DE69827291T2

DE69827291T2 - Verabreichung einer cpap-druckbehandlung bei atemstillstand

Info

Publication number: DE69827291T2
Application number: DE69827291T
Authority: DE
Inventors: Michael Berthon-Jones; Paul Steven FARRUGIA
Original assignee: Resmed Pty Ltd
Current assignee: Resmed Pty Ltd
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2018-11-07
Also published as: US20090038617A1; DE69827291D1; US20120227740A1; US6988498B2; US9526855B2; US8220457B2; AU730844B2; US8511307B2; EP1028769B1; EP1028769A1; US8684000B2; US20140166014A1; JP2001522662A; JP3580776B2; ATE280606T1; US6502572B1; AU9139298A; ATE322301T1; DE69834148T2; AU1218599A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft die Verarbreichung einer Behandlung mit einem kontinuierlichen positiven Luftwegdruck (Continuous Positive Airway Pressure; CPAP) für eine teilweise oder vollständige Versperrung des oberen Luftwegs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei dem Schlafapnoe-Syndrom stoppt die Atmung einer Person während des Schlafs. Die Unterbrechung eines Luftflusses für länger als 10 Sekunden wird als "Apnoe" bezeichnet. Apnoes führen zu einem erhöhten Blutsauerstoff und somit zu einer Unterbrechung des Schlafs. Apnoes werden traditionell (aber in einer verwirrenden Weise) als entweder zentral, wenn keine Atmungsanstrengung vorhanden ist, oder versperrend, wenn eine Atmungsanstrengung vorhanden ist, kategorisiert. Bei einigen zentralen Apnoes ist der Luftweg offen und die Person versucht lediglich nicht zu atmen. Im Gegensatz dazu ist bei anderen zentralen Apnoes und sämtlichen versperrenden Apnoes der Luftweg geschlossen. Der Verschluss ist gewöhnlicher Weise auf der Ebene der Zunge oder des weichen Gaumens. Der Luftweg kann auch teilweise versperrt (d. h. verschmälert oder teilweise geöffnet) sein. Dies führt ebenfalls zu einer verringerten Ventilation (Hypopnea), einem verringerten Blutsauerstoff und einem gestörten Schlaf.
Die gebräuchlichste Form einer Behandlung von diesen Syndromen ist die Verabreichung des Kontinuierlichen Positiven Luftweg-Drucks (CPAP). Die Prozedur zum Verabreichen einer CPAP-Behandlung ist in sowohl der technischen Literatur als auch in der Patentliteratur gut dokumentiert worden. Eine frühe Beschreibung findet man in dem U.S.-Patent Nr. 4944310 (Sullivan). Kurz zusammengefasst, die CPAP-Behandlung wirkt als ein pneumatischer Splint des Luftwegs durch die Bereitstellung eines positiven Drucks, gewöhnlicher Weise in dem Bereich von 4–20 cm H₂O. Die Luft wird an den Luftweg durch ein motorbetriebenes Gebläse geführt, dessen Auslass über einen Luftzuführungsschlauch zu einer Nasen-(oder Nasen- und/oder Mund-)Maske geht, die abgedichtet an einem Gesicht des Patienten anliegt. Eine Auslassöffnung ist in dem Zuführungsschlauch in der Nähe der Maske vorgesehen. Die Maske kann die Form einer Nasen- und/oder Gesichtsmaske oder von nasalen Gabeln, Kissen oder Kanülen annehmen.
Verschiedene Techniken sind bekannt, um abnormale Atmungsmuster, die eine versperrte Atmung anzeigen, zu fühlen und zu erfassen. Zum Beispiel beschreibt das U.S.-Patent Nr. 5245995 (Sullivan et al.), wie Muster eines Schnarchens und einer abnormalen Atmung durch Einatmungs- und Ausatmungsdruckmessungen erfasst werden können, während eine Person gerade schläft, was zu einer frühen Anzeige von Versperrungs-Vorepisoden oder anderen Formen einer Atmungsunregelmäßigkeit führt. Insbesondere werden Muster von Atmungsparametern überwacht, und der CPAP-Druck wird bei der Erfassung von vordefinierten Mustern angehoben, um einen erhöhten Lufwegdruck bereitzustellen, um idealer Weise das Auftreten der versperrenden Episoden und die anderen Formen von Atmungsstörungen zu vermeiden.
Eine automatische Erfassung einer teilweisen Versperrung des oberen Luftwegs und einer vorsorglichen Einstellung des nasalen CPAP-Drucks funktioniert, um echte versperrende Apnoes in der Mehrzahl von Personen mit einem versperrenden Schlafapnoesyndrom zu verhindern. Jedoch gehen einige Personen mit einer schweren Störung direkt von einem stabilen offenen oberen Luftweg zu einer Apnoe mit einem geschlossenen Luftweg mit einer vollständigen Verschließung des Luftwegs, und zwar mit einer geringen oder keiner Zwischenperiode einer teilweisen Versperrung. Deshalb ist es für ein utomatisch einstellendes CPAP-System nützlich, auch auf eine Apnoe mit einem geschlossenen Luftweg durch eine Erhöhung im CPAP-Druck zu reagieren. Jedoch ist es nicht wünschenswert, den CPAP-Druck im Ansprechen auf Apnoes mit einem offenen Luftweg zu erhöhen, und zwar erstens weil dies zu einem unnötig hohen Druck führt, und zweitens, weil der hohe Druck als Reflex noch weitere Apnoes mit einem offenen Luftweg verursachen kann, was zu einem teuflischen Kreis einer Druckerhöhung führt.
Ein Verfahren zum Unterscheiden von Apnoes mit einem offenen Luftweg (die keine Erhöhung im Druck erfordern) von Apnoes mit einem geschlossenen Luftweg (die eine Druckerhöhung erfordern), ist in der gemeinschaftlichen europäischen Patentanmeldung Nr. 0651971 A1 (entsprechend zu dem US-Patent Nr. 5704345) offenbart. Während einer Apnoe wird der Maskendruck bei 4 Hz mit einer Amplitude in der Größenordnung von 1 cm H₂O moduliert, der hervorgerufene Luftfluss bei 4 Hz wird gemessen, und der Leitwert des Luftwegs wird berechnet. Ein hoher Leitwert zeigt einen offenen Luftweg an. Dieses "Verfahren mit erzwungener Oszillation" erfordert die Fähigkeit, den Maskendruck bei 4 Hz zu modulieren, was die Kosten der Einrichtung erhöht. Ferner arbeitet das Verfahren nicht bei der Anwesenheit eines großen Lecks und kann in fälschlicher Weise berichten, dass der Luftweg verschlossen ist, wenn die Person einen hohen nasalen oder Lungeninnenwiderstand hat.
Das U.S.-Patent Nr. 5645054 offenbart eine CPAP-Vorrichtung mit einer Maske, einem Gebläse und einer Gebläsegeschwindigkeits-Steuereinheit.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, einen oder mehrere der vorangehenden Nachteile in dem Stand der Technik zu umgehen oder wenigstens zu lindern.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG UND ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt.
