JP2000516491A - リーク及び呼吸エアーフローの決定 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 リーク及び呼吸のエアーフローを決定するための装置及びその方法を開示する。圧カセンサー（３４）と、差圧センサー（３２）とが、呼吸流量計（２４）に接続されており、瞬間マスク圧とエアーフローとが夫々得られるようになっている。マイクロコントローラ（３８）により、ローパスフィルターの瞬間エアフローをローパスフィルターの瞬間圧力の平方根で割ったものとして、マスク（１２）で生じたリーク流路の非線形コンダクタンスが計算される。この瞬間リークフローは、瞬間圧力の平方根で乗じたコンダクタンスとなり、呼吸エアフローは、瞬間エアフローから瞬間リークフローを差し引いたものとなる。マイクロコントローラ（３８）で実行されるローパスフィルタリング用の時定数は、瞬間リークフローにおける突然の変化に対応して動的に調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 リーク及び呼吸エアーフローの決定 技術分野 本発明は、特に機械換気を行うに際して、エアーフローのリーク及び真呼吸エ アーフローを決定するための方法及びその装置に関する。 エアーフローの決定は、自発呼吸を行うか若しくは非自発呼吸を行う患者に対 して、或いはこれらの呼吸状態の間の状態にある患者に対して行うことができる 。本発明は、これに限定されるものではないが、通常、知覚状態にあり自発呼吸 を行っている患者であって長期に亘って特に睡眠中に換気の補助が必要である患 者に対して特に好適である。 背景技術 本明細書において、「マスク」という用語は、人の気道に呼吸可能なガスを案 内するためのあらゆる形態の装置を含むものとして理解されるべきである。この 装置には、鼻用マスクや、鼻及び目用マスクや、鼻用錐状突起（プロング）／ピ ローや、気道内チューブ又は気道切開（気道形成）用チューブが含まれる。 機械換気を行うとき、呼吸可能なガスは、例えば吸気時にはより高く、呼気時 にはより低い圧力でマスクを介して供給される。治療を十分に評価したり、通気 装置の動作を制御したりする上で、機械換気を行う際に呼吸エアーフローを測定 することは有益である。 呼吸エアーフローは、通常、マスクと換気装置との間のガス案内路に設けられ た呼吸エアーフロー計で測定される。マスクと患者との間におけるリークは避け 難いものである。この呼吸エアーフロー計は、呼吸エアーフローと、リーク流量 との合計を測定する。もし、瞬間的なリーク流量がわかれば、呼吸エアーフロー は、上記呼吸エアーフロー計の流量から該リーク流量を差し引くことによって計 算することができる。 上記リーク流量を補正する周知の方法は、（i）リークは実質的に一定であり 、（ii）十分な長時間に亘っては、吸気および呼気の呼吸得エアーフローは相殺 されるであろう、との仮定に基いている。もし、これらの仮定が満たされるなら ば、十分な長期間に亘って上記呼吸エアーフロー計を通して流動する平均流量は 、リ ークの大きさに等しくなるであろうし、真呼吸エアーフローは、上記の如く計算 できるかもしれない。 周知の方法は、マスク圧が一定であれば全く正しいものとなる。マスク圧が時 間と共に変動する場合（例えば、換気装置を用いた場合）には、上記仮定（i） は無効になるであろう。そして、計算された呼吸エアーフローは、それ故、不正 確なものとなるであろう。これは、図１ａ〜１ｆに良く示されている。 図１ａは、バイレベルＣＰＡＰ治療に用いられたマスク圧であって呼気時にお ける４ｃｍＨ₂Ｏと吸気時における１２ｃｍＨ₂Ｏとの間で測定され記録されたマ スク圧を示している。図１ｂは、マスク圧と同期する真呼吸エアーフローを示し ている。時間＝２１秒であるときに、マスクリークが生じ、この結果、図１ｃに 示す如く処理圧（treatment pressure）と相関関係にあるリークフローが生じて いる。図１ｄに示されている測定されたマスクフローは、そのリークフローのた め、中心から外れている。次いで、図１ｅに示す如く、この従来的方法により、 多数の呼吸回数に亘ってリークフローが計算され決定される。