JP2002204830A - 陽圧式人工呼吸補助装置 - Google Patents
陽圧式人工呼吸補助装置Info
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- JP2002204830A JP2002204830A JP2001002388A JP2001002388A JP2002204830A JP 2002204830 A JP2002204830 A JP 2002204830A JP 2001002388 A JP2001002388 A JP 2001002388A JP 2001002388 A JP2001002388 A JP 2001002388A JP 2002204830 A JP2002204830 A JP 2002204830A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 陽圧換気療法において、呼気時気道閉塞を呈
するような使用者に対して、気道閉塞を消し去り、か
つ、吸気に移りやすくなるような陽圧式人工呼吸補助装
置を提供する。 【解決手段】 使用者に陽圧ガスを供給する陽圧ガス発
生手段、使用者の呼吸に対応して吸気時に吸気時圧力
（IPAP）及び呼気時にそれよりも低い呼気時圧力（EPA
P）の陽圧ガスを供給する該陽圧ガス発生手段の制御手
段、使用者に該陽圧ガスを供給するための呼吸用インタ
ーフェース、および該陽圧ガス発生手段と該呼吸用イン
ターフェースを繋ぐ導管手段を備えた陽圧式人工呼吸補
助装置において、該制御手段が、使用者の呼気時に該呼
気時圧力を段階的に下げる制御を行う手段であることを
特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置。
するような使用者に対して、気道閉塞を消し去り、か
つ、吸気に移りやすくなるような陽圧式人工呼吸補助装
置を提供する。 【解決手段】 使用者に陽圧ガスを供給する陽圧ガス発
生手段、使用者の呼吸に対応して吸気時に吸気時圧力
（IPAP）及び呼気時にそれよりも低い呼気時圧力（EPA
P）の陽圧ガスを供給する該陽圧ガス発生手段の制御手
段、使用者に該陽圧ガスを供給するための呼吸用インタ
ーフェース、および該陽圧ガス発生手段と該呼吸用イン
ターフェースを繋ぐ導管手段を備えた陽圧式人工呼吸補
助装置において、該制御手段が、使用者の呼気時に該呼
気時圧力を段階的に下げる制御を行う手段であることを
特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は医療用人工呼吸補助
装置に関する。さらに詳細には、高炭酸ガス血症のよう
な換気不全患者の治療に適する陽圧換気療法（IPPV：In
termittent Positive Pressure Ventilation）に使用す
る陽圧式人工呼吸補助装置に関する。
装置に関する。さらに詳細には、高炭酸ガス血症のよう
な換気不全患者の治療に適する陽圧換気療法（IPPV：In
termittent Positive Pressure Ventilation）に使用す
る陽圧式人工呼吸補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療用陽圧式人工呼吸補助装置は、肺結
核後遺症や慢性閉塞性肺疾患（COPD）、肺気腫など自発
呼吸だけでは十分に換気することができない換気不全使
用者の呼吸をサポートするために使用される。
核後遺症や慢性閉塞性肺疾患（COPD）、肺気腫など自発
呼吸だけでは十分に換気することができない換気不全使
用者の呼吸をサポートするために使用される。
【０００３】陽圧式人工呼吸補助装置の中でも最も一般
的な鼻マスクを用いるタイプを、図１を用いて説明す
る。本体１は２〜３０cmH2O程度の陽圧ガスを間欠的に
発生し、導管２に送る。中でも、使用者７の吸気と呼気
に合わせて２レベルの圧力、例えば図２に示すように、
吸気時陽圧（IPAP：Inspiration Positive Airway Pres
sure）：１２〜１５cmH2O、呼気時陽圧（EPAP：Expirat
ion Positive Airway Pressure）：２〜４cmH2Oの設定
圧力で陽圧ガスを使用者に供給するタイプが主流であ
る。導管２は、マスククッション６を固定するマスクフ
レーム５に繋がり、マスククッション６を通して、陽圧
ガスを使用者７の鼻腔へ送る。呼気排出孔３は使用者７
の呼気ガスを呼吸回路外へ排出するために設けてあり、
また、酸素など治療用ガスの混入を必要とする場合に
は、治療用ガス混入ポート４より治療用ガスを混入して
使用する。特に、呼吸インターフェースが鼻マスクであ
るものは扱いも簡単なため、近年では在宅医療用機器と
しても使用者が急激に増加している。
的な鼻マスクを用いるタイプを、図１を用いて説明す
る。本体１は２〜３０cmH2O程度の陽圧ガスを間欠的に
発生し、導管２に送る。中でも、使用者７の吸気と呼気
に合わせて２レベルの圧力、例えば図２に示すように、
吸気時陽圧（IPAP：Inspiration Positive Airway Pres
sure）：１２〜１５cmH2O、呼気時陽圧（EPAP：Expirat
ion Positive Airway Pressure）：２〜４cmH2Oの設定
圧力で陽圧ガスを使用者に供給するタイプが主流であ
る。導管２は、マスククッション６を固定するマスクフ
レーム５に繋がり、マスククッション６を通して、陽圧
ガスを使用者７の鼻腔へ送る。呼気排出孔３は使用者７
の呼気ガスを呼吸回路外へ排出するために設けてあり、
また、酸素など治療用ガスの混入を必要とする場合に
は、治療用ガス混入ポート４より治療用ガスを混入して
使用する。特に、呼吸インターフェースが鼻マスクであ
るものは扱いも簡単なため、近年では在宅医療用機器と
しても使用者が急激に増加している。
【０００４】治療効果としては、次のようなことが国内
外で報告されている。すなわち、使用者の肺胞換気量
を増大させることによって血中二酸化炭素濃度を減少さ
せる、圧力補助によって呼吸筋疲労が減少する、呼
気時供給圧力（PEEP：Positive End Expiratory Pressu
re）によって気道閉塞や肺胞の虚脱を防ぐ、などであ
る。
外で報告されている。すなわち、使用者の肺胞換気量
