JPH11513268A - 呼吸フローの予測、及びｃｐａｐ治療時及び補助装置による呼吸時の呼吸フロー誘導圧力スウィングに対する補償 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＣＰＡＰ治療中にフローの予測をする方法が提供される。この方法は、タービン(32)の速度をホール効果センサー(80)により計測するステップを含む。フローが零であるとき、その計測速度に対応してタービン(32)により発生する等価圧力，ｐ_est，が、所定の数学関数を用いて予測される。速度計測及び圧力予測と同時的に、搬送チューブ圧力，ｐ_act，が圧力トランスデューサ(42)によって計測される。そして、ｐ_actとｐ_estから２つの圧力間の差異が演算で求められる。この差異はフローの予測値，ｆ_est，を表している。フローの予測値は平方根デバイス(86)により線形化され、次いで、ローパスフィルター(90)ハイパスフィルター(92)の組み合わせでフィルターにかけられて、フィルターにかけられたフロー予測値を求めることができる。このフロー予測値は除去された非呼吸成分を有している。フロー誘導圧力スウィングのフロー補償の方法も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 呼吸フローの予測、及びＣＰＡＰ治療時及び補助装置による呼吸時の 呼吸フロー誘導圧力スウィングに対する補償技術分野 本発明は、呼吸フロー（呼吸流量）を予測するための方法及び装置に関し、連 続的にかつ積極的に気管に圧力を与える治療(ＣＰＡＰ治療)をしている場合の、 すなわち補助装置による呼吸をしている場合の、呼吸フローによって誘導される 患者の気管入り口における圧力スイング(pressure swing)に対する補償に関する 。背景技術 ＣＰＡＰ(continuous positive airway pressure)管理は、閉塞性無呼吸睡眠 症候群と上部気管抵抗症候群の治療に一般的に用いられる。ＣＰＡＰ治療は、患 者の気管入り口に大気圧より高い圧力の空気すなわち呼吸ガスを供給することに より、患者の気管上部の空気学的添木としての役割を効果的に果たしている。治 療圧力は、通常、４〜２０cmH₂Oである。より精巧なＣＰＡＰには、２-レベル式 ＣＰＡＰや自動セット式ＣＰＡＰがある。２-レベル式ＣＰＡＰでは、呼吸の吸 入と吐出とに同期して別々の治療圧力が与えられる。また、自動セット式ＣＰＡ Ｐでは、治療圧力が可変制御されている。これらは米国特許第5,245,995号明細 書に記載されている。どの形式のＣＰＡＰ治療であっても、不必要に高い積極的 な気管圧力に対向して器官を動かさなければならないというような過度の不快感 を患者に与えることなく、圧治療効果をできるだけ一定して持続させるべく治療 圧力(通常は医師が臨床的に決定する)を維持することが望まれている。 どの形式のＣＰＡＰにも共通して用いられる患者用マスクは、可撓性のある空 気搬送チューブを介して呼吸フロー発生器に接続されている。呼吸フロー発生器 はタービンを備えている。このタービンは、マイコン制御される電動モータで駆 動される。 本明細書において、「マスク」という用語は、鼻マスク、口マスク、鼻口マス ク又はフルフェース型マスクを含んだ概念である。 簡易式ＣＰＡＰ装置では、マスク圧をモータ速度から予測して、速度規制をし ながら操作している。より精巧な装置は、空気圧トランスデューサを内蔵してい る。この空気圧トランスデューサはマスク又は呼吸フロー発生器の何れかの圧力 を表すフィードバック信号を発生する。圧力フィードバック信号がマスクからの ものであれば、マスクと呼吸フロー発生装置との間にさらなるチューブ又はワイ ヤーを設けなければならない。これらのチューブ等は殺菌消毒の問題や安全上の 問題を引き起こすことになる。圧力フィードバックが、呼吸フロー発生器内から のものであったり、又は、マスクから離れた箇所からのものである場合は、空気 搬送チューブの抵抗があるため、マスクに圧力スウィングのある呼吸フローが生 じることになる。圧力スウィングは治療圧力の±５％までなら許容できる。