JP2013255778A - 医療用酸素濃縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの削減を図ることができ、誤操作も防止でき、確実に医師の処方流量に応じた酸素供給が可能な医療用酸素濃縮装置を提供する。
【解決手段】酸素ガスタンクから酸素ガス吐出口までの流路を１本とし、その流路に流量調整弁を１個設けた。操作部を、マーク選択手段３５と、酸素ガス吐出口から吐出される酸素ガスの流量を入力するための流量入力手段４０とで構成した。マーク選択手段３５は、第１のマークは運転停止を示し、第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークは、それぞれ、就寝、安静および労作の生活状態を示す。指標位置判定手段は位置情報出力手段の出力により指標が第１のマークから第４のマークまでの４つのマークのいずれを指しているかを判定する。流量制御手段は、指標位置判定手段の判定信号に基づいて記憶部に指標が指しているマークに関連付けて記憶されている流量設定データを読み出して流量調整弁の開口率を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、医療用酸素濃縮装置、とくに在宅医療用に適するものに関する。

従来の医療用酸素濃縮装置は、操作パネルに設けてある運転ボタンを押すと、装置内の酸素発生器が作動して酸素ガスが製造され、操作パネルに設けてあるスイッチやダイヤルなどの酸素流量設定手段を使用者自身が操作して流量を医師の処方に合わせると、流量調節弁の開閉状態が制御されて、処方に応じた流量の酸素ガスが吐出されるように構成されている。

医師は、使用者の１日の生活状態を「労作時」「安静時」「就寝時」に分け、それぞれの生活状態に応じて最適な流量を処方する。しかし、上記従来の医療用酸素濃縮装置においては、使用者自身が酸素流量設定手段により酸素流量の設定を容易に行うことができるため、「労作時」「安静時」「就寝時」の処方流量に従って酸素流量を設定する際に、酸素流量設定手段の設定位置を誤ったり、実際の酸素ガス流量の目視確認を忘れたりして、誤った酸素ガス流量で使用してしまう虞があった。

医療においては、このような誤った酸素ガス供給は防止される必要があり、確実に医師の処方流量に応じた酸素ガス供給が可能な医療用酸素濃縮装置が望まれていた。

特許文献１に、上記のように使用者が酸素流量の設定または変更を容易に行うことができることによる誤操作などの問題の解決を図った医療用酸素濃縮装置が開示された。この医療用酸素濃縮装置は、酸素よりも窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した少なくとも１個以上の吸着筒と、吸着筒に空気を供給する空気圧縮機と、吸着筒での濃縮により得られた酸素ガスを貯留するガスタンクとを有し、ガスタンクからの酸素ガスが流量調節弁によって流量調節された後に酸素ガス吐出口から吐出される構造を有する医療用酸素濃縮装置において、ガスタンクと酸素ガス吐出口との間に並列に配置された２以上の流路を備え、各流路には、その流路を流れる酸素ガスの流量を調整するための流量調整弁と酸素ガスが流れる流路を選択するための開閉制御弁とをそれぞれ設け、操作パネル上には、流路の数と同じ数の運転／流量設定スイッチを備え、各運転／流量設定スイッチを操作することによって対応する流路の開閉制御弁の開閉状態を個別に制御可能であり、いずれかの開閉制御弁だけを開状態とすることで、開状態となった流路の流量調整弁において予め設定された流量の酸素ガスを酸素ガス吐出口から吐出するようにしたものである。

従来の在宅酸素療法に使用する酸素濃縮装置の流量制御手段には、ロータリスイッチ型の複数式多連オリフィス切換え機構を使用するもの、および、面積型（フロート式）にニードル弁を使用した簡便に調整できるタイプのものがある（特許文献２参照）。

特開平２００７−２２９３７５号公報 特許第４６５０７１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された医療用酸素濃縮装置は、（１）ガスタンクと酸素ガス吐出口との間に並列に配置された２以上の流路を備え、(２)各流路にはその流路を流れる酸素ガスの流量を調整するための流量調整弁と酸素ガスが流れる流路を選択するための開閉制御弁とをそれぞれ設け、(３)操作パネル上には、流路の数と同じ数の運転／流量設定スイッチを備えるので、１日の生活状態を「労作時」「安静時」「就寝時」の３つに分けて、それぞれ異なる処方流量の酸素を供給する場合は、流路と、流量調整弁および開閉制御弁と、運転／流量設定スイッチとをそれぞれ３つずつ備える必要がある。

したがって、使用者自身が医師の処方に合わせて「労作時」「安静時」「就寝時」の流量設定を行い、使用時に操作を行なう医療用酸素濃縮装置としては、構成部品点数が非常に多く、構造が複雑で製造コストが高くなるばかりでなく、流量設定時および酸素供給時の操作が煩雑であるという難点がある。また、設定流量の確認は、酸素供給時に流量設定スイッチを目視確認するだけであるため、誤って設定した場合に気づかないことが少なくない。特に、視覚障害者は流量設定も酸素供給時の流量確認もできない場合が多い。

