JP2002306599A - 呼吸同調酸素供給装置 - Google Patents

呼吸同調酸素供給装置

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JP2002306599A
JP2002306599A JP2001113808A JP2001113808A JP2002306599A JP 2002306599 A JP2002306599 A JP 2002306599A JP 2001113808 A JP2001113808 A JP 2001113808A JP 2001113808 A JP2001113808 A JP 2001113808A JP 2002306599 A JP2002306599 A JP 2002306599A
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JP
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oxygen
pressure
respiratory
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oxygen supply
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Noboru Uchiyama
暢 内山
Daisuke Obata
大介 小畠
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Teijin Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素供給状態を正確に判断することができる
呼吸同調酸素供給装置を提供する。 【解決手段】 呼吸同調酸素供給装置において、該装置
の酸素供給時に該自動開閉弁手段を開にすることにより
酸素吐出圧力を検知し、使用者へ供給確認の表示するこ
とを特徴とする呼吸同調酸素供給装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用する者の呼吸
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。
【0002】
【従来の技術】肺気腫、慢性気管支炎等の呼吸器系疾患
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、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が、患
者が通院など外出する場合には、携帯型の酸素ボンベが
用いられる。
【0003】これは呼吸器系疾患患者が持ち運びするボ
ンベであるために、小型軽量である必要があり、充填で
きる酸素容量を増やす為に、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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、患者が通
院時あるいは外出時など、酸素ボンベを携帯して酸素富
化空気を利用する場合、正確に酸素吸入を行うことが出
来るのが重要である。特にかかる装置は主として外出時
に使用するため、酸素供給を使用者へ簡単に判断させる
必要がある。
【0005】通常、この酸素供給を確認させるため、自
動開閉弁の動作信号と表示灯を連動させて点灯させた
り、ロータメータのように酸素吐出圧力により玉を上下
させる供給確認の表示手段を酸素供給ラインに追加した
りしてきた。しかし、表示灯は実際の酸素流動を検知し
て表示させているものではないので、実際に供給がされ
ていない場合でも、供給されている様に表示してしま
う。また機械的検知手段では酸素と吐出と共に動作音が
発生し、使用者の周囲に違和感を与えたりしていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者はかかる課題に
ついて鋭意検討した結果、呼吸同調酸素供給装置の酸素
供給時の吐出圧力の変化に着目し、酸素供給時の吐出圧
力を検出する手段から得られた情報を基に、酸素供給状
態を検出し、使用者への供給確認の表示手段を設けるこ
とにより、かかる問題点を解決することを見出した。
【0007】すなわち本発明は、酸素ボンベ、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
段を備え、該検知結果に基いて自動開閉弁手段の開閉を
制御し使用者の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、該装置の酸素供給状態を検知し使
用者への供給確認の表示手段を備え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。
【0008】また本発明は、かかる呼吸同調酸素供給装
置が該酸素供給状態を検知する手段、無供給時の警報手
段を備え、供給状態を検知した場合、供給確認の表示手
段をもちいて使用者へ供給の有無を確認させることを特
徴とする装置であり、特にかかる検知手段が圧力センサ
ー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。
【0009】また本発明は、酸素ボンベ、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
を備え、該検知結果に基いて自動開閉弁手段の開閉を制
御し使用者の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、酸素供給時の酸素吐出圧力を検出す
る手段を備え、供給前後の圧力センサーにかかる圧力差
により酸素供給の有無を判定し、供給確認の表示手段を
もちいて使用者へ供給の有無を確認させることを特徴と
