JP2020074970A - Cpapシステム、及びcpap装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善すること。【解決手段】CPAPシステムは、空気を吸入して送り出すファンと、ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、ファンとセンサとを内蔵し、ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口とファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、センサが計測した圧力又は流量に基づいて、ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、センサが計測した圧力に基づいて、バルブを開閉するバルブ駆動部とを備える。【選択図】図3
Description
本発明は、CPAP(Continuous Positive Airway Pressure)システム、及びCPAP装置に関する。
CPAPは、機械で圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込み、気道を広げて睡眠中の無呼吸を防止する治療法である。CPAPは、睡眠時無呼吸症候群に有効な治療法である。
CPAPシステムは、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込む。CPAPシステムは、空気を送り出すCPAP装置と、あらかじめ設定した圧力で空気を送るチューブと、鼻に当てるマスクとからなる。
睡眠時無呼吸症候群の患者は、睡眠中に、マスクを装着する。圧力の大きさは、常に一定の圧力を保つ場合と、無呼吸の時にあわせて自動的に圧力を増加させる場合の2つパターンがあり、患者の病状に応じて医師により設定される。
CPAPシステムは、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込む。CPAPシステムは、空気を送り出すCPAP装置と、あらかじめ設定した圧力で空気を送るチューブと、鼻に当てるマスクとからなる。
睡眠時無呼吸症候群の患者は、睡眠中に、マスクを装着する。圧力の大きさは、常に一定の圧力を保つ場合と、無呼吸の時にあわせて自動的に圧力を増加させる場合の2つパターンがあり、患者の病状に応じて医師により設定される。
CPAP装置に関して、検出対象の空気の圧力を正確に検出できる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、圧力センサは、CPAP装置内に設けられ、CPAP装置の吐出口から吐出される空気が導かれる第1のポートと開放ポートとしての第2のポートとを有し、吐出口から吐出される空気の圧力を検出する。開口部は、CPAP装置のハウジングに設けられ、CPAP装置の外部と連通されている。チューブは、開口部と、圧力センサの第2のポートとを接続する。
CPAP装置は、患者が空気を吸っているときには圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むように制御し、患者が空気を吐いているときには圧力を低下させるように制御する。しかし、患者が空気を吐いている場合に、圧力を低下させる制御が追い付かない場合がある。この場合、患者には、空気を吐いているときに過度な空気が供給され続けるため、患者は、呼吸し辛い場合がある。
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できるCPAPシステム、及びCPAP装置を提供することである。
(1)上述の課題に鑑み、本発明の一態様に係るCPAPシステムは、空気を吸入して送り出すファンと、前記ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、前記ファンと前記センサとを内蔵し、前記ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口と前記ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、前記空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記バルブを開閉するバルブ駆動部と、を備える。
(2)本発明の一態様に係るCPAPシステムにおいて、前記モータ駆動部は、PWM信号によって、前記ファンの回転数を制御し、前記バルブ駆動部は、前記PWM信号に基づいて、前記バルブを開閉するようにしてもよい。
(3)本発明の一態様に係るCPAPシステムにおいて、前記バルブ駆動部は、前記PWM信号のデューティ比が閾値以上である場合に前記バルブを閉じ、前記PWM信号のデューティ比が閾値未満である場合に前記バルブを開くようにしてもよい。
(4)本発明の一態様に係るCPAPシステムにおいて、前記バルブ駆動部は、前記PWM信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、前記バルブを開閉するようにしてもよい。
(5)本発明の一態様に係るCPAPシステムにおいて、前記バルブ駆動部は、前記電圧信号に基づいて、電圧が第1電圧閾値以下である場合に前記バルブを閉じ、前記電圧が前記第1電圧閾値以上である第2電圧閾値以上である場合に前記バルブを開くようにしてもよい。
(6)本発明の一態様に係るCPAP装置は、空気を吸入して送り出すファンと、前記ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、前記ファンと前記センサとを内蔵し、前記ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口と前記ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、前記空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記バルブを開閉するバルブ駆動部と、を備える。
本発明によれば、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できるCPAPシステム、及びCPAP装置を提供できる。
次に、本実施形態のCPAPシステム、及びCPAP装置を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
また、本願でいう「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。
また、本願でいう「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。
(実施形態)
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。同一又は類似の機能を有する構成には、同一の符号を付し、その構成に関して重複する説明は省略する場合がある。
(CPAPシステムの概要)
図1は、本発明の実施形態のCPAPシステムの一例を示す図である。
CPAPシステム100は、CPAP装置200と、チューブ300と、マスク400とを備える。
CPAP装置200は、空気を流入させる空気流入口と、空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、ファンと、圧力センサと、バルブ250とを備える。ファンと、圧力センサとは、ケースに内蔵されている。
ファンは、空気流入口からCPAP装置200に空気を吸入し、吸入した空気を、CPAP装置200の空気流出口に接続されたチューブ300に送り出す。
圧力センサは、ファンによりCPAP装置200に送り出された空気の圧力を計測する。
バルブ250は、空気流出口からチューブ300を介してマスク400へ供給される空気の圧力を調節する。
チューブ300は、CPAP装置200の空気流出口と接続され、ファンにより送り出された空気を、マスク400へ送り出す。
マスク400は、チューブ300と接続され、患者に装着される。マスク400は、CPAP装置200が送り出した空気を送り出す。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。同一又は類似の機能を有する構成には、同一の符号を付し、その構成に関して重複する説明は省略する場合がある。
(CPAPシステムの概要)
図1は、本発明の実施形態のCPAPシステムの一例を示す図である。
CPAPシステム100は、CPAP装置200と、チューブ300と、マスク400とを備える。
CPAP装置200は、空気を流入させる空気流入口と、空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、ファンと、圧力センサと、バルブ250とを備える。ファンと、圧力センサとは、ケースに内蔵されている。
ファンは、空気流入口からCPAP装置200に空気を吸入し、吸入した空気を、CPAP装置200の空気流出口に接続されたチューブ300に送り出す。
圧力センサは、ファンによりCPAP装置200に送り出された空気の圧力を計測する。
バルブ250は、空気流出口からチューブ300を介してマスク400へ供給される空気の圧力を調節する。
チューブ300は、CPAP装置200の空気流出口と接続され、ファンにより送り出された空気を、マスク400へ送り出す。
マスク400は、チューブ300と接続され、患者に装着される。マスク400は、CPAP装置200が送り出した空気を送り出す。
図2は、CPAP装置が送り出す空気の流量と、静圧との関係を、ファンの回転数をパラメータとして示した特性の一例を示す図である。図2において、横軸はCPAP装置200が送り出す空気の流量[slpm]であり、縦軸は圧力[kPa]である。
さらに、図2には、ファンの回転数を、2000r/minと、3000r/minと、3500r/minと、4000r/minと変化させた場合について示されている。ファンの回転数が高くなるにしたがって、得られる圧力(静圧)も高くなる。
また、図2には、使用される領域の一例を一点鎖線で示す。ここで使用される領域は、流量の範囲と、圧力の範囲とによって表される。具体的には、使用される流量の範囲は10[slpm]〜130[slpm]程度であり、使用される圧力の範囲は0.1[kPa]〜4.7[kPa]程度である。
さらに、図2には、ファンの回転数を、2000r/minと、3000r/minと、3500r/minと、4000r/minと変化させた場合について示されている。ファンの回転数が高くなるにしたがって、得られる圧力(静圧)も高くなる。
また、図2には、使用される領域の一例を一点鎖線で示す。ここで使用される領域は、流量の範囲と、圧力の範囲とによって表される。具体的には、使用される流量の範囲は10[slpm]〜130[slpm]程度であり、使用される圧力の範囲は0.1[kPa]〜4.7[kPa]程度である。
CPAP装置200が送り出す空気の流量が20[slpm]から100[slpm]で、ファンの回転数が2000[r/min]である場合に得られる圧力は、0.75[kPa]〜1.2[kPa]程度である。CPAP装置200が送り出す空気の流量が20[slpm]から120[slpm]で、ファンの回転数が3000[r/min]である場合に得られる圧力は、1.75[kPa]〜2.5「kPa」程度である。CPAP装置200が送り出す空気の流量が20[slpm]から140[slpm]で、ファンの回転数が3500[r/min]である場合に得られる圧力は、2.7[kPa]〜3.5[kPa]程度である。CPAP装置200が送り出す空気の流量が20[slpm]から120[slpm]で、ファンの回転数が4000[r/min]である場合に得られる圧力は、3.7[kPa]〜4.5[kPa]程度である。
ここで、仮に、125[slpm]の流量で、ファンの回転数を2000r/minと3500r/minとの間で調整することによって、0.5[kPa]と2.5[kPa]との間で圧力を調整する場合について説明する。つまり、患者が空気を吸っているときには圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むように、ファンの回転数を2000[r/min]から3500[r/min]に増加させ、患者が空気を吐いているときには圧力を低下させるために、ファンの回転数を3500[r/min]から2000[r/min]に減少させる。
図3は、応答時間を示す特性図の一例を示す図である。図3に示される例では、125[slpm]の流量で、ファンの回転数を2000r/minと3500r/minとの間で調整することによって、0.5[kPa]と2.5[kPa]との間で圧力を調整する場合の応答時間の一例を示す。
ファンの回転数を2000r/minから3500r/minへ増加させるのに要する時間を回転数増加応答時間T1とし、ファンの回転数を35000r/minから20000r/minへ減少させるのに要する時間を回転数減少応答時間T2とする。ファンは、DCモータによって回転する。DCモータは、回転数を増加させる立ち上がり時間に対して、回転数を減少させる立下り時間の方が遅い。このため、回転数増加応答時間T1は、回転数減少応答時間T2より短い。
