DE102019213637A1 - Gaszufuhrvorrichtung für die atmung und kontrollverfahren dafür - Google Patents

Gaszufuhrvorrichtung für die atmung und kontrollverfahren dafür Download PDF

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Abstract

[Zu lösende Aufgabe]Den Messfehler in Folge eines Aktivitätszustands eines Benutzers bei einer Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, die ein Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus zuführt, zu verringern.[Lösung]Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit einem Drucksensor und einer Kontrolleinheit ausgestattet, und die Kontrolleinheit beurteilt einen Punkt, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors berechneter Druckgradient größer wird als ein Druckgradienten-Schwellenwert, als ein Einatmungs-Messpunkt, und startet die Zufuhr von Atemgas. Zusätzlich beurteilt die Vorrichtung aus einer für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderlichen Zeit, ob ein als ein Kriterium für den Einatmungs-Messpunkt verwendeter Druckgradienten-Schwellenwert einem Aktivitätszustand des Benutzers entspricht, und wenn der Druckgradienten-Schwellenwert dem Aktivitätszustand nicht entspricht, den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen anderen Schwellenwert umschaltet und so den Druckgradienten-Schwellenwert an den Aktivitätszustand anpasst.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, die ein Atemgas, wie beispielsweise konzentrierten Sauerstoff und dergleichen, als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuführt, sowie ein Kontrollverfahren dafür.
  • [Stand der Technik]
  • Als Therapie für Atemwegserkrankungen, wie Asthma, Emphysem, chronische Bronchitis und dergleichen wird eine Sauerstoffinhalationstherapie durchgeführt, um einen Mangel an Sauerstoff zu ergänzen, indem ein hochkonzentriertes Sauerstoffgas einem Patienten zur Inhalation verabreicht wird. Eine Heim-Sauerstoffinhalationstherapie ist eine Therapie, bei der ein Patient als ein Benutzer der Atemgas-Zufuhrvorrichtung, wie beispielsweise einer Sauerstoff-Konzentrationsvorrichtung, einer Sauerstoffflasche und dergleichen, die Vorrichtung gemäß der Verschreibung von einem Arzt bedient und die Sauerstoffinhalationstherapie zuhause erhält. Die kürzliche Entwicklung von batteriebetriebenen tragbaren Sauerstoff-Konzentrationsvorrichtungen und dergleichen hat die Anwendung der Atemgas-Zufuhrvorrichtungen erweitert.
  • Viele der tragbaren Atemgas-Zufuhrvorrichtungen sind von einem Atmungs-Synchronisations-Typ und mit einer Bedarfsreglerfunktion ausgestattet, um kleine Abmessungen, geringes Gewicht und Langzeitbetrieb aufzuweisen (PTL 1, 2). Die Bedarfsreglerfunktion erkennt die Atemphase eines Benutzers unter Verwendung eines Drucksensors und dergleichen und synchronisiert diese mit einem Atemzyklus, um ein Atemgas, wie ein Sauerstoffgas und dergleichen, nur während einer Einatmungsphase zuzuführen und stoppt die Zufuhr während einer Ausatmungsphase. Die Funktion führt das Atemgas nicht kontinuierlich zu, sondern führt das Gas gepulst als Antwort auf den Atemzyklus des Benutzers zu, und kann so den Atemgas- und Stromverbrauch verringern.
  • Um eine Atemphase in der Bedarfsreglerfunktion zu erkennen, wurde ein solches Verfahren entwickelt, dass ein Drucksensor in den Gaszufuhrweg, der Gas einer Kanüle zuführt, eingebaut wird, und eine die Einatmungsphase begleitende Druckänderung detektiert wird. Im Einzelnen gibt es ein Verfahren, bei dem beurteilt wird, dass eine Einatmungsphase begonnen hat, wenn ein von dem Drucksensor gemessener Wert des Drucks niedriger wird als der vorher festgelegte Schwellenwert für den Wert des Drucks, oder wenn eine Rate der zeitlichen Änderung des Druckwerts (Druckgradient) während eines Übergangs von einer Ausatemphase zu einer Einatemphase den vorher festgelegten Schwellenwert für einen Druckgradienten übersteigt.
  • Weil der für das Erkennen einer Atemphase verwendete Drucksensor eine äußerst hohe Empfindlichkeit hat, wird ein Versatz, eine Verschiebung des Referenzpunkts des Drucksensors infolge des Einflusses der Betriebsumgebung, wie der Temperatur und dergleichen, sowie die Änderung mit der Zeit bei Langzeitbenutzung ein Problem. Das Erkennen des Beginns einer Einatmungsphase unter Verwendung eines Druckniveau-Schwellenwerts leidet an einem Fehler, einer Verzögerung oder dergleichen beim Erkennen des Beginns einer Einatmungsphase, die durch eine Verschiebung des gemessenen Werts infolge des Versatzes hervorgerufen wird. Somit wird es als bevorzugtes Verfahren angesehen, den Beginn einer Einatmungsphase unter Verwendung des Druckgradienten-Schwellenwerts zu erkennen, der durch den Versatz kaum beeinträchtigt wird.
  • [Zitatliste]
  • [Patentliteratur]
    • [PTL 1] Japanisches Patent Nr. 2656530
    • [PTL 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit der Publikationsnummer 2004-105230
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technische Aufgabe]
  • Das Atemmuster eines Menschen variiert in hohem Maße abhängig von dem Aktivitätszustand, wie beispielsweise in der Ruhe, bei Anstrengung und im Schlaf. Somit kann selbst die Anwendung eines Verfahrens, bei dem der Beginn einer Einatmungsphase unter Verwendung des Druckgradienten-Schwellenwerts beurteilt wird, häufig an einem Fehler der Erkennung des Beginns einer Einatmungsphase infolge einer Änderung des Aktivitätszustands des Benutzers leiden, was eines der Probleme bei der Verwendung einer Bedarfsreglerfunktion ist.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf den obigen Überlegungen und zielt somit darauf ab, eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die mit einer Bedarfsreglerfunktion ausgestattet ist, um die Einatmungsphase eines Benutzers exakt zu detektieren und ein Inhalationsgas synchron mit einem Atemzyklus zuzuführen.
  • [Lösung der Aufgabe]
  • Die vorliegende Erfindung schließt die folgenden Ausführungsformen (1) bis (18) ein.
    • (1) Die erfindungsgemäße Atemgas-Zufuhrrichtung ist eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, um Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuzuführen, die folgendes umfasst: einen Drucksensor zur Druckmessung in einem Gasströmungsweg und eine Kontrolleinheit zur Auswahl eines Druckgradienten-Schwellenwerts aus mehreren vorher festgelegten Druckgradienten-Schwellenwerten, wobei die Kontrolleinheit einen Punkt beurteilt, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors berechneter Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt, als der eine, als ein Einatmungs-Messpunkt ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert und das Atemgas für einen bestimmten Zeitraum ab dem Einatmungs-Messpunkt zuführt und den einen Druckgradienten-Schwellenwert auf Basis einer Zeit, die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderlich ist, auf einen der mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte umschaltet.
