CN109963608B - 呼吸辅助装置、呼吸辅助方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种呼吸辅助装置，其特征在于，具有：呼吸接口装置，装戴于使用者，对气体进行接收和发送；气体温度测量部，测量气体的温度即气体温度；升温部，使气体升温；温度变动部，通过控制升温部使气体温度变动。由此，在睡眠时也能够舒适地实施呼吸辅助。

Description

呼吸辅助装置、呼吸辅助方法
技术领域
本发明涉及呼吸辅助装置，例如人工呼吸器。
背景技术
以与使用者(患者)的呼吸道连接来调节或辅助换气的方式设计的自动换气装置在医疗现场被广泛地使用，一般将该自动换气装置称为人工呼吸器。例如，以与患者的吸气努力同步地辅助患者吸气的方式设计的装置(呼吸辅助装置)是人工呼吸器的一种。在呼吸辅助装置中，尤其近年来越来越多地被应用于称为睡眠时呼吸暂停综合症(Sleep ApneaSyndrome：SAS)的疾病。在睡眠中呼吸道的肌肉松弛而舌根部、软口盖下降，从而堵塞呼吸道，由此产生SAS。国内的SAS潜在患者数量达300万人以上。SAS患者的心血管疾病发生风险比健康者高2～4倍，另外，SAS患者具有呈重度困倦的症状的睡眠障碍的可能性高、交通事故的发生风险是健康者的2倍以上。针对这种患者而言，利用具有向呼吸道施加阳压(正压)的送风机(鼓风机)的呼吸辅助装置(例如，日本特开2015-142646号公报参照)的持续阳压式呼吸疗法(CPAP：Continuous Positive Airway Pressure)是有效的。这样的呼吸辅助装置将从送风机供给的压缩空气向患者的呼吸道输送。
图11是表示以往的呼吸辅助装置(CPAP)301的结构图。使用者400装戴覆盖鼻部的鼻罩等呼吸接口装置410。呼吸接口装置410通过固定工具固定于头部，通过在就寝中也持续向呼吸道内施加阳压，来防止呼吸道的堵塞。在以往的呼吸辅助装置301中具有鼓风机(送风机)340、加湿装置350等，气体通过呼吸回路370从呼吸接口装置410向使用者400的呼吸道供给。气体在由加湿装置350供给水分，并为了防止结露而由升温部380升温后，向使用者400的鼻部输送。此外，一般的人工呼吸器的基本结构也同样，如何控制被输送的气体的温度和湿度成为极为重要的课题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-142646号公报
非专利文献
非专利文献1：泰尔茂株式会社、[online]、[平成28年9月7日检索]、网址(URL：http://www.terumo-taion.jp/health/sleep/01.html)
发明内容
发明要解决的问题
然而，就用于呼吸辅助的呼吸辅助装置而言，迄今为止主要开发解除呼吸道堵塞的功能，没太注意提高使用时的舒适性。
例如，用于CPAP的由进行呼吸辅助的呼吸辅助装置输送的气体一般以恒定的温度和湿度，即气体的温度为摄氏37℃、湿度为相对湿度100％被提供的情况较多。这是遵循了在气管插管时从人工呼吸器输送的气体的温度和湿度，并未充分地研究使用者的舒适性。
图12是示意性地表示在非专利文献1(参照泰尔茂株式会社、[online]、[平成28年9月7日检索]、网址(URL：http://www.terumo-taion.jp/health/sleep/01.html))中引用的内山等人的研究结果的图表。区域510所示的是表示时刻与深部体温之间的关系的图表。区域520所示的是表示时刻与手脚的背部相对于身体的相对温度之间的关系的图表。区域530所示的是表示时刻与入睡容易度之间的关系的图表，纵轴的值越大则越容易入睡。比较区域510和区域530可知，在身体的内部温度(深部体温)低时，入睡容易度变强。在睡眠时，相比清醒时深部体温下降，特别地，在L1～L3所示的深部体温变低的时间，入睡容易度(参照区域530)达到峰值。人类的肺起到通过呼吸向外部环境放出身体的内部的热的散热器的作用。在睡眠时向呼吸道输送高的温度的气体完全是在身体想要降低体温时会对其造成妨碍。因此，以往的呼吸辅助装置妨碍使用者获得好的睡眠的可能性高。为了呼吸辅助而使用呼吸辅助装置的人中的大约半数人在从使用开始起一年以内停止使用呼吸辅助装置，究其原因，除了装置的噪音、使用性差以外，还有难以得到深度睡眠。
本发明鉴于上述情况而提出，提供一种呼吸辅助装置，在睡眠时也能够舒适地实施呼吸辅助。
用于解决问题的技术方案
(1)本发明提供一种呼吸辅助装置，其特征在于，具有：呼吸接口装置，装戴于使用者，对气体进行接收和发送；气体温度测量部，测量所述气体的温度即气体温度；升温部，使所述气体升温；温度变动部，通过控制所述升温部使所述气体温度变动。
根据上述(1)记载的发明，由于具有使气体温度变动的温度变动部，因此，在呼吸辅助中，不会仅输送恒定的温度的气体，使用者随时能够使气体温度变动为最适的温度。因此，根据本发明，能够达到提高使用者的舒适性的优良效果。
(2)本发明提供上述(1)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，在从该呼吸辅助装置的运转开始起经过规定的时间时，所述温度变动部进行所述升温部的控制，使所述气体温度下降。
在进行呼吸辅助的情况下，在睡眠开始前后，输送暖和的气体对使用者来说是舒适的，鼻腔的通气性变良好的情况较多。但是，由于在入眠时深部体温下降，因此，优选输送气体的温度也下降。根据上述(2)所述的发明，能够达到如下优良效果：在从呼吸辅助装置的运转开始起的规定时间的期间，将气体维持为恒定的温度使鼻腔的通气变良好，然后，通过控制升温部使气体温度下降，从而不妨碍使用者的睡眠时的深部体温的下降。
(3)本发明提供(1)或(2)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述呼吸辅助装置还具有加湿所述气体的加湿装置。
根据上述(3)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于呼吸辅助装置还具有加湿气体的加湿装置，因此，能够进行呼吸辅助，而不会使呼吸道、鼻腔过度地干燥。
(4)本发明提供上述(3)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述加湿装置具有：贮水部，贮存用于加湿的水；多孔质的中空纤维部，贮水部的水被供给至该中空纤维部。
以往的呼吸辅助装置所具有的加湿装置通过加热器加热使水沸腾蒸发而产生水蒸气。因此，存在难以自由地控制输送的气体的温度的问题。根据上述(4)所述的加湿装置，能够达到如下优良效果：中空纤维因毛细管现象能够从贮水部吸水，由于中空纤维的表面为多孔质，因此，水通过微细的孔而蒸发，从而能够加湿输送气体。通过呼吸辅助装置具有这样的加湿装置，能够不通过加热器加热进行加湿，因此，气体温度的控制变得容易。
(5)本发明提供上述(3)或(4)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述呼吸辅助装置具有：气体湿度测量部，测量所述气体的湿度即气体湿度；湿度变动部，进行所述加湿装置的控制，使所述气体湿度变动为规定的湿度。
根据上述(5)所述的发明，能够达到如下显著的优良效果：由于呼吸辅助装置具有测量气体的湿度的气体湿度测量部和使气体湿度变动为规定的湿度的湿度变动部，因此，能够对使用者输送最适的湿度的气体。
(6)本发明提供上述(5)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述湿度变动部基于所述气体湿度与所述气体温度的相关性对所述加湿装置进行控制，以成为规定的水蒸气供给量。
空气中含有的水蒸气量由温度来决定。因此，根据呼吸辅助装置输送的气体的温度，对使用者最适的水蒸气量也变化。根据上述(6)所述的发明，能够达到如下优良效果：湿度变动部基于气体湿度与气体温度的相关性对湿装置进行控制，以变成规定的水蒸气供给量。
(7)本发明提供上述(5)或(6)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述湿度变动部具有根据时间经过控制所述气体湿度的计时器处理部。
根据上述(7)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于湿度变动部具有根据时间经过控制气体湿度的计时器处理部，因此，能够根据预先设定的计时器程序控制气体湿度，从而能够容易地提高使用者的舒适性。
(8)本发明提供上述(1)至(7)中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述温度变动部具有根据时间经过控制所述气体温度的计时器处理部。
根据上述(8)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于温度变动部具有根据时间经过控制气体温度的计时器处理部，因此，能够根据预先设定的计时器程序控制气体温度，从而能够容易地提高使用者的舒适性。
(9)本发明提供上述(5)至(7)中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述呼吸辅助装置具有获取所述使用者的生物体信息的生物体信息获取部，所述湿度变动部基于所述生物体信息进行所述加湿装置的控制，以使所述气体湿度变动。
