KR20160098918A - Apparatus and method for driving blower of medical ventilator - Google Patents

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KR20160098918A
KR20160098918A KR1020150021181A KR20150021181A KR20160098918A KR 20160098918 A KR20160098918 A KR 20160098918A KR 1020150021181 A KR1020150021181 A KR 1020150021181A KR 20150021181 A KR20150021181 A KR 20150021181A KR 20160098918 A KR20160098918 A KR 20160098918A
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Abstract

The present invention discloses an apparatus and a method for controlling a blower of an artificial ventilator. A method for controlling a blower of an artificial ventilator according to embodiments of the present invention is capable of smoothly maintaining inhalation and exhaust of the patient and is capable of maximizing compliance of the patient with respect to a continuous positive airway pressure by increasing a predetermined standard hydraulic pressure value to a target positive pressure value derived according to a change in expiratory pressures in case of inspiration during breathing of a patient and decreasing a hydraulic pressure of the target positive pressure value to a critical negative pressure value derived according to a change in expiratory pressures in case of expiration during breathing of the patient, and then intermittently controlling a hydraulic pressure supplied to mouth and nose of the patient in accordance with breathing events of the patient according as gas is supplied to the patient at a predetermined standard hydraulic pressure value, thereby reducing burden for breathing during inspiration and promptly removing a pressure applied to the nasal cavity of the patient during expiration.

Description

인공호흡기의 블로워 제어 장치 및 그 제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING BLOWER OF MEDICAL VENTILATOR}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING BLOWER OF MEDICAL VENTILATOR [0002]

본 발명은 인공호흡기의 블로워 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 불면증 환자에게 수면 중 발생하는 호흡 이벤트의 폐쇄성 무호흡 발생 시 수면 호흡과 동일한 유압의 가스를 환자에게 제공할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling a blower of a ventilator, and more particularly, to a system and method for controlling a blower of a respirator, And methods.

기존의 수면 장애의 경우 수면제로 불면증을 치료하는 과거와는 달리 최근에는 질병, 사고 등의 원인으로 수면 장애가 발생하고 있으며, 이러한 수면 장애는 만성 피로 등의 모든 질병 발생의 원인으로 진단되고 있으므로, 수면 질에 대한 중요성이 부각되고 있다.Unlike the past, which treats insomnia with sleeping pills in the case of existing sleep disorders, sleep disorders have been caused by diseases and accidents in recent years. These sleep disorders are diagnosed as causes of all diseases such as chronic fatigue, The importance of quality has been highlighted.

이러한 양질의 수면을 방해하는 중요한 요소 중 하나인 수면 무호흡증은 코골이가 있는 환자 중 약 5-10% 정도 나타나고 있고, 특히 수면 중 10초 이상 호흡이 정지상태인 폐쇄성 수면 무호흡도 존재한다.Sleep apnea, one of the most important obstacles to sleep quality, is present in about 5-10% of patients with snoring, and there is also obstructive sleep apnea in which breathing is stopped for more than 10 seconds during sleep.

이때 인공 호흡기의 블로워(Blower)를 통해 강제로 폐에 공기를 주입하여 폐의 환기 효율을 개선할 수 있는 양압지속유지기 (CPAP: Continuous Positive Airway Pressure)를 통해 폐쇄성 수면 무호흡을 치료하고 있으며 이러한 양압지속유지기에 의해 폐쇄성 수면 무호흡증(OSA)과 중심성 수면무호흡증(CSA) 에 대한 치료 효과는 매우 탁월한 것으로 판단하고 있다.At this time, CPAP (Continuous Positive Airway Pressure), which can improve the ventilation efficiency of the lung by injecting air into the lungs through the ventilator's blower, treats obstructive sleep apnea. The effect of continuous maintenance on OSA and central sleep apnea (CSA) is considered to be excellent.

여기서, 양압지속유지기는 무호흡을 포함하는 각종 호흡의 이벤트들이 발생하면 코를 통해 숨길 주변 조직에 지속적인 압력을 가하여 숨길이 좁아지는 것을 막아 숨길을 넓게 유지하는 치료장치이다.Here, the positive pressure sustaining device is a therapeutic device that keeps the hidden path wide by preventing continuous narrowing of the surrounding tissues hidden through the nose when various respiratory events including apnea occur.

그러나, 이러한 양압지속유지기는 강한 압력의 바람이 코로 들어오기 때문에 이러한 바람에 환자가 적응하기 까지 불편함을 호소하는 단점이 존재하였다.However, such a positive pressure sustaining device has a disadvantage in that it is inconvenient for the patient to adjust to such a situation because a strong pressure wind enters into the nose.

