KR20190131037A - 호흡용 기체 공급 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

호흡용 기체 공급 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190131037A
KR20190131037A KR1020197027855A KR20197027855A KR20190131037A KR 20190131037 A KR20190131037 A KR 20190131037A KR 1020197027855 A KR1020197027855 A KR 1020197027855A KR 20197027855 A KR20197027855 A KR 20197027855A KR 20190131037 A KR20190131037 A KR 20190131037A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure gradient
gradient threshold
breathing
threshold value
threshold
Prior art date
Application number
KR1020197027855A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102553417B1 (ko
Inventor
마사토 사사키
나오유키 이이다
Original Assignee
데이진 화-마 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 데이진 화-마 가부시키가이샤 filed Critical 데이진 화-마 가부시키가이샤
Publication of KR20190131037A publication Critical patent/KR20190131037A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102553417B1 publication Critical patent/KR102553417B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201Controlled valves
    • A61M16/202Controlled valves electrically actuated
    • A61M16/203Proportional
    • A61M16/204Proportional used for inhalation control
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/021Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022Control means therefor
    • A61M16/024Control means therefor including calculation means, e.g. using a processor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/021Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022Control means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0051Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes with alarm devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0057Pumps therefor
    • A61M16/0066Blowers or centrifugal pumps
    • A61M16/0069Blowers or centrifugal pumps the speed thereof being controlled by respiratory parameters, e.g. by inhalation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/06Respiratory or anaesthetic masks
    • A61M16/0666Nasal cannulas or tubing
    • A61M16/0672Nasal cannula assemblies for oxygen therapy
    • A61M16/0677Gas-saving devices therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201Controlled valves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1005Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement
    • A61M16/101Preparation of respiratory gases or vapours with O2 features or with parameter measurement using an oxygen concentrator
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201Controlled valves
    • A61M16/202Controlled valves electrically actuated
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/0015Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors
    • A61M2016/0018Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors electrical
    • A61M2016/0021Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors electrical with a proportional output signal, e.g. from a thermistor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/0027Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure pressure meter
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
    • A61M2016/0033Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • A61M2016/0039Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the inspiratory circuit
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/18General characteristics of the apparatus with alarm
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/50General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
    • A61M2205/502User interfaces, e.g. screens or keyboards

Abstract

압력 센서와 제어부를 구비하고, 제어부는 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 압력 구배 임계값보다 커진 점을 흡기 검지점으로 판단하여 호흡용 기체의 공급을 개시한다. 또, 소정 시간 내에 있어서의 흡기 검지점의 횟수로부터, 흡기 검지점의 판단 기준으로 하고 있는 압력 구배 임계값이 사용자의 활동 상황과 일치하고 있는지 판단하여, 압력 구배 임계값과 활동 상황이 일치하고 있지 않은 경우, 다른 압력 구배 임계값으로 전환함으로써, 압력 구배 임계값과 활동 상황을 일치시킨다.

Description

호흡용 기체 공급 장치 및 그 제어 방법
본 발명은 사용자의 호흡 사이클에 따라, 농축 산소 등의 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
천식, 폐기종, 만성 기관지염 등의 호흡기계 질환의 치료법으로서, 환자에게 고농도의 산소 가스를 흡입시켜, 부족한 산소를 보충하는 산소 흡입 요법이 실시되고 있다. 재택 산소 흡입 요법은, 의사의 처방에 따라, 산소 농축 장치나 산소 봄베 등의 호흡용 기체 공급 장치를 환자인 사용자가 조작하여, 자택에서 산소 흡입 요법을 실시하는 것이다. 최근에는, 배터리로 구동하는 휴대식의 산소 농축 장치 등도 개발되어, 호흡용 기체 공급 장치의 용도가 확대되고 있다.
휴대형의 호흡용 기체 공급 장치에서는, 장치의 소형 경량화와 장시간의 가동을 가능하게 하기 위해, 디맨드 레귤레이터 기능을 구비한 호흡 동조식인 것이 많다 (특허문헌 1, 2). 디맨드 레귤레이터 기능은, 압력 센서 등으로 사용자의 호흡 위상을 검지하고, 호흡 사이클에 동조하여 흡기상에서만 산소 가스 등의 호흡용 기체를 공급하고, 호기상에서는 공급을 정지한다. 호흡용 기체를 연속해서 공급하는 것이 아니라, 사용자의 호흡 사이클에 따라 펄스적으로 공급함으로써, 호흡용 기체의 절감, 소비 전력의 삭감이 도모된다.
디맨드 레귤레이터 기능으로 호흡 위상을 검지하는 수단은, 캐뉼라에 기체를 공급하는 기체 공급 경로에 압력 센서를 형성하여, 호흡 위상에 수반되는 압력 변화를 검출하는 방법 등이 고안되어 있고, 압력 센서로 검출한 압력값이, 미리 정한 압력값 임계값보다 저하된 경우, 또는 호기상으로부터 흡기상측을 향하는 압력값의 시간 변화율 (압력 구배) 이, 미리 정한 압력 구배 임계값을 초과한 경우에, 흡기상이 개시된 것으로 판단하는 방법이 있다.
호흡 위상의 검지에 사용되는 압력 센서는 검출 감도가 매우 높기 때문에, 온도 등의 사용 환경의 영향이나, 장기간의 사용에 따른 시간 경과적 변화의 영향에 의해, 압력 센서의 기준점이 시프트하는 오프셋의 문제가 있다. 압력값 임계값에 의해 흡기상 개시를 검지하고자 하면, 오프셋에 의한 측정값의 시프트에 의해, 흡기상 개시의 검지 에러 또는 흡기상 개시의 검지 타이밍의 지연 등이 발생한다. 이 때문에, 오프셋의 영향을 잘 받지 않는, 압력 구배 임계값으로 흡기상 개시를 검지하는 방법이 바람직한 것으로 되어 있다.
일본 특허 2656530호 일본 공개특허공보 2004-105230호
인간의 호흡 패턴은, 안정, 노작 (勞作), 수면 등의 활동 상황에 따라 크게 상이하다. 이 때문에, 압력 구배 임계값으로 흡기상 개시를 판단하는 방법을 채용해도, 사용자의 활동 상황이 바뀜으로써 흡기상 개시의 검지 에러가 다발하는 경우가 있어, 디맨드 레귤레이터 기능을 사용할 때의 문제의 하나로 되어 있다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 사용자의 호흡 위상을 정확하게 검지하고, 호흡 사이클에 동조하여 흡입용 기체를 공급하는 디맨드 레귤레이터 기능을 구비한, 호흡용 기체 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이하의 (1) ∼ (18) 의 양태를 포함한다.
