JP5989340B2 - 脈動薬物伝達プロトコル及び方法 - Google Patents
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
本発明は、一般に、脈動吸入器に関し、さらに、呼吸器疾患の治療方法に関する。
ぜんそく及びＣＯＰＤ（慢性閉塞性肺疾患）は、一生涯の治療を要する慢性疾患であり、４４００万人の米国人に影響を及ぼしている。頼みの綱の治療は吸入器による治療法である。吸入器を介した薬物の伝達は、有効性を低減し患者の服薬順守性を低下させる可能性があるため問題を有している。従って、吸入器を介する薬物の伝達及び陽圧の肺換気を改善するための持続的な探求がなされている。
現在の吸入器の問題点は、これらが薬物を有効な肺ではなく、口腔内に堆積させることにある。また、薬物の伝達を呼気周期に連動させることが困難なことにある。これらの問題点から、正確な用量の薬物を伝達できず、治療が多くの副作用の原因となる。さらに、現在の吸入器技術は、患者の薬を肺に吸い込む能力に基づいた受動的な技術である。患者へのこれら作用は、唯一かつ完全に、薬物に依存しているため、上述した欠点はユーザに深刻な問題を与える。
陽圧換気装置は、患者の肺機能に重大な変化を与えずに、患者の呼吸支援を提供することを重視すべきである。さらに、この装置は、治療が完了した後に、患者の健康状態に長期にわたって影響を与えない。Ａｖｎｉの特許文献１は、一連の交番する高低圧領域を有する集束した流体柱を提供する流体発振器と、流体柱を介して、少なくとも１つの薬物を少ない一定量で放出するための薬ディスペンサと、集束した流体柱を患者の気道に向かわせるための少なくとも１つの出力口とを備えた脈動吸入器を開示している。少ない一定量の薬物は、患者の気道が穏やかにかつ連続的に振動している間に、患者の肺に伝達される。認識されるように、一連の空気パルスを口腔を介して患者の気管に印加することは治療的に有効である。
しかしながら、特許文献１は、治療する疾患において又は薬物の取り込みのために有効な最適パラメータを備えたプロトコルを開示していない。
肺及び呼吸疾患の治療に有効である、種々の繰返し周波数及びパルス振幅を有する個々の波列を生成し伝達する手段及び方法を提供することは、長年の要求及び満たされていない要求をかなえるであろう。
同様に、薬物の取り込みを増加させる、種々の繰返し周波数及びパルス振幅を有する個々の波列を生成し伝達する手段及び方法を提供することは、長年の要求及び満たされていない要求をかなえるであろう。
本発明によれば、表１〜表３のプロトコルに従った所定の周波数で、流体圧パルス（ＦＰＰ）を患者の口腔に印加するための空気供給装置（ＡＤＤ）が提供される。表１〜表３は、本発明において開示される典型的なプロトコルを要約している。
本発明の他の態様によれば、ａ）空気を第１の開口部（入力口）を介して圧力チャンバ内へ送り込む送風機と、ｂ）第１の開口部及び圧力チャンバの第２の開口部（出力口）間に位置しており、圧力チャンバと流体連通して設けられた空気流の閉塞手段（ＡＯＭ）と、ｃ）第２の開口部（出力口）に流体連通している、患者のマウスピースと、ｄ）動作中は、あらかじめ定められたプロトコルに従ってＦＰＰを患者の口腔に印加するべく、所定の周波数及び圧力で空気流を遮断し放出するように構成された、ＡＯＭの制御手段とを備えているＡＤＤが提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、圧力チャンバが、患者の口腔に振動変調されたＦＰＰを供給するべく、圧力チャンバ内のガス状流体を所定の周波数で振動させるように構成されているガス状流体振動手段（ＧＦＶＭ）をさらに備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、ＦＰＰの圧力が、周囲のガス状流体の圧力より大きいＡＤＤが提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、ＦＰＰの圧力が、周囲のガス状流体の圧力より小さいＡＤＤが提供される。
本発明のまたさらに他の態様によれば、肺疾患の治療に有効なＡＤＤが提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、肺疾患が、ぜんそく、ＣＯＰＤ及びＣＦからなる群から選択されるＡＤＤが提供される。
本発明のまたさらに他の態様によれば、プロトコルが、ぜんそくプロトコル、ＣＯＰＤプロトコル及びＣＦプロトコルを含む群から選択される。
本発明のさらに他の態様によれば、ガス状流体が、空気、酸素、窒素、亜酸化窒素、二酸化炭素、希ガス、薬剤増量流体、麻酔薬増量流体、粒子（例えば、食塩結晶）、微粒子、ナノ粒子、増量剤、流動物質、氷晶リポソーム、小胞、粘着付与剤、増粘剤、粘液の粘性減少剤、粘液の粘性増加剤、あらゆる植物又は微生物源からの微粒子、遺伝子組替えＤＮＡ、遺伝子組替えＤＮＡを含む生物学的ベクター、抗体、タンパク質、ペプチド、酵素、ホルモン類、因子、共同因子、炭水化物、糖タンパク質、リポタンパク質、及び不水溶性剤からなる薬剤許容物質の群から選択される１つであるか又は２つ若しくはそれ以上の流体の混合物である。
