JP3534613B2 - ガス供給制御装置 - Google Patents
ガス供給制御装置Info
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Description
のガスを使用者の呼吸に応答させて供給するガス供給制
御装置に関し、特に、酸素ボンベからの酸素ガスを間欠
的に供給するために好適に用い得るガス供給制御装置に
関するのもである。
合には、酸素ボンベにガス供給制御装置を取り付けて酸
素ガスを間欠的に供給している。即ち、常に酸素ガスを
供給すると、患者の呼気時に酸素ガスの圧力により抵抗
が生じて好ましくなく、更に、患者に吸引されない酸素
ガスがそのまま大気中に排出され、酸素の消費量が増大
することになるため、使用者の呼吸タイミングを検出し
て、呼吸時にのみ酸素ガスを供給できるようにガス供給
制御装置が用いられている。
ば、特開昭62−270170号がある。この技術で
は、患者の鼻に挿入される鼻カニューラ内の温度変化を
センサにより検出し、該センサからの信号に基づき酸素
ガスの供給を制御するように構成されている。ここで、
使用者に最も近い鼻カニューラ内のセンサで検出するた
め、精度が高いものの、鼻カニューラ自体が消耗品であ
るため、ランニングコストが高くなるという課題があっ
た。このため、センサを酸素ボンベ側に供給する技術と
して、特開平9−51951号が提案されている。
装置について、図5を参照して説明する。呼吸同調制御
装置110は、酸素ボンベ140からチューブ144を
介して送られる酸素ガスを、使用者の呼吸に合わせて間
欠的に、チューブ152を介して鼻カニューラ150へ
供給する。該呼吸同調制御装置は、酸素ガスを断続する
ための三方弁130と、使用者の吸気を検出する検出部
126と、検出部12からの信号を増幅する増幅回路1
34と、該三方弁130を制御する制御部112から構
成されている。そして、該呼吸同調制御装置では、三方
弁130は、鼻カニューラ150と検出部126とを通
常連通しており、該検出部126にて鼻カニューラ15
0を使用している者の吸気(減圧)を検出すると、該三
方弁130が切り替えられ、酸素ボンベ140側からの
酸素ガスが鼻カニューラ150側へ供給されるようにな
る。
た呼吸同調制御装置は、在宅医療、或いは、携帯には適
さなかった。即ち、ガス供給制御装置は、現在病院に限
定されず、家庭内、或いは、路上でも用いられるような
っている。ところが、ガス供給制御装置は、酸素ボンベ
の消費を抑えるように必要最小限の酸素ガスを間欠的に
供給するため、酸素ガスが適正に供給されているかの判
断は、使用者側では困難である。しかしながら、上記呼
吸同調制御装置は、適正に酸素ガスが供給されているか
を検出する手段を備えておらず、酸素ガスが供給されて
いるかの確認用の装置を付加することなく、在宅医療に
適用するのは危険であった。
なされたものであり、その目的とするところは、確実に
酸素ガスを供給できるガス供給制御装置を提供すること
にある。
供給源からのガスを使用者の呼吸に応答させて供給する
ガス供給制御装置であって、ガスの供給・停止を司る電
磁弁と、ガス供給源から前記電磁弁までガスを導くガス
導入路と、前記電磁弁から前記使用者までガスを導くガ
ス導出路と、前記ガス導出路内の圧力変化を検出する圧
力検出装置と、前記圧力検出装置によって使用者の吸気
による前記ガス導出路内の圧力低下を検出した際に、前
記電磁弁を開放して前記ガス導出路側へガスを供給する
電磁弁制御手段と、前記圧力検出装置により前記ガス導
出路内の圧力上昇が継続して検出されたときに警報を発
する第2警報手段と、を備えることを技術的特徴とす
る。
記圧力検出装置は、圧力センサからなることを技術的特
徴とする。
て、前記第2警報手段は、警報を発する際に、警報音を
吹鳴することを技術的特徴とする。
て、前記ガス供給制御装置が、酸素を供給することを技
術的特徴とする。
制御手段が、圧力検出装置によって使用者の吸気による
ガス導出路内の圧力低下を検出した際に、電磁弁を制御
してガス導出路側へガスを供給する。一方、第2警報手
