JP2001170177A - 呼吸同調酸素供給装置 - Google Patents
呼吸同調酸素供給装置Info
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Abstract
困難・ボンベ使用可能時間の短縮を防止し、適切な酸素
量を供給する呼吸同調酸素供給装置を提供する。 【解決手段】 酸素ボンベと、流量設定手段、自動開閉
弁手段、使用者の呼吸を検知する検知手段、該検知結果
に基いて自動開閉弁手段の開閉を制御する制御手段を備
え、使用者の呼吸に同調してカニューラに酸素を供給す
る呼吸同調酸素供給装置において、該制御手段が、酸素
供給量を頻呼吸時に供給量を増加させるように制御する
手段であることを特徴とする呼吸同調酸素供給装置。
Description
サイクルに応じて作動しうる自動開閉治具を備えた呼吸
用気体供給装置に関する。さらに詳細には、慢性呼吸器
疾患患者等が酸素吸入療法を行う際に使用する医療機器
であり、酸素又は酸素濃縮気体を呼吸用気体として呼吸
サイクルに応じて間歇的に使用者に供給する医療用呼吸
同調酸素供給装置に関するものである。
の治療法として最も効果的なものの1つに酸素吸入療法
があり、近年この療法のために酸素富化空気供給装置或
いは酸素ボンベが使用されるようになってきた。病院や
在宅で該吸入療法を行う場合には、圧力変動吸着型や膜
型、或いは酸素を選択的に透過させる固体電解質膜を用
いた酸素富化空気供給装置、或いは大容量の固定式酸素
ボンベが使用される。
携帯型の酸素ボンベが用いられる。これは呼吸器系疾患
患者が持ち運びするボンベであるため、小型軽量である
必要があり、外出時間の延長に伴って使用時間を延長す
るよう高圧酸素ガスが充填されている。また、患者が使
用し得る時間を更に延長する為に、内部に呼吸センサー
と自動開閉弁を内蔵し、患者の吸気時間だけに酸素を供
給し、呼気時間は供給を停止する所謂デマンドレギュレ
ーターを使用して酸素を節約する手段が用いられてい
る。
疾患患者が通院時あるいは外出時などでデマンドレギュ
レータ付きの酸素ボンベを携帯して、酸素富化空気を吸
入利用している。かかるデマンドレギュレーターを用い
た場合の酸素供給量の制御方式には供給量(パルス量)
固定式や、I/E比(吸気時間と呼気時間の比)固定式
が殆どである。
は1:2であり、労作時(頻呼吸時)にはこの比が一般
に1:1に近づくとされ、供給量はそのI/E比により
リアルタイムに変化させなければ患者の酸素必要量に対
して過剰・不足が発生し、患者の呼吸困難・ボンベ使用
可能時間の短縮などの問題が発生する。
ついて鋭意検討した結果、呼吸周期を検出(算出)でき
る呼吸同調酸素供給装置において、呼吸周期が短くなっ
てきた場合に、リアルタイムに供給量を増加させ、適量
を供給させることにより、かかる問題点を解決すること
を見出した。
定手段、自動開閉弁手段、使用者の呼吸を検知する検知
手段、該検知結果に基いて自動開閉弁手段の開閉を制御
する制御手段を備え、使用者の呼吸に同調してカニュー
ラに酸素を供給する呼吸同調酸素供給装置において、該
制御手段が、酸素供給量を頻呼吸時に供給量をリアルタ
イムに増加させるように制御する手段であることを特徴
とする呼吸同調酸素供給装置を提供するものである。
結果に基いて呼吸周期を算出する手段を備え、算出呼吸
周期が設定呼吸周期よりも短くなった場合、酸素供給量
を増加させるように該自動開閉弁手段の開閉を制御する
手段であることを特徴とする呼吸同調酸素供給装置を提
供するものである。
が、処方流量の入力手段、設定呼吸周期、I/E比に基
く基準パルス量の設定手段を備え、該制御手段が、算出
呼吸周期が設定呼吸周期の所定閾値よりも短くなった場
合、基準パルス量の定数倍の酸素供給量を増加させるよ
うに該自動開閉弁手段の開閉を制御する手段であること
を特徴とする呼吸同調酸素供給装置を提供するものであ
り、特に該基準パルス量が、設定呼吸周期3秒、1/E
