JP4917241B2 - 圧力に基づく換気の適応逆制御 - Google Patents

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Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、一般に、医療用ベンチレータ及び医療用ベンチレータのための制御システムに係り、より詳細には、圧力に基づく換気を適応逆制御するためのシステム及び方法に係る。
【０００２】
【背景技術】
ベンチレータシステムから呼吸圧力支援を受ける患者は、通常、ベンチレータの患者流路を経て呼吸気体を受け取る。患者流路は、一般に、患者ワイと称されるフィッティングに接続された２つの柔軟なコンジットより成る。これらコンジットの自由端がベンチレータに取り付けられ、一方のコンジットは、ベンチレータの空気圧システムから吸気気体を受け取り、そして他方のコンジットは、患者が呼気気体をベンチレータへ返送する。次いで、呼気の量が肺活量計で測定された後に、最終的に、呼気バルブを経て放出される。ワイ・フィッティングは、通常、患者の呼吸アタッチメント又はエンクロージャーに接続され、これは、吸気気体を肺に導くと共に、肺からの呼気気体を患者流路の呼気岐路に導く。患者流路の吸気端にある空気圧システムは、通常、呼吸の前に閉じられ、そして患者流路の呼気端にある呼気バルブは、通常、その前に一方向バルブがあって、患者流路の呼気岐路において気体の逆流を防いでいる。
【０００３】
圧力に基づく換気においては、圧力支援呼吸の呼気段階中に患者呼吸気体流路の呼気岐路に低圧力が発生すると、それらを入念に制御しない限り、患者に対する問題の原因となる。患者の肺の圧力がＰＥＥＰ（呼気終末陽圧、即ち基線圧力値）より下がると、患者の肺機能を損なうことになり、肺の衰弱を防止するには患者の肺のＰＥＥＰを維持することが重要である。
【０００４】
他方、圧力に基づく換気（ＰＢＶ）で現在遭遇する別の問題は、圧力制御型の換気に対する吸気サイクル中に患者の気道圧のオーバーシュートを制御することである。呼吸サイクルが標準的な圧力及び流量コントローラにより主として制御されるときには、コントローラが流量バルブを開くように指令して吸気の初期段階中に患者に吸気気体を迅速に供給するときに、患者は気道圧のオーバーシュートを経験し得る。従って、圧力に基づく換気中には患者の気道圧をより正確に制御することが強く望まれる。というのは、圧力が高過ぎたり低過ぎたりすると、多数の望ましからぬ影響をもたらすからである。
【０００５】
患者ベンチレータの機能を制御するために使用される種々の形式の適応コントローラが知られている。ベンチレータの動的な状態に基づいて流量及び圧力を制御するための医療用ベンチレータに対する一形式の適応制御システムは、所望の圧力波形を発生する波形ジェネレータを使用している。その流量制御システムは、気体の圧力と流量との比に基づき流れ供給制御アルゴリズム又は流れ排出制御アルゴリズムのいずれかを適応制御することのできるスイッチング論理ブロックを有する。供給及び排出の両制御システムは、波形ジェネレータからの目標圧力信号と、実際の気道圧力に対応するフィードバック信号との間のエラーを最小にするためのフィードバックループを備えている。
【０００６】
自動ベンチレータのための別の形式の適応コントローラでは、パルス酸素濃度計を使用して、患者の血液のヘモグロビン飽和度が光学的に決定され、そしてその情報を使用して、呼気時間の長さ、ＰＥＥＰ、及び患者の呼吸管に供給される吸気酸素（ＦｉＯ2）の一部分が調整される。
別の形式の適応コントローラは、患者の変化する要件に適応する伝達特性を有するフィードバック制御ループを使用して、吸気酸素の適切な部分量が維持される。酸素濃度計と、フィードバック制御のための酸素値の適応フィルタリングを与えるアルゴリズムとを使用する閉ループの非侵襲的酸素飽和度制御システムが提供される。
【０００７】
医療用ベンチレータのための１つの既知の適応フィードバック制御は、周波数ドメインにおいて、ベンチレータシステムの要素に対して決定されたラプラス伝達関数を分析する。口の圧力を正確に制御するために、適応フィードバック制御は、制御の遅れ項が、システムに対する患者の進み項を打ち消すように使用される。ダイアフラムバルブに付与される背圧を正確に制御するために、呼気空気圧サークル及び制御ループは、第２の閉ループコントローラを使用する。制御バルブは、コントローラによって発生される圧力エラー信号に基づいて作動される。吸気制御機能は、制御機能アルゴリズム、同期アルゴリズム、時定数アルゴリズム、及び抵抗／コンプライアンスアルゴリズムを使用する。
【０００８】
圧力に基づく換気における最も困難で且つ永続的な問題の１つは、広範囲な患者条件及びベンチレータ設定にわたって圧力追跡性能を達成することである。非固定の患者パラメータ、ベンチレータ設定、及び接続流路形式の巾広い選択は、システムの動的特性を数桁の大きさにわたって変化させる。固定利得コントローラを使用する古典的な制御方法では、通常、これらのパラメータが変化するので一貫した性能を維持することができない。設計者は、しばしば、特殊な変更に頼らねばならず、これら変更は、一応頑丈さを改善するが、おそらく、軌跡のオーバーシュート、立ち上り時間、定常精度、及び安定性の余裕の間での妥協を必要とする。従って、圧力をベースとする換気の制御を改善する必要性が残されている。本発明は、これら及び他の要望を満足するものである。
【０００９】
【発明の開示】
簡単に、そして一般的に述べると、本発明は、圧力に基づく換気の制御問題を解消する適応制御方法を提供する。この方法は、患者／ベンチレータシステムの線形モデルに基づいて設計された特定のレギュレータ構造体を使用する。又、同じモデルを使用して、患者の気道抵抗、肺のコンプライアンス、及び接続管のコンプライアンスのリアルタイム推定値が導出される。これらの推定値は、閉ループの動的特性が指定のシステムの動的特性に迅速に接近するようにレギュレータパラメータをリアルタイムで調整するのに使用される。患者／接続流路システムでは、気体の圧力を所望圧力に調整するためのパラメータを推定するのに入口流量及び流路圧力が使用される。本発明は、気体の圧力を所望圧力に対して補償するためのパラメータを与えて、圧力に基づく改善されたベンチレータ制御を行うための独特の気体圧力補償及び独特のパラメータ推定を提供する。本発明は、小さな幼児から大きな成人までの全範囲の患者条件にわたり、上述した妥協をバランスする必要なく、圧力を追跡する上で一貫した性能を与えることができる。又、副次的な利益として、本発明は、患者及び接続流路パラメータ測定も提供し、これは、ベンチレータ制御に高いレベルで使用できると共に、システム自己テスト（ＳＳＴ）を行ってこれらパラメータを決定する必要性をおそらく排除するのに使用できる。
【００１０】
本発明の方法及び装置は、圧力に基づく換気システムの吸気サイクルの制御について説明するが、この方法は、圧力及び量の両方に基づいて制御される換気戦略の呼気サイクルにも適用することができる。本発明の方法を使用して患者ベンチレータシステムの呼気特徴をモデリングすることにより、所望の呼気軌跡を迅速に得るようにレギュレータパラメータを調整することができる。
本発明のこれら及び他の特徴並びに効果は、本発明の特徴を一例として示した以下の詳細な説明及び添付図面から明らかとなろう。
【００１１】
【発明を実施するための最良の形態】
圧力に基づく換気においては、圧力支援呼吸の呼気段階中に患者の呼吸気体流路の呼気岐路に低圧力が発生すると、それらを入念に制御しない限り患者の問題の原因となる。患者の肺の圧力がＰＥＥＰより下がると、患者の肺機能を損なうことになり、肺の衰弱を防止するには患者の肺のＰＥＥＰを維持することが重要である。呼吸サイクルが主として標準圧力及び流量コントローラによって制御されるときには、吸気の初期段階中に患者へ呼吸気体を迅速に供給するためにコントローラが流量バルブを開くように指令するときに、患者は気道圧力のオーバーシュートも経験し得る。従って、圧力に基づく換気中には患者の気道圧力をより正確に制御することが強く望まれる。というのは、圧力が高過ぎても低過ぎても多数の不所望な作用が生じるからである。広範な患者条件及びベンチレータ設定にわたって圧力追跡性能のために種々の戦略が利用されているが、非固定の患者パラメータ、ベンチレータ設定、及び接続流路形式の巾広い選択は、システムの動的特性を数桁の大きさで変化させ、固定利得コントローラを使用するベンチレータの一貫した性能を得るのを困難にする。
【００１２】
添付図面に示されたように、本発明は、圧力に基づく換気の制御問題を解消する適応制御方法において実施される。この方法は、純粋な分析的解決策に基づくもので、患者／ベンチレータシステムの線形モデルに基づいて設計された特定のレギュレータ構造を使用している。又、同じモデルを使用して、患者の気道抵抗、肺のコンプライアンス、及び接続管のコンプライアンスのリアルタイム推定値が導出される。これらの推定値は、閉ループの動的特性が指定のシステムの動的特性に迅速に接近するようにレギュレータパラメータをリアルタイムで調整するのに使用される。図３に示したように、本発明の患者／接続流路システムでは、Ｇ（ｓ）入口流量及び流路圧力がパラメータ推定装置に供給される。パラメータ推定装置の出力は、補償装置のパラメータＣ（ｓ）を調整するのに使用される。
【００１３】
本発明の方法の現在好ましいとされる第１の特徴においては、忘却(forgetting)ファクタを伴う標準的な反復最小２乗方法を使用して、接続流路コンプライアンス、肺のコンプライアンス及び気道抵抗のリアルタイム推定値を形成するためのアルゴリズムが使用される。このアルゴリズムは、ＶｉｓＳｉｍベクトル及びマトリクスブロック演算を使用してテストされたピューリタン・ベネット(Puritan Bennett)８４０において実施されそしてテストされている。
【００１４】
本明細書全体を通じて、テーブル１に示す用語を使用する。
Figure 0004917241
【００１５】
