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JPH0819609A - 呼吸同調型の呼吸補助装置 - Google Patents

呼吸同調型の呼吸補助装置

Info

Publication number
JPH0819609A
JPH0819609A JP15346994A JP15346994A JPH0819609A JP H0819609 A JPH0819609 A JP H0819609A JP 15346994 A JP15346994 A JP 15346994A JP 15346994 A JP15346994 A JP 15346994A JP H0819609 A JPH0819609 A JP H0819609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
breathing
mask
air
adjusting
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP15346994A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Ishizaki
多嘉之 石崎
Sadakazu Matsubara
貞和 松原
Tsuguyasu Shimote
從容 下手
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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 Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Priority to JP15346994A priority Critical patent/JPH0819609A/ja
Publication of JPH0819609A publication Critical patent/JPH0819609A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】使用者の好みに応じた吸気流量に適応し得るよ
うに吸気期間での空気供給量を制御するようにした装置
を提供することを目的とする。 【構成】使用者の呼吸サイクルにおける実質上の吸気期
間を検出するための呼吸検出手段と、該マスク手段での
内部圧力を調節するための該導管手段の途中に具備され
た圧力調節手段と、該吸気期間において該マスク手段で
の内部圧力と時間の関係が所定のパターンになるように
該マスク手段に供給する空気流量を調節するために該圧
力調節手段および/または該送風手段を制御する制御手
段を有したことを特徴とする呼吸同調型の気道陽圧式呼
吸補助装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大気空気を昇圧して鼻
マスクを介して鼻孔部に供給する気道陽圧式の呼吸補助
装置に関する。更に詳細には、睡眠時無呼吸症候群の治
療手段の好適なものとして、睡眠時に昇圧空気を鼻孔部
を通して気道内に送気し、気道内を持続的に陽圧に維持
して気道部の閉塞に起因する呼吸停止を防止するための
装置を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の非呼吸同調型の気道陽圧式呼吸補
助装置(CPAP装置とも言う)においては、呼気時に
おいても高い陽圧のままになっており呼気すなわち空気
の排出がしづらいという難点があった。また、これまで
呼吸同調型の気道陽圧式呼吸補助装置も開発されてはい
るが、従来のものは吸気時の空気の供給量がほぼ一定で
あったために、使用者の好みには必ずしも一致せずに、
使用者に違和感を与えることが多かった。即ち、ゆっく
りと吸気をしたいと希望する者にとって吸気開始直後か
ら多量に空気が供給されば息苦しくなりやすく、また急
激に吸い込みたいと希望する者にとって空気の供給が少
なすぎれば吸った気がしない等の問題点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これまでの
気道陽圧式呼吸補助装置において問題点であった、吸気
開始後に急激に吸い込みたいと希望する者、ゆっくりと
吸気をしたいと希望する者等の使用者の好みに一致しに
くいと言う点を改良した改善された呼吸同調型の気道陽
圧式呼吸補助装置を提供しようとするものである。即
ち、吸気パターンには個人差があることを考慮して、そ
の吸気パターンに適合しやすくするために、使用者個々
人用に手動で調節することもでき、あるいはその調節を
自動で行えるようにした呼吸同調型の気道陽圧式呼吸補
助装置を提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の呼
吸同調型の気道陽圧式呼吸補助装置において使用者の呼
吸が個人個人の特有の吸気パターンに一致しないことに
よる不快感を解決することを目的として鋭意研究した結
果、処方圧力と系内圧力との差を基準に空気の供給量を
調節すること等が有効であることを見出だし、本発明に
到達したものである。即ち本発明は、大気圧よりも高い
