JP2002239007A - 濃縮酸素供給方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常に現在の健康状態に応じて濃縮酸素供給時
間を決定でき、かつ、簡便な自己診断が可能な濃縮酸素
供給装置を提供すること。 【解決手段】 濃縮酸素供給装置１は、所定範囲の濃度
の濃縮酸素を所定範囲の酸素流量で提供できる濃縮酸素
製造手段２１と、血中酸素濃度を計測できる血中酸素濃
度測定手段２２と、前記酸素濃度測定手段２２からの測
定した血中酸素濃度に応じて濃縮酸素製造手段２１の運
転時間と提供すべき酸素濃度と酸素流量とを決定し、濃
縮酸素製造手段２１を当該決定した酸素濃度と酸素流量
で濃縮酸素を提供できる設定にし、かつ当該決定した運
転時間で運転制御する制御手段２３とから構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルスオキシメー
タ等の血中酸素濃度測定器によって血中酸素濃度を計測
し、その計測結果から濃縮酸素の供給時間と流量と濃度
とを自動的に決定し、濃縮酸素を当該時間供給できる濃
縮酸素供給方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、人間には酸素が必須のものであ
ることはよく知られているところである。このことは、
人間は食物なしでも数週間、水なしでも数日間生きるこ
とができるが、酸素なしでは数分で生きることができな
くなることからも、分かることである。近年、排気ガス
などが充満する環境下で呼吸をし、あるいは、体内に入
ったときに有害な物質に変化する可能性のある添加物入
りの食品を食べることなどにより、人間の血液の汚れが
進んでいる。その血液の汚れが原因で、脳、心臓、肺な
ど重要器官に酸素が供給されにくくなり、これら器官が
慢性的な酸素不足に陥っている。その結果、様々病気を
引き起こす原因になっている。そこで、酸素凝縮装置や
酸素発生装置（以下、これらを「濃縮酸素供給装置」と
いう）を使用し、これらの酸素不足状態の解消を図る試
みがなされている。この濃縮酸素供給装置は、空気中の
酸素を濃縮し、その濃縮した濃縮酸素を鼻や口に導き、
鼻や口から濃縮酸素を吸い込むようにしている。

【０００３】しかしながら、上記濃縮酸素供給装置によ
る濃縮酸素をどの程度使用すれば良いかということにつ
いてパルスオキシメーター等の適切な測定器の助けを借
りなくては医療用装置で医師の判断に基づく治療を除い
ては判断基準がなく、各自、適当な時間を設定し、濃縮
酸素を吸い込んでいるのが現状であった。そこで、濃縮
酸素を呼吸する人にとって最適な量、あるいは、時間だ
け、濃縮酸素を供給できる濃縮酸素供給装置が提案され
ている（特開２０００−４２１１１号公報）。

【０００４】この公報に記載された濃縮酸素供給装置
は、血圧計、心拍数計、血中酸素飽和度測定器のうちの
少なくとも一つを用い、被験者に向けて濃縮酸素を放出
しながら、血圧、心拍数、血中酸素飽和度のうちの少な
くとも一つの項目の測定を行わせ、濃縮酸素を吸い始め
てから前記再度測定した測定値が先の測定値に対して所
定の量だけ変移するまでの時間をタイマーにより計測す
ることにより、被験者にとって最適な濃縮酸素供給時間
を求めるようにし、その最適な濃縮酸素供給時間をメモ
リに記憶しておき、次からメモリに記憶させた濃縮酸素
供給時間だけ濃縮酸素を供給できるようにした装置であ
る。この装置によれば、確かに被験者にとって最適な濃
縮酸素供給時間を求めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報に記載された濃縮酸素供給装置によれば、次のよう
な不都合があった。 （１）被験者に最適な濃縮酸素供給時間を求めるため
に、まず、計測工程が必ず必要であり、測定作業に第３
者が必要で面倒であり、また、測定器を長時間、身体に
付けたままにしなければならない煩わしさがあるほか、
測定のための操作も複雑となる。また、測定結果の総合
判定の基準が正確ではなく、自動診断が確率しないため
に、濃縮酸素の使用時間、流量、及び、濃度設定ができ
ないものであった。それゆえに、患者自身、これらの設
定条件が複雑なために、設定条件を決めることができな
いという不都合があった。 （２）測定のための部品や、測定結果を記憶しておくた
めのメモリや、測定するためのプログラムが必要であ
り、製造コストが高価になる。また、一旦、測定が終了
すると、メモリを除き、これら部品やプログラムを使用
しない状態となり、無駄が多い。 （３）測定した時点と、現在とでは健康状態が異なり、
被験者に最適な濃縮酸素供給時間が異なった状態になっ
ていても、前の測定結果で濃縮酸素供給時間を決定させ
てしまっている。 （４）この方法は測定器と酸素濃縮器が各々独立してお
り、相互に関係がない。すなわち、各測定条件は、それ
ぞれ測定器により、設定条件が矛盾することがでてき
て、絶対的方法論として、酸素濃縮器の使用条件を簡単
に設定できないという不都合があった。 （５）被験者が自分で濃縮酸素供給時間を設定しなけれ
ばならず、面倒でありかつ濃縮酸素供給時間が不足した
り、更には不必要に長い濃縮酸素供給時間を設定するな
どの欠点があった。 （６）現在の状態を反映させるようにした場合には、計
測を行う必要があり、測定器を長時間、身体に付けたま
まにしなければならない煩わしさがある。

【０００６】本発明は、上述した不都合を解消するため
になされたもので、常に現在の健康状態に応じて濃縮酸
素の供給時間、濃度及び流量を自動的に決定でき、か
つ、簡便な自己診断が継続的に可能な濃縮酸素供給方法
及びその装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明に係る濃縮酸素供給方法は、所
定範囲の濃度の濃縮酸素を所定範囲の酸素流量で提供で
きる製造工程と、血中酸素濃度を計測できる計測工程
と、前記計測工程で得た血中酸素濃度に応じて前記製造
工程における濃縮酸素の提供時間と提供酸素濃度と提供
酸素流量とを決定し、当該決定された提供酸素濃度の濃
縮酸素を当該決定された提供酸素流量で当該決定された
時間だけ前記製造工程から提供可能に前記製造工程を制
御する制御工程とを備えたことを特徴とする。これによ
り、現在の被験者の健康状態に応じた濃縮酸素が適正に
供給されることになる。