図１の回路図に示されたＲＣＣ（Ｒ：気道抵抗、ＣL：肺のコンプライアンス及びＣT：接続流路のコンプライアンス）モデルは、比較的簡単であり且つベンチレータの圧力応答を厳密にモデリングできるので、肺／流路システムを表わすのに選択されたものである。これは、最小２乗モデルの一部分としてパラメータを含ませることにより抵抗及びコンプライアンス推定値に対して肺の流量を決定するために接続流路のコンプライアンスを個別に推定しなければならないタスクを排除する。図１のＲＣＣモデルは、流路の圧力対流量の伝達関数として次のように表わすことができる。
【数３】
Figure 0004917241
【００１６】
式１のファクタをクロス乗算し、そして式の各側の全ての項を（ｓ＋λ）2で除算することにより得られる式は、次の形態のパラメータ回帰モデルとして働く個別のパラメータ及び測定ベクトルに分割することができる。
ｗ(ｓ)＝ΘTΦ(ｓ) （式２）
但し、
ΘT＝［θ1 θ2 θ3］ （式３）
θ1＝ＲＣLＣT （式４）
θ2＝ＣL＋ＣT （式５）
θ3＝ＲＣL （式６）
は、パラメータのベクトルであり、そして
【数４】
Figure 0004917241
は、フィルタされた入力測定のベクトルであり、そして
【数５】
Figure 0004917241
は、フィルタされた出力測定である。
【００１７】
各入力及び出力測定をフィルタリングすることは、一次ローパス及びハイパスフィルタの次のようなカスケード状組合せを使用することにより達成できる。
【数６】
Figure 0004917241
【００１８】
これらフィルタは、両方とも、サンプル時間Ｔを仮定しそしてラプラス演算子ｓに以下の式１４を代入することにより離散的時間反復近似に変換することができる。この式は、遅延演算子ｚ-1を使用し、そして逆方向直角積分を遂行するものである。この変換は、ｓをｚ平面内で単位円内に完全にマップし、従って、安定性を確保する。
【数７】
Figure 0004917241
【００１９】
回帰モデルを、ここで、最小２乗式に直接適用して、θの推定値を解くことができ、次いで、これを使用して、Ｒ、ＣL及びＣTの推定値を代数的に解くことができる。
作用方程式は、次の通りである。
【数８】
Figure 0004917241
但し、α＜１は、忘却ファクタである。αが１に近いほど、推定装置がパラメータの変化に対して反応しなくなる。αが小さいほど、推定が変化しがちで且つ不確実になる。漸近線的サンプル長さ（ＡＳＬ）は、次のように定義される。
【数９】
Figure 0004917241
【００２０】
ＡＳＬは、Θの推定に貢献するサンプル数の尺度を与える。Ｔ＝０．００１秒における呼吸機構の推定については、α＝０．９９９７が、圧力に基づく換気の適応制御に使用するのに適した応答性でしかも安定した推定を与えると思われる。α及びＴのこの値については、３．３秒の過去の測定データが現在の推定に貢献する。
Γ(ｎ)は、３ｘ３の対称的な正の限定マトリクスである。
Ｋ(ｎ)は、３ｘ１ベクトルで、カルマン利得とも称される。
Θの上に書かれた「＾」は、この記号を、モデルを公式化するのに使用されるベクトル記号の推定として区別する。
【００２１】
方程式を実施するためには、パラメータ推定ベクトルエレメントに対する初期値と、共分散マトリクスエレメントに対する初期値を仮定しなければならない。パラメータ推定ベクトルにおけるエレメントに対して任意の値を最初に指定し、その後、定常推定を検査することができる。次いで、定常値を初期値として代入し、推定における始動時過渡状態のサイズを減少する上で助けとすることができる。共分散マトリクスの初期値は、対角マトリクスとして選択されねばならない。全ての対角エレメントを互いに等しくすることができるが、非常に大きくなければならない。呼吸機構の推定装置の場合には、対角エレメントは、１ｅ１２に等しい。対角から外れたエレメントは、全てゼロである。初期値を定義した後には、次の計算段階が推奨される。
【００２２】
１．流量及び圧力の第１の測定値を捕らえ、Φを形成し、そして利得ベクトルを計算する。
２．パラメータ推定ベクトルを計算する。
３．共分散マトリクスを計算する。
４．パラメータベクトル、測定ベクトル及び共分散マトリクスを次の繰り返しに対して更新する。
５．レートＴでステップ１ないし４を繰り返す。
【００２３】
λの選択は、モデリングされない動的特性である高い周波数を、仮定されたパラメータモデルからフィルタリングするのに適したものでなければならない。実験では、分離を良好に取り扱うための１０Ｈｚの極が示される。パラメータベクトルのエレメントは、実際には、式４、５及び６から解かれねばならない物理的パラメータ推定の線形組合せである。ある再構成は、次の式を生じさせる。
【数１０】
Figure 0004917241
【００２４】
推定装置は、リアルタイムデータ収集により圧力及び流量センサへのインターフェイスと共に視覚シミュレーション言語ＶｉｓＳｉｍで実施された。ＶｉｓＳｉｍは、推定値を時間と共に追跡できるようにリアルタイムグラフィック出力を発生する。又、ＶｉｓＳｉｍは、量制御換気を行って、動的特性を持続的に励起するのにも使用された。しかしながら、このアルゴリズムは、これらの数学項を表わすことのできる同様の適当なソフトウェア言語で実施することもできる。肺抵抗、流路管コンプライアンス、及び肺コンプライアンスの種々の組合せが推定装置において動作された。ＶｉｓＳｉｍ実施では、パラメータベクトル推定を使用し、式８を用いて推定（モデリング）流路圧力が計算された。推定装置は、モデリングされた流路圧力がほぼ直ちに追跡される状態でＲ、ＣT及びＣLの推定値が１００ｍｓ以内に非常に迅速に収斂することを示した。残りは、定常状態で約０．００５ｃｍＨ2Ｏと測定された。Ｒ、ＣT及びＣLの推定値は、時間と共に変化する。この時間的変化は、実際のパラメータが流量、温度及び量と共に非直線的であることを考慮して予想される。平均的に、推定値は、これらのパラメータの既知の静的な値の範囲内の値を反映する。これら平均値に対する変化は最小であり、これは、モデルに対して仮定された構造が良好に選択されたが、絶対的に正確ではないことを指示する。モデルにおいて無視された他のエレメント、例えば、イナータンスも、これら僅かな時間的変化を考慮することができる。モデル構造、及びパラメータの時間的変化の考え方を受け入れようとする場合には、この推定装置は、Ｒ、ＣT及びＣLを決定するのにも適している。推定装置は、Ｒ、ＣT及びＣLの等価静的パラメータを報告するのには完全に適していないが、適応制御技術に適用するのには非常に適している。
【００２５】
圧力追跡システム：
図２に示す圧力制御フィードバックを仮定する。Ｇ(ｓ)は、式１によりモデリングされた肺／流路システムを表わす。Ｃ(ｓ)は、所望の閉ループシステムＴ(ｓ)が達成されるように設計されるべき補償装置を表わす。閉ループシステムは、次の伝達関数により表わすことができる。
【数１１】
Figure 0004917241
Ｔ(ｓ)を得るのに必要な補償装置Ｃ(ｓ)について解くと、次のようになる。
【数１２】
Figure 0004917241
閉ループ伝達関数は、所望の帯域巾ωをもつ一次遅れであるとして選択する。
【数１３】
Figure 0004917241
【００２６】
閉ループ伝達関数に対して一次遅れが選択されるが、これは適応制御のための最も簡単な制御解決策しか生じないので、安定なＴ(ｓ)が適当であることに注意されたい。式２６を式２５に代入すると、簡単な形態の進み／遅れフィルタをもつ補償装置が生じる。
【数１４】
Figure 0004917241
【００２７】
この補償装置は、本質的に、Ｇ(ｓ)の非ゼロ極及びゼロを打ち消し、そして残りの閉ループ極をωへ駆動するのに必要な利得を与える。Ｇ(ｓ)のパラメータが固定されそして既知である場合には、Ｔ(ｓ)を完全に明らかにすることができる。実際の肺流路システムの場合に、パラメータｋ1、ｋ2及びｋ3は、システムが固定の補償パラメータでは所望のＴ(ｓ)に決して近づけないような著しいサイズで変化する。従って、良好な解決策は、肺／流路パラメータのリアルタイム推定値を使用して、Ｃ(ｓ)のリアルタイム調整に対してｋ1、ｋ2及びｋ3を得ることである。
【数１５】
Figure 0004917241
【００２８】
これらパラメータは、反復最小２乗の方法を使用して推定することができる。推定されたパラメータを使用することにより、図３に示すような適応制御構造が実現される。
ここで、圧力及び流量測定値を使用して、Ｒ、ＣT及びＣLが推定される。次いで、Ｇ(ｓ)の変化を追跡するＣ(ｓ)に対しｋ1、ｋ2及びｋ3が計算される。ｋ1、ｋ2及びｋ3を計算する前に、Ｒ、ＣT及びＣLのパラメータ推定値は、計算時に、それらパラメータに対する適度な範囲内の値に制限されねばならない。これは、レギュレータの範囲を限定し、そして推定装置が混乱を経験したときに不安定さを防止する上で助けとなる。
式２７の進み／遅れ設計は、制御のワインドアップ状態を防止するためにタンデムのハイパス及びローパス成分に次のように再構成される。
【数１６】
Figure 0004917241
【００２９】
かっこ内の第１項は、ハイパスフィルタであり、他の項は、ローパスフィルタである。個別コントローラとして実施されるときにアンチ・ワインドアップ動作を得るために、ハイパス関数が最初に計算される。次いで、ハイパス関数の出力を使用して、ローパスフィルタ実施に使用される積分を制限し、合成出力が流量コントローラの飽和限界を決して越えないようにする。式３１の構造を離散的な時間にいかに実施するかについて以下に説明する。
【００３０】
式３１の伝達関数は、サンプル時間Ｔを仮定し、そしてラプラス演算子ｓに式３２を代入することにより、離散的時間近似として書き表すことができる。この表現は、遅延演算子ｚ-1を使用し、そして逆方向直角積分を遂行する。この変換は、左半分の複素数極及びゼロをｚ平面内で単位円内に完全にマップし、従って、安定性を確保する。
【数１７】
Figure 0004917241
最初に、追跡エラーｅ(ｎ)を次のように計算する。
ｅ(ｎ)＝ｘ(ｎ)−Ｐｃ(ｎ) （式３３）
【００３１】
次いで、次の１組の式が式３１の構造を実施する。
【数１８】
Figure 0004917241
但し、ＱMIN及びＱMAXは、各々、流量制御の下限及び上限である。
従って、Ｃ(ｓ)、Ｑ(ｓ)の出力は、次のようになる。
Ｑ(ｎ)＝ｙHP(ｎ)＋ｙLP(ｎ) （式３７）
【００３２】
