JP2006223883A - 呼吸フローの予測、及びcpap治療時及び補助装置による呼吸時の呼吸フロー誘導圧力スウィングに対する補償 - Google Patents
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Abstract
【課題】CPAP治療中にフローの予測をする方法を提供する。
【解決手段】この方法は、タービンの速度をホール効果センサーにより計測するステップを含む。フローが零であると仮定したとき、その計測速度に対応してタービンにより発生する等価圧力pestが、所定の数学関数を用いて予測される。速度計測及び圧力予測と同時的に、搬送チューブ圧力pactが圧力トランスデューサによって計測される。そして、pactとpestから2つの圧力間の差異が演算で求められる。この差異はフローの予測値festを表している。フローの予測値は平方根デバイスにより線形化され、次いで、ローパスフィルター、ハイパスフィルターの組み合わせでフィルターにかけられて、フィルターにかけられたフロー予測値を求めることができる。
【選択図】図3
【解決手段】この方法は、タービンの速度をホール効果センサーにより計測するステップを含む。フローが零であると仮定したとき、その計測速度に対応してタービンにより発生する等価圧力pestが、所定の数学関数を用いて予測される。速度計測及び圧力予測と同時的に、搬送チューブ圧力pactが圧力トランスデューサによって計測される。そして、pactとpestから2つの圧力間の差異が演算で求められる。この差異はフローの予測値festを表している。フローの予測値は平方根デバイスにより線形化され、次いで、ローパスフィルター、ハイパスフィルターの組み合わせでフィルターにかけられて、フィルターにかけられたフロー予測値を求めることができる。
【選択図】図3
Description
本発明は、呼吸フロー(呼吸流量)を予測するための方法及び装置に関し、連続的にかつ積極的に気管に圧力を与える治療(CPAP治療)をしている場合の、すなわち補助装置による呼吸をしている場合の、呼吸フローによって誘導される患者の気管入り口における圧力スイング(pressure swing)に対する補償に関する。
CPAP(continuous positive airway pressure)管理は、閉塞性無呼吸睡眠症候群と上部気管抵抗症候群の治療に一般的に用いられる。CPAP治療は、患者の気管入り口に大気圧より高い圧力の空気すなわち呼吸ガスを供給することにより、患者の気管上部の空気学的添木としての役割を効果的に果たしている。治療圧力は、通常、4〜20cmH2Oである。より精巧なCPAPには、2-レベル式CPAPや自動セット式CPAPがある。2-レベル式CPAPでは、呼吸の吸入と吐出とに同期して別々の治療圧力が与えられる。また、自動セット式CPAPでは、治療圧力が可変制御されている。これらは特許文献1に記載されている。どの形式のCPAP治療であっても、不必要に高い積極的な気管圧力に対向して器官を動かさなければならないというような過度の不快感を患者に与えることなく、圧治療効果をできるだけ一定して持続させるべく治療圧力(通常は医師が臨床的に決定する)を維持することが望まれている。
どの形式のCPAPにも共通して用いられる患者用マスクは、可撓性のある空気搬送チューブを介して呼吸フロー発生器に接続されている。呼吸フロー発生器はタービンを備えている。このタービンは、マイコン制御される電動モータで駆動される。
本明細書において、「マスク」という用語は、鼻マスク、口マスク、鼻口マスク又はフルフェース型マスクを含んだ概念である。
簡易式CPAP装置では、マスク圧をモータ速度から予測して、速度規制をしながら操作している。より精巧な装置は、空気圧トランスデューサを内蔵している。この空気圧トランスデューサはマスク又は呼吸フロー発生器の何れかの圧力を表すフィードバック信号を発生する。圧力フィードバック信号がマスクからのものであれば、マスクと呼吸フロー発生装置との間にさらなるチューブ又はワイヤーを設けなければならない。これらのチューブ等は殺菌消毒の問題や安全上の問題を引き起こすことになる。圧力フィードバックが、呼吸フロー発生器内からのものであったり、又は、マスクから離れた箇所からのものである場合は、空気搬送チューブの抵抗があるため、マスクに圧力スウィングのある呼吸フローが生じることになる。圧力スウィングは治療圧力の±5%までなら許容できる。また、治療効果があってなおかつ吐出する際に患者が不必要な動作をしなくてすむようにするために、患者には最小の治療圧力を与えることが好ましいので、それらの圧力スウィングは好ましからざるものであって、できるだけ除去すべきものである。