根据上述(9)所述的发明，能够达到如下优良效果：能够基于由生物体信息获取部获取的生物体信息，对使用者输送最适的湿度的气体，因此，能够提高使用者的舒适性。
(10)本发明提供上述(1)至(9)中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述呼吸辅助装置具有获取所述使用者的生物体信息的生物体信息获取部，所述温度变动部基于所述生物体信息进行所述升温部的控制，以使所述气体温度变动。
根据上述(10)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于还具有获取使用者的生物体信息的生物体信息获取部，并能够基于生物体信息获取部的获取信息使输送的气体的温度变动，因此，能够对使用者输送最适的温度的气体，从而能够提高使用者的舒适性。
(11)本发明提供上述(9)或(10)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述生物体信息获取部具有测量所述使用者的生物体深部的温度即深部体温的深部体温测量部。
根据上述(11)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于能够测量使用者的生物体深部的温度即深部体温，因此，能够测量睡眠时的深部体温，并进行与其变化相对应的气体的温度变动。
(12)本发明提供上述(10)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，在由所述深部体温测量部测定的所述深部体温下降时，所述温度变动部进行所述升温部的控制，以使所述气体温度下降。
一般而言可知，在睡眠时深部体温下降，另外，也具有如下研究结果：若促使深部体温的下降，则变得容易入眠。根据上述(12)所述的发明，能够达到如下优良效果：在由深部体温测量部测量的深部体温下降时，能够进行升温部的控制，以使输送的气体温度下降，因此，在进行呼吸辅助时不妨碍睡眠，从而能够提高使用者的舒适性。
(13)本发明提供上述(11)或(12)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述温度变动部将所述气体温度控制为所述深部体温以下。
根据上述(13)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于呼吸辅助装置能够将输送的气体的温度控制为深部体温以下，因此，能够通过气体促使深部体温的下降，从而入眠变得容易。
(14)本发明提供上述(9)至(13)中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述生物体信息获取部具有测量所述使用者的体表面的温度即体表面温度的体表面温度测量部。
人在睡眠时，深部体温下降的同时，体表面的温度即体表面温度反而上升。这是由于，从体表放出热，以使深部体温下降。根据上述(14)所述的发明，能够达到如下优良效果：通过设置测量体表面温度的单元，并使该测定结果反映于输送的气体的温度，从而能够提高使用者的舒适性并改善睡眠状态。
(15)本发明提供上述(14)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，在由所述体表面温度测量部测定的所述体表面温度上升时，所述温度变动部进行所述升温部的控制，以使所述气体温度下降。
如上所述，在睡眠时，深部体温下降的同时，体表面的温度即体表面温度反而上升。根据上述(15)所述的发明，能够达到如下优良效果：在由体表面温度测量部测量的使用者的体表面温度上升时，通过温度变动部进行升温部的控制，以使气体温度下降，从而对使用者的治疗效果高，且能够实现舒适的呼吸辅助装置。
(16)本发明提供上述(1)至(15)中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述呼吸辅助装置还具有测量所述使用者所处的场所的温度即外部气体温度的外部气体温度测量部，所述温度变动部通过基于所述外部气体温度进行所述升温部的控制，来进行气体温度的控制。
考虑以人在睡眠中，若该人以睡眠的场所的温度(外部气体温度)进行呼吸，则变为最佳的睡眠环境的方式，来控制代谢活动等。在由呼吸辅助装置所附带的加热器加热型的加湿装置升温后的气体向呼吸道输送的以往的呼吸辅助中，一边吸入过多的热量一边睡眠，可能对睡眠造成坏影响。根据上述(16)所述的发明，由于具有测量外部气体温度的外部气体温度测量部，温度变动部基于外部气体温度来决定输送的气体的温度，因此，能够在睡眠时输送最适的温度的气体。
(17)本发明提供上述(16)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，在将所述外部气体温度定义为Tout(单位为摄氏温度：℃)时，所述温度变动部将所述气体温度控制在(Tout-1)℃至(Tout-3)℃之间。
在向鼻腔过度地输送低温的气体时，可能会发生鼻腔堵塞。根据上述(15)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于温度变动部将输送的气体的温度控制在(Tout-1)℃至(Tout-3)℃之间，因此，能够适度地输送低温度的气体，从而能够提高使用者的舒适性，并且治疗效果好。
(18)本发明提供上述(9)至(17)中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述生物体信息获取部具有测量所述使用者的体动的体动测量部。
人的睡眠状态大致分为深睡眠的“非快速眼动睡眠”状态和浅睡眠的“快速眼动睡眠”状态。在“非快速眼动睡眠”状态下，体动变少，在“快速眼动睡眠”状态下，体动变多，通过由加速度传感器等检测体动，能够判断人处于哪种睡眠状态。根据上述(18)所述的发明，能够达到如下优良效果：呼吸辅助装置通过体动测量部测量体动，能够输送与各个睡眠状态相对应的温度、湿度的气体，因此，能够实现对使用者舒适的呼吸辅助装置。
(19)本发明提供上述(18)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述呼吸辅助装置具有睡眠深度判定部，该睡眠深度判定部基于所述体动测量部检测出的所述体动来判定所述使用者的睡眠的深度，在所述睡眠的深度变深时，所述温度变动部进行所述升温部的控制，使所述气体温度下降。
人在所谓的深睡眠即“非快速眼动睡眠”状态下，深部体温下降，呼吸也变缓。根据上述(19)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于呼吸辅助装置具有基于体动来判定使用者的睡眠的深度的睡眠深度判定部，在向深睡眠即“非快速眼动睡眠”状态转变时，能够使气体的温度下降，以使深部体温下降，因此，能够实现对使用者舒适的呼吸辅助装置。
(20)本发明提供一种呼吸辅助方法，其特征在于，包括：气体交换步骤，对使用者接收和发送气体；气体温度测量步骤，测量所述气体的温度即气体温度；升温步骤，使所述气体升温；温度变动步骤，通过控制所述升温部，在睡眠中使所述气体温度变动。
根据上述(20)所述的方法的发明，由于具有使气体温度变动的温度变动步骤，因此，在呼吸辅助中，不仅输送恒定的温度的气体，使用者随时能够使气体温度变化为最适的温度。因此，根据本发明的方法，能够提高使用者的舒适性。
(21)本发明提供上述(1)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，具有：呼吸接口装置，装戴于使用者，对气体进行接收和发送；气体温度测量部，测量所述气体的温度即气体温度；升温部，使所述气体升温；温度变动部，通过控制所述升温部使所述气体温度变动；生物体信息获取部，获取所述使用者的生物体信息，所述温度变动部基于所述生物体信息进行所述升温部的控制，以使所述气体温度变动。
根据上述(21)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于具有获取使用者的生物体信息的生物体信息获取部，并能够基于生物体信息获取部的获取信息使输送的气体的温度变动，因此，能够对使用者输送最适的温度的气体，从而能够提高使用者的舒适性。
(22)本发明提供上述(21)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述生物体信息获取部还具有睡眠等级判定部，该睡眠等级判定部基于获取的所述生物体信息，来判定表示所述使用者的睡眠的等级的睡眠等级，所述温度变动部基于所述睡眠等级进行所述升温部的控制，以使所述气体温度变动。
根据上述(22)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于生物体信息获取部具有基于获取的生物体信息来判定使用者的睡眠的等级的睡眠等级判定部，因此，能够使输送气体的温度变动为适于使用者的睡眠等级的温度，从而能够提高使用者的舒适性。
(23)本发明提供上述(21)或上述(22)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述生物体信息获取部具有测量所述使用者的脑波的脑波测量部。
根据上述(23)所述的发明，由于生物体信息获取部具有测量使用者的脑波的脑波测量部，因此，能够基于测量的使用者的脑波使输送的气体的温度变动。因此，能够达到提高使用者的舒适性的优良效果。