この出力は、流量制御を指令するために使用される。流量制御は、ここでは、Ｇ(ｓ)の動的特性から遥かに離れた動的特性を有すると仮定する。実験では、幼児から大人までの条件の範囲にわたって均一な性能を得るために、流量制御が全流量範囲にわたって少なくとも１５ｍｓの立ち上がり時間を与えねばならないことが示された。
又、患者の肺への流量ＱL及び患者の肺圧力ＰLを、気道抵抗Ｒ、患者の肺のコンプライアンスＣL、及び接続流路のコンプライアンスＣTから、次の式３８及び３９で示すように、推定することもできる。
【数１９】
Figure 0004917241
【００３３】
上述した式３２ないし３７に関連して使用された技術と同様に、式３８及び３９を離散化することにより、測定不能な量であるＱL及びＰLのリアルタイム推定値を与えるアンチ・ワインドアップデジタルフィルタを設計することができる。
本発明は、患者ベンチレータの気道変数の測定値から導出されるパラメータの推定をベースとする圧力に基づく換気のためのコントローラに関して説明したが、本発明のコントローラは、圧力に基づくか又は量に基づく換気戦略として患者の呼吸の呼気段階を制御するのにも使用できる。このような場合に、コントローラは、圧力に基づく吸気システムと同様に働くが、所望の呼気軌跡をターゲットとして使用する一方、呼気気道における多数の変数に基づいてパラメータの推定値を同様に導出する。同様に、本発明を使用するシステムは、これらの感知された変数を合成して、所望の吸気及び呼気特性を与えるようにベンチレータを制御することができる。
【００３４】
本発明の特定の形態を図示して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに種々の変更がなされ得ることが明らかであろう。従って、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲のみによって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 公知の肺／流路システムの回路図である。
【図２】 公知の圧力フィードバック制御システムの回路図である。
【図３】 本発明による適応圧力フィードバック制御システムの回路図である。

Claims (4)

  1. 加圧ベースのベンチレーション中の接続管流路を経て所望の圧力で気体を供給するベンチレータシステムにおいて、
    接続管流路への気体の流量を測定する手段と、
    接続管流路内の気体の圧力を測定する手段と、
    上記接続管流路への気体の実際の流量及び接続管流路内の気体の実際の圧力に基づいて出力抵抗のリアルタイム推定値を決定する手段と、
    上記接続管流路への気体の実際の流量及び接続管流路内の気体の実際の圧力に基づいてコンプライアンス値のリアルタイム推定値を決定する手段と、
    上記接続管流路への気体の実際の流量及び接続管流路内の気体の実際の圧力に基づいて接続管流路のコンプライアンスのリアルタイム推定値を決定する手段と、を備え、
    上記出力抵抗、上記コンプライアンス、及び上記接続管流路のコンプライアンスの推定値から、次の式を離散化することにより、流量の推定値を決定する手段を更に備え、
    Figure 0004917241
    但し、ＱLは出力流量、Ｒは上記出力抵抗、ＣLは上記コンプライアンス、そしてＣTは、
    上記接続管流路のコンプライアンスである、システム。
  2. 上記出力抵抗、上記コンプライアンス、及び上記接続管流路のコンプライアンスの推定値から、次の式を離散化することにより、上記出力における圧力の推定値を決定する手段を更に備え、
    Figure 0004917241
    但し、ＰLは上記圧力、Ｒは上記出力抵抗、ＣLは上記コンプライアンス、そしてＣTは上記接続管流路のコンプライアンスである請求項１に記載のシステム。
  3. 上記リアルタイム推定値に基づいて上記所望の圧力に対して供給気体の圧力を補償するための補償パラメータを決定するために接続流路の伝達関数を決定する手段と、
    上記接続管流路内の気体の実際の圧力と気体の所望の圧力とを比較し、上記所望の圧力と接続管流路内の気体の実際の圧力との間の差を表わすエラー信号を発生する手段と、
    及び、
    上記所望の圧力、上記補償パラメータ、及び上記所望の圧力と接続管流路内の気体の実際の圧力との間の差を表わす上記エラー信号とに基づいて、上記出力に供給される気体の圧力を上記出力に対する上記気体の所望の圧力に対して補償する手段により、
    出力に供給される気体の圧力を制御する手段を更に備えた請求項１に記載のシステム。
  4. 上記接続管流路はＹ字管を備えていることを特徴とする請求項１に記載のベンチレータ。
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Families Citing this family (158)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2005200987B2 (en) * 1996-08-14 2008-06-19 Resmed Limited Determination of Leak and Respiratory Airflow
US6024089A (en) 1997-03-14 2000-02-15 Nelcor Puritan Bennett Incorporated System and method for setting and displaying ventilator alarms
DE10253947C1 (de) * 2002-11-19 2003-12-04 Seleon Gmbh Verfahren zur Kompensation des Druckabfalls an einem Beatmungsschlauch, Beatmungsgerät sowie Speichermedium
DE102004014619A1 (de) * 2003-03-24 2005-03-17 Weinmann Geräte für Medizin GmbH + Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Leckagen bei Einrichtungen zum Zuführen von Atemgasen
FR2858236B1 (fr) 2003-07-29 2006-04-28 Airox Dispositif et procede de fourniture de gaz respiratoire en pression ou en volume
FR2875138B1 (fr) * 2004-09-15 2008-07-11 Mallinckrodt Dev France Sa Procede de regulation pour un humidificateur chauffant
FR2887777B1 (fr) * 2005-06-29 2007-08-10 Taema Sa Appareil de ventilation
US20070077200A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Baker Clark R Method and system for controlled maintenance of hypoxia for therapeutic or diagnostic purposes
US7886739B2 (en) * 2005-10-11 2011-02-15 Carefusion 207, Inc. System and method for circuit compliance compensated volume control in a patient respiratory ventilator
WO2007045036A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Resmed Ltd Method and apparatus for improving flow and pressure estimation in cpap systems
US7918223B2 (en) * 2005-11-09 2011-04-05 Carefusion 207, Inc. System and method for circuit compliance compensated pressure-regulated volume control in a patient respiratory ventilator
US20070151563A1 (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Kenji Ozaki Apparatus and method for controlling gas-delivery mechanism for use in respiratory ventilators
DE602007008838D1 (de) * 2006-01-30 2010-10-14 Hamilton Medical Ag O2-Steuerung
US7861716B2 (en) * 2006-03-15 2011-01-04 Carefusion 207, Inc. Closed loop control system for a high frequency oscillation ventilator
US8021310B2 (en) 2006-04-21 2011-09-20 Nellcor Puritan Bennett Llc Work of breathing display for a ventilation system
JP2009539468A (ja) * 2006-06-07 2009-11-19 ヴィアシス マニュファクチュアリング，インコーポレーテッド 患者用呼吸換気装置における適応高頻度流量遮断制御システム及びその制御方法
US7784461B2 (en) 2006-09-26 2010-08-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Three-dimensional waveform display for a breathing assistance system
