(57)【要約】【課題】ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善すること。【解決手段】ＣＰＡＰシステムは、空気を吸入して送り出すファンと、ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、ファンとセンサとを内蔵し、ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口とファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、センサが計測した圧力又は流量に基づいて、ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、センサが計測した圧力に基づいて、バルブを開閉するバルブ駆動部とを備える。【選択図】図３
2020074970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸入して送り出すファンと、
前記ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、
前記ファンと前記センサとを内蔵し、前記ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口と前記ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、
前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、
前記空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、
前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記バルブを開閉するバルブ駆動部と、
を備える、ＣＰＡＰシステム。
【請求項２】
前記モータ駆動部は、ＰＷＭ信号によって、前記ファンの回転数を制御し、
前記バルブ駆動部は、前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記バルブを開閉する、請求項１に記載のＣＰＡＰシステム。
【請求項３】
前記バルブ駆動部は、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が閾値以上である場合に前記バルブを閉じ、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が閾値未満である場合に前記バルブを開く、請求項２に記載のＣＰＡＰシステム。
【請求項４】
前記バルブ駆動部は、前記ＰＷＭ信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、前記バルブを開閉する、請求項２に記載のＣＰＡＰシステム。
【請求項５】
前記バルブ駆動部は、前記電圧信号に基づいて、電圧が第１電圧閾値以下である場合に前記バルブを閉じ、前記電圧が前記第１電圧閾値以上である第２電圧閾値以上である場合に前記バルブを開く、請求項４に記載のＣＰＡＰシステム。
【請求項６】
空気を吸入して送り出すファンと、
前記ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、
前記ファンと前記センサとを内蔵し、前記ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口と前記ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、
前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、
前記空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、
前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記バルブを開閉するバルブ駆動部と、
を備える、ＣＰＡＰ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＰＡＰ（Continuous Positive Airway Pressure）システム、及びＣＰＡＰ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＰＡＰは、機械で圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込み、気道を広げて睡眠中の無呼吸を防止する治療法である。ＣＰＡＰは、睡眠時無呼吸症候群に有効な治療法である。
ＣＰＡＰシステムは、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込む。ＣＰＡＰシステムは、空気を送り出すＣＰＡＰ装置と、あらかじめ設定した圧力で空気を送るチューブと、鼻に当てるマスクとからなる。
睡眠時無呼吸症候群の患者は、睡眠中に、マスクを装着する。圧力の大きさは、常に一定の圧力を保つ場合と、無呼吸の時にあわせて自動的に圧力を増加させる場合の２つパターンがあり、患者の病状に応じて医師により設定される。
【０００３】
ＣＰＡＰ装置に関して、検出対象の空気の圧力を正確に検出できる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、圧力センサは、ＣＰＡＰ装置内に設けられ、ＣＰＡＰ装置の吐出口から吐出される空気が導かれる第１のポートと開放ポートとしての第２のポートとを有し、吐出口から吐出される空気の圧力を検出する。開口部は、ＣＰＡＰ装置のハウジングに設けられ、ＣＰＡＰ装置の外部と連通されている。チューブは、開口部と、圧力センサの第２のポートとを接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−７８９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＰＡＰ装置は、患者が空気を吸っているときには圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むように制御し、患者が空気を吐いているときには圧力を低下させるように制御する。しかし、患者が空気を吐いている場合に、圧力を低下させる制御が追い付かない場合がある。この場合、患者には、空気を吐いているときに過度な空気が供給され続けるため、患者は、呼吸し辛い場合がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できるＣＰＡＰシステム、及びＣＰＡＰ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上述の課題に鑑み、本発明の一態様に係るＣＰＡＰシステムは、空気を吸入して送り出すファンと、前記ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、前記ファンと前記センサとを内蔵し、前記ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口と前記ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、前記空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記バルブを開閉するバルブ駆動部と、を備える。
【０００８】
（２）本発明の一態様に係るＣＰＡＰシステムにおいて、前記モータ駆動部は、ＰＷＭ信号によって、前記ファンの回転数を制御し、前記バルブ駆動部は、前記ＰＷＭ信号に基づいて、前記バルブを開閉するようにしてもよい。
【０００９】
（３）本発明の一態様に係るＣＰＡＰシステムにおいて、前記バルブ駆動部は、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が閾値以上である場合に前記バルブを閉じ、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が閾値未満である場合に前記バルブを開くようにしてもよい。
【００１０】
（４）本発明の一態様に係るＣＰＡＰシステムにおいて、前記バルブ駆動部は、前記ＰＷＭ信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、前記バルブを開閉するようにしてもよい。
【００１１】
（５）本発明の一態様に係るＣＰＡＰシステムにおいて、前記バルブ駆動部は、前記電圧信号に基づいて、電圧が第１電圧閾値以下である場合に前記バルブを閉じ、前記電圧が前記第１電圧閾値以上である第２電圧閾値以上である場合に前記バルブを開くようにしてもよい。
【００１２】
（６）本発明の一態様に係るＣＰＡＰ装置は、空気を吸入して送り出すファンと、前記ファンにより送り出された空気の圧力又は流量を計測するセンサと、前記ファンと前記センサとを内蔵し、前記ファンに送り込まれる空気を流入させる空気流入口と前記ファンから送り出された空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記ファンの回転数を制御するモータ駆動部と、前記空気流出口からチューブを介して患者に装着されるマスクへ供給される空気の圧力又は流量を調節するバルブと、前記センサが計測した前記圧力又は前記流量に基づいて、前記バルブを開閉するバルブ駆動部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できるＣＰＡＰシステム、及びＣＰＡＰ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態のＣＰＡＰシステムの一例を示す図である。
