JP3243110U - 小動物用酸素治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境の影響を受け難く、かつ簡易な構成で、ケージ内の酸素濃度および炭酸ガス濃度を一定に保持できる小動物用酸素治療装置を提供する。【解決手段】酸素濃縮器１２からの濃縮酸素は、外気混合部材１６を通過するが、通過するときに外気の空気が混ざり、濃縮酸素と空気が混合した混合気がケージ１４の内部に供給される。外気混合部材１６としてベンチュリーマスク（ベンチュリー管）を使用しているため、ベンチュリー効果を生み出すことができ、ケージ１４の内部では、混合気によって高濃度の酸素が充満するとともに、ケージ内が換気され、ケージ内の空気が隙間２０を通って外部に排出される。【選択図】 図１

Description

本考案は、例えば、酸素濃縮器を用いた小動物用酸素治療装置に関する。

従来の小動物用酸素治療装置は、ゼオライトを備えた酸素濃縮器と小動物を収容するケージとから構成され、ケージは、内外を連通する通孔を有する開放型のケージであって、通孔は、ケージに酸素濃度調整手段を具備することなく、ケージ内を小動物の酸素集中治療に最適であるとされる酸素濃度に保持できるように、ケージ内を酸素濃縮器からの新鮮な酸素含有空気に交換できるように、酸素濃縮器からの酸素含有空気の供給に対して、ケージ内の酸素含有空気を外部に放出できる大きさに形成されているものが知られている（特許文献１参照）。

特許第５１３０３０７号公報

しかしながら、上記小動物用酸素治療装置では、使用環境においてはケージ内の酸素濃度および炭酸ガス（二酸化炭素）濃度が変動することがあり、これらを通孔の大きさだけによって確実に制御することは困難であった。

そこで、本考案は、上記問題を解決するためのものであり、使用環境の影響を受け難く、かつ簡易な構成で、ケージ内の酸素濃度および炭酸ガス（二酸化炭素）濃度を一定に保持できる小動物用酸素治療装置を提供することを目的とする。

本考案は、濃縮酸素を生成する酸素濃縮器と、小動物を収容するケージと、前記酸素濃縮器から供給された濃縮酸素に空気を混合させて前記ケージに流す外気混合部材と、を有する、小動物用酸素治療装置である。

前記外気混合部材は、ベンチュリー効果により空気量を増大することが好ましい。

前記外気混合部材は、ベンチュリーマスク（ベンチュリー管）であることが好ましい。

本考案によれば、使用環境の影響を受け難く、かつ簡易な構成で、ケージ内の酸素濃度および炭酸ガス（二酸化炭素）濃度を一定に保持できる。

本考案の一実施形態の小動物用酸素治療装置の構成図である。 本考案の一実施形態の小動物用酸素治療装置に用いられるベンチュリーマスクの原理を説明する図である。 日本国内で多く使われているケージ内の炭酸ガス濃度の測定結果を示す図である。 ４種類のアダプターによるケージ内の酸素濃度および炭酸ガス濃度の標準値（数値は最大値）を示す図である。 ＢＬＵＷアダプターを使用した場合のケージ内の酸素濃度および炭酸ガス濃度の実測値（測定結果）を示す図である。 ＹＥＬＬＯＷアダプターを使用した場合のケージ内の酸素濃度および炭酸ガス濃度の実測値（測定結果）を示す図である。 ＷＨＩＴＥアダプターを使用した場合のケージ内の酸素濃度および炭酸ガス濃度の実測値（測定結果）を示す図である。 ＧＲＥＥＮアダプターを使用した場合のケージ内の酸素濃度および炭酸ガス濃度の実測値（測定結果）を示す図である。 第１回目の生体実験の測定結果を示す図である。 第２回目の生体実験の測定結果を示す図である。 第３回目の生体実験の測定結果を示す図である。

本考案の一実施形態に係る小動物用酸素治療装置について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、小動物用酸素治療装置１０は、濃縮酸素を生成する酸素濃縮器１２と、犬や猫などの小動物Ａを収容するケージ１４と、酸素濃縮器１２から供給された濃縮酸素に空気を混合させてケージ１４に流す外気混合部材１６と、を備えている。

酸素濃縮器１２は、周知のように、空気中の窒素ガスと酸素ガスとを分離し窒素ガスを排除して高濃度の酸素ガスを供給する装置であって、このガス分離方式には、大別して分子膜を応用した比較的低濃度の酸素濃度が得られる「膜式」と称される方式のものと、高濃度の酸素が得られるゼオライトを備えた「ＰＡＳ方式」とがある。どちらの方式の酸素濃縮器１２も使用することができるが、「ＰＡＳ方式」の酸素濃縮器１２では、大量の流量が得られる効果がある。

