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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024065439
(43)【公開日】2024-05-15
(54)【発明の名称】酸素供給制御装置
(51)【国際特許分類】
A61M 16/00 20060101AFI20240508BHJP
【ＦＩ】
A61M16/00 305C
A61M16/00 345
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022174296
(22)【出願日】2022-10-31
(71)【出願人】
【識別番号】501002079
【氏名又は名称】株式会社ファーレックス
(74)【代理人】
【識別番号】100098545
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100189717
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 貴章
(72)【発明者】
【氏名】大村 昭人
(72)【発明者】
【氏名】平林 剛
(57)【要約】
【課題】外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始（呼気終了）タイミングを算出できる酸素供給制御装置を提供すること。
【解決手段】呼吸フローセンサ１の信号から呼気フローピークポイントを検出する呼気フローピークポイント検出手段１２と、複数の呼気フローピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、呼気フローピークポイントと呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６と、呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有する。
【選択図】 図１
【解決手段】呼吸フローセンサ１の信号から呼気フローピークポイントを検出する呼気フローピークポイント検出手段１２と、複数の呼気フローピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、呼気フローピークポイントと呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６と、呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鼻孔からの呼吸気流を検出する呼吸フローセンサを用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、
前記呼吸フローセンサの信号から呼気フローピークポイントを検出する呼気フローピークポイント検出手段と、
前記呼気フローピークポイント検出手段で検出される複数の前記呼気フローピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、
前記呼気フローピークポイント検出手段で検出される前記呼気フローピークポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段と、
前記呼気終了後吸気相ポイント算出手段で算出される前記呼気終了後吸気相ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段と
を有する
ことを特徴とする酸素供給制御装置。
前記呼吸フローセンサの信号から呼気フローピークポイントを検出する呼気フローピークポイント検出手段と、
前記呼気フローピークポイント検出手段で検出される複数の前記呼気フローピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、
前記呼気フローピークポイント検出手段で検出される前記呼気フローピークポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段と、
前記呼気終了後吸気相ポイント算出手段で算出される前記呼気終了後吸気相ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段と
を有する
ことを特徴とする酸素供給制御装置。
【請求項2】
前記酸素供給期間決定手段では、
前記呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、
前記呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に前記酸素供給を終了する
ことを特徴とする請求項１に記載の酸素供給制御装置。
前記呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、
前記呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に前記酸素供給を終了する
ことを特徴とする請求項１に記載の酸素供給制御装置。
【請求項3】
鼻孔からの呼吸気流を検出する呼吸フローセンサを用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、
前記呼吸フローセンサの信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段と、
前記呼気開始ポイント検出手段で検出される複数の前記呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、
前記呼気開始ポイント検出手段で検出される前記呼気開始ポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段と、
前記呼気終了ポイント算出手段で算出される前記呼気終了ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段と
を有する
ことを特徴とする酸素供給制御装置。
前記呼吸フローセンサの信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段と、
前記呼気開始ポイント検出手段で検出される複数の前記呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、
前記呼気開始ポイント検出手段で検出される前記呼気開始ポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段と、
前記呼気終了ポイント算出手段で算出される前記呼気終了ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段と
を有する
ことを特徴とする酸素供給制御装置。
【請求項4】
前記酸素供給期間決定手段では、
前記呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、
前記呼気終了ポイントより第４設定時間後に前記酸素供給を終了する
ことを特徴とする請求項３に記載の酸素供給制御装置。
前記呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、
前記呼気終了ポイントより第４設定時間後に前記酸素供給を終了する
ことを特徴とする請求項３に記載の酸素供給制御装置。
【請求項5】
鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を検出する呼吸圧センサを用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、
前記呼吸圧センサの信号から呼気圧ピークポイントを検出する呼気圧ピークポイント検出手段と、
前記呼気圧ピークポイント検出手段で検出される複数の前記呼気圧ピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、
前記呼気圧ピークポイント検出手段で検出される前記呼気圧ピークポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段と、
前記呼気終了後吸気相ポイント算出手段で算出される前記呼気終了後吸気相ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段と
を有する
ことを特徴とする酸素供給制御装置。
前記呼吸圧センサの信号から呼気圧ピークポイントを検出する呼気圧ピークポイント検出手段と、
前記呼気圧ピークポイント検出手段で検出される複数の前記呼気圧ピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、
前記呼気圧ピークポイント検出手段で検出される前記呼気圧ピークポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段と、
前記呼気終了後吸気相ポイント算出手段で算出される前記呼気終了後吸気相ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段と
を有する
ことを特徴とする酸素供給制御装置。
【請求項6】
前記酸素供給期間決定手段では、
前記呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、
前記呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に前記酸素供給を終了する
ことを特徴とする請求項５に記載の酸素供給制御装置。
前記呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、
前記呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に前記酸素供給を終了する
ことを特徴とする請求項５に記載の酸素供給制御装置。
【請求項7】
鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を検出する呼吸圧センサを用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、
前記呼吸圧センサの信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段と、
前記呼気開始ポイント検出手段で検出される複数の前記呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、
前記呼気開始ポイント検出手段で検出される前記呼気開始ポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段と、
前記呼気終了ポイント算出手段で算出される前記呼気終了ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段と
を有する
ことを特徴とする酸素供給制御装置。
前記呼吸圧センサの信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段と、
前記呼気開始ポイント検出手段で検出される複数の前記呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、
前記呼気開始ポイント検出手段で検出される前記呼気開始ポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段と、
前記呼気終了ポイント算出手段で算出される前記呼気終了ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段と
を有する
ことを特徴とする酸素供給制御装置。
【請求項8】
前記酸素供給期間決定手段では、
前記呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、
前記呼気終了ポイントより第４設定時間後に前記酸素供給を終了する
ことを特徴とする請求項７に記載の酸素供給制御装置。
前記呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、
