JP2016123556A - 呼吸補助装置および吸気圧制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】患者の血液中の酸素飽和度の変動に対応できる呼吸補助装置を得る。【解決手段】吸気となる気体を吐出する気体圧回路部Ａと、患者のＳｐＯ２値を測定するパルスオキシメータ３３と、気体圧回路部Ａから吐出される気体の吐出圧を、パルスオキシメータ３３の測定データに基づいて制御する制御回路部Ｃとを備える。制御回路部Ｃは、パルスオキシメータ３３の測定データが正常値を外れているときには、当該測定データが正常値となるように予め設定された上限値と下限値との範囲内で気体圧回路部Ａから吐出される気体の吐出圧を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、呼吸補助装置および吸気圧制御方法に関するものである。

入院患者に対する医療用として、あるいは一般家庭での在宅医療用などとして、患者の呼吸を補助するための様々な呼吸補助装置が使用されている。

ここで、従来の呼吸補助装置では、事前に設定した吐出圧の設定値に従って患者への吸気圧の供給を行っている。

なお、呼吸補助装置について記載されている文献としては、例えば特開２０１３−１４４１７８号公報、特開２０１４−１３３１６６号公報、特開２０１４−１５１１０４号公報などがある。

特開２０１３−１４４１７８号公報 特開２０１４−１３３１６６号公報 特開２０１４−１５１１０４号公報

しかしながら、従来の呼吸補助装置では、設定した吐出圧設定にのみ従って患者への供給圧力を行うため、患者の状態に関わらずに一定の吐出圧しか供給できない。

一方、呼吸器疾患の患者や睡眠時無呼吸症候群の患者などでは、呼吸補助装置の使用中であっても血液中の酸素飽和度の数値が正常値を外れるときがある。

このときには、患者の血液中の酸素飽和度の変動に対して速やかに当該数値を正常値に回復させるよう対応するのが望ましいが、規則的な吐出圧パターンのもとで動作する従来の呼吸補助装置では、このような対応が困難である。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、患者の血液中の酸素飽和度の変動に対応することのできる呼吸補助装置および吸気圧制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の呼吸補助装置は、吸気となる気体を吐出する気体吐出手段と、患者の血液中の酸素飽和度を測定する測定手段と、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を、前記測定手段の測定データに基づいて制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の本発明の呼吸補助装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記気体吐出手段は、前記気体を送り出す送風手段、および前記送風手段の下流に設置され、前記送風手段から吐出される気体の状態を制御する気体制御手段を備え、前記制御手段は、前記送風手段から送り出された気体の圧力を検出する第１の検出手段、前記気体制御手段の下流の気体の流量を検出する第２の検出手段、および前記第２の検出手段の下流の気体の圧力を検出する第３の検出手段を備え、当該制御手段は、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段および前記第３の検出手段の検出データに基づいて、前記送風手段および前記気体制御手段の少なくとも何れかの動作を制御することにより、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、ことを特徴とする。

請求項３に記載の本発明の呼吸補助装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記気体吐出手段は、前記気体を送り出す送風手段を備え、前記制御手段は、前記送風手段から送り出された気体の圧力を検出する第１の検出手段、前記送風手段の下流の気体の流量を検出する第２の検出手段、および前記第２の検出手段の下流の気体の圧力を検出する第３の検出手段を備え、当該制御手段は、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段および前記第３の検出手段の検出データに基づいて前記送風手段の動作を制御することにより、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、ことを特徴とする。

請求項４に記載の本発明の呼吸補助装置は、上記請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記測定手段の測定データが所定の数値範囲を外れているときには、当該測定データが前記所定の数値範囲内となるように予め設定された上限値と下限値との範囲内で、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、ことを特徴とする。

請求項５に記載の本発明の呼吸補助装置は、上記請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、前記測定手段は、無線通信機能を有し、前記制御手段は、前記測定手段との間で無線通信を行う無線通信部を備えており、前記制御手段は、前記無線通信部を介して得られた前記測定手段の測定データに基づいて、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、ことを特徴とする。

請求項６に記載の本発明の呼吸補助装置は、上記請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、前記制御手段は、現在の吐出圧パターンの波形を維持したままで、または前記所定の数値範囲を外れた前記測定手段の測定データを前記所定の数値範囲内とするために設定された吐出圧パターンを呼び出して、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、ことを特徴とする。