一方、オリフィスタイプのものは、オリフィス径が予め決められているから設定可能流量は固定値である。また、回転式であるから任意設定値数には限度があり、各設定値の中間では酸素流量が不安定であるか又は流れない場合がある。とくに、低流量時には患者は酸素が流れていることを感じにくいため、実際には酸素が流れていない状態で吸入しつづけている可能性もある。他方、フロート式の場合には、流体抵抗によるフロートの振れや設定する際の読み取りに個人差が出るなど、一般利用者には不向きといえる（特許文献２参照）。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、製造コストの削減を図ることができるとともに、流量設定時および酸素供給時の誤操作を防止して確実に医師の処方流量に応じた酸素ガスの供給が可能な医療用酸素濃縮装置を提供することを目的とする。本発明の他の目的は、目や耳の不自由な使用者に優しい医療用酸素濃縮装置を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、使用者の操作が中途半端な場合でも酸素ガスが正常に供給される医療用酸素濃縮装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、操作部の操作により選択された流量に従い、酸素ガスタンクから酸素ガス吐出口までの流路に設けられた流量調整弁の開口率を制御部により制御して所定流量の酸素ガスを吐出する医療用酸素濃縮装置において、(ａ) 酸素ガスタンクから酸素ガス吐出口までの流路を１本とし、その流路に１個の流量調整弁を設け、(ｂ)操作部は、マーク選択手段と、酸素ガス吐出口から吐出される酸素ガスの流量を入力するための流量入力手段とを含み、(ｃ)マーク選択手段は、操作パネルに回転可能又は移動可能に設けられ、指標を有し又は指標を兼ねる１つの操作部材と、操作部材の指標の回転方向又は移動方向に離間した位置において操作パネルに配置された第1のマークから第４のマークまでの４つのマークと、操作部材を指標が各マークを指す位置に移動して止めたときに当該位置を表す位置情報を出力する位置情報出力手段とで構成され、(ｄ)第１のマークは医療用酸素濃縮装置の運転停止を示すマークであり、第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークは、それぞれ、就寝、安静および労作の生活状態を示すマークであり、(ｅ) 制御部は指標位置判定手段と流量設定手段と流量制御手段とを含み、(ｆ)指標位置判定手段は位置情報出力手段の出力により指標が第１のマークから第４のマークまでの４つのマークのいずれを指しているかを判定するものであり、(ｇ)流量設定手段は、マーク選択手段の操作部材の指標が第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークのいずれか１つを指している状態で流量入力手段を操作して入力される流量設定データを指標位置判定手段の出力する判定信号に基づいて記憶部に指標が指しているマークに関連付けて記憶するものであり、(ｈ)流量制御手段は、操作部材の指標が第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークのいずれか１つを指すときに、指標位置判定手段が出力する判定信号に基づいて記憶部に指標が指しているマークに関連付けて記憶されている流量設定データを読み出して流量調整弁の開口率を制御するものであることを特徴とする。

マーク選択手段の操作部材(以下、単に操作部材という。)は、指標を有する回転可能なダイヤルで構成され、当初位置におけるダイヤルの指標が指す位置に第１のマークが、当初位置から一方向に複数の位置まで回転されたダイヤルの指標が指すそれぞれの位置に第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークが配置されていることが好ましい。
操作部材は、直線又は曲線に沿って移動可能に備えられた、指標を有する又は指標を兼ねるスライダで構成され、当初位置のスライダの指標が指す位置に第１のマークが、当初位置から一方向に複数の位置まで移動されたスライダの指標が指すそれぞれの位置に第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークが配置されても良い。

医療用酸素濃縮装置には、酸素流量表示部を付加し、その酸素流量表示部に流量入力手段から入力される流量値、操作部材の指標が指す第２のマーク、第３のマーク又は第４のマークに関連付けて記憶部から読み出される流量設定値を表示することが好ましい。

流量入力手段は、チャイルドロック手段を兼ね、第１所定時間操作し続けた場合は音または光を出し、かつ、酸素流量表示部の流量設定を点滅表示するとともに、チャイルドロックを解除し、流量設定動作を完了してから第２所定時間が経過したときに酸素流量表示部の流量設定を点灯表示するとともに、チャイルドロック状態にするものであることが好ましい。

操作部材の指標を第２のマーク、第３のマーク又は第４のマークに合わせたときに、当該マークで表されている生活状態が就寝、安静および労作のいずれであるかを音声又は発光により案内する案内手段を設けることが好ましい。

指標位置判定手段が判定信号を出力しない状態、すなわち、操作部材の指標が第１のマークから第４のマークのいずれをも指さない状態が一定時間以上継続したときは、使用者に操作の異常を音声又は発光により知らせる注意喚起手段を付加することが好ましい。

流量制御手段は、操作部材の指標が第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークの中間位置を指している状態が一定時間以上継続したときは、その隣接するマークのうち、指標が直前に指していたマークに関連付けて記憶されている流量設定データを読み出して流量調整弁の開口率を制御するものであることが好ましい。

第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークは、それぞれ、就寝、安静および労作の生活状態を表すピクトグラムであることが好ましい。

本発明によれば、医療用酸素濃縮装置の構成部品数の削減および製造コストの低減を図ることができるとともに、一つの操作部材の操作のみで電源の入切および酸素流量の指定が可能であるから、操作が容易であり、誤操作を防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る医療用酸素濃縮装置の構成を概念的に示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る医療用酸素濃縮装置の表示パネルの斜視図である。 図２のマーク選択手段を抽出して示す正面図である。 図１の制御装置の詳細を示すブロック図である。 図４の医療用酸素濃縮装置の動作を説明するフローチャートである。 図４のルーチンＲ１の処理内容を説明するフローチャートである。 チャイルドロック機能の状態の遷移を示す図である。 酸素流量入力時の処理内容を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態に係る医療用酸素濃縮装置の構成を概念的に示すブロック図である。 医療用酸素濃縮装置のマーク選択手段の操作部材がスライダである場合の要部の正面図である。

続いて、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

[構成の説明]
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る医療用酸素濃縮装置１は、ストッパー付きキャスター２などを備えて床面上を移動可能な筐体３を有している。