(24)本发明提供上述(23)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述呼吸辅助装置具有状态判定部，该状态判定部基于由所述脑波测量部测量的所述脑波，来判定所述使用者是处于睡醒的清醒状态还是处于睡眠中的睡眠状态。
一般而言，在变为睡眠状态时，人的深部体温下降。因此，例如，在持续输送比体表温度高的温度的气体时，会妨碍深部体温的下降，对使用者来说不舒适，根据情况睡眠的质量可能下降。根据上述(24)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于具有基于脑波来判定使用者是处于清醒状态还是处于睡眠状态的状态判定部，因此，若使用者变为睡眠状态，则能够使输送的气体的温度变动为适于睡眠状态时的温度，从而能够提高使用者的舒适性。
(25)本发明提供上述(23)或上述(24)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述呼吸辅助装置具有脑波判定部，该脑波判定部基于由所述脑波测量部测量的所述脑波，来判定所述使用者是处于快速眼动睡眠状态还是处于非快速眼动睡眠状态。
人的睡眠因脑的动作方式不同而被分类为快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠。一般而言，在睡眠中，从入眠到起床反复交替地进行非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠。并且，该反复的过程与深部体温的时间变化具有相关性。根据上述(25)所述的发明，能够达到如下优良效果：能够基于测量的脑波判定非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠，因此，能够推定深部体温的状态，从而能够使输送气体的温度变动为适于使用者的温度。
(26)本发明提供上述(25)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述温度变动部基于所述使用者是处于所述快速眼动睡眠状态还是处于所述非快速眼动睡眠状态来进行所述升温部的控制，使所述气体温度上升或下降。
随着入眠后从最初的快速眼动睡眠向非快速眼动睡眠的转变，人的深部体温下降，随着非快速眼动睡眠的阶段变浅，深部体温上升。根据上述(26)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于能够基于脑波推定深部体温的变化，因此，能够使输送的气体的温度变动，以不妨碍深部体温的自然的变动，由此，能够提高使用者的舒适性。
(27)本发明提供上述(25)或上述(26)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，在所述脑波判定部判定为所述使用者处于所述非快速眼动睡眠状态的情况下，所述温度变动部进行所述升温部的控制，使所述气体温度下降。一般而言，在睡眠中，从入眠至起床反复交替地进行非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠。并且，该反复的过程与深部体温的时间变化具有相关性。具体而言，具有随着非快速眼动睡眠的睡眠阶段变深而深部体温下降的倾向，可知深部体温在到达起床为止的反复多次的非快速眼动睡眠的每一次都下降。根据上述(27)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于在判定为处于非快速眼动睡眠状态的情况下，温度变动部进行升温部的控制使气体温度下降，因此，能够使气体的温度变动，以不妨碍深部体温的自然的变化。
(28)本发明提供上述(25)至上述(27)中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述脑波判定部判定所述使用者的所述非快速眼动睡眠的程度，所述温度变动部基于所述非快速眼动睡眠的程度来进行所述升温部的控制，使所述气体温度上升或下降。
具有如下倾向：人的深部体温在非快速眼动睡眠的程度，具体而言为非快速眼动睡眠的睡眠阶段变深时会下降，在非快速眼动睡眠的程度变浅时会被维持。根据上述(28)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于具有能够判定非快速眼动睡眠的程度的脑波判定部，因此，能够使气体的温度变动，以不妨碍深部体温的自然的变化。
(29)本发明提供上述(1)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述温度变动部还具有根据时间经过控制所述气体温度的计时器处理部。
根据上述(29)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于温度变动部具有根据时间经过控制气体温度的计时器处理部，因此，能够根据预先设定的计时器程序控制气体温度，从而能够容易提高使用者的舒适性。
(30)本发明提供上述(29)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述计时器处理部在所述使用者开始运转该装置后的规定的时间的期间，以所述气体的温度维持为所述使用者的体表温度以上的温度的方式进行控制。
在通过鼻腔输送气体时，在清醒状态下，存在比体表温度稍高的气体温度会使鼻腔的通气性变良好。根据上述(30)所述的发明，能够达到如下优良效果：通过在使用者开始运转该装置起到入眠为止所花费的平均的时间例如30分钟的期间，将输送气体的温度维持为体表温度以上的温度，能够使鼻腔的通气性变良好，从而使用者能够变为容易入睡的状态。
(31)本发明提供上述(29)或上述(30)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述计时器处理部使所述升温部停止。
一般而言，在从清醒状态转变为睡眠状态时，人的深部体温下降。因此，例如，在持续输送比体表温度高的温度的气体时，妨碍深部体温的下降，对使用者来说不舒适，根据情况睡眠的质量可能下降。根据上述(31)所述的发明，能够达到如下优良效果：在经过使用者开始运转该装置起到入眠为止所花费的平均的时间例如30分钟后，能够自动地停止气体的升温，从而能够使气体的温度至少下降至室温，以不妨碍深部体温的自然的变化，由此，能够提高使用者的舒适性。
(32)本发明提供上述(29)或上述(30)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述计时器处理部以所述气体的温度变为所述使用者的体表温度以下的温度的方式进行控制。
一般而言，在从清醒状态转变为睡眠状态时，人的深部体温下降。因此，例如，在持续输送体比表温度高的温度的气体时，会妨碍深部体温的下降，对使用者来说不舒适，根据情况可能睡眠的质量会下降。根据上述(32)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于能够随着时间经过自动地使输送的气体的温度下降为体表温度以下，因此，能够使气体的温度至少下降至室温，以不妨碍深部体温的自然的变化，由此，能够提高使用者的舒适性。
(33)本发明提供上述(32)所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述计时器处理部以所述气体的温度变为比运转该装置的环境中的水的熔点高的温度的方式进行控制。
假定使用者除了呼吸系统以外几乎没有问题，该装置使输送气体的温度过度地下降反而会损害使用者的舒适性。根据上述(33)所述的发明，通过将输送气体的温度维持为比水的冰点，具体而言为运转该装置的环境中的水的熔点高的温度，不会输送不必要的冷的气体，因此，难以损害使用者的舒适性。
(34)本发明提供上述(29)至上述(33)中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，所述计时器处理部按照预先输入的规定的顺序和时间间隔进行控制，以包括使所述气体的温度上升的上升区域、使所述气体的温度下降的下降区域、以及将所述气体的温度维持为恒定的温度的维持区域。
人的深部体温从入眠至起床为止随着时间经过而变动。根据上述(34)所述的发明，能够达到如下优良效果：由于能够按照预先输入的规定的顺序和时间间隔使输送的气体的温度变动，因此，能够与预想的深部体温的时间变动相对应地以最适的气体温度进行送气，从而能够提高使用者的舒适性。
(35)本发明提供一种呼吸辅助装置的控制方法，所述呼吸辅助装置对睡眠中的使用者接收和发送气体，其特征在于，包括：气体温度测量步骤，所述呼吸辅助装置测量所述气体的温度即气体温度；升温步骤，所述呼吸辅助装置使所述气体升温；温度变动步骤，所述呼吸辅助装置通过控制升温部使所述气体温度变动；生物体信息获取步骤，所述呼吸辅助装置获取所述使用者的生物体信息，在所述呼吸辅助装置进行的所述温度变动步骤中，以在睡眠中基于所述生物体信息进行控制，来变更所述升温步骤，以使所述气体温度变动。
根据上述(35)所述的方法的发明，能够达到如下优良效果：由于具有获取使用者的生物体信息的生物体信息获取步骤，并能够基于该获取信息使输送的气体的温度变动，因此，能够对使用者输送最适的温度的气体，从而能够提高使用者的舒适性。