【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
濃縮酸素供給方法において、前記製造工程で供給できる
酸素の濃度は、酸素が３７．５［％／体積］〜９３［％
／体積］であることを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
濃縮酸素供給方法において、前記制御工程は、血中酸素
濃度の低下するに応じて酸素供給時間が増加するもので
あることを特徴とする。これにより、血中酸素濃度を適
正範囲にする目的を達成することができる。

【００１０】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
濃縮酸素供給方法において、前記制御工程は、表示機能
を備え、血中酸素濃度に応じて前記表示機能に、血中酸
素濃度に基づく診断内容を表示させることを特徴とす
る。これにより、現在の被験者の健康状態を簡易に自己
診断し、健康状態の参考にするための指標を提示し、あ
るいは、表示することができる。

【００１１】上記目的を達成するため、請求項５記載の
発明に係る濃縮酸素供給装置は、所定範囲の濃度の濃縮
酸素を所定範囲の酸素流量で提供できる濃縮酸素製造手
段と、血中酸素濃度を計測できる血中酸素濃度測定手段
と、前記酸素濃度測定手段からの測定した血中酸素濃度
に応じて前記濃縮酸素製造手段の運転時間と提供すべき
酸素濃度と酸素流量とを決定し、前記濃縮酸素製造手段
を当該決定した酸素濃度と酸素流量で濃縮酸素が提供で
きる設定とし、かつ当該決定した運転時間で運転制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。これにより、
短時間の測定で済むことから、測定器を長時間、身体に
付けたままにしなければならない煩わしさが解消し、か
つ、操作が簡単であり、簡単な測定器であるので、製造
コストが安価になるほか、常に、各部品は使用されるの
で、部品の無駄がなく、しかも、現在の被験者の健康状
態に応じた濃縮酸素が適正に供給されることになる。

【００１２】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
濃縮酸素供給装置において、前記濃縮酸素製造手段は、
３７．５［％／体積］〜９３［％／体積］の濃縮酸素を
供給できる装置であることを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の発明では、請求項５記載の
濃縮酸素供給装置において、前記制御手段は、血中酸素
濃度の低下するに応じて酸素供給時間が増加するように
計算するものであることを特徴とする。

【００１４】請求項８記載の発明では、請求項７記載の
濃縮酸素供給装置において、前記制御手段は、前記血中
酸素濃度測定手段から得られた血中酸素濃度ｘを基に所
定の計算式で酸素供給時間ｙを計算するマイクロプロセ
ッサユニットと、前記マイクロプロセッサユニットで演
算した作動時間ｙが設定されると同時に運転開始信号を
出力し、当該作動時間ｙに達した時点で運転停止信号を
出力するプログラムタイマーと、前記濃縮酸素製造装置
に前記プログラムタイマーからの運転開始信号で電力を
供給し運転停止信号で電力を不供給とする電源コントロ
ーラとを備えたことを特徴とする。

【００１５】請求項９記載の発明では、請求項５記載の
濃縮酸素供給装置において、前記制御手段は、表示手段
を備え、前記血中酸素濃度測定手段から得られた血中酸
素濃度に応じて、前記表示手段に、前記血中酸素濃度に
基づく診断内容を表示させることを特徴とする。これに
より、現在の被験者の健康状態を簡易に診断し、表示さ
せることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１ないし図８は本発明の
実施の形態に係る濃縮酸素供給装置を説明するための図
である。ここで、図１は、本発明の実施の形態に係る濃
縮酸素供給装置の全体構成を示す斜視図である。

【００１７】この図１において、濃縮酸素供給装置１
は、立体形状の筐体２と、この筐体２の下部に設けたキ
ャスター３と、筐体２を移動させる際に使用するハンド
ル４と、この筐体２の一面に設けた操作盤５と、この筐
体２の内部装置からの酸素をホース６を介して供給する
マスク７とを備えている。

【００１８】前記筐体２の内部には、図１では示さない
が、空気中の酸素を所定範囲の濃度（例えば、３７．５
［％／体積］〜９３［％／体積］）に濃縮しかつ所定範
囲の酸素ガス流量［ミリリットル／分］で提供できる濃
縮酸素製造装置と、パルスオキシメーター等の血中酸素
濃度（ＳｐＯ_２）を計測できる血中酸素濃度測定装置
と、前記血中酸素濃度測定装置からの測定血中酸素濃度
に応じて前記濃縮酸素製造装置の運転時間と提供すべき
酸素濃度と酸素流量とを決定し、前記濃縮酸素製造手段
を当該決定した酸素濃度と酸素流量で提供可能に設定
し、かつ当該決定した運転時間で運転制御する制御手段
とが設けられている。

【００１９】また、前記筐体２の一面に設けられた操作
盤５には、被測定者の指を挿入する測定穴１１と、心拍
数を表示する心拍数ディスプレイ１２と、静脈内血中酸
素濃度を表示する酸素濃度表示ディスプレイ１３と、計
測した静脈内血中酸素濃度を基に簡易な診断結果を表示
する指示項目ディスプレイ１４と、前記濃縮酸素製造装
置が動作中であることを表示する運転中ランプ１５と、
前記濃縮酸素製造装置が停止中であることを表示する停
止中ランプ１６と、電源のオンオフを表示する電源ラン
プ１７と、電源を入り切りする電源スイッチ１８と、手
動動作か自動動作かを切り換える自動手動選択スイッチ
１９とが設けられている。

