブロックモジュール４０５６の周に形状適合し得る
空気圧ブロック装着座部、吸込口フィルターアセンブリ４０３６用のフィルター座部および／または区画、および低圧酸素接続アセンブリ、冷却ファン４０６８、および変形可能なシール用の他の装着座部などの、換気装置４０００の異なるコンポーネントを受け入れるように構成された複数の装着座部または区画を備えることができる。シャシー４０２１は、シャシーのセクションまたは区画の間に空気を運ぶなどのためにシャシー構造物内に成形され得る埋め込み型または一体型の空気通路およびポートも備えることができる。例えば、知られている圧力の空気は、シャシーの通路を通して空気圧ブロックモジュールからＰＥＥＰ空気供給部に導かれ得る。

【0075】

[114]図４ｆは、空気圧ブロックモジュール４０５６の内部コンポーネントの概略図で
ある。空気圧ブロックモジュール４０５６は、渦巻室アセンブリ４１０８、吸込口逆止め弁アセンブリ４１１４、オプションの酸素吸込ポート４１４４、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）送風機４１２４、吐出口マフラー４０８４、安全弁４０８５、圧力センサー４１２８、流量センサー４１３０および流量検出器４１３２、ならびにＰＥＥＰ圧力センサー４１４２を備える主送風機４１０４を具備する。渦巻室アセンブリ４１０８は、空気経路の大半を形成し、空気圧ブロックモジュール４０５６の重要機能の一部を実行する。

【0076】

[115]空気圧ブロック４０５６は、電磁弁４１１６および流量制御電磁弁４１２０を備
え、これらは逆止め弁アセンブリ４１１４と連通し、制御するように構成される。ＰＥＥＰ電磁弁４１３６は、ＰＥＥＰ送風機４１２４と連通して、ＰＥＥＰ送風機４１２４から呼息部分４０３１への圧力の供給を制御するように構成される。ＰＥＥＰ圧力チューブは、ＰＥＥＰ呼息弁と呼息部分４０３１内のＰＥＥＰ供給ポートとの間で結合され、ＰＥＥＰ圧力源をもたらす。ＰＥＥＰ圧力センサー４１４２は、ＰＥＥＰ圧力を感知する。

【0077】

[116]図４ｇは、デバイス４０００の別の形態に対する概略配置構成図である。デバイ
ス４０００の空気圧経路は、好ましくは、吸込口エアフィルター４０３４、吸込口マフラー４０３９、陽圧の空気を供給することができる制御可能供給源圧力デバイス４１４０（好ましくは主送風機４１０４）、および吐出口マフラー４０８４を備える。圧力センサー４１２８および流量センサー４１３０などの１つまたは複数のトランスデューサまたはセンサー４２７０が、空気圧経路内に備えられる。

【0078】

[117]好ましい空気圧ブロック４０５６は、外部ハウジング４０１２内に配置される空
気圧経路の一部を含む。
[118]デバイス４０００は、好ましくは、電力供給装置４２１０、１つまたは複数の入
力デバイス４２２０、中央コントローラ４２３０、空気圧コントローラ４２４０、治療用デバイス４２４５、１つまたは複数の保護回路４２５０、メモリ４２６０、トランスデューサ４２７０、データ通信インターフェース４２８０、および１つまたは複数の出力デバイス４２９０を有する。電気コンポーネント４２００は、単一プリント基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）上に装着され得る。代替的形態において、デバイス４０００は、複数のＰＣＢＡを備えることができる。

【0079】

[119]デバイス４０００の中央コントローラ４２３０は、好ましくは前処理トランスデ
ューサ信号モジュール４３１０、治療エンジンモジュール４３２０、圧力制御モジュール４３３０、およびさらに好ましくは故障状態モジュール４３４０を含む使用している１つまたは複数のアルゴリズムモジュールのセット４３００を実行するようにプログラムされる。
４．４．１ デバイス機械および空気圧コンポーネント
４．４．１．１ エアフィルター４１１０
[120]本発明の技術の一形態によるデバイスは、エアフィルター４１１０、または複数
のエアフィルター４１１０を備えることができる。

【0080】

[121]一形態において、吸込口エアフィルター４０３４は、送風機４１０４の上流の空
気圧経路の始めのところに配置される。図４ｇを参照のこと。
[122]一形態において、吐出口エアフィルター４１５０、例えば、抗菌フィルターが、
空気圧ブロック４０５６の吐出口と患者インターフェース３０００との間に配置される。図４ｇを参照のこと。
４．４．１．２ マフラー４１２０
[123]本発明の技術の一形態において、吸込口マフラー４０３９は、送風機４１０４の
上流の空気圧経路内に配置される。図４ｇを参照のこと。

【0081】

[124]本発明の技術の一形態において、吐出口マフラー４０８４は、送風機４１０４と
患者インターフェース３０００との間の空気圧経路内に配置される。図４ｇを参照のこと。
４．４．１．３ 圧力デバイス４１４０
[125]本発明の技術の好ましい一形態において、陽圧の空気の流れを発生するための圧
力デバイス４１４０は、制御可能主送風機４１０４である。例えば、主送風機は、１つまたは複数のインペラーが渦巻室内に収納されたブラシレスＤＣモーター４４０４ａを備える。送風機は、好ましくは、空気の供給を、例えば、約１０リットル／分から約１２０リ
ットル／分の速さで、約３ｃｍＨ_２Ｏから約４０ｃｍＨ_２Ｏ、または他の形態では約６０ｃｍＨ_２Ｏまでの範囲の陽圧により行うことができるものとしてよい。

【0082】

[126]圧力デバイス４１４０は、空気圧コントローラ４２４０の制御の下にある。
４．４．１．４ トランスデューサ４２７０
[127]本発明の技術の一形態において、１つまたは複数のトランスデューサまたはセン
サー４２７０が、圧力デバイス４１４０の上流に配置される。１つまたは複数のトランスデューサ４２７０は、空気圧経路内のその地点の空気の特性を測定するように製作され、配置構成される。

【0083】

[128]本発明の技術の一形態において、１つまたは複数のトランスデューサ４２７０は
、圧力デバイス４１４０の下流、および空気回路４１７０の上流に配置される。１つまたは複数のトランスデューサ４２７０は、空気圧経路内のその地点の空気の特性を測定するように製作され、配置構成される。

【0084】

[129]本発明の技術の一形態において、１つまたは複数のトランスデューサ４２７０は
、患者インターフェース３０００の近くに配置される。１つまたは複数のトランスデューサ４２７０は、例えば、圧力、流量、速度、または酸素センサーを備えることができる。４．４．１．５ アンチスピルバック弁４１６０
[130]本発明の技術の一形態において、アンチスピルバック弁は、オプションの加湿器
５０００とデバイス４０００との間に配置される。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、モーター４１０４に流れる危険性を低減するように製作され、配置構成される。
４．４．１．６ 空気回路４１７０
[131]本発明の技術の一態様による空気回路４１７０は、吸息空気吐出ポート４０１６
などの、デバイス４０００の吐出口と患者インターフェース３０００との間で空気または呼吸可能ガスの流れを可能にするように製作され、配置構成される。空気送達回路４１７０は、シングルリム回路またはダブルリム回路を備えることができる。ダブルリム回路は、患者の呼気を換気装置に送り返し、排気ポートから出すための呼気導管を備える。排気ポートは、抗菌フィルターなどのフィルターを備えてもよい。
４．４．１．７ 酸素送達４１８０
[132]本発明の技術の一形態において、補給酸素４１８０が、空気圧経路内のある地点
に送達される。

【0085】

[133]本発明の技術の一形態において、補給酸素４１８０は、空気圧ブロック４０５６
の上流に送達される。
[134]本発明の技術の一形態において、補給酸素４１８０は、空気回路４１７０に送達
される。

【0086】

[135]本発明の技術の一形態において、補給酸素４１８０は、患者インターフェース３
０００に送達される。
４．４．２ デバイスの電気コンポーネント４２００
４．４．２．１ 電力供給装置４２１０
[136]電力供給装置４２１０は、電力を基本デバイス４０００の他のコンポーネント、
つまり、入力デバイス４２２０、中央コントローラ４２３０、治療用デバイス４２４５、および出力デバイス４２９０に供給する。

【0087】

[137]本発明の技術の一形態において、電力供給装置４２１０は、デバイス４０００の
外部ハウジング４０１２内に取り外し可能に配置することができる電池４４５０（図４ｊを参照）などの内部電力供給装置を備えることができる。内部電池４４５０は、リチウム
イオン電池であってよく、４〜１２時間の使用、例えば、４、５、６、７、または８時間の連続使用に対応できるように構成され得る。内部電池４４５０は、直流（ＤＣ）電力の１０〜１８ボルトの範囲の電圧、例えば、ＤＣ電力の１２〜１６．８ボルトの電圧を印加し、電池容量は、毎時約９５ワットなど、９０〜１００ワット（Ｗ）／時（ｈｒ）であるものとしてよい。

【0088】

[138]本発明の技術の別の形態において、電力供給装置４２１０は、代替的にまたはそ
れに加えて、電気コードを介してデバイス４０００の電源接続部に接続するように構成された、外部電池４４１０、４４２０などの、１つまたは複数の外部電力供給装置を備えることができる（図４ｊ〜４ｍ参照）。複数の外部電池が、デバイスまたは換気装置４０００に直列に接続され、例えば、２、３、４、またはそれ以上の外部電池がデバイス４０００に直列に接続され得る。外部電池４４１０、４４２０は、ＤＣケーブルまたは電源コード４４６２などの、電気ケーブルを介して、デバイスまたは換気装置４０００および互いに接続され得る。図４ｌから４ｍは、下流の外部電池４４１０および換気装置４０００に直列に接続された上流の外部電池４４２０を示している。さらなる外部電池（図示せず）を下流の外部電池４４１０と上流の外部電池４４２０との間に直列に接続して、利用可能な外部電池電力を増大することができることは理解されるであろう。

【0089】

[139]それぞれの外部電池は、入力ポートおよび出力ポートを備え、これにより、電力
および信号の伝達のためのケーブルを直列の並びに沿って接続することができる。外部電池４４１０、４４２０のそれぞれは、同じであっても異なっていてもよい、すなわち、それぞれ同じ電力量または異なる電力量を供給することができる。外部電池は、４、５、６、７、または８時間の連続使用などの、２〜１２時間の使用のために電力を供給することができる。外部電池４４１０、４４２０は、直流（ＤＣ）電力の１０〜３０ボルトの範囲の電圧、例えば、ＤＣ電力の２４〜２６ボルトの電圧を印加し、電池容量は、毎時約９５、９６、９７ワットなど、９０〜１００ワット（Ｗ）／時（ｈｒ）であるものとしてよい。

【0090】

[140]別の配置構成では、電力供給装置４２１０は、ＡＣ電力供給ユニット（ＰＳＵ）
４４３０を介して交流（ＡＣ）電源への接続を可能にする（図４ｊ参照）。ＡＣ ＰＳＵ４４３０は、ＡＣ８０〜２７０ボルトの範囲またはＡＣ１００〜２４０ボルトの範囲内のユニバーサル入力をもたらすことができるスイッチモード電力供給装置であるものとしてよい。ＡＣ ＰＳＵ４４３０は、約９０Ｗなどの６０〜１００ワット（Ｗ）の電力出力、および約２４ボルトＤＣ電力の電力供給を行うことができる。ＡＣ ＰＳＵ４４３０は、航空機で使用するのに適しているものとしてよい。ＡＣ ＰＳＵ４４３０は、換気装置またはデバイス４０００の電源接続部に直接（すなわち、換気装置４０００に外部電池が接続されない、図示せず）、または図４ｊに示されているように換気装置４０００に電気的に接続されている外部電池４４１０、４４２０の一つから上流に直列に電気的に接続され得る。

【0091】

[141]図４ｍに示されているさらなる配置構成において、電力供給装置４２１０は、Ｄ
Ｃ主電源コード４４６２を介してＤＣ主電力供給装置４４６０に接続することを可能にし得る。ＤＣ主電力供給装置は、約１２〜２４ボルトの電力を供給することができる。ＤＣ主電源コード４４６２は、換気装置またはデバイス４０００の電源接続部とＤＣ主電力供給装置４４６０との間を、介在する外部電池（図示せず）なしで電気的に接続することができる。あるいは、図４ｍに示されているように、上流外部電池４４２０および下流外部電池４４１０のうちの１つまたは複数も、換気装置４０００とＤＣ主電源との間に直列に接続され得る。一配置構成において、外部電池４４１０、４４２０は、接続された場合に、デバイスが使用中であればＤＣ電力供給装置によって充電されない。しかし、あるいは、ＤＣ主電源は、デバイス４０００の電力使用要件およびＤＣ主電源４４６０によって供
給されている利用可能な電力に応じて外部電池４４１０、４４２０を充電するために使用され得る。内部電池４４５０は、また、換気装置４０００内に存在していてもよく、適宜、ＤＣ主電源４４６０によって充電され得る。

【0092】

[142]上記の電力容量範囲は、例示的なものにすぎず、ＡＣ ＰＳＵ４４３０、外部電
池４４５０、および外部電池４４１０、４４２０は、異なる電力容量を有することができ、上で説明されているものに出力することは理解されるであろう。デバイス４０００の電力管理について、以下でさらに詳しく説明する。
４．４．２．１．１ 入力デバイス４２２０
[143]入力デバイス４２２０は、人がデバイス４０００をインタラクティブに操作でき
るようにするボタン、スイッチ、またはダイヤルを備える。これらのボタン、スイッチ、またはダイヤルは、物理的デバイスであるか、またはタッチスクリーンを介してアクセス可能なソフトウェアデバイスであるものとしてよい。これらのボタン、スイッチ、またはダイヤルは、一形態では、外部ハウジング４０１２に物理的に接続されるか、または別の形態では、中央コントローラ４２３０に電気的に接続されている受信機とワイヤレス方式で通信するものとしてよい。

【0093】

[144]一形態において、入力デバイス４２２０は、人が値および／またはメニューオプ
ションを選択できるように製作され、配置構成され得る。
４．４．２．１．２ 中央コントローラ４２３０
[145]本発明の技術の一形態において、中央コントローラまたはプロセッサ４２３０は
、入力デバイス４２２０から入力信号を受信し、出力信号を出力デバイス４２９０および／または治療用デバイスコントローラ４２４５に送るように構成された専用電子回路である。