(1) 본 발명의 호흡용 기체 공급 장치는, 사용자의 호흡 사이클에 따라 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치로서, 기체 유로의 압력을 측정하는 압력 센서와, 설정된 복수의 압력 구배 임계값 중에서, 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 선택한 상기 1 개의 압력 구배 임계값보다 커진 점을 흡기 검지점으로 판단함과 함께 상기 흡기 검지점으로부터 일정 시간 상기 호흡용 기체를 공급하고, 또한 소정 시간 내에 있어서의 상기 흡기 검지점의 횟수에 기초하여, 상기 복수의 압력 구배 임계값 중의 어느 것으로 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 전환하는 것을 특징으로 한다.
(2) (1) 에 있어서, 상기 복수의 압력 구배 임계값은, 적어도 제 1 압력 구배 임계값과, 상기 제 1 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 제 2 압력 구배 임계값의 2 개의 압력 구배 임계값을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 1 개의 압력 구배 임계값으로 상기 제 1 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 횟수가 제 1 횟수 미만이면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하고, 상기 제어부는, 상기 1 개의 압력 구배 임계값으로 상기 제 2 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 횟수가 제 2 횟수보다 많으면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하는 것을 특징으로 한다.
(3) (2) 에 있어서, 상기 제 1 압력 구배 임계값은 -2.4 Pa/20 ms 이상, -1.0 Pa/20 ms 이하이고, 상기 제 2 압력 구배 임계값은 -0.8 Pa/20 ms 이상, -0.1 Pa/20 ms 이하인 것을 특징으로 한다.
(4) (2) 또는 (3) 에 있어서, 상기 제 1 횟수는, 60 초당 1 회 내지 8 회에 상당하는 횟수인 것을 특징으로 한다.
(5) (2) 또는 (3) 에 있어서, 상기 제 2 횟수는, 60 초당 48 회 내지 60 회에 상당하는 횟수인 것을 특징으로 한다.
(6) (2) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제 2 압력 구배 임계값을 상기 1 개의 압력 구배 임계값으로서 선택했을 때, 상기 횟수가 제 3 횟수보다 적으면, 환자의 호흡 위상에 관계없이 상기 호흡용 기체의 공급을 일정 시간의 연속 공급 또는 일정 주기의 펄스 공급으로 전환하는 것을 특징으로 한다.
(7) (2) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 3 횟수는, 60 초당 1 회 내지 10 회에 상당하는 횟수인 것을 특징으로 한다.
(8) 본 발명의 호흡용 기체 공급 장치는, 사용자의 호흡 사이클에 따라 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치로서, 기체 유로의 압력을 측정하는 압력 센서와, 설정된 복수의 압력 구배 임계값 중에서, 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 선택한 상기 1 개의 압력 구배 임계값보다 커진 점을 흡기 검지점으로 판단함과 함께 상기 흡기 검지점으로부터 일정 시간 상기 호흡용 기체를 공급하고, 또한 최근 2 회분의 상기 흡기 검지점 사이의 시간에 기초하여, 상기 복수의 압력 구배 임계값 중의 어느 것으로 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 전환하는 것을 특징으로 한다.
(9) (8) 에 있어서, 상기 복수의 압력 구배 임계값은, 적어도 제 1 압력 구배 임계값과, 상기 제 1 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 제 2 압력 구배 임계값의 2 개의 압력 구배 임계값을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 시간 간격이 제 1 시간보다 길면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하고, 상기 제어부는, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 시간 간격이 제 2 시간보다 짧으면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 큰 압력 구배 임계값으로 전환하는 것을 특징으로 한다.
(10) (9) 에 있어서, 상기 제 1 시간은, 7.5 초보다 긴 것을 특징으로 한다.
(11) (9) 에 있어서, 상기 제 2 시간은, 1.2 초보다 짧은 것을 특징으로 한다.
(12) (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서, 상기 호흡용 기체는 농축 산소이고, 상기 호흡용 기체 공급 장치는 산소 농축 장치인 것을 특징으로 한다.
(13) 본 발명의 제어 방법은, 사용자의 호흡 사이클에 따라 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법으로서, 설정된 복수의 압력 구배 임계값 중에서, 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하는 압력 구배 임계값 선택 스텝과, 상기 호흡 사이클을 검지하는 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 상기 압력 구배 임계값 선택 스텝에서 선택한 상기 1 개의 압력 구배 임계값보다 커지는 흡기 검지점을 검출하는 흡기 검지점 검출 스텝과, 소정 시간 내에 있어서의 상기 흡기 검지점의 횟수에 기초하여, 상기 복수의 압력 구배 임계값 중의 어느 것으로 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 전환하는 압력 구배 임계값 전환 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
(14) (13) 에 있어서, 상기 흡기 검지점 검출 스텝에 있어서 흡기 검지점을 검출하면, 상기 호흡용 기체를 일정 시간 펄스 공급하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
(15) (13) 또는 (14) 에 있어서, 상기 복수의 압력 구배 임계값은, 적어도 제 1 압력 구배 임계값과, 상기 제 1 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 제 2 압력 구배 임계값의 2 개의 압력 구배 임계값을 포함하고, 상기 압력 구배 임계값 전환 스텝은, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 횟수가 제 1 횟수 미만이면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하고, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 횟수가 제 2 횟수보다 많으면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 큰 압력 구배 임계값으로 전환하는 것을 특징으로 한다.
(16) 본 발명의 제어 방법은, 사용자의 호흡 사이클에 따라 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법으로서, 설정된 복수의 압력 구배 임계값 중에서, 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하는 압력 구배 임계값 선택 스텝과, 상기 호흡 사이클을 검지하는 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 상기 압력 구배 임계값 선택 스텝에서 선택한 상기 1 개의 압력 구배 임계값보다 커지는 흡기 검지점을 검출하는 흡기 검지점 검출 스텝과, 최근 2 회분의 상기 흡기 검지점 사이의 시간에 기초하여, 상기 복수의 압력 구배 임계값 중의 어느 것으로 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 전환하는 압력 구배 임계값 전환 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
(17) (16) 에 있어서, 상기 흡기 검지점 검출 스텝에 있어서 흡기 검지점을 검출하면, 상기 호흡용 기체를 일정 시간 펄스 공급하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
(18) (16) 또는 (17) 에 있어서, 상기 복수의 압력 구배 임계값은, 적어도 제 1 압력 구배 임계값과, 상기 제 1 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 제 2 압력 구배 임계값의 2 개의 압력 구배 임계값을 포함하고, 상기 압력 구배 임계값 전환 스텝은, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 시간 간격이 제 1 시간보다 길면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하고, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 시간 간격이 제 2 시간보다 짧으면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 큰 압력 구배 임계값으로 전환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 호흡 위상을 정확하게 검지하고, 호흡 사이클에 동조하여 흡입용 기체를 공급하는 디맨드 레귤레이터 기능을 구비한, 호흡용 기체 공급 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은, 호흡용 기체 공급 장치의 디맨드 레귤레이터 기능의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 압력 구배 임계값 전환의 플로도이다.