【００２０】図２は、本発明の実施の形態に係る濃縮酸
素供給装置の全体構成を示すブロック図及び電源系統を
単線で示す単線結線図である。

【００２１】この図２において、濃縮酸素供給装置１
は、大別して、空気中の酸素を所定範囲の濃度（例え
ば、３７．５［％／体積］〜９３［％／体積］）に濃縮
しかつ所定範囲の酸素ガス流量［ミリリットル／分］で
提供できる濃縮酸素製造装置２１と、血中酸素濃度（Ｓ
ｐＯ_２）を計測できるパルスオキシメーター等の血中酸
素濃度測定装置２２と、前記血中酸素濃度測定装置２２
からの測定した血中酸素濃度に応じて前記濃縮酸素製造
装置２１の運転時間と提供すべき酸素濃度と酸素流量と
を決定し、前記濃縮酸素製造装置２１を当該決定した酸
素濃度と酸素流量で提供可能に設定し、かつ当該決定し
た運転時間で運転制御する制御装置２３と、心拍数計測
装置２４とを備えている。

【００２２】上記濃縮酸素供給装置１の各要素をさらに
詳説すると、前記濃縮酸素製造装置２１は、空気中の酸
素を濃縮するタイプのものであり、所定範囲（３７．５
［％／体積］〜９３［％／体積］）の濃度の酸素に濃縮
し、かつ、所定範囲の酸素流量（ミリリットル／分）で
提供可能な構成となっており、かつ、設定された酸素濃
度でかつ設定された酸素流量で濃縮した濃縮酸素をホー
ス６を介してマスク７に送給することができる。

【００２３】前記血中酸素濃度測定装置（例えば、パル
スオキシメーター）２２は、測定穴１１に入れられた指
からの情報を処理して静脈内血中酸素濃度を測定するこ
とができる装置である。また、心拍数計測装置２４は、
測定穴１１に入れられた指からの情報を処理して心拍数
を測定することができる装置である。血中酸素濃度測定
装置２２及び心拍数計測装置２４で測定した結果を出力
する各出力端子は、制御装置２３に電気的に接続されて
いる。

【００２４】前記制御装置２３は、大別すると、電源コ
ントローラ２５と、演算処理装置２６とから構成されて
いる。前記制御装置２３の演算処理装置２６は、前記血
中酸素濃度測定装置２２から得られた測定後の静脈内血
中酸素濃度ｘを基に所定の計算式で酸素供給時間ｙを計
算するマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）と、前記
マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）で演算した作動
時間ｙが設定されると同時に運転開始信号を出力し、当
該作動時間ｙに達した時点で運転停止信号を出力するプ
ログラムタイマーと、前記濃縮酸素製造装置２１に対し
て前記プログラムタイマーからの運転開始信号で電力を
供給し運転停止信号で電力を不供給とする電源コントロ
ーラとを備えている。前記制御装置２３の演算処理装置
２６は、前記血中酸素濃度測定装置２２からの測定した
血中酸素濃度に応じてデータベースを検索して健康状態
について簡易診断し、その診断結果を指示項目ディスプ
レイ１４に表示する。同様に、前記制御装置２３の演算
処理装置２６は、前記血中酸素濃度測定装置２２からの
測定した結果の血中酸素濃度を酸素濃度表示ディスプレ
イ１３に表示する。前記制御装置２３の演算処理装置２
６は、心拍数計測装置２４からの測定値を心拍数ディス
プレイ１２に表示する。さらに、前記制御装置２３の演
算処理装置２６は、前記プログラムタイマーに運転時間
ｙが設定されると同時に出力される運転開始信号と、前
記プログラムタイマーが運転時間ｙに達したときに出力
される運転停止信号からなる運転制御信号を濃縮酸素製
造装置２１の電源コントローラ２５の運転制御信号入力
端子２５ｃに供給できるようになっている。さらに、前
記演算処理装置２６は、決定された前記濃縮酸素製造装
置２１の提供すべき酸素濃度に関する設定信号と提供す
べき酸素流量とに関する設定信号とを、濃縮酸素製造装
置２１の制御信号入力端子２１ａに供給できるようにな
っている。

【００２５】前記制御装置２３の電源コントローラ２５
は、上記運転制御信号を基に濃縮酸素製造装置２１への
電力の供給／不供給を制御できる装置である。この電源
コントローラ２５の電源出力端子２５ｂは、濃縮酸素製
造装置２１の電源入力部２１ａと、運転中ランプ１５
と、ランプコントローラ２６の電力検出端子２６ａとに
電気的に接続されている。前記ランプコントローラ２６
のランプ接続端子２６ｃには停止中ランプ１６が電気的
に接続されている。

【００２６】このランプコントローラ２６は、電源コン
トローラ２５の電源出力端子２５ａから商用電源を出力
しているときには停止中ランプ１６を消灯し、当該電源
出力端子２５ａから商用電源を出力していないときには
停止中ランプ１６を点灯させる装置である。

【００２７】次に、電源系統について説明する。商用電
源用の電源プラグ２７はコード２８を介して中継端子２
９に電気的に接続されている。中継端子２９は、電源ス
イッチ１８を介して自動手動選択スイッチ１９の共通端
子１９ｃと、電源ランプ１７と、ランプコントローラ２
６の電源入力端子２６ｂとに電気的に接続されている。

【００２８】自動手動選択スイッチ１９の自動側端子１
９ａは、血中酸素濃度測定装置２２の電源入力端子と、
心拍数計測装置２４の電源入力端子と、電源コントロー
ラ２５の電源入力端子２５ｂと、演算処理装置２６用の
直流電源装置３０の電源端子３０ａに電気的に接続され
ている。また、直流電源装置３０の直流出力端子３０ｂ
は、演算処理装置２６に電気的に接続されており、安定
化した直流電力を演算処理装置２６に供給できるように
なっている。自動手動選択スイッチ１９の手動側端子１
９ｂは、電源コントローラ２５の電源出力端子に電気的
に接続されている。前記直流電源装置３０も制御装置２
３を構成する。