【図２】ＣＰＡＰ装置が送り出す空気の流量と、静圧との関係を、ファンの回転数をパラメータとして示した特性の一例を示す図である。
【図３】応答時間を示す特性図の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態のＣＰＡＰ装置の一例を示す図である。
【図５】ＰＷＭ信号の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態のＣＰＡＰシステムの応答時間を示す特性図の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態のＣＰＡＰシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の第１の変形例のＣＰＡＰ装置の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の第１の変形例のＣＰＡＰシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態の第２の変形例のＣＰＡＰ装置の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の第２の変形例のＣＰＡＰシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態の第３の変形例のＣＰＡＰ装置の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態の第３の変形例のＣＰＡＰシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本実施形態のＣＰＡＰシステム、及びＣＰＡＰ装置を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【００１６】
（実施形態）
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。同一又は類似の機能を有する構成には、同一の符号を付し、その構成に関して重複する説明は省略する場合がある。
（ＣＰＡＰシステムの概要）
図１は、本発明の実施形態のＣＰＡＰシステムの一例を示す図である。
ＣＰＡＰシステム１００は、ＣＰＡＰ装置２００と、チューブ３００と、マスク４００とを備える。
ＣＰＡＰ装置２００は、空気を流入させる空気流入口と、空気を流出させる空気流出口とを有するケースと、ファンと、圧力センサと、バルブ２５０とを備える。ファンと、圧力センサとは、ケースに内蔵されている。
ファンは、空気流入口からＣＰＡＰ装置２００に空気を吸入し、吸入した空気を、ＣＰＡＰ装置２００の空気流出口に接続されたチューブ３００に送り出す。
圧力センサは、ファンによりＣＰＡＰ装置２００に送り出された空気の圧力を計測する。
バルブ２５０は、空気流出口からチューブ３００を介してマスク４００へ供給される空気の圧力を調節する。
チューブ３００は、ＣＰＡＰ装置２００の空気流出口と接続され、ファンにより送り出された空気を、マスク４００へ送り出す。
マスク４００は、チューブ３００と接続され、患者に装着される。マスク４００は、ＣＰＡＰ装置２００が送り出した空気を送り出す。
【００１７】
図２は、ＣＰＡＰ装置が送り出す空気の流量と、静圧との関係を、ファンの回転数をパラメータとして示した特性の一例を示す図である。図２において、横軸はＣＰＡＰ装置２００が送り出す空気の流量［ｓｌｐｍ］であり、縦軸は圧力［ｋＰａ］である。
さらに、図２には、ファンの回転数を、２０００ｒ／ｍｉｎと、３０００ｒ／ｍｉｎと、３５００ｒ／ｍｉｎと、４０００ｒ／ｍｉｎと変化させた場合について示されている。ファンの回転数が高くなるにしたがって、得られる圧力（静圧）も高くなる。
また、図２には、使用される領域の一例を一点鎖線で示す。ここで使用される領域は、流量の範囲と、圧力の範囲とによって表される。具体的には、使用される流量の範囲は１０［ｓｌｐｍ］〜１３０［ｓｌｐｍ］程度であり、使用される圧力の範囲は０．１［ｋＰａ］〜４．７［ｋＰａ］程度である。
【００１８】
ＣＰＡＰ装置２００が送り出す空気の流量が２０［ｓｌｐｍ］から１００［ｓｌｐｍ］で、ファンの回転数が２０００［ｒ／ｍｉｎ］である場合に得られる圧力は、０．７５［ｋＰａ］〜１．２［ｋＰａ］程度である。ＣＰＡＰ装置２００が送り出す空気の流量が２０［ｓｌｐｍ］から１２０［ｓｌｐｍ］で、ファンの回転数が３０００［ｒ／ｍｉｎ］である場合に得られる圧力は、１．７５［ｋＰａ］〜２．５「ｋＰａ」程度である。ＣＰＡＰ装置２００が送り出す空気の流量が２０［ｓｌｐｍ］から１４０［ｓｌｐｍ］で、ファンの回転数が３５００［ｒ／ｍｉｎ］である場合に得られる圧力は、２．７［ｋＰａ］〜３．５［ｋＰａ］程度である。ＣＰＡＰ装置２００が送り出す空気の流量が２０［ｓｌｐｍ］から１２０［ｓｌｐｍ］で、ファンの回転数が４０００［ｒ／ｍｉｎ］である場合に得られる圧力は、３．７［ｋＰａ］〜４．５［ｋＰａ］程度である。
【００１９】
ここで、仮に、１２５［ｓｌｐｍ］の流量で、ファンの回転数を２０００ｒ／ｍｉｎと３５００ｒ／ｍｉｎとの間で調整することによって、０．５［ｋＰａ］と２．５［ｋＰａ］との間で圧力を調整する場合について説明する。つまり、患者が空気を吸っているときには圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むように、ファンの回転数を２０００［ｒ／ｍｉｎ］から３５００［ｒ／ｍｉｎ］に増加させ、患者が空気を吐いているときには圧力を低下させるために、ファンの回転数を３５００［ｒ／ｍｉｎ］から２０００［ｒ／ｍｉｎ］に減少させる。
【００２０】
図３は、応答時間を示す特性図の一例を示す図である。図３に示される例では、１２５［ｓｌｐｍ］の流量で、ファンの回転数を２０００ｒ／ｍｉｎと３５００ｒ／ｍｉｎとの間で調整することによって、０．５［ｋＰａ］と２．５［ｋＰａ］との間で圧力を調整する場合の応答時間の一例を示す。
ファンの回転数を２０００ｒ／ｍｉｎから３５００ｒ／ｍｉｎへ増加させるのに要する時間を回転数増加応答時間Ｔ１とし、ファンの回転数を３５０００ｒ／ｍｉｎから２００００ｒ／ｍｉｎへ減少させるのに要する時間を回転数減少応答時間Ｔ２とする。ファンは、ＤＣモータによって回転する。ＤＣモータは、回転数を増加させる立ち上がり時間に対して、回転数を減少させる立下り時間の方が遅い。このため、回転数増加応答時間Ｔ１は、回転数減少応答時間Ｔ２より短い。
【００２１】
バルブ２５０によって、空気流出口からチューブ３００を介してマスク４００へ供給される空気の圧力を調節しない場合には、患者が空気を吐いているときに圧力を低下させるためにファンの回転数を３５００［ｒ／ｍｉｎ］から２０００［ｒ／ｍｉｎ］に減少させても、回転数減少応答時間Ｔ２が長いために、圧力の低下が遅く、圧力の低下に時間を要する。圧力の低下に時間を要するため、患者が空気を吐いているときに、圧力が残留し、必要以上の圧力をかけた空気を与え続けてしまう。このため、患者は、呼吸し辛い場合がある。
そこで、実施形態のＣＰＡＰシステム１００は、患者が空気を吐いている場合に、バルブ２５０を開くことによって、空気流出口からチューブ３００を介してマスク４００へ供給される空気の圧力を調節する。このように構成することによって、患者が空気を吐いている場合に、患者に与える空気の圧力を低減できるため、患者の呼吸し辛いことを改善できる。
以下、ＣＰＡＰシステム１００に含まれるＣＰＡＰ装置２００について詳細に説明する。
【００２２】
図４は、本発明の実施形態のＣＰＡＰ装置の一例を示す図である。図４に示すように、ＣＰＡＰ装置２００は、ファン２１０と、圧力センサ２２０と、モータ２３０と、モータ駆動部２４０と、バルブ２５０と、バルブ駆動部２６０と、ケース２７０とを備える。
ファン２１０は、ケース２７０に内蔵され、ケース２７０の空気流入口ＡＩから空気を吸入し、吸入した空気を、空気流出口ＡＯへ送り出す。
圧力センサ２２０は、ケース２７０に内蔵され、ファン２１０により送り出された空気の圧力を、定期的に計測する。圧力センサ２２０は、空気の圧力の計測結果を、定期的にモータ駆動部２４０と、バルブ駆動部２６０とに出力する。
モータ２３０は、ファン２１０と接続され、モータ駆動部２４０が出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン２１０を回転させる。
【００２３】
モータ駆動部２４０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果を取得する。モータ駆動部２４０は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ２３０に設定する回転数を決定する。モータ駆動部２４０は、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ２３０に出力する。
図５は、回転数を示す情報の一例を示す図である。モータ駆動部２４０が出力する回転数を示す情報の一例は、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号である。図５において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。