도 3 은, 매뉴얼 전환을 포함하는 압력 구배 임계값 전환의 플로도이다.
도 4 는, 호흡용 기체의 자동 연속 공급으로의 전환을 포함하는 플로도이다.
도 5 는, 호흡용 기체의 자동 펄스 공급으로의 전환을 포함하는 플로도이다.
도 6 은, 각성시의 호흡 패턴과 수면시의 호흡 패턴을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 6 은 인간에 있어서의 각성시의 호흡 패턴과, 수면시의 호흡 패턴을 모식적으로 나타낸 것이다. 통상적으로, 수면시의 호흡은 얕아지기 때문에, 수면시의 호흡 패턴 (도 6(b)) 에서는, 각성시의 호흡 패턴 (도 6(a)) 에 비해 압력 진폭이 작고, 호기상으로부터 흡기상측을 향하는 압력 구배도 작다. 또한, 호흡 패턴의 호기상으로부터 흡기상측을 향하는 압력 구배는 항상 제로 이하이다. 본 발명에 있어서 압력 구배의 대소란, 압력 구배의 절대값에 대한 대소를 의미한다.
예를 들어, 도 6 의 호흡 패턴에 대해, 압력 구배 임계값 (이하, 「임계값 A」라고 하는 경우도 있다.) 을 -2.0 Pa/20 ms 로 설정하고, 압력 센서로 측정된 압력 구배가, 임계값 A 보다 커지는 점을 흡기 검지점 G 로 하고, 이 흡기 검지점 G 를 흡기상의 개시라고 판단한다. 각성시의 호흡 패턴인 도 6(a) 에서는, 호기상으로부터 흡기상으로 이동한 직후에 압력 구배는 -4.0 Pa/20 ms 의 최대 구배가 되어 임계값 A 보다 커지므로, 흡기상의 개시를 흡기 검지점 G 로서 검지할 수 있다.
한편, 수면시의 호흡 패턴인 도 6(b) 에서는, 각성시에 비해 호흡이 얕고 완만하므로 압력 구배는 최대라도 -1.0 Pa/20 ms 로 임계값 A 보다 커지는 경우가 적다. 이 때문에, 흡기 검지점 G 가 검출되지 않아, 흡기상 개시의 검지 에러가 되기 쉽다. 이 때, 예를 들어 임계값 A 를 -0.2 Pa/20 ms 로 다시 설정하면, 감도가 올라 최대 구배가 -1.0 Pa/20 ms 라도 흡기 검지점 G 를 검출할 수 있다. 그러나, 수면시에 맞춘 임계값 A 를 각성시에 설정하면, 감도가 지나치게 높아, 호흡용 기체 공급 장치의 휴대 중에 발생하는 진동이나 약간의 체동 (體動) 등에 의해 발생하는 압력 센서의 노이즈까지 압력 변화로서 검지하여, 흡기 검지점 G 의 오검지가 다발한다.
실시형태의 호흡용 기체 공급 장치에 있어서의 디맨드 레귤레이터 기능은, 각성시에 적합한 압력 구배 임계값 (임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3) 과, 수면시에 적합한 압력 구배 임계값 (임계값 A4) 이 미리 설정되어 있고, 호흡용 기체 공급 장치의 제어부가, 소정 시간당의 흡기 검지점 G 의 횟수를 기준으로, 사용자가 각성 중인지 수면 중인지, 및 흡기상의 개시를 적절히 검지하고 있는지를 판단하여, 임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3, 임계값 A4 를 전환하는 기능을 갖고 있다.
도 1 은 호흡용 기체 공급 장치의 디맨드 레귤레이터 기능의 주된 구성을 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 기체의 유로를 나타내고, 점선은 전기적인 신호의 경로를 나타낸다. 호흡용 기체 공급원 (1) 은, 예를 들어 산소 농축기, 산소 봄베 등이고, 흡입용 기체를 소정의 압력과 농도로 공급한다. 컨트롤 밸브 (6) 는 전자 밸브 등이고, 제어부 (5) 로부터의 신호에 의해 개폐된다. 호흡용 기체 공급원 (1) 으로부터 공급된 기체는, 제어부 (5) 에 제어된 컨트롤 밸브 (6) 의 개폐에 의해, 캐뉼라 (2) 로부터 사용자에게 공급된다. 컨트롤 밸브 (6) 와 캐뉼라 (2) 를 연결하는 기체 공급 경로 (3) 에는, 압력 센서 (4) 가 형성되어 있다.
디맨드 레귤레이터 기능에서는, 압력 센서 (4) 가 사용자의 호흡에 따라 변동되는, 기체 공급 경로 (3) 의 압력을 상시 측정하여 제어부 (5) 에 송신한다. 제어부 (5) 는 압력 센서 (4) 에 의해 얻어진 리얼 타임의 호흡 패턴으로부터 흡기 검지점 G 를 검출하고, 흡기 검지점 G 를 흡기상의 개시라고 판단하여 컨트롤 밸브 (6) 를 열어, 캐뉼라 (2) 로 일정 유량의 호흡용 기체를 일정 시간만큼 공급한 후 컨트롤 밸브 (6) 를 닫는다. 또 일반적으로, 흡기의 전반 60 % 이후에 투여된 산소는 사강 (死腔) 에 머물러 폐포에서의 가스 교환에 관여하지 않는 것, 환자의 호흡수는 일반적으로 8 ∼ 48 bpm 정도인 것에 근거하면, 공급 산소량의 거의 전부를 확실하게 폐포에서의 산소 교환에 할당하기 위해서는, 흡기 검지점 G 가 검지되고 나서 약 0.24 ∼ 1.2 초 이내에 산소 공급이 완료되어 있는 것이 바람직하다.
또, 제어부 (5) 는 컨트롤 밸브 (6) 의 제어와 병행하여, 미리 설정된 소정 시간 내에 검지한 흡기 검지점 G 의 수로부터, 흡기 검지점 G 의 검출에 사용하고 있는 임계값 A 의 전환이 필요한지 판단한다. 보다 구체적으로는, 소정 시간 내에 검출한 흡기 검지점 G 의 수를 기준으로, 각성시에 적합한 압력 구배 임계값 (임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3) 또는 수면시에 적합한 압력 구배 임계값 (임계값 A4) 의 어느 것을 선택하여 임계값 A 를 전환한다.
