KR101076639B1

KR101076639B1 - 호흡 동조형 기체 공급장치

Info

Publication number: KR101076639B1
Application number: KR1020057015916A
Authority: KR
Inventors: 마미코 미즈타; 히데오 나와타
Original assignee: 데이진 화-마 가부시키가이샤
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2011-10-27
Also published as: EP1600191B1; JP2004344179A; KR20050106046A; US7431035B2; TWI327922B; US20060150972A1; ES2759625T3; EP1600191A4; JP4602643B2; WO2004075960A1; TW200420310A; EP1600191A1

Abstract

환자의 호흡 위상의 편차나, 공급 장치의 진동이나 바람 등 외란에 의한 오인식, 오산소 공급에 의한 환자의 불쾌감, 산소 공급의 낭비를 방지하는 기능을 구비한 장치로서, 흡기상 개시부 및 호기상 개시부를 인식하는 수단을 갖고, 흡기상 개시부를 인식하고 나서 호기상 개시부를 인식할 때까지의 동안, 및 호기상 개시부를 인식하고 나서 미리 정해진 시간이 경과할 때까지의 동안에는 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 인식 수단에 의한 자동개폐밸브 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치를 제공한다.

Description

호흡 동조형 기체 공급장치 {RESPIRATION-SYNCHRONOUS TYPE GAS SUPPLYING DEVICE}

본 발명은 사용자의 호흡 사이클에 따라 작동할 수 있는 자동개폐밸브를 구비한 호흡용 기체 공급장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 치료용 기체, 예컨대, 산소 가스를 호흡 사이클에 따라 간헐적으로 사용자에게 공급하기 위한 장치에 관한 것이다.

산소 탱크로부터 얻어진 산소나 산소 농축기에 의해 얻어진 산소 농축 기체를, 환자의 호흡 사이클에 대응하여 흡기(吸氣)시에 있어서만 공급하고, 호기(呼氣)시에는 공급을 정지함으로써, 호기와 함께 배출되는 불필요한 산소 공급을 방지하여, 산소의 이용 효율을 높이는 방법이 제안되어 있다 (일본 공개특허공보 소59-8972호를 참조).

이러한 방법을 실현시키는 장치로서, 유로 도중에 형성한 자동개폐밸브, 호흡 위상 검지수단을 구비한 소위 디맨드 레귤레이터가 사용되어, 사용자의 흡기 기간에만 자동개폐밸브를 열고, 호기 기간 중에는 자동개폐밸브를 닫음으로써 산소 소비량을 절약하는 것이 가능해지고 있다. 이러한 절약은 산소 탱크를 휴대하고 환자가 외출하는 경우에 특히 유효하며, 환자가 장치를 사용하는 시간을 약 3 배 정도 연장하는 것이 가능해진다.

이러한 장치에 사용되는 호흡 위상 검지방법으로서, 일본 공개특허공보 소59-8972호에 기재된 바와 같은 호흡에 따른 온도 변화를 검지하는 방법이나, 일본 공개특허공보 평2-88078호에 기재된 바와 같은 압력 변동을 검지하는 방법 등이 고안되어 있다. 이들 호흡 위상 검지수단은, 사용자의 흡기상 개시부를 인식하기 위해 사용되며, 호흡 신호가 기준값보다 흡기상측에 있는 미리 정해진 임계값보다 흡기상측이 된 경우, 또는 호흡 신호의 변화량이 미리 정해진 변화량 임계값을 초과한 경우에 흡기상 개시부로 인식하는 등의 방법이 고안되어 있다 (일본 공개특허공보 2001-129086호를 참조).

발명의 개시

그러나, 이들 호흡 위상 검지수단을 사용하여 흡기상 개시부를 인식할 때, 흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분이나, 진동이나 바람 등에 의한 호흡 신호의 변화도 흡기상 개시부로 잘못 인식하여, 산소를 공급해 버린다는 문제가 있다. 이 경우, 불필요한 시기에 산소를 공급하게 되어, 산소를 불필요하게 소비할 뿐만 아니라, 사용자에게 불쾌감을 주고 있다.

흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분을 흡기상 개시부로 오인식하는 것을 회피하기 위한 방법으로서, 흡기상 개시부를 검지한 후, 일정 기간 동안은 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않도록 해 두는 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 사용자의 호흡 주기는 시시각각 변화하기 때문에, 다음 흡기상 개시부를 인식하지 않는 기간을 일정 기간 형성한다는 방식에서는, 호흡 주기의 변화에 충분히 추종할 수 없으며, 흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분을 흡기상 개시부로 잘못 인식하여 불필요한 시기에 산소를 공급하거나, 반대로 흡기상 개시부를 놓쳐 필요한 시기에 산소를 공급할 수 없거나 하는 문제가 생긴다.

흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분을 흡기상 개시부로 오인식하지 않기 위한 또 하나의 방법으로서, 호흡 신호의 값이 기준값 부근의 일정한 범위 내에 있는 경우에만 흡기상 개시부의 인식을 행하도록 하는 방법도 고려할 수 있다. 그러나, 사용자의 호흡 파형의 크기 및 상승의 속도는 개인차도 크고, 또 같은 사용자라 하더라도 시시각각 변화하기 때문에, 호흡 신호의 값이 기준값 부근의 일정한 범위 내에 있는 경우에만 흡기상 개시부의 인식을 행하는 방식에서는, 호흡 파형이 작고 또한 상승이 느린 경우에는, 흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분이 상기 범위 내에 들어가, 흡기상 개시부로 잘못 인식하여 불필요한 시기에 산소를 공급한다. 반대로, 호흡 파형이 크고 또한 상승이 빠른 경우에는 호흡 신호의 샘플링 주기에 따라서는 흡기상 개시부가 상기 범위 내에 들어가지 않아 놓쳐, 필요한 시기에 산소를 공급할 수 없다는 문제가 생긴다.

또, 진동이나 바람 등에 의한 호흡 신호의 변화, 소위 노이즈를 흡기상 개시부로 오인식하는 것을 회피하기 위한 방법으로는, 흡기상 개시부의 인식 기준을 엄격하게 하는 방법, 예컨대, 호흡 신호가 기준값보다 흡기상측에 있는 미리 정해진 임계값보다 흡기상측이 된 경우에 흡기상 개시부로 인식하는 경우에는, 이 임계값을 노이즈보다도 높게 해 두는 방법, 또는 호흡 신호의 변화량이 미리 정해진 변화량 임계값을 초과한 경우에 흡기상 개시부로 인식하는 경우에는, 이 변화량 임계값을 노이즈보다도 높게 해 두는 등의 방법이 있다. 그러나, 이들 방법을 사용한 경우, 흡기상 개시부의 인식이 늦어지거나, 경우에 따라서는 흡기상 개시부의 인식이 불가능해지거나 하기 때문에, 사용자가 필요로 하는 때에 산소를 공급할 수 없다는 문제가 생긴다.

본 발명자는, 상기의 같은 과제를 해소하는 것을 목적으로 하여 예의 검토한 결과, 사용자의 흡기상 개시부와 호기상 개시부를 인식하는 수단을 형성하여, 흡기상 개시부를 인식하고 나서 호기상 개시부를 인식할 때까지의 동안, 및 호기상 개시부를 인식하고 나서 미리 정해진 시간이 경과할 때까지의 동안에는 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 것, 또한 호기상 개시부의 인식시에 노이즈를 제거함으로써, 사용자의 호흡 주기의 변화에 추종할 수도 있고, 사용자의 흡기상 개시부의 인식을 실수없이 또한 신속하게 행할 수 있으며, 산소의 불필요한 방출 및 사용자의 불쾌감을 저감시키는 것이 가능해진다는 것을 발견한 것이다.