【0094】

[146]一形態において、中央コントローラ４２３０は、特定用途向け集積回路である。
別の形態では、中央コントローラ４２３０は、ディスクリート電子コンポーネントを備える。

【0095】

[147]プロセッサ４２３０は、１つまたは複数のトランスデューサ４２７０、および１
つまたは複数の入力デバイス４２２０から入力信号を受信するように構成される。
[148]プロセッサ４２３０は、出力信号を出力デバイス４２９０、空気圧コントローラ
４２４０、データ通信インターフェース４２８０、および加湿器コントローラ５２５０のうちの１つまたは複数に送るように構成される。

【0096】

[149]本発明の技術のいくつかの形態において、プロセッサ４２３０、または複数のそ
のようなプロセッサは、メモリ４２６０などの非一時的な(non-transitory)コンピュータ可読記憶媒体に格納されるコンピュータプログラムとして表される１つまたは複数のアルゴリズム４３００などの、本明細書で説明されている１つまたは複数の方法を実装するように構成される。いくつかの場合において、すでに説明されているように、そのようなプロセッサは、デバイス４０００に一体化することができる。しかし、本発明の技術のいくつかの形態において、プロセッサは、呼吸器治療の実施を直接的に制御することなく本明細書で説明されている方法のどれかを実行することなどを目的として、デバイス４０００の圧力発生コンポーネントから別々に実装され得る。例えば、そのようなプロセッサは、本明細書で説明されているセンサーのどれかなどからの格納されているデータの解析によって換気装置に対する制御設定または他の呼吸器関連事象を決定することを目的として本明細書で説明されている方法のうちのどれかを実行することができる。
４．４．２．１．３ 治療用デバイス４２４５
[150]本発明の技術の一形態において、治療用デバイス４２４５は、中央コントローラ
４２３０の制御の下で患者１０００に治療を施すように構成される。
４．４．２．１．４ 出力デバイス４２９０
[151]本発明の技術による出力デバイス４２９０は、視覚的出力、聴覚的出力、および
触覚的出力のうちの１つまたは複数の形態を取り得る。視覚的出力は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイであってよい。聴覚的出力は、スピーカーまたは音声放射体とすることができる。
４．４．２．１．５ クロック４２３２
[152]好ましくは、デバイス４０００は、プロセッサ４２３０に接続されているクロッ
ク４２３２を備える。
４．４．２．１．６ 空気圧コントローラ４２４０
[153]本発明の技術の一形態において、空気圧コントローラ４２４０は、プロセッサ４
２３０によって実行されるアルゴリズム４３００の一部を形成する圧力制御モジュール４３３０である。

【0097】

[154]本発明の技術の一形態において、空気圧コントローラ４２４０は、専用モーター
制御集積回路である。
[155]本発明の技術の一形態において、空気圧コントローラ４２４０は、空気圧ブロッ
クプロセッサ４６３０である。
４．４．２．１．７ 保護回路４２５０
[156]好ましくは、本発明の技術によるデバイス４０００は、１つまたは複数の保護回
路４２５０を備える。

【0098】

[157]本発明の技術による保護回路４２５０の一形態は、空気圧ブロック安全回路４６
３２である。
[158]本発明の技術による保護回路４２５０の一形態は、電気保護回路である。

【0099】

[159]本発明の技術による保護回路４２５０の一形態は、温度または圧力安全回路であ
る。
[160]本発明の技術による保護回路４２５０の一形態は、アラームコントローラである
。アラームコントローラは、以下でさらに詳しく説明されているようなハードウェアアラームコントローラ４６１０であってもよい。
４．４．２．１．８ メモリ４２６０
[161]本発明の技術の一形態によれば、デバイス４０００は、メモリ４２６０、好まし
くは不揮発性メモリを備える。いくつかの形態では、メモリ４２６０は、電池式スタティックＲＡＭを含み得る。いくつかの形態では、メモリ４２６０は、揮発性ＲＡＭを含み得る。

【0100】

[162]好ましくは、メモリ４２６０は、ＰＣＢＡ上に配置される。メモリ４２６０は、
ＥＥＰＲＯＭまたはＮＡＮＤフラッシュの形態であってよい。
[163]それに加えて、または代替的に、デバイス４０００は、取り外し可能な形態のメ
モリ４２６０、例えば、セキュアデジタル（ＳＤ）規格に従って作製されたメモリカードを含む。

【0101】

[164]本発明の技術の一形態において、メモリ４２６０は、非一時的なコンピュータ可
読記憶媒体として動作し、この媒体に、１つまたは複数のアルゴリズム４３００などの、本明細書で説明されている１つまたは複数の方法を表現するコンピュータプログラム命令が格納される。
４．４．２．１．９ トランスデューサ４２７０
[165]トランスデューサは、デバイスの内部にあるか、デバイスの外部にあるものとし
てよい。外部トランスデューサは、例えば、空気送達回路、例えば、患者インターフェース上に配置されるか、またはその一部を形成し得る。外部トランスデューサは、データを
デバイスに送信または転送するドップラーレーダー移動センサーなどの非接触センサーの形態のものであってよい。
４．４．２．１．９．１ 流れ４２７２
[166]本発明の技術による流量トランスデューサ４２７２は、差圧トランスデューサ、
例えば、ＳＥＮＳＩＲＩＯＮ社のＳＤＰ６００シリーズ差圧トランスデューサまたはＨＯＮＥＹＷＥＬＬ社のＺｅｐｈｙｒ（商標）流量センサーに基づくものとすることができる。差圧トランスデューサは、空気圧回路と流体的に連通し、圧力トランスデューサのそれぞれの１つは流れ制限要素内の各第１および第２の地点に接続される。

【0102】

[167]使用時に、流量トランスデューサ４２７２からの全流量Ｑｔを表す信号が、プロ
セッサ４２３０によって受信される。
４．４．２．１．９．２ 圧力４２７４
[168]本発明の技術による圧力トランスデューサ４２７４は、空気圧回路と流体的に連
通するように配置される。好適な圧力トランスデューサの一例は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ ＡＳＤＸシリーズのセンサーである。代替的な好適な圧力トランスデューサは、ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ社のＮＰＡシリーズのセンサーである。さらなる代替的な好適な圧力トランスデューサは、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ社のＴｒｕＳｔａｂｉｌｉｔｙ（商標）圧力センサーのシリーズのセンサーである。

【0103】

[169]使用時に、圧力トランスデューサ４２７４からの信号は、プロセッサ４２３０に
よって受信される。一形態において、圧力トランスデューサ４２７４からの信号は、プロセッサ４２３０によって受信される前にフィルター処理される。
４．４．２．１．９．３ モーター速度４２７６
[170]本発明の技術の一形態において、モーター速度信号４２７６が生成される。モー
ター速度信号４２７６は、好ましくは、空気圧コントローラ４２４０によって送られる。モーター速度信号は、例えば、ホール効果センサーなどの、速度センサーによって生成され得る。
４．４．２．１．１０ データ通信システム４２８０
[171]本発明の技術の好ましい一形態において、データ通信インターフェース４２８０
が備えられ、プロセッサ４２３０に接続される。データ通信インターフェース４２８０は、好ましくは、リモート外部通信ネットワーク４２８２に接続可能である。データ通信インターフェース４２８０は、好ましくは、ローカル外部通信ネットワーク４２８４に接続可能である。好ましくは、リモート通信ネットワーク４２８２は、リモート外部デバイス４２８６に接続可能である。好ましくは、ローカル通信ネットワーク４２８４は、ローカル外部デバイス４２８８に接続可能である。

【0104】

[172]一形態において、データ通信インターフェース４２８０は、プロセッサ４２３０
の一部である。別の形態では、データ通信インターフェース４２８０は、プロセッサ４２３０から分離している集積回路である。

【0105】

[173]一形態において、リモート外部通信ネットワーク４２８２はインターネットであ
る。データ通信インターフェース４２８０は、有線通信（例えば、イーサネット（登録商標）、または光ファイバーを介する）またはワイヤレスプロトコルを使用してインターネットに接続することができる。

【0106】

[174]一形態において、ローカル外部通信ネットワーク４２８４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔ
ｈ（登録商標）などの１つまたは複数の通信規格、または消費者向けの赤外線プロトコルを利用する。
[175]一形態において、リモート外部デバイス４２８６は、１つまたは複数のコンピュ
ータ、例えば、ネットワークコンピュータのクラスタである。一形態において、リモート
外部デバイス４２８６は、物理的コンピュータではなく、仮想コンピュータであってもよい。いずれの場合も、そのようなリモート外部デバイス４２８６は、臨床医などの適切な権限を有する人物によるアクセスが可能であるものとしてよい。

【0107】

[176]好ましくは、ローカル外部デバイス４２８８は、パーソナルコンピュータ、携帯
電話、タブレット、またはリモートコントロールである。
４．４．２．１．１１ オプションのディスプレイ、アラームを備える出力デバイス４２９０
[177]本発明の技術による出力デバイス４２９０は、視覚的ユニット、聴覚的ユニット
、および触覚的ユニットのうちの１つまたは複数の形態を取り得る。視覚的ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）４２９８ディスプレイであってよい。聴覚的ディスプレイは、ブザー４２９６であってよい。
４．４．２．１．１１．１ ディスプレイドライバ４２９２
[178]ディスプレイドライバ４２９２は、入力として、ディスプレイ４２９４上に表示
することを意図されている文字、記号、または画像を受け取り、それらをディスプレイ４２９４にそれらの文字、記号、または画像を表示させるコマンドに変換する。
４．４．２．１．１１．２ ディスプレイ４２９４
[179]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。
４．４．３ デバイスのアルゴリズム４３００
４．４．３．１ 前処理モジュール４３１０
[180]図４ｉに示されているように、本発明の技術による前処理モジュール４３１０は
、入力として、トランスデューサ、例えば、流量または圧力トランスデューサからの生データを受け取り、好ましくは、別のモジュール、例えば、治療エンジンモジュール４３２０への入力として使用される１つまたは複数の出力値を計算するために１つまたは複数のプロセスステップを実行する。

【0108】

[181]本発明の技術の一形態において、出力値は、インターフェースまたはマスクは圧
力Ｐｍ、呼吸流量Ｑｒ、および漏れ流量Ｑｌを含む。
[182]本発明の技術のさまざまな形態において、前記前処理モジュール４３１０は、ア
ルゴリズムとして、圧力補償４３１２、排出流量４３１４、漏れ流量４３１６、呼吸流量４３１８、およびジャミング検出４３１９のうちの１つまたは複数を含む。
４．４．３．１．１ 圧力補償４３１２
[183]本発明の技術の一形態において、圧力補償アルゴリズム４３１２は、入力として
、空気圧ブロックの吐出口の近位にある圧力経路内の圧力を示す信号を受け取る。圧力補償アルゴリズム４３１２は、空気回路４１７０内の圧力低下を推定し、出力として、患者インターフェース３０００内の推定される圧力Ｐｍを与える。
４．４．３．１．２ 排出流量４３１４
[184]本発明の技術の一形態において、排出流量計算アルゴリズム４３１４は、入力と
して、患者インターフェース３０００内の推定される圧力Ｐｍを受け取り、患者インターフェース３０００内の排出口３４００からの空気の排出流量Ｑｖを推定する。
４．４．３．１．３ 漏れ流量４３１６
[185]本発明の技術の一形態において、漏れ流量アルゴリズム４３１６は、入力として
、全流量Ｑｔおよび排出流量Ｑｖを受け取り、出力として、漏れ流量Ｑｌを、数サイクルの呼吸周期を含む十分な長さの期間、例えば、約１０秒間についてＱｔ−Ｑｖの平均を計算することによって与える。

【0109】

[186]一形態において、漏れ流量アルゴリズム４３１６は、入力として、全流量Ｑｔ、
排出流量Ｑｖ、および患者インターフェース３０００内の推定される圧力Ｐｍを受け取り、出力として、漏れ流量Ｑｌを、漏れ伝導度を計算し、漏れ流量Ｑｌを漏れ伝導度および
圧力Ｐｍの関数であると決定することによって与える。好ましくは、漏れ伝導度は、ローパスフィルター処理された非排出流量Ｑｔ−Ｑｖとローパスフィルター処理された圧力Ｐｍの平方根との商として計算され、ローパスフィルター時定数は、数呼吸周期、例えば、約１０秒を含む十分な長さの値を有する。
４．４．３．１．４ 呼吸流量４３１８
[187]本発明の技術の一形態において、呼吸流量アルゴリズム４３１８は、入力として
、全流量Ｑｔ、排出流量Ｑｖ、および漏れ流量Ｑｌを受け取り、患者への空気の呼吸流量Ｑｒを、排出流量Ｑｖと漏れ流量Ｑｌとを全流量Ｑｔから差し引くことによって推定する。
４．４．３．２ 治療エンジンモジュール４３２０
[188]本発明の技術の一形態において、治療エンジンモジュール４３２０は、入力とし
て、患者インターフェース３０００内の圧力Ｐｍ、患者への空気の呼吸流量Ｑｒのうちの１つまたは複数を受け取り、出力として、１つまたは複数の治療パラメータを与える。

【0110】

[189]本発明の技術の一形態において、治療パラメータは、治療圧力Ｐｔである。
[190]本発明の技術の一形態において、治療パラメータは、圧力の支持レベルおよび目
標換気量のうちの１つまたは複数である。
４．４．３．２．１ 期相(phase)決定４３２１
[191]本発明の技術の一形態において、期相決定アルゴリズム４３２１は、入力として
、呼吸流量Ｑｒを示す信号を受け取り、出力として、患者１０００の呼吸周期の期相を与える。

【0111】

[192]一形態において、期相出力は、吸息または呼息のいずれかの値を持つ離散変数で
ある。
[193]一形態において、期相出力は、吸息、中間吸気休止、および呼息のうちの１つの
値を持つ離散変数である。

