KR20240096715A - 기류 발생기를 포함한 환자 인터페이스 - Google Patents

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KR20240096715A
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plenum chamber
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저스틴 존 포미카
매튜 로빈 웰스
세바스티안 도이벨
소피 에블린 포스터
마이클 케네스 트러스콧
바튼 존 케니온
에티엔 베스챔브르
성 훈 문
휴 프랜시스 스튜어트 토마스
막시밀리안 아지 위조요세노
지가쿠마르 수바시찬드라 카파디아
마이클 브루스 모이어
크리스토퍼 스콧 에드워즈
성 화 정
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레스메드 피티와이 엘티디
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Abstract

본 발명은 환자 인터페이스에 관한 것으로서, 이 환자 인터페이스는 치료 압력으로 가압될 수 있는 플레넘 챔버; 환자의 안면에 대해 밀봉부를 형성하도록 구성되는 밀봉부 형성 구조; 및 치료적으로 효과적인 위치에서 밀봉부 형성 구조를 유지하기 위한 힘을 제공하도록 구성된 포지셔닝 및 안정화 구조;를 포함한다. 또한, 환자 인터페이스는 플레넘 챔버에 직접적으로 연결되는 RPT 장치를 포함한다. RPT 장치는 치료 압력으로 기류를 제공하기 위한 전기 송풍기를 포함한다. 포지셔닝 및 안정화 구조는 RPT 장치의 중량의 적어도 일부분을 지지한다. 또한, 환자 인터페이스는 RPT 장치에 전기적으로 연결된 전기 전력원을 포함할 수 있다.

Description

기류 발생기를 포함한 환자 인터페이스
1. 관련 출원의 상호 참조
본원 출원은 2021년11월5일에 출원되어 그 전체가 참조로서 본원에 포함되는 미국 임시 출원 번호 제63/276,370호의 이익을 청구한다.
1.1. 기술분야
본원 기술은 호흡 관련 장애의 검진(screening), 진단, 모니터링, 치료, 예방 및 개선 중 하나 이상에 관한 것이다. 또한, 본원 기술은 의료 기기 또는 장치 및 그 사용에 관한 것이다.
2. 배경기술
2.1. 관련 기술의 설명
2.1.1. 인간 호흡기계(human respiratory system) 및 그 장애
신체의 호흡기계는 기체 교환을 가능하게 한다. 코와 입은 환자의 기도의 입구를 형성한다.
기도는 일련의 분지관을 포함하며, 이들 분지관은 폐 내로 더 깊게 들어감에 따라 더 좁아지고 더 짧아지면서 더 많아진다. 폐의 주기능은 기체 교환으로, 산소가 흡입한 공기에서 정맥혈로 이동하게 하고 이산화탄소는 그 반대 방향으로 이동하게 한다. 기관은 우측 및 좌측 주기관지로 나뉘며, 이는 결국 말단 세기관지로 더 나뉜다. 기관지(bronchus)들은 전도성 기도(conducting airway)들을 구성하며 기체 교환에는 관여하지 않는다. 기도들은 추가로 분할되어 호흡기 세기관지(respiratory bronchiole)들로 이어지고 최종적으로는 폐포(alveoli)로 이어진다. 폐의 벌집형 구역(alveolated region)은 기체 교환이 발생하는 곳이며, 호흡 구역(respiratory zone)으로 지칭된다. 이와 관련하여, "호흡 생리학(Respiratory Physiology)"(John B. West, Lippincott Williams & Wilkins, 9판, 2012년 발행)이 참조된다.
호흡 장애의 범위가 존재한다. 특정 장애는 특정 상황, 예를 들어 무호흡증(apneas), 저호흡증(hyponeas) 및 과호흡증(hyperpneas)에 의해 특징지어질 수 있다.
호흡 장애의 예시로는, 폐쇄성 수면 무호흡(OSA: Obstructive Sleep Apnea), 체인-스토크스 호흡(CSR: Cheyne-Stokes Respiration), 호흡 부전, 비만성 과호흡 증후군(OHS: Obesity Hyperventilation Syndrome), 만성 폐쇄성 폐질환(COPD: Chronic Obstructive Pulmonary Disease), 신경 근육 질환(NMD: Neuromuscular Disease) 및 흉벽 장애가 있다.
수면장애호흡(SDB)의 형태인 폐쇄성 수면 무호흡(OSA)은 수면 중 상부 공기 통로의 폐색 또는 막힘을 포함하는 이벤트들을 특징으로 한다. 이는 비정상적으로 작은 상기도; 및 수면 중 혀, 연구개 및 후 구강인두 벽의 부위에서의 근긴장(muscle tone)의 정상적 손실;의 조합에서 기인한다. 이런 조건은 증상이 있는 환자로 하여금 전형적으로 30초 내지 120초 지속되는 기간 동안, 때로는 하룻밤에 200회 내지 300회 호흡을 중지하게 한다. 이는 보통 과도한 주간 졸음을 야기하며, 그리고 심혈관 질환 및 뇌 손상을 야기할 수 있다. 이런 일련의 증상은, 비록 증상이 있는 사람이 해당 문제를 알 수 없다고 하더라도, 특히 중년의 과체중 남성에게서 발생하는 공통적인 장애이다. 이와 관련하여, 미국 특허 제US4,944,310호(Sullivan)가 참조된다.
체인-스토크스 호흡(CSR: Cheyne-Stokes Respiration)은 수면 장애 호흡의 다른 형태이다. CSR은 CSR 주기로 알려져 있는 점증 및 점감식(waxing and waning) 환기의 규칙적인 교번 주기가 존재하는 환자의 호흡기 조절기의 장애이다. CSR은 동맥혈의 반복적인 탈산소화 및 재산소화를 특징으로 한다. CSR은 반복적인 저산소증으로 인해 유해할 수 있다. 일부 환자에서, CSR은 수면 중 반복적인 각성과 연계되고, 이런 각성은 심각한 수면교란, 신경 활동도(sympathetic activity) 증가 및 후부하(afterload) 증가를 초래한다. 이와 관련하여, 미국 특허 제US6,532,959호(Berthon-Jones)가 참조된다.
호흡 부전은 폐가 환자의 요구를 충족시키기에 충분한 산소를 흡기하거나 충분한 CO2를 호기할 수 없는 호흡 장애의 포괄적인 용어이다. 호흡 부전은 하기 장애들 중 일부 또는 모두를 포함할 수 있다.
호흡 기능부족(respiratory insufficiency)(호흡 부전의 한 형태)이 있는 환자는 운동 중 비정상적인 호흡 곤란을 경험할 수 있다.
비만성 저환기 증후군(OHS: Obesity Hyperventilation Syndrome)은 심각한 비만 및 만성 각성 과탄산증(awake chronic hypercapnia)의 결합으로서 정의되는데, 저환기(hypoventilation)에 대해 다른 알려진 원인은 없다. 이러한 증상은 호흡 곤란(dyspnea), 아침의 두통 및 과도한 주간 졸음을 포함한다.
만성 폐쇄성 폐질환(COPD)은 특정한 특징들을 공통적으로 가지는 임의의 하기도 질환군을 포함한다. 이들 질환에는 공기 이동에 대한 저항 증가, 호흡의 호기상(expiratory phase) 연장, 및 정상적인 폐탄성도의 상실이 포함된다. COPD의 예시로는 폐기종(emphysema) 및 만성 기관지염이 있다. COPD는 만성 흡연(일차 위험 인자), 직업상 노출, 대기오염 및 유전적 인자에 의해 유발된다. 증상은 운동 중 호흡 곤란, 만성 기침 및 가래 생성을 포함한다.
신경근질환(NMD: Neuromuscular Disease)은 내재성 근육 병리를 통해 직접적으로, 또는 신경 병리를 통해 간접적으로 근육의 기능을 손상시키는 많은 질환 및 질병을 포괄하는 광범위한 용어이다. 일부 NMD 환자는, 보행 능력 상실, 휠체어 의존, 삼키기 장애, 호흡 근육 약화, 및 결국에는 호흡 부전으로 인한 사망으로 이어지는 진행성 근육 손상을 휠체어에 의존하게 하는 보행력 손실로 이르게 하는 진행성 근육 장애를 특징으로 한다. 신경근 장애는 급성 진행성 및 만성 진행성인 것으로 나뉘어질 수 있다: (i) 급속 진행성 장애: 수개월에 걸쳐 악화되어 수년 내에 사망에 이르게 하는 근육 장애[예: 십대의 근위축성 측생 경화증(ALS: Amyotrophic lateral sclerosis) 및 듀켄씨근이영양증(DMD: Duchenne muscular dystrophy)]를 특징으로 함; (ii) 가변성 또는 만성 진행성 장애: 수년에 걸쳐 악화되어 기대 수명을 약간만 감소시키는 근육 손상[예: 림 거들(Limb girdle), 안면견갑상완근(Facioscapulohumeral) 및 근긴장성 근이영양증(Myotonic muscular dystrophy)]을 특징으로 함. NMD에서의 호흡 부전의 증상은, 전신 허약(generalised weakness) 증가, 연하곤란(dysphagia), 격렬한 활동 및 휴식 중 호흡 곤란, 피로, 졸림, 아침 두통, 및 집중 곤란 및 기분 변화를 포함한다.
흉벽 장애는 호흡근과 흉곽 사이의 비효율적 결합을 초래하는 흉부 기형의 그룹이다. 장애는 일반적으로 제한적 결함을 특징으로 하고 장기적 과탄산 호흡 부전의 가능성을 공유한다. 척추측만증 및/또는 척추만곡증은 심각한 호흡 부전을 유발할 수 있다. 호흡 부전의 증상은, 격렬한 활동 중 호흡 곤란, 말초 부종(peripheral oedema), 기좌호흡(orthopnea), 반복되는 흉부 감염, 아침 두통, 피로, 수면의 질 저하 및 식욕 부진을 포함한다.
다양한 요법들이 상기 이상 상태들을 치료하거나 개선하기 위해 사용되어 왔다. 더욱이, 그와 달리 건강한 개인들은 상기 요법들을 이용하여 호흡기 장애의 발생을 예방할 수 있다. 그러나 이러한 요법들에는 다수의 단점이 있다.
2.1.2. 요법(therapy)
지속적 기도양압(CPAP; Continuous Positive Airway Pressure) 요법, 비침습적 환기(NIV), 침습적 환기(IV) 및 고유량 요법(HFT)과 같은 다양한 호흡 요법들은 상술한 호흡기 장애들 중 하나 이상을 치료하기 위해 사용되어 왔다.
2.1.2.1. 호흡 압력 요법(Respiratory pressure therapies)
호흡 압력 요법은 (탱크 인공호흡기 또는 흉갑형 호흡기와 같은 음압 요법과 대조적으로) 환자의 호흡 주기 전체에 걸쳐 분위기에 대하여 명목상 양압인 제어되는 목표 압력으로 기도 입구에 공기를 공급하는 적용 방법이다.
지속적 기도양압(CPAP) 요법은 폐쇄수면 무호흡(OSA)의 치료를 위해 사용되어 왔다. 작용 메커니즘은, 지속적 기도 양압이 공압 부목으로서의 역할을 하면서, 예를 들어 연구개 및 혀를 앞쪽으로, 그리고 후 구강인두 벽의 이격 방향으로 밀침으로써 상기도 폐색을 방지할 수 있다는 점에 있다. CPAP를 이용한 OSA의 치료는 자발적인 것일 수 있으며, 이런 이유로 환자들은, 상기 요법을 제공하기 위해 사용되는 장치들이 불편하거나 사용하기 어렵거나 비싸거나 미적으로 매력 없다는 느낌 중 한 가지 이상이라도 있다고 생각하다면, 요법을 수락하길 꺼릴 수 있다.
비침습적 환기(NIV)는, 상기도를 통해 환자에게 환기지원(ventilatory support)을 제공하여 환자의 호흡을 보조하고, 그리고/또는 호흡일(work of breathing)의 일부 또는 전부를 실행함으로써 신체 내 적절한 산소 레벨을 유지한다. 환기 지원은 비침습적 환자 인터페이스를 통해 제공된다. NIV는 OHS, COPD, NMD 및 흉벽 장애와 같은 형태인 호흡 부전을 치료하는 데 사용되어 왔다. 일부 형태에서, 이들 요법의 편안함 및 효과는 향상될 수 있다.
침습적 환기(IV)는 더 이상 효과적으로 스스로 호흡할 수 없는 환자에게 환기지원을 제공하며, 기관절개 튜브 또는 기관내관을 사용하여 제공될 수 있다. 일부 형태에서, 이들 요법의 편안함 및 효과는 향상될 수 있다.
2.1.2.2. 유량 요법(flow therapies)
모든 호흡 요법이 처방된 치료 압력을 전달하는 것을 목표로 하지는 않는다. 일부 호흡 요법은, 양의 기저압력에 중첩될 수 있는, 목표 지속시간에 걸쳐 흡기 유량 프로파일을 전달함으로써 처방된 호흡기량을 전달하는 것을 목표로 한다. 다른 경우에, 환자의 기도에 대한 인터페이스가 '개방'되고(밀봉되지 않음), 호흡 요법은 조건 조절되거나 농축된 기체의 유동으로 환자 자신의 자발적 호흡을 보충하기만 할 수 있다. 일 예시에서, 고유량 요법(HFT)은 호흡 주기 전체에 걸쳐 대략 일정하게 유지될 수 있는 "치료 유량"으로 밀봉되지 않거나 개방된 환자 인터페이스를 통해 기도의 입구로 가열되고 가습된 지속적인 공기 유동을 제공하는 것이다. 치료 유량은 명목상 환자의 피크 흡기 유량을 초과하도록 설정된다. HFT는 호흡 부전, COPD 및 다른 호흡 장애를 치료하는 데 사용되어 왔다. 하나의 작용 메커니즘은 기도 입구에서의 높은 공기 유량이 환자의 해부학적 사강(deadspace)으로부터 호기된 CO2를 씻어 내거나 세척함으로써 환기 효율을 향상시키는 것이다. 따라서, HFT는 때때로 사강 요법(DST; deadspace therapy)으로서 지칭된다. 다른 이점은 상승된 온기 및 가습(가능하게는 분비물 관리에 이점이 있음)과 기도 압력의 적당한 상승 가능성을 포함할 수 있다. 일정한 유량의 대안으로서, 치료 유량은 호흡 주기에 걸쳐 달라지는 프로파일을 따를 수 있다.
유동 요법의 다른 형태는 장기 산소 요법(LTOT) 또는 보조 산소 요법이다. 의사는 환자의 기도로 전달되도록 지정된 유량[예를 들어, 1LPM(분당 리터), 2LPM, 3LPM 등]으로 지정된 산소 농도(주변 공기의 산소 분율 21%로부터 100%까지)로 산소 부화 공기의 연속적인 유동을 처방할 수 있다.
2.1.3. 호흡 요법 시스템
이들 호흡 요법은 호흡 요법 시스템 또는 장치에 의해 제공될 수 있다. 상기 시스템들 및 장치들은 또한 질병을 치료하지 않고 이상 상태를 검진, 진단 또는 모니터링하기 위해 사용될 수 있다.
호흡 요법 시스템은 호흡 압력 요법 장치(RPT 장치), 공기 회로, 가습기, 환자 인터페이스, 산소 공급원 및 데이터 관리를 포함할 수 있다.
2.1.3.1. 환자 인터페이스
환자 인터페이스는, 예를 들어 기도의 입구에 공기 유동을 제공함으로써, 호흡 장비에 대한 인터페이스를 그 착용자에게 제공하기 위해 사용될 수 있다. 공기의 유동은 마스크를 통해 코 및/또는 입으로 제공되거나, 튜브를 통해 입으로 제공되거나, 기관절개 튜브를 통해 환자의 기관(trachea)으로 제공될 수 있다. 적용될 요법에 따라, 환자 인터페이스는 예를 들어 환자의 안면 영역과 함께 밀봉부를 형성하여, 치료를 실행하기 위해 주변 압력과 충분한 편차의 압력, 예를 들어 주변 압력에 상대적인 약 10cmH2O의 양압으로 가스를 전달하는 것을 용이하게 할 수 있다. 산소의 전달과 같은 다른 형태의 요법의 경우, 환자 인터페이스는 약 10cmH2O의 양압으로 가스 공급을 기도로 전달하는 것을 용이하게 하기에 충분한 밀봉부를 포함하지 않을 수 있다. 비강 HFT와 같은 유동 요법의 경우, 환자 인터페이스는 콧구멍에 불어넣지만, 그러나 구체적으로 완전한 밀봉부를 방지하도록 구성된다. 이와 같은 환자 인터페이스의 일례는 비강 캐뉼라(nasal cannula)이다.
일부 다른 마스크 시스템은 본원 분야에 기능적으로 부적합할 수 있다. 예를 들어, 순수 장식용 마스크는 적합한 압력을 유지할 수 없다. 잠영 또는 잠수를 위해 사용되는 마스크 시스템들은 보다 더 높은 외부 압력으로부터 물의 침입을 예방하지만, 주변보다 더 높은 압력에서 내부적으로 공기를 유지하지 못하도록 구성될 수 있다.
일부 마스크는, 예컨대 코를 통한 기류는 차단하고 입을 통한 기류(airflow)만을 허용하는 경우, 본원 기술을 위해서는 임상적으로 불리할 수 있다.
일부 마스크는, 환자로 하여금 마스크 구조의 일부분을 자신의 입에 삽입하여 자신의 입술을 통해 밀봉 상태를 만들어 유지하게 하는 경우, 본원 기술을 위해 불편하거나 비실용적일 수 있다.
일부 마스크는, 수면 동안 사용을 위해, 예를 들면 베개에 머리를 두고 옆으로 누운 상태에서의 수면을 위해 비실용적일 수 있다.
환자 인터페이스의 설계는 다수의 과제를 제시한다. 안면은 복잡한 3차원 형상을 가지고 있다. 코와 머리의 크기 및 형상은 개인 간에 상당히 다르다. 머리는 뼈, 연골 및 연부 조직(soft tissue)을 포함하기 때문에, 안면의 상이한 부위들은 기계적 힘에 대해 상이하게 반응한다. 턱 또는 하악은 두개골의 다른 뼈들에 상대적으로 움직일 수 있다. 머리 전체는 호흡 요법 기간의 과정 동안 움직일 수 있다.
이러한 도전 과제들의 결과로서, 일부 마스크의 경우, 눈에 거슬림, 심미적부적합, 많은 비용, 불충분한 피팅 성능, 어려운 사용성, 및 특히 장기간 착용 시, 또는 환자가 시스템에 익숙하지 않은 경우 불편함 중 하나 이상의 결점이 있다. 잘못된 규격의 마스크들은 규정 준수 감소, 편의성 감소 및 보다 더 나쁜 환자 상태를 야기할 수 있다. 비행사 전용으로 설계된 마스크, 개인 보호 장비의 부분으로서 설계된 마스크(예: 필터 마스크), 스쿠버 마스크 또는 마취약 관리용 마스크는 그 본래의 적용을 위해 웬만큼 견딜 수 있지만, 그러나 상기 마스크들은 연장된 기간 동안, 예컨대 수 시간 동안 착용하기에는 바람직하지 못하게 불편해질 수 있다. 이런 불편함은 환자의 요법 준수의 감소로 이어질 수 있다. 이는, 수면 동안 마스크를 착용해야 하는 경우, 심지어 더 심해진다.
CPAP 요법은, 환자가 요법을 준수한다면, 특정한 호흡기 장애를 치료하는 데 매우 효과적이다. 마스크가 불편하거나 사용하기 어렵다면, 환자는 요법을 준수할 수 없다. 흔히 환자가 본인의 마스크를 정기적으로 청소할 것을 권장하기 때문에, 마스크가 청소하기 어려우면(예컨대 조립 또는 분해하기 어려우면), 환자는 본인의 마스크를 청소할 수 없고, 이는 환자의 준수에 영향을 미칠 수 있다.
다른 적용 분야들(예: 비행사)을 위한 마스크는 수면호흡장애를 치료하는 데 사용하기에 적합하지 않을 수 있긴 있지만, 수면호흡장애를 치료하는 데 사용하도록 설계된 마스크는 다른 적용 분야들을 위해 적합할 수 있다.
이러한 이유에서, 수면 동안 CPAP의 전달을 위한 환자 인터페이스는 분명한 분야를 형성한다.
2.1.3.1.1. 밀봉부 형성 구조(seal-forming structure)
환자 인터페이스는 밀봉부 형성 구조를 포함할 수 있다. 이는 환자의 안면과 직접 접촉하기 때문에, 밀봉부 형성 구조의 형상 및 구성은 환자 인터페이스의 유효성 및 편안함에 직접적인 영향을 미칠 수 있다.
환자 인터페이스는 밀봉부 형성 구조가 사용 중에 안면과 맞물리는 곳의 설계 의도에 따라 부분적으로 특징지어질 수 있다. 환자 인터페이스의 일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 좌측 콧구멍 둘레에 밀봉부를 형성하는 제1 하위 부분(sub portion)과 우측 콧구멍 둘레에 밀봉부를 형성하는 제2 하위 부분을 포함할 수 있다. 환자 인터페이스의 일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 사용 중에 두 콧구멍 모두를 에워싸는 단일 부재(single element)를 포함할 수 있다. 상기 단일 부재는, 예를 들어 안면의 윗입술 부위 및 콧등 부위를 덮어씌우도록 설계될 수 있다. 환자 인터페이스의 일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는, 예컨대 안면의 아랫입술 부위에서 밀봉부를 형성함으로써 사용 중에 입 부위를 에워싸는 부재를 포함할 수 있다. 환자 인터페이스의 일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 사용 중에 두 콧구멍 모두와 입 부위를 에워싸는 단일 부재를 포함할 수 있다. 이러한 상이한 유형들의 환자 인터페이스들은 코 마스크, 전면 마스크, 코 필로우(nasal pillow), 코 퍼프(nasal puff) 및 구비강 마스크(oro-nasal mask)를 포함하여 해당 제조업체에 의해 다양한 명칭으로 공지되어 있을 수 있다.
환자 안면의 어느 한 부위에서 효과적일 수 있는 밀봉부 형성 구조는, 예컨대 환자 안면의 상이한 형상, 구조, 가변성 및 민감성 부위들로 인해 다른 부위에서는 부적합할 수 있다. 예를 들어 환자의 이마를 덮어씌우는 물안경에서의 밀봉부는 환자의 코에서 사용하기에는 적합하지 않을 수 있다.
일부 밀봉부 형성 구조는, 하나의 디자인이 다양하고 상이한 안면 형상 및 크기를 위해 알맞고 편리하면서도 효과적일 수 있도록 대량 생산용으로 설계될 수 있다. 환자 안면의 형상과 대량 생산된 환자 인터페이스의 밀봉부 형성 구조 간에 부조화가 있을 경우, 일측 또는 양측 모두는 밀봉부가 형성되도록 그에 맞춰 조정되어야 한다.
밀봉부 형성 구조의 일 유형은 환자 인터페이스의 주변부를 빙 둘러 연장되고, 환자의 안면과의 대면 맞물림 시에 밀봉부 형성 구조에 의해 환자 인터페이스에 힘이 가해질 때 환자의 안면에 대해 밀봉하도록 의도된다. 밀봉부 형성 구조는, 공기 또는 유체 충전형 쿠션을 포함할 수 있거나, 또는 고무와 같은 탄성중합체로 만들어진 탄성 밀봉 부재의 성형되거나 형성된 표면을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 밀봉부 형성 구조가 있으면, 피팅이 충분하지 않은 경우, 밀봉부 형성 구조와 안면 사이에 틈이 생기게 되고, 밀봉부를 달성하기 위해 안면 쪽에 환자 인터페이스를 억지로 밀어붙이기 위해 추가적인 힘이 필요하게 된다
다른 유형의 밀봉부 형성 구조는, 양압(positive pressure)이 마스크 안쪽에 가해질 때, 환자의 안면에 대해 자기-밀봉 작용(self-sealing action)을 제공하기 위해, 마스크의 주변부 주위에 위치되는 얇은 재료의 플랩 밀봉부(flap seal)를 포함한다. 이전 스타일의 밀봉부 형성 부분과 마찬가지로, 안면과 마스크 간의 매칭이 양호하지 않으면, 밀봉부를 달성하기 위해 추가적인 힘이 요구될 수 있거나, 그렇지 않으면 마스크에 누출이 있을 수 있다. 또한, 밀봉부 형성 구조의 형상이 환자의 형상과 매칭되지 않으면, 그 구조는 사용 중에 구겨지거나 찌그러질 수 있고, 그로 인해 누출을 야기한다.
다른 유형의 밀봉부 형성 구조는, 예컨대 콧구멍 내로의 삽입을 위한 마찰 피팅 부재(friction-fit element)를 포함할 수 있지만, 그러나 일부 환자는 이를 불편하게 생각한다.
밀봉부 형성 구조의 다른 형태는 밀봉부를 달성하기 위해 접착제를 사용할 수 있다. 일부 환자는 본인의 안면에 접착제를 지속적으로 도포하고 제거하는 것을 불편하게 생각할 수 있다.
다양한 환자 인터페이스 밀봉부 형성 구조 기술들은 레스메드 리미티드(ResMed Limited) 사에 양도된 특허 출원들인 WO 1998/004310호, WO 2006/074513호, WO 2010/135785호에 개시되어 있다.
코 필로우의 일 형태는 퓨리탄 베넷(Puritan Bennett) 사에서 제조하는 아담 회로(Adam circuit)에서 발견된다. 다른 코 필로우 또는 코 퍼프는 퓨리탄 베넷 사에 양도된 미국 특허 제4,782,832호(Trimble 등)의 대상이다.
레스메드 리미티드 사는 코 필로우를 포함하는 하기 제품들을 제조하였다: SWIFTTM 코 필로우 마스크, SWIFTTM II 코 필로우 마스크, SWIFTTM LT 코 필로우 마스크, SWIFTTM FX 코 필로우 마스크 및 MIRAGE LIBERTYTM 전면 마스크. 레스머드 리미티드 사에 양도된 하기 특허 출원들은 코 필로우 마스크들의 예들을 기술하고 있다: 국제특허출원 WO 2004/073,778호(특히 ResMed Limited 사의 SWIFTTM 코 필로우의 양태 설명); 미국 특허 출원 2009/0044808호(특히 ResMed Limited 사의 SWIFTTM LT 코 필로우의 양태 설명); 국제특허출원WO 2005/063,328호 및 WO 2006/130,903호(특히 ResMed Limited 사의 MIRAGE LIBERTYTM 전면 마스크의 양태 설명); 국제 특허 출원 WO 2009/052,560호(특히 ResMed Limited 사의 SWIFTTM FX 코 필로우의 양태 설명).
2.1.3.1.2. 포지셔닝 및 안정화
공기 양압 요법을 위해 사용되는 환자 인터페이스의 밀봉부 형성 구조는 공기 압력의 상응하는 힘에 종속되면서 밀봉부를 분열시킨다. 따라서, 밀봉부 형성 구조를 포지셔닝하고 안면의 적합한 부분과의 밀봉 관계에서 그 구조를 유지하기 위해 여러 가지 기술이 사용되어 왔다.
일 기술은 접착제의 사용이다. 이와 관련하여, 예들 들어 미국 특허 출원 공개 공보 제US 2010/0000534호가 참조된다. 그러나 접착제의 사용은 일부에게는 불편할 수 있다.
다른 기술은 하나 이상의 스트랩 및/또는 안정화 하니스(stabilising harness)를 사용하는 것에 있다. 다수의 상기 하니스에는, 안면에 안 맞는 점, 큰 부피, 사용의 불편함 및 어려움 중 하나 이상의 결점이 있다.
2.1.3.2. 호흡 압력 요법(RPT: Respiratory Pressure Therapy) 장치
호흡 압력 요법(RPT) 장치는, 예컨대 장치를 작동시켜 기도에 대한 접촉면(interface)으로의 전달을 위한 공기의 유동을 생성함으로써, 앞에서 설명한 다수의 요법 중 하나 이상을 제공하기 위해 개별적으로, 또는 시스템의 부분으로서 사용될 수 있다. 공기의 유동은 (호흡 압력 요법을 위해) 압력 조절식이거나, 또는 (HFT와 같은 유량 요법을 위해) 유동 조절식일 수 있다. 따라서, RPT 장치들은 유량 요법 장치들의 역할을 수행할 수 있다. RPT 장치들의 예시들은 CPAP 장치 및 인공 호흡기(ventilator)를 포함한다.
공기압 발생기는 다양한 적용 분야, 예를 들어 산업 규모의 환기 시스템에서 공지되어 있다. 그러나 의료 적용 분야를 위한 공기압 발생기는 의료용 장치의 신뢰성, 크기 및 중량 요건과 같이, 보다 더 일반화된 공기압 발생기에 의해 충족되지 않는 특정 요건을 가지고 있다. 게다가, 심지어 의료 치료용으로 설계된 장치들에는, 편안함, 소음, 사용 용이성, 효험, 규격, 중량, 제조성, 비용 및 신뢰도 중 하나 이상과 관계가 있는 결점들이 있을 수 있다.
특정한 RPT 장치들의 특별한 요건의 일례는 음향 소음이다.
종래 RPT 장치들의 소음 출력 레벨표(하나의 시료만 사용, ISO 3744에 명시된 시험 방법을 사용하고 10cmH2O에서 CPAP 모드로 측정함).
수면 호흡 장애 치료에 사용되는 하나의 공지된 RPT 장치는 ResMed Limited가 제조한 S9 수면 요법 시스템이다. RPT 장치의 다른 예시는 인공 호흡기이다. ResMed Stellar™의 성인 및 소아과용 인공호흡기 시리즈와 같은 인공호흡기들은, NMD, OHS 및 COPD와 같지만, 그에 제한되지 않는 다수의 이상 상태의 치료를 위해 다양한 환자들을 위한 침습적 및 비침습적 비-의존성 환기를 지원할 수 있다.
ResMed Elisee™ 150 인공호흡기 및 ResMed VS III™ 인공호흡기는 다수의 이상 상태의 치료를 위해 성인 또는 소아과 환자들에 적합한 침습적 및 비침습적 의존성 환기를 지원할 수 있다. 이러한 인공호흡기들은 체적 및 기압 환기 모드에 단일 또는 이중 림 회로(limb circuit)를 제공한다. RPT 장치들은 전형적으로, 모터 구동 송풍기 또는 압축가스 저장기와 같은 압력 발생기를 포함하며, 그리고 환자의 기도로 공기 유동을 공급하도록 구성된다. 일부 사례에서, 공기 유동은 양압으로 환자의 기도로 공급될 수 있다. RPT 장치의 유출구는 공기 회로를 통해 앞에서 설명한 것과 같은 환자 인터페이스에 연결된다.
장치의 디자이너는 무한한 수의 선택 기회를 받을 수 있다. 설계 기준들은 자주 상충되며, 이는 특정한 설계 선택들이 일상적인 관례와 거리가 멀거나, 또는 불가피하다는 것을 의미한다. 더욱이, 특정한 양태들의 편안함 및 효험은 하나 이상의 매개변수에서 작고 미묘한 변경에 매우 민감할 수 있다.
2.1.3.3. 공기 회로(air circuit)
공기 회로는 사용 중 호흡 요법 시스템의 2개의 구성요소, 예컨대 RPT 장치 및 환자 인터페이스 사이에서 공기의 유동이 이동하게끔 허용하도록 구성되고 배치된 도관 또는 튜브이다. 일부 경우에서, 흡기 및 호기를 위한 공기 회로의 별도의 림(limb)들이 있을 수 있다. 다른 경우에, 단일 림 공기 회로가 흡기 및 호기 모두를 위해 사용된다.
2.1.3.4. 가습기(humidifier)
가습이 없는 공기 유동의 전달은 기도의 건조를 야기할 수 있다. RPT 장치 및 환자 인터페이스와 함께 가습기의 사용은 비점막의 건조를 최소화하고 환자 기도의 편안함을 증가시키는 가습 공기를 생성한다. 게다가, 보다 차가운 기후에서, 일반적으로 환자 인터페이스 안쪽 및 그 둘레에 있는 안면 구역에 가해지는 따뜻한 공기가 차가운 공기보다 더 편안할 수 있다.
2.1.3.5. 데이터 관리
호흡 요법을 처방받은 환자가 "준수"했는지 여부, 예를 들면 환자가 하나 이상의 "준수 규칙(compliance rules)"에 준하여 본인의 RPT 장치를 사용했는지를 결정하기 위해 데이터를 획득하는 데에는 임상적 이유들이 있을 수 있다. CPAP 요법에 대한 준수 규칙의 일 예시는, 준수하는 것으로 간주되기 위해 환자가 연이은 30일 중 적어도 21일 동안 밤에 적어도 4시간 동안 RPT 장치를 사용하도록 요구받는 것이다. 환자의 준수를 결정하기 위해, 보건 의료 제공자와 같은 RPT 장치의 제공자는 RPT 장치를 사용하는 환자의 요법을 서술하는 데이터를 수작업으로 획득하고 기결정된 시간 간격에 걸쳐 사용량을 계산하여 준수 규칙과 비교할 수 있다. 일단 보관 의료 제공자는, 환자가 준수 규칙에 준하여 본인의 RPT 장치를 사용한 것으로 결정했다면, 환자가 준수한 것으로 제3자에게 통지할 수 있다.
제3자 또는 외부 시스템에 대한 요법 데이터의 통신에서 이익을 얻을 수도 있는 환자의 요법의 다른 관점들도 있을 수 있다.
상기 데이터를 통신하고 관리하기 위한 기존 과정들에는 높은 비용, 시간 소모 및 오류 취약성 중 하나 이상이 있을 수 있다.
2.1.3.6. 통기구 기술(vent technologies)
일부 형태의 치료 시스템은 배출되는 이산화탄소의 세척(washout)을 허용하기 위한 통기구를 포함할 수도 있다. 통기구는 환자 인터페이스의 내부 공간, 예컨대 플레넘 챔버(plenum chamber)에서부터 환자 인터페이스의 외부, 예컨대 주변으로 기체의 유동을 허용할 수 있다.
통기구는 오리피스를 포함할 수 있고 기체는 마스크의 사용 중 오리피스를 통해 유동할 수 있다. 이러한 통기구 다수는 소음이 심하다. 기타 통기구는 사용 중에 막히고 그에 따라 불충분한 세척을 제공할 수 있다. 일부 통기구는, 예컨대 소음 또는 집중적인 기류(airflow)를 통해, 환자(1000)의 동숙자(1100)의 수면에 지장을 줄 수 있다.
ResMed Limited 사는 다수의 향상된 마스크 통기구 기술을 개발해 왔다. 이에 대해서는, 국제특허출원공개 제WO1998/034665호; 국제특허출원공개 제WO 2000/078381호; 미국 특허 제US6,581,594호; 미국특허출원공개 제US2009/0050156호; 미국특허출원공개 제US2009/0044808호;가 참조된다.
종래 마스크들의 소음표(ISO 17510-2:2007, 1m 거리에서 10cmH2O 압력)
(* 하나의 시료만 사용, ISO 3744에 명시된 시험 방법을 사용하고 10cmH2O에서 CPAP 모드로 측정함)
여러 객체의 음압 값은 하기 목록과 같다.
2.1.4. 검진, 진단 및 모니터링 시스템
수면다원검사(PSG)는 심폐 장애를 진단 및 모니터링하기 위한 종래 시스템이며, 그리고 전형적으로 시스템을 적용할 전문 임상 직원을 포함한다. PSG는 전형적으로 뇌파 검사(EEG), 심전도 검사(ECG), 안전도 검사(EOG), 근전도 검사(EMG) 등과 같은 다양한 신체 신호들을 기록하기 위해, 환자 상에 15개 내지 20개의 접촉 센서의 배치를 포함한다. 수면 호흡 장애용 PSG는, 진료소에서 환자의 이틀 밤의 관찰, 즉 하룻밤의 순수 진단과 다음날 밤 임상의에 의한 치료 매개변수들의 적정을 포함해 왔다. 그러므로 PSG는 비용이 많이 들고 불편하다. 특히, 이는 가정에서 수면 호흡 장애의 검진(screening)/진단(diagnosis)/모니터링을 위해 적합하지 않다.
검진 및 진단은 일반적으로 수면 호흡 장애의 징후 및 증상에서 기인하는 이상 상태의 식별을 묘사한다. 검진은 전형적으로 환자의 SDB가 추가 조사를 정당화할 정도로 심각한지 여부를 가리키는 참/거짓 결과를 제공하는 반면, 진단은 임상적으로 실행 가능한 정보를 생성할 수 있다. 검진과 진단은 일회성 과정의 경향이 있으며, 그에 반해 이상 상태(condition)의 진행을 모니터링하는 것은 무기한으로 계속될 수 있다. 일부 검진/진단 시스템은 오직 검진/진단을 위해서만 적합하며, 그에 반해 일부는 모니터링을 위해서도 사용될 수 있다.
임상 전문가는 PSG 신호들의 시각적 관찰을 기반으로 환자를 적절하게 검진하거나 진단하거나 모니터링할 수 있다. 그러나 임상 전문가가 가용하지 않거나, 또는 임상 전문가를 구할 수 없는 환경도 있다. 여러 임상 전문가는 환자의 이상 상태에 대해 의견을 달리할 수 있다. 또한, 특정 임상 전문가는 다른 시간에 다른 표준을 적용할 수 있다.
3. 기술의 간단한 개요
본원 기술은, 개선된 편안함, 비용, 효험, 사용 용이성 및 제조성 중 하나 이상을 가지면서, 호흡기 장애의 검진, 진단, 모니터링, 개선, 치료 또는 예방 시 사용되는 의료 기기를 제공하는 것을 지향한다.
본원 기술의 제1 양태는 호흡기 장애의 검진, 진단, 모니터링, 개선, 치료 또는 예방 시 사용되는 장치에 관한 것이다.
본원 기술의 다른 양태는 호흡기 장애의 검진, 진단, 모니터링, 개선, 치료 또는 예방 시 사용되는 방법에 관한 것이다.
본원 기술의 특정 형태의 일 양태는 호흡 요법에 대한 환자의 준수성(compliance)을 향상시키는 방법 및/또는 장치를 제공하는 것에 있다.
본원 기술의 일 형태는 환자에게 가압 공기(pressurized air)의 유동을 제공하기 위한 기류 발생기를 가지는 환자 인터페이스를 포함한다.
본원 기술의 일 형태의 또 다른 양태는 환자 인터페이스의 쿠션에 연결된 기류 발생기 케이싱(flow generator casing)이다.
본원 기술의 일 형태의 또 다른 양태는 환자 인터페이스에 탈착 가능하게 연결되어 환자 인터페이스에 전기 에너지를 제공하기 위한 전력원(power source)이다.
일 형태에서, 전력원은 환자 인터페이스에 직접 연결되는 재충전형 배터리이다.
본원 기술의 일 형태의 또 다른 양태는 쿠션; 및 이 쿠션에 직접 연결되는 송풍기 하우징 내의 송풍기;를 포함하는 환자 인터페이스이다. 또한, 환자 인터페이스는 송풍기에 전기 에너지를 제공하는 전력원을 포함한다.
일 형태에서, 송풍기 및/또는 전력원은 사용 중에 사용자에 의해 착용 및 지지된다.
본원 기술의 일 형태의 또 다른 양태는, 치료 압력으로 가압될 수 있는 플레넘 챔버; 환자의 안면에 대해 밀봉부를 형성하도록 구성된 밀봉부 형성 구조; 치료상으로 효과적인 위치에서 밀봉부 형성 구조를 유지하기 위한 힘을 제공하도록 구성된 포지셔닝 및 안정화 구조; 플레넘 챔버에 직접 연결된 RPT 장치;-이 RPT 장치는 치료 압력으로 기류를 제공하기 위한 송풍기를 포함하되, 포지셔닝 및 안정화 구조는 RPT 장치의 중량의 적어도 일부분을 지지하도록 구성됨-; 및 RPT 장치에 전기적으로 연결된 전기 전력원;을 포함하는 환자 인터페이스이다.
