JP2014124342A - 酸素濃縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パルスオキシメータと酸素濃縮装置との間で情報の通信を行なうことで、酸素濃縮装置の運転に反映する上で有効な仕組みを有し、酸素濃縮装置の運転の利便性を向上し、使用者（患者）が喫煙した場合に火災の発生を防ぐことができる酸素濃縮装置を提供すること。
【解決手段】酸素濃縮装置１では、パルスオキシメータ２０は、主筐体（装置本体）２との間で情報交換可能に構成されるとともに処方に関する情報を保持するメモリ（記憶部）２８を備えており、記憶部から読みだした処方に関する情報に基づいて、酸素の供給運転を行う構成とした制御部２００を主筐体（装置本体）２に備え、パルスオキシメータ２０は、得られる酸素飽和濃度が、予め定めた値以下である時には使用者が喫煙を行っていると判断した後、必要に応じて酸素の供給動作を停止する指示を、装置本体２の制御部２００に通知するパルスオキシメータの制御部８４を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、酸素濃縮装置に関し、特に使用者の喫煙を判断する機能を有する酸素濃縮装置に関するものである。

呼吸器疾患等を有する人は、通常の環境では時折、もしくは常時、呼吸に困難を生じる場合がある。このような呼吸困難者（患者）を助けるために使用される酸素濃縮装置は、例えば、原料空気中の酸素を透過させて窒素を選択的に吸着するゼオライトを吸着剤として用いることで酸素を生成する圧力スイング吸着法を利用することにより、酸素を得る構成になっている。この方式の酸素濃縮装置によれば、取り込んだ原料空気をコンプレッサで圧縮して圧縮空気を発生して、吸着剤を内蔵した吸着筒に対してこの圧縮空気を供給することで該吸着剤に窒素を吸着させ、９０％以上の高濃度の酸素を生成する。そして、生成された高濃度の酸素はタンクに貯めておき、減圧弁や流量設定器を介してタンクから所定流量の酸素を供給可能な状態にすることで、患者は鼻カニューラ等の器具を用いて酸素吸入ができる。

この酸素濃縮装置はＡＣ電源（商用交流電源）のが利用できる場所に設置しておけば、例えば肺機能が低下した在宅酸素療法患者が、就寝中でも安全に酸素を吸うことができるようになり安眠できる（特許文献１参照）。

他方、呼吸困難者は、通常の呼吸により、肺を介しての酸素の血液中への取り込みが不十分であり、そのような酸素の取り込み不全は、呼吸困難者（患者）の血液中の酸素飽和濃度を検出して知ることができる。
血液中の酸素飽和濃度を計測する上では、たとえばパルスオキシメータという器具または装置が用いられている（特許文献２参照）。

特開２００５−１１１０１６号公報 特開平７−１７１１３９号公報

従来、パルスオキシメータは、血液中の酸素飽和濃度を検出することを目的とする器具であり、酸素濃縮装置は、呼吸困難者の呼吸を助ける装置であるから、これらは、各目的別に別箇に使用されてきた。
しかしながら、通常、酸素濃縮装置では、単位時間当たりの酸素供給量が調節できるようにされており、医療用の酸素濃縮装置では、医師による処方に基づいて、酸素供給量を決定し使用されている。

ここで、このような処方を行う上で、パルスオキシメータは、患者である呼吸困難者の血液中の酸素飽和濃度をリアルタイムで知ることができるから、医師が担当患者に対して、酸素濃縮装置における酸素供給量に関する処方を行う上では、きわめて有用な判断材料を提供するものと考えられる。
しかしながら、酸素濃縮装置とパルスオキシメータは、使用目的がことなるため、これらを有機的に関連付けして利用する仕組みが考慮されてこなかった。
また、患者がカニューラを用いて濃縮酸素を吸入している時に誤って喫煙を行ってしまうと、濃縮酸素を供給しているカニューラに着火してカニューラやこのカニューラと装置本体を接続しているチューブに火災が発生するおそれがある。
そこで、本発明は、処方情報が記憶されたパルスオキシメータにより、酸素濃縮装置の運転に反映する上で有効な仕組みを有し、パルスオキシメータを用いることで、使用者（患者）が喫煙した場合に火災の発生を防ぐことができる酸素濃縮装置を提供することを目的とする。

本発明の酸素濃縮装置は、所定量の酸素を供給する酸素濃縮装置であって、装置本体と、使用者の血液中の酸素飽和濃度を検出するためのパルスオキシメータと、からなり、前記パルスオキシメータは、前記装置本体との間で情報交換可能に構成されるとともに処方に関する情報を保持する記憶部を備えており、前記記憶部から読みだした前記処方に関する情報に基づいて、酸素の供給運転を行う構成とした制御部を前記装置本体に備え、前記パルスオキシメータは、得られる前記酸素飽和濃度が、予め定めた値以下である時には前記使用者が喫煙を行っていると判断して、警報を発生するように制御することを特徴とする。

上記構成によれば、酸素濃縮装置の本体に呼吸困難者の生体反応の計測上、きわめて重要なパルスオキシメータを一緒に保管できるから、血液中の酸素飽和濃度を計測して、その結果を酸素濃縮装置の運転に内容に反映させる上で便利である。酸素濃縮装置は、処方情報が記憶されたパルスオキシメータにより、酸素濃縮装置の運転に反映する上で有効な仕組みを有する。しかも、パルスオキシメータは、得られる酸素飽和濃度が、予め定めた値以下である時には使用者が喫煙を行っていると判断して、警報を発生するように制御する。このため、使用者（患者）が喫煙した場合に、酸素の供給を停止して火災の発生を防ぐことができる。

好ましくは、前記パルスオキシメータは、前記使用者の動きの加速度を検出する加速度センサを有し、前記パルスオキシメータの制御部は、前記加速度センサからの信号により、前記使用者が安静状態で喫煙を行っているか、前記使用者が労作状態で喫煙を行っているかを判断して、前記警報の後、前記酸素の供給動作を停止する指示を、前記装置本体の制御部に通知することを特徴とする。
上記構成によれば、パルスオキシメータに加速度センサを設ければ、使用者が安静状態であるのか労作状態であるいずれの状態であっても、使用者が喫煙を行っているか否かを判断して、装置本体における酸素の供給動作を停止させることができる。

好ましくは、前記パルスオキシメータは、光により使用者の生体に照射するプローブ部と、前記プローブ部とは別体であり前記プローブ部から得られた生体の情報により前記酸素飽和濃度を得る本体部と、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、パルスオキシメータは、プローブ部と、本体部とに分けることにより、プローブ部の小型化と軽量化が図れるので、プローブ部を使用者の生体に取り付けても負担が減り、プローブ部の取付けが容易になる。

好ましくは、前記パルスオキシメータの制御部が前記使用者の喫煙を判断した場合に、前記前記パルスオキシメータの制御部の指令により警報を出す警報手段が、前記装置本体に設けられていることを特徴とする。
上記構成によれば、使用者の喫煙を判断した場合には、担当医師等の医療従事者に対して警報を出すので、使用者の喫煙を確認することができる。

好ましくは、前記パルスオキシメータは、外部通信部を有し、前記装置本体は、前記パルスオキシメータの前記外部通信部との間で情報の伝達を行う外部通信部を有し、前記パルスオキシメータの制御部が、前記使用者が喫煙を行っていると判断したことを、前記パルスオキシメータの前記外部通信部から前記装置本体の前記外部通信部を介して前記装置本体の前記制御部に通知して、前記装置本体による前記酸素供給動作を停止する構成としたことを特徴とする。
上記構成によれば、パルスオキシメータと装置本体との間で通信を行うことで、装置本体による酸素供給動作を確実に停止することができるので、使用者の喫煙による火災を防ぐことができる。

本発明は、医師による処方情報が記憶されたパルスオキシメータを酸素濃縮装置に装着または医師による処方情報が記憶されたパルスオキシメータと酸素濃縮装置との間で情報の通信を行なうことで、酸素濃縮装置の運転に反映する上で有効な仕組みを有し、パルスオキシメータを用いることで酸素濃縮装置の運転の利便性を向上することができ、使用者（患者）が喫煙した場合に火災の発生を防ぐことができる酸素濃縮装置を提供することができる。