즉, 본 발명은, 호흡용 기체의 발생수단과, 일단이 이 발생수단에 연통하고 타단에 이 호흡용 기체의 개방형 공급수단을 갖고, 도중에 자동개폐밸브 수단을 가진 도관수단, 호흡에 있어서의 적어도 일부의 소정 위상을 검지할 수 있는 호흡 위상 검지수단, 이 검지수단의 검지 결과인 호흡 신호에 기초하여 이 자동개폐밸브 수단의 개폐를 제어하는 제어수단을 구비한 호흡 동조형 기체 공급장치에 있어서, 이 제어수단이 흡기상 개시부와 호기상 개시부를 인식하는 인식수단을 갖고, 이 인식수단이 흡기상 개시부를 인식하고 나서 호기상 개시부를 인식할 때까지의 동안, 및 호기상 개시부를 인식하고 나서 미리 정해진 시간이 경과할 때까지의 동안에는 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은, 이러한 인식수단이, 이 호흡 동조형 기체 공급장치를 대기(大氣) 개방하였을 때의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 이 기준값을 초과한 시점을 호기상 개시부로 인식하는 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은, 이러한 인식수단이, 이 호흡 동조형 기체 공급장치를 대기 개방하였을 때의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 이 기준값을 초과한 시점을 일단, 가호기상(假呼氣相) 개시부로 인식해 두고, 그 후, 호흡 신호가 이 기준값보다 호기상측에 있는 미리 정해진 호기 판단 임계값보다 호기상측에 있는 시간이 미리 정해진 호기 판단시간 이상 계속된 경우에, 일단 인식한 가호기상 개시부를 진호기상(眞呼氣相) 개시부로 인식하는 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은, 이러한 인식수단이, 이 호흡 동조형 기체 공급장치를 대기 개방하였을 때의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 이 기준값을 초과한 시점을 일단, 가호기상 개시부로 인식해 두고, 그 후, 호흡 신호가 이 기준값 또는 이 기준값보다 흡기상측에 있는 미리 정해진 노이즈 판단 임계값보다 흡기상측에 있는 시간이 미리 정해진 노이즈 판단시간 이상 계속된 경우, 일단 인식한 가호기상 개시부를 노이즈로서 파기하고, 다음으로 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과하는 시점을 가호기상 개시부로 다시 인식하는 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은, 사용자의 호흡 위상으로부터 흡기상 개시부와 호기상 개시부를 검출하고, 흡기상 개시부부터 호기상 개시부 및 호기상 개시부부터 미리 정해진 시간이 경과할 때까지의 동안, 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 것을 특징으로 하는 호흡 위상 검출방법을 제공한다.

대기압에서의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 이 기준값을 초과한 시점을 호기상 개시부로 인식하는 것을 특징으로 하고, 대기압에서의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 이 기준값을 초과한 시점을 일단, 가호기상 개시부로 인식해 두고, 그 후, 호흡 신호가 이 기준값보다 호기상측에 있는 미리 정해진 호기 판단 임계값보다 호기상측에 있는 시간이 미리 정해진 호기 판단시간 이상 계속된 경우에, 일단 인식한 가호기상 개시부를 진호기상 개시부로 인식하는 것을 특징으로 하는 호흡 위상 검출방법을 제공한다. 특히, 이 기준값이 대기압이고, 이 호기 판단 임계값이 이 대기압에 대해 3 Pa 이상의 압력이며, 이 호기 판단시간이 50 msec 이상인 것을 특징으로 한다.

또, 대기압에서의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 이 기준값을 초과한 시점을 일단, 가호기상 개시부로 인식해 두고, 그 후, 호흡 신호가 이 기준값 또는 이 기준값보다 흡기상측에 있는 미리 정해진 노이즈 판단 임계값보다 흡기상측에 있는 시간이 미리 정해진 노이즈 판단시간 이상 계속된 경우, 일단 인식한 가호기상 개시부를 노이즈로서 파기하고, 다음으로 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과하는 시점을 가호기상 개시부로 다시 인식하는 것을 특징으로 하는 호흡 위상 검출방법이며, 이 기준값 및 이 노이즈 판정 임계값이 대기압, 이 노이즈 판정시간이 100 내지 200 msec 의 시간인 것을 특징으로 하는 호흡 위상 검출방법을 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 호흡 동조형 기체 공급장치의 실시 태양예이다.

도 2 는 본 발명의 흡기상 개시부 및 호기상 개시부의 인식의 일례를 설명한 도면이다.

도 3 은 환자의 호흡 파형에 있어서의 호기 판단 압력 임계값에 대한 오검지 및 검지 미스의 비율을 나타내는 도면이다.

도 4 는 환자의 호흡 파형에 있어서의 호기 판단시간의 길이에 대한 오검지 및 검지 미스의 비율을 나타내는 도면이다.

도 5 는 환자의 호흡 파형에 있어서의 노이즈 판단 압력값에 대한 오검지 및 검지 미스의 비율을 나타내는 도면이다.