を増大させることによって血中二酸化炭素濃度を減少さ
せる、圧力補助によって呼吸筋疲労が減少する、呼
気時供給圧力（PEEP：Positive End Expiratory Pressu
re）によって気道閉塞や肺胞の虚脱を防ぐ、などであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ある種の疾
患では上述したような陽圧換気療法を施しても思うよう
な治療効果が得られないケースや、使用者が呼吸し難さ
を訴えて治療を断念せざるを得ないケースも報告されて
いる。
患では上述したような陽圧換気療法を施しても思うよう
な治療効果が得られないケースや、使用者が呼吸し難さ
を訴えて治療を断念せざるを得ないケースも報告されて
いる。
【０００６】一般に換気障害は、肺結核後遺症などを含
む拘束性換気障害と肺気腫などを含む閉塞性換気障害に
大別される。拘束性換気障害は、肺実質の変化、あるい
は胸膜、胸壁、および神経、筋組織の病変のために肺の
拡張が制限されるような病態である。この病態は、安静
時一回換気量の減少で特徴付けられるが、陽圧換気療法
のサポートによって一回換気量を増やしてやれば正常な
換気に近づき、陽圧式人工呼吸補助装置による治療効果
は高い。
む拘束性換気障害と肺気腫などを含む閉塞性換気障害に
大別される。拘束性換気障害は、肺実質の変化、あるい
は胸膜、胸壁、および神経、筋組織の病変のために肺の
拡張が制限されるような病態である。この病態は、安静
時一回換気量の減少で特徴付けられるが、陽圧換気療法
のサポートによって一回換気量を増やしてやれば正常な
換気に近づき、陽圧式人工呼吸補助装置による治療効果
は高い。
【０００７】一方の閉塞性換気障害は、呼気時気道閉塞
によって気道抵抗が増大するため呼出障害を呈すること
で特徴付けられる。特に、呼気後半部分でのみ呼出障害
が起こり、呼気の前半部分では正常に吐きだせるものが
ほとんどである。また、高い肺気量位で気道閉塞が起こ
るために、残気量は増大し呼吸困難感を感じる。このよ
うな病態に対して、従来のIPAPとEPAPの圧力を供給する
ような陽圧式人工呼吸補助装置を用いても、効果的に換
気補助ができないケースがある。例えば、一般的によく
用いられる４cmH2Oの呼気時設定圧力を供給したとして
も、呼気時圧力が低いために気道閉塞を消し去ることが
できないことがある。この場合、呼出障害に加え、気道
閉塞が起きたまま吸気に移るため努力吸気となり、吸気
筋疲労も併発してしまう。また、気道閉塞を消し去るた
めに呼気時圧力を高くする方法が考えられるが、呼気時
にあまり高い圧力をかけると、かえって患者は吐きだし
難さを感じてしまう。
によって気道抵抗が増大するため呼出障害を呈すること
で特徴付けられる。特に、呼気後半部分でのみ呼出障害
が起こり、呼気の前半部分では正常に吐きだせるものが
ほとんどである。また、高い肺気量位で気道閉塞が起こ
るために、残気量は増大し呼吸困難感を感じる。このよ
うな病態に対して、従来のIPAPとEPAPの圧力を供給する
ような陽圧式人工呼吸補助装置を用いても、効果的に換
気補助ができないケースがある。例えば、一般的によく
用いられる４cmH2Oの呼気時設定圧力を供給したとして
も、呼気時圧力が低いために気道閉塞を消し去ることが
できないことがある。この場合、呼出障害に加え、気道
閉塞が起きたまま吸気に移るため努力吸気となり、吸気
筋疲労も併発してしまう。また、気道閉塞を消し去るた
めに呼気時圧力を高くする方法が考えられるが、呼気時
にあまり高い圧力をかけると、かえって患者は吐きだし
難さを感じてしまう。
【０００８】特開平８−３２２９３６号公報には、気道
挿管などにより肺内圧力を過度に低下させることなく、
肺に多量の新鮮空気を供給する人工呼吸器が記載されて
いる。かかる装置では、呼気前半は呼気圧力を設定値よ
りも低くなるように制御し、その後呼気流量が減少する
に従って、呼気圧力を設定値に向かって上昇させる制御
を行う装置である。
挿管などにより肺内圧力を過度に低下させることなく、
肺に多量の新鮮空気を供給する人工呼吸器が記載されて
いる。かかる装置では、呼気前半は呼気圧力を設定値よ
りも低くなるように制御し、その後呼気流量が減少する
に従って、呼気圧力を設定値に向かって上昇させる制御
を行う装置である。
【０００９】かかる人工呼吸器は、呼気前半でよりたく
さんの換気をさせるように呼気前半圧力を低くするもの
で、拘束性換気障害に対しては適するものの、呼気後半
で気道閉塞を起す閉塞性換気障害の患者には適用するこ
とができない。
さんの換気をさせるように呼気前半圧力を低くするもの
で、拘束性換気障害に対しては適するものの、呼気後半
で気道閉塞を起す閉塞性換気障害の患者には適用するこ
とができない。
【００１０】更にかかる人工呼吸器の様に、圧力調整に
呼気弁を用いると呼吸回路が複雑になり、特に呼吸用マ
スク（鼻マスク、鼻口マスク）を用いるような場合には
マスク周りが重くなってしまい、患者への負担となる。
また、呼吸用インターフェースに治療用ガスを混入して
用いる場合には、呼気弁を開放している期間に呼気弁か
ら投入された治療用ガスが逃げてしまい、治療用ガスの
無駄になる問題も存在する。
呼気弁を用いると呼吸回路が複雑になり、特に呼吸用マ
スク（鼻マスク、鼻口マスク）を用いるような場合には
マスク周りが重くなってしまい、患者への負担となる。
また、呼吸用インターフェースに治療用ガスを混入して
用いる場合には、呼気弁を開放している期間に呼気弁か
ら投入された治療用ガスが逃げてしまい、治療用ガスの
無駄になる問題も存在する。
【００１１】本発明は、陽圧換気療法において、呼気後
半部分に気道閉塞を呈するような使用者に対して、気道
閉塞を消し去り、かつ、吸気に移りやすくなるような陽
圧式人工呼吸補助装置を提供することを課題とする。
半部分に気道閉塞を呈するような使用者に対して、気道
閉塞を消し去り、かつ、吸気に移りやすくなるような陽
圧式人工呼吸補助装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
め、本発明者は鋭意検討した結果、使用者の呼気期間中
に呼気時陽圧を段階的に下げるような陽圧式人工呼吸補
助装置を提供することによって課題を解決できることを
見出した。