이러한 단점을 제거하여 통상의 양압지속유지기를 통해 편안한 인공 호흡을 환자에게 제공하기 위해, 환자의 자가 호흡 반응을 빠르게 감지하여 적절한 호흡 모드로 전환할 수 있는 별도의 로직이 필요로 하였다.To eliminate this disadvantage and provide a comfortable ventilator to the patient via a conventional positive pressure sustainer, a separate logic is needed to quickly detect the patient's self-breathing response and switch to the appropriate breathing mode.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 환자의 호흡 중 들숨인 경우 호기압의 변화량에 따라 도출된 양압 목표치로 일정한 기준치의 유압을 증가하고, 날숨인 경우 호기압 변화량에 따라 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하며 호흡 이벤트 종료 후 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급함에 따라, 환자의 흡기 및 배기의 유압을 환자의 호흡 상태에 따라 최적의 상태로 제어할 수 있는 인공호흡기의 블로워 제어 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to increase the hydraulic pressure of a predetermined reference value to the positive pressure target value derived according to the change in the atmospheric pressure in the case of inhalation during breathing of the patient, The hydraulic pressure of the positive pressure target is reduced to the negative pressure threshold derived according to the change in the atmospheric pressure and the gas is supplied to the patient with the hydraulic pressure of a certain reference value after the end of the breathing event, The present invention provides an apparatus and method for controlling a blower of a respirator that can control the state of the apparatus.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 인공 호흡기의 블로워 제어 장치는,According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling a ventilator,

외부로부터 공급되는 전원을 제공받아 블로워를 동작하기 위한 구동 신호를 생성하여 블로워의 구동을 단속하는 블로워 제어부와, 상기 블로워 제어부의 구동 신호에 따라 블로워를 동작시켜 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 제공하는 블로워 구동부를 포함하는 인공 호흡기에 있어서, A blower control unit for generating a driving signal for operating the blower by supplying power supplied from the outside and controlling the driving of the blower; and a blower control unit for operating the blower according to the driving signal of the blower control unit, And a blower drive part for blowing air into the ventilator,

상기 블로워 제어부는, Wherein the blower control unit comprises:

환자의 호기량 변화를 토대로 환자에게 공급된 일정한 기준치의 유압을 추가 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.And further controls the hydraulic pressure of a predetermined reference value supplied to the patient based on the change in the patient's aerobic rate.

바람직하게 상기 블로워 제어부는,Preferably, the blower control unit includes:

기 정해진 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 일정하게 제공하며,And the gas is constantly supplied to the patient by the predetermined standard hydraulic pressure,

상기 환자의 호기량의 변화를 토대로 감지된 환자의 호흡 상태가 들숨인 경우 변화된 호기량에 대응되어 기 정해진 비례적 관계식으로부터 도출된 양압 목표치로 상기 기준치의 유압을 증가하여 환자에게 공급하고,When the respiratory state of the patient sensed based on the change of the patient's breathing rate is inhaled, the hydraulic pressure of the reference value is increased to the positive pressure target value derived from the predetermined proportional relationship corresponding to the changed breath amount,

상기 환자의 호기량의 변화를 토대로 감지된 환자의 호흡 상태가 날숨인 경우 변화된 호기량에 대응되어 기 정해진 비례적 관계식으로부터 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하여 환자에게 공급하도록 구비되는 것을 특징으로 한다. When the breathing state of the patient sensed based on the change in the breathing rate of the patient is exhaled, the hydraulic pressure of the positive pressure target value is reduced to a negative pressure threshold derived from a predetermined proportional relationship corresponding to the changed breathing amount, .

바람직하게 상기 블로워 제어부는,Preferably, the blower control unit includes:

환자의 들숨과 날숨의 한 호흡 사이클이 종료된 후 기 정해진 소정 시간 동안 상기 음압 임계치의 유압을 리니어하게 증가하여 상기 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.The hydraulic pressure of the negative pressure threshold is linearly increased for a predetermined period of time after a breathing cycle of the patient's inspiration and expiration ends and the gas is supplied to the patient with the hydraulic pressure of the reference value.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 인공 호흡기의 블로워 제어 방법은,According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a ventilator,

블로워 제어부에서 기 정해진 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 일정하게 제공하는 단계와,Providing the gas constantly to the patient with hydraulic pressure of a predetermined value determined by the blower control unit;

상기 환자의 호기량의 변화를 토대로 감지된 환자의 호흡 상태가 들숨인 경우 변화된 호기량에 대응되어 기 정해진 비례적 관계식으로부터 도출된 양압 목표치로 상기 기준치의 유압을 증가하여 환자에게 공급하는 단계와,Increasing a hydraulic pressure of the reference value to a positive pressure target value derived from a predetermined proportional relation corresponding to a changed breath amount when a respiratory state of the patient sensed based on a change in aerobic volume of the patient is inspected,

상기 환자의 호기량의 변화를 토대로 감지된 환자의 호흡 상태가 날숨인 경우 변화된 호기량에 대응되어 기 정해진 비례적 관계식으로부터 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하여 환자에게 공급하는 단계를 포함하도록 구비되는 것을 특징으로 한다. And reducing the hydraulic pressure of the positive pressure target to a negative pressure threshold derived from a predetermined proportional relationship corresponding to the changed breath amount when the respiratory state of the patient sensed based on the change in the patient's aerobic rate is exhaled, .