제어부 (5) 가 임계값 A 의 전환의 필요 여부를 판단하고, 임계값 A 를 임계값 A1 또는 임계값 A2 또는 임계값 A3 또는 임계값 A4 로 전환하는 플로를 도 2 에 나타낸다.
장치가 기동되어 디맨드 레귤레이터 기능이 작동하면, 제어부 (5) 는 임계값 A 를 각성시에 적합한 압력 구배 임계값 중 가장 낮은 감도인 압력 구배 임계값 (임계값 A1) 으로 설정한다 (스텝 S1). 임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3 에 대해서는, 각성시에 있어서의 복수의 HOT 환자의 호흡 패턴을 측정하여 검토한 결과, -2.4 Pa/20 ms ∼ -1.0 Pa/20 ms 의 범위로 하는 것이 바람직하고, 임계값 A1 은 -4.0 Pa/20 ms 정도, 임계값 A2 는 -2.0 Pa/20 ms 정도, 임계값 A3 은 -1.0 Pa/20 ms 정도가 더욱 바람직한 것을 알 수 있었다. 또, 임계값 A4 에 대해 수면시에 있어서의 복수의 HOT 환자의 호흡 패턴을 측정하여 검토한 결과, 실제의 호흡 횟수에 대한 흡기 검지점 G 의 횟수의 비율 (검지율) 을 75 % 이상으로 유지하기 위해서는, 임계값 A4 는 -0.8 Pa/20 ms ∼ -0.1 Pa/20 ms 인 것이 바람직하고, -0.2 Pa/20 ms 정도가 더욱 바람직한 것을 알 수 있었다. 임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3 이 -2.4 Pa/20 ms 보다 큰 경우, 혹은 임계값 A4 가 -0.8 Pa/20 ms 보다 큰 경우, 각각 각성시, 수면시의 환자 호흡 패턴에 대하여 감도가 부족하기 때문에 실제의 호흡 횟수에 대한 흡기 검지점 G 의 검지율이 75 % 미만이 되어, 사용자의 혈중 산소 포화도 (SpO2) 를 일반적인 적정값이 되는 90 % 이상으로 유지하기 위해서 충분한 호흡용 기체를 공급할 수 없다.
또, 임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3 이 -1.0 Pa/20 ms 보다 작은 경우, 또는 임계값 A4 가 -0.1 Pa/20 ms 보다 작은 경우에는, 실제의 호흡 횟수에 대한 흡기 검지점 G 의 검지율이 130 % 이상이 된다. 압력 센서 (4) 의 노이즈를 잘못해서 흡기 검지점 G 로 검지하는 비율이 커지고, 흡기상의 개시와 동조한 호흡용 기체의 공급이 되지 않기 때문에, 사용자는 불쾌감을 느끼고, 또 호흡용 기체의 소비도 많아진다.
제어부 (5) 는 스텝 S1 에서 설정된 임계값 A1 과, 압력 센서 (4) 의 신호로부터 구한 압력 구배로부터, 흡기 검지점 G 를 검출하여 흡기상의 개시와 동조한 호흡용 기체의 펄스 공급을 개시한다.
다음으로, 제어부 (5) 는 소정 시간에 검출되는 흡기 검지점 G 의 수를 카운트하고, 임계값 A1 로부터 임계값 A2, 임계값 A2 로부터 임계값 A3, 임계값 A3 으로부터 임계값 A4 로의 전환의 필요 여부를 판단한다 (스텝 S2, S5, S8). 임계값 A1 로부터 임계값 A2, 임계값 A2 로부터 임계값 A3, 임계값 A3 으로부터 임계값 A4 로 전환하는 판단은, 측정시부터 최신의 소정 시간 tup 초간에 검지한 흡기 검지점 G 의 횟수가 nup 미만이 되는지의 여부를 기준으로 한다. 인간의 호흡수는 일반적으로 8 ∼ 48 bpm 정도이므로, 예를 들어, 최신 30 초간에 검지한 흡기 검지점 G 의 횟수가 4 회 (8 bpm 상당) 미만이 된 경우에는 ((tup, nup) = (30, 4)), 현재의 임계값 A (임계값 A1, 임계값 A2, 또는 임계값 A3) 에서는, 흡기 검지점 G 를 정확히 검지하지 못할 가능성이 높다. 그래서, 제어부 (5) 는 nup 이 30 초당 4 회 미만일 때 임계값 A 를 한 단계 감도가 높은 임계값 A2, 임계값 A3, 또는 임계값 A4 로의 전환을 실시한다 (스텝 S3, S6, S9).
흡기 검지점 G 의 수 nup 을 카운트하는 소정 시간 tup 은, 90 초간 이내가 바람직하다. 또, 판단 기준으로 하는 tup, nup 의 조합은, 상기 서술한 (tup, nup) = (30, 4) 이외에도, 60 초당 1 회 ∼ 8 회에 상당하는 관계를 만족하는 한, 모든 tup, nup 의 조합으로도 실시 가능하다. (예를 들어, (tup, nup) = (15, 1), (15, 2), (30, 1), (30, 2), (30, 3), (60, 1), (60, 2), (60, 3), (60, 4), (60, 5), (60, 6), (60, 7), (60, 8), (90, 4), (90, 5), (90, 6), (90, 7), (90, 8), (90, 9), (90, 10), (90, 11), (90, 12) 등). 60 초당의 nup 이 8 회보다 많으면, 정확하게 호흡 검지하고 있음에도 불구하고 보다 감도가 높은 임계값 A 로의 불필요한 전환이 실시될 가능성이 높아지고, 체동 등의 외란에 의한 흡기 검지점 G 의 오검지에 의한 임계값의 전환이 빈발하여 사용자가 불쾌하게 느낀다. 또, 60 초당의 nup 이 1 회보다 적으면 흡기 검지가 불충분해져 있음에도 불구하고 임계값의 전환이 늦어, 현재의 환자 호흡 패턴에 대하여 지나치게 낮은 감도의 임계값 A 가 계속해서 선택되게 되고, 사용자에게 충분한 호흡용 기체를 공급할 수 없어, 호흡용 기체 공급 장치에 의한 치료의 효과가 저하된다.