搬送チューブ内とマスク内の空気流動を正確に決定できることも、また、好ましいことである。「フロー」という用語は、換気容積(ventilation volume)と容積流量(volumetric flow rate)の両者を含む概念である。フローは、患者の呼吸によって調節されるフロー発生器による成分を含むであろう。搬送チューブ内の空気フローの計測は、患者の呼吸による平均的容積を計測するために、また、患者が吸入しているのかそれとも吐出しているのかを決定するために、使用できて都合がよい。後者の方は2-レベル式CPAPを実施するのに重要である。これは、現在は、インライン式のセンサーを用いてフローを直接的に計測するか、あるいは、空気搬送チューブ内の絞りを通過するときに生じる圧力降下(又は、空気搬送チューブに沿って生じる圧力降下)を計測することにより、行っている。これらの方法によれば、別のトランスデューサが必要となり、また場合によっては、そのトランスデューサをCPAP装置中の制御回路の適当な箇所に接続するために別の配線又は配管をしなければならない。
従って、また、CPAP治療の管理より進歩した管理が可能となり、かつ、患者の快適さを低減することなく治療効果が保証されるとともに患者の承諾が保証されるという観点から空気フローを正確に計測できかつ予測できることが望ましい。
米国特許第5245995号明細書
特開昭49−13994号公報(パテントファミリー:GB−A−1432572)
欧州特許出願公開第656216号明細書
特表平03−505170号公報(パテントファミリー:US−A−4957107)
国際公開第93/24169号パンフレット
本発明は、1つ又はそれ以上の上記問題を解決するか、又は、少なくともそれを改善することを目的としている。
タービンからのガスフローを予測する、1つの広い概念の本発明に係る方法は、
既知の回転速度で運転する際に、タービンから流れるガス圧力を計測するステップと、
フローなしの場合に、既知の回転速度においてタービンで圧送されるガスのガス圧力を予測するステップと、
ガスフローを予測するために、計測圧力と予測圧力との間の差異を演算するステップとを備える。
既知の回転速度で運転する際に、タービンから流れるガス圧力を計測するステップと、
フローなしの場合に、既知の回転速度においてタービンで圧送されるガスのガス圧力を予測するステップと、
ガスフローを予測するために、計測圧力と予測圧力との間の差異を演算するステップとを備える。
他の1つの広い概念の本発明は、連続的にかつ積極的に気管に圧力を与える治療(CPAP治療)の管理下において又は補助呼吸において、タービンを有するフロー発生器から患者に供給する呼吸ガスのフローを予測する方法を提供する。この方法は、フロー発生器により搬送されるガス圧力(pact)を計測するステップと、タービンの回転速度(ω)を計測するステップと、患者に対するフローがない場合に、計測回転速度でのフロー発生器により送られるガス圧力(pest)を予測するステップと、フロー(fest)の予測値を与えるために、pestとpactとの差異を演算するステップとを備えている。
上記差異は、さらに、信号処理してフローの直接的予測値を与えることができる。その処理は、フローの直接的予測値を与えるためのフィルタリングを含むことができる。
本発明は、また、CPAP治療による管理又は補助呼吸の際に、患者用マスクに生ずるフロー誘導圧力スウィングを低減する方法であって、マスクはフロー発生器にガス搬送チューブを介して接続され、搬送ガス圧力は、マスクから離れた箇所で計測され、所望の治療圧力を制御すべく、フロー発生器に供給される治療圧力制御信号を引き出すために、計測圧力が用いられる方法を提供する。この方法は、患者に対するガスフローを決定するステップと、決定されたフローをスケールするステップと、スケールされたフローにより治療圧力制御信号を調整するステップとを備えている。
上記スケールされたフローは、さらに、フィルターにかけて、治療圧力の低減に対応するフローの増大に対応するスケールされたフローのみを通過させるステップをさらに備えることができる。