바람직하게 상기 인공 호흡기의 블로워 제어 방법은 Preferably, the method for controlling the ventilator's blower

환자의 들숨과 날숨의 한 호흡 사이클이 종료된 후 기 정해진 소정 시간 동안 상기 음압 임계치의 유압을 리니어하게 증가하여 상기 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급하는 단계를 더 포함하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.Further comprising linearly increasing the hydraulic pressure of the negative pressure threshold for a predetermined period of time after a breathing cycle of the patient's inspiration and expiration ends and supplying the gas to the patient with the hydraulic pressure of the reference value .

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인공 호흡기의 블로워 제어 장치 및 그 제어 방법은, 환자의 호흡 중 들숨인 경우 호기압의 변화에 따라 도출된 양압 목표치로 일정한 기준치의 유압을 증가하고 날숨인 경우 호기압 변화에 따라 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하며 이 후 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급함에 따라, 환자의 호흡 이벤트에 따라 환자의 입과 코에 공급되는 유압을 단속하여 들숨 시 호흡에 대한 부담을 줄이고 날숨 시 환자의 비강에 걸리는 압력을 빠르게 제거하여 환자의 흡기 및 배기를 원활하게 유지할 수 있고, 양압지속유지기에 대한 환자의 순응도를 극대화할 수 있는 잇점을 갖는다.As described above, the apparatus and method for controlling the ventilator of the ventilator according to the present invention increase the hydraulic pressure of a predetermined reference value to the positive pressure target value derived according to the change of the atmospheric pressure in the case of inspiration during breathing of the patient, The hydraulic pressure of the positive pressure target is reduced to a negative pressure threshold value derived in accordance with the change of the atmospheric pressure, and then the gas is supplied to the patient with the hydraulic pressure of a predetermined reference value, and the hydraulic pressure supplied to the mouth and nose of the patient is interrupted The pressure on the nasal cavity of the patient at the time of expiration can be quickly removed to relieve the patient's inspiration and exhaust, and the patient's compliance with the positive pressure maintenance device can be maximized.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인공호흡기의 블로워제어장치의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인공호흡기의 블로워 제어 장치의 블로워 제어부의 구성을 보인 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인공호흡기의 블로워 제어 장치의 흡기압 및 배기압을 보인 파형도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인공호흡기의 블로워 제어 과정을 보인 흐름도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further understand the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing the configuration of a ventilator blower control apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a view showing a configuration of a blower control unit of a blower control unit of an artificial respirator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram showing an intake pressure and an exhaust pressure of a ventilator controller of a ventilator according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a blower control process of the ventilator according to another embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인공 호흡기의 블로워 구동 장치의 구성을 보인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 블로워 제어부의 구성을 보인 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 제어 신호에 의해 블로워에서 출력되는 환자의 들숨과 날숨과 매칭되는 흡기압 및 배기압을 보인 파형도이다.1 is a view showing a configuration of a blower driving apparatus of a ventilator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the blower control unit shown in FIG. 1, FIG. 5 is a waveform diagram showing an intake pressure and an exhaust pressure, which are matched with the inspiration and expiration of the patient output by the blower.

본 발명에 따른 인공 호흡기의 블로워 구동 장치는, 환자의 들숨과 날숨의 트리거되는 시점에서 블로워의 정지 시간을 단축하도록 구비되고, 이러한 장치는, 전원 공급부(10), 블로워 구동부(30), 블로워(50), 블로워 제어부(70), 유속 검출부(90)를 포함한다.The ventilator blower driving apparatus according to the present invention is provided to shorten the stop time of the blower at the point of time when the patient is inspired to inhale and exhale. The apparatus includes a power supply unit 10, a blower driving unit 30, a blower 50, a blower control unit 70, and a flow velocity detection unit 90.

여기서, 상기 전원 공급부(10)는 베터리로부터 공급되는 전원을 블로워(50)에 필요한 전원으로 변화하여 출력하도록 구비된다.Here, the power supply unit 10 is configured to change the power supplied from the battery to the power required for the blower 50 and output the power.