스텝 S9 에서 압력 구배 임계값이 수면시에 적합한 임계값 A4 로 전환되면, 제어부 (5) 는 압력 센서 (4) 로 측정되는 호흡 패턴으로부터, 압력 구배가 임계값 A4 보다 커진 점을 흡기 검지점 G 로서 검출하고, 호흡용 기체를 펄스 공급한다. 임계값 A 가 임계값 A4 로 전환됨으로써, 임계값 A1 ∼ A3 에서 검지 불능이 되기 쉬웠던 수면시에 있어서의 흡기층의 개시점도 흡기 개시점 G 로서 검출 가능해진다.
임계값 A2, 임계값 A3, 또는 임계값 A4 가 선택되고 있을 때, 제어부 (5) 는 소정 시간에 검출되는 흡기 검지점 G 의 수를 카운트하고, 임계값 A4 로부터 임계값 A3, 임계값 A3 으로부터 임계값 A2, 또는 임계값 A2 로부터 임계값 A1 로의 전환의 필요 여부를 판단한다 (스텝 S4, S7, S10). 임계값 A4 로부터 임계값 A3, 임계값 A3 으로부터 임계값 A2, 또는 임계값 A2 로부터 임계값 A1 로 전환하는 판단은, 측정시부터 최신의 소정 시간 tdown 초간에 검지한 흡기 검지점 G 의 횟수가 ndown 보다 많아지는지의 여부를 기준으로 한다. 상기 서술한 바와 같이, 인간의 호흡수는 8 ∼ 48 bpm 정도이므로, 예를 들어, 최신 5 초간에 검지한 흡기 검지점 G 의 횟수가 4 회 (48 bpm 상당) 보다 많아진 경우에는 ((tdown, ndown) = (5, 4)), 현재의 임계값 A (임계값 A2, 임계값 A3, 또는 임계값 A4) 에서 흡기 검지점 G 를 검출하는 조건에서는, 감도가 지나치게 높아 노이즈를 흡기 검지점 G 로 오검지하고 있을 가능성이 높다. 그래서, ndown 이 5 초당 4 회보다 많을 때에는 임계값 A 를 한 단계 감도가 낮은 임계값 A3, 임계값 A2, 또는 임계값 A1 로 전환한다 (스텝 S1, S3, S6).
흡기 검지점 G 의 수 ndown 을 카운트하는 소정 시간 tdown 은, 60 초간 이내가 바람직하다. 또, 판단 기준으로 하는 tdown, ndown 의 조합은, 상기 서술한 (tdown, ndown) = (5, 4) 이외에도, 60 초당 48 ∼ 60 회에 상당하는 관계를 만족하는 한, 모든 tdown, ndown 의 조합으로도 실시 가능하다. (예를 들어, (tdown, ndown) = (15, 12), (15, 13), (15, 14), (15, 15), (30, 24), (30, 25), (30, 26), (30, 27), (30, 28), (30, 29), (30, 30), (60, 48), (60, 49), (60, 50), (60, 51), (60, 52), (60, 53), (60, 54), (60, 55), (60, 56), (60, 57), (60, 58), (60, 59), (60, 60) 등). 60 초당의 ndown 이 48 회보다 적으면, 정확하게 호흡 검지하고 있음에도 불구하고 보다 감도가 낮은 임계값 A 로의 불필요한 전환이 실시될 가능성이 높아져, 환자의 호흡을 정확하게 검지할 수 없고, 결과적으로 사용자에게 충분한 호흡용 기체를 공급할 수 없어, 호흡용 기체 공급 장치에 의한 치료 효과가 저감된다. 또, 60 초당의 ndown 이 60 회보다 많으면, 체동 등의 외란에 의한 흡기 검지점 G 의 오검지가 발생하고 있음에도 불구하고 현재의 호흡 패턴에 대하여 지나치게 높은 감도의 임계값 A 가 계속해서 선택되게 되고, 흡기 이외의 타이밍에도 호흡용 기체가 펄스 공급되어 사용자가 불쾌감을 느끼기 쉬워진다.
이와 같이, 제어부 (5) 는, 최신의 소정 시간 tup 당 검지한 흡기 검지점 G 의 횟수 nup 과, 최신의 소정 시간 tdown 당 검지한 흡기 검지점 G 의 횟수 ndown 을 기준으로 임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3, 임계값 A4 를 전환하고, 사용자의 상태에 따른 디맨드 레귤레이터 기능의 제어를 실시하기 때문에, 흡기상의 개시를 정확하게 검지하고, 호흡 사이클에 동조한 호흡용 기체를 공급할 수 있다.
또, 임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3, 임계값 A4 는, 최근 2 회분의 흡기 검지점 G 끼리의 시간 간격을 기준으로 전환하는 것도 가능하다. 보다 구체적으로는, 최근 2 회분의 흡기 검지점 G 사이의 시간이 소정 시간 t1 보다 길면 호흡이 정확하게 검지되어 있지 않다고 판단하여, 임계값 A 를 보다 감도가 높은 임계값 A 로 전환한다. 반대로, 최근 2 회분의 흡기 검지점 G 사이의 시간이 소정 시간 t2 보다 짧으면, 체동 등의 외란을 오검지하고 있다고 판단하여, 임계값 A 를 보다 감도가 낮은 임계값 A 로 전환한다. 이 때, 인간의 호흡수는 일반적으로 8 ∼ 48 bpm 정도인 것을 고려하면, t1 은 7.5 초보다 길고, t2 는 1.2 초보다 짧은 것이 바람직하다.
또, 상기에서는 실시형태의 일례로서, 전환 가능한 압력 구배 임계값 A 의 단계수를 4 단계로 했지만, 임계값 A 는 상기의 전환 방법의 범위 내에 있어서, 임의의 단계수로 설정하는 것도 가능하다.
도 1 의 실시형태의 호흡용 기체 공급 장치에서는, 사용자는 사용자 인터페이스 (7) 로부터, 감도 전환 신호를 제어부 (5) 에 송신하여, 임계값 A1, 임계값 A2, 임계값 A3, 임계값 A4 의 전환을 수동으로 실시할 수도 있다. 도 3 은 사용자의 매뉴얼 조작에 의해 감도 전환 가능한 플로의 일례이다.