筐体３の中には、医療用酸素濃縮装置１の主要な構成要素として、室内空気を清浄化するフィルター１１と、その空気フィルターにより清浄化された空気を圧縮する空気圧縮機１２と、圧縮された空気から吸着剤を用いて窒素を吸着して酸素ガスを生成する吸着筒１３と、その酸素ガスを貯める酸素ガスタンク１４と、酸素ガスタンク１４に接続した１本の流路１５に設けられた圧力調整弁１６と、圧力調整弁１６の下流側において流路１５に設けられた流量調整弁１７と、流量調整弁１７の下流側において流路１５に設けられた流量センサ１８とを有し、流量センサ１８の下流側の流路１５の末端に筐体３の外側に開口する酸素ガス吐出口１９が設けられている。

酸素ガスタンク１４から酸素ガス吐出口１９まで１本の流路１５が設けられ、その流路１５に圧力調整弁１６と流量調整弁１７と流量センサ１８がそれぞれ１個ずつ取付けられている。

圧力調整弁１６は酸素ガスタンク１４から排出される酸素ガスの圧力を調整するものであり、装置の出荷時などにメーカー側で圧力が設定される。流量調整弁１７は外部から与えられる制御信号により流量変更が可能な周知の電磁弁で構成されている。流量センサ１８は、酸素ガス吐出口１９から吐出される酸素ガスの流量を検出して、現在の検出流量データを制御装置２０の演算制御部２２に入力するように構成されている。演算制御部２２は検出流量データから設定通りの流量が得られているかを常に監視し、過不足があれば制御回路２４を介して流量調整弁１７による流量を調整する。酸素ガス吐出口１９には、図示を省略された気管カニュ―レが着脱可能である。また、筺体３の中には、流量調整弁１７および流量センサ１８に接続された制御装置２０が設けられている。この制御装置２０については後に詳述する。

筐体３の外面には、図２に示すように、操作パネルＰ１と表示パネルＰ２が設けられている。操作パネルＰ１には、操作部を構成するマーク選択手段３０と流量入力手段４０が設けられている。

マーク選択手段３０は、操作パネルＰ１に設けられ、空気圧縮機１２など各動作部に対する電源の入切および酸素ガス吐出口１９からの酸素ガス流量を「就寝時」「安静時」「労作時」の流量のいずれかに選択するための操作部材３１と、その操作部材の回転経路又は移動経路に沿って配置された４つのマークＭ１,Ｍ２,Ｍ３,Ｍ４と、各マークＭ１〜Ｍ４に対応して設けられた位置情報出力手段Ｓ１〜Ｓ４とからなっている。

操作部材３１は、１個の指標を有する又は１個の指標を兼ねる１つの操作部材であり、回転して操作される回転タイプと、直線又は曲線に沿って移動して操作される移動タイプとがあり得る。回転タイプの操作部材としては、図２および図３に例示するような、操作パネルＰ１に回転可能に取り付けられているダイヤル３１Ａを用いることができる。ダイヤル３１Ａは、円形の基板の正面にその回転中心軸に直交する方向に突出する摘まみ３１ａを有し、その摘まみ３１ａを把持して回すことができる。そして、その摘まみ３１ａの一端部に指標３１ｂが設けられている。

移動タイプの操作部材としては、図１０に例示するようなスライダ３１Ｂを用いることができる。スライダ３１Ｂは、操作パネルＰ１に形成した横または縦の直線状のガイド溝３９にその溝の長さ方向に移動可能に備えられ、ガイド溝３９の一端側、図１０の例では左端側に電源切断位置を示すマークＭ１が、右側に移動するに連れて、就寝、安静、労作のそれぞれの生活状態を示すマークＭ２,Ｍ３,Ｍ４と、各マークの付近に「就寝」「安静」「労作」が書かれている。このスライダ３１Ｂを所要のマークに移動することにより、ダイヤルの場合と同様に希望の酸素ガス吐出が可能である。スライダ３１Ｂは，その表面に指標３１ｂを備えてもよいが、それ自体が指標を兼ねるように形成することもできる。

以下には、ダイヤル３１Ａを用いる例について図３を参照して説明する。図３に示すように、ダイヤル３１Ａは、摘み３１ａを把持して中心の水平軸周りに垂直状態から時計方向に所定角度、一例として１８０度まで回転可能に操作パネルＰ１に取付けてある。その回転半円周の外側において操作パネルＰ１の表面に、ダイヤル３１Ａの回転中心を中心とする円弧上に４つのマークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が円周方向に好ましくは等間隔で配置されている。

また、操作パネルＰ１には、ダイヤル３１Ａを指標３１ｂが各マークを指す位置に移動して止めたときに当該位置を表す位置情報を出力する位置情報出力手段Ｓ１〜Ｓ４(図３、４を参照)が配設されている。位置情報出力手段Ｓ１〜Ｓ４は、例えば、ダイヤル３１Ａの下側においてダイヤル３１Ａの回転中心を中心とする円弧上であって、ダイヤル３１Ａの回転中心と各マークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４とを結ぶ直線との交点に配置されたスイッチ（図示せず）と、ダイヤル３１Ａの指標３１ｂの下面に設けられ、指標３１ｂをいずれかのマーク（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の一つ）に対向させた時にそのマークに対応するスイッチをＯＮ状態にするアクチュエータ（図示せず）とで構成することができる。

図２に例示するように、マークＭ１には「切」の文字が書かれて、ダイヤル３１Ａの指標３１ｂをマークＭ１に対向させたときは医療用酸素濃縮装置１の運転が停止されることを示している。他の３つのマークＭ２，Ｍ３，Ｍ４は、それぞれ、生活状態である「就寝」「安静」「労作」をイメージ的に表すピクトグラムで構成されている。ピクトグラムを用いることにより、各マークが「就寝」「安静」「労作」を表すことを直感的に把握することができる利点がある。しかし、マークＭ２，Ｍ３，Ｍ４の付近にそれぞれ「就寝」「安静」「労作」の文字を記載してもよい。マークＭ１,Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の配置順序は特に限定されないが、図示の例では、使用者に分かり易いように、また、操作し易いように、ダイヤル３１Ａの指標３１ｂを垂直下方に向けたときに、その指標３１ｂが指す位置にマークＭ１が設けられている。

