JP2008514379A - チェーンストークス呼吸症を治療する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
図2は、本発明の原理により患者(被験者)54に支援圧力を供給する改善された可変気道陽圧法に適する気道陽圧支援装置50のブロック図を示す。この圧力支援法は、特にチェーンストークス呼吸症の治療に適する。圧力支援装置50は、例えば、従来の持続気道陽圧(CPAP)若しくは2段階式圧力支援装置に使用される送風装置(ブロワ)、ピストン、送風器(ベローズ)、圧縮装置又は何らかの装置である気体流量/圧力発生器52を備え、気体流量/圧力発生器52は、酸素、空気、周辺大気若しくはこれらの混合気体の加圧タンク等の何らかの適切な供給源から矢印Cで全体を示す呼吸用気体を受ける。気体流量/圧力発生器52は、空気、酸素又はこれらの混合気体等の呼吸用気体流を発生して、比較的高い圧力、即ち周辺大気圧より高い圧力及び比較的低い圧力、即ち周辺大気圧にほぼ等しい圧力で呼吸用気体を患者54の気道に供給する。
本発明の好適な実施の形態では、制御装置64は、気体流量/圧力発生器52、弁60又はその両方を制御して、患者54の気道に所与の波形を有する圧力を印加させる。本発明の例示的な実施の形態では、圧力波形は、基本的に、吸気気道陽圧(IPAP)レベルと呼気気道陽圧(EPAP)レベルとの間で交互に変動する2段階圧力波形である。2段階圧力波形を図3Aに示す。本発明では、後述のように、制御装置64の命令に基づいて吸気気道陽圧(IPAP)レベルが変更される。最大吸気気道陽圧レベル(IPAPmax)と最小吸気気道陽圧レベル(IPAPmin)を表わす信号は、使用者から入力装置66を通じて制御装置64に送信される。装置操作者による入力媒介変数の代替値又は初期設定値として最大吸気気道陽圧レベルと最小吸気気道陽圧レベルを予め設定し、制御装置64に記憶できることは、理解できよう。本発明は、手動操作で呼気気道陽圧(EPAP)レベルを設定し又は予め設定することも企図する。
制御装置64は、アルゴリズム(演算手順)を実施して、患者54に供給される気体流の圧力を制御する。図4に示すように、アルゴリズムへの第1の入力値は、流量センサ62の出力値(測定流量Qmeasured)である。例えば、100サンプル/秒のサンプリング速度で出力値を採取して、10ミリ秒毎に新たな推定患者流量Qpatientが決定される。前記のように、公知の流量/漏出推定技術を使用して、測定流量Qmeasuredに基き患者流量Qpatientが算出される。勿論、マスクで直接患者流量Qpatientを測定すれば、流量の推定は必要ない。測定流量Qmeasuredが患者54の気道の正確な流量でないことを認識すれば、本発明では、本発明での演算に測定流量Qmeasuredを直接使用することを企図する。
ステップ110では、患者流量Qpatientを分析して、睡眠障害呼吸事象が検出される。後述のように、睡眠障害呼吸事象の存否により圧力制御過程が変更される。本発明の現行の好適で例示的な実施の形態では、圧力支援装置50は、患者流量Qpatientを監視して、チェーンストークス呼吸症、呼吸低下、無呼吸及び周期性変動呼吸が検出される。本発明は、患者流量Qpatientを監視して、鼾及び気道の閉塞等の不安定な呼吸を示す他の事象の検出も企図する。
現行の好適かつ例示的な実施の形態のチェーンストークス呼吸症の検出方法を以下説明する。前記のように、本発明は、チェーンストークス呼吸症を監視して、患者54に処方されている圧力療法がチェーンストークス呼吸症の治療に十分であることを確認する。チェーンストークス呼吸症の存在は、圧力療法が当然有効でないことを表す。従って、チェーンストークス呼吸症事象を正確に検出しかつ監視することが重要である。圧力支援装置50の処理装置により動作されるソフトウェアで後述のステップが実行される。後述のチェーンストークス呼吸症検出技術が一例示技術に過ぎないことは、理解されよう。患者54に処方されるチェーンストークス呼吸症治療法による効果を監視するあらゆる適切なチェーンストークス呼吸症検出技術を使用できることは、本発明が企図しかつ当業者に理解されよう。他のチェーンストークス呼吸症検出技術を下記第H章に示す。