請求項７に記載の本発明の吸気圧制御方法は、患者の血液中の酸素飽和度の測定データを取得する第１の工程と、前記第１の工程で測定された酸素飽和濃度の測定データが所定の数値範囲内であるか否かを判断する第２の工程と、前記第２の工程で測定データが前記所定の数値範囲を外れていると判断されたならば、測定データが前記所定の数値範囲内となるように予め設定された上限値と下限値との範囲内で患者に供給する気体の吐出圧を制御する第３の工程と、を実行することを特徴とする。

本発明によれば、測定手段で測定された患者の血液中の酸素飽和度の測定データに基づいて気体の吐出圧を制御しているので、患者の血液中の酸素飽和度の変動に対応することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る呼吸補助装置を構成する装置本体部の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る呼吸補助装置を構成するパルスオキシメータの外観を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る呼吸補助装置の概略構成図である。 図３の呼吸補助装置の回路ブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る呼吸補助装置における吐出圧補正動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る呼吸補助装置において補正前後の吐出圧の波形パターンを示すグラフである。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１および図２は本実施の形態における呼吸補助装置の外観を示す斜視図である。

本実施の形態の呼吸補助装置は、呼吸器疾患や神経筋疾患等により換気補助の必要な患者に対して家庭内で換気補助を行うための装置であり、図１に示す装置本体部１と図２に示すパルスオキシメータ３３とで構成されている。

装置本体部１を構成する筐体２は、例えばプラスチックからなり、その外形は、例えば扁平な略直方体状に形成されている。装置本体部１の外寸は、家庭内で使用可能な大きさに形成されており、特に限定されるものではないが、装置本体部１の筐体２の長さ（長手方向の寸法）は、例えば２２０ｍｍ程度、筐体２の幅（長手方向に直交する短方向の寸法）は、例えば１４０ｍｍ程度、筐体２の厚さは、例えば１７４ｍｍ程度である。

装置本体部１の筐体２の表面（図１において上面）には、表示部３が目視可能な状態で設置されている。表示部３は、呼吸補助装置の操作状況やメッセージ等が表示される装置であり、例えば、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）により形成されている。また、装置本体部１の筐体２の長手方向の一端面には吐出口４が設けられている。吐出口４は、装置本体部１で生成された気体（空気など、患者にとって吸気となる気体）を吐出する開口部である。

装置本体部１の筐体２の表面において表示部３の近傍には、呼吸補助装置を所定の設定のもとで動作させるための３個のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３が設置されている。

次に、図３は呼吸補助装置の概略構成図、図４は呼吸補助装置の回路ブロック図である。なお、図３において、白抜きの矢印は気体の流れを、実線の矢印は電気の流れを、破線の矢印は無線の電波の流れをそれぞれ示している。

呼吸補助装置の装置本体部１は、気体圧回路部（気体吐出手段）Ａと、制御回路部（制御手段）Ｃとを有している。気体圧回路部Ａは、患者にとって吸気となる気体を生成して吐出する回路部であり、取り入れ口５と、ブロワ（送風手段）６と、制御バルブ（気体制御手段）７と、流量測定部８の測定管Ｐと、吐出口４と、ホース９と、マスク１０とを有している。一方、制御回路部Ｃは、気体圧回路部Ａから吐出される気体の吐出圧を制御する回路部であり、主制御部ＭＣと、ブロワ６のブロワ用モータＭ１と、ブロワ圧センサ（第１の検出手段）Ｓ１と、制御バルブ７のバルブ用モータＭ２と、流量測定部８の差圧センサ（第２の検出手段）Ｓ２と、吐出圧センサ（第３の検出手段）Ｓ３と、表示部３と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３とを有している。なお、制御回路部Ｃは、交流電源用のアダプタＡＰを介して家庭用の交流電源（ＡＣ１００Ｖ）ＰＳ等に電気的に接続される。

気体圧回路部Ａの取り入れ口５は、装置本体部１の筐体２の外部の気体を筐体２の内部に取り入れるための開口部であり、筐体２の長手方向の他端面（吐出口４が配置された面の対向面）に設けられている。この取り入れ口５には、筐体２の内部に取り入れる気体を清浄化するために気体中のゴミや塵埃等のような異物を除去するフィルタ（図示せず）が設けられている。