일부 형태에서, a) 포지셔닝 및 안정화 구조는 전기 전력원의 중량의 적어도 일부분을 지지할 수 있고; b) 전기 전력원은 재충전형 배터리이고; 그리고/또는 c) 환자 인터페이스는 배터리의 재충전을 위한 충전기에 탈착 가능하게 연결된다.
일부 형태에서, a) RPT 장치는 송풍기를 수용하는 공동부(cavity)를 가지는 기류 발생기 케이싱을 포함하고; b) 공동부는 플레넘 챔버와 유체로 연통되어 있고; 그리고/또는 c) 기류 발생기 케이싱은 플레넘 챔버의 적어도 일부분의 둘레에서 연장된다.
일부 형태에서, a) RPT 장치는 송풍기와 플레넘 챔버 사이에 위치되는 밸브를 포함하고; 그리고/또는 b) 밸브는 원웨이 밸브(one-way valve)이다.
본원 기술의 일 형태의 또 다른 양태는 의도하는 착용자의 둘레 형상(perimeter shape)에 상보적인 둘레 형상을 포함하여 성형되거나 다른 방식으로 구성되는 환자 인터페이스이다.
본원 기술의 일 형태의 또 다른 양태는, 사용자의 안면과 접촉하도록 구성된 사용자 인터페이스 구조;-이 사용자 인터페이스 구조는 사용자의 눈들 중 적어도 하나를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 제1 개구부와 사용자의 코들 중 적어도 하나를 수용하도록 구성된 적어도 하나의 제2 개구부를 포함함-; 사용자 인터페이스 구조에 연결된 디스플레이 유닛 하우징;-이 디스플레이 유닛 하우징은 적어도 하나의 제1 개구부를 통해 컴퓨터 생성 이미지를 출력하도록 구성된 디스플레이와 적어도 하나의 제2 개구부를 통해 가압 공기의 유동을 출력하도록 구성된 송풍기를 포함함-; 및 디스플레이 유닛 하우징 및/또는 사용자 인터페이스 구조에 연결되고 사용자의 안면 상의 원하는 위치에서 사용자 인터페이스 구조를 유지하도록 구성된 지지 구조;를 포함하는 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(head-mounted display interface)이다.
일부 형태에서, 송풍기는 주변에 대하여 적어도 20cmH2O의 양압으로 공기의 공급을 제공할 수 있도록 구성되고 배치된다.
일부 형태에서, 머리 부착형 디스플레이 인터페이스는 사용자에게 음향을 출력하도록 구성된 오디오 시스템을 더 포함한다.
본원 기술의 또 다른 양태는 호흡 장애가 있는 환자를 치료하기 위한 환자 인터페이스에 관한 것으로서, 이 환자 인터페이스는 호흡용 가압 공기(pressurized breathable air)를 생성하도록 구성된 전기 송풍기(electric blower)를 가지는 호흡 압력 요법(RPT: respiratory pressure therapy) 장치; 환자의 안면에 대한 밀봉부를 형성하도록 구성된 밀봉부 형성 구조;-이 밀봉부 형성 구조는 가압 공기를 수용하도록 구성되는 플레넘 챔버를 적어도 부분적으로 한정함-; 전기 송풍기를 적어도 부분적으로 에워싸고 플레넘 챔버에 연결된 기류 발생기 케이싱;-이 케이싱은 RPT 장치로 전달하기 위한 주변 공기를 수용하기 위한 적어도 하나의 공기 개구부를 가짐-; 및 치료상으로 효과적인 위치에서 밀봉부 형성 구조 및 송풍기를 유지하도록 구성된 포지셔닝 및 안정화 구조;를 포함한다.
일부 형태에서, 환자 인터페이스는 하기 특징들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
환자 인터페이스는 환자의 두 눈 사이에서 연장되도록 구성되는 튜브나 이마 지지부(forehead support)를 포함하지 않고,
포지셔닝 및 안정화 구조는 케이싱 및/또는 플레넘 챔버에 연결되고,
케이싱은 송풍기가 그 내에서 완전히 에워싸이는 곳인 공동부를 한정하는 후방 케이스(rear case) 및 전방 케이스(front case)를 포함하고,
케이싱은 환자의 안면을 감싸도록 구성된 곡률을 가지고,
전방 케이스의 곡률과 후방 케이스의 곡률은 서로 상보적이고,
케이싱은 중앙 섹션과 2개의 측면 섹션을 포함하되, 중앙 섹션은 송풍기를 수용하고, 중앙 섹션 및 측면 섹션들은 연속적인 곡률을 제공하고, 전방 케이스의 중앙 섹션은 측면 섹션들로부터 분리될 수 있거나, 또는 전방 케이스의 중앙 섹션은 전방 케이스의 측면 섹션들과 일체로 형성되고,
전방 케이스는, 공동부 안쪽의 송풍기 및 공동부 안쪽의 하나 이상의 전기 구성요소를 노출시키기 위해, 후방 케이스에 탈착 가능하게 부착되고,
하나 이상의 전기 구성요소는 압력 센서를 포함하고,
후방 케이스는 직물(textile)로 적어도 부분적으로 덮이고,
송풍기는 실질적으로 원통형인 형상을 가지고 후방 케이스의 앞쪽에서 공동부의 안쪽에 측면으로 배치되고,
송풍기의 종축은 플레넘 챔버로 이어지는 케이싱의 유입구에 대해 수직으로 진행되고,
공동부의 안쪽에서 송풍기를 지지하기 위한 현가부(suspension)가 제공되고,
현가부는 적어도 송풍기 내로 주변 공기가 유동하도록 허용하는 제1 개구부(opening) 및 가압 후 공기를 수용하는 제2 개구부를 포함하고,
매니폴드(manifold)는 공동부 안쪽에 제공되고 송풍기에서부터 플레넘 챔버 쪽으로 가압 공기를 안내하도록 구성되고,
매니폴드는 한 방향에서 다른 방향으로 가압 공기의 방향을 전환하고,
현가부는 송풍기에 의해 생성된 가압 공기를 매니폴드 쪽으로 향하도록 구성된 개구부를 포함하고,
후방 케이스는 송풍기를 수용하고 지지하는 중앙 그루브(groove) 또는 리세스(recess)를 포함하고,
중앙 그루브 또는 리세스는 측면으로 연장되고 반원통형 형상을 가지고,
플레넘 챔버는 송풍기를 수용하는 케이싱 또는 후방 케이스의 볼록한 외부 부분을 수용하는 오목한 섹션을 가지는 전방 표면(anterior surface)을 포함하고,
케이싱 또는 후방 케이스는 이 케이싱 또는 후방 케이스의 볼록한 외부 부분 위쪽에 위치되는 유입 튜브(inlet tube)를 포함하고, 플레넘 챔버는 유입 튜브에 탈착 가능하게 부착되고 플레넘 챔버의 오목한 부분 위쪽에 위치되는 유입 개구부(inlet opening)를 포함하며, 흡기(inhalation) 동안 공동부에서부터 플레넘 챔버로, 그리고/또는 호기(exhalation) 동안에는 플레넘 챔버에서부터 케이싱의 배출 채널(exhaust channel)로 가압 기체(pressurized gas)를 향하게 하는 흡기 활성화 밸브(expiratory activated valve)가 제공되고,
밸브는 유입되는 가압 기체를 플레넘 챔버로 향하게 하는 원웨이 덕빌 밸브(one-way duck bill valve)를 포함하고,
EAV는, 사용 중에 호기 공기(exhaled air)가 배출 채널을 통과하여 기체 세척 통기구(gas washout vent)를 통해 주변환경으로 배출되도록, 덕빌 밸브의 바깥쪽을 따라 호기 공기를 안내하기 위해 호기 동안 움직일 수 있는 멤브레인(membrane)을 포함하고,
배출 채널은 주변환경으로 이어지는 하나 이상의 구멍을 가지는 기체 세척 통기구로 호기 기체를 향하게 하고,
밸브는 플레넘 챔버로 이어지는 케이싱의 유입구 안쪽에 위치되고,
적어도 하나의 소음기(muffler)는 송풍기의 적어도 하나의 단부에 위치되고,
호기 기체가 주변환경으로 배출되도록 구성되는 적어도 하나의 유출 통기구(outlet vent)가 제공되고,
유출 통기구는 전방 케이스 및/또는 후방 케이스의 부분으로서 제공되고,
송풍기는 공통 샤프트에 결합되고 서로 평행하게 배치되는 적어도 한 쌍의 임펠러들을 포함하고,
임펠러들 각각은 양면 임펠러(double-sided impeller)이고,
송풍기의 진동을 제한하도록 구성된 탄성중합체 베어링(elastomeric bearing)이 제공되고,
밀봉부 형성 부분은 필로우 마스크, 전면 마스크 또는 코 마스크를 포함하고,
밀봉부 형성 부분은 환자의 입을 에워싸는 제1 부분과 환자의 코의 하부 표면 및/또는 그 아래를 밀봉하는 제2 부분을 포함하고,
제2 부분은 환자의 비공들과 일직선으로 정렬되는 한 쌍의 개구부들을 포함하고,
밀봉부 형성 부분은 환자의 콧등 위쪽으로 연장되지 않고,
전력원으로 송풍기에 전력을 공급하기 위한 전원 코드에 연결하기 위한 전기 커넥터; 및/또는 송풍기로 전력을 공급하기 위한 배터리;가 제공되고,
배터리는 포지셔닝 및 안정화 구조의 스트랩(strap)에 연결되고, 전기 도체(electrical conductor)는 스트랩의 부분으로서 형성되어 송풍기에 연결되고, 그리고/또는
전원 코드는 포지셔닝 및 안정화 구조의 스트랩에, 또는 케이싱에 연결되되, 전원 코드는 AC 콘센트 또는 원격 배터리로부터 전기를 전도하도록 구성된다.
본원 기술의 일 형태의 일 양태는 장치의 제조 방법이다.
본원 기술의 일부 형태의 일 양태는, 예를 들어 의료 교육을 받지 않은 사람, 손재주, 시력이 제한된 사람 또는 이러한 유형의 의료 기기의 사용 경험이 제한된 사람이 사용하기에 용이한 의료 기기이다.
본원 기술의 일 형태의 일 양태는 사람이 예를 들어 본인의 집 주변에서 휴대할 수 있는 휴대용 RPT 장치이다.
본원 기술의 일 형태의 일 양태는 환자의 가정에서, 예를 들어 전문화된 세척 장비를 필요로 하지 않으면서 비눗물에서 세척할 수 있는 환자 인터페이스이다. 본원 기술의 일 형태의 양태는 환자의 가정에서, 예를 들어 전문화된 세척 장비를 필요로 하지 않으면서 비눗물에서 세척할 수 있는 가습기 탱크이다.
설명되는 방법들, 시스템들, 기기들 및 장치는, 특정 목적 컴퓨터, 호흡 모니터 및/또는 호흡 요법 장치의 프로세서와 같은 프로세서의 기능성을 개선하기 위해 구현될 수 있다. 또한, 설명되는 방법들, 시스템들, 기기들 및 장치는, 예컨대 수면 호흡 장애를 포함하여 호흡기 질환(respiratory conditions)의 자동화 관리, 모니터링 및/또는 치료의 기술 분야에서 개선을 제공할 수 있다.
물론, 양태들의 부분들은 본원 기술의 하위 양태들을 형성할 수 있다. 또한, 하위 양태들 및/또는 양태들 중 다양한 양태들은 다양한 방식으로 조합될 수 있고, 또한 본원 기술의 추가 양태들 또는 하위 양태들을 구성할 수 있다.
본원 기술의 다른 특징들은 하기의 상세한 설명부, 요약서, 도면부 및 청구범위에 포함된 정보의 고려로부터 분명해질 것이다.
4. 도면의 간단한 설명
본원 기술은 비슷한 도면 부호들이 하기 대상들을 포함한 유사한 요소들을 지칭하고 있는 첨부 도면부의 도들에 제한적인 것이 아니라 예시로서 도시되어 있다:
4.1. 호흡 요법 시스템
도 1a는 코 필로우의 형태인 환자 인터페이스(3000)를 착용한 환자(1000)를 포함하는 시스템을 도시한 도면이되, 환자 인터페이스는 RPT 장치(4000)로부터 양압의 공기의 공급을 받아들인다. RPT 장치(4000)에서 유출되는 공기는 가습기(5000) 내에서 가습되어 공기 회로(4170)를 따라 환자(1000)로 전달된다. 동숙자(1100) 또한 도시되어 있다. 환자는 반듯이 누운 수면 자세로 수면 중이다.
도 1b는 코 마스크의 형태인 환자 인터페이스(3000)를 착용한 환자(1000)를 포함하는 시스템을 도시한 도면이되, 환자 인터페이스는 RPT 장치(4000)로부터 양압의 공기의 공급을 받아들인다. RPT 장치에서 유출되는 공기는 가습기(5000) 내에서 가습되어 공기 회로(4170)를 따라 환자(1000)로 전달된다
도 1c는 전면 마스크의 형태인 환자 인터페이스(3000)를 착용한 환자(1000)를 포함하는 시스템을 도시한 도면이되, 환자 인터페이스는 RPT 장치(4000)로부터 양압의 공기의 공급을 받아들인다. RPT 장치에서 유출되는 공기는 가습기(5000) 내에서 가습되어 공기 회로(4170)를 따라 환자(1000)로 전달된다. 환자는 옆으로 누운 수면 자세로 수면 중이다.
4.2. 호흡기계(respiratory system) 및 안면 해부학
도 2a는 비강, 구강, 후두, 성대주름, 주름, 기관, 기관지, 폐, 폐포낭, 심장 및 횡경막을 포함하는 인간 호흡기계(human respiratory system)를 도시한 개요도이다.
도 2b는 비강, 비골, 외측 비연골, 대비익 연골, 콧구멍, 윗입술, 아랫입술, 후두, 경구개, 연구개, 인두, 혀, 후두개, 성대, 식도 및 기관을 포함하는 인간의 상기도를 도시한 도면이다.
도 2c는 윗입술, 상부 순홍, 하부 순홍, 아랫입술, 입폭, 안쪽눈구석점(endocanthion), 비익, 비순구 및 구각(cheilion)을 포함하여 식별되는 표면 해부학적 구조의 몇몇 특징을 갖는 안면을 도시한 정면도이다. 또한, 상위, 하위, 반경 방향의 안쪽 및 반경 방향의 바깥쪽 방향들도 표시되어 있다.
도 2d는 미간, 비근점, 비첨점, 비하점, 윗입술, 아래입술, 턱위점(supramenton), 콧등, 콧방울 능선점, 상이저점(otobasion uperior) 및 하이저점(otobasion inferior)을 포함하여 식별되는 표면 해부학적 구조의 몇몇 특징을 갖는 머리를 도시한 측면도이다. 또한, 상위 및 하위 방향들과 앞쪽 및 뒤쪽 방향들도 표시되어 있다.
도 2e는 머리의 다른 측면도이다. 프랑크포트 수평 및 비순 각도의 근사 위치가 표시되어 있다. 관상면도 또한 표시되어 있다.
도 2f는 비순구, 아랫입술, 상부 순홍, 콧구멍, 비하점, 코기둥, 비첨점, 콧구멍의 장축 및 정중 시상면을 포함하여 식별되는 몇몇 특징을 포함하는 코를 도시한 기본도이다.
도 2g는 코의 표면을 도시한 측면도이다.
도 2h는 측면 연골, 중격(septum) 연골, 큰 콧방울 연골, 작은 콧방울 연골, 종자 연골, 코뼈, 표피, 지방 조직, 상악골전두돌기 및 섬유 지방 조직을 포함하는 코의 피하 구조를 도시한 도면이다.
도 2i는 정중 시상면에서 대략 수 밀리미터 이격되어 있는 코의 내측 절개도이되, 무엇보다 중격 연골, 및 큰 콧방울 연골의 내측각(medial crus)을 도시하고 있다.
도 2j는 전두골, 코뼈 및 관골을 포함하는 두개골을 도시한 정면도이다. 비갑개가 표시되어 있고, 턱 및 아래턱뼈도 표시되어 있다.
도 2k는 머리의 표면 윤곽을 갖는 두개골뿐만 아니라 몇몇 근육을 도시한 측면도이다. 전두골, 접형골, 비골, 관골, 상악골, 하악골, 두정골, 측두골 및 후두골과 같은 뼈들이 도시되어 있다. 이융기(mental protuberance)가 표시되어 있다. 악이복근, 교근, 흉쇄유돌근 및 승모근과 같은 근육들도 도시되어 있다.
도 2l는 코를 도시한 전외측도이다.
4.3. 환자 인터페이스
도 3a는 본원 기술의 일 형태에 따르는 코 마스크의 형태인 환자 인터페이스를 도시한 도면이다.
도 3b는 한 지점에서 구조를 절단하여 도시한 개략적 횡단면도이다. 상기 지점에서의 외향 법선이 표시되어 있다. 상기 지점에서 곡률은 양의 부호를 가지며, 그리고 도 3c에 도시된 곡률의 크기와 비교할 때 상대적으로 큰 크기를 갖는다.
도 3c는 한 지점에서 구조를 절단하여 도시한 개략적 횡단면도이다. 상기 지점에서의 외향 법선이 표시되어 있다. 상기 지점에서 곡률은 양의 부호를 가지며, 그리고 도 3b에 도시된 곡률의 크기와 비교할 때 상대적으로 작은 크기를 갖는다.
도 3d는 한 지점에서 구조를 절단하여 도시한 개략적 횡단면도이다. 상기 지점에서의 외향 법선이 표시되어 있다. 상기 지점에서 곡률은 0의 값을 갖는다.
도 3e는 한 지점에서 구조를 절단하여 도시한 개략적 횡단면도이다. 상기 지점에서의 외향 법선이 표시되어 있다. 상기 지점에서 곡률은 음의 부호를 가지며, 그리고 도 3f에 도시된 곡률의 크기와 비교할 때 상대적으로 작은 크기를 갖는다.
도 3f는 한 지점에서 구조를 절단하여 도시한 개략적 횡단면도이다. 상기 지점에서의 외향 법선이 표시되어 있다. 상기 지점에서 곡률은 음의 부호를 가지며, 그리고 도 3e에 도시된 곡률의 크기와 비교할 때 상대적으로 큰 크기를 갖는다.
도 3g는 2개의 필로우를 포함하는 마스크용 쿠션을 도시한 도면이다. 쿠션의 외부 표면이 표시되어 있다. 표면의 에지가 표시되어 있다. 돔(dome) 및 안장(saddle) 영역들이 표시되어 있다.
도 3h는 마스크용 쿠션을 도시한 도면이다. 쿠션의 외부 표면이 표시되어 있다. 표면의 에지가 표시되어 있다. 지점 A와 B 사이의 표면 상의 경로가 표시되어 있다. A와 B 사이의 직선 거리가 표시되어 있다. 2개의 안장 영역 및 하나의 돔 영역이 표시되어 있다.
도 3i는 구조의 표면을 도시한 도면이되, 표면에는 1차원 구멍이 있다. 도시된 평면 곡선은 1차원 구멍의 경계를 형성한다.
도 3j는 도 3i의 구조를 도시한 횡단면도이다. 도시된 표면은 도 3i의 구조에서 2차원 구멍을 한정한다.
도 3k는 2차원 구멍 및 1차원 구멍을 포함하는 도 3i의 구조를 도시한 사시도이다. 또한, 도 3i의 구조 내 2차원 구멍을 한정하는 표면도 도시되어 있다
도 3l은 쿠션으로서 팽창성 블래더(inflatable bladder)를 포함하는 마스크를 도시한 도면이다.
도 3m는 도 3l의 마스크를 도시한 횡단면도이되, 블래더의 내부 표면도 도시하고 있다. 내부 표면은 마스크 내 2차원 구멍의 경계를 이룬다
도 3n은 도 3l의 마스크를 도시한 추가 횡단면도이다. 내부 표면 역시도 표시되어 있다.
도 3o는 왼손 법칙을 나타낸 도면이다.
도 3p는 오른손 법칙을 나타낸 도면이다.
도 3q는 왼쪽 귀 둘레(ear helix)를 포함하는 왼쪽 귀를 도시한 도면이다.
도 3r는 오른쪽 귀 둘레를 포함하는 오른쪽 귀를 도시한 도면이다.
도 3s는 오른쪽 나선 구조(right-hand helix)를 도시한 도면이다.
도 3t는 마스크의 상이한 영역에서 밀봉 멤브레인의 가장자리에 의해 한정되는 공간 곡선의 열률(torsion)의 부호를 포함하여 마스크를 도시한 도면이다.
도 3u는 플레넘 챔버(3200)를 도시한 도면이되, 시상면(sagittal plane) 및 중앙 접촉 평면(mid-contact plane)이 도시되어 있다.
도 3v는 도 3u의 플레넘 챔버의 후부를 도시한 도면이다. 도면의 방향은 중앙 접촉평면에 대한 법선이다. 도 3v에서의 시상면은 플레넘 챔버를 좌측편과 우측편으로 이등분한다.
도 3w는 도 3v의 플레넘 챔버를 도시한 횡단면도이되, 횡단면은 도 3v에 도시된 시상면에서 취해진 것이다. '중앙 접촉' 평면이 도시되어 있다. 중앙 접촉평면은 시상면에 대해 수직을 이룬다. 중앙 접촉 평면의 방향은 시상면 상에 놓이고 시상면의 두 지점, 즉 상점(3220) 및 하점(3230)에서 플레넘 챔버의 쿠션에 접촉하기만 하는 현(chord)(3210)의 방향에 상응한다. 이런 영역에서 쿠션의 기하구조에 따라서, 중앙 접촉 평면은 상점 및 하점 모두에서 접선일 수 있다.
도 3x는 안면 상에서의 사용을 위한 위치에서 도 3u의 플레넘 챔버(3200)를 도시한 도면이다. 플레넘 챔버(3200)의 시상면은, 일반적으로 플레넘 챔버가 사용을 위한 위치에 있을 때, 안면의 정중 시상면(midsagittal plane)과 일치한다. 중앙 접촉 평면은, 일반적으로 플레넘 챔버가 사용을 위한 위치에 있을 때 '안면의 평면'에 상응한다. 도 3x에서, 플레넘 챔버(3200)는 코 마스크의 플레넘 챔버이며, 그리고 상점(3220)은 대략 비근점 상에 안착되고, 그에 반해 하점(3230)은 윗입술 상에 안착된다.
4.4. RPT 장치
도 4a는 본원 기술의 일 형태에 따른 RPT 장치를 도시한 도면이다.
도 4b는 본원 기술의 일 형태에 따른 RPT 장치의 공압 경로를 나타낸 개략도이다. 상류 및 하류의 방향들은 송풍기 및 환자 인터페이스와 관련하여 표시되어 있다. 송풍기는 환자 인터페이스의 상류가 되도록 정의되고, 환자 인터페이스는 송풍기의 하류가 되도록 정의되되, 이는 임의의 특정 순간에 실제 유동 방향과 무관하다. 송풍기와 환자 인터페이스 사이의 공압 경로 내에 위치된 물품은 송풍기의 하류에 있고 환자 인터페이스의 상류에 있다.
도 4c는 본원 기술의 일 형태에 따른 RPT 장치의 전기 구성요소들을 도시한 개략도이다.
도 4d는 본원 기술의 일 형태에 따른 RPT 장치에서 구현되는 알고리즘을 나타낸 개략도이다.
도 4e는 본원 기술의 일 형태에 따라 도 4d의 요법 엔진 모듈에 의해 수행되는 방법을 예시하는 흐름도이다.
4.5. 가습기
도 5a는 본원 기술의 일 형태에 따른 가습기를 도시한 등각투상도이다.
도 5b는 본원 기술의 일 형태에 따른 가습기를 도시한 등각투상도이되, 가습기 저장기(5110)가 가습기 저장기 도크(5130)(reservoir dock)에서 탈거된 상태를 도시하고 있다.
4.6. 호흡 파형(breathing waveforms)
도 6a는 수면 중인 사람의 전형적인 호흡 파형 모델을 나타낸 그래프이다.
4.7. 모터를 포함한 인터페이스
도 7은 전면(full-face) 환자 인터페이스의 제1 버전을 예시한 사시도이다.
도 8은 전원 코드에 연결된 도 7의 전면 환자 인터페이스를 예시한 사시도이다.
도 9는 대안의 포지셔닝 및 안정화 구조를 포함한 도 7의 전면 환자 인터페이스를 예시한 사시도이다.
도 10은 배터리에 연결된 도 7의 전면 환자 인터페이스를 예시한 사시도이다.
도 11은 도 10의 전면 환자 인터페이스 및 배터리를 예시한 정면도이다.
도 12는 도 10의 전면 환자 인터페이스 및 배터리를 예시한 측면도이다.
도 13은 전원 코드에 연결된 전면 환자 인터페이스의 제2 버전을 예시한 사시도이다.
도 14는 배터리에 연결된 도 13의 전면 환자 인터페이스를 예시한 사시도이다.
도 15는 도 14의 전면 환자 인터페이스 및 배터리를 예시한 정면도이다.
도 16은 도 14의 전면 환자 인터페이스 및 배터리를 예시한 측면도이다.
도 17은 전원 코드에 연결된 비강 환자 인터페이스(nasal patient interface)의 제1 버전을 예시한 사시도이다.
도 18은 배터리에 연결된 도 17의 비강 환자 인터페이스를 예시한 사시도이다.
도 19는 도 18의 비강 환자 인터페이스 및 배터리를 예시한 정면도이다.
도 20은 전원 코드에 연결된 비강 환자 인터페이스의 제2 버전을 예시한 사시도이다.
도 21은 배터리에 연결된 도 20의 비강 환자 인터페이스를 예시한 사시도이다.
도 22는 도 21의 비강 환자 인터페이스 및 배터리를 예시한 정면도이다.
도 23은 전원 코드에 연결된 배터리를 예시한 사시도이다.
도 24는 충전기에 연결된 도 10의 전면 환자 인터페이스 및 배터리를 예시한 정면도이다.
도 25는 도 24의 전면 환자 인터페이스 및 배터리를 예시한 측면도이다.
도 26은 도 7의 환자 인터페이스를 보관하기 위한 케이스를 예시한 사시도이다.
도 27은 내부 요소들을 보이기 위해 투명한 외부 케이싱을 포함한 전면 환자 인터페이스를 도시한 상면도이다.
도 28은 도 27의 전면 환자 인터페이스를 도시한 정면도이다.
도 29는 환자 인터페이스의 안쪽에 포함된 RPT 장치의 구성요소들을 예시하는, 도 28의 전면 환자 인터페이스의 횡단면도이다.
도 30은 환자 인터페이스의 안쪽에 포함된 RPT 장치의 구성요소들을 예시하는, 도 29의 전면 환자 인터페이스의 횡단면도이다.
도 31은 RPT 장치의 구성요소들을 예시하는, 도 27의 환자 인터페이스의 분해도이다.
도 32는 밸브의 사시도이다.
도 33은 폐쇄 위치에 있는 밸브를 예시하는, 도 32의 밸브의 횡단면도이다.
도 34는 개방 위치에 있는 밸브를 예시하는, 도 32의 밸브의 횡단면도이다.
도 35는 도 33 및 34 내의 밸브의 상세도이다.
도 36은 환자 인터페이스에 연결되어 환자의 흡기 동안 개방 위치로 이동되는 도 32의 밸브의 횡단면도이다.
도 37은 도 36의 횡단면도의 상세도이다.
도 38은 도 36의 횡단면도의 상세도이다.
도 39는 환자 인터페이스에 연결되어 환자의 호기 동안 폐쇄 위치로 이동되는 도 32의 밸브의 횡단면도이다.
도 40은 도 39의 횡단면도의 상세도이다.
도 41은 도 39의 횡단면도의 상세도이다.
도 42는 밸브의 제1 예시의 상면도이다.
도 43은 도 42의 밸브의 횡단면도이다.
도 44는 밸브의 제2 예시의 상면도이다.
도 45는 도 44의 밸브의 횡단면도이다.
도 46은 밸브의 제3 예시의 상면도이다.
도 47은 도 46의 밸브의 횡단면도이다.
도 48은 송풍기의 횡단면도이다.
도 49는 도 48의 송풍기와 함께 사용되는 임펠러의 부분 횡단면도이다.
도 50은 도 48의 송풍기와 함께 사용될 수 있는 임펠러의 대안의 형태의 횡단면 사시도이다.
도 51은 도 48의 송풍기와 함께 사용될 수 있는 임펠러의 대안의 형태의 횡단면도이다.
도 52는 도 32의 밸브 및 도 48의 송풍기의 작동의 개략도이다.
도 53은 도 32의 밸브를 통과하는 유동의 흐름도이다.
4.8. AR/VR 인터페이스
도 54는 머리 부착형 디스플레이의 정면 사시도이다.
도 55는 도 54의 머리 부착형 디스플레이의 후면 사시도이다.
4.9. 스피커를 포함한 인터페이스
도 56은 오디오 시스템을 포함한 환자 인터페이스의 사시도이다.
5. 기술의 실시예에 대한 상세한 설명
본원 기술을 추가로 상세하게 설명하기에 앞서, 해당 기술은 본원에서 설명되는 특정 실시예들에 한정되지 않고 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본원 개시에서 사용되는 전문 용어들은 본원에서 논의되는 특정 실시예들만을 설명하기 위한 목적을 위한 것일 뿐, 제한의 의도는 없는 것으로 이해되어야 한다.
하기 설명부는 하나 이상의 공통 특성 및/또는 특징을 공유할 수 있는 다양한 실시예들과 관련하여 제공된다. 임의의 일 실시예의 하나 이상의 특징은 다른 실시예 또는 다른 실시예들의 하나 이상의 특징과 조합될 수 있는 것으로 이해해야 한다. 또한, 실시예들 중 임의의 실시예에서 임의의 단일 특징, 또는 특징들의 조합은 추가 실시예를 구성할 수 있다.
5.1. 요법
일 형태에서, 본원 기술은 환자(1000)의 기도 입구에 양압을 가하는 것을 포함하는 호흡 질환의 치료 방법을 포함한다.
본원 기술의 일부 실시예에서, 양압에서 공기의 공급은 하나 또는 양쪽 콧구멍을 통해 환자의 비도(nasal passage)로 제공된다.
본원 기술의 일부 실시예에서, 입 호흡은 제한되거나 한정되거나 방지된다.
5.2. 호흡 요법 시스템
일 형태에서, 본원 기술은 호흡기 장애를 치료하기 위한 호흡 요법 시스템을 포함한다. 호흡 요법 시스템은 공기 회로(4170) 및 환자 인터페이스(3000)를 통해 환자(1000)에게 공기의 유동을 공급하기 위한 RPT 장치(4000)를 포함한다.
5.3. 환자 인터페이스
본원 기술의 일 양태에 따른 비침습성 환자 인터페이스(3000)는 하기 기능적 양태들을 포함한다: 밀봉부 형성 구조(3100), 플레넘 챔버(3200), 포지셔닝 및 안정화 구조(3300), 통기구(3400), 공기 회로(4170)와의 연결을 위한 일 형태의 연결 포트(3600) 및 이마 지지부(3700). 일부 형태에서 기능적 양태는 하나 이상의 물리적 구성요소에 의하여 제공될 수도 있다. 일부 형태에서, 하나 이상의 물리적 구성요소가 하나 이상의 기능적 양태를 제공할 수 있다. 사용 중에, 밀봉부 형성 구조(3100)는, 환자(1000)의 기도 입구(들)에서 양압을 유지하기 위해, 환자의 기도들의 입구를 에워싸도록 배치된다. 그러므로 밀봉된 환자 인터페이스(3000)는 양압 요법의 전달을 위해 적합할 수 있다.
환자 인터페이스가 최소 레벨의 양압을 기도들로 편안하게 전달할 수 없는 경우, 환자 인터페이스는 호흡 압력 요법에 적합하지 않을 수 있다.
본원 기술의 일 형태에 따른 환자 인터페이스(3000)는 주변 압력을 초과하는 양압으로 공기의 공급을 제공할 수 있도록 구성되고 배치된다.
본원 기술의 일 형태에 따른 환자 인터페이스(3000)는 주변에 대하여 적어도 2cmH2O의 양압으로 공기의 공급을 제공할 수 있도록 구성되고 배치된다.
본원 기술의 일 형태에 따른 환자 인터페이스(3000)는 주변에 대하여 적어도 4cmH2O의 양압으로 공기의 공급을 제공할 수 있도록 구성되고 배치된다.
본원 기술의 일 형태에 따른 환자 인터페이스(3000)는 주변에 대하여 적어도 6cmH2O의 양압으로 공기의 공급을 제공할 수 있도록 구성되고 배치된다.
본원 기술의 일 형태에 따른 환자 인터페이스(3000)는 주변에 대하여 적어도 10cmH2O의 양압으로 공기의 공급을 제공할 수 있도록 구성되고 배치된다.
본원 기술의 일 형태에 따른 환자 인터페이스(3000)는 주변에 대하여 적어도 20cmH2O의 양압으로 공기의 공급을 제공할 수 있도록 구성되고 배치된다.
5.3.1. 밀봉부 형성 구조
본원 기술의 일 형태에서, 밀봉부 형성 구조(3100)는 목표 밀봉부 형성 영역을 제공하며, 그리고 추가로 쿠션 기능을 제공할 수 있다. 목표 밀봉부 형성 영역은 밀봉이 일어날 수 있는 밀봉부 형성 구조(3100) 상의 영역이다. 밀봉이 실제로 일어나는 영역(실제 밀봉 표면)은, 예를 들어 환자 인터페이스가 안면 상에 배치되었던 위치, 포지셔닝 및 안정화 구조 내 장력 및 환자 안면의 형상을 포함한 다양한 요인들에 따라, 정해진 치료 기간 이내에서 매일 그리고 환자마다 바뀔 수 있다.
일 형태에서, 목표 밀봉부 형성 영역은 밀봉부 형성 구조(3100)의 외면에 위치된다.
본원 기술의 일부 형태에서, 밀봉부 형성 구조(3100)는 생체적합성 재료, 예컨대 실리콘 고무로 구성된다.
본원 기술에 따른 밀봉부 형성 구조(3100)는 실리콘과 같이 부드럽고 유연하며 탄력적인 재료로 구성될 수 있다.
본원 기술의 일부 형태에서, 각각 상이한 크기 및/또는 형상 범위에 대응하도록 구성된 둘 이상의 밀봉부 형성 구조(3100)를 포함하는 시스템이 제공된다. 예를 들어, 시스템은 큰 크기의 머리에 적합하지만 작은 크기의 머리에는 적합하지 않은 일 형태의 밀봉부 형성 구조(3100) 및 작은 크기의 머리에 적합하지만 큰 크기의 머리에는 적합하지 않은 다른 형태의 밀봉부 형성 구조를 포함할 수 있다.
5.3.1.1. 밀봉 메커니즘
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 압력 보조식 밀봉 메커니즘을 사용하는 밀봉 플랜지(sealing flange)를 포함한다. 사용 중, 밀봉 플랜지는 플레넘 챔버(3200)의 하부에 작용하는 그 내부의 시스템 양압에 쉽게 반응하여 안면과 긴밀한 밀봉 결합을 촉진할 수 있다. 압력 보조 메커니즘은 포지셔닝 및 안정화 구조에서 탄성 장력과 함께 작용할 수 있다.
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조(3100)는 밀봉 플랜지와 지지 플랜지를 포함한다. 밀봉 플랜지는 약 1mm 미만, 예컨대 약 0.25mm 내지 약 0.45mm의 두께를 가지는 상대적으로 얇은 부재(member)를 포함하되, 상기 부재는 플레넘 챔버(3200)의 주변의 둘레에서 연장되어 있다. 지지 플랜지는 밀봉 플랜지보다 상대적으로 더 두꺼울 수 있다. 지지 플랜지는 밀봉 플랜지와 플레넘 챔버(3200)의 주변 가장자리 사이에 배치되고 주변의 둘레에서 적어도 그 경로의 일부분에서 연장된다. 지지 플랜지는 스프링형 요소(spring-like element)이거나 이를 포함하고 사용 중에 찌그러지지 않도록 밀봉 플랜지를 지지하는 기능을 수행한다.
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 압축 밀봉 부분 또는 개스킷 밀봉 부분을 포함할 수 있다. 사용 중에, 압축 밀봉 부분 또는 개스킷 밀봉 부분은, 예를 들어 포지셔닝 및 안정화 구조 내의 탄성 장력의 결과로서, 압축되도록 구성되어 배치된다.
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 인장 부분을 포함한다. 사용 중에, 인장 부분은, 예컨대 밀봉 플랜지의 인접 영역에 의해 인장 상태로 유지된다.
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 끈적거리거나 접착성 표면을 가지는 영역을 포함한다.
본원 기술의 일부 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 압력 보조 밀봉 플랜지, 압축 밀봉 부분, 가스켓 밀봉 부분, 인장 부분, 및 끈적거리거나 접착성 표면을 가지는 부분 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
5.3.1.2. 콧대(nose bridge) 또는 콧등(nose ridge) 부위
일 형태에서, 비침습성 환자 인터페이스(3000)는 사용 중에 환자 안면의 콧대 부위에서 또는 콧등 부위에서 밀봉부를 형성하는 밀봉부 형성 구조를 포함한다.
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 사용 중에 환자 안면의 콧대 부위에서 또는 콧등 부위에서 밀봉부를 형성하도록 구성되는 안장형(saddle-shaped) 영역을 포함한다.
5.3.1.3. 상순(upper lip) 부위
일 형태에서, 비침습성 환자 인터페이스(3000)는 사용 중에 환자 안면의 상순 부위(즉, 윗입술)에서 밀봉부를 형성하는 밀봉부 형성 구조를 포함한다.
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 사용 중에 환자 안면의 상순 부위에서 밀봉부를 형성하도록 구성되는 안장형(saddle-shaped) 영역을 포함한다.
5.3.1.4. 턱 부위
일 형태에서, 비침습성 환자 인터페이스(3000)는 사용 중에 환자 안면의 턱 부위에서 밀봉부를 형성하는 밀봉부 형성 구조를 포함한다.
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 사용 중에 환자 안면의 턱 부위에서 밀봉부를 형성하도록 구성되는 안장형 영역을 포함한다.
5.3.1.5. 이마 부위
일 형태에서, 밀봉부 형성 구조는 사용 중에 환자 안면의 이마 부위에서 밀봉부를 형성한다. 이러한 형태에서, 플레넘 챔버는 사용 중에 두 눈을 덮을 수 있다.
5.3.1.6. 코 필로우(Nasal pillow)
일 형태에서, 비침습성 환자 인터페이스(3000)의 밀봉부 형성 구조는 한 쌍의 코 퍼프 또는 코 필로우를 포함하되, 각 코 퍼프 또는 코 필로우는 환자의 코의 각각의 콧구멍과 함께 밀봉부를 형성하도록 구성되고 배치된다.
본원 기술의 양태에 따른 코 필로우들은, 자체의 적어도 일부분이 환자의 코의 밑면에서 밀봉부를 형성하는 것인 절두 원추부(frusto-cone); 줄기부(stalk); 및 절두 원추부의 밑면에 배치되어 줄기부에 절두 원추부를 연결하는 가요성 영역;을 포함한다. 또한, 본원 기술의 코 필로우가 연결되는 구조는 줄기부의 베이스에 인접하는 가요성 영역을 포함한다. 가요성 영역들은 일제히 코 필로우가 연결되는 구조 및 절두 원추부 모두의 상대 이동, 변위 및 각 이동에 적합한 범용 조인트 구조를 가능하게 하도록 작용한다. 예를 들면, 절두 원추부는 줄기부가 연결되는 구조 쪽으로 축 방향으로 변위될 수 있다.