US8902568B2 (en) 2006-09-27 2014-12-02 Covidien Lp Power supply interface system for a breathing assistance system
US20080078390A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Providing predetermined groups of trending parameters for display in a breathing assistance system
US20080294060A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Devices and methods for disease detection, monitoring and/or management
US9078984B2 (en) * 2008-01-31 2015-07-14 Massachusetts Institute Of Technology Mechanical ventilator
US20090205663A1 (en) * 2008-02-19 2009-08-20 Nellcor Puritan Bennett Llc Configuring the operation of an alternating pressure ventilation mode
US20090205661A1 (en) * 2008-02-20 2009-08-20 Nellcor Puritan Bennett Llc Systems and methods for extended volume range ventilation
CN101977550A (zh) * 2008-03-17 2011-02-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有集成的闭环控制器的患者监测器
WO2009120639A2 (en) 2008-03-27 2009-10-01 Nellcor Puritan Bennett Llc Breathing assistance systems with lung recruitment maneuvers
US8746248B2 (en) 2008-03-31 2014-06-10 Covidien Lp Determination of patient circuit disconnect in leak-compensated ventilatory support
US8792949B2 (en) * 2008-03-31 2014-07-29 Covidien Lp Reducing nuisance alarms
US8425428B2 (en) 2008-03-31 2013-04-23 Covidien Lp Nitric oxide measurements in patients using flowfeedback
US8267085B2 (en) 2009-03-20 2012-09-18 Nellcor Puritan Bennett Llc Leak-compensated proportional assist ventilation
US8272379B2 (en) 2008-03-31 2012-09-25 Nellcor Puritan Bennett, Llc Leak-compensated flow triggering and cycling in medical ventilators
US10207069B2 (en) 2008-03-31 2019-02-19 Covidien Lp System and method for determining ventilator leakage during stable periods within a breath
US8457706B2 (en) 2008-05-16 2013-06-04 Covidien Lp Estimation of a physiological parameter using a neural network
US8485185B2 (en) 2008-06-06 2013-07-16 Covidien Lp Systems and methods for ventilation in proportion to patient effort
WO2010028148A1 (en) 2008-09-04 2010-03-11 Nellcor Puritan Bennett Llc Inverse sawtooth pressure wave train purging in medical ventilators
US8551006B2 (en) 2008-09-17 2013-10-08 Covidien Lp Method for determining hemodynamic effects
US8424520B2 (en) * 2008-09-23 2013-04-23 Covidien Lp Safe standby mode for ventilator
US8794234B2 (en) 2008-09-25 2014-08-05 Covidien Lp Inversion-based feed-forward compensation of inspiratory trigger dynamics in medical ventilators
US8181648B2 (en) 2008-09-26 2012-05-22 Nellcor Puritan Bennett Llc Systems and methods for managing pressure in a breathing assistance system
US8302600B2 (en) 2008-09-30 2012-11-06 Nellcor Puritan Bennett Llc Battery management for a breathing assistance system
US8439032B2 (en) * 2008-09-30 2013-05-14 Covidien Lp Wireless communications for a breathing assistance system
US8652064B2 (en) 2008-09-30 2014-02-18 Covidien Lp Sampling circuit for measuring analytes
US8393323B2 (en) 2008-09-30 2013-03-12 Covidien Lp Supplemental gas safety system for a breathing assistance system
US8585412B2 (en) * 2008-09-30 2013-11-19 Covidien Lp Configurable respiratory muscle pressure generator
US8302602B2 (en) 2008-09-30 2012-11-06 Nellcor Puritan Bennett Llc Breathing assistance system with multiple pressure sensors
US11478190B2 (en) 2008-10-29 2022-10-25 Flashback Technologies, Inc. Noninvasive hydration monitoring
US20110172545A1 (en) * 2008-10-29 2011-07-14 Gregory Zlatko Grudic Active Physical Perturbations to Enhance Intelligent Medical Monitoring
US11382571B2 (en) 2008-10-29 2022-07-12 Flashback Technologies, Inc. Noninvasive predictive and/or estimative blood pressure monitoring
US11395594B2 (en) 2008-10-29 2022-07-26 Flashback Technologies, Inc. Noninvasive monitoring for fluid resuscitation
US11857293B2 (en) 2008-10-29 2024-01-02 Flashback Technologies, Inc. Rapid detection of bleeding before, during, and after fluid resuscitation
US11406269B2 (en) 2008-10-29 2022-08-09 Flashback Technologies, Inc. Rapid detection of bleeding following injury
US11395634B2 (en) 2008-10-29 2022-07-26 Flashback Technologies, Inc. Estimating physiological states based on changes in CRI
US8512260B2 (en) 2008-10-29 2013-08-20 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Statistical, noninvasive measurement of intracranial pressure
DE102009013396B3 (de) * 2009-03-16 2010-08-05 Dräger Medical AG & Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Sauerstoffdosierung eines Beatmungsgerätes
