DE20122937U1 - Charakterisierung von Maskensystemen - Google Patents

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Abstract

CPAP-Vorrichtung zum Bereitstellen eines Vorrats atembaren Gases an einen Patienten, die ausgebildet ist, um die Stromcharakteristiken eines Luftzuleitungsschlauchs der CPAP-Vorrichtung zu kalibrieren, wobei das Kalibrationsverfahren die Schritte aufweist:
Messen eines ersten Druckabfalls in dem Luftzuleitungsschlauch bei einer ersten Teststromrate;
Messen eines zweiten Druckabfalls in dem Luftzuleitungsschlauch bei einer zweiten Teststromrate;
Bestimmen der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs auf der Basis der ersten und zweiten Stromrate und den Messungen des ersten und zweiten Druckabfalls.

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht Priorität aus der vorläufigen US-Anmeldung Seriennummer 60/258,606, eingereicht am 29. Dezember 2000, deren Inhalte in ihrer Gesamtheit durch Verweis mit aufgenommen sind.
  • Feld der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Charakterisieren von Maskensystemen, die bei Behandlung von gestörtem Atmen beim Schlafen (SDB, sleep disordered breathing) verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Verwendung mit unterschiedlichen Maskensystemen, die die Luftstromcharakteristiken der unterschiedlichen Maskensysteme bestimmen können.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Verwendung von nasalem kontinuierlichem positivem Atemwegedruck (CPAP, Continuous Positive Airway Pressure) für die Behandlung von obstruktiver Schlafapnoe (OSA) wurde von Sullivan gelehrt und in dem US-Patent 4,944,310 mit dem Titel ”Device for Treating Snoring Sickness” beschrieben. Die Behandlung sieht allgemein eine Zufuhr von Luft zu den oberen Atemwegen eines Patienten bei Druckpegeln, typisch in dem Bereich von 4 bis 20 cm H2O, vor, die wirkt, um die Atemwege des Patienten zu öffnen. Typisch enthält die CPAP-Vorrichtung (i) einen Bläser zur Versorgung eines Patienten mit einer Quelle atembarer Druckluft, (ii) eine von dem Patienten abnehmbar zu tragende Patientenschnittstelle, und (iii) einen Luftzuleitungsschlauch zum Übertragen der atembaren Druckluft von dem Bläser zu der Patientenschnittstelle. Der Bläser weist typisch einen elektrischen Motor und ein Flügelrad auf. Ein Ende des Luftzuleitungsschlauchs oder der Leitung ist mit dem Ausgang des Bläsers verbunden und das. andere Ende ist mit der Patientenschnittstelle verbunden.
  • Einige Vorrichtungen zur Behandlung von SDB oder Unterstützung von Ventilation stellen zwei Druckpegel bereit, den einen, während der Patient einatmet (inhaliert), und einen anderen Druck, während der Patient ausatmet (exhaliert). Das Um schalten zwischen den zwei Druckpegeln kann von einem Zeitgeber, einem Drucksensor, einem Stromsensor, einem Volumensensor oder einer Kombination unter Verwendung von auf dem Ventilatorfachgebiet bekannten Techniken ausgelöst werden.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Anpassung wurde zuerst von Sullivan und Lynch in dem US-Patent 5,245,995 beschrieben, das einen Druckwandler beschreibt, der zusätzlich zu der Detektion von Schnarchgeräuschen andere Respirationsparameter detektieren kann, beispielsweise Atmungsrate, Volumen des inhalierten Luftstroms und Rate des inhalierten Luftstroms. Die Vorrichtung weist auch ein Rückkopplungssystem auf, das den Ausgabedruck der Luftquelle steuert, um als Antwort auf die Detektion von Schnarch- oder unnormalen Atmungsmustern den Ausgabedruck zu erhöhen und bei Abwesenheit solcher Muster den Druck zu verringern. Die Verwendung einer solchen Vorrichtung kann zu verbessertem Patientenwohl führen, da Patienten während des Abschnitts ihres Schlafs, in dem es keine Anzeichen von OSA gibt, niedrigere Druckpegel empfangen, aber höhere Druckpegel, wenn sie notwendig sind. Beispiele von Vorrichtungen, die auf diese Weise arbeiten, sind die von RESMED Limted, Australien, hergestellten nasalen CPAP-Vorrichtungen der Marke AutoSet®.
  • Andere Zustände können mit Hilfe von nasaler Ventilation behandelt werden, beispielsweise Cheyne-Stokes Atmung, wie in der Internationalen Patentanmeldung WO99/61088 beschrieben. Solche Vorrichtungen erfordern eine sehr genaue Messung von Strom und Druck.
  • OSA ist ein Beispiel einer größeren Klasse von Störungen, allgemein als gestörtes Atmen beim Schlafen (SDB, sleep disordered breathing) bekannt. In dieser Spezifikation soll ein Bezug auf eine Vorrichtung für die Behandlung von OSA einen Bezug auf eine Vorrichtung zur Behandlung von SDB einschließen.
  • Nasale CPAP-Vorrichtungen zur Behandlung von SED. bilden eine spezielle Untergruppe in der größeren Gruppe von mechanischen Ventilatoren. Während mechanische Ventilatoren oft geschlossene Systeme sind, was den Luftstrom betrifft, sind, ist das für die Behandlung von gestörtem Atmen beim Schlafen verwendete Bläser-, Leitungs- und Patientenschnittstellesystem typisch ein offenes System, was den Luftstrom betrifft. Das heißt, das System zur Behandlung von SDB weist typisch ein absichtliches Luftleck auf. Ein absichtliches Luftleck unterscheidet sich von einem unbeabsichtigten Luftleck. Die Patientenschnittstelle in einem System zur Behandlung von SDB weist typisch einen Diffuser auf, der ein absichtliches Luftleck erzeugt, das unter anderem ein Wiedereinatmen von ausgeatmeter Luft verringert. Zusätzlich gibt es, wie in den meisten Systemen, die Möglichkeit eines unbeabsichtigten Leckstroms. Wenn zum Beispiel die Maske nicht korrekt an dem Gesicht positioniert ist oder für ein spezielles Gesicht ungeeignet ist, kann es um die Peripherie des gesichtskontaktierenden Teils der Maske Leck geben. In einigen Anwendungen von SDB-Behandlung, zum Beispiel um zu einer korrekten Synchronisierung des Bläserstroms mit einer spontanen Atmungsanstrengung eines Patienten beizutragen, ist es wichtig, das Leck, sowohl beabsichtigtes als auch unbeabsichtigtes, des Systems genau zu messen.
  • Die ”black box”, die den Bläser, die Schalter, Energieversorgung und Steuerschaltung enthält, wird manchmal als ”Stromgenerator” bezeichnet. Alternativ kann eine Hochdruckluftquelle mit einer steuerbaren Ventilanordnung verbunden sein, um Luft mit dem erforderlichen Druck und den erforderlichen Stromraten bereitzustellen. Alle diese Systeme können als steuerbare Quellen atembaren Gases beschrieben werden.
  • In den meisten modernen Vorrichtungen zur Behandlung von SDB, insbesondere denjenigen, die hoch entwickelte Therapien bereitstellen, ist es erforderlich, dass die Vorrichtung in der Lage ist, den Druck in der Patientenschnittstelle und den Luftstrom zu dem Patienten genau zu messen. Ein Weg, wie dies erreicht werden kann, ist, Strom- und Drucksensoren direkt in der Patientenschnittstelle (beispielsweise einer Maske) anzu ordnen. Ein anderer Weg, wie dies erreicht werden kann, ist, die Strom- und Drucksensoren in dem Stromgenerator anzuordnen und zwischen dem Stromgenerator und der Patientenschnittstelle ein angeschlossenes Messröhrchen zu haben.
  • Wenngleich genaue Messungen zum Beispiel von Druck und Strom direkt an der Maske durchgeführt werden können, kann eine solche Anordnung aus Patientensicht unbequem sein, da sie zusätzliche zwischen dem Stromgenerator und der Patientenschnittstelle zu verlegende Messröhrchen erfordern könnte. Messröhrchen können schwierig zusammenzufügen sein, schwierig zu reinigen sein und können sich während des Gebrauchs verheddern. Wenn die Charakteristiken der Leitung und der Patientenschnittstelle bekannt sind, ist es alternativ möglich, unter Verwendung von Messungen in dem Stromgenerator die gewünschten Variablen, beispielsweise Druck und Strom, in der Maske zu schätzen.
  • Somit gibt es einen Bedarf für eine Methode zur Messung der Charakteristiken der Leitung und der Patientenschnittstelle. In dieser Methode kann die hoch entwickelte Vorrichtung zur Behandlung von SDB genau den Maskendruck messen, ohne dass zwischen dem Stromgenerator und der Maske anzuschließende Messröhrchen erforderlich sind.
  • Eine große Vielfalt an Maskensystemen ist heutzutage verfügbar und jedes hat andere Charakteristiken, wie beispielsweise anderen Druckabfall entlang der Leitung und anderen Diffuserstrom. Zudem können die Charakteristiken von verschiedenen Exemplaren eines gegebenen Maskensystems aufgrund von Variationen während der Produktion variieren. Damit ein gegebener Stromgenerator mit einem großen Bereich von Maskensystemen zusammenarbeiten kann, muss jedes Maskensystem, um es mit dem Stromgenerator zu verwenden, von dem Hersteller charakterisiert werden, und die Charakteristiken können zum Beispiel in dem Stromgenerator oder in einer anderen Aufzeichnungsmediumvorrichtung gespeichert werden. Für den Fall, dass neue Maskensysteme entwickelt werden, müsste der Stromgenerator zu dem Hersteller zurückgebracht werden, um mit dem neuen Maskensystem getestet zu werden.
  • Der Stromgenerator erzeugt dann ein Strom- und Druckmodell dieses speziellen Schlauch- und Maskensystems und verwendet diese Parameter, um Schlauchdruckabfall, Diffuserstrom und Maskenleck als Teil seines Normalbetriebs zu berechnen. Die Prozedur wird an dem LCD-Bildschirm angezeigt, mit Prüfungen, um sicherzustellen, dass der Operator das Richtige macht. Die Charakterisierungsprozedur dauert weniger als 1 Minute.
