JP5823408B2 - 圧力サポートシステムの患者インタフェース装置の自動識別 - Google Patents

Description

本願は、35U.S.C.§119(e)に基づき、２００９年１２月２１日出願の米国特許仮出願第61/288,457号の優先権の利益を主張する。仮出願の内容は、参照によって、本明細書に盛り込まれるものとする。

本発明は、患者の気道に呼吸ガスのフローを供給する際に用いられる装置に関し、特に、圧力生成システムに結合される患者インタフェース装置を自動的に識別する圧力サポートシステムに関する。

患者の気道に、非侵襲的に、すなわち患者に挿管せずに又は患者の食道に外科的に気管チューブを挿入せずに、呼吸ガスのフローを供給することが必要な又は望ましい多くの状況がある。例えば、非侵襲換気として知られる技法を使用して、患者に肺換気を行うことが知られている。更に、睡眠時無呼吸症候群、特に閉塞性睡眠時無呼吸(obstructive sleep apnea, OSA)又はうっ血性心不全のような医学的疾患を処置するために、持続的気道陽圧法(continuous positive airway pressure, CPAP)又は患者呼吸周期と共に変化する可変気道圧力を供給することが知られている。

非侵襲の呼吸及び圧力サポート治療は、患者の顔上に、マスクコンポーネントを含む呼吸患者インタフェース装置を配置することを必要とする。マスクコンポーネントは、以下に限定されないが、患者の鼻を覆う鼻マスク、患者の鼻孔内で受け取られる鼻プロングを有する鼻クッション、鼻及び口を覆う鼻／口のマスク、又は患者の顔を覆うフルフェースマスクがありうる。呼吸ガスのフローが、圧力／フロー生成装置から患者の気道に供給されることができるように、患者インタフェース装置は、ベンチレータ又は圧力サポート装置を患者の気道と結びつける。

圧力サポート装置のユーザが、幾つかの異なる患者インタフェース装置（例えばさまざまな異なるマスク及びさまざまな異なる患者インタフェースコンポーネント）、チュービングオプション、排気アセンブリ、又は患者が例えば快適さのような理由のために使用する他のコンポーネントオプション（例えば細菌フィルタ）を有することは一般的である。圧力サポート装置にとって、どのタイプの患者インタフェース装置又は他のコンポーネントが使用されているかを知ることは重要であり、それにより、圧力サポート装置は、以下に限定されないが、マスク抵抗、マスクコンプライアンス、マスクリークレートのようなコンポーネントに関する特定の情報を知る。この情報に基づいて、圧力サポート装置は、ユニットの動作パラメータを調整することができる。更に、特定の快適さのフィーチャ又は装置機能は、取り付けられている特定のマスク又は周辺機器に基づいて可能にされることができる。

非侵襲の呼吸及び圧力サポート治療は、多くの場合、例えば供給される又は出力される圧力のような、呼吸ごと呼気吸気の特性(breath-per-breath characteristic)を決定するソフトウェア駆動されるモードに基づく。使用されている患者インタフェース装置は、多くの場合、出力される圧力の計算の一部である特定の排気フローパターン又は特性を提供する。使用中の患者インタフェース装置の効果的且つ迅速な検出及びゆえに排気フロー特性は、出力される圧力計算の正確さを改善することができる。

患者インタフェース装置は、一般に、全体のリーク、意図的なリーク及び非意図的なリークの３つの異なるタイプのリークを含む。全体のリークは、意図的なリーク及び非意図的なリークの合計である。意図的なリークは、患者が患者自身のＣＯ_２を再び吸い込まないようにするために、患者インタフェース装置（これに限定されないが、例えばマスク及び／又は患者回路に設けられる排気アセンブリ）に設計される。非意図的なリークは、例えば患者の目に当たるわずらわしいリークである。それゆえ、非意図的なリークを最小限にすることが望ましい。しかしながら、全体のリークと異なり、非意図的なリークは測定されることができないと考えられている。

患者が患者インタフェース装置を使用している間に全体のリークを測定し（例えば全体のリークは、夜の初めに測定されることができる）、次に意図的なリークを減算することによって、非意図的なリークを算出し、リポートすることが知られている。

排気フローレートを検知し、圧力に比例する特定のフローパターンを探すことによって、ベンチレータと共に使用される患者インタフェース装置を検出することが知られている。図１の曲線１を参照されたい。言い換えると、このようなベンチレータは、所与の圧力ポイントにおける特定のフローポイントを探す。意図的なリークレートの相対的に大きいレンジにまたがる異なるスタイルの患者インタフェース装置を用いることが更に知られている。これは、図１の曲線１のようないくつかの曲線（図示せず）を含み、それらは互いに平行である。使用中の患者インタフェース装置のタイプをリポートするために、使用中の装置が、意図的なリークの下側レンジへ、中央レンジへ、又は上側レンジへ向かう平行な曲線（図示せず）のどれに対応するかを判定するための、漸次増加圧力テストがある。この判定（上側、中央又は下側）に基づいて、ベンチレータは、非意図的なリークの計算において、測定された全体のリークから減算すべき対応する意図的なリーク値（図示せず）を使用する。しかしながら、ベンチレータがリポートするものしかなく、ベンチレータによって供給される治療に変化はないと考えられている。