US8434479B2 (en) 2009-02-27 2013-05-07 Covidien Lp Flow rate compensation for transient thermal response of hot-wire anemometers
US8424521B2 (en) 2009-02-27 2013-04-23 Covidien Lp Leak-compensated respiratory mechanics estimation in medical ventilators
US8418691B2 (en) 2009-03-20 2013-04-16 Covidien Lp Leak-compensated pressure regulated volume control ventilation
US9186075B2 (en) * 2009-03-24 2015-11-17 Covidien Lp Indicating the accuracy of a physiological parameter
EP2281593A1 (en) * 2009-07-09 2011-02-09 Dräger Medical GmbH Medical blower control via pneumatic patient model
US8776790B2 (en) 2009-07-16 2014-07-15 Covidien Lp Wireless, gas flow-powered sensor system for a breathing assistance system
US20110023878A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 Nellcor Puritan Bennett Llc Method And System For Delivering A Single-Breath, Low Flow Recruitment Maneuver
US8789529B2 (en) * 2009-08-20 2014-07-29 Covidien Lp Method for ventilation
JP5360897B2 (ja) * 2009-08-28 2013-12-04 泉工医科工業株式会社 麻酔システムおよび麻酔システムの運転方法
CN102596028B (zh) * 2009-09-01 2015-04-22 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于对自主换气受试者中的肺顺应性进行量化的系统和方法
EP3821928A1 (en) 2009-11-03 2021-05-19 ResMed Pty Ltd Cpap systems
US8469030B2 (en) 2009-12-01 2013-06-25 Covidien Lp Exhalation valve assembly with selectable contagious/non-contagious latch
US8439037B2 (en) 2009-12-01 2013-05-14 Covidien Lp Exhalation valve assembly with integrated filter and flow sensor
US8469031B2 (en) 2009-12-01 2013-06-25 Covidien Lp Exhalation valve assembly with integrated filter
US8439036B2 (en) 2009-12-01 2013-05-14 Covidien Lp Exhalation valve assembly with integral flow sensor
US8421465B2 (en) 2009-12-02 2013-04-16 Covidien Lp Method and apparatus for indicating battery cell status on a battery pack assembly used during mechanical ventilation
US8434484B2 (en) * 2009-12-03 2013-05-07 Covidien Lp Ventilator Respiratory Variable-Sized Gas Accumulator
US9119925B2 (en) 2009-12-04 2015-09-01 Covidien Lp Quick initiation of respiratory support via a ventilator user interface
US20110132369A1 (en) 2009-12-04 2011-06-09 Nellcor Puritan Bennett Llc Ventilation System With System Status Display
US8924878B2 (en) 2009-12-04 2014-12-30 Covidien Lp Display and access to settings on a ventilator graphical user interface
US8482415B2 (en) * 2009-12-04 2013-07-09 Covidien Lp Interactive multilevel alarm
US9262588B2 (en) 2009-12-18 2016-02-16 Covidien Lp Display of respiratory data graphs on a ventilator graphical user interface
US8499252B2 (en) 2009-12-18 2013-07-30 Covidien Lp Display of respiratory data graphs on a ventilator graphical user interface
US20110146683A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Nellcor Puritan Bennett Llc Sensor Model
US20110146681A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-23 Nellcor Puritan Bennett Llc Adaptive Flow Sensor Model
US8400290B2 (en) 2010-01-19 2013-03-19 Covidien Lp Nuisance alarm reduction method for therapeutic parameters
US8707952B2 (en) 2010-02-10 2014-04-29 Covidien Lp Leak determination in a breathing assistance system
US20110209702A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 Nellcor Puritan Bennett Llc Proportional Solenoid Valve For Low Molecular Weight Gas Mixtures
US9302061B2 (en) 2010-02-26 2016-04-05 Covidien Lp Event-based delay detection and control of networked systems in medical ventilation
US8453643B2 (en) 2010-04-27 2013-06-04 Covidien Lp Ventilation system with system status display for configuration and program information
US8539949B2 (en) 2010-04-27 2013-09-24 Covidien Lp Ventilation system with a two-point perspective view
USD655809S1 (en) 2010-04-27 2012-03-13 Nellcor Puritan Bennett Llc Valve body with integral flow meter for an exhalation module
US8511306B2 (en) 2010-04-27 2013-08-20 Covidien Lp Ventilation system with system status display for maintenance and service information
USD653749S1 (en) 2010-04-27 2012-02-07 Nellcor Puritan Bennett Llc Exhalation module filter body
USD655405S1 (en) 2010-04-27 2012-03-06 Nellcor Puritan Bennett Llc Filter and valve body for an exhalation module
US8638200B2 (en) 2010-05-07 2014-01-28 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding Auto-PEEP detection during volume ventilation of non-triggering patient
CN103052420B (zh) * 2010-05-22 2015-07-15 马奎特紧急护理公司 具有流量估算的呼吸系统
US8607789B2 (en) 2010-06-30 2013-12-17 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding auto-PEEP detection during volume ventilation of non-triggering patient exhibiting obstructive component