段が、圧力検出装置により前記ガス導出路内の圧力上昇
が継続して検出されたとき、即ち、ガス導出路に障害が
ある時に警報を発する。請求項1では、ガスが供給され
ていることを監視しているため、ガスを確実に供給する
ことができる。また、該ガスが供給されているかの監視
を、使用者の吸気を検出する圧力検出装置を用いるた
め、廉価に構成できる利点がある。
るガス供給制御装置について図を参照して説明する。図
1は1実施態様に係るガス供給制御装置の構成を示して
いる。ガス供給制御装置10は、酸素ボンベ40からの
酸素ガスを、鼻カニューラ50を使用している者の呼吸
に合わせて間欠的に供給する。該ガス供給制御装置10
は、筆箱大の筐体11内に収容され、小型の酸素ボンベ
40と共に、鼻カニューラ50の使用者によって携帯可
能に構成されている。
り付けられ、一定圧の酸素ガスを供給できるようになっ
ている。該調整器42に配設されたチューブ44は、ガ
ス供給制御装置10のガス導入路34へ接続されてい
る。該ガス導入路34は、電磁弁30及び手動弁32へ
連結されている。該電磁弁30は、ガス導出路36へ接
続されている。同様に、手動弁32は、流量調節器28
を介してガス導出路36へ接続されている。該ガス導出
路36は、鼻カニューラ50へのチューブ52へ接続さ
れている。当該ガス導出路36には、該ガス導出路36
−チューブ52−鼻カニューラ50内の圧力を検出する
ための圧力センサ26が連結されている。該手動弁32
は、使用者の操作により開放された際に、流量調節器2
8に設定された量の酸素ガスが継続して流出されるよう
に構成されている。
御を行うワンチップマイコンからなる制御回路12と、
図示しないLCDに設定酸素ガス流量及び検出した呼吸
数を表示させるLCD表示回路14と、図示しないロー
タリースイッチに設定された酸素ガス流量を入力すると
共に、図示しないリセットボタンの操作に応じて後述す
るアラーム音を解除する入力回路16と、電磁弁30を
制御する電磁弁制御回路18と、上述した圧力センサ2
6からの信号を入力するための圧力検出回路20と、ア
ラームを吹鳴するめのブザー21と、上述した制御回路
12の暴走時にリセットを行うウォッチドック回路22
と、各回路へ電力を供給するための電池駆動用電源回路
24とを備えている。
路20から数百μAの定電流が流されており、ガス導出
路36内の酸素ガス圧力に応じて、図4(A)中に示す
ように電位が0V〜4Vの範囲で変化する。図4(A)
で、縦軸は検出電位を示し、横軸は経過時刻を示してい
る。ここで、2Vは、圧力が中位(定常時)にあること
を示し、4Vは、圧力が低下した状態、即ち、鼻カニュ
ーラ使用者が吸気している状態を示す。他方、0Vは、
圧力が上昇した状態、即ち、酸素ボンベ40側から酸素
ガスが供給された状態を示している。
している。時刻t1にて、使用者が吸気を開始すると、
ガス導出路36内が減圧して検出電位は、2Vから4V
へ上昇する。ここで、4Vに上昇したタイミング(時刻
t2)で電磁弁30を数10〜数百msec開き、これに応
じてガス導出路36内の圧力が一瞬上昇する(電圧0
V)。その後、使用者が吸気を続けることで圧力の低下
状態(4V)が続く。そして、使用者が呼気(息を吐
く)を開始することで(時刻t3)、検出電位が4Vか
ら2V(中位)まで下がり、該中位の圧力状態(2V)
が次の吸気まで続く。なお、図4(A)中で、実際の電
位変化は、ノイズが重畳した波形であるが、ここでは、
便宜上該ノイズを取り払った波形を示してある。
路12による処理について、当該処理のメインルーチン
を示す図2を参照して説明する。該制御経路12は、図
4(A)を参照して上述したように鼻カニューラ50の
使用者の呼吸に合わせて酸素ガスを供給すると共に、酸
素ガスが適切に供給されているかの検出を行う。
い(S12)、次に、ガス導出路36内の加圧状態が1
0秒以上継続するかを判断する(S14)。ここで、図
4(C)中に示すように加圧状態が10秒以上続く場合
(S14がYes)、例えば、鼻カニューラ側のチュー
ブ52が捻られ、酸素ガスが使用者側へ送れなくなった