【００２９】図３は、本発明の実施の形態に係る濃縮酸
素供給装置の演算処理装置２６の詳細を説明するための
ブロック図である。この図３において、上記演算処理装
置２６は、各種処理を実行するマイクロプロセッサユニ
ット（ＭＰＵ）２６１と、本発明の濃縮酸素供給方法を
実行するプログラムを記憶する読出専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）２６２と、各種演算処理時に使用する所定のパラメ
ータや測定値を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）２６３と、血中酸素濃度測定装置２２及び心拍数計
測装置２４が接続される入力ポート２６４と、心拍数デ
ィスプレイ１２、酸素濃度表示ディスプレイ１３及び指
示項目ディスプレイ１４へ表示データを出力し、電源コ
ントローラ２５へ運転制御信号を出力し、かつ、決定さ
れた前記濃縮酸素製造装置２１の提供すべき酸素濃度に
関する設定信号と提供すべき酸素流量とに関する設定信
号とを濃縮酸素製造装置２１の制御信号入力端子２１ａ
に出力する出力ポート２６５とから構成されている。

【００３０】また、ＲＯＭ２６２には、血中酸素濃度を
ｘとし、酸素供給量を決める変数をａ_n とし、酸素供給
最小量をｂ_n とすると、酸素供給時間ｙと設定すると、 ｙ＝ａ_n ｘ＋ｂ_n ［数１］ ｙ＝ａ_n ｘ² ＋ｂ_n ｘ＋ｃ ［数２］ ｙ＝ａ_n ｘⁿ ＋ｂ_n ｘ^n-1 ＋・・・・ ［数ｎ] によって計算させるプログラムが記憶されている。ＭＰ
Ｕ２６１が上記計算式を演算することにより、ｙ＝ａ_n
ｘ＋ｂ_n のリニア・リグレーションライン又はｙ＝ａｘ
² ＋ｂｘ＋ｃのノン・リニア・リグレーションライン
と、単純な計算式から複雑な計算式、さらには、経験式
から実験式までいろいろと作ることができ、例えば図６
に示すような酸素供給時間特性を得ることができる。ま
た、ＲＯＭ２６２には、図７に示すようなデータベース
７００が記憶されている。このデータベース７００につ
いては後で詳細に説明する。さらに、ＲＯＭ２６２に
は、血中酸素濃度をｘに応じて、当該血中酸素濃度ｘに
最適と考えられる濃縮酸素濃度と、当該濃縮酸素濃度に
おいて好適な酸素流量を得られるデータベース（図示せ
ず）が記憶されている。

【００３１】また、この演算処理装置２６は、ＲＯＭ２
６２に記憶された濃縮酸素供給方法を実行するプログラ
ムをＭＰＵ２６１が実行することにより、濃縮酸素供給
方法を実現することができるものである。また、ＭＰＵ
２６１は、ソフトウエアによりプログラムタイマーを実
現している。もちろん、ＭＰＵ２６１とは別に、ＭＰＵ
２６１の外部に独立したハードウエアのプログラムタイ
マーを備えるものであってもよい。

【００３２】図４は、本発明の実施の形態に係る濃縮酸
素供給装置に使用される電源コントローラの詳細を説明
するための回路図である。この図４において、電源コン
トローラ２５の構成を説明すると、電源入力端子２５ｂ
は、リレーＲＬのリレー接点ｒｌを介して電源出力端子
２５ａに電気的に接続されている。直流電源端子２５
ｄ，２５ｅは、演算処理装置２６の直流電源回路に電気
的に接続されている。また、直流電源端子２５ｄは、リ
レーＲＬの励磁コイルｃｌの一端に電気的に接続されて
いる。このリレーＲＬの励磁コイルｃｌの一端と他端と
の間には、ダイオードＤが直流電源端子２５ｄ側がカソ
ードになるように電気的に接続されている。このリレー
ＲＬの励磁コイルｃｌの他端はトランジスタＴｒのコレ
クタに電気的に接続されている。また、トランジスタＴ
ｒのベースは、運転制御信号入力端子２５ｃに電気的に
接続されている。また、トランジスタＴｒのエミッタ
は、直流電源端子２５ｅに接続されている。

【００３３】この電源コントローラ２５は、直流電源端
子２５ｄ，２５ｅに直流電力が供給されている状態で、
運転制御信号入力端子２５ｃに運転制御信号が入力され
ると、トランジスタＴｒが導通状態になり、リレーＲＬ
の励磁コイルｃｌに電流が流れてリレー接点ｒｌが閉成
されることになり、電源入力端子２５ｂから供給される
商用電源が電源出力端子２５ａを介して濃縮酸素製造装
置２１に供給されて、濃縮酸素製造装置２１が運転する
ことになる。

【００３４】また、この電源コントローラ２５は、直流
電源端子２５ｄ，２５ｅに直流電力が供給されている状
態で、運転制御信号入力端子２５ｃに運転制御信号が遮
断されると、トランジスタＴｒが非導通状態になり、リ
レー接点ｒｌが開放されることになり、電源入力端子２
５ｂから供給される商用電源が電源出力端子２５ａに供
給されなくなり、濃縮酸素製造装置２１の動作が停止す
る。

【００３５】図５は、本発明の実施の形態に係る濃縮酸
素供給装置に使用される濃縮酸素製造装置の構成例を示
すブロック図である。この濃縮酸素製造装置２１は、図
５に示すように、粗いメッシュのフィルター２１１と、
細かいメッシュのフィルター２１２と、コンプレッサ２
１３と、凝縮冷却管２１４と、気液分離器２１５と、四
方弁２１６と、吸着タンク２１７，２１８と、チェック
バルブ２１９，２２０と、貯留タンク２２１と、圧力調
整弁２２２と、ミキシング弁２２３と、除菌フィルター
２２４とから構成されている。なお、当該コンプレッサ
２１３、圧力調整弁２２２、ミキシング弁２２３及び四
方弁２１６を運転制御する製造装置制御回路は図示しな
い。この製造装置制御回路は、コンプレッサ２１３を動
作させるとともに四方弁２１６の開閉をコントロールす
ることにより濃縮酸素を製造させるものである。また、
製造装置制御回路は、ミキシング弁２２３及び圧力調整
弁２２２の開閉を制御して設定された酸素濃度と設定さ
れた酸素流量とが供給できるようにする装置である。