  • Es gibt einen Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine Bestimmung von Charakteristiken eines großen Bereichs von Patientenschnittstellen und Leitungen erlauben, ohne dass ein Stromgenerator zu dem Hersteller zurückgebracht werden muss.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Aspekt der Erfindung ist, die Unzulänglichkeiten des Stands der Technik zu überwinden. Ein anderer Aspekt ist, eine Atmungsunterstützungsvorrichtung, z. B. eine CPAP-Vorrichtung, bereitzustellen, die mit verschiedenen Maskensystemen, die unterschiedliche Druck- und/oder Stromcharakteristiken haben, verwendet werden kann.
  • Dies wird durch die Merkmale der Schutzansprüche erreicht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung von Luftstromcharakteristiken eines Maskensystems bereitgestellt, das mit einer CPAP-Vorrichtung verbunden ist, die einen Stromgenerator aufweist, wobei das Maskensystem einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle mit einem Diffuser aufweist, wobei der Stromgenerator einen steuerbaren Luftbläser, einen Stromsensor und einen Drucksensor aufweist. Das Verfahren weist auf: Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs unter Verwendung von Strommessungen, die während einer ersten Testperiode, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle offen ist, durchgeführt werden; Messen von Druck in der Patientenschnittstelle während einer zweiten Testperiode, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle blockiert ist; und Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Diffusers unter Verwendung der während der ersten Testperiode bestimmten Luft stromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs und der während der zweiten Testperiode durchgeführten Druckmessungen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird das Maskensystem charakterisiert, um den Druckabfall entlang der Leitung als eine Funktion der Bläserstromrate zu bestimmen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Druckabfall über den Diffuser als eine Funktion des Maskendrucks bestimmt.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung von Luftstromcharakteristiken eines mit einem Stromgenerator in einer CPAP-Vorrichtung verbundenen Luftzuleitungsschlauchs bereitgestellt, wobei der Stromgenerator einen steuerbaren Luftbläser, einen Stromsensor und einen Drucksensor aufweist. Das Verfahren weist auf: Messen einer Luftstromrate durch den steuerbaren Luftbläser während einer Testperiode; und Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs unter Verwendung der während der Testperiode durchgeführten Stromratemessungen.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Bestimmen von Luftstromcharakteristiken eines Maskensystems bereitgestellt, das mit einer steuerbaren Quelle atembaren Gases verbunden ist, wobei das Maskensystem einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle aufweist. Das Verfahren weist auf: Messen einer Luftstromrate an der steuerbaren Quelle atembaren Gases während einer Testperiode unter gesteuertem Druck, wenn das Maskensystem offen ist; Messen eines Drucks an der steuerbaren Quelle atembaren Gases während einer Testperiode unter gesteuertem Strom, wenn das Maskensystem blockiert ist; und Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Maskensystems auf der Basis des gemessenen Drucks und der gemessen Stromrate, die jeweils während der Testperiode unter gesteuertem Druck und der Testperiode unter gesteuertem Strom gewonnen wurden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist eine bei Behandlung eines Patienten verwendbare CPAP-Vorrichtung auf: ein Gehäuse; ein mit dem Gehäuse in Verbindung stehendes Respirationsmaskensystem, das einen Luftzuleitungsschlauch und eine Pa tientenschnittstelle mit einem Diffuser aufweist; einen Stromgenerator, der konfiguriert ist, um dem Patienten einen Vorrat atembaren Gases zuzuleiten, und mit dem Gehäuse assoziiert ist, wobei der Stromgenerator steuerbar ist, um während einer Testperiode eine steuerbare Quelle atembaren Gases durch den Luftzuleitungsschlauch zu der Patientenschnittstelle zu führen, wobei während der Testperiode mehrere Strommessungen der steuerbaren Quelle atembaren Gases durchgeführt werden; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um mehrere Luftstromcharakteristiken des Respirationsmaskensystems mindestens auf der Basis der mehreren während der Testperiode durchgeführten Strommessungen zu bestimmen.
  • Eine andere Ausführungsform umfasst ein maschinenlesbares Medium, das maschinenausführbare Befehle zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 enthält.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist eine bei Behandlung eines Patienten verwendbare CPAP-Vorrichtung auf: ein Gehäuse; ein mit dem Gehäuse in Verbindung stehendes Respirationsmaskensystem, das einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle mit einer Diffuseröffnung aufweist; einen Stromgenerator, der konfiguriert ist, um dem Patienten einen Vorrat atembaren Gases zuzuleiten, und mit dem Gehäuse assoziiert ist, wobei der Stromgenerator steuerbar ist, um während einer Testperiode eine steuerbare Quelle atembaren Gases durch den Luftzuleitungsschlauch zu der Patientenschnittstelle zu führen, wobei während der Testperiode mehrere Strommessungen der steuerbaren Quelle atembaren Gases durchgeführt werden; eine Einrichtung zum Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs unter Verwendung von Strommessungen, die während eines ersten Teils der Testperiode durchgeführt werden, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle offen ist; eine Einrichtung zum Messen von Druck in der Patientenschnittstelle während eines zweiten Teils der Testperiode, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle blockiert ist; und eine Einrichtung zum Bestimmen von Luftstromcharakteristiken der Öffnung unter Verwendung der während des ersten Teils der Testperiode bestimmten Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs und der während eines zweiten Teils der Testperiode durchgeführten Druckmessungen.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform weist eine CPAP-Vorrichtung, die mit einem Respirationsmaskensystem verwendbar ist, das einen Luftzzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle mit einem Diffuser aufweist, auf: ein Gehäuse; einen Stromgenerator, der konfiguriert ist, um dem Patienten einen Vorrat atembaren Gases zuzuleiten, und mit dem Gehäuse assoziiert ist, wobei der Stromgenerator konfiguriert ist, um während einer Testperiode eine steuerbare Quelle atembaren Gases durch den Luftzuleitungsschlauch zu der Patientenschnittstelle zu führen, wobei während der Testperiode mehrere Strommessungen der steuerbaren Quelle atembaren Gases durchgeführt werden; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um mehrere Luftstromcharakteristiken des Respirationsmaskensystems mindestens auf der Basis der während der Testperiode durchgeführten mehreren Strommessungen zu bestimmen. Ein Respirationsmaskensystem zur Verwendung mit dieser CPAP-Vorrichtung ist ebenfalls vorgesehen.
  • Bereitgestellt wird außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Stromgenerators in einer CPAP-Vorrichtung zur Verwendung mit einem Maskensystem, das einen Diffuser und einen Luftzuleitungsschlauch aufweist, der den Stromgenerator und das Maskensystem verbindet. Das Verfahren weist auf: Versorgen des Stromgenerators mit zwei unterschiedlichen Luftströmen, die repräsentativ sind für einen Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch, wenn der Strom durch das Maskensystem offen ist; Versorgen des Maskensystems mit zwei unterschiedlichen Druckpegeln, die repräsentativ sind für einen Strom des Diffusers und andere Lecks des Maskensystems; und Blockieren des Stroms durch das Maskensystem, während das Maskensystem mit den zwei unterschiedlichen Druckpegeln versorgt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in Vorrichtungen, die einen Bläser und eine Leitung aufweisen, wobei die Leitung mit dem Bläserauslaß, einem Stromsensor zum Messen des Luftstroms an dem Bläserauslaß und einem Drucksensor zum Mes sen des Luftdrucks an dem Bläserauslaß verbunden ist, ein Verfahren bereitgestellt zum Schätzen des Druckabfalls entlang der Leitung für einen Bereich von Bläserstromraten durch Modellieren des Druckabfalls entlang der Leitung als eine quadratische Funktion eines Stroms mit zwei Parametern und Bestimmen der zwei Parameter mittels Durchführen zweier Tests: (i) eines ersten Tests, in welchem der Bläser bei einer ersten Stromrate betrieben wird und einen ersten Bläserauslaßdruck entwickelt; und (ii) eines zweiten Tests, in welchem der Bläser bei einer zweiten Stromrate betrieben wird und einen zweiten Bläserauslaßdruck entwickelt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in Vorrichtungen, die einen Bläser und eine Leitung aufweisen, wobei die Leitung mit dem Bläserauslaß, einem Stromsensor zum Messen des Luftstroms an dem Bläserauslaß, einem Drucksensor zum Messen des Luftdrucks an dem Bläserauslaß und einer Maske, die einen Diffuser mit einem Diffuserstrom aufweist, verbunden ist, ein Verfahren bereitgestellt zum Schätzen des Druckabfalls über den Diffuser für einen Bereich von Bläserstromraten durch Modellieren des Druckabfalls über den Diffuser als eine quadratische Funktion von Maskendruck und Bläserstrom. Obwohl gewisse Ausführungsformen der Erfindung hierin mit gewissen Merkmalen dargestellt und beschrieben sind, erkennen Fachleute, dass auf der Basis mindestens eines oder mehrerer Merkmale, entweder einzeln oder in Kombination, der dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen alternative Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt werden können.
  • Weitere bevorzugte Aspekte der Erfindung betreffen:
    • 1. Verfahren zur Bestimmung von Luftstromcharakteristiken eines Maskensystems, das mit einer CPAP-Vorrichtung verbunden ist, die einen Stromgenerator aufweist, wobei das Maskensystem einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle mit einem Diffuser aufweist, wobei der Stromgenerator einen steuerbaren Luftbläser, einen Stromsensor und einen Drucksensor aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs unter Verwendung von Strommessungen, die wäh rend einer ersten Testperiode, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle offen ist, durchgeführt werden; Messen von Druck in der Patientenschnittstelle während einer zweiten Testperiode, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle blockiert ist; und Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Diffusers unter Verwendung der während der ersten Testperiode bestimmten Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs und der während der zweiten Testperiode durchgeführten Druckmessungen.
