WO2018056356A1

WO2018056356A1 - 呼吸補助装置、呼吸補助方法

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Publication number: WO2018056356A1
Application number: PCT/JP2017/034099
Authority: WO
Inventors: 新田　一福
Original assignee: 株式会社メトラン
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-03-29
Also published as: US20200016353A1; EP3900767C0; EP3900767A1; CN109963608A; EP3517157A1; EP3517157A4; EP3900767B1; US20220168528A1; EP3517157B1; CN109963608B; CN115177838A; US12115310B2; US11305080B2

Abstract

使用者に装着されて、ガスを受け渡す呼吸インターフェース装置と、ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定部と、ガスを加温する加温部と、加温部を制御することでガス温度を変動させる温度変動部を備えることを特徴とする呼吸補助装置。これにより睡眠時にも快適に呼吸補助を施すことができる呼吸補助装置を提供する。

Description

呼吸補助装置、呼吸補助方法

　本発明は、呼吸補助装置、例えば人工呼吸器に関する。

　使用者（患者）の気道に接続して、換気を調節又は補助するように設計された自動的換気装置が医療の現場において広く使用されており、これを一般に人工呼吸器という。例えば、患者の吸気努力に同調して、患者の吸気を補助するように設計された装置（呼吸補助装置）は、人工呼吸器の一種である。呼吸補助装置の中でも特に近年適用されることが多くなってきた疾患に睡眠時無呼吸症候群（Ｓｌｅｅｐ　Ａｐｎｅａ　Ｓｙｎｄｒｏｍｅ：ＳＡＳ）がある。ＳＡＳは、睡眠中に気道の筋肉が弛緩して舌根部や軟口蓋が下がり、気道を閉塞することによって生じる。国内のＳＡＳ潜在患者数は３００万人以上と言われている。ＳＡＳ患者の循環器系疾患発生リスクは健常者に比べると２～４倍高いと考えられており、またＳＡＳ患者は重度の眠気の症状を呈する睡眠障害を有する可能性が高く、交通事故の発生リスクは健常者の２倍以上である。この種の患者に対しては、気道に陽圧（正圧）を印加する送風機（ブロワ）を備えた呼吸補助装置（例えば、特開２０１５－１４２６４６号公報参照）を利用した持続陽圧式呼吸療法（ＣＰＡＰ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ａｉｒｗａｙ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が有効とされている。このような呼吸補助装置は、送風機から供給される圧縮空気を患者の気道に送気する。

　図１１に、従来の呼吸補助装置（ＣＰＡＰ）３０１の構成図を示す。使用者４００は、鼻部を覆う鼻マスク等の呼吸インターフェース装置４１０を装着する。呼吸インターフェース装置４１０は固定具により頭部に固定され、就寝中も気道内に陽圧がかかり続けることで、気道の閉塞を防ぐ。従来の呼吸補助装置３０１には、ブロワ（送風機）３４０、加湿装置３５０等が備えられ、ガスが呼吸回路３７０を通じて呼吸インターフェース装置４１０から使用者４００の気道に提供される。ガスは、加湿装置３５０から水分が与えられ、結露を防ぐため加温部３８０によって温められた後に、使用者４００の鼻部へ送気にされる。なお一般的な人工呼吸器の基本構造も同様であり、送気されるガスの温度と湿度をどのように制御するかは極めて重要な課題である。

特開２０１５－１４２６４６号公報

テルモ株式会社、［online］、［平成２８年９月７日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://www.terumo-taion.jp/health/sleep/01.html）

　しかしながら、呼吸補助に用いられる呼吸補助装置は、気道閉塞を解消する機能を中心とした開発が、今日まで進められてきており、使用時の快適性を高めることにはあまり注意が払われていなかった。

　例えばＣＰＡＰのための呼吸補助をおこなう呼吸補助装置で送気されるガスは、一般に一定の温度と湿度、すなわちガスの温度が摂氏３７℃、湿度は相対湿度１００％で提供されることも多い。これは気管挿管時において人工呼吸器から送気されるガスの温度と湿度を踏襲したものであり、使用者の快適性について十分に検討されていない。

　図１２は、非特許文献１（テルモ株式会社、［online］、［平成２８年９月７日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://www.terumo-taion.jp/health/sleep/01.html）参照）において引用されている、内山らによる研究結果を模式的に表したグラフである。領域５１０に示されているのは、時刻と深部体温の関係を表すグラフである。領域５２０に示されているのは、時刻と手足の甲の身体に対する相対温度の関係を表すグラフである。領域５３０に示されているのは、時刻と眠りやすさの関係を表すグラフであり、縦軸の値が大きいほど眠りやすいことを示す。領域５１０と領域５３０を比較すると、身体の内部温度（深部体温）が低いときに、眠りやすさが強くなっていることがわかる。睡眠時には、覚醒時より深部体温が下降しており、特にＬ１～Ｌ３で示す深部体温が低くなった時間に、眠りやすさ（領域５３０参照）がピークになっていることがわかる。人間の肺は、呼吸を通じて外部環境へ身体の内部の熱を放出するラジエータのような役割を担っていると考えられる。睡眠時に高い温度のガスを気道に送気することは、身体が体温を下げようとしているときにそれを妨げてしまっていることに他ならない。したがって従来の呼吸補助装置は、使用者が良い睡眠をとることを妨害している可能性が高い。呼吸補助のために呼吸補助装置を使用する人のうち約半分が、使用開始から１年以内に、呼吸補助装置の使用を中止しているのは、装置の騒音や使い勝手の悪さ以外に、深い睡眠の取りにくさも原因であると考えられる。

　本発明は、斯かる実情に鑑み、睡眠時にも快適に呼吸補助を施すことができる呼吸補助装置を提供しようとするものである。

　（１）本発明は、使用者に装着されて、ガスを受け渡す呼吸インターフェース装置と、前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定部と、前記ガスを加温する加温部と、前記加温部を制御することで前記ガス温度を変動させる温度変動部を備えることを特徴とする呼吸補助装置を提供する。

　上記（１）に記載する発明によれば、ガス温度を変動させる温度変動部を有するので、呼吸補助において、単に一定の温度のガスを送気するのではなく、使用者にとってその時々において、最適な温度にガス温度を変動させることができる。したがって本発明によれば使用者の快適性の向上という優れた効果を奏する。

　（２）本発明は、当該呼吸補助装置の運転開始から所定の時間が経過すると、前記温度変動部は前記加温部の制御をおこなって、前記ガス温度を下降させることを特徴とする請上記（１）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　呼吸補助をおこなう場合、睡眠開始前後は、暖かいガスを送気する方が、使用者にとって快適であり、鼻腔の通り具合が良くなる場合が多い。しかし入眠すると深部体温が下降していくため、送気ガスの温度も下げていくことが望ましい。上記（２）に記載する発明によれば、呼吸補助装置の運転開始から所定時間の間、ガスを一定の温度に維持して鼻腔の通気を良好にするとともに、その後加温部を制御することでガス温度を下降させ、使用者における睡眠時の深部体温の下降を妨げないという優れた効果を奏する。

　（３）本発明は、前記ガスを加湿する加湿装置を更に備えることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（３）に記載する発明によれば、呼吸補助装置がガスを加湿する加湿装置を更に備えるので、気道や鼻腔を過度に乾燥させること無く、呼吸補助を行うことができるという優れた効果を奏する。

　（４）本発明は、前記加湿装置が、加湿のための水を溜める貯水部と、貯水部の水が供給される多孔質の中空ファイバー部と、を備えることを特徴とする上記（３）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　従来の呼吸補助装置に備えられる加湿装置は、ヒーター加熱によって水を沸騰蒸発させ水蒸気を発生させる。そのため送気するガスの温度の制御を自在にすることが困難であるという課題がある。上記（４）に記載する加湿装置によれば、毛細管現象により中空ファイバーが貯水部から水を吸い上げることが可能であり、中空ファイバーの表面が多孔質であることから、微細な孔を通じて水が蒸散することで送気ガスを加湿することができる。このような加湿装置を呼吸補助装置が備えることで、ヒーター加熱を伴わない加湿が可能になるので、ガス温度の制御が容易になるという優れた効果を奏する。

　（５）本発明は、前記ガスの湿度であるガス湿度を測定するガス湿度測定部と、前記加湿装置の制御をおこなって、前記ガス湿度を所定の湿度に変動させる湿度変動部を備えることを特徴とする上記（３）または（４）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（５）に記載する発明によれば、呼吸補助装置がガスの湿度を測定するガス湿度測定部と、ガス湿度を所定の湿度に変動させる湿度変動部を備えるので、使用者にとって最適な湿度のガスを送気できるという著しく優れた効果を奏する。

　（６）本発明は、前記湿度変動部が、前記ガス湿度と前記ガス温度の相関から所定の水蒸気供給量となるように前記加湿装置を制御することを特徴とする上記（５）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　空気中に含まれうる水蒸気量は、温度により決まっている。したがって呼吸補助装置が送気するガスの温度によって、使用者にとって最適な水蒸気量も変化する。上記（６）に記載する発明によれば、湿度変動部が、ガス湿度とガス温度の相関から所定の水蒸気供給量となるように加湿装置を制御することができるので、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　（７）本発明は、前記湿度変動部が、時間経過に従って前記ガス湿度を制御するタイマー処理部を有することを特徴とする上記（５）又は（６）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（７）に記載する発明によれば、湿度変動部が、時間経過に従ってガス湿度を制御するタイマー処理部を有するので、あらかじめ設定したタイマープログラムに従って、ガス湿度を制御することができ、容易に使用者の快適性向上という効果を奏する。

　（８）本発明は、前記温度変動部が、時間経過に従って前記ガス温度を制御するタイマー処理部を有することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（８）に記載する発明によれば、温度変動部が、時間経過に従ってガス温度を制御するタイマー処理部を有するので、あらかじめ設定したタイマープログラムに従って、ガス温度を制御することができ、容易に使用者の快適性向上という効果を奏する。

　（９）本発明は、前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部を備え、前記湿度変動部は、前記生体情報に基づいて、前記ガス湿度を変動させるように前記加湿装置の制御を行うことを特徴とする上記（５）乃至（７）のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（９）に記載する発明によれば、生体情報取得部で取得した生体情報に基づいて、使用者にとって最適な湿度のガスを送気することが可能になるので、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　（１０）本発明は、前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部を備え、前記温度変動部は、前記生体情報に基づいて、前記ガス温度を変動させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする上記（１）乃至（９）のうちのいずれか一項に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（１０）に記載する発明によれば、使用者の生体情報を取得する生体情報取得部を更に備えて、その取得情報に基づいて送気するガスの温度を変動させることができるので、使用者にとって最適な温度のガスを送気可能であり、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　（１１）本発明は、前記生体情報取得部が、前記使用者の生体深部の温度である深部体温を測定する深部体温測定部を有することを特徴とする上記（９）または（１０）のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（１１）に記載する発明によれば、使用者の生体深部の温度である深部体温を測定することが可能なので、睡眠時の深部体温を測定して、その変化に合わせたガスの温度変動が可能になるという優れた効果を奏する。