장치가 기동되어 디맨드 레귤레이터 기능이 작동하면, 제어부 (5) 는 임계값 A 를 임계값 A1 로 설정한다 (스텝 S11). 사용자가 사용자 인터페이스 (7) 의 감도 상승 버튼을 누르면 (스텝 S12), 스텝 S14 로 진행되어 임계값 A1 이 임계값 A2 로 전환된다. 임계값 A 가 A2, A3 (스텝 S14, S19) 인 경우도 동일하게, 감도 상승 버튼을 누르면 (스텝 S15, S20), 스텝 S19, 스텝 S24 로 진행되어, 임계값 A 가 A3, A4 로 전환된다. 또, 호흡용 기체 공급 장치가 임계값 A2 로 제어되고 있을 때, 사용자가 감도 저하 버튼을 누르면 (스텝 S16), 스텝 S11 로 진행되어 임계값 A1 로 전환된다. 임계값 A 가 A3, A4 (스텝 S19, S24) 인 경우도 동일하게, 감도 저하 버튼을 누르면 (스텝 S21, S25), 스텝 S14, 스텝 S19 로 진행되어, 임계값 A 가 A2, A3 으로 전환된다. 도 3 의 예에서는, 사용자에 의한 감도 전환 버튼의 조작이, 제어부 (5) 에 의한 흡기 검지점 G 의 횟수 nup, ndown 을 기준으로 하는 판단에 우선하여, 압력 구배 임계값이 전환된다.
도 4 는 호흡 위상에 동조한 호흡용 기체의 펄스 공급에 더하여, 호흡 위상과는 관계없이 약 90 초간만 호흡용 기체를 연속 공급하는 안전 기능을 구비한 예이다. 스텝 S40 까지의 흐름은, 도 2 의 스텝 S1 ∼ 10 과 동일하다. 스텝 S40 에서 5 초간의 흡기 검지점 G 의 횟수가 4 회 이하인 경우, 스텝 S41 에서 최신의 소정 시간 tbackup 초간의 흡기 검지점 G 의 횟수가 nbackup 미만이 되는지의 여부를 체크하여, 수면시에 있어서의 최저한의 호흡 횟수를 검지하고 있는지 확인한다.
상기 서술한 바와 같이, 인간의 호흡수는 일반적으로 8 ∼ 48 bpm 정도이므로, 예를 들어, 최신 30 초간에 검지한 흡기 검지점 G 의 횟수가 4 회 (8 bpm 상당) 미만이 된 경우에는 ((tbackup, nbackup) = (30, 4)), 감도가 높은 임계값 A4 로 제어하고 있음에도 불구하고, 흡기 검지점 G 의 횟수가 적어 호흡용 기체가 충분히 공급되고 있지 않을 가능성이 높다. 그래서, 제어부 (5) 는 호흡용 기체의 공급 방법을 연속 공급 (오토 연속류) 하도록 전환한다 (스텝 S42). 도 1 에 의하면, 호흡용 기체의 연속 공급 중에는 컨트롤 밸브 (6) 가 해방 상태를 계속하고, 압력 센서 (4) 는 호흡용 기체의 압력을 검지압으로서 출력하기 때문에, 이 동안은 호흡에 수반되는 압력 변동을 검지할 수 없다. 따라서, 정기적으로 호흡용 기체의 연속 공급을 멈추고, 사용자의 호흡이 충분히 검지 가능한 강도로 되돌아왔는지를 확인할 필요가 있기 때문에, 오토 연속류의 공급 개시부터 일정 시간이 경과하면 제어부 (5) 는 임계값 A 를 A4 로 되돌려 흡기 검지점 G 의 검출을 재개한다 (스텝 S45). 발명자들의 검토에 의하면, 오토 연속류의 공급 시간은, 수면시에 있어서의 복수의 HOT 환자의 호흡 패턴을 측정하여 검토한 결과, 10 초 ∼ 120 초로 함으로써 호흡 시간 전체의 75 % 이상의 시간에 호흡용 기체를 들이마실 수 있을 가능성이 높고, 90 초 정도가 더욱 바람직하다.
도 5 는 호흡 위상에 동조한 호흡용 기체의 펄스 공급에 더하여, 호흡 위상과는 관계없이 일정 주기로 호흡용 기체를 펄스 공급하는 안전 기능을 구비한 예이다. 스텝 S61 까지의 흐름은, 도 4 의 스텝 S31 ∼ S41 과 동일하다.
제어부 (5) 는, 오토 연속류를 공급하는 (도 4 의 스텝 S42) 것 대신에, 호흡용 기체의 공급 방법을 일정 주기 (예를 들어 50 bpm) 로 펄스 공급 (오토 펄스) 하도록 전환한다 (스텝 S62). 이 오토 펄스 동작의 기간도 임계값 A4 에 의한 흡기 검지점 G 의 검출은 계속되고 있고, 흡기 검지점 G 가 재검출되면 제어부 (5) 는 오토 펄스 공급을 해제한다 (스텝 S65).
흡기 검지점 G 의 수 nbackup 을 카운트하는 소정 시간 tbackup 은, 30 초간 이내가 바람직하다. 또, 판단 기준으로 하는 tbackup, nbackup 의 조합은, 상기 서술한 (tbackup, nbackup) = (30, 4) 이외에도, 60 초당 1 회 ∼ 8 회에 상당하는 관계를 만족하는 한, 모든 tbackup, nbackup 의 조합으로도 실시 가능하다. (예를 들어, (tbackup, nbackup) = (15, 1), (15, 2), (30, 1), (30, 2), (30, 3), (60, 1), (60, 2), (60, 3), (60, 4), (60, 5), (60, 6), (60, 7), (60, 8), (90, 4), (90, 5), (90, 6), (90, 7), (90, 8), (90, 9), (90, 10), (90, 11), (90, 12) 등). 60 초당의 nbackup 이 8 회보다 많으면, 임계값 A4 에 있어서 실제의 호흡 횟수에 대한 흡기 검지점 G 의 검지율이 75 % 이상이 되도록 흡기 검지하고 있음에도 불구하고, 불필요하게 호흡용 기체의 오토 연속류 혹은 오토 펄스 공급이 개시된다. 산소를 오토 연속류 혹은 오토 펄스로 공급함으로써, 미공급시에 비해 환자의 혈중 산소 포화도 저하 리스크를 저감하는 것이 가능해지지만, 환자의 호흡 패턴에 관계없이 호흡용 기체를 자동 공급하는 방식인 것을 고려하면, 반드시 환자가 필요로 하는 산소량을 충분히 만족한다고는 할 수 없다. 그 때문에, 호흡용 기체 공급 장치가 산소 농축기인 경우에는 치료 효과가 저하될 가능성이 높아진다. 따라서, 흡기 검지가 적절히 실시되어 환자가 필요로 하는 양의 산소가 충분히 공급되고 있는 경우에는, 오토 연속류 혹은 오토 펄스로의 불필요한 전환은 피하는 것이 바람직하다. 또, nbackup 이 1 회보다 적으면 흡기 검지점 G 를 거의 검출하고 있지 않아 오토 연속류 혹은 오토 펄스의 공급이 늦어, 수면 중의 사용자에게 충분한 호흡용 기체를 공급할 수 없어, 호흡용 기체 공급 장치에 의한 치료의 효과가 저하된다. 그리고, 오토 연속류 혹은 오토 펄스로의 전환 조건 (스텝 S41 또는 스텝 S61) 을 30 분간에 5 회 만족했을 때 (스텝 S43 또는 스텝 S63) 에는, 사용자 또는 호흡용 기체 공급 장치에, 어떠한 이상이 일어나고 있을 가능성이 높다고 판단하여 경보를 울린다 (스텝 S44 또는 스텝 S64).