Dieses Dokument offenbart ansonsten ein Verfahren für die Verabreichung eines CPAP-Behandlungsdrucks, umfassend die folgenden Schritte:
Zuführen eines atmungsfähigen Gases an den Luftweg des Patienten bei einer Druckbehandlung;
Bestimmen eines Maßes des Atmungsluftflusses; und
Bestimmen des Auftretens einer Apnoe aus einer Verringerung in dem Maß des Atmungsluftflusses unter einen Schwellwert, und, wenn eine aufgetreten ist,

i) Bestimmen der Dauer der Apnoe; und
ii) Erhöhen des Behandlungsdrucks um einen Betrag, der eine ansteigende Funktion der Dauer der Apnoe und eine abnehmende Funktion des Behandlungsdrucks unmittelbar vor der Apnoe ist.

Das Dokument offenbart ferner eine CPAP-Behandlungsvorrichtung, die umfasst:
einen steuerbaren Flussgenerator, der betreibbar ist, um ein atmungsfähiges Gas bei einem Druck, der über die Atmosphäre angehoben ist, zu erzeugen;
einen Gaszuführungsschlauch, der mit dem Flussgenerator gekoppelt ist;
eine Patientenmaske, die mit dem Schlauch bzw. Rohr gekoppelt ist, um das atmungsfähige Gas von dem Flussgenerator zu empfangen und das Gas bei einem gewünschten Behandlungsdruck an dem Luftweg des Patienten bereitzustellen;
einen Controller, der betreibbar ist, um Eingangssignale zu empfangen und einen Betrieb des Flussgenerators und somit den Behandlungsdruck zu steuern; und
eine Sensoreinrichtung, die angeordnet ist, um einen Patienten-Atmungslufrfluss zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, das dem Controller eingegeben wird und aus dem der Patientenatmungsluftfluss bestimmt wird;
und wobei der Controller betreibbar ist, um das Auftreten einer Apnoe aus einer Verringerung in dem Atmungsluftfluss unter eine Schwelle zu bestimmen, und wenn sie aufgetreten ist, die Dauer der Apnoe zu bestimmen und den Flussgenerator zu veranlassen, den CPAP-Behandlungsdruck um einen Betrag zu erhöhen, der eine ansteigende Funktion der Apnoedauer und eine abnehmende Funktion des Behandlungsdrucks unmittelbar vor der Apnoe ist.
Die Vorrichtung stellt ferner eine CPAP-Behandlungsvorrichtung bereit, die umfasst:
einen steuerbaren Flussgenerator, der betreibbar ist, um ein atmungsfähiges Gas zu erzeugen, das an einem Patienten bei einem Behandlungsdruck, der über die Atmosphäre angehoben ist, bereitgestellt werden soll; und
einen Controller, der betreibbar ist, um Eingangssignale zu empfangen, die einen Patientenatmungsluftfluss darstellen, und um einen Betrieb des Flussgenerators und somit den Behandlungsdruck zu steuern; und
wobei der Controller betreibbar ist, um das Auftreten einer Apnoe aus einer Verringerung in dem Atmungsluftfluss unter eine Schwelle zu bestimmen, und wenn sie aufgetreten ist, um die Dauer der Apnoe zu bestimmen und den Flussgenerator zu veranlassen, den CPAP-Behandlungsdruck um einen Betrag zu erhöhen, der eine ansteigende Funktion der Apnoedauer und eine abnehmende Funktion des Behandlungsdrucks unmittelbar vor der Apnoe ist.
Vorzugsweise ist die Erhöhung in dem Behandlungsdruck Null, wenn der Behandlungsdruck vor der Apnoe eine Druckschwelle übersteigt. Der Anstieg im Druck unter die Druckschwelle kann eine ansteigende Funktion der Dauer der Apnoe, multipliziert mit der Differenz zwischen der Druckschwelle und dem gegenwärtigen Behandlungsdruck, sein. Ferner ist die ansteigende Funktion der Apnoedauer für die Apnoedauer linear. In vorteilhafter Weise ist die ansteigende Funktion der Apnoedauer für eine Null-Apnoedauer Null und nähert sich exponentiell einer oberen Grenze an, wenn die Apnoedauer nach unendlich geht.
Das Auftreten einer Apnoe kann bestimmt werden durch Berechnen des RMS-(Effektivwert)Atmungsluftflusses über ein kurzes Zeitintervall, Berechnen des RMS-Atmungsluftflusses über ein längeres Zeitintervall, und Deklarieren einer Apnoe, wenn der RMS-Atmungsluftfluss über dem kurzen Zeitintervall kleiner als ein vorgegebener Anteil des RMS-Atmungsluftflusses über das längere Zeitintervall ist. Es kann auch der weitere Schritt oder der Vorgang einer Verringerung des Behandlungsdrucks in Richtung auf einen anfänglichen Behandlungsdruck hin bei der Abwesenheit einer weiteren Apnoe vorhanden sein.
In einer bevorzugten Ausbildung kann die Sensoreinrichtung einen Flusssensor umfassen und der Controller leitet einen Atmungsluftfluss davon ab.
In einer bevorzugten Ausbildung ist der anfängliche Behandlungsdruck 4 cm H₂O, das Maß des Atmungsluftflusses ist der zwei Sekunden sich bewegende Durchschnitt RMS-Luftfluss, und die Schwelle ist 25% des RMS-Luftflusses über die vorausgehenden 5 Minuten. In dieser bevorzugten Ausbildung wird keine Druckerhöhung durchgeführt für Apnoes von weniger als 10 Sekunden Dauer oder für Apnoes, bei denen der Behandlungsdruck unmittelbar vor der Apnoe größer als 10 cm H₂O ist, aber ansonsten gilt: Je niedriger der Behandlungsdruck unmittelbar vor der Apnoe ist und je länger die Apnoe ist, desto größer ist der Anstieg im Behandlungsdruck, bis zu einem Maximum von 8 cm H₂O pro Minute der Apnoe. In dieser bevorzugten Ausbildung wird der Behandlungsdruck in Richtung auf den anfänglichen minimalen Druck mit einer Zeitkonstanten von zwanzig Minuten allmählich verringert, wenn keine Apnoe vorhanden ist.
Das Verfahren und die Vorrichtung können in vorteilhafter Weise gemeinsam mit einem oder mehreren anderen Verfahren zum Bestimmen des Auftretens einer teilweisen Versperrung des oberen Luftwegs verwendet werden, so dass entweder eine vollständige oder eine teilweise Versperrung des oberen Luftwegs zu einer Erhöhung im Druck führen kann, aber sobald entweder eine vollständige oder eine teilweise Versperrung nicht mehr vorhanden ist, wird der Druck allmählich in Richtung auf den anfänglichen minimalen Druck abfallen.
In einer besonders bevorzugten Ausbildung wird die teilweise Versperrung entweder als die Anwesenheit eines Schnarchvorgangs oder die Anwesenheit von charakteristischen Änderungen in der Form der Einatmungsfluss – gegenüber – Zeit-Kurve erfasst, was eine Einatmungsluftfluss-Beschränkung anzeigt.