(36)本发明提供一种呼吸辅助装置的控制方法，所述呼吸辅助装置对睡眠中的使用者接收和发送气体，其特征在于，包括：气体温度测量步骤，所述呼吸辅助装置测量所述气体的温度即气体温度；升温步骤，所述呼吸辅助装置使所述气体升温；温度变动步骤，所述呼吸辅助装置通过控制升温部使所述气体温度变动，所述呼吸辅助装置进行的所述温度变动步骤还具有根据时间经过变更所述升温步骤来控制所述气体温度的计时器处理步骤。
根据上述(36)所述的方法的发明，能够达到如下优良效果：由于温度变动步骤具有根据时间经过控制气体温度的计时器处理步骤，因此，能够根据预先设定的计时器程序控制气体温度，从而能够容易提高使用者的舒适性。
发明效果
根据本发明，能够达到如下优良效果：由于具有获取使用者的生物体信息的生物体信息获取部，并能够基于生物体信息获取部的获取信息使输送的气体的温度变动，因此，能够对使用者输送最适的温度的气体，从而能够提高使用者的舒适性。
另外，根据本发明，能够达到如下效果：由于温度变动部具有根据时间经过控制气体温度的计时器处理部，因此，能够根据预先设定的计时器程序控制气体温度，从而能够容易提高使用者的舒适性。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的呼吸辅助装置的说明图。
图2是控制呼吸辅助装置的控制装置的结构图。
图3A是输送的气体的温度控制的流程图。
图3B是表示气体温度控制的例子的图表。
图4是本发明的第二实施方式的呼吸辅助装置的说明图。
图5是控制呼吸辅助装置的控制装置的结构图。
图6是输送的气体的温度控制以及湿度控制的流程图。
图7是本发明的第三实施方式的呼吸辅助装置的说明图。
图8的(a)是控制呼吸辅助装置的控制装置的结构图。图8的(b)是表示气体温度控制的例子的图表。
图9是变形实施例的控制装置的结构图。
图10是变形实施例的加湿装置的剖视图。
图11是以往的呼吸辅助装置的说明图。
图12是分别表示时刻与深部体温(区域510)、时刻与手脚的背部相对于身体的相对温度(区域520)、时刻与入睡容易度(区域530)之间的关系的图表。
图13是本发明的第四实施方式的呼吸辅助装置的说明图。
图14是控制呼吸辅助装置的控制装置的结构图。
图15是睡眠深度与深部体温的相关性的说明图。
图16是基于脑波使输送气体的温度变动的控制的流程图。
图17的(a)是控制本发明的第五实施方式的呼吸辅助装置的控制装置的结构图。图17的(b)是表示按照预先决定的顺序和时间间隔使输送气体温度变动的控制结果的图表。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。图1～图17是实施发明的方式的一例，在附图中，赋予同一附图标记的部分表示同一构件。此外，在各图中适当地省略一部分的结构，以简化附图。并且，适当地夸大构件的大小、形状、厚度等来表示。
图1是说明本发明的第一实施方式的呼吸辅助装置1的说明图。呼吸辅助装置1具有：主体5；加湿装置50，对输送的气体进行加湿；呼吸回路70，包括用于对输送来的气体进行输送的导管；升温部80，对呼吸回路内的气体进行升温；呼吸接口装置110，装戴于使用者，用于接收和发送气体；深部体温测量传感器120，检测使用者的生物体深部的温度即深部体温。优选地，呼吸接口装置110具有鼻罩、经鼻插件。此外，优选地，在呼吸接口装置110或其附近具有安全阀，该安全阀在压力变高时变为向大气开放的状态，以防止因呼气而压力变高从而难以喘息。
主体5具有：鼓风机(送风机)40，输送压缩气体；流量测量装置20，对输送的气体流量进行测量；控制装置10，控制气体的流量、压力、温度。鼓风机(送风机)40从吸气口30吸入外部气体进行压缩，并向呼吸回路70送出。此时，通过流量测量装置20测量输送的气体的流量，控制装置10进行控制，变为医生处方的处方压。此外，优选地，具有用于测量输送的气体的压力的压力计。
在呼吸回路70连接有呼吸接口装置110，从呼吸接口装置110向使用者100的鼻腔压送阳压的气体。在呼吸回路70或呼吸接口装置110具有检测呼吸接口装置110附近的气体的温度即气体温度的气体温度传感器105。另外，在呼吸回路70的至少一部分设置有升温部80，通过控制装置10控制加热器电源90，来控制气体温度。
加湿装置50与主体5或呼吸回路70连接，对向使用者输送的气体进行加湿。加湿装置50具有：贮水部55，贮存用于加湿的水；多孔质的中空纤维部60，供给贮水部的水。多孔质的中空纤维部60插入呼吸回路70内，通过使水蒸气蒸发至呼吸回路70内的气体，来进行加湿。
深部体温测量传感器120可以是热流补偿式，也可以是具有多个热流传感器的方式。
图2示出了控制装置10的结构图。控制装置10具有：生物体信息获取部140，获取使用者的生物体信息；温度变动部130，通过控制升温部80来使气体温度变动；气体温度测量部180，测量气体温度。生物体信息获取部140具有测量深部体温的深部体温测量部160(参照图1)。温度变动部130与加热器电源90连接，深部体温测量部160与深部体温测量传感器120连接(参照图1)。如后所述，温度变动部130，温度变动部130基于生物体信息即深部体温，进行升温部80的温度控制，以使气体温度变动。气体温度测量部180与气体温度传感器105连接来测量气体的温度(参照图1)。此时，优选地，控制装置10基于由气体温度测量部180获得的气体的温度，进行升温部80的反馈控制(例如，PID控制等)。
此外，控制装置10由CPU、RAM以及ROM等构成，执行各种控制。CPU是所谓的中央运算处理装置，通过执行各种程序来实现各种各样的功能。RAM用作CPU的工作区域、存储区域，ROM存储由CPU执行的操作系统、程序。
图3A示出了控制装置10进行的气体温度的温度控制的流程图。
首先，在将呼吸辅助装置1的电源变为接通时，鼓风机(送风机)40开始运转而开始呼吸辅助(参照图1)。此外，虽然没有特别地图示，但是，在电源接通时自动反映上次将电源断开之前的设定值(处方压等)。
从运转开始时起启动测量运转时间的计时器功能(省略图示)，在规定时间，例如30分钟的期间，将气体温度保持为规定的温度，例如37℃(步骤S1-10)。这是由于，在入睡时输送比较缓和的气体会使鼻腔的通气性变良好，对使用者来说是舒适的。优选地，使用者能够合适地变更该规定时间和规定温度。
在从呼吸辅助装置1的运转开始起经过规定时间后使用者变为睡眠状态时，由深部体温测量传感器120检测而由深部体温测量部160测量的使用者的深部体温开始下降。与之伴随，控制装置10的温度变动部130通过控制加热器电源90而使升温部80的温度下降，从而使气体温度下降至规定的目标温度(步骤S1-20)。该目标温度比深部体温低，优选地，与外部气体温度相同，或比外部气体温度低1℃至3℃。在目标温度与外部气体温度大致相等的情况下，温度变动部130使对加热器电源90供给的电力下降或变为零即可。
此外，为了使气体的温度比外部气体温度低，优选设置冷却机构。作为冷却机构，可以是通常用于气体冷却的机构，也可以如通常的冰箱那样使用制冷剂和压缩机从气体夺走气化热来进行冷却，也可以使用珀耳帖元件。也可以使用加湿装置50自身进行冷却。
目标温度优选地能够由使用者自身在运转中变更。
即，控制装置10基于称为深部体温的生物体信息，进行升温部80的控制，以使气体温度下降。一般而言，在睡眠中在清醒之前，人的深部体温下降，因此，优选地，在由深部体温测量部160测量的深部体温下降时，控制装置10进行升温部80的控制，以使气体温度下降。此时，优选地，控制装置10使用由气体温度传感器105检测且由气体温度测量部180测量的气体温度，进行升温部80的反馈控制，以变为目标温度。
然后，控制装置10将气体温度维持为目标温度而持续地进行呼吸辅助，直到使用者变为清醒状态而将呼吸辅助装置1的电源切断、呼吸辅助装置1中止运转为止(步骤S1-30的否的情况)。在将呼吸辅助装置1的电源切断而该呼吸辅助装置1停止运转的情况下，也同时中止气体温度的控制(步骤S1-30的是的情况)。
通过以上的动作，能够达到如下优良效果：呼吸辅助装置1能够进行升温部80的控制，以使输送的气体温度下降，而不妨碍睡眠时的深部体温的下降，因此，在进行呼吸辅助时不妨碍睡眠，从而能够提高使用者的舒适性。当然，即使人工呼吸，也能够提高睡眠的舒适度。
图3B是表示气体温度控制的变形实施例的图表。
在图3B的(a)中示出了不依靠生物体信息而根据呼吸辅助装置1具有的计时器(省略图示)，通过温度变动部130(参照图2)使气体温度变动的例子。在期间610所示的从运转开始起30分钟的期间，将气体温度维持为例如37℃，在期间620，使气体温度下降3℃。在之后的2小时30分钟内将气体温度维持为34℃(期间630)。然后再使气体温度下降3℃(期间640)，在接下来的2小时内将气体温度维持为31度(期间650)。在随着时间而清醒的期间660，使温度上升6℃，然后维持为37℃(期间670)。通过进行这样的计时器动作，使用者容易实现睡眠时的舒适性。
在图3B的(b)中示出了测量深部体温而与深部体温的下降相对应地使目标温度下降，使气体温度下降的情况。在本变形实施例中，在从运转开始起30分钟的期间，将气体温度维持为例如37℃，然后，与由深部体温测量传感器120检测且由深部体温测量部160测量的深部体温的下降相对应地使气体温度下降。
