JP4229519B2 - 酸素及び一酸化窒素供給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、患者の呼吸に同調して、酸素及び一酸化窒素を供給する装置であって、一酸化窒素による人体への悪影響を小さくすることができる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、社会の高齢化に伴って、在宅治療や緊急時に使用する持ち運び可能な小型の酸素供給装置が開発されている。特に、患者の呼吸を吸気センサで測定し、これとタイミングを合わせて、患者の吸気があった時にのみ一定量の酸素を供給し、酸素ボンベ(酸素供給装置)の酸素を節約して長時間の使用を可能とした技術が開発されている。
【0003】
このような酸素供給装置の、酸素供給経路に関する発明としては、例えば特開昭57-195465号公報や、特公平4-3229号公報に記載される従来技術がある。
【0004】
一方、病院等の医療施設においては、肺高血圧症の患者に対し酸素を供給するのに加えて、一酸化窒素を供給することにより肺の血管を膨潤し、血圧を下げる治療が行われている。この治療を病院外、特に家庭において施すために、もちろん、上記した装置を応用して、酸素供給経路と同じ一酸化窒素供給経路を単純に並設させた構造を有する装置を構成することも考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、独立した供給経路で一酸化窒素を酸素と同時に供給する装置では、吸気センサの感知不良があった場合や酸素の供給装置である酸素ボンベが一酸化窒素ボンベより早く消費されてしまったような場合、誤って一酸化窒素のみが供給されてしまう場合が考えられる。
【0006】
また、確実な吸気センサを用い、酸素と一酸化窒素が同時に供給される構造としても、酸素供給弁と一酸化窒素供給弁の開放終期のタイミングを取ることは難しく、一酸化窒素供給弁の開放終期が酸素供給弁のそれより遅くなると、そのズレた時間に、一酸化窒素のみが供給されてしまうことになる。
【0007】
そして、一酸化窒素による中毒の可能性を考慮すると、たとえ短期間でも一酸化窒素のみ人体に供給する状態は望ましいものではない。
【0008】
そこで、本発明の目的は、酸素と一酸化窒素とを確実に同時に供給することができ、一酸化窒素による人体への悪影響を与えることのない酸素及び一酸化窒素供給装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の酸素及び一酸化窒素供給装置は、酸素供給装置と患者の間に酸素供給弁と酸素流通センサとを設けた酸素供給経路と、一酸化窒素供給装置と患者との間に一酸化窒素供給弁と一酸化窒素流通センサとを設けた一酸化窒素供給経路と、患者の吸気を感知する吸気センサとを有し、前記酸素供給弁は前記吸気センサに基づく吸気開始信号に従って前記酸素供給経路を開放し、前記一酸化窒素供給弁は前記酸素流通センサに基づく酸素流通開始信号に従って前記一酸化窒素供給経路を開放するとともに、前記一酸化窒素供給弁は所定時間経過後、前記一酸化窒素供給経路を閉鎖し、前記酸素供給弁は前記一酸化窒素流通センサに基づく一酸化窒素流通終了信号に基づき前記酸素供給経路を閉鎖する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明に係る酸素及び一酸化窒素供給装置(以下、単に酸素供給装置という)の実施例を図を用いて説明する。図1は本実施形態にかかる酸素供給装置の構成図、図2は制御装置のフローチャート、図3は酸素及び一酸化窒素の供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【0011】
本実施形態の酸素供給装置1は、酸素及び一酸化窒素を、装置の装着者の呼吸タイミングに合わせて供給する装置である。特に、かかる酸素供給装置は、一酸化窒素を酸素と同時に供給することにより、血管を膨潤化させ血圧を下げることを目的とする。
【0012】
図1に示すように、酸素供給装置たる酸素(O2)ボンベB1と一酸化窒素供給装置たる一酸化窒素(NO)ボンベB2を有し、それぞれカニューラ7に接続される第1流路R1、第2流路R2が形成される。これら第1流通経路R1及び第2流通経路R2は、接続部Mで連結され、共通経路R3となってカニューラ7に接続される。
【0013】
第1流通経路R1上には、酸素ボンベB1側から順に、酸素供給弁たる酸素電磁弁2、酸素流通センサたる酸素圧力センサ4が設置されている。これら酸素電磁弁2及び酸素圧力センサ4はいずれも制御装置8に接続される。
【0014】
第2流通経路R2上にも、同様に、一酸化窒素ボンベB2側から順に、一酸化窒素供給弁たる一酸化窒素電磁弁3、一酸化窒素流通センサたる一酸化窒素圧力センサ5が設置されており、両者はやはり制御装置8に接続される。
【0015】