    • 2. Verfahren nach Aspekt 1, ferner mit Verarbeitung der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs und der Luftstromcharakteristiken des Diffusers.
    • 3. Verfahren nach einem der Aspekte 1 oder 2, wobei das Bestimmen der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs berechnet wird als eine Funktion eines quadratischen Ausdrucks mit zwei Schlauchkonstanten.
    • 4. Verfahren nach Aspekt 3, wobei die zwei Schlauchkonstanten aufweisen:
      Figure 00100001
      wobei x ein unterer Luftstrom für den Luftzuleitungsschlauch ist, X ein oberer Luftstrom für den Luftzuleitungsschlauch ist, y ein Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch bei dem unteren Luftstrom ist und Y ein Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch bei dem oberen Luftstrom ist.
    • 5. Verfahren nach Aspekt 4, wobei die zwei Schlauchkonstanten (HoseA, HoseB) verwendet werden, um einen wahren unteren Testdruck (TrueDiffTP1) und einen wahren oberen Testdruck (TrueDiffTP2) für den Diffuser zu berechnen, wobei der wahre untere Testdruck definiert ist als TrueDiffTP1 = DiffTP1 – HoseA·x – HoseB·HoseA(x)2,wobei DiffTP1 der Diffuserstrom bei einem unteren Druck für den Diffuser ist, und wobei der wahre höhere Testdruck definiert ist als TrueDiffTP2 = DiffTP2 – HoseA·X – HoseB·HoseA(X)2, wobei DiffTP2 der Diffuserstrom bei einem höheren Druck für den Diffuser ist.
    • 6. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 5, wobei das Bestimmen der Luftstromcharakteristiken des Maskensystems berechnet wird als eine Funktion eines quadratischen Ausdrucks mit zwei Diffuserkonstanten (DiffA, DiffB).
    • 7. Verfahren nach Aspekt 6, wobei die zwei Diffuser konstanten aufweisen:
      Figure 00110001
      wobei v ein unterer Druck für den Diffuser ist, V ein oberer Druck für den Diffuser ist, z ein wahrer unterer Druck für den Diffuser ist und Z ein wahrer oberer Druck für den Diffuser ist.
    • 8. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 7, ferner mit Blockieren der Patientenschnittstelle mit einem stromblockierenden Element, das eine Gestalt hat, die komplementär ist zu einer Gestalt der Patientenschnittstelle.
    • 9. Verfahren nach Aspekt 8, wobei die Gestalt des stromblockierenden Elements repräsentativ ist für eine menschliche Nase und/oder ein menschliches Gesicht.
    • 10. Verfahren nach einem der Aspekte 8 bis 9, ferner mit Befestigen des stromblockierenden Elements an der Patientenschnittstelle.
    • 11. Verfahren zur Bestimmung von Luftstromcharakteristiken eines Luftzuleitungsschlauchs, der mit einem Stromgenerator in einer CPAP-Vorrichtung verbunden ist, wobei der Stromgenerator einen steuerbaren Luftbläser, einen Stromsensor und einen Drucksensor aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Messen einer Luftstromrate durch den steuerbaren Luftbläser während einer Testperiode; und Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs unter Verwendung der während der Testperiode durchgeführten Stromratemessungen.
    • 12. Verfahren zur Bestimmung von Luftstromcharakteristiken eines Maskensystems, das mit einer steuerbaren Quelle atembaren Gases verbunden ist, wobei das Maskensystem einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Messen einer Luftstromrate an der steuerbaren Quelle atembaren Gases während einer Testperiode unter gesteuertem Druck, wenn das Maskensystem offen ist; Messen eines Drucks an der steuerbaren Quelle atembaren Gases während einer Testperiode unter gesteuertem Strom, wenn das Maskensystem blockiert ist; und Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Maskensystems auf der Basis des gemessenen Drucks und der gemessenen Stromrate, die jeweils während der Testperiode unter geteuertem. Druck und der Testperiode unter gesteuertem Strom gewonnen wurden.
    • 13. Verfahren nach Aspekt 12, ferner mit Steuerung der Quelle atembaren Gases, um während der Testperiode unter gesteuertem Druck Luft bei einem ersten im Wesentlichen konstanten Druck und anschließend bei einem zweiten im Wesentlichen konstanten Druck zuzuleiten.
    • 14. Verfahren nach Aspekt 13, wobei der erste im Wesentlichen konstante Druck niedriger ist als der zweite im Wesentlichen konstante Druck.
    • 15. Verfahren nach einem der Aspekte 12 bis 14, ferner mit Steuerung der Quelle atembaren Gases, um während der Testperiode unter gesteuerter Stromrate Luft bei einer ersten im Wesentlichen konstanten Stromrate und anschließend bei einer zweiten im Wesentlichen konstanten Stromrate zuzuleiten.
    • 16. Verfahren nach Aspekt 15, wobei die erste im Wesentlichen konstante Stromrate niedriger ist als die zweite im Wesentlichen konstante Stromrate.
    • 17. Bei Behandlung eines Patienten verwendbare CPAP-Vorrichtung, wobei die CPAP-Vorrichtung aufweist: ein Gehäuse; ein mit dem Gehäuse in Verbindung stehendes Respirationsmaskensystem, wobei das Respirationsmaskensystem einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle mit einem Diffuser aufweist; einen Stromgenerator, der konfiguriert ist, um dem Patienten einen Vorrat atembaren Gases zuzuleiten, und mit dem Gehäuse assoziiert ist, wobei der Stromgenerator steuerbar ist, um während einer Testperiode eine steuerbare Quelle atembaren Gases durch den Luftzuleitungsschlauch zu der Patientenschnittstelle zu führen, wobei während der Testperiode mehrere Strommessungen der steuerbaren Quelle atembaren Gases durchgeführt werden; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um mehrere Luftstromcharakteristiken des Respirationsmaskensystems mindestens auf der Basis der mehreren während der Testperiode durchgeführten Strommessungen zu bestimmen.
    • 18. CPAP-Vorrichtung nach Aspekt 17, wobei der Stromsensor konfiguriert ist, um während der Testperiode, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle offen ist, mindestens einen Luftstrom durch die Patientenschnittstelle zu messen.
    • 19. CPAP-Vorrichtung nach einem der Aspekte 17 und 18, wobei der Drucksensor konfiguriert ist, um während der Testperiode, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle blockiert ist, mindestens einen Druck in der Patientenschnittstelle zu messen.
    • 20. CPAP-Vorrichtung nach einem der Aspekte 17 bis 19, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um unter Verwendung der während eines ersten Teils der Testperiode bestimmten Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs und der während eines zweiten Teils der Testperiode durchgeführten Druckmessungen Luftstromcharakteristiken des Diffusers zu bestimmen.
    • 21. CPAP-Vorrichtung nach einem der Aspekte 17 bis 20, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um die Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs als eine Funktion eines quadratischen Ausdrucks mit zwei Schlauchkonstanten zu berechnen.
    • 22. CPAP-Vorrichtung nach Aspekt 21, wobei die zwei Schlauchkonstanten aufweisen:
      Figure 00140001
      wobei x ein unterer Luftstrom für den Luftzuleitungsschlauch ist, X ein oberer Luftstrom für den Luftzuleitungsschlauch ist, y ein Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch bei dem unteren Luftstrom ist und Y ein Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch bei dem oberen Luftstrom ist.
    • 23. CPAP-Vorrichtung nach Aspekt 22, wobei die zwei Schlauchkonstanten (HoseA, HoseB) verwendet werden, um einen wahren unteren Testdruck (TrueDiffTP1) und einen wahren oberen Testdruck (TrueDiffTP2) für den Diffuser zu berechnen, wobei der wahre untere Testdruck definiert ist als TrueDiffTP1 = DiffTP1 – HoseA·x – HoseB·HoseA(x)2,wobei DiffTP1 der Diffuserstrom bei einem unteren Druck für den Diffuser ist, und wobei der wahre höhere Testdruck definiert ist als TrueDiffTP2 = DiffTP2 – HoseA·X – HoseB·HoseA(X)2, wobei DiffTP2 der Diffuserstrom bei einem höheren Druck für den Diffuser ist.
    • 24. CPAP-Vorrichtung nach einem der Aspekte 17 bis 23, wobei das Bestimmen der Luftstromcharakteristiken des Maskensystems berechnet wird als eine Funktion eines quadratischen Ausdrucks mit zwei Diffuserkonstanten (DiffA, DiffB).
    • 25. CPAP-Vorrichtung nach Aspekt 24, wobei die zwei Diffuserkonstanten aufweisen:
      Figure 00150001
      wobei v ein unterer Druck für den Diffuser ist, V ein oberer Druck für den Diffuser ist, z ein wahrer unterer Druck für den Diffuser ist und Z ein wahrer oberer Druck für den Diffuser ist.
    • 26. CPAP-Vorrichtung nach einem der Aspekte 17 bis 25, ferner mit einem stromblockierenden Element, das konfiguriert ist, um die Patientenschnittstelle zu blockieren, wobei das stromblockierende Element (50) eine Gestalt hat, die komplementär ist zu einer Gestalt der Patientenschnittstelle.
    • 27. CPAP-Vorrichtung nach Aspekt 26, wobei die Gestalt des stromblockierenden Elements repräsentativ ist für eine menschliche Nase und/oder ein menschliches Gesicht.
    • 28. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, wobei das stromblockierende Element an der Patientenschnittstelle befestigt ist.
    • 29. CPAP-Vorrichtung nach einem der Aspekte 17 bis 28, wobei die Patientenschnittstelle konfiguriert ist, um einen Durchgang von Luft zu erlauben, und der Diffuser konfiguriert ist, um während eines Atmungszyklus eines Patienten ausgeatmete Luft ausströmen zu lassen.
    • 30. Maschinenlesbares Medium, das maschinenausführbare Befehle zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 enthält.