本発明の酸素濃縮装置の一実施形態の外観を示す前側から見た概略斜視図。 図１の酸素濃縮装置のシステム構成例を示す図。 本発明に利用されるパルスオキシメータの一例を示す概略斜視図。 図３のパルスオキシメータの使用状態を示す概略側面図。 図４のパルスオキシメータの原理を説明するための説明図。 図４パルスオキシメータの計測値を説明するためのグラフ。 図４のパルスオキシメータの構成例を示すブロック図。 図４のパルスオキシメータの測定例を示すフロー図。 図１の酸素濃縮装置を図３のパルスオキシメータを利用して運転した一例を示すフロー図。 本発明の酸素濃縮装置の他の実施形態の外観を示す要部概略斜視図。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、いかに説明する実施形態は、本発明の好ましい実施の形態を具体的に説明するものであり、以下の説明において、特に限定する場合を除き、本発明の範囲は以下の説明や図面の内容に限定されるものではない。

（酸素濃縮装置の構成）
図１は、本発明のコンプレッサを備える酸素濃縮装置の実施形態の外観を示す前側から見た斜視図である。図２は、図１の酸素濃縮装置のシステム構成例を示す図である。

図１と図２に示す酸素濃縮装置１は、好ましくは携帯型（可搬型や移動型ともいう）の酸素濃縮装置である。図１に示す酸素濃縮装置１は、例えば、酸素生成原理として圧縮空気による圧縮空気力変動吸着法（ＰＳＡ：正圧変動吸着法）を用いている。
圧縮空気のみによる正圧変動吸着法は、圧縮空気のみを吸着筒体内に送って窒素を吸着させる。正圧変動吸着法は、圧縮空気と減圧空気による正負圧変動吸着法（ＶＰＳＡ）に比べて、コンプレッサの小型化と軽量化が図れるメリットがある。

図１に示す酸素濃縮装置１は、一例として酸素流量が最大５Ｌクラスの酸素濃縮装置であり、酸素流量の設定単位は、例えば０．２５Ｌ／分〜５．００Ｌ／分まで設定されている。この酸素濃縮装置１は、所定量の濃縮酸素を使用者（患者）にカニューラを用いて供給するための装置である。

図２に示すように、酸素濃縮装置１は、装置本体である主筐体２と、パルスオキシメータ２０とからなる。このパルスオキシメータ２０は、装置本体である主筐体２との間で情報交換可能に構成されるとともに、処方に関する情報を保持する記憶部としてのメモリ２８を備えている。しかも、装置本体である主筐体２は、メモリ２８から読みだした処方に関する情報に基づいて、濃縮酸素の供給運転を行う構成とした中央制御部（制御部）２００を備えている。

図１に示すように、酸素濃縮装置１は、主筐体２と、流量設定が可能な表示部１２８と、加湿器Ｇと、カニューラ掛け２Ｋと、４隅のキャスタ２Ｔを有している。主筐体２は、ほぼ直方体状の装置本体である。
主筐体２は、フロントパネル２Ｆと、左右のサイドパネル２Ｓと、リアパネル２Ｒと、上面部２Ｄと、底部２Ｂを有している。図１に示すように、上面部２Ｄには表示部１２８と、酸素出口部１００と、電源スイッチ１０１と、酸素流量設定ボタン１０２が配置されている。フロントパネル２Ｆの上部には、加湿器Ｇの配置部２Ｇが設けられている。キャスタ２Ｔは底部２Ｂの四隅部分に配置され、酸素濃縮装置１はこれらのキャスタ２を用いて移動可能になっている。

図２に示す主筐体２の上面部２Ｄには、表示部１２８に隣接して、後述するパルスオキシメータ２０の着脱部１０３が形成されている。これにより、後述するように、使用者の生体反応の計測上極めて重要なパルスオキシメータ２０を、装置本体である主筐体２とともに一緒に保管することができる。
着脱部１０３は、図１に拡大して示すように、例えば、縦方向の凹部として形成したパルスオキシメータ２０の収容部とすることができる。この着脱部１０３としての収容部は凹所であり、その深さは、収容するパルスオキシメータ２０よりも浅く、図１に示すように、収容したパルスオキシメータ２０の一部が露出することで、使用者が収容状態のパルスオキシメータ２０の一部を把持しやすくされている。これにより、パルスオキシメータ２０の着脱部１０３への抜き挿しが容易にされている。

図１に示すように、この実施形態では、着脱部１０３は、表示部１２８に隣接して主筐体２に凹所を形成して、そこへパルスオキシメータ２０を落とし込むことで収容できる収容部とされている。好ましくは、例えば、収容部内の内面に僅かな凸部を形成し、パルスオキシメータ２０の表面に対応する僅かな凹部を形成し、互いに係脱できる係合部を形成すると、パルスオキシメータ２０が収容部内から不用意には外れないので、便利である。

さらに、着脱部１０３には、近接して酸素濃縮装置１の外部通信部８０が位置するように設けられている。これにより、後述するパルスオキシメータ２０の外部通信部８０と非接触で情報の通信を行うことができるようにされると好ましい。
あるいは、外部通信部８０は、着脱部１０３である凹所の内面に露出する接点である電極を設けるようにして、パルスオキシメータの外面に露出した通信用の電極（接点）と接触して、直接信号のやり取りができるようにしてもよい。
ここで、着脱部１０３は、必ずしも主筐体２に直接設ける必要は無く、パルスオキシメータ２０の収容部を別体で形成し、これを主筐体２に対して、永久磁石で固定したり、吊り下げ、もしくは掛け止める等、事後的に取付けるようにしても良い。

図２を参照して、上述した酸素濃縮装置１のシステム構成例を説明する。
図２は、酸素濃縮装置１のシステム構成例を示す図である。
図２に示す二重線は、原料空気、酸素、窒素ガスの流路となる配管を示している。また、細い実線は電源供給または電気信号の配線を示している。図２に示す酸素濃縮装置１の主筐体２は破線で示しており、この主筐体２は内部に配置された要素を密閉している密閉容器である。

図２に示すように、主筐体２は、外気である原料空気を導入するための空気取り入れ口５と空気取り入れ口フィルタ７および排気するための排気口６を有している。空気取り入れ口５には、空気中の塵埃等の不純物を除去するための空気取り入れ口フィルタ７が交換可能に配置されている。原料空気は、コンプレッサ１０が作動すると、空気取り入れ口フィルタ７を介して、内部の配管３７と吸気フィルタ兼消音バッファ３８と配管４０，４１を通じてコンプレッサ１０側に導入されるようになっている。

このように原料空気は、コンプレッサ１０に導入されて圧縮空気になるが、原料空気を圧縮する際に熱が発生する。このため、コンプレッサ１０、特にスリーブ１１，１２は、冷却用の第１ファン３４と第２ファン３６からの送風により冷却する。そして、コンプレッサ１０から配管１５を通じて送られる圧縮空気は、ラジエータ１３により冷却される。
このように圧縮空気を冷却することで、高温では機能低下してしまう吸着剤であるゼオライトの昇温を抑制できる。これにより、窒素の吸着により酸素を生成するための吸着剤として十分に機能できるようになり、酸素を９０％程度以上にまで濃縮できる。

図２の第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２は、並べて配置された吸着部材の一例であり、縦方向に並列に配置されている。これら第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２には、それぞれ三方向切換弁１４Ｂ，１４Ｃが接続されている。一方の３方向切換弁１４Ｂの一端部が配管１５に接続されている。配管１５の途中には、配管１５内を通過する圧縮空気を冷却するためのラジエータ１３が配置されている。一方の３方向切換弁１４Ｂと他方の３方向切換弁１４Ｃとが互いに接続され、さらに、他方の３方向切換弁１４Ｃの一端部が配管１５Ｒに接続されている。配管１５Ｒの端部は、排気口６に達している。
３方向切換弁１４Ｂ、１４Ｃは、第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２にそれぞれ対応して接続されている。コンプレッサ１０から発生する圧縮空気は、配管１５と３方向切換弁１４Ｂ、１４Ｃを介して、第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２に対して交互に供給される。

触媒吸着剤であるゼオライトは、第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２内にそれぞれ貯蔵されている。このゼオライトは、例えばＳｉ_２０_３／Ａｌ_２Ｏ_３比が２．０〜３．０であるＸ型ゼオライトであり、かつこのＡｌ_２Ｏ_３の四面体単位の少なくとも８８％以上をリチウムカチオンと結合させたものを用いることで、単位重量当たりの窒素の吸着量を増やせるようにしている。このゼオライトは、特に１ｍｍ未満の顆粒測定値を有するとともに、四面体単位の少なくとも８８％以上をリチウムカチオンと融合させたものが好ましい。ゼオライトを使用することで、他の吸着剤を使う場合に比べて酸素を生成するために必要となる原料空気の使用量を削減できるようになる。この結果、圧縮空気を発生するためのコンプレッサ１０のより小型化が図れ、コンプレッサ１０の低騒音化を図ることができる。