なお、酸素電磁弁2並びに一酸化窒素電磁弁3は、いずれも、手動でこれらを閉鎖できる外部スイッチを有している。また、停電等が起こった際、一酸化窒素電磁弁3のみが開放されることのないように、酸素電磁弁2を電源停止時、開放側に維持される非自己保持型の電磁弁、一酸化窒素電磁弁3を電源停止時、閉鎖側に維持される非自己保持型の電磁弁とすることができる。
【0016】
また、カニューラ7の近傍には負圧センサである呼吸センサ6が取りつけられ、これが装着された患者の呼吸を検知して、患者の呼吸が吸気状態にあることを制御装置8に伝える。
【0017】
制御装置8は、酸素圧力センサ4と一酸化窒素圧力センサ5、及び呼吸センサ6からの信号を受け、これらの情報に基づいて酸素電磁弁2及び一酸化窒素電磁弁3を開閉する。また、この制御装置8には、酸素や一酸化窒素の供給、または酸素電磁弁2及び一酸化窒素電磁弁3に異常がある場合にこれをLED 等の光インジケータや警報音で看護人や使用者に知らせる警報手段9が取り付けられている。
【0018】
次に、制御装置8が行う制御フローを図2に基づいて説明する。
【0019】
まず、酸素供給装置のスイッチを入れると、呼吸センサ6がカニューラ7を装着した人間の呼吸のうち、吸気開始時の検知状態となる(ステップS1)。そして、吸気を検知すると、酸素電磁弁2を開放して(ステップS2)、まず酸素を供給する。
【0020】
酸素圧力センサ4がこの状態を確認し(ステップS3)、酸素が供給されたことが確認されない場合、一旦、酸素電磁弁2を閉鎖して(ステップS4)、警報手段9によりその旨を表示する(ステップS5)。この場合、警報手段9は、具体的には、酸素供給がなされていないことを示すLED を点灯させたうえで、警告音を発する(警報A)。そして、再度、吸気検知モード(ステップS1)に戻って、酸素の供給タイミングを計る。
【0021】
酸素圧力センサ4が、酸素が順調に供給されていることを確認した場合は(ステップS4)、上記した警報状態となっているかを判断し(ステップS6)、警報状態となっている場合は、これを解除して(ステップS7)、次の制御に進む。
【0022】
上記したように、酸素が供給されていることが確認された場合は、次に一酸化窒素電磁弁3を開放する(ステップS8)。なお、この段階で供給された一酸化窒素は、図1に示す共通流通経路R3で酸素と合流し、両者は混合された状態でカニューラ7に供給される。
【0023】
次に、一酸化窒素圧力センサ5が一酸化窒素供給状態を確認し(ステップS9)、一酸化窒素が供給されていることを確認できないと、酸素電磁弁2及び一酸化窒素電磁弁3に働きかけてこれを閉鎖し(ステップS10)、この旨を表示する(ステップS11)。具体的には、一酸化窒素供給がなされていないことを示すLED を点灯させ、警報音を発する(警報B)。そして、再度、吸気探知モード(ステップS1)に戻って、酸素及び一酸化窒素の供給タイミングを測定する。
【0024】
一酸化窒素圧力センサ5が、一酸化窒素が順調に供給されていることを確認した場合は(ステップS9)、上記した警報状態となっているかを判断し(ステップS12)、警報状態となっている場合は、これを解除して(ステップS13)、次の制御に進む。
【0025】
以上、酸素と一酸化窒素が供給されている状態で、一酸化窒素の供給時間に注目して予め設定された開放時間(400 msecから1200msecの間で設定される)の経過を測り(ステップS14)、その時間経過後、一酸化窒素電磁弁3を閉鎖する(ステップS15)。
【0026】
そして、一酸化窒素圧力センサ5が、一酸化窒素の供給が停止されたかどうかを判断し(ステップS16)、一酸化窒素の停止が確認されない場合は、警報手段9により、LED 点灯及び警報音によりその旨を表示する(ステップS17:警報C)。この場合、看護人や使用者が一酸化窒素電磁弁3並びに酸素電磁弁2を手動で閉鎖し、酸素供給装置1の点検を行う。
【0027】
また、一酸化窒素圧力センサ5が、一酸化窒素の供給が停止されていることを確認した場合は、次に、酸素電磁弁2を閉鎖し(ステップS18)、さらに酸素圧力センサ4により酸素供給が停止されたかどうかを確認する(ステップS19)。酸素圧力センサ4が、酸素供給が停止が確認されない場合は、警報手段9により、LED 点灯並びに警報音によりその旨を表示する(ステップS20)。そして、この場合も、看護人や使用者が酸素電磁弁2を手動で閉鎖して、酸素供給装置1の点検を行う。
【0028】
酸素圧力センサ4が、酸素供給の停止を確認した場合は、制御フローの最初に戻り、上記作業を繰り返す。すなわち、上記制御装置8の制御フローによれば、吸気検知、酸素供給開始、一酸化窒素供給開始、所定時間後に一酸化窒素供給終了、酸素供給終了という順番を繰り返すことにより、機器が制御される。
【0029】