【0112】

[194]一形態において、期相出力は、連続変数、例えば、０から１、または０から２Ｐ
ｉまで変化する。
[195]一形態において、期相出力は、呼吸流量Ｑｒが正の閾値を超える正値を有すると
きに吸息の離散値を有するものと判定される。一形態において、期相は、呼吸流量Ｑｒが負の閾値よりも負である負の値を有するときに呼息の離散値を有するものと判定される。４．４．３．２．２ 波形決定４３２２
[196]本発明の技術の一形態において、制御モジュール４３３０は、治療用デバイス４
２４５を制御して、患者の呼吸サイクル全体を通してほぼ一定の陽性気道圧を達成する。

【0113】

[197]本発明の技術の一形態において、制御モジュール４３３０は、治療用デバイス４
２４５を制御して、圧力対期相の所定の波形に従って陽性気道圧を達成する。一形態において、波形は、期相のすべての値についてほぼ一定のレベルに維持される。一形態において、波形は方形波であり、期相のいくつかの値についてはより高い値、期相の他の値についてはより低いレベルを有する。

【0114】

[198]本発明の技術の一形態において、波形決定アルゴリズム４３２２は、入力として
、現在の患者換気量Ｖｅｎｔを示す信号を受け取り、出力として、圧力対期相の波形を与える。
４．４．３．２．３ 換気量決定４３２３
[199]本発明の技術の一形態において、換気量決定アルゴリズム４３２３は、入力とし
て、呼吸流量Ｑｒを受け取り、患者換気量Ｖｅｎｔを示す尺度を決定する。

【0115】

[200]一形態において、換気量決定アルゴリズム４３２３は、患者換気量Ｖｅｎｔの現
在の値を、呼吸流量Ｑｒのローパスフィルター処理された絶対値の半分として決定する。４．４．３．２．４ 吸気流量制限判定４３２４
[201]本発明の技術の一形態において、プロセッサは、吸気流量制限の検出のために１
つまたは複数のアルゴリズムを実行する。

【0116】

[202]一形態において、アルゴリズム４３２４は、入力として、呼吸流量信号Ｑｒを受
け取り、出力として、息の吸気部分が吸気流量制限を示す程度の計量を与える。
[203]本発明の技術の一形態において、それぞれの息の吸気部分は、ゼロ交差検出器に
よって識別される。時点を表す、多数の均等な間隔で並ぶ点（例えば、６５個）は、それぞれの息に対する吸気流量−時間曲線に沿って補間器によって補間される。次いで、変化する呼吸数および深さの効果を取り除くために、これらの点で示される曲線を、単位長（持続時間／周期）と単位面積を持つようにスケーラーによってスケーリングする。次いで、スケーリングされた息を比較器で、図６ａに示されている息の吸気部分に似ている、通常の妨げられていない息を表す事前に格納されているテンプレートと比較する。試験要素によって判定されるような、咳、ため息、嚥下、しゃっくりによるものなどの、このテンプレートから吸気時の任意の時点における指定された閾値（典型的にはスケーリングされた１単位）より大きい値だけ逸脱する息が破棄される。非破棄データについては、第１のそのようなスケーリングされた点の移動平均が、穿孔するいくつかの吸気事象についてプロセッサ４２３０によって計算される。これは、第２のそのような点について同じ吸気事象にわたって繰り返され、これ以降同様に繰り返される。したがって、例えば、６５個のスケーリングされたデータ点が、プロセッサ４２３０によって生成され、先行するいくつかの吸気事象、例えば、３つの事象の移動平均を表す。（例えば、６５個の）点の連続的に更新される値の移動平均は、これ以降、「スケーリングされた流量」と称し、Ｑｓ（ｔ）で表す。あるいは、移動平均の代わりに単一吸気事象を利用することもできる。

【0117】

[204]スケーリングされた流量から、部分的閉塞判定に関係する２つの形状因子が計算
され得る。
[205]形状因子１は、中間の（例えば、３２個の）スケーリングされた流量点の平均と
総（例えば、６５個の）スケーリングされた流量点の平均との比である。この比が１より超えている場合、息は正常であるとみなされる。この比が１以下である場合、息は妨げられているとみなされる。約１．１７の比は、部分的に妨げられている息と妨げられていない息との間の閾値とみなされ、典型的な使用者における適切な酸素化の維持を可能にする妨げられる程度に等しい。

【0118】

[206]形状因子２は、中間の（例えば、３２個の）点にわたって取った、単位スケーリ
ング流量からのＲＭＳ偏差として計算される。約０．２単位のＲＭＳ偏差は、正常とみなされる。ゼロのＲＭＳ偏差は、完全に流量制限された息であるとみなされる。ＲＭＳ偏差がゼロに近ければ近いほど、息は、流量制限がよりきつくなされているとみなされる。

【0119】

[207]形状因子１および２は、代替的に、または組み合わせて使用され得る。本発明の
技術の別の形態では、サンプリングされる点、息、および中間の点の数は、上で説明されている数と異なることがある。さらに、閾値は、説明されているもの以外であり得る。

【0120】

[208]上記の方法は、例示的であり、吸気流量制限を判定する他の方法も使用され得る
ことは理解されるであろう。
４．４．３．２．５ 無呼吸および呼吸低下判定４３２５
[209]本発明の技術の一形態において、プロセッサ４２３０は、無呼吸および／または
呼吸低下の存在を判定するために１つまたは複数のアルゴリズムを実行する。

【0121】

[210]好ましくは、１つまたは複数のアルゴリズムは、入力として、呼吸流量信号Ｑｒ
を受け取り、出力として、無呼吸または呼吸低下がそれぞれ検出されたことを示すフラグを与える。

【0122】

[211]一形態において、無呼吸は、呼吸流量Ｑｒの関数が所定の期間の間に流量閾値を
下回るときに検出されたと言われる。この関数は、ピーク流量、比較的短期間の平均流量、または比較的短期間の平均流量とピーク流量との中間の流量、例えば、ＲＭＳ流量を決定することができる。流量閾値は、比較的長期間の流量尺度であるものとしてよい。

【0123】

[212]一形態において、呼吸低下は、呼吸流量Ｑｒの関数が所定の期間の間に第２の流
量閾値を下回るときに検出されたと言われる。この関数は、ピーク流量、比較的短期間の平均流量、または比較的短期間の平均流量とピーク流量との中間の流量、例えば、ＲＭＳ流量を決定することができる。第２の流量閾値は、比較的長期間の流量尺度であるものとしてよい。第２の流量閾値は、無呼吸を検出するために使用される流量閾値より高い。

【0124】

[213]上記の方法は、例示的であり、無呼吸および／または呼吸低下の発生を判定する
他の方法も使用され得ることは理解されるであろう。
４．４．３．２．６ いびき判定４３２６
[214]本発明の技術の一形態において、プロセッサ４２３０は、いびきの検出のために
１つまたは複数のいびきアルゴリズムを実行する。

【0125】

[215]一形態において、いびきアルゴリズム４３２６は、入力として、呼吸流量信号Ｑ
ｒを受け取り、出力として、存在しているいびきの程度の計量を与える。
[216]好ましくは、アルゴリズム４３２６は、３０〜３００Ｈｚの範囲内の流量信号の
強度を判定するステップを含む。さらに好ましくは、アルゴリズム４３２６は、暗騒音、例えば、送風機からシステム内の空気流の音を低減するために呼吸流量信号Ｑｒをフィルター処理するステップを含む。

【0126】

[217]上記の方法は、例示的であり、いびきを判定する他の方法も使用され得ることは
理解されるであろう。
４．４．３．２．７ 気道開存性判定４３２７
[218]本発明の技術の一形態において、プロセッサ４２３０は、気道開存性判定のため
に１つまたは複数のアルゴリズムを実行する。

【0127】

[219]一形態において、気道開存性アルゴリズム４３２７は、入力として、呼吸流量信
号Ｑｒを受け取り、約０．７５Ｈｚから約３Ｈｚの周波数範囲内の信号のパワーを判定する。この周波数範囲内のピークの存在は、開放気道であることを示すと解釈される。ピークが存在しない場合、これは閉鎖気道であることを示していると解釈される。

【0128】

[220]一形態において、ピークを探す周波数範囲は、治療圧力Ｐｔにおける小さな強制
振動の周波数である。一実装において、強制振動は、振幅が約１ｃｍＨ_２Ｏである周波数２Ｈｚのものである。

【0129】

[221]一形態において、気道開存性アルゴリズム４３２７は、入力として、呼吸流量信
号Ｑｒを受け取り、心臓発生信号の有無を判定する。心臓発生信号が存在しない場合、これは閉鎖気道であることを示していると解釈される。
４．４．３．２．８ 治療圧力判定４３２８
[222]本発明の技術の一形態において、プロセッサ４２３０は、目標治療圧力Ｐｔの決
定のために１つまたは複数のアルゴリズム４３２８を実行する。

【0130】

[223]好ましくは、アルゴリズム４３２８は、入力として、以下の１つまたは複数を受
け取る。
ｉ．呼吸期の尺度
ｉｉ．波形
ｉｉｉ．換気量の尺度
ｉｖ．吸気流量制限の尺度
ｖ．無呼吸および／または呼吸低下の存在の尺度
ｖｉ．いびきの存在の尺度
ｖｉｉ．気道の開存性の尺度
[224]Ｐｉ＝期（時間）、期相は離散または連続であり得る。

【0131】

[225]Ｐｈｉ＝波形関数（Ｐｉ）、この波形は方形波、正弦波、または他の波形状を含
み得る。
[226]積分コントローラ振幅、Ａ＝Ｇ＊Ｉｎｔ（Ｖｅｎｔ−Ｖｔｇｔ）ｄｔ。Ｐ、ＰＩ
、ＰＩＤなどの他の形態のコントローラも使用され得る。

【0132】

[227]Ｐｔ（ｔ）＝Ａ＊Φ（Ｐｉ）＋Ｐ０。
[228]Ｐ０＝「ＤＣ」成分、これは定数であってよく、流量制限、無呼吸、呼吸低下、
開存性、およびいびきのうちの１つまたは複数の指数または尺度の関数であってよい。

【0133】

[229]（注記：基本ＣＰＡＰモードでは、Ａはゼロであってよく、その場合、全体的圧
力方程式は簡約される）
[230]アルゴリズム４３２８は、治療圧力Ｐｔを、流量制限、無呼吸、呼吸低下、開存
性、およびいびきのうちの１つまたは複数の指数または尺度の関数として決定する。一実装において、これらの尺度は、いくつかの前の息の集計ではなく、単一の息に基づいて決定される。
４．４．３．３ 制御モジュール４３３０
[231]本発明の技術の一態様による制御モジュール４３３０は、入力として、目標治療
圧力Ｐｔを受け取り、その圧力を送達するように治療用デバイス４２４５を制御する。

【0134】

[232]本発明の技術の一態様による制御モジュール４３３０は、入力として、ＥＰＡＰ
圧力およびＩＰＡＰ圧力を受け取り、それらの各圧力を送達するように治療用デバイス４２４５を制御する。
４．４．３．４ 故障状態検出４３４０
[233]本発明の技術の一形態において、プロセッサは、故障状態の検出のために１つま
たは複数の方法を実行する。好ましくは、１つまたは複数の方法によって検出される故障状態は、以下のうちの少なくとも１つを含む。

【0135】

・ 停電（電力が来ていない、または電力が不十分）
・ トランスデューサ故障検出
・ コンポーネントの存在を検出できない
・ 動作パラメータが水晶範囲外である（例えば、圧力、流量、温度、ＰａＯ_２）
・ 試験アラームが検出可能なアラーム信号を発生できない。

【0136】

[234]故障状態の検出後に、対応するアルゴリズムが、以下のうちの１つまたは複数に
よる故障の存在を信号で通知する。
・ 聴覚的、視覚的、および／または運動的（例えば、振動の）アラームの始動
・ メッセージを外部デバイスに送信する。

【0137】

・ 出来事をログに記録する。
４．４．３．５ 治療用デバイス４２４５
[235]本発明の技術の好ましい一形態において、治療用デバイス４２４５は、制御モジ
ュール４３３０の制御の下で患者１０００に治療を施す。
４．５ 加湿器５０００
４．５．１ 加湿器
[236]適宜、本発明の技術の一形態において、水槽５１１０および加熱プレート５１２
０を備える加湿器５０００が実現される。水槽は、水５１４０などの、液体の供給部を収容する構造を有する。ヒータープレートは、液体５１４０の供給部の少なくとも一部を加熱して水蒸気を発生させ、これを加湿器５０００内を通過する空気流に取り込むように配置構成される。加湿器５０００は、ヒータープレートの温度を監視するための温度センサー５１３０および適宜、温度、相対湿度、および／または絶対湿度センサーなどの追加のセンサー５１６０を備えることができる。

【0138】

[237]加熱空気送達導管４１７２は、適宜、加湿器５０００と患者インターフェース３
０００との間の空気送達導管内のレインアウト効果を低減するために使用され得る。加熱空気送達導管４１７２は、シングルリム回路またはダブルリム回路とすることができ、リムの一方または両方が加熱され得る。加熱コイル４１７４が加熱導管４１７４内に設けられ、これにより、空気流を、空気送達導管４１７２内を移動するときに加熱することができる。空気送達導管４１７２は、適宜、温度、流量、湿度、または圧力センサーなどの、１つまたは複数のセンサー４１７６も備えることができる。

【0139】

[238]加湿器は、図５に示されているようにデバイス４０００と患者インターフェース
３０００との間に結合され得る。あるいは、加湿器５０００は、デバイス４０００（図示せず）の上流に取り付けられ得る。加湿器５０００は、デバイス４０００への分離可能なコンポーネントであってよく、空気送達導管４１７０を介して結合されるか、またはデバイス４０００に直接接続するように配置構成され得る。代替的配置構成では、加湿器５０００は、デバイス４０００（図示せず）と一体化され得る。加湿器５０００は、ガスを患者１０００に送達する前に加湿するように構成される。