    • 31. Bei Behandlung eines Patienten verwendbare CPAP-Vorrichtung, wobei die CPAP-Vorrichtung aufweist: ein Gehäuse; ein mit dem Gehäuse in Verbindung stehendes Respirationsmaskensystem, wobei das Respirationsmaskensystem einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle mit einer Diffuseröffnung aufweist; einen Stromgenerator, der konfiguriert ist, um dem Patienten einen Vorrat atembaren Gases zuzuleiten, und mit dem Ge häuse assoziiert ist, wobei der Stromgenerator steuerbar ist, um während einer Testperiode eine steuerbare Quelle atembaren Gases durch den Luftzuleitungsschlauch zu der Patientenschnittstelle zu führen, wobei während der Testperiode mehrere Strommessungen der steuerbaren Quelle atembaren Gases durchgeführt werden; eine Einrichtung zum Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs unter Verwendung von Strommessungen, die während eines ersten Teils der Testperiode durchgeführt werden, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle offen ist; eine Einrichtung zum Messen von Druck in der Patientenschnittstelle während eines zweiten Teils der Testperiode, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle blockiert ist; und eine Einrichtung zum Bestimmen von Luftstromcharakteristiken der Öffnung unter Verwendung der während des ersten Teils der Testperiode bestimmten Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs und der während eines zweiten Teils der Testperiode durchgeführten Druckmessungen.
    • 32. CPAP-Vorrichtung, die mit einem Respirationsmaskensystem, das einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle mit einem Diffuser aufweist, verwendbar ist, wobei die CPAP-Vorrichtung aufweist: ein Gehäuse; einen Stromgenerator, der konfiguriert ist, um dem Patienten einen Vorrat atembaren Gases zuzuleiten, und mit dem Gehäuse assoziiert ist, wobei der Stromgenerator konfiguriert ist, um während einer Testperiode eine steuerbare Quelle atembaren Gases durch den Luftzuleitungsschlauch zu der Patientenschnittstelle zu führen, wobei während der Testperiode mehrere Strommessungen der steuerbaren Quelle atembaren Gases durchgeführt werden; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um mehrere Luftstromcharakteristiken des Respirationsmaskensystems mindestens auf der Basis der während der Testperiode durchgeführten mehreren Strommessungen zu bestimmen.
    • 33. Respirationsmaskensystem zur Verwendung mit einer CPAP-Vorrichtung nach Aspekt 32.
    • 34. Verfahren zum Kalibrieren eines Stromgenerators in einer CPAP-Vorrichtung zur Verwendung mit einem Maskensystem, das einen Diffuser und einen Luftzuleitungsschlauch aufweist, der den Stromgenerator und das Maskensystem verbindet, wobei das Verfahren aufweist: Versorgen des Stromgenerators mit zwei unterschiedlichen Luftströmen, die repräsentativ für einen Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch sind, wenn der Strom durch das Maskensystem offen ist; Versorgen des Maskensystems mit zwei unterschiedlichen Druckpegeln, die repräsentativ für einen Strom des Diffusers und andere Lecks des Maskensystems sind; und Blockieren von Strom durch das Maskensystem, während das Maskensystem mit den zwei unterschiedlichen Druckpegeln versorgt wird.
    • 35. Verfahren zum Bestimmen von Luftstromcharakteristiken eines Maskensystems, das mit einer CPAP-Vorrichtung verbunden ist, die einen Stromgenerator aufweist, wobei das Maskensystem einen Luftzuleitungsschlauch und eine Patientenschnittstelle mit einem Diffuser aufweist, wobei die CPAP-Vorrichtung einen steuerbaren Bläser, einen Stromsensor und einen Drucksensor aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen von Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs; Messen von Druck in der Patientenschnittstelle, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle blockiert ist; und Bestimmen von Luftstromcharakteristiken des Diffusers unter Verwendung der Druckmessungen bei blockierter Patientenschnittstelle und der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs, die bereitgestellt sind oder bestimmt worden sind.
    • 36. Verfahren nach Aspekt 35, wobei die Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs vorab bestimmt worden sind.
    • 37. Verfahren nach Aspekt 35, wobei die Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs gemessen werden, wenn der Strom durch die Patientenschnittstelle offen ist.
    • 38. CPAP-Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Aspekte 1 bis 16 und 34 bis 37.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich aus der Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen dieser Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres erkennen und verstehen.
  • 1 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das eine CPAP-Vorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein schematisches Diagramm der in 1 gezeigten CPAP-Vorrichtung, wobei ein Luftstrom zu dem Patienten offen ist;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm der in 1 gezeigten CPAP-Vorrichtung, wobei ein Luftstrom zu dem Patienten blockiert ist;
  • 4 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das ein Verfahren gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 5 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das für die in 1 gezeigte CPAP-Vorrichtung Druck aufgetragen gegen Strom zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • 1 bis 3 zeigen eine CPAP-Vorrichtung zur Behandlung eines Patienten gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung. In der dargestellten Ausführungsform weist die CPAP-Vorrichtung, allgemein mit 10 bezeichnet, einen steuerbaren Luftbläser oder Stromgenerator 12 auf, der in Verbindung mit einem Respirationsmaskensystem ist, das allgemein mit 14 bezeichnet ist. Das Respirationsmaskensystem 14 weist einen Luftzuleitungsschlauch 16 auf, der das Respirationsmaskensystem 14 mit dem Stromgenerator 12 verbindet, um atembares Gas durch das Respirationsmaskensystem 14 zu dem Patienten zu führen.
  • Der Stromgenerator 12 ist konfiguriert, um dem Patienten einen Vorrat atembaren Gases zuzuleiten, beispielsweise bei einer speziellen Stromrate und einem speziellen Druck. Wie in 2 und 3 gezeigt, weist der Stromgenerator 12 einen Stromsensor 14 und einen Drucksensor 15 auf, um an einem Ausgang 17 des Stromgenerators 12 eine Stromrate bzw. einen Druck zu messen. Der Ausgang 17 ist vorzugsweise mit dem Luftzuleitungsschlauch 16 verbunden.
  • Der Stromgenerator 12 ist konfiguriert, um während einer Testperiode, die nachstehend detaillierter beschrieben ist, eine steuerbare Quelle atembaren Gases, beispielsweise Sauerstoff, durch den Luftzuleitungsschlauch 16 zu dem Maskensystem 14 zu führen. Mehrere Strommessungen, zum Beispiel Stromrate und Druck der steuerbaren Quelle atembaren Gases, werden während der Testperiode am Ausgang 17 des Stromgenerators 12 durchgeführt.
  • Der Stromgenerator 12 ist in der Lage, die Quelle atembaren Gases zum Beispiel bei einem Strom von bis zu ungefähr 100 L/min bei niedrigen Druckpegeln von ungefähr 0,25 bis ungefähr 2 cm H2O gleichmäßig und genau zuzuleiten.
  • Wie am besten in 1 gezeigt, kann der Stromgenerator 12 innerhalb des Gehäuses 18 bereitgestellt sein, das aus einem ausreichend elastischen Material, wie beispielsweise Kunststoff oder Metall, hergestellt sein kann. Alternativ kann der Stromgenerator 12 fernab des Gehäuses 18 bereitgestellt sein.
  • Das Gehäuse 18 kann in seiner Außenseite eine Öffnung oder einen Schlitz 19 aufweisen, die/der als ein Griff zum Transportieren der CPAP-Vorrichtung 10 verwendet werden kann. Die elastische Struktur des Gehäuses 18 kann wesentlich dabei helfen, einen Prozessor 20, ein Flügelrad 22, einen Motor 24, eine Servo-Steuerschaltung 26, eine Anzeige 28, eine Benutzerschnittstelle 30 und eine Steuerung 32 zu halten und zu schützen. Die Steuerung 32 kann konfiguriert sein, um den Betrieb des einen oder der mehreren Prozessoren 20, des Flügelrads 22, des Motors 24 der Servo-Steuerschaltung 26, der Anzeige 28 und der Benutzerschnittstelle 30 zu steuern, wie allgemein bekannt ist.
  • Wie in 1 zu sehen ist, sind die Benutzerschnittstelle 30 und die Anzeige 28 in dem Gehäuse 18 der CPAP-Vorrichtung 10 bereitgestellt und sind konfiguriert, um verschiedene Funktionen, die der speziellen CPAP-Vorrichtung 10 zur Verfügung stehen, zu steuern und zu bedienen. Die Benutzerschnittstelle 30 kann zum Beispiel in Form eines Strichcodes, einer Tastatur, einer Maus, eines Berührungsbildschirms (Touchscreen), eines fernen Endgeräts oder eines Sprachaktivierungssystems sein, um eine von einem Benutzer, beispielsweise einem Patienten oder Arzt kommende Eingabe entgegenzunehmen. Die Anzeige 28 kann ein Berührungsbildschirm oder ein LCD-Bildschirm sein und kann konfiguriert sein, um verschiedene Parameter anzuzeigen, beispielsweise Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs 16 oder Maskensystems 14, die von dem Stromsensor 13 gemessene Stromrate und den von dem Drucksensor 15 gemessenen Druck. Die Anzeige 28 kann konfiguriert sein, um (von dem Stromgenerator 12) zugeleiteten Strom mit einem Prompt (einer Eingabeaufforderung) anzuzeigen, so dass ein Benutzer oder Patient den zugeleiteten Strom minimieren kann, bevor Luftstromcharakteristikmessungen durchgeführt werden.
  • Der Motor 24 ist mit dem Flügelrad 22 gekoppelt, um das Flügelrad 22 anzutreiben. Wenn angetrieben, erzeugt das Flügelrad 22 eine Quelle atembaren Gases, die durch den Luftzuleitungsschlauch 16 dem Maskensystem 14 zugeführt werden kann.
  • Der Prozessor 20 ist konfiguriert und eingerichtet, um unter Verwendung mehrerer während der Testperiode durchgeführter Strommessungen mehrere Luftstromcharakteristiken des Respirationsmaskensystems 14 zu bestimmen. Diese Luftstromcharakteristiken könnten zum Beispiel an der Anzeige 28 angezeigt werden.