【００３６】コンプレッサ２１３は、大気を粗いメッシ
ュのフィルター２１１及び細かいメッシュのフィルター
２１２を介して吸い込む。このコンプレッサ２１３は、
圧縮された圧縮空気を凝縮冷却管２１４に供給する。凝
縮冷却管２１４では圧縮空気を冷却し圧縮空気内の水分
を凝縮する。凝縮冷却管２１４を通過した圧縮空気は、
気液分離器２１５を通過する際に水分が分離され、四方
弁２１６により吸着タンク２１７，２１８の一方に供給
される。吸着タンク２１７，２１８内には窒素吸着物剤
が充填されており、圧縮空気の供給を受けている吸着タ
ンク２１７または吸着タンク２１８は圧縮空気中の窒素
を吸着剤で吸着し、濃縮酸素を出力できるようになって
いる。

【００３７】四方弁２１６は、例えば気液分離器２１５
を通過した圧縮空気を吸着タンク２１７に供給するよう
に通路を設定したときには、吸着タンク２１８内の吸着
剤に吸着された窒素を大気に放出するように通路を設定
し、逆に、気液分離器２１５を通過した圧縮空気を吸着
タンク２１８に供給するように通路を設定したときに
は、吸着タンク２１７内の吸着剤に吸着された窒素を大
気に放出するように通路を設定できるようになってい
る。この四方弁２１６の通路の切り換えタイミングは、
例えば２０［秒］間隔で交互に行うようになっている。

【００３８】吸着タンク２１７または吸着タンク２１８
で濃縮された濃縮酸素は、チェックバルブ２１９または
チェックバルブ２２０を介して貯留タンク２２１、圧力
調整弁２２２、除菌フィルター２２４、ホース６を介し
てマスク７に供給されることになる。なお、気液分離器
２１５の下流側と、圧力調整弁２２２の下流側との間に
ミキシング弁２２３を設け、所望の酸素濃度の濃縮酸素
を所望の酸素流量で供給できるようにしてある。なお、
この濃縮酸素製造装置２１は、酸素が９３［％／体積］
〜３７．５［％／体積］を占める濃度の酸素を供給する
ことができる。

【００３９】図６は、本発明の実施の形態に係る濃縮酸
素供給装置に使用される酸素供給時間と血中酸素濃度と
の関係を示す特性図であり、横軸に血中酸素濃度［％］
を、縦軸に酸素供給時間［分］をとったものである。こ
の図６は、血中酸素濃度［％］の低下に伴って酸素供給
時間［分］が一次曲線で増加する特性になっており、上
述したように数式１をＭＰＵ２６１が計算することによ
り得ることができるものである。もちろん、この図６と
同じデータベースを用意し、そのデータベースに測定し
た血中酸素濃度を照らして酸素供給時間を求めるように
してもよい。

【００４０】図７は、本発明の実施の形態に係る濃縮酸
素供給装置にて実現する簡易健康診断を行うためのデー
タベースである。この図７において、データベース７０
０は、血中酸素濃度欄７０１と、この血中酸素濃度欄７
０１に応じて健康状態を示す診断項目欄７０２とが設け
られており、ＲＯＭ２６２に記憶されている。このデー
タベース７００は、例えば、血中酸素濃度ＳｐＯ_２がパ
ルスオキシメーターの表示において１００［％］から９
８を以上のときには「健康です。この調子で頑張りまし
ょう。」、血中酸素濃度ＳｐＯ_２がパルスオキシメータ
ーの表示において９８［％］未満から９６［％］以上の
ときには「健康ですが、疲れには注意しましょう。」、
血中酸素濃度ＳｐＯ_２がパルスオキシメーターの表示に
おいて９６［％］未満から９４［％］以上のときには
「やや疲れがてできいます。注意してください。」、血
中酸素濃度ＳｐＯ_２がパルスオキシメーターの表示にお
いて９４［％］未満から９２［％］以上のときには「体
に異常があります。医者に相談して下さい。」、血中酸
素濃度ＳｐＯ_２がパルスオキシメーターの表示において
９２［％］未満から９０［％］以上のときには「医者に
診断してもらう必要があります。」、血中酸素濃度Ｓｐ
Ｏ_２がパルスオキシメーターの表示において９０［％］
未満のときには「大至急医者に治療してもらう必要があ
ります。」というような内容となっている。

【００４１】このような構成の濃縮酸素供給装置の動作
について図１ないし図７を基に、図８を参照して説明す
る。図８は、本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装
置における演算処理装置２６のＭＰＵ２６１の動作を説
明するためのフローチャートである。

【００４２】電源プラグ２７を商用電源のコンセントに
挿入してあるものとする。また、自動手動選択スイッチ
１９は自動が選択されたものとする。

【００４３】この状態で、電源スイッチ１８をオンとす
ると、血中酸素濃度測定装置２２、演算処理装置２６、
心拍数計測装置２４及び電源ランプ１７に電力が供給さ
れる。これにより、電源ランプ１７は、点灯して電源ス
イッチ１８が投入されたことを表示している。

【００４４】ＭＰＵ２６１は、電力の供給を受けると図
８のフローチャートを実行し、まず、ＲＡＭ２６３等を
リセットして心拍数ディスプレイ１２、酸素濃度表示デ
ィスプレイ１３、指示項目ディスプレイ１４を初期状態
の表示にし（ステップ１００）、次いで、データ入力が
あるか否かを判断している（ステップ１０１）。ＭＰＵ
２６１は、データ入力がないときには（ステップ１０
１；ＮＯ）、データ入力待ちになる。

【００４５】ここで、被験者はマスク７を口許に当て
て、かつ、被験者が測定穴１１に例えば人指し指を挿入
する。すると、血中酸素濃度測定装置２２及び心拍数計
測装置２４は測定を開始し、数秒で測定終了信号と測定
結果を入力ポート２６４を介してＭＰＵ２６１に与え
る。