本発明の１つの見地として、圧力サポートシステムは、圧力生成器、圧力センサ、フローセンサ、並びに圧力生成器の動作を制御するために圧力センサ及びフローセンサと協働するコントローラを有する。コントローラは、圧力サポートシステムの圧力レンジの予め決められた圧力勾配にわたって、予め決められた量までの排気フロー変化を検出することによって、圧力サポートシステムと共に使用される患者インタフェース装置を自動的に識別するように構成される。

本発明の別の見地として、圧力サポートシステムと共に使用される患者インタフェース装置を自動的に識別する方法は、フローセンサから、複数のフローレートを入力するステップと、圧力センサから、複数の対応する圧力ポイントを入力するステップと、フローレート及び圧力ポイントを用いて、圧力サポートシステムの圧力レンジの予め決められた圧力勾配にわたって、予め決められた量までの排気フロー変化を検出するステップと、フローレートの１つ及び対応する圧力ポイントの１つを、複数の予め決められたフローレート及び幾つかの予め決められた圧力ポイントと比較して、使用中の患者インタフェース装置としてマスクタイプを判定するステップと、を含む。

開示される方法及び装置は、例えば、特定の圧力勾配にわたるゼロの又は最小の意図的な排気フロー変動に基づいて、圧力サポート換気治療の間、使用中の患者インタフェース装置を自動的に検出することができる。例示であって以下に限定されないが、これは、大きな圧力勾配（非限定的であるが、５％、例えば２０ｃｍＨ_２Ｏ圧力出力レンジを有する一般的なＣＰＡＰマシンの場合は１ｃｍＨ_２Ｏ；圧力サポートシステムの圧力変動の２５％；約５０％、例えば２０ｃｍＨ_２Ｏの圧力出力レンジを有する一般的なＣＰＡＰマシンの場合は１０ｃｍＨ_２Ｏより大きい；約１００％）にわたって、ゼロ又は最小の排気フロー変動又は変化（例えば、非限定的であるが、約１％乃至約２５％の変化）を検出することによって、使用中の患者インタフェース装置を識別することができる。

本発明のこれら及び他の目的、特徴及び特性、構造の関連する構成要素の動作方法及び機能、並びに製造の部分及び経済の組み合わせは、添付の図面を参照して以下の記述及び添付の請求項の検討により一層明らかになる。図面はすべて本明細書の一部を形成し、同様の参照数字は、さまざまな図面の対応する部分を示す。しかしながら、図面は、図示及び記述のためにだけにあり、本発明の制限の規定を意図するものではないことが明白に理解されるべきである。

複数の異なる、フロー対圧力の排気フロー曲線の複数のプロットを示す図。 本発明の実施形態による圧力サポートシステムを概略的に示すブロック図。 図２のコントローラによって実行されるルーチンのフローチャート。

ここで使用される場合、「a」、「an」及び「the」の単数形は、コンテクストが明確に他の場合に言及しない限り、複数の言及も含む。ここで使用される場合、２又はそれ以上の部品又はコンポーネントが「結合される」という記述は、部品が、直接的に又は間接的に、すなわちリンクが生じる限り１又は複数の中間部品又はコンポーネントを通じて、互いに接合され又は一緒に機能することを意味する。ここで使用される場合、「直接的に結合される」とは、２つの構成要素が互いと直接接触することを意味する。ここで使用される場合、「固定的に結合される」又は「固定の」とは、２つのコンポーネントが互いに対し一定の向きを維持しながら、１つのものとして移動するように結合されることを意味する。

ここで使用される場合、「ユニット式の」という語は、コンポーネントが単一の部分又はユニットとして生成されることを意味する。すなわち、別々に生成され、その後ユニットとして互いに結合される部品を含むコンポーネントは、「ユニット式の」コンポーネント又は本体ではない。ここで用いられる場合、２又はそれ以上の部品又はコンポーネントが互いに「係合する」という記述は、それらの部分が、直接的に、又は１若しくは複数の中間部品若しくはコンポーネントを通じて、互いに対し力を及ぼすことを意味する。「幾つかの」という語は、ここで用いられる場合、１又は１より大きい整数（すなわち複数）を意味する。

例示であって以下に限定されないが、上、下、左、右、上側、下側、前、後、及びそれらの派生語のようなここで使用される方向に関する表現は、図面に示される構成要素の向きに関連しており、明白に記述されない限り、請求項を制限するものではない。

ここで用いられる場合、「患者」という語は、人間、又は動物界の他のメンバを意味する。ここで用いられる場合、「患者インタフェース装置」という語は、呼吸インタフェース装置又はマスクを意味する。ここで用いられる場合、「マスク」という語は、空気又はガスフローを患者に供給し又は送り込む患者インタフェース又は患者インタフェースマスクを意味し、例示であって以下に限定されないが、フェースマスク、鼻マスク、口マスク、鼻／口マスク、鼻枕、全フェースマスク、適切な空気又はガスフロー伝達機能を患者に提供する又は供給する任意の他の装置又は機器、又は患者の睡眠障害を処置する際に用いられるマスクを含む。