め、本発明者は鋭意検討した結果、使用者の呼気期間中
に呼気時陽圧を段階的に下げるような陽圧式人工呼吸補
助装置を提供することによって課題を解決できることを
見出した。
【００１３】即ち本発明は、使用者に陽圧ガスを供給す
る陽圧ガス発生手段、使用者の呼吸に対応して吸気時に
吸気時圧力（IPAP）及び呼気時にそれよりも低い呼気時
圧力（EPAP）の陽圧ガスを供給する該陽圧ガス発生手段
の制御手段、使用者に該陽圧ガスを供給するための呼吸
用インターフェース、および該陽圧ガス発生手段と該呼
吸用インターフェースを繋ぐ導管手段を備えた陽圧式人
工呼吸補助装置において、該制御手段が、使用者の呼気
時に該呼気時圧力を段階的に下げる制御を行う手段であ
ることを特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置を提供する
ものである。
る陽圧ガス発生手段、使用者の呼吸に対応して吸気時に
吸気時圧力（IPAP）及び呼気時にそれよりも低い呼気時
圧力（EPAP）の陽圧ガスを供給する該陽圧ガス発生手段
の制御手段、使用者に該陽圧ガスを供給するための呼吸
用インターフェース、および該陽圧ガス発生手段と該呼
吸用インターフェースを繋ぐ導管手段を備えた陽圧式人
工呼吸補助装置において、該制御手段が、使用者の呼気
時に該呼気時圧力を段階的に下げる制御を行う手段であ
ることを特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置を提供する
ものである。
【００１４】また本発明は、かかる制御手段が、呼気前
半時に該吸気時圧力よりも低い呼気前半時設定圧力、お
よび呼気後半時に該呼気前半時設定圧力よりも低い呼気
後半時設定圧力で陽圧ガスを発生する制御手段であるこ
とを特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置を提供するもの
である。
半時に該吸気時圧力よりも低い呼気前半時設定圧力、お
よび呼気後半時に該呼気前半時設定圧力よりも低い呼気
後半時設定圧力で陽圧ガスを発生する制御手段であるこ
とを特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置を提供するもの
である。
【００１５】また本発明は、かかる陽圧式人工呼吸補助
装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定する手段を
備え、該制御手段が、呼気期間中の呼気流量が最大値を
示した後に変曲点をとった時点で、該呼気前半時設定圧
力から該呼気後半時設定圧力に切り替える制御を行う手
段であることを特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置を提
供するものである。
装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定する手段を
備え、該制御手段が、呼気期間中の呼気流量が最大値を
示した後に変曲点をとった時点で、該呼気前半時設定圧
力から該呼気後半時設定圧力に切り替える制御を行う手
段であることを特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置を提
供するものである。
【００１６】また本発明は、かかる陽圧式人工呼吸補助
装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定する手段を
備え、該制御手段が、該呼吸流量を時間積分して換気量
を演算する手段を備え、呼気時の換気量が直前の吸気時
に吸入した量に対して予め設定した割合だけ呼出した時
点で、該呼気前半時設定圧力から該呼気後半時設定圧力
に切り替える制御を行う手段であることを特徴とする陽
圧式人工呼吸補助装置を提供するものである。
装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定する手段を
備え、該制御手段が、該呼吸流量を時間積分して換気量
を演算する手段を備え、呼気時の換気量が直前の吸気時
に吸入した量に対して予め設定した割合だけ呼出した時
点で、該呼気前半時設定圧力から該呼気後半時設定圧力
に切り替える制御を行う手段であることを特徴とする陽
圧式人工呼吸補助装置を提供するものである。
【００１７】また本発明は、かかる陽圧式人工呼吸補助
装置に使用者の呼気開始点を検出する手段を備え、該制
御手段が、呼気開始点から予め設定された時間が経過し
た時点で、該呼気前半時設定圧力から該呼気後半時設定
圧力に切り替えるような制御を行う手段であることを特
徴とする陽圧式人工呼吸補助装置を提供するものであ
る。
装置に使用者の呼気開始点を検出する手段を備え、該制
御手段が、呼気開始点から予め設定された時間が経過し
た時点で、該呼気前半時設定圧力から該呼気後半時設定
圧力に切り替えるような制御を行う手段であることを特
徴とする陽圧式人工呼吸補助装置を提供するものであ
る。
【００１８】また本発明は、かかる陽圧式人工呼吸補助
装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定する手段を
備え、該制御手段が、呼気期間中の呼気流量が最大値を
示した時点で、該呼気前半時設定圧力から該呼気後半時
設定圧力に切り替える制御を行う手段であるを特徴とす
る陽圧式人工呼吸補助装置を提供するものである。
装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定する手段を
備え、該制御手段が、呼気期間中の呼気流量が最大値を
示した時点で、該呼気前半時設定圧力から該呼気後半時
設定圧力に切り替える制御を行う手段であるを特徴とす
る陽圧式人工呼吸補助装置を提供するものである。
【００１９】更に本発明は、かかる陽圧ガス発生手段
が、回転数を制御することによって所定圧力の陽圧ガス
を発生させるブロア手段であり、該呼吸用インターフェ
ースが呼吸用マスク手段であることを特徴とする陽圧式
人工呼吸補助装置を提供するものである。
が、回転数を制御することによって所定圧力の陽圧ガス
を発生させるブロア手段であり、該呼吸用インターフェ
ースが呼吸用マスク手段であることを特徴とする陽圧式