ファンの回転数を2000r/minから3500r/minへ増加させるのに要する時間を回転数増加応答時間T1とし、ファンの回転数を35000r/minから20000r/minへ減少させるのに要する時間を回転数減少応答時間T2とする。ファンは、DCモータによって回転する。DCモータは、回転数を増加させる立ち上がり時間に対して、回転数を減少させる立下り時間の方が遅い。このため、回転数増加応答時間T1は、回転数減少応答時間T2より短い。
バルブ250によって、空気流出口からチューブ300を介してマスク400へ供給される空気の圧力を調節しない場合には、患者が空気を吐いているときに圧力を低下させるためにファンの回転数を3500[r/min]から2000[r/min]に減少させても、回転数減少応答時間T2が長いために、圧力の低下が遅く、圧力の低下に時間を要する。圧力の低下に時間を要するため、患者が空気を吐いているときに、圧力が残留し、必要以上の圧力をかけた空気を与え続けてしまう。このため、患者は、呼吸し辛い場合がある。
そこで、実施形態のCPAPシステム100は、患者が空気を吐いている場合に、バルブ250を開くことによって、空気流出口からチューブ300を介してマスク400へ供給される空気の圧力を調節する。このように構成することによって、患者が空気を吐いている場合に、患者に与える空気の圧力を低減できるため、患者の呼吸し辛いことを改善できる。
以下、CPAPシステム100に含まれるCPAP装置200について詳細に説明する。
そこで、実施形態のCPAPシステム100は、患者が空気を吐いている場合に、バルブ250を開くことによって、空気流出口からチューブ300を介してマスク400へ供給される空気の圧力を調節する。このように構成することによって、患者が空気を吐いている場合に、患者に与える空気の圧力を低減できるため、患者の呼吸し辛いことを改善できる。
以下、CPAPシステム100に含まれるCPAP装置200について詳細に説明する。
図4は、本発明の実施形態のCPAP装置の一例を示す図である。図4に示すように、CPAP装置200は、ファン210と、圧力センサ220と、モータ230と、モータ駆動部240と、バルブ250と、バルブ駆動部260と、ケース270とを備える。
ファン210は、ケース270に内蔵され、ケース270の空気流入口AIから空気を吸入し、吸入した空気を、空気流出口AOへ送り出す。
圧力センサ220は、ケース270に内蔵され、ファン210により送り出された空気の圧力を、定期的に計測する。圧力センサ220は、空気の圧力の計測結果を、定期的にモータ駆動部240と、バルブ駆動部260とに出力する。
モータ230は、ファン210と接続され、モータ駆動部240が出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン210を回転させる。
ファン210は、ケース270に内蔵され、ケース270の空気流入口AIから空気を吸入し、吸入した空気を、空気流出口AOへ送り出す。
圧力センサ220は、ケース270に内蔵され、ファン210により送り出された空気の圧力を、定期的に計測する。圧力センサ220は、空気の圧力の計測結果を、定期的にモータ駆動部240と、バルブ駆動部260とに出力する。
モータ230は、ファン210と接続され、モータ駆動部240が出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン210を回転させる。
モータ駆動部240は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得する。モータ駆動部240は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240は、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230に出力する。
図5は、回転数を示す情報の一例を示す図である。モータ駆動部240が出力する回転数を示す情報の一例は、PWM(Pulse Width Modulation)信号である。図5において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。
モータ駆動部240は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の圧力の計測結果が減少した場合には、PWM信号のオンとオフとを繰り返す周期に対してオンである時間の割合であるデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部240は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の圧力の計測結果が増加した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク400へ供給する空気の圧力を低下させることができる。図5には、デューティ比を増加させた後の減少させる例を示している。図4に戻り説明を続ける。
図5は、回転数を示す情報の一例を示す図である。モータ駆動部240が出力する回転数を示す情報の一例は、PWM(Pulse Width Modulation)信号である。図5において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。
モータ駆動部240は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の圧力の計測結果が減少した場合には、PWM信号のオンとオフとを繰り返す周期に対してオンである時間の割合であるデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部240は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の圧力の計測結果が増加した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク400へ供給する空気の圧力を低下させることができる。図5には、デューティ比を増加させた後の減少させる例を示している。図4に戻り説明を続ける。
バルブ250は、ケース270に内蔵され、空気流出口AOから、空気流出口AOに接続されたチューブ300を介して患者PAに装着されるマスク400へ供給される空気の圧力を調節する。バルブ250の一例は、電磁バルブ、リニアバルブ、ウエストゲートバルブである。具体的には、バルブ250は、バルブ駆動部260による制御にしたがって、バルブ250を開閉することによって、空気流出口AOからチューブ300を介して患者PAに装着されるマスク400へ供給される空気の圧力を調節する。
バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得する。バルブ駆動部260は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、バルブ250を開閉する。具体的には、バルブ駆動部260は、取得した空気の圧力の計測結果が前回より減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。ここで、空気の圧力の計測結果が前回より減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合には、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260は、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合にバルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出しないため、圧力が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部260は、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う。第2圧力閾値は、第1圧力閾値より高い。ここで、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合には、患者が空気を吐くことによって圧力が増加する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260は、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、圧力を低下させることができる。
バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得する。バルブ駆動部260は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、バルブ250を開閉する。具体的には、バルブ駆動部260は、取得した空気の圧力の計測結果が前回より減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。ここで、空気の圧力の計測結果が前回より減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合には、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260は、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合にバルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出しないため、圧力が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部260は、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う。第2圧力閾値は、第1圧力閾値より高い。ここで、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合には、患者が空気を吐くことによって圧力が増加する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260は、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、圧力を低下させることができる。
図6は、本発明の実施形態のCPAPシステムの応答時間を示す特性図の一例を示す図である。図6に示される例では、図3に示される例と同様に、125[slpm]の流量で、ファンの回転数を2000r/minと3500r/minとの間で調整することによって、0.5[kPa]と2.5[kPa]との間で圧力を調整する場合の応答時間の一例を示す。
図3と比較して、回転数増加応答時間T1は同程度であるが、回転数減少応答時間T2が短縮されているのが分かる。これは、本実施形態では、バルブ駆動部260は、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値(Pth)以上である場合にはバルブ250を開く制御を行うため、バルブ250から空気が漏れることによって、CPAP装置200内の圧力が急激に低下するためである。
図3と比較して、回転数増加応答時間T1は同程度であるが、回転数減少応答時間T2が短縮されているのが分かる。これは、本実施形態では、バルブ駆動部260は、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値(Pth)以上である場合にはバルブ250を開く制御を行うため、バルブ250から空気が漏れることによって、CPAP装置200内の圧力が急激に低下するためである。
(CPAPシステムの動作)
図7は、本発明の実施形態のCPAPシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図7は、CPAPシステム100が起動した後の動作について示す。つまり、CPAP装置200が、ファン210を回転させた後の動作について示す。
(ステップS1)
CPAP装置200の圧力センサ220は、ファン210により送り出された空気の圧力を計測する。圧力センサ220は、空気の圧力の計測結果を、モータ駆動部240と、バルブ駆動部260とに出力する。
(ステップS2)
CPAP装置200のモータ駆動部240は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240は、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230に出力する。モータ230は、モータ駆動部240が出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン210を回転させる。