本発明は、さらに、タービンを備えたフロー発生器から患者に与える呼吸ガスのフローの予測をし、かつ、CPAP治療の管理又は補助装置による呼吸の管理において呼吸ガスを供給する装置を提供する。この装置は、既知のタービン回転速度である運転する際に、フロー発生器により搬送されるガス圧力を計測する圧力計測手段と、フローがない場合に、既知の回転速度で上記フロー発生器により搬送されるガス圧力を予測する圧力予測手段と、フローの予測値を与えるために、計測圧力と予測圧力との差異を演算する処理手段とを備えている。
本発明は、さらに、患者の気管の入口における積極的な治療圧力の呼吸ガスを供給するためのCPAP治療又は補助呼吸をする装置を提供する。この装置は、タービンを備えたフロー発生器と、一端がフロー発生器に接続されたガス搬送チューブと、ガス搬送チューブの他端により接続されかつ、患者に装着するようにした患者用マスクと、マスクから離れた位置にあるフロー発生器又は搬送チューブのいずれかから搬送圧力を検知する圧力センサーと、フロー発生器を制御する処理手段とを備えてなる。
処理手段は、フローが零の場合に、実際のタービン回転速度において、フロー発生器により搬送されるガス圧力を予測することにより、呼吸ガスのフローを予測すべく作動するとともに、上記フローの予測値を与えるために予測圧力と計測圧力との差異を演算する。
この装置は、さらに、フローをスケールすべく作動して、そのスケールされたフローにより圧力制御信号を補償することができる。上記差異は、さらに、信号処理して、フローの直接的予測値を与えることができる。この処理は、非呼吸成分を除去するために、フィルタリングを含むことができる。
本実施形態はCPAP治療装置について述べるものであるが、本発明は、呼吸補助や換気補助のための装置にも同様に適用できる。
フロー予測
図1に示すように、CPAPフロー発生器10は、空気搬送チューブ(又は呼吸ガス搬送チューブ)12に接続している。そして、そのチューブ12は、患者が着けている鼻マスク14に接続している。フロー発生器10はモータ用マイコンコントローラ20を備えている。このコントローラの1つの好ましい形態は、商品名モトローラ「MC68HC805B6」のような8−ビットマイクロコントローラを含む。モータコントローラ20はコントロールライン22によりモータ電源24に接続している。このモータ電源24は、供給ライン26により電動モータ28に電気エネルギーを供給する(好ましい形態はDC電源である)。電動モータ28は、また、信号ライン34によりモータコントローラ20に接続している。
図1に示すように、CPAPフロー発生器10は、空気搬送チューブ(又は呼吸ガス搬送チューブ)12に接続している。そして、そのチューブ12は、患者が着けている鼻マスク14に接続している。フロー発生器10はモータ用マイコンコントローラ20を備えている。このコントローラの1つの好ましい形態は、商品名モトローラ「MC68HC805B6」のような8−ビットマイクロコントローラを含む。モータコントローラ20はコントロールライン22によりモータ電源24に接続している。このモータ電源24は、供給ライン26により電動モータ28に電気エネルギーを供給する(好ましい形態はDC電源である)。電動モータ28は、また、信号ライン34によりモータコントローラ20に接続している。
タービン32は、搬送チューブ12に呼吸ガス(空気も含む)を、大気圧より高い圧力でかつ患者の治療と呼吸に必要な量のフロー流量だけ供給する。これは電動モータ28の速度制御で達成でき、かつ、タービン32の空気容量に依存している。電動モータ28は、好ましくは、商品名パプスト「ECA27-11」のようなブラシレスDC型のものが好ましい。このモータは一体型ホール効果センサーを備えている。ホール効果センサーは、モータ速度を表す電気信号を信号ライン34上のモータコントローラ20に供給する。電気モータ28は、光学的又は機械式のタコメータやあるいはその他の従来の回転速度検知装置に接続することもできる。DCモータの速度は、モータ電源24により供給される電機子電圧に直接的に比例している。モータ速度と、タービン圧送圧力と、実験で決定できるフローとの間には一定の関係が存在する。
2-レベル式CPAPでは、互いに別々の吸気治療圧力と吐出治療圧力はタービン速度の高速制御で達成される。ソレノイド駆動式加減弁を使用することは従来技術として知られている。
圧力検知チューブ40が、搬送チューブ12に、フロー発生器10のケーシング内でかつタービン32の出口近くにおいて、接続されている。検知チューブ40は、圧力トランスデューサ42に接続している。それ故に、タービン圧送圧力を表す電気信号が、信号ライン44上のモータコントローラ20に送られることになる。