ケージ１４は、小動物を収容するに必要充分な大きさであり、前面が開口した開口部が形成され、開口部を閉じる扉１８を有している。ケージ１４は、内部が透視できるように透明のプラスチックから作成される。ケージ１４には、内部の酸素濃度や炭酸ガス（二酸化炭素）濃度を制御する程の大きさを具備した通孔は形成されていないが、必要最小限の隙間２０が存在する。隙間２０は、例えば、ケージ１４に形成された貫通孔であり、ケージ１４に任意の場所（例えば、上部及び下部）に存在している。ケージ１４の下部に隙間２０が形成されることにより、重さの重い炭酸ガスの排出機能が増大することは言うまでもない。

ケージ１４の一部には、外気混合部材１６が取り付けられている。外気混合部材１６は、例えば、ベンチュリーマスク（ベンチュリー管）である。

外気混合部材１６は、酸素濃縮器１２から供給された濃縮酸素に対して外部の空気を混合させ、混合気としてケージ１４に流す機能を有している。

次に、本考案の一実施形態に係る小動物用酸素治療装置の作用について説明する。

図１及び図２に示すように、ケージ１４の内部に小動物Ａを収容し、酸素濃縮器１２から所定の酸素濃度の濃縮酸素を供給する。濃縮酸素は、外気混合部材１６を通過するが、通過するときに外気の空気が混ざる。これにより、濃縮酸素と空気が混合した混合気となり、混合気がケージ１４の内部に供給される。

ここで、外気混合部材１６としてベンチュリーマスク（ベンチュリー管）を使用しているため、ベンチュリー効果を生み出すことができる。ベンチュリー効果を生み出すことで、酸素と空気を混合させて、設定した酸素濃度に調整できる。なお、ベンチュリー効果とは、出口を小さくして勢いよく酸素を流してジェット気流を作ることで、ジェット気流の周りを陰圧にして、空気を引き込む原理である。

ケージ１４の内部では、混合気によって高濃度の酸素が充満するとともに、ケージ内の空気が攪拌されつつ、隙間２０を通って外部に排出される。ケージ１４の内部に供給される混合気は、外気混合部材１６によって外部の空気が取り入れられるため、空気量が増大する。空気量が増大した混合気をケージ１４の内部に供給することにより、ケージ１４の内部の空気が拡散され、ケージ内部に滞留していた炭酸ガスやアンモニアガス等（小動物の呼吸から生成したガス）が隙間２０を通ってケージ１４の外部に勢い良く排出される。このように、ケージ内部の空気の酸素濃度を高めると同時に、ケージ内部に滞留した炭酸ガス等の排出効果を高めることができ、ケージ内での炭酸ガスやアンモニアガスの濃度を下げることができる。

特に、ケージ１４に形成された通孔の大きさでケージ内部の酸素濃度を保持しているものではないため、隙間２０を必要最小限に留めることができる。このため、ケージが置かれる使用環境の影響を受けることが少なくなり、ケージ内部の酸素濃度を最適な濃度に保持することができる。

従来の小動物用酸素治療装置では、ケージに形成された通孔の大きさによってケージ内部の酸素の濃度を制御し、酸素濃度を最適濃度に保持していたが、本実施形態では通孔の大きさではなく、ケージ１４に存在している隙間２０を通じて外部に空気が排出されるだけで、ケージ内の酸素濃度を最適濃度に保持でき、かつケージ内の炭酸ガスをケージ外部に排出することができる。特に隙間２０の大きさも必要最小限であることから、例えば、エアコンやクーラーなどの熱風又は冷風がケージ内部に浸入し難くなり、ケージ１４が設置される使用環境による影響を受け難い。

次に、本考案の一実施形態に係る小動物用酸素治療装置の実験例について説明する。

先ず、日本国内で多く使われているケージ内の炭酸ガス濃度は、どの程度の濃度なのかを測定する。

供給酸素量として、酸素濃縮器より３Ｌ／ｍｉｎ(酸素濃度９０％)を供給した。ケージ内の酸素濃度が４０％に達すると酸素供給を止め、４０％を下回ると再度、酸素供給を開始して、ケージ内の酸素濃度を４０％の一定濃度に維持した。

供給炭酸ガス量として、炭酸ガスボンベより、下記条件にて１００～１２０ｍｌを供給した。犬の１回換気量１０ｍｌ／ｋｇ、体重１０ｋｇでは１００ｍｌ、分時呼吸数２０回では２.０００ｍｌ。２.０００ｍｌの換気量（呼気）のうち、炭酸ガス濃度は４％（８０ｍｌ）ほど含まれるが、実験では２５－５０％増加し１００～１２０ｍｌ／ｍｉｎで設定した。

図３に示すように、酸素濃度が設定値の４０％に達すると酸素供給が止まり、４０％を下回ると再度、酸素供給が再開されるが、酸素供給が停止している時間帯ではケージ内が換気されないため、ケージ内に炭酸ガスが蓄積される。酸素供給が再開されると、ケージ内が換気されて炭酸ガス濃度は下降するが、蓄積された炭酸ガスは排除しきれず、徐々にケージ内に累積し増加の一途を辿る。

