JP6342816B2 - 圧力サポート装置における空気密度変動の補償 - Google Patents

Description

本開示は、圧力サポート装置における空気密度変動の補償に関する。

医療機器を使用して、医学的疾患を処置し又は被検体を診断し、処置し、又はモニタすることが知られている。例えば、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）のような肺又は呼吸疾患に苦しむ被検体は、多くの場合、圧力サポート装置により処置される。このような圧力サポート装置の１つの例は、持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）装置である。ＣＰＡＰ装置は、気道に「添え木を当てる」ようにサポートするために、被検体の呼吸サイクルの全体にわたって被検体の気道に流体フローを供給し、それによって、睡眠中の気道の崩壊を防ぐ。

圧力サポート装置の別の実施例は、バイレベル陽圧治療を提供する。被検体の気道に供給される流体の圧力は、変動し又は被検体の呼吸サイクルと同期して、被検体に対する医学的効果及び／又は快適さを最大限にする。この種の装置は、バイレベル気道陽圧（ＢｉＰＡＰ）装置としても知られうる。あるＢｉＰＡＰ装置の場合、被検体の吸気相の最中よりも、呼気相の最中に、より低い圧力が被検体に供給される。更に、被検体に供給される圧力が被検体の検出された状態に基づいて変化する自動滴定陽圧治療を提供することが知られている。このような検出される状態は、被検体がいびきをかいているかどうか、あるいは無呼吸、呼吸低下、又は上気道抵抗を経験しているかどうか、を含みうる。

被検体が呼吸疾患と診断されると、被検体は、一般に、圧力サポート治療、すなわち圧力サポートのモード（例えば、連続、バイレベル又は自動滴定）を処方され、処方された圧力サポートレベルを与えられる。圧力サポート治療（圧力サポートのモード及び圧力設定）は一般に、被検体が睡眠ラボで睡眠検討を受けた後、医師により処方される。

圧力サポート装置は、被検体に供給される空気の圧力レベルを測定し制御するために使用されるアプローチに関して、非常に簡単なものから高度に複雑ものにまで及ぶ。最も簡単な圧力サポート装置は、圧力センサを全く利用しない。むしろ、それらの装置は、それらの圧力制御のためにベースモータ速度と出力圧力との間の知られている関係に依存し、それらは概して、治療が供給される限り、モータ速度を同じレベルに制御する。しかしながら、所与のモータ速度に関して、ブロワの出力圧力は、空気の密度（「理想気体の法則」により空気温度及び空気の絶対圧力（気圧）に密接に関連する）によって、大きく変わることがよく知られている。従って、これらの最も簡単な圧力サポート装置にとって、局所的な空気密度に基づいてベースモータ速度設定を確立することが適当である。ある既存の圧力サポート装置は、「手動の高度補償」を含む。ベース速度設定は、ユーザによって、圧力サポート装置に入力される局所的な高度に関する粗い設定に基づいて調整される。高度設定は、たった３つの設定を有する程度の粗いものでありうる。例えば、高度設定は、海抜０−２５００フィートの高度の場合の「１」、２５００−５０００フィートの場合の「２」、及び５０００−７５００フィートの場合の「３」という設定を含むことができる。

対照的に、より複雑な圧力サポート装置は、一般に、差圧センサを利用して、局所的な周囲気圧に対する圧力サポート装置の出力圧力を直接的に測定し、その後、当該圧力測定を適切な（すなわち処方された）レベルにもっていくようにブロワ速度を制御する。このスキームにおいて、モータ速度は一般に、患者にとっての適切な圧力を生成するために必要ないかなるＲＰＭにも連続に駆動される。これらの圧力サポート装置において、高度補償は、完全に自動であり、ユーザに対しいかなる介入も求めない。更に、このアプローチにおいて使用される圧力制御アルゴリズムは、稼働させるために、モータ速度の知識、又は、高度、気圧又は気温の局所的な周囲変数のいずれの知識も必要としない。

最も簡単な圧力サポート装置がどのように圧力を制御するかと、より複雑な圧力サポート装置がどのように圧力を制御するかとの間の大きな違いのため、被検体に供給される圧力の正確さに差が生じ、個々のアプローチによって要求されるコンポーネントに関して大きなコストの差が生じる。概して、より複雑な圧力サポート装置は、（特に、動作環境において、遭遇しうる周囲気圧（大気圧）、温度及び／又は湿度の偏差のために生じうる出力圧力の変動を考慮した後は、）それらのより簡単な対応物よりはるかに正確である。より複雑な圧力サポート装置は更に、差圧センサ及びその関連する信号経路の存在、並びに圧力サポート装置の空気経路に加わる複雑さのため、それらのより簡単な対応物より概してコストが高い。