する呼吸同調酸素供給装置を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の呼吸同調酸素供給装置
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、酸素供給動作による酸
素吐出圧力を検知し供給していれば供給確認の表示手段
をもちいて使用者へ供給の有無を確認させることを特徴
とする装置である。
【0011】図1に本発明の呼吸同調酸素供給装置の好
ましい実施態様の一例を示す。かかる装置は、加圧酸素
ボンベと一端が該ボンベに連通し、他端に該酸素の開放
型供給手段を有し、途中に自動流路開閉手段を有した導
管手段と、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
ー手段とからなる呼吸用気体供給装置であって、酸素供
給動作による酸素吐出圧力を検知し、酸素を供給してい
れば供給確認の表示手段をもちいて使用者へ供給の有無
を確認させることを特徴とする装置である。
【0012】通常、ボンベ元弁と流量設定器の間にはボ
ンベ1次圧がかかり、また自動開閉弁が閉止時には流量
設定器の下流側で自動開閉弁の上流側には数kg/cm
2の酸素圧力がかかることになる。この状態で自動開閉
弁を開けることにより自動開閉弁の下流側に吐出圧力が
かかり、この圧力をセンサーで検知し、圧力がかかって
いる状態であれば供給確認の表示手段をもちいて使用者
へ供給の有無を確認させることを特徴とする装置であ
る。
【0013】本発明の装置に用いる電磁弁は特に限定し
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。
【0014】かかる吐出圧力検知手段は、酸素ガスを酸
素供給動作により供給経路に発生する圧力を測定し、測
定結果と一定基準値と比較し、酸素供給を判定する手段
を有し判定結果により表示灯を点灯させる。かかる確認
手段としては、供給状態を数字で表すデジタル表示やデ
ジタル表示・LEDランプを点灯又は点滅表示させる方
法、又は音声表示、或いはこれらの組合せであってもよ
い。が好ましい。警報手段としては、警報状態を数字で
表すデジタル表示やデジタル表示・LEDランプを点灯
又は点滅表示させる方法、又は音声表示、或いはこれら
の組合せであってもよい。が好ましい。
【0015】それに用いる圧力測定用センサーとして
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。
【0016】また導管5には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、
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、使用終了時に残った酸素ガスを酸素
供給動作により一定時間排出した後に、その排出経路に
発生する圧力を圧力センサー11により測定し、圧力デ
ータを電気信号に変換しコンピューターに信号を送る。
コンピューター内ソフトにより圧力データから一定時間
排出した時の吐出圧力へ変換し、その圧力を一定基準値
と比較演算し、下記判断式1により酸素供給の有無を確
認することができる。
【0017】[判断式1] 酸素供給・有:基準圧力≦吐出圧力 酸素供給・無:基準圧力>吐出圧力
【0018】また、本発明の装置は使用者への供給確認
の表示手段を備え、かかる手段で供給状態を判定した結
果、確認信号を出し、使用者に供給の有無を確認させる
ことができる。かかる確認手段としては、供給状態を数
字で表すデジタル表示やデジタル表示・LEDランプを
点灯又は点滅表示させる方法、又は音声表示、或いはこ
れらの組合せであってもよい。
【0019】また、本発明の装置は警報手段を備え、か
かる手段で供給状態を判定した結果一定時間供給が無か
ったと判断した場合、警報信号を出し、使用者に呼吸を
するように促すことができる。かかる警報手段として
は、警報状態を数字で表すデジタル表示やデジタル表示
・LEDランプを点灯又は点滅表示させる方法、又は音
声表示、或いはこれらの組合せであってもよい。
【0020】呼吸位相検知手段9と吐出圧力検知手段1
1は、検知対象が異なる手段であり、別々の手段であっ
てもよいが、一つの圧力センサーを用いて両者の機能を
もつ手段として使用するほうが好ましい。従来の呼吸用
気体共有装置に用いられてる呼吸検知手段では、測定レ
ンジが違うのため別々に設置する必要があるが、両者の
レンジを広く合せることにより検知手段の一つ省略する
ことが可能となる。
【0021】図2を用いて本発明の呼吸気体供給装置の
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。
【0022】呼吸用気体の発生手段である酸素ボンベ1
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。
【0023】尚、最大流量設定器としては、通常のロー
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。
【0024】また、導管手段5からの分岐に設けられた
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。
【0025】カウント回路14から出てくるパルス数信
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。
【0026】このようにして得られたデジタル信号を用
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。
【0027】また、同様に導管手段5からの分岐に設け
られたダイヤフラム式の微圧変動センサーを備えた吐出
圧力検知手段11により酸素供給後の排出経路に発生す