図１及び図２に示すように、本装置の原理は、流体力学でのベルヌーイの法則を応用したものである。例えば、我々の身近なところでは、ネブライザーがある。以前多用されていたネブライザーは、コンプレッサから圧縮空気を細いノズルを通して吹き込むと薬液瓶の底の薬液が吸い込まれ、細かい霧になって患者に吸入することができるが、薬液が無いときは外部の空気が吸い込まれる。

本実施形態においても、酸素濃縮器からの酸素を、ネブライザーに代えて特殊なアダプターを通じて流す。アダプターの構造を変えることにより吸い込まれる外気量（外部の空気量）が変わり、ケージ内の換気量が変わる。このため、数種類ものアダプターを用いて酸素濃度および炭酸ガス濃度を変えることができる。

今回、４種類のアダプターを用い酸素濃度および炭酸ガス濃度の推移をシミュレーションした。供給する酸素源は、標準的な酸素濃度９０％、流量３Ｌ／ｍｉｎの酸素濃縮器である。炭酸ガスは、炭酸ガスボンベより１００～１３０ｍｌ／ｍｉｎを流した。

本方式では、酸素濃度を４段階の濃度（アダプター）から選択できるようにした。本装置には酸素濃度・炭酸ガス濃度・温度・湿度などのモニターが装備されており、常時、ケージ内の環境を把握してパネルに表示する。小動物物専用のパルスオキシメーターが装備されており、ＳＰＯ_２を知ることにより動物の症状に合わせて適切な酸素濃度を選択し、過剰な高濃度酸素の投与が避けられる。

図４は、４種類のアダプターによるケージ内の酸素濃度および炭酸ガス濃度の標準値（数値は最大値）を示す。

図５に示すように、ＢＬＵＷアダプターではケージ内の酸素濃度は３０％以上には上昇せず、２型呼吸不全（ＣＯＰＤ）患者などには安全な酸素療法を施せて、炭酸ガスの蓄積も３，６００ｐｐｍ止まりとなった。この４種類のアダプターを使ってケージ内を換気した結果のケージ内の酸素・炭酸ガス濃度の実測値を表とグラフを図５～図８に示す（時間軸は各グラフにより異なる）。

上記データは全て炭酸ガスボンベより炭酸ガスを供給したシミュレーションデーターである。

次に、生体の実験例について説明する。

雑種犬：体重１２ｋｇ、雄、年齢３歳 名前アリーシア。
ケージ幅：６０ｃｍ程度で内容積９０Ｌの小型ケージを使用した。
測定は３回繰り返し、１回の測定時間は約３０分である。
測定にはケージ内の酸素濃度が３３％程度に達するＹＥＬＬＯＷアダプターを使用した。３回の測定ともに３０分以内に期待値の３３％に達し、それ以降、安定していた。

［第１回目の生体実験の測定結果］
図９に示すように、酸素吸入の開始時、ケージに慣れないアリーシアは不安で開口呼吸をし、使用開始からわずか６分で炭酸ガス濃度も７，０００ｐｐｍを超えた。

［第２回目の生体実験の測定結果］
図１０に示すように、アリーシアは開始１７分までは寝ていたが、ケージ内の酸素濃度は３３％で安定し、ケージ内の炭酸ガス濃度は３，８００ｐｐｍで安定していたので、酸素濃縮器の電源をＯＦＦにした。その１０分間の停電で、ケージ内の炭酸ガス濃度は４，３００ｐｐｍから６，６００ｐｐｍまで上昇した。

［第３回目の生体実験の測定結果］
図１１に示すように、アリーシアはケージにも周囲の雰囲気にも慣れ、最初から最後まで３２分間寝ていた。ケージ内の炭酸ガスは使用開始から４分後に３，９００ｐｐｍに達したが、その後は３，３５０ｐｐｍを超えなかった。

以上から、ケージに収容された小動物が通常の状態であれば、炭酸ガス濃度が低く値で安定することが判明した。

なお、上記構成は、本考案の一実施形態を示したものであり、実用新案登録請求の範囲が上記構成に限定される趣旨ではない。本考案の技術的思想が権利範囲として保護されるべきであるところ、当業者による設計変更程度は、本実用新案登録請求の範囲に含まれるべきものである。

１０ 小動物用酸素治療装置
１２ 酸素濃縮器
１４ ケージ
１６ 外気混合部材
１８ 扉
２０ 隙間
Ａ 小動物

Claims (3)

1. 濃縮酸素を生成する酸素濃縮器と、
   小動物を収容するケージと、
   前記酸素濃縮器から供給された濃縮酸素に空気を混合させて前記ケージに流す外気混合部材と、
   を有する、小動物用酸素治療装置。
2. 前記外気混合部材は、ベンチュリー効果により空気量を増大する、請求項１に記載の小動物用酸素治療装置。
3. 前記外気混合部材は、ベンチュリーマスクである、請求項２に記載の小動物用酸素治療装置。

Images