도 4, 도 5 의 플로에서는, 흡기 검지점 G 를 거의 검출할 수 없고, 디맨드 레귤레이터 기능에서는 호흡용 기체를 충분히 공급할 수 없는 상태가 되어도, 호흡용 기체가 오토 연속류 혹은 오토 펄스의 공급에 의해 자동 공급되므로, 사용자가 숨쉬기 어려움을 느끼는 리스크가 저하된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 서술했지만, 본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 여러 가지 변형, 변경이 가능하다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 흡기상의 개시를 검지하는 압력 구배 임계값을, 호흡용 기체 공급 장치의 제어부가 사용자의 상태에 따라 전환하므로, 호흡 위상을 정확하게 검지하고, 호흡 사이클에 동조하여 흡입용 기체를 공급하는 디맨드 레귤레이터 기능을 구비한, 호흡용 기체 공급 장치를 제공할 수 있다.
1 : 호흡용 기체 공급원
2 : 캐뉼라
3 : 기체 공급 경로
4 : 압력 센서
5 : 제어부
6 : 컨트롤 밸브
7 : 사용자 인터페이스

Claims (18)

  1. 사용자의 호흡 사이클에 따라 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치로서,
    기체 유로의 압력을 측정하는 압력 센서와,
    설정된 복수의 압력 구배 임계값 중에서, 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 선택한 상기 1 개의 압력 구배 임계값보다 커진 점을 흡기 검지점으로 판단함과 함께 상기 흡기 검지점으로부터 일정 시간 상기 호흡용 기체를 공급하고, 또한 소정 시간 내에 있어서의 상기 흡기 검지점의 횟수에 기초하여, 상기 복수의 압력 구배 임계값 중의 어느 것으로 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 전환하는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압력 구배 임계값은, 적어도 제 1 압력 구배 임계값과, 상기 제 1 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 제 2 압력 구배 임계값의 2 개의 압력 구배 임계값을 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 횟수가 제 1 횟수 미만이면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하고,
    상기 제어부는, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 횟수가 제 2 횟수보다 많으면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 큰 압력 구배 임계값으로 전환하는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 압력 구배 임계값은 -2.4 Pa/20 ms 이상, -1.0 Pa/20 ms 이하이고,
    상기 제 2 압력 구배 임계값은 -0.8 Pa/20 ms 이상, -0.1 Pa/20 ms 이하인 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 횟수는, 60 초당 1 회 내지 8 회에 상당하는 횟수인 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 횟수는, 60 초당 48 회 내지 60 회에 상당하는 횟수인 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제 2 압력 구배 임계값을 상기 1 개의 압력 구배 임계값으로서 선택했을 때, 상기 횟수가 제 3 횟수보다 적으면, 상기 호흡용 기체의 공급을 일정 시간의 연속 공급 또는 일정 주기의 펄스 공급으로 전환하는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 횟수는, 60 초당 1 회 내지 10 회에 상당하는 횟수인 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  8. 사용자의 호흡 사이클에 따라 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치로서,
    기체 유로의 압력을 측정하는 압력 센서와,
    설정된 복수의 압력 구배 임계값 중에서, 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 선택한 상기 1 개의 압력 구배 임계값보다 커진 점을 흡기 검지점으로 판단함과 함께 상기 흡기 검지점으로부터 일정 시간 상기 호흡용 기체를 공급하고, 또한 최근 2 회분의 상기 흡기 검지점 사이의 시간에 기초하여, 상기 복수의 압력 구배 임계값 중의 어느 것으로 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 전환하는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 압력 구배 임계값은, 적어도 제 1 압력 구배 임계값과, 상기 제 1 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 제 2 압력 구배 임계값의 2 개의 압력 구배 임계값을 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 시간 간격이 제 1 시간보다 길면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하고,
    상기 제어부는, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 시간 간격이 제 2 시간보다 짧으면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 큰 압력 구배 임계값으로 전환하는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 시간은, 7.5 초보다 긴 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 시간은, 1.2 초보다 짧은 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호흡용 기체는 농축 산소이고, 상기 호흡용 기체 공급 장치는 산소 농축 장치인 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치.
  13. 사용자의 호흡 사이클에 따라 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법으로서,
    설정된 복수의 압력 구배 임계값 중에서, 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하는 압력 구배 임계값 선택 스텝과,
    상기 호흡 사이클을 검지하는 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 상기 압력 구배 임계값 선택 스텝에서 선택한 상기 1 개의 압력 구배 임계값보다 커지는 흡기 검지점을 검출하는 흡기 검지점 검출 스텝과,
    소정 시간 내에 있어서의 상기 흡기 검지점의 횟수에 기초하여, 상기 복수의 압력 구배 임계값 중의 어느 것으로 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 전환하는 압력 구배 임계값 전환 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 흡기 검지점 검출 스텝에 있어서 흡기 검지점을 검출하면, 상기 호흡용 기체를 일정 시간 펄스 공급하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 압력 구배 임계값은, 적어도 제 1 압력 구배 임계값과, 상기 제 1 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 제 2 압력 구배 임계값의 2 개의 압력 구배 임계값을 포함하고,
    상기 압력 구배 임계값 전환 스텝은, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 횟수가 제 1 횟수 미만이면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하고,
    상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 횟수가 제 2 횟수보다 많으면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 큰 압력 구배 임계값으로 전환하는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법.