또한, 상기 블로워 구동부(30)는 상기 전원 공급부(10)의 전원 및 상기 블로워 제어부(70)에서 제공되는 구동 신호를 제공받아 스위칭하여 상기 전원을 블로워(50)로 공급하도록 구비된다. The blower driving unit 30 is provided to supply the power to the power supply unit 10 and the driving signal provided from the blower control unit 70 and to supply the power to the blower 50.

그리고, 상기 블로워 구동부(30)는 블로워 제어부(50)로부터 공급된 환자의 상태에 따라 도출된 양압 목표치 또는 음압 임계치의 유압을 블로워(50)를 구동하도록 구비된다.The blower driving unit 30 is provided to drive the blower 50 with the positive pressure target value or the negative pressure threshold value derived according to the state of the patient supplied from the blower control unit 50.

여기서, 상기 블로워(50)는 3상 또는 그 이상 또는 그 이하의 페이지를 가지는 BLDC 모터로 구비될 수 있다. Here, the blower 50 may be provided with a BLDC motor having three or more pages or less.

이때 상기 블로워 제어부(70)은, 상기 블로워(50)에 의해 환자의 폐로 공급되는 흡기 및 배기 유속을 검출하여 흡기 및 배기 유속 및 유압의 차인 호기압의 변화를 토대로 환자의 들숨 및 날숨 시점을 도출하고, 도출된 들숨 시점에서 상기 호기압 변화량에 따라 일정한 기준치 보다 높은 양압 목표치를 도출하며, 상기 날숨 시점에서 상기 기준치 보다 낮은 음압 임계치를 도출하도록 구비된다.At this time, the blower control unit 70 detects the intake and exhaust flow rates supplied to the patient's lung by the blower 50 and derives the inhalation and exhalation timing of the patient based on the change in the atmospheric pressure, which is the difference between the intake and exhaust flow velocities and the hydraulic pressure And derives a positive pressure target value higher than a predetermined reference value according to the change in the atmospheric pressure at the derived inflow point and derives a sound pressure threshold value lower than the reference value at the inflation point.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 블로워 제어부(70)는, 유속 검출부(90)로부터 공급되는 흡기 및 배기 유속 및 유압의 차인 호기압 변화량을 기반으로 환자의 들숨 시점을 감지하는 들숨 판정부(71)와, 상기 들숨 판정부(71)의 들숨 시점에서 환자의 호기압 변화량을 토대로 기 정해진 기준치 보다 높은 양압 목표치를 도출하는 양압 목표치 도출부(73)와, 상기 호기압 변화량을 기반으로 환자의 날숨 시점을 감지하는 날숨 판정부(75)와, 상기 날숨 판정부(75)의 날숨 시점에서 환자의 호기압 변화량을 토대로 기 정해진 기준치 보다 낮은 음압 임계치를 도출하는 음압 임계치 도출부(77)와, 상기 호기압의 변화량을 토대로 환자의 들숨과 날숨의 호흡 사이클이 종료되면 상기 음압 임게치를 상기 기준치로 리니어하게 증가하는 유압 유지부(79)를 포함한다.2, the blower control unit 70 includes an inflow determining unit 71 for detecting the inflow point of the patient based on the change in the atmospheric pressure, which is the difference between the intake air flow rate and the exhaust flow velocity and the oil pressure supplied from the flow velocity detecting unit 90 A positive pressure target value derivation unit 73 for deriving a positive pressure target value higher than a predetermined reference value based on the patient's atmospheric pressure change amount at the inflow time point of the inhalation determination unit 71 based on the atmospheric pressure change amount, A sound pressure threshold value deriving part 77 for deriving a sound pressure threshold value lower than a predetermined reference value based on the change in the patient's atmospheric pressure at the time of exhalation of the above-described breathing judging part 75, And a hydraulic pressure maintaining unit 79 that linearly increases the pressure threshold value when the breathing cycle of the patient's breathing and exhalation ends based on the change in the breath pressure.

상기 유속 검출부(90)는, 블로워(50)의 회전에 의해 배출되는 혼합 가스의 유속 및 유압을 감지하도록 구비되고, 상기 유속 검출부(31)의 유속 신호는 블로워 제어부(70)로 제공된다.The flow rate detector 90 is provided to detect the flow rate and the hydraulic pressure of the mixed gas discharged by the rotation of the blower 50 and the flow rate signal of the flow rate detector 31 is provided to the blower controller 70.

한편, 상기 들숨 도출부(71) 및 날숨 도출부(75)는 상기 유속 검출부(90)로부터 공급되는 흡기 및 배기 유속 및 유압의 차를 기반으로 환자의 들숨과 날숨 시점을 각각 도출하도록 구비된다.The inspiration-inducing unit 71 and the inspiration-inducing unit 75 are provided to derive inspiration and exhalation timing of the patient on the basis of the difference between the intake air flow rate and the exhaust gas flow rate and the hydraulic pressure supplied from the flow rate detection unit 90.