5.3.2. 플레넘 챔버
플레넘 챔버(3200)는 사용 중에 밀봉부가 형성되는 영역에서 보통 사람의 안면의 표면 윤곽에 상보적으로 형성되는 주변부를 갖는다. 사용 중에, 플레넘 챔버(3200)의 주변 가장자리는 안면의 인접 표면에 매우 근접하여 위치된다. 안면과의 실제 접촉은 밀봉부 형성 구조(3100)에 의해 제공된다. 밀봉부 형성 구조(3100)는 사용 중에 플레넘 챔버(3200)의 전체 주변부의 둘레에서 연장될 수 있다. 일부 형태에서, 플레넘 챔버(3200) 및 밀봉부 형성 구조(3100)는 단일의 균질한 재료편(piece of material)으로 형성된다.
본원 기술의 일부 형태에서, 플레넘 챔버(3200)는 사용 중에 환자의 두 눈을 덮지 않는다. 달리 말하면, 두 눈은 플레넘 챔버에 의해 한정되는 가압된 체적의 바깥쪽에 있다. 이러한 형태들은 착용자에게 덜 두드러지고, 그리고/또는 보다 더 편안한 경향이 있으며, 그에 따라 착용자는 요법 준수를 향상시킬 수 있다.
본원 기술의 일부 형태에서, 플레넘 챔버(3200)는 투명한 재료, 예컨대 투명한 폴리카보네이트로 구성된다. 투명한 재료의 사용은 환자 인터페이스의 두드러짐을 감소시킬 수 있고 요법 준수를 개선하는 데 도움을 줄 수 있다. 투명한 재료의 사용은 환자 인터페이스가 어떻게 위치해 있고 기능하는지를 관찰하는 데 임상의에게 도움을 줄 수 있다.
본원 기술의 일부 형태에서, 플레넘 챔버(3200)는 반투명 재료로 구성된다. 반투명 재료를 사용하면 환자 인터페이스의 방해를 줄일 수 있으며 치료 준수를 개선하는 데 도움이 된다.
5.3.3. 포지셔닝 및 안정화 구조
본원 기술의 환자 인터페이스(3000)의 밀봉부 형성 구조(3100)는 사용 중에 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)에 의해 밀봉 위치에서 유지될 수 있다.
일 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는, 안면에서 떼어내기 위해, 적어도 플레넘 챔버(3200) 내 양압의 효과를 극복하기에 충분한 유지력(retention force)을 제공한다.
일 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는 환자 인터페이스(3000)에 대한 중력의 영향을 극복하기 위한 유지력을 제공한다.
일 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는, 튜브 끌기(tube drag)에서 기인하는 것과 같은 환자 인터페이스(3000)에 대한 방해력(disrupting force), 또는 환자 인터페이스와의 우발적인 간섭의 잠재적 영향을 극복하기 위해 안전 여유(safety margin)로서 유지력을 제공한다.
본원 기술의 일 형태에서, 수면 중에 환자가 착용하는 것에 지장이 없는 방식으로 구성되는 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)가 제공된다. 일 예시에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는, 장치의 인지된 또는 실제 규모(bulk)를 감소시키기 위해, 낮은 프로파일 또는 횡단면 두께를 갖는다. 일 예시에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는 직사각형 횡단면을 가지는 적어도 하나의 스트랩을 포함한다. 일 예시에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는 적어도 하나의 평스트랩(flat strap)을 포함한다.
본원 기술의 일 형태에서, 환자가 베개 위에 환자 머리의 뒤쪽 부위를 두고 반듯이 누운 수면 자세로 눕는 것을 방지하기 위해 크기와 부피가 너무 크지 않도록 구성되는 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)가 제공된다.
본원 기술의 일 형태에서, 환자가 베개에 환자 머리의 측면 부위를 두고 옆으로 누운 수면 자세로 눕는 것을 방지하기 위해 크기와 부피가 너무 크지 않도록 구성되는 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)가 제공된다.
본원 기술의 일 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는, 이 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)의 앞쪽 부분과 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)의 뒤쪽 부분 사이에 위치되는 분리 부분(decoupling porition)을 구비한다. 분리 부분은 압축에 저항하지 않으며, 그리고 예컨대 가요성이거나 헐렁한 스트랩일 수 있다. 분리 부분은, 환자가 본인의 머리를 베개에 대고 누울 때, 분리 부분의 존재가 뒤쪽 부분 상의 힘이 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)를 따라 전달되어 밀봉부를 분열시키는 것을 방지하도록 구성되고 배치된다.
본원 기술의 일 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는 직물 환자-접촉 층, 폼 내부 층 및 직물 외부 층의 적층판(laminate)으로 구성된 스트랩을 포함한다. 일 형태에서, 폼은 수분(예: 땀)이 스트랩을 통과하도록 하기 위해 다공성이다. 일 형태에서, 직물 외부 층은 후크 재료 부분과 맞물리기 위한 루프 재료를 포함한다.
본원 기술의 일부 형태에서, 위치 결정 및 안정화 구조(3300)는, 예를 들어, 탄성적으로 신축 가능한 스트랩을 포함한다. 예를 들면, 스트랩은 사용 중에 인장 상태가 되어 밀봉부 형성 구조가 환자 안면의 일부분과 밀봉 접촉하게끔 힘을 유도하도록 구성될 수 있다. 일 예시에서, 스트랩은 타이(tie)로서 구성될 수 있다.
본원 기술의 일 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조는 제1 타이를 포함하되, 이 제1 타이는 사용 중에 자체의 하위 에지부의 적어도 일부분이 환자 머리의 상이저점 위로 지나가면서 두정골의 일부분을 덮어씌우도록 구성되고 배치된다.
코 전용 마스크 또는 전면 마스크를 위해 적합한 본원 기술의 일 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조는 제2 타이를 포함하되, 이 제2 타이는, 사용 중에 자체의 상위 에지부의 적어도 일부분이 환자 머리의 하이저점 아래로 지나가면서 환자 머리의 후두골을 덮어씌우거나 그 하위에 놓이도록 구성되고 배치된다.
코 전용 마스크 또는 전면 마스크를 위해 적합한 본원 기술의 일 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조는 제3 타이를 포함하되, 이 제3 타이는 제1 타이와 제2 타이가 서로 이격 방향으로 이동하는 경향을 감소시키기 위해 제1 타이와 제2 타이를 상호 연결하도록 구성되고 배치된다.
본원 기술의 일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는 구부릴 수 있고, 예를 들어 비강성인 스트랩을 포함한다. 이런 양태의 장점은, 스트랩이 환자가 수면하는 동안 누워 있기에 보다 더 편안할 수 있다는 점에 있다.
본원 기술의 일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)는 스트랩을 통해 수증기가 전달될 수 있도록 통기성이 있도록 구성된 스트랩을 포함한다,
본원 기술의 일부 형태에서, 하나보다 더 많은 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)를 포함하는 시스템이 제공되되, 이들 구조 각각은 상이한 크기 및/또는 형상 범위에 상응하는 유지력을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 시스템은 큰 크기의 머리에는 적합하지만 작은 크기의 머리에는 적합하지 않은 일 형태의 포지셔닝 및 안정화 구조(3300)와 작은 크기의 머리에는 적합하지만, 큰 크기의 머리에는 적합하지 않은 다른 형태의 포지셔닝 및 안정화 구조를 포함할 수 있다.
5.3.4. 통기구(vent)
일 형태에서, 환자 인터페이스(3000)는 호기되는 기체, 예컨대 이산화탄소의 세척을 허용하도록 구성되고 배치되는 통기구(3400)를 포함한다.
일부 형태에서, 통기구(3400)는, 플레넘 챔버 안쪽의 압력이 주변에 대하여 양압인 동안, 플레넘 챔버(3200)의 내부에서부터 주변으로 연속적인 통기구 유동을 허용하도록 구성된다. 통기구(3400)는, 사용 중 플레넘 챔버 내 치료 압력을 유지하는 동안 통기구 유량이 환자에 의해 호기되는 CO2의 재호흡을 감소시키기에 충분한 크기를 갖도록 구성된다.
본원 기술에 따른 통기구(3400)의 일 형태는 복수의 구멍, 예를 들어 20개 내지 80개의 구멍, 또는 40개 내지 60개의 구멍, 또는 45개 내지 55개의 구멍을 포함한다.
통기구(3400)는 플레넘 챔버(3200) 내에 위치될 수 있다. 대안으로, 통기구(3400)는 분리 구조(decoupling structure), 예컨대 회전부(swivel) 내에 위치된다.
5.3.5. 분리 구조(들)(decoupling structure)
일 형태에서, 환자 인터페이스(3000)는 적어도 하나의 분리 구조, 예컨대 회전부, 또는 볼 및 소켓을 포함한다.
5.3.6. 연결 포트(connection port)
연결 포트(3600)는 공기 회로(4170)에 대한 연결을 허용한다.
5.3.7. 이마 지지부(forehead support)
일 형태에서, 환자 인터페이스(3000)는 이마 지지부(3700)를 포함한다.
5.3.8. 질식 방지 밸브(Anti-asphyxia valve)
일 형태에서, 환자 인터페이스(3000)는 질식 방지 밸브를 포함한다.
5.3.9. 포트들(ports)
본원 기술의 일 형태에서, 환자 인터페이스(3000)는 플레넘 챔버(3200) 안쪽의 체적부에 대한 접근을 허용하는 하나 이상의 포트를 포함한다. 일 형태에서, 이는 임상의로 하여금 보충 산소를 공급하게 한다. 일 형태에서, 이는, 플레넘 챔버(3200) 안쪽의 기체들의 성질, 예컨대 압력의 직접적인 측정을 허용한다.
5.3.10. 자족적인 유닛(Self-contained unit)
도 7~22에 예시된 것처럼, 환자 인터페이스의 일부 형태는 자족적인 유닛일 수 있다. 예를 들어, 환자 인터페이스들은 가압 공기의 유동을 수용하기 위해 외부 장치에 연결될 필요가 없다. 그 대신, 환자 인터페이스 자체는 직접적으로 환자에게 가압 기류(pressurized airflow)를 전달하기 위한 모터를 포함할 수 있다.
일부 형태에서, 이는 환자 인터페이스의 휴대성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이는 여행하는 환자들에게 특히 유익할 수 있다. 예를 들어, 환자는 더 작고 더 휴대하기 쉬운 구성요소를 꾸릴 수 있다. 이는 환자가 집에서 떠나 있는 동안 요법의 연속성을 증진할 수 있다.
일부 형태에서, 자족적인 환자 인터페이스는 환자 또는 동숙자의 더 나은 수면을 증진할 수 있다. 예를 들어, 환자는 수면 중 움직임을 제한할 수 있는 RPT 장치에 묶여 있지 않을 수 있다. 이는 환자가 수면 동안 제약을 받지 않으면서 구르거나 다른 방식으로 움직일 수 있게 해줄 수 있다. 이와 유사하게, 환자의 동숙자는, 환자가 밤새 잠을 잘 수 있다면, 더 나은 수면을 경험할 수 있다.
일부 형태에서, 환자(및/또는 환자의 동숙자)는 와이어, 튜브 및/또는 코드의 거슬림을 싫어할 수 있으며, 그리고 환자 인터페이스의 의학적 외관을 미관상 매력이 없다고 생각할 수 있다. 이는 요법 준수를 감소시킬 수 있다. 자족적인 환자 인터페이스 상에서 외부 부착물을 줄임으로써, 환자가 환자 인터페이스를 좀더 사용할 가능성이 많다. 예를 들어, 하기에서 설명되는 것처럼, 외부 부착물들의 부족함과 결합된 환자 인터페이스의 재료는 환자 인터페이스의 의학적 느낌을 줄여줄 수 있다.
일부 양태에서, 단일 유닛을 제공하는 것이 환자가 사용하기에 더 직관적일 수 있다. 예를 들어, 환자는 단일 장치와 상호 작용해야 할 수 있으며, 이는 장치의 사용 방법을 배우는 데 필요한 단계들을 단순화할 수 있다.
하기에서 설명되는 것처럼, 도 7~22에 예시된 환자 인터페이스들은 상기에서 설명한 환자 인터페이스(3000)(예컨대 도 3a 참조)와 유사할 수 있고 일부 유사성 및 차이점만이 설명될 수 있다.
5.3.10.1. 전면 인터페이스(full-face interface)
도 7~16에 예시된 것처럼, 환자 인터페이스의 일부 형태는 전면 환자 인터페이스이다. 예를 들어, 환자 인터페이스는, 가압 공기가 환자의 코 및/또는 환자의 입을 통해 환자의 기도로 전달될 수 있도록, 환자의 콧구멍 및 환자의 입의 둘레에 밀봉부를 형성할 수 있다.
도 7~9에 예시된 것처럼, 전면 환자 인터페이스의 제1 버전(6000)은 밀봉부 형성 구조(6100), 플레넘 챔버(6200), 포지셔닝 및 안정화 구조(6300) 및 기류 발생기 케이싱(6400)을 포함할 수 있다.
밀봉부 형성 구조(6100)는 가요성 재료로 구성될 수 있고 환자의 안면과 접촉할 때 편안할 수 있다. 예를 들어, 밀봉부 형성 구조(6100)는 실리콘 재료로 형성될 수 있다. 대안으로, 또는 추가로, 밀봉부 형성 구조(6100)는 직물 재료로 형성될 수 있다. 밀봉부 형성 구조는 밀봉부 부분(seal portion)보다 더 강성인 재료(예: 플라스틱 또는 폴리카보네이트)로 제조된 프레임을 가질 수 있으며, 그리고 프레임은 도 31과 관련하여 설명되는 것처럼 케이싱(6408)에 부착될 수 있다. 밀봉부 부분 및/또는 프레임은, 호기 기체를 주변환경으로 배출하기 위해 하나 이상의 구멍을 갖는 기체 세척 통기구를 가질 수 있다. 또한, 특히 환자 인터페이스가 전면 마스크 또는 구비 마스크(oro-nasal mask)인 경우, 밀봉부 형성 구조 및/또는 케이싱(하기에서 설명됨)은, 환자 인터페이스가 (예컨대 전력 정전으로 인해) 전력원에 연결되지 않은 경우, 환자가 주변 공기로 호흡하도록 허용하기 위해, 질식 방지 밸브(AAV)를 포함할 수 있다.
예시된 예시에서, 밀봉부 형성 구조(6100)는 실질적으로 낮은 프로파일을 가질 수 있다. 상기에서 설명한 것처럼, 환자는 대형 장치를 착용하는 것에 불편함을 느낄 수 있고 그로 인해 요법을 지속하는 것을 단념하게 할 수 있다. 그러므로 밀봉부 형성 구조(6100)는 밀봉 영역[예: 밀봉부 형성 구조(6100) 안쪽의 영역]을 최소화할 수 있다.
일부 형태에서, 밀봉부 형성 구조(6100)의 코 밀봉부(6104)는 환자의 콧등과 접촉하지 않을 수 있다. 예를 들어, 밀봉부 형성 구조(6100)는 환자의 콧등과의 접촉을 피하면서 환자의 콧날개(alar rim)의 둘레를 밀봉할 수 있다. 환자들은, 본인의 안면의 더 적은 부분이 밀봉부와 접촉하고 치료 압력을 받기 때문에, 이를 더 편안하게 생각할 수 있다.
일부 형태에서, 밀봉부 형성 구조(6100)는 실질적으로 플레넘 챔버(6200) 및/또는 기류 발생기 케이싱(6400)을 넘어 연장될 수 없다. 예를 들어, 플레넘 챔버(6200) 및/또는 기류 발생기 케이싱(6400)의 높이는 실질적으로 (예컨대 환자의 아랫입술에서부터 비첨점까지 측정되는) 밀봉 영역의 높이와 동일할 수 있다. 또 다른 예시들에서, 플레넘 챔버(6200) 및/또는 기류 발생기 케이싱(6400)은 밀봉부 형성 구조(6100)의 아래로[예컨대 턱위점(supramenton) 쪽으로] 연장될 수 있지만, 그러나 실질적으로 밀봉부 형성 구조의 위로(예컨대 비첨점 위로 그리고 환자의 콧등 상으로)는 연장될 수 없다. 이는 환자 인터페이스(6000)의 낮은 프로파일에 기여하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 플레넘 챔버(6200) 및/또는 기류 발생기 케이싱(6400)은 환자의 시선을 실질적으로 방해하지 않을 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)는 기류 발생기 케이싱(6400)에 연결될 수 있다. 하기에서 설명되는 것처럼, 플레넘 챔버(6200) 및 밀봉부 형성 구조(6100)는 기류 발생기 케이싱(6400)에 연결된다. 그러므로 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)는 환자 안면 상의 밀봉 위치에서 밀봉부 형성 구조(6100)를 유지하기 위한 인장력을 제공할 수 있다.
포지셔닝 및 안정화 구조(6300)는 헤드기어(headgear)로서 형성될 수 있고 전방 스트랩(6304)을 포함할 수 있다. 전방 스트랩(6304)은 각각의 눈과 귀 사이에서 환자의 안면과 접촉할 수 있고 환자의 머리의 상단 위로 지나갈 수 있다. 달리 말하면, 전방 스트랩(6304)은 환자의 뺨과 접촉할 수 있고 환자 머리의 전두골 및/또는 두정골을 덮어씌울 수 있다.
일부 형태에서, 전방 스트랩(6304)은 기류 발생기 케이싱(6400)에 연결되는 단부들(6308)을 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 단부들(6308)은 기류 발생기 케이싱(6400)에 [예컨대 접착제, 재봉(stitching), 용접 등을 통해] 영구적으로 연결될 수 있다. 또 다른 예시들에서, 단부들(6308)은 기류 발생기 케이싱(6400)에 (예컨대 기계식 패스너, 후크 및 루프 재료, 자석 등을 통해) 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 단부들(6308)은 대안으로 플레넘 챔버(6200)에 직접적으로(예컨대 탈착 가능하게, 또는 영구적으로) 연결될 수 있다.
일부 형태에서, 전방 스트랩(6304)은 직물 또는 기타 편안한 재료(예컨대 유연하고 촉감이 부드러운 재료)로 구성될 수 있다. 직물 재료는 의료 기기가 아닌 침구와 더 유사하기 때문에 환자의 준수를 증진할 수 있다. 개선된 편안함뿐만 아니라 심미적으로 보기 좋은 외관은 환자가 환자 인터페이스(6000)를 계속 착용하고 요법을 계속하도록 장려할 수 있다.
도 7 및 8에 예시된 것처럼, 전방 스트랩(6304)은 일부 형태는 하나 이상의 표면강화제(6312)(rigidizer)를 포함할 수 있다. 표면강화제(6312)는, 이 표면강화제(6312)가 노출되지 않도록, 전방 스트랩(6304)의 직물 재료에 의해 둘러싸일 수 있다[예를 들어, 도 7에는, 전방 스트랩(6304)의 직물 재료 아래에 표면강화제(6312)의 윤곽이 예시되어 있음]. 표면강화제(6312)를 직물 재료 내에 둘러쌈에 따라, 불편한 재료와의 환자 접촉을 제한함으로써 환자의 편안함이 향상될 수 있다.
일부 형태에서, 단일 표면강화제(6312)는 전방 스트랩(6304)의 둘레에서[예컨대 실질적으로 단부들(6308) 사이에서] 연장될 수 있다. 표면강화제(6312)는, 원하는 위치에서 상단 스트랩(6304)[및 그에 따른 밀봉부 형성 구조(6100)]을 유지하기 위해, 상단 스트랩(6304)의 연장을 제한할 수 있다. 대안으로, 상단 스트랩(6304)의 주변의 둘레에 다수의 표면강화제(6312)가 있을 수 있다. 상이한 표면강화제들(6312) 사이에 간극들(gaps)이 있을 수 있고, 이런 간극들에서 국소화된 신장이 일어날 수 있다.
대안으로, 또는 추가로, 상단 스트랩(6304)은 패딩(padding) 또는 쿠션 재료(cushioning material)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상단 스트랩(6304)은 표면강화제(6312) 대신 패딩을 포함할 수 있거나, 또는 표면강화제(6312)에 추가로 패딩을 포함할 수 있다. 패딩은 폼(foam) 또는 기타 압축성 재료로 형성될 수 있다. 패딩은 옆으로 누워 자는 환자를 위해 증가된 편안함을 제공할 수 있고, 이는 연속적인 요법을 추가로 권장할 수 있다.
도 7 및 8에 도시된 것처럼, 전방 스트랩(6304)의 일부 형태는 버튼 또는 사용자 결합 장치(6314)(user engagement device)를 포함할 수 있다. 버튼(6314)은 래치(latch)(미도시)에 연결될 수 있다. 버튼(6314) 및 래치는, 환자가 버튼(6314)을 작동시킬 때, 함께 이동할 수 있다. 하기에서 설명되는 것처럼, 버튼(6314)은, 전력원이 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)에 탈착 가능하게 연결되게 할 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)는 상부 후방 스트랩(6316)을 더 포함할 수 있다. 상부 후방 스트랩(6316)은 사용 중에 환자 머리의 후방 부위와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상부 후방 스트랩(6316)은 각각의 귀 위쪽에 있는 환자의 머리와 접촉할 수 있고(예를 들어, 측두골을 덮어씌움), 환자 머리의 뒤쪽으로 연장될 수 있다(예를 들어, 후두골을 덮어씌움).
일부 형태에서, 상부 후방 스트랩(6316)은 전방 스트랩(6304)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상부 후방 스트랩(6316)은 사용 중에 환자 귀 위쪽의 위치에서 전방 스트랩(6304)에 연결될 수 있다[예를 들어, 그럼으로써 상부 후방 스트랩(6316)은 환자의 귀와 교차되지 않음]. 일부 형태에서, 상부 후방 스트랩(6316)은 전방 스트랩(6304)에 영구적으로 연결될 수 있는 반면, 기타 예시들에서는 상부 후방 스트랩(6316)은 전방 스트랩(6304)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다.
도 7 및 8에 예시된 것처럼, 상부 후방 스트랩(6316)의 일부 형태는 탄성 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 후방 스트랩(6316)은 전방 스트랩(6304)보다 더 많이 신장되거나 연장될 수 있다. 상부 후방 스트랩(6316)의 탄성은, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)가 다양한 환자들의 머리에 알맞도록 허용할 수 있는 것과 동시에, 밀봉부 형성 구조(6100)의 밀봉 위치를 유지하기 위한 인장력을 제공할 수도 있다. 또한, 탄성 재료는 전방 스트랩(6304)의 직물 재료와 유사하게 편안할 수 있다.
다른 형태들에서, 상부 후방 스트랩(6316)은 비연장성 재료(inextensible material)로 형성될 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)는 하부 후방 스트랩(6320)을 더 포함할 수 있다. 하부 후방 스트랩(6320)은 사용 중에 환자 머리의 후방 부위와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 하부 후방 스트랩(6320)은 각각의 귀 아래쪽에 있는 환자의 머리와 접촉할 수 있고[예를 들어, 교근(masseter muscle)을 덮어씌움], 환자 머리의 뒤쪽으로 연장될 수 있다(예를 들어, 후두골을 덮어씌움).
일부 형태에서, 하부 후방 스트랩(6320)은 전방 스트랩(6304)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 하부 후방 스트랩(6320)은 사용 중에 환자 귀 아래쪽의 위치에서 전방 스트랩(6304)에 연결될 수 있다[예를 들어, 그럼으로써 하부 후방 스트랩(6320)은 환자의 귀와 교차되지 않음]. 도 7~9에 예시된 것처럼, 하부 후방 스트랩(6320)은 (예를 들어 도 7 및 8에서 자석에 의해, 또는 도 9에서는 후크 및 루프 재료에 의해) 전방 스트립(6304)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 대안으로, 하부 후방 스트랩(6320)은 전방 스트랩(6304)에 영구적으로 연결될 수 있다.
도 7 및 8에 예시된 것처럼, 하부 후방 스트랩(6320)의 일부 형태는 탄성 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 후방 스트랩(6320)은 전방 스트랩(6304)보다 더 많이 신장되거나 연장될 수 있다. 상부 및 하부 후방 스트랩(6316, 6320)은 동일한 재료로 구성될 수 있거나, 또는 각각의 스트랩은 상이한 연장성(extensibility)을 가질 수 있다. 하부 후방 스트랩(6320)의 탄성은, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)가 다양한 환자들의 머리에 알맞도록 허용할 수 있는 것과 동시에, 밀봉부 형성 구조(6100)의 밀봉 위치를 유지하기 위한 인장력을 제공할 수도 있다. 또한, 탄성 재료는 전방 스트랩(6304)의 직물 재료와 유사하게 편안할 수 있다.
도 7 및 8에 예시된 것처럼, 커넥터 스트랩(6324)(connector strap)은 상부 후방 스트랩(6316)과 하부 후방 스트랩(6320)을 서로 연결한다. 커넥터 스트랩(6324)은 사용 중에 환자의 후두골을 덮어씌울 수 있다. 커넥터 스트랩(6324)은 상부 후방 스트랩(6316)과 하부 후방 스트랩(6320) 간의 상대적 이동을 제한할 수 있다.
도 9에 도시된 것처럼, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)의 대안의 버전도 사용될 수 있고 기류 발생기 케이싱(6400)에 연결될 수 있다. 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)는 (예를 들어 적어도 부분적으로 직물로 구성되는) 니트 헤드기어(knit headgear)일 수 있다. 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)는 단일 피스(single piece)로서 형성될 수 있다(예를 들어, 개별 스트랩들은 상호 간에 분리될 수 없음).
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)는, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)와 실질적으로 동일한 방식으로(예를 들어, 실질적으로 동일한 위치에서) 환자의 머리와 접촉할 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)의 부분들은 메시 재료(mesh material)를 포함할 수 있다. 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)를 형성하는 메시 및 직물은 상이한 연장성을 가질 수 있으며, 그럼으로써 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)는 기결정된 방식으로 신장될 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)의 부분들은 강성화(rigidization)될 수 있다. 예를 들어, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)가 신장될 수 있는 위치 및 그 정도를 제한하기 위해, 재봉이 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)의 여러 부분에 적용될 수 있다.
일부 양태에서, 재봉은 또한 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)에 구조적 강성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)는, 환자가 착용하지 않을 때, [예를 들어 표면강화제(6312)를 가지는 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)와 유사하게] 3차원 형상을 유지할 수 있다.
도 9를 계속 참조하면, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)는 기류 발생기 케이싱(6400)에(또는 대안으로 플레넘 챔버에) 영구적으로 연결될 수 있다. 그 대신, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)는 탈착 가능하게 연결될 수 있다.
예를 들어, 기류 발생기 케이싱(6400)은, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)의 스트랩이 통과하여 실로 꿰어지는 스트랩 개구부(6402)를 포함할 수 있다. 환자는, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)의 인장력을 조절하기 위해, 통과하여 실로 꿰어진 스트랩의 길이를 조정할 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(6350)는, 원하는 위치에서 스트랩을 유지하기 위해, 후크 및 루프 재료(미도시)를 포함할 수 있다.
일부 형태에서, 도 7~9에서의 기류 발생기 케이싱(6400)은 후방 케이스(6406)에 연결된 전방 케이스(6404)를 포함할 수 있다. 전방 케이스(6404)는, 하기에서 상세하게 설명되는 전기 구성요소들을 수용하기 위해, 후방 케이스(6406)에 연결될 수 있다.
일부 형태에서, 후방 케이스(6406)는 전방 케이스(6404)보다 더 클 수 있다. 전방 케이스(6404)는 실질적으로 동일한 높이에 배치되는 방식으로 후방 케이스(6406)의 안쪽에 끼워질 수 있다.
예를 들어, 전방 및 후방 케이스(6404, 6406)는 각각 다른 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 포함할 수 있다. 후방 케이스(6406)가 전방 케이스(6404)를 수용할 때, 곡률들은 서로 일직선으로 정렬될 수 있으며, 그럼으로써 전방 케이스(6404)와 후방 케이스(6406) 간에 실질적으로 원활하게 전이된다.
일부 형태에서, 후방 케이스(6406)는 직물 재료로 덮일 수 있다. 후방 케이스(6406)는, 전방 케이스(6404)보다 환자의 안면에 더 가깝게 위치되며, 그리고 직물 재료는 환자의 편안함 및/또는 환자 인터페이스(6000)의 전반적인 심미성을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 형태에서, 전방 케이스(6404) 및/또는 후방 케이스(6406)는 상이한 색상들 및/또는 상이한 마감재들(예: 광택, 무광택 등)로 구성될 수 있다. 환자들은, 환자 인터페이스(6000)의 전반적인 심미적 매력을 증가시키기 위해, 개인 선호도를 기반으로 색상 및/또는 마감재를 선택할 수 있다.
일부 형태에서, 전방 및 후방 케이스(6404, 6406)는 상호 간에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방 케이스(6404)는, 전기 구성요소들이 수용될 수 있는 곳인 공동부(6408)(예컨대, 도 31 참조)를 노출시키기 위해, 후방 케이스(6406)로부터 분리될 수 있다. 전방 및 후방 케이스(6404, 6406)는 스냅 피팅(snap fit), 마찰 피팅(friction fit), 압입 피팅(press fit) 및/또는 자석 결합으로 탈착 가능하게 연결될 수 있다.
도 10~12에서는, 전면 환자 인터페이스(6000)의 제1 버전의 대안의 예시가 예시될 수 있다. 하기에서 설명되는 것처럼, 도 7~9에 예시된 전면 환자 인터페이스(6000)는, 이 환자 인터페이스(6000)에 공급되는 전력에서, 도 10~12에서의 전면 환자 인터페이스와 다를 수 있다. 예를 들어, 도 7~9의 환자 인터페이스(6000)는, 이 환자 인터페이스(6000)로부터 분리된 배터리(6010)에 연결하기 위한 전원 코드(6020)를 사용하는 반면, 도 10~12의 환자 인터페이스(6000)는, 이 환자 인터페이스(6000)에 직접 연결되는 배터리(6030)를 사용한다.
도 13에 도시된 것처럼, 전면 환자 인터페이스의 제2 버전(7000)은 밀봉부 형성 구조(7100), 플레넘 챔버(7200), 포지셔닝 및 안정화 구조(7300) 및 기류 발생기 케이싱(7400)을 포함할 수 있다. 전면 환자 인터페이스의 제2 버전(7000)은 전면 환자 인터페이스의 제1 버전(6000)과 유사할 수 있다. 따라서, 일부 유사점 및 차이점만이 하기에서 설명될 수 있다. 예를 들어, 유사한 특징들은 유사한 도면부호에 "1000"이 더해진 도면부호를 가질 수 있다.
일부 형태에서, 기류 발생기 케이싱(7400)은 중앙 섹션(7430)과 한 쌍의 측면 섹션들(7432)(도 13에는 하나만 도시되어 있음)을 포함한다. 중앙 섹션(7430)은 플레넘 챔버(7200)에 근접하게 위치될 수 있다(예를 들어, 사용 중에 환자의 시상면과 일직선으로 정렬됨). 측면 섹션들(7432)은 중앙 섹션(7430)의 양쪽 측면에 배치될 수 있다.
일부 형태에서, 중앙 섹션(7430)과 측면 섹션들(7432)은 각각 곡률을 포함할 수 있다. 각각의 섹션(7430, 7432)의 곡률은, 섹션들(7430, 7432)이 실질적으로 매끄러운(예컨대 날카로운 모서리가 없는) 경계면을 형성하도록, 실질적으로 동일한 곡률을 가질 수 있다.
일부 형태에서, 중앙 및 측면 섹션들(7430, 7432)의 곡률은 환자 안면(예컨대 하악 및/또는 상악)의 곡률과 유사할 수 있다. 기류 발생기 케이싱(7400)의 곡률은, 약간의 선 장애물을 줄이고 환자 인터페이스(7000)를 더 편안하게 착용할 수 있도록 만들기 위해, 환자 인터페이스(7000)에 대한 더 작은 프로파일을 생성하는 데 도움이 될 수 있다.
도 13(및 도 15)에 예시된 것처럼, 중앙 섹션(7430)은 밀봉부 형성 구조(7100)의 적어도 일부분보다 더 위쪽으로[예를 들어, 밀봉부 형성 구조(7100)의 코 부분(7104)보다 더 위쪽으로] 연장될 수 있다. 예를 들어, (예컨대 사용 중에 시상면과 교차하는) 중앙 섹션(7430)의 중심은 사용 중에 환자 비첨점의 위쪽에 있을 수 있다.
일부 형태에서, 중앙 섹션(7430)은 측면 섹션들(7432)에 상대적으로 제거될 수 있다. 중앙 섹션(7430)은 강성 재료(예: 플라스틱)로 형성될 수 있고 환자 인터페이스(7000)의 전기 구성요소들을 보호할 수 있다.
도 14~16에서는, 전면 환자 인터페이스(7000)의 제2 버전의 대안의 예시가 예시될 수 있다. 하기에서 설명되는 것처럼, 도 13에 예시된 전면 환자 인터페이스(7000)는, 이 환자 인터페이스(7000)에 공급되는 전력에서, 도 14~16에서의 전면 환자 인터페이스와 다를 수 있다. 예를 들어, 도 13의 환자 인터페이스(7000)는, 이 환자 인터페이스(7000)로부터 분리된 배터리(6010)에 연결하기 위한 전원 코드(6020)를 사용하는 반면, 도 14~16의 환자 인터페이스(7000)는, 이 환자 인터페이스(7000)에 직접 연결되는 배터리(6035)를 사용한다
일부 형태에서, 배터리(6035)는 전방 스트랩(7304)의 곡률을 실질적으로 복제하는 곡률을 포함할 수 있다. 이는, 배터리(6035)와 전방 스트랩(7304) 간의 실질적으로 동일한 높이의 결합을 허용할 수 있다[예를 들어, 배터리(6035)와 전방 스트랩(7304) 간에 날카로운 모서리가 없을 수 있음]. 추가로, 배터리(6035)와 전방 스트랩(7304)은 단부들(7308) 사이에 실질적으로 매끄러운 곡률을 형성할 수 있다. 이는 (예를 들어 도 10~12에 예시된 제1 버전과 비교하여) 더 작은 프로파일을 생성할 수 있다. 더 작은 프로파일은 보다 더 심미적으로 매력적인 외관을 제공할 수 있고 환자의 머리에 더 가깝게 환자 인터페이스의 무게 중심을 유지할 수 있다.
5.3.10.2. 비강 인터페이스(nasal interface)
도 17~22에 예시된 것처럼, 환자 인터페이스의 일부 형태는 비강 환자 인터페이스(nasal patient interface)이다. 예를 들어, 환자 인터페이스는, 가압 공기가 환자의 코를 통해 환자의 기도로 전달될 수 있도록, 환자의 콧구멍의 둘레에 밀봉부를 형성할 수 있다. 밀봉부는, 환자의 입이 주변 압력에 노출된 상태로 유지되도록, 환자의 입 둘레에 형성되지 않을 수 있다.
도 17에 예시된 것처럼, 비강 환자 인터페이스의 제1 버전(8000)은 밀봉부 형성 구조(8100), 플레넘 챔버(8200), 포지셔닝 및 안정화 구조(8300) 및 기류 발생기 케이싱(8400)을 포함할 수 있다.
밀봉부 형성 구조(8100)는 가요성 재료로 구성될 수 있고 환자의 안면과 접촉할 때 편안할 수 있다. 예를 들어, 밀봉부 형성 구조(8100)는 실리콘 재료로 형성될 수 있다. 대안으로, 또는 추가로, 밀봉부 형성 구조(8100)는 직물 재료로 형성될 수 있다.
예시된 예시에서, 밀봉부 형성 구조(8100)는 실질적으로 낮은 프로파일을 가질 수 있다. 상기에서 설명한 것처럼, 환자는 대형 장치를 착용하는 것에 불편함을 느낄 수 있고 그로 인해 요법을 지속하는 것을 단념하게 할 수 있다. 그러므로 밀봉부 형성 구조(8100)는 밀봉 영역[예: 밀봉부 형성 구조(8100) 안쪽의 영역]을 최소화할 수 있다.
일부 형태에서, 밀봉부 형성 구조(8100)의 코 밀봉부(8104)는 환자의 콧등과 접촉하지 않을 수 있다. 예를 들어, 밀봉부 형성 구조(6100)는 환자의 콧등과의 접촉을 피하면서 환자의 콧날개(alar rim)의 둘레를 밀봉할 수 있다. 환자들은, 본인의 안면의 더 적은 부분이 밀봉부와 접촉하고 치료 압력을 받기 때문에, 이를 더 편안하게 생각할 수 있다.
일부 형태에서, 밀봉부 형성 구조(8100)는 실질적으로 플레넘 챔버(8200) 및/또는 기류 발생기 케이싱(8400)을 넘어 연장될 수 없다. 예를 들어, 플레넘 챔버(8200) 및/또는 기류 발생기 케이싱(8400)의 높이는 실질적으로 (예컨대 환자의 아랫입술에서부터 비첨점까지 측정되는) 밀봉 영역의 높이와 동일할 수 있다. 또 다른 예시들에서, 플레넘 챔버(8200) 및/또는 기류 발생기 케이싱(8400)은 밀봉부 형성 구조(8100)의 아래로[예컨대 턱위점(supramenton) 쪽으로] 연장될 수 있지만, 그러나 실질적으로 밀봉부 형성 구조의 위로(예컨대 비첨점 위로 그리고 환자의 콧등 상으로)는 연장될 수 없다. 이는 환자 인터페이스(8000)의 낮은 프로파일에 기여하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 플레넘 챔버(8200) 및/또는 기류 발생기 케이싱(8400)은 환자의 시선을 실질적으로 방해하지 않을 수 있다. 또한, 환자의 두 눈 사이 위쪽에서 연장되는 튜브나 이마 지지부도 없다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(8300)는 기류 발생기 케이싱(8400)에 연결될 수 있다. 하기에서 설명되는 것처럼, 플레넘 챔버(8200) 및 밀봉부 형성 구조(8100)는 기류 발생기 케이싱(8400)에 연결된다. 그러므로 포지셔닝 및 안정화 구조(8300)는 환자 안면 상의 밀봉 위치에서 밀봉부 형성 구조(8100)를 유지하기 위한 인장력을 제공할 수 있다.
포지셔닝 및 안정화 구조(8300)는 헤드기어(headgear)로서 형성될 수 있고 전방 스트랩(8304)을 포함할 수 있다. 전방 스트랩(8304)은 각각의 눈과 귀 사이에서 환자의 안면과 접촉할 수 있고 환자의 머리의 상단 위로 지나갈 수 있다. 달리 말하면, 전방 스트랩(8304)은 환자의 뺨과 접촉할 수 있고 환자 머리의 전두골 및/또는 두정골을 덮어씌울 수 있다.
일부 형태에서, 전방 스트랩(8304)은 기류 발생기 케이싱(8400)에 연결되는 단부들(8308)을 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 단부들(8308)은 기류 발생기 케이싱(8400)에 [예컨대 접착제, 재봉(stitching), 용접 등을 통해] 영구적으로 연결될 수 있다. 다른 예시들에서, 단부들(8308)은 기류 발생기 케이싱(8400)에 [예컨대 압입 피팅, 스냅 피팅, 마찰 피팅 등을 통해) 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 단부들(8308)은 대안으로 플레넘 챔버(8200)에 직접적으로(예컨대 탈착 가능하게, 또는 영구적으로) 연결될 수 있다.
일부 형태에서, 기류 발생기 케이싱(8400)은 밀봉부 형성 구조(8100)를 넘어(예컨대 사용 중에 후방 방향으로) 연장될 수 있다. 기류 발생기 케이싱(8400)의 단부들(8450)은 전방 스트랩(8304)의 단부들(8308)과 실질적으로 동일 높이의 연결부를 형성할 수 있다. 그러므로 기류 발생기 케이싱(8400)의 단부들(8450)은, 전방 스트랩(8304)에 일단 연결되면, 포지셔닝 및 안정화 구조(8300)의 일부를 형성할 수 있다.