流量入力手段４０は、流量調整弁１７を介して酸素ガス吐出口１９から供給する酸素の流量値を入力するためのものであり、例えば、流量を増すための増量スイッチ４１と流量を減らすための減量スイッチ４２とを有する。増量スイッチ４１と減量スイッチ４２の総合名称として流量入力スイッチという場合がある。

好ましい実施の形態として、マーク選択手段３０の操作部材３１Ａを操作した後に流量入力手段４０を操作するという操作順序の誘導効果を期待して、マークＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４から流量入力手段４０まで連続する枠および／または色３４が施されている。

また、図２に示すように、筐体３の外面の表示パネルＰ２には、状態表示部３５と酸素流量表示部３６と流れ表示部３７とが設けられている。

状態表示部３５は、装置の現状を示すためのものであり、ＬＥＤランプなどの発光体の点灯または消灯により有無を表示する発光部３５ａ〜３５ｅと、各発光部の付近に記載された、表示項目を表す電源、要連絡、電源異常、濃度低下、確認などの文字により構成されている。

酸素流量表示部３６は、流量入力手段４０を操作するときの流量設定値を表示し、ダイヤル３１Ａの指標３１ｂがマークＭ２，Ｍ３，Ｍ４のいずれか一つを指しているときにそのマークに対応して設定されている処方流量を表示する。なお、必要に応じて酸素供給中は流量センサ１８が検出する酸素流量を示してもよい。酸素流量表示部３６は、一例として、３桁のセブンセグメントまたはエイトセグメントなどを用いる数字表示ユニットで構成されている。酸素流量表示部３６の付近、例えば、上側には「酸素流量」などの文字を記載し、下側には酸素流量の単位を表す「リットル／分」などの文字を記載して、酸素流量表示部３６によって表示されるものが酸素流量であることが分かり易くしてある。

流れ表示部３７は、酸素ガスが吐出されていることをイメージ的に示すものであり、大きさが順次大きくなる複数個の波紋図形を一定方向に近接して並置し、各図形の内側にＬＥＤランプなどの発光体（図示省略）を配置して構成されている。そして、波紋の大きさが小さいものから大きいものの方向に順次発光を繰り返すことにより、酸素供給中であることが看取できるように表示する。流れ表示部３７の付近に、「流れ表示」などの文字を記載しても良い。

制御装置２０は、図４に示すように、記憶部２１と、演算制御部(ＣＰＵ)２２と、Ｉ／Ｏインタフェース２３とを有する。

記憶部２１は、システムプログラムを記憶するＲＯＭを有するほか、ワーキングデータを記憶するＲＡＭを有し、そのＲＡＭの一部により、流量入力手段４０を介して入力される流量設定データを記憶する第１メモリ２１１、第２メモリ２１２及び第３メモリ２１３が構成されている。メモリ２１１，２１２，２１３には、不揮発性メモリが用いられている。

第１メモリ２１１、第２メモリ２１２および第３メモリ２１３には、それぞれ各マークＭ２，Ｍ３，Ｍ４に対応する流量設定データ、すなわち、「就寝時」「安静時」「労作時」のそれぞれの酸素流量(処方流量)の設定値が記憶される。

演算制御部(ＣＰＵ)２２は、指標位置判定手段２２１と、流量設定手段２２２と、流量制御手段２２３と、表示制御手段２２４とを有する。

指標位置判定手段２２１は、位置情報出力手段Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３又はＳ４からの出力信号に基づいて操作部材３１Ａの指標３１ｂがマークＭ１〜Ｍ４のいずれを指しているかを判定するものである。ダイヤル３１Ａを指標３１ｂがマークＭ２，Ｍ３，Ｍ４のいずれか１つを指す位置まで回転して止めると、位置情報出力手段 (Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３又はＳ４)の出力信号が演算制御部(ＣＰＵ)２２の指標位置判定手段２２１に与えられる。その位置情報出力手段の出力が第１所定時間Ｔ0、例えば１秒間以上継続した場合は、指標位置判定手段２２１は指標３１ｂがそのマークを指す位置に止められたと判定する。例えば、ダイヤル３１Ａを指標３１ｂがマークＭ２を指す位置まで回転して止めると、ダイヤル３１Ａに設けられたアクチュエータがマークＭ２に対応するスイッチをＯＮ状態にするので、そのスイッチの出力信号が指標位置判定手段２２１に与えられる。これにより指標位置判定手段２２１は指標３１ｂがマークＭ２を指す位置に止められたと判定する。

流量設定手段２２２は、流量入力手段４０より入力される流量設定値を指標３１ｂが指しているマークに対応して記憶するものである。流量制御手段２２３は記憶部に記憶されている流量設定値を読み出して流量調整弁１７の開口率を制御するものである。

表示制御手段２２４は、流量入力手段４０（増量スイッチ４１または減量スイッチ４２）を医師の処方に従って操作して流量設定データを入力すると、その入力された流量設定データに基づいて例えば、マークＭ２に対応する流量設定データを記憶部２１の例えば、第１メモリ２１１に記憶させる。同時に、酸素流量表示部３６にその設定値を表示させる。後述するように、その表示された設定値が医師の処方流量と一致することを確認して、流量入力手段４０を開放すると、一定時間が経過したとき、流量入力手段４０への操作が再びロックされる。