Das Verfahren und die Vorrichtung können auch in vorteilhafter Weise gemeinsam mit dem 'Verfahren der erzwungenen Oszillation' zum Messen einer Luftwegöffnung (voranstehend Bezug genommen als europäische Patentanmeldung Nr. 0651971 A1) verwendet werden, bei dem der CPAP-Druck mit einer Amplitude von zum Beispiel 1 cm H₂O bei 4 Hz moduliert wird, der hervorgerufene Luftfluss bei 4 Hz gemessen wird, der Leitwert des Luftwegs durch Teilen der Amplitude des hervorgerufenen Luftflusses durch die Druckmodulationsamplitude berechnet wird, und die zusätzliche Anforderung auferlegt wird, dass der Behandlungsdruck nur dann erhöht wird, wenn der Leitwert größer als eine Schwelle ist.
Apnoes mit einem verschlossenen Luftweg treten wahrscheinlich bei geringen CPAP-Drucken auf, weil hohe CPAP-Drucke den Luftweg teilweise oder vollständig offen machen, wohingegen Druck-induzierte Apnoes mit einem offenen Luftweg wahrscheinlich bei hohen CPAP-Drucken auftreten, wenigstens teilweise, weil hohe CPAP-Drucke das Lungenvolumen erhöhen und dadurch den Hering-Breuer-Reflex stimulieren, was zu einer Unterbindung des Atmungsvorgangs führt. Deshalb gilt: Je niedriger der existierende CPAP-Druck ist, desto wahrscheinlicher handelt es sich bei der Apnoe um eine Variation mit geschlossenem Luftweg und desto geeigneter ist es, den Behandlungsdruck zu erhöhen, wohingegen andererseits gilt: Je höher der existierende CPAP-Druck ist, desto wahrscheinlicher handelt es sich bei der Apnoe um eine Variation mit einem offenen Luftweg, und desto geeigneter ist es, den CPAP-Druck unverändert zu lassen. Im Allgemeinen werden Apnoes von weniger als 10 Sekunden Dauer als nicht-pathologisch angesehen und es besteht keine Notwendigkeit, den CPAP-Druck zu erhöhen, wohingegen sehr lange Apnoes eine Behandlung erfordern. Die vorliegende Erfindung wird den CPAP-Druck für die meisten Apnoes mit einem geschlossenen Luftweg richtig erhöhen und den CPAP-Druck für die meisten Apnoes mit einem offenen Luftweg unverändert lassen.
Die vorliegende Vorrichtung kann mit einer unabhängigen Druckerhöhung im Ansprechen auf Indikatoren einer teilweisen Versperrung des oberen Luftwegs, wie ein Schnarchvorgang oder Änderungen in der Form der Einatmungsfluss-Zeit-Kurve kombiniert werden. In dieser Weise ist es bei den meisten Personen bzw. Subjekten möglich, eine vorsorgliche Steuerung des oberen Luftwegs vorzunehmen, mit Druckerhöhungen im Ansprechen auf eine teilweise Versperrung des oberen Luftwegs, was das Auftreten von Apnoes mit einem geschlossenen Luftweg verhindert. Bei der Minderzahl von Personen, bei denen eine vorsorgliche Steuerung nicht erzielt wird, wird diese Kombination auch richtig den CPAP-Druck im Ansprechen auf diejenigen Apnoes mit einem geschlossenen erhöhen, die bei einem niedrigen CPAP-Druck ohne einen vorhergehenden Schnarchvorgang oder Änderungen in der Form der Einatmungsfluss-Zeit-Kurve auftreten. Ferner würde die Kombination in einer fälschlichen Weise vermeiden, den CPAP-Druck im Ansprechen auf Apnoes mit einem offenen Luftweg, die durch einen hohen Druck hervorgerufen werden, zu erhöhen.
Einige Apnoes mit einem offenen Luftweg können bei einem niedrigen Druck auftreten. Durch Kombinieren des Verfahrens der erzwungenen Oszillation mit der vorliegenden Erfindung, mit der zusätzlichen Anforderung, dass keine Erhöhung im Druck vorhanden ist, wenn das Verfahren der erzwungenen Oszillation einen offenen Luftweg erfasst, werden falsche Erhöhungen im Druck im Ansprechen auf Apnoes mit einem offenen Luftweg bei einem niedrigen Druck größtenteils vermieden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
1 in einer diagrammartigen Form eine Vorrichtung, die die Erfindung verkörpert;
2 eine alternative Anordnung der Vorrichtung der 1;
3 einen Plot von zwei Druckänderungscharakteristiken als eine Funktion der Apnoe-Dauer;
4 einen Plot der Apnoedauer-Funktion;
5 einen Graph des CPAP-Behandlungsdrucks über der Zeit für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung; und
6 einen Graph mit einem skalierten (normalisierten) Luftfluss mit der Zeit für eine normale und eine teilweise versperrte Einatmung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM UND BESTE VORGEHENSWEISE
1 zeigt in einer diagrammartigen Form eine CPAP-Vorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Eine Maske 30, entweder eine Nasenmaske und/oder eine Gesichtsmaske, sitzt abgedichtet auf dem Gesicht des Patienten. Ein atmungsfähiges Gas (ein Gas, welches eingeatmet werden kann) in der Form von frischer Luft, oder mit Sauerstoff angereicherter Luft, kommt in die Maske 30 durch einen flexiblen Schlauch 32, der wiederum mit einer motorbetriebenen Turbine 34 verbunden ist, an der ein Lufteinlass 36 vorgesehen ist. Der Motor 38 für die Turbine wird durch die Motorservoeinheit 40 gesteuert, um den Luftdruck, der an die Maske 30 als CPAP-Behandlung zugeführt wird, zu beginnen, erhöhen oder verkleinern. Die Maske 30 umfasst auch eine Auslassöffnung 42, die nahe zu dem Übergang des Schlauchs 34 mit der Maske 30 ist.
Zwischen der Maske 30 und dem Auslass 42 ist ein lineares Flusswiderstandselement 44 vorgesehen. In der Praxis ist der Abstand zwischen der Maske 30 und dem Auslass 42, einschließlich dem Flusswiderstandselement 44, sehr kurz, um so ein Totraumvolumen zu minimieren. Die Maskenseite des Flusswiderstandselements 44 ist über eine Röhre 46 mit kleiner Bohrung mit einem Maskendruckwandler 48 und mit einem Eingang eines Differenzdruck-Wandlers 50 verbunden. Der Druck auf der anderen Seite des Flusswiderstands-Elements 44 wird an dem anderen Eingang des Differenzdruckwandlers 50 durch eine andere Röhre 52 mit kleiner Bohrung weitergeleitet.
Der Maskendruck-Wandler 48 erzeugt ein elektrisches Signal proportional zu dem Maskendruck, das durch den Verstärker 52 verstärkt wird und sowohl an eine Multiplexer/ADC Einheit 54 als auch an die Motorservoeinheit 40 geführt wird. Die Funktion des Signals, das an die Motorservoeinheit 40 geführt wird, ist als eine Form von Rückkopplung gedacht, um sicherzustellen, dass der tatsächliche Maskendruck auf ungefähr nahe zu dem Sollpunktdruck gesteuert wird.