【００４６】ＭＰＵ２６１は、測定終了信号を受け取る
と（ステップ１０１；ＹＥＳ）、測定結果を取り込み処
理を実行して当該測定結果をＲＡＭ２６３に記憶させる
（ステップ１０２）。

【００４７】また、ＭＰＵ２６１は、ＲＡＭ２６３に記
憶された測定結果の血圧値を出力ポート２６５を介して
心拍数ディスプレイ１２に表示し、同様にＲＡＭ２６３
に記憶された測定結果の血中酸素濃度を出力ポート２６
５を介して酸素濃度表示ディスプレイ１３に表示させる
処理を実行する（ステップ１０３）。

【００４８】また、ＭＰＵ２６１は、測定結果の血中酸
素濃度データｘを、ＲＯＭ２６２に記憶されたデータベ
ース７００の血中酸素濃度欄７０１に照らし、診断項目
欄７０２から診断結果データを取り出す処理を実行する
とともに、数式１を使用して測定結果の血中酸素濃度デ
ータｘから酸素供給時間ｙを計算する計算処理を実行す
る（ステップ１０４）。なお、このときに、ＭＰＵ２６
１は、測定結果の血中酸素濃度データｘを図示しないデ
ータベースに照らし、最適な酸素濃度と当該酸素濃度に
好適な酸素流量を求める。もちろん、ＭＰＵ２６１は、
測定結果の血中酸素濃度データｘを図示しないデータベ
ースに照らし、最適な酸素流量と当該酸素流量に好適な
酸素濃度を求めるようにしてもよい。また、ＭＰＵ２６
１は、測定結果の血中酸素濃度データｘを基に、所定の
計算式によって最適な酸素流量と当該酸素流量に好適な
酸素濃度を求めるようにしてもよい。ここで、所定の計
算式とは、例えば血中酸素濃度データｘが９０［％］の
場合に酸素濃度を一番高くし（例えば、９３［％／体
積］）、酸素流量も最も多くし、また、血中酸素濃度デ
ータｘが１００［％］の場合には、酸素濃度を一番低く
し（例えば、３７．５［％／体積］）、酸素流量も最も
少なくし、これらの間を一次曲線で結んだような線分と
なるような式のことをいう。

【００４９】このＭＰＵ２６１は、数式１を用いて、濃
縮酸素製造装置２１が濃縮酸素を供給できる状態にあっ
たとすると、例えば測定結果の血中酸素濃度データｘが
１００［％］のときには酸素供給時間ｙを３［分］に、
また、測定結果の血中酸素濃度データｘが９０［％］の
ときには酸素供給時間ｙを５８［分］になるような特性
Ｐを得ている（図６参照）。

【００５０】実際には、濃縮酸素製造装置２１は、電力
を供給してから例えば約２［分］経過しないと、濃縮酸
素が供給されないので、次のようにしている。すなわ
ち、濃縮酸素製造装置２１に電源を供給してから２
［分］経過するまでの時間分を加えて、例えば測定結果
の血中酸素濃度データｘが１００［％］のときには酸素
供給時間ｙを５［分］に、また、測定結果の血中酸素濃
度データｘが９０［％］のときには酸素供給時間ｙを６
０［分］になるような特性Ｑにしている（図６参照）。

【００５１】次に、ＭＰＵ２６１は、前ステップで得ら
れた診断項目データを出力ポート２６５を介して指示項
目ディスプレイ１４に表示する処理を実行する（ステッ
プ１０５）。これにより、前記指示項目ディスプレイ１
４には、測定結果の酸素濃度が１００［％］のときには
「健康です。この調子で頑張りましょう。」とか、血中
酸素濃度９８［％］未満から９６［％］以上のときには
「健康ですが、疲れには注意しましょう。」というよう
に表示される。

【００５２】ついで、ＭＰＵ２６１は、前ステップで求
めた酸素供給時間ｙをプログラムタイマーにセットする
とともに、出力ポート２６５を介して電源コントローラ
２５の運転制御信号入力端子２５ｃに運転制御信号を供
給する（ステップ１０６）。同様に、ＭＰＵ２６１は、
測定結果の血中酸素濃度データｘからデータベースに照
らして決定され得られた提供すべき最適な酸素濃度に関
する設定信号と、当該酸素濃度において提供すべき最適
な酸素流量に関する設定信号とを、濃縮酸素製造装置２
１の制御信号入力端子２１ａに供給する（ステップ１０
６）。これにより、濃縮酸素製造装置２１は、提供すべ
き濃縮酸素の酸素濃度と提供すべき濃縮酸素の酸素流量
とが設定されることになり、運転を開始すると当該濃度
と流量で濃縮酸素が出力されることになる。

【００５３】出力ポート２６５から出力された運転制御
信号は、電源コントローラ２５の運転制御信号入力端子
２５ｃに供給される。すると、電源コントローラ２５の
トランジスタＴｒのベースには、運転制御信号が印加さ
れることになり、トランジスタＴｒをオンにする。これ
により、直流電源端子２５ｄ、リレーＲＬの励磁コイル
ｃｌ、トランジスタＴｒ、直流電源端子２５ｅと回路が
形成されて電流が流れ、リレーＲＬのリレー接点ｒｌが
閉成する。これにより、電源入力端子２５ｂ、リレー接
点ｒｌ、電源出力端子２５ａ、濃縮酸素製造装置２１の
電源入力端子２１ａと回路が形成されて濃縮酸素製造装
置２１に電力が供給される。濃縮酸素製造装置２１は、
濃縮酸素の製造動作を開始し、当該開始した時点より所
定時間後（例えば３分後）に、設定された最適な酸素濃
度で設定された最適な酸素流量の濃縮酸素の提供を開始
する。もちろん、濃縮酸素製造装置２１が、あらかじめ
濃縮酸素の製造動作をしてる場合には、待ち時間（上記
した運転開始から３分後）無しに、設定された最適な酸
素濃度で設定された最適な酸素流量の濃縮酸素の提供を
開始する。