モータ駆動部２４０は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の圧力の計測結果が減少した場合には、ＰＷＭ信号のオンとオフとを繰り返す周期に対してオンである時間の割合であるデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン２１０の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部２４０は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の圧力の計測結果が増加した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン２１０の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク４００へ供給する空気の圧力を低下させることができる。図５には、デューティ比を増加させた後の減少させる例を示している。図４に戻り説明を続ける。
【００２４】
バルブ２５０は、ケース２７０に内蔵され、空気流出口ＡＯから、空気流出口ＡＯに接続されたチューブ３００を介して患者ＰＡに装着されるマスク４００へ供給される空気の圧力を調節する。バルブ２５０の一例は、電磁バルブ、リニアバルブ、ウエストゲートバルブである。具体的には、バルブ２５０は、バルブ駆動部２６０による制御にしたがって、バルブ２５０を開閉することによって、空気流出口ＡＯからチューブ３００を介して患者ＰＡに装着されるマスク４００へ供給される空気の圧力を調節する。
バルブ駆動部２６０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果を取得する。バルブ駆動部２６０は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、バルブ２５０を開閉する。具体的には、バルブ駆動部２６０は、取得した空気の圧力の計測結果が前回より減少し、且つ第１圧力閾値以下である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う。ここで、空気の圧力の計測結果が前回より減少し、且つ第１圧力閾値以下である場合には、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部２６０は、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合にバルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出しないため、圧力が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部２６０は、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第２圧力閾値以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う。第２圧力閾値は、第１圧力閾値より高い。ここで、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第２圧力閾値以上である場合には、患者が空気を吐くことによって圧力が増加する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部２６０は、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出するため、圧力を低下させることができる。
【００２５】
図６は、本発明の実施形態のＣＰＡＰシステムの応答時間を示す特性図の一例を示す図である。図６に示される例では、図３に示される例と同様に、１２５［ｓｌｐｍ］の流量で、ファンの回転数を２０００ｒ／ｍｉｎと３５００ｒ／ｍｉｎとの間で調整することによって、０．５［ｋＰａ］と２．５［ｋＰａ］との間で圧力を調整する場合の応答時間の一例を示す。
図３と比較して、回転数増加応答時間Ｔ１は同程度であるが、回転数減少応答時間Ｔ２が短縮されているのが分かる。これは、本実施形態では、バルブ駆動部２６０は、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第２圧力閾値（Ｐｔｈ）以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行うため、バルブ２５０から空気が漏れることによって、ＣＰＡＰ装置２００内の圧力が急激に低下するためである。
【００２６】
（ＣＰＡＰシステムの動作）
図７は、本発明の実施形態のＣＰＡＰシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図７は、ＣＰＡＰシステム１００が起動した後の動作について示す。つまり、ＣＰＡＰ装置２００が、ファン２１０を回転させた後の動作について示す。
（ステップＳ１）
ＣＰＡＰ装置２００の圧力センサ２２０は、ファン２１０により送り出された空気の圧力を計測する。圧力センサ２２０は、空気の圧力の計測結果を、モータ駆動部２４０と、バルブ駆動部２６０とに出力する。
（ステップＳ２）
ＣＰＡＰ装置２００のモータ駆動部２４０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ２３０に設定する回転数を決定する。モータ駆動部２４０は、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ２３０に出力する。モータ２３０は、モータ駆動部２４０が出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン２１０を回転させる。
【００２７】
（ステップＳ３）
ＣＰＡＰ装置２００のバルブ駆動部２６０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第１圧力閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップＳ４)
バルブ駆動部２６０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第１圧力閾値以下である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う。バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、圧力が低下することを防ぐことができる。
(ステップＳ５)
バルブ駆動部２６０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第１圧力閾値以下でない場合、つまり、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第１圧力閾値より大きい場合と、空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、又は第１圧力閾値以下である場合とのいずれかである場合に、空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第２圧力閾値以上であるか否かを判定する。
【００２８】
(ステップＳ６)
バルブ駆動部２６０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第２圧力閾値以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う。バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、圧力をさらに低下できる。
ステップＳ５で、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、又は第２圧力閾値未満である場合、ステップＳ１へ移行する。
また、ステップＳ４又はステップＳ６の処理が終了した後に、ステップＳ１に移行する。
図５に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ１−Ｓ２と、ステップＳ３−Ｓ６とを入れ替えてもよい。
前述した実施形態では、ＣＰＡＰ装置２００に、バルブ２５０が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ３００に設けられてもよいし、マスク４００に設けられてもよい。ＣＰＡＰ装置２００に、バルブ２５０が設けられることによって、バルブ２５０と、圧力センサ２２０とが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ２５０が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ２５０が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ２５０が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部２６０が、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第１圧力閾値以下である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部２６０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも減少し、且つ第１圧力閾値以下である場合にはバルブ２５０を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ２５０を段階的に閉じた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部２６０が、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第２圧力閾値以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部２６０は、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果が前回よりも増加し、且つ第２圧力閾値以上である場合にはバルブ２５０を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ２５０を段階的に開いた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
