JP4242816B2

JP4242816B2 - 酸素濃縮器

Info

Publication number: JP4242816B2
Application number: JP2004250219A
Authority: JP
Inventors: 秀明八木; 隆仁小島; 猛彦齋木
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2024-08-30
Also published as: JP2006061566A

Description

本発明は、例えば圧力変動吸着法や酸素富化膜式などにより高濃度の酸素を患者等に供給する酸素濃縮器に関するものである。

従来より、在宅酸素療法などに使用される医療用酸素濃縮器としては、例えば圧力変動吸着型などの酸素濃縮器が知られている。この種の酸素濃縮器は、空気中の酸素を濃縮して酸素濃縮ガスを製造し、この酸素濃縮ガスを患者に供給する装置である。

また、近年では、患者の状態を検出するために、パルスオキシメータにより、患者の血中の酸素濃度（動脈血酸素飽和度：ＳｐＯ₂）を測定できるようにした酸素濃縮器が提案されている。

例えば引用文献１には、パルスオキシメータにより測定したＳｐＯ₂値に基づいて、酸素濃縮ガスの流量を増減制御する技術が開示されている。また、引用文献２には、パルスオキシメータにより測定したＳｐＯ₂値に基づいて、酸素濃縮ガスの供給時間等を制御する技術が開示されている。
特許第３３７４４２４号（第３頁、図１）特開２００２−２３９００７号（第５頁、図８）

しかしながら、前記引用文献１の技術では、パルスオキシメータで測定したＳｐＯ₂値を、酸素濃縮器に表示するという内容の開示はなく、患者等の使用者にとっては、ＳｐＯ₂値がどの程度か不明であるという問題があった。

一方、引用文献２には、ＳｐＯ₂値を表示する酸素濃度表示ディスプレイ１３や診断結果を表示する指示項目ディスプレイ１４の記載があるが、この様な専用の表示装置を設けると、その内部構造や操作パネルの構造が複雑になり、コストの面で負担が大きくなるという問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な装置構成にて、低コストで必要な表示を行うことができる酸素濃縮器を提供することにある。

（１）請求項１の発明は、空気中の酸素を濃縮するとともに、該酸素を濃縮した酸素濃縮ガスを供給する酸素濃縮器に、前記酸素濃縮ガスの流量等の酸素濃縮器の動作に関する情報（例えば流量や稼働時間）を表示する表示装置（例えば流量表示器や稼働時間表示器）を備えた構成を有し、被測定者の動脈血酸素飽和度を測定する酸素飽和度測定装置（例えばパルスオキシメータ）によって、前記動脈血酸素飽和度を測定したときには、前記酸素飽和度測定装置からの信号に基づいて、前記表示装置を利用して前記動脈血酸素飽和度を表示する酸素濃縮器であって、前記酸素飽和度測定装置は、前記被測定者に装着されるセンサ部と、該センサ部からの信号に基づいて動脈血酸素飽和度を求める検出回路と、を備えており、且つ、前記センサ部は、前記酸素濃縮器に着脱可能に接続される装置であり、前記センサ部が前記酸素濃縮器に接続された場合には、自動的に前記動脈血酸素飽和度を測定するとともに、前記表示装置の表示内容を前記動脈血酸素飽和度の表示に切り換えることを特徴とする。

本発明では、流量や稼働時間などの酸素濃縮器自身の動作に関する通常の表示を行う表示装置を利用し、動脈血酸素飽和度を測定した場合には、その表示装置にて動脈血酸素飽和度を表示する制御を行う。

これによって、各表示内容に応じた多数の表示装置を設ける必要が無いので、酸素濃縮器の装置構成を簡易化できるとともに、コストを低減できるという顕著な効果を奏する。
また、本発明では、センサ部が酸素濃縮器に接続された場合には、自動的に動脈血酸素飽和度を測定するとともに、表示装置の表示内容を動脈血酸素飽和度の表示に切り換えるので、手間が要らず非常に便利である。
尚、酸素飽和度測定装置で測定されたデータが、例えば動脈血酸素飽和度や心拍数の様に複数種類ある場合には、単一の表示装置に各データを表示してもよく、或いは、複数の表示装置にそれぞれのデータを分けて表してもよい。

ここで、前記表示装置にて表示する酸素濃縮器の動作に関する情報とは、前記酸素飽和度測定装置で測定されたデータ（例えば動脈血酸素飽和度や心拍数など）以外のデータということができる。
なお、センサ部は、リード部やコネクタを介して酸素濃縮器に接続することができる。

（２）請求項２の発明は、前記表示装置外又は前記表示装置内に、文字又は記号を表示できる表示部（例えば表示装置外の第１〜第４ＬＥＤランプや表示装置内の所定領域）を備え、前記表示装置にて前記動脈血酸素飽和度の値を表示するときには、その表示された値が前記動脈血酸素飽和度を示す値であることを、前記表示部にて表示することを特徴とする。