図7は、本発明の実施形態のCPAPシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図7は、CPAPシステム100が起動した後の動作について示す。つまり、CPAP装置200が、ファン210を回転させた後の動作について示す。
(ステップS1)
CPAP装置200の圧力センサ220は、ファン210により送り出された空気の圧力を計測する。圧力センサ220は、空気の圧力の計測結果を、モータ駆動部240と、バルブ駆動部260とに出力する。
(ステップS2)
CPAP装置200のモータ駆動部240は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240は、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230に出力する。モータ230は、モータ駆動部240が出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン210を回転させる。
(ステップS3)
CPAP装置200のバルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップS4)
バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、圧力が低下することを防ぐことができる。
(ステップS5)
バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下でない場合、つまり、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1圧力閾値より大きい場合と、空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、又は第1圧力閾値以下である場合とのいずれかである場合に、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上であるか否かを判定する。
CPAP装置200のバルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップS4)
バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、圧力が低下することを防ぐことができる。
(ステップS5)
バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下でない場合、つまり、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1圧力閾値より大きい場合と、空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、又は第1圧力閾値以下である場合とのいずれかである場合に、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップS6)
バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う。バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、圧力をさらに低下できる。
ステップS5で、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、又は第2圧力閾値未満である場合、ステップS1へ移行する。
また、ステップS4又はステップS6の処理が終了した後に、ステップS1に移行する。
図5に示されるフローチャートにおいて、ステップS1−S2と、ステップS3−S6とを入れ替えてもよい。
前述した実施形態では、CPAP装置200に、バルブ250が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ300に設けられてもよいし、マスク400に設けられてもよい。CPAP装置200に、バルブ250が設けられることによって、バルブ250と、圧力センサ220とが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ250が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ250が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ250が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部260が、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合にはバルブ250を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に閉じた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部260が、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合にはバルブ250を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に開いた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う。バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、圧力をさらに低下できる。
ステップS5で、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、又は第2圧力閾値未満である場合、ステップS1へ移行する。
また、ステップS4又はステップS6の処理が終了した後に、ステップS1に移行する。
図5に示されるフローチャートにおいて、ステップS1−S2と、ステップS3−S6とを入れ替えてもよい。
前述した実施形態では、CPAP装置200に、バルブ250が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ300に設けられてもよいし、マスク400に設けられてもよい。CPAP装置200に、バルブ250が設けられることによって、バルブ250と、圧力センサ220とが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ250が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ250が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ250が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部260が、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1圧力閾値以下である場合にはバルブ250を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に閉じた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部260が、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260は、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第2圧力閾値以上である場合にはバルブ250を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に開いた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
実施形態のCPAPシステム100によれば、CPAPシステム100は、ファン210と、圧力センサ220と、ケース270と、モータ駆動部240と、バルブ250と、バルブ駆動部260とを備える。ファン210は、空気を吸入して送り出す。圧力センサ220は、ファン210により送り出された空気の圧力を計測する。ケース270は、ファン210と圧力センサ220とを内蔵し、ファン210に送り込まれる空気を流入させる空気流入口AIとファン210から送り出された空気を流出させる空気流出口AOとを有する。モータ駆動部240は、圧力センサ220が計測した圧力に基づいて、ファン210の回転数を制御する。バルブ250は、空気流出口AOからチューブ300を介して患者PAに装着されるマスク400へ供給される空気の圧力を調節する。バルブ駆動部260は、圧力センサ220が計測した圧力に基づいて、バルブ250を開閉する。患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出しないため、圧力を高くできる。一方、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
(第1の変形例)
(CPAPシステムの概要)
第1の変形例のCPAPシステムの一例は、図1を適用できる。ただし、CPAP装置200の代わりに、CPAP装置200aを備える。
CPAPシステム100aは、CPAP装置200aと、チューブ300と、マスク400とを備える。
第1の変形例のCPAPシステム100aでは、CPAP装置200aは、実施形態のCPAP装置200と比較して、モータ230を駆動するPWM信号に基づいて、バルブ250の開閉を制御する。
以下、CPAPシステム100aに含まれるCPAP装置200aについて詳細に説明する。
(CPAPシステムの概要)
第1の変形例のCPAPシステムの一例は、図1を適用できる。ただし、CPAP装置200の代わりに、CPAP装置200aを備える。
CPAPシステム100aは、CPAP装置200aと、チューブ300と、マスク400とを備える。
第1の変形例のCPAPシステム100aでは、CPAP装置200aは、実施形態のCPAP装置200と比較して、モータ230を駆動するPWM信号に基づいて、バルブ250の開閉を制御する。
以下、CPAPシステム100aに含まれるCPAP装置200aについて詳細に説明する。
図8は、本発明の実施形態の第1の変形例のCPAP装置の一例を示す図である。図8に示すように、CPAP装置200aは、ファン210と、圧力センサ220と、モータ230と、モータ駆動部240aと、バルブ250と、バルブ駆動部260aと、ケース270とを備える。
圧力センサ220は、ケース270に内蔵され、ファン210により送り出された空気の圧力を、定期的に計測する。圧力センサ220は、空気の圧力の計測結果を、定期的にモータ駆動部240aに出力する。
モータ230は、ファン210と接続され、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン210を回転させる。
圧力センサ220は、ケース270に内蔵され、ファン210により送り出された空気の圧力を、定期的に計測する。圧力センサ220は、空気の圧力の計測結果を、定期的にモータ駆動部240aに出力する。
モータ230は、ファン210と接続され、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン210を回転させる。
モータ駆動部240aは、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得する。モータ駆動部240aは、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240aは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230と、バルブ駆動部260aとに出力する。モータ駆動部240aが出力する回転数を示す情報の一例は、PWM信号である。
モータ駆動部240aは、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の圧力の計測結果が減少した場合には、PWM信号のデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部240は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の圧力の計測結果が増加した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク400へ供給する空気の圧力を低下させることができる。
モータ駆動部240aは、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の圧力の計測結果が減少した場合には、PWM信号のデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部240は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の圧力の計測結果が増加した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク400へ供給する空気の圧力を低下させることができる。
バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報を取得する。バルブ駆動部260aは、取得した回転数を示す情報に基づいて、バルブ250を開閉する。具体的には、バルブ駆動部260aは、例えば、F/Vコンバータ(frequency/voltage converter)によって構成され、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260aは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。ここで、直流電圧が前回より減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合には、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260aは、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合にバルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出しないため、圧力が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部260aは、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260aは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う。第2電圧閾値は、第1電圧閾値よりも高い。ここで、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合には、患者が空気を吐くことによって直流電圧が増加する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260aは、患者が空気を吐くことによって電圧が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、圧力を低下させることができる。
第1の変形例のCPAPシステム100aの応答時間を示す特性図の一例は、図6を適用できる。つまり、回転数増加応答時間T1は同程度であるが、回転数減少応答時間T2が短縮されているのが分かる。これは、第1の変形例では、バルブ駆動部260は、取得した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行うため、圧力が急激に低下するためである。
一方、バルブ駆動部260aは、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260aは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う。第2電圧閾値は、第1電圧閾値よりも高い。ここで、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合には、患者が空気を吐くことによって直流電圧が増加する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260aは、患者が空気を吐くことによって電圧が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、圧力を低下させることができる。
第1の変形例のCPAPシステム100aの応答時間を示す特性図の一例は、図6を適用できる。つまり、回転数増加応答時間T1は同程度であるが、回転数減少応答時間T2が短縮されているのが分かる。これは、第1の変形例では、バルブ駆動部260は、取得した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行うため、圧力が急激に低下するためである。
(CPAPシステムの動作)
図9は、本発明の実施形態の第1の変形例のCPAPシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図9は、CPAPシステム100aが起動した後の動作について示す。つまり、CPAP装置200aが、ファン210を回転させた後の動作について示す。
(ステップS11)
CPAP装置200aの圧力センサ220は、ファン210により送り出された空気の圧力を計測する。圧力センサ220は、空気の圧力の計測結果を、モータ駆動部240aに出力する。
(ステップS12)
CPAP装置200aのモータ駆動部240aは、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240aは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230と、バルブ駆動部260aとに出力する。モータ230は、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン210を回転させる。
図9は、本発明の実施形態の第1の変形例のCPAPシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図9は、CPAPシステム100aが起動した後の動作について示す。つまり、CPAP装置200aが、ファン210を回転させた後の動作について示す。
(ステップS11)
CPAP装置200aの圧力センサ220は、ファン210により送り出された空気の圧力を計測する。圧力センサ220は、空気の圧力の計測結果を、モータ駆動部240aに出力する。
(ステップS12)
CPAP装置200aのモータ駆動部240aは、圧力センサ220が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240aは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230と、バルブ駆動部260aとに出力する。モータ230は、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン210を回転させる。
(ステップS13)
CPAP装置200aのバルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260aは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より減少し、且つ第1電圧閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップS14)
バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、圧力が低下することを防ぐことができる。
(ステップS15)
バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下でない場合、つまり、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第1電圧閾値より高い場合と、直流電圧が前回よりも減少し、又は第1電圧閾値以下である場合とのいずれかである場合に、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップS16)
バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う。バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって圧力が減少した場合に、圧力をさらに低下できる。
ステップS15で、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、又は第1電圧閾値未満である場合、ステップS11へ移行する。
また、ステップS14又はステップS16の処理が終了した後に、ステップS11に移行する。
図9に示されるフローチャートにおいて、ステップS11−S12と、ステップS13−S16とを入れ替えてもよい。
CPAP装置200aのバルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260aは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より減少し、且つ第1電圧閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップS14)
バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、圧力が低下することを防ぐことができる。
(ステップS15)
バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下でない場合、つまり、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第1電圧閾値より高い場合と、直流電圧が前回よりも減少し、又は第1電圧閾値以下である場合とのいずれかである場合に、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップS16)
バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う。バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって圧力が減少した場合に、圧力をさらに低下できる。
ステップS15で、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、又は第1電圧閾値未満である場合、ステップS11へ移行する。
また、ステップS14又はステップS16の処理が終了した後に、ステップS11に移行する。
図9に示されるフローチャートにおいて、ステップS11−S12と、ステップS13−S16とを入れ替えてもよい。
前述した第1の変形例では、CPAP装置200aに、バルブ250が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ300に設けられてもよいし、マスク400に設けられてもよい。CPAP装置200aに、バルブ250が設けられることによって、バルブ250と、圧力センサ220とが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ250が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ250が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ250が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した第1の変形例では、CPAP装置200aが、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行い、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、CPAP装置200aは、取得した回転数を示す情報に基づいて、回転数が前回よりも減少し、且つ第1回転数閾値以下である場合にはバルブ250を開く制御を行い、回転数が前回よりも増加し、且つ第2回転数閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行うようにしてもよい。第2回転数閾値は、第1回転数閾値よりも高い。このように構成することによって、回転数を、直流電圧に変換する処理を省略することができる。
前述した第1の変形例では、バルブ駆動部260aが、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に閉じた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
前述した第1の変形例では、バルブ駆動部260aが、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260aは、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に開いた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