前記呼気終了ポイントより第４設定時間後に前記酸素供給を終了する
ことを特徴とする請求項７に記載の酸素供給制御装置。
【請求項9】
前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間に応じて前記Ｉ：Ｅ比を変更して前記呼気時間を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置。
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置。
【請求項10】
前記呼吸フローセンサを鼻カニューラに設ける
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置。
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置。
【請求項11】
前記呼吸圧センサを鼻カニューラに設ける
ことを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置。
ことを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置。
【請求項12】
前記鼻孔からの前記呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサを用い、
前記呼気フローピークポイント検出手段で検出される前記呼気フローピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、前記呼気フローピークポイントでないと判断する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸素供給制御装置。
前記呼気フローピークポイント検出手段で検出される前記呼気フローピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、前記呼気フローピークポイントでないと判断する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の酸素供給制御装置。
【請求項13】
前記鼻孔からの前記呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサを用い、
前記呼気圧ピークポイント検出手段で検出される前記呼気圧ピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、前記呼気圧ピークポイントでないと判断する
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の酸素供給制御装置。
前記呼気圧ピークポイント検出手段で検出される前記呼気圧ピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、前記呼気圧ピークポイントでないと判断する
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の酸素供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、人工呼吸器に用いる酸素供給制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
酸素ガス供給患者への酸素投与法は、低流量式、高流量式、リザーバー式の３種類に分類される。健常成人では吸気時におよそ３０Ｌ／分の流量を必要とする。低流量式は供給される混合ガスの流量が３０Ｌ／分より少なく、高流量式では３０Ｌ／分以上である。
低流量式では、不足するガスを周囲の大気を吸入することで補うため、吸入酸素濃度の設定はできない。同じ酸素供給量であっても、患者吸気流量が大きい場合は大気による希釈が大きくなり、吸入酸素濃度は低下する。鼻カニューレでは通常酸素流量１Ｌ／分～３Ｌ／分で投与する。６Ｌ／分以上では鼻粘膜刺激が大きいために推奨されない。簡易酸素マスクはマスク内の呼気ガスを再呼吸する可能性があるために酸素流量を５Ｌ／分以上にする。
高流量式のベンチューリ―マスクでは供給混合ガスの総流量が３０Ｌ／分で設定吸入酸素濃度となるよう設計されている。例えば１２Ｌ５０%ベンチューリマスクでは、１２Ｌ／分の酸素ガスに加え、１８Ｌ／分の大気ガスを合わせて５０%酸素濃度ガスを３０Ｌ／分で供給している。吸気ガスすべてを供給ガスで補うため、周囲の大気による希釈はなく、設定した吸入酸素濃度で供給することが可能である。
リザーバー式は呼気中にリザーバーバックに酸素をため、吸気時に通常流れる酸素とともにリザーバー内の酸素ガスを吸入させる。リザーバー式では再呼吸を防ぐために酸素流量を６Ｌ／分以上にする。
なお、特許文献１では、勾配変化閾値を、人工呼吸されるべき患者それぞれの呼気時定数に応じて算出し、フロー信号推移の勾配の増大が、呼気時定数に基づいて算出される勾配変化閾値を超える場合に、人工呼吸器の呼気動作から吸気動作への移行をトリガーするように構成した人工呼吸器を提案している。
低流量式では、不足するガスを周囲の大気を吸入することで補うため、吸入酸素濃度の設定はできない。同じ酸素供給量であっても、患者吸気流量が大きい場合は大気による希釈が大きくなり、吸入酸素濃度は低下する。鼻カニューレでは通常酸素流量１Ｌ／分～３Ｌ／分で投与する。６Ｌ／分以上では鼻粘膜刺激が大きいために推奨されない。簡易酸素マスクはマスク内の呼気ガスを再呼吸する可能性があるために酸素流量を５Ｌ／分以上にする。
高流量式のベンチューリ―マスクでは供給混合ガスの総流量が３０Ｌ／分で設定吸入酸素濃度となるよう設計されている。例えば１２Ｌ５０%ベンチューリマスクでは、１２Ｌ／分の酸素ガスに加え、１８Ｌ／分の大気ガスを合わせて５０%酸素濃度ガスを３０Ｌ／分で供給している。吸気ガスすべてを供給ガスで補うため、周囲の大気による希釈はなく、設定した吸入酸素濃度で供給することが可能である。
リザーバー式は呼気中にリザーバーバックに酸素をため、吸気時に通常流れる酸素とともにリザーバー内の酸素ガスを吸入させる。リザーバー式では再呼吸を防ぐために酸素流量を６Ｌ／分以上にする。
なお、特許文献１では、勾配変化閾値を、人工呼吸されるべき患者それぞれの呼気時定数に応じて算出し、フロー信号推移の勾配の増大が、呼気時定数に基づいて算出される勾配変化閾値を超える場合に、人工呼吸器の呼気動作から吸気動作への移行をトリガーするように構成した人工呼吸器を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０１９－５１１３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば５００Ｌ酸素ボンベを使用して酸素投与を行った場合、１２Ｌ５０%ベンチューリマスクでは１時間も使用できない。鼻カニューレ酸素流量１Ｌ／分でおよそ８時間、酸素流量２Ｌ／分ではおよそ４時間でボンベが空になる。
酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できれば、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができる。
吸気開始のタイミングが分かれば、酸素供給を最も必要とする期間を決定することができる。
従って、特許文献１のように、呼気動作から吸気動作への移行を検知することが好ましいが、吸気動作時に酸素を供給する必要があることから、このような外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを検出することは困難である。
酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できれば、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができる。
吸気開始のタイミングが分かれば、酸素供給を最も必要とする期間を決定することができる。
従って、特許文献１のように、呼気動作から吸気動作への移行を検知することが好ましいが、吸気動作時に酸素を供給する必要があることから、このような外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを検出することは困難である。
【0005】
そこで、本発明は、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始（呼気終了）タイミングを算出できる酸素供給制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１記載の本発明の酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流を検出する呼吸フローセンサ１を用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、前記呼吸フローセンサ１の信号から呼気フローピークポイントを検出する呼気フローピークポイント検出手段１２と、前記呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される複数の前記呼気フローピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、前記一呼吸時間算出手段１４で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、前記呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される前記呼気フローピークポイントと前記呼気時間算出手段１５で算出される前記呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６と、前記呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６で算出される前記呼気終了後吸気相ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の酸素供給制御装置において、前記酸素供給期間決定手段１７では、前記呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、前記呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に前記酸素供給を終了することを特徴とする。
請求項３記載の本発明の酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流を検出する呼吸フローセンサ１を用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、前記呼吸フローセンサ１の信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段３２と、前記呼気開始ポイント検出手段３２で検出される複数の前記呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、前記一呼吸時間算出手段１４で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、前記呼気開始ポイント検出手段３２で検出される前記呼気開始ポイントと前記呼気時間算出手段１５で算出される前記呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段３６と、前記呼気終了ポイント算出手段３６で算出される前記呼気終了ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の酸素供給制御装置において、前記酸素供給期間決定手段１７では、前記呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、前記呼気終了ポイントより第４設定時間後に前記酸素供給を終了することを特徴とする。