ここで用いられる場合、「ＣＰＡＰ」という語は、陽気道圧換気（呼吸）治療の特定のタイプである持続的気道陽圧法(continuous positive airway pressure)を意味する。ここで用いられる場合、「ＣＯＰＤ」という語は、慢性閉塞性肺疾患(Chronic Obstructive Pulmonary Disease)を意味し、これは、肺疾患（これに限定されないが、例えば慢性気管支炎；肺気腫）である。

図２を参照して、圧力サポートシステム５０は、例えば従来の持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）又はバイレベル圧力サポートシステムにおいて使用されるブロワのような、ガスフロー生成器５２を有する。ガスフロー生成器５２は、例えば酸素又は空気の加圧タンク、周囲大気又はその組み合わせのような任意の適切なソースから、矢印Ｃによって概して示される呼吸ガスを受け取る。ガスフロー生成器５２は、相対的により高い及びより低い圧力で、すなわち概して周囲大気圧に等しい又はそれより高い圧力で、患者５４の気道（図示せず）に供給するための、例えば空気、酸素又はその混合物である呼吸ガスのフローを生成する。ガスフロー生成器５２は、例示であってこれに限定されないが、約３ｃｍＨ_２Ｏ乃至約３０ｃｍＨ_２Ｏの圧力レンジで、呼吸ガスのフローを提供することができる。ガスフロー生成器５２から矢印Ｄによって概略図示される呼吸ガスの加圧フローは、供給管路５６を通じて、患者インタフェース装置５８に供給される。患者インタフェース装置５８は、一般に、患者５４の気道に呼吸ガスのフローを伝達するために、患者５４によって装着され又は他のやり方で取り付けられる。供給管路５６及び患者インタフェース装置５８は、一般に、患者回路と集合的に呼ばれる。

圧力サポートシステム５０は、単一リム(limb)システムとして知られており、これは、患者回路が、患者５４を圧力サポートシステム５０に接続する供給管路５６のみを含むことを意味する。そのようなものとして、排気ベント５７が、矢印Ｅによって示されるように、吐出されたガスをシステムから排気するために、供給管路５６に設けられる。排気ベント５７は、供給管路５６に加えて又はその代わりに、例えば患者インタフェース装置５８のような他のロケーションに設けられることができる。排気ベント５７は、所望の態様に依存して、ガスが圧力サポートシステム５０から排気されることが可能なさまざまな構造を有することができる。

圧力サポートシステム５０は、患者５４に接続される供給管路及び排気管路を有する２リムシステムでありうる。２リムシステム（デュアルリムシステムとも呼ばれる）において、排気管路は、患者５４からの排出ガスを運び、患者５４から遠位の端部に排気バルブを有する。排気バルブは、一般に、終末呼気陽圧(positive end expiratory pressure, PEEP)として一般に知られる所望のレベル又は圧力を、システムにおいて維持するように能動的に制御される。

例示の実施形態において、圧力サポートシステム５０は、供給管路５６に設けられるバルブ６０の形の圧力コントローラを有する。バルブ６０は、フロー生成器５２から患者５４に供給される呼吸ガスのフローの圧力を制御する。フロー生成器５２及びバルブ６０は、それらが患者５４に供給されるガスの圧力及び／又はフローを制御するために協力して働くので、集合的に圧力生成器と呼ばれる。しかしながら、例えばフロー生成器５２のブロワスピードを変えることのように、患者５４に供給されるガスの圧力を単独で又は圧力制御バルブと組み合わせて制御する他の技法が、用いられることができる。従って、バルブ６０は、患者５４に供給される呼吸ガスのフローの圧力を制御するために使用される技法に依存して任意に選択できる。バルブ６０が排除される場合、圧力生成器は、単独でフロー生成器５２に対応し、患者回路内のガスの圧力は、例えばフロー生成器５２のモータ速度を制御することによって、制御される。

圧力サポートシステム５０は更に、供給管路５６内の呼吸ガスのフローを測定するフローセンサ６２を有する。フローセンサ６２は、供給管路５６と同一ライン上に、最も好適にはバルブ６０の下流に、挿入配置される。フローセンサ６２は、フロー信号を生成する。フロー信号は、コントローラ６４に提供され、患者５４におけるガスフローを決定するためにコントローラ６４によって使用される。当然ながら、患者５４の呼吸フローを測定するための他の技法が用いられることができる。他の技法は、例えば、患者５４のところで直接的に又は供給管路５６に沿った他のロケーションで、フローを測定し、フローセンサ（図示せず）及びコントローラ６４の間の直接的な電気接続によって測定フローを伝達すること、フロー生成器５２の動作に基づいて患者フローを測定すること、又はバルブ６０の上流でフローセンサ（図示せず）を使用して患者フローを測定すること、を含む。