このようにして、「就寝時」の処方流量を設定することができる。ダイヤル３１Ａを指標３１ｂがマークＭ３を指す位置まで回転し、先の場合と同様に、流量入力手段４０を操作して、「安静時」の処方流量を設定することができる。さらに、ダイヤル３１Ａを指標３１ｂがマークＭ４を指す位置まで回転し、先の場合と同様に、流量入力手段４０を操作して、「労作時」の処方流量を設定することができる。

「就寝時」「安静時」「労作時」の流量設定の順序は任意であり、ダイヤル３１Ａの指標３１ｂをマークＭ２，Ｍ３，Ｍ４のいずれかに合わせたときに流量入力手段４０を操作することにより、そのマークに対応する流量設定が可能である。本発明においては、マーク選択手段３０は、ダイヤル３１Ａの回転角が大きくなる順序で、すなわち、「就寝」「安静」「労作」をこの順序で選択するように構成されているので、処方に沿った流量の設定を間違いなく行うことができる利点がある。

演算制御部２２は、また、流量センサ１８からの検出流量データが現在ダイヤル３１Ａにより指定されている「就寝時」、「安静時」または「労作時」の流量設定データに満たない状態が所定時間以上継続した場合に、操作パネルＰ２の状態表示部３５の濃度低下を表示警報する発光体３５ｄに発光させるようになっている。

Ｉ／Ｏインタフェース２３は、流量調整弁１７、流量センサ１８、ダイヤル３１Ａ、流量入力スイッチ４１，４２、調整弁制御回路２４および酸素流量表示部３６をそれぞれ演算制御部２２に接続して信号の授受を可能にするものである。

調整弁制御回路２４は、流量制御手段２２３から与えられる制御量データに対応する制御信号を流量調整弁１７に与えるようになっている。流量調整弁１７はその制御信号に基いて弁の開口率を変えることができる電磁弁である。

[作用の説明]
次に、医療用酸素濃縮装置１の作用について図５−図８を参照しながら説明する。まず、医療用酸素濃縮装置１の主電源を入れると、図５に示すように、演算制御部２２の指標位置判定手段２２１が位置情報出力手段Ｓ１〜Ｓ４の出力状態を見てダイヤル３１Ａの指標３１ｂがマークＭ１,Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のうちどのマークを指しているかを判定する（ステップＰ１)。

指標３１ｂが当初位置、すなわち、マークＭ１を指す位置から移動されないとき（ステップＰ２においてＹｅｓのとき)は、医療用酸素濃縮装置１は待機状態Ｒに保たれ、ステップＰ１, Ｐ２が繰り返される。

ダイヤル３１Ａが当初位置から回転され、指標３１ｂがマークＭ２を指す位置に止められた場合は、その状態が所定時間継続すると、指標位置判定手段２２１は指標３１ｂがマークＭ２を指す位置に止められたと判定する(ステップＰ３においてＹｅｓになる)。指標３１ｂがマークＭ２を指す位置に止められたと判定すると、流量制御手段２２３は「就寝時」の酸素供給制御のためのルーチンＲ１を実行する。

図６はルーチンＲ１の処理内容を示す。すなわち、ルーチンＲ１においては、流量制御手段２２３は記憶部２１の第１メモリ２１１に記憶されている流量設定値を読み出し、設定流量を確認する（ステップＰ２１)。続いて、その設定流量が０リットル／分か否かを判定する（ステップＰ２１)。ステップＰ２１において設定流量が０リットル／分でないと判定したときは、その設定流量(「就寝時」の流量)で流量調整弁１７の開口率を制御する。すなわち、ダイヤル３１Ａの指標３１ｂが指しているマークＭ２に対して設定されている「就寝時」の流量で酸素供給動作を行う（ステップＰ２３)。したがって、酸素ガス吐出口１９から「就寝時」の処方流量の酸素が吐出される。

表示制御手段２２４はマークＭ２に対して記憶部２１の第１メモリ２１１に記憶されている就寝時流量設定データを読み出して、酸素流量表示部３６に設定流量を表示する。

ステップＰ２１において設定流量が０リットル／分であると判定したときは、医療用酸素濃縮装置１は待機状態とされ（ステップＰ２４)、その後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＰ２５)。ステップＰ２５において所定時間が経過したと判定したときは、流量設定がされていないこと(流量未設定)を酸素流量表示部３６に表示する（ステップＰ２６)。

「就寝時」の酸素供給動作(ルーチンＲ１の処理)は、使用者の意思により継続・停止を任意に決めることができる。停止した場合は、ステップＰ１に戻る。

ダイヤル３１Ａが当初位置から回転され、指標３１ｂがマークＭ２を指す位置に止められずに、さらに回転されて、指標３１ｂがマークＭ３を指す位置に止められ、その状態が所定時間継続すると、指標３１ｂがマークＭ３を指す位置に止められたと判定される(ステップＰ４においてＹｅｓになる)。したがって、流量制御手段２２３は「安静時」の酸素供給制御のためのルーチンＲ２を実行する。

ルーチンＲ２の処理内容は、図６のルーチンＲ１の処理内容と基本的に同じである。したがって、図示を省略する。ルーチンＲ２においては、図６のステップＰ２１において、流量制御手段２２３は記憶部２１の第２メモリ２１２に記憶されている流量設定値を読み出し、設定流量を確認する点において異なり、また、図６のステップＰ２３において、ダイヤル３１Ａの指標３１ｂが指しているマークＭ３に対して設定されている「就寝時」の流量で酸素供給動作を行う点が異なる。また、表示制御手段２２４はマークＭ３に対して記憶部２１の第２メモリ２１２に記憶されている安静時流量設定データを読み出して、酸素流量表示部３６に設定流量を表示する。