US8607791B2 (en) 2010-06-30 2013-12-17 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding auto-PEEP detection during pressure ventilation
US8607788B2 (en) 2010-06-30 2013-12-17 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding auto-PEEP detection during volume ventilation of triggering patient exhibiting obstructive component
US8607790B2 (en) 2010-06-30 2013-12-17 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding auto-PEEP detection during pressure ventilation of patient exhibiting obstructive component
US8676285B2 (en) 2010-07-28 2014-03-18 Covidien Lp Methods for validating patient identity
CN102397609A (zh) * 2010-09-07 2012-04-04 北京航天长峰股份有限公司 麻醉机、呼吸机容量保障压力限制通气方法
US8554298B2 (en) 2010-09-21 2013-10-08 Cividien LP Medical ventilator with integrated oximeter data
US8757153B2 (en) 2010-11-29 2014-06-24 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding detection of double triggering during ventilation
US8595639B2 (en) 2010-11-29 2013-11-26 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding detection of fluctuations in resistance
US8757152B2 (en) 2010-11-29 2014-06-24 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding detection of double triggering during a volume-control breath type
US8676529B2 (en) 2011-01-31 2014-03-18 Covidien Lp Systems and methods for simulation and software testing
US8788236B2 (en) 2011-01-31 2014-07-22 Covidien Lp Systems and methods for medical device testing
US8783250B2 (en) 2011-02-27 2014-07-22 Covidien Lp Methods and systems for transitory ventilation support
US9038633B2 (en) 2011-03-02 2015-05-26 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt regarding high delivered tidal volume
US8714154B2 (en) 2011-03-30 2014-05-06 Covidien Lp Systems and methods for automatic adjustment of ventilator settings
US9629971B2 (en) 2011-04-29 2017-04-25 Covidien Lp Methods and systems for exhalation control and trajectory optimization
US8776792B2 (en) 2011-04-29 2014-07-15 Covidien Lp Methods and systems for volume-targeted minimum pressure-control ventilation
CA2871608C (en) 2011-07-22 2020-07-07 Flashback Technologies, Inc. Hemodynamic reserve monitor and hemodialysis control
US9089657B2 (en) 2011-10-31 2015-07-28 Covidien Lp Methods and systems for gating user initiated increases in oxygen concentration during ventilation
US9364624B2 (en) 2011-12-07 2016-06-14 Covidien Lp Methods and systems for adaptive base flow
EP2797653B1 (en) * 2011-12-27 2017-11-15 Koninklijke Philips N.V. Compensation of breath delivery
US9498589B2 (en) 2011-12-31 2016-11-22 Covidien Lp Methods and systems for adaptive base flow and leak compensation
US9022031B2 (en) 2012-01-31 2015-05-05 Covidien Lp Using estimated carinal pressure for feedback control of carinal pressure during ventilation
WO2013144925A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. System and method for power of breathing real-time assessment and closed-loop controller
US8844526B2 (en) 2012-03-30 2014-09-30 Covidien Lp Methods and systems for triggering with unknown base flow
US9327089B2 (en) 2012-03-30 2016-05-03 Covidien Lp Methods and systems for compensation of tubing related loss effects
US9993604B2 (en) 2012-04-27 2018-06-12 Covidien Lp Methods and systems for an optimized proportional assist ventilation
US9144658B2 (en) 2012-04-30 2015-09-29 Covidien Lp Minimizing imposed expiratory resistance of mechanical ventilator by optimizing exhalation valve control
US10362967B2 (en) 2012-07-09 2019-07-30 Covidien Lp Systems and methods for missed breath detection and indication
US9027552B2 (en) 2012-07-31 2015-05-12 Covidien Lp Ventilator-initiated prompt or setting regarding detection of asynchrony during ventilation
RU2649461C2 (ru) * 2012-10-10 2018-04-03 Конинклейке Филипс Н.В. Адаптивная компенсация контура пациента с использованием датчика давления в аппарате маски
US9375542B2 (en) 2012-11-08 2016-06-28 Covidien Lp Systems and methods for monitoring, managing, and/or preventing fatigue during ventilation
US9289573B2 (en) 2012-12-28 2016-03-22 Covidien Lp Ventilator pressure oscillation filter
US9492629B2 (en) 2013-02-14 2016-11-15 Covidien Lp Methods and systems for ventilation with unknown exhalation flow and exhalation pressure
USD731049S1 (en) 2013-03-05 2015-06-02 Covidien Lp EVQ housing of an exhalation module
USD736905S1 (en) 2013-03-08 2015-08-18 Covidien Lp Exhalation module EVQ housing
USD701601S1 (en) 2013-03-08 2014-03-25 Covidien Lp Condensate vial of an exhalation module
USD731065S1 (en) 2013-03-08 2015-06-02 Covidien Lp EVQ pressure sensor filter of an exhalation module