従って、本開示の１又は複数の実施形態の目的は、圧力サポート装置における空気密度の変動を補償するように構成されるシステムを提供することである。

システムは、フロー生成器、少なくとも１つのセンサ、及び１又は複数のプロセッサを有する。フロー生成器は、被検体の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローを生成するように構成される。少なくとも１つのセンサは、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータに関する情報を示す１又は複数の出力信号を供給するように構成される。１又は複数のプロセッサは、コンピュータプログラムモジュールを実行するように構成される。コンピュータプログラムモジュールは、周囲パラメータ決定モジュール、周囲空気密度算定モジュール、及びフロー生成器制御モジュールを有する。周囲パラメータ決定モジュールは、少なくとも１つのセンサにより供給される１又は複数の出力信号の個々に基づいて、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータの個々を決定するように構成される。周囲空気密度算定モジュールは、周囲パラメータ決定モジュールにより決定される１又は複数のパラメータの個々に基づいて、圧力サポート装置の周囲環境の周囲空気密度を算定するように構成される。フロー生成器制御モジュールは、圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度に基づいて、呼吸用ガスの加圧フローのフローレートを調整するようにフロー生成器を制御するように構成される。

本開示の１又は複数の実施形態の他の見地は、圧力サポート装置における空気密度の変動を補償する方法を提供することである。方法は、被検体の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローを生成することを含む。方法は、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数パラメータを決定することを含む。方法は、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータの個々に基づいて、圧力サポート装置の周囲環境の周囲空気密度を算定することを含む。方法は、圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度に基づいて、呼吸用ガスの加圧フローのフローレートを調整することを含む。

１又は複数の実施形態の他の見地は、圧力サポート装置における空気密度の変動を補償するように構成されるシステムを提供することである。システムは、被検体の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローを生成する圧力生成手段を有する。システムは、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータを決定する周囲パラメータ決定手段を有する。システムは、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータの個々に基づいて、圧力サポート装置の周囲環境の周囲空気密度を算定する空気密度算定手段を含む。システムは、圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度に基づいて、呼吸用ガスの加圧フローのフローレートを調整するように圧力生成手段を制御するフローレート調整手段を有する。

本開示のこれら及び他の目的、特徴及び特性、構造の関連する素子の動作方法及び機能、並びに部品の組み合わせ及び製造の経済は、添付の図面を参照して以下の記述及び添付の請求項を検討することにより一層明らかになる。図面のすべては、この明細書の一部を形成し、図面における同様の参照数字は、さまざまな図の対応する部分を示す。しかしながら、図面は、単に図示及び説明のためにあり、開示を制限する規定を意図するものではないことが明白に理解されるべきである。

１又は複数の実施形態による、圧力サポート装置における空気密度の変動を補償するように構成されるシステムを示す図。 １又は複数の実施形態による、圧力サポート装置における空気密度の変動を補償する方法を示すフローチャート。

ここで使用されるとき、文脈が他の場合を明確に示さない限り、「a」、「an」及び「the」の単数形は複数の言及を含む。ここで使用されるとき、２又はそれ以上の部品又はコンポーネントが「結合される」という記述は、リンクが生じる限り、部品が、直接的に又は間接的に、すなわち１又は複数の中間部品又はコンポーネントを通じて結合され又は一緒に動作することを意味する。ここで使用されるとき、「直接的に結合される」とは、２つの構成要素が直接的に互いと接触することを意味する。ここで使用されるとき、「固定的に結合される」又は「固定される」とは、互いに対して一定の方向を維持しながら、２つのコンポーネントが一体となって移動するように結合されることを意味する。

ここで使用されるとき、「単一(unitary)」という語は、コンポーネントが単一部品又はユニットとして生成されることを意味する。すなわち、別々に生成され、その後ユニットとして一緒に結合される部品を含むコンポーネントは、「単一」のコンポーネント又は本体でない。ここで用いられるとき、２又はそれ以上の部品又はコンポーネントが互いに「係合する」という記述は、部品が、直接的に、あるいは１又は複数の中間部品又はコンポーネントを通じて、互いに対し力を及ぼすことを意味する。ここで用いられるとき、「いくつかの」という語は、１又は１より大きい整数（すなわち複数）を意味する。

ここで使用される方向に関する表現、例えば非限定的な例示として、上、下、左、右、上方、下方、前、後ろ、及びその派生語のような表現は、図面に示される構成要素の向きに関連し、明白に示されない限り請求項を制限しない。