前述した第1の変形例では、CPAP装置200aが、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行い、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、CPAP装置200aは、取得した回転数を示す情報に基づいて、回転数が前回よりも減少し、且つ第1回転数閾値以下である場合にはバルブ250を開く制御を行い、回転数が前回よりも増加し、且つ第2回転数閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行うようにしてもよい。第2回転数閾値は、第1回転数閾値よりも高い。このように構成することによって、回転数を、直流電圧に変換する処理を省略することができる。
前述した第1の変形例では、バルブ駆動部260aが、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260aは、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第1電圧閾値以下である場合にはバルブ250を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に閉じた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
前述した第1の変形例では、バルブ駆動部260aが、モータ駆動部240aが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260aは、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第2電圧閾値以上である場合にはバルブ250を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に開いた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
第1の変形例のCPAPシステム100aによれば、CPAPシステム100aは、ファン210と、圧力センサ220と、ケース270と、モータ駆動部240aと、バルブ250と、バルブ駆動部260aとを備える。ファン210は、空気を吸入して送り出す。圧力センサ220は、ファン210により送り出された空気の圧力を計測する。ケース270は、ファン210と圧力センサ220とを内蔵し、ファン210に送り込まれる空気を流入させる空気流入口AIとファン210から送り出された空気を流出させる空気流出口AOとを有する。モータ駆動部240aは、圧力センサ220が計測した圧力に基づいて、ファン210の回転数を制御する。バルブ250は、空気流出口AOからチューブ300を介して患者PAに装着されるマスク400へ供給される空気の圧力を調節する。バルブ駆動部260aは、圧力センサ220が計測した圧力に基づいて、バルブ250を開閉する。さらに、モータ駆動部240aは、PWM信号によって、ファン210の回転数を制御し、バルブ駆動部260aは、PWM信号に基づいて、バルブ250を開閉する。患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、圧力を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260aは、PWM信号のデューティ比が第1閾値以下である場合にバルブ250を閉じ、PWM信号のデューティ比が第2閾値以上である場合にバルブ250を開く。患者が空気を吸うことによって圧力が減少することによって、PWM信号のデューティ比が第1閾値以下となった場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、圧力を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加することによって、PWM信号のデューティ比が第2閾値以上となった場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260aは、PWM信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、バルブ250を開閉する。患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、圧力をさらに増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260aは、電圧信号に基づいて、電圧が第1電圧閾値以下である場合にバルブ250を閉じ、電圧が第2電圧閾値以上である場合にバルブ250を開く。患者が空気を吸うことによって圧力が減少することによって、電圧が第1電圧閾値以下となった場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、圧力を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加することによって、電圧が第2電圧閾値以上となった場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260aは、PWM信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、バルブ250を開閉する。患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、圧力をさらに増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260aは、電圧信号に基づいて、電圧が第1電圧閾値以下である場合にバルブ250を閉じ、電圧が第2電圧閾値以上である場合にバルブ250を開く。患者が空気を吸うことによって圧力が減少することによって、電圧が第1電圧閾値以下となった場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、圧力を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加することによって、電圧が第2電圧閾値以上となった場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
(第2の変形例)
(CPAPシステムの概要)
第2の変形例のCPAPシステムの一例は、図1を適用できる。ただし、CPAP装置200の代わりに、CPAP装置200bを備える。
CPAPシステム100bは、CPAP装置200bと、チューブ300と、マスク400とを備える。
第2の変形例のCPAPシステム100bでは、CPAP装置200bは、実施形態のCPAP装置200と比較して、圧力センサの代わりに流量センサを備える。
以下、CPAPシステム100bに含まれるCPAP装置200bについて詳細に説明する。
(CPAPシステムの概要)
第2の変形例のCPAPシステムの一例は、図1を適用できる。ただし、CPAP装置200の代わりに、CPAP装置200bを備える。
CPAPシステム100bは、CPAP装置200bと、チューブ300と、マスク400とを備える。
第2の変形例のCPAPシステム100bでは、CPAP装置200bは、実施形態のCPAP装置200と比較して、圧力センサの代わりに流量センサを備える。
以下、CPAPシステム100bに含まれるCPAP装置200bについて詳細に説明する。
図10は、本発明の実施形態の第2の変形例のCPAP装置の一例を示す図である。図10に示すように、CPAP装置200bは、ファン210と、流量センサ220bと、モータ230と、モータ駆動部240bと、バルブ250と、バルブ駆動部260bと、ケース270とを備える。
流量センサ220bは、ケース270に内蔵され、ファン210により送り出された空気の流量を、定期的に計測する。流量センサ220bは、空気の流量の計測結果を、定期的にモータ駆動部240bと、バルブ駆動部260bとに出力する。
モータ230は、ファン210と接続され、モータ駆動部240bが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン210を回転させる。
流量センサ220bは、ケース270に内蔵され、ファン210により送り出された空気の流量を、定期的に計測する。流量センサ220bは、空気の流量の計測結果を、定期的にモータ駆動部240bと、バルブ駆動部260bとに出力する。
モータ230は、ファン210と接続され、モータ駆動部240bが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン210を回転させる。
モータ駆動部240bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果を取得する。モータ駆動部240bは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240bは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230に出力する。
回転数を示す情報の一例は、図5を適用できる。モータ駆動部240bが出力する回転数を示す情報の一例は、PWM信号である。
モータ駆動部240bは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の流量の計測結果が増加した場合には、PWM信号のオンとオフとを繰り返す周期に対してオンである時間の割合であるデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、高い流量の空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部240は、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の流量の計測結果が減少した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク400へ供給する空気の流量を低下させることができる。
回転数を示す情報の一例は、図5を適用できる。モータ駆動部240bが出力する回転数を示す情報の一例は、PWM信号である。
モータ駆動部240bは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の流量の計測結果が増加した場合には、PWM信号のオンとオフとを繰り返す周期に対してオンである時間の割合であるデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、高い流量の空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部240は、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の流量の計測結果が減少した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク400へ供給する空気の流量を低下させることができる。
バルブ250は、ケース270に内蔵され、空気流出口AOから、空気流出口AOに接続されたチューブ300を介して患者PAに装着されるマスク400へ供給される空気の流量を調節する。バルブ250の一例は、電磁バルブ、リニアバルブ、ウエストゲートバルブである。具体的には、バルブ250は、バルブ駆動部260bによる制御にしたがって、バルブ250を開閉することによって、空気流出口AOからチューブ300を介して患者PAに装着されるマスク400へ供給される空気の流量を調節する。
バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果を取得する。バルブ駆動部260bは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、バルブ250を開閉する。具体的には、バルブ駆動部260bは、取得した空気の流量の計測結果が前回より増加し、且つ第1流量閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。ここで、空気の流量の計測結果が前回より増加し、且つ第1流量閾値以上である場合には、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260bは、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合にバルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出しないため、流量が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部260は、取得した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合にはバルブ250を開く制御を行う。第2流量閾値は、第1流量閾値よりも小さい。ここで、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合には、患者が空気を吐くことによって流量が減少する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260は、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、流量を低下させることができる。
バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果を取得する。バルブ駆動部260bは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、バルブ250を開閉する。具体的には、バルブ駆動部260bは、取得した空気の流量の計測結果が前回より増加し、且つ第1流量閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。ここで、空気の流量の計測結果が前回より増加し、且つ第1流量閾値以上である場合には、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260bは、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合にバルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出しないため、流量が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部260は、取得した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合にはバルブ250を開く制御を行う。第2流量閾値は、第1流量閾値よりも小さい。ここで、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合には、患者が空気を吐くことによって流量が減少する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260は、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、流量を低下させることができる。
(CPAPシステムの動作)
図11は、第2の変形例のCPAPシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図11は、CPAPシステム100bが起動した後の動作について示す。つまり、CPAP装置200bが、ファン210を回転させた後の動作について示す。
(ステップS21)
CPAP装置200bの流量センサ220bは、ファン210により送り出された空気の流量を計測する。流量センサ220bは、空気の流量の計測結果を、モータ駆動部240bと、バルブ駆動部260bとに出力する。
(ステップS22)
CPAP装置200bのモータ駆動部240bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240bは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230に出力する。モータ230は、モータ駆動部240bが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン210を回転させる。
図11は、第2の変形例のCPAPシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図11は、CPAPシステム100bが起動した後の動作について示す。つまり、CPAP装置200bが、ファン210を回転させた後の動作について示す。
(ステップS21)
CPAP装置200bの流量センサ220bは、ファン210により送り出された空気の流量を計測する。流量センサ220bは、空気の流量の計測結果を、モータ駆動部240bと、バルブ駆動部260bとに出力する。
(ステップS22)
CPAP装置200bのモータ駆動部240bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240bは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230に出力する。モータ230は、モータ駆動部240bが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン210を回転させる。
(ステップS23)
CPAP装置200bのバルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップS24)
バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、流量が低下することを防ぐことができる。
(ステップS25)
バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上でない場合、つまり、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1流量閾値未満である場合と、空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、又は第1流量閾値以上である場合とのいずれかである場合に、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下であるか否かを判定する。
CPAP装置200bのバルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップS24)
バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、流量が低下することを防ぐことができる。
(ステップS25)
バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上でない場合、つまり、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第1流量閾値未満である場合と、空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、又は第1流量閾値以上である場合とのいずれかである場合に、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップS26)
バルブ駆動部260は、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合にはバルブ250を開く制御を行う。バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、流量をさらに低下できる。
ステップS25で、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、又は第2流量閾値より大きい場合、ステップS21へ移行する。
また、ステップS24又はステップS26の処理が終了した後に、ステップS21に移行する。
図12に示されるフローチャートにおいて、ステップS21−S22と、ステップS23−S26とを入れ替えてもよい。
前述した第2の変形例では、CPAP装置200bに、バルブ250が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ300に設けられてもよいし、マスク400に設けられてもよい。CPAP装置200bに、バルブ250が設けられることによって、バルブ250と、流量センサ220bとが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ250が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ250が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ250が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部260bが、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上である場合にバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上である場合にはバルブ250を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に閉じた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部260bが、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合にはバルブ250を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に開いた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
バルブ駆動部260は、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合にはバルブ250を開く制御を行う。バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、流量をさらに低下できる。
ステップS25で、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、又は第2流量閾値より大きい場合、ステップS21へ移行する。
また、ステップS24又はステップS26の処理が終了した後に、ステップS21に移行する。
図12に示されるフローチャートにおいて、ステップS21−S22と、ステップS23−S26とを入れ替えてもよい。
前述した第2の変形例では、CPAP装置200bに、バルブ250が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ300に設けられてもよいし、マスク400に設けられてもよい。CPAP装置200bに、バルブ250が設けられることによって、バルブ250と、流量センサ220bとが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ250が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ250が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ250が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部260bが、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上である場合にバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第1流量閾値以上である場合にはバルブ250を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に閉じた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部260bが、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第2流量閾値以下である場合にはバルブ250を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に開いた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
第2の変形例のCPAPシステム100bによれば、CPAPシステム100bは、ファン210と、流量センサ220bと、ケース270と、モータ駆動部240bと、バルブ250と、バルブ駆動部260bとを備える。ファン210は、空気を吸入して送り出す。流量センサ220bは、ファン210により送り出された空気の流量を計測する。ケース270は、ファン210と流量センサ220bとを内蔵し、ファン210に送り込まれる空気を流入させる空気流入口AIとファン210から送り出された空気を流出させる空気流出口AOとを有する。モータ駆動部240bは、流量センサ220bが計測した流量に基づいて、ファン210の回転数を制御する。バルブ250は、空気流出口AOからチューブ300を介して患者PAに装着されるマスク400へ供給される空気の流量を調節する。バルブ駆動部260bは、流量センサ220bが計測した流量に基づいて、バルブ250を開閉する。患者が空気を吸うことによって流量が減少した場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出しないため、流量を高くできる。一方、患者が空気を吐くことによって流量が増加した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
(第3の変形例)
(CPAPシステムの概要)
第3の変形例のCPAPシステムの一例は、図1を適用できる。ただし、CPAP装置200の代わりに、CPAP装置200cを備える。