図２に示すように、第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２の出口側には、逆止弁と絞り弁と開閉弁とからなる均等圧弁１０７が接続されている。均等圧弁１０７の下流側には、合流する配管６０が接続されており、この配管６０にはバッファ６１が接続されている。このバッファ６１は、第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２において分離生成された９０％程度以上の濃度の酸素を貯蔵するための酸素貯蔵容器である。

図２に示すように、バッファ６１の下流側には、圧力調整器６２が接続されており、圧力調整器６２はバッファ６１の出口側の酸素の圧力を一定に自動調整するレギュレータである。圧力調整器６２の下流側には、フィルタ６３を介してジルコニア式あるいは超音波式の酸素濃度センサ６４が接続されており、酸素濃度センサ６４は、酸素濃度の検出を間欠的に（１０〜３０分毎に）または連続的に行うようになっている。

図２に示すように、バッファ６１には、比例開度弁６５が接続されている。この比例開度弁６５は、中央制御部２００の指令により流量制御部２０２からの信号により、酸素流量設定ボタン１０２の設定ボタン操作に連動して開閉する。比例開度弁６５には酸素流量センサ６６が接続されている。この酸素流量センサ６６には、加湿器Ｇと酸素流量センサ６７が接続されている。この酸素流量センサ６７の後段には、酸素出口部１００が接続されている。
酸素出口部１００には、鼻カニューラ７０のカプラソケット７１が着脱可能に接続される。カプラソケット７１は、チューブ７２を介して鼻カニューラ７０に接続されている。患者は、鼻カニューラ７０を経て、例えば最大流量５Ｌ／分の流量で、約９０％程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能である。

次に、図２を参照して電源系統を説明する。
図２に示すＡＣ（商用交流）電源のコネクタ２０３は、電源制御回路３９に電気的に接続され、電源制御回路３９は商用交流電源の交流電圧を所定の直流電圧に整流する。内蔵電池２０４は、主筐体２に内蔵されている。内蔵電池２０４は、繰り返し充電可能な２次電池であり、内蔵電池２０４は電源制御回路３９からの電力供給を受けて充電できる。
これにより、図２の中央制御部２００は、マイクロコンピュータなどのＣＰＵとＣＰＵにより実行される装置全体の制御プログラムや各種データを記憶するＲＯＭ（不図示）とワークエリアとして測定データや各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（不図示）などを備えて装置全体の動作の制御・判断を行なう。
図２の中央制御部２００が電源制御回路３９を制御することで、電源制御回路３９は、例えばＡＣアダプタ２０３からの電力供給を受けて作動する第１電力供給状態と、内蔵電池２０４からの電力供給を受けて作動する第２電力供給状態のうちの１つの供給状態に自動切換して使用できる。内蔵電池２０４は好ましくは、充電時のメモリ効果が少なく再充電時にも満充電できるリチウムイオン、リチウム水素イオン２次電池が良いが、これに限らず、ニッカド電池やニッケル水素電池でも良い。

図２の中央制御部２００は、モータドライバ２１０とファンモータドライバ２１１に電気的に接続されている。中央制御部２００は生成する酸素量に応じた最適な動作モードに切り替えるプログラムが記憶されている。モータドライバ２１０とファンモータドライバ２１１は、中央制御部２００の指令により、多くの酸素生成をする場合は自動的にコンプレッサ１０と第１ファン３４と第２ファン３６を高速駆動し、少ない酸素生成時の場合にはコンプレッサ１０と第１ファン３４と第２ファン３６を低速に回転駆動する制御を行う。

この中央制御部２００には、所定動作プログラムを記憶したＲＯＭ（読み出し専用メモリ）が内蔵されるとともに、中央制御部２００には、外部記憶装置と揮発メモリと一時記憶装置とリアルタイムクロックからなる回路が電気的に接続されている。中央制御部２００は、通信コネクタ２０５を介して外部の通信回線等と接続することでアクセスが可能となる。
図２に示す３方向切換弁１４Ｂ、１４Ｃと均等圧弁１０７とをオンオフ制御することで、第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２内の不要ガスを脱離させるように制御する制御回路（図示せず）と、圧力調整器６２と、流量制御部２０２と、酸素濃度センサ６４が、中央制御部２００に電気的に接続されている。流量制御部２０２は、比例開度弁６５を制御し、酸素流量センサ６６と酸素流量センサ６７の酸素流量値は、中央制御部２００に送られる。図２に示す中央制御部２００には、酸素流量設定ボタン１０２と、表示部１２８と、電源スイッチ１０１と、表示スイッチ１２８Ｓと、スピーカ１３３Ｓが電気的に接続されている。

酸素流量設定ボタン１０２は、例えば９０％程度以上に濃縮された酸素を毎分当たり０．２５Ｌ（リットル）から最大で５Ｌまで０．２５Ｌ段階で操作するごとに、酸素流量を設定できる。表示部１２８は、例えば、７セグメント表示の液晶ディスプレイなどの表示装置が利用されている。表示部１２８には、例えば酸素流量、酸素ランプ、警報アイコン（チューブ折れ、加湿器外れ、酸素濃度低下、電源供給停止、バッテリ残量、バッテリ運転中、充電ランプ）、積算時間等の表示項目を表示することができる。

図２に示すコンプレッサ１０は、すでに説明したように圧縮空気のみを発生させることで正圧変動吸着法（ＰＳＡ）により、圧縮空気を第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２内に送り、第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２内の吸着剤により圧縮空気中の窒素を吸着させる。コンプレッサ１０の駆動用モータ５３は、同期モータであっても、その他に例えば単相交流誘導モータであっても良いし、単相４極交流同期モータであっても良いし、特に種類は限定されない。

次に、上述した酸素濃縮装置１の動作例を説明する。
図２に示す中央制御部２００がモータドライバ２１０に指令して、モータドライバ２１０がコンプレッサ１０の駆動用モータ５３を始動して、駆動用モータ５３の出力軸が連続回転をする。コンプレッサ１０が動作すると、原料空気は、図２に示す空気取り入れ口５から取り入れられてフィルタ７により塵埃等の不純物を取り除き、内部の配管３７と吸気フィルタ兼消音バッファ３８と配管４０，４１を通じてコンプレッサ１０側に導入される。図２に示すコンプレッサ１０が発生する圧縮空気は、配管１５を介して、第１吸着筒体１３と第２吸着筒体３２側に供給できる。

一方、図２に示す中央制御部２００は、モータドライバ２１１に指令を与えて第１ファン３４と第２ファン３６を回転させる。コンプレッサ１０が原料空気を圧縮して圧縮空気を発生する際に、コンプレッサ１０のスリーブ１１，１２はそれぞれ第１ファン３４と第２ファン３６の送風により冷却され、しかも配管１５を通る圧縮空気は、ラジエータ１３を通過することで冷却される。そして、圧縮空気は、配管１５と３方向切換弁１４Ｂ、１４Ｃを経て第１吸着筒体３１と第２吸着筒体３２内の吸着剤を通過して窒素を吸着することにより、酸素が分離して生成される。バッファ６１には、分離して生成された９０％程度以上の濃度の酸素を貯蔵することができる。

図２の酸素濃度センサ６６は、バッファ６１からの酸素の濃度の検出を行う。比例開度弁６５は、酸素流量設定ボタン１０２に連動して開閉する。そして、酸素は、酸素出口部１００を経て、鼻カニューレ７０に供給される。これにより、患者は、鼻カニューレ７０を経て例えば最大流量５Ｌ／分の流量で、約９０％程度以上に濃縮された酸素の吸入が可能である。

ここで、好ましくは、本実施形態の酸素濃縮装置１には、図２で示すように外部通信部８０とメモリ８１とを設ける。外部通信部８０を用いて得られる処方に関する情報等のデータは、中央制御部２００で確認され、中央制御部２００は、処方に関する情報等のデータ等を、書き込み・読み出し可能な半導体メモリ等の記憶装置を利用したメモリ８１に格納するようになっている。
この外部通信部８０と、後で説明するパルスオキシメータ２０の本体部３０１の外部通信部４００としては、例えば小型で低消費電力の通信手段であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ４．０（短距離無線通信の規格）（登録商標）やＺｉｇＢｅｅ（家電向けに策定された無線通信規格）、あるいはＮＦＣ通信ユニット（Near Field Communication、１０数ｃｍの距離で行う小電力無線通信の国際規格）等を採用することができる。