取り入れ口５の下流にはブロワ６が設置されている。ブロワ６は、装置本体部１の筐体２の外部の気体を取り入れ口５から取り入れ圧縮して下流に送る送風機であり、羽部Ｆとブロワ用モータＭ１とを有している。ブロワ６の羽部Ｆは、その回転運動により気体を筐体２内に取り入れて圧送する部材であり、ブロワ用モータＭ１と機械的に接続されている。ブロワ６に代えてファン等のような他の送風機を使用しても良い。

なお、本実施の形態においては、ブロワ用モータＭ１としては、例えばブラシレスＤＣモータのようなサーボモータが用いられている。但し、モータはサーボモータに限定されるものではなく、羽部Ｆを回転させることができるものであれば、様々な種類のモータが適用可能である。

ブロワ６の下流にはブロワ圧センサＳ１を介して制御バルブ７が設置されている。ブロワ圧センサＳ１は、ブロワ６から圧送された気体の圧力を検出するセンサである。制御バルブ７は、気体の流量および圧力を制御するバルブであり、弁体Ｖとバルブ用モータＭ２とを有している。制御バルブ７の弁体Ｖは、気体流路の開口量を変えることにより気体の流量および圧力を制御する部材であり、バルブ用モータＭ２と機械的に接続されている。

制御バルブ７の下流には流量測定部８が設置されている。流量測定部８は、ブロワ６から制御バルブ７を介して送られた気体の流量を測定する測定器であり、測定管Ｐと差圧センサＳ２とを有している。測定管Ｐは、制御バルブ７を介して送られた気体を流す配管である。この測定管Ｐには、気体の流れる方向に沿って所定の長さだけ離れて設置された２つの分岐管を通じて差圧センサＳ２が接続されている。差圧センサＳ２は、測定管Ｐ内において気体の流れる方向に沿って所定の長さだけ離れた２つの位置の気体圧の差（２つの分岐管から送られる気体の圧力差）を検出するセンサである。

流量測定部８の下流には吐出圧センサＳ３を介して吐出口４が設置されている。吐出圧センサＳ３は、流量測定部８から送られた気体の圧力（吐出圧）を検出するセンサである。吐出口４は、ホース９を介してマスク１０に接続されている。ホース９は、吐出口４から吐出された気体をマスク１０に送る部材であり、可撓性を有するゴムまたはプラスチック等により形成されている。マスク１０は、吐出口４からホース９を介して送られた気体を患者に供給する部材であり、患者の鼻、口またはその両方を覆うように形成されている。

一方、制御回路部Ｃの主制御部ＭＣは、呼吸補助装置の全体の電気的な動作を制御する装置であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２と、ブロワ用駆動回路２３と、バルブ用駆動回路２４と、ブロワ圧検出回路２５と、差圧検出回路２６と、吐出圧検出回路２７と、表示制御回路２８と、スイッチ用回路２９と、電源回路３０と、無線通信回路（無線通信部）３１と、これらを相互に電気的に接続するバスライン３２とを有している。

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１内に記憶されたソフトウェア（制御プログラム）に従って、ブロワ用駆動回路２３、バルブ用駆動回路２４、ブロワ圧検出回路２５、差圧検出回路２６、吐出圧検出回路２７、表示制御回路２８、スイッチ用回路２９、電源回路３０、無線通信回路３１等のような各回路を管理し、その動作を制御する回路である。

ＲＯＭ２１には、呼吸補助装置の動作を制御するための制御プログラム等が格納されている。ＲＡＭ２２には、ＣＰＵ２０が動作する上で必要となる各種データが一時的に格納される。

ブロワ用駆動回路２３は、上記したブロワ用モータＭ１を駆動する回路であり、ブロワ用モータＭ１と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、ブロワ用駆動回路２３を通じてブロワ用モータＭ１の回転動作を制御することが可能になっている。

バルブ用駆動回路２４は、上記したバルブ用モータＭ２を駆動する回路であり、バルブ用モータＭ２と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、バルブ用駆動回路２４を通じてバルブ用モータＭ２の回転動作を制御することが可能になっている。