本発明のまたさらに他の態様によれば、ＡＤＤがガス加熱又は冷却手段を備えている。
本発明のさらに他の態様によれば、ＡＤＤがガス加湿又は除湿手段を備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、ＡＤＤが薬用溶液を含むガスを加湿する手段を備えている。
本発明のさらに他の態様によれば、ＡＤＤがガス流を集束させる手段、特にベンチュリ型集束器及び流体流促進器を備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、ＡＤＤが乱流誘発手段、バッファ手段及び層流誘発手段からなる群から選択される空気流制御手段を備えている。
本発明のさらに他の態様によれば、ＡＤＤが喉頭鏡又は鼻カニューレを介してＦＰＰを肺又は気管支へ直接的に供給する手段を備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、ＡＤＤが呼吸パラメータの測定手段及び分析手段を備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、呼吸パラメータが、強制肺活量、１秒間の強制呼気量、最大呼気流量、強制呼気流量の２５〜７５％又は２５〜５０％、強制吸気流量の２５〜７５％又は２５〜５０％、強制呼気時間、ゆっくり排気測定した肺活量、１回換気量、及び最大換気量からなる群から選択される。
本発明のさらに他の態様によれば、ＡＤＤが呼吸パラメータの変化を分析し、適用された治療プロトコルを最適化するように構成されている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、測定手段が、患者の気道内の検出空気流に対応する電気信号を生成するように構成されている少なくとも１つのセンサを備えている。
本発明のさらに他の態様によれば、センサが、音響波を検出し、対応する電気信号を分析手段に送信するように構成されている少なくとも１つのトランスデューサである。
本発明のまたさらに他の態様によれば、分析手段が、検出した呼吸パラメータに従って治療プロトコルを変化させるように構成されている。
本発明のさらに他の態様によれば、ＡＤＤがＦＰＰの特性を測定する手段と、あらかじめ定めたプロトコルに従ってその特性を調整する手段とをさらに備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、特性がＦＰＰの周波数及び圧力振幅からなる群から選択される。
本発明のさらに他の態様によれば、調整手段が自動で制御される。
本発明のまたさらに他の態様によれば、調整手段が手動で制御される。
本発明のさらに他の態様によれば、圧力チャンバには、外部の圧縮空気源から圧縮空気が供給される。
本発明のまたさらに他の態様によれば、ＡＤＤが持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）治療に適合している。
本発明のさらに他の態様によれば、ＡＤＤがＣＰＡＰ装置と統合されている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、ＡＤＤがＣＰＡＰ装置に組み込まれている。
本発明のさらに他の態様によれば、ＡＤＤが呼吸パイプに組み込まれている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、ＡＤＤがマウスピースに組み込まれている。
本発明のさらに他の態様によれば、ＡＤＤが吸気及び呼気の間、ＦＰＰを供給するように構成されている。
本発明によれば、（ａ）表１〜表３に定義したプロトコルに従った所定の周波数でＦＰＰを印加するように構成されたＡＤＤを得るステップと、（ｂ）ＦＰＰを患者の口腔に印加するステップとを備えた、患者を治療する方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、（ａ）空気を第１の開口部（入力口）を介して圧力チャンバ内へ送り込む送風機と、第１の開口部及び圧力チャンバの第２の開口部（出力口）間に位置しており、圧力チャンバと流体連通して設けられた空気流の閉塞手段（ＡＯＭ）と、第２の開口部（出力口）に流体連通している、患者のマウスピースと、動作中は、あらかじめ定められたプロトコルに従って前記ＦＰＰを患者の口腔に印加するべく、所定の周波数及び圧力で前記空気流を遮断し放出するように構成された、ＡＯＭの制御手段とを備えているＡＤＤを得るステップと、（ｂ）マウスピースを患者の空気腔に係合させるステップと、（ｃ）制御手段を含むあらかじめ定められたプロトコルを選択するステップと、（ｄ）ＦＰＰがあらかじめ定められたプロトコルに従って患者の口腔に投与されるように、プロトコルを動作させるステップとを備えている方法が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、この方法は、（ａ）圧力チャンバ内の空気を所定の周波数で振動させるために該圧力チャンバに空気振動手段（ＡＶＭ）を提供するステップと、（ｂ）患者の口腔に振動するＦＰＰを供給すべく記ＡＶＭを動作させるステップとを備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、この方法は、周囲空気圧より高い圧力のＦＰＰを供給するステップをさらに備えている。