（パルスオキシメータの構成）
次に、本発明に利用できるパルスオキシメータ２０の好ましい構成例を説明する。
図３に示すパルスオキシメータ２０は、血液中の酸素飽和濃度を計測する器具または装置であり、この場合、パルスオキシメータ２０は、使用者の生体である指Ｆの先端付近に光を当てる計測対象とするものである。
図３はパルスオキシメータ２０の概略斜視図、図４（Ａ）はパルスオキシメータ２０の使用状態を示す概略側面図、図４（Ｂ）はパルスオキシメータ２０の構成の概略を説明するための説明図である。図４（Ｃ）はパルスオキシメータ２０が使用者（患者）の手に装着された例を示す斜視図である。

図３および図４（Ａ）において、パルスオキシメータ２０は、プローブ部３００と、本体部３０１を有している。プローブ部３００と本体部３０１は、好ましくは別体であり、両者は配線３０２により電気的に接続されている。このように、パルスオキシメータ２０は、プローブ部３００と、本体部３０１とに分けて構成されているので、プローブ部３００と本体部３０１が一体的に構成されている場合に比べて、プローブ部３００のサイズの小型化と軽量化を図ることができる。
しかも、図４（Ｃ）に例示するように、プローブ部３００は、指Ｆの先端部を挿入して取り付けるが、本体部３０１は、手首に装着できるように例えば腕時計型に形成されている。

このようにプローブ部３００の小型化と軽量化を図ることができるので、使用者が、プローブ部３００だけを手で持って、図３と図４に示すように、使用者の指Ｆをプローブ３００の挿入孔２７に挿入する動作を容易に行うことができる。このため、プローブ部３００を使用者の生体である例えば指Ｆに取り付けても重量的にもサイズ的にも負担が減り、プローブ部３００の取付けが容易になる。
図３に示すように、このプローブ部３００は、ほぼ直方体形状の下半体２１と、下半体２１と互いの一端部において、弾性を有するアーム部２７で固定され、この基部２１に重ねて配置された上半体２２を備えている。

図７を参照して後で説明するように、パルスオキシメータ２０のプローブ部３００とは別体の本体部３０１には、制御部８４が設けられている。この制御部８４には、例えば、後で説明するが、圧電ジャイロ等の姿勢変化の検出手段、例えば３軸Ｇ（加速度）センサ６００が電気的に接続されている。

この３軸Ｇ（加速度）センサ６００の１つ目の役割としては、プローブ部３００と本体部３０１の姿勢位置と、重力加速度との関係に基づいて、図７に示す表示部２６における表示内容の表示方向を１８０度反転して表示可能として、使用者が表示部２６に表示される内容を、見やすいようにするために表示方向を変更できる。
また、この３軸Ｇ（加速度）センサ６００の２つ目の役割としては、後で説明するように、使用者（患者）の動作により生じる加速度を検出することで、制御部８４により使用者（患者）が安静状態にあるのか、使用者（患者）が労作している状態にあるのかを、判断できるようにするために用いられる。

図４（Ｂ）に示すように、プローブ部３００の下半体２１と上半体２２は、上下に対称的な構造であり、下半体２１の右端部と上半体２２右端部が、弾性を備えたアーム部２７により接続されている。これらの下半体２１と上半体２２の互いの当接面は、例えば、それぞれシリコンゴム等の黒色の軟質部材２３，２４で覆われており、これら軟質部材の中に後述する部品が収容されている。

図３と図４に示すように、プローブ部３００の左端部には、下半体２１と上半体２２の間に挿入孔２７が形成されており、使用者の指Ｆを挿入することができる。図４（Ｂ）に示すように指Ｆを挿入孔２７から所定位置まで挿入すると、下半体２１と上半体２２は指先付近を間に挟んだ状態で、指Ｆの先端に計測用の光を当てるために、発光部４５と受光部４６とが、それぞれ上半体２２と下半体２１とに内蔵されている。すなわち、計測に際しては、発光部４５から受光部４６へ至る光路上に指Ｆの先端部が位置するようになっている。

発光部４５から受光部４６へ至る光路上に指Ｆの先端部が位置する状態が、図５の原理説明図に示されている。
図５に示す発光部４５は、少なくとも２種類の波長の光を射出することができるようになっており、赤色発光部４５ａは、例えば、６６０ｎｍ（ナノ・メートル）の赤色光（赤＝７００ｎｍとほぼ同じ光）を出射する発光ダイオードで構成されている。赤外発光部４５ｂは、例えば、波長９００ｎｍの赤外光を出射する発光ダイオードで構成されている。
図５に示す受光部４６は、赤色受光部４６ａと赤外色受光部４６ｂを備えている。赤色受光部４６ａは、赤色発光部４５ａから出射され、指Ｆを透過して入射する赤色光の光量を検出して、光量に応じた電気信号を生成するようになっている。赤外色受光部４６ｂは、赤外色発光部４５ｂから出射され、指Ｆを透過して入射する赤色外光の光量を検出し、光量に応じた電気信号を生成するようになっている。そして、受光部４６全体としては、赤色光の光量Ｒと赤外色の光量ＩＲとの比率Ｒ／ＩＲを生成し、計測結果とする。

ここで、図６は、指Ｆ内部の血管を流れる血流において、酸素と結びついたヘモグロビンをＨｂＯ_２で表し、酸素と結びついていないヘモグロビンをＨｂで表し、各グラフがそれぞれのヘモグロビンがどの波長の光を良く吸収するかを示したものである。そして、赤色光と赤外光とで、これらの各ヘモグロビンが吸収する光の両の差Ｇ１，Ｇ２が大きく異なるので、受光部４６で検出される赤色光の光量Ｒと赤外色の光量ＩＲとの比率Ｒ／ＩＲを後述する演算手段により求めることにより、血液中の酸素飽和量を求めることができる。

すなわち、赤外光ではどちらのヘモグロビンでも光吸収量の差は小さいのに比べて、赤色光では各ヘモグロビンの光吸収量は大きく異なる。このため、酸素と結びついたヘモグロビンほど、赤色光を反射して、受光部４６で検出される赤色光の光量Ｒと赤外色の光量ＩＲとの比率Ｒ／ＩＲは「１」に近づき、表示は１００％に近づくことになる。

なお、図３と図４に示すパルスオキシメータ２０のプローブ部３００では、このような赤色光の光量Ｒと赤外色の光量ＩＲの計測を動脈血（管）に基づいて行う。動脈血には脈動があり、後述する構成により、この脈動を検出して、パルス化することにより、同時に脈拍数も検出することができる。
なお、図３から図５で説明したのは光透過型の検出方法であるが、図６の原理を利用すれば、反射光を検出して血液中の酸素飽和量を求めることができることは勿論である。

図７は、パルスオキシメータ２０の電気的構成を示すブロック図である。図７には、プローブ部３００と、本体部３０１のそれぞれの内部構成例を示している。
すでに説明したように、図７に示すように、プローブ部３００には、発光部４５と受光部４６が配置されている。一方、本体部３０１内には、次に説明する構成要素が配置されている。

図７に示す本体部３０１には、集積回路（ＩＣ）である制御部８４が設けられている。制御部８４は、駆動回路４５Ｍと発光回路４５Ｓと配線３０２を介して、プローブ部３００内の発光部４５に電気的に接続されている。また、制御部８４は、アナログ‐ディジタル変換器５５と受光回路５５Ｄと、配線３０２を介して、プローブ部３００内の受光部４６に電気的に接続されている。受光部４６からの検出結果は、この受光回路５５Ｄを介して、アナログ−ディジタル変換器５５によりアナログ／ディジタル変換されて、制御部８４に入力される。

図７に示す制御部８４は、パルスオキシメータ２０の全体の判断・動作を制御する。この制御部８４は、血液中の酸素飽和量を演算して解析して得るために、ＳｐＯ_２演算部５６と、脈波検出部５７と、脈拍数演算部８５と、電源部８６と、表示制御部８７と、解析部８８を備えている。例えば、ＳｐＯ_２演算部５６と、脈波検出部５７と、脈拍数演算部８５と、表示制御部８７と、解析部８８は、集積回路の各回路機能部として構成することで、本体部３０１の小型化を図ることができる。制御部８４は、例えばフラッシュメモリ等で構成する書き込み、読み出し可能な記憶部としてのメモリ２８を有し、さらにタイマ３０を内蔵している。