【0140】

[239]加湿器は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第７，９７５，６８
７号で説明されているＣｏｕｎｔｅｒＳｔｒｅａｍ（商標）システムなどの代替的加湿システムを使用することができる。
４．６ 電力管理
４．６．１ 電力使用および充電配置構成
[240]上で述べているように、デバイスまたは換気装置４０００は、さまざまな異なる
電源に接続するように構成されている電源接続部を備え、これら電源は交流（ＡＣ）電源コード４４３２を使用するＡＣ電力供給ユニット（ＰＳＵ）４４３０を介したＡＣ電源４４３４、１つまたは複数の外部電池４４１０、４４２０、および直流（ＤＣ）電源コード４４６２を使用するＤＣ主電源４４６０である。システムは、一度に換気装置４０００に結合されるこれらの異なる電源のうちの１つまたは複数を備えることができる。電源は、電源接続部を介してデバイス４０００に直列に結合され得る。デバイス４０００は、一般的に、常にＡＣ ＰＳＵ４４３０またはＤＣ主電源４４６０にのみ接続され得る。換気装置またはデバイス４００は、電源として使用され得る上で説明されているようなデバイス内に配置されている内部電池４４５０も備えることができる。使用時に、一般的に、電力をデバイス４０００に供給するために、一度に、接続されている電源の１つを使用することができる。

【0141】

[241]いくつかの配置構成において、内部電池４４５０は、別の電源が換気装置に結合
され、主電源として使用されているとしても、デバイスによって換気治療を行うためにデバイス４０００内に存在していなければならない。デバイス４０００は、内部電池４４５０が存在していないと、オンにすることはできるが、治療を開始することができない場合
がある。内部電池４４５０がない場合にはアラームが鳴ってそのことを知らせることができる。内部電池４４５０が存在する必要があることで、主または外部電力供給装置が何らかの理由で、例えば、停電になったときに、遮断された場合に治療を確実に続けることができる。内部電池４４５０の存在は、デバイス４０００のセーフティバックアップとなっている。

【0142】

[242]換気装置４０００のコントローラは、通信信号による異なる電圧範囲の検出結果
に基づき異なる電源が接続されていることを検出することができる。異なる電源に対する電圧範囲は、重ならない。ＡＣ ＰＳＵ４４３０は、第１の電圧範囲、例えば、１．３から１．８ボルトを供給することができ、ＤＣ主電力供給装置４４６０は、異なる第２の電圧範囲、例えば、０．０５ボルトから１．２ボルトを供給することができ、外部電池は、第３の電圧範囲、例えば、２．２から３ボルトを供給することができる。これらの電圧範囲は、例示的な範囲にすぎず、他の電圧範囲も、重ならない限り使用できることは理解されるであろう。

【0143】

[243]デバイスは、優先順位付けされた様式で異なる電源からの電力を確実に使用でき
るようにする電力使用優先度方式を用いる。ＡＣ ＰＳＵ４４３０は、最高電力優先度を有し、したがって、取り付けられた場合に主電源で常に使用される。したがって、ＡＣ ＰＳＵ４４３０が、主ＡＣ電力供給装置とデバイス４０００との間に結合された場合、ＡＣ ＰＳＵ４４３０は、他のどのような形態の電源がデバイス４０００に結合されようと、電力供給をデバイス４０００に対して行う電力優先度を有する。図４ｊに示されているように、１つまたは複数の外部電池および内部電池４４５０も直列に接続されている場合、ＡＣ ＰＳＵ４４３０を通して供給される電力は、換気装置４０００を動作させるための電力を供給する一方、必要に応じて１つまたは複数の外部電池４４１０、４４２０および／または内部電池４４５０を充電するためにも使用され得る。しかし、常に、換気装置４０００の動作は、供給される電力の使用に関して優先し、電池の充電は、換気装置４０００がより多くの電力を必要とするときには抑えられる。いくつかの配置構成では、ＡＣ
ＰＳＵ４４３０は、換気装置によって必要とされる出力電力が閾値より低いときに電池を充電するために電力を供給することができる。閾値は、ＡＣ ＰＳＵ４４３０が供給できる最大電力またはそれに近い電力、例えば９０ワットであってよい。そこで、電池の充電を制御するために、動的電力管理システムが使用される。

【0144】

[244]充電方式に対する優先度があり得、それにより、ＡＣ主電源が充電に使用される
場合、内部電池４４５０は最高優先度を有し、好ましくは最初に充電される。内部電池４４５０が実質的に満充電になっているときに１つまたは複数の外部電池を充電することができる。１つまたは複数の外部電池の充電も順次に行うことができ、最も下流の外部電池４４１０、すなわち、換気装置４０００に最も近い外部電池が充電され、その後、次の外部電池が直列の並びで充電される。このような一配置構成では、それぞれの外部電池が直列の並びに沿って充電されて、最後または最も上流の外部電池４４２０が最後に充電される。

【0145】

[245]図４ｋは、ＡＣ ＰＳＵ４４３０がデバイスまたは換気装置４０００に結合され
ていないが、外部電池４４１０、４４２０を充電するために使用される配置構成を示している。この配置構成において、ＡＣ ＰＳＵ４４３０は、主ＡＣ電力供給装置４４３４に接続され、１つまたは複数の外部電池を充電するが、図には２つの外部電池、すなわち、上流外部電池４４２０および下流外部電池４４１０を充電するように示されている。しかし、さらなる外部電池が、上流外部電池４４２０と下流外部電池４４１０との間に直列に接続され得る。この構成において、下流外部電池４４１０は、デバイスまたは換気装置４０００には接続されない。本発明の技術によるいくつかの配置構成において、外部電池は、直列の並びに沿って連続して充電され、例えば、最も遠い下流外部電池４４１０、すなわち、接続されたときにデバイス４０００に最も近くなる、またはＡＣ ＰＳＵ４４３０から最も遠くなる外部電池が最初に充電され、次いで、直列の次の外部電池が充電され得る。この充電方式は、直列の並びに沿って、直列の並びで接続されているすべての外部電池が充電されるまで続けられ、最後または最も上流の外部電池４４２０が最後に充電される。充電は、異なる順序で行うこともでき、例えば、上流外部電池４４２０が最初に充電され、下流外部電池４４１０が最後に充電されることも理解されるであろう。別の配置構成では、すべての外部電池は、同時に充電できる。

【0146】

[246]ＤＣ主電力供給装置４４６０が、内部電池が存在していようと、１つまたは複数
の外部電池が直列に接続されていようと関係なく、換気装置４０００に結合されている場合（図４ｍを参照）、ＤＣ主電力供給装置４４６０は、デバイス４０００に電力供給を行う電力優先度を有する。このような一配置構成では、内部電池４４５０は、デバイス４０００を充電し、動作させるために十分な電力が利用可能である場合にＤＣ主電力供給装置４４６０によっても充電され得る。デバイス４０００を動作させるための電力要件は、内部電池４４５０の充電に優先する。いくつかの配置構成では、１つまたは複数の外部電池４４１０、４４２０は、存在する場合に、利用可能なＤＣ電力のレベルに関係なく、ＤＣ主電力供給装置４４６０によって充電され得ない。他の配置構成では、十分なＤＣ電力が利用可能である場合に、外部電池４４１０、４４２０は、ＤＣ電力で充電され得る。１つまたは複数の外部電池４４１０、４４２０は、換気装置がＤＣ主電力供給装置４４６０に接続されるときに換気装置に接続されている必要はないことは理解されるであろう。好ましくは、内部電池４４５０は、上で説明されているように電力バックアップのために換気装置４０００がＤＣ主電力供給装置４４６０によって給電されているときに換気装置内に存在している。

【0147】

[247]図４ｌは、換気装置またはデバイス４０００を動作させるために１つまたは複数
の外部電池が使用される配置構成を示している。外部電池は、ＤＣ電源コード４４６２などの電気ケーブルを使用して換気装置に接続されるものとしてよく、それぞれの外部電池は、ＤＣ電源コードなどの電気ケーブルを使用して隣接する外部電池に接続される。それぞれの外部電池は、隣接する外部電池の間に電気ケーブルを受け入れる構造を有する入力ポートおよび出力ポートを備えることができる。デバイス４０００に最も近い外部電池（例えば、下流外部電池４４１０）は、電気ケーブル、例えば、ＤＣ電源コード４４６２を介して、デバイス４０００の電源接続部に接続される。複数の外部電池が換気装置４０００に直列に接続されている場合、外部電池の電力使用優先度を使用して、どの外部電池から電力を供給するかを決定する。使用中の換気装置に電源を供給するために使用されている外部電池は、電力供給外部電池とみなされ得る。

【0148】

[248]一配置構成では、直列の並びで換気装置４０００から最も遠い位置にある外部電
池、例えば、図４ｌに示されているような上流外部電池４４２０からの電力が換気装置４０００を動作させるために最初に使用されるので、初期電力供給外部電池となる。上流外部電池４４２０からの電力が実質的に尽きた後、直列の並びの次の外部電池からの電力が使用され、換気装置４０００を動作させるためにこの外部電池が電力供給外部電池、例えば、図４ｌの下流外部電池４４１０となる。２つより多い外部電池が換気装置４０００に直列に接続されている場合、それぞれの外部電池からの電力は最も遠い、または最も上流の外部電池から直列の並びに沿って直列の並びの最も近い、または最も下流の外部電池まで直列に使用される。すべての外部電池からのすべての電力が実質的に尽きた場合、内部電池４４５０の電力が、換気装置４０００を動作させるために使用されることになる。このような一配置構成では、内部電池４４５０の電力は、特にＡＣ主電力供給装置４４３４またはＤＣ主電力供給装置４４６０に接続されたときに電力問題が生じた場合のために電力安全バックアップを行えるように最後に使用される。

【0149】

[249]代替的配置構成では、外部電池電力使用優先度では、換気装置４０００に最も近
い位置に配置されている外部電池、すなわち、下流外部電池４４１０からの電力を最初に使用し、次いで、直列の並びの隣接する外部電池の電力を次に使用し、次いで、換気装置４０００から最も遠い外部電池、すなわち、上流電池４４２０が最後に使用されるように直列の並びに沿って続く。

【0150】

[250]本発明の技術の好ましい一態様において、電力使用および充電は、内部電池４４
５０が最後に使用され、最初に充電されるように構成される。
４．６．２ 通信
[251]本発明の技術の一態様において、デバイスまたは換気装置４０００は、すべての
結合されている電池電源、すなわち、内部電池４４５０および／または１つまたは複数の外部電池４４１０、４４２０から利用可能な、全残存容量または充電状態の推定値を与えるように構成される。デバイス４０００は、換気装置による現在の電力使用率に基づき残りの全動作時間の推定値として利用可能な全容量の推定値を与えることができる。

【0151】

[252]それぞれの外部電池は、換気装置４０００のコントローラとの間で連鎖に沿って
通信信号または情報を中継するための入力ポートおよび出力ポートを有する。通信信号は、上流外部電池４４１０から下流外部電池４４１０に向かい換気装置４０００に戻る直列の並びに沿って中継され、また換気装置４０００から逆方向に直列の並びに沿って最も上流の外部電池４４２０に中継される。内部電池４４５０が存在する場合、通信信号は、内部電池４４５０も通って送られるか、あるいは、内部電池４４５０が換気装置のコントローラと独立して通信することができる。

【0152】

[253]現在使用中の、すなわち、デバイスを動作させるために使用されている電池は、
電池の現在の充電レベル（ミリアンペア（ｍＡ））および換気装置によって使用されている現在の使用率（ｍＡ／ｈｒ）の関数として使用するのに利用可能な残存動作時間（時）を決定するように構成される。他の外部電池および／または内部電池などの他の電池も、それぞれ、それ自体の残存容量を判定し、この情報を、システムに電力を現在供給している電池に送信することができる。現在の電力使用率を判定するのは、システムに現在電力を供給している電池である。時間および率は、時間の代わりに分もしくは秒、または時間、分、および秒の組み合わせなどの異なる時間単位で示すことができることは理解されるであろう。

【0153】

[254]例えば、図４１に示されているようにシステムが最も上流の外部電池４４２０か
ら動作しているときに、換気装置４０００のコントローラ４２３０は、最も上流の電池４４２０に残存動作時間の要求を送信することができる。コントローラ４２３０は、電池容量情報の要求を、換気装置に結合されている最も下流の電池として内部電池４４５０に送信することができる。次いで、内部電池４４５０は、下流の外部電池４４１０、すなわち、換気装置４０００に近い位置の接続されている外部電池に要求を送信することができる。次いで、下流外部電池４４１０は、電池容量情報の要求を隣接する外部電池に送信することができ、これは、直列の外部電池に沿って、電力を供給しているか、または電力を供給することができる最も上流の外部電池４４２０まで続く。上流外部電池４４２０は、この上流外部電池４４２０からの換気装置による現在の電力使用率に基づく残存容量（ＲＣ）情報および残存動作時間（ＲＲＴ）情報を提供する。残存容量（ＲＣ）情報および残存動作時間（ＲＲＴ）情報は、直列の並びに沿って下流外部電池４４１０に戻される。下流外部電池４４１０も、（図４１には図示しないが）上流外部電池４４１０と下流外部電池４４１０との間に直列の並びで接続されている他の外部電池がもし存在すれば、この外部電池に残存容量（ＲＣ）情報を要求し、全外部電池残存容量を提示する。一配置構成において、最も下流の外部電池４４１０は、次いで、その情報を内部電池４４５０に送信することができ、内部電池はまたそれ自体の残存容量に関する情報を提供する。内部電池４４５０は、全残存動作時間（ＴＲＲＴ）の推定値を決定するか、または、全残存動作時間（ＴＲＲＴ）の推定値を決定するようにＲＣ情報をコントローラ４２３０に送信することができる。この配置構成において、外部電池４４５０またはコントローラ４２３０は、以下を使用して全残存動作時間（ＴＲＲＴ）を推定する。

【0154】

[255]

【0155】

【数1】

【0156】

[256]直列中にｎ個の電池があり、電池ｎは、電力がＡＣ主電源またはＤＣ主電源によ
って供給されているときなどに、換気装置４０００を動作させる電力を供給することができる最も上流の電池（例えば、図４ｊから４ｍの上流外部電池４４２０）であるか、または、換気装置４０００を動作させるための電力を供給するために使用されている電池である。ＴＲＲＴは、直列の並びのｎ個の電池の全てに対する全残存動作時間であり、Ｂａｔ（ｎ）＿ＲＣは、利用可能な電力を有する最も上流の電池（例えば、図４ｍの上流外部電池４４２０）の残存容量であり、Ｂａｔ（ｎ−１）＿ＲＣは、最も上流の電池に隣接する電池（例えば、図４ｍの下流外部電池４４１０）の残存容量であり、Ｂａｔ（１）＿ＲＣは、最も下流の電池（例えば、図４ｍの内部電池４４５０）の残存容量であり、ＢａｔｎＲＲＴは、時（および／または分および／または秒）単位の電池ｎの残存動作時間である。最も下流の外部電池ｎと最も上流の外部電池との間に電池がある場合、計算は、追加の外部電池のそれぞれの残存容量も含むことは理解されるであろう。