具体而言，每隔规定的时间间隔测量深部体温，并与测量的深部体温相对应地进行随时决定目标温度的动作(参照图3A)。就图3B的(b)而言，例如，以比一般的人的平均体温即36℃低2℃的温度34℃作为基准，使目标温度以深部体温的时间变化量乘以规定的系数例如2.0后所得的温度量进行变化。即，在期间740，深部体温下降1.5℃，与之伴随，使气体温度下降3℃，在没有深部体温的变化的期间750，以将气体温度维持为31℃的方式来决定目标温度。另外，为了防止因激烈的气体温度的变动刺激鼻腔而妨碍使用者的深度睡眠，可以以由深部体温和时间所决定的温度变化小且时间变化平滑的函数来决定目标温度，以便使气体温度平滑地变化。当然，也可以在温度变动部130预先准备深部体温和目标温度的查阅表，来与深部体温测量部160测量的深部体温相对应地决定目标温度。
此外，在该变形实施例中，不将在清醒时经常产生的深部体温的上升反映于气体温度。
此外，当然上述的图3B的(a)～图3B的(b)所列举的变形实施例的气体温度控制也能够适用于其他实施方式。
图4示出了本发明的第二实施方式的呼吸辅助装置1的说明图。与第一实施方式的不同点在于，检测气体的湿度的气体湿度传感器95和调节从加湿装置50供给的水蒸气的量来使湿度变动的湿度调节部65。
此外，作为调节湿度的湿度调节部65的具体的结构，可以利用电磁阀调节向多孔质的中空纤维部60供给的水的量，也可以在多孔质的中空纤维部60设置加热部，通过调节其加热量来使水蒸气的产生量增加或减少。
用于呼吸辅助的以往的呼吸辅助装置从呼吸道输送相对湿度100％的气体，但这样的气体对使用者来说是否舒适依情况而定。例如，被实施CPAP疗法的使用者经由能够对自身的气体供给水分的鼻腔进行送气，具有自行加湿的能力。因此，在本发明的第二实施方式中，通过将输送的气体的湿度维持为目标湿度，例如，相对湿度60％至80％之间的任意的值，来促使使用者舒适地睡眠。优选地，使用者在呼吸辅助装置1的运转中能够变更目标湿度。
图5示出了本发明的第二实施方式的呼吸辅助装置1中的控制装置10的结构图。控制装置10除了第一实施方式的控制装置10所具有的构件以外，还具有使气体湿度变动为规定的湿度的湿度变动部150和测量气体的湿度的气体湿度测量部185。
即，在呼吸辅助装置1中具有气体湿度传感器95，该气体湿度传感器95在呼吸回路70中检测气体的湿度，在控制装置10中设置有测量气体的湿度的气体湿度测量部185(参照图4)。控制装置10还具有使气体湿度变动为规定的湿度的湿度变动部150，湿度变动部150控制湿度调节部65。优选地，气体湿度传感器95与气体湿度测量部185连接，湿度变动部150基于气体湿度测量部185测量的气体湿度，对气体湿度进行反馈控制。
图6的(a)示出了控制装置10进行的气体温度和气体湿度的控制的流程图。与图3A所示的第一实施方式的不同点在于，在(步骤S2-20)中，控制装置10的湿度变动部150在经过规定时间后，与深部体温的下降相对应地使气体温度下降至目标温度的动作之后，在(步骤S2-30)中，进行将气体湿度维持为规定的湿度的动作。该顺序也可以相反，另外，(步骤S2-30)也可以与(步骤S2-10)同时或在其前后进行。
此外，在此说明了将湿度维持为恒定的方式，但为了提高使用者的舒适性，也可以基于生物体信息来进行加湿装置50的控制，以使气体湿度变动。具体而言，也可以与深部体温的变动相对应地使相对湿度增加或减少。例如，在深部体温下降时，为了从体表放出热而出汗可能变多，因此，湿度变动部150也可以进行将目标湿度设定得高而防止水分从身体过度地失去的控制(参照图6的(b))。另外，相反，如果深部体温上升，也可以使湿度变低。
另外，也可以基于气体湿度与所述气体温度的关系来控制加湿装置50，以供给规定的水蒸气供给量。
图7示出了本发明的第三实施方式的呼吸辅助装置1的说明图。与第二实施方式的不同点在于，检测使用者所处的场所的温度即外部气体温度Tout(单位为摄氏温度：℃)的外部气体温度测量传感器45。
图8的(a)示出了第三实施方式的呼吸辅助装置1中的控制装置10的结构图。控制装置10还具有与外部气体温度测量传感器45连接来测量外部气体温度的外部气体温度测量部170。温度变动部130在作为目标温度的(Tout-1)℃至(Tout-3)℃之间控制气体温度。
如上所述，就用于呼吸辅助的以往的呼吸辅助装置而言，输送的气体的温度维持为37℃。在入睡时，深部体温下降，若使深部体温降低，则容易入睡，因此，为了让使用者取得更舒适的睡眠，优选地，从呼吸辅助装置1输送的气体的气体温度为与外部气体温度相同的温度或比外部气体温度Tout低例如1℃至3℃左右的温度。
图8的(b)示出了进行测量深部体温，与深部体温的变动相对应地使目标温度变动，并通过温度变动部130使气体温度变动的温度控制的情况。在本变形实施例中，以比外部气体温度低的温度输送气体。即，例如，假定由外部气体温度测量部170测量的外部气体温度在25℃为恒定时。在最初的30分钟的期间，与上述的变形实施例同样地，将气体温度维持为37℃。在接下来的期间820，与深部体温下降相对应地使气体温度下降，在期间830中，与深部体温未变动相对应地维持气体温度。然后，在期间840中，再次与深部体温的下降相对应地使气体温度下降，在接下来的1小时内，根据深部体温没有变动，将气体温度维持为比外部气体温度低2℃的23℃(期间850)。在接下来的期间860，与深部体温上升相对应地使气体温度上升2℃，以下同样地，进行与深部体温的变动相对应的气体温度的控制。此外，也可以考虑外部气体温度变动来决定气体的温度。通过进行这样的气体温度的控制，使用者能够进行舒适的呼吸辅助。
此外，使气体的温度比外部气体温度低的冷却机构也可以是通常用于气体冷却的机构，也可以如通常的冰箱那样使用制冷剂和压缩机从气体夺走气化热来进行冷却，也可以使用珀耳帖元件。当然，也可以考虑使用加湿装置50自身进行冷却。气体温度也可以与深部体温的变化相对应地进行控制，以进行变动。
此外，本发明的呼吸辅助装置并不限定于上述的实施方式，当然，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变更。
例如，如图9的(a)所示，考虑呼吸辅助装置1所具有的温度变动部130具有计时器处理部190的变形实施例。计时器处理部190根据时间经过来控制气体温度。
图9的(b)示出了通过计时器处理部190使气体温度变化的例子。在开始运转后的30分钟的期间，温度变动部130将气体温度保持为比体温稍高的37℃(期间930)。接着，计时器处理部190对已经过30分钟进行识别，并使温度变动部130在30分钟内将气体温度下降至25℃(期间940)。然后，计时器处理部190对已经过了期间940进行识别，在接下来的1小时内，以将气体温度维持为25℃的方式来控制升温部80(期间950)。以下同样地，通过计时器处理部190进行动作，根据时间经过对气体温度进行温度控制，从而达到使用者能够舒适且有效地接受CPAP疗法的效果。
呼吸辅助装置1例如也可以具有选择处理功能，该选择处理功能能够供使用者在多个动作模式内选择一个动作模式，所述多个动作模式具有如上述那样根据时间经过来控制气体温度的计时器模式和基于生物体信息使气体温度变动的生物体信息模式等。也可以在计时器模预先设定的多个序列，即，除了图9的(b)所示的序列以外，例如，还设置有在8小时的期间内以恒定的比例使气体温度下降的序列等，能够供使用者选择。
另外，例如，在第二实施方式以及第三实施方式中，也考虑湿度变动部150具有计时器处理部190的变形实施例(参照图5以及图8)。计时器处理部190根据时间经过来控制气体湿度。
另外，例如，作为加湿装置，可以是以往的罐式加湿装置，另外，也可以是下面的图10所示的方式。图10是本发明的变形实施例的加湿装置210的剖视图。与以往的加湿装置同样，加湿装置210与使用者的呼吸器中的调节或辅助换气的呼吸辅助装置的呼吸回路70连接，以微粒子或水蒸气的形式对输送来的气体供给水分。加湿装置210具有：鼓风机(送风机)侧配管290；液体容器280，配置在呼吸回路侧配管295之间，容纳至少包含水的液体；雾滴产生机构270，产生该液体的微小液滴即雾滴；保水构件220，保持所述雾滴的至少一部分。在本变形实施例中，如后面所述，雾滴产生机构270通过超声波振动来产生雾滴。
雾滴产生机构270具有通过对液体进行加振而产生雾滴的超声波产生机构。即，在本变形实施例的加湿装置中，雾滴产生机构270是利用通过来自超声波振子的振动能量在液体表面产生气泡的所谓的气蚀效果的超声波式雾滴产生机构，所述雾滴产生机构270具有框体255、超声波振子260、超声波传递物质250。超声波传递物质250例如为水。框体255所保持的超声波传递物质250即水的比热大，因此，包括框体225和经由框体255而接触的水240的温度难以上升，加湿装置210整体适合长时间的使用。雾滴产生机构270和液体容器280隔着非挥发性的油等容易传递超声波的物质在边界285紧密接触。
超声波振子260由包含于控制装置10的控制器(省略图示)控制。控制器具有用于进行加湿装置10整体的控制的CPU、RAM、ROM等。CPU是所谓的中央运算处理装置，通过执行各种程序来实现各种各样的功能。RAM用作CPU的工作区域、存储区域，ROM存储由CPU执行的操作系统、程序。控制器监控深部温度、气体温度、气体的流量等，来进行雾滴加热机构230的加热器等的反馈控制(PID控制等)，优选具有调节为规定的温度、湿度的功能。另外，优选地，在液体容器280内的水240变为规定的水量以下的情况下，发出警告。
雾滴产生机构270的雾滴产生量由控制器控制。例如，若使施加于超声波振子260的交流电压的振幅变大，则超声波振子260的振动的振幅变大，雾滴产生量增大。优选地，液体容器280能够从框体225卸下。另外，优选地，雾滴产生机构270也能够从液体容器280卸下。