　（１２）本発明は、前記温度変動部が、前記深部体温測定部により測定される前記深部体温が下降するときに、前記ガス温度を下降させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする上記（１０）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　一般に、睡眠時には深部体温は下降することが知られており、また深部体温の下降を促すと、入眠しやすくなるという研究結果もある。上記（１２）に記載する発明によれば、深部体温測定部により測定される深部体温が下降するときに、送気するガス温度を下降させるように加温部の制御をおこなうことができるので、呼吸補助を行う際に睡眠を妨げず、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　（１３）本発明は、前記温度変動部が、前記ガス温度を前記深部体温以下に制御することを特徴とする上記（１１）または（１２）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（１３）に記載する発明によれば、呼吸補助装置が送気するガスの温度を深部体温以下に制御することができるので、ガスによって深部体温の下降を促すことが可能であり、入眠を容易にするという優れた効果を奏する。

　（１４）本発明は、前記生体情報取得部が、前記使用者の体表面の温度である体表面温度を測定する体表面温度測定部を有することを特徴とする上記（９）乃至（１３）のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置を提供する。

　ヒトは睡眠時において、深部体温が下降するのと同時に、体表面の温度である体表面温度は逆に上昇することが知られている。これは深部体温を下げるために、体表から熱を放出しているためであると考えられている。上記（１４）に記載する発明によれば体表面温度を測定する手段を設け、その測定結果を送気するガスの温度に反映させることで、使用者の快適性向上と睡眠状態の改善が可能になるという優れた効果を奏する。

　（１５）本発明は、前記温度変動部が、前記体表面温度測定部により測定される前記体表面温度が上昇するときに、前記ガス温度を下降させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする上記（１４）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上述のように睡眠時においては深部体温が下降するのと同時に、体表面の温度である体表面温度は逆に上昇することが知られている。上記（１５）に記載する発明によれば、体表面温度測定部により測定される使用者の体表面温度が上昇するときに、ガス温度を下降させるよう、温度変動部が加温部の制御をおこなうことで、使用者にとって治療効果が高く、且つ、快適な呼吸補助装置を実現できるという優れた効果を奏する。

　（１６）本発明は、前記使用者がいる場所の温度である外気温を測定する外気温測定部を更に備え、前記温度変動部は前記ガス温度を前記外気温に基づいてガス温度の制御をおこなうことを特徴とする上記（１）乃至（１５）のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置を提供する。

　ヒトは睡眠中、そのヒトが睡眠をとっている場所の温度（外気温）で呼吸するとベストな睡眠環境となるように代謝活動その他を制御しているものと考えられる。呼吸補助装置に付属するヒーター加熱型の加湿装置で加温されたガスを、気道に送気している従来の呼吸補助においては、過剰な熱エネルギーを取り込みながら睡眠していることになり、睡眠に悪影響を与えている可能性が有る。上記（１６）に記載する発明によれば、外気温を測定する外気温測定部を備え、温度変動部が送気するガスの温度を外気温に基づいて決定するので、睡眠時に最適な温度のガスを送気することができるという優れた効果を奏する。

　（１７）本発明は、前記外気温をＴout（単位はセルシウス温度：℃）と定義するとき、前記温度変動部は、前記ガス温度を、（Ｔout－１）℃から（Ｔout－３）℃の間に制御することを特徴とする上記（１６）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　鼻腔へ過度に低温のガスを送気すると、鼻閉をおこしてしまう可能性がある。上記（１５）に記載する発明によれば、温度変動部が、送気するガスの温度を（Ｔout－１）℃から（Ｔout－３）℃の間に制御するので、適度に低い温度のガスを送気することが可能になり、使用者の快適性向上と治療の効果の両立が可能になるという優れた効果を奏する。

　（１８）本発明は、前記生体情報取得部が、前記使用者の体動を測定する体動測定部を有することを特徴とする上記（９）乃至（１７）のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置を提供する。

　ヒトの睡眠状態は、深い眠りの「ノンレム睡眠」状態と、浅い眠りの「レム睡眠」状態に大きく分けられる。「ノンレム睡眠」状態において体動は少なくなり、「レム睡眠」状態においては体動が多くなることが知られており、加速度センサなどにより体動を検出することで、ヒトがどちらの睡眠状態にあるかを判別できる。上記（１８）に記載する発明によれば、呼吸補助装置が体動測定部により体動を測定し、それぞれの睡眠状態に合わせた温度、湿度のガスを送気することができるので、使用者にとって快適な呼吸補助装置を実現できるという優れた効果を奏する。

　（１９）本発明は、前記体動測定部が測定した前記体動から、前記使用者の睡眠の深さを判定する睡眠深度判定部を備え、前記睡眠の深さが深まるときに前記ガス温度を下降させることを特徴とする上記（１８）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　ヒトは、いわゆる深い眠りである「ノンレム睡眠」状態において、深部体温は下降し、呼吸も遅くなる。上記（１９）に記載する発明によれば、呼吸補助装置が体動から使用者の睡眠の深さを判定する睡眠深度判定部を備えており、深い眠りである「ノンレム睡眠」状態へ移行する際に、深部体温を下降させるように、ガスの温度を下降させることが可能なので、使用者にとって快適な呼吸補助装置を実現できるという優れた効果を奏する。

　（２０）本発明は、使用者にガスを受け渡すガス交換ステップと、前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定ステップと、前記ガスを加温する加温ステップと、前記加温部を制御することで前記ガス温度を変動させる温度変動ステップを備えることを特徴とする呼吸補助方法を提供する。

　上記（２０）に記載する方法の発明によれば、ガス温度を変動させる温度変動ステップを有するので、呼吸補助において、単に一定の温度のガスを送気するのではなく、使用者にとってその時々において、最適な温度にガス温度を変化させることができる。したがって本発明の方法によれば使用者の快適性の向上という優れた効果を奏する。

　（２１）本発明は、使用者に装着されて、ガスを受け渡す呼吸インターフェース装置と、前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定部と、前記ガスを加温する加温部と、前記加温部を制御することで前記ガス温度を変動させる温度変動部と、前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部とを備え、前記温度変動部は、前記生体情報に基づいて、前記ガス温度を変動させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする上記（１）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（２１）に記載する発明によれば、使用者の生体情報を取得する生体情報取得部を備え、その取得情報に基づいて送気するガスの温度を変動させることができるので、使用者にとって最適な温度のガスを送気可能であり、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　（２２）本発明は、前記生体情報取得部が取得した前記生体情報に基づいて、前記使用者の睡眠のレベルを示す睡眠レベルを判定する睡眠レベル判定部を更に有し、前記温度変動部は、前記睡眠レベルに基づいて前記ガス温度を変動させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする上記（２１）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（２２）に記載する発明によれば、生体情報取得部が取得した生体情報に基づいて使用者の睡眠のレベルを判定する睡眠レベル判定部を備えるので、使用者の睡眠レベルに適した温度に送気ガスの温度を変動させることができ、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　（２３）本発明は、前記生体情報取得部が、前記使用者の脳波を測定する脳波測定部を有することを特徴とする上記（２１）又は上記（２２）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（２３）に記載する発明によれば、生体情報取得部が使用者の脳波を測定する脳波測定部を備えるので、測定された使用者の脳波に基づいて、送気するガスの温度を変動させることが可能である。したがって使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　（２４）本発明は、前記脳波測定部によって測定された前記脳波に基づいて、前記使用者が目覚めている覚醒状態であるか、眠っている睡眠状態であるかを判定する状態判定部を備えることを特徴とする上記（２３）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　一般に睡眠状態になると、人の深部体温は下降する。したがって例えば体表温度よりも高い温度のガスを送気し続けると、深部体温の下降を妨げることになり、使用者にとって不快であり、場合によっては睡眠の質が下がってしまう可能性がある。上記（２４）に記載する発明によれば、脳波に基づいて使用者が覚醒状態であるか、睡眠状態であるかを判定する状態判定部を備えるので、使用者が睡眠状態になったならば、送気するガスの温度を睡眠状態のときに適した温度に変動させることができ、使用者の快適性が向上するという優れた効果を奏する。

　（２５）本発明は、前記脳波測定部によって測定された前記脳波に基づいて、前記使用者がレム睡眠状態であるか、ノンレム睡眠状態であるかを判定する脳波判定部を備えることを特徴とする上記（２３）又は上記（２４）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　人の睡眠は、脳の働き方の違いでレム睡眠とノンレム睡眠に分類される。一般に睡眠はノンレム睡眠とレム睡眠を交互に繰り返しながら、入眠から起床に至る。そしてその繰り返しの過程と深部体温の時間変化とは相関がある。上記（２５）に記載する発明によれば、測定された脳波からノンレム睡眠とレム睡眠を判定できるので、深部体温の状態を推定可能であり、使用者にとって適した温度に送気ガスの温度を変動し得るという優れた効果を奏する。

　（２６）本発明は、前記使用者が前記レム睡眠状態であるか、前記ノンレム睡眠状態であるかに基づいて、前記温度変動部が前記加温部の制御を行って前記ガス温度を上昇又は下降させることを特徴とする上記（２５）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　入眠して最初のレム睡眠からノンレム睡眠への移行に伴って、人の深部体温は下降して
いき、ノンレム睡眠の段階が浅くなるにしたがって、深部体温は上昇していくことが知られている。上記（２６）に記載する発明によれば、脳波に基づいて深部体温の変化を推定できるので、深部体温の自然な変動を妨げないように送気するガスの温度を変動させうる
ため、使用者の快適性を向上させうるという優れた効果を奏する。

　（２７）本発明は、前記脳波判定部が、前記使用者が前記ノンレム睡眠状態であると判定した場合に、前記温度変動部が前記加温部の制御を行って前記ガス温度を下降させることを特徴とする上記（２５）又は上記（２６）に記載の呼吸補助装置を提供する。一般に睡眠はノンレム睡眠とレム睡眠を交互に繰り返しながら、入眠から起床に至る。そしてその繰り返しの過程と深部体温の時間変化とは相関がある。具体的にはノンレム睡眠の睡眠段階が深くなるにつれて、深部体温が下降するという傾向があり、起床に至るまでの数回繰り返されるノンレム睡眠毎に深部体温は下降することが知られている。上記（７）に記載する発明によれば、ノンレム睡眠状態であると判定した場合に、温度変動部が加温部の制御を行ってガス温度を下降させるので、深部体温の自然な変化を妨げること無いように、ガスの温度を変動させることができうるという優れた効果を奏する。