さらに、図７に示すように、制御部８４には、圧電ジャイロ等の姿勢変化の検出手段、例えば３軸Ｇ（加速度）センサ６００と、運動量計算部６２０が、電気的に接続されている。この３軸Ｇ（加速度）センサ６００は、すでに説明したように、使用者（患者）の動作により生じる加速度を検出することで、使用者（患者）が動かないで安静状態にしているか、安静状態ではなく例えば労作時等の動いている状態であるかを、制御部８４が判断できるようにするために用いられる。

図７の３軸Ｇ（加速度）センサ６００が検出した加速度の検出信号ＳＫは、制御部８４を介して、運動量計算部６２０に送られる。運動量計算部６２０は、加速度の検出信号ＳＫから使用者（患者）の運動量を計算して、運動量計算結果ＳＰを制御部８４に送る。これにより、制御部８４は、運動量計算結果ＳＰに基づいて、使用者（患者）が動かないで安静状態にしているか、労作時等の動いている状態であるかを、判断することができる。

また、図７の制御部８４は、外部通信部（第１外部通信部）４００と、別の外部通信部（第２外部通信部）４０１と、操作部５８と、そして表示部２６に対して電気的に接続されている。この場合、図７に例示するように、プローブ部３００による計測結果としては、表示部２６には、例えば血液中の酸素飽和濃度のパーセント表示（％ＳｐＯ_２）と、脈拍数（ＰＲ）を表示でき、その他には濃縮酸素の設定流量と、時計表示等を表示できる。表示部２６は、白黒もしくはカラー表示でなされる。

表示部２６は、例えば小型の液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、光電表示手段等種々の小型化できる表示手段が選択できる。表示は数値以外にも文字やシンボルマーク、キャラクター等の表示を用いることができる。
外部通信部４００は、図２に示す酸素濃縮装置１の装置本体である主筐体２内の外部通信部８０との間で、有線又は無線通信ＲＦで通信する。外部通信部４０１は、外部コンピュータ５００との間で、例えば無線通信ＲＦ１でデータ伝送を行うことで通信する。

これにより、酸素濃縮装置１の使用者を担当する医師が用いるパーソナルコンピュータ等の外部のコンピュータ５００の入力装置であるＩＣリーダライタ等から、必要な情報である担当の医師による当該処方データ（酸素流量ｍＬ／分）を、外部のコンピュータ５００側から外部通信部４０１を通じて、パルスオキシメータ２０の本体部３０１の制御部８４に入力することができる。
図７の操作部５８は、後で説明するが、各種の操作スイッチを有している。そして、表示部２６は、表示制御部８７を介して制御部８４に対して接続されている。

図７に示す外部通信部４００は、既に説明した図２に示す酸素濃縮装置１の外部通信部８０と対応した通信手段であり、酸素濃縮装置１の装置本体である主筐体２との間で、無線通信ＲＦ（赤外線等）での信号のやり取りができる。これにより、制御部８４は、使用者を担当する医師が用いる外部のコンピュータ５００から入力された担当の医師による当該処方データ（酸素流量ｍＬ／分）を、制御部８４のメモリ２８に格納できるだけでなく、図２に示す主筐体（装置本体）２の中央制御部２００は、メモリ８１にも格納できる。

この担当の医師による当該処方データ（データ情報）のやりとりによって、例えば、好ましくは、担当医師による処方データが、パルスオキシメータ２０のメモリ２８とともに、主筐体（装置本体）２の中央制御部２００は、メモリ８１にも、当該使用者である患者の認証データとともに書き換え可能に格納されている。すなわち、パルスオキシメータ２０を用いて計測した際の使用者の酸素飽和濃度に基づく判断により、決められた濃縮酸素の流量についての運転指示データが、パルスオキシメータ２０のメモリ２８と主筐体（装置本体）２のメモリ８１に、当該使用者である患者の認証データとともに書き換え可能に格納することができる。
これにより、パルスオキシメータ２０のメモリ２８と、主筐体（装置本体）２のメモリ８１には、担当医師による処方データとともに当該使用者である患者の認証データが書き換え可能に、共通化して記憶させることができる。

図７に示すこのパルスオキシメータ２０のメモリ（記憶部）２８には、処方に関する情報とともに、当該処方に対応した患者の認証情報を保持することができる。しかも、図２に示す酸素濃色装置１の主筐体（装置本体）２の中央制御部２００は、メモリ２８から読みだした処方とともに認証情報を確認して、これら認証情報とともに処方に関する情報に基づいて濃縮酸素の供給運転を行う構成である。
なお、好ましくは、医師により入力される処方データは、上述した認証データと関係付けされている。

図７に示すＳｐＯ_２演算部５６は、上述した受光部４６の検出結果から、赤色光の光量Ｒと赤外色の光量ＩＲとの比率Ｒ／ＩＲを演算して、この比率Ｒ／ＩＲを制御部８４に送る。脈波検出部５７は、受光部４６の検出結果に基づき、拍動による動脈の脈波を検出して、脈波を制御部８４に送る。図７の制御部８４は、その脈波の結果を脈拍数演算部８５に送る。脈拍数演算部８５は、制御部８４から基本周波数の信号を受け取り、１分間の拍動数に対応した脈拍数を演算して、この脈拍数を制御部８４に送る。
図７の解析部８８は、制御部８４から送られる赤色光の光量Ｒと赤外色の光量ＩＲとの比率Ｒ／ＩＲから、酸素飽和濃度を解析して、制御部８４は、その酸素飽和濃度（％ＳｐＯ_２）や、脈拍数（ＰＲ）や脈拍波形等を、液晶駆動回路等である表示制御部８７を介して、表示部２６に表示させる。

発光部４５と受光部４６の構成は、既に詳しく説明した通りである。電源部８６は、通常の乾電池（単４アルカリ乾電池２本等）もしくは、電磁誘導により充電される二次電池を用いることができる。メモリ２８には、好ましくは、酸素飽和濃度を計測した患者（使用者）の認証モードが、計測値及び計測日時とともに格納されている。

図７に示すパルスオキシメータ２０の本体部３０１の制御部８４には、例えば、パルスオキシメータ２０の外面に操作部５８の各種スイッチを設けた場合に、使用者（患者）もしくは担当の医師等の医療従事者が、各種スイッチを押すことで、パルスオキシメータ２０側から、酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２側に、必要とする操作の指令を行うことができるメリットがある。このため、使用者や担当の医師が、パルスオキシメータ２０を用いる酸素濃縮装置１を使用する場合に、利便性が向上する。
そこで、図７に示す例では、操作部５８は、運転スイッチ５８Ａと、濃縮酸素の設定流量のアップスイッチ５８Ｂと、濃縮酸素の設定流量のダウンスイッチ５８Ｃと、時計の時刻設定ボタン５８Ｄ等を有している。

運転スイッチ５８Ａは、酸素濃縮装置１の使用者もしくは医師等の医療従事者が押し下げることで酸素濃縮装置１の運転を開始し、あるいはさらに押し下げることで運転を停止させるための運転操作部である。設定流量アップスイッチ５８Ｂと設定流量ダウンスイッチ５８Ｃは、酸素濃縮装置１の使用者もしくは医師等の医療従事者が押し下げることで装置本体における酸素の流量を上げたり下げたりする変更の指示をするための流量変更部である。

運転スイッチ５８Ａは、酸素濃縮装置１の使用者もしくは医師等の医療従事者が押し下げることにより、図７に示す制御部８４が、パルスオキシメータ２０の外部通信部４００と、図２に示す主筐体（装置本体）２の外部通信部８０との間で無線通信を行うので、酸素濃縮装置１の運転開始を行うことができる。そして、運転スイッチ５８Ａは、酸素濃縮装置１の使用者もしくは医師等の医療従事者がもう一度押し下げることにより、図７に示す制御部８４が、パルスオキシメータ２０の外部通信部４００と、図２に示す主筐体（装置本体）２の外部通信部８０との間で無線通信を行うので、酸素濃縮装置１の運転停止を行うことができる。