    • (2) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (1), in der die mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte mindestens zwei Druckgradienten-Schwellenwerte einschließen, und wenn die für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes für die vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderliche Zeit länger ist als eine erste erforderliche Zeit, die Kontrolleinheit den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen niedrigeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert, und wenn die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts für die vorgegebene Anzahl von Malen erforderliche Zeit kürzer ist als eine zweite erforderliche Zeit, die Kontrolleinheit den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen größeren Absolutwert als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert hat.
    • (3) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (2), wobei, was Druckgradienten-Schwellenwerte betrifft, die Vorrichtung mindestens einen ersten Druckgradienten-Schwellenwert und einen zweiten Druckgradienten-Schwellenwert, der einen niedrigeren Absolutwert als der erste Druckgradienten-Schwellenwert hat, einschließt, und der erste Druckgradienten-Schwellenwert -2,4 Pa/20 ms oder größer und -1,0 Pa/20 ms oder niedriger ist, und der zweite Druckgradienten-Schwellenwert -0,8 Pa/20 ms oder größer und -0,1 Pa/20 ms oder niedriger ist.
    • (4) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (2) oder (3), in der die erste erforderliche Zeit einer für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes 1-mal bis 8-mal pro 60 s erforderlichen Zeit entspricht.
    • (5) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß mindestens einem von (2) bis (4), in der die zweite erforderliche Zeit einer für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes 48-mal bis 60-mal pro 60 s erforderlichen Zeit entspricht.
    • (6) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß mindestens einem von (2) bis (5), in der, wenn der Druckgradienten-Schwellenwert mit dem niedrigsten Absolutwert ausgewählt wird und die für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes für die vorgegebenen Anzahl von Malen erforderliche Zeit länger ist als eine dritte erforderliche Zeit, die Kontrolleinheit die Atemgas-Zufuhr für einen bestimmten Zeitraum auf eine kontinuierliche Zufuhr oder auf eine gepulste Zufuhr mit einem bestimmten Zyklus umschaltet.
    • (7) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß mindestens einem von (2) bis (6), in der die dritte erforderliche Zeit einer für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes 1-mal bis 10-mal pro 60 s erforderlichen Zeit entspricht.
    • (8) Die erfindungsgemäße Atemgas-Zufuhrvorrichtung ist eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, um Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuzuführen, die folgendes umfasst: einen Drucksensor zur Messung eines Drucks in einem Gasströmungsweg und eine Kontrolleinheit zur Auswahl eines Druckgradienten-Schwellenwerts aus mehreren vorher festgelegten Druckgradienten-Schwellenwerten, wobei die Kontrolleinheit einen Punkt beurteilt, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors berechneter Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt als der als ein Einatmungs-Messpunkt ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert und das Atemgas für einen bestimmten Zeitraum ab dem Einatmungs-Messpunkt zuführt und den einen ausgewählten Druckgradienten-Schwellenwert auf Basis eines Mittelwerts der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte auf einen der mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte umschaltet.
    • (9) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (8), in der die mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte mindestens zwei Druckgradienten-Schwellenwerte einschließen, und wenn der Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte länger ist als eine erste Zeitspanne, die Kontrolleinheit den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen niedrigeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert, und wenn der Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte kürzer ist als eine zweite Zeitspanne, die Kontrolleinheit den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen größeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert.
    • (10) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (9), in der die erste Zeitspanne länger als 7,5 s ist.
    • (11) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (9), in der die zweite Zeitspanne kürzer als 1,2 s ist.
    • (12) Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß mindestens einem von (1) bis (11), in der das Atemgas konzentrierter Sauerstoff ist und die Atemgas-Zufuhrvorrichtung eine Sauerstoff-Konzentrationsvorrichtung ist.
    • (13) Das erfindungsgemäße Kontrollverfahren ist ein Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, um ein Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuzuführen, das folgendes umfasst: einen Druckgradienten-Schwellenwert-Auswahlschritt, in dem ein Druckgradienten-Schwellenwert aus mehreren vorher festgelegten Druckgradienten-Schwellenwerten ausgewählt wird, einen Einatmungs-Messpunkt-Detektionsschritt, in dem ein Punkt detektiert wird, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors für die Messung des Atemzyklus berechneter Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt als der in dem Druckgradienten-Schwellenwert-Auswahlschritt ausgewählte eine Druckgradienten-Schwellenwert, und einen Druckgradienten-Schwellenwert-Umschaltschritt, in dem der eine Druckgradienten-Schwellenwert auf Basis einer Zeit, die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts für eine vorgegebene Anzahl von Malen erforderlich ist, auf einen der mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte umgeschaltet wird.
    • (14) Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (13), das ferner einen Schritt der gepulsten Zufuhr des Atemgases für einen bestimmten Zeitraum auf Basis einer für die Detektion eines Einatmungs-Messpunktes für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen in dem Einatmungs-Messpunkt-Detektionsschritt erforderlichen Zeit umfasst.
    • (15) Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (13) oder (14), bei dem der Druckgradienten-Schwellenwert-Umschaltschritt, wenn die für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes für die vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderliche Zeit länger ist als eine erste erforderliche Zeit, den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert, der einen niedrigeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert, umschaltet, und wenn die für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes für die vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderliche Zeit kürzer ist als eine zweite erforderliche Zeit, den einen Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen größeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert.
    • (16) Das erfindungsgemäße Kontrollverfahren ist ein Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, um Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuzuführen, das folgendes umfasst: einen Druckgradienten-Schwellenwert-Auswahlschritt, in dem ein Druckgradienten-Schwellenwert aus mehreren vorher festgelegten Druckgradienten-Schwellenwerten ausgewählt wird, einen Einatmungs-Messpunkt-Detektionsschritt, in dem ein Punkt detektiert wird, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors für die Messung des Atemzyklus berechneter Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt als der eine ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert, und einen Druckgradienten-Schwellenwert-Umschaltschritt, in dem der eine Druckgradienten-Schwellenwert auf Basis eines Mittelwerts der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte auf einen der mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte umgeschaltet wird.
    • (17) Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (16), das ferner einen Schritt umfasst, bei dem das Atemgas für einen bestimmten Zeitraum auf Basis einer Zeit, die für die Detektion eines Einatmungs-Messpunkts für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen in dem Einatmungs-Messpunkt-Detektionsschritt erforderlich ist, zugeführt wird.
    • (18) Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß (16) oder (17), bei dem der Druckgradienten-Schwellenwert-Umschaltschritt, wenn der Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte länger ist als eine erste Zeitspanne, den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen niedrigeren Absolutwert als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert hat, und wenn der Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte kürzer ist als eine zweite Zeitspanne, den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen größeren Absolutwert als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert hat.
  • [Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die mit einer Bedarfsreglerfunktion ausgestattet ist, um eine Atemphase eines Benutzers exakt zu erkennen und ein Inhalationsgas synchron mit einem Atemzyklus zuzuführen.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine Konfigurationszeichnung der Bedarfsreglerfunktion der Atemgas-Zufuhrvorrichtung.