【００５４】ＭＰＵ２６１は、プログラムタイマーが設
定した時間に達したか否かの判断をしている（ステップ
１０７）。すなわち、ＭＰＵ２６１は、プログラムタイ
マーから設定時間に達した旨の信号がないときには（ス
テップ１０７；ＮＯ）、再び判断の処理に戻る。

【００５５】ここで、ＭＰＵ２６１は、プログラムタイ
マーが設定した時間に達した旨の信号を受け取ると（ス
テップ１０７；ＹＥＳ）、運転制御信号の出力を停止す
る（ステップ１０８）。

【００５６】これにより、電源コントローラ２５の運転
制御信号入力端子２５ｃには、運転制御信号が供給され
なくなり、トランジスタＴｒがオフとなって、リレーＲ
Ｌの励磁コイルｃｌの通電を絶つことになる。これによ
り、リレーＲＬのリレー接点ｒｌが開放し、濃縮酸素製
造装置２１への電力の供給を絶つことになる。したがっ
て、濃縮酸素製造装置２１からの濃縮酸素の供給は停止
する。

【００５７】なお、自動手動選択スイッチ１９を手動側
に倒すと、電源スイッチ１８がオンとなっている間は濃
縮酸素製造装置２１が運転されることになる。この場
合、濃縮酸素製造装置２１は、あらかじめ設定されてい
る酸素濃度と酸素流量とで濃縮酸素を供給する。濃縮酸
素製造装置２１は、図示しないが、手動により、供給す
べき酸素濃度と、供給すべき酸素流量とを設定できるよ
うになっている。

【００５８】上述した本発明の実施の形態に係る濃縮酸
素供給装置によれば、次のような利点がある。

【００５９】（１）被験者は測定穴１１に例えば人指し
指を挿入し、数秒間で計測が終了するので、短時間の測
定で済むことから、測定器を長時間、身体に付けたまま
にしなければならない煩わしさが解消する。また、単
に、測定穴１１に指を挿入するだけであるので、操作が
簡単である。 （２）簡単な測定器であるので、製造コストが安価にな
る。また、常に、各部品は使用されるので、部品の無駄
がない。 （３）現在の被験者の健康状態に応じた濃縮酸素が適正
に供給されることになる。 （４）現在の被験者の健康状態を簡易に診断し、表示さ
せることができる。 （５）酸素濃縮器本体に従来のような加湿ボトルが装着
されていないので,簡単に器械を操作でき、酸素濃縮器
に対する重々しさを取り除くことができた。

【００６０】なお、上記実施の形態に係る濃縮酸素供給
装置１では、図６に示すように直線的な特性（Ｐまたは
Ｑ）が得られる数式１を使用して酸素供給時間ｙを求め
たが、これに限定されることなく、例えば図９（ａ）の
ような二次曲線を描く特性、あるいは、図９（ｂ）のよ
うな双曲線を描く特性、あるいは、図９（ｃ）に示すよ
うな階段状を描く特性が得られる計算式を使用して酸素
供給時間ｙを求めてもよい。ここで、図９（ａ）は血中
酸素濃度ｘの低下に伴って酸素供給時間ｙが二次曲線で
増加している特性図である。図９（ｂ）は血中酸素濃度
ｘの低下に伴って酸素供給時間ｙが双曲線で増加してい
る特性図である。図９（ｃ）は血中酸素濃度ｘの低下に
伴って酸素供給時間ｙが階段状で増加している特性図で
ある。これらの特性図は、演算処理装置２６のＭＰＵ２
６１がＲＯＭ２６２に記憶された所定の計算式により計
算することによって得ることができる。

【００６１】また、これら特定図のデータベースをＲＯ
Ｍ２６２内に用意し、測定結果ｘを当該ＲＯＭ２６２内
のデータベースに照らして酸素供給時間ｙを求めるよう
にしてもよい。

【００６２】要は、静脈内血中酸素濃度ｘが減少するに
応じて酸素供給時間ｙが増加するような特性であれば、
これらに限定されることなく使用することができる。

【００６３】また、上記実施の形態に係る濃縮酸素供給
装置１では、演算処理装置２６は、ＭＰＵ２６１、ＲＯ
Ｍ２６２、ＲＡＭ２６３、入力ポート２６４及び出力ポ
ート２６５からなるマイクロチップで構成したが、これ
に限定されることなく、プログラマブルシーケンサー等
を使用して構成してもよい。

【００６４】また、本発明の実施の形態では、心拍数計
測装置２４を設けた構成例で説明したが、心拍数計測装
置２４は必須の要素ではなく、設けなくてもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る濃縮
酸素供給方法によれば、所定範囲の濃度の濃縮酸素を所
定範囲の酸素流量で提供できる製造工程と、血中酸素濃
度を計測できる計測工程と、前記計測工程で得た血中酸
素濃度に応じて前記製造工程における濃縮酸素の提供時
間と提供酸素濃度と提供酸素流量とを決定し、当該決定
された提供酸素濃度の濃縮酸素を当該決定された提供酸
素流量で当該決定された時間だけ前記製造工程から提供
可能に前記製造工程を制御する制御工程とを備えたの
で、現在の被験者の健康状態に応じた適正な酸素濃度で
適正な酸素流量の濃縮酸素が的確に供給できる。

【００６６】また、本発明に係る濃縮酸素供給方法によ
れば、前記制御工程に、表示機能を備え、血中酸素濃度
に応じて前記表示機能に、血中酸素濃度に基づく診断内
容を表示させるので、現在の被験者の健康状態を簡易に
診断し、表示させることができる。