圧力サポートシステム５０は更に、コントローラ６４に機能的に結合され、患者５４のところのガスの圧力を検出する圧力センサ６８を有する。圧力センサ６８は、供給管路５６を通じて、患者インタフェース装置５８と流体接続される。患者５４における圧力は、供給管路５６に生じる、知られている圧力降下に基づいて算定される。代替として、患者圧力は、患者インタフェース装置５８において、その中に組み込まれる圧力センサ（図示せず）を使用し、このような圧力センサ（図示せず）及びコントローラ６４の間の直接的な電気接続（図示せず）によって測定された圧力を伝達することにより、直接測定されることもできる。

コントローラ６４は、例えば、圧力サポートシステム５０の動作を制御するためにコントローラ６４によって実行可能なソフトウェア及びデータのための記憶媒体を提供するメモリ（図示せず）に機能的に結合される又はそのようなメモリを有するマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はある他の適切なプロセッサ又は処理装置でありうる。

入力／出力装置６６のようなユーザインタフェースが、圧力サポートシステム５０によって使用されるさまざまなパラメータをセットするとともに、例えば臨床医又は介護者又は患者５４のようなユーザに対し、情報及びデータを表示し出力するために、提供される。

圧力サポートシステム５０は、本質的に、ＣＰＡＰ圧力サポートシステムとして機能することができ、従って、適当なＣＰＡＰ圧力レベルを患者５４に提供するために、このようなシステムにおいて必要な能力の全てを含むことができる。これは、例えば最大及び最小のＣＰＡＰ圧力設定のような適当なＣＰＡＰ圧力を提供するために、入力コマンド、信号、命令又は他の情報を通じて、必要なパラメータを受け取ることを含む。他の圧力サポート手順は、以下に限定されないが、BiPAP AutoSV、AVAPS、Auto CPAP及びBiPAP Autoを含む。

単一リムシステムにおいて、コントローラ６４は、任意の従来の技法を使用して、圧力サポートシステム５０からのガスのリークを算定し、このリーク算定を実際の患者フローの決定に組み込む。このリーク算定は、単一リムシステムにおいて必要とされる。その理由は、単一リムシステムが、排気ベント５７を通る知られているリーク、並びに患者インタフェース装置５８の患者接点部位における及び患者回路上のさまざまな管路カップリングにおけるリークのような他の未知のリークを含むからである。２リムシステムでは、リーク算定は必要とされない。その理由は、フローセンサが、一般に、排出ガスのフローを直接的に測定するために排気ベントのところに設けられるからである。このようなシステムにおいて、患者フローは、患者に供給される測定されたフローから、測定された排気フローを減算することによって決定されることができる。リーク検出は、患者フロー決定の正確さを増大するために、２リムシステムにおいて実施されることができることが理解されることができる。

図３は、図２のコントローラ６４のプロセッサ１０１によって実行されるルーチン１００を示す。最初に、ステップ１０２において、マスク自動検出が可能であるかどうか判定される。これは、例示であって以下に限定されないが、コントローラ６４の構成パラメータでありうる。マスク自動検出が可能な場合、ステップ１０４において、患者５４は、例えば、患者インタフェース装置５８（例えばコントローラ６４に知られていない特定のタイプのマスク）をそれらの顔に配置するように、（例えば入力／出力装置６６を通じて）命じられる。患者に特定の命令を提供することは、ユーザがすでにユーザの気道と連絡するように患者インタフェースを配置したとシステムが検出する場合に任意に選択できる。

次に、ステップ１０６において、コントローラ６４は、ガスフロー生成器５２及び／又はバルブ６０を制御することによって、特定の圧力レベルを患者５４に供給するように動作する。次に、ステップ１０８において、コントローラ６４は、例えば、フローセンサ６２及び圧力センサ６８から、２つの対応する圧力レベルにおける２つの患者フローをそれぞれ測定する。

次に、ステップ１１０において、ステップ１０８のデルタフロー（すなわち、２つの患者フローの間の差）が予め決められた値（ｋ）をより小さいかどうか判定される。例えば、ルーチン１００は、フローセンサ６２を用いて、フローレートの変化をつきとめることができる。フローレートの変化は、圧力センサ６８からの２つの対応する異なる圧力ポイントにおいて取得された、フローセンサ６２からの２つの異なるフロー測定値の間の差である。ステップ１１０においてテストに合格する場合、ステップ１１２において、１つの圧力レベルにおける測定フローが、例示であってこれに限定されないが、後述するようにルックアップテーブル値と比較されて、マスクタイプが判定される。最後に、ステップ１１４において、コントローラ６４は、マスクタイプに基づいて、患者５４に対しカスタマイズされたフロー及び圧力の供給を生じさせる。例えば、コントローラ６４は、マスクタイプに基づいて圧力及びフローをマスクに供給するように、圧力生成器を制御することができる。

ステップ１０２又はステップ１１０において、テストに失敗する場合、患者５４は、入力／出力装置６６を使用して、（例えば患者インタフェース装置５８上に表示される又はそれによって表示される）マスクタイプを手動で入力するように、（例えば入力／出力装置６６にを通じて）命じられることができる。