本発明では、表示装置に、測定された値等の数値を表示するだけでなく、表示部にてその表示内容が何であるかを示すので、表示内容を把握することが容易であるという利点がある。

（３）請求項３の発明は、前記検出回路にて検出した動脈血酸素飽和度のデータを送信する送信回路と、該送信回路から送信されたデータを受信する受信回路とを備え、前記受信回路が前記動脈血酸素飽和度の所定範囲内のデータを受信しないときは、前記酸素濃縮器の動作に関する表示（例えば流量や稼働時間の通常の表示）を行い、前記受信回路が前記動脈血酸素飽和度の所定範囲内のデータを受信するときは、前記表示装置を制御して前記動脈血酸素飽和度の表示に切り換えることを特徴とする。

本発明では、検出回路から送信されたデータが、動脈血酸素飽和度として適切な値であった場合のみ表示を切り換えるので、表示内容の信頼性が高いという利点がある。

（４）請求項４の発明は、前記動脈血酸素飽和度に応じて、前記酸素濃縮ガスの流量を制御することを特徴とする。

本発明では、動脈血酸素飽和度に応じて、酸素濃縮ガスの流量を制御することができる。

次に、本発明の最良の形態の例（実施例）について説明する。

本実施例では、空気中から窒素吸着剤を用いて窒素を吸着して除去することにより酸素を濃縮し、この高濃度の酸素を含む酸素濃縮ガスを患者に対して供給する圧力変動吸着型の医療用酸素濃縮器（以下酸素濃縮器と記す）を例に挙げる。

ａ）まず、本実施例の酸素濃縮器の構成について説明する。
図１に示す様に、本実施例の酸素濃縮器１は、酸素濃縮ガスを生成して患者に供給するとともに、動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ₂）及び心拍数を測定することが可能な装置であり、略直方体形状の筐体３の上部には、酸素濃縮器１の操作やその動作の表示を行う操作パネル５が設けられ、その正面には、酸素濃縮ガスの加湿を行う加湿器７が配置されている。

特に、本実施例では、筐体３の正面の上部に、後に詳述するパルスオキシメータ８（図２参照）のセンサ部９が、センサ側コネクタ１１を介して着脱可能に装着されている。
また、前記操作パネル５には、酸素濃縮器１の運転／停止を行うための電源スイッチ１３、使用者に供給する酸素濃縮ガスの流量の設定値を切り換えるための流量設定器１５、設定された流量値を示す流量表示器１７、運転した時間の累積時間を表示する稼働時間表示器１９などが設けられている。尚、流量表示器１７や稼働時間表示器１９としては、文字や数字等の表示が可能な発光ダイオードや液晶表示モジュールなどを利用できる。

更に、図２に示す様に、操作パネル５において、流量表示器１７の上方には、流量表示器１７に通常表示される内容（即ち流量）を示すために、第１ＬＥＤランプ２１が配置され、この第１ＬＥＤランプ２１の横には、「流量」との表記がされている。

また、流量表示器１７の下方には、パルスオキシメータ８の作動時に表示される内容（即ち動脈血酸素飽和度）を示すために、第２ＬＥＤランプ２３が配置され、この第２ＬＥＤランプ２３の横には、「ＳｐＯ₂」との表記がされている。

一方、稼働時間表示器１９の上方には、稼働時間表示器１９に通常表示される内容（即ち稼働時間）を示すために、第３ＬＥＤランプ２５が配置され、この第３ＬＥＤランプ２５の横には、「稼働時間」との表記がされている。

また、稼働時間表示器１９の下方には、パルスオキシメータ８の作動時に表示される内容（即ち心拍数）を示すために、第４ＬＥＤランプ２７が配置され、第４ＬＥＤランプ２７の横には、「心拍数」との表記がされている。

ｂ）次に、本実施例の酸素濃縮器１の電気的構成及び主な動作について説明する。
図２に示す様に、酸素濃縮器１には、酸素濃縮器１の動作を制御する電子制御装置（主制御装置）２９が搭載されている。この主制御装置２９は、周知のマイクロコンピュータ（マイコン）を備えており、流量表示器１７、稼働時間表示器１９、第１〜第４ＬＥＤランプ２１〜２７に接続されている。

また、前記主制御装置２９には、前記電源スイッチ１３や流量設定器１５に加え、図示しない酸素センサや圧力センサ等のセンサ類３１が接続されるとともに、図示しない電磁弁やアクチュエータ等のアクチュエータ類３３が接続されている。

特に、本実施例では、通常の酸素濃縮ガスの生成及び供給を行う構成だけでなく、パルスオキシメータ８によって、患者の動脈血酸素飽和度や心拍数を測定できる構成を備えている。