Der Differenzdruck, der über dem linearen Flusswiderstandselement 44 erfasst wird, wird als ein elektrisches Signal von dem Differenzdruck-Wandler 50 ausgegeben und durch einen anderen Verstärker 56 verstärkt. Das Ausgangssignal von dem Verstärker 56 stellt deshalb ein Maß des Maskenluftflusses dar. Das lineare Flusswiderstandselement 44 kann unter Verwendung einer Iris mit flexiblen Flügeln konstruiert werden. Alternativ kann eine feste Öffnung verwendet werden, wobei in diesem Fall eine Linearisierungsschaltung in dem Verstärker 52 oder ein Linearisierungsschritt, wie ein Tabellennachschlag, der in dem Betrieb des Controllers 62 eingeschlossen ist, enthalten ist.
Das Ausgangssignal von dem Verstärker 56 wird durch das Tiefpassfilter 58 gefiltert, typischerweise mit einer oberen Grenze von 10 Hz, um ein Nicht-Atmungsrauschen zu entfernen. Das Ausgangssignal des Verstärkers 56 wird auch durch das Bandpassfilter 60 bandpass-gefiltert, und typischerweise in einen Bereich von 30–100 Hz, um ein Schnarchsignal zu ergeben. Die Ausgänge sowohl von dem Tiefpassfilter 58 als auch dem Bandpassfilter 60 werden an der Digitalisierer-(ADC)-Einheit 54 bereitgestellt. Die Signale für den digitalisierten Atmungsluftfluss (FLOW), das Schnarchen, und den Maskendruck (P_mask) von dem ADC 54 werden an einen Controller 62 geführt, der typischerweise durch eine Mikroprozessor-gestützte Einrichtung gebildet wird, die ebenfalls mit einem Programmspeicher und einem Datenverarbeitungs-Speicherungsspeicher versehen ist.
Der Controller 62 gibt ein Druckanforderungssignal aus, dass durch den DAC 64 in eine Spannung umgewandelt und an die Motorservoeinheit 40 geführt wird. Dieses Signal stellt deshalb den Sollpunktdruck P_set(t) dar, der durch die Turbine 34 an die Maske 30 bei der Verabreichung der CPAP Behandlung zugeführt werden soll. Der Controller 62 ist programmiert, um eine Anzahl von Verarbeitungsfunktionen auszuführen, wie gegenwärtig beschrieben werden wird.
Als eine Alternative zu dem Maskendruckwandler 48 kann ein Direktdruck/elektrischer Festkörper-Wandler (nicht gezeigt) von der Maske mit einem Zugang zu dem Raum dort innen oder zu dem Luftzuführungsschlauch 32 in der Nähe des Eintrittspunkts zu der Maske 30 angebracht werden.
Ferner kann es nicht zweckdienlich sein den Flusswandler 44 an oder in der Nähe der Maske 30 anzubringen und ferner auch nicht den Maskendruck an oder in der Nähe der Maske zu messen. Eine alternative Anordnung, bei der die Fluss- und Druckwandler an oder in der Nähe des Luftdruckgenerators (was in der Ausführungsform die Turbine 34 ist) angebracht sind, ist in 2 gezeigt.
Der Druck p_g(t), der an dem Auslass des Druckgenerators 34 auftritt, wird durch einen Druckwandler 70 gemessen. Der Fluss f_g(t) durch den Schlauch 32 wird mit einem Flusssensor 72 gemessen, der an dem Ausgang der Turbine 34 vorgesehen ist. Der Druckverlust entlang des Schlauchs 32 wird in dem Element 74 aus dem Fluss durch die Röhre f_g(t) und einer Kenntnis der Druck-Fluss-Charakteristik des Schlauchs, zum Beispiel durch eine Nachschlagtabelle, berechnet. Der Druck an der Maske p_m wird dann in dem Subtraktionselement 76 durch Subtrahieren des Rohrdrucks von p_g(t) berechnet.
Der Druckverlust entlang der Röhre 32 wird dann zu dem gewünschten Solldruck an der Maske p_set(t) in dem Summationselement 78 addiert, um den gewünschten Momentandruck an dem Druckgenerator 34 zu ergeben. Vorzugsweise weist der Controller des Druckgenerators 34 einen negativen Rückkopplungseingang von dem Druckwandler 70 auf, sodass der gewünschte Druck von dem Schritt 78 genauer erreicht wird. Der Fluss durch den Auslass 42 wird aus dem Druck an der Maske (berechnet in dem Element 76) aus der Druck-Fluss-Charakteristik des Auslasses in dem Element 80, zum Beispiel durch einen Tabellennachschlag, berechnet. Schließlich wird der Maskenfluss dadurch berechnet, dass der Fluss durch den Auslass 42 von dem Fluss durch den Schlauch 32 in dem Subtraktionselement 82 subtrahiert wird.
Die Methologie, die durch den Controller 62 angewendet wird, wird nun beschrieben werden. In einer ersten Ausführungsform gibt es eine Druckreaktion auf Apnoes, aber nicht auf Indikatoren einer teilweisen Versperrung, und deshalb wird ein Schnarcherfassungs-Bandpassfilter 60 nicht benötigt.
Ein anfänglicher CPAP Behandlungsdruck, typischerweise 4 cm H₂O wird an die Person geführt. Das FLOW Signal wird verarbeitet, um das Auftreten einer Apnoe zu erfassen (wie gegenwärtig diskutiert werden wird) und gleichzeitig wird das P_mask Signal aufgezeichnet. Wenn bestimmt wird, dass eine Apnoe aufgetreten wird, wird deren Dauer aufgezeichnet. Gleichzeitig wird P_mask mit einer Druckschwelle P_u verglichen. Wenn P_mask bei oder über P_u ist, dann wird der Controller arbeiten, um den Druck aufrechtzuerhalten oder zu verringern. Wenn andererseits P_mask unter P_u ist, wird der Controller arbeiten, um den Behandlungsdruck um einen Betrag ΔP zu erhöhen.
In einer bevorzugten Ausbildung wird ΔP wie folgt bestimmt: ΔP = [Pu – P]f(tu) (1)wobei
ΔP die Änderung im Druck (cm H₂O) ist
P_u die Druckschwelle ist, was in einer Ausführungsform 10 cm H₂O sein kann.
P der gegenwärtige Behandlungsdruck unmittelbar vor der Apnoe (cm H₂O) ist
t_a die Apnoe-Dauer (s) ist
f(t_a) eine Funktion ist, die eine monoton ansteigende Funktion von t_a ist, Null für t_a = Null.