ステップ１１６の後、ステップ１１４が、上述したように実行される。

例示のルーチン１００は、圧力サポートシステム５０と共に使用される患者インタフェース装置５８を自動的に識別する方法を提供する。これは、フローセンサ６２から複数のフローレートを入力し、圧力センサ６８から複数の対応する圧力ポイントを入力し、フローレート及び圧力ポイントを用いて、圧力サポートシステム５０の圧力レンジの予め決められた圧力勾配にわたって、予め決められた量までの排気フロー変化を検出し、フローレートの１つ及び対応する圧力ポイントの１つを、複数の予め決められたフローレート及び幾つかの予め決められた圧力ポイントと比較して、使用中の患者インタフェース装置５８としてマスクのタイプを判定することを含む。

例１
例示であってこれに限定されないが、ステップ１１０において、検出された排気フロー変化が、圧力サポートシステム５０の圧力レンジの予め決められた圧力勾配にわたって、約２５％より大きい場合、コントローラ６４は、入力／出力装置６６から、使用中のマスクのタイプの手動入力を要求する。

例２
ルーチン１００は、通常、起動時に実行されるが、コントローラ６４が、使用中の患者インタフェース装置５８を識別するために、他の時間に同じルーチン１００又は同様のルーチン（例えばステップ１０６、１０８、１１０及び１１２を含む）を実行することが可能であることが理解されるであろう。

例３

理解できるように、例えば図１及び図３を参照して、ステップ１１０において、テストに合格する場合、ステップ１１２において、ルーチン１００は、フローセンサ６２からのフローレート及び圧力センサ６８からの対応する圧力ポイントを用いることができ、フローレート及び対応する圧力ポイントを、（以下に限定されないが、例えばマスクタイプを決定するために、コントローラ６４のメモリ（図示せず）のルックアップテーブル１１８内の）複数の予め決められたフローレート及び幾つかの予め決められた圧力ポイントと比較する。例示であってこれに限定されないが、例示のフローレートが３０ＳＬＰＭ（１分当たり標準リットル）であり、例示の対応する圧力ポイントが１０ｃｍＨ_２Ｏである場合、マスクタイプは、曲線２に対応する（例示であってこれに限定されないが、ルックアップテーブル１１８は、曲線２、３、４、５、６、７に対応する６つの異なるマスクタイプを規定することができる）。

例４
図３のステップ１１４は、マスクタイプに基づいて圧力及びフローを患者インタフェース装置５８に提供するように、圧力生成器を制御する。

例５
ルーチン１００及びフローセンサ６２は、所与の圧力勾配に依存して、フロー変動許容差（例示であってこれに制限されないが、低い場合は約１ＳＬＰＭ；高い場合は約５ＳＬＰＭ）をもつ一定の又はほぼ一定のフローを検出する。ステップ１１０及びステップ１１２の後、ルーチン１００は、ステップ１１４において、ＰＥＶ技術を用いて、使用中の特定の患者インタフェース装置５８に対応する相対的に一定の特定のフロー曲線に基づいて、出力フロー及び圧力を計算する。例えば、国際出願第2009/136333号パンフレット及び２００８年５月７日出願の米国特許仮出願第61/051,093号明細書を参照されたい。これは、図１の排気フロー曲線を参照して更に説明されることができる。

曲線１は、ＰＥＶ技術を用いない通常の患者インタフェース装置によって用いられる従来の排気フロー曲線である。曲線２−７は、ＰＥＶ技術を用いる例えば患者インタフェース装置５８のような患者インタフェース装置によって用いられるさまざまな排気フロー曲線である。ＰＥＶ技術を用いる各々の患者インタフェース装置は、所望の治療に依存して、装置自体の「一定の」又はほぼ一定のフローレートを提供することができる。例えば、曲線２は、ＣＯＰＤ患者を平坦な３０ＳＬＰＭ排気レートで処置するための理想フロー曲線である（約０％の排気フロー変化を検出し、それに応じて、使用中の患者インタフェース装置５８として予め決められたマスクタイプを判定する）。他方、曲線３−７は、睡眠時無呼吸患者を処置するためのフロー曲線であり、これらのフロー曲線は、水分を維持するために、低い圧力レンジにおいて、圧力に比例する非一定のフロー排気レートを有することが好ましい。一定の圧力セグメントは、特定の圧力ポイントから始まる。例えば、曲線７は、約３ｃｍＨ_２Ｏに開始ポイントを有し、曲線５は、約５ｃｍＨ_２Ｏまで遅延された開始ポイントを有する。

ルーチン１００（図３）のステップ１１０は、マスクタイプを判定するために、１つの圧力勾配又は複数の圧力勾配にわたって、大きな排気フロー変化の欠如があるかどうかを探す。