USD731048S1 (en) 2013-03-08 2015-06-02 Covidien Lp EVQ diaphragm of an exhalation module
USD692556S1 (en) 2013-03-08 2013-10-29 Covidien Lp Expiratory filter body of an exhalation module
USD744095S1 (en) 2013-03-08 2015-11-24 Covidien Lp Exhalation module EVQ internal flow sensor
USD693001S1 (en) 2013-03-08 2013-11-05 Covidien Lp Neonate expiratory filter assembly of an exhalation module
US9358355B2 (en) 2013-03-11 2016-06-07 Covidien Lp Methods and systems for managing a patient move
US9981096B2 (en) 2013-03-13 2018-05-29 Covidien Lp Methods and systems for triggering with unknown inspiratory flow
US9950135B2 (en) 2013-03-15 2018-04-24 Covidien Lp Maintaining an exhalation valve sensor assembly
US10064583B2 (en) 2013-08-07 2018-09-04 Covidien Lp Detection of expiratory airflow limitation in ventilated patient
US9675771B2 (en) 2013-10-18 2017-06-13 Covidien Lp Methods and systems for leak estimation
CN104874059B (zh) * 2014-02-28 2018-08-31 北京谊安医疗系统股份有限公司 呼吸机的压力控制方法及系统
DE102014004480B4 (de) * 2014-03-28 2017-11-09 W.O.M. World Of Medicine Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Körperinnendrucks bei Verwendung einer medizintechnischen Pumpe
US9808591B2 (en) 2014-08-15 2017-11-07 Covidien Lp Methods and systems for breath delivery synchronization
US9950129B2 (en) 2014-10-27 2018-04-24 Covidien Lp Ventilation triggering using change-point detection
US9925346B2 (en) 2015-01-20 2018-03-27 Covidien Lp Systems and methods for ventilation with unknown exhalation flow
USD775345S1 (en) 2015-04-10 2016-12-27 Covidien Lp Ventilator console
EP3319672A1 (en) * 2015-07-07 2018-05-16 Koninklijke Philips N.V. Methods and systems for patient airway and leak flow estimation for non-invasive ventilation
WO2017029629A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 Gilbert Jacobus Kuypers Improvements to electrically operable resuscitators
CN108136146B (zh) * 2015-09-28 2021-05-11 皇家飞利浦有限公司 在存在泄漏的情况下估计患者回路的依从性的方法和系统
WO2017064061A1 (en) * 2015-10-12 2017-04-20 Koninklijke Philips N.V. Mechanical ventilation with automatic control of patient's work of breathing using classical feedback control
US10765822B2 (en) 2016-04-18 2020-09-08 Covidien Lp Endotracheal tube extubation detection
US11389608B2 (en) 2016-09-19 2022-07-19 Koninklijke Philips N.V. Methods and systems for patient airway and leak flow estimation for non-invasive ventilation
US11559643B2 (en) 2017-11-14 2023-01-24 Covidien Lp Systems and methods for ventilation of patients
CN112118884A (zh) 2018-05-14 2020-12-22 柯惠有限合伙公司 用于利用信号失真的呼吸努力检测的系统和方法
US11517691B2 (en) 2018-09-07 2022-12-06 Covidien Lp Methods and systems for high pressure controlled ventilation
US11752287B2 (en) 2018-10-03 2023-09-12 Covidien Lp Systems and methods for automatic cycling or cycling detection
CN109303960B (zh) * 2018-10-26 2020-11-03 北京怡和嘉业医疗科技股份有限公司 一种通气治疗设备及控制方法
DE102018133125A1 (de) * 2018-12-20 2020-06-25 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Verfahren zum Reduzieren eines digitalen Speicherbedarfs
US11918386B2 (en) 2018-12-26 2024-03-05 Flashback Technologies, Inc. Device-based maneuver and activity state-based physiologic status monitoring
US11896767B2 (en) 2020-03-20 2024-02-13 Covidien Lp Model-driven system integration in medical ventilators
CN114377258B (zh) * 2021-12-21 2023-09-19 北京谊安医疗系统股份有限公司 一种用于新生儿呼吸机的基础流的控制装置及控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1071205A (ja) * 1996-08-02 1998-03-17 Siemens Elema Ab 換気装置および該装置の作動方法
WO2000010634A1 (en) * 1998-08-21 2000-03-02 Respironics, Inc. Apparatus and method for determining respiratory mechanics of a patient and for controlling a ventilator based thereon
JP2000176016A (ja) * 1998-12-14 2000-06-27 Nippon Koden Corp 換気データ処理方法および装置

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3857385A (en) * 1970-04-03 1974-12-31 Jaeger E Direct indicating devices for measuring respiratory resistance
US3713436A (en) * 1970-10-23 1973-01-30 Spearhead Inc Method and apparatus for measuring mechanical properties of the respiratory system
US4036221A (en) * 1972-05-01 1977-07-19 Sutter Hospitals Medical Research Foundation Respirator
US3871371A (en) * 1972-12-11 1975-03-18 Puritan Bennett Corp Respiration supply and control
US4082088A (en) * 1974-03-22 1978-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for determination of respiratory passageway resistance
BE814753A (fr) * 1974-05-08 1974-09-02 Appareil electronique et automatique pour la mesure de la resistance bronchique et de l'elastance pulmonaire.