ブロワ圧検出回路２５は、上記したブロワ圧センサＳ１を制御するとともに、ブロワ圧センサＳ１で検出された検出データをＲＡＭ２２等に送信する回路であり、上記したブロワ圧センサＳ１と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、ブロワ圧センサＳ１およびブロワ圧検出回路２５を通じて、ブロワ６の送風により生成された気体の圧力を測定することが可能になっている。

差圧検出回路２６は、上記した流量測定部８の差圧センサＳ２を制御するとともに、差圧センサＳ２で検出された検出データをＲＡＭ２２等に送信する回路であり、差圧センサＳ２と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、差圧センサＳ２および差圧検出回路２６を通じて、ブロワ６から流量測定部８に送られた気体の流量を測定することが可能になっている。

吐出圧検出回路２７は、上記した吐出圧センサＳ３を制御するとともに、吐出圧センサＳ３で検出された検出データをＲＡＭ２２等に送信する回路であり、吐出圧センサＳ３と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、吐出圧センサＳ３および吐出圧検出回路２７を通じて、装置本体部１の吐出口４から吐出される気体の圧力を測定することが可能になっている。

表示制御回路２８は、上記した表示部３を制御する回路であり、上記した表示部３と電気的に接続されている。主制御部ＭＣは、文字や画像等のような所望の情報を表示制御回路２８を通じて表示部３に表示することが可能になっている。

スイッチ用回路２９は、上記した３つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３と電気的に接続されている。なお、上記したアダプタＡＰは、主制御部ＭＣの電源回路３０に電気的に接続されている。

無線通信回路３１は、次に説明するパルスオキシメータ（測定手段）３３との間で無線によるデータ通信を行うための回路であり、データ送受信用のアンテナ（図示せず）が含まれる。なお、本実施の形態では、このように主制御部ＭＣとパルスオキシメータ３３とは無線でデータ通信が行われるようになっているが、有線でデータ通信が行われるようになっていてもよい。

パルスオキシメータ３３とは、血液中の酸素飽和度を表す指標であるＳｐＯ２値を測定する装置であり、図２に示すように、発光部３３ａと受光部３３ｂとで構成されている。そして、これら発光部３３ａと受光部３３ｂとで患者の指等を挟み、発光部３３ａで照射された赤色光と赤外光のうちで指等を透過した光が受光部３３ｂで受光されてＳｐＯ２値が測定されるようになっている。ここで、ＳｐＯ２値は、血液内の酸素とヘモグロビンとの結合状態を酸素飽和度としてパーセント（％）で示したものであり、本実施の形態では正常値（所定の数値範囲）は９５％以上としている。

なお、本実施の形態のパルスオキシメータ３３は、発光部３３ａと受光部３３ｂとで患者の指等を挟む透過型であるが、発光部３３ａから患者の指等に照射されて反射した光を受光部３３ｂで受光して測定する反射型であってもよい。

主制御部ＭＣは、無線通信回路３１を介して得られたパルスオキシメータ３３によるＳｐＯ２値の測定データに基づいて気体圧回路部Ａから吐出される気体の吐出圧を制御する。具体的には、上記したブロワ圧センサＳ１、差圧センサＳ２および吐出圧センサＳ３の検出データに基づいて、ブロワ６の動作、制御バルブ７の動作、あるいはブロワ６および制御バルブ７両方の動作を制御することにより、気体圧回路部Ａから吐出される気体の吐出圧を制御する。

つまり、前述のように、ＳｐＯ２値は、本実施の形態では９５％以上が正常値とされていることから、パルスオキシメータ３３で測定された患者のＳｐＯ２値がこの数値範囲を外れている場合には、正常値の範囲内となるようにブロワ６や制御バルブ７の動作を制御して気体の吐出圧を制御する。

ここで、気体の吐出圧を示す要素として、吸気圧（ＩＰＡＰ）と呼気圧（ＥＰＡＰ）とで構成される吐出圧がある。よって、気体の吐出圧の制御とは、吐出圧を予め設定された上限値と下限値との間で変動させることということができる。つまり、正常値を外れたＳｐＯ２値を回復させるケースでは、吸気圧（ＩＰＡＰ）および呼気圧（ＥＰＡＰ）の両方あるいは何れか一方を（多くの場合には、吸気圧（ＩＰＡＰ）を）、予め設定された上限値と下限値との範囲で変動させることになる。なお、吸気圧（ＩＰＡＰ）および呼気圧（ＥＰＡＰ）の両方を予め設定された上限値と下限値との範囲で変動させれば、事前に設定された吐出圧パターンの波形が維持されることになる。