3 ist eine grafische Darstellung der Gleichung (1), wobei ein Bereich unter P_o gezeigt ist, wo angenommen wird, dass eine Apnoe versperrend ist, und wobei zwei Fälle der ΔP Charakteristik als eine Funktion der Apnoe-Dauer (d. h. kurz und länger) demonstriert sind, sodass ΔP eine ansteigende Funktion der Apnoe-Dauer und eine abnehmende Funktion des gegenwärtigen Behandlungsdrucks ist. Über P_u wird angenommen, dass die Apnoe nicht-versperrend ist, und ΔP wird gehalten, um für sämtliche Werte des gegenwärtigen Behandlungsdrucks Null zu sein.
Eine Form der Funktion f(t_a) ist:
In einer Ausführungsform können die Parameter folgendermaßen sein:
r = 0,13 cm H₂O·s^–1
ΔP_max = 6 cm H₂O
Eine andere Form der Funktion f(t_a) ist: f(tu) = 1 – exp(–kta) (3)
In einer Ausführungsform kann der Parameter k = 0,02 s^–1 sein.
4 ist eine grafische Darstellung der Gleichung (3) für die voranstehend angegebenen Parameter.
Der Controller 62 implementiert die voranstehende Methologie unter Verwendung des folgenden Pseudo-Codes.
Setzen der Apnoe-Dauer auf Null.
Löschen des „Start der Atmung" Flags
Setzen des anfänglichen CPAP Drucks auf 4 cm H₂O.
Setzen des maximalen Deltadrucks als Folge einer Apnoe auf 6 cm H₂O.
Setzen des oberen Abrolldrucks auf den anfänglichen CPAP Druck plus einen maximalen Deltadruck als Folge der Apnoe.
WIEDERHOLEN
Abtasten des Maskenluftschlusses (in L/s) bei 50 Hz.
Berechnen des Maskenlecks als Maskenluftfluss tiefpassgefiltert mit einer Zeitkonstanten von 10 Sekunden.
Prüfen nach der Anwesenheit und Dauer von irgendeiner Apnoe.
Prüfen nach einem Start der Atmung.
WENN das Start der Atmung Flag gesetzt ist:
WENN Apnoe-Dauer größer als 10 Sekunden UND gegenwärtiger CPAP Druck kleiner als oberer Abrolldruck:
Setzen des Deltadrucks für diese Apnoe auf (oberer Abrolldruck – gegenwärtiger CPAP Druck)/maximaler Deltadruck als Folge einer Apnoe mal 8 cm H₂O pro Minute der Apnoe-Dauer.
Addieren des Deltadrucks für diese Apnoe zu dem gesamten Deltadruck als Folge der Apnoe, und Abschneiden auf den maximalen Deltadruck als Folge der Apnoe.
Zurücksetzen der Apnoe-Dauer auf Null.
ANSONSTEN
Verringern des gesamten Deltadrucks als Folge der Apnoe mit einer Zeitkonstanten von 20 Minuten.
ENDE
Setzen des CPAP Drucks auf den anfänglichen CPAP Druck plus des gesamten Deltadrucks als Folge der Apnoe.
Löschen des Starts des Atmungsflags.
ENDE
ENDE
Diese Implementierung ist geeignet für Personen, in denen versperrende Apnoes bei einem CPAP Druck von weniger als 10 cm H₂O gesteuert werden. Eine Erhöhung des maximalen Deltadrucks als Folge der Apnoe von 6 cm H₂O auf 10 cm H₂O würde die Verhinderung von versperrenden Apnoes in der Vielzahl von Personen, im Austausch für eine Erhöhung in unerwünschten Druckerhöhungen als Folge von Apnoes mit einem offenen Luftweg, erlauben.
Die Prozedur „Überprüfen nach einer Anwesenheit und Dauer von irgendeiner Apnoe" kann unter Verwendung des folgenden Pseudocodes implementiert werden:
Berechnen des 2 Sekunden RMS Luftflusses als den RMS Luftfluss über die vorangehenden 2 Sekunden.
Berechnen eines Langzeit-Durchschnitt-RMS-Luftflusses als den 2 Sekunden RMS Luftfluss, tiefpassgefiltert mit einer Zeitkonstanten von 300 Sekunden.
Wenn der 2 Sekunden RMS Luftfluss kleiner als 25% des Langzeit-Durchschnitt-RMS-Luftflusses ist:
Markieren einer erfassten Apnoe und Inkrementieren der Apnoe-Dauer um 1/50 Sekunde.
ENDE
Die Prozedur „Prüfen nach einem Start der Atmung" wird durch den folgenden Pseudocode implementiert:
WENN der Atmungs-Luftfluss einatmend ist UND der Atmungs-Luftfluss bei der vorangehenden Probe nicht einatmend war:
Setzen des „Start der Atmung" Flags.
ENDE
5 zeigt das obige Verfahren und die Vorrichtung in Betrieb. Die Maske 30 wurde mit einem Kolben-angetriebenen Atmungssimulator verbunden, der auf eine normale Atmungsrate und -tiefe gesetzt war und programmiert war, um einmal pro Minute von der 2-ten Minute bis zu der 20-sten Minute eine 20 Sekunden Apnoe einzuführen. In Betrieb blieb der Druck auf dem Anfangsdruck von 4 cm H₂O bis zu der ersten Apnoe, was zu einer starken Erhöhung in dem Maskendruck führte. Der Druck nahm dann während der nachfolgenden 40 Sekunden einer normalen Atmung geringfügig ab. Nachfolgende Apnoes erzeugten kleinere Inkremente und der Maskendruck beruhigte sich auf ungefähr 9,5 cm H₂O. Bei den meisten tatsächlichen Patienten würde sich die Anzahl von Apnoes verringern, wenn der Druck ansteigen würde. Weil der Druck als Folge von sich wiederholenden Apnoes 10 cm H₂O nicht übersteigen kann und die meisten Druck-induzierten Apnoes mit einem offenen Luftweg bei sehr hohen Drucken, typischerweise über 10 cm H₂O, auftreten, wird dieser Algorithmus nicht fälschlicherweise oder unnötigerweise den Druck im Ansprechen auf die meisten vom Druck hervorgerufenen Apnoes mit einem offenen Luftweg erhöhen, sodass ein teuflischer Zyklus mit einem hohen Druck, was zu Apnoes mit einem offenen Luftweg führt, was zu noch einer weiteren Druckerhöhung führt, vermieden wird.
Die obige Ausführungsform kann in beträchtlicher Weise durch die Hinzufügung von unabhängigen Druckerhöhungen im Ansprechen auf eine teilweise Versperrung des oberen Luftwegs, angezeigt durch die Anwesenheit eines Schnarchvorgangs oder von Änderungen in der Form der Einatmungsfluss-über-Zeit-Kurve, verbessert werden. Bei der Vielzahl von Personen, bei denen wesentliche Perioden eines Schnarchvorgangs oder einer Flusseinschränkung vor irgendwelchen Apnoes mit einem geschlossenen Luftweg existieren, wird der CPAP Druck als Reaktion auf den Schnarchvorgang und/oder Änderungen in der Form der Atmungsfluss-über-Zeit-Kurve auf einen ausreichenden Grad ansteigen, um eine schwerwiegende teilweise Versperrung größtenteils zu eliminieren, ohne dass Apnoes von irgendeiner Art auftreten. Bei denjenigen Personen, bei denen Apnoes mit einem geschlossenen Luftweg mit einer geringen oder keiner früheren Periode einer teilweisen Versperrung auftreten, werden die ersten wenigen Apnoes ein rasches Ansteigen im CPAP Druck erzeugen, wie voranstehend diskutiert, und dies wird im Allgemeinen eine ausreichende teilweise Unterstützung für den Luftweg bereitstellen, um Perioden mit einer erfassbaren teilweisen Versperrung zu ermöglichen, wobei verhindert wird, dass irgendwelche weiteren Apnoes auftreten.