    • [2] 2 ist ein Flussdiagramm für das Umschalten eines Druckgradienten-Schwellenwerts.
    • [3] 3 ist ein Flussdiagramm für das Umschalten eines Druckgradienten-Schwellenwerts, welches das manuelle Umschalten einschließt.
    • [4] 4 ist ein Flussdiagramm, welches das Umschalten auf eine auto-kontinuierliche Zufuhr eines Atemgases einschließt.
    • [5] 5 ist ein Flussdiagramm, welches das Umschalten auf eine Auto-puls-Zufuhr eines Atemgases einschließt.
    • [6] 6 ist eine Serie von Graphen, die Atemmuster im Wachzustand und im Schlafzustand schematisch illustrieren.
  • [Beschreibung von Ausführungsformen]
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Figuren erläutert.
  • 6 illustriert schematisch Atemmuster eines Menschen im Wachzustand und im Schlaf. Gewöhnlich wird die Atmung im Schlaf flach und somit hat das Atemmuster (6(b)) im Schlafzustand eine geringere Druckamplitude als das Atemmuster (6(a)) in wachem Zustand, und der Druckgradient bei 0 Pa während des Übergangs von einer Ausatmungsphase zu einer Einatmungsphase ist ebenso kleiner. Es ist zu beachten, dass der Druckgradient während eines Übergangs von einer Ausatmungsphase zu einer Einatmungsphase in dem Atemmuster immer null oder kleiner ist. In der vorliegenden Erfindung bezeichnet die Größe des Druckgradienten die Größe eines Absolutwerts des Druckgradienten.
  • In dem Atemmuster in 6 wird ein Druckgradienten-Schwellenwert (der nachstehend als „Schwellenwert A“ bezeichnet werden kann) beispielsweise auf -2,0 Pa/20 ms eingestellt, und der Einatmungs-Messpunkt G wird einem Punkt zugeordnet, an dem ein unter Verwendung eines Drucksensors gemessener Druckgradient einen größeren Absolutwert hat als der Schwellenwert A, und der Einatmungs-Messpunkt G wird als ein Beginn der Einatmungsphase beurteilt. In dem Atemmuster in wachem Zustand in 6(a) wird der Druckgradient direkt nach dem Übergang von einer Ausatmungsphase zu einer Einatmungsphase zu einem Maximalgradienten von -4,0 Pa/20 ms und hat somit einen größeren Absolutwert als der Schwellenwert A, was das Erkennen des Beginns der Einatmungsphase als Einatmungs-Messpunkt G ermöglicht.
  • Andererseits ist in dem Atemmuster im Schlafzustand in 6(b) die Atmung flach und langsamer, verglichen mit dem Wachzustand, und somit ist der Druckgradient höchstens -1,0 Pa/20 ms und hat selten einen größeren Absolutwert als der Schwellenwert A. Somit wird der Einatmungs-Messpunkt G nicht detektiert, was leicht einen Messfehler zu Beginn einer Einatmungsphase hervorruft. In diesem Moment erhöht das Zurücksetzen des Schwellenwerts A beispielsweise auf -0,2 Pa/ms die Empfindlichkeit und ermöglicht die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G selbst bei einem Maximalgradienten von -1,0 Pa/20 ms. Wenn jedoch Schwellenwert A, der an einen Schlafzustand angepasst ist, in einem Wachzustand verwendet wird, ist die Empfindlichkeit zu hoch, so dass eine Störung des Drucksensors, die durch eine Vibration beim Tragen der Atemgas-Zufuhrvorrichtung, eine leichte Körperbewegung und dergleichen hervorgerufen wird, irrtümlich für eine Druckänderung gehalten wird, was zu einem häufigen Auftreten der falschen Erkennung (Messung) des Einatmungs-Messpunkts G führt.
  • In der Bedarfsreglerfunktion der Atemgas-Zufuhrvorrichtung der Ausführungsform werden Druckgradienten-Schwellenwerte, die für einen Wachzustand geeignet sind (Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 und Schwellenwert A3 ), und ein Schwellenwert, der für einen Schlafzustand geeignet ist (Schwellenwert A4 ), vorher festgelegt, und die Kontrolleinheit der Atemgas-Zufuhrvorrichtung hat die Funktion, auf Basis einer Zeit, die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderlich ist, zu beurteilen, ob der Benutzer wach ist oder schläft und ob der Beginn der Einatmungsphase geeignet gemessen werden kann, und dann den Schwellenwert zwischen Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 und Schwellenwert A3 und Schwellenwert A4 umzuschalten.
  • 1 ist eine Zeichnung, die eine Grundkonfiguration der Bedarfsreglerfunktion der Atemgas-Zufuhrvorrichtung veranschaulicht. In der Fig. bezeichnet die durchgezogene Linie einen Gasströmungsweg und die gestrichelte Linie bezeichnet den Weg von elektrischen Signalen. Die Atemgas-Zufuhrquelle 1 ist beispielsweise ein Sauerstoffkonzentrator, eine Sauerstoffflasche und dergleichen, und führt mit vorher festgelegtem Druck und Konzentration ein Gas für die Inhalation zu. Das Kontrollventil 6 ist ein elektromagnetisches Ventil und dergleichen und wird durch ein Signal von der Kontrolleinheit 5 geöffnet und geschlossen. Ein von der Atemgas-Zufuhrquelle 1 geliefertes Gas wird einem Benutzer aus der Kanüle 2 zugeführt, indem das durch die Kontrolleinheit 5 kontrollierte Kontrollventil 6 geöffnet/geschlossen wird. Der Gasströmungsweg 3, der das Kontrollventil 6 und die Kanüle 2 miteinander verbindet, ist mit einem Drucksensor 4 ausgestattet.
  • Bei der Bedarfsreglerfunktion misst der Drucksensor 4 dauerhaft den Druck in dem Gaszufuhrweg 3, der durch die Atmung des Benutzers schwankt, und sendet den gemessenen Wert zu der Kontrolleinheit 5. Die Kontrolleinheit 5 detektiert den Einatmungs-Messpunkt G aus einem von dem Drucksensor 4 erhaltenen Echtzeit-Atemmuster, beurteilt den Einatmungs-Messpunkt G als einen Beginn einer Einatmungsphase, öffnet das Kontrollventil 6, führt der Kanüle 2 Atemgas mit einer bestimmten Durchflussrate lediglich für einen bestimmten Zeitraum zu, und schließt dann das Kontrollventil 6. Unter Berücksichtigung, dass der verabreichte Sauerstoff nach den ersten 60 % einer Einatmungsphase allgemein im Totraum verbleibt, und nicht an einem Gasaustauch in den Lungenbläschen beteiligt ist, und dass die Atemfrequenz der Patienten gewöhnlich etwa 8 bis 58 Atemzüge pro Minute ist, ist es, um mit Sicherheit fast die gesamte Menge des zugeführten Sauerstoffs für einen Sauerstoffaustausch in den Lungenbläschen aufzubrauchen, wünschenswert, die Sauerstoffzufuhr innerhalb von etwa 0,24 bis 1,2 s nach der Detektion des Einatmungs-Messpunkts G zu beenden.