請求項５記載の本発明の酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を検出する呼吸圧センサ５を用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、前記呼吸圧センサ５の信号から呼気圧ピークポイントを検出する呼気圧ピークポイント検出手段４２と、前記呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される複数の前記呼気圧ピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、前記呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される前記呼気圧ピークポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段と、前記呼気終了後吸気相ポイント算出手段で算出される前記呼気終了後吸気相ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段とを有することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の酸素供給制御装置において、前記酸素供給期間決定手段では、前記呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、前記呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に前記酸素供給を終了することを特徴とする。
請求項７記載の本発明の酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を検出する呼吸圧センサ５を用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、前記呼吸圧センサ５の信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段と、前記呼気開始ポイント検出手段で検出される複数の前記呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、前記呼気開始ポイント検出手段で検出される前記呼気開始ポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段と、前記呼気終了ポイント算出手段で算出される前記呼気終了ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段とを有することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の酸素供給制御装置において、前記酸素供給期間決定手段では、前記呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、前記呼気終了ポイントより第４設定時間後に前記酸素供給を終了することを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置において、前記一呼吸時間算出手段１４で算出される前記一呼吸時間に応じて前記Ｉ：Ｅ比を変更して前記呼気時間を算出することを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置において、前記呼吸フローセンサ１を鼻カニューラ２に設けることを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置において、前記呼吸圧センサ５を鼻カニューラ２に設けることを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の酸素供給制御装置において、前記鼻孔からの前記呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサ４を用い、前記呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される前記呼気フローピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、前記呼気フローピークポイントでないと判断することを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の酸素供給制御装置において、前記鼻孔からの前記呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサ４を用い、前記呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される前記呼気圧ピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、前記呼気圧ピークポイントでないと判断することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の酸素供給制御装置において、前記酸素供給期間決定手段１７では、前記呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、前記呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に前記酸素供給を終了することを特徴とする。
請求項３記載の本発明の酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流を検出する呼吸フローセンサ１を用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、前記呼吸フローセンサ１の信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段３２と、前記呼気開始ポイント検出手段３２で検出される複数の前記呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、前記一呼吸時間算出手段１４で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、前記呼気開始ポイント検出手段３２で検出される前記呼気開始ポイントと前記呼気時間算出手段１５で算出される前記呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段３６と、前記呼気終了ポイント算出手段３６で算出される前記呼気終了ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有することを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の酸素供給制御装置において、前記酸素供給期間決定手段１７では、前記呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、前記呼気終了ポイントより第４設定時間後に前記酸素供給を終了することを特徴とする。
請求項５記載の本発明の酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を検出する呼吸圧センサ５を用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、前記呼吸圧センサ５の信号から呼気圧ピークポイントを検出する呼気圧ピークポイント検出手段４２と、前記呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される複数の前記呼気圧ピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、前記呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される前記呼気圧ピークポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段と、前記呼気終了後吸気相ポイント算出手段で算出される前記呼気終了後吸気相ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段とを有することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の酸素供給制御装置において、前記酸素供給期間決定手段では、前記呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、前記呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に前記酸素供給を終了することを特徴とする。
請求項７記載の本発明の酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を検出する呼吸圧センサ５を用いて酸素供給期間を決定し、決定した前記酸素供給期間に酸素を供給する酸素供給制御装置であって、前記呼吸圧センサ５の信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段と、前記呼気開始ポイント検出手段で検出される複数の前記呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、前記一呼吸時間算出手段で算出される前記一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、前記呼気開始ポイント検出手段で検出される前記呼気開始ポイントと前記呼気時間算出手段で算出される前記呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段と、前記呼気終了ポイント算出手段で算出される前記呼気終了ポイントを基準として前記酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段とを有することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の酸素供給制御装置において、前記酸素供給期間決定手段では、前記呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、前記呼気終了ポイントより第４設定時間後に前記酸素供給を終了することを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置において、前記一呼吸時間算出手段１４で算出される前記一呼吸時間に応じて前記Ｉ：Ｅ比を変更して前記呼気時間を算出することを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置において、前記呼吸フローセンサ１を鼻カニューラ２に設けることを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の酸素供給制御装置において、前記呼吸圧センサ５を鼻カニューラ２に設けることを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１又は請求項２に記載の酸素供給制御装置において、前記鼻孔からの前記呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサ４を用い、前記呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される前記呼気フローピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、前記呼気フローピークポイントでないと判断することを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項５又は請求項６に記載の酸素供給制御装置において、前記鼻孔からの前記呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサ４を用い、前記呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される前記呼気圧ピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、前記呼気圧ピークポイントでないと判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、呼気フローピークポイント又は呼気圧ピークポイントから呼気終了後吸気相ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了後吸気相ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