도 6 은 환자의 호흡 파형에 있어서의 노이즈 판단시간의 길이에 대한 오검지 및 검지 미스의 비율을 나타내는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 호흡 동조형 기체 공급장치는, 사용자의 흡기상 개시부와 호기상 개시부를 인식하는 수단을 갖고, 흡기상 개시부를 인식하고 나서 호기상 개시부를 인식할 때까지의 동안, 및 호기상 개시부를 인식하고 나서 미리 정해진 시간이 경과할 때까지의 동안에는 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 것, 호기상 개시부의 인식시에 노이즈를 제거함으로써, 사용자의 흡기상 개시부의 인식을 잘못없이 또한 신속하게 행하고, 이에 맞춰 자동개폐밸브를 열어 펄스로 호흡용 기체 예컨대, 산소를 사용자에게 들이마시게 하는 장치이다.

본 발명은 호흡용 기체의 발생수단과, 일단이 이 발생수단에 연통하고 타단에 이 호흡용 기체의 개방형 공급수단을 갖고 도중에 자동개폐밸브 수단을 가진 도관수단과, 이 자동개폐밸브 수단의 개방 시간을 제어함으로써 호흡 기체의 공급량을 제어하는 수단인 디맨드 레귤레이터로 기본적으로 구성된다.

본 발명의 호흡용 기체의 발생수단은, 호흡용 기체의 발생원 및 이 발생원으로부터의 기체를 소정 압력, 즉 대기압 근방의 압력으로 조정하는 압력조정수단 및 필요하면 유량설정수단으로 이루어진다. 이 발생원으로서 산소 탱크 등의 탱크 형식의 것을 사용하는 경우, 이들 발생원으로부터의 기체는 통상적으로 20 MPa 와 같은 상당히 높은 압력으로 공급되기 때문에, 감압밸브와 같은 압력조정수단을 사용하여 대기압 근방의 압력, 예컨대, 20 kPa ∼ 300 kPa, 바람직하게는 100 kPa ∼ 200 kPa 로 압력을 저하시킨다.

유량설정수단은 최대 유량으로 공급하는 방법이나, 그 이하의 유량을 자유롭게 설정할 수 있는 것으로 할 수 있으며, 적절한 유량의 정상류를 도관수단을 통해 상기 호흡용 기체의 발생수단으로부터 기체 이용자 즉, 환자에게까지 보내진다.

이 도관수단의 일단은 상기 기체 발생수단에 접속되고, 타단은 환자의 체내 에 공급기체가 송입(送入)되기 쉬운 지그, 예컨대, 비강 캐뉼라 또는 구비(口鼻) 마스크로 되어 있다. 이 도관수단의 도중에는, 후술하는 디맨드 레귤레이터가 접속되고, 이러한 도관수단은 디맨드 레귤레이터에 있어서의 자동유로 개폐수단을 경유하고 있다. 게다가 동일하게, 디맨드 레귤레이터의 호흡 위상 검지수단과 연결되어 있는 것도 있다.

본 발명에 있어서의 자동개폐밸브 수단의 개방 시간을 제어하는 제어수단 (디맨드 레귤레이터) 은, 상기 도관수단의 도중에 형성되어 있는 자동개폐밸브 수단을 특정한 제어 조건으로 개폐함으로써, 환자에 대한 기체 공급량을 제어하는 것이다. 이 디맨드 레귤레이터는 호흡에 있어서의 적어도 일부의 소정 위상을 검지할 수 있는 기능을 가진 호흡 위상 검지수단과, 이 자동개폐밸브 수단의 개폐를 제어하기 위한 제어수단과, 이 자동개폐밸브 수단으로 기본적으로 구성된다.

이 호흡 위상 검지수단으로는, (가) 흡기ㆍ호기의 온도차를 검지하는 방식 ; (나) 흉부에 감긴 밴드 (띠) 내에, 그 신축을 검지하여 전기신호로 변환하는 센서를 형성하여, 흉부의 움직임을 검지하는 방식 (레스피 그래프) ; (다) 흡기ㆍ호기에 따라, 기체의 흐름이나 압력의 변화를 검지하는 유량검지방식이 알려져 있으며, 어느 것이나 사용 가능하지만, 간편하게는 상기 도관 단부의 캐뉼라 부분에 있어서의 기체의 압력을 검출함으로써 달성할 수 있다.

이 자동개폐밸브 수단은, 제어수단으로부터의 신호에 따라 도관 내의 기체의 흐름을 정지시키거나 유통시키거나 할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 상관없다. 예컨대, 공기압에 의해 밸브를 개폐하는 에어 밸브식 및 전기 에너지에 의 해 밸브를 개폐하는 전자밸브를 예시할 수 있지만, 간편하게는 전자밸브를 사용할 수 있다.

이 제어수단은, 호흡 위상 검지수단으로부터 보내져 온 호흡 신호를 기초로 하여 흡기상 개시부 및 호기상 개시부를 인식하는 수단, 자동개폐밸브 수단의 개폐 시간을 설정하는 수단 및 개폐조절수단으로 기본적으로 구성된다.

본 발명에 있어서의 흡기상 개시부를 인식하는 수단은, 호흡 위상 검지수단으로부터 보내져 온 호흡 신호의 절대값을 기초로 하여 인식하는 방식을 취할 수 있다. 예컨대, 호흡 위상 검지수단으로서 캐뉼라 부분에서의 기체의 압력을 검지하는 방법을 이용한 경우, 압력값이 0 Pa 근방인 경우를 흡기상 개시부로 인식할 수 있다.

또, 흡기 개시부의 다른 인식 방식으로서, 호흡 위상 검지수단으로부터 보내져 온 호흡 신호의 절대값 및 그 시간 변화량을 기초로 하여 인식하는 방식을 취할 수 있다. 예컨대, 호흡 위상 검지수단으로서 캐뉼라 부분에서의 기체의 압력을 검지하는 방법을 이용한 경우, 압력값이 0 Pa 근방이고, 또한 압력값의 시간 변화량이 일정값 이하, 예컨대, -50 Pa/sec 이하인 경우에 흡기상 개시부로 인식할 수 있다.

본 발명에 있어서의 호기상 개시부를 인식하는 수단은, 호흡 위상 검지수단으로부터 보내져 온 호흡 신호의 절대값이 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과한 시점을 호기상 개시부로 인식하는 것이며, 예컨대, 호흡 위상 검지수단으로서 캐뉼라 부분에 있어서의 기체의 압력을 검지하는 방법을 이용한 경우, 압력값이 - 측에서 + 측으로 0 Pa 를 초과한 시점을 호기상 개시부로 인식하는 것이다.

이 호기상 개시부의 인식시에는, 노이즈에 의한 오인식을 회피하기 위해, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과해도 호기상 개시부로 단정하지 않고, 일단 가호기상 개시부로 인식해 두고, 그 후, 호흡 신호가 기준값보다 호기상측에 있는 미리 정해진 호기 판단 임계값보다 호기상측에 있는 시간이 미리 정해진 호기 판단시간 이상 계속된 경우, 진호기상 개시부로 인식하도록 한다.

예컨대, 호흡 위상 검지수단으로서 캐뉼라 부분에 있어서의 기체의 압력을 검지하는 방법을 이용한 경우에는, 압력값이 + 측의 값 (예컨대, 3 Pa) 을 초과하는 시간이 50 msec 이상 계속된 경우에, 일단 인식한 가호기상 개시부를 진호기상 개시부로 인식하도록 한다.

이 때, 진호기상 개시부로 인식하기 전, 즉 가호기상 개시부로 인식하고 있는 상태에서, 호흡 신호가, 기준값 또는 기준값보다 흡기상측에 있는 미리 정해진 노이즈 판단 임계값보다 흡기상측에 있는 시간이 미리 정해진 노이즈 판단시간 이상 계속된 경우, 일단 인식한 가호기상 개시부를 노이즈로서 파기하고, 다음으로 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과하는 시점을 가호기상 개시부로 재인식한다.

예컨대, 호흡 위상 검지수단으로서 캐뉼라 부분에 있어서의 기체의 압력을 검지하는 방법을 이용한 경우에는, 압력값이 0 Pa 를 하회하는 시간이 150 msec 이상 계속된 경우에, 일단 인식한 가호기상 개시부를 노이즈로서 파기하고, 다음으로 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과하는 시점을 가호기상 개시 부로 다시 인식하도록 한다.

이에 따라, 노이즈를 호기상 개시부로 오인식하는 것을 회피할 수 있다. 또, 회피시에, 호기상 개시부의 인식 기준, 즉, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과한 시점을 호기상 개시부로 인식한다는 기준은 엄격하게 하고 있지 않기 때문에, 호기상 개시부의 인식에 지연을 초래하는 일은 없다.

본 발명에 있어서의 흡기상 개시부 및 호기상 개시부를 인식하는 수단은, 흡기상 개시부를 인식하고 나서 호기상 개시부를 인식할 때까지의 동안, 및 호기상 개시부를 인식하고 나서 미리 정해진 시간이 경과할 때까지의 동안에는 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 것을 특징으로 하고, 이 시간의 설정시에는, 일정 시간, 예컨대, 200 msec 로 할 수도 있지만, 호흡 주기에 맞춰, 예컨대, 전회의 호기상의 기간의 1/10 로 하는 편이 바람직하다. 이 호기상의 기간은 수회분의 평균을 취한 것이어도 된다.

상기 기술한 바와 같이, 호기상 개시부의 인식시에 노이즈를 제거할 수 있기 때문에, 흡기상을 인식하지 않는 기간을 정확하게 설정할 수 있어, 흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분이나 노이즈를 흡기상 개시부로 오인식하는 것도 회피할 수 있다. 또, 호기상 개시부의 인식에 지연을 초래하는 일이 없기 때문에, 흡기상 개시부를 인식하지 않는 기간도 신속하게 설정할 수 있어, 호흡 주기의 변화에 추종하여 다음 흡기상 개시부를 인식하는 것이 가능해진다. 또, 흡기상 개시부의 인식 기준을 엄격하게 하는 일도 없기 때문에, 흡기상 개시부의 인식에 지연을 초래하는 일도 없다.

이와 같이 하여, 흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분 및 노이즈를 흡기상 개시부로 오인식하지 않고, 사용자의 호흡 주기의 변화에도 추종하여, 흡기상 개시부의 인식을 잘못없이 또한 신속하게 행할 수 있으며, 산소가 불필요한 방출 및 사용자의 불쾌감을 저감시키는 것이 가능해진다.

도 1 은 본 발명의 호흡용 기체 공급장치의 바람직한 실시형태의 일례를 나타낸 것이다. 즉, 호흡용 기체의 발생수단인 산소 탱크 (1) 로부터 나온 산소는, 용기밸브 (2), 감압밸브 (3) 를 거쳐, 오리피스형 유량설정기 (4), 자동개폐밸브 (5) 를 구비한 도관수단 (6) 을 통해, 개방형 공급수단인 비강 캐뉼라 (7) 로부터 방출된다.

도관수단 (6) 으로부터의 분기에 형성된 다이어프램식 미압 변동 센서를 구비한 호흡 위상 검지수단 (8) 에 의해 호흡에 있어서의 압력 변동이 정전 용량의 변동으로 변환되어, 제어수단 (9) 에 전달된다.

제어수단 (9) 은 호흡 위상 데이터를 변환시켜, 흡기상 개시부를 인식한 시점에서 자동개폐밸브 (5) 를 열고, 자동개폐밸브 (5) 의 개방 시간을 연산함과 함께 연산한 시간 동안, 자동개폐밸브 (5) 를 「개방」으로 유지한 후, 자동개폐밸브 (5) 를 닫는다.

그 후, 호기상 개시부를 인식할 때까지의 동안, 및 호기상 개시부를 인식하고 나서 전회의 호기 시간의 1/10 이 경과할 때까지의 동안, 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않고, 이러한 시간 후에, 다음 흡기상 개시부의 인식을 시도하기 시 작한다.

도 2 는 본 발명에 있어서의 흡기상 개시부 및 호기상 개시부의 인식의 일례를 설명한 도면이다. 우선, 흡기상 개시부 (a) 를 인식한다. 이 시점에서는 호기상 개시부가 인식되어 있지 않기 때문에, 다음 흡기상 개시부의 인식은 행하지 않고, 따라서 흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분을 흡기상 개시부로 오인식하는 일은 없다.

다음으로, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과한 시점 (b) 을 가호기상 개시부로 인식한다. 이 시점에서는 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 기간은 가호기상 개시부 (b) 에 전회의 호기상의 기간의 1/10 을 추가한 기간, 즉 도면 중에서 b 의 시점에서의 흡기상 개시부를 인식하지 않는 기간으로 나타내고 있는 기간이 된다.

그 후, 호흡 신호는 호기 판단 임계값을 초과하지 않고, 다시 흡기상측으로 이동하고 있기 때문에, 가호기상 개시부 (b) 를 진호기상 개시부로는 간주하지 않는다. 또, 흡기상 개시부를 인식하지 않는 기간에 들어가 있기 때문에, 이 부분을 다음 흡기상 개시부로 인식하는 경우도 없다.

흡기상측으로 이동한 후, 노이즈 판단 임계값, 이 예에서는 기준값과 동일한 값보다 흡기상측에 있는 시간이 노이즈 판단시간 이상으로 되었기 때문에, 가호기상 개시부 (b) 를 파기하고, 다음으로 흡기상측에서 호기상측으로 이동한 점 (c) 을 가호기상 개시부로서 다시 인식한다.

이 시점에서, 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 기간은 가호기상 개 시부 (c) 에 전회의 호기상의 기간의 1/10 을 추가한 기간, 즉, 도면 중에서 c 의 시점에서의 흡기상 개시부를 인식하지 않는 기간으로 나타내고 있는 기간이 되고, 가호기상 개시부가 b 에서 c 로 변한 부분만큼 연장된 것이 된다.

그 후, 다시 한번 흡기상측으로 이동하지만, 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 기간이 연장되어 있기 때문에, 이 부분을 다음 흡기상 개시부로 인식하는 일은 없다. 또, 이번에는 노이즈 판단 임계값보다 흡기상측에 있는 시간이 노이즈 판단시간에 도달하지 않기 때문에, 임시로 인식된 호기상 개시부 (c) 를 파기하지 않고, 이 때문에, 다음에 다시 한번 호기상측으로 이동한 점 (d) 을 호기상 개시부로 다시 인식하지 않고, c 가 가호기상 개시부로 인식된 그대로가 된다.

계속해서, 호기 판단 임계값보다 호기상측에 있는 시간이 호기 판단시간 이상이 된 시점 (e) 에서 가호기상 개시부 (c) 가 진호기상 개시부로 인식된다.

다음 흡기상 개시부는, 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 기간, 즉, 도면 중에서 c 의 시점에서의 흡기상 개시부를 인식하지 않는 기간으로 나타내고 있는 기간이 지난 후, 호흡 신호가 흡기상측으로 이동한 시점 (f) 으로 인식된다.

호기 판단 임계값은, 도 3 에 나타내는 바와 같이 환자의 호흡 압력 파형을 기초로, 호흡수 330 점 중의 오검지, 즉 흡기 개시점이 아닌데도 흡기 개시점으로 인식한 경우의 비율, 및 검지 미스, 즉 흡기 개시점인데도 지나친 경우의 비율로부터 적정값을 판단하였다. 3 Pa 를 하회하는 압력에서는 오검지의 비율이 급격히 증가함을 알 수 있다. 한편, 검지 미스의 비율은 거의 변함이 없지만, 압력의 증가에 따라 약간 증가하는 경향에 있다. 따라서, 호기 판단 압력 임계값은 3 Pa 이상, 바람직하게는 3 내지 10 Pa, 보다 바람직하게는 3 내지 5 Pa 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

또, 호기 판단시간의 길이는, 상기와 마찬가지로, 도 4 에 나타내는 바와 같이 환자의 호흡 압력 파형을 기초로, 호흡수 330 점 중의 오검지 및 검지 미스의 비율로부터 적정값을 판단하였다. 이 결과, 오검지의 비율은 50 msec 이하로 증가하고, 검지 미스는 판단 시간에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 호기 판단시간은 50 msec 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 노이즈 판단 압력값은, 도 5 에 나타내는 바와 같이 기준 압력인 대기압 이하가 되면, 오검지의 비율이 증가한다. 따라서, 노이즈 판단압력은 기준압력인 대기압과 동일하거나 또는 대기압 이상의 압력으로 설정하는 것이 바람직하다.

또, 노이즈 판단시간에 대해서도 도 6 에 나타내는 바와 같이 환자의 호흡 압력 파형을 기초로, 호흡수 330 점 중의 오검지 및 검지 미스의 비율로부터 적정값을 판단하였다. 검지 미스의 비율은 50 msec 이하로 증가하고, 오검지의 비율은 400 msec 이상으로 증가한다. 따라서, 노이즈 판단시간은 100 내지 200 msec 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

하나의 예로서, 호기 판단 임계값이 대기압에 대해 +3 Pa, 호기 판단시간 50 msec, 노이즈 판단압력이 대기압, 노이즈 판단시간 150 msec 와 같은 파라미터를 생각할 수 있는데, 상기 범위에서 적당한 조합으로 설정하는 것이 가능하다.

본 발명의 호흡 동조형 기체 공급장치는, 흡기상 개시부 이외의 흡기상 도중의 부분 및 노이즈를 흡기상 개시부로 오인식하지 않고, 사용자의 호흡 주기의 변화에도 추종하여, 흡기상 개시부의 인식을 잘못없이 또한 신속하게 행할 수 있으며, 산소의 불필요한 방출 및 사용자의 불쾌감을 저감시키는 것이 가능해진다.

Claims

호흡용 기체의 발생수단과, 일단이 상기 발생수단에 연통하고 타단에 상기 호흡용 기체의 개방형 공급수단을 갖고, 도중에 자동개폐밸브 수단을 가진 도관수단, 기체의 압력을 검지함으로써 호흡에 있어서의 적어도 일부의 소정 위상을 검지할 수 있는 호흡 위상 검지수단, 상기 검지수단의 검지 결과인 호흡 신호에 기초하여 상기 자동개폐밸브 수단의 개폐를 제어하는 제어수단을 구비한 호흡 동조형 기체 공급장치에 있어서,

상기 제어수단이 흡기상 개시부와 호기상 개시부를 인식하는 인식수단을 갖고, 상기 인식수단이 흡기상 개시부를 인식하고 나서 호기상 개시부를 인식할 때까지의 동안, 및 호기상 개시부를 인식하고 나서 미리 정해진 시간이 경과할 때까지의 동안에는 다음 흡기상 개시부의 인식을 행하지 않는 수단인 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 인식수단이, 상기 호흡 동조형 기체 공급장치를 대기 개방하였을 때의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 상기 기준값을 초과한 시점을 호기상 개시부로 인식하는 수단인 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 인식수단이, 상기 호흡 동조형 기체 공급장치를 대기 개방하였을 때의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 상기 기준값을 초과한 시점을 일단 가호기상 개시부로 인식해 두고, 그 후, 호흡 신호가 상기 기준값보다 호기상측에 있는 미리 정해진 호기 판단 임계값보다 호기상측에 있는 시간이 미리 정해진 호기 판단시간 이상 계속된 경우에, 일단 인식한 가호기상 개시부를 진호기상 개시부로 인식하는 수단인 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 인식수단이, 상기 호흡 동조형 기체 공급장치를 대기 개방하였을 때의 호흡 신호의 값을 기준값으로 하고, 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 상기 기준값을 초과한 시점을 일단 가호기상 개시부로 인식해 두고, 그 후, 호흡 신호가 상기 기준값 또는 상기 기준값보다 흡기상측에 있는 미리 정해진 노이즈 판단 임계값보다 흡기상측에 있는 시간이 미리 정해진 노이즈 판단시간 이상 계속된 경우, 일단 인식한 가호기상 개시부를 노이즈로서 파기하고, 다음으로 호흡 신호가 흡기상측에서 호기상측으로 기준값을 초과하는 시점을 가호기상 개시부로 다시 인식하는 수단인 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치.
제 3 항에 있어서, 상기 기준값이 대기압이고, 상기 호기 판단 임계값이 상기 대기압에 대해 3 Pa 이상의 압력인 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치.
제 3 항에 있어서, 상기 호기 판단시간이 50 msec 이상인 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치.
제 4 항에 있어서, 상기 기준값 및 상기 노이즈 판정 임계값이 대기압이고, 상기 노이즈 판정시간이 100 내지 200 msec 의 시간인 것을 특징으로 하는 호흡 동조형 기체 공급장치.
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