本発明は、無呼吸及び呼吸低下を検出するあらゆる従来の技術を使用することを企図する。最も基本的な検出形態では、無呼吸及び呼吸低下を検出する過程は、患者流量Qpatientを監視して、予め決められた期間閾値レベル未満に流量が減少することを検出する過程を含む。閾値レベル及び予め決められた期間は、無呼吸又は呼吸低下を構成すると認められるレベル、即ち無呼吸又は呼吸低下の定義に該当するレベルである。
この測定により、不規則な最大平均吸気流量Qave(max)が検査される。不規則な最大平均吸気流量Qave(max)が患者54に対して多過ぎると認められると、周期性変動呼吸事象と宣告される。周期性変動呼吸事象は、図4のステップ110での睡眠障害呼吸事象と考えられる。本発明は、周期性変動呼吸事象を宣言する時機を決定するあらゆる従来技術を使用することを企図する。前記技術の例は、可変呼吸制御層を説明する特許文献4に開示される。しかしながら、完全を期すために、この技術を簡単に以下説明する。
図4のアルゴリズムは、ステップ140で統計的関数を使用して、呼吸の最新の数分にわたり患者54に処方された換気レベルが決定される。ステップ140では、最大平均吸気流量Qave(max)に基づき、制御装置64は下記の統計的測定値を算出する。
1)平均値、
2)60百分位数(パーセンタイル)(上位40%)、
3)平均値の95%、
4)標準偏差、及び
5)標準平均値。
図4のステップ150のアルゴリズムは、圧力支援装置50から患者54に供給される吸気気道陽圧(IPAP)の決定に使用される目標流量値を決定する。後述のように、目標流量は、現在の最大平均吸気流量Qave(max)と比較して、吸気気道陽圧(IPAP)を変更すべきか否かを決定する数値である。目標流量は、患者54に供給する吸気気道陽圧(IPAP)を制御して圧力支援装置50が到達すべき最大平均吸気流量Qave(max)値を示す。本発明では、呼吸毎に定期的にかつ通常、目標流量を更新し、患者54に供給される支援圧力を最適化する。目標流量に対して患者54の最大平均吸気流量Qave(max)を監視し、吸気気道陽圧(IPAP)又は吸気圧力Pinspに関連する何らか他の特性を変更して、患者54、特に、患者54が体験しているチェーンストークス呼吸症周期をより良好に治療できるか否かが決定される。
本発明の圧力支援装置は、3つの主要圧力制御を実施する。換言すれば、本発明は、圧力支援装置50に入力設定できる3つの圧力制御設定値を企図する。設定値の利用を許可された被許可者は、何人でも前記圧力制御設定値を設定することができる。利用を許可された被許可者には、圧力支援装置50の使用者、製造業者、医療装置提供業者、介護者等が含まれる。
患者54に十分な換気(圧力支援)を確実に供給する本発明での処理過程を説明する。図10のステップ304で実施されるこの処理過程を図11〜図13に詳細を示す。自発開始呼吸及び機械式誘発呼吸を含む全呼吸に対し、圧力支援装置50は、図11に示す内部呼吸圧力制御過程を実行する。この過程の目標は、図4のステップ150で算出される目標流量を各呼吸間に患者54が確実に獲得することにある。呼気気道陽圧(EPAP)から吸気気道陽圧(IPAP)まで瞬時に圧力を増加せずに、時間経過と共に増加する点に留意すべきである。また、本発明の例示的な実施の形態では、通常、上昇時間と称するこの圧力増加変化速度は、使用者により設定される。本発明は、呼気気道陽圧(EPAP)から吸気気道陽圧(IPAP)への移行時の上昇時間及び圧力波形若しくは流量波形の形状又はデータを圧力支援装置50により制御して患者54の快適性を好適に最大化できることも企図する。