　（２８）本発明は、前記脳波判定部が、前記使用者の前記ノンレム睡眠の程度を判定し、前記ノンレム睡眠の程度に基づいて、前記温度変動部が前記加温部の制御を行って前記ガス温度を上昇又は下降させることを特徴とする上記（２５）から上記（２７）のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置を提供する。

　人の深部体温は、ノンレム睡眠の程度、具体的にはノンレム睡眠の睡眠段階が、深くなる時に下降し、ノンレム睡眠の程度が浅くなる時には、維持される傾向がある。上記（２８）に記載する発明によれば、ノンレム睡眠の程度を判定できる脳波判定部を備えるので、深部体温の自然な変化を妨げることが無いように、ガスの温度を変動させることができうるという優れた効果を奏する。

　（２９）本発明は、前記温度変動部が、時間経過に従って前記ガス温度を制御するタイマー処理部を更に有することを特徴とする上記（１）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　上記（２９）に記載する発明によれば、温度変動部が、時間経過に従ってガス温度を制御するタイマー処理部を有するので、あらかじめ設定したタイマープログラムに従って、ガス温度を制御することができ、容易に使用者の快適性向上という効果を奏する。

　（３０）本発明は、前記タイマー処理部が、前記使用者が該装置を運転し始めてから所定の時間の間、前記ガスの温度が前記使用者の体表温度以上の温度を維持するように制御を行うことを特徴とする上記（２９）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　鼻腔を通じてガスを送気するとき、覚醒状態においては体表温度よりやや高めのガス温度の方が、鼻腔の通りが良くなる場合がある。上記（３０）に記載する発明によれば、使用者が当該装置を運転し始めてから、入眠するまでかかると考えられる平均的な時間、例えば３０分間の間、送気ガスの温度を体表温度以上の温度を維持することで、鼻腔の通りを良くして使用者が入眠しやすい状態にし得るという優れた効果を奏する。

　（３１）本発明は、前記タイマー処理部は、前記加温部を停止させることを特徴とする上記（２９）又は上記（３０）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　一般に覚醒状態から睡眠状態に移行すると、人の深部体温は下降する。したがって例えば体表温度よりも高い温度のガスを送気し続けると、深部体温の下降を妨げることになり、使用者にとって不快であり、場合によっては睡眠の質が下がってしまう可能性がある。上記（３１）に記載する発明によれば、使用者が当該装置を運転し始めてから、入眠するまでかかると考えられる平均的な時間、例えば３０分間経過後にガスの加温を自動的に停止することができるので、深部体温の自然な変化を妨げること無いように、ガスの温度を少なくとも室温まで下降させることができ、使用者の快適性を向上させうるという優れた効果を奏する。

　（３２）本発明は、前記タイマー処理部は、前記ガスの温度が前記使用者の体表温度以下の温度になるように制御を行うことを特徴とする上記（２９）又は上記（３０）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　一般に覚醒状態から睡眠状態に移行すると、人の深部体温は下降する。したがって例えば体表温度よりも高い温度のガスを送気し続けると、深部体温の下降を妨げることになり、使用者にとって不快であり、場合によっては睡眠の質が下がってしまう可能性がある。上記（３２）に記載する発明によれば、時間経過とともに送気するガスの温度を自動的に体表温度より下げることができるので、深部体温の自然な変化を妨げること無いように、ガスの温度を少なくとも室温まで下降させることができ、使用者の快適性を向上させうるという優れた効果を奏する。

　（３３）本発明は、前記タイマー処理部は、前記ガスの温度が、当該装置を運転する環境における水の融点よりも高い温度になるように制御を行うことを特徴とする上記（３２）に記載の呼吸補助装置を提供する。

　当該装置は、呼吸器以外については問題の少ない使用者を想定しており、必要以上に送気ガスの温度を下げることは、かえって使用者の快適性を損ねる。上記（３３）に記載する発明によれば、水の氷点、具体的には当該装置を運転する環境における水の融点、よりも高い温度に送気ガスの温度を維持することで、不必要に冷たいガスが送気されないようにするので使用者の快適性を損ね難いという優れた効果を奏する。

　（３４）本発明は、前記タイマー処理部は、あらかじめ入力された所定の順序と時間間隔に従って、前記ガスの温度を上昇させる上昇領域と、前記ガスの温度を下降させる下降領域と、前記ガスの温度を一定の温度に保つ維持領域とを含むように制御を行うことを特徴とする上記（２９）から上記（３３）のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置を提供する。

　人の深部体温は入眠から起床まで、時間経過とともに変動する。上記（３４）に記載する発明によれば、あらかじめ入力された所定の順序と時間間隔に従って、送気するガスの温度を変動させることができるので、予想される深部体温の時間変動にあわせて、最適なガス温度で送気ができ、使用者の快適性を向上しうるという優れた効果を奏する。

　（３５）本発明は、睡眠中の使用者にガスを受け渡す呼吸補助装置の制御方法であって、前記呼吸補助装置が、前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定ステップと、前記呼吸補助装置が、前記ガスを加温する加温ステップと、前記呼吸補助装置が、加温部を制御することで前記ガス温度を変動させる温度変動ステップと、前記呼吸補助装置が、前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得ステップとを備え、前記呼吸補助装置による前記温度変動ステップは、睡眠中において、前記生体情報に基づいて、前記加温ステップを変更して前記ガス温度を変動させるように制御をおこなうことを特徴とする呼吸補助装置の制御方法を提供する。

　上記（３５）に記載する方法の発明によれば、使用者の生体情報を取得する生体情報取得ステップを備え、その取得情報に基づいて送気するガスの温度を変動させることができるので、使用者にとって最適な温度のガスを送気可能であり、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　（３６）本発明は、睡眠中の使用者にガスを受け渡す呼吸補助装置の制御方法であって、前記呼吸補助装置が、前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定ステップと、前記呼吸補助装置が、前記ガスを加温する加温ステップと、前記呼吸補助装置が、加温部を制御することで前記ガス温度を変動させる温度変動ステップとを備え、前記呼吸補助装置による前記温度変動ステップは、時間経過に従って、前記加温ステップを変更して前記ガス温度を制御するタイマー処理ステップを更に有することを特徴とする呼吸補助装置の制御方法を提供する。

　上記（３６）に記載する方法の発明によれば、温度変動ステップが、時間経過に従ってガス温度を制御するタイマー処理ステップを有するので、あらかじめ設定したタイマープログラムに従って、ガス温度を制御することができ、容易に使用者の快適性向上という効果を奏する。

　本発明によれば、使用者の生体情報を取得する生体情報取得部を備え、その取得情報に基づいて送気するガスの温度を変動させることができるので、使用者にとって最適な温度のガスを送気可能であり、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　また本発明によれば、温度変動部が、時間経過に従ってガス温度を制御するタイマー処理部を有するので、あらかじめ設定したタイマープログラムに従って、ガス温度を制御することができ、容易に使用者の快適性向上という効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る呼吸補助装置の説明図である。呼吸補助装置を制御する制御装置の構成図である。送気するガスの温度制御についてのフローチャートである。ガス温度制御の例を示すグラフである。本発明の第二実施形態に係る呼吸補助装置の説明図である。呼吸補助装置を制御する制御装置の構成図である。送気するガスの温度制御及び湿度制御についてのフローチャートである。本発明の第三実施形態に係る呼吸補助装置の説明図である。（ａ）呼吸補助装置を制御する制御装置の構成図である。（ｂ）ガス温度制御の例を示すグラフである。変形実施例にかかる制御装置の構成図である。変形実施例に係る加湿装置の断面図である。従来の呼吸補助装置の説明図である。時刻と深部体温（領域５１０）、時刻と手足の甲の身体に対する相対温度（領域５２０）、時刻と眠りやすさ（領域５３０）の関係を、それぞれ表すグラフである。本発明の第四実施形態に係る呼吸補助装置の説明図である。呼吸補助装置を制御する制御装置の構成図である。睡眠深度と深部体温の相関についての説明図である。脳波に基づいて、送気ガスの温度を変動させる制御についてのフローチャートである。（ａ）本発明の第五実施形態に係る呼吸補助装置を制御する制御装置の構成図である。（ｂ）あらかじめ決められた順序と時間間隔にしたがって送気ガス温度を変動させた制御結果を表すグラフである。

　以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１～図１７は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。

　図１は、本発明の第一実施形態に係る呼吸補助装置１を説明する説明図である。呼吸補助装置１は、本体５と、送気するガスを加湿する加湿装置５０と、送気するガスを輸送するための導管を含む呼吸回路７０と、呼吸回路内のガスを加温する加温部８０と、使用者に装着されて、ガスを受け渡す呼吸インターフェース装置１１０と、使用者の生体深部の温度である深部体温を検出する深部体温測定センサ１２０を備える。呼吸インターフェース装置１１０は、鼻マスク、経鼻プロングが望ましい。なお呼気によって圧力が高まって息が吐きにくくなることを防ぐために、圧力が高まると大気へ開放状態となる、いわゆるリリーフ弁が呼吸インターフェース装置１１０又はその近傍に備えられることが望ましい。

　本体５は、圧縮ガスを送気するブロワ（送風機）４０と、送気されるガス流量を測定する流量測定装置２０と、ガスの流量、圧力、温度を制御する制御装置１０を有する。ブロワ（送風機）４０は、吸気口３０から外気を吸い込んで圧縮し、呼吸回路７０に送り出す。このとき流量測定装置２０により送気するガスの流量が測定され、医師が処方する処方圧になるよう制御装置１０が制御を行う。なお送気するガスの圧力を測定する圧力計を備えることが望ましい。

　呼吸回路７０には呼吸インターフェース装置１１０が接続され、呼吸インターフェース装置１１０から、使用者１００の鼻腔へ陽圧のガスが印加される。呼吸回路７０または呼吸インターフェース装置１１０には、呼吸インターフェース装置１１０近傍におけるガスの温度であるガス温度を検出するガス温度センサ１０５が備えられる。また呼吸回路７０の少なくとも一部には、加温部８０が設けられ、ヒーター電源９０を制御装置１０が制御することで、ガス温度が制御される。

　加湿装置５０は、本体５又は呼吸回路７０に接続され、使用者へ送気されるガスを加湿する。加湿装置５０は、加湿のための水を溜める貯水部５５と、貯水部の水が供給される多孔質の中空ファイバー部６０を備える。多孔質の中空ファイバー部６０は、呼吸回路７０内に挿入され、呼吸回路７０内のガスに水蒸気を蒸散させることで加湿をおこなう。