  • Zusätzlich kann der Prozessor 20 in der Lage sein, verschiedene Berechnungen bis zu einer speziellen Genauigkeit, zum Beispiel 32 Bit Gleitpunkt, durchzuführen. Der Prozessor 20 kann konfiguriert und eingerichtet sein, um Berechnungen auch mit irgendeiner anderen Genauigkeit durchzuführen, die zum Beispiel von der gewünschten Berechnung und Anwendung abhängen könnte.
  • Die Servo-Steuerschaltung 26 arbeitet mit dem Prozessor 20 und dem Stromgenerator 12 zusammen, um zum Beispiel die Aufrechterhaltung eines Drucks in dem Maskensystem 14 innerhalb streng festgelegter Fehlergrenzen zu erlauben.
  • Tabelle 1, wie nachstehend gezeigt, modelliert eine bevorzugte minimale Genauigkeit und eine bevorzugte optimale Genauigkeit für verschiedene Systemparameter, wie beispielsweise Genauigkeit, Stabilität und Linearität des zugeleiteten Stroms und Genauigkeit und Stabilität des zugeleiteten Drucks.
    Parameter Minimale Genauigkeit Optimale Genauigkeit
    Genauigkeit des zugeleiteten Stroms +/– 3 L/min (gleich der Mas- kenleckanforderung) +/– 1,5 L/min (1/2 Masken- leckanforderung)
    Stabilität des zugeleiteten Stroms Gleich der Maskenleckan- forderung über einen belie- bigen Verwendungszeitraum ½ Maskenleckanforderung über einen beliebigen Ver- wendungszeitraum
    Linearität des zugeleiteten Stroms < 5% Abweichung von einer geraden Linie (Fig. 5) < 2% Abweichung von einer geraden Linie (Fig. 5)
    Genauigkeit des zugeleiteten Drucks +/– 0,5 cm H2O bei 20 cm H2O +/– 0,25 cm H2O bei 20 cm H2O
    Stabilität des zugeleiteten Drucks +/– 0,5 cm H2O über einen beliebigen Verwendungszeit- raum +/– 0,25 cm H2O über einen beliebigen Verwendungszeit- raum
    Tabelle 1
  • Wie in 1 bis 3 gezeigt, kann der Luftzuleitungsschlauch 16 ein beliebiger herkömmlicher Schlauch sein. Jedoch können in einigen Anwendungen, beispielsweise in einigen krankenhäuslichen und klinischen Situationen mit Akut- oder kranken Patienten, andere Anforderungen für das Schlauchsystem 16 notwendig sein. Insbesondere ist es wahrscheinlich, dass in solchen Situationen ein antibakterielles Filter mit laufender Wartung vorteilhaft wäre.
  • In dieser Situation kann jedes Mal, wenn die Maske von dem Patienten getrennt wird, eine verkürzte Kalibrierung des Schlauchs, die nachstehend detaillierter beschrieben ist, automatisch oder manuell durchgeführt werden. Dieses System könnte auch den Verlauf der Verwendung von antibakteriellen Filtern verfolgen und warnen, wenn sie anfangen zu verstopfen und gewechselt werden müssen.
  • Das Maskensystem 14 ist durch den Luftzuleitungsschlauch 16 mit einer von dem Stromgenerator 12 bereitgestellten Luftvorratsquelle verbunden. Das Maskensystem 14 kann integral an dem Luftzuleitungsschlauch 16 angebracht sein oder kann mit diesem mittels Befestigungseinrichtungen, beispielsweise Klemmen, verbunden werden, für eine Ersetzung oder Austauschbarkeit des Maskensystems 14. Die Luftvorratsquelle kann dem Maskensystem 14 ungeregelte Luft zuleiten, da der mit dem Stromgenerator 12 verknüpfte Drucksensor 15 konfiguriert sein kann, um durch die relative Stärke der Atemzüge des Patienten den erforderlichen Druck der von dem Patienten benötigten Luft zu bestimmen.
  • Das Maskensystem 14 weist eine Patientenschnittstelle oder Maske 34 und einen länglichen vorspringenden Abschnitt 35 auf, der mit dem Luftzuleitungsschlauch 16 verbunden werden kann. Ein Diffuser 36 in Form einer Öffnung ist in dem länglichen vorspringenden Abschnitt 35 gebildet und lässt von dem Patienten ausgeatmete Luft ausströmen. Andere Masken können mit Vorrichtungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden. Zum Beispiel können erfindungsgemäße Vorrichtungen verwendet werden, um die Stromcharakteristiken eines Maskensystems zu bestimmen, beispielsweise der MIRAGETM Maske, der ULTRA MIRAGETM Maske, der BUBBLETM Maske oder der MODULARTM Maske, die alle von RESMED Limited, Australien, hergestellt werden.
  • Die Patientenschnittstelle 34 kann irgendeine von vielen unterschiedlichen Patientenschnittstellen sein, beispielsweise eine nasale Maske, eine Nasen-und-Mund-Maske, eine Vollgesichtsmaske, nasale Zacken (oder Kanülen) und nasale Kissen. Allgemein weist die Patientenschnittstelle 34 eine Art von Maskenhaltemerkmalen, beispielsweise ein Kopfgeschirr, auf, um das Maskensystem 14 an dem Gesicht eines Patienten zu positionieren und die Kraft auszugleichen, die aus der Anwendung von Druckluft resultiert, die versucht, die Maske 34 oder das Maskensystem 14 von dem Gesicht des Patientenweg zu stoßen.
  • Der Diffuser 36 kann passiv oder semiaktiv sein, z. B. könnte der Diffuser 36 eine Öffnung, mehrere Öffnungen oder eine Öffnung oder Öffnungen sein, die teilweise bedeckt, vergittert usw. sind, die einen Durchgang von Luft erlauben.
  • Die Maske 4 ist als eine nasale Maske gezeigt und hat eine allgemein dreieckig gestaltete, aus einem relativ starren Material, beispielsweise Polycarbonat, hergestellte Kammer 38 mit einer offenen Seite, die beim Gebrauch gegen das Gesicht des Patienten positioniert wird. Die Kante der offenen Seite, d. h. ein gesichtskontaktierender Abschnitt 40, hilft dabei, eine Abdichtung an dem Gesicht des Patienten zu bilden. Der gesichtskontaktierende Abschnitt 40 ist typisch weich, um dem Patientenwohl förderlich zu sein, und kann zum Beispiel aus Schaumstoff, Gummi oder Polystyrol hergestellt sein.
  • Zwischen dem Gesicht des Patienten und dem gesichtskontaktierenden Abschnitt sollte eine gute Abdichtung bereitgestellt sein, mit wenigen Lecks, denn Lecks können Luftzug und Lärm verursachen, was für den Patienten unangenehm sein kann. Daher weist die Maske 34 mehrere Kopfgeschirr aufnehmende Abschnitte 42 auf, die sich von gegenüberliegenden Seiten aus erstrecken, um zum Beispiel Bänder oder andere Teile des Kopfgeschirrs aufzunehmen. Das Patientenwohl ist wichtig und sollte bei der Wahl des Typs von Maske 34 berücksichtigt werden, da der Patient möglicherweise schläft oder ruht, wenn er die Maske 34 trägt.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Druck in der Patientenschnittstelle geschätzt werden, sobald einmal die Leitungscharakteristiken bestimmt worden sind. In einer solchen Ausführungsform ist es lediglich notwendig, den Druck an dem Bläserauslaß und den Strom an dem Bläserauslaß zu bestimmen, um zusammen mit bekannten Leitungscharakteristiken den Druck in der Patientenschnittstelle zu schätzen. Somit er fordert eine solche Ausführungsform keinen Druckwandler in der Patientenschnittstelle oder keinen über ein Messröhrchen mit der Patientenschnittstelle zu verbindenden Druckwandler. Zudem kann eine solche Ausführungsform der Erfindung zusammen mit einer großen Vielfalt an kommerziell erhältlichen Masken verwendet werden, die keine Druckwandler in der Maske oder keine Druckmessröhrchen in der Maske aufweisen.
  • Der dem Eingang der Atemwege des Patienten zugeleitete Druck kann auch direkt in der Patientenschnittstelle 34 gemessen werden. In diesem Fall kann ein Drucksensor 44, zum Beispiel ein Druckwandler, an oder in der Nähe der Patientenschnittstelle 34 angebracht sein und über eine Öffnung oder ein angeschlossenes Messröhrchen 46 in Verbindung mit der Innenkammer 38 oder dem vorspringenden Abschnitt 35 der Maske stehen. Alternativ kann ein Messröhrchen zwischen einer geeigneten Öffnung an der Patientenschnittstelle 34 und einem Drucksensor (nicht gezeigt), der fernab der Patientenschnittstelle 34, beispielsweise in dem Luftbläsergehäuse 18 angeordnet ist, angeordnet sein.
  • In einer alternativen Ausführungsform, obwohl nicht gezeigt, kann für genaue Messungen von Maskendruck die CPAP-Vorrichtung eine Unter- oder Überdruckalarmanlage aufweisen, die mit einem sich von der Maske aus erstreckenden Druckrohr verbunden ist. Diese Konfiguration könnte allgemein am besten geeignet sein, um. Systeme variablen Drucks bereitzustellen. Die Unter- oder Überdruckalarmanlage kann Druck an dem Stromgenerator 12 messen, um die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen genauen Models des Schlauchdruckabfalls zu erlauben, und erlaubt somit dem Alarmsystem, Druck an dem Stromgenerator 12 zu messen.
  • Charakteristiken für übliche Masken und Schlauchsysteme könnten in dem Stromgenerator oder einem transportablen Speichermedium gespeichert werden. Alternativ könnten diese üblichen Charakteristiken manuell über eine Tastatur oder einen Strichcode eingegeben werden. Daher kann die CPAP-Vorrichtung 10 zum Beispiel einen Slot bzw. Steckplatz aufweisen, der konfiguriert ist, um zum Speichern von gesammelten. Daten oder Charakteristiken für übliche Masken. und Schlauchsysteme ein Einführen eines abnehmbar bzw. transportablen Speichermediums in den Steckplatz zu erlauben. Der Steckplatz könnte irgendwo an der CPAP-Vorrichtung günstig gelegen sein, sollte aber so gelegen sein, dass eine minimale Anstrengung erforderlich ist, um das Speichermedium einzuführen und es aus der CPAP-Vorrichtung 10 herauszunehmen.