【００２９】
実施形態のＣＰＡＰシステム１００によれば、ＣＰＡＰシステム１００は、ファン２１０と、圧力センサ２２０と、ケース２７０と、モータ駆動部２４０と、バルブ２５０と、バルブ駆動部２６０とを備える。ファン２１０は、空気を吸入して送り出す。圧力センサ２２０は、ファン２１０により送り出された空気の圧力を計測する。ケース２７０は、ファン２１０と圧力センサ２２０とを内蔵し、ファン２１０に送り込まれる空気を流入させる空気流入口ＡＩとファン２１０から送り出された空気を流出させる空気流出口ＡＯとを有する。モータ駆動部２４０は、圧力センサ２２０が計測した圧力に基づいて、ファン２１０の回転数を制御する。バルブ２５０は、空気流出口ＡＯからチューブ３００を介して患者ＰＡに装着されるマスク４００へ供給される空気の圧力を調節する。バルブ駆動部２６０は、圧力センサ２２０が計測した圧力に基づいて、バルブ２５０を開閉する。患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出しないため、圧力を高くできる。一方、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
【００３０】
（第１の変形例）
（ＣＰＡＰシステムの概要）
第１の変形例のＣＰＡＰシステムの一例は、図１を適用できる。ただし、ＣＰＡＰ装置２００の代わりに、ＣＰＡＰ装置２００ａを備える。
ＣＰＡＰシステム１００ａは、ＣＰＡＰ装置２００ａと、チューブ３００と、マスク４００とを備える。
第１の変形例のＣＰＡＰシステム１００ａでは、ＣＰＡＰ装置２００ａは、実施形態のＣＰＡＰ装置２００と比較して、モータ２３０を駆動するＰＷＭ信号に基づいて、バルブ２５０の開閉を制御する。
以下、ＣＰＡＰシステム１００ａに含まれるＣＰＡＰ装置２００ａについて詳細に説明する。
【００３１】
図８は、本発明の実施形態の第１の変形例のＣＰＡＰ装置の一例を示す図である。図８に示すように、ＣＰＡＰ装置２００ａは、ファン２１０と、圧力センサ２２０と、モータ２３０と、モータ駆動部２４０ａと、バルブ２５０と、バルブ駆動部２６０ａと、ケース２７０とを備える。
圧力センサ２２０は、ケース２７０に内蔵され、ファン２１０により送り出された空気の圧力を、定期的に計測する。圧力センサ２２０は、空気の圧力の計測結果を、定期的にモータ駆動部２４０ａに出力する。
モータ２３０は、ファン２１０と接続され、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン２１０を回転させる。
【００３２】
モータ駆動部２４０ａは、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果を取得する。モータ駆動部２４０ａは、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ２３０に設定する回転数を決定する。モータ駆動部２４０ａは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ２３０と、バルブ駆動部２６０ａとに出力する。モータ駆動部２４０ａが出力する回転数を示す情報の一例は、ＰＷＭ信号である。
モータ駆動部２４０ａは、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の圧力の計測結果が減少した場合には、ＰＷＭ信号のデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン２１０の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、圧力をかけた空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部２４０は、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の圧力の計測結果が増加した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン２１０の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク４００へ供給する空気の圧力を低下させることができる。
【００３３】
バルブ駆動部２６０ａは、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報を取得する。バルブ駆動部２６０ａは、取得した回転数を示す情報に基づいて、バルブ２５０を開閉する。具体的には、バルブ駆動部２６０ａは、例えば、Ｆ／Ｖコンバータ(frequency/voltage converter)によって構成され、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部２６０ａは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より減少し、且つ第１電圧閾値以下である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う。ここで、直流電圧が前回より減少し、且つ第１電圧閾値以下である場合には、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部２６０ａは、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合にバルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出しないため、圧力が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部２６０ａは、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部２６０ａは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも増加し、且つ第２電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う。第２電圧閾値は、第１電圧閾値よりも高い。ここで、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第２電圧閾値以上である場合には、患者が空気を吐くことによって直流電圧が増加する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部２６０ａは、患者が空気を吐くことによって電圧が増加した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出するため、圧力を低下させることができる。
第１の変形例のＣＰＡＰシステム１００ａの応答時間を示す特性図の一例は、図６を適用できる。つまり、回転数増加応答時間Ｔ１は同程度であるが、回転数減少応答時間Ｔ２が短縮されているのが分かる。これは、第１の変形例では、バルブ駆動部２６０は、取得した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第２電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行うため、圧力が急激に低下するためである。
【００３４】
（ＣＰＡＰシステムの動作）
図９は、本発明の実施形態の第１の変形例のＣＰＡＰシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図９は、ＣＰＡＰシステム１００ａが起動した後の動作について示す。つまり、ＣＰＡＰ装置２００ａが、ファン２１０を回転させた後の動作について示す。
（ステップＳ１１）
ＣＰＡＰ装置２００ａの圧力センサ２２０は、ファン２１０により送り出された空気の圧力を計測する。圧力センサ２２０は、空気の圧力の計測結果を、モータ駆動部２４０ａに出力する。
（ステップＳ１２）
ＣＰＡＰ装置２００ａのモータ駆動部２４０ａは、圧力センサ２２０が出力した空気の圧力の計測結果を取得し、取得した空気の圧力の計測結果に基づいて、モータ２３０に設定する回転数を決定する。モータ駆動部２４０ａは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ２３０と、バルブ駆動部２６０ａとに出力する。モータ２３０は、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン２１０を回転させる。
【００３５】
（ステップＳ１３）
ＣＰＡＰ装置２００ａのバルブ駆動部２６０ａは、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部２６０ａは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より減少し、且つ第１電圧閾値以下であるか否かを判定する。
(ステップＳ１４)