圧力検知チューブ40と圧力トランスデューサ42とを備えたフロー発生器10は、本願出願人の商品名サリバン「III CPAP装置」として市販されている。
圧力検知チューブ40は、他の設計例として、搬送チューブ12のどこの箇所にも接続でき、また、マスク14に接続してもよい。圧力トランスデューサを搬送チューブ12の近傍に配置することも可能であり、この場合、搬送チューブ12に対するポートからトランスデューサ42までのチューブの長さを短くして、信号ライン44をフロー発生器10のケーシングから延在せしめることができる。
図2の断面図は、圧力検知チューブ40が接続するところの搬送チューブ12の領域を詳細に示している。圧力検知チューブ40は、オリフィスプレート52の下流側に位置している圧力検知ポート50に装着している。オリフィスプレートは、局部的な圧力乱れを生じさせて空気循環領域54と層流領域56とをオリフィスプレート52の下流側に作るところの抵抗を表している。圧力検知ポート50は空気循環領域54に位置している。このような空気循環は、空気搬送チューブ12の直径を局部的に絞ることでも達成できる。
フロー予測方法について図3及び図4に基づいて説明する。当業者には自明のことであるが、以下の処理はコンピュータプログラムにより容易に実行できる。第1ステップ60においては、モータ速度がホール効果センサー80によって計測される。この回転速度の値から、それの等価圧力pest(この圧力は、フローが零であるとしたときに、タービン32によって計測速度に対応して発生する)がステップ62で圧力予測器82によってかつ所定の数学関数を用いて予測される。
上式において、c1,c2及びc3は定数であり、零を含むあらゆる値であって、タービン32の予め決定されている圧力/速度特性から引き出される。ωはモータ速度である。前記したところの本願出願人の商品名サリバン「III」装置を使用する場合は、係数の代表的な値は、c1=118、c2=0、c3=0である。それらの係数は、サリバン「III」装置において零フローの場合の圧力/速度データに線形回帰法を用いて算出された。タービンの入り口バッフルと空気回路の抵抗はそれらの係数に影響を与える。
他の実行方法としては、零フローの上記等価圧力を、モータ速度と、モータ電流及び/又は電機子電圧とから予測するために、高次多項式を用いることもできる。
さらに他の実行方法としては、零フローの上記等価圧力を、実験的計測に基づいたモータ速度と、モータ電流及び/又は電機子電圧とから予測するために、ルックアップテーブルを用いることもできる。
圧力ステップ60,62での速度計測及び圧力予測と同時的に、搬送チューブの圧力pactが、ステップ64において、圧力トランスデューサ42で計測される。そして、圧力pestとともに圧力pactが差動加算器84に送られる。ステップ66では、2つの圧力の差異が演算される。加算器84からの出力はフローfestの予測値を表している。
従来のオリフィスプレートメータは薄いプレートより構成している。そのプレートは空気搬送チューブ内に挿入される。そのプレートは、その中央にオリフィスを有している。この中央オリフィスは、チューブの直径よりも小さく、かつ、圧力計測のためのプレートの両側のポートの直径よりも小さい。オリフィスが介在することにより、フローの流束が細くなるとともに、計測すべき圧力の乱れが生じる。フローqは、検知ポートでの圧力を計測することによって決定され、それは次式で与えられる。
上式において、cは所定の形状によって決まる定数、p1はオリフィスプレートに先行する検知ポートにおける圧力、p2はプレートに続く検知ポートにおける圧力である。
前記したように、CPAP装置において圧力とフローとの両者を計測する場合には、少なくとも2つのトランスデューサが必要となる。圧力トランスデューサは圧力調整が必要となり、また、第2のトランスデューサはフロー計測が必要となる。第2トランスデューサは圧力トランスデューサか又はフロートランスデューサの何れかである。前者の場合は、フローは方程式(2)で与えられ、後者の場合は、フローは直接計測される。
零でないフローの場合は、圧力p1が、一定であるp2より大きいことが方程式(2)より明かである。
零フローの場合は、圧力p1とp2が等しくて、方程式(1)の形を持つモータ速度の二次関数から予測できる。
零でないフローの場合、p1は、増加するフローに一致すべく、モータ速度を増加させることによって増加できる。従って、モータ速度から引き出された圧力予測値もまた増加する。モータ速度の変化は、フローの変化に大略比例しているので、pestにおける変化はp1に比例している。従って、フローf'estは圧力予測pestと計測圧力p2との差異から予測できる。すなわち、