  • Das transportable Speichermedium könnte ein Magnet- oder Flashspeicher sein, der mit Personal-Computern, tragbaren Geräten, Kameras und Druckern allgemein kompatibel ist und wenigstens Hunderte Megabytes Daten speichern kann.
  • Zusätzlich könnte das transportable Speichermedium Information über das Maskensystem 14 enthalten oder andere zum Beispiel von einem Arzt bereitgestellte Parameter enthalten. In diesem Fall würde das transportable Speichermedium Lese- und Schreibfähigkeiten haben, und Informationen, die von dem Patienten oder dem Arzt auf das transportable Speichermedium übertragen wurden, könnten von der CPAP-Vorrichtung 10 verwendet werden, um gewisse Parameter zu steuern. Beispielsweise haben unterschiedliche Masken unterschiedliche Stromcharakteristiken, es würde vorteilhaft sein, Informationen über die Maske auf das transportable Speichermedium zu übertragen, so dass die CPAP-Vorrichtung die bereitgestellten Luftdruckpegel oder Stromraten entsprechend variieren könnte. In diesem Fall würde es für den Patienten nicht teuer sein, Masken zu wechseln, weil die Maskeninformationen und Charakteristiken auf einfache Weise geändert werden könnten, um zum Beispiel unterschiedlichen Masken Rechnung zu tragen. Daten für jede spezielle Maske können von dem Maskenhersteller bereitgestellt werden, und wenn der Patient die Maske kauft, könnte er oder sie einfach die Karte in die CPAP-Vorrichtung 10 einführen und könnte sich die Vorrichtung entsprechend neu konfigurieren.
  • In der CPAP-Vorrichtung 10 kann der Stromgenerator 12 voreingestellt werden, um in einem gegebenen Geschwindigkeitsbereich zu arbeiten, wodurch sich eine grobe Steuerung des Drucks ergibt, der durch den Luftzuleitungsschlauch 16 dem Patient zugeleitet wird. Jedoch ändert sich der tatsächliche Druck an der Patientenschnittstelle während des Respirationszyklus. Zum Beispiel erhöht sich der an der Patientenschnittstelle gemessene Druck, wenn der Patient oder ein anderer Benutzer einatmet, wohingegen während des Ausatmens der gemessene Druck abnimmt. Der durchschnittliche Luftstrom zu dem Patienten wird als Null angenommen, da die dem Patienten zugeführte Luft durch von dem Patienten ausgeatmete Luft effektiv ausgeglichen wird.
  • Der dem Eingang der Atemwege des Patienten zugeleitete Druck kann durch Messen des Drucks am Ausgang 17 des Stromgenerators 12 und durch Anwenden eines Korrekturfaktors, der den bekannten Charakteristiken der betreffenden Leitung und Patientenschnittstelle entspricht, geschätzt werden, wie nachstehend detaillierter beschrieben ist.
  • In den meisten Maskensystemen besteht die Möglichkeit eines Leckstroms. Wenn zum Beispiel die Maske nicht korrekt an dem Gesicht positioniert ist oder für ein spezielles Gesicht ungeeignet ist, kann es Leck um die Peripherie des gesichtskontaktierenden Abschnitts der Maske geben. In einigen Anwendungen ist es wichtig, das Leck des Systems genau zu messen, zum Beispiel bei einem spontan atmenden Patienten, um zu einer korrekten Synchronisierung des Luftstroms aus dem Stromgenerator 12 mit dem Atmungsanstrengungen des Patienten beizutragen.
  • Die Genauigkeit der Strom- und Druckmessungen, wie in Tabelle 1 gezeigt, hat eine direkte Auswirkung auf die Genauigkeit eines daraus gewonnenen Maskenlecks. Jedoch wird sich diese Genauigkeit nicht auf die Genauigkeit eines Maskenleck-Nullpunkts auswirken. Eine Nullverschiebung in den Messungen wird sich sowohl auf die Skala als auch auf den Nullpunkt des Maskenlecks auswirken.
  • Ein Modell, das die Maskenkomponenten (z. B. Schlauchdruckabfall, Maskendiffuserstrom und andere Lecks) als quadratische Ausdrücke von Druckabfall in Bezug auf Strom zeigt, kann durch den folgenden quadratischen Ausdruck dargestellt werden: Druckabfall = A·Strom + B·Strom2
  • Der Term A ist Reibungsverlusten zuzuschreiben, die proportional zu dem Strom sind, und der Term B basiert auf der Bernouilli-Gleichung, in welcher der Druckabfall proportional zu dem Strom im Quadrat (Strom2) ist.
  • Um eine genauere Messung von Maskenleck zu gewinnen, kann ein stromblockierendes Element 50 (3) bereitgestellt sein, um Abschnitte der Patientenschnittstelle 34 und des vorspringenden Abschnitts 35 zu blockieren, so dass der Strom durch das Maskensystem 14 blockiert ist. Um eine richtige Einpassung sicherzustellen, ist eine Gestalt des stromblockierenden Elements 50 komplementär zu einer Gestalt der Patientenschnittstelle 34. Auch kann die Gestalt des stromblockierenden Elements 50 eine menschliche Nase, ein menschliches Gesicht oder ein teilweises menschliches Gesicht repräsentieren. Das stromblockierende Element 50 kann so gestaltet sein, dass es dazu dienen kann, Strom in verschiedenen Masken, die unterschiedliche Konfigurationen haben, zu blockieren. Das stromblockierende Element 50 kann an dem Stromgenerator 12 befestigt sein, so dass es nicht verloren geht und für den Patienten leicht zugänglich bleibt, oder das stromblockierende Element 50 kann ohne Befestigung an dem Stromgenerator 12 sein.
  • Es wird nun Bezug genommen auf 4, in welcher ein Verfahren zum Charakterisieren von unterschiedlichen Maskensystemen gemäß den Prinzipien der Erfindung [gezeigt ist]. Das Verfahren kann verschiedene Charakteristiken von Maskenkomponenten modellieren, wie beispielsweise Druckabfall in dem Schlauch 16, Strom des Maskendiffusers 36 und andere Lecks in dem Maskensystem 14.
  • In 4 wird ein Flussdiagramm verwendet, um das Verfahren zum Charakterisieren von unterschiedlichen Maskensystemen gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung darzustellen. Bei 400 beginnt das Verfahren. Bei 402 wird der mit dem Stromgenerator 12 verknüpfte Drucksensor 15 auf null gesetzt und bei 404 wird der mit dem Stromgenerator 12 verknüpfte Stromsensor 13 auf null gesetzt. Während einer Datensammlung sollte der zugeleitete Strom, wie von dem Stromsensor 13 gemessen, und der zugeleitete Druck, wie von dem Drucksensor 15 gemessen, so konstant wie möglich gehalten werden.
  • Bei 406 wird ein Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch 16 bei einer ersten Teststromrate gemessen. Bei 408 wird ein Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch 16 bei einer zweiten Teststromrate gemessen. Der quadratische Ausdruck mit den Konstanten Hose A und Hose B kann verwendet werden, um Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs 16 zu bestimmen oder zu berechnen. Die quadratischen Ausdrücke lassen sich wie folgt darstellen:
    Figure 00280001
  • Der Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch 16 bei der ersten bzw. der zweiten Stromrate ist als y bzw. Y dargestellt. Lecks in dem Diffuser 36 bei einer niedrigeren Stromrate bzw. bei einer höheren Stromrate sind als x bzw. X dargestellt. Anzumerken ist, dass die positive quadratische Natur der typischen Druck/Strom-Charakteristik dieser Komponenten, die ersten und zweiten Stromraten (oder Druckpegel) eine wesentlich bessere Auflösung bereitstellen, mit einer bei einem hohen Wert und der anderen bei der Hälfte des hohen Werts. Diese Beziehung ist in 5 gezeigt, in welcher Test 1 eine Stromrate ist, die den halben Wert von Test 2 hat, die eine Stromrate mit einem hohen Wert ist. In 5 ist eine maximale lineare Abweichung von der geraden Linie 100 (ungefähr 5%) gezeigt, entsprechend einer Stromrate, repräsentiert durch Test 1, die der Wert ist, der gleich der Hälfte des hohen Werts ist.
  • Die Maskenkalibrierungsprozedur macht die folgenden Messungen, wie in Tabelle 2 gezeigt, die analysiert werden, um die A- und B-Koeffizienten für das vorstehend beschriebene Maskensystemmodell zu erzeugen:
    Name Parameter Beispielswert
    HoseTF1 Unterer Teststrom für den Schlauch 40 L/min
    HoseTP1 Druckabfall abwärts des Schlauchs bei unterem Teststrom 0,1 bis 0,4 cm H2O
    HoseTF2 Oberer Teststrom für den Schlauch 80 bis 100 L/min
    HoseTP2 Druckabfall abwärts des Schlauchs bei oberem Teststrom 1 bis 4 cm H2O
    DiffTP1 Unterer Diffusertestdruck 6 cm H2O
    DiffTF1 Strom beim unteren Diffusertestdruck 10 bis 20 L/min
    DiffTP2 Oberer Diffusertestdruck 12 cm H2O
    DiffTF2 Strom beim oberen Diffusertestdruck 15 bis 40 L/min
    Tabelle 2
  • Die in Tabelle 2 gezeigten Werte sind nur Beispiele und sind nicht einschränkend, vielmehr sind sie nur zum Verständnis bereitgestellt.
  • Die wahren Testdruckpegel (TrueDiffTP1, TrueDiffDP2) für den Diffuser können unter Verwendung von HoseA und HoseB unter Verwendung der folgenden Gleichungen berechnet werden: TrueDiffTP1 = DiffTP1 – HoseA·HoseTP1 – HoseB·HoseATF12 und TrueDiffTP2 = DiffTP2 – HoseA·HoseTF2 – HoseB·HoseATF22,wobei DiffTP1 der Diffuserstrom bei einem unteren Druck für den Diffuser ist und wobei DiffTP2 der Diffuserstrom bei einem höheren Druck für den Diffuser ist.