この結果得られる 計算された呼吸フロー、つまり、図１ｆに示される如く測定された流れから計算 されたリークフローを差し引いたものは、正確な平均値になっているが、しかし 、このフローのスケールは大きさに関して不正確であり、正と負のエアーフロー のピークの表示は誤っている。 他の従来技術は、欧州特許公開第０７１４６７０Ａ２号公報に開示されている 。この公報は、圧力に依存するリーク成分の計算を含んでいる。その方法は、吸 気の開始と、次の吸気の開始との正確な識別に基礎を置いている。換言すれば、 リークの計算は、既知の呼吸に対する平均値として出され、後続の呼吸に適用さ れる。 この方法は、以前になされた呼吸のスタート時点と終了時点とが不明である場 合には用いることができない。一般に、呼吸のスタート時点を正確に計算するこ とは困難である。このことは、特に、リークに突然の変化が生じる直後になる場 合に当てはまる。 さらに、この方法は、呼吸の努力を全く行わない患者であって例えば無呼吸時 に瞬間的に全く換気されない患者に対しては効果がないであろう。なぜなら、無 呼吸時には、計算を行うための呼吸の始めと終わりとが全くないからである。 本願発明は、圧力関数としてのリーク流量における変動を説明すべく、リーク フローと真呼吸エアーフローとの決定を求めるものである。 発明の概要 本発明は、機械換気において、リーク通路を有するマスクにおける瞬間リーク フローを測定する方法を開示する。この方法は、 （ａ）マスクにおける瞬間エアフローを測定するステップと、 （ｂ）マスクにおける瞬間圧力を測定するステップと、 （ｃ）上記リーク通路の非線形コンダクタンスを、ローパスフィルタに通した上 記瞬間エアフローをローパスフィルタに通した上記瞬間圧力の平方根で割ったも のとして見積もるステップと、 （ｄ）上記コンダクタンスに上記瞬間圧力の平方根を掛けて、それを上記瞬間リ ークフローとして測定するステップと、を含む。 本発明はさらに、マスクリークの存在下においてマスクによって患者が受け取 る呼吸ガスの、瞬間呼吸エアフローを測定する方法を開示する。この方法は、 （ａ）マスクにおける瞬間エアフローを測定するステップと、 （ｂ）マスクにおける瞬間圧力を測定するステップと、 （ｃ）上記リーク通路の非線形コンダクタンスを、ローパスフィルタに通した上 記瞬間エアフローをローパスフィルタに通した上記瞬間圧力の平方根で割ったも のとして見積もるステップと、 （ｄ）上記コンダクタンスに上記瞬間圧力の平方根を掛けて、それを瞬間リーク フローとして測定するステップと、 （ｅ）瞬間エアフローから瞬間リークフローを引いて、それを呼吸エアフローと して計算するステップと、を含む。 本発明はさらに、マスクリークの存在下においてマスクによって患者が受け取 る呼吸ガスの、呼吸エアフローを測定する装置を開示する。この装置は、 マスクまたはその近傍に配置され、マスクの瞬間エアフローおよび圧力を測定 するトランスデューサ手段と、処理手段とを含む。 処理手段は、リーク通路の非線形コンダクタンスを、ローパスフィルタに通し た上記瞬間エアフローをローパスフィルタに通した上記瞬間圧力の平方根で割っ たものとして見積もり；上記コンダクタンスに上記瞬間圧力の平方根を掛けて、 それを瞬間リークフローとして測定し；瞬間エアフローから瞬間リークフローを 引いて、それを呼吸エアフローとして計算する。 さらに、本発明は、気道に正圧を連続的に供給する処置、または機械換気を行 う装置を開示する。この装置は、 供給する呼吸ガスを発生するタービンと、 タービンへの連結部を備えるガス供給チューブと、 上記供給チューブへの連結部を備えており、患者の気道に呼吸ガスを供給する マスクと、 リーク通路の非線形コンダクタンスを、ローパスフィルタに通した上記瞬間エ アフローをローパスフィルタに通した上記瞬間圧力の平方根で割ったものとして 見積もり；上記コンダクタンスに上記瞬間圧力の平方根を掛けて、それを瞬間リ ークフローとして測定し；瞬間エアフローから瞬間リークフローを引いて、それ を呼吸エアフローとして計算する処理手段と、 フロー発生装置を制御し、計算された呼吸エアフローに基づいて、マスク圧お よび(または)マスクエアフローを制御する制御手段と、を備える。 