JP2020054676A - 呼吸用気体供給装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)本発明の呼吸用気体供給装置は、使用者の呼吸サイクルに応じて呼吸用気体を供給する、呼吸同調式の呼吸用気体供給装置であって、気体流路の圧力を測定する圧力センサと、設定された複数の圧力勾配閾値の中から、1つの圧力勾配閾値を選択する制御部とを備え、前記制御部は、前記圧力センサの信号から算出した圧力勾配が、選択した前記1つの圧力勾配閾値より大きくなった点を吸気検知点と判断するとともに前記吸気検知点から一定時間前記呼吸用気体を供給し、かつ前記吸気検知点を所定の回数検出するのに要した時間に基づいて、前記複数の圧力勾配閾値の中のいずれかに前記1つの圧力勾配閾値を切り替えることを特徴とする。
(2)(1)において、前記複数の圧力勾配閾値は、少なくとも第1圧力勾配閾値と、前記第1圧力勾配閾値よりも絶対値の小さい第2圧力勾配閾値の2つの圧力勾配閾値を含み、前記制御部は、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記所定回数検出するのに要した時間が第1の時間より長いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の小さい圧力勾配閾値に切り替え、前記制御部は、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記所定回数検出するのに要した時間が第2の時間より短いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の大きい圧力勾配閾値に切り替えることを特徴とする。
(3)(2)において、前記第1圧力勾配閾値は−2.4Pa/20ms以上、−1.0Pa/20ms以下であり、前記第2圧力勾配閾値は−0.8Pa/20ms以上、−0.1Pa/20ms以下であることを特徴とする。
(4)(2)又は(3)において、前記第1の時間は、60秒あたり1回から8回の吸気検知点を検出するのに要する時間に相当する時間であることを特徴とする。
(5)(2)又は(3)において、前記第2の時間は、60秒あたり48回から60回の吸気検知点を検出するのに要する時間に相当する時間であることを特徴とする。
(6)(2)から(5)のいずれかにおいて、前記制御部は、前記第2圧力勾配閾値を前記1つの圧力勾配閾値として選択したとき、前記時間が第3の時間より長いと、前記呼吸用気体の供給を一定時間の連続供給又は一定周期のパルス供給に切り替えることを特徴とする。
(7)(2)から(6)のいずれかにおいて、前記第3の時間は、60秒あたり1回から10回の吸気検知点を検出するのに要する時間に相当する時間であることを特徴とする。
(8)本発明の呼吸用気体供給装置は、使用者の呼吸サイクルに応じて呼吸用気体を供給する、呼吸同調式の呼吸用気体供給装置であって、気体流路の圧力を測定する圧力センサと、設定された複数の圧力勾配閾値の中から、1つの圧力勾配閾値を選択する制御部とを備え、前記制御部は、前記圧力センサの信号から算出した圧力勾配が、選択した前記1つの圧力勾配閾値より大きくなった点を吸気検知点と判断するとともに前記吸気検知点から一定時間前記呼吸用気体を供給し、かつ直近複数回分の前記吸気検知点の間の時間の平均値に基づいて、前記複数の圧力勾配閾値の中のいずれかに前記1つの圧力勾配閾値を切り替えることを特徴とする。
(9)(8)において、前記複数の圧力勾配閾値は、少なくとも第1圧力勾配閾値と、前記第1圧力勾配閾値よりも絶対値の小さい第2圧力勾配閾値の2つの圧力勾配閾値を含み、前記制御部は、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記時間間隔の平均値が第1の時間よりも長いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の小さい圧力勾配閾値に切り替え、前記制御部は、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記時間間隔の平均値が第2の時間よりも短いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の大きい圧力勾配閾値に切り替えることを特徴とする。
(10)(9)において、前記第1の時間は、7.5秒よりも長いことを特徴とする。
(11)(9)において前記第2の時間は、1.2秒よりも短いことを特徴とする。
(12)(1)から(11)のいずれかにおいて、前記呼吸用気体は濃縮酸素であり、前記呼吸用気体供給装置は酸素濃縮装置であることを特徴とする。