人工呼吸補助装置を提供するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明者は、健常人、拘束性肺疾
患患者、閉塞性肺疾患患者における、従来の陽圧式人工
呼吸補助装置（IPAPとEPAPを間欠的に供給）使用時、お
よび自発呼吸時の呼吸パターンを調査した結果、図３に
示すように、健常人、拘束性肺疾患患者では呼気時の呼
吸パターン（流量ｖｓ時間）が、比較的単純な下に凸形
状を示すのに対して、閉塞性肺疾患患者では、呼気流量
が最大値を示した後に上に凸形状を示し、呼気時呼吸パ
ターンに気道閉塞に基づく変曲点が存在し、変曲点以降
に気道閉塞が発生していることを見出した。また、閉塞
性肺疾患患者の呼気時気道閉塞は、自発呼吸時より陽圧
式人工呼吸補助装置使用時の方がより顕著であり、EPAP
を一定とした場合には、患者へのサポート圧（＝IPAP−
EPAP）が大きいほど、気道閉塞の度合いがより大きくな
る傾向があることを見出した。このことは、サポート圧
が大きい場合、即ち一回換気量が大きく呼気流速が速い
ほど気道内圧が低下し、気道閉塞が発生しやすいことを
示している。更に、呼気流速の速い呼気前半部分で一旦
気道閉塞が発生すると、呼気期間の最後まで気道閉塞が
続いてしまうため、呼気前半部分での気道閉塞を防ぐこ
とが本治療の鍵となる。本発明者は、呼気流速の速い呼
気前半部分に比較的高い圧力を供給することによって呼
気流速の上昇を防止し、さらに呼気後半部分で圧力を下
げることによって、患者に不必要に負担をかけることな
く気道閉塞を防止することができることを見出した。本
発明の陽圧式人工呼吸補助装置は、使用者の呼吸に対応
して陽圧ガスを発生する陽圧ガス発生手段、使用者に該
陽圧ガスを供給するための呼吸用インターフェース、お
よび該陽圧ガス発生装置と該呼吸用インターフェースを
繋ぐ導管手段から構成される。
患患者、閉塞性肺疾患患者における、従来の陽圧式人工
呼吸補助装置（IPAPとEPAPを間欠的に供給）使用時、お
よび自発呼吸時の呼吸パターンを調査した結果、図３に
示すように、健常人、拘束性肺疾患患者では呼気時の呼
吸パターン（流量ｖｓ時間）が、比較的単純な下に凸形
状を示すのに対して、閉塞性肺疾患患者では、呼気流量
が最大値を示した後に上に凸形状を示し、呼気時呼吸パ
ターンに気道閉塞に基づく変曲点が存在し、変曲点以降
に気道閉塞が発生していることを見出した。また、閉塞
性肺疾患患者の呼気時気道閉塞は、自発呼吸時より陽圧
式人工呼吸補助装置使用時の方がより顕著であり、EPAP
を一定とした場合には、患者へのサポート圧（＝IPAP−
EPAP）が大きいほど、気道閉塞の度合いがより大きくな
る傾向があることを見出した。このことは、サポート圧
が大きい場合、即ち一回換気量が大きく呼気流速が速い
ほど気道内圧が低下し、気道閉塞が発生しやすいことを
示している。更に、呼気流速の速い呼気前半部分で一旦
気道閉塞が発生すると、呼気期間の最後まで気道閉塞が
続いてしまうため、呼気前半部分での気道閉塞を防ぐこ
とが本治療の鍵となる。本発明者は、呼気流速の速い呼
気前半部分に比較的高い圧力を供給することによって呼
気流速の上昇を防止し、さらに呼気後半部分で圧力を下
げることによって、患者に不必要に負担をかけることな
く気道閉塞を防止することができることを見出した。本
発明の陽圧式人工呼吸補助装置は、使用者の呼吸に対応
して陽圧ガスを発生する陽圧ガス発生手段、使用者に該
陽圧ガスを供給するための呼吸用インターフェース、お
よび該陽圧ガス発生装置と該呼吸用インターフェースを
繋ぐ導管手段から構成される。
【００２１】かかる陽圧ガス発生手段は、空気を加圧し
て陽圧ガスを発生する手段であり、ブロアが用いられ
る。陽圧ガス供給の制御は、使用者の医師の処方圧力に
合わせて吸気時間に吸気時陽圧を供給し、呼気時に段階
的に圧力を下げるように制御するものである。好ましく
は、使用者の吸気時に吸気時陽圧、呼気前半時に呼気前
半時陽圧、および呼気後半時に呼気後半時陽圧のガスを
供給するように、陽圧ガス発生手段の発生を制御するも
のであり、陽圧ガス発生手段出口から導管手段、呼吸用
インターフェース内の呼吸回路に圧力センサー、流量セ
ンサー等を設けることにより患者の吸気開始点、呼気前
半開始点、および呼気後半開始点を検出し、これに応じ
て陽圧ガス発生手段の供給圧力を切り替え制御する方法
や、吸気時間、呼気前半時間、および呼気後半時間を予
め設定しておき、それに従って陽圧ガス発生手段の供給
圧力を切り替え制御し、使用者がそれに呼吸を合わせる
方法が使用される。
て陽圧ガスを発生する手段であり、ブロアが用いられ
る。陽圧ガス供給の制御は、使用者の医師の処方圧力に
合わせて吸気時間に吸気時陽圧を供給し、呼気時に段階
的に圧力を下げるように制御するものである。好ましく
は、使用者の吸気時に吸気時陽圧、呼気前半時に呼気前
半時陽圧、および呼気後半時に呼気後半時陽圧のガスを
供給するように、陽圧ガス発生手段の発生を制御するも
のであり、陽圧ガス発生手段出口から導管手段、呼吸用
インターフェース内の呼吸回路に圧力センサー、流量セ
ンサー等を設けることにより患者の吸気開始点、呼気前
半開始点、および呼気後半開始点を検出し、これに応じ
て陽圧ガス発生手段の供給圧力を切り替え制御する方法
や、吸気時間、呼気前半時間、および呼気後半時間を予
め設定しておき、それに従って陽圧ガス発生手段の供給
圧力を切り替え制御し、使用者がそれに呼吸を合わせる
方法が使用される。
【００２２】呼気前半時から呼気後半時への圧力切り替
えポイントは、呼気期間中の呼気流量が最大値を示した
後に変曲点をとった時点とすれば良い。かかる変曲点
は、呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定する手段を備
え、呼気流量が最大値を示した時点以降で、測定値を２
回微分した値が初めてゼロになる点を演算することによ
り求めることが出来る。具体的には、まず、測定したデ
ジタル呼吸流量値において、前後する２つのデータの差
を取ることで微分値（呼吸流量の加速度）を導く。さら
に前後する微分値の差を取った値が２回微分値である。
デジタル呼吸流量値は、使用者の呼吸に短時間で応答す
るために、１〜１０msec.のサンプリングレートで測定
した値を用いるのが望ましい。呼吸流量の最大値は、微
分値がマイナス側からプラス側に変わる点を演算するこ