さらに本発明は、上述の各ステップを実行するコンピュータプログラムを開示 する。 好ましい一形態においては、ローパスフィルタリングの時間定数は、瞬間リー クフローの急激な変化に応じて、動的に調整される。 本発明の具体例は、従来技術に比べて有利である。呼吸相の変遷がいつ生じた のかを知る必要はない。患者の呼吸状態を知る必要がないので、重要な結果がも たらされる。すなわち、患者または機械換気装置における無呼吸(すなわち、ノ ーフロー)の場合におけるリークフローの計算が正確となる。 図面の簡単な説明 本発明の具体例を添付の図面を参照して説明する。 図１ａ〜１ｆは、従来技術の方法において、呼吸エアフローを計算する基にな る圧力およびエアフローをトレースしたものである。 図２ａおよびｂは、換気支援装置の２つの具体例を示す概略図である。 図３は、瞬間呼吸エアフローを測定する方法を示すフローチャートである。 図４は、呼吸エアフローを計算する基になる圧力、エアフロー、その他をトレ ースしたものである。 図５は、換気支援装置の別の具体例を示す概略図である。 図６は、計算された呼吸エアフローが増加しながらゼロと交差した１つ前の時 刻からの時間ｔ_ZIが予想時間Ｔ_Iよりも長い場合において、程度Ａ_Iを計算するの に使用するファジーメンバーシップ関数を示している。 図７は、計算された呼吸エアフローｆ_RESPが大きな正の値をとる場合において 、程度Ｂ_Iを計算するのに使用するファジーメンバーシップ関数を示している。 図８は、計算された呼吸エアフローが減少しながらゼロと交差した１つ前の時 刻からの時間ｔ_ZEが予想時間Ｔ_Eよりも長い場合において、程度Ａ_Eを計算するの に使用するファジーメンバーシップ関数を示している。 図９は、呼吸エアフローｆ_RESPが大きな負の値をとる場合において、程度Ｂ_E を計算するのに使用するファジーメンバーシップ関数を示している。 図１０は、インデックスＪと時間定数τとの関係を示している。 好ましい実施形態の詳細な説明 図２ａは、本発明を具体化した機械換気装置１０を示す。 患者は、任意の公知タイプのノーズマスク１２を装着する。患者は、同様に、 フェイスマスク又はナサル（鼻）プロング／ピロウを装着することも可能であり 、あるいは、代わりに、適所に気道内チューブを有することも可能である。ター ビン／ブロワー１４は、電気モータ１６に機械的に接続されているが、空気すな わち呼吸できるガスをその入口１８で受け、呼吸できるガスを吐出圧で吐出チュ ーブ／ホース２０に供給する。吐出チューブ／ホース２０は、その他端がノーズ マスク１２との接続部を有する。呼吸を補助するために、このようにして、呼吸 できるガスが患者の気道に与えられ、患者が吐き出した呼気は、一般にはマスク １２の近くにある吐出チューブ２０の出口２２から大気へ放出される。 吐出チューブ２０には、マスク１２と出口２２との間に呼吸タコグラフ２４が 配置され、呼吸タコグラフ２４を横断しホース２８，３０により差圧センサ３２ にそれぞれ至る２つの圧力信号Ｐ₂およびＰ₁を与える。マスク１２内のガスのフ ローは、差圧Ｐ₂−Ｐ₁により決定され、フロー信号ｆ_dとなる。また、マスク圧 Ｐ₂も、呼吸ホース２８から取られた拍動ライン３６により圧力センサ３４に至 り、圧力センサ３４から吐出圧力信号ｐ_m出力を生成する。 フロー信号ｆ_dと圧力信号ｐ_mとの両方は、連続して信号を処理するために一般 には５０Ｈｚのレートでサンプリングするマイクロコントローラ３４に伝達され る。 マイクロコントローラ３８は、フローと圧力信号（ｆ_d，Ｐ_m）を処理して、電 子式モータサーボコントローラ４２に与えられる出力制御信号ｙ_oを生成し、次 に、モータ速度制御出力信号ｖ_oを生成する。この信号はモータ１６に与えられ タービン１４の回転速度を制御し、ノーズマスク１２で所望の処置圧Ｐ₂となる ようにする。 モータサーボコントローラ４２は、制御信号ｙ_oを用いて信号ｐ_mの形の実際の 吐出圧を補償する、ネガティブフィードバック制御技術を採用する。