図７に示す濃縮酸素の設定流量のアップスイッチ５８Ｂと濃縮酸素の設定流量のダウンスイッチ５８Ｃは、使用者もしくは医師等の医療従事者が押し下げると、制御部８４が、外部通信部４００と、図２に示す主筐体（装置本体）２の外部通信部８０との間で無線通信を行うことで、酸素濃縮装置１が供給する濃縮酸素の設定流量値を上げたり、下げたりすることができる。時計の時刻設定ボタン５８Ｄは、例えばタイマ３０の時間設定を行うことができる。
この他に、操作部５８の操作の種類には、表示部２６における表示方向の決定等がある。パルスオキシメータ２０が上述したようにジャイロ等により自己の姿勢を判別して、表示方向を適切な位置に設定しない場合には、使用者が好みの方向（図３に示されている表示方向か、これを１８０度反転させた方向。）に変更することができる。

次に、パルスオキシメータ２０の動作例を、図８を参照して簡単に説明する。
例えば、本体部３０１内に電源部８６としての電池を収納することにより、パルスオキシメータ２０は起動して動作を開始する。動作を開始すると、制御部８４が指示することにより、発光部４５を駆動し、発光部４５ａから６６０ｎｍの赤色光（赤＝７００ｎｍとほぼ同じ光）を、発光部４５ｂからは波長９００ｎｍの赤外光を、例えば１秒ごとに出射させる。

この状態で、図３と図４に示すように、使用者は、挿入孔２７に指Ｆを挿入することにより、測定モードが開始される（ステップＳＴ１）。
次いで、既に説明した原理を利用して、制御部８４の指示により、ＳｐＯ_２演算部５６は、指Ｆの動脈の血流から、酸素飽和濃度ＳｐＯ_２を演算により求める（ステップＳＴ２）。
演算結果に基づいて、測定結果を表示する前に制御部８４は、操作部５８が操作されたかどうか判別する（ステップＳＴ３）。操作されていない場合には、表示部２６による表示の方向をデフォルトに従って表示し、反転はしない（ステップＳＴ７）。

ステップＳＴ３において、制御部８４は、操作部５８が操作されたと判断した場合には、表示部２６の表示方向を１８０度反転させて測定結果の表示を行う（ステップＳＴ４）。測定結果の表示は、図３に示すシンプルな表示のほか、図７の表示部２６のような表示例を表示することもできるが、基本的には、表示部２６には、酸素飽和濃度を示すパーセンテージ（％ＳｐＯ_２）と、脈拍数（ＰＲ）と、脳波波形等が含まれる。

続いて、制御部８４は、再び操作部５８が操作されたかどうかを判断する（ステップＳＴ５）。図７における表示部２６の測定結果の表示が、使用者により十分に読み取られなかった場合には、使用者は再び操作部５８を操作する場合があるからである。しかし、ステップＳＴ５において、操作部５８が操作されなかったと判断できる場合には、表示方向を変更せずに表示を継続する。

これに対して、ステップＳＴ５で操作部５８が操作されたと判断された時には、前回の表示を１８０度反転させて表示を行う（ステップＳＴ６）。
なお、その後、指Ｆが抜かれたと判断された場合（ステップＳＴ８）、あるいは図７に示す電池等の電源部８６の通電が断たれると、制御部８４は、測定及び表示動作は終了（ステップＳＴ９）するが、そうでない限り、測定及び表示動作は継続する。

（パルスオキシメータ２０を利用した酸素濃縮装置１の運転動作の一例）
次に、図１に示すパルスオキシメータ２０を利用した酸素濃縮装置１の運転動作の一例を、図９に示す各ステップを参照しながら説明する。
図９のステップＳＴ１０において、酸素濃縮装置１の運転動作をスタートしようとする場合に、使用者（患者）は、例えば図４（Ｃ）に例示するように、パルスオキシメータ２０の本体部３０１を手首に対して着脱可能に装着するとともに、プローブ部３００を指Ｆの先端部に取り付ける。

そして、使用者（または担当する医師等の医療従事者）は、図７に示す操作部５８の運転スイッチ５８Ａを押し下げてオンする。ただし、図１および図２で説明した酸素濃縮装置１の電源スイッチ１０１を押し下げてオンして、酸素濃縮装置１の運転が開始することも可能ではある。
図２の酸素濃縮装置１の運転が開始されると、図９に示すステップＳＴ１１では、図７に示すパルスオキシメータ２０の本体部３０１の制御部８４は、メモリ２８内に記憶されている濃縮酸素の設定流量の処方値を確認して、このメモリ２８内に記憶されている濃縮酸素の設定流量が担当医師の処方通りであるか否かを判断する。

次に、メモリ２８内に記憶されている濃縮酸素の設定流量が担当医師の処方通りであれば、図９に示すステップＳＴ１２に移り、図２に示すように、制御部８４は、カニューラ７０が、酸素出口部１００に対して正しく装着されているか否かを判断する。このようにカニューラ７０が正しく装着されているか否かの判断は、例えば次のようにして行うことができる。図２に示すように、カニューラ７０のカプラソケット７１と酸素出口部１００の間には、装着確認センサ７００を配置している。

これにより、図２の中央制御部２００は、装着確認センサ７００から、カニューラ７００が酸素出口部１００に対して装着されているという検出信号ＳＨを得ると、図２の中央制御部２００は、外部通信部８０と図７に示すパルスオキシメータ２０の本体部３０１の外部通信部４００を介して、制御部８４対して、カニューラ７０が正しく装着されていることを通知する。
従って、図７のパルスオキシメータ２０の本体部３０１の制御部８４は、図２に示すようにカニューラ７０が酸素出口部１００に正しく装着されていることを判断できる。もし、図９のステップＳＴ１２において、制御部８４が、カニューラ７０の正しい装着状態を確認できない時は、繰り返して確認動作を行う。

次に、図９のステップＳＴ１２において、制御部８４が、カニューラ７０の正しい装着状態を確認できると、図９のステップＳＴ１３に移る。ステップＳＴ１３では、図７の制御部８４は、使用者（患者）が動かないで安静状態にしているか、安静状態ではなく例えば労作時等の動いている状態であるかを判断する。この場合には、３軸Ｇ（加速度）センサ６００は、使用者（患者）が動かないで安静状態にしているか、安静状態ではなく例えば労作時等の動いている状態であるかを検出して、図７の３軸Ｇ（加速度）センサ６００からの出信号ＳＫは、制御部８４を介して、運動量計算部６２０に送られる。運動量計算部６２０は、使用者（患者）の運動量を計算して、運動量計算結果ＳＰを制御部８４に送る。
これにより、制御部８４は、運動量計算結果ＳＰに基づいて、使用者（患者）が動かないで安静状態にしているか、安静状態ではなく例えば労作時等の動いている状態であるかを、判断することができる。

図９のステップＳＴ１３において、制御部８４が、使用者（患者）が安静状態であると判断すると、ステップＳＴ１４に移る。ステップＳＴ１４では、図２の酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２は、カニューラ７０を介して、使用者（患者）に対して、予め定められている安静時における濃縮酸素の供給量を供給する。このようにして酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２が安静時における濃縮酸素の供給量を供給して、図９のステップＳＴ１５において、酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定めた値である、安静状態における所定値（１）、例えば９１％以下であると、ステップＳＴ１６に移る。

ステップＳＴ１６では、図７の制御部８４は、酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められている安静状態における所定値（１）以下であるので、使用者（患者）が安静状態であってしかも喫煙している状態であると判断し、「喫煙」である旨の事象ログとして、メモリ２８に日時・時刻と共に順次記憶する（好ましくは、この時の酸素飽和濃度ＳｐＯ_２値も併せて記憶する）。このデータは、表示部２６で表示するようにし、担当医師が後日またはリアルタイムで、必要に応じて喫煙の頻度・状況を確認できるようにしている。そして、図９のステップＳＴ１７では、図７の制御部８４が、外部通信部４００と、図２の酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２内の外部通信部８０との間で通信を行って、中央制御部２００に対して、喫煙している旨の警報（アラーム）発報をする指令を出す。これにより、図２の中央制御部２００は、スピーカ１３３Ｓによりアラームを一定時間出すことで、使用者（患者）や担当医師等に警告することができる。