とによって、求めることができる。
えポイントは、呼気期間中の呼気流量が最大値を示した
後に変曲点をとった時点とすれば良い。かかる変曲点
は、呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定する手段を備
え、呼気流量が最大値を示した時点以降で、測定値を２
回微分した値が初めてゼロになる点を演算することによ
り求めることが出来る。具体的には、まず、測定したデ
ジタル呼吸流量値において、前後する２つのデータの差
を取ることで微分値（呼吸流量の加速度）を導く。さら
に前後する微分値の差を取った値が２回微分値である。
デジタル呼吸流量値は、使用者の呼吸に短時間で応答す
るために、１〜１０msec.のサンプリングレートで測定
した値を用いるのが望ましい。呼吸流量の最大値は、微
分値がマイナス側からプラス側に変わる点を演算するこ
とによって、求めることができる。
【００２３】呼吸流量を測定する手段としては、差圧式
流量センサー、熱線式流量センサー等を用いることがで
きるが、使用者に十分な圧力を供給するために、圧損の
少ない流量計を使用する必要がある。また、流量センサ
ーは、陽圧ガス発生装置から呼吸用インターフェースま
での呼吸回路中に設置することができる。特に、正確な
値を測定するために、使用者と流量センサーとの間に漏
れが無いことが望ましい。また、呼気排出孔よりも上流
側に流量センサーを設ける場合には、測定したガス流量
の一部が、呼気排出孔から排出される分を含むため、呼
気排出孔からの流出流量を算出し、これを差し引くこと
により流量データを補正することができる。呼吸用マス
ク等からの漏れがある場合には、その分も同様に補正す
る必要がある。また、測定値は、ノイズ除去のために移
動平均を取るのが望ましい。
流量センサー、熱線式流量センサー等を用いることがで
きるが、使用者に十分な圧力を供給するために、圧損の
少ない流量計を使用する必要がある。また、流量センサ
ーは、陽圧ガス発生装置から呼吸用インターフェースま
での呼吸回路中に設置することができる。特に、正確な
値を測定するために、使用者と流量センサーとの間に漏
れが無いことが望ましい。また、呼気排出孔よりも上流
側に流量センサーを設ける場合には、測定したガス流量
の一部が、呼気排出孔から排出される分を含むため、呼
気排出孔からの流出流量を算出し、これを差し引くこと
により流量データを補正することができる。呼吸用マス
ク等からの漏れがある場合には、その分も同様に補正す
る必要がある。また、測定値は、ノイズ除去のために移
動平均を取るのが望ましい。
【００２４】また別の方法として、本発明は、かかる陽
圧式人工呼吸補助装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量
を測定する手段、および呼吸流量を時間積分して換気量
を演算する手段を備え、呼気時の換気量が直前の吸気時
に吸入した量に対して予め設定した割合だけ呼出した時
点を呼気後半開始点とし、これに応じて供給圧力を制御
する方法を用いることができる。
圧式人工呼吸補助装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量
を測定する手段、および呼吸流量を時間積分して換気量
を演算する手段を備え、呼気時の換気量が直前の吸気時
に吸入した量に対して予め設定した割合だけ呼出した時
点を呼気後半開始点とし、これに応じて供給圧力を制御
する方法を用いることができる。
【００２５】吸気時に吸入した量、および換気量は、各
吸気および呼気において、Σ（呼吸流量値×サンプリン
グレート）で求めることができる。呼気時の換気量が直
前の吸気時に吸入した量に対して１０〜３０％だけ呼出
した時点で呼気後半圧力へ切り替えることが望ましい。
吸気および呼気において、Σ（呼吸流量値×サンプリン
グレート）で求めることができる。呼気時の換気量が直
前の吸気時に吸入した量に対して１０〜３０％だけ呼出
した時点で呼気後半圧力へ切り替えることが望ましい。
【００２６】また別の方法として、かかる陽圧式人工呼
吸補助装置に使用者の呼気前半開始点を検出する手段を
備え、呼気前半開始点から予め設定された時間が経過し
た時点を呼気後半開始点とし、呼気後半時圧力へ切り替
える制御を行う方法を用いることが出来る。呼気前半開
始点から呼気後半圧力への切り替えは、呼気期間中であ
ればいくらにでも設定できるが、望ましくは呼気前半開
始後0.1〜1秒後である。
吸補助装置に使用者の呼気前半開始点を検出する手段を
備え、呼気前半開始点から予め設定された時間が経過し
た時点を呼気後半開始点とし、呼気後半時圧力へ切り替
える制御を行う方法を用いることが出来る。呼気前半開
始点から呼気後半圧力への切り替えは、呼気期間中であ
ればいくらにでも設定できるが、望ましくは呼気前半開
始後0.1〜1秒後である。
【００２７】さらに別の方法として、かかる陽圧式人工
呼吸補助装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定す
る手段を備え、呼気期間中の呼気流量が最大値を示した
時点を呼気後半開始点とし、呼気後半時設定圧力へ切り
替えるように制御する方法を用いることができる。
呼吸補助装置の呼吸回路中に使用者の呼吸流量を測定す
る手段を備え、呼気期間中の呼気流量が最大値を示した
時点を呼気後半開始点とし、呼気後半時設定圧力へ切り
替えるように制御する方法を用いることができる。
【００２８】呼気前半時圧力および呼気後半時圧力は、
使用する患者の気道閉塞状態によって設定する圧力が異
なるが、呼気前半時圧力が６〜１０cmH2O、呼気後半時
圧力が２〜６cmH2Oの圧力値に制御し用いることが出来
る。
使用する患者の気道閉塞状態によって設定する圧力が異
なるが、呼気前半時圧力が６〜１０cmH2O、呼気後半時
圧力が２〜６cmH2Oの圧力値に制御し用いることが出来
る。
【００２９】
【実施例】本発明の陽圧式人工呼吸補助装置の実施例
を、図４を用いて更に詳細に説明する。陽圧ガス発生装
置出口端部に差圧式流量計を備え、差圧式流量計によっ
て測定した流量値を演算手段に送る。演算手段では、呼
気排出孔からのガス排出量および鼻マスクからの漏れを
補正する。また演算手段は、上述してきた方法によっ
て、吸気開始点、呼気前半開始点、および呼気後半開始