便利なよう に、この制御をマイクロコントローラ３８のオペレーションとは独立に行うよう にしてもよい。 マイクロコントローラ３８のオペレーションは、呼吸エアーフローの計算に関 する限り、大略、次のようになる。サンプリング法により、マスクリークのコン ダクタンスを計算し、次に、瞬間のリークフローを計算する。リークフローは、 全マスクフローから引き算され、真の瞬間呼吸エアーフローを計算する。 図２ｂは、機械換気中に真の呼吸エアーフローを決定するためのシステムの他 の実施例を示している。図１ｂの機械換気システム１０’は、図１ａのシステム とまず第１に相違するのは、マイクロコンピュータ３８はベンチレータ５０の制 御において何ら役割を果たすことがなく、むしろ、電気的に変換されたマスク圧 およびフロー信号ｐ_m，ｆ_dを受けてデータ処理して瞬間呼吸フローｆ_RESPを決定 して生成するに過ぎない点である。ベンチレータ５０は、オシレータ４４により 与えられる内部ドライブ信号を有する。また、モータサーボコントローラは、フ ィードバック制御の形でマスク圧信号ｐ_mを受けても受けなくてもよい。実際、 ベンチレータ５０は、任意の便利な形の公知の一般的な換気デバイスにより、実 現可能である。 コントローラソフトウエアは、コントローラ３８内にあり、概要を上述した呼 吸エアーフローを決定するとき、図３のフローチャートに示したように、以下の ステップを実行する 本明細書中においては、「平均」という用語は、ローパスフィルタリングステ ップの結果の最も一般的な検出に用い、算術平均に制限するものではない。 １．サンプリング信号ｆ_MASKを与えるマスクエアーフローｆ_dと、サンプリン グ信号Ｐ_MASKを与えるマスク圧Ｐ_mとを、たとえばＴ＝２０ミリ秒のインターバ ルで繰り返してサンプリングする（ステップ５０，５２）。 ２．時定数として１０秒を用いてエアーフローｆ_MASKをローパスフィルタリン グした結果となるように、平均リークＬＰ（Ｌ）を計算する（ステップ５４）。 ３．時定数として１０秒を用いてマスク圧Ｐ_MASKの平方根をローパスフィルタ リングした結果となるように、マスク圧の平方根の平均ＬＰ（Ｐ_MASK ^1/2）を計 算する（ステップ５６）。 ４．リークのコンダクタンスＧを、次に式により計算する（ステップ５８）。 Ｇ＝ＬＰ（Ｌ）／ＬＰ（Ｐ_MASK ^1/2） ５．瞬間リークフローｆ_LEAKを、次の式により計算する（ステップ６０） ｆ_LEAK＝Ｇ・Ｐ_MASK ^1/2 リークフローがなければ、ＬＰ（Ｌ）の値はゼロに等しくなり、そのうえＧも 、したがってｆ_LEAKもそうなる。したがって、リークがゼロに等しい−ノンリー クの場合は、方法も変わる。 この際リークフローは、リークフロー検出のために必要とされるのと同様に、 決定される。必要ならば、瞬間呼吸エアーフローは、以下のステップによって次 に決定されることが可能である。 ６．マスクフローから瞬間リークを引くことによって、瞬間呼吸エアーフロー を計算する（ステップ６２）。 ｆ_RESP＝ｆ_MASK−ｆ_LEAK 図４ａから図４ｈは、図２ｂに関して上述した実施態様の方法を示している。 ｔ＝２１秒のとき、約１リットル／秒の連続するリークが持ち込まれる。図４ｅ は、平均マスクフローを示す。図４ｆは、計算されたコンダクタンスＧを表し、 これから、図４ｇに示したように、マスクリークを見積もることができる。最後 に、図４ｈは、どのようにして約３０秒以内で計算された呼吸エアーフローをリ カバーするかを示しており、重要なことに、エアーフローの正しくスケール化さ れた真の大きさを与える。 瞬間出力信号ｙ_oのセッティングに関して、マイクロコントローラは、大略、 以下のステップを実行する。 ７．もし計算された真の呼吸エアーフローｆ_RESPがしきい値、例えば０.０５ リットル／秒を超えれば、ｙ_oは吸気圧Ｐ_INSPに対応する値にセットされる。そ うでなければ、ｙ_oは呼気圧Ｐ_EXSPに対応する値にセットされる。一般に、吸気 圧Ｐ_INSPは呼気圧Ｐ_EXSPより高いが、連続する正の気道圧の場合には、吸気圧Ｐ_INSP が呼気圧Ｐ_EXSPと等しくてもよい（ステップ６６）。 