圧力サポートシステム５０（図２）の動作中、患者呼気は、固定の開口（例えば、これに限定されないが、排気ベント５７；ホール；ホールのアレイ；スロット；スリット；スリットのアレイ）を通じた連続するリーク（すなわち意図的なリーク）によってパージされる。フローは、固定の開口の性質により、一定でなく、圧力に関して変化する。圧力は、圧力換気治療を維持するために、意図的なリークを補償するように変化する。これらの補償は、特定のスタイル又はグループのインタフェースに関して知られている圧力−フロー特性入力に基づいて、ルーチン１００によって計算される。例えば、ルーチン１００は、より多くのフローを供給し、従ってリークによって生じる圧力降下を克服するために以前より高い圧力で供給するために、ＲＰＭを増大するようにガスフロー生成器５２に伝える。ステップ１１４は、特定のマスクタイプ及び対応する記憶された圧力−フローデータを使用する。

図２において、ガスフロー生成器５２及び患者５４の間には、フロー抵抗がある。患者インタフェース装置５８を含むガスフロー生成器５２から患者５４までの回路内の各コンポーネントは、それ自体の抵抗を有し、これは、抵抗に代わってリークであると考えられることができる。各コンポーネントは、（呼気から）ＣＯ_２をパージするために、相対的に非常に小さい非意図的なリーク及び相対的により大きい意図的なリークを有する。各リークは、ここでフロー抵抗として理解されることができる。コンポーネントフロー抵抗の各々は、圧力降下として、圧力に影響を及ぼす。治療は、患者５４に圧力を供給することである。さまざまなコンポーネント圧力降下は、患者５４に到達する圧力を低下させる。それゆえ、フローは、差を補うために増大される必要がある。圧力は、ガスフロー生成器５２及び／又はバルブ６０によって、フローから生成される。

開示される装置及び方法において、ルーチン１００は、例えばフローセンサ６２によって測定されるフローレートの変化を探す。フローレートのこの変化は、ステップ１０８（図３）において、２つの異なる圧力ポイントにおいて取得される２つの異なるフロー測定値の間の差である。例えば、固定の開口からの可変の排気フローを有する従来の患者インタフェース装置に関する図１の曲線１において、７．５ｃｍＨ_２Ｏの圧力で、フローは約２２ＳＬＰＭであり、１５ｃｍＨ_２Ｏの圧力で、フローは約３２ＳＬＰＭである。それゆえ、１０ＳＬＰＭのフロー変化又は４５．５％の差がある。

対照的に、ＰＥＶ技術を有する患者インタフェース装置に関する曲線５の場合、７．５ｃｍＨ_２Ｏの圧力で、フローは約１８．５ＳＬＰＭであり、１５ｃｍＨ_２Ｏの圧力で、フローは約１９．５ＳＬＰＭである。このとき、７．５ｃｍＨ_２Ｏ圧力勾配にわたって１ＳＬＰＭのフロー変化又は５．４％の差がある（すなわち、この例では１５ｃｍＨ_２Ｏ―７．５ｃｍＨ_２Ｏ）。

他の例として、圧力サポートシステム５０の動作圧力の検出レンジが好適には用いられる。例示であってこれに限定されないが、検出レンジが、動作圧力の２５％である場合、圧力勾配は、３０ｃｍＨ_２Ｏまでの動作圧力に関して、７．５ｃｍＨ_２Ｏ（すなわちＰ２―Ｐ１）である（すなわち、この例では３０ｃｍＨ_２Ｏの２５％が７．５ｃｍＨ_２Ｏである）。別の例として、一般的なＣＰＡＰマシンの場合、動作圧力の通常のレンジが２０ｃｍＨ_２Ｏである場合、２５％の圧力勾配は５ｃｍＨ_２Ｏである。

さまざまな例示の排気フロー変化が開示されているが、ルーチン１００は、例示であってこれに限定されないが、０％から約２５％までのこのような変化又はより大きい変化に関して、動作することができる。排気フロー又は意図的なリークのゼロ又は最小の変化の一例のレンジは、圧力勾配に依存して、約１％から約５．４％までである（例えば、相対的により大きい勾配の場合、相対的により高いパーセンテージの変化があり、相対的により小さい勾配の場合、相対的により小さいパーセンテージの変化がある）。０％の排気フロー変化の理想的なレンジは、相対的により厳しい許容差を伴って達成されることができるが、達成することは非実際的でありうる。

さまざまな圧力勾配が開示されているが、ルーチン１００は、非限定的な例示の圧力勾配に関して動作することができる。例示の圧力勾配は、圧力サポートシステム５０の最大圧力の約５％（例えば２０ｃｍＨ２Ｏ圧力出力レンジを有する一般的なＣＰＡＰマシンの場合は１ｃｍＨ_２Ｏ）、圧力サポートシステム５０の最大圧力の約２５％、又は圧力サポートシステム５０の最大圧力の約５０％（例えば、２０ｃｍＨ_２Ｏの圧力出力レンジを有する一般的なＣＰＡＰマシンの場合１０ｃｍＨ_２Ｏより大きい）である。例示であって以下に限定されないが、排気フロー変化は、圧力レンジに比例し、患者インタフェース装置の実際の性能に依存しうる。