CPAPシステム100cは、CPAP装置200cと、チューブ300と、マスク400とを備える。
第3の変形例のCPAPシステム100cでは、CPAP装置200cは、第3の変形例のCPAP装置200bと比較して、モータ230を駆動するPWM信号に基づいて、バルブ250の開閉を制御する。
以下、CPAPシステム100cに含まれるCPAP装置200cについて詳細に説明する。
(CPAPシステムの概要)
第3の変形例のCPAPシステムの一例は、図1を適用できる。ただし、CPAP装置200の代わりに、CPAP装置200cを備える。
CPAPシステム100cは、CPAP装置200cと、チューブ300と、マスク400とを備える。
第3の変形例のCPAPシステム100cでは、CPAP装置200cは、第3の変形例のCPAP装置200bと比較して、モータ230を駆動するPWM信号に基づいて、バルブ250の開閉を制御する。
以下、CPAPシステム100cに含まれるCPAP装置200cについて詳細に説明する。
図12は、本発明の実施形態の第3の変形例のCPAP装置の一例を示す図である。図12に示すように、CPAP装置200cは、ファン210と、流量センサ220cと、モータ230と、モータ駆動部240cと、バルブ250と、バルブ駆動部260cと、ケース270とを備える。
流量センサ220cは、ケース270に内蔵され、ファン210により送り出された空気の流量を、定期的に計測する。流量センサ220cは、空気の流量の計測結果を、定期的にモータ駆動部240cに出力する。
モータ230は、ファン210と接続され、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン210を回転させる。
流量センサ220cは、ケース270に内蔵され、ファン210により送り出された空気の流量を、定期的に計測する。流量センサ220cは、空気の流量の計測結果を、定期的にモータ駆動部240cに出力する。
モータ230は、ファン210と接続され、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン210を回転させる。
モータ駆動部240cは、流量センサ220cが出力した空気の流量の計測結果を取得する。モータ駆動部240cは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240cは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230と、バルブ駆動部260cとに出力する。モータ駆動部240cが出力する回転数を示す情報の一例は、PWM信号である。
モータ駆動部240cは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の流量の計測結果が増加した場合には、PWM信号のデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、高い流量の空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部240cは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の流量の計測結果が減少した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク400へ供給する空気の流量を低下させることができる。
モータ駆動部240cは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の流量の計測結果が増加した場合には、PWM信号のデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、高い流量の空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部240cは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の流量の計測結果が減少した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン210の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク400へ供給する空気の流量を低下させることができる。
バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報を取得する。バルブ駆動部260cは、取得した回転数を示す情報に基づいて、バルブ250を開閉する。具体的には、バルブ駆動部260cは、例えば、F/Vコンバータ(frequency/voltage converter)によって構成され、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260cは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。ここで、直流電圧が前回より増加し、且つ電圧閾値以上である場合には、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260cは、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合にバルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出しないため、流量が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部260cは、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260cは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行う。ここで、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合には、患者が空気を吐くことによって直流電圧が減少する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260cは、患者が空気を吐くことによって電圧が減少した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、流量を低下させることができる。
一方、バルブ駆動部260cは、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260cは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行う。ここで、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合には、患者が空気を吐くことによって直流電圧が減少する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部260cは、患者が空気を吐くことによって電圧が減少した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、流量を低下させることができる。
(CPAPシステムの動作)
図13は、本発明の実施形態の第3の変形例のCPAPシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図13は、CPAPシステム100cが起動した後の動作について示す。つまり、CPAP装置200cが、ファン210を回転させた後の動作について示す。
(ステップS31)
CPAP装置200cの流量センサ220cは、ファン210により送り出された空気の流量を計測する。流量センサ220cは、空気の流量の計測結果を、モータ駆動部240cに出力する。
(ステップS32)
CPAP装置200cのモータ駆動部240cは、流量センサ220cが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240cは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230と、バルブ駆動部260cとに出力する。モータ230は、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン210を回転させる。
図13は、本発明の実施形態の第3の変形例のCPAPシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図13は、CPAPシステム100cが起動した後の動作について示す。つまり、CPAP装置200cが、ファン210を回転させた後の動作について示す。
(ステップS31)
CPAP装置200cの流量センサ220cは、ファン210により送り出された空気の流量を計測する。流量センサ220cは、空気の流量の計測結果を、モータ駆動部240cに出力する。
(ステップS32)
CPAP装置200cのモータ駆動部240cは、流量センサ220cが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ230に設定する回転数を決定する。モータ駆動部240cは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ230と、バルブ駆動部260cとに出力する。モータ230は、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン210を回転させる。
(ステップS33)
CPAP装置200cのバルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260cは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より増加し、且つ電圧閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップS34)
バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、流量が低下することを防ぐことができる。
(ステップS35)
バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上でない場合、つまり、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合と、直流電圧が前回よりも減少し、又は電圧閾値以上である場合とのいずれかである場合に、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満であるか否かを判定する。
(ステップS36)
バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行う。バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、流量をさらに低下できる。
ステップS35で、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、又は電圧閾値未満である場合、ステップS31へ移行する。
また、ステップS34又はステップS36の処理が終了した後に、ステップS31に移行する。
図13に示されるフローチャートにおいて、ステップS31−S32と、ステップS33−S36とを入れ替えてもよい。
CPAP装置200cのバルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部260cは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より増加し、且つ電圧閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップS34)
バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う。バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、流量が低下することを防ぐことができる。
(ステップS35)
バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上でない場合、つまり、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合と、直流電圧が前回よりも減少し、又は電圧閾値以上である場合とのいずれかである場合に、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満であるか否かを判定する。
(ステップS36)
バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行う。バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、流量をさらに低下できる。