ｆ_MASKからｙ_oを決定する多くの他の方法をステップ７で用いてもよいことが 理解できる。たとえば、マーチン・ジェイ・トービンの『機械換気の原理と実際 』（マグロー・ヒル・インコーポレイテッド、１９９４年）のテキスト中に開示 されている。 換気を制御するために、患者の換気を測定することが必要である。リークが存 在するとき、換気補助装置により与えられた換気は、患者に与えられた換気より も大きい。バルブ複合システムを用いて吐き出されたエアーストリームを集め、 次に吐き出された換気を計算することによって、換気をサーボコントロールする デバイスは、これと対抗する。これは、重く、複雑で、高価であるので、家庭で 寝ている間にセッティングして用いるデバイスには不適切である。開示された実 施例は、リークの非線形コンダクタンスを連続的に測定し、圧力の関数としてリ ークした瞬間フローを見込むことによって、リークを補償する。 図５は、本発明を具体的に示した換気支援装置１０'の別の配置を示す。この 配置において、呼吸タコグラフ２４'は、タービン１４と吐出ホース２０との間 に配置されている。 この配置は、マスク１２の領域から圧力検出ホースと呼吸タコグラフとを取り 除く。マスクでの圧力Ｐ_MASKは、タービン１４での吐出圧力と、エアー吐出ホ ース２０での圧力降下とから計算される。あらゆる特別な吐出ホースに対するＰ_MASK は、呼吸タコグラフ２４'でのフローの関数として知られている。さらに、 マイクロコントローラ３８は、タービン１４でのフローからマスクを通るフロー から、出口２２を通るフローを差し引いて計算しなければならない。 より詳細には、このことは、タービン１４における圧力Ｐ₃を圧力センサ３４ で測定して電気信号ｐ_tを発生させるステップを最初に備えている。次に、差圧 ｐ₄−ｐ₃は、差圧センサ３２によって呼吸タコグラフ２４'を横切って測定され て、電気信号ｆ_tを発生させる。サンプリングされた方法において、ｐ_tとｆ_tと は、デジタル化されてサンプリングされたタービン圧力Ｐ_TURBINEとフロー信号 Ｆ_TURBINEとを発生させる。 マスクでの圧力Ｐ_MASKとマスクでのサンプリングされたエアーフローｆ_MASKと は、タービン圧力Ｐ_TURBINEとタービンの出口でのフローＦ_TURBINEとから以下の ように計算される。 １．エアー吐出チューブ２０での圧力降下ΔＰ_TUBEは、タービンの出口でのフ ローＦ_TURBINEから計算される。 ΔＰ_TUBE＝sign(Ｆ_TURBINE)×Ｋ₁(Ｆ_TURBINE)²+Ｋ₂Ｆ_TURBINE ここで、Ｋ₁及びＫ₂は、経験的に決定される定数である。sign(ｘ)は、ｘ≧０ のときが１であり、それ以外のときが−１である。 ２．マスクでの圧力Ｐ_MASKは、タービンでの圧力Ｐ_TURBINEから、エアー吐出 チューブ２０での圧力降下ΔＰ_TUBEを差し引いて計算される。 Ｐ_MASK＝Ｐ_TURBINE−ΔＰ_TUBE ３．出口２２を通るフローｆ_EXHAUSTは、マスクでの圧力Ｐ_MASKから計算され る。 ｆ_EXHAUST＝sign(Ｐ_MASK)×Ｋ₃(abs(Ｐ_MASK))^0.5 ここで、Ｋ₃は経験的に決定される。 ４．マスク１２に入るフローｆ_MASKは、タービン１４でのフローから出口２２ を通るフローを差し引いて計算される。 ｆ_MASK＝ｆ_TURBINE−ｆ_EXHAUST 前述の実施形態は、瞬間的なエアーフローと瞬間圧力の平方根との両方を１０ 秒の時定数τでローパスフィルタリングしていることを示している。この時定数 τは、都合良く且つ動的に調整可能である。 リークのコンダクタンスが突然変化するならば、計算されたコンダクタンスは 、最初不正確であり、徐々に正しい値に近づく。そのときの速度はローパスフィ ルタの時定数が長いならば遅く、ローパスフィルタの時定数が短いならば早い。 逆に、リークのインピーダンスが安定しているならば、時定数が長ければ長いほ ど、瞬間的なリークの計算はより正確になる。したがって、リークが安定してい るならば時定数を長くすることが望ましく、リークが突然変化するならば時定数 を短くすることが望ましい。そして、リークがその中間的状態に安定しているな らば、時定数を中間的にすることが望ましい。 リークのコンダクタンスが大きく且つ突然に増加するならば、計算された呼吸 のエアーフローは不正確になる。特に、明らかな吸息の間に、計算された呼吸の エアーフローは、普通の吸息の予想時間と比べて大きく且つ正の値である。逆に 、リークのコンダクタンスが突然減少するならば、明らかな呼気の間に、計算さ れた呼吸のエアーフローは、普通の呼気の予想時間と比べて大きく且つ負の値で ある。 したがって、リークが突然変化するという確実性のインデックスが以下のよう に導かれる。すなわち、エアーフローがゼロから離れて或る大きな量まで長くな るほど、インデックスは大きくなる。ローパスフィルタの時定数インデックスと 逆に変化するように調整される。操作において、リークが突然に大きく変化する ならば、インデックスは大きくなり、リークのコンダクタンスの計算に対する時 定数は小さくなり、リークコンダクタンスの新しい値に急速に収束することがで きる。逆に、リークが長い間安定しているならば、インデックスは小さくなり、 リークのコンダクタンスの計算に対する時定数は大きくなり、瞬間的な呼吸のエ アーフローを正確に計算することができる。計算された瞬間的な呼吸のエアーフ ローが長い間長くなる、中間的な状態のスペクトラムにおいて、インデックスは 連続的に大きくなり、リークの計算に対する時定数は、連続的に減少する。例え ば、リークが実際には一定であり、且つ患者が単に大きなため息をついただけで あるか、あるいはリークが突然増加したのかどうかが不明確である瞬間において 、 インデックスは中間的な値となり、リークのインピーダンスの計算のための時定 数も中間的な値となるであろう。ある修正的なアクションが非常に早く起ること が１つの利点である。 別の利点は、欧州特許公開第０７１４６７０Ａ２号公報に先行技術として記載 されているように、リーク修正アルゴリズムが制御の範囲外であり、再スタート しなければならないという瞬間がないということである。 好ましい実施形態において、上記のインデックスは、ファジー論理を用いて導 かれる。エアーフローが予想より長いものに対して正であるファジーの程度Ａ₁ は、図６に示されるファジーメンバーシップ関数を用いて、計算された呼吸のエ アーフロー信号がゼロを横切って正となる時間ｔ_Z1と、特別な患者に対する普通 の吸気の予想時間Ｔ_Iとから計算される。エアーフローが大きくて正であるファ ジーの程度Ｂ₁は、図７に示されるファジーメンバーシップ関数を用いて、瞬間 的な呼吸エアーフローから計算される。リークが突然増加する確実性の程度の瞬 間的なインデックスＩ_Iは、Ａ₁及びＢ₁のファジー交点（小さいほう）として計 算される。 比較可能な計算が以下のように呼気に対して行なわれる。エアーフローが予想 より長いものに対して負であるファジーの程度Ａ₁は、図８に示されるファジー メンバーシップ関数を用いて、計算された呼吸のエアーフロー信号がゼロを横切 って正となる時間ｔ_ZEと、特別な患者に対する普通の呼気の予想時間Ｔ_Eとから 計算される。エアーフローが大きくて負であるファジーの程度Ｂ_Eは、図９に示 されるファジーメンバーシップ関数を用いて、瞬間的な呼吸のエアーフローから 計算される。リークが突然減少する確実性の程度の瞬間的なインデックスＩ_Eは 、Ａ_E及びＢ_Eのファジー交点として計算される。 リークの突然変化する（増加する又は現象する）程度の瞬間的なインデックス Ｉは、インデックスＩ_I及びＩ_Eのファジーユニオン（大きいほう）として計算さ れる。瞬間的なインデックスＩは、ピーク検出器を通過し、続いて、例えば２秒 の時定数でローパスフィルタを通って、所望のインデックスＪを与える。インデ ックスＩが直ちに大きくなるならば、インデックスＪはまず大きくなって２秒間 その状態を維持する。リークのコンダクタンスの計算に用いられた、ローパス フィルタに対する時定数τは、図１０に示すように、インデックスＪと逆に変化 するように調整される。