際には、ステップ16へ移行してブザー(アラーム)2
1を吹鳴する。
ンが操作されるか、ある時間吹鳴することにより、適正
に供給されてないことを知った使用者は、該チューブ5
2を点検し捩りを戻すことで、ガス供給制御装置が適正
に酸素を供給できるようになる。ここで、リセットボタ
ンが押されるか、あるアラーム吹鳴時間が経過すると、
再び、加圧状態が10秒以上継続するか判断され(S1
4)、上述したようにチューブ52の捩りを直してある
ときには、使用者側へ酸素ガスが供給されるため、ステ
ップ14の判断がYesとなって、処理はステップ18
へ進む。他方、チューブ52の捩りが直っていないとき
には、ステップ14がYesとなり、再びブザー21を
吹鳴する(S16)。このように、適正に供給されるよ
うになるまでアラームが鳴り続け、又は、断続的に鳴り
続けるため、確実に酸素ガスを供給することができる。
からの信号により使用者が吸気したかを検出する。ここ
で、図4(A)を参照して上述したように、使用者が吸
気を開始し、圧力が低下して電圧が上昇すると(時刻t
2)、該ステップ18の判断がYesとなり、電磁弁3
0をオンし(S20)、酸素ボンベ40側の酸素ガスを
ガス導出路36側へ導く。そして、該導いた酸素ガスに
より、ガス導出路36内の圧力が上昇したか、即ち、適
正に酸素ガスが供給されたかを判断する(S22)。
うに、酸素ガスが適正に供給され、ガス導出路36内の
圧力が一瞬上昇したときには(時刻t2)、該ステップ
22の判断がYesとなって、ステップ26へ進み、設
定時間(数10〜数百msec)後に電磁弁30を閉じ、一
連の処理が終了してステップ14へ戻る。他方、例え
ば、酸素ボンベ40のガスを使い切り、酸素ガスの圧力
が低下しているとき、或いは、酸素ボンベ側のチューブ
44が捻られているときには、ガス導出路36内の圧力
が上昇せず、図4(B)に示すように電位が下降しない
ため(S22がNo)、ステップ24へ移行し、ブザー
(アラーム)21を吹鳴する。
ンが操作されるか、ある時間鳴らすことにより、適正に
供給されてないことを知った使用者は、該酸素ボンベを
交換、或いは、チューブ44を点検して捩りを戻すこと
で、ガス供給制御装置が適正に酸素を供給できるように
なる。ここで、リセットボタンが押されるか、あるアラ
ーム吹鳴時間が経過すると、再び、同様に処理が進めら
れ、上述したように酸素ボンベの交換、或いは、チュー
ブ44の捩りを直してあるときには、使用者側へ酸素ガ
スが供給されるため、ステップ24の判断がYesとな
って、処理はステップ26へ進む。他方、適正な対処が
なされていないときには、ステップ24が再びNoとな
り、ブザー21を再度吹鳴する(S26)。このよう
に、適正に供給されるようになるまでアラームが鳴り続
け、又は、断続的に鳴り続けるため、確実に酸素ガスを
供給することができる。
ステップ26でのアラーム音を異ならしめることが好適
である。このアラーム音を異ならしめることで、使用者
に電磁弁30の酸素ボンベ側のチューブ44で障害が発
生しているのか、鼻カニューラ側のチューブ52で発生
しているのかを知らしめる。
ため、図2に示す主処理と平行して図3に示す割り込み
処理を行っている。まず、割り込み処理1として、制御
回路10は、使用者により吸気が10秒以上連続してな
されないかを判断する(S32)。ここで、10秒間吸
気がないとき、例えば、使用者の呼吸が弱く、吸気が検
出できないようなときには(S32がYes)、電磁弁
30を開き酸素ガスを強制的に供給する(S34)。こ
れにより、酸素ガスの供給されない危険な状態が長く続
くことを防止する。
0は、使用者により吸気が30秒以上なされないかを判
断する(S42)。ここで、30秒間吸気がないとき、
例えば、鼻カニューラ50が外された状態で、上述した
割り込み処理により酸素ガスの供給が続いているときに
は(S42がYes)、ブザー(アラーム)21を吹鳴
し(S44)、該ガス供給制御装置の電源をオフを促
す。これにより、酸素ガスの垂れ流しが続くことを防止
する。
力が発生しないレベルで、必要最小限の酸素ガスを間欠