(13)本発明の制御方法は、使用者の呼吸サイクルに応じて呼吸用気体を供給する、呼吸同調式の呼吸用気体供給装置の制御方法であって、設定された複数の圧力勾配閾値の中から、1つの圧力勾配閾値を選択する圧力勾配閾値選択ステップと、前記呼吸サイクルを検知する圧力センサの信号から算出した圧力勾配が、前記圧力勾配閾値選択ステップで選択した前記1つの圧力勾配閾値より大きくなる吸気検知点を検出する吸気検知点検出ステップと、前記吸気検知点を所定回数検出するのに要した時間に基づいて、前記複数の圧力勾配閾値の中のいずれかに前記1つの圧力勾配閾値を切り替える圧力勾配閾値切り替えステップとを有することを特徴とする。
(14)(13)において、前記吸気検知点検出ステップにおいて吸気検知点を検出すると、前記呼吸用気体を一定時間パルス供給するステップをさらに有することを特徴とする。
(15)(13)又は(14)において、前記複数の圧力勾配閾値は、第1圧力勾配閾値と、前記第1圧力勾配閾値よりも絶対値の小さい第2圧力勾配閾値を含み、
前記圧力勾配閾値切り替えステップは、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記所定回数検出するのに要した時間が第1の時間より長いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の小さい圧力勾配閾値に切り替え、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記所定回数検出するのに要した時間が第2の時間より短いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の大きい圧力勾配閾値に切り替えることを特徴とする。
(16)本発明の制御方法は、使用者の呼吸サイクルに応じて呼吸用気体を供給する、呼吸同調式の呼吸用気体供給装置の制御方法であって、設定された複数の圧力勾配閾値の中から、1つの圧力勾配閾値を選択する圧力勾配閾値選択ステップと、前記呼吸サイクルを検知する圧力センサの信号から算出した圧力勾配が、前記圧力勾配閾値選択ステップで選択した前記1つの圧力勾配閾値より大きくなる吸気検知点を検出する吸気検知点検出ステップと、直近複数回分の前記吸気検知点の間の時間の平均値に基づいて、前記複数の圧力勾配閾値の中のいずれかに前記1つの圧力勾配閾値を切り替える圧力勾配閾値切り替えステップとを有することを特徴とする。
(17)(16)において、前記吸気検知点検出ステップにおいて吸気検知点を検出すると、前記呼吸用気体を一定時間パルス供給するステップをさらに有することを特徴とする。
(18)(16)又は(17)において、前記複数の圧力勾配閾値は、少なくとも第1圧力勾配閾値と、前記第1圧力勾配閾値よりも絶対値の小さい第2圧力勾配閾値の2つの圧力勾配閾値を含み、前記圧力勾配閾値切り替えステップは、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記時間間隔の平均値が第1の時間よりも長いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の小さい圧力勾配閾値に切り替え、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記時間間隔の平均値が第2の時間よりも短いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の大きい圧力勾配閾値に切り替えることを特徴とする。
適した圧力勾配閾値のうち最も低い感度である圧力勾配閾値(閾値A1)に設定する(ステップS1)。閾値A1、閾値A2、閾値A3については、覚醒時における複数のHOT患者の呼吸パターンを測定し検討した結果、−4.0Pa/20ms〜−1.0Pa/20msの範囲に設定することができ、−2.4Pa/20ms〜−1.0Pa/20msの範囲とすることが好ましく、閾値A1は−4.0Pa/20ms程度、閾値A2は−2.0Pa/20ms程度、閾値A3は−1.0Pa/20ms程度が更に好ましいとわかった。また、閾値A4について睡眠時における複数のHOT患者の呼吸パターンを測定し検討した結果、実際の呼吸回数に対する吸気検知点Gの回数の比率(検知率)を75%以上に保つためには、閾値A4は−0.8Pa/20ms〜−0.1Pa/20msであることが好ましく、−0.2Pa/20ms程度が更に好ましいとわかった。閾値A1、閾値A2、閾値A3が−2.4Pa/20msより大きい場合、あるいは閾値A4が−0.8Pa/20msより大きい場合、それぞれ覚醒時、睡眠時の患者呼吸パターンに対して感度が不足するため実際の呼吸回数に対する吸気検知点Gの検知率が75%未満となり、使用者の血中酸素飽和度(SpO2)を一般的な適正値とされる90%以上に保つために十分な呼吸用気体が供給できない。図2〜5は、4段階の圧力勾配閾値を有する場合の例であり、閾値A1が−4.0Pa/20ms、閾値A2が−2.0Pa/20ms、閾値A3が−1.0Pa/20ms、閾値A4が−0.2Pa/20msの例で示している。