ステップS35で、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、又は電圧閾値未満である場合、ステップS31へ移行する。
また、ステップS34又はステップS36の処理が終了した後に、ステップS31に移行する。
図13に示されるフローチャートにおいて、ステップS31−S32と、ステップS33−S36とを入れ替えてもよい。
前述した第3の変形例では、CPAP装置200cに、バルブ250が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ300に設けられてもよいし、マスク400に設けられてもよい。CPAP装置200cに、バルブ250が設けられることによって、バルブ250と、流量センサ220cとが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ250が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ250が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ250が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した第3の変形例では、CPAP装置200cが、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行い、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、CPAP装置200cは、取得した回転数を示す情報に基づいて、回転数が前回よりも減少し、且つ回転数閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行い、回転数が前回よりも増加し、且つ回転数閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行うようにしてもよい。このように構成することによって、回転数を、直流電圧に変換する処理を省略することができる。
前述した第3の変形例では、バルブ駆動部260cが、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に閉じた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
前述した第3の変形例では、バルブ駆動部260cが、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260cは、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に開いた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
前述した第3の変形例では、CPAP装置200cが、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行い、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、CPAP装置200cは、取得した回転数を示す情報に基づいて、回転数が前回よりも減少し、且つ回転数閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行い、回転数が前回よりも増加し、且つ回転数閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行うようにしてもよい。このように構成することによって、回転数を、直流電圧に変換する処理を省略することができる。
前述した第3の変形例では、バルブ駆動部260cが、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260cは、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ250を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に閉じた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
前述した第3の変形例では、バルブ駆動部260cが、モータ駆動部240cが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部260cは、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ250を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ250を段階的に開いた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
第3の変形例のCPAPシステム100cによれば、CPAPシステム100cは、ファン210と、流量センサ220cと、ケース270と、モータ駆動部240cと、バルブ250と、バルブ駆動部260cとを備える。ファン210は、空気を吸入して送り出す。流量センサ220cは、ファン210により送り出された空気の流量を計測する。ケース270は、ファン210と流量センサ220cとを内蔵し、ファン210に送り込まれる空気を流入させる空気流入口AIとファン210から送り出された空気を流出させる空気流出口AOとを有する。モータ駆動部240cは、流量センサ220cが計測した流量に基づいて、ファン210の回転数を制御する。バルブ250は、空気流出口AOからチューブ300を介して患者PAに装着されるマスク400へ供給される空気の流量を調節する。バルブ駆動部260cは、流量センサ220cが計測した流量に基づいて、バルブ250を開閉する。さらに、モータ駆動部240cは、PWM信号によって、ファン210の回転数を制御し、バルブ駆動部260cは、PWM信号に基づいて、バルブ250を開閉する。患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、流量を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気が流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260cは、PWM信号のデューティ比が閾値以上である場合にバルブ250を閉じ、PWM信号のデューティ比が閾値未満である場合にバルブ250を開く。患者が空気を吸うことによって流量が増加することによって、PWM信号のデューティ比が閾値以上となった場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、流量を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少することによって、PWM信号のデューティ比が閾値未満となった場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260cは、PWM信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、バルブ250を開閉する。患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、流量をさらに増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260cは、電圧信号に基づいて、電圧が電圧閾値以上である場合にバルブ250を閉じ、電圧が電圧閾値未満である場合にバルブ250を開く。患者が空気を吸うことによって流量が増加することによって、電圧が電圧閾値以上となった場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、流量を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少することによって、電圧が前記電圧閾値未満となった場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260cは、PWM信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、バルブ250を開閉する。患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、流量をさらに増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部260cは、電圧信号に基づいて、電圧が電圧閾値以上である場合にバルブ250を閉じ、電圧が電圧閾値未満である場合にバルブ250を開く。患者が空気を吸うことによって流量が増加することによって、電圧が電圧閾値以上となった場合に、バルブ250を閉じることによって、バルブ250から空気が流出されないため、流量を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少することによって、電圧が前記電圧閾値未満となった場合に、バルブ250を開くことによって、バルブ250から空気を流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、CPAPを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
100、100a、100b、100c…CPAPシステム、 200、200a、200b、200c…CPAP装置、 210…ファン、 220…圧力センサ、 220b、220c…流量センサ、 230…モータ、 240、240a、240b、240c…モータ駆動部、250…バルブ、 260、260a、260b、260c…バルブ駆動部、 270…ケース、 300…チューブ、 400…マスク
Claims (6)
- 空気を吸入して送り出すファンと、
前記ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、
前記ファンと前記センサとを内蔵し、前記ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口と前記ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、
前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、
前記空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、
前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記バルブを開閉するバルブ駆動部と、
を備える、CPAPシステム。 - 前記モータ駆動部は、PWM信号によって、前記ファンの回転数を制御し、
前記バルブ駆動部は、前記PWM信号に基づいて、前記バルブを開閉する、請求項1に記載のCPAPシステム。 - 前記バルブ駆動部は、前記PWM信号のデューティ比が閾値以上である場合に前記バルブを閉じ、前記PWM信号のデューティ比が閾値未満である場合に前記バルブを開く、請求項2に記載のCPAPシステム。
- 前記バルブ駆動部は、前記PWM信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、前記バルブを開閉する、請求項2に記載のCPAPシステム。
- 前記バルブ駆動部は、前記電圧信号に基づいて、電圧が第1電圧閾値以下である場合に前記バルブを閉じ、前記電圧が前記第1電圧閾値以上である第2電圧閾値以上である場合に前記バルブを開く、請求項4に記載のCPAPシステム。
- 空気を吸入して送り出すファンと、
前記ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、
前記ファンと前記センサとを内蔵し、前記ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口と前記ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、
前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、
前記空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、
前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記バルブを開閉するバルブ駆動部と、
を備える、CPAP装置。
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- 2019-11-08 CN CN201911104790.7A patent/CN111150911A/zh not_active Withdrawn
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