また、本発明によれば、呼気開始ポイントから呼気終了ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における呼気終了ポイントを算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
また、本発明によれば、呼気開始ポイントから呼気終了ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における呼気終了ポイントを算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図
【図2】本発明の他の実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図
【図3】本発明の更に他の実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図
【図4】本発明の更に他の実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の第１の実施の形態による酸素供給制御装置は、呼吸フローセンサの信号から呼気フローピークポイントを検出する呼気フローピークポイント検出手段と、呼気フローピークポイント検出手段で検出される複数の呼気フローピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、一呼吸時間算出手段で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、呼気フローピークポイント検出手段で検出される呼気フローピークポイントと呼気時間算出手段で算出される呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段と、呼気終了後吸気相ポイント算出手段で算出される呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段とを有するものである。
本実施の形態によれば、呼気フローピークポイントから呼気終了後吸気相ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了後吸気相ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
本実施の形態によれば、呼気フローピークポイントから呼気終了後吸気相ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了後吸気相ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
【0010】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による酸素供給制御装置において、酸素供給期間決定手段では、呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に酸素供給を終了するものである。
本実施の形態によれば、呼気終了後吸気相ポイントを基準として、呼気終了後吸気相ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
本実施の形態によれば、呼気終了後吸気相ポイントを基準として、呼気終了後吸気相ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
【0011】
本発明の第３の実施の形態による酸素供給制御装置は、呼吸フローセンサの信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段と、呼気開始ポイント検出手段で検出される複数の呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、一呼吸時間算出手段で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、呼気開始ポイント検出手段で検出される呼気開始ポイントと呼気時間算出手段で算出される呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段と、呼気終了ポイント算出手段で算出される呼気終了ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段とを有するものである。
本実施の形態によれば、呼気開始ポイントから呼気終了ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における呼気終了ポイントを算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
本実施の形態によれば、呼気開始ポイントから呼気終了ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における呼気終了ポイントを算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
【0012】
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による酸素供給制御装置において、酸素供給期間決定手段では、呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了ポイントより第４設定時間後に酸素供給を終了するものである。
本実施の形態によれば、呼気終了ポイントを基準として、呼気終了ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
本実施の形態によれば、呼気終了ポイントを基準として、呼気終了ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
【0013】
本発明の第５の実施の形態による酸素供給制御装置は、呼吸圧センサの信号から呼気圧ピークポイントを検出する呼気圧ピークポイント検出手段と、呼気圧ピークポイント検出手段で検出される複数の呼気圧ピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、一呼吸時間算出手段で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、呼気圧ピークポイント検出手段で検出される呼気圧ピークポイントと呼気時間算出手段で算出される呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段と、呼気終了後吸気相ポイント算出手段で算出される呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段とを有するものである。
本実施の形態によれば、呼気圧ピークポイントから呼気終了後吸気相ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了後吸気相ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
本実施の形態によれば、呼気圧ピークポイントから呼気終了後吸気相ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了後吸気相ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
【0014】
本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による酸素供給制御装置において、酸素供給期間決定手段では、呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に酸素供給を終了するものである。
本実施の形態によれば、呼気終了後吸気相ポイントを基準として、呼気終了後吸気相ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
本実施の形態によれば、呼気終了後吸気相ポイントを基準として、呼気終了後吸気相ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
【0015】
本発明の第７の実施の形態による酸素供給制御装置は、呼吸圧センサの信号から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段と、呼気開始ポイント検出手段で検出される複数の呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段と、一呼吸時間算出手段で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段と、呼気開始ポイント検出手段で検出される呼気開始ポイントと呼気時間算出手段で算出される呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段と、呼気終了ポイント算出手段で算出される呼気終了ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段とを有するものである。
本実施の形態によれば、呼気開始ポイントから呼気終了ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における呼気終了ポイントを算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
本実施の形態によれば、呼気開始ポイントから呼気終了ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における呼気終了ポイントを算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
【0016】
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による酸素供給制御装置において、酸素供給期間決定手段では、呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了ポイントより第４設定時間後に酸素供給を終了するものである。
本実施の形態によれば、呼気終了ポイントを基準として、呼気終了ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
本実施の形態によれば、呼気終了ポイントを基準として、呼気終了ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
【0017】
本発明の第９の実施の形態は、第１から第８のいずれかの実施の形態による酸素供給制御装置において、一呼吸時間算出手段で算出される一呼吸時間に応じてＩ：Ｅ比を変更して呼気時間を算出するものである。
例えば、通常の呼吸状態では、Ｉ：Ｅ比は１：２と言われており、呼吸が荒くなり一呼吸時間が短くなるとＩ：Ｅ比は１：１のように、またゆっくりとした呼吸ではＩ：Ｅ比は１：３のように、呼吸の状態によってＩ：Ｅ比は変化する。本実施の形態によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
例えば、通常の呼吸状態では、Ｉ：Ｅ比は１：２と言われており、呼吸が荒くなり一呼吸時間が短くなるとＩ：Ｅ比は１：１のように、またゆっくりとした呼吸ではＩ：Ｅ比は１：３のように、呼吸の状態によってＩ：Ｅ比は変化する。本実施の形態によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
【0018】
本発明の第１０の実施の形態は、第１から第４のいずれかの実施の形態による酸素供給制御装置において、呼吸フローセンサを鼻カニューラに設けるものである。