　深部体温測定センサ１２０は、熱流補償式であっても、複数の熱流センサを備えた方式であっても良い。

　図２に制御装置１０の構成図を示す。制御装置１０は、使用者の生体情報を取得する生体情報取得部１４０と、加温部８０を制御することでガス温度を変動させる温度変動部１３０と、ガス温度を測定するガス温度測定部１８０を有する。生体情報取得部１４０は、深部体温を測定する深部体温測定部１６０を有する（図１参照）。温度変動部１３０はヒーター電源９０に接続され、深部体温測定部１６０は深部体温測定センサ１２０に接続される（図１参照）。温度変動部１３０は、温度変動部１３０は、後述するように、生体情報である深部体温に基づいて、ガス温度を変動させるように加温部８０の温度制御をおこなう。ガス温度測定部１８０は、ガス温度センサ１０５に接続されてガスの温度を測定する（図１参照）。このとき制御装置１０は、ガス温度測定部１８０によって得られたガスの温度に基づいて加温部８０のフィードバック制御（例えばＰＩＤ制御など）をすることが望ましい。

　なお制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵはいわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて様々な機能を実現する。ＲＡＭはＣＰＵの作業領域、記憶領域として使用され、ＲＯＭはＣＰＵで実行されるオペレーティングシステムやプログラムを記憶する。

　図３Ａに、制御装置１０がおこなうガス温度の温度制御についてのフローチャートを示す。

　まず、呼吸補助装置１の電源をＯＮにすると、ブロワ（送風機）４０が運転を開始して呼吸補助を始める（図１参照）。なお、特に図示しないが、電源ＯＮには、前回に電源をＯＦＦにした直前の設定値（処方圧など）が自動反映されるようになっている。

　運転開始時から運転時間を計測するタイマー機能（図示省略）が立ち上げられ、所定時間、例えば３０分間は、ガス温度を所定の温度、例えば３７℃に保つ（ステップＳ１－１０）。入眠時には比較的暖かなガスを送気する方が、鼻腔の通りが良くなり使用者にとって快適であるためである。この所定時間と所定温度は、使用者が適宜変更できることが望ましい。

　呼吸補助装置１の運転開始から所定時間の経過後、使用者が睡眠状態になると、深部体温測定センサ１２０で検出して深部体温測定部１６０で測定される、使用者の深部体温は、下降を始める。これに伴い、制御装置１０の温度変動部１３０は、ヒーター電源９０を制御して加温部８０の温度を下げることで、ガス温度を所定の目標温度まで下降させる（ステップＳ１－２０）。この目標温度は、深部体温より低く、望ましくは外気温と同じか、外気温より１℃から３℃低いことが望ましい。目標温度が外気温と略等しい場合には、温度変動部１３０はヒーター電源９０に与える電力を下降させるか、又は、ゼロにすれば良い。

　なおガスを外気温より低温にするためには、冷却機構を設けることが望ましい。冷却機構としては、一般にガス冷却に用いられるものであって良く、通常の冷蔵庫のように冷媒とコンプレッサーを使用してガスから気化熱を奪うことで冷却してもよく、ペルチェ素子を使ってもよい。加湿装置５０自身を用いて冷却することも考えられる。

　目標温度は、使用者が自ら運転中に変更可能であることが望ましい。

　すなわち制御装置１０は、深部体温という生体情報に基づいて、ガス温度を下降させるように加温部８０の制御をおこなう。一般には、睡眠中、覚醒直前までヒトの深部体温は下降していくので、深部体温測定部１６０により測定される深部体温が下降するときに、ガス温度を下降するように制御装置１０は加温部８０の制御をおこなうことが望ましい。このとき、ガス温度センサ１０５で検出しガス温度測定部１８０で測定したガス温度を用いて、目標温度になるように制御装置１０は加温部８０のフィードバック制御をおこなうことが望ましい。

　その後、使用者が覚醒状態になって呼吸補助装置１の電源をＯＦＦにして運転を中止するまで、制御装置１０はガス温度を目標温度に維持して呼吸補助を継続する（ステップＳ１－３０のＮＯの場合）。呼吸補助装置１の電源をＯＦＦにして運転を中止する場合には、同時にガス温度の制御も中止する（ステップＳ１－３０のＹＥＳの場合）。

　以上の動作により、呼吸補助装置１は、睡眠時における深部体温の下降を妨げることなく、送気するガス温度を下降させるように加温部８０の制御をおこなうことができるので、呼吸補助を行う際に睡眠を妨げず、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。もちろん人工呼吸でも、睡眠の快適度が向上する。

　図３Ｂは、ガス温度制御についての変形実施例を示すグラフである。

　図３Ｂ（ａ）では、生体情報によらず、呼吸補助装置１が備えるタイマー（図示省略）に従って温度変動部１３０（図２参照）によってガス温度を変動させる例を示す。期間６１０で示す、運転開始から３０分間は、ガス温度を例えば３７℃に維持し、期間６２０ではガス温度を３℃下降させる。その後２時間３０分はガス温度を３４℃に維持する（期間６３０）。その後さらに３℃ガス温度を下降させ（期間６４０）、続けて２時間ガス温度を３１度に維持する（期間６５０）。時間的に覚醒に向かう期間６６０では、温度を６℃上昇させて、その後３７℃に維持する（期間６７０）。このようなタイマー動作をさせることで、容易に使用者にとっての睡眠時の快適性を実現できる。

　図３Ｂ（ｂ）では、深部体温を測定して、その下降に合わせて目標温度を下降させ、ガス温度を下降させる場合を示す。本変形実施例では、運転開始から３０分間は、ガス温度を例えば３７℃に維持し、その後、深部体温測定センサ１２０で検出し、深部体温測定部１６０で測定した深部体温の下降にあわせて、ガス温度を下降させている。

　具体的には、深部体温を所定の時間間隔毎に測定し、それに合わせて、目標温度を随時決めていく動作をおこなう（図３Ａ参照）。図３Ｂ（ｂ）でいえば、例えば一般的なヒトの平均体温である３６℃から２℃低い温度３４℃を基準にして、深部体温の時間変化分に所定の係数、例えば２．０を掛けた温度分だけ目標温度を変化させていく。すなわち期間７４０の間、深部体温が１．５℃下がることに追従してガス温度を３℃下降させ、深部体温の変化の無い期間７５０の間は、ガス温度を３１℃に維持するように目標温度を決める。また急激にガス温度の変動により鼻腔を刺激し、使用者の深い眠りを妨げることを防ぐために、ガス温度を滑らかに変化させるべく、深部体温と時間で決まる温度変化が小さく時間変化が滑らかな関数で目標温度を決定しても良い。もちろん温度変動部１３０に、深部体温と目標温度のルックアップテーブルを予め用意して、深部体温測定部１６０の測定した深部体温にあわせて目標温度を決定していっても良い。

　なお、この変形実施例では覚醒時に生じることの多い深部体温の上昇については、ガス温度に反映させていない。

　なお、上記した図３Ｂ（ａ）～図３Ｂ（ｂ）に挙げた変形実施例に係るガス温度制御は、他の実施形態においても適用可能であることは言うまでもない。

　図４に、本発明の第二実施形態に係る呼吸補助装置１の説明図を示す。第一実施形態との違いは、ガスの湿度を検出するガス湿度センサ９５と、加湿装置５０から供給される水蒸気の量を調整して湿度を変動させる湿度調節部６５である。

　なお湿度を調整する湿度調節部６５の具体的な機構としては、多孔質の中空ファイバー部６０へ供給する水の量を電磁弁で調整しても良く、多孔質の中空ファイバー部６０に加熱部を設けて、その加熱量を調節することにより、水蒸気の発生量を増減させても良い。

　呼吸補助に用いる従来の呼吸補助装置は、相対湿度１００％のガスが気道から送気されるが、このようなガスが使用者にとって快適かどうかは場合による。たとえば、ＣＰＡＰ療法を施される使用者は、自らガスに水分を与えることのできる鼻腔経由で送気されるのであり、自力で加湿する能力がある。したがって本発明の第二実施形態においては、送気するガスの湿度を目標湿度、例えば相対湿度６０％から８０％の間のいずれかの値に維持することで使用者にとって快適な睡眠を促す。使用者が呼吸補助装置１の運転中に目標湿度を変更することができることが望ましい。

　図５に本発明の第二実施形態に係る呼吸補助装置１における制御装置１０の構成図を示す。制御装置１０は、第一実施形態の制御装置１０に加えて、ガス湿度を所定の湿度に変動させる湿度変動部１５０とガスの湿度を測定するガス湿度測定部１８５を更に備える。

　すなわち呼吸補助装置１には、呼吸回路７０中に、ガスの湿度を検出するガス湿度センサ９５が備えられ、制御装置１０にはガスの湿度を測定するガス湿度測定部１８５が設けられる（図４参照）。制御装置１０はさらにガス湿度を所定の湿度に変動させる湿度変動部１５０を備え、湿度変動部１５０は、湿度調節部６５を制御する。ガス湿度センサ９５はガス湿度測定部１８５に接続され、測定されたガス湿度に基づいて、湿度変動部１５０がガス湿度をフィードバック制御することが望ましい。

　図６（ａ）に、制御装置１０がおこなうガス温度とガス湿度の制御についてのフローチャートを示す。図３Ａに示した第一実施形態との違いは、（ステップＳ２－２０）において、制御装置１０の湿度変動部１５０が、所定時間の経過後、深部体温の下降にあわせて、ガス温度を目標温度まで下降させる動作の後、（ステップＳ２－３０）において、ガス湿度を所定の湿度に維持する動作をおこなう点である。この順番は逆であっても良く、また（ステップＳ２－３０）が（ステップＳ２－１０）と同時またはその前後に行われてもよい。

　なおここでは、湿度を一定に維持する態様を説明したが、使用者の快適性向上のために、生体情報に基づいて、ガス湿度を変動させるように加湿装置５０の制御を行っても良い。具体的には深部体温の変動に合わせて相対湿度を増減させても良い。例えば、深部体温が下降する時は、体表から熱を放出するために発汗が多くなっている可能性があるので、目標湿度を高く設定して、身体から水分が過度に失われることを防ぐ制御を湿度変動部１５０がおこなって良い（図６（ｂ）参照）。また逆に深部体温が上昇したら、湿度を低くしても良い。

　またガス湿度と前記ガス温度の相関から所定の水蒸気供給量となるように加湿装置５０を制御してもよい。

　図７に、本発明の第三実施形態に係る呼吸補助装置１の説明図を示す。第二実施形態との違いは、使用者がいる場所の温度である外気温Ｔｏｕｔ（単位はセルシウス温度：℃）を検出する外気温測定センサ４５である。

　図８（ａ）に第三実施形態に係る呼吸補助装置１における制御装置１０の構成図を示す。制御装置１０は、外気温測定センサ４５に接続されて外気温を測定する外気温測定部１７０を更に備える。温度変動部１３０は、目標温度として（Ｔｏｕｔ－１）℃から（Ｔｏｕｔ－３）℃の間にガス温度を制御する。