例えば、普通の呼吸サイクルの予想時間が４秒であるな らば、インデックスＪがゼロ（リークが安定する完全な確実性に対応する）のと き時定数は１０秒にセットされ、インデックスＪが単一である（リークが突然変 化する完全な確実性に対応する）とき時定数は１秒にセットされ、その中間的な 場合のとき時定数は中問的な値にセットされている。 しかしながら、実施の形態は、換気支援を準備するための装置について言及し ているが、本発明は全ての形の機械換気と、連続的な気道加圧処置を準備するた めの装置とに適用可能であるということが理解される。装置は、一定の処置圧力 、複数レベル（ＩＰＡＰ及びＥＰＡＰ）処置、自動セッティング（調整）処置、 上記注釈文のエム・ヨウネスによって教えられるような釣り合いのとれた支援換 気(ＰＶＡ)を含む他の形の機械換気を準備するためのものである。 上述した方法は、マイクロコントローラーによつて、ディスクリート組み合わ せロジック要素によって、又はアナログ回路によって実行されるコンピューター プログラムの形で実行される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．機械換気中に、リーク通路のあるマスクにおける瞬間リークフローを決定す る方法であって、 (a)マスクにおける瞬間エアーフローを決定するステップと、 (b)マスクにおける瞬間圧力を決定するステップと、 (c)ローパスフィルタリングされた瞬間圧力の平方根で割られた、ローパスフ ィルタリングされた瞬間エアーフローとして、上記リーク通路の非線形コンダク タンスを見積もるステップと、そして、 (d)上記瞬間リークフローを、上記瞬間圧力の平方根で乗算された上記コンダ クタンスとなるように決定するステップとを含む方法。 ２．呼吸可能なガスをマスクで受ける患者の瞬間呼吸エアーフローを、マスクリ ークの存在のもとで決定する方法であって、 (a)マスクにおける瞬間エアーフローを決定するステップと、 (b)マスクにおける瞬間圧力を決定するステップと、 (c)ローパスフィルタリングされた瞬間圧力の平方根で割られた、ローパスフ ィルタリングされた瞬間エアーフローとして、上記リーク通路の非線形コンダク タンスを見積もるステップと、 (d)上記瞬間リークフローを、上記瞬間圧力の平方根で乗算された上記コンダ クタンスとなるように決定するステップと、そして、 (e)瞬間エアーフローから瞬間リークフローを引いて、呼吸エアーフローを計 算するステップとを含む方法。 ３．上記ローパスフィルタリングのための時定数が、上記瞬間リークフローにお ける突然の変化に依存して動的に調整可能である請求項２記載の方法。 ４．上記動的調整が、 上記コンダクタンスが突然に変化する程の程度のインデックスを得るステップ と、そして、 反対の意味における上記時定数を、上記インデックスにおける相当の変化に変 えるステップとをさらに含む請求項３記載の方法。 ５．上記インデックスが、 計算されたエアーフローの絶対大きさが、予期されるよりも長いがために予期 されるよりも大きくなるまでの程度を、上記計算された呼吸エアーフローから決 定するステップにより得られる請求項４記載の方法。 ６．上記ステッブ(a)および(b)が、 上記マスクに連結されたガス吐出回路内のエアーフローおよび圧力を測定する ことと、 上記吐出回路エアーフローの関数として、該吐出回路に沿うマスクへの圧力降 下を計算することと、そして、 上記圧力降下よりも小さい上記測定された吐出回路圧として得られた上記瞬間 マスク圧を計算することと、 得られた瞬間マスク圧の関数として、マスクの出口を通るエアーフローを計算 することと、そして、 測定された吐出回路エアーフローから出口エアーフローを引いて得られた上記 マスクエアーフローを計算することを含む請求項２記載の方法。 ７．