ルーチンＲ１の場合と同様に、「安静時」の酸素供給動作(ルーチンＲ２の処理)は、使用者の意思により継続・停止を任意に決めることができる。停止した場合は、ステップＰ１に戻る。

ダイヤル３１Ａが当初位置から回転され、指標３１ｂがマークＭ４を指す位置に止められ、その状態が所定時間継続すると、指標３１ｂがマークＭ４を指す位置に止められたと判定される(ステップＰ５においてＹｅｓになる)。したがって、流量制御手段２２３は「労作時」の酸素供給制御のためのルーチンＲ３を実行する。

ルーチンＲ３の処理内容も、図６のルーチンＲ１の処理内容と基本的に同じである。したがって、図示を省略する。ルーチンＲ３においては、図６のステップＰ２１において、流量制御手段２２３は記憶部２１の第３メモリ２１３に記憶されている流量設定値を読み出し、設定流量を確認する点において異なり、また、図６のステップＰ２３において、ダイヤル３１Ａの指標３１ｂが指しているマークＭ４に対して設定されている「労作時」の流量で酸素供給動作を行う点が異なる。また、表示制御手段２２４はマークＭ４に対して記憶部２１の第３メモリ２１３に記憶されている労作時流量設定データを読み出して、酸素流量表示部３６に設定流量を表示する。

ルーチンＲ１の場合と同様に、「労作時」の酸素供給動作(ルーチンＲ３の処理)は、使用者の意思により継続・停止を任意に決めることができる。停止した場合は、ステップＰ１に戻る。

酸素ガス吐出口１９から選択されたマークに対応する酸素流量、すなわち「就寝時」「安静時」または「労作時」の処方流量が吐出されると、酸素流量は常に流量センサ１８により監視されており、その情報は流量制御手段２２ｂにフィードバックされる。そのときの酸素流量を表示制御手段２２４により酸素流量表示部３６に表示させるようにしてもよい。

本発明の好ましい実施の形態においては、演算制御部２２にチャイルドロック機能が付加されている。チャイルドロック機能は、流量入力手段４０などが幼児などにより不要に操作されないようにロックするものである。その実現方法の一例を図７および８に基づいて以下に説明する。図７はチャイルドロックの状態遷移を示す図であり、図８は流量入力時の処理を示すフローチャートである。装置に電源を入れて処理が開始されると、何も操作をしないときは、ロック状態(ロック中)にあり、流量入力手段４０などの操作が不能な状態に置かれ、酸素流量表示部３６により設定されている流量が点灯表示される(ステップＰ３１)。次にステップＰ３２において流量入力手段４０の増量スイッチ４１が所定時間、例えば１秒間以上長押しされたか否かを判定し、１秒間以上長押しされたと判定されないときは、ステップＰ３１に戻る。ステップＰ３２において１秒間以上長押しされたと判定されたときは、演算制御部２２は表示パネルＰ２に設けたブザー（図示せず)を例えば「ピッビッ」と鳴動させる(ステップＰ３３)と同時にチャイルドロックを解除し(ステップＰ３４)、酸素流量表示部３６は設定されている流量を点滅表示させて流量設定が可能であることを報知する(ステップＰ３５)。そして、チャイルドロック解除後に流量入力手段４０を操作して、すなわち、増量スイッチ４１を押すたびに流量を＋１し、又は減量スイッチ４２を押すたびに−１して所定値まで入力する(ステップＰ３６)ことができる。演算制御部２２は流量設定動作完了から所定時間、例えば５秒経過したか否かを判定し(ステップＰ３７)、流量設定動作完了から所定時間経過した時にその入力された酸素流量を記憶部の当該メモリに記憶させる(ステップＰ３８)。当該メモリとは、その時にダイヤル３１Ａの指標３１ｂが指しているマークに対応して割り当てられているメモリである。これと同時に、酸素流量表示部３６の設定値表示を点滅表示から点灯表示に変えて(ステップＰ３９)流量設定が完了したことを報知し、その直後に再びチャイルドロック状態になる(ステップＰ３１０)。

したがって、医療用酸素濃縮装置１は通常はロック状態に維持されているが、増量スイッチ４１を所定時間長押しするとロックが解除されて、酸素流量の入力が可能になり、入力後、所定時間経過すると、再びロック状態になる。そして、酸素流量の設定を変えた際は、瞬時に記憶部２１のメモリに記憶され、かつ、酸素ガス吐出口１９からの流量が変化するようになっている。

［他の実施の形態］
上記のダイヤル３１の回転方向、回転角度および「就寝」「安静」「労作」の配置位置並びに配置順序は、一例に過ぎず、これに限定されるものではない。例えば、ダイヤル３１の回転角度を２７０度とし、各マークＭ２，Ｍ３，Ｍ４の間隔を９０度としても良いし、ダイヤル３１の回転方向を反時計方向としても良い。流量入力スイッチ４１，４２の配置位置や順序も図示の例に限らない。表示パネルＰ２における状態表示部３５の各発光体の位置関係、酸素流量表示部３６の配置位置なども任意である。

また、流量設定は、流量入力スイッチの操作を開放した後、一定時間の経過を待つことなく、確認ボタン（図示せず）を押すことにより、設定値を記憶させるようにしてもよい。さらに、操作パネルＰ１のマークＭ２，Ｍ３，Ｍ４は、ピクトグラムと文字の組み合わせに限らず、その一方のみで表されても良い。さらに、操作パネルＰ１と表示パネルＰ２の位置関係は、上下、左右その他任意である。