여기서, 이러한 상기 유속 검출부(90)로부터 공급되는 흡기 및 배기 유속 및 유압의 차인 호기압 변화량을 기반으로 환자의 들숨과 날숨 시점을 도출하는 일련의 과정은 일반적으로 환자의 들숨과 날숨 시점을 도출하는 과정과 동일 또는 유사하다.Here, a series of processes for deriving the patient's inhalation and exhalation timing based on the change in the atmospheric pressure, which is the difference between the intake air flow and the exhaust flow velocity and the hydraulic pressure supplied from the flow velocity detector 90, The process is the same or similar.

한편, 상기 양압 목표치 도출부(73)는 수신된 들숨 판정부(71)의 들숨 시점에서 상기 환자의 호기압 변화량에 대응되어 기 정의된 비례적 관계식을 토대로 상기 기준치 보다 높은 양압 목표치를 도출하는 기능을 수행한다. On the other hand, the positive pressure target value deriving unit 73 derives a positive target value higher than the reference value based on a predetermined proportional relation corresponding to the patient's atmospheric pressure change amount at the inflow time of the received inflow determining unit 71 .

그리고 상기 도출된 양압 목표치의 유압은 블로워 구동부(30)를 통해 블로워(50)에 제공되어 일정한 기준치의 유압이 양압 목표치로 증가된 유압으로 가스가 환자에게 공급된다.The derived hydraulic pressure of the positive pressure target is supplied to the blower 50 through the blower driving unit 30, and the gas is supplied to the patient to the hydraulic pressure whose hydraulic pressure of a predetermined reference value is increased to the positive pressure target value.

이에 상기 환자의 폐로 상기 기준치 보다 높은 양압 목표치의 유압으로 흡기되므로, 환자의 들숨이 원활하게 실행된다.The lung of the patient is sucked into the hydraulic pressure of the positive pressure target value higher than the reference value, so that the patient's breathing is smoothly performed.

이 후 상기 날숨 판정부(75)는 호기압 변화량을 기반으로 환자의 들숨과 날숨 시점을 도출한 후 도출된 날숨 시점을 상기 음압 임계치 도출부(77)로 전달하고, 상기 음압 임계치 도출부(77)는 호기압 변화량에 대응되어 기 정의된 비례적 관계식을 토대로 상기 기준치 보다 낮은 음압 임계치를 도출하며, 도출된 음압 임계치는 상기 블로워 구동부(30)로 전달되며, 상기 블로워 구동부(30)는 수신된 음압 임계치의 유압으로 블로워(50)를 구동시키기 위한 구동 신호를 생성하여 블로워(50)로 전달한다.Then, the anemia determination unit 75 derives the patient's inhalation and exhalation timing based on the change in the atmospheric pressure, and then delivers the calculated aspiration timing to the sound pressure threshold derivation unit 77. The sound pressure threshold derivation unit 77 The sound pressure threshold value is derived from the sound pressure threshold value that is lower than the reference value based on a predetermined proportional relation corresponding to the change in the atmospheric pressure. The derived sound pressure threshold is transmitted to the blower driving unit 30, And generates a drive signal for driving the blower 50 with the hydraulic pressure of the negative pressure threshold value, and transfers the generated drive signal to the blower 50.

이에 상기 환자의 폐로 상기 기준치 보다 낮은 음압 임계치의 유압으로 날숨이 신속하게 배기되므로, 환자의 입과 코에 걸리는 날숨으로 인한 압력이 빠르게 제거되어 배기에 따른 환자의 불편함이 제거된다.Accordingly, the patient's lungs are rapidly expelled to the hydraulic pressure of the sound pressure threshold value lower than the reference value, so that the pressure due to the expiration of the patient's mouth and nose is quickly removed, thereby eliminating the inconvenience of the patient due to the exhaust.

이 후 상기 유압 유지부(79)는 날숨의 완료 시 상기 음압 임계치를 소정 시간 동안 리니어하게 상기 기준치로 증가함에 따라 환자의 호기압이 일정하게 유지된다.Thereafter, the hydraulic pressure maintaining unit 79 keeps the patient's atmospheric pressure constant as the sound pressure threshold is linearly increased to the reference value for a predetermined time at the completion of the vomiting.