オリフィスプレート52は二乗抵抗を有している。この場合、加算器84からの出力は「フローが二乗された」ことを表している。このようなとき、「二乗されたフロー」の値は、ステップ68において、平方根デバイス86により線形化でき、次いで、ステップ70において、ローパスフィルター90とハイパスフィルター92を組合わせたフィルターにかけられて、「フィルターにかけたフロー予測」の値が引き出される。この値は、除去された非呼吸成分を含んでいる。ローパスフィルターは、ノイズを除去するために上限周波数を20Hzにするのがよいであろう。一方、ハイパスフィルターは、非呼吸成分を除去するために、下限周波数を0.1Hzにするのがよいであろう。
フロー補償
フロー補償することにより、マスクにおけるフロー誘導圧力スウィングを最小にできる。このフロー補償について図5を参照して説明する。フロー補償の方法は、上記した方法に従って、又は、フロートランスデューサによりなされたフロー計測に基づいて演算されたフロー予測値を用いることができる。
フロー補償することにより、マスクにおけるフロー誘導圧力スウィングを最小にできる。このフロー補償について図5を参照して説明する。フロー補償の方法は、上記した方法に従って、又は、フロートランスデューサによりなされたフロー計測に基づいて演算されたフロー予測値を用いることができる。
好ましい実施形態によれば、フロー発生器は、圧力調整のために用いられる図1に示したような圧力トランスデューサを内蔵している。トランスデューサ42は、ガス搬送回路内の圧力を、マスクから離れた箇所で計測する。従って、マスクにおいてフローが誘導する圧力の乱れは制御箇所における圧力の乱れよりも大きい。マスクにおいてフローが誘導する圧力の乱れの補償は、呼吸目的のために適切なフローを維持しながら、マスク圧のコントロールを補償することである。
図5は、フロー補償を実行するためにモータコントローラ20よりなされる処理を示している。当業者には明らかなことであるが、論理ブロックの機能はコンピュータプログラムにより実行できる。電動モータの速度と実際に計測された搬送圧力の両者が、信号ライン34,44により演算素子100にそれぞれ供給される。演算素子100は、図3および図4に関連して述べた方法に従ってフローを計測する。従って、演算素子の出力は、「フィルターにかけられたフローの予測値」である。その信号は、(フロー)2を表す信号を導き出すために、二乗化素子102に送られる。他の方法としては、搬送圧力を導き出すために用いられるオリフィスプレートが二乗タイプのものである場合には、前記したように、(フロー)2の予測値がフロー予測方法で直接的に得られ、それ故、二乗化素子102の二乗化機能を実行する必要はない。予測値(フロー)2は、信号をスケールするゲイン素子104に送られる。スケールファクターは、1および零を含むあらゆる値をとることができるとともに、正符号又は負符号であり、また、時によって異なる値を取ることができる。通常の場合には、スケールファクターは空気搬送回路の妨害を組み込んでおり、フローが負の場合、すなわち、マスク圧力がタービン圧力よりも小さい場合、および、フローが正であってかつ正の定数が1よりも小さい場合、スケールファクターは零である。
スケールされたフロー信号はリミッタ素子に送られる。このリミッタ素子は、「フロー補償値」の大きさを所定値に制限することにより、安定を保証する。
さらに説明すれば、圧力が循環領域54内から計測され、かつ、それが制御されている変数である場合には、マスク圧力は最初増加フローとともに上昇し、次に降下する。従って、圧力セットポイントからスケールされたフローの予測値を減算することにより、圧力セットポイントからの偏差を減少できる。しかしながら、フローの予測値が負の場合(すなわち、計測圧力が予測圧力より大きい場合)、正のフィードバックに起因する不安定性を回避するために、補償は実行されない。
マスク圧力はフローの二乗として変化するので、フロー補償技術は、補償値をフローの二乗に比例させることにより改善できる。所定のフロー値を越えたとき、マスク圧力は、フローの増加により降下し始める。従って、補償値の大きさを制限することが望まれる。最も好ましい制限は圧力/フロー曲線のターニングポイントのところにある。このターニングポイントは可変であってモータ速度の関数である。より簡便には、固定制限値を用いることができる。