  • Während sie das Kontrollventil 6 kontrolliert, beurteilt die Kontrolleinheit 5, ob das Umschalten des für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G verwendeten Schwellenwerts A auf Basis einer Zeit, die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderlich ist, notwendig ist. Im Einzelnen wählt die Kontrolleinheit 5 auf Basis einer Zeit, die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderlich ist, einen beliebigen der Schwellenwerte, die für einen Wachzustand geeignet sind (Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 und Schwellenwert A3 ), und einen für einen Schlafzustand geeigneten Schwellenwert (Schwellenwert A4 ) aus und schaltet den Schwellenwert A auf den ausgewählten Schwellenwert um.
  • 2 illustriert den Ablauf, bei dem die Kontrolleinheit 5 beurteilt, ob das Umschalten des Schwellenwerts A notwendig ist oder nicht und den Schwellenwert A auf Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 , Schwellenwert A3 oder Schwellenwert A4 umschaltet.
  • Wenn die Vorrichtung gestartet wird und die Bedarfsreglerfunktion aktiviert ist, setzt die Kontrolleinheit 5 den Schwellenwert A auf den Schwellenwert A1 , der die niedrigste Empfindlichkeit unter den Druckgradienten-Schwellenwerten hat, die für einen Wachzustand geeignet sind (Schritt S1). Was den Schwellenwert A1 , den Schwellenwert A2 und den Schwellenwert A3 betrifft, werden die Atemmuster mehrerer HOT (Home Oxygen Therapy, Heim-Sauerstoff-Therapie)-Patienten gemessen und untersucht, und die folgenden Resultate werden gefunden, so dass die Schwellenwerte in den Bereich von -4,0 Pa/20 ms bis -1,0 Pa/20 ms eingestellt werden können; sie sind vorzugsweise im Bereich von -2,4 Pa/20 ms bis -1,0 Pa/20 ms und mehr bevorzugt ist Schwellenwert A1 etwa -4,0 Pa/20 ms, Schwellenwert A2 ist etwa -2,0 Pa/20 ms und Schwellenwert A3 ist etwa -1,0 Pa/20 ms. Was den Schwellenwert A4 betrifft, werden ebenso die Atemmuster mehrerer HOT-Patienten im SchlafZustand gemessen und untersucht, und die folgenden Resultate werden gefunden, so dass, um das Verhältnis (Messverhältnis) der Frequenz des Einatmungs-Messpunkts G zu der tatsächlichen Atemfrequenz bei 75 % oder höher zu halten, der Schwellenwert A4 vorzugsweise -0,8 Pa/20 ms bis -0,1 Pa/20 ms und mehr bevorzugt etwa -0,2 Pa/20 ms ist. Wenn Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 und Schwellenwert A3 größer als -2,4 Pa/20 ms sind oder wenn Schwellenwert A4 größer als -0,8 Pa/20 ms ist, machen diese Schwellenwerte die Empfindlichkeit ungenügend, um die Atemmuster der Patienten jeweils im Wach-Zustand und im Schlaf zu verarbeiten, und somit wird das Messverhältnis der Frequenz des Einatmungs-Messpunkts G zu der tatsächlichen Atemfrequenz weniger als 75 %, was eine ausreichende Zufuhr des Atemgases, um die Sauerstoffsättigung im Blut (SpO2) des Benutzers bei 90 % oder mehr, einem allgemeinen geeigneten Niveau, zu halten, nicht erlaubt. 2 bis 5 sind Beispiele des Falls, bei dem ein Vier-Stufen-Druckgradienten-Schwellenwert vorliegt, und der Fall ist gezeigt als Beispiele für Schwellenwert A1 bei -4,0 Pa/20 ms, Schwellenwert A2 bei -2,0 Pa/20 ms, Schwellenwert A3 bei -1,0 Pa/20 ms und Schwellenwert A4 bei -0,2 Pa/20 ms.
  • Wenn andererseits Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 und Schwellenwert A3 kleiner als -1,0 Pa/20 ms sind oder wenn Schwellenwert A4 kleiner als -0,1 Pa/20 ms ist, ist das Messverhältnis des Einatmungs-Messpunkts G zu der tatsächlichen Atemfrequenz 130 % oder mehr. Im Einzelnen wird das Verhältnis, mit dem Störungen des Drucksensors 4 fälschlicherweise als der Einatmungs-Messpunkt G detektiert wird, groß, was es nicht erlaubt, das Atemgas synchron mit dem Beginn der Einatmungsphase zuzuführen, was zu Unannehmlichkeiten für den Benutzer und einer Zunahme des Verbrauchs von Atemgas führt.
  • Die Kontrolleinheit 5 detektiert den Einatmungs-Messpunkt G aus dem Schwellenwert A1 , der in Schritt S1 eingestellt wurde, und einem aus einem Signal des Drucksensors 4 bestimmten Druckgradienten, und beginnt eine gepulste Zufuhr des Atemgases synchron mit dem Beginn der Einatmungsphase.
  • Dann speichert die Kontrolleinheit 5 eine vorgegebene Anzahl von Malen des Einatmungs-Messpunkts G und beurteilt, auf Basis des Zeitunterschieds zwischen dem Zeitpunkt des letzten Einatmungs-Messpunkts G und dem Zeitpunkt des Einatmungs-Messpunkts G, wenn davon eine vorher festgelegte Anzahl von Malen zurückgegangen wird, ob ein Umschalten von Schwellenwert A1 zu Schwellenwert A2 , von Schwellenwert A2 zu Schwellenwert A3 und von Schwellenwert A3 auf Schwellenwert A4 notwendig ist (Schritt S2, S5, S8). Die Umschaltungen von Schwellenwert A1 auf Schwellenwert A2 , von Schwellenwert A2 auf Schwellenwert A3 und von Schwellenwert A3 auf Schwellenwert A4 werden auf Basis des Kriteriums beurteilt, ob die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt des letzten Einatmungs-Messpunkts G während der Messung und dem Zeitpunkt des Einatmungs-Messpunkts G, wenn davon nup-mal zurückgegangen wird, länger ist als eine vorher festgelegte erforderliche Zeit tup Sekunden (s). Weil die Atemfrequenz eines Menschen gewöhnlich etwa 8 bis 48 Atemzüge pro Minute ist, erlaubt es in dem Fall, wo beispielsweise die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt des letzten Einatmungs-Messpunkts G und dem Zeitpunkt des Einatmungs-Messpunkts G, wenn man davon 4-mal zurückgeht, länger ist als 30 s (entsprechend 8 Atemzüge pro Minute ((tup, nup) = (30, 4)), der vorliegende Schwellenwert A (Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 oder Schwellenwert A3 ) wahrscheinlich nicht, den Einatmungs-Messpunkt G korrekt zu messen. Somit schaltet die Kontrolleinheit 5, wenn tup für 4-mal Einatmungs-Messpunkt 30 s oder länger ist, den Schwellenwert A auf einen Schwellenwert um, der von dem Schwellenwert A2 , Schwellenwert A3 oder Schwellenwert A4 eine um eine Stufe höhere Empfindlichkeit hat (Schritt S3, S6, S9).