バルブ駆動部２６０ａは、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第１電圧閾値以下である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う。バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、圧力が低下することを防ぐことができる。
(ステップＳ１５)
バルブ駆動部２６０ａは、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第１電圧閾値以下でない場合、つまり、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第１電圧閾値より高い場合と、直流電圧が前回よりも減少し、又は第１電圧閾値以下である場合とのいずれかである場合に、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第２電圧閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップＳ１６)
バルブ駆動部２６０ａは、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第２電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う。バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって圧力が減少した場合に、圧力をさらに低下できる。
ステップＳ１５で、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、又は第１電圧閾値未満である場合、ステップＳ１１へ移行する。
また、ステップＳ１４又はステップＳ１６の処理が終了した後に、ステップＳ１１に移行する。
図９に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ１１−Ｓ１２と、ステップＳ１３−Ｓ１６とを入れ替えてもよい。
【００３６】
前述した第１の変形例では、ＣＰＡＰ装置２００ａに、バルブ２５０が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ３００に設けられてもよいし、マスク４００に設けられてもよい。ＣＰＡＰ装置２００ａに、バルブ２５０が設けられることによって、バルブ２５０と、圧力センサ２２０とが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ２５０が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ２５０が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ２５０が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した第１の変形例では、ＣＰＡＰ装置２００ａが、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ第１電圧閾値以下である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行い、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第２電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ＣＰＡＰ装置２００ａは、取得した回転数を示す情報に基づいて、回転数が前回よりも減少し、且つ第１回転数閾値以下である場合にはバルブ２５０を開く制御を行い、回転数が前回よりも増加し、且つ第２回転数閾値以上である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行うようにしてもよい。第２回転数閾値は、第１回転数閾値よりも高い。このように構成することによって、回転数を、直流電圧に変換する処理を省略することができる。
前述した第１の変形例では、バルブ駆動部２６０ａが、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第１電圧閾値以下である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部２６０ａは、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ第１電圧閾値以下である場合にはバルブ２５０を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ２５０を段階的に閉じた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
前述した第１の変形例では、バルブ駆動部２６０ａが、モータ駆動部２４０ａが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第２電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部２６０ａは、直流電圧が前回よりも増加し、且つ第２電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ２５０を段階的に開いた状態にできるため、任意の圧力に設定できる。
【００３７】
第１の変形例のＣＰＡＰシステム１００ａによれば、ＣＰＡＰシステム１００ａは、ファン２１０と、圧力センサ２２０と、ケース２７０と、モータ駆動部２４０ａと、バルブ２５０と、バルブ駆動部２６０ａとを備える。ファン２１０は、空気を吸入して送り出す。圧力センサ２２０は、ファン２１０により送り出された空気の圧力を計測する。ケース２７０は、ファン２１０と圧力センサ２２０とを内蔵し、ファン２１０に送り込まれる空気を流入させる空気流入口ＡＩとファン２１０から送り出された空気を流出させる空気流出口ＡＯとを有する。モータ駆動部２４０ａは、圧力センサ２２０が計測した圧力に基づいて、ファン２１０の回転数を制御する。バルブ２５０は、空気流出口ＡＯからチューブ３００を介して患者ＰＡに装着されるマスク４００へ供給される空気の圧力を調節する。バルブ駆動部２６０ａは、圧力センサ２２０が計測した圧力に基づいて、バルブ２５０を開閉する。さらに、モータ駆動部２４０ａは、ＰＷＭ信号によって、ファン２１０の回転数を制御し、バルブ駆動部２６０ａは、ＰＷＭ信号に基づいて、バルブ２５０を開閉する。患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出されないため、圧力を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
【００３８】
さらに、バルブ駆動部２６０ａは、ＰＷＭ信号のデューティ比が第１閾値以下である場合にバルブ２５０を閉じ、ＰＷＭ信号のデューティ比が第２閾値以上である場合にバルブ２５０を開く。患者が空気を吸うことによって圧力が減少することによって、ＰＷＭ信号のデューティ比が第１閾値以下となった場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出されないため、圧力を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加することによって、ＰＷＭ信号のデューティ比が第２閾値以上となった場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部２６０ａは、ＰＷＭ信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、バルブ２５０を開閉する。患者が空気を吸うことによって圧力が減少した場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出されないため、圧力をさらに増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部２６０ａは、電圧信号に基づいて、電圧が第１電圧閾値以下である場合にバルブ２５０を閉じ、電圧が第２電圧閾値以上である場合にバルブ２５０を開く。患者が空気を吸うことによって圧力が減少することによって、電圧が第１電圧閾値以下となった場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出されないため、圧力を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって圧力が増加することによって、電圧が第２電圧閾値以上となった場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気を流出させることができるため、圧力をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
【００３９】
（第２の変形例）
（ＣＰＡＰシステムの概要）
第２の変形例のＣＰＡＰシステムの一例は、図１を適用できる。ただし、ＣＰＡＰ装置２００の代わりに、ＣＰＡＰ装置２００ｂを備える。
ＣＰＡＰシステム１００ｂは、ＣＰＡＰ装置２００ｂと、チューブ３００と、マスク４００とを備える。
第２の変形例のＣＰＡＰシステム１００ｂでは、ＣＰＡＰ装置２００ｂは、実施形態のＣＰＡＰ装置２００と比較して、圧力センサの代わりに流量センサを備える。
以下、ＣＰＡＰシステム１００ｂに含まれるＣＰＡＰ装置２００ｂについて詳細に説明する。
【００４０】
図１０は、本発明の実施形態の第２の変形例のＣＰＡＰ装置の一例を示す図である。図１０に示すように、ＣＰＡＰ装置２００ｂは、ファン２１０と、流量センサ２２０ｂと、モータ２３０と、モータ駆動部２４０ｂと、バルブ２５０と、バルブ駆動部２６０ｂと、ケース２７０とを備える。