加湿装置210具有供输送的气体流动的流路，该流路被保水构件220封闭，鼓风机(送风机)40侧即配置有液体容器280以及雾滴产生机构270的上游侧和作为使用者侧的下流侧被保水构件220隔开。具体而言，保水构件220为筒状，并且带底。筒的开口侧的端部与框体225的内周面接合，从而切断流路。优选地，增大通气面积，以降低气体通过保水构件220时的阻力。因此，优选地，在筒状的保水构件220与框体225的内周面之间设置间隔垫来确保间隙。也可以使保水构件220的筒的直径相比框体225的内周径充分地变小来可靠地确保间隙，以取代设置间隔垫。保水构件220是具有吸水性的无纺布，优选能够进行交换。构成保水构件220的无纺布的材质例如为聚丙烯，优选地，为了亲水化而实施表面活性剂处理、氟气处理、磺化处理、丙烯酸接枝处理、等离子放电处理等。
保水构件220设置在框体225之中，在保水构件220的内侧即液体容器280侧设置有加热雾滴使其气化为水蒸气的雾滴加热机构230。雾滴加热机构230是由例如镍铬线等构成的电阻加热器，该雾滴加热机构230与电源(省略图示)连接，通过控制器基于气体温度等控制电力，从而进行温度、湿度的控制。保水构件220阻断雾滴，但包含水蒸气的气体能够通过保水构件220。
接着，同样使用图10来说明上述的变形实施例的加湿装置的动作。
干燥的气体从鼓风机(送风机)侧配管290向加湿装置210供给。对该气体供给水分是加湿装置210的任务，加湿以下面的两个方法进行。
(1)在液体容器280的表面产生的雾滴通过雾滴加热机构230气化而变为水蒸气。由超声波振子260产生的超声波的振动能量传递至液体容器280的水面，因水面的一部分的表面张力变弱而产生微细的雾滴。雾滴为微小液滴，因此，相比于体积表面积大，从而容易气化。另外，在雾滴到达雾滴加热机构230附近时，温度变高且饱和蒸气压变大，因此，更容易气化。其结果，气化而产生的水蒸气对干燥的气体进行加湿。
(2)若液体容器280的表面产生的雾滴到达保水构件220，则附着于保水构件220。保水构件220具有吸水性，因此，附着于保水构件的水分作为液体的水被保持。从鼓风机(送风机)侧配管290输送来的气体的水蒸气压在通过保水构件220的附近时，因被保水构件220保持的水分而进一步增大，并被加湿。
以上说明的变形实施例的加湿装置210能够以比通常沸腾所引起的气化的能量小的能量产生水蒸气来进行加湿。另外，能够产生多量的水蒸气，而无需使贮存的水240沸腾，因此，能够达到如下效果：能够与温度独立地进行湿度控制，而不使气体的温度过度地上升。另外，输送的气体被保水构件220过滤，因此，保水构件220能够进行加湿，并且还发挥细菌过滤器的作用。
另外，作为另一变形实施例，也考虑基于体表面温度使气体温度变动，来代替基于深部体温的气体温度的变动。图12的区域520是表示时刻与“手脚的背部相对于身体的相对温度”之间的关系的图表。“手脚的背部相对于身体的相对温度”是指，手脚的背部的皮肤温度减去处于颈部的根部的锁骨之下的皮肤温度(接近胴体或躯干的温度)所得的值。作为体表面温度以上述的“手脚的背部相对于身体的相对温度”为代表时，对比图12的区域520和图12的区域530可知，体表面温度与入睡容易度之间具有相关性。即，若体表面温度上升，则容易入睡，相反，若体表面温度下降，则难以入睡。这是由于，人的身体为了降低深部体温而来自皮肤的放热变大，为了提高深部体温会抑制来自皮肤的放热。因此，在这样的方式中，若测量体表面温度，则即使不准备特别的深部体温传感器，也能够实现可进行基于深部体温的变动的气体温度的控制的呼吸辅助装置，从而能够在呼吸辅助下更舒适地睡眠。
具体而言，在图1中，优选地，将深部体温传感器120换作体表面温度传感器，在图2中，将深部体温测量部160换作测量使用者的体表面的温度即体表面温度的体表面温度测量部。即，生物体信息获取部140具有测量使用者的体表面的温度即体表面温度的体表面温度测量部，温度变动部130在由体表面温度测量部测量的体表面温度上升时，进行升温部80的控制，以使气体温度下降。
另外，作为其他变形实施例也考虑，让使用者装戴用于检测使用者的体动的加速度传感器来捕捉体动，并基于该信息使气体温度变动。
人在睡眠中，在体动大时，处于所谓的浅睡眠，即“快速眼动睡眠”状态，在体动小时，处于深度睡眠，即“非快速眼动睡眠”状态。在呼吸辅助装置1的控制装置10中设置有：体动测量部，基于加速度传感器检测出的体动的信息来测量体动；睡眠深度判定部，基于体动测量部测量的体动来判定使用者的睡眠的深度。然后，在睡眠的深度变深时，温度变动部130使气体温度下降。
上述方式的呼吸辅助装置1能够达到如下显著的优良效果：能够在呼吸辅助下更舒适地睡眠。
以上的变形实施例当然能够适用于本说明书中记载的全部的实施方式、变形实施例。
图13是说明本发明的第四实施方式的呼吸辅助装置1的说明图。呼吸辅助装置1具有主体5。该主体5具有：控制装置10，进行呼吸辅助装置1整体的控制；鼓风机(送风机)40，从吸气口30吸入气体并经由呼吸回路70向使用者输送。在鼓风机(送风机)40的出口侧设置有测量气体的流量的流量测量装置20。另外，呼吸辅助装置1具有使输送的气体含有水分的加湿装置50。通过使贮存于贮水部55的水从多孔质的中空纤维部60蒸发，对在呼吸回路70内输送的气体进行加湿。
具体而言，呼吸辅助装置1具有：呼吸接口装置110，装戴于使用者来接收和发送气体；气体温度测量部105，测量气体的温度即气体温度；升温部80，使气体升温；温度变动部130，通过控制升温部80使气体温度变动(参照后述的图14)；生物体信息获取部140，获取使用者的生物体信息(参照后述的图14)，具体而言为测量并获取使用者的脑波的脑波测量部1010。温度变动部130基于获取的脑波，来进行升温部80的控制，以使气体温度变动。例如，生物体信息获取部140还具有基于获取的生物体信息来判定表示使用者的睡眠的等级的睡眠等级的睡眠等级判定部1020(参照后述的图14)。
此外，脑波测量部1010使用贴附在使用者的头部的电极探针，来进行脑波的测量，但由于是一般的公知技术，所以省略详细说明。
升温部80与加热器电源90连接，通过加热器电源90被控制装置10控制，使气体的温度变动。此时，例如，优选地，控制装置10以通过反馈气体温度传感器105测量的温度，使输送的气体的温度上升或下降至规定的温度的方式进行控制。
此外，作为变形实施例，呼吸辅助装置1例如也可以具有状态判定部，该状态判定部基于由脑波测量部1010测量的脑波，来判定使用者是处于睡醒的清醒状态还是处于睡眠中的睡眠状态。另外，也可以具有脑波判定部，该脑波判定部基于测量的脑波，来判定使用者是处于快速眼动睡眠状态还是处于非快速眼动睡眠状态。还考虑温度变动部130基于使用者处于快速眼动睡眠状态还是处于非快速眼动睡眠状态来进行升温部80的控制，以使气体温度上升或下降。具体而言，例如，也可以在脑波判定部判定使用者处于非快速眼动睡眠状态的情况下，温度变动部130进行升温部80的控制而使气体温度下降。
另外，还考虑脑波判定部进一步详细地判定使用者的睡眠深度。具体而言，脑波判定部可以判定使用者的非快速眼动睡眠的程度，例如非快速眼动睡眠的睡眠阶段等，温度变动部130基于非快速眼动睡眠的程度进行升温部80的控制，使气体温度上升或下降。
图14示出了本发明的第四实施方式的呼吸辅助装置1中的控制装置10的结构图。控制装置10具有温度变动部130、生物体信息获取部140、测量输送的气体的温度的气体温度测量部180。生物体信息获取部140具有脑波测量部1010、基于由脑波测量部1010测量的脑波来判定使用者的睡眠的等级即睡眠等级的睡眠等级判定部1020。具体而言，睡眠等级一般是根据脑波的波形被分类的睡眠状态，即快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠的睡眠阶段1至睡眠阶段4(非快速眼动阶段1至非快速眼动阶段4)。另外，睡眠等级的划分方法可以为例如快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠，也可以是浅睡眠和深睡眠等其他分类。
此外，睡眠等级判定部1020在基于脑波的波形判定为使用者(被测量者)处于清醒状态的情况下，不判定睡眠等级。
气体温度测量部180例如利用气体温度传感器105(参照图13)测量并获取气体的温度。然后，控制装置10通过由例如PID控制等控制加热器电源90，控制向设置于升温部80的加热器输出的电力。
图15是表示睡眠深度与深部体温之间的相关性的说明图。具体而言，是表示人从清醒状态变为入眠状态，随着直到起床为止的时间经过，基于脑波的波形所确定的睡眠深度和深部体温如何变化的例子。图15的横轴是时刻，上侧的实线表示睡眠深度，下侧的虚线表示深部体温。具体而言，由使用者的脑波的波形来定义睡眠的等级，被分类为快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠的睡眠阶段1至睡眠阶段4(非快速眼动阶段1至非快速眼动阶段4)。在入眠区域980，被测量的对象者的睡眠等级经过快速眼动睡眠而转变为非快速眼动睡眠，睡眠深度从非快速眼动睡眠的阶段1向阶段4变深。然后，转变为快速眼动睡眠，另外，再次向非快速眼动睡眠转变。在重复多次该非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的睡眠区域990期间，由虚线所示的深部体温下降。然后，在经过最后的快速眼动睡眠而变为清醒状态的清醒区域995，深部体温上升。