US3923056A (en) * 1974-06-19 1975-12-02 Gen Electric Compliance compensation for electronically controlled volume respirator systems
NL7515182A (nl) * 1975-02-26 1976-08-30 Siemens Ag Inrichting voor het bepalen van de ademwegweer- stand.
US4220161A (en) * 1975-04-18 1980-09-02 Berlin Howard M Perturbation device for the measurement of airway resistance
US4031885A (en) * 1975-10-15 1977-06-28 Puritan-Bennett Corporation Method and apparatus for determining patient lung pressure, compliance and resistance
DE2714216C2 (de) * 1977-03-30 1978-12-07 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Vorrichtung zum Bestimmen der Atemwegimpedanz
GB1599672A (en) * 1977-12-09 1981-10-07 Ireland Vitalograph Apparatus for the determination of respiratory parameters
FR2455765A1 (fr) * 1979-05-02 1980-11-28 Intertechnique Sa Dispositif regulateur d'alimentation en gaz d'un organe recepteur
JPS5948106B2 (ja) * 1980-08-27 1984-11-24 株式会社東芝 呼吸監視装置
US4351344A (en) * 1980-11-13 1982-09-28 Bio-Med Devices, Inc. Method and apparatus for monitoring lung compliance
US4671297A (en) * 1985-10-25 1987-06-09 Schulze Jr Karl F Method and apparatus for monitoring infants on assisted ventilation
US4802492A (en) * 1987-03-11 1989-02-07 National Jewish Center For Immunology And Respiratory Medicine Method for determining respiratory function
US4889116A (en) 1987-11-17 1989-12-26 Phospho Energetics, Inc. Adaptive control of neonatal fractional inspired oxygen
US4986268A (en) 1988-04-06 1991-01-22 Tehrani Fleur T Method and apparatus for controlling an artificial respirator
US4972842A (en) * 1988-06-09 1990-11-27 Vital Signals, Inc. Method and apparatus for precision monitoring of infants on assisted ventilation
GB8920499D0 (en) * 1989-09-11 1989-10-25 Micro Medical Ltd Apparatus for measuring airway resistance
US5365922A (en) 1991-03-19 1994-11-22 Brigham And Women's Hospital, Inc. Closed-loop non-invasive oxygen saturation control system
US5261397A (en) * 1991-05-10 1993-11-16 The Children's Hospital Of Philadelphia Methods and apparatus for measuring infant lung function and providing respiratory system therapy
JP2582010B2 (ja) * 1991-07-05 1997-02-19 芳嗣 山田 呼吸筋活動のモニタ装置
US5303698A (en) 1991-08-27 1994-04-19 The Boc Group, Inc. Medical ventilator
US5315989A (en) 1991-12-09 1994-05-31 Boc Health Care, Inc. Medical ventilator
US5682877A (en) 1991-12-30 1997-11-04 Mondry; Adolph J. System and method for automatically maintaining a blood oxygen saturation level
US5271389A (en) 1992-02-12 1993-12-21 Puritan-Bennett Corporation Ventilator control system that generates, measures, compares, and corrects flow rates
US5388575A (en) 1992-09-25 1995-02-14 Taube; John C. Adaptive controller for automatic ventilators
US5517983A (en) * 1992-12-09 1996-05-21 Puritan Bennett Corporation Compliance meter for respiratory therapy
US5316010A (en) * 1993-04-02 1994-05-31 Brown Jesse P Apparatus for noninvasive measuring of upper airway resistance in humans during sleep
US5429123A (en) 1993-12-15 1995-07-04 Temple University - Of The Commonwealth System Of Higher Education Process control and apparatus for ventilation procedures with helium and oxygen mixtures
SE9500275L (sv) 1995-01-26 1996-07-27 Siemens Elema Ab Metod och apparat för att bestämma en överföringsfunktion för ett anslutningssystem
SE9502031D0 (sv) 1995-06-02 1995-06-02 Lachmann Burkhard Arrangement and method for determining an optimal opening pressure in a lung system
SE9502543D0 (sv) 1995-07-10 1995-07-10 Lachmann Burkhardt Artificial ventilation system
AUPN547895A0 (en) * 1995-09-15 1995-10-12 Rescare Limited Flow estimation and compenstion of flow-induced pressure swings cpap treatment
US5735267A (en) 1996-03-29 1998-04-07 Ohmeda Inc. Adaptive control system for a medical ventilator
US5692497A (en) 1996-05-16 1997-12-02 Children's Medical Center Corporation Microprocessor-controlled ventilator system and methods
US5865168A (en) 1997-03-14 1999-02-02 Nellcor Puritan Bennett Incorporated System and method for transient response and accuracy enhancement for sensors with known transfer characteristics
SE513969C2 (sv) * 1997-05-17 2000-12-04 Draegerwerk Ag Anordning och förfarande för bestämning av respirationssystemetsmekaniska egenskaper
US6068602A (en) * 1997-09-26 2000-05-30 Ohmeda Inc. Method and apparatus for determining airway resistance and lung compliance
US6142150A (en) * 1998-03-24 2000-11-07 Nellcor Puritan-Bennett Compliance compensation in volume control ventilator
GB2362108A (en) * 1999-02-03 2001-11-14 Univ Florida Method and apparatus for nullifying the imposed work of breathing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1071205A (ja) * 1996-08-02 1998-03-17 Siemens Elema Ab 換気装置および該装置の作動方法
WO2000010634A1 (en) * 1998-08-21 2000-03-02 Respironics, Inc. Apparatus and method for determining respiratory mechanics of a patient and for controlling a ventilator based thereon
JP2000176016A (ja) * 1998-12-14 2000-06-27 Nippon Koden Corp 換気データ処理方法および装置

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