일부 형태에서, 전방 스트랩(8304)은 직물 또는 기타 편안한 재료(예컨대 유연하고 촉감이 부드러운 재료)로 구성될 수 있다. 직물 재료는 의료 기기가 아닌 침구와 더 유사하기 때문에 환자의 준수를 증진할 수 있다. 개선된 편안함뿐만 아니라 심미적으로 보기 좋은 외관은 환자가 환자 인터페이스(8000)를 계속 착용하고 요법을 계속하도록 장려할 수 있다.
일부 형태에서, 전방 스트랩(8304)은 하나 이상의 표면강화 요소(rigidizing element)를 포함할 수 있다. 도 17에 예시된 것처럼, 전방 스트랩(8304)은 일부 형태는 하나 이상의 표면강화제(미도시)를 포함할 수 있다. 표면강화제들은, 이 표면강화제가 노출되지 않도록, 전방 스트랩(8304)의 직물 재료에 의해 둘러싸일 수 있다[예를 들어, 도 17에는, 전방 스트랩(8304)의 직물 재료 아래에 표면강화제에 의해 유지될 수 있는 전방 스트랩(8304)의 둥근 형상이 예시되어 있음]. 표면강화제를 직물 재료 내에 둘러쌈에 따라, 불편한 재료와의 환자 접촉을 제한함으로써 환자의 편안함이 향상될 수 있다.
일부 형태에서, 단일 표면강화제(6312)는 전방 스트랩(6304)의 둘레에서[예컨대 실질적으로 단부들(6308) 사이에서] 연장될 수 있다. 표면강화제(6312)는, 원하는 위치에서 상단 스트랩(6304)[및 그에 따른 밀봉부 형성 구조(6100)]을 유지하기 위해, 상단 스트랩(6304)의 연장을 제한할 수 있다. 대안으로, 상단 스트랩(6304)의 주변의 둘레에 다수의 표면강화제(6312)가 있을 수 있다. 상이한 표면강화제들(6312) 사이에 간극들(gaps)이 있을 수 있고, 이런 간극들에서 국소화된 신장이 일어날 수 있다.
대안으로, 또는 추가로, 상단 스트랩(8304)은 패딩 또는 쿠션 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상단 스트랩(8304)은 표면강화제 대신 패딩을 포함할 수 있거나, 또는 표면강화제에 추가로 패딩을 포함할 수 있다. 패딩은 또한 전방 스트랩(8304)을 위한 3차원 형상을 제공하는 데 도움이 될 수 있다. 패딩은 폼(foam) 또는 기타 압축성 재료로 형성될 수 있다. 패딩은 옆으로 누워 자는 환자를 위해 증가된 편안함을 제공할 수 있고, 이는 연속적인 요법을 추가로 권장할 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(8300)는 상부 후방 스트랩(8316)을 더 포함할 수 있다. 상부 후방 스트랩(8316)은 사용 중에 환자 머리의 후방 부위와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 상부 후방 스트랩(8316)은 각각의 귀 위쪽에 있는 환자의 머리와 접촉할 수 있고(예를 들어, 측두골을 덮어씌움), 환자 머리의 뒤쪽으로 연장될 수 있다(예를 들어, 후두골을 덮어씌움).
일부 형태에서, 상부 후방 스트랩(8316)은 전방 스트랩(8304)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상부 후방 스트랩(8316)은 사용 중에 환자 귀 위쪽의 위치에서 전방 스트랩(8304)에 연결될 수 있다[예를 들어, 그럼으로써 상부 후방 스트랩(8316)은 환자의 귀와 교차되지 않음]. 일부 형태에서, 상부 후방 스트랩(8316)은 전방 스트랩(8304)에 영구적으로 연결될 수 있는 반면, 기타 예시들에서는 상부 후방 스트랩(8316)은 전방 스트랩(8304)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다.
도 17에 예시된 것처럼, 상부 후방 스트랩(8316)의 일부 형태는 탄성 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 후방 스트랩(8316)은 전방 스트랩(8304)보다 더 많이 신장되거나 연장될 수 있다. 상부 후방 스트랩(8316)의 탄성은, 포지셔닝 및 안정화 구조(8300)가 다양한 환자들의 머리에 알맞도록 허용할 수 있는 것과 동시에, 밀봉부 형성 구조(8100)의 밀봉 위치를 유지하기 위한 인장력을 제공할 수도 있다. 또한, 탄성 재료는 전방 스트랩(8304)의 직물 재료와 유사하게 편안할 수 있다.
다른 형태들에서, 상부 후방 스트랩(8316)은 비연장성 재료(inextensible material)로 형성될 수 있다.
일부 형태에서, 도 17에서의 기류 발생기 케이싱(8400)은 후방 케이스(8406)에 연결된 전방 케이스(8404)를 포함할 수 있다. 전방 케이스(8404)는, 하기에서 상세하게 설명되는 전기 구성요소들을 수용하기 위해, 후방 케이스(8406)에 연결될 수 있다.
일부 형태에서, 후방 케이스(8406)는 전방 케이스(8404)보다 더 클 수 있다. 전방 케이스(8404)는 실질적으로 동일한 높이에 배치되는 방식으로 후방 케이스(8406)의 안쪽에 끼워질 수 있다.
예를 들어, 전방 및 후방 케이스(8404, 8406)는 각각 다른 곡률과 실질적으로 동일한 곡률을 포함할 수 있다. 후방 케이스(8406)가 전방 케이스(8404)를 수용할 때, 곡률들은 서로 일직선으로 정렬될 수 있으며, 그럼으로써 전방 케이스(8404)와 후방 케이스(8406) 간에 실질적으로 원활하게 전이된다.
일부 형태에서, 후방 케이스(8406)는 직물 재료로 덮일 수 있다. 후방 케이스(8406)는, 전방 케이스(8404)보다 환자의 안면에 더 가깝게 위치되며, 그리고 직물 재료는 환자의 편안함 및/또는 환자 인터페이스(8000)의 전반적인 심미성을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 형태에서, 전방 케이스(8404) 및/또는 후방 케이스(8406)는 상이한 색상들 및/또는 상이한 마감재들(예: 광택, 무광택 등)로 구성될 수 있다. 환자들은, 환자 인터페이스(8000)의 전반적인 심미적 매력을 증가시키기 위해, 개인 선호도를 기반으로 색상 및/또는 마감재를 선택할 수 있다.
일부 형태에서, 후방 케이스(8406)는 플레넘 챔버(8200)로부터 이격되는 거리만큼 돌출될 수 있다. 예를 들어, 전방 케이스(8404)와 플레넘 챔버(8200) 간의 거리는 상기에서 설명한 전면 환자 인터페이스들(6000, 7000)에서 측정되는 유사한 거리보다 더 작을 수 있다. 후방 케이스(8406)는 후방 케이스(6406)보다 더 작을 수 있다. 환자의 안면에서부터 연장되는 추가 거리는 환자 인터페이스의 전기 구성요소들을 장착하기 위한 추가 공간을 제공할 수 있다.
일부 형태에서, 케이싱, 예를 들어 케이싱, 예를 들어 후방 케이스(8406) 및/또는 전방 케이스(8404)의 상위 표면(8452)(superior surface)은 기류 발생기 케이싱(8400) 안쪽의 공동부와 주변환경 간의 유체 연통(fluid communication)을 제공할 수 있는 적어도 하나의 공기 개구부(8454)를 포함할 수 있다. 도 17에 예시된 것처럼, 상위 표면(8452)은, 이 상위 표면(8542)을 가로질러 연장되는 슬롯으로서 형성될 수 있는 단일 개구부(8454)를 포함할 수 있다. 개구부(8454)는 기류 발생기(flow generator)를 위한 유입구(하기에서 설명됨)일 수 있다. 예를 들어, 기류 발생기는 개구부(8454)를 통해 주변 공기를 끌어당기고, 그다음 가압하여 환자에게 분배할 수 있다. 개구부(8454)는, 전방 케이스와 후방 케이스가 서로 연결될 때, 이들 케이스 사이에 잔존하거나 형성되는 슬롯 또는 공간일 수 있다.
일부 형태에서, 전방 및 후방 케이스(8404, 8406)는 상호 간에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방 케이스(8404)는, 전기 구성요소들이 수용될 수 있는 곳인 공동부(6408)(예컨대 도 31 참조)를 노출시키기 위해, 후방 케이스(8406)로부터 분리될 수 있다. 전방 및 후방 케이스(8404, 8406)는 스냅 피팅(snap fit), 마찰 피팅(friction fit), 압입 피팅(press fit) 및/또는 자석 결합으로 탈착 가능하게 연결될 수 있다.
도 18 및 19에서는, 비강 환자 인터페이스(8000)의 제1 버전의 대안의 예시가 예시될 수 있다. 하기에서 설명되는 것처럼, 도 17에 예시된 비강 환자 인터페이스(8000)는, 이 환자 인터페이스(8000)에 공급되는 전력에서, 도 18 및 19에서의 비강 환자 인터페이스와 다를 수 있다. 예를 들어, 도 17의 환자 인터페이스(8000)는, 이 환자 인터페이스(8000)로부터 분리된 배터리(6010)(예컨대 도 33 참조)에 연결하기 위한 전원 코드(6020)를 사용하는 반면, 도 18 및 19의 환자 인터페이스(8000)는, 이 환자 인터페이스(8000)에 직접 연결되는 배터리(6035)를 사용한다.
일부 형태에서, 배터리(6035)는 전방 스트랩(9304)의 곡률을 실질적으로 복제하는 곡률을 포함할 수 있다. 이는, 배터리(6035)와 전방 스트랩(9304) 간의 실질적으로 동일한 높이의 결합을 허용할 수 있다[예를 들어, 배터리(6035)와 전방 스트랩(9304) 간에 날카로운 모서리가 없을 수 있음]. 추가로, 배터리(6035)와 전방 스트랩(9304)은 단부들(9308) 사이에 실질적으로 매끄러운 곡률을 형성할 수 있다. 이는 (예를 들어 도 10~12에 예시된 제1 버전과 비교하여) 더 작은 프로파일을 생성할 수 있다. 더 작은 프로파일은 보다 더 심미적으로 매력적인 외관을 제공할 수 있고 환자의 머리에 더 가깝게 환자 인터페이스의 무게 중심을 유지할 수 있다.
도 20에 도시된 것처럼, 비강 환자 인터페이스의 제2 버전(9000)은 밀봉부 형성 구조(9100), 플레넘 챔버(9200), 포지셔닝 및 안정화 구조(9300) 및 기류 발생기 케이싱(9400)을 포함할 수 있다. 비강 환자 인터페이스의 제2 버전(9000)은 비강 환자 인터페이스의 제1 버전(8000)과 유사할 수 있다. 따라서, 일부 유사점 및 차이점만이 하기에서 설명될 수 있다. 예를 들어, 유사한 특징들은 유사한 도면부호에 "1000"이 더해진 도면부호를 가질 수 있다.
일부 형태에서, 기류 발생기 케이싱(9400)은 전방 케이스(9404) 및 후방 케이스(9406)를 포함할 수 있다. 전방 케이스(9404)는, 공동부(미도시)를 에워싸기 위해, 후방 케이스(9406)에 (예컨대 탈착 가능하게, 또는 영구적으로) 연결될 수 있다.
일부 형태에서, 전방 케이스(9404)와 후방 케이스(9406)는 대략 동일한 높이일 수 있다. 달리 말하면, 전방 케이스(9404)는, 비강 환자 인터페이스의 제1 버전(8000)(예컨대 도 17~19 참조)에서처럼, 후방 케이스(9406) 안쪽에 수용될 수 없다. 그 대신, 전방 케이스(9404)의 바깥쪽 에지부들은 후방 케이스(9406)의 바깥쪽 에지부들과 경계면에서 연결될 수 있다. 이러한 경계면은, 날카로운 에지부들에서 기인하는 환자 불편함을 제한하기 위해, 실질적으로 매끄러울 수 있다.
일부 형태에서, 간극 또는 개구부(9454)는 기류 발생기 케이싱 내에 형성될 수 있다. 이는 개구부(8454)와 유사할 수 있으며, 그리고 기류 발생기를 위한 유입구의 역할을 할 수 있다. 그러나 개구부(9454)는, 전방 또는 후방 케이스(9404, 9406)의 표면 내 대신, 전방 케이스(9404)와 후방 케이스(9406) 사이에 형성될 수 있다. 다른 예시들은 [케이스들(9404, 9406) 사이의 간극 대신 또는 그에 추가로] 전방 케이스(9404) 또는 후방 케이스(9406)의 표면 내에 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다.
도 21 및 22에서는, 전면 환자 인터페이스(9000)의 제2 버전의 대안의 예시가 예시될 수 있다. 하기에서 설명되는 것처럼, 도 20에 예시된 전면 환자 인터페이스(9000)는, 이 환자 인터페이스(9000)에 공급되는 전력에서, 도 21 및 22에서의 전면 환자 인터페이스와 다를 수 있다. 예를 들어, 도 20의 환자 인터페이스(9000)는, 이 환자 인터페이스(9000)로부터 분리된 배터리(6010)에 연결하기 위한 전원 코드(6020)를 사용하는 반면, 도 21 및 22의 환자 인터페이스(9000)는, 이 환자 인터페이스(9000)에 직접 연결되는 배터리(6035)를 사용한다.
일부 형태에서, 배터리(6035)는 전방 스트랩(9304)의 곡률을 실질적으로 복제하는 곡률을 포함할 수 있다. 이는, 배터리(6035)와 전방 스트랩(9304) 간의 실질적으로 동일한 높이의 결합을 허용할 수 있다[예를 들어, 배터리(6035)와 전방 스트랩(9304) 간에 날카로운 모서리가 없을 수 있음]. 추가로, 배터리(6035)와 전방 스트랩(9304)은 단부들(9308) 사이에 실질적으로 매끄러운 곡률을 형성할 수 있다. 이는 (예를 들어 도 10~12에 예시된 제1 버전과 비교하여) 더 작은 프로파일을 생성할 수 있다. 더 작은 프로파일은 보다 더 심미적으로 매력적인 외관을 제공할 수 있고 환자의 머리에 더 가깝게 환자 인터페이스의 무게 중심을 유지할 수 있다.
환자 인터페이스들(8000, 9000)은, 기류 발생기 케이싱들(6400, 7400)보다 더 작은 기류 발생기 케이싱(8400, 9400)을 포함할 수 있다. 일부 형태(미도시)에서, 비강 환자 인터페이스들(8000, 9000)은, 더 작은 기류 발생기 케이싱(8400, 9400)을 유지하면서, 입 밀봉부(mouth seal)를 추가로 포함할 수 있다. 더 작은 송풍기는 더 작은 기류 발생기 케이싱(8400, 9400) 내에 포함될 수 있으며, 이는 환자 또는 동숙자에게 더 적은 소음 공해(noise distribution)를 제공할 수 있다.
5.3.10.3. 전력원(power source)
상기에서 설명한 것처럼, 환자 인터페이스를 착용한 환자는 케이블이나 와이어에 에워싸이는 것을 불편하게 느낄 수 있다. 케이블이나 와이어는 장치를 착용하고 있는 동안 환자의 움직임을 제한할 수 있다. 와이어와 케이블은 요법 준수의 감소에 기여할 수 있는 의학적 느낌을 환자 인터페이스에 줄 수도 있다.
그러나 와이어 및 케이블은 일반적으로 가압 공기의 유동을 공급하기 위해 전력을 필요로 하는 RPT 장치에 환자 인터페이스를 연결한다. 상기에서 설명한 자족적인 환자 인터페이스들은 [예를 들어, 기류 발생기 케이싱(6400)의 안쪽에] 기류 발생기를 포함하지만, 그러나 여전히 작동을 위해 전력원을 필요로 한다.
그러므로 예시된 예시들은 상기에서 설명한 요법 준수를 증진하기 위한 심미적으로 보기 좋은 요소들을 실질적으로 감소시키지 않으면서 환자 인터페이스에 전력을 공급할 수 있다.
5.3.10.3.1. 원격 전력원(remote power source)
도 23에 예시된 것처럼, 배터리(6010)는 환자 인터페이스의 일 실시예로 전력을 공급하도록 제공될 수 있다. 배터리(6010)는, 환자 인터페이스의 전기 요소들(예: 기류 발생기, 센서 등)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 전하(electrical charge)를 저장할 수 있다.
일부 형태에서, 배터리(6010)는 재충전형 배터리이고 수없이 재사용될 수 있다. 다른 형태들에서, 배터리(6010)는 일회용 배터리이며, 그리고 기결정된 사용 시간 후에 교체되어야 한다.
도 8, 9, 17 및 20에 예시된 것처럼, 전원 코드(6020)는 각각의 환자 인터페이스에 연결될 수 있다. 전원 코드의 타측 단부(미도시)는 배터리(6010)에 연결될 수 있다. 전원 코드는 배터리(6010)에서 환자 인터페이스의 전기 구성요소들로 전기 에너지를 전달할 수 있다.
일부 형태에서, 이는, 환자 인터페이스가 벽면 콘센트에서 어떤 거리에서든 사용될 수 있기 때문에, 환자에게 유익할 수 있다. 코드(6020)가 여전히 환자 인터페이스로부터 연장될 수 있기는 하지만, 환자는 여전히 이동 및 사용 위치 모두에서 보다 더 높은 자유도를 경험할 수 있다.
도 8, 17 및 20에 예시된 것처럼, 전원 코드(6020)는 전방 스트랩(6304)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 소켓(미도시)은 전원 코드(6020)를 탈착 가능하게 수용할 수 있다. 소켓은 전방 스트랩(6304)의 상위 부분에(예를 들어, 착용 시 환자의 시상면에 근접하게) 위치될 수 있다.
일부 형태에서, 전기 와이어들(미도시)은 전방 스트랩(6304)의 직물 재료 안쪽에 포함될 수 있다. 전기 와이어들은 기류 발생기 케이싱(6400) 내 소켓 및 전기 구성요소들과 전기적으로 연통(communication)될 수 있다. 그러므로 전기 에너지는 배터리와 전기 구성요소들 사이에서 전달될 수 있다.
일부 형태에서, 전방 스트랩(6304)은 전기 와이어들의 연장을 제한하기 위해 표면강화제(들)(6312)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 와이어들은 전방 스트랩의 안쪽에서 연장되고 실질적으로는 반드시 연장되지 않을 수 있다. 표면 강화제(들)(6312)는 전기 와이어들을 보호하기 위해 전방 스트랩(6304)의 연장을 제한할 수 있다.
도 9에 예시된 것처럼, 대안의 버전은 기류 발생기 케이싱(6400) 상의 소켓(미도시), 및 이 소켓에 탈착 가능하게 연결된 전원 코드(6020)를 포함한다. 이러한 형태에서, 배터리(6010)에서 나오는 전력이 기류 발생기 케이싱(6400)으로 직접적으로 전달되기 때문에, 전기 와이어들은 전방 스트랩(6304)을 통해 필요하지 않을 수 있다. 그러나 전기 구성요소들(예: 센서들)이 전방 스트랩(6304)에 연결되어 있는 경우, 전기 와이어들은 여전히 존재할 수 있다.
일부 형태에서, 환자 인터페이스는 전방 스트랩(6304) 및 기류 발생기 케이싱(6400) 모두에서 소켓을 포함할 수 있다. 환자는 환자의 편안함 및/또는 환자의 선호도를 기반으로 어느 하나의 소켓에 전원 코드(6020)를 연결할 수 있다.
5.3.10.3.2. 연결된 전력원
도 10~12, 14~16, 18, 19, 21 및 22에 예시된 것처럼, 배터리(6030)는 환자 인터페이스의 일 실시예로 전력을 공급하도록 제공될 수 있다. 배터리(6030)는, 환자 인터페이스의 전기 요소들(예: 기류 발생기, 센서 등)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있는 전하를 저장할 수 있다. 전기 도체, 예컨대 와이어는 배터리에서부터 포지셔닝 및 안정화 구조의 스트랩을 따라 송풍기까지 연장될 수 있다.
일부 형태에서, 배터리(6030)는 재충전형 배터리이고 수없이 재사용될 수 있다. 다른 형태들에서, 배터리(6030)는 일회용 배터리이며, 그리고 기결정된 사용 시간 후에 교체되어야 한다.
배터리(6010)와 달리, 배터리(6030)는 각각의 환자 인터페이스에 직접적으로 연결될 수 있다. 달리 말하면, 전원 코드는 다양한 전기 구성요소들에 전력을 공급하기 위해 환자 인터페이스에 배터리를 연결하기 위해 요구되지 않을 수 있다.
예시된 예시들에서, 전방 스트랩(6304)의 상위 영역(예컨대 전두골 및/또는 두정골을 덮어씌우는 부분)은 배터리 도크(6328)(battery dock)를 포함할 수 있다. 배터리 도크(6328)는, 배터리(6030)가 배터리 도크(6328) 상에 탈착 가능하게 수용될 수 있도록, 배터리(6030)에 대해 상보적인 형상을 가질 수 있다.
일부 형태에서, 버튼(6314)은 배터리 도크(6328)에 근접하게 위치될 수 있다. 예를 들어, 배터리(6030)는, 배터리 도크(6328) 상에 위치될 때, 돌출부(projection)와 맞물려 고정될 수 있다. 돌출부는 배터리(6030)와 맞물려 고정되어 이 배터리를 제 위치에서 유지할 수 있다. 버튼(6314)은 배터리(6030)에 상대적으로 돌출부를 이동시키기 위해 작동될 수 있으며, 그럼으로써 배터리(6030)는 (예컨대 재충전되고, 그리고/또는 교체되도록 하기 위해) 배터리 도크(6328)로부터 제거될 수 있다.
도 14~16에서는, 환자 인터페이스(7000)의 전방 스트랩(7304)에 연결되어 있는 대안의 배터리(6035)가 예시될 수 있다. 배터리(6035)는 선택적으로 작동될 수 있는 버튼들(6037)을 포함할 수 있다. 래치(latch)(미도시)는 어느 하나의 버튼(6037)에 연결될 수 있으며, 그럼으로써 버튼(6037)의 이동은 래치를 이동시킨다. 래치는, 배터리(6035)가 환자 인터페이스(7000)로부터 선택적으로 제거될 수 있도록, [예를 들어, 도 13에 예시된 배터리 도크(7328)에 근접하게] 전방 스트랩(7304)을 선택적으로 맞물어 고정할 수 있다. 도 19, 20, 21 및 22에는, 유사하게, 버튼들(6037)을 가지는 대안의 배터리(6035)가 예시되어 있다.
일부 형태에서, 배터리(6030)는 직물 재료[예를 들어, 전방 스트랩(6304)과 동일하거나 유사한 재료]로 덮이거나 둘러싸일 수 있다. 이는, 포지셔닝 및 안정화 구조와 유사한 비-의학적 느낌을 배터리(6030)를 가지는 환자 인터페이스에 줄 수 있다.
일부 형태에서, 배터리(6030)는 만곡되거나 둥근 에지부들 및/또는 측면들을 구비하여 형성될 수 있다. 이는, 여타의 경우 환자의 불편함을 야기할 수 있는 날카로운 에지부들을 줄여줄 수 있다. 추가로, 배터리(6030)의 곡률은 배터리(6030)와 전방 스트랩(6030) 간의 매끄러운(또는 상대적으로 매끄러운) 경계면을 형성할 수 있다. 이는, 환자에게 보다 더 편안할 수 있고 심미적으로 더 보기 좋을 수 있는 낮은 프로파일 디자인을 제공하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 형태에서, 환자 인터페이스는 적어도 하나의 소켓 및 배터리 도크(6328)를 포함할 수 있다. 달리 말하면, 환자는 배터리(6010)와 전원 코드(6020) 중 어느 하나, 또는 배터리 도크(6328)에 부착된 배터리(6030)를 사용하여 환자 인터페이스에 전력을 공급할 수 있다. 환자는 환자 선호도를 기반으로 어느 하나의 배터리(6010, 6030)를 사용할 수 있다.
5.3.10.3.3. 충전 도크(charging dock)
도 24 및 25에 예시된 것처럼, 환자 인터페이스는, 배터리(6030)를 충전하기 위해, 충전기(6040)에 연결될 수 있다. 도 24 및 25에는, 전면 환자 인터페이스(6000)가 예시되어 있지만, 환자 인터페이스들[예컨대 환자 인터페이스들(7000, 8000, 9000)] 중 어느 것이든 충전기(6040)와 함께 사용될 수 있다. 추가로, 어느 하나의 배터리[예컨대, 배터리(6030) 또는 배터리(6035)]는 환자 인터페이스에 연결되어 충전기(6040)에 의해 재충전될 수 있다.
일부 형태에서, 충전기(6040)는 베이스(6042)와 이 충전 베이스(6042)로부터 수직으로 연장되는 충전 도크(6044)를 포함할 수 있다. 충전 도크(6044)는, 환자 인터페이스[예: 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)의 전방 스트랩(6304)]를 탈착 가능하게 수용하는 그루브 표면(grooved surface)을 포함할 수 있다. 그루브 표면은, 충전 도크(6044) 내에 수용될 때, 환자 인터페이스(6000)와의 전기 연결부를 형성하는 전기 커넥터(미도시)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 전방 스트랩(6304)은 충전 도크(6044)의 그루브 표면 내에 위치될 수 있다. 전방 스트랩(6304)은, 이 전방 스트랩(6304)의 배터리 도크(6328)가 그루브 표면에 근접하게 위치되도록 위치될 수 있다. 일부 형태에서, 전방 스트랩(6304)의 내부 표면(즉, 환자와 접촉하는 부분)은 전기 단자(미도시)를 포함할 수 있다. 전기 단자는 배터리 도크(6328)에 연결되는 배터리(6030)에 대한 전기 연결부를 제공할 수 있다.
일부 형태에서, 충전 도크(6044)는 그 자체가 전하가 저장된 배터리일 수 있다. 이는, 배터리(6030)를 충전하기 위해, 충전기(6040)가 다양한 위치에서 자유롭게 이동할 수 있고 위치될 수 있게 할 수 있다.
대안으로, 또는 추가로, 충전기(6040)는 벽면 소켓에 연결될 수 있는 전원 코드(미도시)를 포함할 수 있다. 벽면 소켓은 충전기(6040)에 전력을 공급할 수 있고, 그 결과 충전기는 배터리(6030)를 재충전하기 위한 전력을 공급할 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)는, 사용 중이 아닐 때(즉, 환자의 머리 상에서) 실질적으로 자체의 3차원 형상을 유지할 수 있다. 예를 들어, 표면강화제(6312)는 전방 스트랩(6304)을 (예컨대 환자 머리의 형상과 유사한) 3차원 형상으로 유지할 수 있다. 충전 도크(6044)는 기류 발생기 케이싱(6400)과 배터리 도크(6328) 사이의 거리와 실질적으로 동일한 높이를 구비하여 형성될 수 있다. 이는, 또한, 시상면을 따라 상위 방향으로 측정되는, 환자의 입과 환자 머리의 상단 사이의 거리일 수 있다. 충전기(6040)에 연결될 때, 기류 발생기 케이싱(6400)은, 지지되도록(예를 들어 표면 위치에서 매달려 있지 않도록) 충전 베이스(6042)와 접촉할 수 있다. 추가로, 전방 스트랩(6304)은 [예를 들어, 기류 발생기 케이싱(6400)과 배터리 도크(6328) 사이의 거리보다 더 작은 충전 도크(6044)의 높이의 결과로서] 다발로 뭉쳐지거나 절첩되지 않을 수 있다.
전방 스트랩(6304)이 표면강화제(6312)를 포함하지 않는 다른 형태들에서, 충전 도크(6044)의 높이는, 기류 발생기 케이싱(6400)이 여전히 충전 베이스(6042)와 접촉할 수 있도록, 상기에서 설명한 높이와 유사할 수 있다.
5.3.10.4. 휴대 케이스(carry case)
도 26에는, 환자 인터페이스를 운반하기 위한 케이스(6050)가 예시되어 있다[예컨대 환자 인터페이스(6000)가 예시되어 있지만, 임의의 환자 인터페이스는 케이스(6050) 내로 삽입될 수 있음]. 상기에서 설명한 것처럼, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)는 [예컨대 전방 스트랩(6304) 내 표면강화제들(6312)의 결과로서] 3차원 형상을 가질 수 있다. 케이스(6050)는, 전방 스트랩(6304)을 실질적으로 굽히지 않으면서 환자 인터페이스(6000)를 수용하기 위해 충분히 클 수 있다. 이는, 포지셔닝 및 안정화 구조(6300)의 내용수명(longevity)을 유지하는 데 유용할 수 있다. 후방 스트랩[예컨대 상부 후방 스트랩(6316) 및 하부 후방 스트랩(6320)]은 강성 요소를 포함하지 않을 수 있고 케이스(6050) 내로 삽입될 때 굽혀질 수 있다.
5.4. RPT 장치
본원 기술의 일 양태에 따른 RPT 장치(4000)는 기계식, 공압식 및/또는 전기식 구성요소들을 포함하며, 그리고 본원에서 설명되는 방법들 중 임의의 방법과 같은 하나 이상의 알고리즘(4300)을 전체적으로 또는 부분적으로 실행하도록 구성된다. RPT 장치(4000)는 본원 문서의 다른 곳에서 설명된 호흡 이상 상태들 중 하나 이상을 치료하는 것과 같이 환자의 기도로 전달하기 위한 공기의 유동을 생성하도록 구성될 수 있다.
일 형태에서, RPT 장치(4000)는 적어도 4cmH2O, 또는 적어도 10cmH2O, 또는 적어도 20cmH2O의 양압을 유지하면서, -20 L/분 내지 +150 L/분 범위의 공기 유동을 전달할 수 있도록 구성되고 배치된다.
RPT 장치는, 상부 부분(4012) 및 하부 부분(4014)인 2개의 부분으로 형성된 외부 하우징(4010)을 가질 수 있다. 또한, 외부 하우징(4010)은 하나 이상의 패널(4015)을 포함할 수 있다. RPT 장치(4000)는, 이 RPT 장치(4000)의 하나 이상의 내부 구성요소를 지지하는 섀시(4016)를 포함한다. RPT 장치(4000)는 핸들(4018)을 포함할 수 있다.
RPT 장치(4000)의 공압 경로는 하나 이상의 공기 경로 품목, 예컨대 유입구 공기 필터(4112), 유입구 소음기(4122), 양압의 공기를 공급할 수 있는 압력 발생기(4140)[예: 송풍기(4142)], 유출구 소음기(4124), 및 하나 이상의 트랜스듀서(4270), 예컨대 압력 센서(4272) 및 유량 센서(4274)를 포함할 수 있다.
공기 경로 품목들 중 하나 이상은 공압 블록(4020)이라고도 하는 탈착형 단일 구조의 안쪽에 위치될 수 있다. 공압 블록(4020)은 외부 하우징(4010) 안쪽에 위치될 수 있다. 일 형태에서, 공압 블록(4020)은 섀시(4016)에 의해 지지되거나, 또는 섀시의 부분으로서 형성된다.
RPT 장치(4000)는 전원공급장치(4210), 하나 이상의 입력 장치(4220), 중앙 컨트롤러(4230), 요법 장치 컨트롤러(4240), 압력 발생기(4140), 하나 이상의 보호 회로(4250), 메모리(4260), 트랜스듀서들(4270), 데이터 통신 인터페이스(4280) 및 하나 이상의 출력 장치(4290)를 포함할 수 있다. 전기 구성요소들(4200)은 단일 인쇄회로기판 어셈블리(PCBA)(4202) 상에 장착될 수 있다. 대안의 형태에서, RPT 장치(4000)는 하나보다 더 많은 PCBA(4202)를 포함할 수 있다.
5.4.1. RPT 장치 기계식 및 공압식 구성요소
RPT 장치는 통합 유닛 내에 하기 구성요소들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 대안의 형태에서, 하기 구성요소들 중 하나 이상은 각각의 별도의 유닛들로서 위치될 수 있다:
5.4.1.1. 공기 필터(들)
본원 기술의 일 형태에 따른 RPT 장치는 하나의 공기 필터(4110), 또는 복수의 공기 필터(4110)를 포함할 수 있다.
일 형태에서, 흡입 공기 필터(4112)는 압력 발생기(4140)의 상류의 공압 경로의 시작 부분에 위치한다.
일 형태에서, 유출구 공기 필터(4114), 예를 들어 항균 필터는 공압 블록(4020)의 유출구와 환자 인터페이스(3000) 사이에 위치된다.
5.4.1.2. 소음기(들)(muffler)
본원 기술의 일 형태에 따른 RPT 장치는 하나의 소음기(4120), 또는 복수의 소음기(4120)를 포함할 수 있다.
본원 기술의 일 형태에서, 유입구 소음기(4122)는 압력 발생기(4140)의 상류의 공압 경로에 위치한다.
본원 기술의 일 형태에서, 유출구 소음기(4124)는 압력 발생기(4140)와 환자 인터페이스(3000) 사이의 공압 경로에 위치한다.
5.4.1.3. 압력 발생기
본원 기술의 일 형태에서, 양압의 공기의 유동 생성 또는 공급을 위한 압력 발생기(4140)는 제어 가능한 송풍기(4142)이다. 예를 들면, 송풍기(4142)는 하나 이상의 임펠러를 가지는 브러시리스 DC 모터(4144)를 포함할 수 있다. 임펠러들은 소용돌이부(volute) 내에 위치될 수 있다. 송풍기는, 호흡 압력 요법을 전달할 때, 예컨대 최대 약 120litres/minute의 속도에서, 약 4cmH2O 내지 약 20cmH2O 범위의 양압으로, 또는 다른 형태에서는 최대 약 30cmH2O의 양압으로 공기의 공급을 전달할 수 있다. 송풍기는, 그 전체 내용이 참조로서 본원에 포함되는 하기 특허들 또는 특허 출원들 중 어느 하나에 설명되어 있다: 미국 특허 제7,866,944호; 미국 특허 제8,638,014호; 미국 특허 제8,636,479호; 및 PCT 특허 출원 공개 제WO 2013/020167호.
압력 발생기(4140)는 요법 장치 컨트롤러(4240)의 제어를 받을 수 있다.
다른 형태들에서, 압력 발생기(4140)는 피스톤 구동 펌프, 고압 공급원(예: 압축 공기 저장기)에 연결된 압력 조절기, 또는 벨로우즈일 수 있다.
5.4.1.4. 트랜스듀서(들)
트랜스듀서들은 RPT 장치의 내부에 있거나, 또는 RPT 장치의 외부에 있을 수 있다. 외부 트랜스듀서들은, 예컨대 공기 회로의 부품, 예컨대 환자 인터페이스 상에 위치될 수 있거나, 또는 그를 형성할 수 있다. 외부 트랜스듀서들은, RPT 장치로 데이터를 전송하거나 전달하는 도플러 레이더 이동 센서와 같은 비접촉 센서의 형태일 수 있다.
본원 기술의 일 형태에서, 하나 이상의 트랜스듀서(4270)는 압력 발생기(4140)의 상류에, 그리고/또는 그 하류에 위치된다. 하나 이상의 변환기(4270)는 공압 경로 내의 그 지점에서 유량, 압력 또는 온도와 같은 공기 유동의 특성을 나타내는 신호를 생성하도록 구성되어 배치될 수 있다.
본원 기술의 일 형태에서, 하나 이상의 트랜스듀서(4270)는 환자 인터페이스(3000)에 근접하게 위치할 수 있다.
일 형태에서, 트랜스듀서(4270)에서 나오는 신호는 저역 통과, 고역 통과 또는 대역 통과 필터링에 의해 필터링될 수 있다.
5.4.1.4.1. 유량 센서
본원 기술에 따른 유량 센서(4274)는 차압 트랜스듀서, 예를 들어 SENSIRON 사의 SDP600 시리즈 차압 트랜스듀서를 기반으로 할 수 있다.
일 형태에서, 유량 센서(4274)에 의해 생성되고 유량을 나타내는 신호가 중앙 컨트롤러(4230)에 의해 수신된다.
5.4.1.4.2. 압력 센서
본원 기술에 따른 압력 센서(4272)는 공압 경로와 유체로 연통되는 방식으로 위치된다. 적합한 압력 센서의 예시는 HONYWELL ASDX 시리즈의 트랜스듀서이다. 대안의 적합한 압력 센서는 GENERAL ELECTRIC 사의 NPA 시리즈의 트랜스듀서이다.
일 형태에서, 압력 센서(4272)에 의해 생성되고 압력을 나타내는 신호가 중앙 컨트롤러(4230)에 의해 수신된다.
5.4.1.4.3. 모터 속도 변환기(motor speed transducer)
본원 기술의 일 형태에서, 모터 속도 변환기(4276)는 모터(4144) 및/또는 송풍기(4142)의 회전 속도를 측정하는 데 사용된다. 예를 들어, 모터 속도 변환기(4276)에서 나오는 모터 속도 신호는 요법 장치 컨트롤러(4240)로 공급될 수 있다. 모터 속도 변환기(4276)는, 예를 들어 홀 효과 센서(Hall effect sensor)와 같은 속도 센서일 수 있다.
5.4.2. RPT 장치 전기 구성요소
5.4.2.1. 전원공급장치
전원공급장치(4210)는 RPT 장치(4000)의 외부 하우징(4010)의 내부 또는 외부에 위치될 수 있다.
본원 기술의 일 형태에서, 전원공급장치(4210)는 RPT 장치(4000)로만 전력을 공급한다. 본원 기술의 또 다른 형태에서, 전원공급장치(4210)는 RPT 장치(4000) 및 가습기(5000) 모두로 전력을 공급한다.
5.4.2.2. 전원공급장치
본원 기술의 일 형태에서, RPT 장치(4000)는 사람이 장치와 상호작용할 수 있도록, 버튼, 스위치 또는 다이얼의 형태로 하나 이상의 입력 장치(4220)를 포함한다. 버튼, 스위치 또는 다이얼은 터치 스크린을 통해 액세스할 수 있는 물리적 장치 또는 소프트웨어 장치일 수 있다. 버튼, 스위치 또는 다이얼은 일 형태에서 외부 하우징(4010)에 물리적으로 연결될 수도 있거나, 또는 다른 형태에서는 중앙 컨트롤러(4230)에 전기적으로 연결된 수신기와 무선으로 통신할 수 있다.
일 형태에서, 입력 장치(4220)는 사람이 값 및/또는 메뉴 옵션을 선택할 수 있도록 구성되고 배치될 수 있다.
5.4.2.3. 중앙 컨트롤러(central controller)
본원 기술의 일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 RPT 장치(4000)를 제어하기에 적합한 하나 또는 복수의 프로세서이다.
적합한 프로세서들은 x86 INTEL 프로세서, ST MICROELLECTICAL 사의 STM32 시리즈 마이크로컨트롤러와 같은 ARM Holdings 사의 ARM® Cortex®-M 프로세서를 기반으로 하는 프로세서를 포함할 수 있다. 본원 기술의 일부 대안의 형태에서, ST MICROELECTICS 사의 STR9 시리즈 마이크로컨트롤러와 같은 32비트 RISC CPU, 또는 TEXAS INSTRUMENTS 사에 의해 제조되는 MSP430 마이크로컨트롤러 계열의 프로세서와 같은 16비트 RISC CPU도 적합할 수 있다.
본원 기술의 일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 전용 전자 회로이다.
일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 응용 주문형 집적회로이다. 또 다른 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 개별 전자 구성요소들을 포함한다.
중앙 컨트롤러(4230)는 하나 이상의 트랜스듀서(4270), 하나 이상의 입력 장치(4220) 및 가습기(5000)로부터 입력 신호(들)를 수신하도록 구성될 수 있다.