さらに好ましい他の実施の形態においては、図３に示すように、制御装置２０の演算制御部２２に上記指標位置判定手段２２１、流量設定手段２２２、流量制御手段２２３、表示制御手段２２４のほかに、音声案内手段２２５と注意喚起手段２２６が加えられ、図１及び図２に例示するように、スピーカ５０および発光体(図示せず)が設けられている。

音声案内手段２２５は、指標位置判定手段２２１からの判定信号を利用して、操作部材（３１Ａ又は指標３１ｂ)の指標３１ｂがマークＭ２，Ｍ３，Ｍ４のいずれかを指す位置まで移動され、停止されてから予め設定されている所定時間Ｔ２、例えば２秒間が経過したとき、当該マークに対応して設定されている処方流量が就寝時、安静時、労作時のいずれの処方流量であるかをスピーカ５０から音声で案内するものである。例えば、ダイヤル３１ＡをマークＭ２まで回して止めると，『只今の設定は就寝です』と案内され、ダイヤル３１ＡをマークＭ３又はＭ４で止めると、『只今の設定は安静です』又は『只今の設定は労作です』と音声で案内される。したがって、使用者は自分の操作が正しいか否かをその音声案内により知ることができる。体が不自由で操作パネルの表示を見ることができない使用者や、目が不自由な使用者でも、操作が正しく行われたか否かを容易に確認することができる。

しかしながら、使用者は、移動した操作部材（３１Ａ又は指標３１ｂ)を常にマークＭ１〜Ｍ４のいずれか１つに正確に合致する位置で停止するとは限らない。隣接するマークの中間の中途半端な位置で止めることもあり得る。このような場合のため、図５に例示するように、ステップＰ６において、直前に行っていた酸素供給動作を引き続き行う。

そして、注意喚起手段２２６は、指標位置判定手段２２１からの判定信号に基づき、指標３１ｂがマークＭ１〜Ｍ４のいずれとも対向しない位置に存在する時間、すなわち、操作部材（ダイヤル３１Ａ又は指標３１ｂ)がマーク間の中途半端な位置で止められている時間が所定時間Ｔ２よりも長い所定時間Ｔ３以上継続した場合（Ｐ７においてＹ）に、例えば、使用者に対して操作部材（３１Ａ又は指標３１ｂ)の位置を確認することを求めるなどの注意喚起をスピーカ５０からの音声により行う。または、ダイヤル操作が異常である旨を表示部に表示すること（Ｐ８)が望ましい。これにより、使用者は操作が不適切であることを知ることができるので、正しい操作を期待することができる。

音声による注意喚起に代えて、またはこれと共に、確認表示ランプ３５ｅを例えばオレンジ色で点滅させるなど、発光による注意喚起を並行して行うと、効果が上がる。また、耳の不自由な使用者にも有効である。

また、図５に示すように、制御装置２０の演算制御部２２の中に、注意喚起手段２２６に代えて、又はこれと共に、自動矯正手段を備えることもできる。この自動矯正手段は、指標位置判定手段２２１からの判定信号を利用して、操作部材（３１Ａ又は指標３１ｂ)の指標がマーク間の中途半端な位置で止められている時間が所定時間Ｔ３を超えた場合に、操作部材（３１Ａ又は指標３１ｂ) の指標の停止位置の両側にあるマークのうち、いずれか一方のマークを指す位置に停止されたものと看做して、指標位置判定手段２２１に指標位置を判定させるものである。したがって、流量制御手段２２３はその看做されたマークに対応して記憶されている流量設定データに基づいて流量制御を行う。例えば、ダイヤル３１Ａの指標がマークＭ１とＭ２の間に所定時間Ｔ３を超えて存在するときはマークＭ２に対応する就寝時の処方流量の酸素を供給するように運転されるように構成することができる。

ダイヤル３１Ａの指標がマーク間の中途半端な位置に所定時間Ｔ３を超えて停止された場合は、その中途半端な位置に移動される前のマークの次のマークに対応する位置に停止されたものと看做すように構成することもできる。例えば、ダイヤル３１ＡがマークＭ１からＭ２方向に移動され、その間に指標が所定時間Ｔ３を超えて停止された場合は、マークＭ２の就寝時の処方流量の酸素の供給が行われるように構成することができる。この場合は、例えば、ダイヤル３１Ａの指標がマークＭ４からＭ３方向に移動され、その間に所定時間Ｔ３を超えて停止された場合は、マークＭ３の安静時の処方流量の酸素の供給が行われる。

ダイヤル３１Ａの指標がマーク間の中途半端な位置に所定時間Ｔ３を超えて停止された場合、その中途半端な位置に移動される前に動作されていた位置情報出力手段に対応するマークに対応する位置に停止されたものと看做すように構成することもできる。この場合は、例えば、ダイヤル３１Ａの指標がマークＭ１からＭ２方向に移動され、マークＭ１、Ｍ２の間に所定時間Ｔ３を超えて停止された場合は、マークＭ１に対応する電源切断が強制的に行われる。また、例えば、ダイヤル３１Ａの指標がマークＭ４からＭ３方向に移動され、マークＭ４、Ｍ３の間に所定時間Ｔ３を超えて停止された場合は、マークＭ４の労作時の処方流量の酸素の供給が強制的に行われる。