本発明のさらに他の態様によれば、この方法は、周囲空気圧より低い圧力のＦＰＰを供給するステップをさらに備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、この方法は、ぜんそく、ＣＯＰＤ及びＣＦからなる群から選択される健康状態を治療するに有用なＡＤＤを提供するステップをさらに備えている。
本発明のさらに他の態様によれば、この方法は、（ａ）あらかじめ定められたプロトコルに従って所定の周波数でＦＰＰを生成するステップと、（ｂ）このＦＰＰを患者の口腔に投与するステップとをさらに備えている。
本発明の主たる特徴は、（ａ）ぜんそくプロトコル、ＣＯＰＤプロトコル及びＣＦプロトコルを含む群からプロトコルを選択するステップと、（ｂ）このプロトコルを患者の口腔に投与するステップとをさらに含む方法を提供することにある。
本発明の主たる態様は、ＦＰＰの周波数特性を正確に測定する手段及び方法を提供することにある。本発明さらなる態様は、装置の動作を患者又は医師が調整でき、校正でき、又は減衰できるように、上述したデータを装置のマイクロプロセッサに伝え、データを処理する手段及び方法を提供することにある。同様に、ＦＰＰの圧力振幅を正確に測定する手段及び方法を提供することも、本発明の主たる態様である。
装置の動作を患者又は医師が調整でき、校正でき、又は減衰できるように、このデータを装置のマイクロプロセッサに伝え、データを処理する手段及び方法を提供することも本発明のさらなる態様である。ＦＰＰによる治療を改善するために、正又は負に圧力変化を制御する手段及び方法を提供することも本発明の主たる態様である。
装置の動作を患者又は医師が調整でき、校正でき、又は減衰できるように、このデータを装置のマイクロプロセッサに伝え、データを処理する手段及び方法を提供することも本発明のさらなる態様である。
ＦＰＰによる治療を改善するために、正又は負に空気流の方向を制御する手段及び方法を提供することも本発明の主たる態様である。装置の動作を患者又は医師が調整でき、校正でき、又は減衰できるように、このデータを装置のマイクロプロセッサに伝え、データを処理する手段及び方法を提供することも本発明のさらなる態様である。
空気流の方向は、全てが特定のプロトコルに従って、患者の呼気若しくは吸気と反対方向であるか同一方向であり得る。
空気流の方向は、全てが特定のプロトコルに従って、患者の呼気若しくは吸気と反対方向であるか同一方向であり得る。
本発明によれば、さらに、ＡＤＤによってＦＰＰを印加するプロトコルが提供される。このプロトコルは、（ａ）ＡＤＤを得ること、（ｂ）表１〜表３に従った所定の周波数、圧力及び間隔で、ＦＰＰを患者の口腔に印加することを含む。
本発明によれば、さらにまた、ＡＤＤを得ることを含み、このＡＤＤによってＦＰＰを印加するプロトコルが提供される。このＡＤＤは（ａ）空気を第１の開口部（入力口）を介して圧力チャンバ内へ送り込む送風機と、（ｂ）第１の開口部及び圧力チャンバの第２の開口部（出力口）間に位置しており、圧力チャンバと流体連通して設けられた空気流の閉塞手段（ＡＯＭ）と、（ｃ）第２の開口部（出力口）に流体連通している、患者のマウスピース又はフェイスマスクと、（ｄ）ＡＯＭを制御し、動作させ、表１〜表３に従った周波数、圧力及び間隔でＦＰＰを患者の口腔に印加する手段とを備えている。
本発明のさらに他の態様によれば、前述の方法は、あらかじめ定められたプロトコルに従って特性を調整するＦＰＰの特性を測定するステップをさらに備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、特性を測定するステップが、周波数測定及び圧力測定からなる群の少なくとも１つの要素を備えている。
本発明のまたさらに他の態様によれば、特性を調整するステップが、自動で実行される。
本発明のさらに他の態様によれば、特性を調整するステップが、手動で実行される。
本発明を理解し、本発明がどのように実施されるかを知るために、複数の実施形態が非限定的な実施形態として、以下に述べる添付の図面を参照して記載されている。
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ、１００ｇ、１００ｈ 空気供給装置
１０５ ハウジング
１１０ マウスピース
１１０ａ 呼吸マスク
１２０ 吸入／吐出弁
１３０ バッテリ
１３２、１３４ バッテリ電極
１５０、３３０ 薬剤容器
１６０ 送風機
１７０ モータ
１８０ チョーク
１９０ 圧力逃し弁
２２０ 呼吸ホース
２３０ キーパッド
２４０ ディスプレイ
２５０ 本体部
２６０ スイッチ
２７０ 薬剤１回分
２８０、２８０ａ チャンバ
２９０ 回転ディスク
２９５、３０５ 開口部
３００ 固定ディスク
３１０ 空気パルスの列
３４０ 一方向弁
３５０ 制御装置
３６０ａ 開放容器
３７０ 排出ノズル
４００ 偏心アクチュエータ
４１０ 膜
４３０ パーソナルコンピュータ
４４０ 通信線
４５０ 圧縮空気ライン
４６０ ＣＰＡＰ装置