【００６７】また、本発明に係る濃縮酸素供給装置によ
れば、所定範囲の濃度の濃縮酸素を所定範囲の酸素流量
で提供できる濃縮酸素製造手段と、血中酸素濃度を計測
できる血中酸素濃度測定手段と、前記酸素濃度測定手段
からの測定した血中酸素濃度に応じて前記濃縮酸素製造
手段の運転時間と提供すべき酸素濃度と酸素流量とを決
定し、前記濃縮酸素製造手段を当該決定した酸素濃度と
酸素流量で提供可能に設定し、かつ当該決定した運転時
間で運転制御する制御手段とを備えたので、次のような
効果がある。

【００６８】（１）血中酸素濃度測定装置により数秒間
で計測が終了するので、測定器を長時間、身体に付けた
ままにしなければならない煩わしさが解消でき、また、
特別な操作が不要なので操作が簡単である。 （２）簡単な測定器であるので、製造コストが安価にな
り、また、常に、各部品は使用されるので、部品が無駄
がない。 （３）現在の被験者の健康状態に応じた濃縮酸素が適正
に供給されることになる。

【００６９】また、本発明に係る濃縮酸素供給装置によ
れば、前記制御手段に表示手段を備え、前記血中酸素濃
度測定手段から得られた血中酸素濃度に応じて、前記表
示手段に、前記血中酸素濃度に基づく診断内容を表示さ
せたので、現在の被験者の健康状態を簡易に診断し、表
示させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置の
全体構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置の
全体構成及び電源系統を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置の
制御装置の詳細を説明するためのブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置に
使用される電源コントローラの詳細を説明するための回
路図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置に
使用される濃縮酸素製造装置の構成例を示すブロック図
である。

【図６】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置に
使用される酸素供給時間と血中酸素濃度との関係を示す
特性図である。

【図７】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置に
て実現する簡易健康診断を行うためのデータベースを示
す図である。

【図８】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置に
おける制御装置のＭＰＵの動作を説明するためのフロー
チャートである。

【図９】本発明の実施の形態に係る濃縮酸素供給装置に
使用される酸素供給時間と血中酸素濃度との他の関係を
示す特性図である。

【符号の説明】

１ 濃縮酸素供給装置 ２ 筐体 ５ 操作盤 ６ ホース ７ マスク １１ 測定穴 １２ 心拍数ディスプレイ １３ 酸素濃度表示ディスプレイ １４ 指示項目ディスプレイ １５ 運転中ランプ １６ 停止中ランプ １７ 電源ランプ １８ 電源スイッチ １９ 自動手動選択スイッチ ２１ 濃縮酸素製造装置 ２２ 血中酸素濃度測定装置 ２３ 制御装置 ２４ 心拍数計測装置 ２５ 電源コントローラ ２６ ランプコントローラ ２７ 電源プラグ ２８ コード ３０ 直流電源装置 ２６１ ＭＰＵ ２６２ ＲＯＭ ２６３ ＲＡＭ ２６４ 入力ポート ２６５ 出力ポート

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定範囲の濃度の濃縮酸素を所定範囲の
   酸素流量で提供できる製造工程と、 血中酸素濃度を計測できる計測工程と、 前記計測工程で得た血中酸素濃度に応じて前記製造工程
   における濃縮酸素の提供時間と提供酸素濃度と提供酸素
   流量とを決定し、当該決定された提供酸素濃度の濃縮酸
   素を当該決定された提供酸素流量で当該決定された提供
   時間だけ前記製造工程から提供可能に前記製造工程を制
   御する制御工程と、 を備えたことを特徴とする濃縮酸素供給方法。
2. 【請求項２】 前記製造工程で供給できる酸素の濃度
   は、酸素が３７．５［％／体積］〜９３［％／体積］で
   あることを特徴とする請求項１記載の濃縮酸素供給方
   法。
3. 【請求項３】 前記制御工程は、血中酸素濃度の低下す
   るに応じて酸素供給時間が増加するものであることを特
   徴とする請求項１記載の濃縮酸素供給方法。
4. 【請求項４】 前記制御工程は、表示機能を備え、血中
   酸素濃度に応じて前記表示機能に、血中酸素濃度に基づ
   く診断内容を表示させることを特徴とする請求項１記載
   の濃縮酸素供給方法。
5. 【請求項５】 所定範囲の濃度の濃縮酸素を所定範囲の
   酸素流量で提供できる濃縮酸素製造手段と、 血中酸素濃度を計測できる血中酸素濃度測定手段と、 前記酸素濃度測定手段からの測定した血中酸素濃度に応
   じて前記濃縮酸素製造手段の運転時間と提供すべき酸素
   濃度と酸素流量とを決定し、前記濃縮酸素製造手段を当
   該決定した酸素濃度と酸素流量で濃縮酸素を提供できる
   設定とし、かつ当該決定した運転時間で運転制御する制
   御手段と、 を備えたことを特徴とする濃縮酸素供給装置。
6. 【請求項６】 前記濃縮酸素製造手段は、３７．５［％
   ／体積］〜９３［％／体積］の濃縮酸素を供給できる装
   置であることを特徴とする請求項５記載の濃縮酸素供給
   装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、血中酸素濃度の低下す
   るに応じて酸素供給時間が増加するように設定されるも
   のであることを特徴とする請求項５記載の濃縮酸素供給
   方法。
8. 【請求項８】 前記制御手段は、前記血中酸素濃度測定
   手段から得られた血中酸素濃度ｘを基に所定の計算式で
   酸素供給時間ｙを計算するマイクロプロセッサユニット
   と、 前記マイクロプロセッサユニットで演算した作動時間ｙ
   が設定されると同時に運転開始信号を出力し、当該作動
   時間ｙに達した時点で運転停止信号を出力するプログラ
   ムタイマーと、 前記濃縮酸素製造装置に前記プログラムタイマーからの
   運転開始信号で電力を供給し運転停止信号で電力を不供
   給とする電源コントローラとを備えたことを特徴とする
   請求項７記載の濃縮酸素供給装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、表示手段を備え、前記
   血中酸素濃度測定手段から得られた血中酸素濃度に応じ
   て、前記表示手段に前記血中酸素濃度に基づく診断内容
   を表示させることを特徴とする請求項５記載の濃縮酸素
   供給装置。