但し、吸気圧（ＩＰＡＰ）と呼気圧（ＥＰＡＰ）の上限値と下限値は、例えば医師などの指導の下に設定されるのが望ましい。また、本実施の形態においてＳｐＯ２値の正常値として示した９５％以上との数値は一例に過ぎず、他の数値（例えば、「９６％以上」のように下限値が異なる数値や、「９５〜９８％」のように下限値と上限値とを規定した数値など）を採ることを排除するものではない。

次に、呼吸補助装置の動作例を図３および図４を参照して説明する。

まず、呼吸補助装置の電源を入れると、ＲＯＭ２１内に記憶されたソフトウェア（制御プログラム）に従ってＣＰＵ２０が動作を開始する。ここで、操作者がスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を押すことにより、所定の吐出圧パターンや吸気圧（ＩＰＡＰ）、呼気圧（ＥＰＡＰ）などに対応する電気信号がスイッチ用回路２９で生成されてバスライン３２を通じてＣＰＵ２０に送られる。また、ＣＰＵ２０は、無線通信回路３１を介してパルスオキシメータ３３に対して患者のＳｐＯ２値の測定データを要求し、これに応じて、パルスオキシメータ３３による患者のＳｐＯ２値の測定データが無線通信回路３１で受信され、バスライン３２を通じてＣＰＵ２０に送られる。

ＣＰＵ２０では、スイッチ用回路２９から送られた電気信号に応じて、ＲＯＭ２１内に記憶されたデータをＲＡＭ２２に格納する。そして、ＣＰＵ２０は、上記制御プログラムと設定されたデータに基づいて、ブロワ用駆動回路２３およびバルブ用駆動回路２４を通じてブロワ用モータＭ１およびバルブ用モータＭ２を制御することにより、所望の吐出圧パターンを生成する。この際、ＣＰＵ２０は、ブロワ圧センサＳ１、差圧センサＳ２および吐出圧センサＳ３の各部で得られた気体圧の検出データを参照することにより、所望の吐出圧パターンが得られるようにブロワ用モータＭ１およびバルブ用モータＭ２の動作をブロワ用駆動回路２３およびバルブ用駆動回路２４を通じて調節する。

ここで、所望の吐出圧パターンの吐出圧および気体流量の調節は、ブロワ６または制御バルブ７の少なくとも一方により行う。ブロワ６のみで気体圧および気体流量を調節する場合は、制御バルブ７の弁体Ｖによる気体流路の開口量を一定にした状態で、ブロワ６の羽部Ｆの回転量をブロワ用モータＭ１の調節により変えることで行う。この場合、制御バルブ７を設けないことで呼吸補助装置のコストを低減することができる。

また、制御バルブ７のみで気体圧および気体流量を調節する場合は、ブロワ６からの気体圧および気体流量を一定にした状態で、制御バルブ７の弁体Ｖによる気体流路の開口量をバルブ用モータＭ２の調節により変えることで行う。これにより、気体圧の調節に制御バルブ７を使用しない場合に比べて、吐出圧パターンの波形の成形精度を向上させることができる。

さらに、ブロワ６および制御バルブ７の両方で気体圧および気体流量を調節する場合は、ブロワ６の羽部Ｆの回転量をブロワ用モータＭ１の調節により変えるとともに、制御バルブ７の弁体Ｖによる気体流路の開口量をバルブ用モータＭ２の調節により変えることで行う。これにより、吐出圧パターンの波形の成形精度をさらに向上させることができる。

さて、パルスオキシメータ３３による患者のＳｐＯ２値の測定データが正常値を外れている場合には、ＣＰＵ２０は、ブロワ圧センサＳ１、差圧センサＳ２および吐出圧センサＳ３の各部で得られた気体圧の検出データを参照することにより、ＳｐＯ２値が正常値の範囲内となるようにブロワ用モータＭ１およびバルブ用モータＭ２の動作をブロワ用駆動回路２３およびバルブ用駆動回路２４を通じて調節し、ブロワ６や制御バルブ７の動作を制御して気体の吐出圧を制御する。