他の非限定的な例は、５％、５０％及び１００％の予め決められた圧力勾配に対して、それぞれ、５％、１０％及び２５％のフロー変化を含む。

ステップ１１４及び通常動作の間、図３のルーチン１００は、パージフローレートの変化により、異なる圧力で可変の補償を行う必要がない。ルーチン１００は、例示であって以下に限定されないが、予め決められた圧力勾配にわたって排気フローのゼロ又は最小の変化を検出した後、全体の動作圧力レンジにわたり固定の又はほぼ固定のフローレートを補償するために、適切な最小限の調整を行うことが可能である。

例６
図１を再び参照して、曲線２のような理想の「一定の」フロー曲線又はプラトー曲線は、予め決められた圧力（例えば、非限定的であるが１．２ｃｍＨ_２Ｏ）より高い相対的に広い圧力レンジにわたって、一定のリークレートを提供する。曲線３−７のような他の曲線は、例えばこれらの曲線のほとんどで約５ｃｍＨ_２Ｏのような指定された圧力で、ほぼ一定のフローが作動することを可能にしながら、水分を保持するために、相対的により低い圧力レンジではフローを圧力により比例的に応答させることができる。それゆえ、曲線３−７は、予め決められた圧力より下では、圧力に比例する第１のフローを提供し、予め決められた圧力より上では、ほぼ一定である第２のフローを提供する。一定のフロー部分のこの遅れは、睡眠時無呼吸を処置するために、主にＣＰＡＰ又はＢｉＰＡＰユーザのために設計される。ＣＯＰＤ患者の場合、ＣＯ_ｓ除去は治療に極めて重要であり、ゆえに、相対的にプラトーな効果が望まれる。

例７
開示される装置及び方法は、ＰＥＶ（Plateau Exhalation Valve、プラトー呼気バルブ）技術を好適に用い、使用中の特定の患者インタフェース装置５８（例えばマスク）を判定するために、大きな圧力勾配にわたって、ゼロ又は最小の排気フロー変化を探す。このような患者インタフェース装置５８は、ＰＥＶ技術を用いる外部の又はビルトインの呼気装置を含むことができる。

例８
ＰＥＶ技術を用いる例えば５８のような患者インタフェース装置が開示されているが、開示される装置及び方法は、ＰＥＶ技術を用いない従来の技術に関しても機能することができる。ただし、それは、固定の開口排気を有する従来のマスクには適用することができない。ここで、例えば固定の開口部の場合、フロー変化は５０％を越える。

例９
開示される装置及び方法に関する例示のアプリケーションは、患者インタフェース装置と、圧力サポート換気治療又はＣＯ_２をパージするために排気バルブを用いるＣＰＡＰ及びバイレベルのような非侵襲陽気道圧治療とを含む。

開示される方法及び装置は、それが、例示であってこれに限定されないが、排気フローレートのゼロ又は最小の変化を探すので、使用中の患者インタフェース装置５８のタイプの潜在的に無限の拡張が、ルーチン１００（図３）を更新すること無しに、治療ニーズに応答する排気フロー特性の有意な差によって、検出されることを可能にする。それゆえ、ステップ１０６、１０８、１１０、１１２は、図１の曲線１と曲線２−７とを容易に区別することができる。それゆえ、曲線１のマスクタイプは、ステップ１１６において手動で入力され、曲線２−７のマスクタイプは、ステップ１１２において有利に自動的に判定される。新しい患者インタフェース装置５８が、加えられ、ステップ１１０においてテストを満たす場合、ルーチン１００は、新しい装置を既存の曲線２−７の１つに対応付けることができ、又は例えば、ルックアップテーブル１１８に、対応圧力ポイントにおける圧力フロー特性を入力することによって、別の曲線をルックアップテーブル１１８に加えることができる。これは、対応付けを探すために、固定の予め決められたデータベースに記憶されたデータにのみ依存する既知のベンチレータとは完全に異なる。アプローチは、そのような固定の予め決められたデータベースをアップグレードせずに、検出する患者インタフェース装置の数を制限するという不利益を有する。

本発明は、最も実際的な例示の実施形態であると今日考えられるものに基づいて、説明のために詳細に記述されているが、このような詳細は、単に説明のためにあり、本発明が開示される実施形態に制限されず、添付の請求項の精神及び範囲の中にある変形及び等価な構成をカバーすることが意図されることが理解されるべきである。例えば、本発明は、任意の実施形態の１又は複数の特徴が、可能な限り、任意の他の実施形態の１又は複数の特徴と組み合わせられることができることを企図することが理解されるべきである。

Claims (23)