呼吸可能なガスをマスクで受ける患者の呼吸エアーフローを、マスクリーク の存在のもとで決定する装置であって、 瞬間のマスクのエアーフローおよび圧力を決定するために、マスクに、もしく はマスクの近傍に配置されたトランスジューサー手段と、そして、 ローパスフィルタリングされた瞬間圧力の平方根で割られた、ローパスフィル タリングされた瞬間エアーフローとして、上記リーク通路の非線形コンダクタン スを見積もるための、且つ瞬間リークフローを、上記瞬間圧力の平方根で乗算さ れた上記コンダクタンスとなるように決定するための、そして、瞬間エアーフロ ーから瞬間リークフローを引いて、呼吸エアーフローを計算するためのプロセッ シング手段とを備えた装置。 ８．上記ローパスフィルタリングのための時定数が、上記瞬間リークフローにお ける突然の変化に依存して動的に調整可能である請求項７記載の装置。 ９．上記プロセッサー手段が、 上記コンダクタンスが突然に変化する程の程度のインデックスを得ることによ って、そして反対の意味における上記時定数を、上記インデックスにおける相当 の変化に変えることによって、時定数を動的に調整する請求項８記載の装置。 １０．上記プロセッサー手段が、 計算されたエアーフローの絶対大きさが、予期されるよりも長いがために予期 されるよりも大きくなるまでの程度を決定することにより、上記インデックスを 上記計算された呼吸エアーフローから得る請求項９記載の装置。 １１．上記トランスジューサー手段が、差圧トランスジューサーに連結された呼 吸タコグラフを備えている請求項７記載の装置。 １２．上記呼吸タコグラフが、マスクとマスク出口との間に配置されている請求 項１１記載の装置。 １３．上記トランスジューサー手段が、上記マスクに連結されて且つ該マスクか ら離れているガス吐出回路の中に配置されている請求項１１記載の装置。 １４．連続した正の気道圧処理または機械換気を提供する装置であって、 呼吸可能なガスの供給を発生するためのタービンと、 上記タービンに接続されたガス吐出チューブと、 患者の気道に上記呼吸可能なガスを供給すべく上記吐出チューブに連結された マスクと、 瞬間のマスクのエアーフローおよび圧力を決定するために、マスクに、もしく はマスクの近傍に配置されたトランスジューサー手段と、 ローパスフィルタリングされた瞬間圧力の平方根で割られた、ローパスフィル タリングされた瞬間エアーフローとして、上記リーク通路の非線形コンダクタン スを見積もるための、且つ瞬間リークフローを、上記瞬間圧力の平方根で乗算さ れた上記コンダクタンスとなるように決定するための、そして、瞬間エアーフロ ーから瞬間リークフローを引いて、呼吸エアーフローを計算するためのプロセッ サー手段と、 上記フロー発生器を制御するための、そして順に、マスク圧及び／又はマスク エアーフローを、計算された呼吸エアーフローに基づいて制御するための制御手 段とを備えた装置。 １５．上記ローパスフィルタリングのための時定数が、上記瞬間リークフローに おける突然の変化に依存して動的に調整可能である請求項１４記載の装置。 １６．上記プロセッサー手段が、 上記コンダクタンスが突然に変化する程の程度のインデックスを得ることによ って時定数を動的に調整し、且つ反対の意味における上記時定数を、上記インデ ックスにおける相当の変化に変える請求項１５記載の装置。 １７．上記プロセッサー手段が、 計算されたエアーフローの絶対大きさが、予期されるよりも長いがために予期 されるよりも大きくなるまでの程度を決定することにより、上記インデックスを 上記計算された呼吸エアーフローから得る請求項１６記載の装置。 １８．呼吸可能なガスをマスクで受ける患者の瞬間呼吸エアーフローを、マスク リークの存在のもとで決定するコンピュータープログラムであって、該プログラ ムは、マスクにおける瞬間エアーフローと瞬間圧力の入力データを受け、 (a)マスクにおける瞬間エアーフローを決定する計算ステップと、 (b)マスクにおける瞬間圧力を決定する計算ステップと、 (c)ローパスフィルタリングされた瞬間圧力の平方根で割られた、ローパスフ ィルタリングされた瞬間エアーフローとして、上記リーク通路の非線形コンダク タンスを見積もる計算ステップと、 (d)上記瞬間リークフローを、上記瞬間圧力の平方根で乗算された上記コンダ クタンスとなるように決定する計算ステップと、そして、 (e)瞬間エアーフローから瞬間リークフローを引いて、呼吸エアーフローを計 算する計算ステップとを含むコンピュータープログラム。