중앙 컨트롤러(4230)는 출력 장치(4290), 요법 장치 컨트롤러(4240), 데이터 통신 인터페이스(4280) 및 가습기(5000) 중 하나 이상으로 출력 신호(들)를 공급하도록 구성될 수 있다.
본원 기술의 일부 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는, 본원에 설명되는 하나 이상의 방법론, 예를 들어, 프로세서-제어 명령들로 구현될 수 있고 메모리(4260)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램들로 표현되는 하나 이상의 알고리즘(4300)을 구현하도록 구성된다. 본원 기술의 일부 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 RPT 장치(4000)와 함께 통합될 수 있다. 그러나 본원 기술의 일부 형태에서, 일부 방법론은 원격에 위치한 장치에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 원격에 위치된 장치는 인공호흡기에 대한 제어 설정을 결정하거나, 또는 예컨대 본원에서 설명되는 센서들 중 임의의 센서의 저장된 데이터의 분석으로 호흡 관련 이벤트들을 검출할 수 있다.
5.4.2.4. 클럭(clock)
RPT 장치(4000)는 중앙 컨트롤러(4230)에 연결되어 있는 클럭(4232)을 포함할 수 있다.
5.4.2.5. 요법 장치 컨트롤러(therapy device controller)
본원 기술의 일 형태에서, 요법 장치 컨트롤러(4240)는 중앙 컨트롤러(4230)에 의해 실행되는 알고리즘(4300)의 일부를 형성하는 요법 제어 모듈(4330)이다.
본원 기술의 일 형태에서, 요법 장치 컨트롤러(4240)는 전용 모터 제어 집적 회로이다. 예를 들어, 일 형태에서 ONSEMI 사에서 제조되는 MC33035 브러시리스 DC 모터 컨트롤러가 사용된다.
5.4.2.6. 보호 회로(protection circuit)
본원 기술에 따른 하나 이상의 보호 회로(4250)는 전기 보호 회로, 온도 및/또는 압력 안전 회로를 포함할 수 있다.
5.4.2.7. 메모리
본원 기술의 일 형태에 따라, RPT 장치(4000)는 메모리(4260), 예를 들어 비휘발성 메모리를 포함한다. 일부 형태에서, 메모리(4260)는 배터리 구동 정적 RAM을 포함할 수 있다. 일부 형태에서, 메모리(4260)는 휘발성 RAM을 포함할 수 있다.
메모리(4260)는 PCBA(4202) 상에 위치될 수 있다. 메모리(4260)는 EEPROM 또는 NAND 플래시의 형태일 수 있다.
추가로 또는 대안으로, RPT 장치(4000)는 탈착 가능한 형태의 메모리(4260), 예를 들어, SD(Secure Digital) 표준에 따라 만들어진 메모리 카드를 포함한다.
본원 기술의 일 형태에서, 메모리(4260)는 하나 이상의 알고리즘(4300)과 같은, 본원에서 설명되는 하나 이상의 방법론을 표현하는 컴퓨터 프로그램 명령어들이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서의 역할을 한다.
5.4.2.8. 데이터 통신 시스템
본원 기술의 일 형태(예컨대 도 4c 참조)에서, 데이터 통신 인터페이스(4280)가 제공되어 중앙 컨트롤러(4230)에 연결된다. 데이터 통신 인터페이스(4280)는 원격 외부 통신 네트워크(4282) 및/또는 로컬 외부 통신 네트워크(4284)에 연결될 수 있다. 원격 외부 통신 네트워크(4282)는 원격 외부 장치(4286)에 연결될 수 있다. 로컬 외부 통신 네트워크(4284)는 로컬 외부 장치(4288)에 연결될 수 있다.
일 형태에서, 데이터 통신 인터페이스(4280)는 중앙 컨트롤러(4230)의 부분이다. 또 다른 형태에서, 데이터 통신 인터페이스(4280)는 중앙 컨트롤러(4230)와 분리되어 있으며, 그리고 집적 회로 또는 프로세서를 포함할 수 있다.
일 형태에서, 원격 외부 통신 네트워크(4282)는 인터넷이다. 데이터 통신 인터페이스(4280)는 인터넷에 연결하기 위해 유선 통신(예: 이더넷 또는 광섬유를 통한) 또는 무선 프로토콜(예: CDMA, GSM, LTE)을 사용할 수 있다.
일 형태에서, 로컬 외부 통신 네트워크(4284)는 블루투스와 같은 하나 이상의 통신 표준, 또는 소비자 적외선 프로토콜을 사용한다.
일 형태에서, 원격 외부 장치(4286)는 하나 이상의 컴퓨터, 예를 들어, 네트워크로 연결된 컴퓨터들의 클러스터이다. 일 형태에서, 원격 외부 장치(4286)는 물리적 컴퓨터가 아닌 가상 컴퓨터일 수 있다. 어느 경우든, 이러한 원격 외부 장치(4286)는 임상의와 같이 적절한 권한을 부여받은 사람이 액세스할 수 있다.
로컬 외부 장치(4288)는 개인용 컴퓨터, 휴대 전화, 태블릿 또는 리모컨일 수 있다.
5.4.2.9. 선택적인 디스플레이, 알람을 포함한 출력 장치
도 4c에 도시된 것처럼, 본원 기술에 따르는 출력 장치(4290)는 시각적, 청각적, 및 촉각적 유닛 중 하나 이상의 형태를 취할 수도 있다. 시각적 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD) 또는 발광다이오드(LED) 디스플레이일 수 있다.
5.4.2.9.1. 디스플레이 드라이버
도 4c에 도시된 것처럼, 디스플레이 드라이버(4292)는 입력으로서 디스플레이(4294) 상에 표시되도록 의도되는 문자, 심볼, 또는 이미지를 수신하고 이들을 디스플레이(4294)가 해당하는 문자, 심볼, 또는 이미지를 표시하도록 하는 명령어들로 변환한다.
5.4.2.9.2. 디스플레이
도 4c에 도시된 것처럼, 디스플레이(4294)는 디스플레이 드라이버(4292)로부터 수신되는 명령어들에 응답하여 문자, 심볼, 또는 이미지를 시각적으로 표시하도록 구성된다. 예를 들어, 디스플레이(4294)는 8-세그먼트 디스플레이일 수도 있는데, 이러한 경우 디스플레이 드라이버(4292)는, 숫자 "0"과 같은 각각의 문자 또는 심볼을, 8개의 개별 세그먼트가 특정 문자 또는 심볼을 표시하기 위하여 활성화되어야 하는지 여부를 표시하는 8 개의 논리적 신호로 변환한다.
5.4.3. RPT 장치 알고리즘
전술한 것처럼, 본원 기술의 일부 형태(예컨대 도 4d 참조)에서, 중앙 컨트롤러(4230)는, 메모리(4260)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서 표현되는 하나 이상의 알고리즘(4300)을 구현하도록 구성될 수 있다. 알고리즘(4300)은 일반적으로 모듈로 지칭되는 그룹으로 그룹화된다.
본원 기술의 다른 형태들에서, 알고리즘(4300)의 일부 또는 전부는 로컬 외부 장치(4288) 또는 원격 외부 장치(4286)와 같은 외부 장치의 컨트롤러에 의해 구현될 수 있다. 이러한 형태들에서, 외부 장치에서 실행될 알고리즘(4300)의 부분을 위해 필요한 입력 신호 및/또는 중간 알고리즘 출력을 나타내는 데이터는 로컬 외부 통신 네트워크(4284) 또는 원격 외부 통신 네트워크(4282)를 통해 외부 장치에 전달될 수 있다. 이러한 형태들에서, 외부 장치에서 실행될 알고리즘들(4300)의 부분은, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 프로세서 제어 명령어들을 가지는 것과 같이, 외부 장치의 컨트롤러가 접근할 수 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램들로 표현될 수 있다. 이러한 프로그램들은 알고리즘(4300)의 부분을 실행하기 위한 외부 장치의 컨트롤러를 구성한다.
이러한 형태들에서, 요법 엔진 모듈(4320)을 통해 외부 장치에 의해 생성되는 요법 매개변수들[이러한 형태가 외부 장치에 의해 실행되는 알고리즘(4300)의 일부인 경우]은 중앙 컨트롤러(4230)로 전달되어 요법 제어 모듈(4330)로 전달될 수 있다.
5.4.3.1. 전처리 모듈(pre-processing module)
본원 기술의 일 형태(예컨대 도 4d 참조)에 따른 전처리 모듈(4310)은, 트랜스듀서(4270), 예를 들어 유량 센서(4274) 또는 압력 센서(4272)로부터 신호를 입력으로 수신하며, 그리고 또 다른 모듈, 예를 들어 요법 엔진 모듈(4320)에 대한 입력으로서 사용될 하나 이상의 출력값을 계산하기 위해 하나 이상의 처리 단계를 수행한다.
본원 기술의 일 형태에서, 출력값은 인터페이스 압력(Pm), 통기구 유량(Qv), 호흡 유량(Qr)및 누출 유량(Ql)을 포함한다.
본원 기술의 다양한 형태에서, 전처리 모듈(4310)은 인터페이스 압력 추정(4312), 통기구 유량 추정(4314), 누출 유량 추정(4316) 및 호흡 유량 추정(4318)과 같은 알고리즘들 중 하나 이상을 포함한다.
5.4.3.1.1. 인터페이스 압력 추정
본원 기술의 일 형태에서, 인터페이스 압력 추정 알고리즘(4312)은 공압 블록의 유출구에 근접한 공압 경로 내의 압력을 나타내는 압력 센서(4272)로부터의 신호(장치 압력 Pd) 및 RPT 장치(4000)에서 배출되는 기류의 유량을 나타내는 유량 센서(4274)로부터의 신호[장치 유량(Qd)]를 입력으로서 수신한다. 보충 기체(4180)가 없는 장치 유량(Qd)은 총유량(Qt)으로서 사용될 수 있다. 인터페이스 압력 알고리즘(4312)은 공기 회로(4170)를 통한 압력 강하(ΔP)를 추정한다. 총 유량(Qt)에 대한 압력 강하(ΔP)의 의존성은 압력 강하 특성[ΔP(Q)]에 의해 특정 공기 회로(4170)에 대해 모델링될 수 있다. 그런 다음, 인터페이스 압력 추정 알고리즘(4312)은 환자 인터페이스(3000) 내에서의 추정 압력(Pm)을 출력으로서 공급한다. 환자 인터페이스(3000)의 압력(Pm)은 장치 압력(Pd)에서 공기 회로 압력 강하(ΔP)를 뺀 값으로서 추정될 수 있다.
5.4.3.1.2. 통기구 유량 추정(vent flow rate estimation)
본원 기술의 일 형태에서, 통기구 유량 추정 알고리즘(4314)은, 인터페이스 압력 추정 알고리즘(4312)으로부터 환자 인터페이스(3000) 내의 추정 압력(Pm)을 입력으로서 수신하여 환자 인터페이스(3000) 내의 통기구(3400)에서 나오는 공기의 통기구 유량(Qv)을 추정한다. 사용 중인 특정 통기구(3400)에 대한 인터페이스 압력(Pm)에 대한 통기구 유량(Qv)의 의존성은 통기구 특성[Qv(Pm)]에 의해 모델링될 수 있다.
5.4.3.1.3. 누출 유량 추정(leak flow rate estimation)
본원 기술의 일 형태에서, 누출 유량 추정 알고리즘(4316)은 총 유량(Qt) 및 통기구 유량(Qv)을 입력으로서 수신하고, 누출 유량(Ql)의 추정치를 출력으로서 공급한다. 일 형태에서, 누출 유량 추정 알고리즘은, 몇 번의 호흡 주기, 예를 들어 약 10초를 포함할 정도로 충분히 긴 기간에 걸친 총 유량(Qt) 및 통기구 유량(Qv) 간의 차이의 평균을 계산함으로써누출 유량(Ql)을 추정한다.
일 형태에서, 누출 유량 추정 알고리즘(4316)은, 누출 컨덕턴스(leak conductance)를 계산하고 누출 컨덕턴스 및 압력(Pm)의 함수인 누출 유량(QI)을 결정함으로써, 환자 인터페이스(3000) 내의 총 유량(Qt), 통기구 유량(Qv) 및 추정 압력(Pm)을 입력으로서 수신하고 누출 유량(Q1)을 출력으로서 공급한다. 누출 컨덕턴스는 총 유량(Qt)과 통기구 유량(Qv) 사이의 차이와 동일한 저역 통과 필터링된 비-통기구 유량과; 압력(Pm)의 저역 통과 필터링된 제곱근의; 몫으로서 계산되며, 여기서 저역 통과 필터 시간 상수는 몇 번의 호흡 주기, 예를 들어 약 10초를 포함할 만큼 충분히 긴 값을 갖는다. 누출 유량(Ql)은 누출 컨덕턴스와 압력 함수(Pm)의 곱으로서 추정될 수 있다.
5.4.3.1.4. 호흡 유량 추정
본원 기술의 일 형태에서, 호흡 유량 추정 알고리즘(4318)은 총 유량(Qt), 통기구 유량(Qv) 및 누출 유량(Ql)을 입력으로서 수신하며, 그리고 총 유량(Qt)에서 통기구 유량(Qv) 및 누출 유량(Ql)을 감산함으로써 환자에게 전달되는 공기의 호흡 유량(Qr)을 추정한다.
5.4.3.2. 요법 엔진 모듈(therapy engine module)
본원 기술의 일 형태에서, 요법 엔진 모듈(4320)은 환자 인터페이스(3000) 내의 압력(Pm); 및 환자에게 전달되는 호흡 유량(Qr); 중 하나 이상을 입력으로서 수신하고 하나 이상의 요법 매개변수를 출력으로서 공급한다.
본원 기술의 일 형태에서, 요법 매개변수는 치료 압력(Pt)이다.
본원 기술의 일 형태에서, 요법 매개변수는 압력 변동의 진폭, 베이스 압력 및 목표 환기 중 하나 이상이다.
다양한 형태들에서, 요법 엔진 모듈(4320)은 위상 결정(4321), 파형 결정(4322), 환기량 결정(4323), 흡기 흐름 제한 결정(4324), 무호흡증/저호흡증 결정(4325), 코골이 결정(4326), 기도 확보 상태(airway patency) 결정(4327), 목표 환기량 결정(4328) 및 요법 매개변수 결정(4329)과 같은 알고리즘들 중 하나 이상을 포함한다.
5.4.3.2.1. 위상 결정
본원 기술의 일 형태에서, RPT 장치(4000)는 위상을 결정하지 않는다.
본원 기술의 일 형태에서, 위상 결정 알고리즘(4321)은 호흡 유량(Qr)을 나타내는 신호를 입력으로서 수신하고, 환자(1000)의 현재 호흡 주기의 위상(Φ)을 출력으로서 공급한다.
이산 위상 결정으로서 공지된 일부 형태에서, 위상 출력(Φ)은 이산 변수이다. 이산 위상 결정의 일 구현예는, 각각 자발적인 흡기 및 호기의 시작을 감지할 때, 예를 들어 각각 0 및 0.5 회전의 값으로서 표시되는 흡기 또는 호기의 값을 갖는 이중값 위상 출력(bi-valued phase output)(Φ)을 제공한다. 트리거 및 순환 포인트들은 위상이 각각 호기에서 흡기로, 그리고 흡기에서 호기로 변하는 순간들이기 때문에, "트리거링" 및 "순환(cycle)"하는 RPT 장치들(4000)은 이산 위상 결정을 효과적으로 수행한다. 이중 값 위상 결정의 일 구현예에서, 위상 출력(Φ)은, 호흡 유량(Qr)이 양의 임계값을 초과하는 값을 가질 때 0의 이산 값을 갖도록 결정되고(따라서, RPT 장치(4000)를 "트리거링함"), 호흡 유량(Qr)이 음의 임계값보다 더 음인 값을 가질 때 0.5 회전의 이산 값을 갖도록 결정된다[따라서, RPT 장치(4000)를 "순환시킴(cycling)"]. 흡기 시간(Ti) 및 호기 시간(Te)은 각각 0(흡기를 나타냄) 및 0.5(호기를 나타냄)과 동일한 위상(Φ)으로 소비된 시간의 많은 호흡 주기에 걸쳐 대표적인 값으로 추정될 수 있다.
이산 위상 결정의 또 다른 구현예는 흡기, 흡기중 일시중지(mid-inspiratory pause) 및 호기 중 하나의 값을 갖는 3중 값 위상 출력(tri-valued phase output)(Φ)을 제공한다.
연속 위상 결정으로서 공지된 다른 형태에서, 위상 출력(Φ)은 연속 변수이며, 예를 들어 0 내지 1회전에서, 또는 0~2π 라디안에서 가변한다. 연속 위상 결정을 수행하는 RPT 장치(4000)는, 연속 위상이 각각 0 및 0.5 회전에 도달하면 트리거링 및 순환될 수 있다. 연속 위상 결정의 일 구현예에서, 위상(Φ)의 연속 값은 호흡 유량(Qr)의 퍼지 논리 분석을 사용하여 결정된다. 이런 구현예에서 결정되는 위상의 연속 값은 종종 "퍼지 위상(fuzzy phase)"이라고도 한다. 퍼지 위상 결정 알고리즘(4321)의 일 구현예에서, 호흡 유량(Qr)에는 하기 규칙들이 적용된다:
1. Qr이 영이고 빠르게 증가한다면, Φ는 0회전이다.
2. Qr이 큰 양의 값이고 안정적(steady)이면, Φ는 0.25회전이다.
3. Qr이 영이고 빠르게 내려간다면, Φ는 0.5회전이다.
4. Qr 이 큰 음의 값이고 안정적이면, Φ는 0.75회전이다.
5. Qr이 영이고 안정적이며, 그리고 Qr의 5-초 저역 통과 필터링된 절댓값이 크다면, Φ는 0.9회전이다.
6. Qr이 양의 값이고 위상은 호기라면, Φ는 0회전이다.
7. Qr이 음의 값이고 위상은 흡기라면, Φ는 0.5회전이다.
8. Qr 의 5-초 저역 통과 필터링된 절댓값이 크다면, Φ는, 20초의 시간 상수로 저역 통과 필터링된 환자의 호흡 속도와 동일한 일정한 속도로 증가한다.
각 규칙의 출력은, 자체 위상이 규칙의 결과이고 자체 크기는 규칙이 참인 퍼지 범위인 벡터로서 표현될 수 있다. 호흡 유량이 "크다", "안정적이다" 등인 퍼지 정도는 적합한 멤버십 기능으로 결정된다. 벡터로서 표현되는 규칙들의 결과들은 중심을 취하는 것과 같은 일부 함수에 의해 결합된다. 이러한 결합(combination)에서, 규칙들은 동일하게 가중되거나 또는 상이하게 가중될 수 있다.
연속 위상 결정의 또 다른 구현예에서, 흡기 시간(Ti) 및 호기 시간(Te)과 마찬가지로, 위상(Φ)은 상기에서 설명한 것처럼 먼저 호흡 유량(Qr)을 토대로 이산 추정된다. 임의의 순간에서의 연속 위상(Φ)은 이전 트리거 순간 이후 경과된 흡기 시간(Ti)의 비율의 반으로서, 또는 0.5회전에, 이전 주기 순간 이후 경과된 호기 시간(Te)의 비율의 반을 더한 값으로서(어느 순간이 더 최근인지로) 결정될 수 있다.
5.4.3.2.2. 파형 결정(waveform determination)
본원 기술의 일 형태에서, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은 환자의 호흡 주기 전체에 걸쳐 대략 일정한 치료 압력을 제공한다.
본원 기술의 다른 형태들에서, 요법 제어 모듈(4330)은 파형 템플릿(template)(Π(Φ))에 따라 환자의 호흡 주기의 위상(Φ)의 함수로서 가변하는 치료 압력(Pt)을 제공하도록 압력 발생기(4140)를 제어한다.
본원 기술의 일 형태에서, 파형 결정 알고리즘(4322)은, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)에 의해 사용될 위상 결정 알고리즘(4321)에 의해 제공된 위상 값(Φ)의 도메인 상에서 [0, 1] 범위의 값을 갖는 파형 템플릿[Π(Φ)]을 제공한다.
이산 위상 또는 연속 값 위상에 적합한 일 형태에서, 파형 템플릿[Π(Φ)]은, 최대 0.5회전의 위상 값에 대해 1의 값을 가지고 0.5회전을 초과하는 위상 값에 대해서는 0의 값을 가지는 사각파 템플릿(square-wave template)이다. 연속 값 위상에 적합한 일 형태에서, 파형 템플릿[Π(Φ)]은, 두 개의 부드러운 곡선 부분, 즉, 최대 0.5회전의 위상 값에 대해 0에서 1로 부드럽게 만곡되는 (예컨대 상승 코사인) 곡선 상승부와 0.5회전을 초과하는 위상 값에 대해 1에서 0으로 부드럽게 만곡되는 (예컨대 지수) 곡선 붕괴부(curved decay)를 포함한다. 연속 값 위상에 적합한 일 형태에서, 파형 템플릿[Π(Φ)]은 사각파를 기반으로 하지만, 그러나 0.5회전 미만인 최대 "상승 시간"의 위상 값에 대해 0에서 1로의 부드러운 상승부(rise)와; 0.5회전 이후 "하강 시간(fall time)" 이내에, 0.5회전 미만인 "하강 시간"을 갖는 위상 값에 대해 1에서 0으로의 부드러운 하강부(fall)를 갖는다.
본원 기술의 일부 형태에서, 파형 결정 알고리즘(4322)은, RPT 장치의 설정에 따라 파형 템플릿들의 라이브러리에서 파형 템플릿[Π(Φ)]을 선택한다. 라이브러리 내의 각각의 파형 템플릿[Π(Φ)]은 위상 값들(Φ)에 대한 값들(Π)의 룩업 테이블로서 제공될 수 있다. 다른 형태들에서, 파형 결정 알고리즘(4322)은, 하나 이상의 매개변수(예: 지수 곡선 부분의 시간 상수)에 의해 매개변수화될 가능성이 있는, 기결정된 함수 형태를 사용하여 파형 템플릿[Π(Φ)]을 "즉시(on the fly)" 계산한다. 함수 형태의 매개변수들은 환자(1000)의 현재 상태에 따라 기결정되거나 달라질 수 있다.
흡기(Φ=0회전) 또는 호기(Φ=0.5회전)의 이산 이중값 위상을 위해 적합한 본원 기술의 일부 형태에서, 파형 결정 알고리즘(4322)은 이산 위상(Φ) 및 가장 최근 트리거 순간 이후 측정된 시간(t) 모두의 함수로서 파형 템플릿(Π)을 "즉시" 계산한다. 이러한 일 형태에서, 파형 결정 알고리즘(4322)은 하기와 같이 두 부분(흡기 및 호기)에서 파형 템플릿[Π(Φ, t)]을 계산한다:
위의 식에서, Πi(t) 및 Πe(t)는 파형 템플릿[Π(Φ, t)]의 흡기 및 호기 부분이다. 이러한 일 형태에서, 파형 템플릿의 흡기 부분[Πi(t)]은 상승 시간에 의해 매개변수화되는 0에서 1로의 부드러운 상승부이고, 파형 템플릿의 호기 부분[Πe(t)]은 하강 시간에 의해 매개 변수화되는 1에서 0으로의 부드러운 하강부이다.
5.4.3.2.3. 환기량 결정(ventilation determination)
본원 기술의 일 형태에서, 환기량 결정 알고리즘(4323)은 입력으로서 호흡 유량(Qr)을 수신하고, 현재의 환자 환기량(Vent)을 나타내는 측정치를 결정한다.
일부 구현예에서, 환기량 결정 알고리즘(4323)은 실제 환자 환기량의 추정치인 환기량(Vent)의 측정치를 결정한다. 이러한 일 구현예는, 선택적으로 0.11Hz의 구석 주파수(corner frequency)를 갖는 2차 또는 베젤 저역 통과 필터와 같은 저역 통과 필터에 의해 필터링되는 호흡 유량(Qr)의 절댓값의 반을 취하는 것이다.
다른 구현예에서, 환기량 결정 알고리즘(4323)은 실제 환자 환기량에 대체로 비례하는 환기량(Vent)의 측정치를 결정한다. 이러한 일 구현예는 주기의 흡기 부분에 걸쳐 피크 호흡 유량(Qpeak)을 추정한다. 호흡 유량(Qr)을 샘플링하는 단계를 포함한 이런 절차 및 많은 다른 절차는, 유량 파형 형상이 크게 가변하지 않는 경우, 환기량에 대체로 비례하는 측정치를 생성한다(여기서, 시간 및 진폭에서 정규화된 호흡의 유량 파형들이 유사할 때, 2회의 호흡의 형상은 유사한 것으로 간주됨). 일부 간단한 예시에는, 양의 호흡 유량 중앙값, 호흡 유량의 절댓값의 중앙값 및 유량의 표준 편차가 있다. 양의 계수를 사용하는 호흡 유량의 절댓값의 임의의 순서 통계량(order statistics)의 임의의 선형 조합과 심지어 양의 계수와 음의 계수를 모두 사용하는 일부의 임의의 선형 조합은 환기량에 대해 대략 비례한다. 또 다른 예시는 호흡 부분의 중간 K 비율(시간별)에서의 호흡 유량의 평균이되, 여기서 0 < K < 1이다. 유량 형상이 일정한 경우, 환기량에 정확히 비례하는 임의의 다수의 측정치가 있다
5.4.3.2.4. 흡기 유동 제한(Inspiratory Flow Limitation)의 결정
본원 기술의 일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 흡기 유동 제한의 범위를 결정하기 위해 흡기 유동 제한 결정 알고리즘(4324)을 실행한다.
일 형태에서, 흡기 유동 제한 결정 알고리즘(4324)은 호흡 유량 신호(Qr)를 입력으로서 수신하고, 호흡의 흡기 부분이 흡기 유동 제한을 나타내는 정도의 메트릭을 출력으로서 공급한다.
본원 기술의 일 형태에서, 각각의 호흡의 흡기 부분은 제로 크로싱 검출기에 의해 식별된다. 시점들을 나타내고 균등하게 이격된 지점들의 개수(예: 65개)는 각각의 호흡에 대한 흡기 유량-시간 곡선을 따라 보간기에 의해 보간된다. 그런 다음 지점들에 의해 설명되는 곡선은 스칼라(scalar)에 의해 단일 길이(기간/주기) 및 단일 면적을 갖도록 크기가 조정되어 호흡 속도 및 깊이를 변화시키는 영향을 제거한다. 그런 다음, 크기가 조정된 호흡은, 비교기에서, 도 6a에 표시된 호흡의 흡기 부분과 유사한 방해받지 않는 정상적인 호흡을 나타내는 사전 저장된 템플릿과 비교된다. 테스트 요소에 의해 결정되는 것처럼, 기침, 한숨, 삼킴 및 딸꾹질로 인한 호흡과 같이 흡기(inspiration) 동안 언제든지 명시된 임계값(일반적으로 1의 크기 조정 단위)을 초과하는 정도로 이러한 템플릿에서 벗어나는 호흡은 거부된다. 거부되지 않은 데이터의 경우, 이러한 크기 조정된 제1 지점의 이동 평균은 이전의 여러 흡기 이벤트에 대해 중앙 컨트롤러(4230)에 의해 계산된다. 이는, 이러한 제2 지점에 대해 동일한 흡기 이벤트들에 걸쳐서 반복된다. 따라서, 예를 들어, 65개의 크기 조정된 데이터 지점은 중앙 컨트롤러(4230)에 의해 생성되며, 그리고 이전의 여러 흡기 이벤트(예: 3회의 이벤트)의 이동 평균을 나타낸다. 연속적으로 업데이트되는 (예컨대 65개의) 지점의 값의 이동 평균은 하기에서 Qs(t)로서 지정된 "크기 조정된 유량(scaled flow rate)"이라고 한다. 대안으로, 이동 평균보다는 단일 흡기 이벤트가 활용될 수 있다.
크기 조정된 유량을 토대로, 부분 폐쇄(partial obstruction)의 결정과 관련된 두 가지 형상 계수(shape factor)가 계산될 수 있다.
형상 계수 1은 중간(예컨대 32개의) 크기 조정된 유량 지점의 평균 대 전체(예컨대 65개의) 크기 조정된 유량 지점의 비율이다. 이러한 비율이 1(unity)을 초과하는 경우, 호흡은 정상인 것으로 간주된다. 비율이 1 이하인 경우, 호흡은 폐쇄성(obstructed)인 것으로서 간주된다. 약 1.17의 비율은 부분 폐쇄성 호흡과 비-폐쇄성 호흡 사이의 임계값으로 간주되며, 그리고 이는, 일반적인 환자에서 적절한 산소 공급을 유지할 수 있는 폐쇄의 정도와 동일시된다.
형상 계수 2는, 중간(예컨대 32개의) 지점들에 걸쳐 취해지는 단위 크기 조정된 유량으로부터의 RMS 편차로서 계산된다. 약 0.2 단위의 RMS 편차는 정상적인 것으로 간주된다. 0의 RMS 편차는 완전한 유동 제한 호흡(flow-limited breath)인 것으로 간주된다. RMS 편차가 0에 더 가까울수록, 호흡은 유동이 더 제한되는 것으로 간주된다.
형상 계수 1과 2는 서로 대안으로서, 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 본원 기술의 다른 형태들에서, 샘플링된 지점들, 호흡들 및 중간 지점들의 개수는 상기에서 설명한 것들과 다를 수 있다. 또한, 임계값들은 설명된 것들과 다를 수 있다.
5.4.3.2.5. 무호흡증 및 저호흡증의 결정
본원 기술의 일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 무호흡증 및/또는 저호흡증의 존재를 결정하기 위해 무호흡증/저호흡증 결정 알고리즘(4325)을 실행한다.
일 형태에서, 무호흡증/저호흡증 결정 알고리즘(4325)은 호흡 유량 신호(Qr)를 입력으로서 수신하고, 무호흡증 또는 저호흡증이 검출되었음을 나타내는 플래그(flag)를 출력으로서 공급한다.
일 형태에서, 호흡 유량(Qr)의 함수가 기결정된 시간 주기 동안 유량 임계값 미만으로 떨어질 때, 무호흡증이 검출되었다고 말한다. 이런 함수는 피크 유량, 비교적 단기 평균 유량, 또는 비교적 단기 평균 유량과 피크 유량의 중간 유량, 예를 들어, RMS 유량을 결정할 수 있다. 유량 임계값은 유량의 상대적으로 장기 측정치일 수 있다.
일 형태에서, 호흡 유량(Qr)의 함수가 기결정된 시간 주기 동안 제2 유량 임계값 미만으로 떨어질 때, 저호흡증이 검출되었다고 말한다. 이런 함수는 피크 유량, 비교적 단기 평균 유량, 또는 비교적 단기 평균 유량과 피크 유량의 중간 유량, 예를 들어, RMS 유량을 결정할 수 있다. 제2 유량 임계값은 유량의 상대적으로 장기 측정치일 수 있다. 제2 유량 임계값은 무호흡증을 검출하는 데 사용되는 유량 임계값보다 더 크다.
5.4.3.2.6. 코골이의 결정
본원 기술의 일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 코골이 정도를 결정하기 위해 하나 이상의 코골이 결정 알고리즘(4326)을 실행한다.
일 형태에서, 코골이 결정 알고리즘(4326)은 호흡 유량 신호(Qr)를 입력으로서 수신하고 코골이가 존재하는 정도의 메트릭을 출력으로서 공급한다.
코골이 결정 알고리즘(4326)은 30~300Hz의 범위에서 유량 신호의 세기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 코골이 결정 알고리즘(4326)은, 배경 소음, 예를 들어, 송풍기에서 기인하는 시스템 내 기류의 소리를 감소시키기 위해, 호흡 유량 신호(Qr)를 필터링하는 단계를 포함할 수 있다.
5.4.3.2.7. 기도 확보 상태(airway patency)의 결정
본원 기술의 일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 기도 확보 상태의 정도를 결정하기 위해 하나 이상의 기도 확보 상태 결정 알고리즘(4327)을 실행한다.
일 형태에서, 기도 확보 상태 결정 알고리즘(4327)은 호흡 유량 신호(Qr)를 입력으로서 수신하고, 약 0.75Hz와 약 3Hz의 주파수 범위에서 신호의 출력을 결정한다. 이러한 주파수 범위에서 피크의 존재는 개방된 기도를 나타내는 것으로 간주된다. 피크가 없다는 것은 폐쇄된 기도를 나타내는 것으로 간주된다.
일 형태에서, 피크가 확인되는 주파수 범위는 치료 압력(Pt)에서 작은 강제 진동(forced oscillation)의 주파수이다. 일 구현예에서, 강제 진동은 약 1cmH2O의 진폭을 가지는 2Hz의 주파수이다.
일 형태에서, 기도 확보 상태 결정 알고리즘(4327)은 호흡 유량 신호(Qr)를 입력으로서 수신하고, 심장성 신호(cardiogenic signal)의 유무를 결정한다. 심장성 신호가 없다는 것은 폐쇄된 기도를 나타내는 것으로 간주된다.
5.4.3.2.8. 목표 환기량(target ventilation)의 결정
본원 기술의 일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 현재 환기량의 측정치(Vent)를 입력으로서 취하여 환기량의 측정치에 대한 목표값(Vtgt)을 결정하기 위한 하나 이상의 목표 환기량 결정 알고리즘(4328)을 실행한다.
본원 기술의 일부 형태에서, 목표 환기량 결정 알고리즘(4328)이 없으며, 그리고 목표값(Vtgt)은, 예를 들어 RPT 장치(4000) 구성 중 하드 코딩에 의해, 또는 입력 장치(4220)를 통한 수동 입력에 의해 기결정된다.
적응형 서보-환기(ASV)와 같은 본원 기술의 다른 형태들에서, 목표 환기량 결정 알고리즘(4328)은 환자의 일반적인 최근 환기량을 나타내는 값(Vtyp)을 토대로 목표값(Vtgt)를 계산한다.
적응형 서보 환기의 일부 형태에서, 목표 환기량(Vtgt)은 일반적인 최근 환기량(Vtype)의 높은 비율로서 계산되지만, 그러나 그보다는 적게 계산된다. 이러한 형태에서 높은 비율은 (80%, 100%), 또는 (85%, 95%), 또는 (87%, 92%)의 범위일 수 있다.
적응형 서보 환기의 다른 형태들에서, 목표 환기량(Vtgt)은 일반적인 최근 환기량(Vtype)의 단일 배수(unity multiple)보다 약간 더 큰 것으로서 계산된다.
일반적인 최근 환기량(Vtype)은 약간의 기결정된 시간 척도에 걸친 다수의 순시치(time instant)에 걸쳐 현재 환기량(Vent)의 측정치의 분포가 클러스터를 이루는 경향이 있는 값, 다시 말해 최근 이력에 걸친 현재 환기량 측정치의 중심 경향치(measure of central tendency)이다. 목표 환기량 결정 알고리즘(4328)의 일 구현예에서, 최근 이력은 몇 분 정도이지만, 어떤 경우에도 체인-스토크스(Cheyne-Stokes) 왁싱 및 쇠퇴 주기의 시간 척도보다 더 길어야 한다. 목표 환기량 결정 알고리즘(4328)은, 현재 환기량(Vent)의 측정치를 토대로 일반적인 최근의 환기량(Vtype)을 결정하기 위해, 널리 알려진 다양한 중심 경향치들 중 임의의 측정치를 이용할 수 있다. 이러한 일 측정치는 시간 상수가 100초와 동일한 상태에서 현재 환기량(Vent)의 측정치에 대한 저역 통과 필터의 출력이다.
5.4.3.2.9. 요법 매개변수(therapy parameter)의 결정
본원 기술의 일부 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 요법 엔진 모듈(4320)에서 하나 이상의 다른 알고리즘에 의해 반환된 값들을 사용하여 하나 이상의 요법 매개변수를 결정하기 위한 하나 이상의 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)을 실행한다.
본원 기술의 일 형태에서, 요법 매개변수는 순간적인 치료 압력(Pt)이다. 이러한 형태의 일 구현예에서, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은 하기 방정식을 사용하여 치료 압력(Pt)을 결정한다:
위의 식에서,
● A는 진폭이고,
● Π(Φ, t)는 현재 위상값(Φ) 및 시간(t)에서 파형 템플릿 값(0 내지 1의 범위)이며, 그리고
● P0 은 기본 압력이다.
파형 결정 알고리즘(4322)이 위상(Φ)별로 색인되는 값들의 룩업 테이블(Π)로서 파형 템플릿[Π(Φ,t)]을 제공하는 경우, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은, 위상 결정 알고리즘(4321)에 의해 반환되는 현재 위상값(Φ)에 가장 가까운 룩업 테이블 입력항목(lookup table entry)을 위치시킴으로써, 또는 현재 위상값(Φ)에 걸쳐 있는 2개의 입력항목 간의 보간으로 방정식 (1)을 적용한다.
진폭(A) 및 기본 압력(P0)의 값들은 하기에서 설명되는 방식으로 선택된 호흡 압력 요법 모드에 따라 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)에 의해 설정될 수 있다.
5.4.3.3. 요법 제어 모듈(therapy control module)
본원 기술의 일 양태에 따른 요법 제어 모듈(4330)은 요법 엔진 모듈(4320)의 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)으로부터 입력으로서 요법 매개변수들을 수신하고, 이 요법 매개변수에 따라 공기의 유동을 전달하도록 압력 발생기(4140)를 제어한다.
본원 기술의 일 형태에서, 요법 매개변수는 치료 압력(Pt)이며, 그리고 요법 제어 모듈(4330)은 환자 인터페이스(3000)에서 그 인터페이스 압력(Pm)이 치료 압력(Pt)과 동일한 것인 공기 유동을 전달하도록 압력 발생기(4140)를 제어한다.
5.4.3.3. 결함 조건의 검출
본원 기술의 일 형태에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 결함 조건의 검출을 위한 하나 이상의 방법(4340)을 실행한다. 하나 이상의 방법(4340)에 의해 검출되는 결함 조건은 하기 조건들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
● 정전(전원 없음 또는 전원 부족)
● 트랜스듀서 결함 검출
● 구성 요소의 존재를 검출하지 못함
● 권장 범위를 벗어난 작동 매개변수(예: 압력, 유량, 온도, PaO2)
● 검출 가능한 경보 신호를 생성하기 위한 테스트 경보의 실패.
결함 조건을 검출하면, 해당 알고리즘(4340)은 하기 조치들 중 하나 이상으로 결함의 존재를 시그널링한다:
● 청각적, 시각적 및/또는 운동학적(예: 진동) 경보의 개시
● 외부 장치로 메시지 전송
● 사고 기록
5.4.4. 자족적인 기류 발생기(self-contained flow generator)
도 27~31에 예시된 것처럼, RPT 장치(6500)는 환자 인터페이스(6000)(또는 환자 인터페이스들 중 임의의 환자 인터페이스)의 기류 발생기 케이싱(6400)의 안쪽에 배치될 수 있다. 예를 들어, RPT 장치(6500)는 전방 케이스(6404)와 후방 케이스(6406) 사이에 형성된 공동부(6408)의 안쪽에 배치되거나 에워싸인다. 전방 케이스(6404) 및 후방 케이스(6406)는, 공동부(6408) 내에 수용된 구성요소들을 보호하기 위해, 강성 또는 반-강성 재료로 형성될 수 있다.
일부 형태에서, RPT 장치(6500)는 송풍기(6502)를 포함할 수 있다. 송풍기(6502)는 형상이 실질적으로 원통형이고 공동부(6408)의 안쪽에서 측면으로 배치된다.
일부 형태에서, RPT 장치(6500)는 현가부(6504)를 포함할 수 있다. 현가부(6504)는 공동부(6408)의 안쪽에서 송풍기(6502)를 수용하여 지지할 수 있다.