点を演算し、ブロア回転数制御手段へ入力する。ブロア
回転制御手段は、ブロア回転数を制御するものであり、
入力されてきた各圧力供給期間に応じて、予め決められ
た吸気時圧力、呼気前半時設定圧力、および呼気後半時
設定圧力に相当する電圧を陽圧ガス発生手段に入力す
る。陽圧ガス発生手段は入力された電圧に応じた陽圧ガ
スを発生し、導管へ送る。また、設定値入力用手段は、
吸気時圧力、呼気前半時設定圧力、および呼気後半時設
定圧力等、医師が設定すべき項目を入力することがで
き、演算手段、またはブロア回転数制御手段に送る。
を、図４を用いて更に詳細に説明する。陽圧ガス発生装
置出口端部に差圧式流量計を備え、差圧式流量計によっ
て測定した流量値を演算手段に送る。演算手段では、呼
気排出孔からのガス排出量および鼻マスクからの漏れを
補正する。また演算手段は、上述してきた方法によっ
て、吸気開始点、呼気前半開始点、および呼気後半開始
点を演算し、ブロア回転数制御手段へ入力する。ブロア
回転制御手段は、ブロア回転数を制御するものであり、
入力されてきた各圧力供給期間に応じて、予め決められ
た吸気時圧力、呼気前半時設定圧力、および呼気後半時
設定圧力に相当する電圧を陽圧ガス発生手段に入力す
る。陽圧ガス発生手段は入力された電圧に応じた陽圧ガ
スを発生し、導管へ送る。また、設定値入力用手段は、
吸気時圧力、呼気前半時設定圧力、および呼気後半時設
定圧力等、医師が設定すべき項目を入力することがで
き、演算手段、またはブロア回転数制御手段に送る。
【００３０】図５は、本発明の好適な供給圧力パターン
である。呼気時の段階的な圧力低下は、本発明のように
前半/後半の２段階だけでなく、より細かく区切って圧
力を下げていくことや、スロープ状に圧力を下げること
も可能である。
である。呼気時の段階的な圧力低下は、本発明のように
前半/後半の２段階だけでなく、より細かく区切って圧
力を下げていくことや、スロープ状に圧力を下げること
も可能である。
【００３１】こうして呼気前半時に呼気後半時圧力より
も高い圧力を供給することにより、呼気時気道閉塞を呈
する使用者の気道を広げ、呼気を出し易くすることによ
って、治療効果が向上する。また、気道を広げることに
よって、使用者が努力吸気することなく吸気に移ること
が可能となり、患者の治療コンプライアンスも向上す
る。
も高い圧力を供給することにより、呼気時気道閉塞を呈
する使用者の気道を広げ、呼気を出し易くすることによ
って、治療効果が向上する。また、気道を広げることに
よって、使用者が努力吸気することなく吸気に移ること
が可能となり、患者の治療コンプライアンスも向上す
る。
【図１】鼻マスク式の陽圧式人工呼吸補助装置。
【図２】一般的な陽圧式人工呼吸補助装置における供給
圧力パターン。
圧力パターン。
【図３】各疾患別呼吸パターン。
【図４】本発明の陽圧式人工呼吸補助装置の好適な実施
例。
例。
【図５】本発明の好適な供給圧力パターン。
１．人工呼吸器本体 ２．導管 ３．呼気排出孔 ４．治療用ガス混入ポート ５．マスクフレーム ６．鼻マスク ７．使用者 ８．差圧式流量計
Claims (7)
- 【請求項１】 使用者に陽圧ガスを供給する陽圧ガス発
生手段、使用者の呼吸に対応して吸気時に吸気時圧力
（IPAP）及び呼気時にそれよりも低い呼気時圧力（EPA
P）の陽圧ガスを供給する該陽圧ガス発生手段の制御手
段、使用者に該陽圧ガスを供給するための呼吸用インタ
ーフェース、および該陽圧ガス発生手段と該呼吸用イン
ターフェースを繋ぐ導管手段を備えた陽圧式人工呼吸補
助装置において、該制御手段が、使用者の呼気時に該呼
気時圧力を段階的に下げる制御を行う手段であることを
特徴とする陽圧式人工呼吸補助装置。 - 【請求項２】 該制御手段が、呼気前半時に該吸気時圧
力よりも低い呼気前半時設定圧力、および呼気後半時に
該呼気前半時設定圧力よりも低い呼気後半時設定圧力で
陽圧ガスを発生する制御手段であることを特徴とする請
求項１に記載の陽圧式人工呼吸補助装置。 - 【請求項３】 該陽圧式人工呼吸補助装置の呼吸回路中
に使用者の呼吸流量を測定する手段を備え、該制御手段
が、呼気期間中の呼気流量が最大値を示した後に変曲点
をとった時点で、該呼気前半時設定圧力から該呼気後半
時設定圧力に切り替える制御を行う手段であることを特
徴とする請求項２に記載の陽圧式人工呼吸補助装置。 - 【請求項４】 該陽圧式人工呼吸補助装置の呼吸回路中
に使用者の呼吸流量を測定する手段を備え、該制御手段
が、該呼吸流量を時間積分して換気量を演算する手段を
備え、呼気時の換気量が直前の吸気時に吸入した量に対
して予め設定した割合だけ呼出した時点で、該呼気前半
時設定圧力から該呼気後半時設定圧力に切り替える制御
を行う手段であることを特徴とする請求項２に記載の陽
圧式人工呼吸補助装置。 - 【請求項５】 該陽圧式人工呼吸補助装置に使用者の呼
気開始点を検出する手段を備え、該制御手段が、呼気開
始点から予め設定された時間が経過した時点で、該呼気
前半時設定圧力から該呼気後半時設定圧力に切り替える
ような制御を行う手段であることを特徴とする請求項２
に記載の陽圧式人工呼吸補助装置。 - 【請求項６】 該陽圧式人工呼吸補助装置の呼吸回路中
に使用者の呼吸流量を測定する手段を備え、該制御手段
が、呼気期間中の呼気流量が最大値を示した時点で、該
呼気前半時設定圧力から該呼気後半時設定圧力に切り替
える制御を行う手段であるを特徴とする請求項２に記載
の陽圧式人工呼吸補助装置。 - 【請求項７】 該陽圧ガス発生手段が、回転数を制御す
ることによって所定圧力の陽圧ガスを発生させるブロア
手段であり、該呼吸用インターフェースが呼吸用マスク
手段であることを特徴とする請求項１〜６に記載の陽圧
式人工呼吸補助装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002388A JP4212778B2 (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 陽圧式人工呼吸補助装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002388A JP4212778B2 (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 陽圧式人工呼吸補助装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002204830A true JP2002204830A (ja) | 2002-07-23 |
