DE10200183A1

DE10200183A1 - Method for determining the mask pressure of a CPAP (continuous positive airway pressure) breathing device to enable its pressure regulation, whereby a theoretical pressure is determined to which a correction pressure is applied

Info

Publication number: DE10200183A1
Application number: DE10200183A
Authority: DE
Inventors: Martin Baecke; Harald Genger
Original assignee: HEPTEC GmbH
Current assignee: HEPTEC GmbH
Priority date: 2002-01-04
Filing date: 2002-01-04
Publication date: 2003-07-17
Also published as: DE10390059D2; WO2003059426A2; AU2003235692A8; WO2003059426A3; AU2003235692A1

Abstract

Method for determining the mask pressure for pressure regulation in a CPAP (continuous positive airway pressure) unit has the following steps: calculation of a theoretical pressure for the location in which the sensor (3) is attached to the housing of the CPAP unit; calculation of a correction pressure dependent on the actual air stream that is produced in the CPAP device; and repetition of the preceding steps. The invention also relates to a corresponding CPAP device and testing apparatus therefor.

Description

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Druckregelung in einem CPAP-Gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. According to a first aspect, the invention relates to a method for pressure control in a CPAP device according to the preamble of patent claim 1.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung des Luftstroms in einem CPAP-Gerät gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 8 und 9 sowie ein CPAP-Gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 15 sowie eine Prüfapparatur gemäß dem Patentanspruch 16. According to a second aspect, the invention relates to a method for determining Airflow in a CPAP device according to the generic terms of the Claims 8 and 9 and a CPAP device according to the preamble of Patent claim 15 and a test apparatus according to claim 16.

Obstruktive Atmungsstörungen führen zu Apnoen (Atemstillstand), durch die der Schlafende erwacht. Häufige Apnoen verhindern, dass der Schlafende in den erholsamen Tiefschlaf fällt. Menschen, die Apnoen während des Schlafens erleiden, sind deshalb tagsüber unausgeschlafen, was zu sozialen Problemen am Arbeitsplatz und im schlimmsten Fall zu tödlichen Unfällen, beispielsweise bei Berufskraftfahrern, führen kann. Obstructive respiratory disorders lead to apneas (respiratory arrest), through which the Sleeping awakens. Frequent apneas prevent the sleeping in the relaxing deep sleep falls. People taking apneas while sleeping suffer during the day, therefore have not slept during the day, resulting in social problems Workplace and in the worst case fatal accidents, for example at Professional drivers, can lead.

Zur Behandlung von Apnoen wurde die CPAP (continuous positive airway pressure)-Therapie entwickelt, die in Chest. Volume No. 110, Seiten 1077-1088, Oktober 1996 und Sleep, Volume No. 19, Seiten 184-188 beschrieben wird. Ein CPAP-Gerät erzeugt mittels eines Gebläses, das auch als Verdichter, Kompressor oder Turbine bezeichnet wird, einen positiven Überdruck bis zu etwa 30 mbar und appliziert diesen vorzugsweise über einen Luftbefeuchter, über einen Beatmungsschlauch und eine Gesichts- oder Nasenmaske in den Atemwegen des Patienten. CPAP-Geräte, die dazu bestimmt sind, mit einer Nasenmaske eingesetzt zu werden, werden auch als nCPAP-Geräte bezeichnet, wobei n für "nasal" steht. For the treatment of apneas CPAP (continuous positive airway Pressure) therapy developed in Chest. Volume No. 110, pages 1077-1088, October 1996 and Sleep, Volume No. 19, pages 184-188. On CPAP device produced by means of a blower, also called compressor, compressor or turbine is called, a positive overpressure up to about 30 mbar and Applies this preferably via a humidifier, via a Ventilation tube and a face or nose mask in the airways of the Patients. CPAP devices that are designed with a nasal mask to be used are also referred to as nCPAP devices, where n is for "nasal" stands.

Dieser Überdruck soll gewährleisten, dass die oberen Atemwege während der gesamten Nacht vollständig geöffnet bleiben und somit keine Apnoen auftreten (DE 198 49 571 A1). Der erforderliche Überdruck hängt unter anderem von dem Schlafstadium und der Körperposition des Schlafenden ab. This overpressure is designed to ensure that the upper respiratory tract during the remain completely open throughout the night and thus no apneas occur (DE 198 49 571 A1). The required pressure depends, among other things of the Sleep stage and the body position of the sleeping person.

Bei allen bekannten CPAP-Geräten und in der Patentliteratur werden bisher zwei Verfahren verwendet, um den Druck in der Gesichtsmaske von CPAP-Geräten zu bestimmen. In all known CPAP devices and in the patent literature so far two Procedure used to increase the pressure in the face mask of CPAP devices determine.

Bei dem einen erfasst ein Differenzdrucksensor den Druck der zum Patienten geförderten Luft direkt im Gerät. Werksseitig wird für eine häufig verwendete Kombination von Beatmungsschlauch und Maske bei einem mittleren Volumenstrom die Druckdifferenz gemessen. Dieser Differenzwert wird vom im Gerät gemessenen Druck abgezogen und das Ergebnis als Maskendruck interpretiert. Zwangsläufig ergeben sich Fehler in der Druckeinstellung, weil der Luftstrom durch die Atmung ständig schwankt und damit der Druckverlust im Beatmungsschlauch variiert. Besonders lästig für die Patienten ist dabei, dass der Druck in der Gesichts- oder Nasenmaske beim Einatmen geringer ist als beim Ausatmen. Deshalb hat der Patient besonders bei dieser Form der Druckregelung das Gefühl, gegen einen Widerstand atmen zu müssen. In one, a differential pressure sensor detects the pressure of the patient conveyed air directly in the device. Factory is used for a commonly used Combination of breathing tube and mask in a medium Volume flow measured the pressure difference. This difference value is taken from the im Device measured pressure subtracted and the result as a mask pressure interpreted. Inevitably, errors in the pressure setting, because of Air flow through the breathing constantly fluctuates and thus the pressure loss in the Ventilation tube varies. Especially annoying for the patients is that the Pressure in the face or nasal mask during inhalation is lower than in the case of inhalation Exhale. Therefore, the patient has especially in this form of pressure control the feeling of having to breathe against a resistance.

Auf eine Veränderung der Gesichtsmaske aufgrund von Verträglichkeitsproblemen, zusätzliche Lecks infolge von Beschädigungen, Veränderung der Atemschlauchlänge bei Ersatz des Atemschlauches sowie Knicke im Schlauch erfolgt keine Reaktion des Geräts, d. h. der Maskendruck wird nicht korrekt eingestellt. On a change of the face mask due to compatibility problems, additional leaks due to damage, alteration of Respiratory tube length when replacing the breathing tube and kinks in the tube there is no reaction of the device, d. H. the mask pressure will not be correct set.

Beim anderen Verfahren, von denen eines in der WO 00/66207 beschrieben ist, erfolgt die Druckerfassung in der Nähe des Endes des Beatmungsschlauches vor der Maske oder in der Maske. Hierbei ist die Druckerfassung sehr genau, die Druckregelung gleicht auch Leckagen etc. aus. Die Druckmessung selbst kann mit einem Drucksensor erfolgen, dessen elektrische Anschlussdrähte mit dem Beatmungsschlauch zum Beatmungsgerät geführt werden müssen. Insbesondere bei Geräten von MAP wird ein separater dünner Schlauch von der Messstelle zu einem im CPAP-Gerät befindlichen Drucksensor geführt. Nachteilig bei diesen Varianten ist, dass spezielle Schläuche benötigt werden, um die Rückführung der Anschlussdrähte bzw. des Schlauches in das CPAP-Gerät zu ermöglichen. Diese Sonderanfertigungen sind teurer als normale Beatmungsschläuche. Ferner ist ihr Einsatz mit anderen CPAP-Geräten nur eingeschränkt möglich. Schließlich ist die Reinigung komplizierter. In the other method, one of which is described in WO 00/66207, the pressure detection takes place near the end of the breathing tube the mask or in the mask. Here, the pressure detection is very accurate, the Pressure control also compensates for leaks etc. The pressure measurement itself can with a pressure sensor whose electrical connection wires with the Ventilation hose to the ventilator must be performed. In particular for MAP devices, a separate thin tube from the measuring point is added a pressure sensor located in the CPAP device. A disadvantage of these Variants is that special hoses are needed to return the Connecting wires or hose into the CPAP device. This Custom-made products are more expensive than normal respiratory tubes. Further, you are Use with other CPAP devices only to a limited extent. Finally, that is Cleaning more complicated.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für ein weniger aufwendiges CPAP- Gerät anzugeben, bei dem der Druck in der Beatmungsmaske auf einen im CPAP- Gerät eingestellten Solldruck geregelt wird. It is an object of the invention to provide a method for a less expensive CPAP Specify a device in which the pressure in the ventilation mask is set to one in the CPAP Device set target pressure is controlled.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst. This object is achieved by the teaching of the independent claims.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Preferred embodiments of the invention are the subject of Dependent claims.

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Herstellkosten des CPAP-Geräts sinken, weil keine speziellen Beatmungsschläuche verwendet werden müssen. An advantage of the invention is that the manufacturing costs of the CPAP device decrease, because no special ventilation hoses need to be used.

Vorteilhaft an der Messung des Drucks im CPAP-Gerät zu einem Zeitpunkt, zu dem der Luftstrom den Wert Null hat, ist, dass am Beatmungsschlauch kein Druck abfällt und deshalb im CPAP-Gerät der Druck in der Maske gemessen wird. Helpful in measuring the pressure in the CPAP device at a time when the air flow has the value zero, is that on the breathing tube no pressure and therefore the pressure in the mask is measured in the CPAP device.

Vorteilhaft an der Messung des Drucks zu einem Zeitpunkt, zu dem der Luftstrom gerade gleich dem mittleren Luftstrom ist, ist, dass zu diesem Zeitpunkt der Atemluftstrom vom oder zum Patienten gleich Null ist. Beneficial to the measurement of pressure at a time when the air flow is equal to the mean air flow, is that at this time the Breathing air flow from or to the patient is zero.

Vorteilhaft an der Ermittlung des Luftstroms über eine ganze Zahl von Atemzyklen ist, dass der Mittelwert nicht durch Ein- oder Ausatemvorgänge verfälscht wird und so der Mittelwert des Luftstroms schon bei einer kurzen Mittelungszeit unabhängig von der Mittelungszeit ist. Advantageous in determining the air flow over an integer number of breathing cycles is that the mean is not corrupted by inhalation or exhalation, and so the mean value of the air flow is independent even with a short averaging time from the averaging time is.

Vorteilhaft an der Verwendung der negativen Spitzen der Ableitung des Luftstroms zur Aufteilung des Luftstroms in Atemzyklen ist, dass diese Spitzen besonders ausgeprägt sind und damit eine genaue Trennung der Atemzyklen ermöglichen. Beneficial to the use of the negative peaks of the discharge of the air flow for splitting the airflow into breathing cycles is that these tips are extra are pronounced and thus allow a precise separation of the breathing cycles.

Vorteilhaft an der Bestimmung des Luftstroms aus zwei der Messgrößen, Motorspannung, Strom durch den Motor, Drehzahl des Gebläses und dem von dem Gebläse gelieferten Druck ist, dass kein zusätzlicher Flusssensor in einem Auto- CPAP-Gerät erforderlich ist. Dies führt zu einer signifikanten Verringerung der Herstellungskosten, da im Gegensatz zu Konkurrenzprodukten auf einen teuren Flusssensor im Gerät verzichtet werden kann. Advantageous in determining the air flow from two of the measured variables, Motor voltage, current through the motor, speed of the fan and that of the Blower supplied pressure is that no additional flow sensor in a car CPAP device is required. This leads to a significant reduction of Production costs, as opposed to competing products at an expensive Flow sensor can be omitted in the device.

Vorteilhaft an der Auswertung sowohl der Motorspannung als auch des Motorstroms zusätzlich zu einer Druckmessung ist, dass hierdurch weitere Fehlerzustände, wie zum Beispiel Verschleiß, in einem CPAP-Gerät ermittelt werden können. Advantageous in the evaluation of both the motor voltage and the Motor current in addition to a pressure measurement is that thereby further Error conditions, such as wear, determined in a CPAP device can be.

Prinzipiell können aus zwei der Messgrößen Motorspannung, Strom durch den Motor und Motordrehzahl unter Verwendung eines Kennlinienfelds sowohl der Druck im CPAP-Gerät als auch der Luftstrom bestimmt werden. Vorteilhaft an einer solchen Vorgehensweise ist, dass weder ein Druck- noch ein Flusssensor erforderlich ist. In principle, from two of the measured quantities motor voltage, current through the Engine and engine speed using a characteristic field of both the Pressure in the CPAP device and the air flow are determined. Advantageous to one Such a procedure is that neither a pressure nor a flow sensor is required.

Vorteilhaft an der Aufnahme des Luftstroms in Abhängigkeit von zwei der Messgrößen Motorspannung, Strom durch den Motor, dem durch das Gebläse erzeugten Druck und der Gebläsedrehzahl, beispielsweise bei einer Endkontrolle, ist, dass die Verwendung dieses Kennlinienfeldes Fertigungstoleranzen kompensiert. Advantageous to the absorption of the air flow as a function of two of Measured motor voltage, current through the motor, through the blower generated pressure and the blower speed, for example, at a final inspection, is that the use of this characteristic field manufacturing tolerances compensated.

Vorteilhaft an der Berechnung eines Kennlinienfeldes durch die Prüfapparatur, aus dem bei vorgegebenem Druck und vorgegebener Motorspannung der Luftstrom berechnet werden kann, ist, dass die für dieses rechenaufwändige Verfahren erforderliche Rechenleistung nicht in einem CPAP-Gerät integriert werden muss. Advantageous to the calculation of a characteristic field by the test apparatus, from at a given pressure and given motor voltage of the air flow can be calculated, that is for this computationally expensive process required computing power does not have to be integrated into a CPAP device.

Vorteilhaft an einer Kombination der Berechnung des Luftstroms aus Gebläsespannung und gemessenem Druck sowie der Berücksichtigung des am Beatmungsschlauch abfallenden Drucks ist, dass ohne zusätzliche Hardware, wie Flusssensor, Verbindungskabel oder Schläuche zur Gesichtsmaske, ein Solldruck in der Maske mit hoher Genauigkeit eingehalten werden kann. Advantageous for a combination of the calculation of the air flow Blower voltage and measured pressure as well as the consideration of the am Resistant to decaying pressure is that without additional hardware, such as Flow sensor, connection cable or hoses to the face mask, a set pressure can be maintained in the mask with high accuracy.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Hereinafter, a preferred embodiment of the invention below With reference to the accompanying drawings explained in more detail. Showing:

Fig. 1 ein CPAP-Gerät im Therapieeinsatz; Fig. 1 a CPAP device in the therapeutic use;

Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines CPAP-Geräts; Fig. 2 is a schematic diagram of a CPAP device;

Fig. 3 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Prüfapparatur; Fig. 3 shows the principle circuit diagram of a test apparatus according to the invention;

Fig. 4 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Prüfapparatur mit zwei Turbinen; und Fig. 4 shows the principle circuit diagram of a test apparatus according to the invention with two turbines; and

Fig. 5 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Prüfapparatur mit einem Lungensimulator. Fig. 5 shows the principle circuit diagram of a test apparatus according to the invention with a lung simulator.

Fig. 1 zeigt ein CPAP-Gerät 1 im Therapieeinsatz. Das CPAP-Gerät 1 enthält ein Gebläse 2. In der Nähe des Beatmungsschlauchanschlusses 8 innerhalb des CPAP-Geräts ist ein Differenzdrucksensor 3 zur Messung des von dem Gebläse erzeugten Überdrucks gegenüber dem Umgebungsdruck vorgesehen. Die von dem Gebläse geförderte Luft wird über einen Beatmungsschlauch 4 einer Gesichtsmaske 5 zugeführt, die der Patient 6 selbst trägt. Die Gesichtsmaske 5 kann entweder Mund und Nase oder nur Nase abdecken. In oder nahe der Gesichtsmaske 5 ist ein Ausatemöffnung 7 vorgesehen, durch die ein ständiger Luftstrom vom Beatmungsschlauch in die Umgebung stattfindet. Dieser Luftstrom sorgt dafür, dass die vom Patienten ausgeatmete Luft an die Umgebung abgeführt wird und verhindert, dass sich im Beatmungsschlauch 4 CO₂ anreichert. Fig. 1 shows a CPAP device 1 in therapy use. The CPAP device 1 contains a fan 2 . In the vicinity of the breathing tube connection 8 within the CPAP device, a differential pressure sensor 3 is provided for measuring the overpressure generated by the blower relative to the ambient pressure. The air conveyed by the fan is supplied via a breathing tube 4 to a face mask 5 , which the patient 6 carries himself. The face mask 5 can cover either mouth and nose or only nose. In or near the face mask 5 , an exhalation opening 7 is provided through which a continuous flow of air from the breathing tube takes place in the environment. This air flow ensures that the exhaled air from the patient is discharged to the environment and prevents the breathing tube 4 CO ₂ accumulates.

Der Druckabfall an einem Schlauch wie dem Beatmungsschlauch 4 kann aus folgender Formel berechnet werden (Technische Strömungsmechanik 1, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig).

The pressure drop across a hose such as the breathing tube 4 can be calculated from the following formula (Technical Fluid Mechanics 1 , VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig).

Dabei ist Δp der am Schlauch abfallende Druck, ξ ein Druckverlustbeiwert des Schlauches, λ ein Rohrreibungswert des Schlauches, l die Länge des Schlauches, ρ die Dichte des strömenden Mediums, also bei CPAP-Geräten ca. 1,2 kg/m³ für Luft und v die über den Querschnitt gemittelte Strömungsgeschwindigkeit vom CPAP-Gerät in Richtung Maske. a hat den Wert 2 für turbulente Strömungen und 1 für laminare Strömungen. In der Praxis kann a auch Zwischenwerte annehmen, weil selten eine ideal-typische Strömungsform vorliegt. Im Folgenden wird von turbulenten Strömungen ausgegangen. Dabei steht d für den Durchmesser des Schlauches. Die Gleichung (1) ist auch aus Strömungslehre, J. H. Spurk, 4. Auflage, Springerverlag, Berlin, 1996 bekannt, wobei hier λ als Widerstandszahl bezeichnet wird. Die gemittelte Strömungsgeschwindigkeit steht mit dem Luftstrom ≙ in folgendem Zusammenhang:

Here Δp is the pressure dropping on the hose, ξ a pressure loss coefficient of the hose, λ a pipe friction value of the hose, l the length of the hose, ρ the density of the flowing medium, ie with CPAP devices approx. 1.2 kg / m ³ for air and v is the average flow rate averaged over the cross-section from the CPAP device toward the mask. a has the value 2 for turbulent flows and 1 for laminar flows. In practice, a can also assume intermediate values because there is seldom an ideal-typical flow form. The following is based on turbulent flows. Where d is the diameter of the hose. Equation (1) is also known from fluid mechanics, JH Spurk, 4th edition, Springerverlag, Berlin, 1996, where λ is referred to as a resistance number. The averaged flow velocity is related to the air flow ≙ in the following way:

V selbst steht für ein Luftvolumen. Der Punkt bezeichnet die Ableitung nach der Zeit d/dt. ≙ kann dabei durch einen Flusssensor erfasst werden oder, wie weiter unten noch ausgeführt wird, aus dem vom Differenzdrucksensor 3 gemessenen Druck und der Motorspannung berechnet werden. V itself stands for an air volume. The dot denotes the derivative after time d / dt. ≙ can be detected by a flow sensor or, as will be explained below, calculated from the pressure measured by the differential pressure sensor 3 and the motor voltage.

Setzt man (2) in (1) ein, erhält man folgende quadratische Abhängigkeit des Druckabfalls Δp vom Luftstrom ≙. Die Abhängigkeiten von λ, l, d sowie ρ wurden durch die Konstante C zusammengefasst, wobei C eine Kenngröße für den verwendeten Schlauch ist:

Inserting (2) in (1) gives the following quadratic dependence of the pressure drop Δp on the air flow ≙. The dependencies of λ, l, d and ρ were summarized by the constant C, where C is a characteristic for the hose used:

Dabei nimmt der Faktor sign( ≙) entweder den Wert 1 bei Luftstrom zum Patienten oder -1 bei Luftstrom vom Patienten an, um die Flussrichtung zu berücksichtigen. Setzt der Patient das Gerät in Betrieb, wird zunächst aus dem vom Arzt einprogrammierten Therapiedruck p_s, also dem Solldruck in der Maske, und dem gespeicherten Druckverlustbeiwert ξ₀ oder einer gespeicherten Kenngröße C₀ für einen Standardschlauch ein Wert für den vom Lüfter zu erzeugenden Druck p aus Gleichung (4) ermittelt:

p = p_s + Δp (4)
The factor sign (≙) either assumes the value 1 for air flow to the patient or -1 for air flow from the patient to take into account the flow direction. If the patient puts the device into operation, first of all a value for the pressure to be generated by the fan is calculated from the therapy pressure p _s programmed by the physician, ie the setpoint pressure in the mask, and the stored pressure loss coefficient ξ ₀ or a stored characteristic value C ₀ for a standard tube p is determined from equation (4):

p = p _s + Δp (4)

Der aus Gleichung (4) ermittelte Druck p schwankt in Abhängigkeit von der Atemtätigkeit des Patienten. Dies ist insbesondere deshalb bedeutsam, weil der Druck p und damit der Druck Δp wiederholt innerhalb eines Atemzyklusses, also innerhalb von etwa 4 Sekunden, aus Gleichungen (3) und (4) berechnet werden müssen, um den Druck p_M in der Maske konstant zu halten. p soll also so bestimmt werden, dass p_M = p_s ist. The pressure p determined from equation (4) varies depending on the respiratory activity of the patient. This is particularly important because the pressure p and thus the pressure Δp must be calculated repeatedly within a breathing cycle, ie within about 4 seconds, from equations (3) and (4) in order to constantly increase the pressure p _M in the mask hold. So p should be determined so that p _M = p _s .

Um den Rechenaufwand gering zu halten, wird in einer Ausführungsform aus dem Druckverlustbeiwert ξ des Beatmungsschlauchs zunächst die Konstante C in Gleichung (3) bestimmt. Auf diese Weise müssen lediglich Gleichungen (3) und (4), nicht aber Gleichung (1) häufig berechnet werden. In einer Ausführungsform ist das CPAP-Gerät mit einem nicht flüchtigen Speicher ausgerüstet, in dem die Konstante C oder der Druckverlustbeiwert ξ nach ihrer Berechnung abgelegt werden. Zusätzlich werden in einem Festwertspeicher (ROM) die Konstante C₀ und/oder der Druckverlustbeiwert ξ₀ für einen Standard-Beatmungsschlauch für den Fall abgelegt, dass der Druckverlust bei Wert ξ oder die Konstante C doch gelöscht werden. In order to keep the computational effort low, in one embodiment the constant C in equation (3) is first determined from the pressure loss coefficient ξ of the breathing tube. In this way, only equations (3) and (4), but not equation (1), need to be calculated frequently. In one embodiment, the CPAP device is equipped with a non-volatile memory in which the constant C or the pressure loss coefficient ξ are stored after their calculation. In addition, the constant C ₀ and / or the pressure loss coefficient ξ ₀ for a standard breathing tube are stored in a read-only memory (ROM) in the event that the pressure loss at value ξ or the constant C are nevertheless deleted.

Während der Patient ausatmet, kommt es zu einer Rückströmung der Luft im Beatmungsschlauch. Der Volumenstrom ≙ nimmt dabei kurzzeitig negative Werte an. Unmittelbar bei der Umkehrung der Strömungsrichtungen von CPAP-Gerät zu Patient in Patient zu CPAP-Gerät und umgekehrt ist der Volumenstrom ≙ = 0. In diesem Moment gilt p = p_M, d. h. der im Beatmungsgerät gemessene Druck ist genau gleich dem Druck in der Beatmungsmaske. As the patient exhales, there is a backflow of air in the breathing tube. The flow rate ≙ briefly assumes negative values. Immediately upon reversing the flow directions from CPAP device to patient to patient to CPAP device and vice versa, the flow rate is ≙ = 0. At this moment, p = p _M , ie the pressure measured in the ventilator is exactly equal to the pressure in the ventilation mask ,

Der von Gebläse 2 gelieferte Luftstrom ≙ teilt sich in einen zum Patienten gehenden Atemluftstrom ≙_A und einen Leckstrom ≙_L. auf. Während der Atemluftstrom ≙_A zeitlich variiert und sowohl positive als auch negative Werte beim Ein- bzw. Ausatmen annehmen kann, ist der Leckstrom ≙_L eine direkte Funktion des Maskendruckes p_M. Er strömt aus einer in der Maske oder in der Nähe der Maske befindlichen unveränderlichen Öffnung 7 und dient der Entsorgung des vom Patienten ausgeatmeten Kohlendioxids. The air flow ≙ supplied by the blower 2 is divided into a breathing air flow ≙ _A going to the patient and a leakage flow ≙ _L. on. While the respiratory air flow ≙ _A varies over time and can assume both positive and negative values during inhalation and exhalation, the leakage flow ≙ _{L is} a direct function of the mask pressure p _M. It flows out of a fixed opening 7 in the mask or in the vicinity of the mask and serves to dispose of the carbon dioxide exhaled by the patient.

Der Atemluftstrom ≙_A ist im zeitlichen Mittel Null, da der Patient gleichviel Luft einatmet wie ausatmet:

The respiratory air flow ≙ _A is zero in the time average, since the patient inhales the same amount of air as exhales:

Die Integration oder Mittelung des Luftstroms ≙ über geeignete Zeitintervalle liefert daher einen genauen Wert für den Leckstrom ≙_L. Aus ≙_L und ≙ kann ≙_A berechnet werden.

The integration or averaging of the air flow ≙ over suitable time intervals therefore provides an accurate value for the leakage current ≙ _L. From ≙ _L and ≙, ≙ _A can be calculated.

Ein geeignetes Zeitintervall T ist insbesondere eine ganze Zahl von Atemzyklen. Durch die Mittelung über ganze Atemzyklen wird der Einfluss des Ein- oder Ausatmens auch bei kurzen Zeitintervallen möglichst gering gehalten. A suitable time interval T is in particular an integer number of breathing cycles. By averaging over whole respiratory cycles, the influence of the on or Exhale kept as low as possible even at short time intervals.

Wie in der deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 101 18 968.0 beschrieben, wird zur Detektion von einzelnen Atemzyklen die erste Ableitung der Atemflusskurve geschätzt. Aufgrund von Rauschen im gemessenen Luftstrom wird die Luftstromkurve nicht lediglich nach der Zeit abgeleitet, sondern zusätzlich tiefpassgefiltert. Die Ableitung und Tiefpassfilterung erfolgt in einem Filterschritt durch geeignete Wahl der Koeffizienten eines digitalen Filters und wird als Schätzung der Ableitung bezeichnet. Die negativen Spitzen der geschätzten Ableitung des Luftstroms haben sich als robustes Abgrenzungskriterium zwischen den verschiedenen Atemzyklen erwiesen. As in the German patent application with the official file number 101 18 968.0 described, is the first to detect individual breathing cycles Derivation of the respiratory flow curve is estimated. Due to noise in the measured Airflow, the airflow curve is not derived only by the time, but additionally low-pass filtered. The derivative and low pass filtering is done in one Filtering step by suitable choice of the coefficients of a digital filter and is referred to as the derivative of the derivative. The negative peaks of the estimated Derivation of the airflow have become a robust demarcation criterion between proved the different breathing cycles.

Der Maskendruck p_M ist gerade der Druckverlust über der Ausatmungsöffnung. Mit dem durch Mittelung ermittelten Leckstrom ≙_L kann der Druckverlustbeiwert ξ_L der Lecköffnung mittels Gleichung (1) oder ein entsprechender Wert C_L aus Gleichung (3) bestimmt werden. The mask pressure p _M is just the pressure drop across the exhalation port. With the leakage current ≙ _L determined by averaging, the pressure loss coefficient ξ _{L of} the leak opening can be determined by means of equation (1) or a corresponding value C _L from equation (3).

Infolge der Druckregelung im CPAP-Gerät wird der Maskendruck konstant und gleich dem Therapiedruck p_s gehalten. Somit kann aus dem Gesamtvolumenstrom ≙ und den Drücken p und p_M der Druckverlustbeiwert ξ bzw. die Konstante C für den Beatmungsschlauch bestimmt werden. Zweckmäßigerweise benutzt man hierfür die bei ≙ = ≙_L gemessenen Werte, weil dabei gerade der Atemluftstrom ≙_A = 0 ist und damit Fehlerquellen reduziert werden. Der Leckstrom ≙_L kann zur Kontrolle benutzt werden, ob zeitlich veränderliche Leckagen auftreten, z. B. durch falsch sitzende Gesichtsmaske oder undichte bzw. beschädigte Verbindungen. Bei entsprechend sorgfältiger Auswertung der Druckverlustbeiwerte ξ und ξ_L ist es möglich, den Ort einer Leckage im Schlauch festzustellen oder herauszufinden ob sich das Leck in der Gesichtsmaske befindet. Dies ist für die Verordnung besser sitzender Masken, Austausch defekter Teile sowie die Korrektur des Therapiedruckes von wesentlicher Bedeutung. Durch ein Leck steigt der aus Gleichung 6 berechnete Leckstrom ≙_L an und ein daraus mittels Gleichung (1) ermittelter Druckverlust ξ_L sinkt. Aus der Veränderung des Leckstroms ≙_L oder des Druckverlustbeiwerks ξ_L kann man auf die Größe des Lecks schließen. Die Änderung des Druckverlustbeiwerts ξ des Beatmungsschlauches gibt einen Hinweis auf die Position des Lecks. Der Druckverlustbeiwert ξ ändert sich stark, wenn sich das Leck nahe beim CPAP-Gerät befindet und ändert sich fast nicht, wenn sich das Leck nahe bei der Gesichtsmaske befindet. As a result of the pressure control in the CPAP device, the mask pressure is kept constant and equal to the therapy pressure p _s . Thus, from the total volume flow ≙ and the pressures p and p _M, the pressure loss coefficient ξ or the constant C for the breathing tube can be determined. Expediently, for this purpose, the values measured at ≙ = ≙ _L are used, because in this case the respiratory air flow ≙ _A = 0 and thus error sources are reduced. The leakage current ≙ _L can be used to check whether time-varying leaks occur, eg. As a wrong-fitting face mask or leaking or damaged connections. By carefully evaluating the pressure loss coefficients ξ and ξ _L it is possible to determine the location of a leak in the hose or to find out if the leak is in the face mask. This is essential for prescribing better fitting masks, replacing defective parts, and correcting therapy pressure. A leak causes the leakage current ≙ _L calculated from equation 6 to increase and a pressure loss ξ _L determined therefrom by means of equation (1) decreases. From the change of the leakage current ≙ _L or the pressure loss chute ξ _L one can close on the size of the leak. The change in the pressure loss coefficient ξ of the breathing tube gives an indication of the position of the leak. The pressure loss coefficient ξ changes greatly when the leak is close to the CPAP device and almost does not change when the leak is near the face mask.

Durch die Berechnung der Druckverlustbeiwerte ξ und ξ_L oder der Werte C und C_L gewinnt man ein ständig verifiziertes Modell der Luftwege. By calculating the pressure loss coefficients ξ and ξ _L or the values C and C _L , one obtains a constantly verified model of the airways.

Der Luftstrom ≙ kann durch einen Flusssensor im CPAP-Gerät gemessen werden. In einer anderen Ausführungsform wird der Luftstrom durch Auswertung der Versorgungsspannung U für den Motor für das geräteinterne Gebläse 2, und des im Gerät in der Nähe des Luftaustrittes durch den Differenzdrucksensor 3 gemessenen Druckes p bestimmt. The air flow ≙ can be measured by a flow sensor in the CPAP device. In another embodiment, the air flow is determined by evaluating the supply voltage U for the motor for the device-internal fan 2 , and measured in the device in the vicinity of the air outlet by the differential pressure sensor 3 pressure p.

Aus einer kontinuierlichen Erfassung der Wertepaare p, U wird mittels des abgelegten Kennlinienfeldes eine Funktion des Volumenstromes über der Zeit ermittelt. From a continuous detection of the value pairs p, U is by means of the stored characteristic field is a function of the volume flow over time determined.

Bei der Endkontrolle der CPAP-Geräte kann beim Hersteller mittels einer Prüfapparatur ein Kennlinienfeld aufgenommen werden, welches den Zusammenhang zwischen Motorspannung U, Druck p und dem dabei erzeugten Luftstrom ≙ angibt:

At the final inspection of the CPAP devices, a characteristic field can be recorded by the manufacturer by means of a test apparatus, which indicates the relationship between motor voltage U, pressure p and the air flow ≙ generated thereby:

Das Kennlinienfeld erfasst auch einen gewissen Bereich negativer Volumenströme. Die bevorzugte Form des Kennlinienfelds speichert Luftflüsse ≙_ij, Drücke p_i sowie Spannungen U_j, wobei i von 1 bis n und j von 1 bis m läuft. Es gilt: ≙_ij = f(p_i, U_j). Wird das Kennlinienfeld auf diese Art und Weise gespeichert, können Zwischenwerte gemäß der folgenden Formel durch bilineare Interpolation berechnet werden:

wobei p_i ≤ p < p_i+1 und U_j ≤ U < U_j+1 The characteristic field also covers a certain range of negative volume flows. The preferred form of the characteristic field stores air flows ≙ _ij , pressures p _i and voltages U _j , where i runs from 1 to n and j from 1 to m. We have: ≙ _ij = f (p _i , U _j ). If the characteristic field is stored in this way, intermediate values can be calculated according to the following formula by bilinear interpolation:

where p _i ≦ p <p _{i + 1} and U _j ≦ U <U _{j + 1}

In Fig. 2 ist ein Prinzipschaltbild eines bevorzugten CPAP-Geräts dargestellt. Das Prinzipschaltbild zeigt eine zentrale Recheneinheit 23, der das Ausgangssignal des Differenzdrucksensors 3 zugeführt wird, das im Analog-Digital-Wandler 24 digitalisiert wird. Die zentrale Recheneinheit 23 gibt einen der Motorspannung 25 proportionalen Wert an den Digital-Analog-Wandler 22 aus. Die von Digital-Analog- Wandler 22 ausgegebene Analogspannung wird vom Motortreiber 21 verstärkt und dem Motor 11 zugeführt. Der Motor 11 treibt dann das Gebläse 2 an. Meist sind der Rotor des Motors und das Laufrad oder der Propeller des Gebläses auf einer Welle montiert, so dass die Motordrehzahl gleich der Gebläsedrehzahl ist. In modernen CPAP-Geräten werden Recheneinheiten mit Taktfrequenzen von 80 MHz eingesetzt. Diese sind in der Lage, ein digitales, pulsweitenmoduliertes Signal mit einer Frequenz von mehr als 20 kHz mit einer ausreichenden Genauigkeit des Tastverhältnisses zur Ansteuerung des Motors 11 zu erzeugen. Bei dieser Ausführungsform ist somit kein Digital/Analog-Wandler 22 erforderlich. Zwischen Motortreiber 21 und Motor 11 kann noch ein Tiefpassfilter zur Funkentstörung geschaltet sein. FIG. 2 shows a block diagram of a preferred CPAP device. The block diagram shows a central processing unit 23 , to which the output signal of the differential pressure sensor 3 is supplied, which is digitized in the analog-to-digital converter 24 . The central processing unit 23 outputs a value proportional to the motor voltage 25 to the digital-to-analog converter 22 . The analog voltage output from the digital-to-analog converter 22 is amplified by the motor driver 21 and supplied to the motor 11 . The motor 11 then drives the blower 2 . Mostly the rotor of the motor and the impeller or propeller of the fan are mounted on a shaft so that the engine speed is equal to the fan speed. In modern CPAP devices computing units with clock frequencies of 80 MHz are used. These are able to generate a digital, pulse width modulated signal with a frequency of more than 20 kHz with a sufficient accuracy of the duty cycle for driving the motor 11 . In this embodiment, therefore, no digital / analog converter 22 is required. Between the motor driver 21 and motor 11 , a low-pass filter for radio interference suppression can still be switched.

In der zentralen Recheneinheit 23 läuft ständig ein Programm, das den durch den Drucksensor 3 gemessenen Druck mit einem aus Gleichung (4) ermittelten Solldruck vergleicht und die Motorspannung nachregelt. Das Programm implementiert vorzugsweise einen PID-Regler. Ferner kann ein elektrischer Anschluss 26 vorgesehen sein, der vorzugsweise als RS-232 Schnittstelle ausgebildet ist. In the central processing unit 23 is constantly running a program that compares the pressure measured by the pressure sensor 3 with a determined from equation (4) setpoint pressure and readjust the motor voltage. The program preferably implements a PID controller. Furthermore, an electrical connection 26 may be provided, which is preferably designed as an RS-232 interface.

Schließlich kann das CPAP-Gerät einen Widerstand 27 zur Messung des durch den Motor 11 fließenden elektrischen Stroms umfassen. Am Widerstand 27 fällt eine dem Strom durch den Motor 11 proportionale Spannung ab. Diese wird in dieser Ausführungsform durch den Digital-Analog-Wandler 28 digitalisiert und der zentralen Recheneinheit 23 zugeführt. Wie unten noch genauer ausgeführt wird, kann aus zwei der Messgrößen Motorspannung, durch den Motor fließenden Strom und Gebläsedrehzahl sowohl der Druck im CPAP-Gerät als auch der vom CPAP- Gerät erzeugte Luftfluss bestimmt werden. Eine Berechnung des Drucks aufgrund von zwei der Messgrößen kann den Drucksensor 3 und den Analog-Digital- Wandler 24 überflüssig machen. Eine Erfassung von zwei der oben genannten Messgrößen zusammen mit dem Druck ermöglicht eine weitgehende Funktionskontrolle des CPAP-Geräts. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob ein Laufrad oder ein Propeller des Gebläses reibt oder die Lager des Gebläsemotors verschlissen sind. Finally, the CPAP device may include a resistor 27 for measuring the electric current flowing through the motor 11 . At the resistor 27 drops a current through the motor 11 proportional voltage. This is digitized in this embodiment by the digital-to-analog converter 28 and supplied to the central processing unit 23 . As will be explained in more detail below, from two of the measured quantities of motor voltage, current flowing through the motor and fan speed, both the pressure in the CPAP device and the air flow generated by the CPAP device can be determined. A calculation of the pressure due to two of the measured quantities can make the pressure sensor 3 and the analog-to-digital converter 24 superfluous. Capture of two of the above metrics along with the pressure allows for a high degree of functional control of the CPAP device. For example, it can be determined whether an impeller or a propeller of the blower is rubbing or the bearings of the blower motor are worn.

Da die zentrale Recheneinheit 23 im Zusammenwirken mit dem Digital-Analog- Wandler 22 und dem Motortreiber 21 die Motorspannung erzeugt, ist es nicht erforderlich, die Motorspannung selbst zu messen. Vielmehr kann die Motorspannung aus dem an den Digital-Analog-Wandler 22 ausgegebenen Wert durch die zentrale Recheneinheit berechnet werden. Since the central processing unit 23 in cooperation with the digital-to-analog converter 22 and the motor driver 21 generates the motor voltage, it is not necessary to measure the motor voltage itself. Rather, the motor voltage can be calculated from the output to the digital-to-analog converter 22 value by the central processing unit.

Falls anstelle des Digital/Analog-Wandlers 22 von der zentralen Recheneinheit 23 ein pulsweitenmoduliertes Signal ausgegeben wird, kann anstelle des an den Digital/Analog-Wandler ausgegebenen Werts das Tastverhältnis des pulsweitenmodulierten Signals als ein der Motorspannung proportionales Signal verwendet werden. If instead of the digital / analog converter 22 from the central processing unit 23, a pulse width modulated signal is output, instead of the value output to the digital / analog converter, the duty cycle of the pulse width modulated signal can be used as a signal proportional to the motor voltage.

Um den Rechenaufwand gering zu halten, kann das Kennlinienfeld so abgelegt sein, dass anstelle des gemessenen Drucks und der gemessenen Motorspannung der vom Analog-Digital-Wandler 24 ausgelesene Druckwert und der an den Digital- Analog-Wandler 22 ausgegebene Spannungswert oder das Tastverhältnis zur Bestimmung des Luftstroms ≙ verwendet werden. In order to keep the computational effort low, the characteristic field can be stored so that instead of the measured pressure and the measured motor voltage read out of the analog-to-digital converter 24 pressure value and output to the digital-to-analog converter 22 voltage value or the duty cycle for determining the air flow ≙ be used.

Fig. 3 zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Prüfapparatur. Die Prüfapparatur umfasst einen Luftanschluss 31, mit dem die Prüfapparatur über einen Beatmungsschlauch 4 mit einem CPAP-Gerät verbunden werden kann. Ferner weist die Prüfapparatur einen Flusssensor 36 sowie ein elektrisch steuerbares Ventil 32 auf. Das Ventil 32 kann über einen Digital-Analog-Wandler 33 durch eine zentrale Recheneinheit 34 gesteuert werden. Der Flusssensor 36 bildet mit den Widerständen 37 bis 39 eine Messbrücke, deren Verstimmung durch den Differenzverstärker 40 verstärkt, im Analog-Digital-Wandler 41 digitalisiert und der zentralen Recheneinheit 34 zugeführt wird. Darüber hinaus sind eine Tastatur 43 zur Eingabe und ein Display 42 zur Darstellung des Betriebszustands der Prüfapparatur vorgesehen. Schließlich ist eine elektrische Schnittstelle 35 zum Datenaustausch mit dem zu prüfenden CPAP-Gerät vorgesehen. Fig. 3 shows a schematic diagram of a test apparatus according to the invention. The test apparatus comprises an air connection 31 , with which the test apparatus can be connected via a breathing tube 4 with a CPAP device. Furthermore, the test apparatus has a flow sensor 36 and an electrically controllable valve 32 . The valve 32 can be controlled via a digital-to-analog converter 33 by a central processing unit 34 . The flow sensor 36 forms with the resistors 37 to 39, a measuring bridge whose detuning amplified by the differential amplifier 40 , digitized in the analog-to-digital converter 41 and the central processing unit 34 is supplied. In addition, a keyboard 43 for input and a display 42 for displaying the operating state of the test apparatus are provided. Finally, an electrical interface 35 is provided for data exchange with the CPAP device to be tested.

Ein Prüfverfahren kann beispielsweise wie folgt ablaufen. In einer äußeren Schleife werden durch die zentrale Steuereinheit am Ventil verschieden Widerstandswerte W_k nacheinander eingestellt. In einer inneren Schleife werden verschiedene Solldrücke p_l nacheinander zu einem angeschlossenen, zu prüfenden CPAP-Gerät übertragen und dort eingestellt. Nach Erreichen eines stationären Zustands wird der Luftstrom ≙_kl durch den Flusssensor 36 gemessen sowie die Motorspannung U_kl oder ein zu ihr proportionaler Wert aus dem CPAP-Gerät gelesen. Nach dem Einstellen aller Testdrücke p_l wird der nächste Widerstandswert W_k+1 am Ventil 32 eingestellt. For example, a test method may be as follows. In an outer loop, different resistance values W _{k are} successively set by the central control unit on the valve. In an inner loop, various desired pressures p _{l are} successively transmitted to a connected CPAP device to be tested and set there. After reaching a steady state of the air flow ≙ _kl is measured by the flow sensor 36 and read the motor voltage U _kl or a value proportional to her from the CPAP device. After setting all the test pressures p _l , the next resistance value W _{k + 1 is set} at the valve 32 .

Nach Aufnahme dieses Kennlinienfeldes durch die Prüfapparatur wird aus diesem Kennlinienfeld vorzugsweise ein oben beschriebenes Kennlinienfeld ≙_ij für die Drücke p_i und die Spannungen U_j in der Prüfapparatur durch die zentrale Recheneinheit 34 berechnet. Hierzu kann die oben anhand von Gleichung (7) erläuterte bilineare Interpolation verwendet werden, wenn die Messpunkte W_k und p_l eng genug liegen. Da in der Prüfapparatur im allgemeinen ausreichend Rechenleistung zur Verfügung steht, können auch ausgefeiltere Interpolationsverfahren höherer Ordnung als eine bilineare Interpolation implementiert werden. After recording this characteristic field by the test apparatus, a characteristic curve field ≙ _ij for the pressures p _i and the voltages U _j in the test apparatus by the central processing unit 34 is preferably calculated from this characteristic field. For this purpose, the bilinear interpolation explained above with reference to equation (7) can be used if the measurement points W _k and p _{l are} close enough. Since sufficient computing power is generally available in the test apparatus, more sophisticated higher-order interpolation methods than bilinear interpolation can also be implemented.

In einer anderen Ausführungsform können in einem Feld Widerstandswerte W_kl in der Prüfapparatur abgelegt werden, die schon so gewählt sind, dass sich beim Widerstandswert W_kl bei allen Drücken p_k eine in etwa gleiche Spannungen U_kl ergibt. Bei dieser Ausführungsform entspricht das gemessene Kennlinienfeld ≙_kl schon ziemlich genau einem bevorzugten Kennlinienfeld ≙_ij für das CPAP-Gerät. Aufgrund der Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der CPAP-Geräte können die Widerstandswerte W_kl nicht so gewählt werden, dass bei allen CPAP-Geräten die Spannungen U_kl für die entsprechenden Drücke p_k gleich sind. Deshalb kann auf eine Umrechnung des gemessenen Kennlinienfeldes ≙_kl in das bevorzugte Kennlinienfeld ≙_ij nicht verzichtet werden. In another embodiment, in a field resistance values W _kl in the test apparatus are stored, which are already chosen so that in the resistance value W _kl at all pressures p _k equal approximately voltages U _kl results. In this embodiment, the measured characteristic field ≙ _kl already pretty much corresponds to a preferred characteristic field ≙ _ij for the CPAP device. Due to the manufacturing tolerances in the manufacture of the CPAP devices, the resistance values W _kl can not be selected so that the voltages U _kl for the respective pressures p _{k are the} same for all CPAP devices. Therefore, conversion of the measured characteristic field ≙ _kl into the preferred characteristic field ≙ _ij can not be dispensed with.

Durch geeignete Wahl der Widerstandswerte W_kl kann bei einer optimal kleinen Zahl von Messpunkten eines Prüfprogramms der Prüfapparatur eine optimale Genauigkeit des berechneten Kennlinienfeldes erreicht werden. In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Prüfen eines oder mehrerer CPAP-Geräte das Feld der Widerstandswerte W_kl basierend auf den alten Widerstandswerten W_kl, und/oder dem bzw. den beim Prüfen neu gemessenen Kennlinienfeldern neu berechnet, damit die Spannungen U_kl für die entsprechenden Drücke p_k möglichst gleich sind. By a suitable choice of the resistance values W _kl , an optimal accuracy of the calculated characteristic field can be achieved with an optimally small number of measuring points of a test program of the testing apparatus. In a further embodiment, after testing one or more CPAP devices, the field of resistance values W _{kl is recalculated} based on the old resistance values W _kl and / or the characteristic field newly measured during testing, so that the voltages U _kl for the corresponding pressures p _{k are} as equal as possible.

Am Ende des Prüfprogramms wird vorzugsweise das berechnete Kennlinienfeld im CPAP-Gerät gespeichert. At the end of the test program is preferably the calculated characteristic field in CPAP device saved.

In einer anderen Ausführungsform kann anstelle der Motorspannung U auch der elektrische Strom I durch den Motor 11 verwendet werden. Die Gleichungen 6 und 7 behalten ihre Gültigkeit, jedoch ist die Spannung U durch den Strom I zu ersetzen. Auch in den Kennlinienfeldern ist die Motorspannung U_kl durch den Strom I_kl sowie U_j durch I_j zu ersetzen. In another embodiment, instead of the motor voltage U, the electric current I can also be used by the motor 11 . Equations 6 and 7 remain valid, but the voltage U is to be replaced by the current I. Also in the characteristic curves, the motor voltage U _{kl is to be} replaced by the current I _kl and U _j by I _j .

Wie oben ausgeführt, kann der Luftstrom ≙ sowie der Druck p aus Motorspannung U und elektrischen Strom durch den Motor I berechnet werden. Dieser funktionelle Zusammenhang kann durch die Gleichungen 8 und 9 beschrieben werden, wobei g und h Funktionen der Motorspannung U und des Stroms I sind:

As stated above, the air flow ≙ and the pressure p from the motor voltage U and the electric current through the motor I can be calculated. This functional relationship can be described by Equations 8 and 9, where g and h are functions of the motor voltage U and the current I:

Bei einem Prüfverfahren, ähnlich dem oben beschriebenen, das beispielsweise im Rahmen einer Endkontrolle durchgeführt werden kann, können am Ventil der Prüfapparatur verschiedene Widerstandswert W_k und im CPAP-Gerät verschiedene Motorspannungen U_l vorgegeben werden. Hierbei wird je ein Kennlinienfeld für den Luftstrom ≙_kl den Druck p_kl und den Strom durch den Motor I_kl aufgenommen. Wie oben in Zusammenhang mit dem Prüfverfahren erläutert wurde, kann auch ein Widerstandswertefeld W_kl vorgegeben werden, so dass das Kennlinienfeld für den durch den Motor fließenden Strom I_kl für festes k ungefähr gleich große Ströme enthält. In a test method, similar to that described above, which can be carried out, for example, in the context of a final inspection, different resistance value W _k and in the CPAP device different motor voltages U _{l can be} specified at the valve of the test apparatus. In each case, a characteristic field for the air flow ≙ _kl the pressure p _kl and the current through the motor I _{kl is} added. As explained above in connection with the test method, a resistance value field W _kl can also be specified so that the characteristic field for the current I _kl flowing through the motor for fixed k contains approximately equal currents.

Hierfür ist ein Kennlinienfeld für die Berechnung des Luftstroms ≙ und ein weiteres Kennlinienfeld für die Berechnung des Drucks p erforderlich. Wenn lediglich der Druck berechnet werden soll, kann natürlich das Kennlinienfeld für den Luftstrom ≙ weggelassen werden und umgekehrt. Dies gilt sinngemäß auch für Gleichungspaare (10), (11) und (12), (13). Zur Berechnung von Zwischenwerten kann die bilinieare Interpolation verwendet werden. Hierbei ist zur Berechnung des Luftstroms ≙ in Gleichung 7 der Druck p durch den Strom I und die Funktion f durch die Funktion g zu ersetzen. Zur Berechnung von Zwischenwerten für den Druck ist in Gleichung (7) der Fluss ≙ durch den Druck p, der Druck p durch den Strom I sowie die Funktion f durch die Funktion h zu ersetzen. For this purpose, a characteristic field for the calculation of the air flow ≙ and another Characteristic field required for the calculation of the pressure p. If only the Pressure is calculated, of course, the characteristic field for the air flow ≙ be omitted and vice versa. This applies mutatis mutandis to Equation pairs (10), (11) and (12), (13). For calculating intermediate values the bilinear interpolation can be used. Here is the calculation of the Air flow ≙ in equation 7, the pressure p by the current I and the function f to replace with the function g. For calculating intermediate values for the Pressure in equation (7) is the flow ≙ by the pressure p, the pressure p by the pressure To replace the current I and the function f with the function h.

Eine weitere bei manchen CPAP-Geräten leicht zu messende Größe ist die Drehzahl des Gebläses und des das Gebläse antreibenden Motors. Diese CPAP- Geräte sind häufig mit einem kontaktlosen 3-Phasen-Gleichstrommotor ausgerüstet. Der Motor weist Hallsensoren auf, die Ausgangssignale liefern, um die Motorwicklungen phasenrichtig anzusteuern. Zur Bestimmung der Drehzahl des Motors können entweder die von den Hallsensoren gelieferten Signale oder die an den Motorwicklungen anliegenden Spannungen verwendet werden. Die Motordrehzahl kann in Gleichungen 8 und 9 den Strom I ersetzen, so dass Gleichungen 10 und 11 entstehen:

Another size that is easy to measure with some CPAP devices is the speed of the fan and the motor driving the fan. These CPAP devices are often equipped with a 3-phase non-contact DC motor. The motor has Hall sensors that provide output signals to drive the motor windings in phase. To determine the speed of the motor either the signals supplied by the Hall sensors or the voltage applied to the motor windings voltages can be used. The engine speed can replace the current I in equations 8 and 9 to give equations 10 and 11:

Dabei ist der Druck p in guter Näherung im Arbeitsbereich von CPAP-Geräten proportional zum Quadrat der Drehzahl n. Hierfür können Widerstandswerte W_k und Spannungen U_l an der Prüfapparatur bzw. am CPAP-Gerät nacheinander eingestellt werden. Hierbei werden je ein Kennlinienfeld für die Luftflüsse ≙_kl, die Drücke p_kl und die Drehzahlen n_kl gemessen. Wie oben ausgeführt, kann auch ein Widerstandsfeld W_kl vorgegeben werden, so dass die Drehzahl n_kl für festes k ungefähr gleich groß sind und dieses Widerstandsfeld W_kl von Zeit zu Zeit aufgrund der Kennlinienfelder mehrerer CPAP-Geräte wie oben beschrieben aktualisiert wird. Wie oben beschrieben, können die Kennlinienfelder ≙_kl, p_kl, n_kl und U_l in Felder ≙_ij, p_ij, n_i, und U_j umgerechnet werden, damit Luftfluss ≙ und Druck p schnell mittels bilinearer Interpolaten (vgl. Gleichung (7)) berechnet werden können. Die letzteren Felder werden dann im CPAP-Gerät abgelegt. In this case, the pressure p in a good approximation in the working range of CPAP devices is proportional to the square of the rotational speed n. For this purpose, resistance values W _k and voltages U _l can be set successively on the test apparatus or on the CPAP device. In this case, a characteristic curve field for the air flows ≙ _kl , the pressures p _kl and the rotational speeds n _{kl are} measured. As stated above, a resistance field W _kl can also be specified so that the speed n _kl for fixed k are approximately the same and this resistance field W _{kl is} updated from time to time on the basis of the characteristic fields of several CPAP devices as described above. As described above, the characteristic curves ≙ _kl , p _kl , n _kl and U _{l can be converted} into fields ≙ _ij , p _ij , n _i , and U _j , so that air flow ≙ and pressure p can be rapidly calculated by means of bilinear interpolates (cf. 7)) can be calculated. The latter fields are then stored in the CPAP device.

In einer anderen Ausführungsform kann die Drehzahl in Verbindung mit dem Strom I verwendet werden, um den Luftstrom ≙ und den Druck p zu berechnen, so dass sich Gleichungen (12) und (13) ergeben:

In another embodiment, the speed in conjunction with the current I may be used to calculate the airflow ≙ and pressure p to give equations (12) and (13):

Vorteilhaft an der Verwendung von Drehzahl n in Verbindung mit der Motorspannung U gegenüber der Verwendung von Motordrehzahl n in Verbindung mit Strom durch den Motor I ist, dass keine zusätzlichen Einrichtungen, wie Widerstand 27 und Analog/Digital-Wandler 28 zur Messung des Stroms I notwendig sind. Zur Bestimmung der Frequenz n ist lediglich ein Zähler mit einem digitalen Eingang und kein Analog/Digital-Wandler erforderlich. Der Zähler kann durch Software in der zentralen Recheneinheit 23 implementiert werden, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist. Das oben im Zusammenhang mit Gleichungen 8 und 9 Gesagte gilt sinngemäß auch für Gleichungen 10 und 11 sowie 12 und 13. Advantageous in the use of speed n in conjunction with the motor voltage U over the use of motor speed n in conjunction with current through the motor I is that no additional means, such as resistor 27 and analog / digital converter 28 for measuring the current I necessary are. To determine the frequency n only a counter with a digital input and no analog / digital converter is required. The counter can be implemented by software in the central processing unit 23 without requiring additional hardware. The statements made above in connection with equations 8 and 9 also apply mutatis mutandis to equations 10 and 11 as well as 12 and 13.

Zur Bestimmung der Kennlinienfelder können Widerstandswerte W_k und Spannungswerte U_l an der Prüfapparatur bzw. am CPAP-Gerät nacheinander eingestellt werden. Hierbei werden vier Kennlinienfelder, nämlich jeweils eines für den Luftstrom ≙_kl, für den Druck p_kl, für den Strom durch den Motor I_kl und die Motordrehzahl n_kl gemessen. Wie oben ausgeführt, kann auch ein Feld für Widerstandswerte W_kl und für Spannungswerte U_kl vorgegeben werden, so dass die gemessenen Ströme I_kl für festes k und die Drehzahlen n_kl für festes I ungefähr gleich groß sind. In einer anderen Ausführungsform können auch Widerstandswerte W_kl und Spannungswert U_kl vorgegeben werden, so dass die Ströme I_kl für festes I und die Drehzahlen n_kl für festes k ungefähr gleich groß sind. Das Widerstandsfeld W_kl und das Spannungsfeld U_kl können wie oben erläuert aktualisiert werden. Wie oben beschrieben, können die Kennlinienfelder ≙_kl, p_kl, n_kl sowie U_l in Felder ≙_ij, p_ij, n_i und U_j umgerechnet werden, damit Sollfluss ≙ und Druck p schnell mittels bilinearer Interpolation (vgl. Gleichung (7)) berechnet werden können. Wie oben beschrieben, werden die letzteren Felder dann im CPAP-Gerät abgelegt. To determine the characteristic curves, resistance values W _k and voltage values U _l can be set successively on the test apparatus or on the CPAP device. Here, four characteristic curves, namely one for the air flow ≙ _kl , for the pressure p _kl , for the current through the motor I _kl and the engine speed n _{kl are} measured. As stated above, a field for resistance values W _kl and for voltage values U _{kl can also be} specified, so that the measured currents I _kl for fixed k and the speeds n _kl for fixed I are approximately equal. In another embodiment, resistance values W _kl and voltage value U _kl can also be specified, so that the currents I _kl for fixed I and the rotational speeds n _kl for fixed k are approximately equal. The resistance field W _kl and the voltage field U _kl can be updated as explained above. As described above, the characteristic curves ≙ _kl , p _kl , n _kl and U _{l can be converted} into fields ≙ _ij , p _ij , n _i and U _j , so that the desired flow ≙ and pressure p are quickly determined by means of bilinear interpolation (compare equation (7 )) can be calculated. As described above, the latter fields are then stored in the CPAP device.

Von den vier Messgrößen Druck p, Motorspannung U, Strom durch den Motor I und Motordrehzahl n müssen also mindestens zwei gemessen werden, um hieraus den Druck p und den Luftstrom ≙ zu berechnen. Werden mehr als zwei Messgrößen gemessen, so erhält man redundante Information. Wird beispielsweise der Druck p und zwei der Messgrößen Motorspannung U, Strom durch den Motor I und Motordrehzahl n gemessen, so kann der Druck p nach einem der obigen Verfahren aus Motorspannung U, Strom durch den Motor I und/oder Motordrehzahl n sowohl berechnet als auch gemessen werden. Im CPAP-Gerät sind typischerweise ein Lufteingangsfilter und Schalldämpfer mit Schallschutzschäumen im Lufteinlassbereich vorgesehen. Das Lufteingangsfilter kann sich durch Staub in der Umgebungsluft mit der Zeit zusetzen, so dass es einen mit der Zeit langsam zunehmenden Luftwiderstand aufweist. Auch die Schallschutzschäume können sich beispielsweise durch Wassereinlagerung verändern und damit den Luftwiderstand des Lufteinlasses verändern. Durch die langsame Erhöhung des Luftwiderstands des Lufteingangsfilters steigt die Motorleistung mit der Zeit an, die erforderlich ist, um einen konstanten Überdruck zu erzeugen. Nach Aufnahme des Kennlinienfelds stimmen gemessener und berechneter Druck in guter Näherung überein. Durch die Erhöhung des Luftwiderstands im Lufteinlassbereich fällt der berechnete Druck gegenüber dem gemessenen Druck mit der Zeit ab. So lassen sich Reinigungs- und/oder Wartungsintervalle festlegen. Of the four measured quantities pressure p, motor voltage U, current through the motor I and Motor speed n must therefore be measured at least two to get out of this Pressure p and the air flow ≙ to calculate. Become more than two measurands measured, you get redundant information. If, for example, the pressure p and two of the measured quantities motor voltage U, current through the motor I and Engine speed n measured, so the pressure p can according to one of the above method from motor voltage U, current through the motor I and / or motor speed n both calculated as well as measured. In the CPAP device are typically a Air inlet filter and silencer with soundproofing foams in Air intake area provided. The air inlet filter may be affected by dust in the Add ambient air over time, making it slow with time having increasing air resistance. Even the soundproofing foams can Change, for example, by water retention and thus the Change the air resistance of the air intake. By the slow increase of the Air resistance of the air intake filter increases engine power over time, the is required to produce a constant overpressure. After taking the Characteristic field, measured and calculated pressure are in good approximation match. By increasing the air resistance in the air inlet area of the falls calculated pressure versus the measured pressure over time. Let it be set cleaning and / or maintenance intervals.

Wenn die drei Messgrößen Motorspannung U, Strom durch den Motor I und Motordrehzahl n gemessen werden, so lassen sich Informationen über der Verschleiß an Motor- und Gebläselagern gewinnen. Steigt bei gleicher Motorspannung und Motordrehzahl der Strom mit der Zeit an, so ist dies ein Hinweis darauf, dass in den Lagern des Motors und des Gebläses die Reibung zunimmt und somit diese Lager zunehmend verschleißen. Wie oben ausgeführt, lässt sich beispielsweise der Druck p und der Luftstrom ≙ aus der Motordrehzahl n und der Motorspannung U berechnen. Beim Aufnehmen der Kennlinienfelder kann zusätzlich ein Kennlinienfeld I_kl aufgenommen und ein Stromkennlinienfeld I_ij berechnet und gespeichert werden, so dass ein (ursprünglicher) Stromwert in Abhängigkeit von der Motordrehzahl n und der Motorspannung U aus dem Feld I_ij berechnet werden kann. Dieser kann dann mit dem gemessenen Stromwert I verglichen werden. Bei der Verwendung der drei Messgrößen Motorspannung U, Strom durch den Motor I und Motordrehzahl n kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass eine Erhöhung des gemessenen Stroms I gegenüber einem berechneten Stromwert auf Alterungen im Lufteinlassbereich zurückzuführen ist. When the three measured quantities of motor voltage U, current through motor I and motor speed n are measured, information about the wear on motor and fan bearings can be obtained. If the current increases with time for the same motor voltage and motor speed, this is an indication that the friction in the bearings of the motor and the fan is increasing and thus these bearings are becoming increasingly worn. As stated above, for example, the pressure p and the air flow ≙ from the engine speed n and the motor voltage U can be calculated. When recording the characteristic curves, a characteristic curve field I _kl can additionally be recorded and a current characteristic field I _ij calculated and stored, so that an (original) current value can be calculated as a function of the engine speed n and the motor voltage U from the field I _ij . This can then be compared with the measured current value I. When using the three measured quantities motor voltage U, current through the motor I and motor speed n, however, it can not be ruled out that an increase in the measured current I compared with a calculated current value can be attributed to aging in the air inlet region.

In einer andern Ausführungsform können auch die vier Größen Druck p, Motorspannung U, Strom durch den Motor I und Motordrehzahl n gemessen werden, um so Informationen über die Alterung des Luftansaugbereichs, insbesondere des Lufteingangsfilters und der Motor- und Gebläselager, gewonnen werden. In another embodiment, the four variables can also be pressure p, Motor voltage U, current through the motor I and engine speed n measured information about the aging of the air intake area, in particular the air inlet filter and the engine and fan bearings won become.

Zur Aufnahme der Kennlinienfelder zur Berechnung von Luftstrom und/oder Druck aus der Motorspannung und dem durch den Motor fließenden Strom ist es notwendig, dass die Prüfapparatur mit einem Differenzdrucksensor ausgerüstet ist, der den Differenzdruck zwischen dem vom CPAP-Gerät erzeugten Druck und dem Umgebungsdruck misst. Ein solcher Drucksensor kann beispielsweise in der Nähe des Flusssensors 36 angeordnet sein. Das elektrische Ausgangssignal des Drucksensors wird durch einen weiteren Analog-Digital-Wandler digitalisiert und der zentralen Recheneinheit 34 zugeführt. To record the characteristic curves for calculating air flow and / or pressure from the engine voltage and the current flowing through the motor, it is necessary that the test apparatus is equipped with a differential pressure sensor that measures the differential pressure between the pressure generated by the CPAP device and the ambient pressure , Such a pressure sensor may be arranged, for example, in the vicinity of the flow sensor 36 . The electrical output signal of the pressure sensor is digitized by a further analog-to-digital converter and fed to the central processing unit 34 .

Erfolgt die Aufnahme der Kennlinienfelder mit dem Beatmungsschlauch, der auch während des Therapieeinsatzes des CPAP-Geräts Verwendung findet, so wird durch den Drucksensor des Prüfapparats im wesentlichen der sich in der Maske bei der Therapie einstellende Druck gemessen. Somit kann eine Korrektur für den am Beatmungsschlauch abfallenden Druck, wie sie oben anhand von Gleichungen (1) bis (4) erläutert wurde, entfallen. Die im CPAP-Gerät gespeicherten Kennlinienfelder werden so berechnet, dass sich aus den Kennlinienfeldern der Maskendruck ergibt. If the recording of the characteristic curves with the breathing tube, which also is used during therapy use of the CPAP device through the pressure sensor of the tester essentially in the mask measured at the therapy adjusting pressure. Thus, a correction for the pressure dropping on the breathing tube, as described above by means of equations (1) to (4) has been omitted. The ones stored in the CPAP device Characteristic curves are calculated in such a way that the characteristic curves of the Mask pressure results.

Wird bei Aufnahme der Kennlinienfelder dagegen ein anderer Beatmungsschlauch als im Therapieeinsatz verwendet, so wird zunächst anhand von Gleichungen (1) bis (4) sowie der Konstante C oder des Druckverlustbeiwerts ξ für den bei der Aufnahme der Kennlinienfelder verwendeten Beatmungsschlauch der Druck im CPAP-Gerät berechnet. Das Kennlinienfeld für den Druck, das schließlich im CPAP-Gerät gespeichert wird, wird so berechnet, dass sich daraus der Druck im CPAP-Gerät ergibt. Während des Therapieeinsatzes wird dann der aus dem Kennlinienfeld berechnete Druck um den Druckabfall am Beatmungsschlauch korrigiert, wie es oben erläutert wurde. Falls der Druckverlustbeiwert des beim Therapieeinsatz verwendeten Beatmungsschlauchs bei der Aufnahme der Kennlinienfelder bekannt ist, kann bei oder unmittelbar nach der Aufnahme der Kennlinienfelder ein Kennlinienfeld berechnet und im CPAP-Gerät gespeichert werden, aus dem sich der Maskendruck unmittelbar ergibt. If, on the other hand, a different breathing tube is received when recording the characteristic curves as used in the therapy, it is first by equations (1) to (4) and the constant C or the pressure loss coefficient ξ for the Recording of the characteristic fields used respiratory hose the pressure in CPAP device calculated. The characteristic field for the pressure, which finally in the CPAP device is calculated so that the pressure in the CPAP device results. During the therapy then the one from the Characteristic field calculated pressure around the pressure drop on the breathing tube corrected as explained above. If the pressure loss coefficient of the Therapy use ventilation tube used in the recording of Characteristic fields is known, at or immediately after the recording of the Characteristic fields a characteristic field is calculated and stored in the CPAP device from which the mask pressure results directly.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Prüfapparatur ist in Fig. 4 dargestellt. Diese Ausführungsform weist zusätzlich zu einer Prüfapparatur gemäß Fig. 3 die Gebläse 51 und 53 auf. Die Drehzahl der Gebläse kann durch die zentrale Recheneinheit 34 gesteuert werden. Beispielhaft sind in Fig. 34 die Digital- Analog-Wandler 52 und 54 für diesen Zweck eingezeichnet. Über das Drei/Zwei- Wegeventil 50 kann der Luftanschluss 31 entweder mit dem Gebläse 51 oder mit dem Gebläse 53 verbunden werden. Die Steuerung des Zweiwegeventils 50 erfolgt über die digitalen Steuerleitungen 55 und 56 durch die zentrale Recheneinheit 34. Das Einatmen des Patienten wird durch das Gebläse 53 simuliert, die einen Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck erzeugen kann. Das Ausatmen des Patienten wird durch das Gebläse 51 simuliert. Dieses Gebläse erzeugt einen Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck und sorgt für einen negativen Fluss, wenn der von dem Gebläse 51 erzeugte Überdruck höher als der von dem Gebläse des CPAP-Geräts erzeugte Überdruck ist. Durch die Verwendung der zusätzlichen Gebläse 51 und 53 kann ein weiterer Druck- und Flussbereich für das oder die Kennlinienfelder ausgemessen werden. A further preferred embodiment of the test apparatus is shown in FIG. 4. This embodiment has, in addition to a test apparatus according to FIG. 3, the fans 51 and 53 . The speed of the fans can be controlled by the central processing unit 34 . By way of example, FIG. 34 shows the digital-to-analogue converters 52 and 54 for this purpose. Via the three / two-way valve 50 , the air connection 31 can be connected either to the blower 51 or to the blower 53 . The control of the two-way valve 50 via the digital control lines 55 and 56 by the central processing unit 34th Inhalation of the patient is simulated by the blower 53 , which can create a vacuum to ambient pressure. The exhalation of the patient is simulated by the blower 51 . This blower creates an overpressure relative to the ambient pressure and provides a negative flow when the overpressure generated by the blower 51 is higher than the overpressure generated by the blower of the CPAP device. By using the additional fans 51 and 53 , a further pressure and flow range for the characteristic field or fields can be measured.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfapparatur. Diese Prüfapparatur enthält anstatt der Gebläse 51 und 53 einen Lungensimulator 60. Der Lungensimulator besteht im Wesentlichen aus einem Zylinder, in dem ein Kolben kontrolliert auf- und abbewegt werden kann. Dies kann beispielsweise durch die am Rad 63 exzentrisch angebrachte Pleuelstange erfolgen. Das Rad 63 kann beispielsweise durch einen Gleichstrom- oder Schrittmotor angetrieben werden. In Fig. 5 ist beispielhaft der Digital-Analog-Wandler 61 zur Steuerung eines Gleichstrommotors eingezeichnet. Daneben ist in Fig. 5 das Drosselventil 32 eingezeichnet, das über den Digital-Analog-Wandler 62 gesteuert werden kann. Das Drosselventil 32 simuliert unterschiedlich große Ausatemöffnungen 7 in oder bei der Maske 5 des Patienten. Fig. 5 shows another embodiment of a test apparatus according to the invention. This test apparatus contains a lung simulator 60 instead of the blowers 51 and 53 . The lung simulator consists essentially of a cylinder in which a piston can be moved up and down in a controlled manner. This can be done for example by the wheel 63 eccentrically mounted connecting rod. The wheel 63 may be driven, for example, by a DC or stepper motor. In Fig. 5, the digital-to-analog converter 61 for controlling a DC motor is shown as an example. In addition, the throttle valve 32 is shown in Fig. 5, which can be controlled via the digital-to-analog converter 62 . The throttle valve 32 simulates different sized exhalation openings 7 in or at the mask 5 of the patient.

Durch die Verwendung des Lungensimulators 60 können sowohl Einatemvorgänge als auch Ausatemvorgänge simuliert werden. Somit kann mit einer Prüfapparatur gemäß Fig. 5 ein ebenso großer Druck- und Flussbereich zur Berechnung des oder der Kennlinienfelder durchfahren werden. Besonderes vorteilhaft an der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist, dass wenige durch den Lungensimulator 60 simulierte Atemzyklen ausreichen, um ein ausreichend dichtes Kennlinienfeld für ein CPAP-Gerät zu bestimmen. By using the lung simulator 60 , both inspiratory and expiratory events can be simulated. Thus, with an inspection apparatus according to FIG. 5, an equally large pressure and flow range can be traversed for calculating the characteristic field (s). A particular advantage of the embodiment according to FIG. 5 is that few breathing cycles simulated by the lung simulator 60 are sufficient to determine a sufficiently dense characteristic field for a CPAP device.

Um die Genauigkeit der Messergebnisse in einer Messapparatur gemäß Fig. 5 zu erhöhen, kann der Kolben im Lungensimulator mit einer konstanten Geschwindigkeit auf- oder abbewegt werden, so dass während eines solchen Betriebs der Luftstrom ≙ konstant bleibt. In order to increase the accuracy of the measurement results in a measuring apparatus according to FIG. 5, the piston in the lung simulator can be moved up or down at a constant speed, so that the air flow ≙ remains constant during such operation.

Aufgrund der bekannten Kolbengeschwindigkeit des Lungensimulators kann bei geschlossenem Ventil 32 der Luftfluss ≙ berechnet werden, so dass der Flusssensor 36, die Widerstände 36 bis 39, der Differenzverstärker 40 sowie der Analog-Digital-Wandler 41 entfallen können. Due to the known piston speed of the lung simulator, the air flow ≙ can be calculated when the valve 32 is closed, so that the flow sensor 36 , the resistors 36 to 39 , the differential amplifier 40 and the analog-to-digital converter 41 can be dispensed with.

Auch in den Prüfapparaturen gemäß Fig. 4 und 5 kann ein zusätzlicher Drucksensor vorzugsweise in der Nähe des Flusssensors 36 vorgesehen sein. Ein solcher Drucksensor ermöglicht es, den im CPAP-Gerät verwendeten Drucksensor zu eichen, also für den Drucksensor im CPAP-Gerät beispielsweise eine Kennlinie aufzunehmen. Dies ermöglicht die Verwendung von weniger genauen und damit billigeren Drucksensoren in den CPAP-Geräten. Außerdem ermöglicht dieser zusätzliche Drucksensor auch eine Funktionskontrolle des Drucksensors im zu prüfenden CPAP-Gerät. Also in the Prüfapparaturen shown in FIG. 4 and 5, an additional pressure sensor may preferably be provided 36 in the vicinity of the flow sensor. Such a pressure sensor makes it possible to calibrate the pressure sensor used in the CPAP device, that is to record a characteristic for the pressure sensor in the CPAP device, for example. This allows the use of less accurate and thus cheaper pressure sensors in the CPAP devices. In addition, this additional pressure sensor also allows a functional check of the pressure sensor in the CPAP device to be tested.

Die Erfindung wurde zuvor anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Für einen Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Abwandlungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Deshalb wird der Schutzbereich durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente festgelegt. Bezugszeichenliste 1 CPAP-Gerät
2 Gebläse
3 Differenzdrucksensor
4 Beatmungsschlauch
5 Gesichtsmaske
6 Patient
7 Ausatemöffnung
11 Motor
21 Motortreiber
22 Digital-Analog-Wandler
23 zentrale Recheinheit
24 Analog-Digital-Wandler
25 Motorspannung
26 elektrischer Anschluss
27 Widerstand
28 Analog-Digital-Wandler
31 Luftanschluss
32 elektrisch steuerbares Ventil
33 Digital-Analog-Wandler
34 zentrale Recheneinheit
35 elektrischer CPAP-Anschluss
36 Flusssensor
37, 38, 39 Widerstände
40 Differenzverstärker
41 Analog-Digital-Wandler
42 Display
43 Tastatur
50 Drei/Zwei-Wegeventil
51 Gebläse
52 Digital-Analog-Wandler
53 Gebläse
54 Digital-Analog-Wandler
55 digitale Steuerleitung
56 digitale Steuerleitung
60 Lungensimulator
61 Digital-Analog-Wandler
62 Digital-Analog-Wandler
63 Rad
The invention has been explained in detail above with reference to preferred embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of protection is defined by the following claims and their equivalents. List of Reference Numerals 1 CPAP device
2 blowers
3 differential pressure sensor
4 breathing tube
5 face mask
6 patient
7 exhalation opening
11 engine
21 motor drivers
22 digital-to-analog converter
23 central computing unit
24 analog-to-digital converter
25 motor voltage
26 electrical connection
27 resistance
28 analog-to-digital converter
31 air connection
32 electrically controllable valve
33 digital-to-analog converter
34 central processing unit
35 electrical CPAP connection
36 flow sensor
37 , 38 , 39 resistors
40 differential amplifiers
41 analog-to-digital converter
42 display
43 keyboard
50 three / two-way valve
51 blowers
52 digital-to-analog converter
53 blowers
54 digital-to-analog converter
55 digital control line
56 digital control line
60 lung simulator
61 digital-to-analog converter
62 digital-to-analog converter
63 wheel

Claims

A method of determining a mask pressure for pressure control in a CPAP apparatus, comprising the step of:
Calculating a target pressure for the location where a pressure sensor ( 3 ) is housed in the housing of the CPAP apparatus by adding a correction pressure to a constant pressure;
characterized by the steps:
Calculating the correction pressure in response to the current airflow generated by the CPAP device; and
Repeat the two calculation steps.

2. The method according to claim 1, characterized by the step:
Determining a first time when the airflow is 0;
and measuring a first pressure by the pressure sensor ( 3 ).

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized by the step:
Measuring a second pressure by the pressure sensor at a second time when the airflow is not equal to zero;
Measuring the airflow at the second time; and calculating the pressure loss coefficient of the breathing tube ( 4 ) from the second pressure, the pressure in the mask and the measured air flow.

4. The method according to claim 3, characterized by the steps:
Calculating the mean airflow from repeatedly measured values of the airflow;
Determining a second time at which the airflow equals the mean airflow; and
Measuring the pressure at this second time.

5. The method according to claim 4, characterized by the steps:
Determining respiratory cycles from the time course of the air flow; and
Calculate the average airflow as an average over an integer number of respiratory cycles.

6. The method according to claim 5, characterized in that the derivative of the Air flow is estimated and the negative peaks in the derivative, the Transition from inhalation to exhalation occur as the beginning and end of the Breathing cycles are used.

7. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the temporal change of a moving average of the air flow is evaluated.

8. A method of determining airflow in a CPAP device characterized by the steps of:
Determining a first and a second value, wherein the first value is proportional to one and the second value is proportional to another of the following quantities.
a motor voltage;
a current through the motor ( 11 );
an overpressure relative to the ambient pressure;
a speed of the fan; and
Determine the airflow from the two values.

9. Method for determining the air pressure in a CPAP device. characterized by the steps:
Determining a first and a second value, wherein the first value is proportional to one of the following quantities and the second value is proportional to another of the following values:
a motor voltage;
a current through the motor ( 11 );
a speed of the fan; and
Determine the air pressure from the two values.

10. The method according to claim 8, characterized by:
Measuring the differential pressure between the pressure supplied by the blower ( 2 ) and the ambient pressure;
Measuring the electric current through the motor ( 11 ); and
Calculating the air flow from the differential pressure and the current through the motor ( 11 ).

11. The method according to claim 8, characterized by:
Measuring the differential pressure between the pressure supplied by the blower ( 2 ) and the ambient pressure;
Reading out a value proportional to the motor voltage ( 14 ); and
Calculating the air flow from the differential pressure and the value proportional to the motor voltage.

12. The method according to claim 10 or 11, characterized by the steps:
Adjusting an air resistance by a test apparatus;
Setting a target pressure on the CPAP device;
Measuring an air flow through the test apparatus; and
Repeating the steps of adjusting an air resistance, setting the target pressure, and reading the motor voltage at different air flows and target pressures.

13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that a characteristic field is calculated and stored in the CPAP device is, wherein the characteristic field is constructed so that at a given pressure and predetermined motor voltage or current through the motor of the air flow can be calculated.

14. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the air flow according to one of the methods according to claims 10 to 13 is measured.

15. CPAP device with:
a blower ( 2 );
a central processing unit ( 23 );
characterized in that
the arithmetic unit ( 23 ) carries out a method according to one of claims 1 to 14.

16. Testing apparatus with:
an air connection ( 31 ) via which the test apparatus can be connected to a CPAP device;
a controllable valve ( 32 ) connected to the air port ( 31 );
a central processing unit ( 34 ) controlling the valve ( 32 ); and
a CPAP electrical connection ( 35 ), via which the test apparatus can be connected to the CPAP device, wherein the central processing unit ( 34 ) via the electrical CPAP port ( 35 ) can output a signal that causes a connected CPAP device to set a specific target pressure.

17. Test apparatus according to claim 16, characterized in that via the electrical CPAP connection ( 35 ) a characteristic measured by the tester to a connected CPAP device can be output.

18. Test apparatus according to claim 16, characterized in that the test apparatus via the electrical CPAP connection ( 35 ) from a connected CPAP device by the pressure sensor ( 3 ) of the CPAP device measured pressure and the motor ( 11 ) of the CPAP Device can read from the CPAP device voltage applied ( 14 ), and can transmit to the CPAP device a characteristic field, which represents a function when entering the measured by the pressure sensor ( 3 ) and the pressure applied to the motor ( 11 ) Voltage supplies the airflow.

19. Test apparatus according to one of claims 16 to 18, characterized in that the test apparatus is equipped with a flow sensor ( 36 ).