　前述のように呼吸補助に用いられている従来の呼吸補助装置は、送気されるガスの温度は３７℃に維持される。入眠時には深部体温は下降し、逆に深部体温を低くすると入眠しやすいことから、使用者がより快適な睡眠を取るためには、呼吸補助装置１から送気されるガスのガス温度が外気温と同じ温度か、外気温Ｔｏｕｔから例えば１℃から３℃程度低い温度であることが、好ましいと考えられるからである。

　図８（ｂ）に、深部体温を測定して、その変動に合わせて目標温度を変動させ、ガス温度を温度変動部１３０により変動させる温度制御をおこなう場合を示す。本変形実施例では、外気温より低い温度でガスを送気する。すなわち、例えば外気温測定部１７０で測定される外気温が、２５℃で一定であるときを想定する。最初の３０分間は、上記の変形実施例と同様ガス温度を３７℃に維持する。続いて期間８２０においては、深部体温が下降するのに合わせてガス温度を下降させ、期間８３０においては、深部体温の変動が無いことに合わせて、ガス温度を維持する。その後、期間８４０のおいては、再び深部体温の下降にあわせて、ガス温度を下降させ、続く１時間は、深部体温が変動しないのに従ってガス温度を、外気温より２℃低い２３℃に維持する（期間８５０）。続く期間８６０では、深部体温が上昇したのに合わせて、ガス温度を２℃上昇させ、以下同様に、深部体温の変動に合わせたガス温度の制御をおこなう。なお外気温が変動することも加味してガスの温度を決定しても良い。このようなガス温度の制御をおこなうことで、使用者にとって快適な呼吸補助が可能になる。

　なおガスを外気温より低温にする冷却機構は、一般にガス冷却に用いられるものであって良く、通常の冷蔵庫のように冷媒とコンプレッサーを使用して、ガスから気化熱を奪うことで冷却してもよく、ペルチェ素子を使ってもよい。もちろん加湿装置５０自身を用いて冷却することも考えられる。ガス温度は、深部体温の変化にあわせて、変動するように制御してもよい。

　尚、本発明に係る呼吸補助装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

　例えば、図９（ａ）に示すように、呼吸補助装置１の備える温度変動部１３０が、タイマー処理部１９０を有する変形実施例が考えられる。タイマー処理部１９０は、時間経過に従ってガス温度を制御する。

　図９（ｂ）にタイマー処理部１９０によってガス温度を変化させる例を示す。運転を開始して３０分間の間、温度変動部１３０は、ガス温度を体温より少し高い３７℃に保つ（期間９３０）。続いてタイマー処理部１９０は、３０分間経過したことを認識して、温度変動部１３０に対して、３０分間かけてガス温度を２５℃まで下降させる（期間９４０）。そしてタイマー処理部１９０は、期間９４０が経過したことを認識して、続く１時間、ガス温度を２５℃に維持するように加温部８０を制御する（期間９５０）。以下同様にタイマー処理部１９０が動作することで、ガス温度は時間経過に従って温度制御され、使用者は快適、且つ、効果的にＣＰＡＰ療法を受けられるという効果を奏する。

　呼吸補助装置１は、例えば、上記のように時間経過に従ってガス温度を制御するタイマーモードと、生体情報に基づいてガス温度を変動させる生体情報モードといった複数の動作モードを有して、複数の動作モードの内、一の動作モードを使用者が選択できる選択処理機能を備えて良い。タイマーモードにはあらかじめ設定された複数のシーケンス、すなわち図９（ｂ）で示したシーケンスの他に、例えば８時間にわたって一定の割合でガス温度を下降させるシーケンスなどが設けられて、使用者が選択可能であって良い。

　また例えば、第二実施形態および第三実施形態において、湿度変動部１５０がタイマー処理部１９０を有する変形実施例も考えられる（図５及び図８参照）。タイマー処理部１９０は、時間経過に従ってガス湿度を制御する。

　また例えば加湿装置としては、従来のタンク式加湿装置でもよく、また次の図１０に示すような方式でも良い。図１０は本発明の変形実施例に係る加湿装置２１０の断面図である。加湿装置２１０は、従来の加湿装置と同様に、使用者の呼吸器における換気を調節又は補助する呼吸補助装置の呼吸回路７０に接続されて、送気されるガスに微粒子又は水蒸気の形で水分を与える。加湿装置２１０は、ブロワ（送風機）側配管２９０と、呼吸回路側配管２９５の間に配置され、少なくとも水を含む液体を収容する液体容器２８０と、当該液体の微小液滴である霧滴を発生する霧滴発生手段２７０と、前記霧滴の少なくとも一部を保持する保水部材２２０とを有する。霧滴発生手段２７０は、本変形実施例において、後述するように超音波振動により霧滴を発生させる。

　霧滴発生手段２７０は、液体を加振することで霧滴を発生させる超音波発生手段を有する。すなわち本変形実施例に係る加湿装置において、霧滴発生手段２７０は、超音波振動子からの振動エネルギーにより液体表面に気泡を生じさせる、いわゆるキャビテーション効果を利用した超音波式霧滴発生手段であり、筐体２５５と、超音波振動子２６０と、超音波伝達物質２５０を備えている。超音波伝達物質２５０は例えば水である。筐体２５５が保持する超音波伝達物質２５０である水は、比熱が大きいため、筐体２５５と筐体２２５を通じて接触する水２４０も含めて温度が上がりにくく、加湿装置２１０全体として長時間の使用に好適である。霧滴発生手段２７０と液体容器２８０は、境界２８５に不揮発性のオイルなど超音波を伝達しやすい物質を挟んで密着している。

　超音波振動子２６０は、制御装置１０に含まれるコントローラ（図示省略）によって制御されている。コントローラは、加湿装置１０全体の制御を行うためのＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備える。ＣＰＵはいわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて様々な機能を実現する。ＲＡＭはＣＰＵの作業領域、記憶領域として使用され、ＲＯＭはＣＰＵで実行されるオペレーティングシステムやプログラムを記憶する。コントローラは、深部温度、ガス温度、気体の流量等をモニターして、霧滴加熱手段２３０のヒーター等のフィードバック制御（ＰＩＤ制御など）をおこない、所定の温度、湿度に調節する機能を持っていることが望ましい。また液体容器２８０内の水２４０が所定の水量以下になった場合には、警告を出すことが望ましい。

　霧滴発生手段２７０による霧滴発生量は、コントローラによって制御される。例えば超音波振動子２６０に加える交流電圧の振幅を大きくすると、超音波振動子２６０の振動の振幅が大きくなり、霧滴発生量は増大する。液体容器２８０は、筐体２２５から取り外せることが望ましい。また霧滴発生手段２７０も液体容器２８０から取り外し可能であることが望ましい。

　加湿装置２１０は、送気される気体が流れる流路を有し、該流路は保水部材２２０によって閉鎖され、ブロワ（送風機）４０側であって液体容器２８０及び霧滴発生手段２７０が配設される上流側と、使用者側となる下流側に、保水部材２２０によって隔離されている。具体的には保水部材２２０は筒状であり、且つ、有底である。筒の開口側は、筐体２２５の内周面に端部が接合され、流路を遮断している。気体が保水部材２２０を通過する際の抵抗を下げるために、通気面積を大きくすることが望ましい。そのため筒状の保水部材２２０と筐体２２５の内周面との間には、スペーサーを設けて隙間を確保することが好ましい。スペーサーを設ける代わりに、保水部材２２０の筒の径を筐体２２５の内周径よりも十分小さくして隙間を確実に確保しても良い。保水部材２２０は吸水性を持つ不織布であり、交換可能であることが望ましい。保水部材２２０を構成する不織布の材質は、例えばポリプロピレンであり、親水化するために界面活性剤処理、フッ素ガス処理、スルホン化処理、アクリル酸グラフト処理、プラズマ放電処理などを施すことが望ましい。

　保水部材２２０は、筐体２２５の中に設置され、保水部材２２０の内側、すなわち液体容器２８０側には、霧滴を加熱して水蒸気へと気化させる霧滴加熱手段２３０が設置される。霧滴加熱手段２３０は例えばニクロム線などで構成される抵抗加熱ヒーターであり、電源（図示省略）が接続され、ガス温度等に基づいて、コントローラによって電力を制御し温度や湿度のコントロールを行う。保水部材２２０は霧滴を遮断するが、水蒸気を含む気体は保水部材２２０を通過できる。

　次に、上記した変形実施例に係る加湿装置の動作を同じく図１０を用いて説明する。

　ブロワ（送風機）側配管２９０から、乾燥したガスが、加湿装置２１０に供給される。このガスに対して、水分を付加するのが、加湿装置２１０の役割であるが、加湿は次のような２つの方法でおこなわれる。

　（１）液体容器２８０の表面で生じる霧滴が、霧滴加熱手段２３０で気化されて水蒸気となる。超音波振動子２６０で発生した超音波の振動エネルギーが、液体容器２８０の水面に伝わり、水面の一部の表面張力が弱まることで微細な霧滴を生じる。霧滴は、微小液滴なので体積に比べて表面積が大きく、気化もし易い。また霧滴加熱手段２３０付近に霧滴が到達すると、温度が高く、飽和蒸気圧が大きくなるため、さらに気化し易くなる。気化して生じた水蒸気は、結果として乾燥したガスを加湿する。

　（２）液体容器２８０の表面で生じる霧滴は保水部材２２０まで到達すると、保水部材２２０に付着する。保水部材２２０は吸水性を有するので、保水部材に付着した水分は液体の水として保持される。ブロワ（送風機）側配管２９０から送気された気体の水蒸気圧は、保水部材２２０の近傍を通過する際、保水部材２２０に保持された水分によって、さらに増大させられ、加湿される。

　以上、説明した変形実施例に係る加湿装置２１０は、通常の沸騰による気化よりも小さなエネルギー量で水蒸気を発生させて加湿できる。また貯留された水２４０を沸騰させずに、多量の水蒸気を発生させることができるので、ガスの温度を過度に上昇させることなく温度と独立して湿度コントロールができるという優れた効果を奏する。また送気される気体が保水部材２２０によって濾過されるので、保水部材２２０が加湿と同時にバクテリアフィルタの役割も果たすという効果を奏する。

　また別の変形実施例としては、深部体温に基づくガス温度の変動の代わりに、体表面温度に基づいてガス温度の変動させることも考えられる。図１２Ｂは、時刻と「手足の甲の身体に対する相対温度」の関係を表すグラフである。「手足の甲の体に対する相対的温度」とは、手足の甲の皮膚温から、首のつけ根にある鎖骨の下の皮膚温（胴体ないし体幹の温度に近い）を引いたものと定義する。体表面温度として上記の「手足の甲の体に対する相対的温度」を代表させるとすると、図１２Ｂと図１２Ｃを比べれば、体表面温度と眠りやすさとの間に相関があることがわかる。すなわち体表面温度が上がると、眠りやすくなり、逆に体表面温度が下がると、眠りにくくなる。これはヒトの身体が、深部体温を下げるために、皮膚からの熱放出が大きくし、深部体温が上げるために、皮膚からの熱放出を抑えることを反映しているものと考えられる。したがってこのような態様で体表面温度を測定すれば、特別な深部体温センサを用意しなくても、深部体温の変動に基づくガス温度の制御が可能な呼吸補助装置を実現することができ、呼吸補助における、より快適な睡眠が可能になるという効果を奏する。