  • Auf diese Weise kann der Maskendruck aus bekannten Schlauchcharakteristiken geschätzt werden, ohne dass ein Druckwandler in der Maske oder ein direkt mit der Maske verbundener Druckwandler notwendig ist.
  • Bei 410 fordert die Vorrichtung 10 einen Benutzer zu einer Eingabe auf, für eine Bestimmung, ob die Maske 34 oder die Maske 14 blockiert ist oder nicht. Wenn die Respirationsmaske 34 offen ist, wie durch 412 angegeben, fährt die Vorrichtung 10 fort, den Benutzer zu einer Eingabe aufzufordern, bis der Benutzer die Maske blockiert 34, zum Beispiel mit dem stromblockierenden Element 50. Wenn die Maske 34 blockiert ist, wie durch 414 angegeben, wird ein erster Testdruck an den Diffuser 36 angelegt. Die Maske 34 kann zum Beispiel dadurch blockiert werden, dass das stromblockierende Element 50 zum Beispiel angrenzend an eine Patientenschnittstelle der Maske 34 positioniert wird.
  • Bei 416 wird der erste Testdruck oder der zugeleitete Luftstrom auf einer Anzeige der CPAP-Vorrichtung 10 angezeigt. Bei 418 fordert die CPAP-Vorrichtung den Benutzer zu einer Eingabe auf, um zu bestimmen, ob das Maskensystem 14 ein Leck hat. Wenn dem so ist, bei 420, geht die Steuerung zurück zu 410. Wenn nicht, geht die Steuerung weiter zu 424, wo der Strom des Diffusers 36 bei einem ersten Testdruck gemessen wird, und wonach, bei 426, die CPAP-Vorrichtung den Patienten oder Benutzer auffordert (eigentlich erinnert), die Maske mit Hilfe des stromblockierenden Elements 50 blockiert zu halten. Bei 428 [werden] Messungen eines Diffuserstroms des Diffusers 36 bei einem zweiten Testdruck (normalerweise ein niedrigerer Testdruck als der erste Testdruck, aber nicht unbedingt niedriger) [durchgeführt], und wonach, bei 430, die CPAP-Vorrichtung den. Patienten oder Benutzer auffordert (eigentlich erinnert), die Maske 34 mit Hilfe des stromblockierenden Elements 50 blockiert zu halten. Nach Messen des Diffuserstroms bei dem ersten und zweiten Druck wird der Benutzer bei 432 aufgefordert, die CPAP-Vorrichtung auszuschalten. Bei 434 beginnt die Verarbeitung.
  • Während der Verarbeitung, zum Beispiel mit einem Prozessor, kann der quadratische Ausdruck mit Konstanten DiffA und DiffB verwendet werden, um Luftstromcharakteristiken der Maske 34 zu bestimmen oder zu berechnen. Die quadratischen Ausdrücke lassen sich wie folgt darstellen:
    Figure 00300001
    wobei v ein unterer Druck für den Diffuser 36 ist, V ein oberer Druck für den Diffuser ist, z ein wahrer unterer Druck für den Diffuser 36 ist und Z ein wahrer oberer Druck für den Diffuser 36 ist.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann der Hintergrundpegel des Stromgenerators 12 gemessen werden, um ein Hin tergrundgeräusch während des Testens des Diffusers zu charakterisieren. Der Hintergrundpegel kann von einem rohen Schnarchsignal subtrahiert werden, um einen wahren Schnarchpegel an der CPAP-Vorrichtung 10 und anderen Stromgeneratoren, die Schnarchen messen, herzuleiten. Diese Prozedur könnte verwendet werden, um den Schnarchskalenfaktor zu kalibrieren, in dem Fall, in welchem das stromblockierende Element 50 einen Typ von Schnarchquelle aufweist, um auf diese Weise durchzuführen. Gemäß den in 5 gezeigten Messungen wird der. Testdruck oder Strom für ungefähr 10 bis ungefähr 20 Sekunden im Wesentlichen konstant gehalten, wobei die mittleren Ströme und Druckpegel während dieses Zeitraums aufgezeichnet werden.
  • Während dieses Vorgangs wird das Maskensystem 14 bei dem höchsten Testdruck unter Druck gesetzt, um irgendwelche Lecks aufzudecken. Dies kann dadurch geprüft werden, dass zum Beispiel der angezeigte Strom auf der Anzeige beobachtet wird und das stromblockierende Element 50 angepasst wird, so dass der angezeigte Strom im Wesentlichen konstant und minimal bleibt.
  • Während der Durchführung und Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens gibt es mehrere Konsistenzprüfungen, die bei 436 vorgenommen werden können, um zu prüfen, ob die Charakterisierung der Maske korrekt ist. Wenn die Charakterisierung korrekt ist, dann endet das Verfahren. Wenn die Charakterisierung aus irgendeinem Grund nicht korrekt ist, beginnt das Verfahren bei 400 noch einmal von vorn, wenn aber die Charakterisierung korrekt ist, dann endet das Verfahren bei 440.
  • Nachstehend ist ein hypothetisches Beispiel beschrieben, um die Prinzipien des in 4 beschriebenen Verfahrens weiter zu veranschaulichen. Dessen Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • Zum Beispiel ist für einen Teststrom von 40 L/min ein Druckabfall = HoseA·F + HoseB·F2 = 0,75 cm H2O. Wenn ein hypothetisches Maskensystem ein Diffuserleck hat, das einen Strom von 50 L/min bei einem Maskendruck von 20 cm H2O hat, und dass 10 cm H2O davon die lineare Komponente ist, würden die zwei Diffuserkonstanten DiffA = 0,2 und DiffB = 4·10–3 sein. Bei einem Teststrom von 20 L/min wird der Testdruck (an der Maske) 5,6 cm H2O sein.
  • Um den Schlauchdruckabfall (HoseDrop) für die Diffusertestströme zu berechnen, wird die folgende Formel verwendet: HoseDrop = HoseA·F + HoseB·F2. Bei einem Strom von 20 L/min ist der Schlauchdruckabfall = 0,3125 cm H2O und der Diffusertestdruck (an dem Stromgenerator) = 5,9125 cm H2O. Bei einem Strom von 50 L/min ist jedoch der Schlauchdruckabfall = 1,015652 cm H2O und der Diffusertestdruck (an dem Stromgenerator) = 21,01562 cm H2O.
  • Tabelle 3, wie nachstehend gezeigt, fasst die Ergebnisse für unser Beispiel zusammen.
    Parameter Testwert Ergebnis Testwert
    Schlauchteststrom 1 40 L/min Testdruck für dies 0,75 cm H2O
    Schlauchteststrom 2 80 L/min Testdruck für dies 2 cm H2O
    Diffusertestdruck 1 5,9125 cmH2O Diffuserstrom bei diesem Druck 20 L/min
    Diffusertestdruck 2 21,0125 cmH2O Diffuserstrom bei diesem Druck 50 L/min
    Hergeleitete Ergebnisse:
    HoseA HoseB DiffA DiffB
    0.0125 1.5625·10–4 0,2 4·10
    Tabelle 3
  • Die einem quadratischen Gesetz folgende Nichtlinearität in den vorstehend beschriebenen Druck- und Stromsensoren wird eine minimale Auswirkung auf dieses System haben, da diese zu den einem quadratischen Gesetz folgenden Charakteristiken des Maskensystems addiert werden und somit gewöhnlich automatisch in das in 4 beschriebene Verfahren hinein kalibriert werden. Zudem wird während des in 4 beschriebenen Verfahrens Fehlern in dem Nullpunkt der Strom- und Drucksensoren Rechnung getragen.
  • Die vorstehend gezeigten und beschriebenen Funktionen gemäß den Prinzipien der Erfindung können in einem beliebigen Typ von Programmiersprache ausgeführt sein. Ein Beispiel eines Fragments eines generischen Quellcodes ist in dem angefügten APPENDIX gezeigt. Die Fragmente des generischen Quellcodes sind in einer generischen Computersprache, wie beispielsweise C++, gezeigt, können aber auch in anderen generischen Programmiersprachen oder Programmen implementiert sein.
  • In einer anderen Form der Erfindung ist eine Vorrichtung bereitgestellt, die einen Bläser oder Stromgenerator aufweist, wobei der Bläser einen Druck- und Stromsensor aufweist, wobei die Vorrichtung eine Anzeige zum Auffordern eines Benutzers zu einer Eingabe und ein Maskenblockierungswerkzeug aufweist. Die Vorrichtung ist programmiert, um die in Tabelle 4 gezeigte Reihe von Schritten durchzuführen. Tabelle 4 zeigt, was der Stromgenerator während jedes Schritts macht, was der Benutzer aufgefordert wird, zu tun, und wie der Benutzer auf die Eingabeaufforderung antworten soll. In dem ersten Schritt wird das System auf null gesetzt. Schritt 2 und 3 bilden den Teil der Sequenz, in welchem die Schlauchcharakteristiken gemessen werden. In Schritt 4 und 5 wird der Benutzer aufgefordert, die Maske zu blockieren, und wird die Blockierung anschließend verifiziert. In Schritt 6 und 7 werden die Diffusercharakteristiken gemessen, während die Maske blockiert ist. Schließlich werden in Schritt 8 und 9 die während der vorausgehenden Schritte gesammelten Daten verarbeitet, um die Leitungscharakteristiken und die Diffusercharakteristiken zu bestimmen. Außerdem werden in Schritt 9 die Daten und Ergebnisse auf Konsistenz hin überprüft.