そして、図９のステップＳＴ１８では、図７の制御部８４は、使用者（患者）から得られている酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められている安静状態における所定値（１）以下であり、使用者（患者）が喫煙している状態を維持していると、再度判断した場合には、ステップＳＴ１９に移る。
ステップＳＴ１９では、必要に応じて図２の酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２の中央制御部２００は、流量制御部２０２に指令をして、例えば比例開度弁６５を閉じることにより、濃縮酸素の供給を直ちに停止してステップＳＴ２０で酸素濃縮装置１の濃縮酸素の供給動作を停止する。

これにより、使用者（患者）が安静時に喫煙している場合に主筐体２からの濃縮酸素の供給を直ちに止めることができるので、使用者（患者）がカニューラ７０を用いて濃縮酸素を吸入している時に喫煙行ったとしても、濃縮酸素を供給しているカニューラ７０に着火して、カニューラ７０やこのカニューラ７０とチューブに火災が発生する事態を、確実に防止することができる。このため、酸素濃縮装置１の使用上の安全性を確保することができる。

なお、図９のステップＳＴ１５では、図７の制御部８４は、使用者（患者）から得られている酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められている安静状態における所定値（１）を超えた場合には、制御部８４は使用者（患者）が喫煙を行っていないと判断して、ステップＳＴ１２に戻り、ステップＳＴ１２以降のステップを実行する。また、ステップＳＴ１８において、図７の制御部８４は、使用者（患者）から得られている酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められている安静状態における所定値（１）を超えた場合には、制御部８４は使用者（患者）が喫煙を行っていないと判断して、ステップＳＴ１２に戻り、ステップＳＴ１２以降のステップを実行する。

一方、図９のステップＳＴ１３に戻ると、図７の制御部８４は、使用者（患者）から得られている使用者（患者）が動かないで安静状態にしているか、安静状態ではなく例えば労作時等の動いている状態であるかを判断する。この結果、図７の３軸Ｇ（加速度）センサ６００が検出した検出信号ＳＫは、制御部８４を介して、運動量計算部６２０に送られ、運動量計算部６２０は、使用者（患者）の運動量を計算して、運動量計算結果ＳＰを制御部８４に送る。
これにより、制御部８４は、運動量計算結果ＳＰに基づいて、使用者（患者）が安静状態ではなく例えば労作時等の動いている状態であると判断すると、ステップＳＴ２１に移る。

ステップＳＴ２１では、ステップＳＴ２１では、図２の酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２は、カニューラ７０を介して、使用者（患者）に対して、予め定められている労作時における濃縮酸素の供給量を供給する。このようにして酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２が労作時における濃縮酸素の供給量を供給して、図９のステップＳＴ２２において、酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められた値である、労作時における所定値（２）、例えば８６％以下であると、ステップＳＴ２３に移る。

ステップＳＴ２３では、図７の制御部８４は、使用者（患者）から得られている酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められている労作時における所定値（２）以下であるので、使用者（患者）が労作時であってしかも喫煙している状態であると判断する。そして「喫煙」である旨の事象ログとして、メモリ２８に日時・時刻と共に順次記憶する（好ましくは、この時の酸素飽和濃度ＳｐＯ_２値も併せて記憶する）。このデータは、表示部２６で表示するようにし、担当医師が後日またはリアルタイムで必要に応じて喫煙の頻度・状況を確認できるようにしている。
そして、図９のステップＳＴ２４では、図７の制御部８４が、外部通信部４００と、図２の酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２内の外部通信部８０との間で通信を行って、中央制御部２００に対して、喫煙している旨の警報（アラーム）発報をする指令を出す。これにより、図２の中央制御部２００は、スピーカ１３３Ｓによりアラームを一定時間出すことで、使用者（患者）や担当医師等に警告することができる。

そして、図９のステップＳＴ２５では、図７の制御部８４は、使用者（患者）から得られている酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められている労作時における所定値（２）以下であり、使用者（患者）が喫煙している状態を維持していると、再度判断した場合には、ステップＳＴ１９に移る。ステップＳＴ１９において、図２の酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２の中央制御部２００は、流量制御部２０２に指令をして、例えば比例開度弁６５を閉じることにより、濃縮酸素の供給を直ちに停止してステップＳＴ２０で酸素濃縮装置１の濃縮酸素の供給動作を停止することができる。

これにより、使用者（患者）が労作時に喫煙している場合に主筐体２からの濃縮酸素の供給を直ちに止めることができるので、使用者（患者）がカニューラ７０を用いて濃縮酸素を吸入している時に喫煙行ったとしても、濃縮酸素を供給しているカニューラ７０に着火して、カニューラ７０やこのカニューラ７０とチューブに火災が発生する事態を、確実に防止することができる。このため、酸素濃縮装置１の使用上の安全性を確保することができる。

なお、図９のステップＳＴ２２では、図７の制御部８４は、使用者（患者）から得られている酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められている労作状態における所定値（２）を超えた場合には、制御部８４は、使用者（患者）は喫煙を行っていないと判断するので、ステップＳＴ１２に戻り、ステップＳＴ１２以降のステップを実行する。また、ステップＳＴ２５において、図７の制御部８４は、使用者（患者）から得られている酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が予め定められている労作状態における所定値（２）を超えた場合には、制御部８４は、使用者（患者）は喫煙を行っていないと判断するので、ステップＳＴ１２に戻り、ステップＳＴ１２以降のステップを実行する。

以上説明したように、使用者（患者）は、図４（Ｃ）に例示するように、パルスオキシメータ２０の本体部３０１を手首に常時装着し、プローブ部３００を指Ｆの先端部に常時装着する。図２の酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２は、パルスオキシメータ２０の本体部３０１から、酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値を、常時通信により受け取るが、この酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値を受け取らないと、酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２は濃縮酸素の供給動作を行わないようになっている。

使用者（患者）が、喫煙を行うと、一時的に酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が下がるために、この酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が下がることを利用して、使用者（患者）が、安静時であっても労作時であっても、喫煙している時には、酸素濃縮装置１が濃縮酸素の供給を自動的に停止することができる。これにより、火災を防止している。予め定める酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の所定値（１）、（２）は、担当医師（処方医師）が、患者の状況に合わせて任意に選択することができる。

使用者（患者）は、労作（行動）することによっても、一次的に酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値が下がるので、使用者（患者）が安静にしているか、労作しているか、喫煙を行っているかの区別は、図７に示す３軸Ｇ（加速度）センサ６００を用いることにより、正確に判断することができる。
使用者（患者）の労作による一時的な酸素飽和濃度ＳｐＯ_２の値の低下の場合には、酸素濃縮装置１の動作は止めずに、逆に担当医師（処方医師）が指定する労作時の濃縮酸素の供給量に切り替えて行うことができる。
使用者（患者）が安静時であっても労作時にであっても、図７に示す制御部８４が喫煙を行っていると判断した場合には、酸素濃縮装置１の濃縮酸素の供給動作を、直ちに停止することができる。このため、酸素濃縮装置１の使用上の安全性を確保することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、酸素濃縮装置１に使用者である呼吸困難者の生体反応の計測上、きわめて重要なパルスオキシメータ２０が、酸素濃縮装置１と一緒に保管できるから、血液中の酸素飽和濃度を計測して、その結果を酸素濃縮装置１の運転に内容に反映させることができ、酸素濃縮装置１をより適切に運転することができる。
しかも、図１の用に着脱部１０３を構成することにより、比較的小型の機器であるパルスオキシメータ２０を保管する上で、着脱部１０３である収容部に落とし込むだけで保管できるから取扱いに便利であり、パルスオキシメータ２０の使用後に紛失しにくい。酸素濃縮装置の収容部と比較的小型の機器であるパルスオキシメータ２０とが互いに係合した状態で保管されるので、より紛失しにくい。

また、図２と図７に示すように、パルスオキシメータ２０の本体部３０１の外部通信部４００と酸素濃縮装置１の主筐体（装置本体）２の外部通信部８０との間で通信を行うことで、パルスオキシメータ２０の本体部３０１のメモリ２８内には、酸素濃縮装置１の運転データ情報を残すことができる。しかも、好ましくは、図２の主筐体（装置本体）２のメモリ８１にも、酸素濃縮装置１の運転データ情報を残すことができる。

また、図７に示す外部コンピュータ５００から、パルスオキシメータ２０の本体部３０１の外部通信部４００に対して通信要求を出すことで、患者の認証データを確認しつつ、パルスオキシメータ２０を介して、担当患者の治療データ（処方データ情報）を外部コンピュータ５００側に送ることができるので、患者の治療履歴が外部コンピュータ５００に確実に残せる。これにより、担当医師が外部コンピュータ５００で患者の治療履歴を確認することで、患者の治療判断に役立てることができる。