본 발명의 실시 예에 의하면, 환자의 호흡 중 들숨인 경우 호기압의 변화에 따라 도출된 양압 목표치로 일정한 기준치의 유압을 증가하고 날숨인 경우 호기압 변화에 따라 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하며 이 후 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급함에 따라, 환자의 호흡 이벤트에 따라 환자의 입과 코에 공급되는 유압을 단속하여 들숨 시 호흡에 대한 부담을 줄이고 날숨 시 환자의 비강에 걸리는 압력을 빠르게 제거하여 환자의 흡기 및 배기를 원활하게 유지할 수 있고, 양압지속유지기에 대한 환자의 순응도를 극대화할 수 있게 된다. According to the embodiment of the present invention, in the case of inspiration during breathing of a patient, the hydraulic pressure of a predetermined reference value is increased to a positive pressure target value derived according to a change in an arousal pressure, and in the case of an exhalation, a negative pressure threshold value As the hydraulic pressure is decreased and then the gas is supplied to the patient with the hydraulic pressure of a certain standard value, the hydraulic pressure supplied to the patient's mouth and nose is controlled according to the patient's breathing event to reduce the burden on respiration at the time of exhalation, It is possible to keep the intake and exhaust of the patient smoothly and to maximize the patient's compliance with the positive pressure maintenance device.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명 따른 인공 호흡기에서 통상적인 동작은 일반 인공 호흡기와 동일 내지 유사하게 실행되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Since the conventional operation of the artificial respirator according to the present invention including the functions as described above is the same as or similar to that of the general artificial respirator, a detailed description thereof will be omitted.

즉, 본 발명은 환자의 들숨 상태 및 날숨 상태에서 추가적인 압력을 보조하는 기능에 대한 발명이므로, 이에 대한 동작에 대해서만 구체적으로 설명한다.That is, since the present invention is a function for assisting additional pressure in a patient's in-breath state and an exhalation state, only the operation thereof will be described in detail.

기준치의 유압을 증가하고 날숨인 경우 호기압 변화에 따라 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하며 이 후 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급하는 일련의 과정을 도 4를 참조하여 설명한다.A series of processes of increasing the hydraulic pressure of the reference value and reducing the hydraulic pressure of the positive pressure target value to the negative pressure threshold derived in accordance with the change of the atmospheric pressure in the case of exhalation and then supplying the gas to the patient with the hydraulic pressure of a predetermined reference value will be described with reference to FIG. do.

도 4는 도 2에 도시된 블로워 제어부의 동작 과정을 보인 흐름도로서, 이를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 인공 호흡기의 블로워 제어 과정을 설명한다.FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation process of the blower control unit shown in FIG. 2. Referring to FIG. 4, a process of controlling a blower of the ventilator according to an embodiment of the present invention will be described.

우선, 블로워 제어부(70)는 단계(101)를 통해 외부로부터 공급되는 전원을 제공받아 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급한다.First, the blower control unit 70 receives the power supplied from the outside through the step 101 and supplies the gas to the patient with a predetermined reference oil pressure.

이 후 상기 블로워 제어부(70)는 환자의 호기압 변화를 토대로 들숨이 감지되는 경우 상기 호기압 변화량를 토대로 상기 기준치 보다 증가된 양압 목표치를 도출하고 상기 도출된 양압 목표치의 유압을 블로워 구동부(30)를 통해 블로워(50)로 제공한다. 이에 환자에게 양압 목표치의 유압의 가스가 공급된다(단계 103, 105, 107).Then, the blower control unit 70 derives the positive pressure target value that is increased from the reference value based on the atmospheric pressure change amount when the inspiration is detected on the basis of a change in the atmospheric pressure of the patient and outputs the hydraulic pressure of the derived positive pressure target value to the blower drive unit 30 To the blower (50). The patient is supplied with the gas of the positive pressure of the positive pressure target (steps 103, 105, 107).

이 후 상기 단계(103)에서 둘숨이 감지되지 아니한 경우 호기압 변화를 토대로 날숨인 지를 판단하고 판단 결과 날숨 인 경우 호기압 변화량을 토대로 상기 기준치 보다 낮은 음압 임계치를 도출한 후 음압 임계치의 유압의 가스가 환자에게 공급된다(단계 109, 111,113).Thereafter, in step 103, if no breathing is sensed, it is determined based on a change in the atmospheric pressure. If it is determined that the breathing is expired, a negative pressure threshold value lower than the reference value is derived based on the change in the atmospheric pressure, Is supplied to the patient (steps 109, 111, 113).

이에 따라 이에 상기 환자의 폐로 상기 기준치 보다 낮은 음압 임계치의 유압으로 날숨이 신속하게 배기되므로, 환자의 입과 코에 걸리는 날숨으로 인한 압력이 빠르게 제거되어 배기에 따른 환자의 불편함이 제거된다.As a result, the patient's lungs are rapidly expelled to the hydraulic pressure of the sound pressure threshold value lower than the reference value, so that the pressure due to the expiration of the patient's mouth and nose is quickly removed, thereby eliminating the inconvenience of the patient due to the exhaust.