Diese zweite Ausführungsform wird unter Verwendung des folgenden Pseudocodes implementiert.
Setzen des anfänglichen CPAP Drucks auf 4 cm H₂O.
Setzen der Apnoe-Dauer auf Null
Löschen des „Start der Atmung" Flags
WIEDERHOLEN bei jedem 1/50 einer Sekunde
Abtasten des Maskendrucks (in cm H₂O), des Masken-Luftflusses (in L/s), und des Schnarchens (1 Einheit entspricht lose einem typischen Schnarchvorgang).
Berechnen des Maskenlecks als Masken-Luftfluss tiefpassgefiltert mit einer Zeitkonstanten von 10 Sekunden.
Einstellen des Schnarchsignals für ein Maschinenrauschen.
Überprüfen der Anwesenheit und Dauer von irgendeiner Apnoe.
Prüfen nach dem Start einer Atmung.
WENN Start der Atmung Flag gesetzt ist:
WENN Apnoe-Dauer größer als 10 Sekunden UND gegenwärtiger CPAP Druck kleiner als 10 cm H₂O ist:
Setzen des Deltadrucks für diese Apnoe auf (10 – gegenwärtiger CPAP Druck)/6 mal 8 cm H₂O pro Minute der Apnoe-Dauer.
Addieren des Deltadrucks für diese Apnoe zu dem gesamten Deltadruck als Folge der Apnoe, und Abschneiden auf 16 cm H₂O.
Zurücksetzen der Apnoe-Dauer auf Null.
ANSONSTEN
Verringern des gesamten Deltadrucks als Folge der Apnoe mit einer Zeitkonstanten von 20 Minuten.
ENDE
Berechnen des Flussbegrenzungsindex.
Berechnen der Flussbegrenzungsschwelle.
WENN der Flussbegrenzungsindex kleiner als die Schwelle ist;
Setzen des Flussbeschränkungs-Deltadrucks für diesen Atemzug auf 3 cm H₂O mal (Schwelle minus Flussbegrenzungsindex).
Addieren des Flussbegrenzungs-Deltadrucks für diesen Atemzug auf den gesamten Deltadruck als Folge der Flussbeschränkung, und Abschneiden auf 16 cm H₂O.
ANSONSTEN
Verringern des gesamten Deltadrucks als Folge der Flussbeschränkung mit einer Zeitkonstanten von 10 Minuten.
ENDE
Berechnen des mittleren Schnarchens für den Atemzug.
Berechnen der Schnarchschwelle.
WENN das mittlere Schnarchen die Schwelle übersteigt;
Setzen des Deltadrucks als Folge des Schnarchvorgangs für diesen Atemzug auf 3 cm H₂O mal (mittleres Schnarchen für diesen Atemzug-Schwelle).
Addieren des Deltadrucks als Folge des Schnarchens für diesen Atemzug auf den gesamten Deltadrucks als Folge des Schnarchens, und Abschneiden auf 16 cm H₂O.
ANSONSTEN
Verringern des gesamten Deltadrucks als Folge des Schnarchvorgangs mit einer Zeitkonstanten von 10 Minuten.
ENDE
Setzen des CPAP Drucks auf 4 cm H₂O plus gesamter Deltadruck als Folge der Apnoe plus gesamter Deltadruck als Folge des Schnarchvorgangs plus gesamter Deltadruck als Folge der Flussbeschränkung, und Abschneiden auf 20 cm H₂O.
Löschen des Start der Atmung Flags.
ENDE
ENDE
In der obigen Implementierung können Apnoes nur einen Anstieg des CPAP Drucks soweit wie 10 cm H₂O verursachen, aber danach können Indikatoren der teilweisen Versperrung den CPAP Druck auf 20 cm H₂O erhöhen, was ausreichend ist, um die größte Mehrzahl von Personen zu behandeln.
Die Prozedur „Einstellen des Scharchens für das Maschinenrauschen" wird durch den folgenden Pseudocode beschrieben: Maschinenrauschen = K1*Maskendruck + K2*Maskendruck quadriert + K3*Maskenfluss + K4*Zeitableitung des Maskenflusses + K5*Zeitableitung des Maskendrucks. Eingestelltes Schnarchsignal = rohes Schnarchsignal – Maschinenrauschen,wobei die Konstanten K1 bis K5 empirisch für irgendeine bestimmte physikalische Ausführungsform bestimmt werden und für eine bestimmte Maschine Null sein können. In anderen Ausführungsformen kann eine Gebläsegeschwindigkeit, die mit einem Tachometer gemessen wird, oder der Druck an dem Gebläse anstelle des Maskendrucks verwendet werden.
Die Prozedur „Berechnen des Flussbegrenzungsindex" wird mit dem folgenden Pseudocode beschrieben:
Identifizieren des Einatmungsabschnitts des vorangehenden Atemzugs
Aufnehmen der Dauer der Einatmung.
Berechnen des mittleren Einatmungs-Luftflusses.
Für jeden Abtastpunkt über dem Einatmungsabschnitt, Berechnen eines normalisierten Einatmungsluftflusses durch Teilen des Einatmungsluftflusses durch den mittleren Einatmungsluftfluss.
Identifizieren eines mittleren Abschnitts, der aus diesen Abtastpunkten zwischen 25% und 75% der Dauer der Einatmung besteht.
Berechnen des Flussbegrenzungsindex als die RMS Abweichung über dem mittleren Abschnitt von (normalisierter Einatmungsluftfluss – 1)
Die Logik des obigen Algorithmus ist wie folgt: eine teilweise Versperrung des oberen Luftwegs in einem nicht behandelten oder teilweise behandelten Syndrom mit einer versperrenden Schlafapnoe, und das verwandte Syndrom mit dem oberen Luftwegwiderstand führt zu einer Beschränkung des Einatmungsluftflusses in der Mitte, wie in 6 gezeigt, die typische Einatmungswellenformen jeweils für normale und teilweise versperrte Atemzüge, nach einer Skalierung (Normalisierung) auf eine gleiche mittlere Amplitude und Dauer, zeigt.
Für einen vollständig-flussbeschränkten Atemzug würde die Flussamplitude-über-derZeit-Kurve eine Rechteckwelle sein und die RMS Abweichung würde Null sein. Für einen normalen Atemzug ist die RMS Abweichung ungefähr 0,2 Einheiten, und diese Abweichung nimmt ab, wenn die Flussbeschränkung stärker wird.