方程式(1)における定数は、零フロー時の圧力/速度記録データから演算することができる。フロー補償目的のためには方程式(3)における定数の値は重要ではないかもしれない(それはスケールファクターで置き換えることができるので)。しかしながら、必要ならば、方程式(3)を計測フローデータに当てはめることにより上記定数を求めることができる。全体的なフロー補償のプロセスは以下のとおりである。
1. 方程式(1)からpestを演算する。
2. 圧力p2を計測する。
3. 補償値(pest−p2)を演算する。この補償値はフローの二乗に比例している。
4. 補償値が負である場合は、補償を零に設定する。
5. 補償値にスケールファクターを掛ける。
6. 補償値の大きさを制限する。
7. 圧力エラーからフロー補償を減算する。
1. 方程式(1)からpestを演算する。
2. 圧力p2を計測する。
3. 補償値(pest−p2)を演算する。この補償値はフローの二乗に比例している。
4. 補償値が負である場合は、補償を零に設定する。
5. 補償値にスケールファクターを掛ける。
6. 補償値の大きさを制限する。
7. 圧力エラーからフロー補償を減算する。
コントロールループはセット圧力と計測圧力との差異を最小化すると同時に、計測モータ速度に対応して発生する圧力と計測圧力との差異を最小化する。
リミッタ素子106からの出力は、圧力制御信号に従ってスケールされた「フロー補償値」を表している。「圧力セットポイント」は、差動加算素子108において計測圧力と比較されて、「圧力エラー」信号を発生する。「圧力エラー」信号および「フロー補償値」はさらなる差動加算素子110に入力され、このようにして「処理圧力エラー」の制御変数はフローに従って補償される。加算素子110からの出力はコントローラユニット112に送られて、該コントローラユニットは、制御ライン22上のモータ電源24に制御信号を供給する。
セットポイント圧力は、図1に示した構成の場合にはマスク圧力でないかも知れない。その場合は、セットポイント圧力は、計測されるところのタービンの出力圧力である。この場合、圧力セットポイントは、圧力が実際に所望のCPAP治療圧力に関して測定される箇所に関連するように、コントローラユニット112で予め補償しておく。
CPAP装置を利用する上記フロー補償法のテストでは、マスク治療圧力が10cmH2Oの場合、補償なし圧力スウィングの大きさは1.8cmH2Oであった。フロー補償をした場合には、スウィングは0.7cmH2Oまで低減される。4〜18cmH2Oを越える場合、呼吸フローにより低減するマスクにおける圧力スウィングの大きさの平均低減率は64%である。データは図6に示している。
10 CPAPフロー発生器
12 空気搬送チューブ
14 鼻マスク
20 マイコンコントローラ(モータコントローラ)
22 コントロールライン(制御ライン)
24 モータ電源
26 供給ライン
28 電動モータ
32 タービン
34 信号ライン
40 圧力検知チューブ
42 圧力トランスデューサ
44 信号ライン
50 圧力検知ポート
52 オリフィスプレート
54 空気循環領域
56 層流領域
60 第1ステップ
62 ステップ
66 ステップ
68 ステップ
70 ステップ
80 一体型ホール効果センサー
82 圧力予測器
84 加算器
86 平方根デバイス
90 ローパスフィルター
92 ハイパスフィルター
100 演算素子
102 二乗化素子
104 ゲイン素子
106 リミッタ素子
108 差動加算素子
110 差動加算素子
112 コントローラユニット
12 空気搬送チューブ
14 鼻マスク
20 マイコンコントローラ(モータコントローラ)
22 コントロールライン(制御ライン)
24 モータ電源
26 供給ライン
28 電動モータ
32 タービン
34 信号ライン
40 圧力検知チューブ
42 圧力トランスデューサ
44 信号ライン
50 圧力検知ポート
52 オリフィスプレート
54 空気循環領域
56 層流領域
60 第1ステップ
62 ステップ
66 ステップ
68 ステップ
70 ステップ
80 一体型ホール効果センサー
82 圧力予測器
84 加算器
86 平方根デバイス
90 ローパスフィルター
92 ハイパスフィルター
100 演算素子
102 二乗化素子
104 ゲイン素子
106 リミッタ素子
108 差動加算素子
110 差動加算素子
112 コントローラユニット
Claims (12)
- 持続的気道陽圧法治療(CPAP治療)の管理又は補助装置による呼吸の管理において、タービンを備えたフロー発生器から患者に与える呼吸ガスのフローの予測をする方法であって、