流量センサ２２０ｂは、ケース２７０に内蔵され、ファン２１０により送り出された空気の流量を、定期的に計測する。流量センサ２２０ｂは、空気の流量の計測結果を、定期的にモータ駆動部２４０ｂと、バルブ駆動部２６０ｂとに出力する。
モータ２３０は、ファン２１０と接続され、モータ駆動部２４０ｂが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン２１０を回転させる。
【００４１】
モータ駆動部２４０ｂは、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果を取得する。モータ駆動部２４０ｂは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ２３０に設定する回転数を決定する。モータ駆動部２４０ｂは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ２３０に出力する。
回転数を示す情報の一例は、図５を適用できる。モータ駆動部２４０ｂが出力する回転数を示す情報の一例は、ＰＷＭ信号である。
モータ駆動部２４０ｂは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の流量の計測結果が増加した場合には、ＰＷＭ信号のオンとオフとを繰り返す周期に対してオンである時間の割合であるデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン２１０の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、高い流量の空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部２４０は、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の流量の計測結果が減少した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン２１０の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク４００へ供給する空気の流量を低下させることができる。
【００４２】
バルブ２５０は、ケース２７０に内蔵され、空気流出口ＡＯから、空気流出口ＡＯに接続されたチューブ３００を介して患者ＰＡに装着されるマスク４００へ供給される空気の流量を調節する。バルブ２５０の一例は、電磁バルブ、リニアバルブ、ウエストゲートバルブである。具体的には、バルブ２５０は、バルブ駆動部２６０ｂによる制御にしたがって、バルブ２５０を開閉することによって、空気流出口ＡＯからチューブ３００を介して患者ＰＡに装着されるマスク４００へ供給される空気の流量を調節する。
バルブ駆動部２６０ｂは、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果を取得する。バルブ駆動部２６０ｂは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、バルブ２５０を開閉する。具体的には、バルブ駆動部２６０ｂは、取得した空気の流量の計測結果が前回より増加し、且つ第１流量閾値以上である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う。ここで、空気の流量の計測結果が前回より増加し、且つ第１流量閾値以上である場合には、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部２６０ｂは、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合にバルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出しないため、流量が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部２６０は、取得した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第２流量閾値以下である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う。第２流量閾値は、第１流量閾値よりも小さい。ここで、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第２流量閾値以下である場合には、患者が空気を吐くことによって流量が減少する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部２６０は、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出するため、流量を低下させることができる。
【００４３】
（ＣＰＡＰシステムの動作）
図１１は、第２の変形例のＣＰＡＰシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図１１は、ＣＰＡＰシステム１００ｂが起動した後の動作について示す。つまり、ＣＰＡＰ装置２００ｂが、ファン２１０を回転させた後の動作について示す。
（ステップＳ２１）
ＣＰＡＰ装置２００ｂの流量センサ２２０ｂは、ファン２１０により送り出された空気の流量を計測する。流量センサ２２０ｂは、空気の流量の計測結果を、モータ駆動部２４０ｂと、バルブ駆動部２６０ｂとに出力する。
（ステップＳ２２）
ＣＰＡＰ装置２００ｂのモータ駆動部２４０ｂは、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ２３０に設定する回転数を決定する。モータ駆動部２４０ｂは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ２３０に出力する。モータ２３０は、モータ駆動部２４０ｂが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン２１０を回転させる。
【００４４】
（ステップＳ２３）
ＣＰＡＰ装置２００ｂのバルブ駆動部２６０ｂは、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第１流量閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップＳ２４)
バルブ駆動部２６０ｂは、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第１流量閾値以上である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う。バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、流量が低下することを防ぐことができる。
(ステップＳ２５)
バルブ駆動部２６０ｂは、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第１流量閾値以上でない場合、つまり、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第１流量閾値未満である場合と、空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、又は第１流量閾値以上である場合とのいずれかである場合に、空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第２流量閾値以下であるか否かを判定する。
【００４５】
(ステップＳ２６)
バルブ駆動部２６０は、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第２流量閾値以下である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う。バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、流量をさらに低下できる。
ステップＳ２５で、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、又は第２流量閾値より大きい場合、ステップＳ２１へ移行する。
また、ステップＳ２４又はステップＳ２６の処理が終了した後に、ステップＳ２１に移行する。
図１２に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ２１−Ｓ２２と、ステップＳ２３−Ｓ２６とを入れ替えてもよい。
前述した第２の変形例では、ＣＰＡＰ装置２００ｂに、バルブ２５０が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ３００に設けられてもよいし、マスク４００に設けられてもよい。ＣＰＡＰ装置２００ｂに、バルブ２５０が設けられることによって、バルブ２５０と、流量センサ２２０ｂとが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ２５０が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ２５０が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ２５０が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部２６０ｂが、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第１流量閾値以上である場合にバルブ２５０を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部２６０ｂは、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも増加し、且つ第１流量閾値以上である場合にはバルブ２５０を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ２５０を段階的に閉じた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