이 후 상기 블로워 제어부(70)는 들숨과 날숨의 호흡 이벤트가 종료되었는 지를 판단하고 판단 결과 호흡 이벤트가 종료되지 아니한 경우 상기 단계(113)으로 진행하고, 호흡 이벤트가 종료된 경우 전원이 오프되었는 지를 판단하고 판단 결과 전원이 오프되지 아니한 경우 상기 단계(101)로 진행하여 상기 음압 임계치를 소정 시간 동안 리니어하게 상기 기준치로 증가시킨 후 환자의 호기압을 일정한 기준치 유압으로 유지시킨다(단계 115, 117).Then, the blower controller 70 determines whether the breathing event of inspiration and expiration has been terminated. If the breathing event is not ended, the process proceeds to step 113. If the breathing event is terminated, If it is determined that the power is not turned off, the routine proceeds to step 101, where the sound pressure threshold is linearly increased to the reference value for a predetermined period of time, and the patient's atmospheric pressure is maintained at a predetermined reference oil pressure (steps 115 and 117) .

본 발명의 실시 예에 의하면, 환자의 호흡 중 들숨인 경우 호기압의 변화에 따라 도출된 양압 목표치로 일정한 기준치의 유압을 증가하고 날숨인 경우 호기압 변화에 따라 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하며 이 후 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급함에 따라, 환자의 호흡 이벤트에 따라 환자의 입과 코에 공급되는 유압을 단속하여 들숨 시 호흡에 대한 부담을 줄이고 날숨 시 환자의 비강에 걸리는 압력을 빠르게 제거하여 환자의 흡기 및 배기를 원활하게 유지할 수 있고, 양압지속유지기에 대한 환자의 순응도를 극대화할 수 있게 된다.According to the embodiment of the present invention, in the case of inspiration during breathing of a patient, the hydraulic pressure of a predetermined reference value is increased to a positive pressure target value derived according to a change in an arousal pressure, and in the case of an exhalation, a negative pressure threshold value As the hydraulic pressure is decreased and then the gas is supplied to the patient with the hydraulic pressure of a certain standard value, the hydraulic pressure supplied to the patient's mouth and nose is controlled according to the patient's breathing event to reduce the burden on respiration at the time of exhalation, It is possible to keep the intake and exhaust of the patient smoothly and to maximize the patient's compliance with the positive pressure maintenance device.

본 발명의 실시 예에서 수면 중 발생하는 폐쇄성 무호흡을 호흡 이벤트로 설명하고 있으나, 인공 호흡이 필요한 호흡 이벤트를 포함하는 것을 적용하는 것은 당업자에 의해 자명하다 할 것이고, 또한, 강제 호흡을 필요한 모든 인공 호흡에 적용 가능하다.Although the obstructive apnea occurring during sleep in the embodiment of the present invention is described as a respiratory event, it will be obvious to those skilled in the art to apply a respiratory event requiring artificial respiration. In addition, Lt; / RTI >

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명의 실시 예에 의하면, 환자의 호흡 중 들숨인 경우 호기압의 변화에 따라 도출된 양압 목표치로 일정한 기준치의 유압을 증가하고 날숨인 경우 호기압 변화에 따라 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하며 이 후 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급함에 따라, 환자의 호흡 이벤트에 따라 환자의 입과 코에 공급되는 유압을 단속하여 들숨 시 호흡에 대한 부담을 줄이고 날숨 시 환자의 비강에 걸리는 압력을 빠르게 제거하여 환자의 흡기 및 배기를 원활하게 유지할 수 있고, 양압지속유지기에 대한 환자의 순응도를 극대화할 수 있는 인공호흡기의 블로워 제어 장치 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 인공 호흡기의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
According to the embodiment of the present invention, in the case of inspiration during breathing of a patient, the hydraulic pressure of a predetermined reference value is increased to a positive pressure target value derived according to a change in an arousal pressure, and in the case of an exhalation, a negative pressure threshold value As the hydraulic pressure is decreased and then the gas is supplied to the patient with the hydraulic pressure of a certain standard value, the hydraulic pressure supplied to the patient's mouth and nose is controlled according to the patient's breathing event to reduce the burden on respiration at the time of exhalation, Of the ventilator can be quickly removed to maintain the intake and exhaust of the patient smoothly and to maximize the patient's compliance with the positive pressure maintenance device. Furthermore, it can make great progress in terms of performance efficiency, and it can be applied to a commercially available ventilator So as not likely to be sufficient enough to be carried explicitly in reality the invention there is industrial applicability.