圧縮空気を送出する圧縮空気用の送風手段と、該送風手
段の送出側に連結された導管手段と、該導管手段の他端
側に備えられたマスク手段とを具備した呼吸補助装置で
あって、使用者の呼吸サイクルにおける実質上の吸気期
間を検出するための呼吸検出手段と、該マスク手段での
内部圧力を調節するための該導管手段の途中に具備され
た圧力調節手段と、該吸気期間において該マスク手段で
の内部圧力と時間の関係が所定のパターンになるように
該マスク手段に供給する空気流量を調節するために該圧
力調節手段および/または該送風手段を制御する制御手
段を有したことを特徴とする呼吸同調型の呼吸補助装置
を提供するものである。
【0005】また上記の本発明の装置には、該制御手段
が吸気期間での系内圧力と時間の関係についての複数の
所定パターンを記憶するための記憶手段を含むのもであ
り、さらに該複数の所定パターンから希望のパターンを
選択して設定するための外部設定手段を具備した呼吸同
調型の呼吸補助装置が含まれる。
【0006】かかる本発明の装置には、該呼吸検出手段
が該圧力調節手段の上流側または下流側における系内圧
力を検出するための圧力検出手段を含むものであり、該
制御手段が該系内圧力(P)と所定の圧力(Pe)の差
(Pe−P)に応じて該マスク手段に供給する空気流量
を調節するための該圧力調節手段および/または該送風
手段を制御するものである呼吸同調型の呼吸補助装置が
含まれる。
【0007】更に上記の本発明の装置には、該制御手段
が、系内圧力(P)が所定の圧力(Pe)に比して低い
ほど該マスク手段に供給する空気流量を高めるようにす
るものである呼吸同調型の呼吸補助装置が含まれる。
【0008】更に上記の本発明の装置には、該圧力調節
手段が該導管手段の途中に設けられた自動開閉弁手段お
よび/またはリーク弁手段であり、該制御手段がこれら
の弁手段を調節するものである呼吸同調型の呼吸補助装
置が含まれる。
【0009】更に上記の本発明の装置には、該送風手段
を制御する制御手段が、該送風手段の回転数を制御する
ものである呼吸同調型の呼吸補助装置が含まれる。
【0010】以下に、本発明の呼吸同調型の呼吸補助装
置について、必要に応じて図面を用いながら更に詳細に
説明する。即ち、本発明の呼吸同調型の呼吸補助装置
は、少なくとも吸気期間の主要な部分を検出する、言い
換えると実質上の吸気期間を検出するための呼吸検出手
段と、リーク弁等の系内圧力調節手段とを備え、さらに
吸気期間における系内圧力が所定のパターンで変化する
ようにするために圧力調節手段および送風手段の少なく
とも一方を制御する制御手段を具備したことを特徴とし
ている。
【0011】かかる所定のパターン設定の具体例として
は、例えば吸気期間での系内圧力と時間の関係について
数種類のパターンを予め記憶手段等に内蔵しておいて、
それらの中から使用者が好みに応じて選択して設定する
ことによって、選択されたパターンに応じて制御手段が
機能するようにしたものが挙げられる。 所定のパター
ン設定の他の具体例としては、圧力を検出する圧力セン
サーにより検出された系内圧力(P)とあらかじめ設定
された処方圧力等の所定圧力(Pe)の差(Pe−P)
に応じて鼻マスクに供給する空気流量を調節して所定の
パターンを実現するために圧力調節手段および送風手段
の少なくとも一方を制御する制御手段を具備したものが
挙げられる。その場合には、系内圧力(P)が所定の圧
力(Pe)に比して低いほどマスク手段に供給する空気
流量を高めるように制御手段が機能するようにしたもの
が好ましい。尚、吸気開始時から一定時間経過して系内
圧力の変動が安定してノイズが含まれ難くなった時か
ら、上記のように所定のパターンを実現するようにして
も良い。
【0012】また制御手段の機能の例としては、リーク
弁や導管手段の途中に具備された自動開閉弁手段の開度
の調節、送風手段としてのブロアー等の回転数の調節が
挙げられる。
【0013】この様にして本発明の装置では、使用者の
要望に応じて、吸気時において鼻マスクに供給される空
気流量のパターンを適宜設定した後、使用者の呼吸に同
調させて吸気時にそのパターンの陽圧で空気を供給し
て、睡眠時における気道閉塞の発生を防止するものであ
る。
【0014】本発明における送風手段の具体例として
は、系内を例えば0〜300mmH2 Oの陽圧状態とする
ためのブロワー,ファン等が挙げられる。マスク手段と
しては、呼気が外部に排出出来るように小さな穴が設け
られたカバー手段で鼻のみを覆ったものからなり顔面に
密着し得るように固定バンドを有したものが挙げられ
る。系内の圧力検出手段の具体例としては、送風手段か
らマスク手段に至る導管手段の途中の分岐菅に設けられ
たダイヤフラム式の圧力センサーが挙げられる。尚、こ
の圧力検出手段は圧力調節手段の上流側,下流側のどち
らでも良いが下流側の方が好ましい。また、本発明にお
ける圧力調節手段の具体例としては、リーク弁の他に導
管手段の途中に具備された開度が自動的に調節できる自
動開閉弁手段等が挙げられる。圧力変化演算手段の具体
例としてはマイクロプロセッサーユニット、(MPU)
等のコンピュータ手段を含むものが挙げられる。圧力調
節手段の制御手段の具体例としては、MPU等のコンピ
ュータ手段が挙げられる。