本実施の形態によれば、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラに呼吸フローセンサを設けることで、鼻孔からの呼吸気流を正確に検出することができる。
本実施の形態によれば、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラに呼吸フローセンサを設けることで、鼻孔からの呼吸気流を正確に検出することができる。
【0019】
本発明の第１１の実施の形態は、第５から第８のいずれかの実施の形態による酸素供給制御装置において、呼吸圧センサを鼻カニューラに設けるものである。
本実施の形態によれば、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラに呼吸圧センサを設けることで、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を正確に検出することができる。
本実施の形態によれば、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラに呼吸圧センサを設けることで、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を正確に検出することができる。
【0020】
本発明の第１２の実施の形態は、第１又は第２の実施の形態による酸素供給制御装置において、鼻孔からの呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサを用い、呼気フローピークポイント検出手段で検出される呼気フローピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気フローピークポイントでないと判断するものである。
本実施の形態によれば、体動などの影響による誤検出を無くすことができる。
本実施の形態によれば、体動などの影響による誤検出を無くすことができる。
【0021】
本発明の第１３の実施の形態は、第５又は第６の実施の形態による酸素供給制御装置において、鼻孔からの呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサを用い、呼気圧ピークポイント検出手段で検出される呼気圧ピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気圧ピークポイントでないと判断するものである。
本実施の形態によれば、体動などの影響による誤検出を無くすことができる。
本実施の形態によれば、体動などの影響による誤検出を無くすことができる。
【実施例0022】
以下に本発明の実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図である。
図１は本発明の一実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図である。
【0023】
図１（ａ）に示すように、本実施例による酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流を検出する呼吸フローセンサ１を用いて酸素供給期間を決定し、決定した酸素供給期間に酸素を供給する。
呼吸フローセンサ１は、例えば鼻カニューラ２に設けることができる。鼻カニューラ２を用いることで、酸素供給装置３から鼻カニューラ２に酸素を供給することができる。本実施例のように呼気フローピークポイントを検出することで、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラ２に呼吸フローセンサ１を設けても、鼻孔からの呼吸気流、特に呼気気流を正確に検出することができる。ここで、呼気フローピークポイントとは、呼気気流が最も大きくなるポイントである。
なお、呼吸フローセンサ１は、鼻孔からの呼吸気流、特に呼気気流を検出することができればよく、ＮＰＰＶ（非侵襲的陽圧換気療法）マスクやＣＰＡＰ（持続陽圧呼吸療法）マスクとともに用いることもできる。
また、呼吸フローセンサ１とともに、鼻孔からの呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサ４を用いることが好ましい。
呼吸フローセンサ１は、例えば鼻カニューラ２に設けることができる。鼻カニューラ２を用いることで、酸素供給装置３から鼻カニューラ２に酸素を供給することができる。本実施例のように呼気フローピークポイントを検出することで、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラ２に呼吸フローセンサ１を設けても、鼻孔からの呼吸気流、特に呼気気流を正確に検出することができる。ここで、呼気フローピークポイントとは、呼気気流が最も大きくなるポイントである。
なお、呼吸フローセンサ１は、鼻孔からの呼吸気流、特に呼気気流を検出することができればよく、ＮＰＰＶ（非侵襲的陽圧換気療法）マスクやＣＰＡＰ（持続陽圧呼吸療法）マスクとともに用いることもできる。
また、呼吸フローセンサ１とともに、鼻孔からの呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサ４を用いることが好ましい。
【0024】
本実施例による酸素供給制御装置は、呼吸フローセンサ１の信号から呼気気流を検出する気流検出手段１１と、気流検出手段１１で検出される気流から呼気フローピークポイントを検出する呼気フローピークポイント検出手段１２と、呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される呼気フローピークポイントを記憶する呼気フローピークポイント記憶手段１３と、呼気フローピークポイント記憶手段１３に記憶される複数の呼気フローピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される呼気フローピークポイントと呼気時間算出手段１５で算出される呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６と、呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６で算出される呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有している。
【0025】
呼気時間算出手段１５で用いるＩ：Ｅ比は、Ｉ：Ｅ比記憶手段１８に記憶している。Ｉ：Ｅ比記憶手段１８には、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を記憶している。例えば、通常の呼吸状態では、Ｉ：Ｅ比は１：２と言われており、呼吸が荒くなり一呼吸時間が短くなるとＩ：Ｅ比は１：１のように、またゆっくりとした呼吸ではＩ：Ｅ比は１：３のように、呼吸の状態によってＩ：Ｅ比は変化する。従って、一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を記憶し、一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を呼気時間算出手段１５での算出に用いることで、より正確に呼気時間を算出することができる。
また、Ｉ：Ｅ比は、個人差に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＩ：Ｅ比を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＩ：Ｅ比を設定することが好ましい。
酸素供給期間決定手段１７では、呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に酸素供給を終了する。
ここで、第１設定時間及び第２設定時間は、設定時間記憶手段１９にあらかじめ記憶している。なお、第１設定時間及び第２設定時間についてもＩ：Ｅ比と同様に、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じた第１設定時間及び第２設定時間を記憶し、一呼吸時間に応じた第１設定時間及び第２設定時間を用いて酸素供給期間を決定することが好ましい。
また、Ｉ：Ｅ比は、個人差に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＩ：Ｅ比を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＩ：Ｅ比を設定することが好ましい。
酸素供給期間決定手段１７では、呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に酸素供給を終了する。
ここで、第１設定時間及び第２設定時間は、設定時間記憶手段１９にあらかじめ記憶している。なお、第１設定時間及び第２設定時間についてもＩ：Ｅ比と同様に、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じた第１設定時間及び第２設定時間を記憶し、一呼吸時間に応じた第１設定時間及び第２設定時間を用いて酸素供給期間を決定することが好ましい。
【0026】
また、本実施例による酸素供給制御装置は、ＣＯ２センサ４の信号からＣＯ２濃度を検出するＣＯ２濃度検出手段２１と、呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される呼気フローピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値以上であるかを判断する呼気フローピークポイント判断手段２２とを有している。
呼気フローピークポイント判断手段２２において、ＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気フローピークポイントでないと判断する。
ＣＯ２濃度閾値は、ＣＯ２濃度閾値記憶手段２３に記憶している。なお、ＣＯ２濃度閾値は、使用者に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＣＯ２濃度閾値を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＣＯ２濃度閾値を設定することが好ましい。
酸素供給駆動手段２４では、酸素供給期間決定手段１７で決定される酸素供給期間、酸素供給装置３から酸素を供給する駆動信号を出力する。
呼気フローピークポイント判断手段２２において、ＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気フローピークポイントでないと判断する。
ＣＯ２濃度閾値は、ＣＯ２濃度閾値記憶手段２３に記憶している。なお、ＣＯ２濃度閾値は、使用者に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＣＯ２濃度閾値を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＣＯ２濃度閾値を設定することが好ましい。
酸素供給駆動手段２４では、酸素供給期間決定手段１７で決定される酸素供給期間、酸素供給装置３から酸素を供給する駆動信号を出力する。
【0027】
図１（ｂ）に示すように、呼気相１における呼気フローピークポイントと呼気相２における呼気フローピークポイントとを呼気フローピークポイント検出手段１２によって検出し、呼気フローピークポイント記憶手段１３に記憶する。
一呼吸時間算出手段１４において、呼気相１における呼気フローピークポイントと呼気相２における呼気フローピークポイントとから一呼吸時間を算出することができる。
そして、呼気時間算出手段１５において、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比を用いることで、一呼吸時間から呼気時間を算出することができる。
そして、呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６において、呼気相２における呼気フローピークポイントと呼気時間とから呼気終了後吸気相ポイントを算出することができる。