ここで、吐出圧の補正について、図５のフローチャートを用いて説明する。

パルスオキシメータ３３により患者のＳｐＯ２値が測定されている。そこで、ＣＰＵ２０は、無線通信回路３１を介してパルスオキシメータ３３に対して当該測定データを要求し、これに応じて、測定データが無線通信回路３１で受信され、バスライン３２を通じてＣＰＵ２０に送られる（Ｓ１：第１の工程）。

このようにして患者のＳｐＯ２値の測定データが取得されたならば、当該測定データが正常値（所定の数値範囲内）であるか否かが判断される（Ｓ２：第２の工程）。ここで、本実施の形態ではＳｐＯ２値が９５％以上を正常値としていることから、測定データが９５％以上あるか否かが判断されることになる。

そして、第２の工程で測定データが正常値を外れていると判断されたならば、測定データが正常値となるように患者に供給する気体の吐出圧が制御される（Ｓ３：第３の工程）。具体的には、吸気圧（ＩＰＡＰ）と呼気圧（ＥＰＡＰ）とで構成される吐出圧を、予め設定された上限値と下限値との間で変動させることにより補正する。なお、補正は、吸気圧（ＩＰＡＰ）および呼気圧（ＥＰＡＰ）の両方あるいは何れか一方を変動させることにより行われる。

ここで、吐出圧の補正の一例を、図６に示す。図示する場合には、破線で示す補正前の波形を圧力軸に沿って移動させて実線で示す補正後の波形を得るようにすることで現在の吐出圧パターンの波形を維持したままで、吸気圧（ＩＰＡＰ）および呼気圧（ＥＰＡＰ）の両方の圧力を、上限値を超えない範囲で変動させている。このように、吸気圧（ＩＰＡＰ）および呼気圧（ＥＰＡＰ）を共に変動させれば、現在の吐出圧パターンの波形が維持されるので、変動に伴って患者が感じる違和感が緩和される。

但し、ＳｐＯ２値が正常値から外れた場合に、これを正常値にするための吐出圧パターンを予め設定しておき、当該吐出圧パターンを呼び出して吐出圧を制御するようにしてもよい。

なお、第２の工程で測定データが正常値を外れていないと判断されたならば、吐出圧の補正は行われない。

このようにして、第２の工程で測定データが正常値を外れていると判断されたならば第３の工程を実行した後、第２の工程で測定データが正常値を外れていないと判断されたならば第３の工程を実行することなく、再び第１の工程に戻って同様の処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施の形態では、パルスオキシメータ３３で測定された患者のＳｐＯ２値の測定データに基づいて気体の吐出圧を制御している。より具体的には、パルスオキシメータ３３で測定された患者のＳｐＯ２値が正常値（所定の数値範囲内）でなければ、当該ＳｐＯ２値が正常値になるように患者に供給する気体の吐出圧を制御している。

これにより、患者のＳｐＯ２値の変動に対応することが可能になってＳｐＯ２値の変動に応じた吐出圧に自動的に設定されるので、患者の状態改善をスムーズに図ることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施の形態においては、気体圧回路部Ａには制御バルブ７を有し、当該制御バルブ７を駆動するバルブ用モータＭ２が設けられているが、気体の流量をブロワ６のみで調整するようにしてこれらを省略した構成を採用してもよい。このようにすれば、ブロワ６で気体の圧力および流量が調整されるようになるので、低コスト化および装置の小型化を図ることができる。但し、制御バルブ７等を省略した場合にはブロワ６で気体の流量も調整しなければならないことから、ブロワ用モータＭ１には、サーボモータのように応答性の良好なモータを用いるのが望ましく、ブロワ用モータＭ１で回転する羽部Ｆ１は、軽量化を図ってイナーシャを小さくするのが望ましい。

なお、当該構成を採用した場合、差圧センサＳ２は、ブロワ７の下流の気体の流量を検出するセンサとして機能し、制御回路部Ｃは、ブロワ圧センサＳ１、差圧センサＳ２および吐出圧センサＳ３の検出データに基づいてブロワ６の動作を制御することにより気体の吐出圧を制御する。