図10のステップ306で実行する内部呼吸圧力制御技術を図14及び図15A〜図15Cについて以下説明する。図15A及び図15Bは、内部呼吸圧力制御過程間の例示的な圧力波形464及び流量波形466を夫々示す。
上記のように、チェーンストークス呼吸症は、過呼吸期間36の間に呼吸低下期間又は無呼吸期間38が介在する特徴がある。呼吸低下期間又は無呼吸期間38を図1に示す。呼吸低下期間又は無呼吸期間38の期間中の呼吸期間は、気道閉塞とは認められないので、呼吸低下期間又は無呼吸期間38は、しばしば中枢性無呼吸と呼ばれる。特定の期間内に患者54が自発呼吸を開始しないとき、機械式誘発呼吸を支給するのが本来の機能である。最新の自発呼吸の開始時に特定の期間を計測し始める。新規自発呼吸が開始毎にタイマがリセットされる。圧力支援装置50が制御すべき呼吸速度及び患者54に供給する吸気気道陽圧(IPAP)の期間(吸気時間Tinsp)を特定する圧力支援装置50の設定により呼吸期間又は呼吸速度を制御することもある。
本発明での使用に適するチェーンストークス呼吸症を検出する一例示的技術を前記第A章の1で説明した。この技術では、使用者へ又は患者54からの気体流量に関する流速等の特徴を監視することにより、チェーンストークス呼吸症が検出される。前記技術と組み合わせて又は単独で使用されるチェーンストークス呼吸症の他の検出技術は、使用者の酸素飽和を監視してチェーンストークス呼吸症を検出する過程を含む。SpO2と称する患者54の酸素飽和度は、パルス酸素濃度計を使用して通常監視される。
Claims (18)
- 呼吸用気体流を発生する気体流量/圧力発生装置(50)と、
気体流量/圧力発生装置に連結されかつ患者の気道に呼吸用気体流を搬送する患者回路(56)と、
呼吸用気体流の変動に基づいて変化する特性を監視する監視手段(62)と、
監視する特性に基づいて患者に供給する目標流量を決定する制御装置(64)とを備え、
チェーンストークス呼吸症(CSR)又は睡眠障害呼吸事象の治療に十分なレベルに目標流量を設定し、
制御装置は、患者が睡眠障害呼吸事象を体験しているか否かを判定し、
制御装置は、患者が睡眠障害呼吸事象を体験しているとの決定に基づいて目標流量を変更し、
制御装置は、目標流量に基づいて気体流量/圧力発生装置を制御することを特徴とする患者の気道に呼吸用気体流を供給する装置。 - 気体流量/圧力発生装置(50)は、
呼吸用気体流を発生する圧力発生器(52)と、
圧力発生器又は患者回路に設けられて患者回路を通じて患者に供給される呼吸用気体流の圧力を制御する圧力制御弁(60)とを備える請求項1に記載の装置。 - 制御装置は、
(a)呼吸周期の呼気段階から吸気段階への移行と(b)呼吸周期の吸気段階から呼気段階への移行Tinspとの間で経過する第1の時間量を監視し、
無呼吸検出時間Tapneaを「Tinsp+定数」として決定し、
呼吸周期の呼気段階から吸気段階までの移行以後に経過する第2の時間量を監視し、
第2の時間量と無呼吸検出時間Tapneaとを比較し、
無呼吸検出時間Tapneaに到達する第2の時間量に応答して、機械式誘発呼吸を実施する
請求項1に記載の装置。 - 患者が睡眠障害呼吸事象を体験したか否かに基づいて制御装置により定数を調整する請求項3に記載の装置。
- 制御装置は、監視する特性に基づいて最大平均値吸気流量Qave(max)を決定し、
制御装置は、最大平均値吸気流量Qave(max)と目標流量とを比較し、
制御装置は、この比較の結果に基づいて気体流量/圧力発生装置を制御する請求項1に記載の装置。 - 制御装置は、呼吸周期の吸気段階間に特性を監視し、この比較の結果に基づいて呼吸周期の吸気段階間に気体流量/圧力発生装置を制御する請求項1に記載の装置。