在呼吸辅助装置1将例如恒定温度的气体向在人的身体中发挥散热器那样的热交换器的作用的肺输送时，妨碍这样的自然的深部体温的变化而睡眠的质量下降，从而能够损害使用者的舒适性。相反，若呼吸辅助装置1使输送的气体的温度变动，以不妨碍图15所示那样的自然的深部体温变化，则能够提高使用者的舒适性。
另外，考虑如果基于测定的脑波来判定睡眠的等级，则通过例如在恒定时间的期间输送使深部体温容易下降的温度的气体，具体而言为温度比深部体温低的气体，容易使深部体温下降，从而能够提高使用者的睡眠的质量。
图16示出了基于脑波使输送气体的温度变动的控制的流程图。
首先，在使呼吸辅助装置1的电源接通时，鼓风机(送风机)40开始运转而开始呼吸辅助(参照图13)。此外，虽然没有特别地图示，但是，在电源接通时自动反映上次将电源断开之前的设定值(处方压等)。
从运转开始时起启动测量运转时间的计时器功能(省略图示)，在规定时间，例如30分钟的期间，使气体温度上升至规定的温度例如37℃并进行维持(步骤S3-10)。这是由于，在入睡时输送比较缓和的气体会使鼻腔的通气性变良好，对使用者来说是舒适的。优选地，使用者能够合适地变更该规定时间和规定温度。
脑波测量部1010测量脑波的波形(步骤S3-20)，在睡眠等级判定部1020判定使用者的睡眠等级时(步骤S3-30的“是”侧)，控制装置10，温度变动部130，通过控制加热器电源90来使升温部80的温度下降，使气体温度下降至规定的目标温度(步骤S3-40)。该目标温度比深部体温低，优选为，与外部气体温度相同或比外部气体温度低1℃至3℃。在目标温度与外部气体温度大致相等的情况下，温度变动部130使供给至加热器电源90的电力下降或变为零即可。
在睡眠等级判定部1020未判定使用者的睡眠等级时(步骤S3-30的“否”侧)，具体而言，在使用者处于清醒状态时，控制装置10将气体的温度维持为例如37℃。
根据本发明的第四实施方式的呼吸辅助装置1，能够达到如下优良效果：具有获取使用者的生物体信息的生物体信息获取部140，从而能够基于生物体信息获取部140的获取信息使输送的气体的温度变动，因此，能够对使用者输送最适的温度的气体，从而能够提高使用者的舒适性。
根据本发明的第四实施方式的呼吸辅助装置1，能够达到如下优良效果：具有基于生物体信息获取部140获取的生物体信息来判定使用者的睡眠的等级的睡眠等级判定部1020，因此，能够使输送气体的温度变动至适于使用者的睡眠等级的温度，从而能够提高使用者的舒适性。
在本发明的变形实施例中，呼吸辅助装置1也可以具有状态判定部，该状态判定部基于由脑波测量部1010测量的脑波，来判定使用者是处于睡醒的清醒状态还是处于睡眠中的睡眠状态。另外，也可以具有判定快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠的睡眠阶段1至睡眠阶段4(非快速眼动步骤1至非快速眼动步骤4)的脑波判定部，控制装置10基于该判定通过温度变动部130使输送的气体的温度变动。具体而言，优选地，以不妨碍图15所示的自然的深部体温变化的方式使输送的气体的温度变化。
若进一步详细地说明，优选地，具有判定非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的脑波判定部，在脑波判定部判定被测量者(使用者)处于重复多次非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的睡眠区域990(参照图15)的情况下，也以不妨碍深部体温的下降的方式使输送的气体的温度下降。或者也考虑维持为比深部体温的最低温度低的温度，另外，也考虑若使用者就寝的环境的温度比体表温度低，则持续输送使用者就寝的环境的温度的气体。
此外，生物体信息获取部140(参照图14)也可以具有状态判定部、脑波判定部。另外，状态判定部、脑波判定部也可以是与睡眠等级判定部一体的构件。
一般变为睡眠状态时，人的深部体温下降。因此，例如，在持续输送比体表温度高的温度的气体时，妨碍深部体温的下降，对使用者来说不舒适，根据情况睡眠的质量可能下降。根据本发明的变形实施例，能够达到如下优良效果：具有基于脑波判定使用者处于清醒状态还是处于睡眠状态的状态判定部，因此，若使用者变为睡眠状态，则能够使输送的气体的温度变动为适于睡眠状态时的温度，从而能够提高使用者的舒适性。
人的睡眠因脑的动作方式不同而被分类为快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠。一般而言，在睡眠中，从入眠到起床反复交替地进行非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠。并且，该反复的过程与深部体温的时间变化具有相关性。根据本发明的变形实施例，能够达到如下优良效果：由于能够基于测定的脑波来判定非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠，因此，能够推定深部体温的状态，从而能够使输送气体的温度变动为适于使用者的温度。
随着入眠后从最初的快速眼动睡眠向非快速眼动睡眠的转变，人的深部体温下降，随着非快速眼动睡眠的阶段变浅，深部体温上升。根据本发明的变形实施例，能够达到如下优良效果：由于能够基于脑波来推定深部体温的变化，因此，能够使输送的气体的温度变动，以不妨碍深部体温的自然的变动，因此，能够提高使用者的舒适性。
一般而言，在睡眠中，从入眠至起床反复交替地进行非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠。并且，该反复的过程与深部体温的时间变化具有相关性。具体而言，具有随着非快速眼动睡眠的睡眠阶段变深，深部体温下降的倾向，可知深部体温在到达起床为止的反复多次的非快速眼动睡眠的每一次都下降。根据本发明的变形实施例，能够达到如下优良效果：在脑波判定部判定为使用者处于非快速眼动睡眠状态的情况下，温度变动部130进行升温部80的控制而使气体温度下降，因此，能够使气体的温度变动，以不会妨碍深部体温的自然的变化。
人的深部体温具有如下倾向：在非快速眼动睡眠的程度，具体而言为非快速眼动睡眠的睡眠阶段变深时下降，在非快速眼动睡眠的程度变浅时被维持。根据本发明的变形实施例，能够达到如下优良效果：由于具有能够判定非快速眼动睡眠的程度的脑波判定部，因此，能够使气体的温度变动，以不妨碍深部体温的自然的变化。
图17的(a)示出了控制本发明的第五实施方式的呼吸辅助装置1的控制装置10的结构图。
控制装置10具有：温度变动部130；气体温度测量部180，测量输送的气体的温度；设定记录部195，预先输入按照规定的顺序和时间间隔使气体的温度变动的设定并进行记录。具体而言，温度变动部130具有基于记录于设定记录部195的设定，根据时间经过控制气体温度的计时器处理部190。另外，优选地，温度变动部130对由气体温度测量部180测定的气体的温度进行反馈控制。
此外，呼吸辅助装置1的其他结构除了脑波测量部1010以外，与本发明的第四实施方式相同，故省略说明。
图17的(b)示出了表示按照预先决定的顺序和时间间隔使输送气体温度变动的控制结果的图表。通过温度变动部130所具有的计时器处理部190，按照记录于设定记录部195的设定来控制输送的气体的温度。具体而言，计时器处理部190包括在使用者所处的环境的温度为例如23℃时，在呼吸辅助装置1开始运转后的30分钟的期间，使输送的气体的温度上升至37℃的上升区域1030。另外，计时器处理部190包括在上升区域后的30分钟期间维持气体的温度的维持区域1040。计时器处理部190还包括在维持区域1040后的30分钟期间使气体的温度下降的下降区域1050。然后，计时器处理部190以包括维持区域1060、下降区域1070、维持区域1080的方式控制气体温度。
根据本发明的第五实施方式的呼吸辅助装置1，能够达到如下优良效果：由于温度变动部130具有根据时间经过控制气体温度的计时器处理部190，因此，在按照预先设定的计时器程序控制气体温度时，容易提高使用者的舒适性。
在通过鼻腔输送气体时，在清醒状态下，存在比体表温度稍高的气体温度会使鼻腔的通气性变良好的情况。根据本发明的第五实施方式的呼吸辅助装置1，能够达到如下优良效果：在使用者开始运转该装置后到入眠为止所花费的平均的时间例如30分钟的期间，将输送气体的温度维持为体表温度以上的温度，由此，能够使鼻腔的通气性变良好，从而能够变为使用者容易入眠的状态。
人的深部体温从入眠到起床为止随着时间经过而变动。根据本发明的第五实施方式的呼吸辅助装置1，能够达到如下优良效果：由于能够按照预先输入的固定的顺序和时间间隔使输送的气体的温度变动，因此，能够以预想的深部体温的时间变动相对应地以最适的气体温度进行送气，从而能够提高使用者的舒适性。
在本发明的变形实施例中，例如，也考虑计时器处理部190进行使升温部80停止的控制。一般而言，在从清醒状态转变为睡眠状态时，人的深部体温下降。因此，例如，若持续输送比体表温度高的温度的气体，则妨碍深部体温的下降，对使用者来说不舒适，根据情况睡眠的质量可能下降。根据上述的变形实施例，在进过使用者开始运转该装置后到入眠为止所花费的平均的时间例如30分钟后，能够自动地停止气体的升温，因此，能够使气体的温度至少下降至室温，以不妨碍深部体温的自然的变化，由此，能够提高使用者的舒适性。