さらに、図７に示すパルスオキシメータ２０の本体部３０１の制御部８４は、患者（使用者）の計測データ情報毎に対応する患者の認証データを付与するようにし、患者の認証データが付与された処方データを保持するようにすれば、酸素濃縮装置１が、当該認証データを確認した上で、該当する処方データに従って酸素流量を決めて運転することにより、極めて適切で、誤りのない正確な運転を実現することができる。

図１の実施形態の酸素濃縮装置１は、例えば酸素流量が５Ｌクラスのものであるが、これに限らず、本発明の酸素濃縮装置としては、例えば図１０に示す様な酸素流量が３Ｌクラスの酸素濃縮装置１−１にも適用することができる。
酸素濃縮装置１−１において、その操作パネルの部分拡大図において、酸素濃縮装置１と同一の符号を付した箇所は同一の構造であり、その内部構造も酸素流量の相違を除き、図２で説明した構造を適用できるものである。
この酸素濃縮装置１−１においても、着脱部１０３は、流量表示部１２８の近傍に設けることができ、酸素濃縮装置１と同じ構造の収容部とすることができる。

本発明の実施形態の酸素濃縮装置１は、所定量の酸素を供給する酸素濃縮装置であって、装置本体と、使用者の血液中の酸素飽和濃度を検出するためのパルスオキシメータと、からなり、パルスオキシメータは、装置本体との間で情報交換可能に構成されるとともに処方に関する情報を保持する記憶部を備えており、記憶部から読みだした処方に関する情報に基づいて、酸素の供給運転を行う構成とした制御部を装置本体に備え、パルスオキシメータは、得られる酸素飽和濃度が、予め定めた値以下である時には使用者が喫煙を行っていると判断した後、必要に応じて酸素の供給動作を停止する指示を、装置本体の制御部に通知するパルスオキシメータの制御部を有する。

これにより、酸素濃縮装置の本体に呼吸困難者の生体反応の計測上、きわめて重要なパルスオキシメータを一緒に保管できるから、血液中の酸素飽和濃度を計測して、その結果を酸素濃縮装置の運転に内容に反映させる上で便利である。酸素濃縮装置は、処方情報が記憶されたパルスオキシメータにより、酸素濃縮装置の運転に反映する上で有効な仕組みを有する。しかも、パルスオキシメータは、得られる酸素飽和濃度が、予め定めた値以下である時には使用者が喫煙を行っていると判断した後、必要に応じて、酸素の供給動作を停止することができる。このため、使用者（患者）が喫煙した場合に、酸素の供給を停止して火災の発生を防ぐことができる。

パルスオキシメータは、使用者の動きの加速度を検出する加速度センサを有し、パルスオキシメータの制御部は、加速度センサからの信号により、使用者が安静状態で喫煙を行っているか、使用者が労作状態で喫煙を行っているかを判断した後、必要に応じて、酸素の供給動作を停止する指示を、装置本体の制御部に通知する。これにより、パルスオキシメータに加速度センサを設ければ、使用者が安静状態であるのか労作状態であるいずれの状態であっても、使用者が喫煙を行っているか否かを判断して、装置本体における酸素の供給動作を停止させることができる。

パルスオキシメータは、光により使用者の生体に照射するプローブ部と、プローブ部とは別体でありプローブ部から得られた生体の情報により酸素飽和濃度を得る本体部と、を有する。これにより、パルスオキシメータは、プローブ部と、本体部とに分けることにより、プローブ部の小型化と軽量化が図れるので、プローブ部を使用者の生体に取り付けても負担が減り、プローブ部の取付けが容易になる。

パルスオキシメータの制御部が使用者の喫煙を判断した場合に、パルスオキシメータの制御部の指令により警報を出す警報手段が、装置本体に設けられている。これにより、使用者の喫煙を判断した場合には、担当医師等の医療従事者に対して警報を出すので、使用者の喫煙を確認することができる。

パルスオキシメータは、外部通信部を有し、装置本体は、パルスオキシメータの外部通信部との間で情報の伝達を行う外部通信部を有し、パルスオキシメータの制御部が、使用者が喫煙を行っていると判断したことを、パルスオキシメータの外部通信部から装置本体の外部通信部を介して装置本体の制御部に通知した後、必要に応じて装置本体による酸素供給動作を停止する。これにより、パルスオキシメータと装置本体との間で通信を行うことで、装置本体による酸素供給動作を確実に停止することができるので、使用者の喫煙による火災を防ぐことができる。

パルスオキシメータには、処方に関する情報とともに、当該処方に対応した患者の認証情報を保持する記憶部を備えており、記憶部から読みだした処方とともに、認証情報を確認し、これら認証情報とともに処方に関する情報に基づいて酸素の供給運転を行う構成とした制御部を装置本体に備える。これにより、パルスオキシメータに計測データごとに対応する患者（使用者）の認証情報を付与するようにし、患者の認証情報が付与された処方情報を保持するようにすれば、酸素濃縮装置が、当該認証情報を確認した上で、該当する処方情報に従って酸素流量を決めて運転することにより、極めて適切で、誤りのない正確な運転を実現することができる。

ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明は様々な修正と変更が可能であり、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形が可能である。
上述した実施形態において、その一部の構成と省略したり、言及していない別の構成と置き換えても、本発明の範囲のものである。
図３と図４に示すように、本発明の実施形態では、パルスオキシメータ２０のプローブ部３００と本体部３０１は、別体の構成であり、両者は配線３０２により電気的に接続されている。しかし、これに限らず、パルスオキシメータ２０では、プローブ部３００と本体部３０１は、一体物に形成しても良い。

１，１−１・・・酸素濃縮装置、２・・・主筐体（装置本体）、２０・・・パルスオキシメータ、２１・・・下半体、２２・・・上半体、２６・・・パルスオキシメータの表示部、２７・・・挿入孔、２８・・・メモリ（記憶部）、４５・・・発光部、４６・・・受光部、８０・・・酸素濃縮装置の外部通信部、８４・・・パルスオキシメータの制御部、１２８・・・酸素濃縮装置の中央制御部（制御部）、３００・・・パルスオキシメータのプローブ部、３０１・・・パルスオキシメータの本体部、４００・・・パルスオキシメータの外部通信部、６００・・・３軸Ｇ（加速度）センサ、６２０・・・運動量計算部

Claims (5)

1. 所定量の酸素を供給する酸素濃縮装置であって、
   装置本体と、使用者の血液中の酸素飽和濃度を検出するためのパルスオキシメータと、からなり、
   前記パルスオキシメータは、前記装置本体との間で情報交換可能に構成されるとともに処方に関する情報を保持する記憶部を備えており、
   前記記憶部から読みだした前記処方に関する情報に基づいて、酸素の供給運転を行う構成とした制御部を前記装置本体に備え、
   前記パルスオキシメータは、得られる前記酸素飽和濃度が、予め定めた値以下である時には前記使用者が喫煙を行っていると判断して、警報を発生するように制御することを特徴とする酸素濃縮装置。
2. 前記パルスオキシメータは、前記使用者の動きの加速度を検出する加速度センサを有し、前記パルスオキシメータの制御部は、前記加速度センサからの信号により、前記使用者が安静状態で喫煙を行っているか、前記使用者が労作状態で喫煙を行っているかを判断して、警報を発生するように制御することを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
3. 前記パルスオキシメータは、光により使用者の生体に照射するプローブ部と、前記プローブ部とは別体であり前記プローブ部から得られた生体の情報により前記酸素飽和濃度を得る本体部と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の酸素濃縮装置。
4. 前記パルスオキシメータの制御部が前記使用者の喫煙を判断した場合に、前記前記パルスオキシメータの制御部の指令により警報を発生する警報手段が、前記装置本体に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３にずれかに記載の酸素濃縮装置。
5. 前記パルスオキシメータは、外部通信部を有し、前記装置本体は、前記パルスオキシメータの前記外部通信部との間で情報の伝達を行う外部通信部を有し、前記パルスオキシメータの制御部が、前記使用者が喫煙を行っていると判断したことを、前記パルスオキシメータの前記外部通信部から前記装置本体の前記外部通信部を介して前記装置本体の前記制御部に通知して、前記警報の後、前記装置本体による前記酸素供給動作を停止する構成としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の酸素濃縮装置。

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