Bei einigen Patienten ist es nicht möglich die gesamte Versperrung des oberen Luftwegs zu verhindern, sogar bei dem maximalen Druck. Zusätzlich gibt es eine Wechselwirkung zwischen dem möglichen Vorteil einer Erhöhung des Drucks als Reaktion auf einen Schnarchvorgang und dem Nachteil von erhöhten Seiteneffekten. Diese Wechselwirkung wird in der Prozedur „Berechnen der Schnarchschwelle" durch einen Nachschlag der Schnarchschwelle in der folgenden Tabelle implementiert:
Wegen ähnlicher Gründe setzt die Prozedur „Berechnen der Flussbegrenzungsschwelle" die Flussbegrenzungsschwelle auf einen niedrigeren Wert entsprechend zu einer stärken Flussbeschränkung, wenn der Druck bereits hoch ist oder wenn ein großes Leck vorhanden ist:
WENN das Maskenleck größer als 0,7 L/s ist
Setzen des Leck-Abrollwerts auf 0,0
ANSONSTEN wenn das Maskenleck kleiner als 0,3 L/s ist
Setzen des Leck-Abrollwerts auf 1,0
ANSONSTEN
Setzen des Leck-Abrollwerts auf (0,7 – Maskenleck)/0,4
ENDE
Setzen des Druck-Abrollwerts auf (20 – Maskendruck)/16
Setzen der Flussbeschränkungsschwelle auf 0,15 mal Druck-Abrollwert mal Leck-Abrollwert
Einige Personen werden beim Einsetzen des Schlafs während eines Schlafs der Stufe 1 und deshalb bei einem niedrigen Druck gelegentliche Apnoes mit einem offenen Luftweg aufweisen, und der obige Algorithmus wird in einer unrichtigen Weise den CPAP Druck als Reaktion auf diese Ereignisse erhöhen. Jedoch sind derartige Apnoes nicht gewöhnlicherweise repetitiv, weil die Person schnell in einen tiefen Schlaf fällt, bei dem derartige Ereignisse nicht auftreten, und ferner werden die falschen Druckinkremente mit wiederholten Ereignissen kleiner. Sobald die Person einen tieferen Schlaf erreicht, wird irgendein derartiger falsch erhöhte Druck abnehmen. Jedoch ist es noch vorteilhaft einen falsch oder unnötig ansteigenden Druck als Reaktion auf derartige Apnoes mit einem offenen Luftweg beim Einsetzen des Schlafs zu vermeiden.
Wie voranstehend diskutiert besteht ein herkömmliches Verfahren zum Vermeiden von unnötigen Erhöhungen im Druck als Reaktion auf Apnoes mit einem offenen Luftweg darin den Leitwert des Luftwegs während einer Apnoe unter Verwendung des Verfahrens der erzwungenen Oszillation zu bestimmen und nur den Maskendruck zu erhöhen, wenn der Leitwert kleiner als eine Schwelle ist. Wenn jedoch der nasale Luftweg schmal ist oder wenn die Person eine Lungenkrankheit hat, kann der Luftweg-Leitwert sogar bei der Anwesenheit eines offenen Luftwegs gering sein und das Verfahren der erzwungenen Oszillation kann in fälschlicher Weise den Druck als Reaktion auf Apnoes mit einem offenen Luftweg erhöhen. Im Gegensatz dazu, die Kombination des Verfahrens mit der erzwungenen Oszillation mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat den addierten Vorteil, dass in den meisten Fällen Apnoes mit einem offenen Luftweg richtig durch das 'Verfahren der erzwungenen Oszillation' erfasst werden, aber in denjenigen Fällen, bei denen das Verfahren der erzwungenen Oszillation in fälschlicher Weise einen verschlossenen Luftweg berichtet, wird der Maskendruck nicht über 10 cm H₂O ansteigen, sodass loslaufende Erhöhungen im Druck vermieden werden. Dies wird in einer dritten Ausführungsform unter Verwendung des folgenden Pseudocodes demonstriert:
Setzen der Apnoe-Dauer auf Null
Löschen des „Start der Atmung" Flags
WIEDERHOLEN bei jedem 1/50 einer Sekunde
Abtasten des Maskendrucks (in cm H₂O), des Masken-Luftflusses (in L/s), und des Schnarchens (1 Einheit entspricht lose einem typischen Schnarchvorgang).
Berechnen des Maskenlecks als Masken-Luftfluss tiefpassgefiltert mit einer Zeitkonstanten von 10 Sekunden.
Einstellen des Schnarchsignals für ein Maschinenrauschen.
Prüfen nach der Anwesenheit und Dauer von irgendeiner Apnoe.
WENN eine Apnoe vor sich geht:
Messen des Leitwerts des Luftwegs unter Verwendung des Verfahrens der erzwungenen Oszillation.
ENDE
Prüfen nach dem Start der Atmung
WENN Start der Atmung Flag gesetzt ist:
WENN Apnoe-Dauer größer als 10 Sekunden ist UND der gegenwärtige CPAP Druck kleiner als 10 cm H₂O ist UND der Luftweg-Leitwert, gemessen unter Verwendung des Verfahrens der erzwungenen Oszillation, kleiner als 0,05 cm H₂O/L/s ist:
Setzen des Deltadrucks für diese Apnoe auf (10 – gegenwärtiger CPAP Druck)/6 mal 8 cm H₂O pro Minute der Apnoe-Dauer.
Addieren des Deltadrucks für diese Apnoe zu dem gesamten Deltadruck als Folge der Apnoe, und Abschneiden auf 16 cm H₂O
Zurücksetzen der Apnoe-Dauer auf Null.
ANSONSTEN
Verringern des gesamten Deltadrucks als Folge einer Apnoe mit einer Zeitkonstanten von 20 Minuten.
ENDE
Berechnen des Flussbegrenzungsindex.
Berechnen der Flussbegrenzungsschwelle.
WENN Flussbegrenzungsindex kleiner als die Schwelle ist:
Setzen des Flussbegrenzungs-Deltadrucks für diesen Atemzug auf 3 cm H₂O mal (Schwelle-Flussbegrenzungsindex).
Addieren des Flussbegrenzungs-Deltadrucks für diesen Atemzug zu dem gesamten Deltadruck als Folge der Flussbegrenzung, und Abschneiden auf 16 cm H₂O.
ANSONSTEN
Verringern des gesamten Deltadrucks als Folge der Flussbeschränkung mit einer Zeitkonstanten von 10 Minuten.
ENDE
Berechnen des mittleren Schnarchens für die Atmung.
Berechnen der Schnarchschwelle.
WENN das mittlere Schnarchen die Schwelle übersteigt:
Setzen des Deltadrucks als Folge des Schnarchens für diesen Atemzug auf 3 cm H₂O mal (mittleres Schnarchen für diesen Atemzug-Schwelle).
Addieren des Deltadrucks als Folge des Schnarchens für diesen Atemzug zu dem gesamten Deltadruck als Folge des Schnarchens, und Abschneiden auf 16 cm H₂O.
ANSONSTEN
Verringern des gesamten Deltadrucks als Folge des Schnarchens mit einer Zeitkonstanten von 10 Minuten.