４６５ 制御ボタン
４７０ａ 雄部
４７０ｂ 雌部
１０５ ハウジング
１１０ マウスピース
１１０ａ 呼吸マスク
１２０ 吸入／吐出弁
１３０ バッテリ
１３２、１３４ バッテリ電極
１５０、３３０ 薬剤容器
１６０ 送風機
１７０ モータ
１８０ チョーク
１９０ 圧力逃し弁
２２０ 呼吸ホース
２３０ キーパッド
２４０ ディスプレイ
２５０ 本体部
２６０ スイッチ
２７０ 薬剤１回分
２８０、２８０ａ チャンバ
２９０ 回転ディスク
２９５、３０５ 開口部
３００ 固定ディスク
３１０ 空気パルスの列
３４０ 一方向弁
３５０ 制御装置
３６０ａ 開放容器
３７０ 排出ノズル
４００ 偏心アクチュエータ
４１０ 膜
４３０ パーソナルコンピュータ
４４０ 通信線
４５０ 圧縮空気ライン
４６０ ＣＰＡＰ装置
４６５ 制御ボタン
４７０ａ 雄部
４７０ｂ 雌部
以下の記載は、本発明の全ての章と共に、いかなる当業者も本発明を利用できるようにすると共に、本発明を実行する発明者により考察された最良の形態を提供するものである。しかしながら、本発明の一般的な原理を空気伝達装置及びこの空気伝達装置を使用する方法を提供するために特に規定しているため、種々の変更態様が適用できることは当業者にとって明らかである。
以下、用語「ぜんそく」は、しばしば１つ又はそれ以上の誘因によって、気道が時々収縮して炎症を起こし過剰量の粘液で満たされる呼吸器系疾患を含む慢性状態を表す。これらの症状の発現は、例えば、アレルゲン、間接喫煙、冷気若しくは暖気、香水、ペットのふけ、湿り空気、運動若しくは激しい活動、又は情緒的ストレス等の環境刺激への暴露等により誘発されるかもしれない。児童において、最も一般的な誘因は、風邪の原因となるようなウイルス性疾患である。気道が狭くなると、喘鳴、息切れ、胸部緊張、及び咳嗽のごとき症状を引き起こす。気道の収縮は、気管支拡張薬に応答する。誘因の間では、多くの患者は、気分がよいが軽度の症状を有するかもしれず、長時間の運動の後は、非罹患者よりも息切れするかもしれない。軽度のものから命にかかわるものまでの範囲がある、ぜんそくの症状は、薬及び環境変化の組合せにより通常は制御可能である。
以下、用語「慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）」は、気道の狭窄を来す肺の疾患を表す。この疾患は、肺への及び肺からの空気の流れを制限し息切れを引き起こす。ぜんそくに比較して、空気流の制限は、あまり可逆的ではなく、通常、時間の経過と共に徐々に悪化する。ＣＯＰＤは、最も一般的には喫煙からの、有害粒子又はガスによって生じ、肺の異常な炎症反応を誘発する。より太い気道における炎症反応は、慢性気管支炎として知られており、人が一定間隔で痰を喀出するときに臨床的に診断される。肺胞において、炎症反応は、肺気腫として知られている、肺組織の破壊を引き起こす。ＣＯＰＤの自然経過は、そのほとんどが感染症又は大気汚染によって生じ、急性憎悪と呼ばれる症状の偶発的な急激の悪化として特徴づけられる。
以下、用語「嚢胞性線維症（ＣＦ）」又は「嚢胞性肺線維症」は、多臓器障害のために進行性の身体障害の原因となり、肺、肝臓、膵臓及び腸の外分泌（粘液）腺に作用する遺伝性疾患を表す。適格ではない免疫系の場合と同様に、厚い粘液の生成は、頻繁に肺感染症をもたらす。膵臓酵素の分泌減少は、成長不全、脂肪性下痢、及び脂溶性ビタミンの欠乏の主要な原因である。男性は、精管の先天的な相互欠如疾患により、生殖力がなくなり得る。ＣＦの症状は、多くの場合、幼年期及び小児期に現れる。胎便性イレウスは、ＣＦをもつ新生児に典型的に見られる。嚢胞性線維症であるかは、遺伝子のテストによって出生前に診断可能である。新生児のスクリーニングテストは、ますます一般的となりかつ効果的である（偽陽性が発生するかもしれず、小児は疾患状態であるかキャリア状態であるかを判別するために汗試験を行う必要があるが）。若干の偽陽性の発生する場合があるが、高い塩濃度が汗試験で見つかった場合、ＣＦとの診断を確認することができる。ＣＦに対する治療法はなく、嚢胞性線維症をもつ大部分の患者は若くして死ぬ（肺不全から多くは２０代及び３０代で）。しかしながら、多くの新たな治療法が連続的に導入されるにつれて、ＣＦをもつ人の平均寿命は、４０代又は５０代の年齢へと高くなっている。ＣＦが悪化すると、多くの場合、肺移植が必要となる。嚢胞性線維症は、最も一般的な寿命短縮の１つである、小児期発症遺伝性疾患である。米国においては、３，９００人の児童のうちの１人がＣＦをもって出生している。ヨーロッパ人及びアシュケナージ系ユダヤ人に最も多く見られるが、ヨーロッパ人子孫の２２人のうちの１人が、これらの人々に最も一般的な遺伝的疾患を招くＣＦの１つの遺伝子のキャリアである。アイルランドは、世界中でＣＦキャリアを有する率が最も高い（１９人に１人）。ＣＦは、嚢胞性線維性膜貫通調節因子（ＣＦＴＲ）と称される遺伝子の突然変異によって発症する。この遺伝子の生成物（副産物、product）は、汗、消化液及び粘液を生成する際に重要な塩化物イオンチャネルである。ＣＦではない大部分の人々はＣＦＴＲ遺伝子の２つの正常に機能するコピー（対立遺伝子）を有しているが、１つのみが嚢胞性線維症を予防するために必要である。いずれの対立遺伝子も役に立つＣＦＴＲタンパク質を生成できないときに、ＣＦは発現する。従って、ＣＦは、常染色体劣性疾患と考えられる。