る圧力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13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15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。
【0028】カウント回路15から出てくるパルス数信
号は、好ましくは平滑化回路17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。
【0029】このようにして得られたデジタル信号を用
いて、マイクロコンピューター等のCPU8における吐
出圧力演算部19において、酸素供給時の吐出圧力が算
出されてその値が所定値より大きい場合に酸素供給があ
るものとして検知される。尚かかる所定値は、酸素吐出
圧力設定値記憶部により設定されるものである。
【0030】呼吸位相検知手段9と吐出圧力検知手段1
1は本来別個の装置であるが、本願発明の装置において
は、別々の装置であってもよいが、両者を一体にして使
用するほうが好ましい。従来の装置では検知手段のレン
ジが違うのため別々に設置する必要があるが、両者のレ
ンジを広く合せることにより検知手段、カウント回路、
平滑化回路の一つ省略することが可能となる。
【0031】以上の結果を基にして、酸素供給があれ
ば、供給確認信号を表示手段45に出力する。また、一
定時間以上酸素供給が確認できなかった場合、警報信号
を表示手段45に出力する。
【0032】本発明の呼吸同調酸素供給装置の別の実施
態様例として、酸素ボンベ、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を備え、該検知
結果に基いて自動開閉弁手段の開閉を制御し使用者のカ
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、該酸素供給吐出圧力を検知し、使用者への供給確認
の表示手段、警報手段を備えることを特徴とする呼吸同
調酸素供給装置がある。
【0033】かかる装置の場合、自動開閉弁手段より1
次側(ボンベ側)に酸素ボンベの2次圧検知手段を設け
ても、自動開閉弁手段より2次側(患者側)に検知手段
を設けても良い。かかる検知手段は前述と同様に圧力セ
ンサーを用いるのが好ましい。
【0034】かかる検知手段を自動開閉弁手段の1次側
に設けた場合、酸素供給前にそのセンサーにかかってい
る圧力を測定し、所定値以上なら酸素供給が正確に行え
るものと判定し、自動開閉弁の動作信号と共に使用者へ
の供給確認表示を行う。また、酸素供給が行えない場合
は警報を発する。一方、2次側(患者側)に検知手段が
ある場合は、電磁弁を閉め状態から電磁弁を開けた時の
時間当たりの圧力上昇を測定する。所定値以上なら酸素
が供給されていると判断する。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、使用者へ正確に酸素供
給が行われているか判断させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の呼吸同調酸素供給装置の好ましい実施
態様を模式的に示した概略フローチャートである。
【図2】本発明の呼吸同調酸素供給装置の好ましい実施
態様を模式的に示した概略フローチャートである。
【図3】本発明の呼吸同調酸素供給装置ボンベ残圧検出
・制御部の概略プログラムフローチャートである。
【符号の説明】
1 酸素ボンベ 3 デマンドバルブ 5 延長チューブ 7 鼻カニューラ 8 マイクロコンピューター 9 呼吸検出器 10 制御手段 11 吐出圧力検出部 12、13 変換回路 14、15 カウント回路 16 吸気開始検知器 17 吐出圧力検知部 18 呼吸周期演算部 19 酸素吐出圧力演算部 20 電磁弁制御部 25 演算手段 31 流量設定器 45 表示手段 101 ボンベ元弁 102 圧力調節弁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸素ボンベ、流量設定手段、自動開閉弁
    手段、使用者の呼吸を検知する呼吸検知手段を備え、呼
    吸検知結果に基いて自動開閉弁手段の開閉を制御し、呼
    吸に同調して酸素を供給する呼吸同調酸素供給装置にお
    いて、該装置の酸素供給時の吐出圧力を検知する吐出圧
    力検知手段を備え、吐出圧力検知結果を表示する表示手
    段を備えることを特徴とする呼吸同調酸素供給装置。
  2. 【請求項2】 該表示手段が、該吐出圧検知手段の圧力
    検知結果に基づいて供給確認信号を表示する手段である
    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。
  3. 【請求項3】 該表示手段が警報手段を備えるものであ
    り、該吐出圧力検知手段が一定時間、圧力変化を検知し
    ない場合、警報を発する手段であることを特徴とする請
    求項1、2記載の呼吸同調酸素供給装置。
  4. 【請求項4】 該吐出圧力検知手段が圧力センサーであ
    り、検知結果が所定圧力以上の値を検知した場合、或は
    時間あたりの圧力変化が所定値以上の値を示した場合に
    酸素供給を識別する判断手段を備え、該表示手段に結果
    を表示することを特徴とする請求項1〜3記載の呼吸同
    調酸素供給装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016036742A (ja) * 2014-08-08 2016-03-22 ダイキン工業株式会社 酸素供給ユニット
CN112546365A (zh) * 2020-11-23 2021-03-26 青岛精安医疗科技有限责任公司 一种控制喷氧装置、方法和制氧系统

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