比1:2のパルス量であることを特徴とする呼吸同調酸
素供給装置を提供するものである。
は、例えば医師の処方によって定められる患者の使用に
供すべき酸素供給量に応じて、酸素供給量、供給タイミ
ングを設定できる装置であって、供給量を頻呼吸時にリ
アルタイムに供給量を増加させ、適量を供給させること
を特徴とする呼吸同調酸素供給装置である。
ましい実施態様の一例を示す。かかる装置は、加圧酸素
ボンベ1と一端が該ボンベ1に連通し、他端に該酸素の
開放型供給手段7を有し、途中に自動流路開閉手段3を
有した導管手段5と、該自動流路開閉手段の開閉時間を
制御することにより酸素の供給量を制御するデマンドレ
ギュレーター手段10とからなる呼吸用気体供給装置で
ある。
て、呼吸周期を計算して常にI/E比を1:2と仮定し
て酸素量を供給する方法の場合、労作時(頻呼吸時)の
I/E比は一般に1:1に近づくため、供給量はそのI
/E比によりリアルタイムに変化させなければ必要量に
対して過剰・不足が発生し、患者の呼吸困難・ボンベ使
用可能時間の短縮が発生する。本発明の装置において
は、呼吸周期を検出(算出)できる呼吸同調酸素供給装
置において、呼吸周期が短くなってきた場合に、リアル
タイムに供給量を増加させ、適量を供給させる装置であ
る。
ないが、電源OFFの時にスプリングにて弁が閉じる構
造のものが電池消耗を防止し、電源停止時に装置内への
ゴミなどの流入を防止することが出来る点で好ましい。
手段としては、吸気呼気の温度差を検知する方式や胸部
に巻き付けたバンド(帯)内にその伸縮を検知し、電気
信号に変換するセンサーを設け胸部の動きを検知する方
式(レスピーグラフ)、吸気・呼気により気体の流れや
圧力の変化を検知する流量検知方式などが知られてい
る。より簡便には上記導管端部における気体の圧力を検
出することにより呼吸位相変化を検出することが出来
る。
ーとしては、静電容量形圧力変換器、差動変圧器や歪み
ゲージ式のインダクタンス変換、電気抵抗変換方式など
の圧力変換器を用いることができる。特に、半導体圧力
センサーを用いることが好ましい。
少なくとも一部の所定位相を検知しうる機能を有した呼
吸位相検知手段9を備え、自動開閉弁であるデマンドバ
ルブ3を制御するための制御手段10を有する。該制御
手段は、測定した呼吸周期を用いて、下記判断式1によ
り呼吸状態の判断を行う。 [判断式1] 平常呼吸:測定呼吸周期≦Ra(弱頻呼吸閾値) 弱頻呼吸:Ra<測定呼吸周期≦Rb(強頻呼吸閾値) 強頻呼吸:Rb<測定呼吸周期
定呼吸周期に対して一定閾値を加味した範囲内である状
態を言う。本装置においては頻呼吸になった場合に制御
を行うため、測定呼吸周期が設定呼吸周期の上限閾値
(弱頻呼吸閾値:Ra)以下の状態を言う。設定呼吸周
期は使用者の平常時の平均呼吸周期を入力するのが好ま
しい。また、閾値であるRa値は、使用者によって変更
可能な可変値であり、例えば設定呼吸周期が20BPM
(1分間当たりの呼吸数)=3秒と仮定すると、Ra=
30BPM(=2秒)というように設定し、呼吸周期が
2秒を切ると頻呼吸状態と判断する。
bを用いて設定し、例えばRb=40BPM(=1.5
秒)とし測定呼吸周期がRa〜Rbの範囲を弱頻呼吸状
態、Rb以上を強頻呼吸状態と、状態を段階的に判断す
ることも出来る。
結果に基づいて、下記制御式1に基いて酸素供給パルス
量を算出し供給酸素流量を増加させる制御を行う。 [制御式1] 基準パルス量:Ls(=設定処方流量×1/3×1/20) 平常呼吸時のパルス量:Ls 弱頻呼吸時のパルス量:La=Ls×a 強頻呼吸時のパルス量:Lb=Ls×b a,bは定数
L/分の場合、設定呼吸周期20BPM、I/E比1:2
とすると、 基準パルス量(Ls)=3(L/min)×1/3 × 1/20=
0.05(L/pulse) となる。そして、図3に示すように、かかる基準パルス
量を平常時のパルス量とし、判断式1により弱頻呼吸状
態と判断された場合は、Ls×a倍量、例えばa=1.