図１は、１又は複数の実施形態による、圧力サポート装置１１における空気密度の変動を補償するように構成されるシステム１０を示す。呼吸治療の最中、呼吸用ガスの加圧フローが、治療レジメンに従って被検体１２の気道に供給される。治療レジメンは、例えば肥満低換気症候群、閉塞性睡眠時無呼吸、及び／又は他の肺又は呼吸疾患のような呼吸状態を処置するように設計されることができる。例示的な実施形態により、被検体１２の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローのフローレートは、圧力サポート装置１１の周囲環境の算定される周囲空気密度に基づいて、調整される。算定される周囲空気密度は、圧力サポート装置１１の周囲環境に関連付けられる１又は複数の測定される及び／又は推定されるパラメータに基づいて、決定される。一実施形態において、システム１０は、フロー生成器１４、電子記憶装置１６、ユーザインタフェース１８、１又は複数のセンサ２０、プロセッサ２４、及び／又は他のコンポーネントの１又は複数を含む。

一実施形態において、フロー生成器１４は、被検体１２の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローを生成するように構成される。フロー生成器１４は、治療目的で又は他の目的で、呼吸用ガスの加圧フローの１又は複数のパラメータ（例えば、フロー、圧力、体積、湿度、温度、ガス組成、その他）を制御できる。１又は複数のパラメータは、治療レジメンに従って制御されることができる。治療レジメンは、被検体１２のＱＯＬを維持し及び／又は他のやり方で改善するように構成されることができる。非限定的な例によれば、フロー生成器１４は、呼吸機能不全又は気道閉塞症候群を処置するために、呼吸用ガスの加圧フローの圧力を制御するように構成されることができる。フロー生成器１４は、気道陽圧治療を被検体１２に供給するように構成される陽圧フロー生成器を含みうる。このような装置は、例えば、米国特許第6,105,575号に記述されており、その内容は、参照によって、本願明細書に完全に盛り込まれるものとする。

呼吸用ガスの加圧フローは、被検体インタフェース２６を通じて被検体１２の気道に供給される。被検体インタフェース２６は、被検体１２の気道に、フロー生成器１４により生成される呼吸用ガスの加圧フローを伝えるように構成される。従って、被検体インタフェース２６は、コンジット２８及びインタフェース器具３０を含む。コンジット２８は、インタフェース器具３０に、呼吸用ガスの加圧フローを運び、インタフェース器具３０は、被検体１２の気道に、呼吸用ガスの加圧フローを供給する。例えば、インタフェース器具３０のある例は、気管内チューブ、鼻カニューレ、鼻マスク、鼻／口マスク、フルフェースマスク、トータルフェースマスク、又は被検体の気道にガスフローを運ぶように構成される他のインタフェース器具を含むことができる。本開示は、これらの例に制限されず、任意の被検体インタフェースを使用した被検体１２への呼吸用ガスの加圧フローの供給を企図する。

図１は、単一リムの受動システムとして被検体インタフェース２６をもつシステム１０の構成を示しているが、これは制限的であることを意図しない。この開示の範囲は、被検体インタフェース２６が、インタフェース器具３０からの呼気を受け取るように構成される第２のコンジットを含む２リムのシステムとして形成される実施形態を含むことが分かるであろう。第２のコンジットは、環境にこのような流体を排気することができ、フィルタにこのような流体を運ぶことができ、及び／又はシステム１０内のコンポーネントを含む他のコンポーネントに、このような流体を運ぶことができる。

一実施形態において、電子記憶装置１６は、情報を電子的に記憶する電子記憶媒体を有する。電子記憶装置１６の電子記憶媒体は、システム１０と一体的に設けられる（すなわち実質的に取り外し不可能な）システム記憶装置、及び／又は例えばポート（例えば、ＵＳＢポート、Ｆｉｒｅｗｉｒｅポート、その他）又はドライブ（例えば、ディスクドライブ、その他）を通じてシステム１０に取り外し可能に接続可能である取り外し可能な記憶装置、の一方又は両方を含むことができる。電子記憶装置１６は、光学可読記憶媒体（例えば、光ディスク、その他）、磁気可読記憶媒体（例えば、磁気テープ、磁気ハードディスク、フロッピードライブ、その他）、電荷を利用する記憶媒体（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、その他）、ソリッドステート記憶媒体（例えば、フラッシュドライブ、その他）、及び／又は他の電子的に可読な記憶媒体の１又は複数を含むことができる。電子記憶装置１６は、ソフトウェアアルゴリズム、ルックアップテーブル、プロセッサ２４により決定される情報、ユーザインタフェース１８を通じて受け取られる情報、及び／又はシステム１０が適切に機能することを可能にする他の情報を記憶できる。電子記憶装置１６（の全部又は一部）は、システム１０内の別個のコンポーネントであってもよく、又は電子記憶装置１６（の全部又は一部）は、システム１０の１又は複数の他のコンポーネント（例えば、フロー生成器１４、ユーザインタフェース１８、プロセッサ２４、及び／又はシステム１０の他のコンポーネント）と一体的に設けられてもよい。

ユーザインタフェース１８は、システム１０と、１又は複数のユーザ（例えば、被検体１２、介護者、リサーチャ、治療意思決定者、及び／又は他のユーザ）との間のインタフェースを提供するように構成され、ユーザは、ユーザインタフェース１８を通じて、システム１０へ情報を供給し、システム１０から情報を受け取ることができる。これは、ひとまとめに「情報」と呼ばれるデータ、キュー、結果及び／又は命令並びに任意の他の通信可能なアイテムが、ユーザと、フロー生成器１４、電子記憶装置１６、プロセッサ２４、及び／又はシステム１０の他のコンポーネントの１又は複数との間で通信されることを可能にする。ユーザインタフェース１８に含まれるのに適したインタフェース装置の例は、キーパッド、ボタン、スイッチ、キーボード、ノブ、レバー、表示スクリーン、タッチスクリーン、スピーカ、マイクロフォン、インジケータ光、可聴警報、プリンタ、触覚的フィードバック装置、及び／又は他のインタフェース装置を含む。一実施形態において、ユーザインタフェース１８は、複数の別個のインタフェースを含む。一実施形態において、ユーザインタフェース１８は、フロー生成器１４と一体的に設けられる少なくとも１つのインタフェースを含む。ユーザインタフェース１８は、システム１０の調整可能なパラメータを変更するために、被検体１２からの入力を受け取るように構成されることができる。例えば、ユーザインタフェース１８は、呼吸状態の検出の感度又は応答時間を変更する又は選択するために、被検体１２からの入力を受け取るように構成されうる（例えば、呼吸状態の遷移を検出するための閾値レベルは、段階的なノブ又は１から１０まで数を表示するデジタルインタフェースを用いて感度を増大又は低下させるように調整されることができる）。

有線でも無線でもよいが他の通信技法が更に、本開示によりユーザインタフェース１８として企図されることが理解されるべきである。例えば、本開示は、ユーザインタフェース１８が、電子記憶装置１６により提供される取り外し可能な記憶装置インタフェースと一体化されてもよいことを企図する。この例において、情報は、取り外し可能な記憶装置（例えば、スマートカード、フラッシュドライブ、取り外し可能なディスク、その他）から、システム１０へ、ロードされることができ、これは、ユーザがシステム１０の実現をカスタマイズすることを可能にする。ユーザインタフェース１８としてシステム１０と共に使用されるように適応される他の例示の入力装置及び技法は、ＲＳ−２３２ポート、ＲＦリンク、ＩＲリンク、モデム（電話、ケーブル、その他）を含むが、これに限定されるものではない。要するに、システム１０と情報を通信するための任意の技法が、本開示によりユーザインタフェース１８として企図される。

センサ２０の個々は、圧力サポート装置１１の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータに関する情報を示す１又は複数の出力信号を提供するように構成される。周囲環境は、圧力サポート装置１１を囲む環境を含む。圧力サポート装置１１の周囲環境に関連付けられるパラメータの例は、周囲気圧、周囲空気温度、周囲空気湿度、及び／又は他のパラメータの１又は複数を含む。個々のセンサ２０が、システム１０内の何処かに配置されることができるので、図１に示されるセンサ２０のロケーションは、制限的であることを意図しない。例えば、１又は複数のセンサ２０は、圧力生成器１４の吸気口に又はその近くに配置されることができる。別の例として、１又は複数のセンサ２０が、圧力サポート装置１１の筐体（図１に示さず）の外側から個々のセンサ２０に空気を直接運ぶベント（図１に図示せず）に配置されることができる。更に別の例として、１又は複数のセンサ２０は、圧力サポート装置１１の筐体（図１に示さず）内の環境条件を調べるように構成されることができ、環境条件は、圧力サポート装置１１の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータを決定する又は算定するために使用されることができる。

一般的に言えば、周囲気圧は、地球環境において、表面の上の空気の重みにより該表面に及ぼされる単位面積当たりの力を表す。周囲気圧は、「絶対圧力」と呼ばれることができる。差圧が２又はそれ以上の圧力間の差を表すという点で、周囲気圧は差圧とは異なる。センサ２０の個々は、ピエゾ抵抗−ひずみ−ゲージを利用する圧力センサ、容量を利用する圧力センサ、共鳴を利用する圧力センサ、及び／又は周囲気圧に関する情報を示す出力信号を供給するように構成される他のセンサを含みうる。

周囲空気温度は、圧力サポート装置１１を囲む空気の暖かさ又は冷たさの尺度である。センサ２０の個々は、それ自体、周囲空気温度に関する情報を示す出力信号を供給するように構成される温度計、熱電対及び／又は他のセンサを含みうる。

周囲空気湿度は、空気中の水蒸気の量を表す。周囲空気湿度は、絶対湿度、相対湿度、及び／又は比湿として表現されることができる。絶対湿度は、空気の含水量に関して規定され、空気の単位体積当たりの水蒸気の質量として表現されることができる。相対湿度は、空気中の水蒸気の部分的な圧力の、同じ条件（例えば同じ圧力及び温度）下の水の飽和蒸気圧に対する比であり、パーセンテージとして一般に表現される。比湿は、空気の特定の質量での乾燥空気に対する水蒸気の比であり、乾燥空気の質量当たりの水蒸気の質量の比として表現される。従って、センサ２０の個々は、乾湿計、湿度計、赤外線を利用した湿度センサ、及び／又は周囲空気湿度に関する情報を示す出力信号を提供するように構成される他のセンサを含みうる。

センサ２０は、圧力サポート装置１１に配置される２つの別個のセンサとして示されているが、これは制限的であることを意図しない。センサ２０は、単一ロケーション又は複数のロケーションに配置される１又は複数のセンサを含むことができ、例えば、フロー生成器１４と隣り合って、コンジット２８と隣り合って、インタフェース器具３０と隣り合って、及び／又は他のロケーションに配置されうる。

圧力サポート装置１１の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータに関する情報を示す他の出力信号が、企図される。例えば、センサ２０は、圧力サポート装置１１から離れた別個のセンサを含むこともできる。ある実施形態において、センサ２０の１又は複数は、システム１０の外側に配置されることができる。このような実施形態において、外部に位置するセンサ２０により生成される出力信号は、有線及び／又は無線の構成によって、プロセッサ２４に中継されることができる。独立したユーザインタフェースが、外部に位置するセンサ２０と一緒に含まれることもでき、かかる独立したユーザインタフェースは、センサ２０により生成される出力信号を受け取り、ここに記述される技法の一部又は全部を実現するように出力信号を処理し、及び／又は少なくとも決定された情報の一部を表示する。

プロセッサ２４は、システム１０に情報処理能力を提供するように構成される。従って、プロセッサ２４は、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、状態マシン、及び／又は情報を電子的に処理する他の機構の１又は複数を含むことができる。プロセッサ２４が、単一の物として図１に示されているが、これは単に説明的な目的のためである。ある実施形態において、プロセッサ２４は、複数の処理ユニットを含むことができる。これらの処理ユニットは、同じ装置（例えばフロー生成器１４）内に物理的に位置することができ、又はプロセッサ２４は、協調的に動作する複数の装置の処理機能を表現することもできる。

図１に示されるように、プロセッサ２４は、１又は複数のコンピュータプログラムモジュールを実行するように構成されることができる。１又は複数のコンピュータプログラムモジュールは、周囲パラメータ決定モジュール３２、周囲パラメータ推定モジュール３４、周囲空気密度算定モジュール３６、フロー生成器制御モジュール３８、及び／又は他のモジュールの１又は複数を含むことができる。プロセッサ２４は、ソフトウェアによって、ハードウェアによって、ファームウェアによって、ソフトウェア、ハードウェア及び／又はファームウェアの組み合わせによって、及び／又はプロセッサ２４上に処理能力を構築する他の機構によって、モジュール３２、３４、３６及び／又は３８を実行するように構成されることができる。

モジュール３２、３４、３６、及び３８は、単一処理ユニット内の同じ場所に位置するものとして図１に示されているが、プロセッサ２４が複数の処理ユニットを含む実施形態では、モジュール３２、３４、３６及び／又は３８の１又は複数が、他のモジュールから遠隔して位置してもよいことが理解されるべきである。後述される異なるモジュール３２、３４、３６及び／又は３８により提供される機能の記述は、説明のためにあり、制限的であることを意図しない。モジュール３２、３４、３６及び／又は３８のいずれも、記述されるものより多い又は少ない機能を提供することができる。例えば、モジュール３２、３４、３６及び／又は３８の１又は複数は、除外されることができ、その機能の一部又は全部が、モジュール３２、３４、３６及び／又は３８の他のものにより提供されてもよい。別の例として、プロセッサ２４は、モジュール３２、３４、３６及び／又は３８の１つに帰する機能の一部又は全部を実施できる１又は複数の付加のモジュールを実行するように構成されることができる。

ある実施形態によれば、周囲パラメータ決定モジュール３２は、センサ２０により提供される１又は複数の出力信号に基づいて、圧力サポート装置１１の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータを決定するように構成される。上述されたように、圧力サポート装置１１の周囲環境に関連付けられるパラメータは、周囲気圧、周囲温度、周囲空気湿度及び／又は他のパラメータの１又は複数を含む。ある実施形態において、所与のパラメータは、センサ２０の出力信号により示される情報に対応するパラメータ値を含むルックアップテーブルを使用して決定されることができる。ある実施形態によれば、所与のパラメータは、所与のパラメータを計算することにより決定されることができる。例えば、相対湿度Ｈの場合、水蒸気Ｐ_ｖの部分圧力が、以下のように計算されることができる：
P_v=H・P_sat 式１

上式で、相対湿度Ｈが１００％（すなわちＨ＝１．００）であるとき、Ｐ_ｓａｔは、（温度Ｔにおける）水の飽和圧力である。Ｐ_ｓａｔは、公式又はルックアップテーブルを使用してＴから計算されることができる。

ある実施形態によれば、周囲パラメータ推定モジュール３４は、被検体１２の一般的な睡眠状態に基づいて、圧力サポート装置１１の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータを決定するように構成される。１又は複数の推定されるパラメータは、推定される空気温度、推定される空気湿度、及び／又は他の推定されるパラメータの１又は複数を含む。一般的な睡眠条件は、被検体１２が睡眠している環境の通常の周囲温度及び／又は通常の周囲空気湿度を示す。一実施形態において、一般的な睡眠条件は、７０°Ｆの周囲温度及び／又は５０％の周囲空気湿度（相対湿度）を含む。ある実施形態では、１又は複数の推定されるパラメータは、ユーザインタフェース１８を通じて入力されることができる。１又は複数の推定されるパラメータが、対応するパラメータが周囲パラメータ決定モジュール３２により測定されることができない場合に決定されてもよい。

ある実施形態によれば、周囲空気密度算定モジュール３６は、周囲パラメータ決定モジュール３２により決定される１又は複数のパラメータ及び／又は周囲パラメータ推定モジュール３４により決定される１又は複数の推定されるパラメータに基づいて、圧力サポート装置１１の周囲環境の周囲空気密度を算定するように構成される。ある実施形態において、周囲空気密度は、周囲パラメータ決定モジュール３２により決定される１又は複数のパラメータ及び／又は周囲パラメータ推定モジュール３４により決定される１又は複数の推定されるパラメータに対応する空気密度値を含むルックアップテーブルを使用して、決定されることができる。ある実施形態によれば、周囲空気密度は、周囲空気密度を計算することにより決定されることができる。例えば、一実施形態において、周囲空気密度Ｄは、以下のように計算される：
D = [(P - P_v) / (R_d ・T)] + [(P_v) / (R_v・T)] 式２
上式で、Ｒ_ｄは、乾燥空気の場合の理想気体定数あり、Ｒ_ｖは、水蒸気の場合の理想気体定数であり、Ｐは、周囲気圧であり、Ｐ_ｖは、周囲温度Ｔにおける水の蒸気圧（式１参照）である。

ある実施形態によれば、フロー生成器制御モジュール３８は、供給される呼吸用空気を通じて所望の治療を生成し供給するように、フロー生成器１４を制御するように構成される。これは、呼吸用ガスの加圧フローのフローレートを調整するようにフロー生成器１４を制御することを含みうる。ある実施形態において、フローレートの調整は、周囲空気密度算定モジュール３６により決定される圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度に基づく。ある実施形態において、フロー生成器制御モジュール３８は、フロー生成器１４のターゲットシャフト回転スピードＷを計算するように構成されることができ、かかる回転スピードは、被検体１２の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローに所望の圧力を生じさせる。一実施形態において、Ｗは、以下のように計算されることができる：
W = K ・[SQRT(P_set / D)] 式３
上式で、Ｋは、使用されている特定のフロー生成器１４のジオメトリに関する既知の定数であり、Ｐ_ｓｅｔは、所望の圧力である。フロー生成器制御モジュール３８は、呼吸用ガスの加圧フローがＰ_ｓｅｔで被検体１２の気道に供給されるように、Ｗを調整するようフロー生成器１４を制御することができる。Ｗの計算は、性能要求を満たすために、周囲環境条件の変化を追跡するのに必要な頻度で更新されることができる。

ある実施形態において、フロー生成器制御モジュール３８は、さまざまな対応する圧力（例えば、Ｐ_ｓｅｔ）を達成するために必要な基準スピード設定Ｗ_ｒｅｆを含むルックアップテーブルを使用して、Ｗを決定するように構成されることができる。Ｗ_ｒｅｆの値は、既知の密度レベルＤ_ｒｅｆの空気によって、経験的に導き出されることができる。ここで、Ｗは、以下のように計算されることができる：
W = W_ref ・[SQRT(D_ref / D)] 式４

図２は、１又は複数の実施形態による、圧力サポート装置における空気密度の変動を補償する方法４０を示すフローチャートである。以下に示される方法４０の処理は、説明的であることが意図される。ある実施形態において、方法４０は、記述されない１又は複数の付加の処理を用いて及び／又は記述される動作の１又は複数を用いずに達成される。更に、方法４０の処理が図２に図示されている順序及び後述される順序は、制限的であることを意図しない。

ある実施形態において、方法４０は、１又は複数の処理装置（例えば、デジタルプロセッサ、アナログプロセッサ、情報を処理するように設計されたデジタル回路、情報を処理するように設計されたアナログ回路、状態マシン及び／又は情報を電子的に処理する他の機構）において、実現される。１又は複数の処理装置は、電子記憶媒体に電子的に記憶される命令に応じて、方法４０の処理の一部又は全部を実行する１又は複数の装置を含みうる。１又は複数の処理装置は、方法４０の動作の１又は複数を実行するように特別に設計されたハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアにより構成される１又は複数の装置を含みうる。

処理４２において、呼吸用ガスの加圧フローが、被検体の気道に供給されるために生成される。処理４２は、１又は複数の実施形態により、フロー生成器１４により実施されることができる。

処理４４において、１又は複数の出力信号は、１又は複数のセンサから受け取られる。個別の出力信号は、圧力サポート装置（例えば、圧力サポート装置１１）の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータに関する情報を示す。圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータは、周囲気圧、周囲温度、周囲空気湿度、及び／又は他のパラメータの１又は複数を含む。１又は複数のセンサは、センサ２０を含むことができる。処理４４は、プロセッサ２４により実施されることができる。

処理４６において、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる周囲気圧は、処理４４において受け取られる１又は複数の出力信号に基づいて決定される。処理４６は、１又は複数の実施形態により、周囲パラメータ決定モジュール３２と同じ又は同様の周囲パラメータ決定モジュールにより実施される。

処理４８ａにおいて、１又は複数のセンサが温度センサを含む実施形態の場合、一般に、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる周囲温度が、処理４４において受け取られる１又は複数の出力信号に基づいて決定される。処理４８ａは、１又は複数の実施形態により、周囲パラメータ決定モジュール３２と同じ又は同様の周囲パラメータ決定モジュールにより実施される。

処理４８ｂにおいて、１又は複数のセンサが温度センサを含まない実施形態の場合、一般に、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる推定される空気温度が、被検体の一般的な睡眠条件に基づいて決定される。処理４８ｂは、１又は複数の実施形態により、周囲パラメータ推定モジュール３４と同じ又は同様の周囲パラメータ推定モジュールにより実施される。

処理５０ａにおいて、１又は複数のセンサが湿度センサを含む実施形態の場合、一般に、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる周囲空気湿度が、処理４４において受け取られる１又は複数の出力信号に基づいて決定される。処理５０ａは、１又は複数の実施形態により、周囲パラメータ決定モジュール３２と同じ又は同様の周囲パラメータ決定モジュールにより実施される。

処理５０ｂにおいて、１又は複数のセンサが湿度センサを含まない実施形態の場合、一般に、圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる推定される空気湿度は、被検体の一般的な睡眠条件に基づいて決定される。処理５０ｂは、１又は複数の実施形態により、周囲パラメータ推定モジュール３４と同じ又は同様の周囲パラメータ推定モジュールにより実施される。

処理５２において、圧力サポート装置の周囲環境の周囲空気密度が、個別のパラメータ（例えば周囲気圧、周囲温度、周囲空気湿度及び／又は他のパラメータ）及び／又は圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる推定されたパラメータ（例えば、推定された空気温度、推定された空気湿度、及び／又は他の推定されたパラメータ）に基づいて、算定される。処理５２は、１又は複数の実施形態により、周囲空気密度評価モジュール３６と同じ又は同様の周囲空気密度評価モジュールにより実施される。

処理５４において、呼吸用ガスの加圧フローのフローレートが、圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度に基づいて調整される。処理５４は、１又は複数の実施形態により、フロー生成器１４と連動するフロー生成器制御モジュール３８と同じ又は同様のフロー生成器制御モジュールにより実施される。

請求項において、括弧内に示されるいかなる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈されるべきでない。「有する」又は「含む」の語は、請求項に列挙されるもの以外の構成要素又はステップの存在を除外しない。幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段の幾つかは、同じ１つのハードウェアアイテムによって、具体化されることができる。構成要素の前の「a」又は「an」の語は、このような構成要素の複数の存在を除外しない。特定の構成要素が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの構成要素が組み合わせにおいて、使用されることができないことを示さない。

本開示は、最も実際的であり好適な実施形態であると今日考えられるものに基づいて説明の目的で詳しく記述されているが、このような詳細は、単に説明のためであり、本開示は、開示された実施形態に制限されず、添付の請求項の精神及び範囲の中にある変更及び等価な構成をカバーすることが意図されることが理解されるべきである。例えば、本開示は、任意の実施形態の１又は複数の特徴が、可能な限り、他の実施形態の１又は複数の特徴と組み合わせられることが可能であることを企図することが理解されるべきである。

Claims (9)

1. 圧力サポート装置の周囲環境の周囲空気密度の変動を補償するシステムであって、
   被検体の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローを生成するフロー生成器と、
   圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータに関する情報を示す１又は複数の出力信号を供給する少なくとも１つのセンサと、
   コンピュータプログラムモジュールを実行する１又は複数のプロセッサであって、前記コンピュータプログラムモジュールが、
   前記少なくとも１つのセンサにより供給される１又は複数の出力信号の個々に基づいて、前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータの個々を決定する周囲パラメータ決定モジュールと、
   被検体の一般的な睡眠条件に基づいて、前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータを決定する周囲パラメータ推定モジュールと、
   前記周囲パラメータ決定モジュールにより決定された１又は複数のパラメータの個々と、前記周囲パラメータ推定モジュールによって決定された前記１又は複数の推定されるパラメータの個々とに基づいて、前記圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度を決定する周囲空気密度算定モジュールと、
   前記被検体の気道に供給される加圧フローのフローレートが周囲空気密度の変動を補償するように制御されるよう、前記圧力サポート装置の周囲環境の前記算定された周囲空気密度に基づいて、呼吸用ガスの前記加圧フローのフローレートを調整するように前記フロー生成器を制御するフロー生成器制御モジュールと、を含む、プロセッサと、
   を有するシステム。
2. 前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータが、周囲気圧、周囲空気温度及び周囲空気湿度の１又は複数を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータが、推定がされる空気温度及び推定される空気湿度の一方又は両方を含む、請求項１に記載のシステム。
4. 圧力サポート装置の周囲環境の周囲空気密度の変動を補償する方法であって、
   被検体の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローを生成するステップと、
   前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータを決定するステップと、
   被検体の一般的な睡眠条件に基づいて、前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータを決定するステップと、
   前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータの個々と、前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータの個々とに基づいて、前記圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度を決定するステップと、
   前記被検体の気道に供給される加圧フローのフローレートが周囲空気密度の変動を補償するように制御されるよう、前記圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度に基づいて、呼吸用ガスの加圧フローのフローレートを調整するステップと、
   を含む方法。
5. 前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータが、周囲気圧、周囲空気温度及び周囲空気湿度の１又は複数を含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータが、推定される空気温度及び推定される空気湿度の一方又は両方を含む、請求項４に記載の方法。
7. 圧力サポート装置の周囲環境の周囲空気密度の変動を補償するシステムであって、
   被検体の気道に供給される呼吸用ガスの加圧フローを生成する圧力生成手段と、
   前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータを決定する周囲パラメータ決定手段と、
   被検体の一般的な睡眠条件に基づいて、前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータを決定する推定パラメータ決定手段と、
   前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータの個々と、前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータの個々とに基づいて、前記圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度を決定する空気密度算定手段と、
   前記被検体の気道に供給される加圧フローのフローレートが周囲空気密度の変動を補償するように制御されるよう、前記圧力サポート装置の周囲環境の算定された周囲空気密度に基づいて呼吸用ガスの加圧フローのフローレートを調整するように前記圧力生成手段を制御するフローレート調整手段と、
   を有するシステム。
8. 前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数のパラメータが、周囲気圧、周囲空気温度及び周囲空気湿度の１又は複数を含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記圧力サポート装置の周囲環境に関連付けられる１又は複数の推定されるパラメータは、推定される空気温度及び推定される空気湿度の一方又は両方を含む、請求項７に記載のシステム。

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