図3に、以上説明した制御装置により、供給される酸素及び一酸化窒素の供給タイミングを示す。図3のタイミングチャートは、横軸に時間軸を取り、呼吸センサ6により測定される吸気信号、酸素電磁弁の作動状態信号、酸素圧力センサの検知信号、一酸化窒素電磁弁の作動状態信号、一酸化窒素圧力センサの検知信号を重ねて示すものである。
【0030】
図3に示すように、時系列的には、呼吸センサ6が吸気信号を感知し(A)、酸素電磁弁2が開放され(B)、酸素圧力センサ4が酸素の供給を感知する(C)。そして、一酸化窒素電磁弁3が開放され(D)、一酸化窒素圧力センサ5が一酸化窒素の供給を感知し(E)、一連の供給開始動作を終了する。
【0031】
次に、一酸化窒素の供給を感知後、一定時間(上述したとおり400 msecから1200msec)、一酸化窒素電磁弁3を開放した後、これを閉鎖する(F)。すると、一酸化窒素圧力センサ5が一酸化窒素の供給終了を感知し(G)、これに連動して酸素電磁弁2が閉鎖され(H)、酸素圧力センサ4が酸素供給の終了を感知して(I)、一連の供給終了動作を終える。
【0032】
このように、この酸素供給装置1の制御装置8によれば、酸素供給時間T1は酸素電磁弁開放時(B)から閉鎖時(H)となり、また、一酸化窒素供給時間T2は一酸化窒素電磁弁開放時(D)から閉鎖時(F)である。そして、一酸化窒素供給開始時(D)は常に酸素供給開始時(B)より遅く、一酸化窒素供給終了時(F)は常に酸素供給終了時(H)より早いため、一酸化窒素供給時間T2は必ず酸素供給時間T1内に存在することになる。
【0033】
以上説明したように、本実施形態の酸素供給装置1によれば、酸素供給の開始を確認して一酸化窒素供給を開始し、また、一酸化窒素供給の終了を確認したうえで酸素供給を終了するため、一酸化窒素のみがカニューラ7に供給されることを確実に防止することができる。
【0034】
特に、本実施形態の酸素供給装置1では、酸素及び一酸化窒素供給の開始と終了をセンサで検出しているために、なんらかの異常があった場合は、警報手段9が、それぞれの状態を表示灯や音声で看護人や装置の使用者にこれを知らせるため、迅速に改修、復旧させることができる。
【0035】
例えば、酸素ボンベB1内の酸素が一酸化窒素ボンベB2内の一酸化窒素より先に消費されてしまった場合は、警報(A)が発せられるため、酸素ボンベB1の取り替えの必要性を使用者に知らせることができる。
【0036】
なお、本実施形態の酸素供給装置1では、呼吸センサ6を別体として、カニューラ7に取りつけたが、例えばこれを共通流通経路R3中途部に設けるなどして、装置の一体化をはかっても良いことは勿論である。
【0037】
また、本実施形態の酸素供給装置1では、酸素供給装置及び一酸化窒素供給装置として酸素ボンベ及び一酸化窒素ボンベを使用したが、病室壁面に備え付けられた酸素、一酸化窒素アウトレット(配管端末器)に接続することもできる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の酸素及び一酸化窒素供給装置によれば、酸素とともに一酸化窒素を同時に供給することができるとともに、一酸化窒素のみの供給状態の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる酸素及び一酸化窒素供給装置の構成図である。
【図2】同酸素及び一酸化窒素供給装置に搭載される制御装置のフローチャートである。
【図3】同酸素及び一酸化窒素供給装置における、酸素及び一酸化窒素の供給タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 …酸素供給装置(酸素及び一酸化窒素供給装置)
2 …酸素電磁弁(酸素供給弁)
3 …一酸化窒素電磁弁(一酸化窒素供給弁)
4 …酸素圧力センサ(酸素流通センサ)
5 …一酸化窒素圧力センサ(一酸化窒素供給弁)
6 …呼吸センサ
7 …カニューラ(患者)
8 …制御装置
9 …警報手段
B1 …酸素ボンベ(酸素供給装置)
B2 …一酸化窒素ボンベ(一酸化窒素供給装置)
M …接続部
R1 …第1流通経路
R2 …第2流通経路
R3 …共通流通経路
T1 …酸素供給時間
T2 …一酸化窒素供給時間
Claims (1)
- 酸素供給装置と患者の間に酸素供給弁と酸素流通センサとを設けた酸素供給経路と、一酸化窒素供給装置と患者との間に一酸化窒素供給弁と一酸化窒素流通センサとを設けた一酸化窒素供給経路と、患者の吸気を感知する吸気センサとを有し、
前記酸素供給弁は前記吸気センサに基づく吸気開始信号に従って前記酸素供給経路を開放し、前記一酸化窒素供給弁は前記酸素流通センサに基づく酸素流通開始信号に従って前記一酸化窒素供給経路を開放するとともに、前記一酸化窒素供給弁は所定時間経過後、前記一酸化窒素供給経路を閉鎖し、前記酸素供給弁は前記一酸化窒素流通センサに基づく一酸化窒素流通終了信号に基づき前記酸素供給経路を閉鎖することを特徴とする酸素及び一酸化窒素供給装置。
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