そして、酸素供給期間決定手段１７において、呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定することができる。
図１（ｂ）では、最もシンプルに、２つの呼気フローピークポイントを用いて一呼吸時間を算出する場合を示しているが、３つ以上の呼気フローピークポイントを用いて一呼吸時間を算出することで、安定した呼吸状態における一呼吸時間を正確に算出することができる。
一呼吸時間算出手段１４において、呼気相１における呼気フローピークポイントと呼気相２における呼気フローピークポイントとから一呼吸時間を算出することができる。
そして、呼気時間算出手段１５において、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比を用いることで、一呼吸時間から呼気時間を算出することができる。
そして、呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６において、呼気相２における呼気フローピークポイントと呼気時間とから呼気終了後吸気相ポイントを算出することができる。
そして、酸素供給期間決定手段１７において、呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定することができる。
図１（ｂ）では、最もシンプルに、２つの呼気フローピークポイントを用いて一呼吸時間を算出する場合を示しているが、３つ以上の呼気フローピークポイントを用いて一呼吸時間を算出することで、安定した呼吸状態における一呼吸時間を正確に算出することができる。
【0028】
このように、本実施例によれば、呼気フローピークポイントから呼気終了後吸気相ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了後吸気相ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
また、本実施例によれば、呼気終了後吸気相ポイントを基準として、呼気終了後吸気相ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
また、本実施例によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
また、本実施例によれば、呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される呼気フローピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気フローピークポイントでないと判断することで、体動などの影響による誤検出を無くすことができる。
また、本実施例によれば、呼気終了後吸気相ポイントを基準として、呼気終了後吸気相ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
また、本実施例によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
また、本実施例によれば、呼気フローピークポイント検出手段１２で検出される呼気フローピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気フローピークポイントでないと判断することで、体動などの影響による誤検出を無くすことができる。
【0029】
図２は本発明の他の実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図である。
【0030】
図２（ａ）に示すように、本実施例による酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流を検出する呼吸フローセンサ１を用いて酸素供給期間を決定し、決定した酸素供給期間に酸素を供給する。
呼吸フローセンサ１は、例えば鼻カニューラ２に設けることができる。鼻カニューラ２を用いることで、酸素供給装置３から鼻カニューラ２に酸素を供給することができる。本実施例のように呼気開始ポイントを検出することで、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラ２に呼吸フローセンサ１を設けても、鼻孔からの呼吸気流、特に呼気気流を正確に検出することができる。ここで、呼気開始ポイントとは、吸気気流が減少した後の気流ゼロのポイントである。
なお、呼吸フローセンサ１は、鼻孔からの呼吸気流、特に呼気気流を検出することができればよく、ＮＰＰＶ（非侵襲的陽圧換気療法）マスクやＣＰＡＰ（持続陽圧呼吸療法）マスクとともに用いることもできる。
呼吸フローセンサ１は、例えば鼻カニューラ２に設けることができる。鼻カニューラ２を用いることで、酸素供給装置３から鼻カニューラ２に酸素を供給することができる。本実施例のように呼気開始ポイントを検出することで、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラ２に呼吸フローセンサ１を設けても、鼻孔からの呼吸気流、特に呼気気流を正確に検出することができる。ここで、呼気開始ポイントとは、吸気気流が減少した後の気流ゼロのポイントである。
なお、呼吸フローセンサ１は、鼻孔からの呼吸気流、特に呼気気流を検出することができればよく、ＮＰＰＶ（非侵襲的陽圧換気療法）マスクやＣＰＡＰ（持続陽圧呼吸療法）マスクとともに用いることもできる。
【0031】
本実施例による酸素供給制御装置は、呼吸フローセンサ１の信号から呼気気流を検出する気流検出手段１１と、気流検出手段１１で検出される気流から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段３２と、呼気開始ポイント検出手段３２で検出される呼気開始ポイントを記憶する呼気開始ポイント記憶手段３３と、呼気開始ポイント記憶手段３３に記憶される複数の呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、呼気開始ポイント検出手段３２で検出される呼気開始ポイントと呼気時間算出手段１５で算出される呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段３６と、呼気終了ポイント算出手段３６で算出される呼気終了ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有している。
【0032】
呼気時間算出手段１５で用いるＩ：Ｅ比は、Ｉ：Ｅ比記憶手段１８に記憶している。Ｉ：Ｅ比記憶手段１８には、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を記憶している。例えば、通常の呼吸状態では、Ｉ：Ｅ比は１：２と言われており、呼吸が荒くなり一呼吸時間が短くなるとＩ：Ｅ比は１：１のように、またゆっくりとした呼吸ではＩ：Ｅ比は１：３のように、呼吸の状態によってＩ：Ｅ比は変化する。従って、一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を記憶し、一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を呼気時間算出手段１５での算出に用いることで、より正確に呼気時間を算出することができる。
また、Ｉ：Ｅ比は、個人差に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＩ：Ｅ比を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＩ：Ｅ比を設定することが好ましい。
酸素供給期間決定手段１７では、呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了ポイントより第４設定時間後に酸素供給を終了する。
ここで、第３設定時間及び第４設定時間は、設定時間記憶手段１９にあらかじめ記憶している。なお、第３設定時間及び第４設定時間についてもＩ：Ｅ比と同様に、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じた第３設定時間及び第４設定時間を記憶し、一呼吸時間に応じた第３設定時間及び第４設定時間を用いて酸素供給期間を決定することが好ましい。
また、Ｉ：Ｅ比は、個人差に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＩ：Ｅ比を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＩ：Ｅ比を設定することが好ましい。
酸素供給期間決定手段１７では、呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了ポイントより第４設定時間後に酸素供給を終了する。
ここで、第３設定時間及び第４設定時間は、設定時間記憶手段１９にあらかじめ記憶している。なお、第３設定時間及び第４設定時間についてもＩ：Ｅ比と同様に、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じた第３設定時間及び第４設定時間を記憶し、一呼吸時間に応じた第３設定時間及び第４設定時間を用いて酸素供給期間を決定することが好ましい。
【0033】
酸素供給駆動手段２４では、酸素供給期間決定手段１７で決定される酸素供給期間、酸素供給装置３から酸素を供給する駆動信号を出力する。
【0034】
図２（ｂ）に示すように、呼気相１における呼気開始ポイントと呼気相２における呼気開始ポイントとを呼気開始ポイント検出手段３２によって検出し、呼気開始ポイント記憶手段３３に記憶する。
一呼吸時間算出手段１４において、呼気相１における呼気開始ポイントと呼気相２における呼気開始ポイントとから一呼吸時間を算出することができる。
そして、呼気時間算出手段１５において、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比を用いることで、一呼吸時間から呼気時間を算出することができる。
そして、呼気終了ポイント算出手段３６において、呼気相２における呼気開始ポイントと呼気時間とから呼気終了ポイントを算出することができる。
そして、酸素供給期間決定手段１７において、呼気終了ポイントを基準として酸素供給期間を決定することができる。
図２（ｂ）では、最もシンプルに、２つの呼気開始ポイントを用いて一呼吸時間を算出する場合を示しているが、３つ以上の呼気開始ポイントを用いて一呼吸時間を算出することで、安定した呼吸状態における一呼吸時間を正確に算出することができる。
一呼吸時間算出手段１４において、呼気相１における呼気開始ポイントと呼気相２における呼気開始ポイントとから一呼吸時間を算出することができる。
そして、呼気時間算出手段１５において、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比を用いることで、一呼吸時間から呼気時間を算出することができる。
そして、呼気終了ポイント算出手段３６において、呼気相２における呼気開始ポイントと呼気時間とから呼気終了ポイントを算出することができる。
そして、酸素供給期間決定手段１７において、呼気終了ポイントを基準として酸素供給期間を決定することができる。
図２（ｂ）では、最もシンプルに、２つの呼気開始ポイントを用いて一呼吸時間を算出する場合を示しているが、３つ以上の呼気開始ポイントを用いて一呼吸時間を算出することで、安定した呼吸状態における一呼吸時間を正確に算出することができる。
【0035】
このように、本実施例によれば、呼気開始ポイントから呼気終了ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
また、本実施例によれば、呼気終了ポイントを基準として、呼気終了ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
また、本実施例によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
また、本実施例によれば、呼気終了ポイントを基準として、呼気終了ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