【0157】

[257]上記の計算［１］における残存容量は、好ましくは、充電状態のパーセンテージ
ではなくｍＡ／ｈｒ単位または他の何らかの絶対単位の実際の電池残存容量である。これは、充電状態のパーセンテージが、電池同士の間で、及び電池の寿命にわたって変化し、充電状態（ＳＯＣ）のパーセンテージが使用されると誤差が入り込む可能性があるからである。例えば、１つの電池の１００％のＳＯＣは、％ＳＯＣが、充放電サイクルとともに低下するパックの最大の現在利用可能な容量に関しての相対的な値であるため、実際にはｍＡｈｒの異なる量であり得、例えば、４００回充放電した後に、全容量は、新しいパックの容量の８０％程度にすぎなくなる。

【0158】

[258]代替的配置構成では、内部電池４４５０および外部電池４４１０、４４２０は、
互いに直接的な通信を行わない。換気装置のコントローラは、直列の外部電池に対して外部電池残存容量および／または残存動作時間を要求する信号を下流外部電池４４１０に送信する。外部電池の全残存動作時間の決定は、内部電池４４５０の全残存動作時間の計算と独立して決定される。この配置構成において、下流外部電池４４１０は、上記の計算［１］を実行して、直列の並びの上流外部電池のすべてから受け取った残存容量情報に基づきすべての外部電池の全外部電池残存動作時間を決定することができる。あるいは、上流外部電池４４２０は、全外部電池残存動作時間の計算［１］を、直列の並びの下流外部電池のすべてから受け取った容量情報に基づき実行することができる。

【0159】

[259]上流外部電池ｎが実質的に放電して、直列の並びの下流にある次の外部電池ｎ−
１から電力が供給されている場合、下流外部電池４４１０に送信される上流外部電池ｎか
らの充電に関する信号はない。この場合、直列の並びの次の外部電池ｎ−１がｎ電池となり、したがって、電力を現在供給しているか、または電力を供給することができる、外部電池ｎ、およびこの外部電池から下流の他の外部電池からの残りの充電のみが、全残存動作時間の計算で使用される。

【0160】

[260]換気装置のコントローラは、内部電池残存容量および／または残存動作時間に対
する独立した要求信号を内部電池４４５０に送信することができる。内部電池４４５０は、内部電池４４５０の残存容量を判定し、この情報をコントローラに送信するように構成され得る。

【0161】

[261]いくつかの配置構成において、換気装置４０００のコントローラは、上で説明さ
れているように、すべての電池電源、すなわち、内部電池およびすべての外部電池から判定された全残存動作時間情報を受信するように構成され得る。

【0162】

[262]他の配置構成において、コントローラは、内部電池４４５０および直列の外部電
池４４１０、４４２０から残存容量情報を受け取り、上記の計算［１］を実行して全電池残存動作時間を判定するように構成され得る。換気装置のコントローラ４２３０は、換気装置のユーザーインターフェースまたはディスプレイ４２９４上にすべての電池電源の全残存動作時間推定値を時間および／または分および／または秒の単位で表示するように構成され得る。換気装置４０００は、それぞれの個別の電池電源またはすべての外部電池および内部電池の全残存動作時間を時間および／または分および／または秒の単位でディスプレイ４２９２に表示するように構成され得る。

【0163】

[263]本発明の技術のさらなる態様において、換気装置のコントローラは、結合されて
いる電池から、外部電池および内部電池からまとめて、または、内部電池および外部電池のそれぞれから独立して、全残存容量の推定値を要求することができる。換気装置は、全電池電源、外部電池および／または内部電池の残存容量を、ミリアンペア／時（ｍＡ／ｈｒ）で、および／または電池電源が供給することができる電力の全レベルに基づき残存電力のパーセンテージとして、示すことができる。

【0164】

[264]本発明の技術の一態様の一形態において、電圧供給は、第１の電圧レールおよび
第２の電圧レールを主電圧レール、例えば、３０Ｖレールから供給するように分割される。第１の電圧レールは、コア換気システムに対する電力を供給する、すなわち、デバイス４０００を動作させるために必要な本質的なロジックを実行するように構成され得る。第２の電圧レールは、周辺回路用に電力を供給するように構成され得る。周辺回路は、ＬＣＤまたはタッチスクリーンなどのユーザーインターフェース、ＵＳＢなどのデータ入出力デバイス、またはイーサネット（登録商標）もしくはリモートインターフェースを動作させるための電源を備えることができる。この配置構成において、周辺回路が故障またはシャットダウンしても、コア換気システムに影響を及ぼす可能性は低く、したがって、コア換気は動作し続けることができる。一例において、第１の電圧レールと第２の電圧レールは、５Ｖレールであってよい。あるいは、第１の電圧レールと第２の電圧レールは、異なる電圧供給レベルを与えることもできる。
４．６．３ 電力効率
[265]本発明の技術のさらなる態様において、デバイスまたは換気装置４０００は、主
送風機４１０４に結合されたエネルギー再生システムを備えることができる。この配置構成において、図４ｎを参照すると、主送風機が減速したとき、例えば、吸息設定圧力から呼息設定圧力にサイクル動作するときに、送風機の慣性に蓄えられたエネルギーは、エネルギー貯蔵ユニット４５１０内に貯蔵され得ることがわかる。エネルギー貯蔵ユニット４５１０は、少なくとも１つのキャパシタ、キャパシタもしくはスーパーキャパシタのグループ、または電池を含み得る。エネルギー貯蔵ユニット４５１０は、入力電力供給装置４２１０と並列に位置決めされる。エネルギーはエネルギー貯蔵ユニット４５１０で再生または貯蔵され、エネルギー貯蔵ユニット内のエネルギーが設定点まで減少するまでそれぞれの呼吸周期で短時間の間デバイスまたはデバイス４０００のコンポーネントを動作させるために使用される。例えば、短時間とは、約２００から５００ミリ秒（ｍｓ）、例えば、３００ｍｓとすることができる。しかし、持続時間は、主送風機の慣性およびシステム動作電流から回収されるエネルギー、すなわち、エネルギー再生の時点におけるデバイスの設定に依存する。波線で示されているようなオプションのダイオード４５２０は、入力電力供給装置４２１０がエネルギー貯蔵ユニット４５１０からの電圧の偏移に耐えられるかどうかに応じてエネルギー貯蔵ユニット４５１０と入力電力供給装置４２１０との間に配置され得る。この配置構成において、エネルギー貯蔵ユニット４５１０は電力を主送風機に供給するためにのみ使用され、制御システム４２３０は、入力電力供給装置から給電される。

【0165】

[266]本発明の技術の一態様において、エネルギー貯蔵ユニット４５１０が、換気装置
４０００を動作させるための電力を供給しているときに、レギュレータのスイッチは、入力電力供給装置４２１０からの電力をオフに切り替える。デバイスがエネルギー貯蔵ユニットから動作させられているときに入力電力供給装置をオフに切り替えると、システムの電力効率が増大する。

【0166】

[267]図４ｏに示されているように、電圧ブーストレギュレータ４５３０は、入力電力
供給装置から給電され、これは外部入力供給装置４５４０および／または内部電池４４５０を備えることができる。スイッチは、電力が外部入力供給装置４５４０または内部電池４４５０から供給されるかどうかを制御する。外部入力供給装置４５４０は、ＡＣ主電力供給装置４４３４、ＤＣ主電力供給装置４４６０、または外部電池４４２０、４４１０のうちのどれか１つを含み得る。この切り替えの制御は、充電器内部回路によって実行され、外部入力供給装置が約１０．５Ｖなどの第１の所定の電圧より低い電圧に低下したときに、システムは内部電池４４５０に切り替わり、外部入力供給装置４５４０が回復し、電圧が第１の所定の電圧より高くなるか、または約１１Ｖなどの第２の所定の電圧に達したときに、システムは外部供給装置入力４５４０に切り替わって戻る。

【0167】

[268]モーターの減速時に、モーター駆動装置４１０５は、ソフトウェア制御を使用し
て主送風機４１０４を駆動し続け、モーターの整流を維持するが、ただし駆動レベルは低く、例えば、１０％の駆動である。主送風機４１０４が減速すると、主送風機の角運動量および慣性に蓄えられたエネルギーは、送風機およびモーター制御ＦＥＴ内で少量の熱に転換され、エネルギー貯蔵ユニット４５１０、例えば、２×２７００μＦのモーター用キャパシタ内に貯蔵される。その結果、モーター用キャパシタの電圧は、第１の所定の電圧限度、例えば、３０Ｖから、最高電圧、例えば、４５Ｖまで上昇する。電圧ブーストレギュレータの出力が、第２の所定の電圧限度、例えば、３１Ｖを超えると、電圧ブーストレギュレータ４５３０の過電圧保護回路が作動し、電圧ブーストレギュレータ４５３０をオフにし、入力電力供給装置４５４０、４４５０をオフにする。次いで、システムは、エネルギー貯蔵ユニット４５１０、例えば、モーター用キャパシタに貯蔵されているエネルギーから動作し、電圧が第１の所定の電圧限度より低い電圧に低下し、電圧ブーストレギュレータ４５３０が再始動されるまで続けられる。

【0168】

[269]有利には、送風機の慣性から回収されるエネルギーは、瞬時に熱に変換されるこ
とはなく、したがって、放熱は少なくて済む。それに加えて、回収されるエネルギーは、電圧ブーストレギュレータ内の損失が、システムがエネルギー貯蔵ユニットから動作している間中、オフにされていることを意味する。したがって、高駆動のときに電圧ブーストレギュレータからの発熱は低くなる。そのため、本発明の技術のいくつかの態様において、主送風機の減速時に発生する熱は、エネルギー貯蔵ユニット４５１０にエネルギーが貯蔵されることで減少させることができる。

【0169】

[270]減速時に主送風機のエネルギーを回収し、電力入力供給装置４２１０をオフにす
ることで得られる電力効率の増大により、本発明の電源として使用されている内部電池４４５０およびもし存在すれば外部電池４４１０、４４２０の効率が高まる。
４．７ アラームシステム
[271]デバイスまたは換気装置４０００は、注意を必要とする何らかの状態を警告する
ために視覚的および／または聴覚的信号を発するアラームシステムを備えることができる。換気装置４０００は、ブザー４２９６などのまたは複数の聴覚的アラームおよび／またはＬＥＤ４２９８などの１つまたは複数の視覚的アラームの形態の出力デバイス４２９０を備え、これにより、アラーム状態に関する警告指示を行うことができる。複数のブザー４２９６が存在する場合、それぞれのブザーが４２９６は、異なる警告音または異なる音量を発生し、異なる種類のアラーム状態を指示するために使用され得る。複数のＬＥＤ４２９８が存在する場合、それぞれのＬＥＤ４２９８は、異なる種類のアラーム状態を指示するために異なる色または異なる輝度レベルを有することができる。

【0170】

[272]アラーム状態は、デバイスまたは治療に影響を及ぼすさまざまな異なる状態を含
むものとしてよく、電力供給装置の問題（例えば、内部電池の未装着、外部電力供給装置の喪失、電池容量の低下、電池故障など）、圧力供給装置の問題（例えば、高い圧力、高い呼気圧、低いＰＥＥＰ、高いＰＥＥＰ、低い最大吸気圧など）、換気パラメータの問題（例えば、吸息または呼息時の低い、または高い１回換気量、吸息または呼息における低い、または高い分時換気量、低い、または高い呼吸数、無呼吸の発生など）、酸素測定の問題（例えば、低い、または高いＳｐＯ_２レベル、低い、または高い脈拍数など）、酸素供給の問題（酸素センサーが接続され、低い、または高いＦｉＯ_２を監視し得るときのみ提示される）、呼吸回路の問題（例えば、高い漏れ、不正確な回路、圧力管路の切断など）、および送風機、センサー、電池の連通、ソフトウェア、動作状態などの不具合を含むシステムの故障を含み得る。

【0171】

[273]視覚的アラームは、換気装置４０００のアラームバー４０２６の点灯または点滅
および／または換気装置４０００の聴覚的アラームの発音を含み得る。アラームメッセージがユーザーインターフェース上に表示され得る。高、中、および低アラームなどのアラームの優先度があり得、アラーム警告は、異なる優先度アラームについて異なっていてもよい。例えば、高優先度アラームは、アラームバー４０２６上で赤色点滅光を示し、第１の所定の周波数で聴覚的アラームの第１の所定の回数のビープ音を鳴らすことができる。中優先度アラームは、アラームバー４０２６上で黄色点滅光を示し、第２の所定の周波数で聴覚的アラームの第２の所定の回数のビープ音を鳴らすことができる。低優先度アラームは、アラームバー４０２６上で非点滅光を示し、第３の所定の周波数で聴覚的アラームの第３の所定の回数のビープ音を鳴らすことができる。第１の所定の回数のビープ音は、第２の所定の回数のビープ音より高く、第２の所定の回数のビープ音は、第３の所定の回数のビープ音より高いものとしてよい。また、第１の所定の周波数は、第２の所定の周波数より短く第２の所定の周波数は、第３の所定の周波数より短いものとしてよい。しかし、他のアラーム優先度配置構成も使用できることは理解されるであろう。
[274]聴覚的アラームの音量は、デバイス上のユーザーインターフェースを介して利用可
能な制御設定を使用して調節され得る。聴覚的アラームは、ユーザーインターフェース上の消音ボタンを押すことによって、１、２、３、４、または５分などの、所定の時間の間、一時的に消音にすることができる。消音された所定の時間が経過した後もアラーム状態がまだ存在している場合、聴覚的アラームが再度鳴る。

【0172】

[275]低優先度および命にかかわる状態に関係しないアラームなどのある種のアラーム
は、使用者側で手動によりリセットすることができ、これにより視覚的および／または聴
覚的アラームをオフにすることができる。その一方で他のアラームは、アラーム状態が是正されない限りリセットできない。そのような重要アラームは、アラーム状態の是正後に換気装置によって自動的にリセットされるか、またはアラームを引き起こした状態の是正後にのみリセットされ有効化され得る。