ENDE
Setzen des CPAP Drucks auf 4 cm H₂O plus gesamter Deltadruck als Folge der Apnoe plus gesamter Deltadruck als Folge des Schnarchens plus gesamter Deltadruck als Folge der Flussbeschränkung, und Abschneiden auf 20 cm H₂O.
Löschen des Start der Atmung Flags.
ENDE
ENDE
Die Prozedur „Messen des Luftweg-Leitwerts unter Verwendung des Verfahrens der erzwungenen Oszillation" kann unter Verwendung des folgenden Pseudocodes implementiert werden:
Modulieren des Luftweg-Drucks mit einer Amplitude von 1 cm H₂O Spitze-zu-Spitze bei 4 Hz.
Messen der Amplitude des Luftflusssignals bei 4 Hz.
Messen der Komponente des Maskendrucksignals bei 4 Hz.
Setzen des Leitwerts gleich zu der Luftfluss-Amplitude geteilt durch die Maskendruckamplitude.
Ein alternativer Ausdruck der Kombination einer Ausführungsform der Erfindung und des Verfahrens der erzwungenen Oszillation ist folgendermaßen:
WENN
(a) der gegenwärtige Druck niedrig ist UND (b) das alternative Verfahren den Luftweg als verschlossen bewertet, DANN Bewerten des Luftwegs als verschlossen.
ANSONSTEN WENN
(a) der gegenwärtige Druck hoch ist UND (b) das alternative Verfahren den Luftweg als offen bewertet, DANN Bewerten des Luftwegs als offen.
ANSONSTEN
Bewerten der Apnoe als einen unbekannten Typ.
Eine weitere mögliche Anordnung besteht darin, dass 'kardiogenische Verfahren' zum Bestimmen der Luftweg-Öffnung für das 'Verfahren der erzwungenen Oszillation' zu ersetzen, ebenfalls offenbart in der europäischen Patentanmeldung Nr. 0651971 A1 (und in dem US Patent Nr. 5704345).
Die meisten komplexen Varianten der CPAP Therapie, beispielsweise eine Zweipegel-CPAP-Therapie oder eine Therapie, bei der der Maskendruck innerhalb eines Atemzugs moduliert wird, können ebenfalls unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren überwacht und/oder gesteuert werden.

Claims

CPAP Behandlungsvorrichtung, umfassend: einen steuerbaren Flussgenerator (34, 38, 40), der betreibbar ist, um ein atmungsfähiges Gas zu erzeugen, das an einem Patienten bei einem Behandlungsdruck, der über die Atmosphäre angehoben ist, bereit gestellt werden soll; einen Controller (54, 62, 64), der betreibbar ist, um Eingangssignale zu empfangen, die einen Patienten-Atmungsluftfluss darstellen, und um einen Betrieb des Flussgenerators und somit den Behandlungsdruck zu steuern; wobei der Controller (54, 62, 64) konfiguriert ist, um das Auftreten einer Apnoe aus einer Verringerung in dem Atmungsluftfluss unter eine Schwelle zu bestimmen, und wobei die Vorrichtung ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass: der Controller (54, 62, 64) ferner konfiguriert ist, um dann, wenn bestimmt worden ist, dass eine Apnoe aufgetreten ist, die Dauer der Apnoe zu bestimmen und den Flussgenerator zu veranlassen, den CPAP Behandlungsdruck um einen Betrag ansteigen zu lassen, der eine ansteigende Funktion der Apnoe-Dauer, und eine abnehmende Funktion des Behandlungsdrucks unmittelbar vor der Apnoe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ansteigende Funktion der Apnoe-Dauer auf der Apnoe-Dauer linear ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die ansteigende Funktion der Apnoe-Dauer null für eine null-Apnoe-Dauer ist, und sich einer oberen Grenze exponentiell annähert, wenn eine Apnoe-Dauer nach unendlich geht.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Anstieg in dem Behandlungsdruck null ist, wenn der Behandlungsdruck vor der Apnoe eine Druckschwelle übersteigt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Anstieg im Druck unter die Druckschwelle eine ansteigende Funktion der Dauer der Apnoe, multipliziert mit der Differenz zwischen der Druckschwelle und dem gegenwärtigen Behandlungsdruck, ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, wobei die Druckschwelle 10 cm H₂O ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Controller betreibbar ist, um das Auftreten einer Apnoe zu bestimmen, bestimmt durch: Berechnen des RMS Atmungs-Luftflusses über ein kurzes Zeitintervall; Berechnen des RMS Atmungs-Luftflusses über ein längeres Zeitintervall; und Erklären einer Apnoe, wenn der RMS Atmungs-Luftfluss über dem kurzen Zeitintervall kleiner als ein vorgegebener Anteil des RMS Atmungs-Luftflusses über das längere Zeitintervall ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Controller ferner betreibbar ist, um eine Reduktion des Behandlungsdrucks in Richtung auf einen anfänglichen Behandlungsdruck hin bei der Abwesenheit einer weiteren Apnoe zu verursachen.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Controller ferner betreibbar ist, um bei der Abwesenheit einer Apnoe, die Anwesenheit einer teilweisen Versperrung zu bestimmen, und wenn vorhanden, den Behandlungsdruck zu erhöhen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Anwesenheit einer teilweisen Versperrung aus entweder (a) der Form einer Kurve des Einatmungsflusses des Patienten über der Zeit, oder (b) aus der Anwesenheit eines Schnarchvorgangs, oder (c) beiden bestimmt wird.
Vorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Controller betreibbar ist: wenn gerade eine Apnoe auftritt, zu bestimmen, ob der Luftweg des Patienten während der Apnoe offen ist; und wenn der Luftweg offen ist, den Anstieg im Behandlungsdruck auf null zu setzen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Öffnung des Luftwegs durch den Controller, der die Anwesenheit einer kardiogenischen Komponente in dem Atmungs-Luftfluss erfasst, bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Öffnung des Luftwegs durch den Controller bestimmt wird, der betreibbar ist, um: eine Modulation des Behandlungsdrucks bei einer bekannten Frequenz zu verursachen; die Komponente des Atmungs-Luftflusses bei der Modulationsfrequenz zu messen; die Leitfähigkeit des Luftwegs als das Verhältnis der Amplitude der Komponente des Atmungs-Luftflusses zu der Amplitude der Maskendruck-Modulation zu berechnen; und zu bestimmen, dass der Luftweg offen ist, wenn die Leitfähigkeit eine Leitfähigkeits-Schwelle übersteigt.
CPAP Behandlungsvorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine Gaszuführungsröhre, die mit dem Flussgenerator gekoppelt ist; eine Patientenmaske, die mit der Röhre gekoppelt ist, um das atmungsfähige Gas von dem Flussgenerator zu empfangen und das Gas, bei einem gewünschten Behandlungsdruck, an dem Luftweg des Patienten bereit zu stellen; und eine Sensoreinrichtung, die angeordnet ist, um den Patienten-Atmungsfluss zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, das dem Controller eingegeben wird und aus dem ein Patienten-Atmungs-Luftfluss bestimmt wird.