　具体的には、図１において、深部体温センサ１２０を体表面温度センサと読み替え、図２において、深部体温測定部１６０を使用者の体表面の温度である体表面温度を測定する体表面温度測定部と読み替える構成が望ましい。すなわち生体情報取得部１４０が、使用者の体表面の温度である体表面温度を測定する体表面温度測定部を有し、温度変動部１３０が、体表面温度測定部により測定される体表面温度が上昇するときに、ガス温度を下降させるように加温部８０の制御をおこなう。

　また他の変形実施例として、使用者に使用者の体動を検出するための加速度センサを装着して体動を捉え、その情報に基づいてガス温度を変動させることも考えられる。

　ヒトは睡眠中、体動が大きいときには、いわゆる浅い睡眠、すなわち「レム睡眠」状態、体動が小さいときには、いわゆる深い睡眠、すなわち「ノンレム睡眠」状態にある。呼吸補助装置１の制御装置１０に、加速度センサが検出した体動の情報から、体動を測定する体動測定部と、体動測定部が測定した体動から使用者の睡眠の深さを判定する睡眠深度判定部を設ける。そして睡眠の深さが深まるときに、温度変動部１３０がガス温度を下降させることが考えられる。

　上記の態様の呼吸補助装置１は、呼吸補助における、より快適な睡眠が可能にするという著しく優れた効果を奏する。

　以上の変形実施例は、本明細書内に記載されたすべての実施形態、変形実施例にそれぞれ適用可能であることは言うまでもない。

　図１３は、本発明の第四実施形態に係る呼吸補助装置１を説明する説明図である。呼吸補助装置１は、呼吸補助装置１全体の制御を行う制御装置１０と、吸気口３０からガスを吸い込んで呼吸回路７０を介して、使用者に送り出すブロワ（送風機）４０を有する本体５を備える。ブロワ（送風機）４０の出口側には、ガスの流量を測定する流量測定装置２０が設けられる。また呼吸補助装置１は、送気されるガスに水分を含ませる加湿装置５０を備える。貯水部５５に貯留される水を多孔質の中空ファイバー部６０から蒸散させることで呼吸回路７０内を送気されるガスを加湿する。

　具体的には、呼吸補助装置１は使用者に装着されて、ガスを受け渡す呼吸インターフェース装置１１０と、ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定部１０５と、ガスを加温する加温部８０と、加温部８０を制御することでガス温度を変動させる温度変動部１３０（後述する図１４参照）と、使用者の生体情報を取得する生体情報取得部１４０（後述する図１４参照）、具体的には使用者の脳波を測定、取得する脳波測定部１０１０を備え、温度変動部１３０は、取得する脳波に基づいて、ガス温度を変動させるように加温部８０の制御をおこなう。例えば、生体情報取得部１４０は、取得した生体情報に基づいて、使用者の睡眠のレベルを示す睡眠レベルを判定する睡眠レベル判定部１０２０（後述する図１４参照）を更に有する。

　なお脳波の測定は、使用者の頭部に貼り付けられた電極プローブを用いて脳波測定部１０１０が行うが、一般的な周知技術であるので詳細説明は省略する。

　加温部８０はヒーター電源９０に接続され、ヒーター電源９０が制御装置１０によって制御されることで、ガスの温度は変動させられる。このとき例えば制御装置１０は、ガス温度センサ１０５が測定する温度をフィードバックすることで、送気される温度を所定の温度まで上昇、又は下降させるように制御することが望ましい。

　なお変形実施例としては、呼吸補助装置１は、例えば脳波測定部１０１０によって測定された脳波に基づいて、使用者が目覚めている覚醒状態であるか、眠っている睡眠状態であるかを判定する状態判定部を備えてもよい。また測定される脳波に基づいて、使用者がレム睡眠状態であるか、ノンレム睡眠状態であるかを判定する脳波判定部を備えても良い。さらに使用者がレム睡眠状態であるか、ノンレム睡眠状態であるかに基づいて、温度変動部１３０が加温部８０の制御を行ってガス温度を上昇又は下降させることも考えられる。具体的には、例えば脳波判定部が、使用者がノンレム睡眠状態であると判定した場合に、温度変動部１３０が加温部８０の制御を行ってガス温度を下降させても良い。

　また、脳波判定部が、さらに詳細に使用者の睡眠深度を判定することも考えられる。具体的には脳波判定部が、使用者のノンレム睡眠の程度、例えばノンレム睡眠の睡眠段階等を判定し、ノンレム睡眠の程度に基づいて、温度変動部１３０が加温部８０の制御を行ってガス温度を上昇又は下降させてもよい。

　図１４には、本発明の第四実施形態に係る呼吸補助装置１における制御装置１０の構成図を示す。制御装置１０は、温度変動部１３０と、生体情報取得部１４０と、送気されるガスの温度を測定するガス温度測定部１８０を備える。生体情報取得部１４０は、脳波測定部１０１０と、脳波測定部１０１０によって測定された脳波に基づいて使用者の睡眠のレベルである睡眠レベルを判定する睡眠レベル判定部１０２０を有する。具体的には、睡眠レベルは、一般に脳波の波形によって分類される睡眠状態、すなわちレム睡眠と、ノンレム睡眠の睡眠段階１から睡眠段階４（ノンレムステージ１からノンレムステージ４）である。また睡眠レベルの分け方は、例えばレム睡眠と、ノンレム睡眠であってもよく、浅睡眠と深睡眠など他の分類であってもよい。

　なお睡眠レベル判定部１０２０は、脳波の波形から使用者（被測定者）が覚醒状態にあると判定する場合、睡眠レベルを判定しない。

　ガス温度測定部１８０は、例えばガス温度センサ１０５（図１３参照）でガスの温度を測定して取得する。そして制御装置１０は、例えばＰＩＤ制御などによってヒーター電源９０をコントロールすることで、加温部８０に設けられたヒーターに出力する電力を制御する。

　図１５には、睡眠深度と深部体温の相関についての説明図を示す。具体的には人が覚醒状態から入眠状態になり、起床するまでの時間経過に伴って、脳波の波形に基づいて定められている睡眠深度と、深部体温がどのように変化するかを示す例である。図１５の横軸は時刻であり、上側の実線が睡眠深度を表し、下側の破線が深部体温を示す。具体的には、使用者の脳波の波形から睡眠のレベルは定義されており、レム睡眠と、ノンレム睡眠の睡眠段階１から睡眠段階４（ノンレムステージ１からノンレムステージ４）に分類される。入眠領域９８０では、測定されている対象者の睡眠レベルは、レム睡眠を経てノンレム睡眠に移行し、ノンレム睡眠の段階１から段階４に向かって睡眠深度を深める。そしてその後レム睡眠に移行し、また再びノンレム睡眠へと移行する。このノンレム睡眠とレム睡眠を数回くりかえす睡眠領域９９０の間、破線で示した深部体温は下降していく。そして最後のレム睡眠を経て覚醒状態となる覚醒領域９９５では、深部体温が上昇する。

　呼吸補助装置１が、例えば一定の温度のガスを、人間の身体の中で、いわばラジエータのような熱交換器の役割も担っている肺に送気すると、このような自然な深部体温の変化を妨げて睡眠の質が下がり、使用者の快適性が損なわれる可能性がある。逆に言えば、図１５で示したような自然な深部体温変化を妨げないように、呼吸補助装置１が送気するガスの温度を変動させれば、使用者の快適性を向上し得る。

　また測定された脳波から睡眠のレベルが判定されたならば、深部体温を下げやすい温度のガス、具体的には深部体温よりも温度が低いガスを、例えば一定時間の間、送気することで、深部体温を下降させやすくして、使用者の睡眠の質を上げることも考えられる。

　図１６には、脳波に基づいて送気ガスの温度を変動させる制御についてのフローチャートを示す。

　まず、呼吸補助装置１の電源をＯＮにすると、ブロワ（送風機）４０が運転を開始して呼吸補助を始める（図１３参照）。なお、特に図示しないが、電源ＯＮには、前回に電源をＯＦＦにした直前の設定値（処方圧など）が自動反映されるようになっている。

　運転開始時から運転時間を計測するタイマー機能（図示省略）が立ち上げられ、所定時間、例えば３０分間は、ガス温度を所定の温度、例えば３７℃まで上昇させて維持する（ステップＳ３－１０）。入眠時には比較的暖かなガスを送気する方が、鼻腔の通りが良くなり使用者にとって快適であるためである。この所定時間と所定温度は、使用者が適宜変更できることが望ましい。

　脳波測定部１０１０が脳波の波形を測定し（ステップＳ３－２０）、使用者の睡眠レベルを睡眠レベル判定部１０２０が判定すると（ステップＳ３－３０のＹＥＳ側）、制御装置１０は、温度変動部１３０は、ヒーター電源９０を制御して加温部８０の温度を下げることで、ガス温度を所定の目標温度まで下降させる（ステップＳ３－４０）。この目標温度は、深部体温より低く、望ましくは外気温と同じか、外気温より１℃から３℃低いことが望ましい。目標温度が外気温と略等しい場合には、温度変動部１３０はヒーター電源９０に与える電力を下降させるか、又は、ゼロにすれば良い。

　睡眠レベル判定部１０２０が、使用者の睡眠レベルを判定していないとき（ステップＳ３－３０のＮＯ側）、具体的には使用者が覚醒状態にあるときには、制御装置１０はガスの温度を例えば３７℃で維持する。

　本発明の第四実施形態に係る呼吸補助装置１によれば、使用者の生体情報を取得する生体情報取得部１４０を備え、その取得情報に基づいて送気するガスの温度を変動させることができるので、使用者にとって最適な温度のガスを送気可能であり、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　本発明の第四実施形態に係る呼吸補助装置１によれば、生体情報取得部１４０が取得した生体情報に基づいて使用者の睡眠のレベルを判定する睡眠レベル判定部１０２０を備えるので、使用者の睡眠レベルに適した温度に送気ガスの温度を変動させることができ、使用者の快適性向上という優れた効果を奏する。