Claims (5)

외부로부터 공급되는 전원을 제공받아 블로워를 동작하기 위한 구동 신호를 생성하여 블로워의 구동을 단속하는 블로워 제어부와, 상기 블로워 제어부의 구동 신호에 따라 블로워를 동작시켜 일정한 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 제공하는 블로워 구동부를 포함하는 인공 호흡기에 있어서,
상기 블로워 제어부는,
환자의 호기량 변화를 토대로 환자에게 공급된 일정한 기준치의 유압을 추가 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 블로워 제어 장치.A blower control unit for generating a driving signal for operating the blower by supplying power supplied from the outside and controlling the driving of the blower; and a blower control unit for operating the blower according to the driving signal of the blower control unit, And a blower drive part for blowing air into the ventilator,
Wherein the blower control unit comprises:
Wherein the controller is further provided to additionally control the hydraulic pressure of a predetermined reference value supplied to the patient based on the change in the patient's breathing rate. 제1항에 있어서, 상기 블로워 제어부는,
기 정해진 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 일정하게 제공하며,
상기 환자의 호기량의 변화를 토대로 감지된 환자의 호흡 상태가 들숨인 경우 변화된 호기량에 대응되어 기 정해진 비례적 관계식으로부터 도출된 양압 목표치로 상기 기준치의 유압을 증가하여 환자에게 공급하고,
상기 환자의 호기량의 변화를 토대로 감지된 환자의 호흡 상태가 날숨인 경우 변화된 호기량에 대응되어 기 정해진 비례적 관계식으로부터 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하여 환자에게 공급하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 블로워 제어 장치.The air conditioner according to claim 1,
And the gas is constantly supplied to the patient by the predetermined standard hydraulic pressure,
When the respiratory state of the patient sensed based on the change of the patient's breathing rate is inhaled, the hydraulic pressure of the reference value is increased to the positive pressure target value derived from the predetermined proportional relationship corresponding to the changed breath amount,
When the breathing state of the patient sensed based on the change in the breathing rate of the patient is exhaled, the hydraulic pressure of the positive pressure target value is reduced to a negative pressure threshold derived from a predetermined proportional relationship corresponding to the changed breathing amount, And a control unit for controlling the blower of the ventilator. 제2항에 있어서, 상기 블로워 제어부는,
환자의 들숨과 날숨의 한 호흡 사이클이 종료된 후 기 정해진 소정 시간 동안 상기 음압 임계치의 유압을 리니어하게 증가하여 상기 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 블로워 제어 장치.The air conditioner according to claim 2,
Wherein the controller is configured to linearly increase the hydraulic pressure of the negative pressure threshold for a predetermined period of time after a breathing cycle of the patient's inspiration and exhalation ends and supply the gas to the patient with the hydraulic pressure of the reference value. Device. 블로워 제어부에서 기 정해진 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 일정하게 제공하는 단계와,
상기 환자의 호기량의 변화를 토대로 감지된 환자의 호흡 상태가 들숨인 경우 변화된 호기량에 대응되어 기 정해진 비례적 관계식으로부터 도출된 양압 목표치로 상기 기준치의 유압을 증가하여 환자에게 공급하는 단계와,
상기 환자의 호기량의 변화를 토대로 감지된 환자의 호흡 상태가 날숨인 경우 변화된 호기량에 대응되어 기 정해진 비례적 관계식으로부터 도출된 음압 임계치로 상기 양압 목표치의 유압을 감소하여 환자에게 공급하는 단계를 포함하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 블로워 제어 방법. Providing the gas constantly to the patient with hydraulic pressure of a predetermined value determined by the blower control unit;
Increasing a hydraulic pressure of the reference value to a positive pressure target value derived from a predetermined proportional relation corresponding to a changed breath amount when a respiratory state of the patient sensed based on a change in aerobic volume of the patient is inspected,
And reducing the hydraulic pressure of the positive pressure target to a negative pressure threshold derived from a predetermined proportional relationship corresponding to the changed breath amount when the respiratory state of the patient sensed based on the change in the patient's aerobic rate is exhaled, Wherein the ventilator is provided with a ventilator. 제4항에 있어서, 상기 인공 호흡기의 블로워 제어 방법은
환자의 들숨과 날숨의 한 호흡 사이클이 종료된 후 기 정해진 소정 시간 동안 상기 음압 임계치의 유압을 리니어하게 증가하여 상기 기준치의 유압으로 가스를 환자에게 공급하는 단계를 더 포함하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 인공호흡기의 블로워 제어 방법.The method of claim 4, wherein the ventilator's blower control method comprises:
Further comprising the step of linearly increasing the hydraulic pressure of the negative pressure threshold for a predetermined period of time after a respiration cycle of the patient's inspiration and expiration ends and supplying the gas to the patient with the hydraulic pressure of the reference value A method of controlling the ventilator's blower.
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