また 、治療効果があってなおかつ吐出する際に患者が不必要な動作をしなくてすむよ うにするために、患者には最小の治療圧力を与えることが好ましいので、それら の圧力スウィングは好ましからざるものであって、できるだけ除去すべきもので ある。 搬送チューブ内とマスク内の空気流動を正確に決定できることも、また、好ま しいことである。「フロー」という用語は、換気容積(ventilation volume)と容 積流量(volumetric flow rate)の両者を含む概念である。フローは、患者の呼吸 によって調節されるフロー発生器による成分を含むであろう。搬送チューブ内の 空気フローの計測は、患者の呼吸による平均的容積を計測するために、また、患 者が吸入しているのかそれとも吐出しているのかを決定するために、使用できて 都合がよい。後者の方は２-レベル式ＣＰＡＰを実施するのに重要である。これ は、現在は、インライン式のセンサーを用いてフローを直接的に計測するか、あ るいは、空気搬送チューブ内の絞りを通過するときに生じる圧力降下(又は、空 気搬送チューブに沿って生じる圧力降下)を計測することにより、行っている。 これらの方法によれば、別のトランスデューサが必要となり、また場合によって は、そのトランスデューサをＣＰＡＰ装置中の制御回路の適当な箇所に接続する ために別の配線又は配管をしなければならない。 従って、また、ＣＰＡＰ治療の管理より進歩した管理が可能となり、かつ、患 者の快適さを低減することなく治療効果が保証されるとともに患者の承諾が保証 されるという観点から空気フローを正確に計測できかつ予測できることが望まし い。 本発明は、１つ又はそれ以上の上記問題を解決するか、又は、少なくともそれ を改善することを目的としている。発明の開示 タービンからのガスフローを予測する、１つの広い概念の本発明に係る方法は 、 既知の回転速度で運転する際に、タービンから流れるガス圧力を計測するステ ップと、 フローなしの場合に、既知の回転速度においてタービンで圧送されるガスのガ ス圧力を予測するステップと、 ガスフローを予測するために、計測圧力と予測圧力との間の差異を演算するス テップとを備える。 他の１つの広い概念の本発明は、連続的にかつ積極的に気管に圧力を与える治 療（ＣＰＡＰ治療）の管理下において又は補助呼吸において、タービンを有する フロー発生器から患者に供給する呼吸ガスのフローを予測する方法を提供する。 この方法は、フロー発生器により搬送されるガス圧力（ｐ_act）を計測するステ ップと、タービンの回転速度（ω）を計測するステップと、患者に対するフロー がない場合に、計測回転速度でのフロー発生器により送られるガス圧力（ｐ_est ）を予測するステップと、フロー（ｆ_est）の予測値を与えるために、ｐ_estとｐ_act との差異を演算するステップとを備えている。 上記差異は、さらに、信号処理してフローの直接的予測値を与えることができ る。その処理は、フローの直接的予測値を与えるためのフィルタリングを含むこ とができる。 本発明は、また、ＣＰＡＰ治療による管理又は補助呼吸の際に、患者用マスク に生ずるフロー誘導圧力スウィングを低減する方法であって、マスクはフロー発 生器にガス搬送チューブを介して接続され、搬送ガス圧力は、マスクから離れた 箇所で計測され、所望の治療圧力を制御すべく、フロー発生器に供給される治療 圧力制御信号を引き出すために、計測圧力が用いられる方法を提供する。この方 法は、患者に対するガスフローを決定するステップと、決定されたフローをスケ ールするステップと、スケールされたフローにより治療圧力制御信号を調整する ステップとを備えている。 上記スケールされたフローは、さらに、フィルターにかけて、治療圧力の低減 に対応するフローの増大に対応するスケールされたフローのみを通過させるステ ップをさらに備えることができる。 本発明は、さらに、タービンを備えたフロー発生器から患者に与える呼吸ガス のフローの予測をし、かつ、ＣＰＡＰ治療の管理又は補助装置による呼吸の管理 において呼吸ガスを供給する装置を提供する。