5とした場合、0.075(L/pulse)のパルス量(=
La)を供給する。また、強頻呼吸状態と判断された場
合は、Ls×b倍量、例えばb=2.0とした場合、
0.1(L/pulse)のパルス量(=Lb)を供給する。
かかるパルス量の増分は、自動開閉弁の開時間の延長に
より制御することが出来る。
好ましい実施態様例について更に検知手段、入力手段、
演算手段および結果の表示手段について説明する。
から出た酸素は、減圧弁101、圧力調節弁102を経
て、最大流量設定器31、自動流路開閉(弁)手段3を
備えた導管手段5を通って、開放型供給手段である鼻カ
ニューラ7から放出される。
ターメーターの如き流量計であってもよく、異なる大き
さの開口部を有する複数のオリフィス等の流路絞り機能
部を有してその流路絞り機能部を切り換えることにより
流量を設定する流量設定手段を用いてもよい。
ダイヤフラム式の微圧変動センサーを備えた呼吸位相検
知手段9により呼吸における圧力変動が静電容量の変動
に変換され、制御手段10における変換回路12により
静電容量の変動が電気パルスの信号に変換され、更にカ
ウント回路14により電気パルス信号が単位時間(例え
ば10msec)当たりのパルス数の信号となる。
号は、好ましくは平滑化回路16で平滑化されてノイズ
を低減させる。これは簡便には、現データと過去数回、
例えば3回のデータを積算して、4個のデータの平均を
求めるという、移動平均操作により達成される。
いて、マイクロコンピューター等のCPU11における
吸気開始点検知手段18において、そのデジタル信号の
時間に対する変動量、即ち微分値が算出されてその値が
所定値より大きい場合に呼吸開始点として検知される。
尚かかる所定値は、呼吸検出感度設定値記憶部により設
定されるものであり、外部入力手段からの入力により設
定し得るものが好ましい。
の周期を測定し、呼吸周期時間を算出する。演算部25
は、算出された呼吸周期時間と所定の2つの値との比較
を実施し、比較結果により予め設定されたパルス流量を
供給するため電磁弁の開時間を制御することを特徴とす
る呼吸同調酸素供給装置がある。尚かかる所定値は、呼
吸周期時間記憶部により設定されるものである。
をリアルタイムに変化させて必要量を投入することによ
り投入の過剰・不足を防ぎ、患者の呼吸困難・ボンベ使
用可能時間の短縮を防止することができる。
態様を模式的に示した概略フローチャートである。
態様を模式的に示した概略フローチャートである。
開時間)と呼吸時間との関係をグラフ化したものであ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 酸素ボンベと、流量設定手段、自動開閉
弁手段、使用者の呼吸を検知する検知手段、該検知結果
に基いて自動開閉弁手段の開閉を制御する制御手段を備
え、使用者の呼吸に同調してカニューラに酸素を供給す
る呼吸同調酸素供給装置において、該制御手段が、酸素
供給量を頻呼吸時に供給量を増加させるように制御する
手段であることを特徴とする呼吸同調酸素供給装置。 - 【請求項2】 該制御手段が、該検知結果に基いて呼吸
周期を算出する手段を備え、算出呼吸周期が設定呼吸周
期よりも短くなった場合、酸素供給量を増加させるよう
に該自動開閉弁手段の開閉を制御する手段であることを
特徴とする請求項1記載の呼吸同調酸素供給装置。 - 【請求項3】 該呼吸同調酸素供給装置が、処方流量の
入力手段、設定呼吸周期、I/E比に基く基準パルス量
の設定手段を備え、該制御手段が、算出呼吸周期が設定
呼吸周期の所定閾値よりも短くなった場合、基準パルス
量の定数倍の酸素供給量を増加させるように該自動開閉
弁手段の開閉を制御する手段であることを特徴とする請
求項2記載の呼吸同調酸素供給装置。 - 【請求項4】 該基準パルス量が、設定呼吸周期3秒、
1/E比1:2のパルス量であることを特徴とする請求
項3記載の呼吸同調酸素供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36270399A JP3655792B2 (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 呼吸同調酸素供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36270399A JP3655792B2 (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 呼吸同調酸素供給装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001170177A true JP2001170177A (ja) | 2001-06-26 |
JP3655792B2 JP3655792B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=18477534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36270399A Expired - Lifetime JP3655792B2 (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 呼吸同調酸素供給装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3655792B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105343972A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-24 | 北京理工大学 | 一种高原太阳能便携增氧机 |
JP2018118119A (ja) * | 2012-10-12 | 2018-08-02 | イノヴァ ラボ,インコーポレイテッド | 酸素富化ガス送達のための方法およびシステム |
JP2020054676A (ja) * | 2018-10-03 | 2020-04-09 | 帝人ファーマ株式会社 | 呼吸用気体供給装置及びその制御方法 |
US11458274B2 (en) | 2016-05-03 | 2022-10-04 | Inova Labs, Inc. | Method and systems for the delivery of oxygen enriched gas |
-
1999
- 1999-12-21 JP JP36270399A patent/JP3655792B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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US11364359B2 (en) | 2012-10-12 | 2022-06-21 | Inova Labs, Inc. | Method and systems for the delivery of oxygen enriched gas |
US11684744B2 (en) | 2012-10-12 | 2023-06-27 | Inova Labs, Inc. | Method and systems for the delivery of oxygen enriched gas |
CN105343972A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-02-24 | 北京理工大学 | 一种高原太阳能便携增氧机 |
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JP7290406B2 (ja) | 2018-10-03 | 2023-06-13 | 帝人ファーマ株式会社 | 呼吸用気体供給装置及びその制御方法 |
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---|---|
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