  • Für eine erforderliche Zeit tup zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen nup, ist nup vorzugsweise etwa 3- bis 12-mal. Zusätzlich kann eine Kombination von tup und nup als ein Kriterium für die Beurteilung jegliche Kombination von (tup, nup) sowie auch die oben erwähnte Kombination von (tup, nup) = (30, 4) sein, solange die Kombination die Bedingung erfüllt, die 1- bis 8-mal pro 60 s entspricht (z.B. (tup, nup) = (30, 3), (60, 3), (60, 4), (60, 5), (60, 6), (60, 7), (60, 8), (90, 4), (90, 5), (90, 6), (90, 7), (90, 8), (90, 9), (90, 10), (90, 11), (90, 12), etc.). Wenn eine Kombination von tup und nup einer Frequenz von mehr als 8-mal pro 60 s entspricht (d.h., es werden mehr als 60 s benötigt, um 8-mal Einatmung zu detektieren), wird der Schwellenwert A, obwohl die Atmung korrekt gemessen wird, wahrscheinlich ohne Notwendigkeit auf einen Schwellenwert mit höherer Empfindlichkeit umgeschaltet, und ein häufiges Umschalten des Schwellenwerts wird durch eine falsche Messung des Einatmungs-Messpunkts G infolge einer Störung, wie beispielsweise Körperbewegung und dergleichen, hervorgerufen, was dem Benutzer Unannehmlichkeiten bereitet. Wenn andererseits nup pro 60 s weniger als 1-mal ist, wird, obwohl die Messung der Einatmung mangelhaft ist, das Umschalten des Schwellenwerts verzögert, der Schwellenwert A mit übermäßig niedriger Empfindlichkeit für das gegenwärtige Atmungsmuster des Patienten nicht umgeschaltet, was eine ausreichende Zufuhr des Atemgases zu dem Benutzer nicht erlaubt und somit den therapeutischen Effekt durch die Atemgas-Zufuhrvorrichtung verringert. 2 bis 5 zeigen Beispiele, wenn (tup, nup) = (30, 4).
  • Wenn ein Druckgradienten-Schwellenwert in Schritt S9 auf einen Schwellenwert A4 umgeschaltet wird, der für einen Schlafzustand geeignet ist, detektiert die Kontrolleinheit 5 einen Punkt, an dem der Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt als der Schwellenwert A4 als ein Einatmungs-Messpunkt G von einem mit dem Drucksensor 4 gemessenen Atemmuster, und führt dann gepulst das Atemgas zu. Das Umschalten des Schwellenwerts A auf den Schwellenwert A4 ermöglicht die Detektion des Startpunkts einer Einatmungsphase im Schlafzustand, von der es unwahrscheinlich ist, dass sie auf Basis eines Schwellenwerts A1 bis A3 detektiert wird.
  • Wenn Schwellenwert A2 , Schwellenwert A3 oder Schwellenwert A4 ausgewählt wird, misst die Kontrolleinheit 5 die erforderliche Zeit, um den Einatmungs-Messpunkt G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen zu detektieren, und beurteilt, ob das Umschalten von Schwellenwert A4 auf Schwellenwert A3 , von Schwellenwert A3 auf Schwellenwert A2 oder von Schwellenwert A2 auf Schwellenwert A1 notwendig ist (Schritt S4, S7, S10). Das Umschalten von Schwellenwert A4 auf Schwellenwert A3 , von Schwellenwert A3 auf Schwellenwert A2 oder von Schwellenwert A2 auf Schwellenwert A1 wird auf Basis des Kriteriums beurteilt, ob eine zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für die letzten ndown-Male während der Messung erforderlichen Zeit kürzer als tdown Sekunden (s) ist. Wie oben erwähnt, ermöglicht, weil die Atemfrequenz eines Menschen gewöhnlich etwa 8 bis 48 Atemzüge pro Minute ist, in dem Fall, in dem beispielsweise der Einatmungs-Messpunkt G in weniger als 5 s 4-mal detektiert wird (entsprechend 48 Atemzüge pro Minute) ((tdown, ndown) = (5, 4)), die vorliegende Bedingung für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G unter Verwendung des Schwellenwerts A (Schwellenwert A2 , Schwellenwert A3 oder Schwellenwert A4 ) wahrscheinlich eine falsche Messung einer Störung als Einatmungs-Messpunkt G infolge einer übermäßig hohen Empfindlichkeit. Somit schaltet die Kontrolleinheit 5, wenn tdown für die 4-malige Detektion des Einatmungs-Messpunkts kürzer als 5 s ist, den Schwellenwert A auf einen Schwellenwert mit einer um eine Stufe niedrigeren Empfindlichkeit, wie beispielsweise Schwellenwert A3 , Schwellenwert A2 oder Schwellenwert A1 um (Schritt S1, S3, S6).
  • Für die erforderliche Zeit tdown zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen ndown ist ndown vorzugsweise etwa 3- bis 60-mal. Zusätzlich kann eine Kombination von tdown und ndown als ein Kriterium für die Beurteilung eine beliebige Kombination von (tdown, ndown), sowie auch die oben erwähnte Kombination von (tdown, ndown) = (5, 4) sein, solange die Kombination die Bedingung entsprechend 48- bis 60-mal pro 60 s erfüllt (z.B. (tdown, ndown) = (15, 12), (15, 13), (15, 14) (15, 15), (30, 24), (30, 25), (30, 26), (30, 27), (30, 28), (30, 29) (30, 30), (60, 48), (60, 49), (60, 50), (60, 51), (60, 52), (60, 53), (60, 54), (60, 55), (60, 56), (60, 57), (60, 58), (60, 59), (60, 60), etc.). Wenn der Schwellenwert der erforderlichen Zeit tdown, die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts für 48-mal benötigt wird, länger ist als 60 s, wird, obwohl die Atmung korrekt gemessen wird, der Schwellenwert A wahrscheinlich ohne Notwendigkeit auf einen Schwellenwert mit einer niedrigeren Empfindlichkeit umgeschaltet, was es nicht erlaubt, die Atmung des Patienten korrekt zu messen und das Atemgas ausreichend dem Benutzer zuzuführen, und somit den therapeutischen Effekt durch die Atemgas-Zufuhrvorrichtung verringert. Andererseits wird, wenn der Schwellenwert der erforderlichen Zeit tdown für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für 48-mal kürzer als 48 s ist, obwohl eine falsche Messung des Einatmungs-Messpunkts G infolge einer Störung, wie Körperbewegung und dergleichen, auftritt, der Schwellenwert A mit übermäßig hoher Empfindlichkeit für das vorliegende Atemmuster des Patienten nicht umgeschaltet, was eine gepulste Zufuhr des Atemgases zu anderen Zeiten als der Einatmung ermöglicht, und somit spürt der Benutzer wahrscheinlich Unannehmlichkeiten. 2 bis 5 zeigen Beispiele, wenn (tdown, ndown) = (5, 4).