| JP2002204830A5 JP2002204830A5 (ja) | 2005-06-30 |
| JP4212778B2 JP4212778B2 (ja) | 2009-01-21 |
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ID=18870906
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001002388A Expired - Fee Related JP4212778B2 (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | 陽圧式人工呼吸補助装置 |
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| JP (1) | JP4212778B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506474A (ja) * | 2004-07-14 | 2008-03-06 | アールアイシー・インベストメンツ・エルエルシー | 非再呼吸気道陽圧換気法及びその装置 |
| US7487778B2 (en) | 2003-08-11 | 2009-02-10 | Breathe Technologies, Inc. | Tracheal catheter and prosthesis and method of respiratory support of a patient |
| US7533670B1 (en) | 2005-09-20 | 2009-05-19 | Breathe Technologies, Inc. | Systems, methods and apparatus for respiratory support of a patient |
| US7631642B2 (en) | 2006-05-18 | 2009-12-15 | Breathe Technologies, Inc. | Tracheostoma spacer, tracheotomy method, and device for inserting a tracheostoma spacer |
| JP2010501291A (ja) * | 2006-08-30 | 2010-01-21 | レスメド・リミテッド | 複素アドミッタンス値による、呼吸気道の閉塞性および開放性無呼吸の識別 |
| US8136527B2 (en) | 2003-08-18 | 2012-03-20 | Breathe Technologies, Inc. | Method and device for non-invasive ventilation with nasal interface |
| US8925545B2 (en) | 2004-02-04 | 2015-01-06 | Breathe Technologies, Inc. | Methods and devices for treating sleep apnea |
| US8939152B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-01-27 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for humidifying a respiratory tract |
| US8955518B2 (en) | 2003-06-18 | 2015-02-17 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for improving ventilation in a lung area |
| JP2015515868A (ja) * | 2012-05-02 | 2015-06-04 | レスメド・リミテッドＲｅｓＭｅｄＬｉｍｉｔｅｄ | 圧力処理調節の方法及び装置 |
| US9132250B2 (en) | 2009-09-03 | 2015-09-15 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for non-invasive ventilation including a non-sealing ventilation interface with an entrainment port and/or pressure feature |
| US9180270B2 (en) | 2009-04-02 | 2015-11-10 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for non-invasive open ventilation with gas delivery nozzles within an outer tube |
| US9962512B2 (en) | 2009-04-02 | 2018-05-08 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for non-invasive ventilation including a non-sealing ventilation interface with a free space nozzle feature |
| US10058668B2 (en) | 2007-05-18 | 2018-08-28 | Breathe Technologies, Inc. | Methods and devices for sensing respiration and providing ventilation therapy |
| US10099028B2 (en) | 2010-08-16 | 2018-10-16 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices using LOX to provide ventilatory support |