また、本実施例によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
【0036】
図３は本発明の更に他の実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図である。
【0037】
図３（ａ）に示すように、本実施例による酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を検出する呼吸圧センサ５を用いて酸素供給期間を決定し、決定した酸素供給期間に酸素を供給する。
呼吸圧センサ５は、例えば鼻カニューラ２に設けることができる。鼻カニューラ２を用いることで、酸素供給装置３から鼻カニューラ２に酸素を供給することができる。本実施例のように呼気圧ピークポイントを検出することで、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラ２に呼吸圧センサ５を設けても、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化、特に呼気気流による圧力変化を正確に検出することができる。ここで、呼気圧ピークポイントとは、呼気気流による圧力が最も大きくなるポイントである。
なお、呼吸圧センサ５は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化、特に呼気気流による圧力変化を検出することができればよく、ＮＰＰＶ（非侵襲的陽圧換気療法）マスクやＣＰＡＰ（持続陽圧呼吸療法）マスクとともに用いることもできる。
また、呼吸圧センサ５とともに、鼻孔からの呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサ４を用いることが好ましい。
呼吸圧センサ５は、例えば鼻カニューラ２に設けることができる。鼻カニューラ２を用いることで、酸素供給装置３から鼻カニューラ２に酸素を供給することができる。本実施例のように呼気圧ピークポイントを検出することで、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラ２に呼吸圧センサ５を設けても、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化、特に呼気気流による圧力変化を正確に検出することができる。ここで、呼気圧ピークポイントとは、呼気気流による圧力が最も大きくなるポイントである。
なお、呼吸圧センサ５は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化、特に呼気気流による圧力変化を検出することができればよく、ＮＰＰＶ（非侵襲的陽圧換気療法）マスクやＣＰＡＰ（持続陽圧呼吸療法）マスクとともに用いることもできる。
また、呼吸圧センサ５とともに、鼻孔からの呼吸気流に含まれるＣＯ２濃度を検出するＣＯ２センサ４を用いることが好ましい。
【0038】
本実施例による酸素供給制御装置は、呼吸圧センサ５の信号から呼気気流による圧力を検出する圧検出手段４１と、圧検出手段４１で検出される圧力から呼気圧ピークポイントを検出する呼気圧ピークポイント検出手段４２と、呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される呼気圧ピークポイントを記憶する呼気圧ピークポイント記憶手段４３と、呼気圧ピークポイント記憶手段４３に記憶される複数の呼気圧ピークポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される呼気圧ピークポイントと呼気時間算出手段１５で算出される呼気時間から呼気終了後吸気相ポイントを算出する呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６と、呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６で算出される呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有している。
【0039】
呼気時間算出手段１５で用いるＩ：Ｅ比は、Ｉ：Ｅ比記憶手段１８に記憶している。Ｉ：Ｅ比記憶手段１８には、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を記憶している。例えば、通常の呼吸状態では、Ｉ：Ｅ比は１：２と言われており、呼吸が荒くなり一呼吸時間が短くなるとＩ：Ｅ比は１：１のように、またゆっくりとした呼吸ではＩ：Ｅ比は１：３のように、呼吸の状態によってＩ：Ｅ比は変化する。従って、一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を記憶し、一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を呼気時間算出手段１５での算出に用いることで、より正確に呼気時間を算出することができる。
また、Ｉ：Ｅ比は、個人差に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＩ：Ｅ比を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＩ：Ｅ比を設定することが好ましい。
酸素供給期間決定手段１７では、呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に酸素供給を終了する。
ここで、第１設定時間及び第２設定時間は、設定時間記憶手段１９にあらかじめ記憶している。なお、第１設定時間及び第２設定時間についてもＩ：Ｅ比と同様に、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じた第１設定時間及び第２設定時間を記憶し、一呼吸時間に応じた第１設定時間及び第２設定時間を用いて酸素供給期間を決定することが好ましい。
また、Ｉ：Ｅ比は、個人差に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＩ：Ｅ比を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＩ：Ｅ比を設定することが好ましい。
酸素供給期間決定手段１７では、呼気終了後吸気相ポイントより第１設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了後吸気相ポイントより第２設定時間後に酸素供給を終了する。
ここで、第１設定時間及び第２設定時間は、設定時間記憶手段１９にあらかじめ記憶している。なお、第１設定時間及び第２設定時間についてもＩ：Ｅ比と同様に、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じた第１設定時間及び第２設定時間を記憶し、一呼吸時間に応じた第１設定時間及び第２設定時間を用いて酸素供給期間を決定することが好ましい。
【0040】
また、本実施例による酸素供給制御装置は、ＣＯ２センサ４の信号からＣＯ２濃度を検出するＣＯ２濃度検出手段２１と、呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される呼気圧ピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値以上であるかを判断する呼気圧ピークポイント判断手段２５とを有している。
呼気圧ピークポイント判断手段２５において、ＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気圧ピークポイントでないと判断する。
ＣＯ２濃度閾値は、ＣＯ２濃度閾値記憶手段２３に記憶している。なお、ＣＯ２濃度閾値は、使用者に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＣＯ２濃度閾値を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＣＯ２濃度閾値を設定することが好ましい。
酸素供給駆動手段２４では、酸素供給期間決定手段１７で決定される酸素供給期間、酸素供給装置３から酸素を供給する駆動信号を出力する。
呼気圧ピークポイント判断手段２５において、ＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気圧ピークポイントでないと判断する。
ＣＯ２濃度閾値は、ＣＯ２濃度閾値記憶手段２３に記憶している。なお、ＣＯ２濃度閾値は、使用者に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＣＯ２濃度閾値を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＣＯ２濃度閾値を設定することが好ましい。
酸素供給駆動手段２４では、酸素供給期間決定手段１７で決定される酸素供給期間、酸素供給装置３から酸素を供給する駆動信号を出力する。
【0041】
図３（ｂ）に示すように、呼気相１における呼気圧ピークポイントと呼気相２における呼気圧ピークポイントとを呼気圧ピークポイント検出手段１２によって検出し、呼気圧ピークポイント記憶手段４３に記憶する。
一呼吸時間算出手段１４において、呼気相１における呼気圧ピークポイントと呼気相２における呼気圧ピークポイントとから一呼吸時間を算出することができる。
そして、呼気時間算出手段１５において、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比を用いることで、一呼吸時間から呼気時間を算出することができる。
そして、呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６において、呼気相２における呼気圧ピークポイントと呼気時間とから呼気終了後吸気相ポイントを算出することができる。
そして、酸素供給期間決定手段１７において、呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定することができる。
図３（ｂ）では、最もシンプルに、２つの呼気圧ピークポイントを用いて一呼吸時間を算出する場合を示しているが、３つ以上の呼気圧ピークポイントを用いて一呼吸時間を算出することで、安定した呼吸状態における一呼吸時間を正確に算出することができる。
一呼吸時間算出手段１４において、呼気相１における呼気圧ピークポイントと呼気相２における呼気圧ピークポイントとから一呼吸時間を算出することができる。
そして、呼気時間算出手段１５において、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比を用いることで、一呼吸時間から呼気時間を算出することができる。
そして、呼気終了後吸気相ポイント算出手段１６において、呼気相２における呼気圧ピークポイントと呼気時間とから呼気終了後吸気相ポイントを算出することができる。
そして、酸素供給期間決定手段１７において、呼気終了後吸気相ポイントを基準として酸素供給期間を決定することができる。
図３（ｂ）では、最もシンプルに、２つの呼気圧ピークポイントを用いて一呼吸時間を算出する場合を示しているが、３つ以上の呼気圧ピークポイントを用いて一呼吸時間を算出することで、安定した呼吸状態における一呼吸時間を正確に算出することができる。
【0042】
このように、本実施例によれば、呼気圧ピークポイントから呼気終了後吸気相ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了後吸気相ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
また、本実施例によれば、呼気終了後吸気相ポイントを基準として、呼気終了後吸気相ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
また、本実施例によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