- 制御装置は、
(1)目標流量に合致しないと決定する制御装置に応答して、気体流量/圧力発生装置が供給する呼吸用気体流の圧力を上昇させ、
(2)目標流量を超過すると決定する制御装置に応答して、呼吸用気体流の圧力を上昇させない請求項5に記載の装置。 - 制御装置は、患者の呼吸に関する特性を決定し、この特性とチェーンストークス呼吸症の症例とを比較して、チェーンストークス呼吸症を検出する請求項1に記載の装置。
- 患者の酸素飽和度を表す信号を出力する酸素飽和度監視装置を更に備え、
制御装置は、酸素飽和度監視装置の出力の少なくとも一部に基づいて患者がチェーンストークス呼吸症を体験しているか否かを決定する請求項1に記載の装置。 - 患者回路を通じて呼吸用気体の供給源から患者の気道に気体流を供給する過程と、
呼吸用気体流の変動に基づいて変化する特性を監視する過程と、
監視する特徴に基づいて、チェーンストークス呼吸症又は睡眠障害呼吸事象の治療に十分なレベルに患者への目標流量を決定する過程と、
患者が睡眠障害呼吸事象を体験しているか否かを判定する過程と、
患者が睡眠障害呼吸事象を体験しているとの決定に基づいて目標流量を変更する過程と、
目標流量に基づいて呼吸用気体流を制御する過程とを含むことを特徴とする患者の気道に加圧された呼吸用気体を供給する方法。 - 気体流を供給する過程は、
圧力発生器により呼吸気体流を発生する過程と、
(1)圧力発生器若しくは患者回路に取り付けられる圧力制御弁、(2)圧力発生器の動作速度制御又は(3)(1)と(2)との組み合わせ、により気体流の圧力を制御する過程とを含む請求項10に記載の方法。 - (a)呼吸周期の呼気段階から吸気段階への移行時と(b)呼吸周期の吸気段階から呼気段階への移行時Tinspとの間に経過する第1の時間量を監視する過程と、
無呼吸検出時間Tapneaを「Tinsp+定数」として決定する過程と、
呼吸周期の呼気段階から吸気段階への移行時以後に経過する第2の時間量を監視する過程と、
第2の時間量と無呼吸検出時間Tapneaとを比較する過程と、
無呼吸検出時間Tapneaに到達する第2の時間量に応答して、機械式誘発呼吸を供給する過程とを含む請求項10に記載の方法。 - 患者が睡眠障害呼吸事象を体験したか否かを決定する過程と、
患者が睡眠障害呼吸事象を体験したか否かに基づいて定数を調整する過程とを更に含む請求項12に記載の方法。 - 監視する特性に基づいて最大平均値吸気流量Qave(max)を決定する過程と、
最大平均値吸気流量Qave(max)と目標流量とを比較する過程と、
この比較の結果に基づいて気体流を供給する過程とを更に含む請求項10に記載の方法。 - 呼吸周期の吸気段階間に特性を監視する過程と、
比較結果に基づいて呼吸周期の吸気段階間に気体流を制御する過程とを更に含む請求項10に記載の方法。 - 気体流を制御する過程は、
目標流量に合致しないとの決定に応じて気体流量/圧力発生装置により供給される呼吸用気体流の圧力を上昇させる過程と、
目標流量を超過するとの決定に応じて呼吸用気体流圧力の上昇を防止する過程とを含む請求項15に記載の方法。 - 患者が睡眠障害呼吸事象を体験しているか否かを決定する過程は、
特性に基づいて患者呼吸に伴う呼吸特性を決定する過程と、
呼吸特性とチェーンストークス呼吸症の症例とを比較してチェーンストークス呼吸症を検出する過程とを含む請求項10に記載の方法。 - 患者の酸素を監視する過程を更に含み、
患者の酸素飽和度の少なくとも一部に基づいて、患者が睡眠障害呼吸事象を体験しているか否かを決定する請求項1に記載の方法。
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