以下、用語「肺活量測定」（呼吸測定を意味する）は、肺機能の測定、特に吸入及び吐出可能な空気の量（容積）及び／又は速度（流量）の測定である、最も一般的な肺機能検査（ＰＦＴ）を表す。肺活量測定は、例えば、ぜんそく、肺線維症、ＣＦ及びＣＯＰＤ等の健康状態を評価するべく呼吸気流図を作成するために使用する重要なツールである。肺活量測定試験は、いくつかの異なる形式で提供される肺活量計なる装置を使用して実行される。大部分の肺活量計は、以下のグラフを表示する、
（ａ）Ｘ軸に沿って時間（秒）を、Ｙ軸に沿って容積（リットル）を示す容積−時間曲線、
（ｂ）Ｘ軸に吸気又は呼気の全容積を、Ｙ軸に空気流の速度をグラフを使って示す流量−容積曲線。
（ａ）Ｘ軸に沿って時間（秒）を、Ｙ軸に沿って容積（リットル）を示す容積−時間曲線、
（ｂ）Ｘ軸に吸気又は呼気の全容積を、Ｙ軸に空気流の速度をグラフを使って示す流量−容積曲線。
以下、用語「吸引装置」（排出噴射ポンプ、又は濾過ポンプとも称される）は、ベンチュリ効果によって真空を発生させる装置を表す。吸引装置において、流体（液体又は気体）は、狭くなっていく管の中を流れる。管が狭くなっていくと流体の速度は増加し、ベンチュリ効果によってその圧力が減少する。真空はこれによって得られる。
以下、用語「陽性気道圧」（ＰＡＰ）は、睡眠時無呼吸の処置に主として使用され、最初に開発された呼吸器換気方法を表す。ＰＡＰ換気は、また、呼吸不全で入院している重病の患者及び生まれたばかりの乳児（新生児）における重病の患者に一般的に用いられる。これらの患者に対してＰＡＰ換気は、気管内挿管が必要となることを防止できるか、又は早期の抜管を可能にする。時として、神経筋疾患の患者が、この種の換気を同様に使用する。
本発明のために、以下、用語「治療プロトコル」は、提供される流体圧パルス（ＦＰＰ）の周波数及び振幅、治療期間、並びに任意に空気流に挿入される薬剤を無制限に規定した治療手技の解説を表す。
本発明の主たる特徴点
表１のプロトコルに従い所定の周波数の流体圧パルス（ＦＰＰ）を患者の口腔に印加する手段及び方法を提供することが、本発明の主たる目的である。
表１のプロトコルに従い所定の周波数の流体圧パルス（ＦＰＰ）を患者の口腔に印加する手段及び方法を提供することが、本発明の主たる目的である。
本発明による以下の３つの主たる特徴点は、本発明を従来技術から明確にかつきっぱりと区別する、
（１）第１に、本発明により提供されるＦＰＰは、実際には、空気流を「たたき切り（ｃｈｏｐ）」かつ遮断するシャッタ動作により生成される独立した圧縮空気パケットである。本明細書及び図面に記載されているように、本発明の実施形態においては、これは空気流閉塞手段（ＡＯＭ）によってなされる。従来技術においては、通常、ピストン又はインペラにより非常に異なる種類のパルスが生成される。その場合、空気の噴出即ち激発がインペラによって生じ前方へ発射される。このような噴出間の圧力変化は、急激ではなく波状である。
（２）第２に、本発明は、所定の周波数及び圧力で、かつ患者の自然の呼吸数に依存しない所定の方法で、患者の口腔にＦＰＰを供給する。吸気及び呼気のＦＰＰを受けとる間、患者は通常に呼吸する。吸気の間、供給されるＦＰＰは吸われる空気と同じ方向にあり、呼気の間、ＦＰＰは吐かれる空気の抵抗に対応する。両方の状況が治療的効果を有している。
（３）本発明における第３の重要な特徴点は、ここに記載された疾患、特にぜんそく、ＣＯＰＤ、ＣＦのための、オーダーメードのプロトコルにある。
（１）第１に、本発明により提供されるＦＰＰは、実際には、空気流を「たたき切り（ｃｈｏｐ）」かつ遮断するシャッタ動作により生成される独立した圧縮空気パケットである。本明細書及び図面に記載されているように、本発明の実施形態においては、これは空気流閉塞手段（ＡＯＭ）によってなされる。従来技術においては、通常、ピストン又はインペラにより非常に異なる種類のパルスが生成される。その場合、空気の噴出即ち激発がインペラによって生じ前方へ発射される。このような噴出間の圧力変化は、急激ではなく波状である。
（２）第２に、本発明は、所定の周波数及び圧力で、かつ患者の自然の呼吸数に依存しない所定の方法で、患者の口腔にＦＰＰを供給する。吸気及び呼気のＦＰＰを受けとる間、患者は通常に呼吸する。吸気の間、供給されるＦＰＰは吸われる空気と同じ方向にあり、呼気の間、ＦＰＰは吐かれる空気の抵抗に対応する。両方の状況が治療的効果を有している。
（３）本発明における第３の重要な特徴点は、ここに記載された疾患、特にぜんそく、ＣＯＰＤ、ＣＦのための、オーダーメードのプロトコルにある。
図１は、所定のプロトコルに従ってＦＰＰを患者の口腔に印加するための空気供給装置１００を示している。この装置１００は、バッテリ１３０を収容しているハウジング１０５、送風機１６０、薬剤容器１５０、及び、吸入／吐出弁１２０を備えている。バッテリ１３０により付勢される送風機１６０は、ハウジング１０５内に空気を送り込む。空気は、弁１２０を介して、マウスピース１１０又はあらゆる種類の呼吸マスクから排出される。これにより、装置１００は、ヒト口腔に流体接触した状態で、ヒト肺におけるガス交換の増大を活性化する空気圧を供給する。