2 カニューラ
3 気体供給経路
4 圧力センサ
5 制御部
6 コントロールバルブ
7 ユーザーインターフェース
Claims (18)
- 使用者の呼吸サイクルに応じて呼吸用気体を供給する、呼吸同調式の呼吸用気体供給装置であって、
気体流路の圧力を測定する圧力センサと、
設定された複数の圧力勾配閾値の中から、1つの圧力勾配閾値を選択する制御部とを備え、
前記制御部は、前記圧力センサの信号から算出した圧力勾配が、選択した前記1つの圧力勾配閾値より大きくなった点を吸気検知点と判断するとともに前記吸気検知点から一定時間前記呼吸用気体を供給し、かつ前記吸気検知点を所定の回数検出するのに要した時間に基づいて、前記複数の圧力勾配閾値の中のいずれかに前記1つの圧力勾配閾値を切り替えることを特徴とする呼吸用気体供給装置。 - 前記複数の圧力勾配閾値は、少なくとも第1圧力勾配閾値と、前記第1圧力勾配閾値よりも絶対値の小さい第2圧力勾配閾値の2つの圧力勾配閾値を含み、
前記制御部は、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記所定回数検出するのに要した時間が第1の時間より長いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の小さい圧力勾配閾値に切り替え、
前記制御部は、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記所定回数検出するのに要した時間が第2の時間より短いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の大きい圧力勾配閾値に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の呼吸用気体供給装置。 - 前記第1圧力勾配閾値は−2.4Pa/20ms以上、−1.0Pa/20ms以下であり、
前記第2圧力勾配閾値は−0.8Pa/20ms以上、−0.1Pa/20ms以下であることを特徴とする請求項2に記載の呼吸用気体供給装置。 - 前記第1の時間は、60秒あたり1回から8回の吸気検知点を検出するのに要する時間に相当する時間であることを特徴とする請求項2又は3に記載の呼吸用気体供給装置。
- 前記第2の時間は、60秒あたり48回から60回の吸気検知点を検出するのに要する時間に相当する時間であることを特徴とする請求項2又は3に記載の呼吸用気体供給装置。
- 前記制御部は、前記第2圧力勾配閾値を前記1つの圧力勾配閾値として選択したとき、前記時間が第3の時間より長いと、前記呼吸用気体の供給を一定時間の連続供給又は一定周期のパルス供給に切り替えることを特徴とする請求項2から5のいずれか1項に記載の呼吸用気体供給装置。
- 前記第3の時間は、60秒あたり1回から10回の吸気検知点を検出するのに要する時間に相当する時間であることを特徴とする請求項6に記載の呼吸用気体供給装置。
- 使用者の呼吸サイクルに応じて呼吸用気体を供給する、呼吸同調式の呼吸用気体供給装置であって、
気体流路の圧力を測定する圧力センサと、
設定された複数の圧力勾配閾値の中から、1つの圧力勾配閾値を選択する制御部とを備え、
前記制御部は、前記圧力センサの信号から算出した圧力勾配が、選択した前記1つの圧力勾配閾値より大きくなった点を吸気検知点と判断するとともに前記吸気検知点から一定時間前記呼吸用気体を供給し、かつ直近複数回分の前記吸気検知点の間の時間の平均値に基づいて、前記複数の圧力勾配閾値の中のいずれかに前記1つの圧力勾配閾値を切り替えることを特徴とする呼吸用気体供給装置。 - 前記複数の圧力勾配閾値は、少なくとも第1圧力勾配閾値と、前記第1圧力勾配閾値よりも絶対値の小さい第2圧力勾配閾値の2つの圧力勾配閾値を含み、
前記制御部は、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記時間間隔の平均値が第1の時間よりも長いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の小さい圧力勾配閾値に切り替え、
前記制御部は、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記時間間隔の平均値が第2の時間よりも短いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の大きい圧力勾配閾値に切り替えることを特徴とする請求項8に記載の呼吸用気体供給装置。 - 前記第1の時間は、7.5秒よりも長いことを特徴とする請求項9に記載の呼吸用気体供給装置。
- 前記第2の時間は、1.2秒よりも短いことを特徴とする請求項9に記載の呼吸用気体供給装置。
- 前記呼吸用気体は濃縮酸素であり、前記呼吸用気体供給装置は酸素濃縮装置であることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の呼吸用気体供給装置。
- 使用者の呼吸サイクルに応じて呼吸用気体を供給する、呼吸同調式の呼吸用気体供給装置の制御方法であって、
設定された複数の圧力勾配閾値の中から、1つの圧力勾配閾値を選択する圧力勾配閾値選択ステップと、
前記呼吸サイクルを検知する圧力センサの信号から算出した圧力勾配が、前記圧力勾配閾値選択ステップで選択した前記1つの圧力勾配閾値より大きくなる吸気検知点を検出する吸気検知点検出ステップと、
前記吸気検知点を所定回数検出するのに要した時間に基づいて、前記複数の圧力勾配閾値の中のいずれかに前記1つの圧力勾配閾値を切り替える圧力勾配閾値切り替えステップとを有することを特徴とする呼吸用気体供給装置の制御方法。 - 前記吸気検知点検出ステップにおいて吸気検知点を検出すると、前記呼吸用気体を一定時間パルス供給するステップをさらに有することを特徴とする請求項13に記載の呼吸用気体供給装置の制御方法。
- 前記複数の圧力勾配閾値は、第1圧力勾配閾値と、前記第1圧力勾配閾値よりも絶対値の小さい第2圧力勾配閾値を含み、
前記圧力勾配閾値切り替えステップは、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記所定回数検出するのに要した時間が第1の時間より長いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の小さい圧力勾配閾値に切り替え、
前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記所定回数検出するのに要した時間が第2の時間より短いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の大きい圧力勾配閾値に切り替えることを特徴とする請求項13又は14に記載の呼吸用気体供給装置の制御方法。 - 使用者の呼吸サイクルに応じて呼吸用気体を供給する、呼吸同調式の呼吸用気体供給装置の制御方法であって、
設定された複数の圧力勾配閾値の中から、1つの圧力勾配閾値を選択する圧力勾配閾値選択ステップと、
前記呼吸サイクルを検知する圧力センサの信号から算出した圧力勾配が、前記圧力勾配閾値選択ステップで選択した前記1つの圧力勾配閾値より大きくなる吸気検知点を検出する吸気検知点検出ステップと、
直近複数回分の前記吸気検知点の間の時間の平均値に基づいて、前記複数の圧力勾配閾値の中のいずれかに前記1つの圧力勾配閾値を切り替える圧力勾配閾値切り替えステップとを有することを特徴とする呼吸用気体供給装置の制御方法。 - 前記吸気検知点検出ステップにおいて吸気検知点を検出すると、前記呼吸用気体を一定時間パルス供給するステップをさらに有することを特徴とする請求項16に記載の呼吸用気体供給装置の制御方法。
- 前記複数の圧力勾配閾値は、少なくとも第1圧力勾配閾値と、前記第1圧力勾配閾値よりも絶対値の小さい第2圧力勾配閾値の2つの圧力勾配閾値を含み、
前記圧力勾配閾値切り替えステップは、前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記時間間隔の平均値が第1の時間よりも長いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の小さい圧力勾配閾値に切り替え、
前記1つの圧力勾配閾値を選択しているとき、前記時間間隔の平均値が第2の時間よりも短いと、前記1つの圧力勾配閾値を前記選択された圧力勾配閾値より絶対値の大きい圧力勾配閾値に切り替えることを特徴とする請求項16又は17に記載の呼吸用気体供給装置の制御方法。
Priority Applications (3)
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