　本発明の変形実施例としては、呼吸補助装置１が脳波測定部１０１０によって測定された脳波に基づいて、使用者が目覚めている覚醒状態であるか、眠っている睡眠状態であるかを判定する状態判定部を備えてもよい。またレム睡眠と、ノンレム睡眠の睡眠段階１から睡眠段階４（ノンレムステップ１からノンレムステップ４）を判定する脳波判定部を備え、その判定に基づいて制御装置１０が温度変動部１３０によって、送気するガスの温度を変動させてもよい。具体的には、図１５で示したような自然な深部体温変化を妨げないように、送気するガスの温度を変化させることが望ましい。

　より詳細に述べるならば、ノンレム睡眠とレム睡眠を判定する脳波判定部を備え、被測定者（使用者）が、ノンレム睡眠とレム睡眠を数回くりかえす睡眠領域９９０（図１５参照）にあると脳波判定部が判定する場合には、深部体温の下降を妨げないように送気するガスの温度も下降させることが望ましい。あるいは深部体温の最低温度よりも低い温度に維持することも考えられ、また使用者が就寝している環境の温度が体表温度よりも低ければ、使用者が就寝している環境の温度のガスを送気し続けることも考えられる。

　なお状態判定部や、脳波判定部は生体情報取得部１４０（図１４参照）に備えられても良い。また状態判定部や脳波判定部は、睡眠レベル判定部と一体のものであっても良い。

　一般に睡眠状態になると、人の深部体温は下降する。したがって例えば体表温度よりも高い温度のガスを送気し続けると、深部体温の下降を妨げることになり、使用者にとって不快であり、場合によっては睡眠の質が下がってしまう可能性がある。本発明の変形実施例によれば、脳波に基づいて使用者が覚醒状態であるか、睡眠状態であるかを判定する状態判定部を備えるので、使用者が睡眠状態になったならば、送気するガスの温度を睡眠状態のときに適した温度に変動させることができ、使用者の快適性が向上するという優れた効果を奏する。

　人の睡眠は、脳の働き方の違いでレム睡眠とノンレム睡眠に分類される。一般に睡眠はノンレム睡眠とレム睡眠を交互に繰り返しながら、入眠から起床に至る。そしてその繰り返しの過程と深部体温の時間変化とは相関がある。本発明の変形実施例によれば、測定された脳波からノンレム睡眠とレム睡眠を判定できるので、深部体温の状態を推定可能であり、使用者にとって適した温度に送気ガスの温度を変動し得るという優れた効果を奏する。

　入眠して最初のレム睡眠からノンレム睡眠への移行に伴って、人の深部体温が下降していき、ノンレム睡眠の段階が浅くなるにしたがって、深部体温が上昇していくことが知られている。本発明の変形実施例によれば、脳波に基づいて深部体温の変化を推定できるので、深部体温の自然な変動を妨げないように送気するガスの温度を変動させうるため、使用者の快適性を向上させうるという優れた効果を奏する。

　一般に睡眠はノンレム睡眠とレム睡眠を交互に繰り返しながら、入眠から起床に至る。そしてその繰り返しの過程と深部体温の時間変化とは相関がある。具体的にはノンレム睡眠の睡眠段階が深くなるにつれて、深部体温が下降するという傾向があり、起床に至るまでの数回繰り返されるノンレム睡眠毎に深部体温が下降することが知られている。本発明の変形実施例によれば、脳波判定部が、使用者はノンレム睡眠状態であると判定した場合に、温度変動部１３０が加温部８０の制御を行ってガス温度を下降させるので、深部体温の自然な変化を妨げること無いように、ガスの温度を変動させることができうるという優れた効果を奏する。

　人の深部体温は、ノンレム睡眠の程度、具体的にはノンレム睡眠の睡眠段階が、深くなる時に下降し、ノンレム睡眠の程度が浅くなる時には、維持される傾向がある。本発明の変形実施例によれば、ノンレム睡眠の程度を判定できる脳波判定部を備えるので、深部体温の自然な変化を妨げることが無いように、ガスの温度を変動させることができうるという優れた効果を奏する。

　図１７（ａ）には、本発明の第五実施形態に係る呼吸補助装置１を制御する制御装置１０の構成図を示す。

　制御装置１０は、温度変動部１３０と、送気されるガスの温度を測定するガス温度測定部１８０と、所定の順序と時間間隔に従ってガスの温度を変動させる設定があらかじめ入力されて、記録される設定記録部１９５を備える。具体的には、温度変動部１３０は設定記録部１９５に記録された設定に基づいて、時間経過に従ってガス温度を制御するタイマー処理部１９０を備える。また温度変動部１３０は、ガス温度測定部１８０によって測定されるガスの温度をフィードバック制御することが望ましい。

　なお呼吸補助装置１の他の構成は、脳波測定部１０１０を除いて、本発明の第四実施形態と共通するので説明を省略する。

　図１７（ｂ）には、あらかじめ決められた順序と時間間隔にしたがって送気ガス温度の変動させた制御結果を表すグラフを示す。送気されるガスの温度は、設定記録部１９５に記録された設定に従って、温度変動部１３０が備えるタイマー処理部１９０によって制御される。具体的にはタイマー処理部１９０は、使用者が居る環境の温度が例えば２３℃であったときに、呼吸補助装置１が運転を開始してから３０分間の間、送気されるガスの温度を３７℃まで上昇させる上昇領域１０３０を含む。またタイマー処理部１９０は、上昇領域後の３０分間、ガスの温度を維持する維持領域１０４０を含む。さらにタイマー処理部１９０は、維持領域１０４０後の３０分間、ガスの温度を下降させる下降領域１０５０を含む。その後、タイマー処理部１９０は、維持領域１０６０と、下降領域１０７０と、維持領域１０８０を含むようにガス温度を制御する。

　本発明の第五実施形態に係る呼吸補助装置１によれば、温度変動部１３０が、時間経過に従ってガス温度を制御するタイマー処理部１９０を有するので、あらかじめ設定したタイマープログラムに従って、ガス温度を制御することができ、容易に使用者の快適性向上という効果を奏する。

　鼻腔を通じてガスを送気するとき、覚醒状態においては体表温度よりやや高めのガス温度の方が、鼻腔の通りが良くなる場合がある。本発明の第五実施形態に係る呼吸補助装置１によれば、使用者が当該装置を運転し始めてから、入眠するまでかかると考えられる平均的な時間、例えば３０分間の間、送気ガスの温度を体表温度以上の温度を維持することで、鼻腔の通りを良くして使用者が入眠しやすい状態にし得るという優れた効果を奏する。

　人の深部体温は入眠から起床まで、時間経過とともに変動する。本発明の第五実施形態に係る呼吸補助装置１によれば、あらかじめ入力された所定の順序と時間間隔に従って、送気するガスの温度を変動させることができるので、予想される深部体温の時間変動にあわせて、最適なガス温度で送気ができるため、使用者の快適性を向上しうるという優れた効果を奏する。

　本発明の変形実施例としては、例えばタイマー処理部１９０が、加温部８０を停止させる制御を行うことも考えられる。一般に覚醒状態から睡眠状態に移行すると、人の深部体温は下降する。したがって例えば体表温度よりも高い温度のガスを送気し続けると、深部体温の下降を妨げることになり、使用者にとって不快であり、場合によっては睡眠の質が下がってしまう可能性がある。上記する変形実施例によれば、使用者が当該装置を運転し始めてから、入眠するまでかかると考えられる平均的な時間、例えば３０分間経過後にガスの加温を自動的に停止することができるので、深部体温の自然な変化を妨げること無いように、ガスの温度を少なくとも室温まで下降させることができるため、使用者の快適性を向上させうるという優れた効果を奏する。

　また本発明の変形実施例としては、タイマー処理部１９０が、ガスの温度を使用者の体表温度以下の温度になるように制御を行うことが考えられる。一般に覚醒状態から睡眠状態に移行すると、人の深部体温は下降する。したがって例えば体表温度よりも高い温度のガスを送気し続けると、深部体温の下降を妨げることになり、使用者にとって不快であり、場合によっては睡眠の質が下がってしまう可能性がある。上記する変形実施例によれば、時間経過とともに送気するガスの温度を自動的に体表温度より下げることができるので、深部体温の自然な変化を妨げること無いように、ガスの温度を少なくとも室温まで下降させることができるため、使用者の快適性を向上させうるという優れた効果を奏する。

　さらに本発明の他の変形実施例としては、タイマー処理部１９０が、ガスの温度を、呼吸補助装置１を運転する環境における水の融点よりも高い温度になるように制御を行うことも考えられる。呼吸補助装置１は、呼吸器以外については問題の少ない使用者を想定しており、必要以上に送気ガスの温度を下げることは、かえって使用者の快適性を損ねる。上記する変形実施例によれば、水の氷点、具体的には当該装置を運転する環境における水の融点、よりも高い温度に送気ガスの温度を維持することで、不必要に冷たいガスが送気されないので使用者の快適性を損ね難いという優れた効果を奏する。

　また本発明の別の変形実施例としては、ガス温度を所定の目標温度まで降下または変化させる際に、この目標温度を、外気温や体表温度を基準に様々に定めることも考えられる。例えば、使用者がいる場所の温度である外気温Ｔ_ｏｕｔ（単位はセルシウス温度：℃）を基準にガス温度の目標温度を定める場合には、（Ｔ_ｏｕｔ－１０）℃以上、且つ、Ｔ_ｏｕｔ未満にすることが考えられる。あるいは例えば、外気温Ｔ_ｏｕｔを基準にガス温度の目標温度を定める場合に、（Ｔ_ｏｕｔ－５）℃以上、且つ、Ｔ_ｏｕｔ未満にすることも考えられる。また体表温度Ｔ_ｂｏｄｙ（単位はセルシウス温度：℃）を基準にガス温度の目標温度を定める場合には、（Ｔ_ｂｏｄｙ－１０）℃以上、且つ、Ｔ_ｂｏｄｙ未満にすることが考えられる。あるいは例えば、体表温度Ｔ_ｂｏｄｙを基準にガス温度の目標温度を定める場合に、（Ｔ_ｂｏｄｙ－５）℃以上、且つ、Ｔ_ｂｏｄｙ未満にすることも考えられる。もちろん深部体温を基準として同様に目標温度を定めてもよい。例えば、深部体温Ｔ_ｄｅｅｐ（単位はセルシウス温度：℃）を基準にガス温度の目標温度を定める場合には、（Ｔ_ｄｅｅｐ－１０）℃以上、且つ、Ｔ_ｄｅｅｐ未満にすることが考えられる。あるいは例えば、深部体温Ｔ_ｄｅｅｐを基準にガス温度の目標温度を定める場合に、（Ｔ_ｄｅｅｐ－５）℃以上、且つ、Ｔ_ｄｅｅｐ未満にすることも考えられる。温度変動が小さい方が快適に感じる場合もあり、また逆に温度変動が大きい方が快適に感じる場合もあるので、いずれの場合についても使用者が様々に選択できることが望ましい。