図２ａ〜図２ｃは、回転するチョーク１８０を備えた本発明の実施形態を示している。送風機１６０は空気流を生成し、この空気流の空気圧が回転するチョーク１８０によって変調される。過剰な圧力は弁１９０を介して排出される。図２ａ〜図２ｃは、回転するチョークの異なる回転位置を示している。チョークの回転は、ヒト肺のガス交換増大のためにヒト口腔に供給される圧力を変調する。
図３ａ〜図３ｂは、薬剤容器１５０を備えている（図３ｂ）及び備えていない（図３ａ）２つの実施形態の外観を示している。マウスピース１１０から排出される空気流は、ヒト肺に吸入される薬剤を選択自由に含んでいる。この薬剤は、薬剤容器１５０から空気流内に投薬される。
図４ａ〜図４ｃは、呼吸ホース２２０とマウスピース１１０又は呼吸マスク１１０ａとを備えた空気供給装置を示している。本体部２５０は、送風機１６０、キーパッド２３０及びディスプレイ２４０を備えている。患者又は医師は、所定の圧力プロトコルを有する空気流を提供するようにこの空気供給装置をプログラムすることができる。この空気供給装置は、ぜんそく、ＣＯＰＤ及びＣＦのごとき気道疾患の治療に適合した多数の治療的なプロトコルのためにあらかじめプログラムされている。気道の他の疾患についても、同様に、本発明の範囲に含まれる。
図５は、患者の口腔に供給される圧力の時間依存特性を表すグラフである。提案した技術的解決法によれば、供給された圧力のプロフィールは、吸入及び吐出にそれぞれ対応した高低振幅の交番する空気パルスのシーケンスを含んでいる。空気パルスの振幅及び繰返し率は、患者又は医師により、治療された疾患に従ってあらかじめプログラムされる。
図６は、空気供給装置１００の概略断面を示している。ハウジング１０５は、バッテリ１３０、薬剤容器１５０、及びスイッチ２６０により制御される送風機１６０を収容している。マウスピース１１０又はあらゆる種類の呼吸マスクを介して患者の口内に供給される薬剤１回分２７０は、送風機１６０によって送り込まれる空気と混合される。
図７ａは、２枚のディスク、特に固定ディスク３００及び回転ディスク２９０によって構成される回転ディスク弁を備えた空気供給装置１００ａの概略断面を示している。送風機１６０は、バッテリ１３０により付勢され、被制御ユニット３５０に接続されているスイッチ２６０により制御される。この送風機１６０は、空気を、周囲の空間からチャンバ２８０内へ送り込む。制御装置３５０は、所定のプロトコルに従って空気パルスを供給するために、あらかじめプログラムされている。空気パルスは、回転ディスク弁によって生成される。回転ディスク２９０は、モータ１７０によって動きだす。従って、空気供給装置１００ａは、マウスピース１１０を介して患者の口腔（図示せず）内に空気パルスの列３１０を供給する。圧力逃し弁１９０は出力圧が所定値を超えるのを防止する。超過分の圧力は、この圧力逃し弁１９０によって排出される。ディスクは、空気流をたたき切りするシャッタのように作用すると説明できる。
図７ｂは、空気供給装置１００ｂが、その容器３３０内に収容された薬剤を投与するように適合された一方向弁３４０を備えた薬剤容器３３０をさらに有している本発明の実施形態を示している。この薬剤は、送風機１６０によって送り込まれる空気と混合される。
図８ａ〜図８ｂは、回転ディスク弁の動作原理を説明している。回転ディスク２９０及び固定ディスク３００は、開口部２９５及び３０５をそれぞれ有している。回転ディスク２９０は、固定ディスク３００に対して相対的に回転する。開口部は、周期的に重なり合い、これにより、弁を介して空気が通過できるようにしてシャッタ効果を得ている。図８ａ及び図８ｂは、それぞれ、開口部が重なり合う位置及び重なり合わない位置にある、ディスク２９０及び３００の位置を示している。カメラのシャッタのように、図８ａは弁が開成した状態に対応しているディスク位置を、図８ｂは弁が閉成した状態に対応しているディスク位置を示している。このように、ディスク２９０を回転させて開成状態及び閉成状態を交番させることにより、空気パルスのシーケンスが供給される。この回転頻度（ｒｐｍ）が、上述した空気パルスの繰返し周波数を規定する。この回転頻度は、Ａｖｎｉ効果として公知である。
図９ａ〜図９ｂは、回転ディスク弁の構成を説明している。上述したように、開口部の重なり合う位置及び重なり合わない位置が、回転ディスク弁の開成状態及び閉成状態にそれぞれ対応している。図９ａは、弁の閉成状態である、ディスク２９０及び３００の開口部が重なり合わない状態を示している。図９ｂは、ディスクの開口部が重なり合っているため、チャンバ２８０内に収容されている空気がマウスピース１１０内を通過することができるディスク２９０及び３００の位置を示している。