另外，在本发明的变形实施例中，也考虑计时器处理部190以使气体的温度变为使用者的体表温度以下的温度的方式进行控制。一般而言，在从清醒状态转变为睡眠状态时，人的深部体温下降。因此，例如，若持续输送比体表温度高的温度的气体，妨碍深部体温的下降，对使用者来说不舒适，根据情况睡眠的质量可能下降。根据上述的变形实施例，能够达到如下优良效果：由于随着时间经过而使输送的气体的温度自动地下降至体表温度以下，因此，能够使气体的温度至少下降至室温，以不妨碍深部体温的自然的变化，由此，能够提高使用者的舒适性。
而且，在本发明的其他变形实施例中，也考虑计时器处理部190以使气体的温度变为比运转呼吸辅助装置1的环境中的水的熔点高的温度的方式进行控制。假定使用者除了呼吸系统以外几乎没有问题，呼吸辅助装置1使输送气体的温度过度地下降反而会损害使用者的舒适性。根据上述的变形实施例，能够达到如下优良效果：通过将输送气体的温度维持为比水的冰点、具体而言为运转该装置的环境中的水的熔点高的温度，不会输送不必要的冷的气体，因此，难以损害使用者的舒适性。
另外，在本发明的另一变形实施例中，也考虑在使气体温度下降或变化至规定的目标温度时，以外部气体温度、体表温度作为基准来各种各样地设定该目标温度。例如，在以使用者所处的场所的温度即外部气体温度Tout(单位为摄氏温度：℃)为基准来决定气体温度的目标温度的情况下，设为(Tout-10)℃以上且小于Tout。或者，例如，在以外部气体温度Tout为基准来决定气体温度的目标温度的情况下，设为(Tout-5)℃以上且小于Tout。另外，在以体表温度Tbody(单位为摄氏温度：℃)为基准来决定气体温度的目标温度的情况下，设为(Tbody-10)℃以上且小于Tbody。或者，例如，在以体表温度Tbody为基准来决定气体温度的目标温度的情况下，设定为(Tbody-5)℃以上且小于Tbody。当然，也可以以深部体温为基准同样地决定目标温度。例如，在以深部体温Tdeep(单位为摄氏温度：℃)为基准来决定气体温度的目标温度的情况下，设为(Tdeep-10)℃以上且小于Tdeep。或者，例如，在以深部体温Tdeep为基准来决定气体温度的目标温度的情况下，设为(Tdeep-5)℃以上且小于Tdeep。有时温度变动小会感到舒适，另外，相反，有时温度变动大会感到舒适，因此，优选地，在任一情况下，使用者能够各种各样地选择。
以上的变形实施例当然能够适用于本说明书中记载的全部的实施方式、变形实施例。
附图标记的说明：
1 呼吸辅助装置
5 主体
10 控制装置
20 流量测量装置
30 吸气口
40 鼓风机(送风机)
45 外部气体温度测量传感器
50 加湿装置
55 贮水部
60 多孔质的中空纤维部
65 湿度调节部
70 呼吸回路
80 升温部
90 加热器电源
95 气体湿度传感器
100 使用者
105 气体温度传感器
110 呼吸接口装置
120 深部体温测量传感器
130 温度变动部
140 生物体信息获取部
150 湿度变动部
160 深部体温测量部
170 外部气体温度测量部
180 气体温度测量部
185 气体湿度测量部
190 计时器处理部
195 设定记录部
210 加湿装置
220 保水构件
225 框体
230 雾滴加热机构
240 水
250 超声波传递物质
255 框体
260 超声波振子
270 雾滴产生机构
280 液体容器
285 边界
290 鼓风机(送风机)侧配管
301 以往的呼吸辅助装置301
305 主体
310 控制装置
320 流量测量装置
330 吸气口
340 鼓风机(送风机)
350 加湿装置
355 贮水部
360 加热器电源
365 升温部
370 呼吸回路
380 升温部
390 加热器电源
395 气体温度传感器
400 使用者
410 呼吸接口装置
1010 脑波测量部
1020 睡眠等级判定部

Claims (16)

1.一种呼吸辅助装置，被睡眠呼吸暂停综合症的使用者用于睡眠期间，其特征在于，
具有：
呼吸接口装置，装戴于使用者，对气体进行接收和发送；
气体温度测量部，测量所述气体的温度即气体温度；
升温部，使所述气体升温；
温度变动部，通过控制所述升温部使所述气体温度变动；以及
生物体信息获取部，获取所述使用者的生物体信息，
所述温度变动部基于所述生物体信息判断所述使用者的睡眠开始时，进行所述升温部的控制，以使所述气体温度下降。
2.如权利要求1所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述生物体信息获取部具有测量所述使用者的生物体深部的温度即深部体温的深部体温测量部。
3.如权利要求2所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
在由所述深部体温测量部测定的所述深部体温下降时，所述温度变动部进行所述升温部的控制，以使所述气体温度下降。
4.如权利要求2或3所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述温度变动部将所述气体温度控制为所述深部体温以下。
5.如权利要求1至3中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述生物体信息获取部具有测量所述使用者的体表面的温度即体表面温度的体表面温度测量部。
6.如权利要求5所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
在由所述体表面温度测量部测定的所述体表面温度上升时，所述温度变动部进行所述升温部的控制，以使所述气体温度下降。
7.如权利要求1至3中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述呼吸辅助装置还具有测量所述使用者所处的场所的温度即外部气体温度的外部气体温度测量部，
所述温度变动部通过基于所述外部气体温度进行所述升温部的控制，来进行气体温度的控制。
8.如权利要求7所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
在将所述外部气体温度定义为Tout℃时，所述温度变动部将所述气体温度控制在(Tout-1)℃至(Tout-3)℃之间。
9.如权利要求1至3中任一项所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述生物体信息获取部具有测量所述使用者的体动的体动测量部。
10.如权利要求9所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述呼吸辅助装置具有睡眠深度判定部，该睡眠深度判定部基于所述体动测量部检测出的所述体动来判定所述使用者的睡眠的深度，
在所述睡眠的深度变深时，所述温度变动部进行所述升温部的控制，使所述气体温度下降。
11.一种呼吸辅助装置，被睡眠呼吸暂停综合症的使用者用于睡眠期间，其特征在于，
具有：
呼吸接口装置，装戴于使用者，对气体进行接收和发送；
气体温度测量部，测量所述气体的温度即气体温度；
升温部，使所述气体升温；
温度变动部，通过控制所述升温部使所述气体温度变动；以及
生物体信息获取部，获取所述使用者的生物体信息，
所述生物体信息获取部还具有睡眠等级判定部，该睡眠等级判定部基于获取的所述生物体信息，来判定表示所述使用者的睡眠的等级的睡眠等级，
所述温度变动部基于所述睡眠等级进行所述升温部的控制，以使所述气体温度变动。
12.一种呼吸辅助装置，被睡眠呼吸暂停综合症的使用者用于睡眠期间，其特征在于，
具有：
呼吸接口装置，装戴于使用者，对气体进行接收和发送；
气体温度测量部，测量所述气体的温度即气体温度；
升温部，使所述气体升温；
温度变动部，通过控制所述升温部使所述气体温度变动；以及
生物体信息获取部，获取所述使用者的生物体信息，
所述温度变动部基于所述生物体信息，进行所述升温部的控制，以使所述气体温度变动，
所述生物体信息获取部具有测量所述使用者的脑波的脑波测量部，
所述呼吸辅助装置还具有状态判定部，该状态判定部基于由所述脑波测量部测量的所述脑波，来判定所述使用者是处于睡醒的清醒状态还是处于睡眠中的睡眠状态。
13.如权利要求12所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述呼吸辅助装置具有脑波判定部，该脑波判定部基于由所述脑波测量部测量的所述脑波，来判定所述使用者是处于快速眼动睡眠状态还是处于非快速眼动睡眠状态。
14.如权利要求13所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述温度变动部基于所述使用者是处于所述快速眼动睡眠状态还是处于所述非快速眼动睡眠状态来进行所述升温部的控制，使所述气体温度上升或下降。
15.如权利要求13所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
在所述脑波判定部判定为所述使用者处于所述非快速眼动睡眠状态的情况下，所述温度变动部进行所述升温部的控制，使所述气体温度下降。
16.如权利要求13所述的呼吸辅助装置，其特征在于，
所述脑波判定部判定所述使用者的所述非快速眼动睡眠的程度，所述温度变动部基于所述非快速眼动睡眠的程度来进行所述升温部的控制，使所述气体温度上升或下降。
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