【0015】次に、本発明における吸気期間を検出する
ための呼吸検出手段の具体例について説明する。一般に
呼吸補助装置を用いて空気供給圧を大気圧から陽圧状態
に切り替えた場合の人間の呼吸における系内の圧力変動
パターンを模式的に示すと、図1のようになる。即ち、
呼気期間は大気圧に保ち吸気期間が開始すると共に所定
の流量の空気を気道に供給して陽圧状態に切り替えた場
合には、図1のように、呼気終了後であって吸気が開始
する時点において、瞬間的に系内の圧力が急激に低下
する現象が見られる。その後に空気が供給されて陽圧状
態になり始め、吸気量が少なくなると共に系内の圧力が
徐々に上昇し、空気の供給量と吸気量とのバランス上
の部分から圧力上昇率が低下する。吸気が終了し呼気に
移行する直前では休止状態になって系内の圧力が急激
に立ち上がる現象が認められる。尚、の後は陽圧状態
が解放され系内の圧力が低下していく場合を示してい
る。
【0016】本発明における呼吸検出手段の具体例とし
ては、圧力検出手段により系内の圧力(P)を測定し、
圧力変化演算手段によりその系内の圧力(P)の時間に
関する△P/△tを算出することによって、系内の圧力
が急激に低下するの時点を吸気開始と検出するものが
挙げられる。尚、その際にリーク弁等の系内の圧力調節
手段を制御手段により制御して吸気開始に合わせて確実
に空気の供給を始めるようにすることが望ましい。即
ち、△P/△tが予め設定された所定の第1基準値より
も小さくなってが検出された時点でリーク弁を閉じる
等の圧力調節手段を制御してマスク手段に供給する空気
流量を増加して吸気を確実に行わせるようにする。
【0017】かかる本発明の呼吸検出手段では、同様に
して差分△P/△tを算出することによって、系内の圧
力が急激に立ち上がり始める点の時点を実質上の吸気
終了時と検出する。尚、その際にはリーク弁等の系内の
圧力調節手段を制御して実質上呼気が開始される前に系
内の圧力が低下するようにすることが望ましい。即ち、
△P/△tが予め設定された所定の第2基準値よりも大
きくなって系内の圧力が急激に立ち上がるが検出され
た時点でリーク弁を開く等の圧力調節手段を制御して系
内の圧力を低下させて呼気が容易にできるようにしたも
のである。
【0018】
【実施例】以下に実施例を挙げて更に具体的に本発明の
装置について説明するが、本発明はこの実施例によって
なんら限定されるものではない。
【0019】図2のように、ファン1を用いた圧空装置
と鼻マスク3を導管手段2で連結してその途中に圧力調
節手段としてのボイスコイル型リーク弁4を具備し、そ
の下流側の分岐菅に圧力センサー5を取り付けた。尚、
圧力センサー5と鼻マスク3の間には、加湿器12を具
備した。圧力センサー5からの電気信号をアンプ6で増
幅し、ノイズ除去の為100Hz程度のローパスフィル
ターに通した後、サンプルホルダー7にホールドし、A
/D変換機8によってデジタル信号として、そのデジタ
ル信号をコンピュータ手段であるMPU10の取り込む
ようにした。そのデータのサンプリング時間は10msec
とし、圧力の分解能は250/256mmH2 Oとなるよ
うにした。尚、本発明に言う呼吸検出手段および圧力調
節手段の制御手段11で示されたものに相当する。
【0020】尚、△P/△tのソフト的ノイズ除去処理
として、MPUにおいて前回測定によるデータつまり1
0msec前のデータと今回測定のデータの差分変化を取る
ことを別々に5回繰り返してその各々の差分を加算し、
得られた値を△P/△tの測定値として採用して、次の
ように吸気期間を検出しそれに対応して空気を鼻マスク
に供給するようにした。即ち、MPUによりその測定値
△P/△tを第1基準値および第2基準値である各々の
設定値と比較して、第1基準値より測定値△P/△tが
小さくなった時点でリーク弁4を閉じて鼻マスクに空気
を供給し始め、例えば0.5秒経過後に第2基準値より
測定値△P/△tが大きくなった時点でリーク弁4を開
いて系内圧力を低下し始めるようにした。
【0021】かかる装置における制御手段11、特にM
PU10において、ボイスコイル型リーク弁4が全閉状
態で、240mmH2 O(ゲージ圧)の圧力が発生できる
ようにファン1の回転数を予め調整しておいた。処方圧
力は、このボイスコイルに流れる電流でリーク弁からの
リーク量を調整することによって設定した。さらにMP
U10において別の調整として、吸気開始から処方圧力
の2/3の圧力に達する間は、最高160mmH2 O(ゲ
ージ圧)までと、最高240mmH2 O(ゲージ圧)まで
の、2種類の圧力で加圧できるようにボイスコイルに電
流が重乗できるように設定し、その最高圧力の設定を行
うための外部入力手段13を設けた。
【0022】このように設定された呼吸同調型の呼吸補
助装置を用いて、例えば吸気期間の処方圧力が200mm
2 O(ゲージ圧)の患者が、比較的多量の空気を吸気
したいと希望する場合には、外部入力手段13によって
最高圧力240mmH2 O(ゲージ圧)を選択すれば、処
方圧から2/3までの時間は最高240mmH2 O(ゲー
ジ圧)の圧力を発生させるように空気流量が設定される
ので、これによって吸気の初期時に大量の空気が患者の
鼻に供給されるようになる。また吸気期間の処方圧力が