도 31에 예시된 것처럼, 현가부(6504)는, 예를 들어 도 48에서 확인되는 것처럼, 모터(6502)의 단부들에서의 공기 흡기부들(air intakes)에 상응하는 적어도 하나의 개구부, 예컨대 2개의 개구부를 포함할 수 있다. 도 48에 도시된 것처럼, 모터(6502)는 적어도 한 쌍의 임펠러들(6550)을 가질 수 있되, 이들 임펠러는 공통 샤프트에 연결되고 요법을 위해 적합한 범위로 호흡용 공기(breathable air)를 가압하도록 구성된다. 임펠러들은 직렬로 배치되고 이들의 결합된 유동은 모터(6502)의 중심 근처에 있는 하나 이상의 중앙 유출구(outlet)에서 배출된다.
다시 도 31을 참조하면, 현가부(6504)는 [예를 들어 송풍기(6502)와 유사하게] 실질적으로 원통형인 몸체로서 형성될 수 있으며, 그리고 현가부(6504)의 종방향을 따라서 적어도 하나의 제1 개구부(6506)를 포함할 수 있다. 도 31에는 하나의 개구부만이 볼 수 있지만, 그러나 현가부(6504)의 타측 단부는 (해당 측면에서 반대되는 임펠러를 위한) 제2 개구부를 포함할 수 있다. 제1 개구부(6506)는 송풍기(6502)를 수용하기 위한 크기로 형성될 수 있으며, 그리고 각각의 제1 개구부는 주변환경에서 들어오는 흡기 공기가 각각의 임펠러 내로 유입되도록 하기 위한 크기로 형성된다.
또한, 현가부(6504)는 이 현가부(6504)의 원통형 표면에서부터 접선으로 연장되는 제2 개구부(6508)를 포함할 수 있다. 제2 개구부(6508)는 제1 개구부(6506)와 유체로 연통될 수 있다. 사용 중에, 송풍기(6502)에 의해 생성되어 송풍기(6502)의 적어도 하나의 중앙 유출구에서 배출되는 기류는 강제로 제2 개구부(6504)를 통과하여 플레넘 챔버(6200) 쪽으로 유동할 수 있다.
일부 형태에서, 매니폴드(6510)는 제2 개구부(6508)에 근접하여 현가부(6504)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 28 및 29에는, 제2 개구부(6508)에서 현가부(6504)에 직접 연결되고 현가부(6504)의 원통형 몸체의 이격 방향으로 연장되는 매니폴드(6510)가 예시되어 있다.
도 29에 도시된 것처럼, 매니폴드(6510)는 중공(hollow)일 수 있으며, 그리고 송풍기(6502)에서부터 플레넘 챔버(6200)로 가압 공기를 이송하는 데 도움을 주기 위해 현가부(6504)와 함께 기류 경로를 형성할 수 있다. 매니폴드(6510)는 현가부(6504)의 제2 개구부(6508)에 직접 연결되는 제1 개구부(6512)를 포함할 수 있다. 또한, 매니폴드(6510)는 제1 개구부(6512)의 맞은편 단부에 제2 개구부(6514)를 포함할 수 있다. 그러므로 기류는 매니폴드(6510)를 관류하되, 제1 개구부(6512)를 통해 유입되어 제2 개구부(6514)를 통해 배출된다.
일부 형태에서, 제1 개구부(6512)와 제2 개구부(6514)는 서로에 대하여 실질적으로 수직으로 배향될 수 있다. 그러므로 매니폴드(6510)는 기류 경로의 방향을 변경할 수 있다. 예를 들어, 기류는 제1 개구부(6512)를 통해 도 29의 상위 방향으로 이동할 수 있고, 그런 후에 제2 개구부(6514)를 통해 후방 방향으로(예를 들어, 도 29에 예시된 것처럼 우측으로) 이동할 수 있다.
일부 형태에서, 호기 활성화 밸브(EAV: expiratory activated valve)(6516)가 매니폴드(6510)에 연결될 수 있다. 예를 들어, EAV(6516)는 매니폴드(6510)의 제2 개구부(6514)에 인접하게 연결될 수 있다. EAV(6516)는 하기에서 보다 더 상세하게 설명된다. 그러나 EAV(6516)는, 매니폴드(6510)의 제2 개구부(6514)에서 배출되는 가압 공기가 계속 플레넘 챔버(6200) 쪽으로 향할 수 있도록 하기 위해, 적어도 하나의 기류 경로를 포함할 수 있다.
도 29에 예시된 것처럼, EAV(6516)는, 적어도 부분적으로, 후방 케이스(6468)의 유입구(6518)의 안쪽에, 예를 들어, 유입 튜브의 형태인 유입구의 안쪽에 위치될 수 있다. 플레넘 챔버(6200)는 후방 케이스(6406)에 연결될 수 있으며, 그리고 유입구(6518)는, 이 유입구(6518)를 통과하는 기류가 플레넘 챔버(6200)로 유입되도록, 플레넘 챔버(6200) 내에까지 연장될 수 있다. 따라서, 송풍기(6502)에서 플레넘 챔버(6200)로 가압 공기를 전달하기 위한 기류 경로가 있을 수 있다.
도 31에 예시된 것처럼, 후방 케이스(6406)는, 전방 케이스(6404)가 연결될 때 공동부(6408)의 부분인 중앙 그루브 또는 리세스(6410)를 포함할 수 있다. 중앙 그루브 또는 리세스(6410)는 형상이 반원통형이며, 그리고 송풍기(6502) 및 현가부(6504)를 수용하도록 구성될 수 있다. 플레넘 챔버(6200)는, 도 29 및 31에 도시된 것처럼, 송풍기를 수용하는 케이싱 또는 후방 케이스의 볼록한 외부 부분을 수용하는 오목한 섹션을 가지는 전방 표면(anterior surface)을 포함한다. 케이싱, 예컨대 후방 케이스(6408)는, 케이싱 또는 케이스의 볼록한 외부 부분 위쪽에 위치되는, 도 44~47에 도시된 밸브의 형상에 매칭되도록 형상이 어느 정도 타원형인 유입 튜브를 포함하며, 그리고 플레넘 챔버는 밀봉부 형성 부분의 보다 더 강성인 부분 내에 제공될 수 있는 유입 개구부를 포함한다.
일부 형태에서, 중앙 그루브 또는 리세스(6410)는 실질적으로 선형일 수 있지만, 그러나 후방 케이스(6406)는 상기에서 설명한 것처럼 만곡될 수 있다. 하나 이상의 소음기(6412)는, 공동부(6408)의 안쪽에, 그리고 중앙 그루브(6410)의 바깥쪽에서 후방 케이스(6406)에 연결될 수 있다. 달리 말하면, 소음기(6412)는 송풍기(6502)의 일측 단부 또는 양쪽 단부에 위치될 수 있다. 그러므로 소음기들(6512)은 송풍기(6502)의 소음 출력을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 이는, 송풍기(6502)가 환자의 안면에 근접하게 위치되어 소음으로 인해 수면 장애를 야기할 수 있기 때문에 유용할 수 있다.
다시 도 27 및 29를 참조하면, 케이싱, 예를 들어 후방 케이스 및/또는 전방 케이스(6404)는 유출 통기구들(6414)을 포함할 수 있다. 다른 예시들에서, 유출 통기구들(6414)은 후방 케이스(6406) 상에 포함될 수 있다. 유출 통기구들(6414)은 호기 공기가 주변환경으로 배출되도록 허용할 수 있다.
예시된 예시(예컨대 도 29 참조)에서, 후방 케이스(6406)는 배출 채널(6416)을 포함할 수 있다. EAV(6516)는, 기류가 EAV(6516)의 외면의 둘레를 통과할 수 있도록, 유입구(6518)보다 더 작을 수 있다. 배출되어 EAV(6516)의 외면 둘레에서 유동하는 공기[예를 들어, 플레넘 챔버(6200)에서 배출되는 공기]는 EAV(6516)에 의해 배출 채널(6416) 안쪽으로, 그리고 유출 통기구들(6414)을 통과하도록 지향될 수 있다.
5.4.4.1. 송풍기(blower)
도 48에 도시된 것처럼, 송풍기(6502)의 내부가 도시되어 있다. 송풍기(6502)는 적어도 하나의 임펠러(6550)(예컨대 도 49 참조), 예를 들어 송풍기 하우징(6552)의 안쪽에 평행하게 배치되고 공통 샤프트 상에 장착된 적어도 한 쌍의 대향하는 임펠러들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예시된 송풍기(6502)는 적어도 한 쌍 또는 2개의 쌍(4개의 임펠러)(6550)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 자석(6554) 및 권선부(6556)의 각의 측면에 제공되는 제1 쌍의 임펠러들, 및/또는 다시 자석의 각각의 측면 상에 하나씩 제공되는 제2 쌍의 임펠러들을 포함할 수 있다.
도 50 및 51에 도시된 것처럼, 임펠러의 대안의 버전(6550-1)이 도시되어 있다. 임펠러(6550-1)는 양면 임펠러(double sided impeller)일 수 있으며, 그리고 보다 더 작은 공간에서의 임펠러(6550)(예컨대 도 49에 도시됨)와 동일한 압력을 달성할 수 있다. 이는, 기류 발생기 케이싱(6400) 안쪽의 제한된 공간을 최대화하기 위해 유익할 수 있다.
일부 형태에서, 탄성중합체 베어링(6558)은 임펠러들이 장착되는 공통 샤프트와 임펠러(6550-1) 사이에서 결합될 수 있다. 탄성중합체 베어링(6558)은 송풍기(6502) 내의 진동을 제한할 수 있다.
일부 형태에서, 송풍기는 미국 특허 출원 제16/320,565호 및 제17/602,552호에 설명된 송풍기와 유사할 수 있되, 이 두 출원의 전체 내용은 참조로서 본원에 포함된다.
5.5. 공기 회로(air circuit)
본원 기술의 일 양태에 따른 공기 회로(4170)는 사용 중에 RPT 장치(4000) 및 환자 인터페이스(3000)와 같은 두 구성요소 사이에서 공기의 유동이 이동할 수 있도록 구성되고 배치되는 도관(conduit) 또는 튜브이다.
특히, 공기 회로(4170)는 공압 블록(4020) 및 환자 인터페이스의 유출구와 유체로 연결될 수 있다. 공기 회로는 공기 전달 튜브로서도 지칭될 수 있다. 일부 경우에, 흡기 및 호기를 위한 회로의 별도의 림들(limbs)이 있을 수 있다. 다른 경우들에서는, 단일 림(single limb)이 사용된다.
일부 형태에서, 공기 회로(4170)는 공기 회로 내 공기를 가열하도록, 예를 들면, 공기의 온도를 유지하거나 상승시키도록 구성되는 하나 이상의 가열 요소를 포함할 수 있다. 가열 요소는 열선 회로(heated wire circuit)의 형태일 수 있으며, 그리고 하나 이상의 트랜스듀서, 예컨대 온도 센서를 포함할 수 있다. 일 형태에서, 열선 회로는 공기 회로(4170)의 축의 둘레에 나선형으로 권선될 수 있다. 가열 요소는 중앙 컨트롤러(4230)와 같은 컨트롤러와 통신할 수 있다. 열선 회로를 포함하는 공기 회로(4170)의 일 예시는 그 전체 내용이 참조로서 본원에 포함되는 미국 특허 제8,733,349호에 설명되어 있다.
5.5.1. 밸브 어셈블리
상기에서 설명한 것처럼, 환자 인터페이스(6000)(또는 설명된 환자 인터페이스들 중 임의의 환자 인터페이스)는 EVA(6516)를 포함할 수 있다. EAV(6516)는 환자 인터페이스를 통과하는 기류를 제어할 수 있다. EAV(6516)가 하기에서 설명되기는 하지만, 다른 유형들의 밸브들이 본원 예시들의 범위에서 벗어나지 않으면서 EAV(6516)를 대체할 수 있다.
도 32에 예시된 것처럼, EAV(6516)는 디스크처럼 형성될 수 있다. EAV(6516)는 유지 플랜지(6520)(retention flange)를 포함할 수 있다. 유지 플랜지(6520)는 EAV(6516)의 외주부(outer perimeter)를 형성할 수 있으며, 그리고 원하는 위치에서 EAV(6516)를 위치시키고, 그리고/또는 유지하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 형태에서, EAV(6516)의 중심은, 공기가 단일 방향으로만 EAV(6516)를 통과하도록 허용할 수 있는 덕빌 밸브(6522)(duckbill valve)를 포함할 수 있다. 덕빌 밸브(6522)는 반대 방향으로 EAV(6516)를 통과하는 기류를 차단할 수 있다.
일부 형태에서, EAV(6516)는 덕빌 밸브(6522)에 유지 플랜지(6520)를 연결하는 멤브레인(6524)을 포함한다. 유지 플랜지(6520)는, EAV(6516)의 어느 한 측면에서 작용하는 압력 차이에 상대적으로 멤브레인(6524)이 이동하도록 허용하는 어셈블리 상에 고정될 EAV(6516)의 유일한 부분일 수 있다. 덕빌 밸브(6522) 및 멤브레인(6524)은, 하나의 부품으로서 형성될 수 있기는 하지만, 서로 독립적으로 작동할 수 있다. 덕빌 밸브(6522)는 RPT 장치[예: 송풍기(6502)]에서부터 환자 인터페이스[예: 플레넘 챔버(6200)]까지의 기류를 제어할 수 있으며, 그리고 멤브레인(6524)은 환자 인터페이스[예: 플레넘 챔버(6524)]에서부터 유출 통기구(6414)까지의 기류를 제어한다. EAV(6516)는, 환자가 호흡할 때마다 매 호흡에 대해 반응하는 동적 구성요소일 수 있다.
일부 형태에서, EAV(6516)는 직물 재료(예: 실리콘)로 구성된다. EAV(6516)는 LSR 및/또는 CMSR로 형성될 수 있다. 또한, EAV(6516)는 30~60 쇼어(A)의 쇼어 경도를 가질 수 있다.
도 33 및 34에 도시된 것처럼, EAV(6516)는 멤브레인(6524)의 중심에 덕빌 밸브(6522)를 가질 수 있다. 덕빌 밸브(6522)는, 공기가 한 방향으로만 멤브레인(6524)을 통과하도록 허용하는 원웨이 밸브일 수 있다. 덕빌 밸브(6522)의 어느 한 측면에서 작용하는 압력 차이는 EAV(6516)가 개방되거나 폐쇄될지를 결정하게 된다. 덕빌 밸브(6522)의 크기 및 형상은 유량 및 멤브레인을 통한 임피던스에 영향을 미친다.
예를 들어, 도 33에 예시된 것처럼, 고압은 덕빌 밸브(6522)에 근접하게 위치되고 저압은 플랜지(6520)에 근접하게 위치된다. 예시된 압력 차이는 저압을 달성하기 위해 덕빌 밸브(6522) 쪽으로 공기를 끌어당긴다. 그러나 기류는 덕빌 밸브(6522)의 측면들(예: 외부 표면)과 접촉하여 폐쇄된 위치에서 덕빌 밸브를 유지한다.
대안으로, 도 34에 예시된 것처럼, 저압은 덕빌 밸브(6522)에 근접하게 위치되고 고압은 플랜지(6520)에 근접하게 위치된다. 예시된 압력 차이는 덕빌 밸브(6522)의 바깥쪽에서 저압을 달성하기 위해 덕빌 밸브(6522)의 내부 표면 쪽으로 공기를 끌어당긴다. 도 33에서와 달리, 도 34에 예시된 방향의 유동은, 더 높은 압력의 공기가 더 낮은 압력의 공기에 도달할 수 있도록, 덕빌 밸브(6522)를 개방한다.
도 35에 예시된 것처럼, EAV(6516)는 중심에서 덕빌 밸브(6522)에 [예컨대 플랜지(6520)에 근접한] 외경을 연결하는 얇은 멤브레인(6524)을 가질 수 있다. 멤브레인(6524)은 연결 섹션(6526)(예컨대 작고 평평한 섹션)에서 덕빌 밸브(6522)에 연결될 수 있다.
일 형태에서, 멤브레인(6524)은, 이 멤브레인(6524)의 어느 한 측면에서 작용하는 압력 차이에 상대적으로 상하로 이동하는 트램펄린(trampoline)과 같은 기능을 갖는다. 멤브레인(6524)의 이동은 [예컨대 융기부(ridge)(6520)에 근접한] 외경 및/또는 덕빌 밸브(6522)의 형상이나 성능에 영향을 미치지 않는다.
일부 형태에서, 유지 플랜지(6520)는 매니폴드(6510) 쪽에 EAV(6516)를 위치시킬 수 있다. 또한, 유지 플랜지(6520)는 RPT 장치[예: 송풍기(6502)]와 마스크 공기 경로[예컨대 매니폴드(6510)에서부터 유입구(6518)까지] 사이 및 RPT 장치와 유출 통기구(6414) 사이의 밀봉부일 수 있다. 의도되지 않은 누출[예를 들어, 플레넘 챔버(6200)에 도달하지 않는, 송풍기(6502)에 의해 생성된 기류]은 헛된 노력으로 간주될 수 있고 EAV(6516)의 작동에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 통합된 경우, 유지 플랜지(6520)는, 어느 한 측면에서 작용하는 압력 차이에 상대적으로 멤브레인(6524)이 이동하도록 허용하는 어셈블리 상에 고정될 EAV(6516)의 유일한 부분일 수 있다.
일 형태에서, 본원 기술은 환자 인터페이스에 연결되는 압력 센서를 포함한다. 컨트롤러[예를 들어 요법 장치 컨트롤러(4240)]는 압력 센서에 의해 측정되는 환자 인터페이스 내의 압력을 모니터링하고, 압력 발생기(4140)를 제어하여 생성되는 공기 공급의 유량을 조정한다.
EAV(6516)의 유지 플랜지(6520)는 기류 발생기 케이싱(6400)의 일부분[후방 케이스(6406)의 유입구(6518)]의 리세스의 안쪽에 안착될 수 있다. 이러한 특징은, EAV(6516)가 기류 발생기 케이싱(6400)의 구성요소들에 대해 동심원에 안착되어 임의의 측면 이동을 제한하는 점을 보장할 수 있다.
EAV(6516)의 유지 플랜지(6520)는, 조립될 때, 매니폴드(6510)와의 간섭 밀봉부를 생성한다.
유입구(6518)와 접속되는, 밸브 부재 멤브레인(6524)의 섹션(6526)은 유입구(6518)로부터 안쪽으로 연장되는 리브(6418)(rib)와 수직으로 일직선으로 정렬될 수 있다. 밸브 부재 멤브레인(6524)과 리브(6418) 사이의 틈새 간극(clearance gap)은 주변 포트 유동(ambient port flow)을 제어할 수 있다. 유출 통기구(6414)의 구멍들은 틈새 간극보다 더 크고 더 많이 개방된다. 이들 구멍은 이차 주변 포트로서 간주될 수 있으며, 그리고 틈새 간극의 크기보다 주변 포트 유동 자체에 더 적은 영향을 미칠 수 있지만, 그러나 밸브 부재 멤브레인(6524)에 대해 더 많은 보호판(protection shroud)을 제공할 수 있다.
도 36에 도시된 것처럼, 흡기 시, 환자 인터페이스 압력은 사용자의 다이어프램 수축(하방 이동)에 의해 생성되는 부피 증가로 인해 강하한다. 압력 센서는 이러한 변화를 기록하고 RPT 장치(6500)에 시그널링하여 설정된 CPAP 압력을 유지하도록 더 많은 기류를 공급하게 한다. RPT 장치 기류는 EAV(6516)의 RPT 장치 측에서 압력을 증가시킨다. 이러한 압력은 환자 인터페이스 압력[예컨대 플레넘 챔버(6200) 내 압력]보다 더 높으며, 그리고 밸브 부재 멤브레인(6524)이 환자 인터페이스 포트 리브(6418)와의 접촉이 이루어질 때까지 이동하게 하며, 이는 기류 손실을 감소시킨다. 이와 동시에, 실리콘 덕빌 밸브(6522)는 개방되어 플레넘 챔버(6200) 내로 기류의 유입을 허용한다. 이러한 기류는, 원하는 CPAP 압력에 도달할 때까지, 환자 인터페이스 압력이 증가하게 한다.
도 37에 도시된 것처럼 일부 형태에서, 흡기 시, RPT 장치(6500)는, 플레넘 챔버(6200) 및 사용자의 기도를 가압하기 위해 기류를 공급하도록 신호를 받는다. 송풍기(6502)에서 나오는 기류는 EAV(6516)의 RPT 장치 측에서 압력이 형성되게 한다. 이러한 압력 형성은 밸브 부재 멤브레인(6524)이 환자 인터페이스 포트 리브(6418)와 접촉이 이루어질 때까지 이동하게 한다. 대기에 대한 압력 차이는 흡기 동안 이러한 위치에서 밸브 부재 멤브레인(6524)이 계속 머무르게 하며, 이는 기류 손실을 줄이고 그에 따라 효율성을 높인다.
도 38에 도시된 것과 같은 일부 형태에서, 흡기 시, 송풍기(6502)에 근접한 압력은 플레넘 챔버(6200) 안쪽의 압력보다 더 높다. 실리콘 덕빌 밸브(6522)는 개방되어 플레넘 챔버(6200) 내로 기류의 유입을 허용한다. 이러한 기류는, 원하는 CPAP 압력에 도달할 때까지, 플레넘 챔버(6200) 내의 압력이 증가하게 한다.
도 39에 도시된 것처럼, 호기 시, 플레넘 챔버(6200) 내의 압력은 사용자의 다이어프램 이완(relaxing)(상방 이동)에 의해 생성되는 부피 감소로 인해 증가한다. 압력 센서는 이러한 변화를 기록하고 송풍기(6502)에 정지하거나 감속하도록 시그널링한다. 그러므로 플레넘 챔버(6200) 내 압력은 송풍기(6502)에 근접한 EAV(6516)의 측의 압력보다 더 높으며, 그리고 밸브 부재 멤브레인(6524)은 환자 인터페이스 포트 리브(6418)로부터 이격 방향으로 이동하며, 이는 [예컨대 유출 통기구(6414)를 통해] 대기로 향하는 기류 경로를 개시한다. 그와 동시에, 덕빌 밸브(6522)는 폐쇄되고, 이는 역방향 기류가 다시 [예컨대 매니폴드(6510)를 통해] 송풍기(6502) 쪽으로 이동하지 않는 점을 보장한다. 플레넘 챔버(6200) 안쪽의 압력은, 기류가 [예컨대 유출 통기구(6414)를 통해] 대기로 방출됨에 따라 감소한다. 압력 센서는 이러한 압력 강하를 모니터링하고, 송풍기(6502)에서 나오는 기류는, 환자 인터페이스 압력이 설정된 CPAP 압력 미만으로 떨어질 때까지 꺼진(또는 감소된) 상태로 유지된다.
도 40에 도시된 것과 같은 일부 형태에서, 호기 시, 플레넘 챔버(6200) 내 압력은 RPT 장치 압력[예컨대, 송풍기(6502)에 근접한 EAV(6516) 측의 압력]보다 더 높다. 이러한 압력 차이는, 밸브 부재 멤브레인(6524)이 환자 인터페이스 포트 리브(6418)의 이격 방향으로 이동하도록 허용하며, 이는 [예컨대 유출 통기구(6414)를 통해] 대기로 향하는 기류 경로를 개시한다. 이러한 틈새 간극(6420)은 EAV(6516) 상의 일차 주변 포트로서 간주되고 유출 통기구(6414)를 통한 유량에 가장 큰 영향을 미친다. 그다음 배출되는 기류는 챔버(6422) 내로 이동하며, 그리고 후방 케이스(6406) 내에서 유입구(6518)의 반경 방향의 바깥쪽에 형성될 수 있는 이차 주변 포트(6424)의 밖으로 이동한다. 주변 포트들[예컨대 틈새 간극(6420), 이차 주변 포트(6424) 및 유출 통기구(6414)]은 EAV(6516)를 위한 보호 기능을 제공하며, 즉, 이는 이물질(예: 파편으로 인한 역류)로부터 EAV를 보호한다.
도 41에 도시된 것과 같은 일부 형태에서, 플레넘 챔버(6200) 내의 압력이 현가부(6504) 내의 압력보다 더 높을 때, 실리콘 덕빌 밸브(6522)는 폐쇄된다. 그러므로 호기 시 사용자 기류는 송풍기(6502)를 향해 다시 매니폴드(6510) 내로 유입되지 않는다.
일부 형태에서, EAV(6516)는 환자의 호흡 주기 동안 흡기 위치(예컨대 도 36~38 참조)와 호기 위치(예컨대 도 39~41 참조) 사이에서 동적으로 이동한다. 밸브 어셈블리는 호기 활성화 밸브(EAV)라고 할 수 있지만, 그러나 이는 호흡 주기의 모든 단계에 지속적으로 반응하며, 그리고 본원 문서에서 간소화된 예시적인 도면들과 관련하여서는 극단적인 경우만 설명된다.
상기에서 강조한 것처럼, EAV(6500)는 본원 기술의 일부 형태에서 호기(expiration) 시에만 대기로 배출한다. 그러므로 통기구 유동 곡선은 종래 시스템의 일정한 유동 특성에 따르는 것이 아니라, '온-오프(on-off)' 곡선 형상에 더 많이 따를 수 있다. 발생할 수 있는 모든 통기구 유동은 환자의 노력에 의해 활성화되며, 그에 따라 흡기 시 통기구 유동 손실은 감소되고 종래 CPAP와 비교할 때 전기 및 송풍기 효율성은 개선된다.
종래 환자 인터페이스에서, 환자가 숨을 내쉴 때, 공기 부피의 증가는 플레넘 챔버 내 압력의 증가를 야기한다[예: 압력 스윙(pressure swing)]. 추가 압력은 통기구 구멍들에서 유출될 뿐만 아니라 공기 회로 아래로 유동하면서 소산(dissipation)된다. 그러므로 종래 환자 인터페이스 시스템은 본원 기술의 것보다 더 큰 내부 부피를 갖는다. 본원 기술의 일부 형태에 따라, 모든 호기 기류(expired airflow)는 이제 밸브 어셈블리에서 배출될 수 있다. 압력 증가의 위험(스윙)을 줄이기 위해, 밸브 어셈블리의 주변 포트는 보다 더 높은 유량을 허용할 수 있고, 이는 대기에 대한 임피던스를 감소시킨다.
도 42~47에 예시된 것처럼, EAV(6516)는, 상이한 임피던스 및/또는 편향을 위해 상이한 형상을 갖도록 설계될 수 있다. 상이한 EAV들(6516)이 상이하게 형성될 수 있다고 하더라도, 각각은 상기에서 설명한 동일한 기능성을 제공할 수 있다.
도 42 및 43에 도시된 것처럼, EAV의 제1 버전(6516-1)은 일반적으로 원형인 둘레를 갖는 플랜지(6520)를 포함할 수 있다. 덕빌 밸브(6522)는 (상기에서 설명한 것처럼) 플랜지(6520)의 주연(circumference) 안쪽에 위치될 수 있으며, 그리고 일반적으로 원형인 형상을 가질 수 있다.
도 44 및 45에 도시된 것처럼, EAV의 제2 버전(6516-2)은 일반적으로 타원형인 형상을 갖는 플랜지(6520)를 포함할 수 있다. 덕빌 밸브(6522)는 유사하게 타원형 형상을 가질 수 있다.
도 46 및 47에 도시된 것처럼, EAV의 제3 버전(6516-3)은 일반적으로 타원형인 형상을 갖는 플랜지(6520)를 포함할 수 있다. 덕빌 밸브(6522)는 유사하게 타원형 형상을 가질 수 있다. 제3 버전(6516-3)의 타원형 형상은 제2 버전(6516-2)보다 더 둥글 수 있지만(예컨대, 덜 신장됨), 제1 버전(6516-1)처럼 완전한 원형은 아닐 수 있다.
일부 형태에서, 상이한 임피던스들을 달성하기 위해 상이한 버전들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 보다 더 둥근 형상(예컨대 원에 근사한 형상)을 갖는 EAV는 더 높은 임피던스를 포함할 수 있다. 그러므로 제1 버전(6516-1)은 가장 높은 임피던스를 포함할 수 있고, 제2 버전(6516-2)은 가장 낮은 임피던스를 포함할 수 있다.
또한, 일부 형태에서, 상이한 버전들은 상이한 편향 레벨들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 더 많이 둥근 버전들[예: 제1 및 제3 버전(6516-1, 6516-3)]은 호기 및 흡기 모두에 대해 정해진 압력에서 멤브레인(6524)의 더 높은 변위성을 가질 수 있다.
도 52에 도시된 것처럼, 컨트롤러는 [예컨대 EAV(6516) 이전의] 송풍기(6502)에서의 압력, [예컨대 EAV(6516) 이후의] 플레넘 챔버(6200) 내의 압력 및 송풍기(6502)의 유량을 결정할 수 있다. 컨트롤러는 이러한 데이터 지점들을 사용하여, 통기구 유동을 추정하는 데 사용될 수 있는 통기구 유동 추정 모델을 (예컨대, 도 53의 계산을 사용하여) 생성할 수 있다. 일부 형태에서, 컨트롤러는 통기구 유동을 최적화하도록 송풍기(6502)를 제어할 수 있다.
5.6. 가습기(humidifier)
5.6.1. 가습기 개요
본원 기술의 일 형태에서, 주변 공기에 상대적으로 환자에게로 전달을 위해 공기 또는 기체의 절대 습도를 변경하기 위한 가습기(5000)(예: 도 5a에 도시된 것과 같음)가 제공된다. 전형적으로, 가습기(5000)는, 환자의 기도로 전달하기 전에, (주변 공기에 상대적으로) 절대 습도를 증가시키기 위해, 그리고 공기의 유동의 온도를 증가시키기 위해 사용된다.
가습기(5000)는 가습기 저장기(5110), 공기의 유동을 수용하기 위한 가습기 유입구(5002), 및 공기의 가습된 유동을 전달하기 위한 가습기 유출구(5004)를 포함할 수 있다. 일부 형태에서, 도 5a 및 5b에 도시된 것처럼, 가습기 저장기(5110)의 유입구 및 유출구는 각각 가습기 유입구(5002) 및 가습기 유출구(5004)일 수 있다. 가습기(5000)는 가습기 베이스(5006)를 더 포함할 수 있되, 이런 가습기 베이스는 가습기 저장기(5110)를 수용하고 가열 요소(5240)를 포함하도록 조정될 수 있다.
5.6.2. 가습기 구성요소
5.6.2.1. 물 저장기
일 배치에 따라서, 가습기(5000)는 공기의 유동의 가습을 위해 증발될 액체량(예: 수량)을 유지하거나 보유하도록 구성되는 물 저장기(5110)를 포함할 수 있다. 물 저장기(5110)는, 적어도 하룻저녁의 수면과 같은 호흡 요법 세션의 기간 동안 적절한 가습을 제공하기 위해, 기결정된 최대 수량을 유지하도록 구성될 수 있다. 전형적으로, 저장기(5110)는 수백 밀리미터의 물, 예컨대 300ml(밀리미터), 325ml, 350ml 또는 400ml의 물을 유지하도록 구성된다. 다른 형태들에서, 가습기(5000)는 건물의 급수 시스템과 같은 외부 수원(water source)으로부터 급수를 받도록 구성될 수 있다.
일 양태에 따라, 물 저장기(5110)는, 공기의 유동이 RPT 장치(4000)를 통과하여 이동할 때, 상기 RPT 장치에서부터 유출되는 공기의 유동에 습기를 부가하도록 구성된다. 일 형태에서, 물 저장기(5110)는, 저장기 내 수량과 접촉하는 동안, 공기의 유동이 저장기(5110)를 통과하는 구불구불한 경로에서 이동하게끔 하도록 구성될 수 있다.
일 형태에 따라, 저장기(5110)는 가습기(5000)로부터, 예컨대 도 5a 및 도 5b에 도시된 것처럼 측면 방향으로 탈거될 수 있다.
또한, 저장기(5110)는, 예컨대 이 저장기(5110)가 자체의 정상 작동 방향에서부터 변위되고, 그리고/또는 회전될 때, 예컨대 임의의 구멍을 통해, 그리고/또는 자체 하위 구성요소들 사이로 자체에서부터 액체가 배출되는 것을 막도록 구성될 수도 있다. 가습기(5000)에 의해 가습될 공기의 유동은 전형적으로 가압되기 때문에, 가습기(5110)는 누출 및/또는 유동 임피던스를 통한 공압 압력에서의 손실을 방지하도록 구성될 수도 있다.
5.6.2.2. 전도성부(conductive portion)
일 배치에 따라, 저장기(5110)는 가열 요소(5240)에서부터 저장기(5110) 내 액체량으로 열의 효율적인 전달을 허용하도록 구성되는 전도성부(5120)를 포함한다. 일 형태에서, 전도성부(5120)는, 비록 다른 형상들도 적합할 수도 있지만, 플레이트로서 배치될 수 있다. 전도성부(5120)의 모든 부분 또는 일부분은 알루미늄과 같은 열 전도성 재료(예컨대 대략 2mm 두께, 예컨대 1mm, 1.5mm, 2.5mm 또는 3mm 두께)로 제조되고, 다른 부분은 열 전도 금속으로, 또는 일부는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 일부 경우에, 적합한 열 전도도는 전도성이 더 낮으면서 적합한 기하구조를 갖는 재료들에 의해 달성될 수 있다.
5.6.2.3. 가습기 저장기 도크
일부 형태에서, 가습기(5000)는 가습기 저장기(5110)를 수용하도록 구성된 (도 5b에 도시된 것과 같은) 가습기 저장기 도크(5130)를 포함할 수 있다. 일부 배치에서, 가습기 저장기 도크(5130)는 잠금 특징, 예컨대 가습기 저장기 도크(5130) 내에서 저장기(5110)를 유지하도록 구성된 잠금 레버(5135)(locking lever)를 포함할 수 있다.
5.6.2.4. 수위 표시기
가습기 저장기(5110)는 도 5a~5b에 도시된 것처럼 수위 표시기(5150)를 포함할 수 있다. 일부 형태들에서, 수위 표시기(5150)는 사용자, 예컨대 환자(1000) 또는 간병인에게 가습기 저장기(5110) 내 수량의 양과 관련한 하나 이상의 표시를 제공할 수 있다. 수위 표시기(5150)에 의해 제공되는 하나 이상의 표시는 최댓값, 기결정된 수량, 기결정된 수량의 임의의 부분, 예컨대 25%, 50%, 또는 75%, 또는 예컨대 200ml, 300ml 또는 400ml의 수량의 표시를 포함할 수 있다.
5.6.2.5. 가열 요소
가열 요소(5240)는 일부 경우에 가습기 저장기(5110) 내 수량 및/또는 공기 유동 중 하나 이상으로 입열(heat input)을 제공하기 위해 가습기(5000)에 제공될 수 있다. 가열 요소(5240)는 열 발생 구성요소, 예컨대 전기 저항성 가열 트랙을 포함할 수 있다. 가열 요소(5240)의 적합한 일 예시는, 참조로서 그 전체가 본원에 포함되는 PCT 특허출원 공개 제WO 2012/171072호에 설명된 것과 같은 적층형 가열 요소(layered heating element)이다.
일부 형태에서, 가열 요소(5240)는, 도 5b에 도시된 것처럼, 열이 일차적으로 전도에 의해 가습기 저장기(5110)로 공급될 수 있는 곳인 가습기 베이스(5006) 내에 제공될 수 있다.
5.7. 호흡 파형
도 6a는 수면 중인 사람의 전형적인 호흡 파형 모델을 나타낸 그래프이다. 수평축은 시간이고, 수직축은 호흡 유량이다. 매개변수 값들이 가변될 수 있기는 하지만, 전형적인 호흡은 하기 근사값들을 갖는다. - 일회 호흡량(Vt) 0.5L, 흡기 시간(Ti) 1.6s, 피크 흡기 유량(Qpeak) 0.4L/s, 호기 시간(Te) 2.4s, 피크 호기 유량(Qpeak) -0.5L/s. 호흡의 총 기간(Ttot)은 약 4s이다. 사람은 전형적으로 분당 약 15회 호흡(BPM)의 속도를 호흡하며, 환기량(Vent)은 약 7.5L/min이다. 표준 듀티 주기, 즉 Ti 대 Ttot의 비율은 약 40%이다.
5.8. 호흡 요법 모드
다양한 호흡 요법 모드들은 개시되는 호흡 요법 시스템에 의해 구현될 수 있다.
5.8.1. CPAP 요법
호흡 압력 요법의 일부 구현예에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)의 부분으로서 치료 압력 방정식 (1)에 따라 치료 압력(Pt)을 설정한다. 이러한 일 구현예에서, 진폭(A)은 동일하게 0이므로, 치료 압력(Pt)[현재 시간 순간에 인터페이스 압력(Pm)에 의해 달성될 목표값을 나타냄]은 호흡 주기 전체에서 기본 압력(P0)과 동일하다. 이러한 구현예들은 일반적으로 CPAP 요법의 제목 아래 그룹화된다. 이러한 구현예들에서, 위상(Φ) 또는 파형 템플릿Π(Φ)을 결정하기 위해 요법 엔진 모듈(4320)은 필요하지 않다.
CPAP 요법에서, 기본 압력(P0)은 하드 코드화되거나 수동으로 RPT 장치(4000)에 입력되는 상수 값일 수 있다. 그 대안으로, 중앙 컨트롤러(4230)는, 요법 엔진 모듈(4320) 내 각각의 알고리즘들, 예컨대 유동 제한, 무호흡, 저호흡, 개방성 및 코골이 중 하나 이상에 의해 복귀되는 수면 호흡 장애의 지수 또는 측정치에 따라 기본 압력(P0)을 반복해서 계산할 수 있다. 이런 대안은 때때로 APAP 요법으로서 지칭된다.
도 4e에는, 압력 보조(A)가 전적으로 0일 때, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)의 APAP 요법 구현예의 부분으로서 기본 압력(P0)을 연속해서 계산하기 위해, 중앙 컨트롤러(4230)에 의해 수행되는 방법(4500)이 흐름도로 도시되어 있다.
방법(4500)은, 중앙 컨트롤러(4230)가 제1 임계값과 무호흡증/저호흡증 존재의 측정치를 비교하여, 무호흡증/저호흡증이 발생하고 있음을 지시하는 사항으로 무호흡증/저호흡증 존재의 측정치가 기결정된 시간 동안 제1 임계값을 초과했는지 그 여부를 결정하는 단계(4520)에서 시작된다. 발생한다면, 방법(4500)은 단계(4540)로 진행되고, 그렇지 않으면 방법(4500)은 단계(4530)로 진행된다. 단계(4540)에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 제2 임계값과 기도 확보 상태의 측정치를 비교한다. 기도 확보 상태의 측정치가 기도가 확보된 것으로 지시하는 제2 임계값을 초과하면, 검출되는 무호흡증/저호흡증은 주요 요인으로 간주되며, 그리고 방법(4500)은 단계(4560)로 진행되고, 그렇지 않으면 무호흡증/저호흡증은 방해 요인으로 간주되고, 방법(4500)은 단계(4550)로 진행된다.
단계(4530)에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 제3 임계값과 유동 제한의 측정치를 비교한다. 유동 제한의 측정치가, 흡기 유동이 제한되는 것으로 지시하는 제3 임계값을 초과하면, 방법(4500)은 단계(4550)로 진행되고, 그렇지 않으면 방법(4500)은 단계(4560)로 진행된다.
단계(4550)에서, 중앙 컨트롤러(4230)는 기본 압력(P0)을 기결정된 압력 증분(ΔP)만큼 증가시키되, 단 그 결과에 따른 치료 압력(Pt)은 최대 치료 압력(Pmax)을 초과하지 않아야 한다. 일 구현예에서, 기결정된 압력 증분(ΔP) 및 최대 치료 압력(Pmax)은 각각 1cmH2O 및 25cmH2O이다. 다른 구현예들에서, 압력 증분(ΔP)은 0.1cmH2O에서부터 3cmH2O까지이거나, 또는 0.5cmH2O에서부터 2cmH2O까지일 수 있다. 다른 구현예들에서, 최대 치료 압력(Pmax)은 15cmH2O에서부터 35cmH2O까지이거나, 또는 20cmH2O에서부터 30cmH2O까지일 수 있다. 그다음, 방법(4500)은 단계(4520)로 되돌아간다.
단계(4560)에서, 중앙 컨트롤러(4230)는, 감소된 기본 압력(P0)이 최소 치료 압력(Pmin) 미만으로 떨어지지 않는다면, 감분만큼 기본 압력(P0)을 감소시킨다. 그다음, 방법(4500)은 단계(4520)로 되돌아간다. 일 구현예에서, 감분은 P0-Pmin의 값에 비례하므로, 임의의 검출된 이벤트들이 없는 경우 P0에서 최소 치료 압력(Pmin)으로의 감소는 지수적이다. 일 구현예에서, 비례 상수는, P0의 지수 감소의 시간 상수(υ)가 60분이고, 최소 치료 압력(Pmin)은 4 cmH2O이 되도록 설정된다. 다른 구현예들에서, 시간 상수(υ)는 1분에서부터 300분까지이거나, 또는 5분에서부터 180분까지일 수 있다. 다른 구현예들에서, 최소 치료 압력(Pmin)은 0cmH2O에서부터 8cmH2O까지이거나, 또는 2cmH2O에서부터 6cmH2O까지일 수 있다. 그 대안으로, P0의 감분은 기결정될 수 있으며, 그럼으로써 임의의 검출되는 이벤트들이 없을 때 최소 치료 압력(Pmin)으로 P0의 감소는 선형이 된다.
5.8.2. 이중 레벨 요법(Bi-level therapy)
본원 기술의 이러한 형태의 다른 구현예들에서, 방정식 (1)에서 진폭(A)의 값은 양수일 수 있다. 이러한 구현예들은 이중 레벨 요법으로서 공지되어 있는데, 그 이유는 양의 진폭(A)을 갖는 방정식 (1)을 사용하여 치료 압력(Pt)을 결정할 때, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)이 환자(1000)의 자발적 호흡 노력과 동시에 2개의 값 또는 레벨 사이에서 치료 압력(Pt)을 진동시키기 때문이다. 즉, 위에서 설명된 전형적인 파형 템플릿[Π(Φ, t]을 기반으로, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은 흡기의 시작 시 또는 그동안 (IPAP로서 알려진) 치료 압력(Pt ~ P0 + A)을 증가시키고, 호기의 시작 시 또는 그동안 치료 압력(Pt)을 (EPAP로서 알려진) 기본 압력(P0)으로 감소시킨다.
이중 레벨 요법의 일부 형태에서, IPAP는 CPAP 요법 모드의 치료 압력과 동일한 목적을 갖는 치료 압력이고, EPAP는 IPAP에서 호기 압력 진폭(A)을 뺀 값이며, 이런 값은 때때로 호기 감압(EPR: Expiratory Pressure Relief)으로 지칭되는 "작은" 값(소량의 XcmH2O)을 갖는다. 이런 형태들은 때때로 EPR을 이용한 CPAP 요법으로서 지칭되며, 이는 일반적으로 연속적인 CPAP 요법보다 더 편안한 것으로 생각된다. EPR을 이용한 CPAP 요법에서, IPAP 및 EPAP 중 어느 하나 또는 양자는 하드 코드화되거나 RPT 장치(4000)에 수동으로 입력되는 상수 값들일 수 있다. 그 대안으로, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은 EPR을 이용한 CPAP 동안 IPAP 및/또는 EPAP를 반복해서 계산할 수 있다. 이러한 대안에서, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은, 상기에서 설명한 APAP 요법에서 기본 압력(P0)의 계산과 유사한 방식으로, 요법 엔진 모듈(4320)의 각각의 알고리즘에 의해 반환된 수면 장애 호흡의 지수 또는 측정치의 함수로서 EPAP 및/또는 IPAP를 반복적으로 계산한다.
다른 형태의 이중 레벨 요법에서, 진폭(A)은, RPT 장치(4000)가 환자(1000)의 호흡일의 일부 또는 그 전부를 수행할 만큼 충분히 크다. 압력 보조 환기 요법으로서 알려진 이러한 형태들에서, 진폭(A)은 압력 보조 또는 스윙(swing)으로서 지칭된다. 압력 보조 환기 요법에서, IPAP는 기본 압력(P0)에 압력 보조(A)를 더한 값이고, EPAP는 기본 압력(P0)이다.
고정 압력 보조 환기 요법으로서 알려진 압력 보조 환기 요법의 일부 형태에서, 압력 보조(A)는 기결정된 값, 예를 들어 10cmH2O으로 고정된다. 기결정된 압력 보조 값은 RPT 장치(4000)의 설정이며, 그리고, 예를 들어 RPT 장치(4000)의 구성 중 하드-코딩하거나 입력 장치(4220)를 통한 수동 입력에 의해 설정될 수 있다.
일반적으로 서보-환기(servo-ventilation)로서 알려진 압력 보조 환기 요법의 다른 형태들에서, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은 호흡 주기의 현재 측정되거나 추정되는 일부 매개변수[예를 들어, 환기량의 현재 측정치(Vent)]와 그 호흡 매개변수의 목표값(예를 들어, 환기량의 목표값(Vtgt)]을 입력으로서 취하여, 호흡 매개변수의 현재 측정치를 목표값으로 향하도록 하기 위해, 방정식 (1)의 매개변수들을 반복해서 조정한다. CSR을 치료하기 위해 사용되어 왔던 적응성 서보 환기(ASV)로서 공지된 서보 환기의 형태에서, 호흡 매개변수는 환기량이며, 그리고 목표 환기량 값(Vtgt)은 상기에서 설명한 것처럼 목표 환기량 결정 알고리즘(4328)에 의해 일반적인 최근 환기량(Vtyp)을 토대로 계산된다.
서보 환기의 일부 형태에서, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은 제어 방법론을 적용하여, 호흡 매개변수의 현재 측정치를 목표값으로 향하도록 하기 위해, 압력 보조(A)를 반복해서 계산한다. 이러한 일 제어 방법론은 비례-적분(PI) 제어이다. 목표 환기량(Vtgt)이 일반적인 최근 환기량(Vtype)보다 약간 더 낮게 설정되는 ASV 모드에 적합한 PI 제어의 한 구현예에서, 압력 보조(A)는 하기 식과 같이 반복적으로 계산된다:
위의 식에서, G는 PI 제어의 이득이다. 이득(G)의 보다 더 큰 값은 결과적으로 요법 엔진 모듈(4320)에서의 긍정적인 피드백이 된다. 이득(G)의 보다 더 작은 값은 치료받지 않은 일부 잔여 CSR 또는 중추수면무호흡(central sleep apnea)을 허용할 수 있다. 일부 구현예에서, 이득(G)은 -0.4cmH2O/(L/min)/sec와 같은 기결정된 값에서 고정된다. 그 대안으로, 이득(G)은 요법 세션들 간에 가변될 수 있으며, 예컨대 작은 값에서 시작하여, 실질적으로 CSR을 제거하는 값에 도달할 때까지 세션마다 증가할 수 있다. 요법 세션 동안 CSR의 심각도를 평가하기 위해 요법 세션의 매개변수들을 소급해서 분석하기 위한 종래 수단들은 상기 구현예들에서 이용될 수 있다. 여전히 다른 구현예들에서, 이득(G)은 환기량의 현재 측정치(Vent)와 목표 환기량(Vtgt) 간의 차이에 따라서 가변할 수 있다.
요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)에 의해 적용될 수 있는 다른 서보 환기 제어 방법론들은 비례(P), 비례-미분(PD) 및 비례-적분-미분(PID)을 포함한다.
방정식 (2)를 통해 계산되는 압력 보조의 값(A)은 [Amin, Amax]로서 정의되는 범위에 고정될 수 있다. 이런 구현예에서, 압력 보조(A)는, 현재 환기량의 측정치(Vent)가 목표 환기량(Vtgt) 미만으로 내려갈 때까지, 최소 압력 보조(Amin)에서 디폴트를 취하되, 상기 목표 환기량에서 지점(A)은 증가를 시작하고, 단지 Vent가 한번 다시 Vtgt를 초과할 때에만, 다시 Amin으로 감소한다.
압력 보조 한계(Amin 및 Amax)는 RPT 장치(4000)의 설정이고, 예를 들어 RPT 장치(4000)의 구성 동안 하드-코딩하거나 입력 장치(4220)를 통한 수동 입력에 의해 설정된다.
압력 보조 환기 요법 모드에서, EPAP는 기본 압력(P0)이다. CPAP 요법에서 기본 압력(P0)과 마찬가지로, EPAP는 적정(titration) 동안 처방되거나 결정되는 상수 값일 수 있다. 이러한 상수 EPAP는, 예를 들어 RPT 장치(4000)의 구성 동안 하드 코딩에 의해, 또는 입력 장치(4220)를 통한 수동 입력에 의해 설정될 수 있다. 이러한 대안은 때때로 고정-EPAP 압력 보조 환기 요법으로서 지칭된다. 특정 환자에 대한 EPAP의 적정은 폐쇄성 무호흡증을 예방하기 위한 목적으로 PSG의 도움을 받아 적정 세션 동안 임상의에 의해 수행될 수 있고, 그에 따라 일정한 CPAP 요법에서 기본 압력(P0)의 적정과 유사한 방식으로, 압력 보조 환기 요법을 위한 개방된 기도를 유지한다.
그 대안으로, 요법 매개변수 결정 알고리즘(4329)은 압력 보조 환기 요법 동안 기본 압력(P0)을 반복적으로 계산할 수 있다. 이러한 구현예에서, 요법 파라미터 결정 알고리즘(4329)은 유동 제한, 무호흡증, 저호흡증, 확보 상태 및 코골이 중 하나 이상과 같은, 요법 엔진 모듈(4320)에서의 각각의 알고리즘에 의해 반환된 수면 장애 호흡의 지수들 또는 측정치들의 함수로서 EPAP를 반복적으로 계산한다. EPAP의 연속 계산은 EPAP의 적정 동안 임상의에 의한 EPAP의 수동 조정과 비슷하기 때문에, 이런 과정은 또한 때때로 EPAP의 자동 적정으로서 지칭되며, 그리고 요법 모드는 자동 적정 EPAP 압력 보조 환기 요법 또는 자동 EPAP 압력 보조 환기 요법으로서 공지되어 있다.
5.8.3. 고유량 요법(high flow therapy)
호흡 요법의 다른 형태들에서, 공기의 유동의 압력은, 호흡 압력 요법을 위해 그 자체로 제어되지 않는다. 오히려, 중앙 컨트롤러(4230)는, 자체 장치 유량(Qd)이 환자의 호흡 주기에 걸쳐 전형적으로 양의 값인 치료 또는 목표 유량(Qtgt)으로 제어되는 것인 공기의 유동을 전달하기 위해 압력 발생기(4140)를 제어한다. 상기 형태들은 일반적으로 유량 요법의 제목 아래 그룹화된다. 유량 요법에서, 치료 유량(Qtgt)은 하드 코딩되거나 RPT 장치(4000)에 수동으로 입력되는 상수 값일 수 있다. 치료 유량(Qtgt)이 충분히 환자의 피크 흡기 유량을 초과한다면, 요법은 일반적으로 고유량 요법(HFT)으로서 지칭된다. 그 대안으로, 치료 유량은 호흡 주기에 걸쳐 가변하는 프로파일[Qtgt(t)]일 수 있다.
5.9. AR/VR
사용자는 머리 부착형 디스플레이 인터페이스를 사용한 증강 현실(AR: augmented reality) 및/또는 가상 현실(VR: virtual reality)을 경험할 수 있다. 머리 부착형 디스플레이 인터페이스의 예시들은, 그 전체 내용이 각각 참조로서 본원에 포함되는 WO 2021/137766호, WO 2021/189096호, U.S. 2021/0302749호 및 U.S. 2021/0302748호에 개시되어 있다.
도 54 및 55에 도시된 것처럼, 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)는 사용자 인터페이스 구조(11100), 디스플레이 유닛 하우징(11200) 및 지지 구조(11300)를 포함할 수 있다. 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)는, 이 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)를 착용하고 있는 사용자에게 컴퓨터 생성 이미지를 출력할 수 있다.
일부 형태에서, 사용자 인터페이스 구조(11100)는 편안한 재료(예: 폼, 직물, 실리콘 등)로 구성될 수 있고 사용자의 안면과 접촉할 수 있다. 사용자 인터페이스 구조(11100)는, 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)가 착용하기에 보다 더 편안하도록, 사용자의 안면에 가해지는 힘을 분산시키는 데 도움이 될 수 있다.
디스플레이 유닛 하우징(11200)은 컴퓨터 생성 이미지를 출력하기 위한 전기 구성요소들을 포함할 수 있다. 디스플레이 유닛 하우징(11200)은, 전기 구성요소들을 보호하기 위해, 강성 또는 반-강성 재료로 형성될 수 있다.
지지 구조(11300)는 상기에서 설명한 포지셔닝 및 안정화 구조와 유사할 수 있다. 예를 들어, 지지 구조(11300)는 적어도 부분적으로 직물 재료로 구성되는 스트랩들을 포함할 수 있다. 스트랩들은 상이한 크기의 사용자들에게 꼭 맞도록 하기 위해 신장될 수 있다. 또한, 스트랩들은, 강성 및/또는 안정성을 제공하기 위해, 표면 강화될 수 있거나, 또는 표면강화제를 포함할 수 있다.
일부 형태에서, 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(1100)는 디스플레이 유닛 하우징(11200) 내에 배터리(예컨대 재충전형 배터리)를 포함할 수 있다. 머리 부착형 디스플레이 인터페이스는 배터리를 재충전하기 위해 충전기(6040)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다.
다른 형태들에서, 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)는 배터리(6010)에 연결되는 전원 코드(6020)를 수용하기 위한 포트(미도시)를 포함할 수 있다(예컨대, 도 23 참조).
도 55에 예시된 것처럼, 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)의 일부 형태는 사용자 인터페이스 구조(11000) 내에 적어도 하나의 개구부(11104)를 포함할 수 있다. 사용자가 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)를 쓸 때, 적어도 하나의 개구부(11104)는 사용자의 코와 일직선으로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 단일 개구부는 두 콧구멍과 일직선으로 정렬될 수 있거나, 또는 각각의 콧구멍을 위한 별도의 개구부들이 있을 수 있다. 또한, 예시된 예시는, [예를 들어 도 17에서의 밀봉부 형성 구조(8000)와 유사하게] 사용자의 코를 부드럽게 안는 사용자 인터페이스 구조(11000)를 도시하고 있다. 대안으로, 사용자 인터페이스 구조(11000)는 적어도 개구부(11104)의 둘레에 사용자의 비공들(naris) 안쪽에 수용되는 구조를 포함할 수 있다.
일부 형태에서, 디스플레이 유닛 하우징(11200)은 송풍기[예컨대, 도시되어 있지 않지만, 송풍기(6502)와 유사함]를 포함할 수 있다. 디스플레이 유닛 하우징(11200) 내의 송풍기는, 적어도 하나의 개구부(11104)를 통해 유출될 수 있는 가압된 호흡용 기체의 유동을 생성할 수 있다. 환자는 상기한 예시들 중 임의의 예시에서 설명되는 것처럼 본인의 코를 통해 가압 기체를 들이마실 수 있다. 따라서, 사용자 인터페이스 구조(11000)는 (예를 들어 가압 공기의 누출을 방지하기 위해) 사용자 안면의 적어도 일부분의 둘레를 밀봉할 수 있다. 추가로, 예시되어 있지는 않지만, 개구부(11104)는, 사용자가 본인의 입을 통해 가압 공기를 들이마실 수 있도록, 사용자의 입의 둘레에서 연장될 수 있다.
일부 형태에서, 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)는 AR/VR 및 호흡 요법의 특징들을 조합할 수 있다. 예를 들어, 환자는 호흡 장애를 완화하기 위해 가압 공기를 받아들이기 위해 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)를 사용할 수 있다. 동시에, 사용자는 디스플레이 유닛 하우징(11200)에서 출력되는 컴퓨터 생성 이미지를 볼 수 있다. 요법을 포함한 AR/VR의 활용은 요법 및 환자 인터페이스 착용을 보다 더 편안하게 할 수 있다(예를 들어 그에 따라 환자의 준수를 개선시킴). 예를 들어, 컴퓨터 생성 이미지는 요법을 보다 더 효과적으로 활용하기 위해 환자가 더 빨리 잠에 들도록 하는 데 도움이 될 수 있다.
5.10. 오디오
도 56에 도시된 것처럼, 오디오 시스템(6800)은 환자 인터페이스와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 환자 인터페이스(8000)가 도시되어 있지만, 그러나 오디오 시스템(6800)은 임의의 환자 인터페이스와 함께 사용될 수 있다. 추가로, 오디오 시스템(6800)은 머리 부착형 디스플레이 인터페이스(11000)와 함께 사용될 수 있다.
일부 형태에서, 환자 인터페이스(8000)는, 전방 스트랩(6304)과 유사할 수 있는 전방 스트랩(8376)을 포함할 수 있는 대안의 포지셔닝 및 안정화 구조(8375)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 예시된 전방 스트랩(8376)은 기류 발생기 케이싱(6400)에 (예를 들어, 영구적으로 또는 탈착 가능하게) 연결될 수 있다. 포지셔닝 및 안정화 구조(8375)는 오디오 시스템(6800)과 함께 예시되어 있지만, 그러나 오디오 시스템(6800) 없이도 사용될 수 있다.
일부 형태에서, 포지셔닝 및 안정화 구조(8376)는 전방 스트랩(8376)에 연결된 후프(8378)(hoop)를 포함할 수 있다. 후프(8378)는 환자의 전두골에서부터 환자의 후두골까지 환자 머리의 둘레에서 연장될 수 있다. 비록 다른 예시들에서 후프(8378)가 후프(8378)의 길이 조정을 허용하는 다수의 피스를 포함할 수 있기는 하지만, 예시된 예시에서 후프(8378)는 연속 재료 피스일 수 있다.
일부 형태에서, 전방 스트랩(8376)은, (예를 들어 환자가 편안한 피팅을 찾을 수 있도록) 환자가 후프(8378)에 상대적인 전방 스트랩(8376)의 각도를 변경할 수 있도록, 후프(8378)에 상대적으로 조정될 수 있다.
일부 형태에서, 오디오 시스템(6800)은 포지셔닝 및 안정화 구조(8375)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 오디오 시스템(6800)은 후프(8378)에 연결될 수 있다. 오디오 시스템(6800)은, 환자 인터페이스(8000)를 착용한 환자가 오디오 시스템(6800)과 접촉할 수 있도록, 후프(8378)의 내부 상에 위치될 수 있다.
일부 형태에서, 오디오 시스템(6800)은 한 쌍의 출력 장치들(6804)을 포함한다. 각각의 출력 장치(6804)는 환자의 두 귀 중 하나에 음향(sound)을 출력할 수 있다. 예시된 예시에서, 출력 장치들(6804)은 귀마개로서 형성되어 환자의 두 귀 중 각각의 귀에 기대어 놓이고, 그리고/또는 그를 에워쌀 수 있다. 다른 예시들(미도시)에서, 출력 장치들(6804)은 환자의 귀 안쪽에 맞춰 끼워지는 이어버드들(earbuds)일 수 있다.
일부 형태에서, 출력 장치들(6804)은 환자 인터페이스(8000)를 사용하여 환자에게 소음을 출력할 수 있다. 예를 들어, 환자는 음악, 백색소음 또는 임의의 원하는 음향(sound)을 재생할 수 있다. 출력 장치(6804)에서 출력되는 음향은 환자가 (예를 들어 더 빨리 잠들고 계속 잠들어 있을 수 있도록 하기 위해) 환자 인터페이스(8000)를 사용하는 동안 긴장을 풀게 하는 데 도움이 될 수 있다.
일부 형태에서, 사용자는 환자 인터페이스(8000) 없이 오디오 시스템(6800)을 사용할 수 있다. 예를 들어, 국제 출원 제PCT/SG2021/050590호는 가압 공기를 제공하기 위한 환자 인터페이스를 사용하지 않는 예시를 설명하고 있고 그에 따라 그 전체 내용은 참조로서 본원에 포함된다.
일부 형태에서, 전원 코드(6020)는 포지셔닝 및 안정화 구조(8375)의 전방 스트랩(8376)에 연결될 수 있다. 다른 예시들에서, 전원 코드(6020)는 기류 발생기 케이싱(8400)에 연결될 수 있거나, 또는 환자 인터페이스(8000)는 탈착형 배터리[예컨대 배터리(6030) 또는 배터리(6035)]를 포함할 수 있다.
5.11. 용어 해설
본원 기술 개시의 목적을 위해, 본원 기술의 특정한 형태들에서, 하기 정의들 중 하나 이상이 적용될 수 있다. 본원 기술의 다른 형태들에서, 대안의 정의들도 적용될 수 있다.
5.11.1. 개요
공기: 본원 기술의 특정한 형태들에서, 공기는 대기 공기를 의미하는 것일 수 있으며, 그리고 본원 기술의 다른 형태들에서 공기는 호흡 가능한 기체들의 일부 다른 조합, 예컨대 산소 부화 공기를 의미하는 것일 수 있다.
주변: 본원 기술의 일부 형태에서, 주변이란 용어는 (i) 치료 시스템 또는 환자의 외부, 및 (ii) 치료 시스템 또는 환자를 바로 에워싸는 부분을 의미하는 것이어야 한다.
예를 들어, 가습기에 대하여 주변 습도는 가습기를 바로 에워싸는 공기의 습도, 예를 들어 환자가 수면하고 있는 방 내의 습도일 수 있다. 이러한 주변 습도는 환자가 수면하고 있는 방 외부의 습도와 다를 수 있다.
또 다른 예시에서, 주변 압력은 신체를 바로 에워싸거나, 또는 신체 외부의 압력일 수 있다.
일부 형태에서, 주변 (예를 들면 음향) 소음은 환자가 위치해 있는 방 내 배경 소음 레벨일 수 있되, 이는 예를 들면 RPT 장치에 의해 생성되거나, 또는 마스크 또는 환자 인터페이스에서 발생하는 소음과는 다르다. 주변 소음은 방 밖의 공급원들(sources)에 의해 생성될 수 있다.
자동 기도 양압(APAP) 요법: 치료 압력이, SDB 이벤트들의 지시의 존재 유무에 따라서, 최소 한계와 최대 한계 사이에서 예컨대 호흡할 때마다 자동으로 조정될 수 있는 것인 CPAP 요법.
지속적 기도 양압(CPAP) 요법: 치료 압력이 환자의 호흡 주기에 걸쳐 대략 일정한 것인 호흡 압력 요법. 일부 형태에서, 기도의 입구에서 압력은 호기 동안 약간 더 높아지고 흡기 동안에는 약간 더 낮아진다. 일부 형태들에서, 압력은 환자의 상이한 호흡 주기들 간에 가변하되, 예컨대 부분적인 상기도 폐쇄의 지시의 검출에 대응하여 증가되며, 그리고 부분적인 상기도 폐쇄의 지시가 없을 때에는 감소된다.
유량: 단위 시간 당 전달되는 공기의 용적(또는 질량). 유량은 순간적인 양을 지칭할 수 있다. 일부 경우에, 유량에 대한 참조는 스칼라 양, 즉 크기만을 갖는 양에 대한 참조일 것이다. 다른 경우에, 유량에 대한 참조는 벡터 양, 즉 크기 및 방향 모두를 갖는 양에 대한 참조일 것이다. 유량에는 기호 Q가 주어질 수 있다. '유량'은 때때로 단순히 '유동' 또는 '기류'로 축약된다.
환자 호흡의 예시에서, 유량은 환자의 호흡 주기의 흡기 부분에 대해 공칭적으로 양의 값일 수 있으며, 그에 따라 환자의 호흡 주기의 호기 부분에 대해서는 음의 값일 수 있다. 장치 유량(Qd)은 RPT 장치에서 배출되는 공기의 유량이다. 총 유량(Qt)은 공기 회로를 경유하여 환자 인터페이스에 도달하는 공기의 유량 및 임의의 보충 기체이다. 통기구 유량(Qv)은 배출되는 기체들의 세척을 허용하기 위해 통기구에서 배출되는 공기의 유량이다. 누출 유량(Ql)은 환자 인터페이스 시스템 또는 다른 곳에서의 누출의 유량이다. 호흡 유량(Qr)은 환자의 호흡기계 내로 받아들여지는 공기의 유량이다.
유량 요법: 환자의 호흡 주기에 걸쳐 전형적으로 양의 값인 치료 유량으로서 지칭되는 제어되는 유량으로 기도의 입구로 공기의 유동의 전달하는 것을 포함하는 호흡 요법.
가습기: 가습기란 단어는, 환자의 의학적 호흡 이상 상태를 개선하기 위해, 공기의 유동에 치료상 유용한 양의 물(H2O) 증기를 공급할 수 있도록 구성되고 배치되거나, 또는 상기와 같이 공급할 수 있는 물리적 구조를 포함하여 구성되는 가습 장치를 의미하는 것이다.
누출: 누출이란 단어는 공기의 의도하지 않은 유량으로 간주된다. 일 예시에서, 누출은, 마스크와 환자의 안면 사이의 불완전한 밀봉부의 결과로서 발생할 수 있다. 또 다른 예시에서, 누출은 주변에 대한 회전부 엘보우에서 발생할 수 있다.
소음, 전도성(음향): 본원 문헌에서 전도성 소음은 공압 경로, 예컨대 공기 회로와 환자 인터페이스뿐만 아니라 이들 내의 공기에 의해 환자에게로 전달되는 소음을 나타낸다. 일 형태에서, 전도성 소음은 공기 회로의 끝에서 음향 압력 레벨을 측정함으로써 수량화될 수 있다.
소음, 방사상(음향): 본원 문헌에서 방사 소음(radiated noise)은 주변 공기에 의해 환자에게로 전달되는 소음을 나타낸다. 일 형태에서, 방사 소음은 ISO 3744에 준하여 문제의 객체의 음향 파워/압력 레벨을 측정함으로써 수량화될 수 있다.
소음, 통기구(음향): 본원 문헌에서 통기구 소음은 임의의 통기구들, 예컨대 환자 인터페이스의 통기구 구멍들을 통과하는 공기의 유동에 의해 생성되는 소음을 나타낸다.
산소 부화 공기: 대기 중 산소 농도(21%)보다 높은 산소 농도, 예를 들어 적어도 약 50%의 산소, 적어도 약 60%의 산소, 적어도 약 70%의 산소, 적어도 약 80%의 산소, 적어도 약 90% 산소, 적어도 약 95% 산소, 적어도 약 98% 산소, 또는 적어도 약 99% 산소를 갖는 공기. "산소 부화 공기"는 때때로 "산소"로 축약된다.
의료용 산소: 의료용 산소는 80% 이상의 산소 농도를 갖는 산소 부화 공기로서 정의된다.
환자: 호흡기 이상 상태에 시달리는지 그 여부에 관계없이, 사람.
압력: 단위 면적당 힘. 압력은 cmH2O, g·f/cm2, 및 헥토파스칼을 포함하는 단위 범위로 표현될 수 있다. 1cmH2O는 1g·f/cm2와 동일하고, 대략 0.98헥토파스칼(1헥토파스칼 = 100Pa = 100N/m2 = 1밀리바 ~ 0.001 atm)이다. 본원 명세서에서, 달리 언급되지 않는 한, 압력은 cmH2O의 단위로 제시된다.
환자 인터페이스 내의 압력에는 기호 Pm이 주어지는 반면, 현재 순간의 시간에 인터페이스 압력(Pm)에 의해 도달되는 목표값을 나타내는 치료 압력에는 기호 Pt가 주어진다.
호흡 압력 요법: 대기에 대하여 전형적으로 양의 값인 치료 압력으로 기도의 입구로 공기의 공급의 적용.
인공호흡기(Ventilator): 압력 보조를 환자에게 제공하여 호흡일(work of breathing)의 일부 또는 전부를 수행하는 기계적 장치.
5.11.1.1. 재료 및 그 특성
듀로미터 경도[압입 경도(indentation hardness)]: 압자(indentor)의 압입에 의해 측정되는 재료 특성(예를 들어, ASTM D2240에 따라 측정됨).
● '연질(soft)' 재료는 실리콘 또는 열가소성 탄성중합체(TPE)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 손가락 압력 하에서 쉽게 변형될 수 있다.
● '경질(hard)' 재료는 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 강철 또는 알루미늄을 포함할 수 있으며, 예를 들어 손가락 압력 하에서 쉽게 변형되지 않을 수 있다.
실리콘 또는 실리콘 탄성중합체: 합성 고무. 본원 명세서에서, 실리콘에 대한 참조는 액체 실리콘 고무(LSR) 또는 압축 성형 실리콘 고무(CMSR)에 대한 참조이다. 상업적으로 구입 가능한 LSR의 일 형태는 Dow Corning 사에서 제조되는 SILASTIC(이러한 상표로 판매되는 제품의 범위에 포함됨)이다. LSR의 다른 제조업체는 Wacker 사이다. 달리 반대로 명시되지 않는 한, LSR의 예시적인 형태는 약 35 내지 약 45 범위의 쇼어 A(또는 타입 A) 압입 경도를 갖는다.
폴리카보네이트: 비스페놀-A 카보네이트의 열가소성 폴리머.
5.11.1.2. 기계학
축(axis):
a. 중립축(neutral axis): 종방향 응력 또는 변형률(strain)이 존재하지 않는 빔 또는 플레이트의 횡단면에서의 축.
변형: 부재(구조 또는 구성요소)의 원래 기하구조가 힘, 예를 들어 축에 대한 방향의 힘을 받게 될 때 변경되는 과정. 이런 과정은 신장 또는 압축, 굽힘 및 비틀림을 포함할 수 있다.
강성(stiffness): 인가된 하중에 반응하여 변형에 저항하는 구조물 또는 구성요소의 능력. 구조 또는 구성요소는 축 방향 강성, 굽힘 강성 및 비틀림 강성을 가질 수 있다. 구조 또는 구성요소는, 기계적 힘을 받을 때 쉽게 변형되지 않을 때 강성이 있는 것으로 말해진다. 구조 또는 구성요소의 강성은 그 재료 특성 및 그 형상과 관련이 있다. 강성의 반대는 가요성이다.
탄성: 변형 후에 그 원래 기하구조로 되돌아가는 재료의 능력.
점성: 유동에 저항하는 재료의 능력.
점탄성(visco-elasticity): 변형 중에 탄성 및 점성 거동 모두를 나타내는 재료의 능력.
항복(yield): 재료가 변형 후에 원래 기하구조로 더 이상 되돌아가지 못할 때의 상황.
5.11.1.3. 구조 요소(structural element)
얇은 구조:
a. 빔(beam),
b. 멤브레인, 플레이트 및 쉘(shell)
두꺼운 구조: 중실체(solids)
쉘: 쉘은 굽힘, 인장 및 압축 강성(compressive stiffness)을 가지면서 만곡되고 비교적 얇은 구조를 의미하는 것으로 간주된다. 예를 들어, 마스크의 만곡된 구조 벽이 쉘일 수 있다. 일부 형태에서, 쉘은 파세트(facet) 형일 수 있다. 일부 형태에서, 쉘은 기밀할 수 있다. 일부 형태에서, 쉘은 기밀하지 않을 수 있다.
멤브레인: 멤브레인은 바람직하게는 실질적으로 굽힘에 대한 저항력은 없지만, 신장되는 것에 대해서는 저항력을 갖는 전형적으로 얇은 요소를 의미하는 것으로 간주된다.
하중 전달 부재(load transfer member): 하중을 어느 한 위치에서 다른 위치로 전달하는 구조 부재.
하중 지지 부재: 어느 한 위치에서 안면과 같은 비구조적 항목으로 하중을 전달하는 구조 부재.
인장 부재: 인장력을 받도록 되어 있는 구조 부재.
타이(tie)(명사): 인장에 저항하도록 설계된 구조.
압축 부재: 압축력을 받도록 되어 있는 구조 요소.
스트럿(strut): 스트럿은 적어도 하나의 방향으로 다른 구성요소의 압축 저항을 증가시키도록 설계된 구조 구성요소인 것으로 간주된다.
보강부(stiffener): 보강부는 적어도 하나의 방향으로 다른 구성요소의 굽힘 저항을 증가시키도록 설계된 구조 구성요소를 의미하는 것으로 간주된다.
엘보우(elbow): 엘보우는 각도를 통해 방향을 바꾸기 위해 그곳을 통해 이동하는 공기의 유동축을 통제하는 구조의 예이다. 일 형태에서, 각도는 대략 90도일 수 있다. 또 다른 형태에서, 각도는 90도보다 크거나 또는 작을 수 있다. 엘보우는 대략 원형 횡단면을 가질 수 있다. 또 다른 형태에서, 엘보우는 타원형 또는 직사각형 횡단면을 가질 수 있다. 일부 형태에서, 엘보우는 상대 구성요소에 대하여, 예컨대 약 360도로 회전될 수 있다. 일부 형태에서, 엘보우는, 예컨대 스냅 연결부를 통해 상대 구성요소로부터 탈거될 수 있다. 일부 형태에서, 엘보우는 제조 동안 한 번의 스냅을 통해 상대 구성요소에 조립될 수 있지만, 환자에 의해서는 탈거될 수 없다.
프레임: 프레임은 헤드기어와의 2개 이상의 연결 지점들 사이에서 인장 하중을 지탱하는 마스크 구조를 의미하는 것으로 간주된다. 마스크 프레임은 마스크 내에서 비-기밀식 하중 지탱 구조일 수 있다. 그러나 마스크 프레임의 일부 형태는 기밀식일 수도 있다.
밀봉/밀봉부(seal): 구조를 지칭하는 명사 형태("밀봉부"), 또는 효과를 지칭하는 동사 형태("밀봉")일 수 있다. 2개의 요소는, 별도의 '밀봉부' 요소 그 자체를 요구하지 않으면서, 자신들 사이에서 '밀봉하거나' 또는 '밀봉'을 가져오도록 구성되고, 그리고/또는 배치될 수 있다.
회전부(swivel)(명사): 공통 축을 중심으로, 바람직하게는 독립적으로, 바람직하게는 낮은 토크 조건에서 회전하도록 구성되는 구성요소들의 하위 어셈블리. 일 형태에서, 회전부는 적어도 360도의 각도에 걸쳐 회전하도록 구성될 수 있다. 또 다른 형태에서, 회전부는 360도 미만의 각도에 걸쳐 회전하도록 구성될 수 있다. 공기 전달 도관의 문맥에서 사용될 때, 구성요소들의 하위 어셈블리는 바람직하게는 매칭되는 쌍의 원통형 도관들을 포함한다. 사용 중에 회전부로부터 공기의 누출 유동은 약간 있거나 전혀 없을 수 있다.
5.11.2. 호흡 주기
무호흡증(apnea): 몇 가지 정의에 따라, 무호흡증은 유동이 지속시간, 예컨대 10초 동안 기결정된 임계값 미만일 때 발생했던 것으로 말해진다. 폐쇄성 무호흡증은 환자의 노력에도 불구하고 기도의 약간의 폐쇄가 공기를 유동하지 못하게 할 때에 발생했던 것으로 말해진다. 중추성 무호흡증은, 기도가 개방되어 있음에도, 호흡 노력의 감소로 인해, 또는 호흡 노력의 결여로 인해, 무호흡증이 검출될 때 발생했던 것으로 말해진다. 혼합 무호흡증은 호흡 노력의 감소 또는 결여가 폐쇄된 기도와 일치할 때 발생한다.
호흡 속도: 통상 분당 호흡 시 측정되는, 환자의 자발적 호흡의 속도.
듀티 주기: 흡기 시간(Ti) 대 총 호흡 시간(Ttot)의 비율.
노력(호흡): 호흡하고자 시도하면서 자발적으로 호흡하는 사람에 의해 행해지는 일.
호흡 주기의 호기 부분(expiratory portion): 호기 유동(expiratory flow)의 시작부터 흡기 유동(inspiratory flow)의 시작까지의 기간.
유동 제한: 유동 제한은, 환자의 노력이 증가하더라도 유동은 그에 상응하게 증가되지 않는, 환자의 흡기 중 상황인 것으로 간주된다. 유동 제한이 호흡 주기의 흡기 부분 동안 일어나는 경우, 이는 흡기 유동 제한으로서 표현될 수 있다. 유동 제한이 호흡 주기의 호기 부분 동안 일어나는 경우, 이는 호기 유동 제한으로서 표현될 수 있다.
유동 제한 호흡 파형의 유형:
(i) 평탄화형: 상승부를 가지되, 그에 뒤이어 상대적으로 평탄한 부분이 있고 그에 뒤이어 하강부가 있다.
(ii) M자형: 2개의 국소 피크를 가지되, 하나는 리딩 에지(leading edge)에 있고 하나는 트레일링 에지(trailing edge)에 있으며, 그리고 2개의 피크 사이에 상대적으로 평탄한 부분이 있다.
(iii) 의자형(chair-shaped): 단일 국소 피크를 가지되, 이런 피크는 리딩 에지에 있고 그에 뒤이어 상대적으로 평탄한 부분이 있다.
(iv) 뒤집힌 의자형(reverse-chair shaped): 상대적으로 평탄한 부분을 가지되, 그에 뒤이어 단일 국소 피크가 있고, 이런 피크는 트레일링 에지에 있다.
저호흡증: 일부 정의에 따라, 저호흡증은 유동의 감소가 있지만, 유동의 중단은 아닌 것으로 여겨진다. 일 형태에서, 저호흡증은 지속 기간 동안 임계값 미만으로 유동의 감소가 있을 때 발생했다고 말해질 수 있다. 중추성 저호흡증은, 호흡 노력의 감소로 인해 저호흡증이 검출될 때 발생했다고 말해진다. 성인에게서의 일 형태에서, 하기 증상들 중 어느 하나가 저호흡증인 것으로서 간주될 수 있다:
(i) 적어도 10초 동안 환자 호흡의 30% 감소 및 관련된 4%의 포화도 저하가 있는 경우; 또는
(ii) 관련된 적어도 3%의 포화도 저하 또는 흥분 상태와 함께 적어도 10초 동안 환자 호흡의 감소(그러나 50% 미만)가 있는 경우.
과호흡증: 정상 레벨보다 더 높은 레벨로 유동의 증가.
호흡 주기의 흡기 부분: 흡기 유동의 시작부터 호기 유동의 시작까지의 기간이 호흡 주기의 흡기 부분이라고 간주된다.
확보 상태(patency)(기도): 개방되어 있는 기도의 정도, 또는 기도가 개방되어 있는 정도. 확보 상태의 기도는 개방된 상태이다. 기도 확보 상태는, 예를 들어 확보 상태인 일(1)의 값 및 닫힌(폐쇄된) 상태인 영(0)의 값으로 수량화될 수 있다.
호기말 양압(PEEP: positive end-expiratory pressure): 호기의 종료 시 존재하고 폐 내에서 대기압을 초과하는 압력.
피크 유량(Qpeak): 호흡 유동 파형의 흡기 부분 동안 유량의 최댓값.
호흡 유량, 환자 기류 유량, 호흡 기류 유량(Qr): 이러한 유사한 용어들은, 일반적으로 분당 리터로 표현되고 환자가 경험하는 실제 호흡 유량인 "참 호흡 유량"을 나타내거나 "참 호흡 유량"의 반대인 것으로서 RPT 장치의 호흡 유량의 추정치를 나타내는 것으로 이해될 수 있다.