1. 圧力生成器と、
   圧力センサと、
   フローセンサと、
   前記圧力生成器の動作を制御するために前記圧力センサ及び前記フローセンサと協働するコントローラと、
   を有する圧力サポートシステムであって、前記コントローラは、
   前記フローセンサから複数のフローレートを受け取り、
   前記圧力センサから複数の対応する圧力を受け取り、
   前記フローレート及び前記圧力を使用して、前記圧力サポートシステムの圧力レンジの予め決められた圧力勾配にわたって、予め決められた量までの排気フロー変化を検出する場合に、前記フローレートの１つ及び前記対応する圧力ポイントの１つを複数の予め決められたフローレート及び幾つかの予め決められた圧力ポイントと比較して、前記圧力サポートシステムと共に使用される患者インタフェース装置を自動的に識別する、圧力サポートシステム。
2. 前記コントローラは更に、前記フローセンサを用いてフローレートの変化を識別するように構成され、前記フローレートの変化は、前記圧力センサからの２つの異なる圧力ポイントにおいて取得された前記フローセンサからの２つの異なるフロー測定値の間の差である、請求項１に記載の圧力サポートシステム。
3. 前記予め決められた量が約５％であり、前記予め決められた圧力勾配が約５％である、請求項１に記載の圧力サポートシステム。
4. 前記予め決められた量が約１０％であり、前記予め決められた圧力勾配が約５０％である、請求項１に記載の圧力サポートシステム。
5. 前記予め決められた量が約２５％であり、前記予め決められた圧力勾配が約１００％である、請求項１に記載の圧力サポートシステム。
6. 前記コントローラは更に、前記患者インタフェース装置のマスクタイプを自動的に識別するように構成され、前記コントローラは更に、前記マスクタイプに基づいて圧力及びフローをマスクに供給するように前記圧力生成器を制御する、請求項１に記載の圧力サポートシステム。
7. 前記コントローラは更に、前記検出される排気フロー変化が、前記予め決められた圧力勾配にわたって前記予め決められた量より大きい場合、前記患者インタフェース装置のマスクタイプをユーザインタフェースから入力する、請求項１に記載の圧力サポートシステム。
8. 前記コントローラは更に、起動時に、前記患者インタフェース装置を自動的に識別する、請求項１に記載の圧力サポートシステム。
9. 前記コントローラは、前記フローセンサからフローレートを入力し、前記圧力センサから対応する圧力ポイントを入力するとともに、前記フローレート及び前記対応する圧力ポイントを複数の予め決められたフローレート及び幾つかの予め決められた圧力ポイントと比較して、前記マスクタイプを判定するように構成される、請求項１に記載の圧力サポートシステム。
10. 圧力サポートシステムと共に使用される患者インタフェース装置を自動的に識別する装置の作動方法であって、前記圧力サポートシステムが、圧力生成器、圧力センサ、フローセンサ、及び前記圧力生成器の動作を制御するために前記圧力センサ及び前記フローセンサと協働する前記装置を有し、
    前記装置が、前記フローセンサから複数のフローレートを受け取るステップと、
    前記装置が、前記圧力センサから複数の対応する圧力を受け取るステップと、
    前記装置が、前記フローレート及び前記圧力を使用して、前記圧力サポートシステムの圧力レンジの予め決められた圧力勾配にわたって、予め決められた量までの排気フロー変化を検出する場合に、前記フローレートの１つ及び前記対応する圧力ポイントの１つを複数の予め決められたフローレート及び幾つかの予め決められた圧力ポイントと比較して、前記患者インタフェース装置のマスクタイプを判定するステップと、
    を含む方法。
11. 前記装置が、前記圧力サポートシステムの動作圧力レンジにわたって固定のフローレートを補償するステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
12. 圧力サポート換気治療のために前記圧力サポートシステムを用いること含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記装置が、前記患者インタフェース装置のために、予め決められた圧力より上で一定のフローを用いるステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記装置が、前記患者インタフェース装置のために、予め決められた圧力より下で圧力に比例する第１のフローを用い、前記予め決められた圧力より上でほぼ一定である第２のフローを用いるステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
15. 圧力サポート換気治療及び非侵襲陽気道圧治療の一方のために前記圧力サポートシステムを用いることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
16. 前記装置が、前記非侵襲陽気道圧治療として、ＣＰＡＰ及びバイレベル圧力サポート治療の一方を用いるステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。
17. ＣＯＰＤ及び睡眠時無呼吸治療の一方のために、前記圧力サポートシステムを用いることを更に含む。請求項１０に記載の方法。
18. 前記装置が、約１００％の前記予め決められた圧力勾配を用いるステップと、
    前記装置が、約２５％の前記予め決められた量を用いるステップと、
    を含む、請求項１０に記載の方法。
19. 前記検出される排気フロー変化が、前記予め決められた圧力勾配にわたって前記予め決められた量より大きい場合、前記装置が、前記患者インタフェース装置のマスクタイプをユーザインタフェースから入力するステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
20. 前記装置が、前記マスクタイプに基づいて圧力及びフローをマスクに供給するように、圧力生成器を制御するステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
21. 前記装置が、約５０％の前記予め決められた圧力勾配を用いるステップと、
    前記装置が、約１０％の前記予め決められた量を用いるステップと、
    を更に含む、請求項１０に記載の方法。
22. 前記装置が、約５％の前記予め決められた圧力勾配を用いるステップと、
    前記装置が、約５％の前記予め決められた量を用いるステップと、
    を更に含む、請求項１０に記載の方法。
23. 前記装置が、約０％の前記排気フロー変化を検出し、それに応じて、前記患者インタフェース装置の予め決められたマスクタイプを判定するステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。

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