前述した実施形態では、バルブ駆動部２６０ｂが、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第２流量閾値以下である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部２６０ｂは、流量センサ２２０ｂが出力した空気の流量の計測結果が前回よりも減少し、且つ第２流量閾値以下である場合にはバルブ２５０を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ２５０を段階的に開いた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
【００４６】
第２の変形例のＣＰＡＰシステム１００ｂによれば、ＣＰＡＰシステム１００ｂは、ファン２１０と、流量センサ２２０ｂと、ケース２７０と、モータ駆動部２４０ｂと、バルブ２５０と、バルブ駆動部２６０ｂとを備える。ファン２１０は、空気を吸入して送り出す。流量センサ２２０ｂは、ファン２１０により送り出された空気の流量を計測する。ケース２７０は、ファン２１０と流量センサ２２０ｂとを内蔵し、ファン２１０に送り込まれる空気を流入させる空気流入口ＡＩとファン２１０から送り出された空気を流出させる空気流出口ＡＯとを有する。モータ駆動部２４０ｂは、流量センサ２２０ｂが計測した流量に基づいて、ファン２１０の回転数を制御する。バルブ２５０は、空気流出口ＡＯからチューブ３００を介して患者ＰＡに装着されるマスク４００へ供給される空気の流量を調節する。バルブ駆動部２６０ｂは、流量センサ２２０ｂが計測した流量に基づいて、バルブ２５０を開閉する。患者が空気を吸うことによって流量が減少した場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出しないため、流量を高くできる。一方、患者が空気を吐くことによって流量が増加した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
【００４７】
（第３の変形例）
（ＣＰＡＰシステムの概要）
第３の変形例のＣＰＡＰシステムの一例は、図１を適用できる。ただし、ＣＰＡＰ装置２００の代わりに、ＣＰＡＰ装置２００ｃを備える。
ＣＰＡＰシステム１００ｃは、ＣＰＡＰ装置２００ｃと、チューブ３００と、マスク４００とを備える。
第３の変形例のＣＰＡＰシステム１００ｃでは、ＣＰＡＰ装置２００ｃは、第３の変形例のＣＰＡＰ装置２００ｂと比較して、モータ２３０を駆動するＰＷＭ信号に基づいて、バルブ２５０の開閉を制御する。
以下、ＣＰＡＰシステム１００ｃに含まれるＣＰＡＰ装置２００ｃについて詳細に説明する。
【００４８】
図１２は、本発明の実施形態の第３の変形例のＣＰＡＰ装置の一例を示す図である。図１２に示すように、ＣＰＡＰ装置２００ｃは、ファン２１０と、流量センサ２２０ｃと、モータ２３０と、モータ駆動部２４０ｃと、バルブ２５０と、バルブ駆動部２６０ｃと、ケース２７０とを備える。
流量センサ２２０ｃは、ケース２７０に内蔵され、ファン２１０により送り出された空気の流量を、定期的に計測する。流量センサ２２０ｃは、空気の流量の計測結果を、定期的にモータ駆動部２４０ｃに出力する。
モータ２３０は、ファン２１０と接続され、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報に基づいて、ファン２１０を回転させる。
【００４９】
モータ駆動部２４０ｃは、流量センサ２２０ｃが出力した空気の流量の計測結果を取得する。モータ駆動部２４０ｃは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ２３０に設定する回転数を決定する。モータ駆動部２４０ｃは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ２３０と、バルブ駆動部２６０ｃとに出力する。モータ駆動部２４０ｃが出力する回転数を示す情報の一例は、ＰＷＭ信号である。
モータ駆動部２４０ｃは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吸うことによって、空気の流量の計測結果が増加した場合には、ＰＷＭ信号のデューティ比を増加させる。このように構成することによって、ファン２１０の回転数を増加させることができるため、空気を吸っている患者に対して、高い流量の空気を鼻から気道に送り込むことができる。
一方、モータ駆動部２４０ｃは、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、患者が空気を吐くことによって、空気の流量の計測結果が減少した場合には、デューティ比を減少させる。このように構成することによって、ファン２１０の回転数を減少させることができるため、空気を吐いている患者に対して、マスク４００へ供給する空気の流量を低下させることができる。
【００５０】
バルブ駆動部２６０ｃは、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報を取得する。バルブ駆動部２６０ｃは、取得した回転数を示す情報に基づいて、バルブ２５０を開閉する。具体的には、バルブ駆動部２６０ｃは、例えば、Ｆ／Ｖコンバータ(frequency/voltage converter)によって構成され、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部２６０ｃは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う。ここで、直流電圧が前回より増加し、且つ電圧閾値以上である場合には、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合が含まれる。このように、バルブ駆動部２６０ｃは、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合にバルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出しないため、流量が低下することを防ぐことができる。
一方、バルブ駆動部２６０ｃは、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部２６０ｃは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う。ここで、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合には、患者が空気を吐くことによって直流電圧が減少する場合が含まれる。このように、バルブ駆動部２６０ｃは、患者が空気を吐くことによって電圧が減少した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出するため、流量を低下させることができる。
【００５１】
（ＣＰＡＰシステムの動作）
図１３は、本発明の実施形態の第３の変形例のＣＰＡＰシステムの動作の一例を示すフローチャートである。図１３は、ＣＰＡＰシステム１００ｃが起動した後の動作について示す。つまり、ＣＰＡＰ装置２００ｃが、ファン２１０を回転させた後の動作について示す。
（ステップＳ３１）
ＣＰＡＰ装置２００ｃの流量センサ２２０ｃは、ファン２１０により送り出された空気の流量を計測する。流量センサ２２０ｃは、空気の流量の計測結果を、モータ駆動部２４０ｃに出力する。
（ステップＳ３２）
ＣＰＡＰ装置２００ｃのモータ駆動部２４０ｃは、流量センサ２２０ｃが出力した空気の流量の計測結果を取得し、取得した空気の流量の計測結果に基づいて、モータ２３０に設定する回転数を決定する。モータ駆動部２４０ｃは、決定した回転数に基づいて、回転数を示す情報を、モータ２３０と、バルブ駆動部２６０ｃとに出力する。モータ２３０は、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報を設定することによって、ファン２１０を回転させる。
【００５２】
（ステップＳ３３）
ＣＰＡＰ装置２００ｃのバルブ駆動部２６０ｃは、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報を取得し、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号をパルスの周波数に比例した直流電圧に変換する。バルブ駆動部２６０ｃは、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回より増加し、且つ電圧閾値以上であるか否かを判定する。
(ステップＳ３４)
バルブ駆動部２６０ｃは、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う。バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出することがないため、患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、流量が低下することを防ぐことができる。