  • Wie oben erwähnt, führt die Kontrolleinheit 5 die Bedarfsreglerfunktion als Antwort auf den Zustand des Patienten durch, während zwischen Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 , Schwellenwert A3 und Schwellenwert A4 auf Basis von tup, die zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für nup-mal, wenn von dem letzten Einatmungs-Messpunkt G zurückgerechnet wird, benötigt wird, und von tdown, die zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für ndown-mal, wenn von dem letzten Einatmungs-Messpunkt G zurückgerechnet wird, benötigt wird, umgeschaltet wird, und kann so den Beginn einer Einatmungsphase korrekt messen und ein Atemgas synchron mit einem Atemzyklus zuführen.
  • Außerdem können Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 , Schwellenwert A3 und Schwellenwert A4 auf Basis eines Mittelwerts der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte G umgeschaltet werden. Im Einzelnen beurteilt die Kontrolleinheit 5, wenn ein Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte G länger als die vorher festgelegte Zeitspanne t1 ist, dass die Atmung nicht korrekt gemessen wird und schaltet den Schwellenwert A auf einen anderen Schwellenwert A mir höherer Empfindlichkeit um. Im Gegensatz hierzu beurteilt die Kontrolleinheit, wenn ein Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte G kürzer als die vorher festgelegte Zeitspanne t2 ist, versehentlich, dass eine Störung, wie eine Körperbewegung und dergleichen gemessen wird, und schaltet den Schwellenwert A auf einen anderen Schwellenwert A mit niedrigerer Empfindlichkeit um. Dabei ist unter Berücksichtigung, dass die Atemfrequenz eines Menschen gewöhnlich etwa 8 bis 48 Atemzüge pro Minute ist, t1 wünschenswerterweise länger als 7,5 s und t2 kürzer als 1,2 s.
  • Zusätzlich kann, obwohl in der obigen Beschreibung als ein Beispiel für Ausführungsformen vier Stufen von Schwellenwerten beispielhaft als umschaltbare Stufen für einen Druckgradienten-Schwellenwert A genannt sind, eine beliebige Anzahl von Stufen eingesetzt werden, solange Schwellenwert A in dem oben erwähnten Verfahren verwendet wird, und Schwellenwert A kontinuierlich geändert werden kann.
  • In der Atemgas-Zufuhrvorrichtung der Ausführungsform der 1 kann ein Benutzer von der Benutzer-Schnittstelle 7 ein Empfindlichkeits-Umschaltsignal zu der Kontrolleinheit 5 senden und manuell zwischen Schwellenwert A1 , Schwellenwert A2 , Schwellenwert A3 und Schwellenwert A4 umschalten. 3 ist ein Flussdiagramm, das beispielhaft zeigt, dass von einem Benutzer eine manuelle Operation zum Umschalten der Empfindlichkeit durchgeführt werden kann.
  • Wenn die Vorrichtung gestartet wird und die Bedarfsreglerfunktion aktiviert ist, setzt die Kontrolleinheit 5 den Schwellenwert A auf den Schwellenwert A1 (Schritt S11). Wenn der Benutzer den Empfindlichkeit hoch-Knopf der Benutzerschnittstelle 7 drückt (Schritt S12), geht die Kontrolle zu Schritt S14, und der Schwellenwert A1 wird auf den Schwellenwert A2 umgeschaltet. Ähnlich geht in dem Fall von A2/A3 für Schwellenwert A (Schritt S14/S19), wenn der Empfindlichkeit hoch-Knopf gedrückt wird (Schritt S15/S20), die Kontrolle zu Schritt S19/Schritt S24, und der Schwellenwert A wird auf A3/A4 umgeschaltet. Wenn andererseits der Benutzer den Empfindlichkeit runter-Knopf drückt (Schritt S16), während die Atemgas-Zufuhrvorrichtung unter Verwendung des Schwellenwerts A2 betrieben wird, geht die Kontrolle zu Schritt S11 und der Schwellenwert A wird auf A1 umgeschaltet. Ähnlich geht in dem Fall von A3/A4 für Schwellenwert A (Schritt S19/S24), wenn der Empfindlichkeit runter-Knopf gedrückt wird (Schritt S21/S25), die Kontrolle zu Schritt S14/Schritt S19, und der Schwellenwert A wird auf A2/A3 umgeschaltet. In dem Beispiel in 3 schaltet die Betätigung des Empfindlichkeits-Umschaltknopfs durch den Benutzer die Druckgradienten-Schwellenwerte um, statt der Beurteilung durch die Kontrolleinheit 5 auf Basis der erforderlichen Zeit tup und tdown für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Sicherheitsfunktion zeigt, um das Atemgas kontinuierlich nur für etwa 90 s unabhängig von einer Atemphase zusätzlich zu einer gepulsten Zufuhr des Atemgases synchron mit einer Atemphase zuzuführen. Der Ablauf ist bis zu Schritt S40 derselbe wie Schritt S1 bis 10 der 2. Wenn in Schritt S40 die zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G viermal erforderliche Zeit 5 s oder länger ist, wird in Schritt S41 überprüft, ob die zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen nbackup, wenn von dem letzten Einatmungs-Messpunkt G zurückgerechnet wird, tbackup s oder länger ist, und es wird überprüft, ob die minimale Atemfrequenz im Schlafzustand gemessen wird.
  • Weil die Atemfrequenz eines Menschen, wie oben erwähnt, gewöhnlich etwa 8 bis 48 Atemzüge pro Minute ist, wird in dem Fall, in dem beispielsweise die Zeit, die zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G viermal erforderlich ist, 30 s oder länger ist (entsprechend 8 Atemzüge pro Minute) ((tbackup, nbackup) = (30, 4)), die Zeitspanne zwischen Einatmungs-Messpunkten G lang, und das Atemgas wird wahrscheinlich nicht ausreichend zugeführt, selbst wenn die Kontrolleinheit unter Verwendung des Schwellenwert A4 mit hoher Empfindlichkeit kontrolliert. So schaltet die Kontrolleinheit 5 ein Verfahren zur Zufuhr des Atemgases auf eine kontinuierliche Zufuhr (auto-kontinuierliche Strömung) um (Schritt S42). Gemäß 1 bleibt während der kontinuierlichen Zufuhr des Atemgases das Kontrollventil 6 in geöffnetem Zustand und der Drucksensor 4 gibt den Druck des Atemgases als einen gemessenen Druck aus, währenddessen eine Druckschwankung infolge von Atmung somit nicht gemessen werden kann. Es ist somit erforderlich, die kontinuierliche Zufuhr des Atemgases periodisch anzuhalten und zu bestätigen, ob die Atmung des Benutzers sich bis zu einer Intensität erholt hat, die ausreichend gemessen werden kann, und zu diesem Zweck schaltet die Kontrolleinheit 5 den Schwellenwert A auf A4 zurück und beginnt die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G nach Ablauf einer bestimmten Zeit ab Beginn der Zufuhr der auto-kontinuierlichen Strömung erneut (Schritt S45). Gemäß der Untersuchung der Erfinder wurde auf Basis der Messungen und unter Berücksichtigung der Atemmuster der Schlafzustände mehrerer HOT-Patienten gefunden, dass durch Einstellen der Zufuhrzeit der auto-kontinuierlichen Strömung auf 10 bis 120 s 75 % oder mehr der gesamten Atemzeit für die Einatmung des Atemgases verfügbar wird, und die Zufuhrzeit ist weiter bevorzugt etwa 90 s.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Sicherheitsfunktion zeigt, um das Atemgas gepulst unabhängig von einer Atemphase mit einem konstanten Zyklus zusätzlich zu einer gepulsten Zufuhr des Atemgases synchron mit einer Atemphase zuzuführen. Der Ablauf von Schritt S51 bis S61 ist derselbe wie Schritt S31 bis 41 von 4.