１ 医療用酸素濃縮装置
１１ フィルター
１２ 空気圧縮機
１３ 吸着筒
１４ 酸素ガスタンク
１５ 流路
１７ 流量調整弁
１８ 流量センサ
１９ 酸素ガス吐出口
２０ 制御装置
２１ 記憶部
２１１ 第１メモリ
２１２ 第２メモリ
２１３ 第３メモリ
２２ 演算制御部
２２１ 指標位置判定手段
２２２ 流量設定手段
２２３ 流量制御手段
２２４ 表示制御手段
２２５ 音声案内手段
２２６ 注意喚起手段
２４ 調整弁制御回路
３０ マーク選択手段
３１ 操作部材
３１Ａ ダイヤル
３１Ｂ スライダ
３１ｂ 指標
Ｍ１ 第１のマーク
Ｍ２ 第２のマーク
Ｍ３ 第３のマーク
Ｍ４ 第４のマーク
Ｓ１〜Ｓ４ 位置情報出力手段
４０ 流量入力手段
４１ 増量スイッチ
４２ 減量スイッチ

Claims (8)

1. 操作部の操作により選択された流量に従い、酸素ガスタンクから酸素ガス吐出口までの流路に設けられた流量調整弁の開口率を制御部により制御して所定流量の酸素ガスを吐出する医療用酸素濃縮装置において、
   (ａ) 前記流路を１本とし、その流路に前記流量調整弁を１個設け、
   (ｂ) 前記操作部は、マーク選択手段と、前記酸素ガス吐出口から吐出される酸素ガスの流量を入力するための流量入力手段とを含み、
   (ｃ) 前記マーク選択手段は、操作パネルに回転又は直線移動可能に設けられ、指標を有し又は指標を兼ねる１つの操作部材と、その操作部材の指標の回転方向又は移動方向に離間した位置において前記操作パネルに配置された第１のマークから第４のマークまでの４つのマークと、前記操作部材を前記指標が各マークを指す位置に移動して止めたときに出力する位置情報出力手段とで構成され、
   (ｄ) 前記第１のマークは前記医療用酸素濃縮装置の運転停止を示すマークであり、前記第２のマーク、前記第３のマークおよび前記第４のマークは、それぞれ、就寝、安静および労作の生活状態を示すマークであり、
   (ｅ) 前記制御部は指標位置判定手段と流量設定手段と流量制御手段とを含み、
   (ｆ) 前記指標位置判定手段は前記位置情報出力手段の出力により前記指標が前記第１のマークから前記第４のマークまでの４つのマークのいずれを指しているかを判定するものであり、
   (ｇ) 前記流量設定手段は、前記操作部材の前記指標が前記第２のマーク、前記第３のマークおよび前記第４のマークのいずれか1つを指している状態で前記流量入力手段を操作して入力される流量設定データを前記指標位置判定手段の出力する判定信号に基づいて記憶部に指標が指しているマークに関連付けて記憶するものであり、
   (ｈ) 前記流量制御手段は、操作部材の指標が第２のマーク、第３のマークおよび第４のマークのいずれか１つを指すときに、指標位置判定手段が出力する判定信号に基づいて記憶部に指標が指しているマークに関連付けて記憶されている流量設定データを読み出して前記流量調整弁の開口率を制御するものである、
   ことを特徴とする医療用酸素濃縮装置。
2. 請求項１に記載の医療用酸素濃縮装置において、前記操作部材は、指標を有する回転可能なダイヤルで構成され、当初位置におけるダイヤルの指標が指す位置に前記第１のマークが、前記当初位置から一方向に複数の位置まで回転された前記ダイヤルの指標が指すそれぞれの位置に前記第２のマーク、前記第３のマークおよび前記第４のマークが配置されていることを特徴とする医療用酸素濃縮装置。
3. 請求項１に記載の医療用酸素濃縮装置において、前記操作部材は、直線又は曲線に沿って移動可能に備えられた、指標を有する又は指標を兼ねるスライダで構成され、当初位置のスライダの指標が指す位置に前記第１のマークが、前記当初位置から一方向に複数の位置まで移動されたスライダの指標が指すそれぞれの位置に前記第２のマーク、前記第３のマークおよび前記第４のマークが配置されていることを特徴とする医療用酸素濃縮装置。
4. 請求項１、２又は３のいずれか１項に記載の医療用酸素濃縮装置において、前記流量入力手段から入力される流量値、前記操作部材の指標が指す前記第２のマーク、前記第３のマーク又は前記第４のマークに関連付けて前記記憶部から読み出される流量設定値又は流量センサが検出する酸素流量を表示する酸素流量表示部を付加したことを特徴とする医療用酸素濃縮装置。
5. 請求項１、２、３又は４のいずれか１項に記載の医療用酸素濃縮装置において、前記操作部材の指標を前記第２のマーク、前記第３のマーク又は前記第４のマークに合わせたときに、当該マークで表されている生活状態が就寝、安静および労作のいずれであるかを音声又は発光により案内する案内手段を設けたことを特徴とする医療用酸素濃縮装置。
6. 請求項１、２、３、４又は５のいずれか１項に記載の医療用酸素濃縮装置において、前記指標位置判定手段が判定信号を出力しない状態が一定時間以上継続した時は、使用者に操作の異常を音声又は発光により知らせる注意喚起手段を付加したことを特徴とする医療用酸素濃縮装置。
7. 請求項１、２、３、４又は５のいずれか１項に記載の医療用酸素濃縮装置において、前記流量制御手段は、前記操作部材の指標が前記第２のマーク、前記第３のマークおよび前記第４のマークの中間位置に止められた状態が一定時間以上継続した時は、その隣接するマークのうち、前記指標が直前に対向したマークに関連付けて記憶されている流量設定データを読み出して前記流量調整弁の開口率を制御するものであることを特徴とする医療用酸素濃縮装置。
8. 請求項１−７のいずれか１項に記載の医療用酸素濃縮装置において、前記第２のマーク、前記第３のマークおよび前記第４のマークは、それぞれ、就寝、安静および労作の生活状態を表すピクトグラムであることを特徴とする医療用酸素濃縮装置。

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