フロー発生器により搬送されるガス圧力(pact)を計測するステップと、
タービンの回転速度(ω)を計測するステップと、
患者に対するフローがない場合に、計測回転速度でのフロー発生器により送られるガス圧力(pest)を予測するステップと、
患者(fest)にフローの予測値を与えるために、pestとpactとの差異を演算するステップとを備えたことを特徴とする方法。 - 線形化されたフロー予測値を与えるために、フロー予測値平方根を求めるステップをさらに備えた請求項1記載の方法。
- 非呼吸成分を除去するために、線形化された上記フロー予測値をフィルターに掛けるステップをさらに備えた請求項2記載の方法。
- 上記予測ステップは次式の演算ステップを備えた請求項1、2又は3のいずれかに記載の方法。
pest=c1ω2+c2ω+c3
ただし、c1,c2,c3は既知の定数である。 - 上記予測ステップは、pestの関連値を特定するために、フローなしの場合の所定圧力値と増加回転速度とを表にしたルックアップテーブルを検索するステップを備えた請求項1,2又は3のいずれかに記載の方法。
- タービンを備えたフロー発生器から患者に与える呼吸ガスのフローの予測をし、かつ、CPAP治療の管理又は補助装置による呼吸の管理において呼吸ガスを供給する装置であって、
既知のタービン回転速度で運転する際に、フロー発生器により搬送されるガス圧力を計測する圧力計測手段と、
フローがない場合に、既知の回転速度で上記フロー発生器により搬送されるガス圧力を予測する圧力予測手段と、
フローの予測値を与えるために、計測圧力と予測圧力との差異を演算する処理手段とを備えたことを特徴とする装置。 - 患者の気管に積極的な治療圧力の呼吸ガスを供給することによりCPAP治療又は補助呼吸をする装置であって、
タービンを備えたフロー発生器と、
一端がフロー発生器に接続されたガス搬送チューブと、
ガス搬送チューブの他端により接続されかつ患者に装着するようにした患者用マスクと、
マスクから離れた位置にあるフロー発生器又は搬送チューブのいずれかから搬送圧力を検知する圧力センサーと、
フロー発生器を制御する処理手段とを備えてなり、
処理手段は、フローが零の場合に、実際のタービン回転速度において、フロー発生器により搬送されるガス圧力を予測することにより、患者に対する呼吸ガスのフローを予測すべく作動するとともに、上記フローの予測値を与えるために予測圧力と計測圧力との差異を演算し、フローの予測値は、マスクにおけるフロー誘導圧力スウィングを低減するためにフロー発生器に供給される制御信号を調整すべく処理手段に利用されることを特徴とする装置。 - CPAP治療による管理又は補助呼吸の際に、患者用マスクに生ずるフロー誘導圧力スウィングを低減する方法であって、マスクはタービンを有するフロー発生器にガス搬送チューブを介して接続され、搬送ガス圧力はマスクから離れた箇所で計測され、所望の治療圧力を制御すべく、フロー発生器に供給される治療圧力制御信号を引き出すために、上記所望の計測圧力が用いられる方法において、
患者に対するガスフローを決定するステップと、
決定されたフローをスケールするステップと、
スケールされたフローにより治療圧力制御信号を調整するステップとを備えたことを特徴とする方法。 - 上記スケールされたフローをフィルターにかけて、治療圧力の低減に対応するフローの増大に対応するスケールされたフローのみを通過させるステップをさらに備えた請求項8記載の方法。
- 上記フロー決定ステップは、
上記フロー発生器により圧送されるガス圧力(pact)を計測するステップと、
上記タービンの回転速度(ω)を計測するステップと、
患者に対するフローがないときに、計測回転速度において上記フロー発生器から圧送されるガス圧力(pest)を予測するステップと、
患者(fest)にフローの予測値を与えるために、pestとpactとの差異を演算するステップとを備えた請求項8又は9記載の方法。 - 上記予測ステップは、次式の演算を行なうステップを含む請求項10記載の方法。
pest=c1ω2+c2ω+c3
ただし、c1,c2,c3は既知の定数である。 - 上記予測ステップは、pestの関連値を特定するために、フローなしの場合の所定圧力値と増加回転速度とを表にしたルックアップテーブルを検索するステップを備えた請求項10記載の方法。
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