このパルスオキシメータ８とは、赤外発光ダイオードと赤色発光ダイオードによる２波長の光の吸収率の差から動脈血酸素飽和度及び心拍数を測定できる装置であり、患者の指に装着されて赤外発光ダイオードや赤色発光ダイオードの照射及び受光を行うセンサ部９や、そのセンサ部９からの信号を受信して動脈血酸素飽和度を算出する検出回路３５等から構成されている。

前記センサ部９にはリード部３７が設けられ、リード部３７の先端にはセンサ側コネクタ１１が設けられており、このセンサ側コネクタ１１を、酸素濃縮器１の筐体３側に設けられた筐体側コネクタ３９に接続することにより、センサ部９が酸素濃縮器１に対して着脱可能に装着される。また、検出回路３５は、酸素濃縮器１の筐体３内に配置されている。

よって、センサ部９が酸素濃縮器１に接続されると、センサ部９と検出回路３５とが電気的に接続されて、パルスオキシメータ８として機能することが可能となる。
これにより、センサ部９が酸素濃縮器１に接続されると、センサ部９からの信号に基づいて、検出回路３５にて動脈血酸素飽和度や心拍数が算出され、この算出されたデータは、検出回路３５に設けられた送信回路により受信回路４１に送信され、受信回路４１から主制御装置２９に入力されることになる。

従って、本実施例では、上述した構成によって、前記主制御装置２９の制御により、通常の酸素濃縮ガスを供給する動作の際には、流量表示器１７に流量を表示するとともに、第１ＬＥＤランプ２１を点灯し、同時に、稼働時間表示器１９に稼働時間を表示するとともに、第３ＬＥＤランプ２５を点灯する。

一方、センサ部９が接続されると、自動的にパルスオキシメータ８による測定が実施され、そのデータが主制御装置２９に送信されるので、主制御装置９は、上述した通常の酸素濃縮ガスを供給する際の表示を自動的に切り換えて、流量表示器１７に動脈血酸素飽和度を表示するとともに、第２ＬＥＤランプ２３を点灯し、同時に、稼働時間表示器１９に心拍数を表示するとともに、第４ＬＥＤランプ２７を点灯する。

ｃ)次に、本実施例の主制御装置２９等にて行われる制御処理について、図３のフローチャート等に基づいて、更に詳しく説明する。
流量設定器１５によって流量が設定され、電源スイッチ１３がオンとされると、酸素濃縮器１は、通常の動作として、空気中から酸素の濃縮して酸素濃縮ガスを患者等に供給する動作を行う。

従って、その場合には、図３のステップ１００にて、図４の左図に示す様に、流量表示器１７に流量を表示し、（流量表示であることを示す）第１ＬＥＤランプ２１を点灯する。

それとともに、ステップ１１０にて、稼働時間表示器１９に稼働時間を表示し、（稼働時間表示であることを示す）第３ＬＥＤランプ２５を点灯する。
また、センサ部９が酸素濃縮器１に接続されると、パルスオキシメータ８が作動して、自動的に動脈血酸素飽和度及び心拍数を測定し、そのデータを主制御装置２９に送信するので、ステップ１２０では、パルスオキシメータ８の検出回路３５から、その測定結果である動脈血酸素飽和度に相当するデータが送信されたか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１３０に進み、一方否定判断されると前記ステップ１００に戻る。

ステップ１３０では、受信したデータが、動脈血酸素飽和度として適切な範囲のデータ（通常ありえる範囲のデータ：例えば５０〜１００％）であるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１４０に進み、一方否定判断されると前記ステップ１００に戻る。

ステップ１４０では、送信されたデータが、測定値として適切な値であるので、そのデータを信頼して、今までの流量等の表示をこの測定データの表示に自動的に切り換える処理を行う。

具体的には、図４の右図に示す様に、流量表示器１７に動脈血酸素飽和度を表示し、（動脈血酸素飽和度表示であることを示す）第２ＬＥＤランプ２３を点灯する。
それとともに、ステップ１５０では、稼働時間表示器１９に心拍数を表示し、（心拍数表示であることを示す）第４ＬＥＤランプ２７を点灯し、一旦本処理を終了する。尚、センサ部９が酸素濃縮器１から外されると、元の表示に戻る。

ｄ）この様に、本実施例では、通常は、流量表示器１７にて流量の表示を行うとともに稼働時間表示部１９にて稼働時間の表示を行うが、センサ部９が酸素濃縮器１に接続されると、動脈血酸素飽和度及び心拍数の測定を行って、自動的に流量や稼働時間の表示を動脈血酸素飽和度や心拍数の表示に切り換えるので、酸素濃縮器１にて、患者の状態を速やかに把握することができる。