また、呼吸補助装置により吐出される気体は空気に限定されるものではなく、例えば空気に酸素を添加した気体など、患者の呼吸を補助する気体であればよい。

以上の説明では、本発明の呼吸補助装置を在宅用の呼吸補助装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、医療機関で使用される人工呼吸器など、種々の呼吸補助装置に適用することができる。

１ 装置本体部
２ 筐体
３ 表示部
４ 吐出口
５ 取り入れ口
６ ブロワ
７ 制御バルブ
８ 流量測定部
９ ホース
１０ マスク
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ ブロワ用駆動回路
２４ バルブ用駆動回路
２５ ブロワ圧検出回路
２６ 差圧検出回路
２７ 吐出圧検出回路
２８ 表示制御回路
２９ スイッチ用回路
３０ 電源回路
３１ 無線通信回路
３２ バスライン
３３ パルスオキシメータ
３３ａ 発光部
３３ｂ 受光部
Ａ 気体圧回路部
ＡＰ アダプタ
Ｃ 制御回路部
Ｆ 羽部
Ｍ１ ブロワ用モータ
Ｍ２ バルブ用モータ
ＭＣ 主制御部
Ｐ 測定管
Ｓ１ ブロワ圧センサ
Ｓ２ 差圧センサ
Ｓ３ 吐出圧センサ
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ スイッチ
Ｖ 弁体

Claims (7)

1. 吸気となる気体を吐出する気体吐出手段と、
   患者の血液中の酸素飽和度を測定する測定手段と、
   前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を、前記測定手段の測定データに基づいて制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする呼吸補助装置。
2. 前記気体吐出手段は、前記気体を送り出す送風手段、および前記送風手段の下流に設置され、前記送風手段から吐出される気体の状態を制御する気体制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記送風手段から送り出された気体の圧力を検出する第１の検出手段、前記気体制御手段の下流の気体の流量を検出する第２の検出手段、および前記第２の検出手段の下流の気体の圧力を検出する第３の検出手段を備え、
   当該制御手段は、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段および前記第３の検出手段の検出データに基づいて、前記送風手段および前記気体制御手段の少なくとも何れかの動作を制御することにより、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、
   ことを特徴とする請求項１記載の呼吸補助装置。
3. 前記気体吐出手段は、前記気体を送り出す送風手段を備え、
   前記制御手段は、前記送風手段から送り出された気体の圧力を検出する第１の検出手段、前記送風手段の下流の気体の流量を検出する第２の検出手段、および前記第２の検出手段の下流の気体の圧力を検出する第３の検出手段を備え、
   当該制御手段は、前記第１の検出手段、前記第２の検出手段および前記第３の検出手段の検出データに基づいて前記送風手段の動作を制御することにより、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、
   ことを特徴とする請求項１記載の呼吸補助装置。
4. 前記制御手段は、
   前記測定手段の測定データが所定の数値範囲を外れているときには、当該測定データが前記所定の数値範囲内となるように予め設定された上限値と下限値との範囲内で、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の呼吸補助装置。
5. 前記測定手段は、無線通信機能を有し、
   前記制御手段は、前記測定手段との間で無線通信を行う無線通信部を備えており、
   前記制御手段は、前記無線通信部を介して得られた前記測定手段の測定データに基づいて、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の呼吸補助装置。
6. 前記制御手段は、
   現在の吐出圧パターンの波形を維持したままで、または前記所定の数値範囲を外れた前記測定手段の測定データを前記所定の数値範囲内とするために設定された吐出圧パターンを呼び出して、前記気体吐出手段から吐出される気体の吐出圧を制御する、
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の呼吸補助装置。
7. 患者の血液中の酸素飽和度の測定データを取得する第１の工程と、
   前記第１の工程で測定された酸素飽和濃度の測定データが所定の数値範囲内であるか否かを判断する第２の工程と、
   前記第２の工程で測定データが前記所定の数値範囲を外れていると判断されたならば、測定データが前記所定の数値範囲内となるように予め設定された上限値と下限値との範囲内で患者に供給する気体の吐出圧を制御する第３の工程と、
   を実行することを特徴とする吸気圧制御方法。

Images