| US10252020B2 (en) | 2008-10-01 | 2019-04-09 | Breathe Technologies, Inc. | Ventilator with biofeedback monitoring and control for improving patient activity and health |
| US10792449B2 (en) | 2017-10-03 | 2020-10-06 | Breathe Technologies, Inc. | Patient interface with integrated jet pump |
| US11154672B2 (en) | 2009-09-03 | 2021-10-26 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for non-invasive ventilation including a non-sealing ventilation interface with an entrainment port and/or pressure feature |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009545384A (ja) | 2006-08-03 | 2009-12-24 | ブリーズ テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 最小侵襲性呼吸補助のための方法および装置 |
| EP2200686A4 (en) | 2007-09-26 | 2017-11-01 | Breathe Technologies, Inc. | Methods and devices for providing inspiratory and expiratory flow relief during ventilation therapy |
| JP5758799B2 (ja) | 2008-04-18 | 2015-08-05 | ブリーズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 呼吸作用を感知し、人工呼吸器の機能を制御するための方法およびデバイス |
| US8770193B2 (en) | 2008-04-18 | 2014-07-08 | Breathe Technologies, Inc. | Methods and devices for sensing respiration and controlling ventilator functions |
| JP5715950B2 (ja) | 2008-08-22 | 2015-05-13 | ブリーズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 開放気道インタフェースを有する機械換気を提供する方法及び装置 |
-
2001
- 2001-01-10 JP JP2001002388A patent/JP4212778B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9597012B2 (en) | 2006-08-30 | 2017-03-21 | Resmed Limited | Distinguishing closed and open respiratory airway apneas by complex admittance values |
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| US10918329B2 (en) | 2006-08-30 | 2021-02-16 | ResMed Pty Ltd | Distinguishing closed and open respiratory airway apneas by complex admittance values |
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| US11103667B2 (en) | 2009-04-02 | 2021-08-31 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for non-invasive ventilation with gas delivery nozzles in free space |
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| US9227034B2 (en) | 2009-04-02 | 2016-01-05 | Beathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for non-invasive open ventilation for treating airway obstructions |
| US9962512B2 (en) | 2009-04-02 | 2018-05-08 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for non-invasive ventilation including a non-sealing ventilation interface with a free space nozzle feature |
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| US12161807B2 (en) | 2009-04-02 | 2024-12-10 | Breathe Technologies, Inc. | Methods, systems and devices for non-invasive open ventilation with gas delivery nozzles within nasal pillows |
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