図１０ａ〜図１０ｂは、方向変換可能な排出ノズル３７０を備えた空気供給装置１００ｃの実施形態を示している。図１０ａによれば、排出ノズル３７０は、回転ディスク弁の方向を向いており、送風機１６０によって供給された空気を分配する。ノズル３７０から分配された圧縮空気は、開放容器３６０ａ内に収容されている回りの空気を引っ張っていく。この空気は、空気パルスのシーケンスを生成する回転ディスク弁を通過する。図１０ｂは、方向変換可能な排出ノズル３７０が反対方向を向いている空気供給装置を示している。容器３６０ａ内に収容されている空気を排出ノズル３７０から分配される空気によって引っ張ることによって、空気の希薄化又は減圧化がなされる。空気は、回転ディスク弁を介して人間の口腔から取り除かれる。従って、空気供給装置１００ｃは、人間の気道の治療に有効となる、口腔内で交番する空気の加圧化／希薄化（又は減圧化）を提供する。
図１１ａ〜図１１ｄは、偏心アクチュエータ４００及び膜４１０によって構成される偏心空気変調器を備えている空気供給装置１００ｄの実施形態を示している。送風機１６０からの空気流の圧力は、図１１ａ及び図１１ｂにそれぞれ示す位置Ａ及びＢ間を移動する膜４１０によって変調される。これにより、人間の口腔に吸入されるための空気の圧力は、高周波で変調される。
図１１ｃは、偏心空気変調器の動作を明確に示している。偏心アクチュエータ４００は、空気流の圧力を高周波変調する膜４１０を周期的に運動させる。枢動する偏心アクチュエータ４００は、膜４１０を往復駆動する。
図１１ｄは、患者の口腔に供給される空気の空気圧を変調する２つの手段、具体的には回転ディスク弁及び偏心空気変調器、を備えている空気供給装置１００ｅの実施形態を示している。空気供給装置１００ｅは、供給される空気の圧力を２つの周波数で同時に変調することが可能である。
図１２ａ〜図１２ｃは、本発明の具体的な実施形態として、睡眠無呼吸患者のＰＡＰ療法を提供するための空気供給装置１００ｆを示している。この解決技術は、圧縮空気ライン４５０からの空気を供給する空気供給装置を備えるものである。この空気供給装置は、ＦＰＰをマウスピース１１０を介して患者の口腔内に供給する。上述した治療プロトコルは、パーソナルコンピュータ４３０により、通信線４４０を介して制御装置３５０へ送られる。制御装置３５０は、バッテリ１３０により付勢される電気モータ１７０を制御する。ディスク２９０は、ギア４２０を介してこのディスク２９０と機械的に接続されている電気モータ１７０によって駆動される。回転ディスク２９０は、あらかじめ定められたプロトコルに従ってＦＰＰを供給する主要ライン４５０を介して送られる圧縮空気が満たされたチャンバ２８０ａを周期的に開閉する。図１３ａ及び図１３ｂは、閉状態及び開状態の空気供給装置をそれぞれ示している。
図１２ｄ及び図１２ｅは、上述した実施形態における空気供給装置１００ｆの一部分解図を示している。具体的には、雄部及び雌部４７０ａ及び４７０ｂを示している。さらに、バッテリ電極１３２及び１３４は、バッテリ電圧を取り出すように設計されている。
図１２ｆは、本発明の実施形態として、ＣＰＡＰ（持続的気道陽圧法）装置４６０に接続されており、この装置から圧縮空気が供給される空気供給装置１００ｇを示している。この空気供給装置１００ｇは、家庭において使用できる。
図１２ｇ〜図１２ｉは、空気パイプ４５０及びＣＰＡＰ装置４６０の接続構成を示している。この装置４６０は、供給された圧縮空気を湿らせるように構成することもできる。制御ボタンが、参照番号４６５によって示されている。図１２ｉは、このＣＰＡＰ装置の異なる態様を示している。
提案した装置は、睡眠無呼吸患者の空気治療に適している。この装置は、ＣＰＡＰ治療装置の大量生産のＯＥＭ装置として使用可能である。
図１３ａ〜図１３ｃは、ＣＰＡＰ装置４６０と組合せた空気供給装置の他の例示的実施形態を示している。図１３ａに示すように、装置１００ｈは、ＣＰＡＰ装置（ＡＤＤはＣＰＡＰ装置自体のハウジングの少なくとも一部）と統合される。本発明の他の実施形態によれば、装置１００ｈは、空気パイプ４５０内に配置される。装置１００ｈのマウスピース１１０への統合も本発明の範囲内である。当業者にとって、ＡＤＤとＣＰＡＰ装置との他の組合せが実際に可能であり本発明の範囲内であるように充分な記載がなされていることはここに認識される。このＡＤＤが相手先商標製品製造（ＯＥＭ）として、又は販売後に、ＣＰＡＰ装置と組合わせられるかもしれないことも認識される。この種の組合せが可逆的でもよいこともさらに認識される。換言すれば、ＡＤＤは、ＣＰＡＰシステム又はＣＰＡＳＰ装置のいかなる部分内にも、クリップするか、スロットに入れるか、又は統合若しくは組み込むことが可能である。
ＦＰＰの周波数特性を正確に測定する手段及び方法を提供する本発明の主たる態様を以下に説明する。装置の動作を患者又は医師が調整でき、校正でき、又は減衰できるように、上述したデータを装置のマイクロプロセッサに伝え、データを処理する手段及び方法を提供することは本発明のさらなる態様である。同様に、ＦＰＰの圧力振幅を正確に測定する手段及び方法を提供することも、本発明の主たる態様である。装置の動作を患者又は医師が調整でき、校正でき、又は減衰できるように、このデータを装置のマイクロプロセッサに伝え、データを処理する手段及び方法を提供することも本発明のさらなる態様である。ＦＰＰによる治療を改善するために、正又は負に圧力変化を制御する手段及び方法を提供することも本発明の主たる態様である。装置の動作を患者又は医師が調整でき、校正でき、又は減衰できるように、このデータを装置のマイクロプロセッサに伝え、データを処理する手段及び方法を提供することも本発明のさらなる態様である。