的に供給しているため、装置が適正に動作し、酸素ガス
が供給されているかを、鼻カニューラの使用感では判別
できない。一方、ガス供給制御装置を携帯している時に
は、チューブ44,52が捩られ、これにより酸素ガス
の供給が滞ることが度々起こり得る。このため、上述し
たように本実施形態のガス供給制御装置10によれば、
酸素ガスが供給されていることを監視し、供給が滞って
いる際にはアラームを鳴らすことで、酸素ガスを確実に
供給する。また、該ガスが供給されているかの監視を、
使用者の吸気を検出する圧力センサを兼用して検出して
いるため、ガス供給制御装置を軽量且つ廉価に構成でき
る利点がある。このため、本実施形態のガス供給制御装
置10は、携帯用、在宅用に好適に用いることができ
る。
御装置に鼻カニューラを接続する例を挙げたが、本実施
形態のガス供給制御装置にマウスピースを取り付けるこ
とも勿論可能である。
供給されていることを監視しているため、ガスを確実に
供給することができる。また、該ガスが供給されている
かの監視を、使用者の吸気を検出する圧力センサを用い
るため、ガス供給制御装置を廉価に構成できる利点があ
る。
構成を示すブロック図である。
フローチャートである。
示すフローチャートである。
センサの出力波形を示す波形図である。
ブロック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ガス供給源からのガスを使用者の呼吸に
応答させて供給するガス供給制御装置であって、 ガスの供給・停止を司る電磁弁と、ガス供給源 から前記電磁弁までガスを導くガス導入路
と、 前記電磁弁から前記使用者までガスを導くガス導出路
と、 前記ガス導出路内の圧力変化を検出する圧力検出装置
と、 前記圧力検出装置によって使用者の吸気による前記ガス
導出路内の圧力低下を検出した際に、前記電磁弁を開放
して前記ガス導出路側へガスを供給する電磁弁制御手段
と、 前記圧力検出装置により前記ガス導出路内の圧力上昇が
継続して検出されたときに警報を発する第2警報手段
と、を備えることを特徴とするガス供給制御装置。 - 【請求項2】 前記圧力検出装置は、圧力センサからな
ることを特徴とする請求項1のガス供給制御装置。 - 【請求項3】 前記第2警報手段は、警報を発する際
に、警報音を吹鳴することを特徴とする請求項1又は2
のガス供給制御装置。 - 【請求項4】 前記ガス供給制御装置が、酸素を供給す
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載
のガス供給制御装置。
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Publications (2)
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JPH11319093A JPH11319093A (ja) | 1999-11-24 |
JP3534613B2 true JP3534613B2 (ja) | 2004-06-07 |
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Family Applications (1)
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JP15532098A Expired - Fee Related JP3534613B2 (ja) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | ガス供給制御装置 |
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- 1998-05-20 JP JP15532098A patent/JP3534613B2/ja not_active Expired - Fee Related
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