일회 호흡량(Tidal volume)(Vt): 추가적인 노력이 적용되지 않을 때 정상적인 호흡 중 흡기되거나 호기되는 공기의 용적. 원칙적으로, 흡기량(Vi)(흡기되는 공기의 용적)은 호기량(Ve)(호기되는 공기의 용적)과 동일하며, 그에 따라 단일의 일회 호흡량(Vt)은 어느 하나의 수량과 동일한 것으로서 정의될 수 있다. 실제로, 일회 호흡량(Vt)은 일부의 조합으로서, 예컨대 흡기량(Vi)과 호기량(Ve)의 평균으로서 추정된다.
흡기 시간(Ti): 호흡 유량 파형에서 흡기 부분의 지속시간.
호기 시간(Te): 호흡 유량 파형에서 호기 부분의 지속시간.
총 시간(Ttot): 호흡 유량 파형의 하나의 흡기 부분의 시작과 호흡 유량 파형의 후속 흡기 부분의 시작 간의 총 지속시간.
일반적인 최근 환기량: 약간의 기결정된 시간 척도에 걸친 환기량(Vent)의 최근 값들이 밀집하는 경향을 나타내는 환기량의 값, 즉 환기량의 최근 값들의 중심 집중 경향의 측정치.
상기도 폐쇄(UAO: upper airway obstruction): 부분적인 상기도 폐쇄 및 전체 상기도 폐쇄 모두를 포함한다. 이는, 유량이 약간만 증가하거나, 또는 심지어 상기도에 걸친 압력 차이가 증가하기 때문에 감소할 수 있는 것인 유동 제한의 상태와 관련이 있을 수 있다[스탈링 저항기 거동(Starling resistor behavior)].
환기량(Vent): 환자의 호흡기계(respiratory system)에 의하여 교환되고 있는 기체 유량의 측정치. 환기량의 측정치는 단위 시간당 흡기 유동 및 호기 유동 중 하나 또는 2개 모두를 포함할 수 있다. 분당 용적으로서 표현될 때, 상기 수량(quantity)은 보통 "분당 환기량(minute ventilation)"으로서 지칭된다. 분당 환기량은 때때로 간단히 용적으로서 제시되며, 이는 분당 용적인 것으로 이해된다.
5.11.3. 환기량(ventilation)
적응형 서보 인공호흡기(ASV: adaptive servo-ventilator): 고정된 목표 환기량보다는 오히려 변경 가능한 목표 환기량을 갖는 서보 인공호흡기. 변경 가능한 목표 환기량은 환자의 일부 특징, 예컨대 환자의 호흡 특징으로부터 학습될 수 있다.
백업 속도(backup rate): 자발적인 호흡 노력에 의해 트리거되지 않은 경우, 인공호흡기가 환자에게 전달하려고 하는 최소 호흡 속도(일반적인 단위: 분당 호흡 횟수)를 설정하는 인공 호흡기의 매개변수.
주기 종료(cycled): 인공호흡기의 호흡 단계의 종료. 인공호흡기가 자발적으로 호흡하는 환자에게 호흡을 전달할 때, 호흡 주기의 흡기 부분의 종료 시, 인공호흡기는 호흡 전달을 중지하기 위해 주기가 종료된 것으로 본다.
호기 기도 양압(EPAP: expiratory positive airway pressure): 인공호흡기가 정해진 시간에 달성하고자 하는 원하는 인터페이스 압력을 생성하기 위해 호흡 이내에 가변하는 압력이 부가되는 기본 압력.
호기말 압력(EEP: end expiratory pressure): 인공호흡기가 호흡의 호기 부분의 종료 시 달성하고자 하는 원하는 인터페이스 압력. 압력 파형 템플릿[Π(Φ)]이 호기말에 영의 값이라면, 즉 Φ=1일 때 Π(Φ)=0이라면, EEP는 EPAP와 동일하다.
흡기 기도 양압(IPAP: inspiratory positive airway pressure): 인공호흡기가 호흡의 흡기 부분 동안 달성하고자 하는 원하는 최대 인터페이스 압력.
압력 보조(pressure support): 인공호흡기 호기 동안의 압력 증가를 초과하는 인공호흡기 흡기 동안의 압력 증가를 나타내고 일반적으로는 흡기 동안 최댓값과 기본 압력 간의 압력 차이를 의미하는 수(number)(예: PS = IPAP - EPAP). 일부 문맥에서, 압력 보조는, 인공호흡기가 실제로 달성하는 것보다 달성하려고 목표하는 차이를 의미한다.
서보 인공호흡기: 환자 환기량을 측정하고, 목표 환기량을 가지며, 그리고 환자 환기량이 목표 환기량으로 향하게 하도록 압력 보조의 레벨을 조정하는 인공호흡기.
자발적/시간 설정됨(S/T): 자발적으로 호흡하는 환자의 호흡의 개시를 검출하고자 시도하는 인공호흡기 또는 기타 장치의 모드. 그러나 장치가 기결정된 시간 주기 이내에 호흡을 검출할 수 없다면, 장치는 호흡의 전달을 자동으로 개시하게 된다.
스윙(swing): 압력 보조와 등가인 용어.
트리거링됨(triggered): 인공호흡기, 또는 다른 호흡 요법 장치, 예컨대 RPT 장치 또는 휴대용 산소 농축기가 호흡 가능한 기체 용적을 자발적으로 호흡하는 환자에게 전달할 때, 이는 그렇게 하도록 트리거링된 것이라고 말해진다. 트리거링은 보통 환자의 노력에 의한 호흡 주기의 호흡 부분의 개시 시에 또는 개시에 가까워질 때 발생한다
5.11.4. 해부학(anatomy)
5.11.4.1. 안면의 해부학
콧날개(ala): 콧구멍의 바깥쪽 외벽 또는 "날개(wing)"(복수형: alar).
콧날개점(Alare): 콧볼 상의 가장 측면 지점.
콧날개 곡률점(또는 콧날개 능선점): 콧날개와 뺨의 합체에 의해서 형성된 주름에서 발견되는, 각각의 콧날개의 만곡된 기저선 내의 최후방점.
외이(auricle): 귀에서 보이는 전체 외부 부분.
(코) 골격 구조(bony framework): 코의 골격 구조는 코뼈, 상악골전두돌기 및 전두골의 코 부분을 포함한다.
(코) 연골 골격: 코의 연골 골격은 비중격연골, 외측 연골, 대연골 및 소연골을 포함한다.
코기둥(비주): 콧구멍들을 분리하고 코끝점에서부터 윗입술까지 나아가는 피부의 스트립(strip).
코기둥 각도: 외비공(notril aperture)의 중간점을 통과하여 그려지는 선과 비하점(subnasale)과 교차하면서 프랑크포트 수평선(Frankfort horizontal)에 대해 직각으로 그려지는 선 간의 각도.
프랑크포트 수평면(Frankfort horizontal plane): 안와연(orbital margin)의 최상위점으로부터 좌측 이주점(tragion)까지 연장되는 선. 이주점은 외이의 이주(tragus)보다 상위에 있는 절흔(notch)에서 최저점이다.
미간(glabella): 연부 조직(soft tissue) 상에 위치하면서, 이마의 정중 시상면에서 가장 돌출된 점.
외측 비연골: 일반적으로 삼각형의 연골판. 그 상연은 비골 및 상악골 전두돌기에 부착되고, 그 하연은 큰 콧방울 연골에 연결된다.
큰 콧방울 연골: 외측 비연골 아래에 놓이는 연골판. 이는 콧구멍의 전방부의 둘레를 따라 만곡되어 있다. 그 후방단은 콧방울의 3개 또는 4개의 종자연골을 포함하는 질긴 섬유박에 의해 상악골 전두돌기에 연결된다.
콧구멍(비공): 비강의 입구를 형성하는 대략 타원형인 구멍. 콧구멍들(nares)의 단수 형태는 naris(nostril)이다. 콧구멍들은 코중격(nasal septum)에 의해 분리되어 있다.
비구순 고랑 또는 비구순 주름: 윗입술에서 볼 부위를 분리하면서 코의 각 측면에서부터 입의 구각(corner)까지 나아가는 피부 주름 또는 피부 소구(skin groove).
비구순 각도: 비하점과 교차하는 비주(코기둥)와 윗입술 사이의 각도.
하이저점: 안면의 피부에 대한 귓바퀴의 부착 부위의 최저점.
상이저점: 안면의 피부에 대한 귓바퀴의 부착 부위의 최고점.
비첨점(pronasale): 머리 부분의 잔여 부위의 측면도에서 식별할 수 있는 코의 가장 돌출된 점 또는 코끝.
인중: 코중격의 하연(lower border)에서부터 윗입술 부위에서 입술의 상단까지 나아가는 정중 고랑(midline groove).
하악점: 연부 조직에 위치하면서, 턱의 최전방 중심점.
콧대(코): 콧대는 비근점에서부터 비첨점까지 뻗어 있는 코의 중심선 돌기이다.
시상면: 전방(앞쪽)에서부터 후방(뒤쪽)까지 통과하는 수직 평면. 정중 시상면은 신체를 오른쪽 반과 왼쪽 반으로 분할하는 시상면이다.
비근점: 연부 조직에 위치하면서 전두 비골 봉합 위에 가로 놓이는 가장 오목한 점이다.
비중격 연골(코): 비중격 연골은 중격의 부분을 형성하면서 비강의 앞쪽 부분을 나눈다.
비익하점: 콧방울 바닥이 윗입술(상순)의 피부와 연결되는 곳인 콧방울 바닥의 하연의 점.
비하점: 연성 조직에 위치하면서 비주가 정중 시상면에서 윗입술과 합쳐지는 점.
위턱끝점: 하순 외연 최전방점과 연성 조직 하악점 사이에서 하순의 중심선에서 가장 오목한 점.
5.11.4.2. 두개골 해부학
전두골: 전두골은 이마로 알려진 부위에 해당하는 큰 수직 부분인 전두비늘(squama frontalis)을 포함한다.
하악: 하악은 아래턱을 형성한다. 이융기는 턱을 형성하는 턱뼈 융기이다.
상악: 상악은 위턱을 형성하고 하악 위에, 그리고 안와 아래에 위치한다. 상악의 전두 돌기는 코 옆에서 상방으로 돌출되고, 그 측면 경계의 일부를 형성한다.
비골: 비골은 2개의 작은 장방형 뼈로서, 개인마다 크기 및 형태가 다양하다. 비골은 안면의 중앙 및 상부 부분에 나란히 배치되고, 합류되면서 코의 "콧등"을 형성한다.
비근점(Nasion): 전두골과 2개의 비골의 교차점으로서, 바로 눈 사이에 있고 콧등보다 상위에 있는 함몰 영역.
후두골: 후두골은 두개골의 후방 하부 부분에 위치한다. 이는 척추관과 두개강을 연통시키는 타원형 개구인 대후두공(foramen magnum)을 포함한다. 대후두공 안쪽의 만곡판이 후두비늘(squama occipitalis)이다.
안와: 안구를 포함하기 위한 두개골 내의 골강(bony cavity).
두정골: 두정골들은 합쳐질 때 두개골의 상벽(roof) 및 측면을 형성하는 뼈이다.
측두골: 측두골들은 두개골의 저부 및 측면에 위치하고, 관자놀이로 알려진 안면의 해당 부분을 지지한다.
광대활/관골: 안면은 안면의 상부 및 외측 부분에 위치하고 뺨의 융기를 형성하는 2개의 관골을 포함한다.
5.11.4.3. 호흡기계(respiratory system) 해부학
횡격막: 흉곽의 하단을 가로질러 뻗어 있는 근육 막(sheet of muscle). 횡격막은 복강으로부터 심장, 폐, 갈비뼈를 포함하는 흉강을 분리한다. 횡격막이 수축하면, 흉강의 용적은 증가하고 공기는 폐로 들어간다.
후두: 후두(larynx, voice box)는 성대 주름(vocal fold)을 수용하면서 기관과 인두(하인두)의 아래 부분을 연결한다.
폐: 인간의 호흡 기관. 폐의 전도 영역(conducting zone)은 기관, 기관지, 세기관지 및 종말세기관지를 포함한다. 호흡 영역은 호흡 세기관지, 폐포관 및 폐포를 포함한다.
비강: 비강(nasal cavity, nasal fossa)은 안면의 중앙에서 코의 위쪽 및 그 안쪽에 위치하여 공기로 채워진 큰 공간이다. 비강은 비중격이라고 하는 수직 핀(vertical fin)에 의해 2개로 나뉜다. 비강의 측면들에서 3개의 수평 증식물은 비갑개(단수: nasal concha) 또는 비개골이라고 한다. 비강의 앞부분에는 코가 있는 반면, 그 안쪽은 후비공을 경유하여 비인두 안쪽으로 이어진다.
인두(pharynx): 비강의 바로 아래, 그리고 식도 및 후두의 위에 위치하는 목구멍의 부분. 인두는 통상 다음의 3개의 구획으로 나뉜다. - 비인두(상인두)(인두의 코 부분); 인두 중앙부(중인두)(인두의 구강 부분); 및 후두 인두(하인두).
5.11.5. 환자 인터페이스
질식 방지 밸브(AAV): 기능 안전(failsafe) 방식으로 대기 쪽으로 개방함으로써, 환자의 과도한 CO2 재호흡의 위험을 감소시키는, 마스크 시스템의 구성요소 또는 하위 어셈블리.
기능적 사강: (여기에 삽입될 설명)
헤드기어: 헤드기어는 머리에 사용하도록 설계된 포지셔닝 및 안정화 구조의 형태를 의미하는 것으로 간주된다.
플레넘 챔버: 마스크 플레넘 챔버는, 공간의 체적이 사용 중에 대기 압력을 초과하도록 내부에 가압되는 공기를 포함하는 조건에서, 상기 공간의 체적을 적어도 부분적으로 에워싸는 벽들을 포함하는, 환자 인터페이스의 부분을 의미하는 것으로 간주된다. 쉘(shell)은 마스크 플레넘 챔버의 벽들의 부분을 형성할 수 있다.
통기구(vent)(명사): 호기되는 기체의 임상적으로 효과적인 세척을 위해, 마스크의 내부 또는 도관에서부터 주변 공기로 공기의 유동을 허용하는 구조. 예를 들어, 임상적으로 효과적인 세척은, 마스크 디자인 및 치료 압력에 따라서, 분당 약 10리터 내지 분당 약 100리터의 유량을 포함할 수 있다.
5.11.6. 구조의 형상
본원 기술에 따른 제품들은 하나 이상의 3차원 기계적 구조, 예컨대 마스크 쿠션 또는 임펠러를 포함할 수 있다. 3차원 구조는 2차원 표면들에 의해 한정될 수 있다. 이러한 표면들은 관련 표면 배향, 위치, 기능 또는 일부 다른 특성을 설명하기 위해 라벨을 사용하여 구별될 수 있다. 예를 들어, 구조는 전방 표면, 후방 표면, 내부 표면 및 외부 표면 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 예시에서, 밀봉부 형성 구조는 면접촉(예컨대 외부) 표면, 및 별도의 비-면접촉(예컨대 하면 또는 내부) 표면을 포함할 수 있다. 또 다른 예시에서, 구조는 제1 표면과 제2 표면을 포함할 수 있다.
3차원 구조들 및 표면들의 형상의 설명을 용이하게 하기 위해, 먼저 소정 지점(p)에서 구조의 표면을 통과하는 횡단면이 고려된다. 표면 상의 지점(p)에서의 횡단면 및 그에 기인하는 평면 곡선의 예들이 도시되어 있는 도 3a ~ 도 3f가 참조된다. 또한, 도 3b~3f에는, p에서의 외향 법선 벡터도 도시되어 있다. p에서의 외향 법선 벡터는 표면으로부터 이격 방향을 가리킨다. 일부 예에서, 표면은, 이 표면 상에 똑바로 서있는 가상의 작은 사람의 관점에서 설명된다.
5.11.6.1. 1차원 곡률
p에서의 평면 곡선의 곡률은 부호(예를 들어, 양, 음) 및 크기(예를 들어, 1/(p에서 곡선에 접하는 원의 반경))를 갖는 것으로 설명될 수 있다.
양의 곡률: p에서의 곡선이 외향 법선을 향하여 있으면, 해당 지점에서의 곡률은 양인 것으로 간주된다(가상의 작은 사람이 지점 p를 출발하면, 오르막길을 걸어야 함). 이와 관련하여, 도 3b(도 3c에 비하여 상대적으로 큰 양의 곡률) 및 도 3c(도 3b에 비하여 상대적으로 작은 양의 곡률)가 참조된다. 이러한 곡선들은 종종 오목한 것으로 지칭된다.
0의 곡률: p에서의 곡선이 직선이면, 곡률은 0인 것으로 간주되게 된다(가상의 작은 사람이 지점 p에서 출발하면, 위로도 아래로도 아닌 수평면 상에서 걸을 수 있음). 이와 관련하여, 도 3d가 참조된다.
음의 곡률: p에서의 곡선이 외향 법선으로부터 이격 방향으로 향해 있으면, 해당 지점에서의 해당 방향의 곡률은 음인 것으로 간주된다(가상의 작은 사람이 지점 p를 출발하면, 내리막길을 걸어야 함). 이와 관련하여, 도 3e(도 3f에 비하여 상대적으로 작은 음의 곡률) 및 도 3f(도 3e에 비하여 상대적으로 큰 음의 곡률)가 참조된다. 이러한 곡선들은 종종 볼록한 것으로 지칭된다.
5.11.6.2. 2차원 표면의 곡률
본원 기술에 따라 2차원 표면 상의 주어진 지점에서의 형상에 대한 설명은 다수의 법선 횡단면을 포함할 수 있다. 다수의 횡단면은 외향 법선을 포함하는 평면("법선 평면")에서 표면을 절단할 수 있으며, 각각의 횡단면은 상이한 방향에서 취해질 수 있다. 각각의 횡단면은 대응하는 곡률을 갖는 평면 곡선을 생성한다. 해당 지점에서의 상이한 곡률들은 동일한 부호 또는 상이한 부호를 가질 수 있다. 해당 지점에서의 곡률들 각각은 크기, 예를 들어 비교적 작은 크기를 갖는다. 도 3a~3f의 평면 곡선들은 특정 지점에서의 상기 다수의 횡단면의 예시들일 수 있다.
주 곡률 및 방향: 곡선의 곡률이 최댓값 및 최솟값을 취하는 법선 평면의 방향이 주 방향으로 불린다. 도 3b~3f의 예시들에서, 최대 곡률은 도 3b에 존재하고, 최솟값은 도 3f에 존재하며, 이런 이유로 도 3b 및 도 3f는 주 방향에서의 횡단면이다. p에서의 주 곡률들은 주 방향에서의 곡률들이다.
표면의 영역: 일 표면 상에서 점들의 연결된 집합. 일 영역에서 점들의 집합은 유사한 특성, 예컨대 곡률 또는 부호를 가질 수 있다.
안장 영역: 각 지점에서 주 곡률들이 반대 부호를 갖는 영역, 즉 하나가 양이고 다른 하나가 음인 영역(가상 사람이 회전하는 방향에 따라, 오르막길 또는 내리막길을 걸을 수 있음).
돔 영역(dome region): 각 지점에서 주 곡률들이 동일한 부호를 갖는 영역, 예컨대 둘 모두 양("오목한 돔")이거나, 둘 모두 음("볼록한 돔")인 영역.
원통형 영역: 일측 주 곡률이 영(또는 예컨대, 제조 공차 이내에서 영)이고 타측 주 곡률은 영이 아닌 영역.
평면 영역: 주 곡률들 모두가 0(또는, 예컨대 제조 공차 이내에서 0)인 표면의 영역.
표면의 에지: 표면 또는 영역의 경계 또는 한계.
경로: 본원 기술의 특정한 형태들에서, '경로'는 수학적-위상적 의미에서의 경로, 예컨대 표면 상에서 f(0)에서부터 f(1)까지의 연속 공간 곡선을 의미하는 것으로 간주된다. 본원 기술의 일부 형태에서, '경로'는, 예컨대 표면 상에서 점들의 집합을 포함하는 루트 또는 코스로서 설명될 수 있다. (가상 사람의 경로는 그들이 표면 상에서 걷는 곳이고, 정원 경로와 유사하다).
경로 길이: 본원 기술의 특정한 형태들에서, '경로 길이'는 f(0)에서부터 f(1)까지의 표면을 따르는 거리, 즉 표면 상의 경로를 따르는 거리를 의미하는 것으로 간주된다. 표면 상의 2개의 지점 사이에 하나보다 더 많은 경로가 있을 수 있고, 상기 경로들은 상이한 경로 길이를 가질 수 있다. (가상 사람에 대한 경로 길이는 그들이 경로를 따라 표면 상에서 걸어야 하는 거리일 수도 있다).
직선 거리: 직선 거리는 표면 상에서 2개의 지점 사이의 거리이지만, 표면과는 관련이 없다. 평면 영역에서는, 표면 상의 2개의 지점 사이의 직선 거리와 동일한 경로 길이를 갖는 표면 상의 경로가 있을 수도 있다. 비평면 표면에서는, 2개의 지점 사이의 직선 거리와 동일한 경로 길이를 갖는 경로는 없을 수도 있다. [가상 사람에게, 직선 거리는 '일직선으로(as the crow flies)'의 거리에 대응할 수도 있다.]
5.11.6.3. 공간 곡선
공간 곡선: 평면 곡선과 달리, 공간 곡선은 반드시 임의의 특정 평면에 놓이는 것은 아니다. 공간 곡선은 폐쇄될 수 있으며, 즉 종점을 가지지 않는다. 공간 곡선은 3차원 공간의 1차원 조각(piece)인 것으로 고려될 수 있다. DNA 나선의 스트랜드 상에서 걷고 있는 가상의 사람은 공간 곡선을 따라 걷는다. 전형적인 인간의 왼쪽 귀는 왼쪽 나선 구조를 포함한다(도 3q 참조). 전형적인 인간의 오른쪽 귀는 오른쪽 나선 구조인 나선 구조를 포함한다(도 3r 참조). 도 3s에는, 오른쪽 나선 구조가 도시되어 있다. 구조의 에지, 예컨대 멤브레인 또는 임펠러의 에지는 공간 곡선을 따를 수 있다. 일반적으로, 공간 곡선은 공간 곡선 상에서 각 지점에서의 곡률 및 열률(torsion)에 의해 설명될 수 있다. 열률은 곡선이 평면으로부터 얼마나 벗어나는지의 척도이다. 열률은 부호 및 크기를 갖는다. 공간 곡선 상에서 일 지점에서의 열률은 해당 지점에서의 접선, 법선 및 종법선 벡터를 참조하여 특징지어질 수 있다.
접선 단위 벡터(또는 단위 접선 벡터): 곡선 상의 각 지점에 대해, 이 지점에서의 벡터는 해당 지점으로부터의 방향뿐만 아니라, 크기를 특정한다. 접선 단위 벡터는 해당 지점에서 곡선과 동일한 방향을 가리키는 단위 벡터이다. 가상의 사람이 곡선을 따라 날아가다가 특정 지점에서 본인의 운송수단에서 떨어졌다면, 접선 벡터의 방향은 그가 이동하고 있는 방향이다.
단위 법선 벡터: 가상의 사람이 곡선을 따라 이동함에 따라, 이러한 접선 벡터 자체는 변한다. 접선 벡터가 변하는 것과 동일한 방향을 가리키는 단위 벡터가 단위 주 법선 벡터로 불린다. 이는 접선 벡터에 수직이다.
종법선 단위 벡터: 종법선 단위 벡터는 접선 벡터 및 주 법선 벡터 모두에 수직이다. 이의 방향은 오른손 법칙(예컨대, 도 3p 참조)에 의해, 또는 그 대안으로 왼손 법칙(도 3o)에 의해 결정될 수 있다.
접평면(Osculating plane): 단위 접선 벡터 및 단위 주 법선 벡터를 포함하는 평면. 이와 관련하여, 도 3o 및 3p가 참조된다.
공간 곡선의 열률: 공간 곡선의 한 지점에서의 열률은 해당 지점에서 종법선 단위 벡터의 변화율의 크기이다. 이는 곡선이 접촉 평면으로부터 얼마나 벗어나는지의 척도가 된다. 평면에 놓이는 공간 곡선은 0의 열률을 갖는다. 접평면으로부터 상대적으로 적은 양을 벗어나는 공간 곡선은 상대적으로 작은 크기의 열률(예컨대, 완만하게 경사진 나선형 경로)을 가지게 된다. 접평면으로부터 상대적으로 많은 양을 벗어나는 공간 곡선은 상대적으로 큰 크기의 열률(예컨대, 가파르게 경사진 나선형 경로)을 가지게 된다. 도 3s를 참조하면, T2 > T1이므로, 도 3s의 나선 구조의 상단 코일 근처에서 열률의 크기는 도 3s의 나선 구조의 하단 코일의 열률의 크기보다 더 크다.
도 3p의 오른손 법칙을 참조하면, 오른쪽 종법선 방향을 향해 회전하는 공간 곡선은 오른쪽 양의 열률(예컨대, 도 3s에 도시된 것과 같은 오른쪽 나선 구조)을 갖는 것으로 고려될 수 있다. 우측 종법선 방향으로부터 멀리 회전하는 공간 곡선은 우측 음의 열률(예컨대, 왼쪽 나선 구조)을 갖는 것으로 고려될 수 있다.
그와 동등하게, 그리고 왼손 법칙(도 3o 참조)을 참조하면, 왼쪽 종법선 방향을 향해 회전하는 공간 곡선은 왼쪽 양의 열률(예컨대 왼쪽 나선 구조)을 갖는 것으로 고려될 수 있다. 따라서, 왼쪽 양은 오른쪽 음과 동등하다. 이와 관련하여, 도 3t가 참조된다.
5.11.6.4. 구멍(holes)
표면은 1차원 구멍, 예컨대 평면 곡선 또는 공간 곡선에 의해 한정되는 구멍을 가질 수 있다. 구멍을 갖는 얇은 구조들(예컨대, 멤브레인)은 1차원 구멍을 갖는 것으로서 설명될 수 있다. 예컨대 평면 곡선에 의해 한정되는, 도 3i에 도시된 구조의 표면에 있는 1차원 구멍이 참조된다.
구조는 2차원 구멍, 예컨대 표면에 의해 한정되는 구멍을 가질 수 있다. 예를 들어, 팽창 가능한 타이어는 타이어의 내부 표면에 의해 한정되는 2차원 구멍을 가지고 있다. 또 다른 예시에서, 공기 또는 젤(gel)을 위한 공동부를 구비한 블래더(bladder)는 2차원 구멍을 구비할 수 있었다. 이와 관련하여, 예를 들어, 내부 표면이 2차원 구멍을 한정하는 점이 표시되어 있는 도 3l의 쿠션, 및 도 3m 및 도 3n에서 쿠션을 통과하는 예시의 횡단면들이 참조된다. 여전히 또 다른 예시에서, 도관은 (예컨대 자체의 입구에, 또는 자체의 출구에 있는) 1차원 구멍, 및 도관의 안쪽 표면에 의해 한정되는 2차원 구멍을 포함할 수 있다. 도시된 것처럼 표면에 의해 한정되는, 도 3k에 도시된 구조를 통과하는 2차원 구멍 역시도 참조된다.
5.12. 기타 비고 사항
본원 특허 문헌의 개시 내용 중 일부분은 저작권 보호를 받는 자료를 포함하고 있다. 저작권자는 특허청의 특허 파일 또는 기록에 보이는 그대로 누군가에 의한 특허 문헌 또는 특허 개시내용의 복제 재현에 대해 이의는 없지만, 그 밖에 그 어떤 경우라도 모든 저작권을 유보한다.
문맥상 달리 명확하게 지시되지 않는 한, 그리고 값의 범위가 제공되는 경우, 해당 범위의 상한과 하한 사이의 하한 단위의 1/10까지의 각 개재 값, 및 언급되는 해당 범위의 임의의 다른 언급되거나 또는 개재된 값은 본원 기술 내에 포함되는 것으로 이해된다. 개재 범위에 독립적으로 포함될 수 있는 상기 개재 범위의 상한 및 하한은, 또한, 언급되는 범위에서의 임의의 구체적으로 배제된 한계를 조건으로 본원 기술 내에 포함된다. 언급되는 범위가 한계들 중 하나 또는 모두를 포함하는 경우, 상기 포함되는 한계들 중 어느 하나 또는 모두를 배제하는 범위도 또한 본원 기술에 포함된다.
또한, 값 또는 값들이 본원 기술의 부분으로서 구현되는 것으로 본원에서 언급되는 경우, 이와 같은 값은 달리 언급되지 않는 한 근사치일 수 있고, 이와 같은 값들은, 실제 기술적 구현이 이를 허용하거나 요구할 수 있는 정도로, 임의의 적합한 유효 자릿수로 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
또한, "대략", "실질적으로", "약", 또는 본원에서 사용되는 임의의 유사한 용어는 인용되는 값의 ±5~10%를 의미한다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본원 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 설명된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 재료가 또한 본원 기술의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 본원에서는 제한되는 수의 예시적인 방법 및 재료만이 설명된다.
특정 재료가 구성요소를 구성하기 위해 사용되는 것으로 식별되는 경우, 유사한 특성을 갖는 명백한 대안의 재료는 대체물로 사용될 수 있다. 또한, 달리 명시되지 않는 한, 본원에 설명되는 임의의 구성요소 및 모든 구성요소는 제조될 수 있는 것으로 해석되며, 그리고 예컨대 함께 또는 별도로 제조될 수 있다.
본원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 되는 것처럼, 단수 명사는, 문맥상 달리 명백하게 지시되지 않는 한, 복수의 등가물을 포함한다는 점에 유의해야 한다.
본원에 언급되는 모든 간행물은 해당 간행물의 주제인 방법 및/또는 재료를 개시하고 설명하기 위해 참조로서 그 전체 내용이 본원에 포함된다. 본원에서 논의되는 간행물들은 본원 출원의 출원일 이전 각각의 개시를 위해서만 제공된다. 본원의 어떠한 것도 본원 기술이 선행 발명으로 인해 이와 같은 간행물보다 선행할 자격이 없다는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 제공된 공개일은 실제 공개일과 상이할 수 있으며, 이는 독립적으로 확인할 필요가 있을 수 있다.
용어 "포함한다" 및 "포함하는"은 비-배타적인 방식으로 요소, 구성요소 또는 단계를 언급하는 것으로 해석되어야 하며, 이는 언급된 요소, 구성요소 또는 단계가 명시적으로 언급되지 않은 다른 요소, 구성요소 또는 단계와 함께 존재하거나 사용되거나 조합될 수 있음을 나타낸다.
상세한 설명에 사용되는 주제목은 독자의 참조 용이화를 위해서만 포함되며, 본원 개시 또는 청구범위 전체에 걸쳐 발견되는 주제를 제한하기 위해 사용되어서는 안 된다. 주제목은 청구범위 또는 청구 제한사항의 범위를 해석하는 데 사용되어서는 안 된다.
본원 기술이 특정한 예시들을 참조하여 설명되기는 했지만, 이들 예시는 단지 본원 기술의 원리 및 응용의 예시적인 것으로만 이해되어야 한다. 일부 사례에서, 용어들 및 기호들은 기술을 실시하는 데 요구되지 않는 특정 세부사항을 암시할 수 있다. 예를 들어, 용어 "제1" 및 "제2"가 사용될 수 있기는 하지만, 이들은 달리 명시하지 않는 한, 임의의 순서를 나타내는 것으로 의도되지는 않지만, 분명한 요소들 간에 구별하는 데 사용될 수 있다. 더욱이, 방법론에서의 공정 단계들이 순서대로 설명되거나 예시될 수 있지만, 그와 같은 순서는 필수적인 것은 아니다. 당업계 통상의 기술자라면, 상기 순서가 수정될 수 있고, 그리고/또는 그 양태들이 동시에 또는 심지어 동기적으로 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
따라서, 많은 수정이 예시적인 예시들에 대해 이루어질 수 있고 다른 배치가 기술의 의도 및 범위를 벗어나지 않으면서 고안될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (40)

  1. 호흡 장애가 있는 환자를 치료하기 위한 환자 인터페이스이며, 이 환자 인터페이스는:
    호흡용 가압 공기를 생성하도록 구성된 전기 송풍기를 가지는 호흡 압력 요법(RPT) 장치;
    환자의 안면에 대한 밀봉부를 형성하도록 구성된 밀봉부 형성 구조;-이 밀봉부 형성 구조는 가압 공기를 수용하도록 구성되는 플레넘 챔버를 적어도 부분적으로 한정함-;
    전기 송풍기를 적어도 부분적으로 에워싸고 플레넘 챔버에 연결된 기류 발생기 케이싱;-이 케이싱은 RPT 장치로 전달하기 위한 주변 공기를 수용하기 위한 적어도 하나의 공기 개구부를 가짐-; 및
    치료상으로 효과적인 위치에서 밀봉부 형성 구조 및 송풍기를 유지하도록 구성된 포지셔닝 및 안정화 구조;를 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 환자의 두 눈 사이에서 연장되도록 구성되는 튜브나 이마 지지부를 포함하지 않는 것인, 환자 인터페이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 포지셔닝 및 안정화 구조는 케이싱 및/또는 플레넘 챔버에 연결되는 것인, 환자 인터페이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은 송풍기가 그 내에서 완전히 에워싸이는 곳인 공동부를 한정하는 후방 케이스 및 전방 케이스를 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전방 케이스의 곡률과 상기 후방 케이스의 곡률은 서로 상보적인 것인, 환자 인터페이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은 환자의 안면을 감싸도록 구성된 곡률을 가지는 것인, 환자 인터페이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은 중앙 섹션과 2개의 측면 섹션을 포함하되, 상기 중앙 섹션은 송풍기를 수용하고, 상기 중앙 섹션 및 상기 측면 섹션들은 연속적인 곡률을 제공하는 것인, 환자 인터페이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전방 케이스의 중앙 섹션은 상기 측면 섹션들로부터 분리될 수 있거나, 또는 상기 전방 케이스의 중앙 섹션은 상기 전방 케이스의 측면 섹션들과 일체로 형성되는 것인, 환자 인터페이스.
  9. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 케이스는, 공동부 안쪽의 송풍기 및 공동부 안쪽의 하나 이상의 전기 구성요소를 노출시키기 위해, 상기 후방 케이스에 탈착 가능하게 부착되는 것인, 환자 인터페이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 전기 구성요소는 압력 센서를 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  11. 제4항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후방 케이스는 직물로 적어도 부분적으로 덮이는 것인, 환자 인터페이스.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송풍기는 실질적으로 원통형인 형상을 가지고 상기 후방 케이스의 앞쪽에서 공동부의 안쪽에 측면으로 배치되는 것인, 환자 인터페이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 송풍기의 종축은 상기 플레넘 챔버로 이어지는 상기 케이싱의 유입구에 대해 수직으로 진행되는 것인, 환자 인터페이스.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 상기 공동부의 안쪽에서 송풍기를 지지하기 위한 현가부를 더 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 현가부는 적어도 송풍기 내로 주변 공기가 유동하도록 허용하는 제1 개구부 및 가압 후 공기를 수용하는 제2 개구부를 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 공동부 안쪽에 제공되고 송풍기에서부터 플레넘 챔버 쪽으로 가압 공기를 안내하도록 구성되는 매니폴드를 더 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 매니폴드는 한 방향에서 다른 방향으로 가압 공기의 방향을 전환하는 것인, 환자 인터페이스.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현가부는 송풍기에 의해 생성된 가압 공기를 매니폴드 쪽으로 향하도록 구성된 개구부를 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이싱은 송풍기를 수용하고 지지하는 중앙 그루브 또는 리세스를 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 중앙 그루브 또는 리세스는 측면으로 연장되고 반원통형 형상을 가지는 것인, 환자 인터페이스.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레넘 챔버는, 송풍기를 수용한 상기 케이싱 또는 상기 후방 케이스의 볼록한 외부 부분을 수용하는 오목한 섹션을 가지는 전방 표면을 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  22. 제21항에 있어서, 상기 케이싱 또는 상기 후방 케이스는 이 케이싱 또는 후방 케이스의 볼록한 외부 부분 위쪽에 위치되는 유입 튜브를 포함하고, 상기 플레넘 챔버는 상기 유입 튜브에 탈착 가능하게 부착되고 상기 플레넘 챔버의 오목한 부분 위쪽에 위치되는 유입 개구부를 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 흡기 동안 상기 공동부에서부터 상기 플레넘 챔버로, 그리고/또는 호기 동안에는 상기 플레넘 챔버에서부터 상기 케이싱의 배출 채널로 가압 기체를 향하게 하는 흡기 활성화 밸브(EAV)를 더 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  24. 제23항에 있어서, 상기 EAV는 유입되는 가압 기체를 플레넘 챔버로 향하게 하는 원웨이 덕빌 밸브를 포함하되, 상기 덕빌 밸브는 호기 동안의 폐쇄 위치와 흡기 동안의 개방 위치 사이에서 이동될 수 있는 것인, 환자 인터페이스.
  25. 제24항에 있어서, 상기 EAV는, 사용 중에 호기 공기(exhaled air)가 배출 채널을 통과하도록 상기 덕빌 밸브의 바깥쪽을 따라 호기 공기를 안내하기 위해, 상기 덕빌 밸브가 폐쇄 위치에 있는 호기 동안 움직일 수 있는 멤브레인을 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  26. 제25항에 있어서, 상기 배출 채널은 주변환경으로 이어지는 하나 이상의 구멍을 가지는 기체 세척 통기구로 호기 기체를 향하게 하는 것인, 환자 인터페이스.
  27. 제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덕빌 밸브는 상기 플레넘 챔버로 이어지는 상기 케이싱의 유입구 안쪽에 위치되는 것인, 환자 인터페이스.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 송풍기의 적어도 하나의 단부에 위치되는 적어도 하나의 소음기를 더 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 호기 기체가 주변환경으로 배출되도록 구성되는 적어도 하나의 기체 세척 통기구를 더 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  30. 제29항에 있어서, 상기 기체 세척 통기구는 전방 케이스 및/또는 후방 케이스의 부분으로서, 그리고/또는 밀봉부 형성 부분 상에 제공되는 것인, 환자 인터페이스.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송풍기는 공통 샤프트에 결합되고 서로 평행하게 배치되는 적어도 한 쌍의 임펠러들을 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  32. 제31항에 있어서, 상기 임펠러들 각각은 양면 임펠러인 것인, 환자 인터페이스.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 상기 송풍기의 진동을 제한하도록 구성되는 탄성중합체 베어링을 더 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부 형성 부분은 필로우 마스크, 전면 마스크 또는 코 마스크를 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부 형성 부분은 환자의 입을 에워싸는 제1 부분과 환자의 코의 하부 표면을 밀봉하는 제2 부분을 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  36. 제35항에 있어서, 상기 제2 부분은 환자의 비공들과 일직선으로 정렬되는 한 쌍의 개구부들을 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉부 형성 부분은 환자의 콧등 위쪽으로 연장되지 않는 것인, 환자 인터페이스.
  38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 1) 전력원으로 상기 송풍기에 전력을 공급하기 위한 전원 코드에 연결하기 위한 전기 커넥터, 및/또는 2) 송풍기로 전력을 공급하기 위한 배터리를 더 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  39. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는 상기 포지셔닝 및 안정화 구조의 스트랩에 연결되는 배터리; 및 상기 스트랩의 부분으로서 형성되어 상기 송풍기에 연결되는 전기 도체;를 더 포함하는 것인, 환자 인터페이스.
  40. 제1항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 인터페이스는, 상기 포지셔닝 및 안정화 구조의 스트랩에, 또는 상기 케이싱에 연결되는 전원 코드를 더 포함하되, 상기 전원 코드는 AC 콘센트 또는 원격 배터리로부터 전기를 전도하도록 구성되는 것인, 환자 인터페이스.
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