特に、動脈血酸素飽和度や心拍数の表示は、流量の表示を行う流量表示器１７や稼働時間表示器１９を利用して行うので、装置構成を簡易化でき、コストを低減できるという顕著な効果を奏する。

また、単に、動脈血酸素飽和度や心拍数の数値を、流量表示器１７や稼働時間表示器１９に表示するだけでなく、第１〜第４ＬＥＤランプ２１〜２７の点灯や消灯の制御によりその表示された数値の意味を示すので、表示された数値の内容を明確に把握することができる。

尚、数値等を表示できる表示器が１種しか無い場合には、その１種の表示器を用いて、同様な表示の切り換えを行うことができる。例えば流量表示器１７しかない場合には、流量表示器１７を用いて、流量と動脈血酸素飽和度の表示の切り換えを行ってもよい。

次に、実施例２の酸素濃縮器について説明するが、前記実施例１と同様な内容については省略する。
本実施例では、前記実施例１とは、酸素濃縮器の動作の表示やパルスオキシメータにて測定した内容の表示方法が多少異なる。

つまり、本実施例では、前記実施例１の様な第１〜第４ＬＥＤランプを用いずに、例えば図５の左図に示す様に、通常は、稼働時間表示器５１に、「稼働時間」という文字を表示するとともに稼働時間の数値を表示する。

そして、パルスオキシメータにより、動脈血酸素飽和度及び心拍数を測定した場合には、その表示を、例えば図５の右図に示す様に切り換える。具体的には、稼働時間表示器５１に、「ＳｐＯ₂」という文字及びその数値を表示するとともに、「心拍数」という文字及びその数値を表示する。

本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏するとともに、第１〜第４ＬＥＤランプが不要であるので、一層装置構成を簡易化できるという利点がある。
更に、本実施例では、流量表示器はそのまま流量を表示できるので、酸素濃縮器の動作もチェックできるという効果がある。

また、流量表示器のみしか文字や数値等を表示できる表示器が無い場合には、流量表示器にて同様な表示の切り換えを行うことができる。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）例えば、本発明は、上述した圧力変動吸着型酸素濃縮器以外にも、酸素を窒素よりも通す酸素富化膜に空気を通して濃縮酸素を得る酸素富化膜式酸素濃縮器などにも適用することができる。

実施例１の酸素濃縮器の外観を示す説明図である。実施例１の酸素濃縮器の電子制御装置の電気的構成を示す説明図である。実施例１の電子制御装置にて行われる処理を示すフローチャートである。実施例１の表示の切り換えの状態を示す説明図である。実施例２の表示の切り換えの状態を示す説明図である。

符号の説明

１…酸素濃縮器
３…筐体
５…操作パネル
８…パルスオキシメータ
９…センサ部
１７…流量表示器
１９、５１…稼働時間表示器
２１〜２７…ＬＥＤランプ
３５…検出回路

Claims

空気中の酸素を濃縮するとともに、該酸素を濃縮した酸素濃縮ガスを供給する酸素濃縮器に、前記酸素濃縮ガスの流量等の酸素濃縮器の動作に関する情報を表示する表示装置を備えた構成を有し、
被測定者の動脈血酸素飽和度を測定する酸素飽和度測定装置によって、前記動脈血酸素飽和度を測定したときには、前記酸素飽和度測定装置からの信号に基づいて、前記表示装置を利用して前記動脈血酸素飽和度を表示する酸素濃縮器であって、
前記酸素飽和度測定装置は、前記被測定者に装着されるセンサ部と、該センサ部からの信号に基づいて動脈血酸素飽和度を求める検出回路と、を備えており、
且つ、前記センサ部は、前記酸素濃縮器に着脱可能に接続される装置であり、
前記センサ部が前記酸素濃縮器に接続された場合には、自動的に前記動脈血酸素飽和度を測定するとともに、前記表示装置の表示内容を前記動脈血酸素飽和度の表示に切り換えることを特徴とする酸素濃縮器。
前記表示装置外又は前記表示装置内に、文字又は記号を表示できる表示部を備え、
前記表示装置にて前記動脈血酸素飽和度の値を表示するときには、その表示された値が前記動脈血酸素飽和度を示す値であることを、前記表示部にて表示することを特徴とする前記請求項１に記載の酸素濃縮器。
前記検出回路にて検出した動脈血酸素飽和度のデータを送信する送信回路と、該送信回路から送信されたデータを受信する受信回路とを備え、
前記受信回路が前記動脈血酸素飽和度の所定範囲内のデータを受信しないときは、前記酸素濃縮器の動作に関する表示を行い、前記受信回路が前記動脈血酸素飽和度の所定範囲内のデータを受信するときは、前記表示装置を制御して前記動脈血酸素飽和度の表示に切り換えることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の酸素濃縮器
前記動脈血酸素飽和度に応じて、前記酸素濃縮ガスの流量を制御することを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の酸素濃縮器。