    Schritt Stromgenerator Eingabeaufforderung/Meldung Benutzerantwort
    1 setzt Druck- und Strom- sensor auf null Stellen Sie sicher, dass Maske mit Stromgenerator verbunden ist und nicht Patient Vorbereiten des Mas- kensystems wie ge- wünscht, Taste drü- cken, wenn fertig
    2 misst Schlauchdruckab- fall bei Teststrom 1 (~40 L/min) Messung von Schlauchcharak- teristiken Warten
    3 misst Schlauchdruckab- fall bei Teststrom 2 (~80 L/min) Messung von Schlauchcharak- teristiken Warten
    4 bittet Operator, Maske zu blockieren Blockieren Sie Maske mit dem Maskenblockierungswerkzeug Taste drücken, wenn fertig
    5 testet, ob Maske richtig blockiert ist: legt einen Diffusertestdruck 2 (~12 cm H2O) an und zeigt zugeleiteten Strom an Prüfen Sie, dass die Maske kein Leck hat und dass Anzeige- strom minimal ist Taste drücken, wenn fertig
    6 misst Diffuser bei Test- druck 2 (~12 cm H2O) Diffuser wird getestet Halten Sie Maske blockiert Warten
    7 misst Diffuser bei Test- druck 1 (~6 cm H2O) Diffuser wird getestet Halten Sie Maske blockiert Warten
    8 schaltet Stromgenerator au Fertig, entfernen Sie Maske von dem Maskenblockierungs- werkzeug Entfernen des Werk- zeugs und warten
    9 führt Maskencharakteri- sierung und Konsistenz- prüfung durch Meldung von Fehlern Annehmen der Cha- rakterisierung oder Rückkehr zu Schritt 1
    Tabelle 4
  • Anmerkungen:
    • 1. Für alle Messungen sollte der Testdruck oder Teststrom für 10 bis 20 Sekunden konstant gehalten werden, wobei die durchschnittlichen Ströme und Druckpegel während dieser Zeit aufgezeichnet werden.
    • 2. Die gemessenen Druckpegel während Schritt 2 und 3 können sehr niedrig (0,2 bis 2 cm H2O) sein. Dies kann eine genaue und konstante Steuerung des Ventilators bei (für CPAP) unüblichen niedrigen Druckpegeln mit sich bringen. Der ideale Steuermodus ist konstante Stromzuleitung.
    • 3. In Schritt 5 wird durch Verwendung des Blockierungswerkzeugs eine gute lecksichere Abdichtung bereitgestellt. Während dieses Schritts wird die Maske mit dem höchsten Testdruck unter Druck gesetzt, um irgendwelche Lecks aufzudecken. Dies kann geprüft werden, indem der angezeigte Strom beobachtet wird und das Blockierungswerkzeug angepasst wird, so dass dieser konstant und minimal ist.
    • 4. Es kann mehrere Konsistenzprüfungen geben, die in Schritt 8 durchgeführt werden können, um die Charakterisierung zu prüfen. Einige davon sind:
    • – überprüfen von Grenzen der Testdruckpegel und des Stroms.
    • – überprüfen von erwarteten Werte für die A- und B-Faktoren der Modelle für Schlauchabfall und Diffuserlack.
    • – Prüfen, dass keiner der A- und B-Faktoren negativ ist (die Druck-Strom-Kurven müssen einen ansteigenden Gradienten haben).
  • Die vorstehende Darstellung der beschriebenen Ausführungsformen ist gegeben, um jede auf dem Fachgebiet ausgebildete Person zu befähigen, die vorliegende Erfindung zu machen oder zu verwenden. Verschiedene Modifikationen dieser Ausführungsformen sind möglich und die hierin dargestellten generischen Prinzipien können auch auf andere Ausführungsformen angewendet werden. Zum Beispiel kann die Erfindung teilweise oder als Ganzes implementiert sein als analoge oder digitale Schaltung, als eine festverdrahtete Schaltung, als eine in eine anwenderspezifische integrierte Schaltung gefertigte Schaltungskonfiguration oder als ein in einen nichtflüchtigen Speicher gela denes Firmware-Programm oder als ein aus einem oder in ein Datenspeichermedium als maschinenlesbarer Code geladenes Software-Programm, wobei ein solcher Code Befehle sind, die von einer Anordnung von Logikelementen, beispielsweise einem Mikroprozessor oder einer anderen Digitalsignal-Verarbeitungseinheit, ausführbar sind.
  • In einem anderen Beispiel können Vorrichtungen und Verfahren gemäß der Erfindung vorgegebene Charakteristiken der Leitung verwenden, um die Charakteristiken des Diffusers zu bestimmen. Auf diese Weise kann, anstelle einer Charakterisierungsprozedur, die zwei Schritte verwendet, nämlich einen ersten Teil, in welchem die Maske nicht blockiert ist, und einen zweiten Teil, in welchem die Maske blockiert ist, eine Charakterisierungsprozedur nur den zweiten Schritt erfordern, wobei der erste Schritt in einem früheren Stadium durchgeführt worden ist. Wenn also ein Techniker oder Arzt eine vollständige Charakterisierung, das heißt, sowohl Leitungs- als auch Maskendiffuser-Charakterisierung, durchführen würde und dann in einem späteren Stadium nur die Maske und den Diffuser wechseln würde, würde es nicht notwendig sein, die Leitung neu zu charakterisieren. Alternativ würde, wenn die Vorrichtung mit einer Leitung verwendet würde, deren Charakter bereits bekannt und in der Vorrichtung gespeichert ist (zum Beispiel in einem Fabriktest bestimmt worden ist), nur der zweite Schritt der Prozedur notwendig sein.
  • Daher soll die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend gezeigten Ausführungsformen begrenzt sein, sondern soll vielmehr dem weitesten Bereich entsprechen, der mit den Prinzipien und neuen Merkmalen, die auf irgendeine Weise hierin offenbart sind, vereinbar ist. APPENDIX Codefragment für Maskencharakterisierung:
    Figure 00370001
    Figure 00380001
    Codefragment für Berechnung von Maskendruck und Leck
    Figure 00390001
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • - WO 99/61088 [0006]

Claims (13)

  1. CPAP-Vorrichtung zum Bereitstellen eines Vorrats atembaren Gases an einen Patienten, die ausgebildet ist, um die Stromcharakteristiken eines Luftzuleitungsschlauchs der CPAP-Vorrichtung zu kalibrieren, wobei das Kalibrationsverfahren die Schritte aufweist: Messen eines ersten Druckabfalls in dem Luftzuleitungsschlauch bei einer ersten Teststromrate; Messen eines zweiten Druckabfalls in dem Luftzuleitungsschlauch bei einer zweiten Teststromrate; Bestimmen der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs auf der Basis der ersten und zweiten Stromrate und den Messungen des ersten und zweiten Druckabfalls.
  2. CPAP-Vorrichtung, die ausgebildet ist, um einem Patienten einen Vorrat atembaren Gases bereitzustellen, wobei die CPAP-Vorrichtung aufweist: ein Gehäuse (18); einen mit dem Gehäuse assoziierten Stromgenerator; einen mit dem Stromgenerator in Verbindung stehenden Luftzuleitungsschlauch (16), um den Patienten einen Vorrat atembaren Gases zuzuleiten; einen Stromsensor (13); einen Drucksensor (15); und einen Prozessor; wobei der Prozessor konfiguriert ist, um die Stromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs zu kalibrieren, wobei das Kalibrationsverfahren die Schritte aufweist: Messen eines ersten Druckabfalls in dem Luftzuleitungsschlauch bei einer ersten Teststromrate; Messen eines zweiten Druckabfalls in dem Luftzuleitungsschlauch bei einer zweiten Teststromrate; Bestimmen der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs auf der Basis der ersten und zweiten Stromrate und den Messungen des ersten und zweiten Druckabfalls.
  3. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bestimmen der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs (16) berechnet wird als eine Funktion eines quadratischen Ausdrucks mit zwei Schlauchkonstanten.
  4. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die zwei Schlauchkonstanten aufweisen:
    Figure 00410001
    wobei x ein unterer Luftstrom für den Luftzuleitungsschlauch ist, X ein oberer Luftstrom für den Luftzuleitungsschlauch ist, y ein Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch bei dem unteren Luftstrom ist und Y ein Druckabfall in dem Luftzuleitungsschlauch bei dem oberen Luftstrom ist.
  5. CPAP-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die CPAP-Vorrichtung ferner eine Patientenschnittstelle (34) mit einem Diffuser (36) aufweist, der mit dem Luft zuleitungsschlauch (16) verbunden ist.
  6. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zwei Schlauchkonstanten verwendet werden, um einen wahren unteren Testdruck (TrueDiffTP1) und einen wahren oberen Testdruck (TrueDiffTP2) für den Diffuser zu berechnen, wobei der wahre untere Testdruck definiert ist als TrueDiffTP1 = DiffTP1 – HoseA·x – HoseB·HoseA (x)2, wobei DiffTP1 der Diffuserstrom bei einem unteren Druck für den Diffuser ist, und wobei der wahre höhere Testdruck definiert ist als TrueDiffTP2 = DiffTP2 – HoseA·X – HoseB·HoseA (X)2, wobei DiffTP2 der Diffuserstrom bei einem höheren Druck für den Diffuser ist.
  7. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Verfahren zur Kalibrierung der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs periodisch wiederholt wird, um die Effizienz des Systems zu überwachen.
  8. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Verfahren zum Kalibrieren der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs jedes Mal durchgeführt wird, wenn die Maske von dem Patienten getrennt wird.
  9. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die wiederholte Kalibrierung der Luftstromcharakteristiken des Luftzuleitungsschlauchs verwendet wird, um Blockierungen im Luftzuleitungsschlauch zu überwachen.
  10. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner den Schritt zum Bereitstellen einer Warnmitteilung an die CPAP-Vorrichtung aufweist, wenn der Luftzuleitungsschlauch blockiert ist.
  11. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Luftzuleitungsschlauch ferner ein antibakterielles Filter aufweist und die wiederholte Kalibrierung die Blockierung des Filters überwacht.
  12. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Verfahren ferner den Schritt zum Ausgeben einer Warnmitteilung an die CPAP-Vorrichtung aufweist, wenn das antibakterielle Filter blockiert ist.
  13. CPAP-Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Warnmitteilung ermittelt, wenn das antibakterielle Filter ersetzt werden muss.
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