200mmH2 O(ゲージ圧)の患者が、ゆっくりと空気
を吸気したいと希望する場合には、外部入力手段13に
よって最高圧力160mmH2 O(ゲージ圧)を選択すれ
ば、処方圧の2/3の圧力に達するまでの時間は最高1
60mmH 2 O(ゲージ圧)の圧力を発生させるように空
気流量が設定されるので、これによって吸気初期時に比
較的少量量の空気が患者の鼻に供給されることになる。
【0023】
【発明の効果】本発明の呼吸同調型の呼吸補助装置によ
れば、呼気開始直前で系内の圧力が低下し始めるので、
使用者はスムースに呼気ができるという実用上の優れた
効果が得られる。さらに場合によっては、使用者の個人
差における吸気時の空気の供給過剰や供給不足を無く
し、処方圧力に見合った空気の供給を確実に行うことを
可能にする優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】呼吸補助装置を用いて空気供給圧を大気圧から
陽圧状態に切替えた場合の人間の呼吸時の圧力変動パタ
ーンの例示。
【図2】本発明の呼吸同調型の呼吸補助装置の模式的例
示。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大気圧よりも高い圧縮空気を送出する圧
    縮空気用の送風手段と、該送風手段の送出側に連結され
    た導管手段と、該導管手段の他端側に備えられたマスク
    手段とを具備した呼吸補助装置であって、使用者の呼吸
    サイクルにおける実質上の吸気期間を検出するための呼
    吸検出手段と、該マスク手段での内部圧力を調節するた
    めの該導管手段の途中に具備された圧力調節手段と、該
    吸気期間において該マスク手段での内部圧力と時間の関
    係が所定のパターンになるように該マスク手段に供給す
    る空気流量を調節するために該圧力調節手段および/ま
    たは該送風手段を制御する制御手段を有したことを特徴
    とする呼吸同調型の呼吸補助装置。
  2. 【請求項2】 該制御手段が吸気期間での系内圧力と時
    間の関係についての複数の所定パターンを記憶するため
    の記憶手段を含むのもであり、さらに該複数の所定パタ
    ーンから希望のパターンを選択して設定するための外部
    設定手段を具備した請求項1の呼吸同調型の呼吸補助装
    置。
  3. 【請求項3】 該呼吸検出手段が該圧力調節手段の上流
    側または下流側における系内圧力を検出するための圧力
    検出手段を含むものであり、該制御手段が該系内圧力
    (P)と所定の圧力(Pe)の差(Pe−P)に応じて
    該マスク手段に供給する空気流量を調節するための該圧
    力調節手段および/または該送風手段を制御するもので
    ある請求項1の呼吸同調型の呼吸補助装置。
  4. 【請求項4】 該制御手段が、系内圧力(P)が所定の
    圧力(Pe)に比して低いほど該マスク手段に供給する
    空気流量を高めるようにするものである請求項1の呼吸
    同調型の呼吸補助装置。
  5. 【請求項5】 該圧力調節手段が該導管手段の途中に設
    けられた自動開閉弁手段および/またはリーク弁手段で
    あり、該制御手段がこれらの弁手段を調節するものであ
    る請求項1の呼吸同調型の呼吸補助装置。
  6. 【請求項6】 該送風手段を制御する制御手段が、該送
    風手段の回転数を制御するものである請求項1の呼吸同
    調型の呼吸補助装置。
JP15346994A 1994-07-05 1994-07-05 呼吸同調型の呼吸補助装置 Pending JPH0819609A (ja)

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JP15346994A JPH0819609A (ja) 1994-07-05 1994-07-05 呼吸同調型の呼吸補助装置

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JP15346994A JPH0819609A (ja) 1994-07-05 1994-07-05 呼吸同調型の呼吸補助装置

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JPH0819609A true JPH0819609A (ja) 1996-01-23

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ID=15563255

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JP (1) JPH0819609A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103955155A (zh) * 2014-04-23 2014-07-30 洪渊 家用氧疗设备控制面板及其控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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