  16. 사용자의 호흡 사이클에 따라 호흡용 기체를 공급하는, 호흡 동조식의 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법으로서,
    설정된 복수의 압력 구배 임계값 중에서, 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하는 압력 구배 임계값 선택 스텝과,
    상기 호흡 사이클을 검지하는 압력 센서의 신호로부터 산출한 압력 구배가, 상기 압력 구배 임계값 선택 스텝에서 선택한 상기 1 개의 압력 구배 임계값보다 커지는 흡기 검지점을 검출하는 흡기 검지점 검출 스텝과,
    최근 2 회분의 상기 흡기 검지점 사이의 시간에 기초하여, 상기 복수의 압력 구배 임계값 중의 어느 것으로 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 전환하는 압력 구배 임계값 전환 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 흡기 검지점 검출 스텝에 있어서 흡기 검지점을 검출하면, 상기 호흡용 기체를 일정 시간 펄스 공급하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 압력 구배 임계값은, 적어도 제 1 압력 구배 임계값과, 상기 제 1 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 제 2 압력 구배 임계값의 2 개의 압력 구배 임계값을 포함하고,
    상기 압력 구배 임계값 전환 스텝은, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 시간 간격이 제 1 시간보다 길면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 작은 압력 구배 임계값으로 전환하고,
    상기 1 개의 압력 구배 임계값을 선택하고 있을 때, 상기 시간 간격이 제 2 시간보다 짧으면, 상기 1 개의 압력 구배 임계값을 상기 선택된 압력 구배 임계값보다 절대값이 큰 압력 구배 임계값으로 전환하는 것을 특징으로 하는 호흡용 기체 공급 장치의 제어 방법.
KR1020197027855A 2017-03-27 2018-03-22 호흡용 기체 공급 장치 및 그 제어 방법 KR102553417B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-061658 2017-03-27
JP2017061658 2017-03-27
PCT/JP2018/011307 WO2018180848A1 (ja) 2017-03-27 2018-03-22 呼吸用気体供給装置及びその制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190131037A true KR20190131037A (ko) 2019-11-25
KR102553417B1 KR102553417B1 (ko) 2023-07-07

Family

ID=63676972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197027855A KR102553417B1 (ko) 2017-03-27 2018-03-22 호흡용 기체 공급 장치 및 그 제어 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11458278B2 (ko)
EP (1) EP3603714B1 (ko)
JP (1) JP6891268B2 (ko)
KR (1) KR102553417B1 (ko)
CN (1) CN110446517B (ko)
ES (1) ES2957610T3 (ko)
WO (1) WO2018180848A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7165113B2 (ja) * 2019-10-25 2022-11-02 ダイキン工業株式会社 酸素濃縮装置
JP2021069862A (ja) * 2019-11-01 2021-05-06 帝人ファーマ株式会社 呼吸用気体供給装置及びその制御方法
DE102020204596B3 (de) * 2020-04-09 2021-07-22 B/E Aerospace Systems Gmbh Notsauerstoffsystem für Flugzeugpassagiere

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2656530B2 (ja) 1988-02-29 1997-09-24 帝人株式会社 呼吸用気体供給装置
JP2004105230A (ja) 2002-09-13 2004-04-08 Teijin Ltd 呼吸用気体供給方法とそのための装置
WO2005118038A2 (en) * 2004-06-04 2005-12-15 Inogen, Inc. Systems and methods for delivering therapeutic gas to patients
WO2006004626A1 (en) * 2004-06-28 2006-01-12 Inogen, Inc. Conserver design for a therapeutic breathing gas system
US20080078392A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Pelletier Dana G Breath detection system
JP2015531308A (ja) * 2012-10-12 2015-11-02 イノヴァ ラボ,インコーポレイテッド 酸素富化ガス送達のための方法およびシステム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5626131A (en) 1995-06-07 1997-05-06 Salter Labs Method for intermittent gas-insufflation
JP2002085568A (ja) * 2000-09-21 2002-03-26 Ngk Spark Plug Co Ltd 酸素供給装置及びその制御装置並びに記録媒体
JP4602643B2 (ja) 2003-02-28 2010-12-22 帝人株式会社 呼吸同調型気体供給装置
CN101543655A (zh) * 2009-04-29 2009-09-30 江苏万泰科技股份有限公司 一种脉冲供氧时探测呼吸状态的方法
US20130152933A1 (en) 2010-08-10 2013-06-20 The Regents Of The University Of California, A California Corporation Automated fluid delivery system and method
US20120055477A1 (en) 2010-09-07 2012-03-08 Wilkinson William R Oxygen concentrator apparatus configured for high altitude use
US9032959B2 (en) * 2012-12-04 2015-05-19 Ino Therapeutics Llc Cannula for minimizing dilution of dosing during nitric oxide delivery

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2656530B2 (ja) 1988-02-29 1997-09-24 帝人株式会社 呼吸用気体供給装置
JP2004105230A (ja) 2002-09-13 2004-04-08 Teijin Ltd 呼吸用気体供給方法とそのための装置
WO2005118038A2 (en) * 2004-06-04 2005-12-15 Inogen, Inc. Systems and methods for delivering therapeutic gas to patients
WO2006004626A1 (en) * 2004-06-28 2006-01-12 Inogen, Inc. Conserver design for a therapeutic breathing gas system
US20080078392A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Pelletier Dana G Breath detection system
JP2015531308A (ja) * 2012-10-12 2015-11-02 イノヴァ ラボ,インコーポレイテッド 酸素富化ガス送達のための方法およびシステム

Also Published As

Publication number Publication date
CN110446517A (zh) 2019-11-12
EP3603714B1 (en) 2023-08-30
ES2957610T3 (es) 2024-01-23
US20190388644A1 (en) 2019-12-26
EP3603714A4 (en) 2020-04-08
JPWO2018180848A1 (ja) 2019-11-07
WO2018180848A1 (ja) 2018-10-04
EP3603714A1 (en) 2020-02-05
JP6891268B2 (ja) 2021-06-18
CN110446517B (zh) 2023-02-21
KR102553417B1 (ko) 2023-07-07
US11458278B2 (en) 2022-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8783250B2 (en) Methods and systems for transitory ventilation support
EP3525857B1 (en) Systems for drive pressure spontaneous ventilation
EP2319567B1 (en) Method and system for controlling a ventilator
JP2000000307A (ja) 少なくとも1つのパラメ―タの検出のための方法及び呼吸装置
WO2002032488A2 (en) Breathing apparatus and method
JP2008501445A (ja) 治療用ガスを患者に送出するためのシステム及び方法
KR20190131037A (ko) 호흡용 기체 공급 장치 및 그 제어 방법
CN110975086A (zh) 呼吸用气体供给装置及其控制方法
AU2020321288B2 (en) Device for supportive ventilation of a living being and computer program
US11013457B2 (en) Method and device for treating ataxic breathing
CN116157182A (zh) 流量触发的气体输送
JP6211253B2 (ja) 酸素供給装置
JP3534613B2 (ja) ガス供給制御装置
JP2023053302A (ja) 呼吸用気体供給装置及びその制御方法
EP2490741B1 (en) Apparatus for respirating of patients
JP2001170177A (ja) 呼吸同調酸素供給装置
CN114917440A (zh) 呼吸检测方法、脉冲式制氧机的控制方法及脉冲式制氧机

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant