DE10200183A1

DE10200183A1 - Verfahren zur Bestimmung eines Maskendrucks zur Druckregelung in einem CPAP-Gerät, Verfahren zur Bestimmung des Luftstroms und/oder Luftdrucks in einem CPAP-Gerät, CPAP-Gerät sowie Prüfapparatur dafür

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: AU2003235692A1; DE10390059D2; WO2003059426A3; AU2003235692A8; WO2003059426A2

Abstract

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckregelung in einem CPAP-Gerät. Um den Ist-Druck in einer Gesichtsmaske auf einen Therapiedruck zu regeln, wird der durch einen Luftstrom in einem Beatmungsschlauch erzeugte Druckabfall berechnet und hieraus ein Soll-Druck für einen im Gehäuse des CPAP-Geräts untergebrachten Drucksensor wiederholt berechnet. Ferner betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Berechnung eines Luftstroms aus dem von dem Gebläse eines CPAP-Geräts gelieferten Überdrucks und der Motorspannung des Lüfters, um einen Drucksensor einzusparen. Schließlich betrifft die Erfindung ein CPAP-Gerät sowie eine Prüfapparatur.

Description

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Druckregelung in einem CPAP-Gerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 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.
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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die Herstellkosten des CPAP-Geräts sinken, weil keine speziellen Beatmungsschläuche verwendet werden müssen.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein CPAP-Gerät im Therapieeinsatz;
Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines CPAP-Geräts;
Fig. 3 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Prüfapparatur;
Fig. 4 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Prüfapparatur mit zwei Turbinen; und
Fig. 5 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Prüfapparatur mit einem Lungensimulator.
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.
Der Druckabfall an einem Schlauch wie dem Beatmungsschlauch 4 kann aus folgender Formel berechnet werden (Technische Strömungsmechanik 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:
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.
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:
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)
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.
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.
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.
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.
Der Atemluftstrom ≙_A ist im zeitlichen Mittel Null, da der Patient gleichviel Luft einatmet wie ausatmet:
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.
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.
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.
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.
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.
Durch die Berechnung der Druckverlustbeiwerte ξ und ξ_L oder der Werte C und C_L gewinnt man ein ständig verifiziertes Modell der Luftwege.
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.
Aus einer kontinuierlichen Erfassung der Wertepaare p, U wird mittels des abgelegten Kennlinienfeldes eine Funktion des Volumenstromes über der Zeit ermittelt.
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:
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Am Ende des Prüfprogramms wird vorzugsweise das berechnete Kennlinienfeld im CPAP-Gerät gespeichert.
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.
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:
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.
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.
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:
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 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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung eines Maskendrucks zur Druckregelung in einem CPAP-Gerät mit dem Schritt:
Berechnen eines Solldrucks für den Ort, an dem ein Drucksensor (3) im Gehäuse des CPAP-Geräts untergebracht ist, durch Addieren eines Korrekturdrucks zu einem konstanten Druck;
gekennzeichnet durch die Schritte:
Berechnen des Korrekturdrucks in Abhängigkeit von dem aktuellen Luftstrom, der durch das CPAP-Gerät erzeugt wird; und
Wiederholen der beiden Berechnungsschritte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt:
Ermitteln von einem ersten Zeitpunkt, zu dem der Luftstrom den Wert 0 aufweist;
und Messen eines ersten Drucks durch den Drucksensor (3).

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Schritt:
Messen eines zweiten Drucks durch den Drucksensor zu einem zweiten Zeitpunkt, zu dem der Luftstrom ungleich 0 ist;
Messen des Luftstroms zum zweiten Zeitpunkt; und Berechnen des Druckverlustbeiwerts des Beatmungsschlauchs (4) aus dem zweiten Druck, dem Druck in der Maske und dem gemessenen Luftstrom.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Schritte:
Berechnen des mittleren Luftstroms aus wiederholt gemessenen Werten des Luftstroms;
Bestimmen eines zweiten Zeitpunktes, zu dem der Luftstrom gleich dem mittleren Luftstrom ist; und
Messen des Drucks zu diesem zweiten Zeitpunkt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Schritte:
Ermitteln von Atemzyklen aus dem zeitlichen Verlauf des Luftstroms; und
Berechnen des mittleren Luftstroms als Mittelwert über eine ganze Zahl an Atemzyklen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung des Luftstroms geschätzt wird und die negativen Spitzen in der Ableitung, die beim Übergang vom Einatmen zum Ausatmen auftreten, als Beginn und Ende der Atemzyklen verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Veränderung eines gleitenden Mittelwertes des Luftstroms ausgewertet wird.

8. Verfahren zur Bestimmung des Luftstroms in einem CPAP-Gerät, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bestimmen von einem ersten und einem zweiten Wert, wobei der erste Wert proportional zu einer und der zweite Wert proportional zu einer anderen der folgenden Größen ist.
einer Motorspannung;
einem Strom durch den Motor (11);
einem Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck;
einer Drehzahl des Gebläses; und
Bestimmen des Luftstroms aus den beiden Werten.

9. Verfahren zur Bestimmung des Luftdrucks in einem CPAP-Gerät. gekennzeichnet durch die Schritte:
Bestimmen von einem ersten und einem zweiten Wert, wobei der erste Wert proportional zu einer der folgenden Größen und der zweite Wert proportional zu einer anderen der folgend Größen ist:
einer Motorspannung;
einem Strom durch den Motor (11);
einer Drehzahl des Gebläses; und
Bestimmen des Luftdrucks aus den beiden Werten.

10. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:
Messen des Differenzdrucks zwischen dem von dem Gebläse (2) gelieferten Druck und dem Umgebungsdruck;
Messen des elektrischen Stroms durch den Motor (11); und
Berechnen des Luftstroms aus dem Differenzdruck und dem Strom durch den Motor (11).

11. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:
Messen des Differenzdruckes zwischen dem von dem Gebläse (2) gelieferten Druck und dem Umgebungsdruck;
Auslesen eines der Motorspannung (14) proportionalen Werts; und
Berechnen des Luftstroms aus dem Differenzdruck und dem der Motorspannung proportionalen Werts.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch die Schritte:
Einstellen eines Luftwiderstandes durch eine Prüfapparatur;
Einstellen eines Solldrucks am CPAP-Gerät;
Messen eines Luftstroms durch die Prüfapparatur; und
Wiederholen der Schritte des Einstellens eines Luftwiderstandes, des Einstellens des Solldrucks und des Auslesens der Motorspannung bei unterschiedlichen Luftströmen und Solldrücken.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein Kennlinienfeld berechnet und in dem CPAP-Gerät gespeichert wird, wobei das Kennlinienfeld so aufgebaut ist, dass bei vorgegebenem Druck und vorgegebener Motorspannung oder Strom durch den Motor der Luftstrom berechnet werden kann.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom nach einem der Verfahren gemäß Ansprüchen 10 bis 13 gemessen wird.

15. CPAP-Gerät mit:
einem Gebläse (2);
einer zentralen Recheneinheit (23);
dadurch gekennzeichnet, dass
die Recheneinheit (23) ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 ausführt.

16. Prüfapparatur mit:
einem Luftanschluss (31), über den die Prüfapparatur mit einem CPAP-Gerät verbunden werden kann;
einem steuerbaren Ventil (32), das mit dem Luftanschluss (31) verbunden ist;
einer zentralen Recheneinheit (34), die das Ventil (32) steuert; und
einem elektrischen CPAP-Anschluss (35), über den die Prüfapparatur mit dem CPAP-Gerät verbunden werden kann, wobei die zentrale Recheneinheit (34) über den elektrischen CPAP-Anschluss (35) ein Signal ausgeben kann, das ein angeschlossenes CPAP-Gerät veranlasst, einen bestimmten Solldruck einzustellen.

17. Prüfapparatur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass über den elektrischen CPAP-Anschluss (35) eine von dem Prüfgerät gemessene Kennlinie an ein angeschlossenes CPAP-Gerät ausgebbar ist.

18. Prüfapparatur nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfapparatur über den elektrischen CPAP-Anschluss (35) von einem angeschlossenen CPAP-Gerät den durch den Drucksensor (3) des CPAP- Geräts gemessenen Druck und die am Motor (11) des CPAP-Geräts anliegende Spannung (14) aus dem CPAP-Gerät auslesen kann, und an das CPAP-Gerät ein Kennlinienfeld übertragen kann, das eine Funktion darstellt, die bei Eingabe des vom Drucksensor (3) gemessenen Drucks und der am Motor (11) anliegenden Spannung den Luftstrom liefert.

19. Prüfapparatur nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfapparatur mit einem Flusssensor (36) ausgerüstet ist.