医学的検査試験は、イスラエル肺疾患学会長、カプラン医療センター肺疾患研究所長のガーションフィンク博士によって行われた。
治療は、表１〜表３に示すあらかじめ定められたプロトコルに従って、空気パケットのシーケンス（異なる反復周波数及びパルス振幅を有する個々の波列）を供給することによって行われた。周波数は、電子的に制御された。これにより、各空気パケットを正確な周波数及び圧力で供給することができた。空気パケットは、あらかじめ指定された時間だけ供給された。
学説に制約されることなく、異なる反復周波数及びパルス振幅を有する個々の波列によって、肺組織の種々の要素に特別の治療効果、例えば、気管支平滑筋及び血管の弛緩、気道の粘液クリアランス、肺血管圧の低減等、が得られた。
空気供給装置の即時効果は、慢性気管支炎の７人の患者に対して考察された。基本的な肺機能検査（ＰＦＴ）が試験の開始前に実行された。７人の患者のうちの６人において、ＰＦＴ結果が異常であった。
全ての患者は、基本的な息切れ、呼吸困難、及び粘液クリアランス困難を有していた。
各人は、１回１８分で装置を使用し、次いで穏やかな運動（歩行）を３０分行った。
ＰＦＴ及び口頭の面接が、その後に行われた。さらに２４時間後に面接が行われた。
即時効果結果
６人の患者のうちの４人には、肺機能（ＦＥＶｌ及びＦＶＣ）の改善が見られた。
６人の患者のうちの４人には、肺機能（ＦＥＶｌ及びＦＶＣ）の改善が見られた。
ＦＥＶｌの改善は、約７％〜約２５％の範囲であった。
６人のうちの２人には、ＰＦＴの変化がなかった。正常なＰＦＴを有する人の機能は変化しなかった。
１回目の面接において、使い易さについては、全参加者により確認された。いずれの参加者からも、即時の副作用についての報告はなかった。何人かが、満足できる健康度の増大、及び即時の粘液分泌を報告した。
治療面接後の２４時間
大部分の患者は、より良好な一般的な健康問題の意識を有していた。
大部分の患者は、より良好な一般的な健康問題の意識を有していた。
具体的には、
呼吸の容易性の向上、
より少ない息切れ、
痰の出の増加、
を感じた。
呼吸の容易性の向上、
より少ない息切れ、
痰の出の増加、
を感じた。
Claims (8)
- 流体圧パルス（ＦＰＰ）を患者の口腔に印加するための流体供給装置（ＡＤＤ）であって、
流体流を第１の開口部を介して圧力チャンバ内へ送り込む流体送風機と、
前記第１の開口部及び前記圧力チャンバの第２の開口部間に位置しており、前記圧力チャンバと流体連通して設けられた流体流の閉塞手段（ＡＯＭ）と、
前記第２の開口部及び前記患者の口腔に流体連通しており、前記患者の吸気及び呼気の間、前記ＦＰＰを前記患者の口に印加するように構成されており、マウスピース及びフェイスマスクからなる群から選択される呼吸マスクと、
前記ＡＤＤの動作中は、あらかじめ定められたプロトコルに従って、前記ＦＰＰを患者の口腔に発生するべく、所定の可変周波数及び圧力で前記流体流が遮断及び放出されるように構成された、前記ＡＯＭの制御手段と、
を備えており、
前記あらかじめ定められたプロトコルが、表１〜表３からなる群から選択されるＡＤＤ。
- 前記流体の圧力が、周囲の流体圧力より大きいＦＰＰ圧力及び周囲の流体圧力より小さいＦＰＰ圧力からなる群から選択される請求項１に記載のＡＤＤ。
- 前記流体が、空気、酸素、窒素、亜酸化窒素、二酸化炭素、希ガス、薬剤増量流体、麻酔薬増量流体、粒子、食塩結晶、微粒子、ナノ粒子、増量剤、流動物質、氷晶リポソーム、小胞、粘着付与剤、増粘剤、粘液の粘性減少剤、粘液の粘性増加剤、あらゆる植物又は微生物源からの微粒子、遺伝子組替えＤＮＡ、遺伝子組替えＤＮＡを含む生物学的ベクター、抗体、タンパク質、ペプチド、酵素、ホルモン類、因子、共同因子、炭水化物、糖タンパク質、リポタンパク質、不水溶性剤、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される１つを含む請求項２に記載のＡＤＤ。
- 前記ＡＤＤが第１の流体処理手段をさらに備えており、該第１の流体処理手段が流体加熱手段及び流体冷却手段からなる群から選択される請求項１に記載のＡＤＤ。
- 前記ＡＤＤが第２の流体処理手段をさらに備えており、該第２の流体処理手段が流体加湿手段及び流体除湿手段からなる群から選択される請求項１に記載のＡＤＤ。
- ベンチュリ型集束器を備えている請求項１に記載のＡＤＤ。
- 前記ＡＤＤが流体流制御手段をさらに備えており、該流体流制御手段が乱流誘発手段、バッファ手段及び層流誘発手段からなる群から選択される請求項１に記載のＡＤＤ。
- 前記ＡＤＤが持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）治療に適合しており、かつ空気供給部材に統合及び組み込まれており、該空気供給部材が、ＣＰＡＰ装置、前記マウスピース及び前記患者の呼吸パイプからなる群から選択される請求項１に記載のＡＤＤ。
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