　１　　呼吸補助装置
　５　　本体
　１０　　制御装置
　２０　　流量測定装置
　３０　　吸気口
　４０　　ブロワ（送風機）
　４５　　外気温測定センサ
　５０　　加湿装置
　５５　　貯水部
　６０　　多孔質の中空ファイバー部
　６５　　湿度調整部
　７０　　呼吸回路
　８０　　加温部
　９０　　ヒーター電源
　９５　　ガス湿度センサ
　１００　　使用者
　１０５　　ガス温度センサ
　１１０　　呼吸インターフェース装置
　１２０　　深部体温測定センサ
　１３０　　温度変動部
　１４０　　生体情報取得部
　１５０　　湿度変動部
　１６０　　深部体温測定部
　１７０　　外気温測定部
　１８０　　ガス温度測定部
　１８５　　ガス湿度測定部
　１９０　　タイマー処理部
　１９５　　設定記録部
　２１０　　加湿装置
　２２０　　保水部材
　２２５　　筐体
　２３０　　霧滴加熱手段
　２４０　　水
　２５０　　超音波伝達物質
　２５５　　筐体
　２６０　　超音波振動子
　２７０　　霧滴発生手段
　２８０　　液体容器
　２８５　　境界
　２９０　　ブロワ（送風機）側配管
　３０１　　従来の呼吸補助装置３０１
　３０５　　本体
　３１０　　制御装置
　３２０　　流量測定装置
　３３０　　吸気口
　３４０　　ブロワ（送風機）
　３５０　　加湿装置
　３５５　　貯水部
　３６０　　ヒーター電源
　３６５　　加温部
　３７０　　呼吸回路
　３８０　　加温部
　３９０　　ヒーター電源
　３９５　　ガス温度センサ
　４００　　使用者
　４１０　　呼吸インターフェース装置
　１０１０　脳波測定部
　１０２０　睡眠レベル判定部

Claims

　使用者に装着されて、ガスを受け渡す呼吸インターフェース装置と、
　前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定部と、
　前記ガスを加温する加温部と、
　前記加温部を制御することで前記ガス温度を変動させる温度変動部を備えることを特徴とする呼吸補助装置。
　当該呼吸補助装置の運転開始から所定の時間が経過すると、前記温度変動部は前記加温部の制御をおこなって、前記ガス温度を下降させることを特徴とする請求の範囲１に記載の呼吸補助装置。
　前記ガスを加湿する加湿装置を更に備えることを特徴とする請求の範囲１または請求の範囲２に記載の呼吸補助装置。
　前記加湿装置は、
　加湿のための水を溜める貯水部と、
　貯水部の水が供給される多孔質の中空ファイバー部と、
を備えることを特徴とする請求の範囲３に記載の呼吸補助装置。
　前記ガスの湿度であるガス湿度を測定するガス湿度測定部と、
　前記加湿装置の制御をおこなって、前記ガス湿度を所定の湿度に変動させる湿度変動部を備えることを特徴とする請求の範囲３または請求の範囲４に記載の呼吸補助装置。
　前記湿度変動部は、前記ガス湿度と前記ガス温度の相関から所定の水蒸気供給量となるように前記加湿装置を制御することを特徴とする請求の範囲５に記載の呼吸補助装置。
　前記湿度変動部は、時間経過に従って前記ガス湿度を制御するタイマー処理部を有することを特徴とする請求の範囲５又は請求の範囲６に記載の呼吸補助装置。
　前記温度変動部は、時間経過に従って前記ガス温度を制御するタイマー処理部を有することを特徴とする請求の範囲１から請求の範囲７のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置。
　前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部を備え、
　前記湿度変動部は、前記生体情報に基づいて、前記ガス湿度を変動させるように前記加湿装置の制御を行うことを特徴とする請求の範囲５から請求の範囲７のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置。
　前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部を備え、
　前記温度変動部は、前記生体情報に基づいて、前記ガス温度を変動させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする請求の範囲１から請求の範囲９のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置。
　前記生体情報取得部が、前記使用者の生体深部の温度である深部体温を測定する深部体温測定部を有することを特徴とする請求の範囲９または請求の範囲１０に記載の呼吸補助装置。
　前記温度変動部は、前記深部体温測定部により測定される前記深部体温が下降するときに、前記ガス温度を下降させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする請求の範囲１０に記載の呼吸補助装置。
　前記温度変動部は、前記ガス温度を前記深部体温以下に制御することを特徴とする請求の範囲１１または請求の範囲１２に記載の呼吸補助装置。
　前記生体情報取得部が、前記使用者の体表面の温度である体表面温度を測定する体表面温度測定部を有することを特徴とする請求の範囲９から請求の範囲１３のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置。
　前記温度変動部は、前記体表面温度測定部により測定される前記体表面温度が上昇するときに、前記ガス温度を下降させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする請求の範囲１４に記載の呼吸補助装置。
　前記使用者がいる場所の温度である外気温を測定する外気温測定部を更に備え、前記温度変動部は、前記ガス温度を前記外気温に基づいて前記加温部の制御をおこなうことで、ガス温度の制御をおこなうことを特徴とする請求の範囲１から請求の範囲１５のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置。
　前記外気温をＴout（単位はセルシウス温度：℃）と定義するとき、前記温度変動部は、前記ガス温度を、（Ｔout－１）℃から（Ｔout－３）℃の間に制御することを特徴とする請求の範囲１６に記載の呼吸補助装置。
　前記生体情報取得部が、前記使用者の体動を測定する体動測定部を有することを特徴とする請求の範囲９から請求の範囲１７のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置。
　前記体動測定部が検出した前記体動から、前記使用者の睡眠の深さを判定する睡眠深度判定部を備え、
　前記睡眠の深さが深まるときに、前記温度変動部が前記加温部の制御を行って前記ガス温度を下降させることを特徴とする請求の範囲１８に記載の呼吸補助装置。
　睡眠中の使用者にガスを受け渡す呼吸補助装置の制御方法であって、
　前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定ステップと、
　前記ガスを加温する加温ステップと、
　前記加温部を制御することで、睡眠中において、前記ガス温度を変動させる温度変動ステップを備えることを特徴とする呼吸補助方法。
　前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部をさらに備え、
　前記温度変動部は、前記生体情報に基づいて、前記ガス温度を変動させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする請求の範囲１に記載の呼吸補助装置。
　前記生体情報取得部は、取得した前記生体情報に基づいて、前記使用者の睡眠のレベルを示す睡眠レベルを判定する睡眠レベル判定部を更に有し、
　前記温度変動部は、前記睡眠レベルに基づいて前記ガス温度を変動させるように前記加温部の制御をおこなうことを特徴とする請求の範囲２１に記載の呼吸補助装置。
　前記生体情報取得部は、前記使用者の脳波を測定する脳波測定部を有することを特徴とする請求の範囲２１または請求の範囲２２に記載の呼吸補助装置。
　前記脳波測定部によって測定された前記脳波に基づいて、前記使用者が目覚めている覚醒状態であるか、眠っている睡眠状態であるかを判定する状態判定部を備えることを特徴とする請求の範囲２３に記載の呼吸補助装置。
　前記脳波測定部によって測定された前記脳波に基づいて、前記使用者がレム睡眠状態であるか、ノンレム睡眠状態であるかを判定する脳波判定部を備えることを特徴とする請求の範囲２３又は請求の範囲２４に記載の呼吸補助装置。
　前記使用者が前記レム睡眠状態であるか、前記ノンレム睡眠状態であるかに基づいて、前記温度変動部が前記加温部の制御を行って前記ガス温度を上昇又は下降させることを特徴とする請求の範囲２５に記載の呼吸補助装置。
　前記脳波判定部が、前記使用者が前記ノンレム睡眠状態であると判定した場合に、前記温度変動部が前記加温部の制御を行って前記ガス温度を下降させることを特徴とする請求の範囲２５又は請求の範囲２６に記載の呼吸補助装置。
　前記脳波判定部が、前記使用者の前記ノンレム睡眠の程度を判定し、前記ノンレム睡眠の程度に基づいて、前記温度変動部が前記加温部の制御を行って前記ガス温度を上昇又は下降させることを特徴とする請求の範囲２５から請求の範囲２７のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置。
　前記温度変動部は、時間経過に従って前記ガス温度を制御するタイマー処理部を更に有することを特徴とする請求の範囲１に記載の呼吸補助装置。
　前記タイマー処理部は、前記使用者が該装置を運転し始めてから所定の時間の間、前記ガスの温度が前記使用者の体表温度以上の温度を維持するように制御を行うことを特徴とする請求の範囲２９に記載の呼吸補助装置。
　前記タイマー処理部は、前記加温部を停止させることを特徴とする請求の範囲２９又は請求の範囲３０に記載の呼吸補助装置。
　前記タイマー処理部は、前記ガスの温度が前記使用者の体表温度以下の温度になるように制御を行うことを特徴とする請求の範囲２９又は請求の範囲３０に記載の呼吸補助装置。
　前記タイマー処理部は、前記ガスの温度が、当該装置を運転する環境における水の融点よりも高い温度になるように制御を行うことを特徴とする請求の範囲３２に記載の呼吸補助装置。
　前記タイマー処理部は、あらかじめ入力された所定の順序と時間間隔に従って、
　前記ガスの温度を上昇させる上昇領域と、
　前記ガスの温度を下降させる下降領域と、
　前記ガスの温度を一定の温度に保つ維持領域と
を含むように制御を行うことを特徴とする請求の範囲２９から請求の範囲３３のうちのいずれかに記載の呼吸補助装置。
　睡眠中の使用者にガスを受け渡す呼吸補助装置の制御方法であって、
　前記呼吸補助装置が、前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定ステップと、
　前記呼吸補助装置が、前記ガスを加温する加温ステップと、
　前記呼吸補助装置が、加温部を制御することで前記ガス温度を変動させる温度変動ステップと、
　前記呼吸補助装置が、前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得ステップと
を備え、
　前記呼吸補助装置による前記温度変動ステップは、睡眠中において、前記生体情報に基づいて、前記加温ステップを変更して前記ガス温度を変動させるように制御をおこなうことを特徴とする呼吸補助装置の制御方法。
　睡眠中の使用者にガスを受け渡す呼吸補助装置の制御方法であって、
　前記呼吸補助装置が、前記ガスの温度であるガス温度を測定するガス温度測定ステップと、
　前記呼吸補助装置が、前記ガスを加温する加温ステップと、
　前記呼吸補助装置が、加温部を制御することで前記ガス温度を変動させる温度変動ステップと
を備え、
　前記呼吸補助装置による前記温度変動ステップは、時間経過に従って、前記加温ステップを変更して前記ガス温度を制御するタイマー処理ステップを更に有することを特徴とする呼吸補助装置の制御方法。