この装置は、既知のタービン回転 速度である運転する際に、フロー発生器により搬送されるガス圧力を計測する圧 力計測手段と、フローがない場合に、既知の回転速度で上記フロー発生器により 搬送されるガス圧力を予測する圧力予測手段と、フローの予測値を与えるために 、計測圧力と予測圧力との差異を演算する処理手段とを備えている。 本発明は、さらに、患者の気管の入口における積極的な治療圧力の呼吸ガスを 供給するためのＣＰＡＰ治療又は補助呼吸をする装置を提供する。この装置は、 タービンを備えたフロー発生器と、一端がフロー発生器に接続されたガス搬送チ ューブと、ガス搬送チューブの他端により接続されかつ、患者に装着するように した患者用マスクと、マスクから離れた位置にあるフロー発生器又は搬送チュー ブのいずれかから搬送圧力を検知する圧力センサーと、フロー発生器を制御する 処理手段とを備えてなる。 処理手段は、フローが零の場合に、実際のタービン回転速度において、フロー 発生器により搬送されるガス圧力を予測することにより、呼吸ガスのフローを予 測すべく作動するとともに、上記フローの予測値を与えるために予測圧力と計測 圧力との差異を演算する。 この装置は、さらに、フローをスケールすべく作動して、そのスケールされた フローにより圧力制御信号を補償することができる。上記差異は、さらに、信号 処理して、フローの直接的予測値を与えることができる。この処理は、非呼吸成 分を除去するために、フィルタリングを含むことができる。図面の簡単な説明 図１は、ＣＰＡＰ治療装置の概略ブロック図である。 図２は、圧力が検知される箇所における空気搬送チューブの断面図である。 図３は、フローの計測を示すブロック流れ線図である。 図４は、図３に関連する概略ブロック図である。 図５は、フロー誘導圧力スウィングに関する概略ブロック図である。 図６は、圧力スウィングとセットポイント(治療)圧力との関係を示すグラフで ある。発明を実施するための最良の形態 本実施形態はＣＰＡＰ治療装置について述べるものであるが、本発明は、呼吸 補助や換気補助のための装置にも同様に適用できる。フロー予測 図１に示すように、ＣＰＡＰフロー発生器10は、空気搬送チューブ(又は呼吸 ガス搬送チューブ)12に接続している。そして、そのチューブ12は、患者が着け ている鼻マスク14に接続している。フロー発生器10はモータ用マイコンコントロ ーラ20を備えている。このコントローラの１つの好ましい形態は、商品名モトロ ーラ「ＭＣ68ＨＣ805Ｂ6」のような８−ビットマイクロコントローラを含む。モ ータコントローラ20はコントロールライン22によりモータ電源24に接続している 。このモータ電源24は、供給ライン26により電動モータ28に電気エネルギーを供 給する(好ましい形態はＤＣ電源である)。電動モータ28は、また、信号ライン34 に よりモータコントローラ20に接続している。 タービン32は、搬送チューブ12に呼吸ガス(空気も含む)を、大気圧より高い圧 力でかつ患者の治療と呼吸に必要な量のフロー流量だけ供給する。これは電動モ ータ28の速度制御で達成でき、かつ、タービン32の空気容量に依存している。電 動モータ28は、好ましくは、商品名パプスト「ＥＣＡ27-11」のようなブラシレ スＤＣ型のものが好ましい。このモータは一体型ホール効果センサーを備えてい る。ホール効果センサーは、モータ速度を表す電気信号を信号ライン34上のモー タコントローラ20に供給する。電気モータ28は、光学的又は機械式のタコメータ やあるいはその他の従来の回転速度検知装置に接続することもできる。ＤＣモー タの速度は、モータ電源24により供給される電機子電圧に直接的に比例している 。モータ速度と、タービン圧送圧力と、実験で決定できるフローとの間には一定 の関係が存在する。 ２-レベル式ＣＰＡＰでは、互いに別々の吸気治療圧力と吐出治療圧力はター ビン速度の高速制御で達成される。ソレノイド駆動式加減弁を使用することは従 来技術として知られている。 圧力検知チューブ40が、搬送チューブ12に、フロー発生器10のケーシング内で かつタービン32の出口近くにおいて、接続されている。検知チューブ40は、圧力 トランスデューサ42に接続している。それ故に、タービン圧送圧力を表す電気信 号が、信号ライン44上のモータコントローラ20に送られることになる。 圧力検知チューブ40と圧力トランスデューサ42とを備えたフロー発生器10は、 本願出願人の商品名サリバン「III ＣＰＡＰ装置」として市販されている。 圧力検知チューブ40は、他の設計例として、搬送チューブ12のどこの箇所にも 接続でき、また、マスク14に接続してもよい。圧力トランスデューサを搬送チュ ーブ12の近傍に配置することも可能であり、この場合、搬送チューブ12に対する ポートからトランスデューサ42までのチューブの長さを短くして、信号ライン44 をフロー発生器10のケーシングから延在せしめることができる。 図２の断面図は、圧力検知チューブ40が接続するところの搬送チューブ12の領 域を詳細に示している。圧力検知チューブ40は、オリフィスプレート52の下流側 に位置している圧力検知ポート50に装着している。オリフィスプレートは、局部 的な圧力乱れを生じさせて空気循環領域54と層流領域56とをオリフィスプレート 52の下流側に作るところの抵抗を表している。圧力検知ポート50は空気循環領域 54に位置している。このような空気循環は、空気搬送チューブ12の直径を局部的 に絞ることでも達成できる。 フロー予測方法について図３及び図４に基づいて説明する。当業者には自明の ことであるが、以下の処理はコンピュータプログラムにより容易に実行できる。 第１ステップ60においては、モータ速度がホール効果センサー80によって計測さ れる。この回転速度の値から、それの等価圧力ｐ_est(この圧力は、フローが零で あるとしたときに、タービン32によって計測速度に対応して発生する)がステッ プ62で圧力予測器82によってかつ所定の数学関数を用いて予測される。 上記等価圧力ｐ_estを予測する１つの方法は、モータ速度を、入力値として、 次式を含む二次関数に当てはめることである。 ｐ_est＝ｃ₁ω²＋ｃ₂ω＋ｃ₃ （１） 上式において、ｃ₁，ｃ₂及びｃ₃は定数であり、零を含むあらゆる値であって、 タービン32の予め決定されている圧力／速度特性から引き出される。ωはモータ 速度である。前記したところの本願出願人の商品名サリバン「III」装置を使用 する場合は、係数の代表的な値は、ｃ₁＝118、ｃ₂＝０、ｃ₃＝０である。それら の係数は、サリバン「III」装置において零フローの場合の圧力／速度データに 線形回帰法を用いて算出された。タービンの入り口バッフルと空気回路の抵抗は それらの係数に影響を与える。 他の実行方法としては、零フローの上記等価圧力を、モータ速度と、モータ電 流及び／又は電機子電圧とから予測するために、高次多項式を用いることもでき る。 さらに他の実行方法としては、零フローの上記等価圧力を、実験的計測に基づ いたモータ速度と、モータ電流及び／又は電機子電圧とから予測するために、ル ッ クアップテーブルを用いることもできる。 圧力ステップ60,62での速度計測及び圧力予測と同時的に、搬送チューブの圧 力ｐ_actが、ステップ64において、圧力トランスデューサ42で計測される。そし て、圧力ｐ_estとともに圧力ｐ_actが差動加算器84に送られる。ステップ66では、 ２つの圧力の差異が演算される。加算器84からの出力はフローｆ_estの予測値を 表している。 従来のオリフィスプレートメータは薄いプレートより構成している。そのプレ ートは空気搬送チューブ内に挿入される。そのプレートは、その中央にオリフィ スを有している。この中央オリフィスは、チューブの直径よりも小さく、かつ、 圧力計測のためのプレートの両側のポートの直径よりも小さい。オリフィスが介 在することにより、フローの流束が細くなるとともに、計測すべき圧力の乱れが 生じる。フローｑは、検知ポートでの圧力を計測することによって決定され、そ れは次式で与えられる。 上式において、ｃは所定の形状によって決まる定数、ｐ₁はオリフィスプレー トに先行する検知ポートにおける圧力、ｐ₂はプレートに続く検知ポートにおけ る圧力である。 前記したように、ＣＰＡＰ装置において圧力とフローとの両者を計測する場合 には、少なくとも２つのトランスデューサが必要となる。圧力トランスデューサ は圧力調整が必要となり、また、第２のトランスデューサはフロー計測が必要と なる。第２トランスデューサは圧力トランスデューサか又はフロートランスデュ ーサの何れかである。前者の場合は、フローは方程式(２)で与えられ、後者の場 合は、フローは直接計測される。 零でないフローの場合は、圧力ｐ₁が、一定であるｐ₂より大きいことが方程式 (２)より明かである。 零フローの場合は、圧力ｐ₁とｐ₂が等しくて、方程式(１)の形を持つモータ速 度の二次関数から予測できる。 零のないフローの場合、ｐ₁は、増加するフローに一致すべく、モータ速度を 増加させることによって増加できる。従って、モータ速度から引き出された圧力 予測値もまた増加する。モータ速度の変化は、フローの変化に大略比例している ので、ｐ_estにおける変化はｐ₁に比例している。従って、フローｆ_estは圧力予 測ｐ_estと計測圧力ｐ₂との差異から予測できる。すなわち、 オリフィスプレート52は二乗抵抗を有している。この場合、加算器84からの出 力は「フローが二乗された」ことを表している。このようなとき、「二乗された フロー」の値は、ステップ68において、平方根デバイス86により線形化でき、次 いで、ステップ70において、ローパスフィルター90とハイパスフィルター92を組 合わせたフィルターにかけられて、「フィルターにかけたフロー予測」の値が引 き出される。この値は、除去された非呼吸成分を含んでいる。ローパスフィルタ ーは、ノイズを除去するために上限周波数を20Hzにするのがよいであろう。一方 、ハイパスフィルターは、非呼吸成分を除去するために、下限周波数を0.1Hzに するのがよいであろう。フロー補償 フロー補償することにより、マスクにおけるフロー誘導圧力スウィングを最小 にできる。このフロー補償について図５を参照して説明する。フロー補償の方法 は、上記した方法に従って、又は、フロートランスデューサによりなされたフロ ー計測に基づいて演算されたフロー予測値を用いることができる。 好ましい実施形態によれば、フロー発生器は、圧力調整のために用いられる図 １に示したような圧力トランスデューサを内蔵している。トランスデューサ42は 、ガス搬送回路内の圧力を、マスクから離れた箇所で計測する。従って、マスク においてフローが誘導する圧力の乱れは制御箇所における圧力の乱れよりも大き い。 マスクにおいてフローが誘導する圧力の乱れの補償は、呼吸目的のために適切な フローを維持しながら、マスク圧のコントロールを補償することである。 図５は、フロー補償を実行するためにモータコントローラ22よりなされる処理 を示している。当業者には明らかなことであるが、論理ブロックの機能はコンピ ュータプログラムにより実行できる。電動モータの速度と実際に計測された搬送 圧力の両者が、信号ライン34,44により演算素子100にそれぞれ供給される。演算 素子100は、図３および図４に関連して述べた方法に従ってフローを計測する。 従って、演算素子の出力は、「フィルターにかけられたフローの予測値」である 。その信号は、(フロー)²を表す信号を導き出すために、二乗化素子102に送られ る。他の方法としては、搬送圧力を導き出すために用いられるオリフィスプレー トが二乗タイプのものである場合には、前記したように、(フロー)²の予測値が フロー予測方法で直接的に得られ、それ故、二乗化素子102の二乗化機能を実行 する必要はない。予測値(フロー)²は、信号をスケールするゲイン素子104に送ら れる。スケールファクターは、１および零を含むあらゆる値をとることができる とともに、正符号又は負符号であり、また、時によって異なる値を取ることがで きる。通常の場合には、スケールファクターは空気搬送回路の妨害を組み込んで おり、フローが負の場合、すなわち、マスク圧力がタービン圧力よりも小さい場 合、および、フローが正であってかつ正の定数が１よりも小さい場合、スケール ファクターは零である。 スケールされたフロー信号はリミッタ素子に送られる。このリミッタ素子は、 「フロー補償値」の大きさを所定値に制限することにより、安定を保証する。 さらに説明すれば、圧力が循環領域54内から計測され、かつ、それが制御され ている変数である場合には、マスク圧力は最初増加フローとともに上昇し、次に 降下する。従って、圧力セットポイントからスケールされたフローの予測値を減 算することにより、圧力セットポイントからの偏差を減少できる。しかしながら 、フローの予測値が負の場合（すなわち、計測圧力が予測圧力より大きい場合） 、正のフィードバックに起因する不安定性を回避するために、補償は実行されな い。 マスク圧力はフローの二乗として変化するので、フロー補償技術は、補償値を フローの二乗に比例させることにより改善できる。所定のフロー値を越えたとき 、マスク圧力は、フローの増加により降下し始める。従って、補償値の大きさを 制限することが望まれる。最も好ましい制限は圧力／フロー曲線のターニングポ イントのところにある。このターニングポイントは可変であってモータ速度の関 数である。より簡便には、固定制限値を用いることができる。 方程式（１）における定数は、零フロー時の圧力／速度記録データから演算す ることができる。フロー補償目的のためには方程式（３）における定数の値は重 要ではないかもしれない（それはスケールファクターで置き換えることができる ので）。しかしながら、必要ならば、方程式（３）を計測フローデータに当ては めることにより上記定数を求めることができる。全体的なフロー補償のプロセス は以下のとおりである。 １． 方程式（１）からｐ_estを演算する。 ２． 圧力ｐ₂を計測する。 ３． 補償値（ｐ_est−ｐ₂）を演算する。この補償値はフローの二乗に 比例している。 ４． 補償値が負である場合は、補償を零に設定する。 ５． 補償値にスケールファクターを掛ける。 ６． 補償値の大きさを制限する。 ７． 圧力エラーからフロー補償を減算する。 コントロールループはセット圧力と計測圧力との差異を最小化すると同時に、 計測モータ速度に対応して発生する圧力と計測圧力との差異を最小化する。 リミッタ素子106からの出力は、圧力制御信号に従ってスケールされた「フロ ー補償値」を表している。「圧力セットポイント」は、差動加算素子108におい て計測圧力と比較されて、「圧力エラー」信号を発生する。「圧力エラー」信号 および「フロー補償値」はさらなる差動加算素子110に入力され、このようにし て「処理圧力エラー」の制御変数はフローに従って補償される。加算素子110か らの出力はコントローラユニット112に送られて、該コントローラユニットは、 制御ライン22上のモータ電源24に制御信号を供給する。 セットポイント圧力は、図１に示した構成の場合にはマスク圧力でないかも知 れない。その場合は、セットポイント圧力は、計測されるところのタービンの出 力圧力である。この場合、圧力セットポイントは、圧力が実際に所望のＣＰＡＰ 治療圧力に関して測定される箇所に関連するように、コントローラユニット112 で予め補償しておく。 ＣＰＡＰ装置を利用する上記フロー補償法のテストでは、マスク治療圧力が１ ０cmH₂Oの場合、補償なし圧力スウィングの大きさは１.８cmH₂Oであった。フロ ー補償をした場合には、スウィングは０.７cmH₂Oまで低減される。４〜１８cmH₂ Oを越える場合、呼吸フローにより低減するマスクにおける圧力スウィングの大 きさの平均低減率は６４％である。データは図６に示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．連続的にかつ積極的に気管に圧力を与える治療(ＣＰＡＰ治療)の管理又は 補助装置による呼吸の管理において、タービンを備えたフロー発生器から患者に 与える呼吸ガスのフローの予測をする方法であって、 フロー発生器により搬送されるガス圧力（ｐ_act）を計測するステップと、 タービンの回転速度（ω）を計測するステップと、 患者に対するフローがない場合に、計測回転速度でのフロー発生器により送ら れるガス圧力（ｐ_est）を予測するステップと、 患者（ｆ_est）にフローの予測値を与えるために、ｐ_estとｐ_actとの差異を演 算するステップとを備えたことを特徴とする方法。 ２．線形化されたフロー予測値を与えるために、フロー予測値平方根を求める ステップをさらに備えた請求項１記載の方法。 ３．非呼吸成分を除去するために、線形化された上記フロー予測値をフィルタ ーに掛けるステップをさらに備えた請求項２記載の方法。 ４．上記予測ステップは次式の演算ステップを備えた請求項１、２又は３のい ずれかに記載の方法。 ｐ_est＝ｃ₁ω²＋ｃ₂ω＋ｃ₃ ただし、ｃ，ｃ₂，ｃ₃は既知の定数である。 ５．上記予測ステップは、ｐ_estの関連値を特定するために、フローなしの場 合の所定圧力値と増加回転速度とを表にしたルックアップテーブルを検索するス テップを備えた請求項１，２又は３のいずれかに記載の方法。 ６．タービンを備えたフロー発生器から患者に与える呼吸ガスのフローの予測 をし、かつ、ＣＰＡＰ治療の管理又は補助装置による呼吸の管理において呼吸ガ スを供給する装置であって、 既知のタービン回転速度で運転する際に、フロー発生器により搬送されるガス 圧力を計測する圧力計測手段と、 フローがない場合に、既知の回転速度で上記フロー発生器により搬送されるガ ス圧力を予測する圧力予測手段と、 フローの予測値を与えるために、計測圧力と予測圧力との差異を演算する処理 手段とを備えたことを特徴とする装置。 ７．患者の気管に積極的な治療圧力の呼吸ガスを供給することによりＣＰＡＰ 治療又は補助呼吸をする装置であって、 タービンを備えたフロー発生器と、 一端がフロー発生器に接続されたガス搬送チューブと、 ガス搬送チューブの他端により接続されかつ患者に装着するようにした患者用 マスクと、 マスクから離れた位置にあるフロー発生器又は搬送チューブのいずれかから搬 送圧力を検知する圧力センサーと、 フロー発生器を制御する処理手段とを備えてなり、 処理手段は、フローが零の場合に、実際のタービン回転速度において、フロー 発生器により搬送されるガス圧力を予測することにより、患者に対する呼吸ガス のフローを予測すべく作動するとともに、上記フローの予測値を与えるために予 測圧力と計測圧力との差異を演算し、フローの予測値は、マスクにおけるフロー 誘導圧力スウィングを低減するためにフロー発生器に供給される制御信号を調整 すべく処理手段に利用されることを特徴とする装置。 ８．ＣＰＡＰ治療による管理又は補助呼吸の際に、患者用マスクに生ずるフロ ー誘導圧力スウィングを低減する方法であって、マスクはタービンを有するフロ ー発生器にガス搬送チューブを介して接続され、搬送ガス圧力はマスクから離れ た箇所で計測され、所望の治療圧力を制御すべく、フロー発生器に供給される治 療圧力制御信号を引き出すために、上記所望の計測圧力が用いられる方法におい て、患者に対するガスフローを決定するステップと、 決定されたフローをスケールするステップと、 スケールされたフローにより治療圧力制御信号を調整するステップとを備えた ことを特徴とする方法。 ９．上記スケールされたフローをフィルターにかけて、治療圧力の低減に対応 するフローの増大に対応するスケールされたフローのみを通過させるステップを さらに備えた請求項８記載の方法。 １０．上記フロー決定ステップは、 上記フロー発生器により圧送されるガス圧力（ｐ_act）を計測するステップと 、 上記タービンの回転速度（ω）を計測するステップと、 患者に対するフローがないときに、計測回転速度において上記フロー発生器か ら圧送されるガス圧力（ｐ_est）を予測するステップと、 患者（ｆ_est）にフローの予測値を与えるために、ｐ_estとｐ_actとの差異を演 算するステップとを備えた請求項８又は９記載の方法。 １１．上記予測ステップは、次式の演算を行なうステップを含む請求項１０記 載の方法。 ｐ_est＝ｃ₁ω²＋ｃ₂ω＋ｃ₃ ただし、ｃ，ｃ₂，ｃ₃は既知の定数である。 １２．上記予測ステップは、ｐ_estの関連値を特定するために、フローなしの 場合の所定圧力値と増加回転速度とを表にしたルックアップテーブルを検索する ステップを備えた請求項１０記載の方法。