  • Die Kontrolleinheit 5 schaltet das Verfahren zur Zufuhr des Atemgases auf eine gepulste Zufuhr (Auto-Puls) (Schritt S62) mit einem konstanten Zyklus (z.B. 50 Atemzüge pro Minute) anstelle der Zufuhr einer auto-kontinuierlichen Strömung (Schritt S42 der 4) um. Während des Zeitraums dieses Auto-Puls-Betriebs setzt die Kontrolleinheit 5 die Detektion des Einatmungs-Messpunkts G unter Verwendung des Schwellenwerts A4 fort und hebt die auto-gepulste Zufuhr auf, wenn der Einatmungs-Messpunkt G erneut detektiert wird (Schritt S65).
  • Wenn die erforderliche Zeit tbackup zur Detektion des Einatmungs-Messpunkts G für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen nbackup gemessen wird, ist die vorher festgelegte Anzahl von Malen nbackup etwa 3- bis 12-mal. Zusätzlich kann eine Kombination von tbackup und nbackup als ein Kriterium für die Beurteilung jede Kombination von (tbackup, nbackup), sowie auch die oben erwähnte Kombination von ((tbackup, nbackup) = (30, 4)) sein, solange die Kombination die Bedingung erfüllt, die 1- bis 8-mal pro 60 s entspricht (z.B. (tbackup, nbackup) = (30, 3), (60, 3), (60, 4), (60, 5), (60, 6), (60, 7), (60, 8), (90, 4), (90, 5), (90, 6), (90, 7), (90, 8), (90, 9), (90, 10), (90, 11), (90, 12), etc.). 5 zeigt ein Beispiel, wenn (tbackup, nbackup) = (30, 4). Wenn die erforderliche Zeit für die 3-malige Detektion des Einatmungs-Messpunkts G kürzer als 20 s ist, wird, obwohl die Atmung mit dem Messverhältnis (das Verhältnis der Frequenz des Einatmungs-Messpunkts G in Bezug auf die tatsächliche Atemfrequenz) von 75 % oder mehr am Schwellenwert A4 gemessen wird, ohne Notwendigkeit eine Zufuhr des Atemgases in auto-kontinuierlicher Strömung oder im Auto-Puls begonnen. Obwohl eine Sauerstoffzufuhr in auto-kontinuierlicher Strömung oder einem Auto-Puls das Risiko der Verringerung der Sauerstoffsättigung im Blut der Patienten verglichen ohne Zufuhr verringern kann, erfüllen diese Verfahren nicht notwendigerweise eine ausreichende, von dem Patienten benötigte Menge von Sauerstoff, wenn berücksichtigt wird, dass die automatische Zufuhr des Atemgases in diesem Verfahren ohne Rücksicht auf das Atemmuster des Patienten erfolgt. Somit kann die Verwendung eines Sauerstoffkonzentrators als eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung den therapeutischen Effekt wahrscheinlich verringern. Wenn die Einatmung geeignet gemessen und die Menge des von dem Patienten benötigten Sauerstoffs geeignet zugeführt wird, wird folglich das Umschalten auf eine auto-kontinuierliche Strömung oder einen Auto-Puls, ohne dass dies notwendig wäre, in wünschenswerter Weise vermieden. Wenn andererseits die für die 3-malige Detektion des Einatmungs-Messpunkts G erforderliche Zeit tbackup länger als 180 s ist, wird der Einatmungs-Messpunkt G kaum gemessen und somit die Zufuhr einer auto-kontinuierlichen Strömung oder von Auto-Puls verzögert. Unter diesen Bedingungen wird die ausreichende Zufuhr des Atemgases an den Benutzer im Schlafzustand behindert und somit der therapeutische Effekt durch die Atemgas-Zufuhrvorrichtung verringert. Zusätzlich wird, wenn die Bedingung für das Umschalten auf eine auto-kontinuierliche Strömung oder Auto-Puls (Schritt S 41 oder Schritt S61) pro 30 Minuten viermal erfüllt ist (Schritt S43 oder Schritt S63) entschieden, dass bei dem Benutzer der Atemgas-Zufuhrvorrichtung wahrscheinlich eine Art von Abnormalität aufgetreten ist, und es ertönt ein Alarm (Schritt S44 oder Schritt S64).
  • In dem Ablauf der 4 und 5, wird, selbst wenn der Einatmungs-Messpunkt G kaum gemessen werden kann und so die Bedarfsreglerfunktion das Atemgas nicht ausreichend zuführen kann, das Risiko verringert, dass der Benutzer Erstickung verspürt, weil das Atemgas automatisch unter Zufuhr einer auto-kontinuierlichen Strömung oder Auto-Puls zugeführt wird.
  • Obwohl oben eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnte Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Arten der Variation und Modifizierung sind innerhalb des Inhalts der vorliegenden Erfindung, die in dem Bereich der Patentansprüche beschrieben ist, möglich.
  • [Gewerbliche Anwendbarkeit]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung, die mit einer Bedarfsreglerfunktion ausgestattet ist, zur Verfügung gestellt werden, in der eine Kontrolleinheit der Atemgas-Zufuhrvorrichtung einen Druckgradienten-Schwellenwert für das Messen des Beginns einer Einatmungsphase als Antwort auf den Zustand eines Benutzers umschaltet und so eine Atemphase exakt misst und ein Inhalationsgas synchron mit einem Atemzyklus zuführt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Atemgas-Zufuhrquelle
    2
    Kanüle
    3
    Gaszufuhrweg
    4
    Drucksensor
    5
    Kontrolleinheit
    6
    Kontrollventil
    7
    Benutzerschnittstelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2656530 [0005]
    • JP 2004105230 [0005]

Claims (18)

  1. Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, um Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuzuführen, die folgendes umfasst: einen Drucksensor zur Messung eines Drucks in einem Gasströmungsweg und eine Kontrolleinheit zur Auswahl eines Druckgradienten-Schwellenwerts aus mehreren vorher festgelegten Druckgradienten-Schwellenwerten, wobei die Kontrolleinheit einen Punkt beurteilt, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors berechneter Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt als der eine, als ein Einatmungs-Messpunkt ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert und das Atemgas für einen bestimmten Zeitraum ab dem Einatmungs-Messpunkt zuführt und den einen Druckgradienten-Schwellenwert auf Basis einer Zeit, die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderlich ist, auf einen der mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte umschaltet.