【0173】

[276]一態様では、システムは、アラームを換気装置４０００とは別の場所に、例えば
、別の部屋に配置できるようにリモートアラーム４６６０を取り付けるように構成され得る。リモートアラーム４６６０は、アラーム事象を介護人に警告するように構成される。リモートアラームは、電池から電力を供給され、ケーブルを介してデバイス４０００に接続され得る。適宜、第２のリモートアラームを第１のリモートアラームに接続することができ、これによりリモートアラームを２つの別々の場所に置くことができるようにする。

【0174】

[277]一態様では、システムは、使用者がリモートコントロール４６５０上に配置され
ているボタンを押すことによってアラームを看護師または介護人を呼び出すアラームとして作動させることを可能にするリモートコントロール４６５０を取り付けるように構成され得る。リモートコントロールは、ケーブルを介してデバイス４０００に結合することができる。

【0175】

[278]本発明の技術の一態様において、アラームシステムは、ハードウェアアラームコ
ントローラ（ＨＡＣ）４６１０を備える。ＨＡＣ４６１０は、アラームブザー４２９２および／またはＬＥＤ４２９４を駆動して、所定のアラームパターンを上で説明されているような異なるアラーム優先度で送出することができる。図４ｐは、ＨＡＣ制御システムの概略を示している。ＨＡＣは、メインボードプロセッサ４６２０および空気圧ブロックプロセッサ４６３０を監視する。メインボードプロセッサおよび空気圧ブロックプロセッサ４６３０は、図４ｐでは２つの異なるブロックとして示されているけれども、これらは単一のＰＣＢまたは別のＰＣＢ上に存在し得ることは理解されるであろう。空気圧ブロックプロセッサ４６３０およびメインボードプロセッサ４６２０は、互いに通信して、デバイスおよび治療の正しい実行を可能にすることができる。

【0176】

[279]空気圧ブロックプロセッサ４６３０は、圧力、電流、または温度誤差、およびソ
フトウェアエラーなどの、換気装置送達システム内のハードウェアエラーの発生を監視する空気圧ブロック安全回路４６３２も備えることができる。

【0177】

[280]アラームウォッチドッグシステムは、メインボードプロセッサ４６２０および空
気圧ブロックプロセッサ４６３０を監視し、定期的信号（２）、（５）、４６２２、４６３４をＨＡＣに送信して、メインボードプロセッサ４６２０および空気圧ブロックプロセッサ４６３０が正常に機能していることを知らせる。空気圧ブロック安全回路４６３２は、空気圧ブロックウォッチドッグ信号４６３４を生成することができる。ＨＡＣ４６１０が、定時にウォッチドッグ信号４６２２、４６３４のいずれかを受信しない場合、ＨＡＣはアラームを発生し、安全アサート状態信号（６）を空気圧ブロックプロセッサ４６３０に送信する。安全アサート状態信号（６）は、システムを安全な状態に置く。安全な状態は、主送風機４１０４およびＰＥＥＰ送風機４１２４をオフにするステップ、酸素弁駆動部４６４０をもし存在すればオフにするステップ、ＰＥＥＰ電磁弁４１３６を非アクティブ化するステップ、逆止め弁４１１４および安全弁４０８５（図４ｆを参照）をアクティブ化（通電）するステップを含み得る。

【0178】

[281]ＨＡＣ４６１０は、信号４６７０、例えば、ＶＣＯＲＥ＿Ｇｏｏｄ信号を介して
、換気装置４０００に対する電力供給装置も監視することができ、換気装置４０００の動作中に停電になった場合にアラームを発生する。

【0179】

[282]ＨＡＣは、コア換気システムを動作させるように構成されている上で説明されて
いるような第１の電圧レールから動作する充電器から電力を供給されるＨＡＣスーパーキャパシタ（図示せず）に結合され得る。したがって、ＨＡＣおよびＨＡＣスーパーキャパシタは、コア換気システムの一部と考えられる、すなわち、デバイス４０００を動作させるために必要な本質的なロジックである。ＨＡＣスーパーキャパシタは、システムが給電中である間、完全充電状態に継続的に維持され得る。ＨＡＣスーパーキャパシタは、停電が生じた場合アラーム４２９０の１つまたは複数に電力を供給して、全面停電アラームを発生させるように構成される。好ましくは、全面停電アラームは、聴覚的アラームであり、ＨＡＣスーパーキャパシタは、ブザー４２９２の１つまたは複数に電力を供給するように構成される。適宜、視覚的アラームはＨＡＣスーパーキャパシタの電力によってアクティブ化され得ず、聴覚的アラームに対する全面停電時に動作時間を延長する。

【0180】

[283]ＨＡＣ４６１０は、メインボードプロセッサ４６２０ソフトウェアがそれぞれの
種類のアラーム状態に合わせて設計されている定義済みアラームアルゴリズムに基づきアラームのアクティブ化および非アクティブ化を行う役割を有しているので、メインボードプロセッサ４６２０と双方向通信することができる。メインボードプロセッサ４６２０は、次いで、ＨＡＣ４６１０に、ブザー４２９２および／またはＬＥＤ４２９４をアクティブ化するように信号を送信することができる。それぞれのアラームアルゴリズムは、アラーム状態をアクティブ化するために合致する閾値またはパラメータなどの入力設定を含む。アラームアクティブ化パラメータは、空気圧ブロックプロセッサ４６３０またはメインボードプロセッサ４６２０から導出することができる。いくつかの配置構成では、換気装置４０００は、アラームの種類および優先度レベルに応じてオーディオ一時停止ボタン４６１０を押すことによっていくつかのアラームを消音することを可能にし得るオーディオ一時停止ボタン４６１０を備えることができる。オーディオ一時停止ボタン４６１０が押されると、出力デバイス４２９０、すなわち、ブザー４２９２および／またはＬＥＤ４２９４をオフにする信号が、ＨＡＣ４６１０に送信される。また、一時停止されたアラームを通知し、一時停止されたアラームに対するタイマーを起動する信号もメインボードプロセッサ４６２０に送信される。アラームは、所定の時間が経過した後に再起動され、アラーム状態は解消されていない。オーディオ一時停止ＬＥＤが存在し、アラームが一時停止されたときにアクティブ化され得る。

【0181】

[284]リモートアラーム４６５０は、メインボードプロセッサ４６２０と通信して、ア
ラーム、すなわち、介護人アラームのアクティブ化を信号で通知する。メインボードプロセッサ４６２０は、次いで、アラーム警告を発するために必要に応じて、ＨＡＣ４６１０に、ブザー４２９２および／またはＬＥＤ４２９４をアクティブ化するように信号を送信することができる。
リモートアラーム４６１０は、ＨＡＣ４６６０によって引き起こされるアラームがリモートアラーム４６６０に送信されるようにＨＡＣ４６１０に接続される。
４．８ 用語
[285]本発明の技術を開示することを目的として、本発明技術のいくつかの形態におい
て、以下の定義のうちの１つまたは複数が適用され得る。本発明の技術の別の形態では、代替的定義が適用可能である。
４．８．１ 概要
[286]空気：本発明の技術のいくつかの形態では、患者に供給される空気は、大気であ
るものとしてよく、本発明の技術の他の形態では、大気に、酸素を補うことができる。

【0182】

[287]持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）：ＣＰＡＰ治療は、大気に関して連続的に陽であ
り、好ましくは患者の呼吸サイクルを通してほぼ一定である圧力で空気または呼吸可能ガスを気道の入口に供給することを意味すると解釈される。いくつかの形態では、気道の入口の圧力は、例えば吸息時に高く、呼息時に低い単一の呼吸サイクル内で水数センチメー
トルだけ変化する。いくつかの形態では、気道の入口の圧力は、呼息時にわずかに高く、吸息時にわずかに低い。いくつかの形態では、圧力は、患者の異なる呼吸サイクルの間で変化し、例えば、部分的上気道閉塞の指示の検出に応答して増大し、部分的上気道閉塞の指示がない場合に減少する。
４．８．２ デバイスの態様
[288]空気回路：使用時にデバイスと患者インターフェースとの間で空気または呼吸可
能ガスの供給を行うように製作され配置構成された導管またはチューブ。特に、空気回路は、空気圧ブロックの吐出口および患者インターフェースと流体的に接続し得る。空気回路は、空気送達チューブとも称され得る。いくつかの場合において、吸息および呼息用に回路の別々のリムがあってよい。他の場合には、シングルリムが使用される。

【0183】

[289]送風機または流動発生装置：周囲圧力より高い圧力で空気の流れを送達するデバ
イス。
[290]コントローラ：入力に基づき出力を調節するデバイス、またはデバイスの一部。
例えば、コントローラの一形態は、デバイスへの入力を構成する制御下にある変数−制御変数−を有する。デバイスの出力は、制御変数の現在値、および変数に対する設定点の関数である。サーボ換気装置は、入力として換気量、設定点として目標換気量、および出力として圧力支持レベルを有するコントローラを備えることができる。入力の他の形態は、酸素飽和（ＳａＯ_２）、二酸化炭素の分圧（ＰＣＯ_２）、移動、光電式指尖容積脈波信号、およびピーク流量のうちの１つまたは複数とすることができる。コントローラの設定点は、固定、可変、または学習のうちの１つまたは複数であるものとしてよい。例えば、換気装置内の設定点は、患者の測定された換気量の長期平均であってよい。別の換気装置は、時間とともに変化する換気量設定点を有することができる。圧力コントローラは、送風機またはポンプを制御して空気を特定の圧力で送達するように構成され得る。

【0184】

[291]治療：本発明の文脈における治療は、陽圧治療、酸素治療、二酸化炭素治療、死
腔の制御、および薬物の投与のうちの１つまたは複数とすることができる。
[292]モーター：電気的エネルギーを部材の回転運動に変換するためのデバイス。本発
明の文脈において、回転部材は、インペラーであり、これは固定軸の周りの適所で回転し、圧力増大を回転軸に沿って移動する空気に伝える。

【0185】

[293]陽性気道圧（ＰＡＰ）デバイス：気道に陽圧の空気を供給するためのデバイス。
[294]トランスデューサ：エネルギーまたは信号の一形態を別の形態に変換するための
デバイス。トランスデューサは、機械的エネルギー（移動など）を電気信号に変換するためのセンサーまたは検出器であってよい。トランスデューサの例として、圧力センサー、流量センサー、二酸化炭素（ＣＯ_２）センサー、酸素（Ｏ_２）センサー、努力センサー（effort sensors）、移動センサー、ノイズセンサー、プレチスモグラフ、およびカメラが挙げられる。

【0186】

[295]渦巻室：インペラーによるポンプ動作で送られる空気を受け入れ、空気の流れの
速度を遅くし、圧力を高める、遠心力ポンプのケーシング。渦巻室の断面は、放出ポートに向かうにつれ面積が増える。
４．８．３ 呼吸サイクルの態様
[296]無呼吸：好ましくは、無呼吸は、流れが一定の持続時間、例えば、１０秒間、所
定の閾値を下回るときに生じたと言われる。閉塞性無呼吸は、患者の努力にも関わらず、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生じたと言われる。中枢性無呼吸は、呼吸努力が低下する、または呼吸努力がなくなることによる無呼吸が検出されたときに生じたと言われる。

【0187】

[297]呼吸数：通常は１分当たりの呼吸回数で測定される、患者の自発呼吸数。
[298]デューティサイクル：吸息時間Ｔｉと全呼吸時間Ｔｔｏｔとの比。
[299]努力（呼吸）：好ましくは、呼吸努力は、自発呼吸する人が呼吸を試みることに
よってなされる仕事であると言われる。

【0188】

[300]呼吸周期の呼息部分：呼気流の開始から吸気流の開始までの期間。
[301]流量制限：好ましくは、流量制限は、患者による努力の増大が流量の対応する増
大を引き起こさない患者の呼吸における状況であると解釈される。流量制限が、呼吸周期の吸息部分で生じる場合、吸息流量制限と称することができる。流量制限が、呼吸周期の呼息部分で生じる場合、呼息流量制限と称することができる。

【0189】

[302]流量制限吸息波形の種類：
（ｉ）平坦：上昇の後に比較的平坦な部分が続き、その後降下する。
（ｉｉ）Ｍ形：２つの局所的ピークを有し、１つは前縁部、もう１つは後縁部にあり、比較的平坦な部分が２つのピークの間にある。
（ｉｉｉ）イス形：単一の局所的ピークを有し、ピークは前縁部にあり、その後比較的平坦な部分が続く。
（ｉｖ）逆イス形：比較的平坦な部分とその後に続く単一の局所的ピークを有し、ピークは後縁部にある。

【0190】

[303]呼吸低下：好ましくは、呼吸低下は流量の減少と解釈されるが、ただし流動停止
ではない。一形態において、呼吸低下は、一定持続時間において流量が閾値以下に低下したときに生じたと言われる。一形態において、成人では、以下のうちのいずれかが呼吸低下とみなされ得る。
（ｉ）少なくとも１０秒間に患者呼吸の３０％低下とそれに加えて関連する４％の脱飽和、または
（ｉｉ）少なくとも１０秒間に患者呼吸の（ただし５０％未満）低下、関連する少なくとも３％の脱飽和、または喚起。

【0191】

[304]呼吸周期の吸息部分：好ましくは、吸気流の開始から呼気流の開始までの期間は
、呼吸周期の吸息部分と解釈される。
[305]開存性（気道）：気道が開いている程度、または気道が開く範囲。開放気道は開
いている。気道開存性は、例えば、値１で開、値０で閉となるように定量化され得る。

【0192】

[306]呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）：呼息の終わりに存在する肺の中の大気より高い圧力
。
[307]ピーク流量（Ｑｐｅａｋ）：呼吸流量波形の吸息部分における流量の最大値。

【0193】

[308]呼吸流量、空気流、患者空気流、呼吸気流量（Ｑｒ）：これらの同義語は、通常
１分当たりのリットル数として表される、患者が経験する実際の呼吸流量である、「真の呼吸流量」または「真の呼吸気流量」とは反対の、呼吸気流量のデバイスの推定値を指すものと理解され得る。

【0194】

[309]１回換気量（Ｖｔ）：余分な努力がなされないときに、正常な呼吸において吸入
または吐出される空気の量。
[310]（吸息）時間（Ｔｉ）：呼吸流量波形の吸息部分の持続時間。