また、本実施例によれば、呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される呼気圧ピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気圧ピークポイントでないと判断することで、体動などの影響による誤検出を無くすことができる。
また、本実施例によれば、呼気終了後吸気相ポイントを基準として、呼気終了後吸気相ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
また、本実施例によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
また、本実施例によれば、呼気圧ピークポイント検出手段４２で検出される呼気圧ピークポイントにおけるＣＯ２濃度がＣＯ２濃度閾値より低ければ、呼気圧ピークポイントでないと判断することで、体動などの影響による誤検出を無くすことができる。
【0043】
図４は本発明の更に他の実施例による酸素供給制御装置を示すブロック図及び説明図である。
【0044】
図４（ａ）に示すように、本実施例による酸素供給制御装置は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化を検出する呼吸圧センサ５を用いて酸素供給期間を決定し、決定した酸素供給期間に酸素を供給する。
呼吸圧センサ５は、例えば鼻カニューラ２に設けることができる。鼻カニューラ２を用いることで、酸素供給装置３から鼻カニューラ２に酸素を供給することができる。本実施例のように呼気開始ポイントを検出することで、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラ２に呼吸圧センサ５を設けても、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化、特に呼気気流による圧力変化を正確に検出することができる。ここで、呼気開始ポイントとは、吸気気流による圧力が減少した後の気流による圧ゼロのポイントである。
なお、呼吸圧センサ５は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化、特に呼気気流による圧力変化を検出することができればよく、ＮＰＰＶ（非侵襲的陽圧換気療法）マスクやＣＰＡＰ（持続陽圧呼吸療法）マスクとともに用いることもできる。
呼吸圧センサ５は、例えば鼻カニューラ２に設けることができる。鼻カニューラ２を用いることで、酸素供給装置３から鼻カニューラ２に酸素を供給することができる。本実施例のように呼気開始ポイントを検出することで、鼻腔から酸素を供給する鼻カニューラ２に呼吸圧センサ５を設けても、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化、特に呼気気流による圧力変化を正確に検出することができる。ここで、呼気開始ポイントとは、吸気気流による圧力が減少した後の気流による圧ゼロのポイントである。
なお、呼吸圧センサ５は、鼻孔からの呼吸気流による圧力変化、特に呼気気流による圧力変化を検出することができればよく、ＮＰＰＶ（非侵襲的陽圧換気療法）マスクやＣＰＡＰ（持続陽圧呼吸療法）マスクとともに用いることもできる。
【0045】
本実施例による酸素供給制御装置は、呼吸圧センサ５の信号から呼気気流を検出する圧検出手段４１と、圧検出手段４１で検出される気流による圧力変化から呼気開始ポイントを検出する呼気開始ポイント検出手段３２と、呼気開始ポイント検出手段３２で検出される呼気開始ポイントを記憶する呼気開始ポイント記憶手段３３と、呼気開始ポイント記憶手段３３に記憶される複数の呼気開始ポイントから一呼吸時間を算出する一呼吸時間算出手段１４と、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間と、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比とから呼気時間を算出する呼気時間算出手段１５と、呼気開始ポイント検出手段３２で検出される呼気開始ポイントと呼気時間算出手段１５で算出される呼気時間から呼気終了ポイントを算出する呼気終了ポイント算出手段３６と、呼気終了ポイント算出手段３６で算出される呼気終了ポイントを基準として酸素供給期間を決定する酸素供給期間決定手段１７とを有している。
【0046】
呼気時間算出手段１５で用いるＩ：Ｅ比は、Ｉ：Ｅ比記憶手段１８に記憶している。Ｉ：Ｅ比記憶手段１８には、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を記憶している。例えば、通常の呼吸状態では、Ｉ：Ｅ比は１：２と言われており、呼吸が荒くなり一呼吸時間が短くなるとＩ：Ｅ比は１：１のように、またゆっくりとした呼吸ではＩ：Ｅ比は１：３のように、呼吸の状態によってＩ：Ｅ比は変化する。従って、一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を記憶し、一呼吸時間に応じたＩ：Ｅ比を呼気時間算出手段１５での算出に用いることで、より正確に呼気時間を算出することができる。
また、Ｉ：Ｅ比は、個人差に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＩ：Ｅ比を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＩ：Ｅ比を設定することが好ましい。
酸素供給期間決定手段１７では、呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了ポイントより第４設定時間後に酸素供給を終了する。
ここで、第３設定時間及び第４設定時間は、設定時間記憶手段１９にあらかじめ記憶している。なお、第３設定時間及び第４設定時間についてもＩ：Ｅ比と同様に、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じた第３設定時間及び第４設定時間を記憶し、一呼吸時間に応じた第３設定時間及び第４設定時間を用いて酸素供給期間を決定することが好ましい。
また、Ｉ：Ｅ比は、個人差に応じて設定することが好ましく、使用者の実績データを用いてＩ：Ｅ比を設定し、又は使用者の年齢や症状に応じてＩ：Ｅ比を設定することが好ましい。
酸素供給期間決定手段１７では、呼気終了ポイントより第３設定時間前に酸素供給を開始し、呼気終了ポイントより第４設定時間後に酸素供給を終了する。
ここで、第３設定時間及び第４設定時間は、設定時間記憶手段１９にあらかじめ記憶している。なお、第３設定時間及び第４設定時間についてもＩ：Ｅ比と同様に、一呼吸時間算出手段１４で算出される一呼吸時間に応じた第３設定時間及び第４設定時間を記憶し、一呼吸時間に応じた第３設定時間及び第４設定時間を用いて酸素供給期間を決定することが好ましい。
【0047】
酸素供給駆動手段２４では、酸素供給期間決定手段１７で決定される酸素供給期間、酸素供給装置３から酸素を供給する駆動信号を出力する。
【0048】
図４（ｂ）に示すように、呼気相１における呼気開始ポイントと呼気相２における呼気開始ポイントとを呼気開始ポイント検出手段３２によって検出し、呼気開始ポイント記憶手段３３に記憶する。
一呼吸時間算出手段１４において、呼気相１における呼気開始ポイントと呼気相２における呼気開始ポイントとから一呼吸時間を算出することができる。
そして、呼気時間算出手段１５において、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比を用いることで、一呼吸時間から呼気時間を算出することができる。
そして、呼気終了ポイント算出手段３６において、呼気相２における呼気開始ポイントと呼気時間とから呼気終了ポイントを算出することができる。
そして、酸素供給期間決定手段１７において、呼気終了ポイントを基準として酸素供給期間を決定することができる。
図４（ｂ）では、最もシンプルに、２つの呼気開始ポイントを用いて一呼吸時間を算出する場合を示しているが、３つ以上の呼気開始ポイントを用いて一呼吸時間を算出することで、安定した呼吸状態における一呼吸時間を正確に算出することができる。
一呼吸時間算出手段１４において、呼気相１における呼気開始ポイントと呼気相２における呼気開始ポイントとから一呼吸時間を算出することができる。
そして、呼気時間算出手段１５において、あらかじめ設定したＩ：Ｅ比を用いることで、一呼吸時間から呼気時間を算出することができる。
そして、呼気終了ポイント算出手段３６において、呼気相２における呼気開始ポイントと呼気時間とから呼気終了ポイントを算出することができる。
そして、酸素供給期間決定手段１７において、呼気終了ポイントを基準として酸素供給期間を決定することができる。
図４（ｂ）では、最もシンプルに、２つの呼気開始ポイントを用いて一呼吸時間を算出する場合を示しているが、３つ以上の呼気開始ポイントを用いて一呼吸時間を算出することで、安定した呼吸状態における一呼吸時間を正確に算出することができる。
【0049】
このように、本実施例によれば、呼気開始ポイントから呼気終了ポイントを算出して酸素供給期間を決定することで、外部からの酸素供給の影響を受けることなく自発呼吸における吸気開始タイミングを呼気終了ポイントとして算出できるため、酸素供給を最も必要とする期間を酸素供給期間として決定できる。従って、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
また、本実施例によれば、呼気終了ポイントを基準として、呼気終了ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
また、本実施例によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
また、本実施例によれば、呼気終了ポイントを基準として、呼気終了ポイントの前後の時間帯に酸素供給を行うことで、供給する酸素を有効に肺胞に届けることができる。
また、本実施例によれば、呼吸の状態を一呼吸時間で判断し、判断した呼吸の状態に応じたＩ：Ｅ比を用いて呼気時間を算出することで、より正確な呼気時間を算出することができる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
本発明による酸素供給制御装置によれば、酸素供給量を大幅に軽減でき、酸素ボンベの長時間使用や酸素ボンベの小型化、及び酸素濃縮器の低コスト化を図ることができ、酸素ボンベを携帯しなければならない外出を容易にし、酸素ボンベを携帯した行動範囲を向上させることができる。
【符号の説明】
【0051】
１ 呼吸フローセンサ
２ 鼻カニューラ
３ 酸素供給装置
４ ＣＯ２センサ
５ 呼吸圧センサ
１１ 気流検出手段
１２ 呼気フローピークポイント検出手段
１３ 呼気フローピークポイント記憶手段
１４ 一呼吸時間算出手段
１５ 呼気時間算出手段
１６ 呼気終了後吸気相ポイント算出手段
１７ 酸素供給期間決定手段
１８ Ｉ：Ｅ比記憶手段
１９ 設定時間記憶手段
２１ ＣＯ２濃度検出手段
２２ 呼気フローピークポイント判断手段
２３ ＣＯ２濃度閾値記憶手段
２４ 酸素供給駆動手段
２５ 呼気圧ピークポイント判断手段
３２ 呼気開始ポイント検出手段
３３ 呼気開始ポイント記憶手段
３６ 呼気終了ポイント算出手段
４１ 圧検出手段
４２ 呼気圧ピークポイント検出手段
４３ 呼気圧ピークポイント記憶手段
２ 鼻カニューラ
３ 酸素供給装置
４ ＣＯ２センサ
５ 呼吸圧センサ
１１ 気流検出手段
１２ 呼気フローピークポイント検出手段
１３ 呼気フローピークポイント記憶手段
１４ 一呼吸時間算出手段
１５ 呼気時間算出手段
１６ 呼気終了後吸気相ポイント算出手段
１７ 酸素供給期間決定手段
１８ Ｉ：Ｅ比記憶手段
１９ 設定時間記憶手段
２１ ＣＯ２濃度検出手段
２２ 呼気フローピークポイント判断手段
２３ ＣＯ２濃度閾値記憶手段
２４ 酸素供給駆動手段
２５ 呼気圧ピークポイント判断手段
３２ 呼気開始ポイント検出手段
３３ 呼気開始ポイント記憶手段
３６ 呼気終了ポイント算出手段
４１ 圧検出手段
４２ 呼気圧ピークポイント検出手段
４３ 呼気圧ピークポイント記憶手段
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