  2. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 1, in der die mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte mindestens zwei Druckgradienten-Schwellenwerte einschließen, und wenn die für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes für die vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderliche Zeit länger ist als eine erste erforderliche Zeit, die Kontrolleinheit den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen niedrigeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert, und wenn die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts für die vorgegebene Anzahl von Malen erforderliche Zeit kürzer ist als eine zweite erforderliche Zeit, die Kontrolleinheit den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen größeren Absolutwert als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert hat.
  3. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei, was Druckgradienten-Schwellenwerte betrifft, die Vorrichtung mindestens einen ersten Druckgradienten-Schwellenwert und einen zweiten Druckgradienten-Schwellenwert, der einen niedrigeren Absolutwert hat als der erste Druckgradienten-Schwellenwert, einschließt, und der erste Druckgradienten-Schwellenwert -2,4 Pa/20 ms oder größer und -1,0 Pa/20 ms oder niedriger ist, und der zweite Druckgradienten-Schwellenwert -0,8 Pa/20 ms oder größer und -0,1 Pa/20 ms oder niedriger ist.
  4. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, in der die erste erforderliche Zeit einer für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes 1-mal bis 8-mal pro 60 s erforderlichen Zeit entspricht.
  5. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, in der die zweite erforderliche Zeit einer für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes 48-mal bis 60-mal pro 60 s erforderlichen Zeit entspricht.
  6. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, in der, wenn der Druckgradienten-Schwellenwert mit dem niedrigsten Absolutwert ausgewählt wird und die für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes für die vorgegebenen Anzahl von Malen erforderliche Zeit länger ist als eine dritte erforderliche Zeit, die Kontrolleinheit die Atemgas-Zufuhr für einen bestimmten Zeitraum auf eine kontinuierliche Zufuhr oder auf eine gepulste Zufuhr mit einem bestimmten Zyklus umschaltet.
  7. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 6, in der die dritte erforderliche Zeit einer für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes 1-mal bis 10-mal pro 60 s erforderlichen Zeit entspricht.
  8. Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, um Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuzuführen, die folgendes umfasst: einen Drucksensor zur Messung eines Drucks in einem Gasströmungsweg und eine Kontrolleinheit zur Auswahl eines Druckgradienten-Schwellenwerts aus mehreren vorher festgelegten Druckgradienten-Schwellenwerten, wobei die Kontrolleinheit einen Punkt beurteilt, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors berechneter Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt als der als ein Einatmungs-Messpunkt ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert und das Atemgas für einen bestimmten Zeitraum ab dem Einatmungs-Messpunkt zuführt, und den einen ausgewählten Druckgradienten-Schwellenwert auf Basis eines Mittelwerts der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte auf einen der mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte umschaltet.
  9. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 8, in der die mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte mindestens zwei Druckgradienten-Schwellenwerte einschließen, und wenn der Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte länger ist als eine erste Zeitspanne, schaltet die Kontrolleinheit den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert um, der einen niedrigeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert, und wenn der Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte kürzer ist als eine zweite Zeitspanne, schaltet die Kontrolleinheit den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert um, der einen größeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert.
  10. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 9, in der die erste Zeitspanne länger als 7,5 s ist.
  11. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 9, in der die zweite Zeitspanne kürzer als 1,2 s ist.
  12. Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, in der das Atemgas konzentrierter Sauerstoff ist und die Atemgas-Zufuhrvorrichtung eine Sauerstoff-Konzentrationsvorrichtung ist.
  13. Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, um ein Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuzuführen, das folgendes umfasst: einen Druckgradienten-Schwellenwert-Auswahlschritt, in dem ein Druckgradienten-Schwellenwert aus mehreren vorher festgelegten Druckgradienten-Schwellenwerten ausgewählt wird, einen Einatmungs-Messpunkt-Detektionsschritt, in dem ein Punkt detektiert wird, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors für die Messung des Atemzyklus berechneter Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt als der in dem Druckgradienten-Schwellenwert-Auswahlschritt ausgewählte eine Druckgradienten-Schwellenwert, und einen Druckgradienten-Schwellenwert-Umschaltschritt, in dem der eine Druckgradienten-Schwellenwert auf Basis einer Zeit, die für die Detektion des Einatmungs-Messpunkts für eine vorgegebene Anzahl von Malen erforderlich ist, auf einen der mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte umgeschaltet wird.
  14. Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 13, das ferner einen Schritt der pulsten Zufuhr des Atemgases für einen bestimmten Zeitraum auf Basis einer für die Detektion eines Einatmungs-Messpunktes für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen in dem Einatmungs-Messpunkt-Detektionsschritt erforderlichen Zeit umfasst.
  15. Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, bei dem der Druckgradienten-Schwellenwert-Umschaltschritt, wenn die für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes für die vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderliche Zeit länger ist als eine erste erforderliche Zeit, den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert, der einen niedrigeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert, umschaltet, und wenn die für die Detektion des Einatmungs-Messpunktes für die vorher festgelegte Anzahl von Malen erforderliche Zeit kürzer ist als eine zweite erforderliche Zeit, den einen Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen größeren Absolutwert hat als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert.
  16. Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung vom Atmungs-Synchronisations-Typ, um Atemgas als Antwort auf einen Atemzyklus eines Benutzers zuzuführen, das folgendes umfasst: einen Druckgradienten-Schwellenwert-Auswahlschritt, in dem ein Druckgradienten-Schwellenwert aus mehreren vorher festgelegten Druckgradienten-Schwellenwerten ausgewählt wird, einen Einatmungs-Messpunkt-Detektionsschritt, in dem ein Punkt detektiert wird, an dem ein aus einem Signal des Drucksensors für die Messung des Atemzyklus berechneter Druckgradient einen größeren Absolutwert bekommt als der eine ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert, und einen Druckgradienten-Schwellenwert-Umschaltschritt, in dem der eine Druckgradienten-Schwellenwert auf Basis eines Mittelwerts der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte auf einen der mehreren Druckgradienten-Schwellenwerte umgeschaltet wird.
  17. Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 16, das ferner einen Schritt umfasst, bei dem das Atemgas gepulst für einen bestimmten Zeitraum auf Basis einer Zeit, die für die Detektion eines Einatmungs-Messpunkts für eine vorher festgelegte Anzahl von Malen in dem Einatmungs-Messpunkt-Detektionsschritt erforderlich ist, zugeführt wird.
  18. Kontrollverfahren für eine Atemgas-Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 17, bei dem der Druckgradienten-Schwellenwert-Umschaltschritt, wenn der Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte länger ist als eine erste Zeitspanne, den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen niedrigeren Absolutwert als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert hat, und wenn der Mittelwert der Zeitspanne zwischen benachbarten Punkten der letzten mehreren Einatmungs-Messpunkte kürzer ist als eine zweite Zeitspanne, den Druckgradienten-Schwellenwert auf einen Druckgradienten-Schwellenwert umschaltet, der einen größeren Absolutwert als der ausgewählte Druckgradienten-Schwellenwert hat.
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