【0195】

[311]（呼息）時間（Ｔｅ）：呼吸流量波形の呼息部分の持続時間。
[312]全時間(Ｔｔｏｔ)：１つの呼吸流量波形の吸息部分の開始と続く呼吸流量波形の
吸息部分の開始との間の全持続時間。

【0196】

[313]典型的な最近の換気：いくつかの所定のタイムスケールにわたる最近の値がクラ
スタになる傾向を有する換気量の値、つまり、換気量の最近の値の中心傾向の尺度。
[314]上気道閉塞（ＵＡＯ）：部分上気道閉塞と全上気道閉塞の両方を含む。これは、
流量制限の状態に関連するものとしてよく、流量レベルがわずかにしか増大しないか、または上気道にかかる圧力差が増大するときに減少することすらあり得る（スターリングレジスタの挙動）。

【0197】

[315]換気量（Ｖｅｎｔ）：単位時間当たりの、吸気流と呼気流の両方を含む、患者の
呼吸器系によって交換されるガスの総量の尺度。１分当たりの体積として表される場合、この量は、「分時換気量」と称されることが多い。分時換気量は、ときには、単純に体積として与えられ、１分当たりの体積と理解される。
４．８．４ デバイスパラメータ
[316]流量：単位時間当たりの送達される空気の瞬間体積（または質量）。流量および
換気量は、単位時間当たりの体積または質量と同じ次元を有するが、流量は、かなり短い期間にわたって測定される。流量は、患者の呼吸周期の吸息部分については公称的に正であり、したがって、患者の呼吸周期の呼息部分については負である。いくつかの場合において、流量への参照は、スカラー量、つまり、大きさのみを持つ量への参照となる。他の場合には、流量への参照は、ベクトル量、つまり、大きさと方向の両方を持つ量への参照となる。流量には、記号Ｑが与えられる。全流量Ｑｔは、デバイスを出る空気の流量である。排出流量Ｑｖは、吐出されたガスの洗い流しを可能にする排出口を出る空気の流量である。
漏れ流量Ｑｌは、患者インターフェースシステムからの意図しない漏れの流量である。呼吸流量Ｑｒは、患者の呼吸器系内に受け入れられる空気の流量である。

【0198】

[317]漏れ：好ましくは、漏れという語は、周囲への空気の流れであると解釈される。
漏れは意図的なものであってよく、例えば、吐出されたＣＯ_２の洗い流しを可能にする。漏れは、意図的でない場合があり、例えば、マスクと患者の顔との間の封止が不完全である結果生じ得る。

【0199】

[318]圧力：単位面積当たりの力。圧力は、ｃｍＨ_２Ｏ、ｇ−ｆ／ｃｍ^２、ヘクトパス
カルを含む、さまざまな単位で測定され得る。１ｃｍＨ_２Ｏは、１ｇ−ｆ／ｃｍ^２に等しく、約０．９８ヘクトパスカルである。本明細書では、断りのない限り、圧力は、ｃｍＨ_２Ｏの単位で与えられる。ＯＳＡの鼻ＣＰＡＰ治療では、治療圧力への参照は、約４〜２０ｃｍＨ_２Ｏ、または約４〜３０ｃｍＨ_２Ｏの範囲内の圧力への参照である。患者インターフェース内の圧力は、記号Ｐｍで与えられる。

【0200】

[319]音響パワー：音波が伝える単位時間当たりのエネルギー。音響パワーは、音圧の
平方に波面の面積を掛けた値に比例する。音響パワーは、通常、デシベルＳＷＬ、すなわち、基準パワーに関するデシベルで与えられ、これは通常は１０^−１２ワットとしてみなされる。

【0201】

[320]音圧：音波が媒質中を進行する結果として生じる、与えられた時点における周囲
圧力からの局所的偏差。音響パワーは、通常、デシベルＳＰＬ、すなわち、基準パワーに関するデシベルで与えられ、これは通常は２０×１０^−６パスカル（Ｐａ）としてみなされ、これは人間の聴力の閾値と考えられる。
４．８．５ 換気装置に対する用語
[321]適応型サーボ換気装置：固定された目標換気量ではなく、変更可能な換気量を有
する換気装置。変更可能な目標換気量は、患者の何らかの特性、例えば、患者の呼吸特性から学習することができる。

【0202】

[322]バックアップ率：もし他の何らかの方法でトリガーされない場合に換気装置が患
者に送達する最小呼吸数（典型的には１分当たりの呼吸回数の）を確立する換気装置のパラメータ。

【0203】

[323]サイクル動作：換気装置の吸息相の終了は、呼息の開始を示す呼気トリガーとも
称され得る。換気装置が自発呼吸患者に息を吹き込むときに、呼吸周期の吸息部分の終わりに、換気装置は、サイクル動作して息の吹き込みを停止すると言われる。

【0204】

[324]ＥＰＡＰ（またはＥＥＰ）：呼気気道陽圧（ＥＰＡＰ）は、呼息時に患者に送達
される圧力または基本圧力であり、これに息の中で変化する圧力が加えられ、呼息時に換気装置が達成しようとする所望のマスク圧力を発生する。

【0205】

[325]ＩＰＡＰ：呼吸の吸息部分において換気装置が達成しようとする望ましいマスク
圧力。
[326]圧力支持：換気装置呼息時を超える換気装置吸息時の圧力の増大を示す数であり
、一般に、吸息時の最大値と呼息時の最小値との圧力の差（例えば、ＰＳ＝ＩＰＡＰ−ＥＰＡＰ）を意味する。文脈によっては、圧力支持は、換気装置が実際に達成するものではなく、換気装置が達成することを目指す差を意味する。

【0206】

[327]サーボ換気装置：患者換気量を測定し、目標換気量を有し、患者換気量を目標換
気量に向かわせるように圧力支持のレベルを調節する換気装置。
[328]自発／時限（Ｓ／Ｔ）−自発呼吸患者の呼吸の開始を検出することを試みる換気
装置または他のデバイスのモード。ただし、デバイスが所定の期間内に呼吸を検出できない場合、デバイスは、息の吹き込みを自動的に開始する。

【0207】

[329]スイング：圧力支持の等価語。
[330]トリガーされる：換気装置が自発呼吸患者に空気を１息分吹き込むときに、これ
は患者の努力による呼吸周期の吸息部分の開始時にそうするようにトリガーされると言われる。

【0208】

[331]換気装置：呼吸の仕事の一部または全部を実行するために患者に圧力支持を行う
機械的デバイス。
４．８．６ 呼吸器系の解剖学的構造
[332]横隔膜：胸郭の底部に広がる筋層。横隔膜は、心臓、肺、および肋骨を含む胸腔
を腹腔から分離する。横隔膜が収縮すると、胸腔の容積が増大し、空気が肺の中に引き込まれる。

【0209】

[333]喉頭：喉頭、すなわち発生器は、真声帯を収納し、咽頭（下咽頭）の下部を気管
に連結する。
[334]肺：人間の呼吸器。肺の伝導帯は、気管、気管支、細気管支、および終末細気管
支を含む。呼吸域は、呼吸細気管支、肺胞管、および肺胞を含む。

【0210】

[335]鼻腔：鼻腔（または鼻窩）は、顔の中央にある鼻の上および後ろの空気で満たさ
れた広い空間である。鼻腔は、鼻中隔と呼ばれる垂直のフィンによって２つに分けられる。鼻腔の側部に、鼻甲介（ｎａｓａｌ ｃｏｎｃｈａｅ、単数形は「ｃｏｎｃｈａ」）または鼻甲骨と呼ばれる３つの水平伸出物がある。鼻腔の前に鼻があり、背後部は後鼻孔を介して鼻咽頭に入って一体になる。

【0211】

[336]咽頭：鼻腔の直下（下）に位置し、食道および喉頭の上にある喉の一部。咽頭は
、慣習的に、鼻咽頭(上咽頭)(咽頭の鼻部)、咽頭口腔部(中咽頭)(咽頭の口部)、咽喉頭(
下咽頭)の３つのセクションに分けられる。
４．８．７ 患者インターフェースの態様
[337]窒息防止弁（ＡＡＶ）：フェールセーフ方式で大気中に開放することによって患
者による過剰なＣＯ_２再呼吸を低減するマスクシステムのコンポーネントまたはサブアセンブリ。

【0212】

[338]ヘッドギア：ヘッドギアは、頭部に使用するように設計されている位置決めおよ
び安定化構造物の一形態を意味すると解釈される。好ましくは、ヘッドギアは、呼吸治療を行うため患者の顔の適所に患者インターフェースを配置し保持するように構成された１つまたは複数の突っ張り部、締結部、および補強材の集合体を備える。いくつかの締結部は、発泡体および布の積層複合材などの軟質の、柔軟性、弾性を有する材料から形成される。

【0213】

[339]プレナムチャンバー：マスクプレナムチャンバーは、空間の容積部を囲む壁を有
する患者インターフェースの一部を意味すると解釈され、容積部は使用時に大気圧以上に加圧された空気を有する。外殻は、マスクプレナムチャンバーの壁の一部を形成し得る。一形態において、患者の顔の一領域がプレナムチャンバーの壁の１つを形成する。

【0214】

[340]シール：名詞形（「シール」）は、２つの表面の接触を通じて空気の流れに意図
的に抵抗する構造物または障壁を意味すると解釈される。動詞形（「封止する」）は、空気の流れに抵抗することを意味すると解釈される。

【0215】

[341]スイベル：（名詞）共通軸の周りで、好ましくは独立して、好ましくは低トルク
の下で回転するように構成されたコンポーネントのサブアセンブリ。一形態において、スイベルは、少なくとも３６０度の角度まで回転するように製作され得る。別の形態では、スイベルは、３６０度未満の角度まで回転するように製作され得る。空気送達導管の文脈で使用される場合、コンポーネントのサブアセンブリは、好ましくは、一致する一対の円筒形導管を備える。好ましくは、使用時にスイベルから漏れる空気の流れがほとんどないか、または全くない。

【0216】

[342]排出口：（名詞）マスクの下部から、または導管から周囲空気への空気の意図的
な制御された割合の漏れを許容する構造物であり、吐出された二酸化炭素（ＣＯ_２）および酸素供給（Ｏ_２）の洗い流しを可能にする。
４．９ 他の備考
[343]本特許明細書の開示の一部は、著作権保護の対象となる資料を含む。著作権所有
者は、特許商標庁特許ファイルまたは記録に記載されているとおりであれば誰が行おうと特許文書または特許開示の複製に対し異存はないが、そうでない場合には何であれすべての著作権を留保する。

【0217】

[344]文脈上他の意味を示す場合を除き、値の範囲が与えられた場合、その範囲および
その規定されている範囲内の他の規定されている、または間に入る値の上限と下限との間の、下限の１／１０までの、それぞれの間に入る値は、本発明に包含されることは理解される。これらの間に入る範囲の上限および下限は、間に入る範囲に独立して含まれることもあり得るが、規定されている範囲内の特に除外されている限界を条件として、本発明の技術の範囲内にも含まれる。規定されている範囲が、これらの限界の一方または両方を含む場合、それらの含まれる限界のいずれかまたは両方を除外する範囲も、本発明の技術に含まれる。

【0218】

[345]さらに、１つまたは複数の値が技術の一部として実装されていると本明細書にお
いて記載されている場合、そのような値は、断りのない限り、近似的であり、そのような
値は、実用的な技術的実装がそれを許すか、または必要とする範囲で適当な有効桁まで使用され得ることは理解される。

【0219】

[346]断りのない限り、本明細書で使用されるすべての技術および科学用語は、この技
術が属している技術分野の当業者に通常理解される意味と同じ意味を有する。本明細書で説明されているものと類似のまたは同等の多数の方法および材料はどれも、本発明の技術を実施または試験する際にも使用することができるけれども、本明細書では、限られた数の例示的な方法および材料が説明されている。

【0220】

[347]特定の材料が、コンポーネントを製作するために使用されるのが好ましいものと
して明記されている場合、類似の特性を持つ明白な代替的材料も、代用物として使用され得る。さらに、反対のことが指定されていない限り、本明細書で説明されているあらゆるコンポーネントは、製造することができると理解され、そのようなものとして、まとめて、または別々に製造され得る。

【0221】

[348]本明細書および付属の請求項で使用されているように、単数形（原文において「
ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」の冠詞）は、文脈上明らかに他の方法を示していない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。

【0222】

[349]本明細書で言及されているすべての刊行物は、それらの刊行物の主題である方法
および／または材料を開示し、説明するために参照によって組み込まれる。本明細書で説明されている刊行物は、本出願の出願日以前に開示のために単独で提供されている。本明細書にいかなることが記載されていようと、本発明の技術が従来の発明を理由にそのような刊行物に先行する資格を有しないことを認めたものとして解釈されるべきでない。さらに、与えられている刊行日は、実際の刊行日と異なることがあり、独立して確認される必要がある場合がある。

【0223】

[350]さらに、本開示を解釈する際に、すべての用語は、文脈と一致する最も広い範囲
の妥当な方法で解釈されるべきである。特に、「含む」および「備える」という言い回しは、非排他的な様式で要素、コンポーネント、またはステップを参照し、参照されている要素、コンポーネント、またはステップが存在するか、または利用されるか、または明示的に参照されていない他の要素、コンポーネント、またはステップと組み合わせることができることを示す、ものとして解釈されるべきである。

【0224】

[351]詳細な説明で使用されている見出しは、読者による参照の便宜のためにのみ含ま
れており、本開示または請求項全体を通して記載されている発明対象を制限するために使用されるべきでない。見出しは、請求項の範囲または請求制限を解釈する際に使用されるべきでない。

【0225】

[352]本明細書の技術は、特定の実施形態を参照しつつ説明されているけれども、これ
らの実施形態は、技術の原理および応用を単に示すだけであることは理解されるであろう。いくつかの場合において、用語および記号は、技術を実施するために必要でない特定の詳細を意味し得る。例えば、「第１の」および「第２の」という言い回しは、断りのない限り、順を示すことは意図されていないが、明確に異なる要素を区別するために利用され得る。さらに、方法におけるプロセスステップは、ある順序で説明されるか、または例示され得るけれども、そのような順序は必須ではない。当業者であれば、そのような順序は、修正され得ること、および／またはその態様は、同時に、またはさらには同期して実施され得ることを理解するであろう。