(ステップＳ３５)
バルブ駆動部２６０ｃは、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上でない場合、つまり、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合と、直流電圧が前回よりも減少し、又は電圧閾値以上である場合とのいずれかである場合に、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満であるか否かを判定する。
(ステップＳ３６)
バルブ駆動部２６０ｃは、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う。バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出するため、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、流量をさらに低下できる。
ステップＳ３５で、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、又は電圧閾値未満である場合、ステップＳ３１へ移行する。
また、ステップＳ３４又はステップＳ３６の処理が終了した後に、ステップＳ３１に移行する。
図１３に示されるフローチャートにおいて、ステップＳ３１−Ｓ３２と、ステップＳ３３−Ｓ３６とを入れ替えてもよい。
【００５３】
前述した第３の変形例では、ＣＰＡＰ装置２００ｃに、バルブ２５０が設けられる場合について説明したが、この例に限られない。例えば、チューブ３００に設けられてもよいし、マスク４００に設けられてもよい。ＣＰＡＰ装置２００ｃに、バルブ２５０が設けられることによって、バルブ２５０と、流量センサ２２０ｃとが近い位置に設置されることになるため、患者が空気を吸い始めてからバルブ２５０が閉じるまでの時間と、患者が空気を吐き始めてからバルブ２５０が開くまでの時間とを、他の位置にバルブ２５０が設けられる場合よりも短縮できる。
前述した第３の変形例では、ＣＰＡＰ装置２００ｃが、取得した回転数を示す情報に基づいて、パルス信号を変換することによって得られた直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ２５０を開く制御を行い、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ＣＰＡＰ装置２００ｃは、取得した回転数を示す情報に基づいて、回転数が前回よりも減少し、且つ回転数閾値未満である場合にはバルブ２５０を開く制御を行い、回転数が前回よりも増加し、且つ回転数閾値以上である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行うようにしてもよい。このように構成することによって、回転数を、直流電圧に変換する処理を省略することができる。
前述した第３の変形例では、バルブ駆動部２６０ｃが、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を閉じる制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部２６０ｃは、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも増加し、且つ電圧閾値以上である場合にはバルブ２５０を、前回よりも、閉じた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ２５０を段階的に閉じた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
前述した第３の変形例では、バルブ駆動部２６０ｃが、モータ駆動部２４０ｃが出力した回転数を示す情報に基づいて、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ２５０を開く制御を行う場合について説明したが、この例に限られない。例えば、バルブ駆動部２６０ｃは、直流電圧が前回よりも減少し、且つ電圧閾値未満である場合にはバルブ２５０を、前回よりも、開いた状態、換言すれば半開き状態にしてもよい。このように構成することによって、バルブ２５０を段階的に開いた状態にできるため、任意の流量に設定できる。
【００５４】
第３の変形例のＣＰＡＰシステム１００ｃによれば、ＣＰＡＰシステム１００ｃは、ファン２１０と、流量センサ２２０ｃと、ケース２７０と、モータ駆動部２４０ｃと、バルブ２５０と、バルブ駆動部２６０ｃとを備える。ファン２１０は、空気を吸入して送り出す。流量センサ２２０ｃは、ファン２１０により送り出された空気の流量を計測する。ケース２７０は、ファン２１０と流量センサ２２０ｃとを内蔵し、ファン２１０に送り込まれる空気を流入させる空気流入口ＡＩとファン２１０から送り出された空気を流出させる空気流出口ＡＯとを有する。モータ駆動部２４０ｃは、流量センサ２２０ｃが計測した流量に基づいて、ファン２１０の回転数を制御する。バルブ２５０は、空気流出口ＡＯからチューブ３００を介して患者ＰＡに装着されるマスク４００へ供給される空気の流量を調節する。バルブ駆動部２６０ｃは、流量センサ２２０ｃが計測した流量に基づいて、バルブ２５０を開閉する。さらに、モータ駆動部２４０ｃは、ＰＷＭ信号によって、ファン２１０の回転数を制御し、バルブ駆動部２６０ｃは、ＰＷＭ信号に基づいて、バルブ２５０を開閉する。患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出されないため、流量を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気が流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
【００５５】
さらに、バルブ駆動部２６０ｃは、ＰＷＭ信号のデューティ比が閾値以上である場合にバルブ２５０を閉じ、ＰＷＭ信号のデューティ比が閾値未満である場合にバルブ２５０を開く。患者が空気を吸うことによって流量が増加することによって、ＰＷＭ信号のデューティ比が閾値以上となった場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出されないため、流量を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少することによって、ＰＷＭ信号のデューティ比が閾値未満となった場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気を流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部２６０ｃは、ＰＷＭ信号を、電圧に変換した電圧信号に基づいて、バルブ２５０を開閉する。患者が空気を吸うことによって流量が増加した場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出されないため、流量をさらに増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少した場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気を流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
さらに、バルブ駆動部２６０ｃは、電圧信号に基づいて、電圧が電圧閾値以上である場合にバルブ２５０を閉じ、電圧が電圧閾値未満である場合にバルブ２５０を開く。患者が空気を吸うことによって流量が増加することによって、電圧が電圧閾値以上となった場合に、バルブ２５０を閉じることによって、バルブ２５０から空気が流出されないため、流量を増加できる。また、患者が空気を吐くことによって流量が減少することによって、電圧が前記電圧閾値未満となった場合に、バルブ２５０を開くことによって、バルブ２５０から空気を流出させることができるため、流量をさらに低下できる。このため、ＣＰＡＰを使用している患者の呼吸し辛いことを改善できる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ…ＣＰＡＰシステム、  ２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ…ＣＰＡＰ装置、  ２１０…ファン、  ２２０…圧力センサ、  ２２０ｂ、２２０ｃ…流量センサ、  ２３０…モータ、  ２４０、２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ…モータ駆動部、２５０…バルブ、  ２６０、２６０ａ、２６０ｂ、２６０ｃ…バルブ駆動部、  ２７０…ケース、  ３００…チューブ、  ４００…マスク
【図１】
2020074970.tif 000003
【図２】
2020074970.tif 000004
【図３】
2020074970.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020074970.tif 000008
【図７】
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【図８】
2020074970.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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