【0226】

[353]したがって、例示的な実施形態に対して多数の修正がなされ得ること、また他の
配置構成が技術の精神および範囲から逸脱することなく考案され得ることは理解されるであろう。
５ 態様
以下に、本発明の追加および／または代替的態様を列挙する。
１．呼吸器疾患を治療するための装置であって、
ハウジングと、
ユーザーインターフェースディスプレイと、
加圧ガスの供給を行うための圧力供給源と、
圧力供給源を制御するように構成されているコントローラと、
電源の電気的接続部を受け入れて、装置に電力供給を行うように構成されている電源接続部と、
電源接続部に電気的に直列接続されている複数の外部電池とを備える装置。

【0227】

２．コントローラは、複数の外部電池の接続を検出し、装置への電力供給を制御するように構成される態様１に記載の装置。
３．使用時、複数の外部電池のうち、装置に電力供給を行うために使用されている外部電池は、電力供給外部電池であり、複数の外部電池の各々は、順次、電源として使用され、電源接続部に最も近い外部電池が電源として使用される最後の外部電池である、態様１から２のいずれか一つに記載の装置。

【0228】

４．複数の外部電池の各々の外部電池は、電気ケーブルを使用して隣接する外部電池に接続される態様１から３のいずれか一つに記載の装置。
５．ハウジング内に受け入れられるように構成された内部電池をさらに備え、使用時に、内部電池は、外部電池からのすべての電力が使い果たされた後に電源として使用される態様１から４のいずれか一つに記載の装置。

【0229】

６．交流（ＡＣ）電力供給装置が、複数の外部電池に直列接続可能であり、使用時に、ＡＣ電力供給装置が接続されると、ＡＣ電力供給装置が電源として使用される態様１から５のいずれか一つに記載の装置。

【0230】

７．直流（ＤＣ）電力供給装置が、複数の外部電池に直列接続可能であり、使用時に、ＤＣ電力供給装置が接続されると、ＤＣ電力供給装置が電源として使用される態様１から５のいずれか一つに記載の装置。

【0231】

８．コントローラからの電力容量要求を受け取ると、複数の外部電池の各々は、それ自体の残存容量の推定値を決定することができる態様１から７のいずれか一つに記載の装置。

【0232】

９．複数の外部電池の各々の残存容量は、全外部電池残存動作時間の推定値を決定するために使用される態様８に記載の装置。
１０．全外部電池残存動作時間は、各外部電池の残存容量および電力供給外部電池の残存動作時間の関数として決定される態様９に記載の装置。

【0233】

１１．複数の外部電池は、上流側外部電池および下流側外部電池を含み、下流側外部電池は、電源接続部に電気的に接続され、上流側外部電池は、下流側外部電池に電気的に直列接続される態様８から１０のいずれか一つに記載の装置。

【0234】

１２．下流側外部電池は、電気ケーブルを使用して電源接続部に接続される態様１１に記載の装置。
１３．１つまたは複数のさらなる外部電池が、下流側外部電池と上流側外部電池との間
に電気的に接続される態様１０または態様１１に記載の装置。

【0235】

１４．上流側外部電池は、上流側外部電池の残存容量の決定された推定値を下流側外部電池に送信するように構成される態様１１から１３のいずれか一つに記載の装置。
１５．１つまたは複数のさらなる外部電池の各々は、外部電池の残存容量の決定された推定値を直列に下流側外部電池に送信するように構成される態様１４に記載の装置。

【0236】

１６．下流側外部電池は、電気的に直列接続されている外部電池のすべてから全外部電池残存容量を決定するように構成される態様１４または１５に記載の装置。
１７．下流側外部電池は、電気的に直列接続されている外部電池のすべてから全外部電池残存動作時間を電力供給外部電池の残存動作時間の関数として決定するように構成される態様１４から１６のいずれか一つに記載の装置。

【0237】

１８．コントローラから残存容量要求を受け取ると、内部電池は、内部電池の残存容量の推定値を決定することができる、態様５、および態様５に従属する場合の態様６から１７のいずれか一つに記載の装置。

【0238】

１９．内部電池の残存容量は、内部電池残存動作時間の推定値を決定するために使用される態様１８に記載の装置。
２０．内部電池残存動作時間は、内部電池が装置を動作させる電力を供給するために使用されているときには内部電池の残存動作時間の関数として決定され、複数の外部電池のうちの１つが装置を動作させるために使用されているときには電力供給外部電池の残存動作時間の関数として決定される態様１９に記載の装置。

【0239】

２１．コントローラは、複数の外部電池および内部電池の全電池残存容量の推定値を計算するように構成される、態様８から１７のいずれか一つに従属している場合の態様１８から２０のいずれか一つに記載の装置。

【0240】

２２．コントローラは、複数の外部電池および内部電池の全電池残存動作時間の推定値を計算するように構成される、態様８から１７のいずれか一つに従属する場合の態様１８から２１のいずれか一つに記載の装置。

【0241】

２３．ユーザーインターフェースディスプレイは、全電池残存容量の推定値および／または全電池残存動作時間の推定値を表示するように構成される態様２１または２２に記載の装置。

【0242】

２４．装置は、換気装置である態様１から２３のいずれか一つに記載の装置。
２５．呼吸器デバイスに電気的に接続された２つ以上の電池電源から利用可能な全電池容量の推定値を決定する方法であって、呼吸デバイスは
第１の電池容量を提供するために第１の電池電源から利用可能な容量の推定値を要求し、
第２の電池容量を提供するために第２の電池電源から利用可能な容量の推定値を要求し、
利用可能な全電池容量の推定値を決定するように第１の電池容量と第２の電池容量とを組み合わせる方法を実行するように構成されたコントローラを備える方法。

【0243】

２６．利用可能な全電池容量は、第１の電池電源および第２の電池電源からの全充電状態の推定値である態様２５に記載の方法。
２７．第１の電池電源は、呼吸デバイスに電気的に接続されている少なくとも１つの外部電池であり、第２の電池電源は、呼吸デバイス内に配置されている内部電池である態様
２５または２６に記載の方法。

【0244】

２８．第１の電池電源は、直列接続された複数の外部電池を備え、複数の外部電池の各々は電気ケーブルを複数の外部電池間に受け入れるように構成されている入力ポートおよび出力ポートを備える態様２７に記載の方法。

【0245】

２９．複数の外部電池は、下流側外部電池を含み、下流側外部電池の出力ポートは、電気ケーブルを介して呼吸デバイスに電気的に結合され、下流側外部電池の入力ポートは、電気ケーブルを介して複数の外部電池のうちの第２の外部電池の出力ポートに電気的に結合される態様２８に記載の方法。

【0246】

３０．複数の外部電池の各々は、複数の外部電池のうちの１つの外部電池の入力ポートと、隣接する外部電池の出力ポートと、の間に接続された電気ケーブルを介して隣接する外部電池に電気的に結合される態様２９に記載の方法。

【0247】

３１．各外部電池は、利用可能な容量の推定値を与え、利用可能な容量を電気ケーブルを介して直列に下流側外部電池に送信する態様３０に記載の方法。
３２．第１の電池電源が、呼吸デバイスに電力を供給するために使用されている電池である場合、全残存動作時間は、第１の電池の残存動作時間および利用可能な全電池容量の関数として計算される態様２５から３１のいずれか一つに記載の方法。

【0248】

３３．呼吸デバイスのユーザーインターフェースディスプレイ上に利用可能な全電池容量を表示することをさらに含む態様２５から３２のいずれか一つに記載の方法。
３４．連続サイクルで呼吸している患者に呼吸可能ガスを供給するための呼吸デバイスであって、それぞれのサイクルは吸息期と呼息期とを含み、呼吸デバイスは、
吸息期に供給される吸気圧力に達するように加速し、呼息期に供給される呼気圧力に達するように減速するように構成されたモーターを備える送風機と、
送風機のモーターを動作させる電力供給を行うように構成された第１の電源と、
モーターが減速するときにモーターによって発生するエネルギーを貯蔵するように構成されたエネルギー貯蔵ユニットとを備え、
エネルギー貯蔵ユニット内に存在する電圧が第１の閾値を超えたときに、第１の電源からモーターへの電力供給はオフにされ、モーターはエネルギー貯蔵ユニット内のエネルギーによって通電され、エネルギー貯蔵ユニット内の電圧が第２の閾値を下回ったときに、第１の電源からモーターへの電力供給はオンにされる呼吸デバイス。

【0249】

３５．エネルギー貯蔵ユニットは、少なくとも１つのキャパシタまたはスーパーキャパシタを備える態様３４に記載の呼吸デバイス。
３６．エネルギー貯蔵ユニットの電圧を監視し、第１の電源からのモーターへの電力供給をオン、オフするレギュレータスイッチをさらに備える態様３４または３５に記載の呼吸デバイス。

【符号の説明】

【0250】

１０００ 患者
３０００ 患者インターフェース
３１００ シール形成構造物
３２００ プレナムチャンバー
３３００ 位置決めおよび安定化構造物
３４００ 排出口
３５００ 減結合構造物
３６００ 接続ポート
３７００ 前額部支持体
４０００ デバイスまたは換気装置
４０１２ ハウジング
４０１４ 呼息空気吸込ポート
４０１６ 吸息吐出ポート
４０１８ ハンドル
４０２０ 上側ハウジングケース
４０２１ シャシー
４０２２ 下側ハウジングケース
４０２４ ユーザーインターフェースディスプレイデバイス
４０２６ アラームインジケータライトバー
４０２８ ボタン
４０３１ 呼息部分
４０３３ 吸息部分
４０３４ 吸込口フィルター
４０３５ 空気流
４０３６ 吸込口フィルターアセンブリ
４０３８ 吸込口シール
４０３９ 吸込口マフラー
４０４０ 主シール
４０４３ 酸素供給経路
４０４４ グリル
４０４４−Ｉ 入力グリル
４０４４−Ｏ 加熱空気出力グリル
４０４５ 酸素流
４０４６ 酸素接続部
４０４７ データ接続部
４０４８ 取り外し可能呼気カバー
４０４９ 電気コネクタ
４０５０ 留め金
４０５０Ｒ 留め金外しボタン
４０５１ スイッチ
４０５２ 取り外し可能電池カバー
４０５３ グリップ足
４０５４ 酸素センサーカバー
４０５６ 空気圧ブロックモジュール
４０６４ 酸素センサー
４０６８ 冷却ファン
４０８４ 吐出口マフラー
４０８５ 安全弁
４０８６ ＰＣＢ
４１０４ 主送風機
４１０５ モーター駆動装置
４１０８ 渦巻きアセンブリ
４１１０ エアフィルター
４１１４ 吸込口逆止め弁アセンブリ
４１１６ 電磁弁
４１２０ 流量制御電磁弁
４１２４ 呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ）送風機
４１２８ 圧力センサー
４１３０ 流量センサー
４１３２ 流量検出器
４１３６ ＰＥＥＰ電磁弁
４１４０ 制御可能供給源圧力デバイス
４１４２ ＰＥＥＰ圧力センサー
４１４４ 酸素吸込ポート
４１６０ アンチスピルバック弁
４１７０ 空気回路
４１７２ 加熱空気送達導管
４１７４ 加熱コイル
４１７６ センサー
４１８０ 酸素送達
４２００ 電気コンポーネント
４２１０ 電力供給装置
４２２０ 入力デバイス
４２３０ 中央コントローラ
４２３２ クロック
４２４０ 空気圧コントローラ
４２４５ 治療用デバイス
４２５０ 保護回路
４２６０ メモリ
４２７０ トランスデューサまたはセンサー
４２７２ 流量トランスデューサ
４２７４ 圧力トランスデューサ
４２７６ モーター速度信号
４２８０ データ通信インターフェース
４２８２ リモート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 リモート外部デバイス
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
４２９２ ブザー
４２９４ ディスプレイ
４２９６ ブザー
４２９８ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
４３００ アルゴリズムモジュールのセット
４３１０ 前処理トランスデューサ信号モジュール
４３１２ 圧力補償
４３１４ 排出流量計算アルゴリズム
４３１６ 漏れ流量アルゴリズム
４３１８ 呼吸流量アルゴリズム
４３１９ ジャミング検出
４３２０ 治療エンジンモジュール
４３２１ 期相決定アルゴリズム
４３２２ 波形決定アルゴリズム
４３２３ 換気量決定アルゴリズム
４３２４ 吸気流量制限判定アルゴリズム
４３２５ 無呼吸および呼吸低下判定、いびきアルゴリズム
４３２６ いびきアルゴリズム
４３２７ 気道開存性アルゴリズム
４３３０ 圧力制御モジュール
４３４０ 故障状態モジュール
４４０４ａ ブラシレスＤＣモーター
４４１０、４４２０ 外部電池
４４３０ ＡＣ電力供給ユニット（ＰＳＵ）
４４３２ 交流（ＡＣ）電源コード
４４３４ ＡＣ電源、ＡＣ主電力供給装置
４４１０、４４２０ 外部電池
４４５０ 取り外し可能内部電池
４４６０ ＤＣ主電力供給装置
４４６２ ＤＣケーブルまたは電源コード
４５１０ エネルギー貯蔵ユニット
４５２０ ダイオード
４５３０ 電圧ブーストレギュレータ
４５４０ 外部入力供給装置
４６１０ ハードウェアアラームコントローラ
４６１０ オーディオ一時停止ボタン
４６２０ メインボードプロセッサ
４６２２ ウォッチドッグ信号
４６３０ 空気圧ブロックプロセッサ
４６３２ 空気圧ブロック安全回路
４６３４ 空気圧ブロックウォッチドッグ信号
４６４０ 酸素弁駆動部
４６５０ リモートコントロール
４６６０ リモートアラーム
４６７０ 信号
５０００ 加湿器
５１１０ 水槽
５１２０ 加熱プレート
５１３０ 温度センサー
５１４０ 水
５１６０ センサー
５５２０ 加湿器コントローラ

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図4e】

【図4f】

【図4g】

【図4h】

【図4i】

【図4j】

【図4k】

【図4l】

【図4m】

【図4n】

【図4o】

【図4p】

【図5a】

【図6a】