JP5155258B2 - Oxygen concentrator - Google Patents
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Description
本発明は、酸素濃縮装置に係り、特に酸素富化気体の供給持続時間を有効に伸張可能とした、在宅酸素療法用の酸素濃縮装置に関する。 The present invention relates to an oxygen concentrator, and more particularly to an oxygen concentrator for home oxygen therapy that can effectively extend the supply duration of an oxygen-enriched gas.
従来、呼吸器疾患の患者に対して空気中の酸素を分離濃縮して酸素富化気体を得るための呼吸用気体供給装置(以下、酸素濃縮装置ともいう)が開発され、それを用いた酸素療法が次第に普及するようになってきた。 Conventionally, a breathing gas supply device (hereinafter also referred to as an oxygen concentrator) for separating and concentrating oxygen in the air to obtain an oxygen-enriched gas for respiratory disease patients has been developed, and oxygen using the same Therapy has become increasingly popular.
斯かる酸素療法は患者が医療機関に入院しつつ実施される場合もあるが、患者の呼吸器疾患が慢性症状を呈し、長期に渡ってこの酸素療法を実行して症状の平静化、安定化を図る必要がある場合には、患者の自宅に上記の酸素濃縮装置を設置し、この酸素濃縮装置が供給する酸素富化された気体をカニューラと呼ぶ管部材を用いて患者の鼻腔付近まで導いて、患者が吸引を行う治療方法も行われている。この種の治療方法を特に、在宅酸素療法あるいはHOT(Home Oxygen Therapy)とも称する。 Such oxygen therapy may be performed while the patient is admitted to a medical institution, but the patient's respiratory illness presents chronic symptoms, and this oxygen therapy is performed over a long period of time to stabilize and stabilize the symptoms. When it is necessary to install the oxygen concentrator above the patient's home, the oxygen-enriched gas supplied by the oxygen concentrator is guided to the vicinity of the patient's nasal cavity using a tube member called a cannula. There is also a treatment method in which a patient performs suction. This type of treatment is also referred to as home oxygen therapy or HOT (Home Oxygen Therapy).
上記の在宅酸素療法に用いる酸素濃縮装置は、患者宅等に固定的に設置されて自宅で療養を行う患者に対して呼吸用気体を供給するよう構成されており、商用交流電源をその駆動電力源とすることが一般的である。 The oxygen concentrator used in the above home oxygen therapy is configured to supply a breathing gas to a patient who is fixedly installed in a patient's home or the like and is being treated at home. It is common to use a source.
商用電源を電力源とする酸素濃縮装置の消費電力を減らして装置の小型化を図ったり、あるいは可搬型とするため内蔵蓄電池を電力源とした酸素濃縮装置の使用時間を伸張させるための構成が、例えば下記する特許文献1に、酸素富化気体の取り出し量(設定流量)が比較的小さいときに酸素富化気体貯留タンクの内圧を検知して電動式コンプレッサの駆動をコントロールする酸素濃縮装置として記載されている。 There is a configuration to extend the usage time of the oxygen concentrator using the built-in storage battery as the power source in order to reduce the power consumption of the oxygen concentrator using the commercial power source as the power source, or to make it portable. For example, in Patent Document 1 described below, as an oxygen concentrator that controls the driving of an electric compressor by detecting the internal pressure of an oxygen-enriched gas storage tank when the amount of oxygen-enriched gas taken out (set flow rate) is relatively small Have been described.
しかしながら上記の従来技術構成では、酸素富化気体の取り出し量が特定範囲以外のときには効果を奏することが出来ず、また電力の削減量も十分とはいえない問題がある。 However, the above-described prior art configuration has a problem that an effect cannot be obtained when the amount of oxygen-enriched gas extracted is outside a specific range, and the amount of power reduction cannot be said to be sufficient.
一方、酸素濃縮装置を構成するエアコンプレッサや空気中の窒素を選択的に吸収して酸素を分離する気体分別器等の小型軽量化も技術的進歩に伴って着実に実現されつつあり、この結果、酸素濃縮装置全体を小型軽量化して可搬型に構成し、患者自身が外出時に帯同しつつ酸素富化気体の吸入を行えるようにし、患者が自宅内にいるときも外出時にもこの可搬型酸素濃縮装置を用いて酸素富化気体の吸入を行うように改善した在宅酸素療法の実現が、視野に入りつつある。 On the other hand, the reduction in size and weight of air compressors that constitute oxygen concentrators and gas separators that selectively absorb nitrogen in the air and separate oxygen is steadily being realized with technological progress. The entire oxygen concentrator is made compact and lightweight, so that the patient can inhale the oxygen-enriched gas while staying outside. This portable oxygen can be used both when the patient is at home and when he is out. Realization of home oxygen therapy improved to inhale oxygen-enriched gas using a concentrator is entering the field of view.
この種の可搬型酸素濃縮装置は、典型的には繰り返し充放電が可能な2次電池を電力源として構成されており、充電を行うことなく気体供給を持続できる時間は電池の充放電容量によって規定されることとなる。また在宅療法患者は定期的に医療機関へ通院して診察を受ける必要があり、医療機関への往復路及び待合時間を考慮すれば上記の気体供給持続時間はより伸張されることが不可欠であるとともに、患者の歩行運動量を増加させて在宅酸素療法の効果を向上させるためにも可搬型酸素濃縮装置の気体供給時間伸張が必要となる。 This type of portable oxygen concentrator is typically configured with a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged as a power source, and the time during which gas supply can be continued without charging depends on the charge / discharge capacity of the battery. It will be specified. In addition, home therapy patients need to go to a medical institution regularly to be examined, and considering the round-trip route to the medical institution and the waiting time, it is essential that the above gas supply duration is further extended. At the same time, it is necessary to extend the gas supply time of the portable oxygen concentrator in order to increase the patient's walking momentum and improve the effect of home oxygen therapy.
すなわち酸素富化気体供給時間を従来よりも有効に伸張できる酸素濃縮装置が実現されなければ、患者の行動範囲を広げて利便性を増し、患者の体力向上にも有効な、より改善された在宅酸素療法を実現することが出来ない。 In other words, if an oxygen concentrator that can extend the oxygen-enriched gas supply time more effectively than before is not realized, the patient's range of action will be expanded and convenience will be increased. Oxygen therapy cannot be realized.
本発明は上記の状況に鑑みなされたものであって、呼吸用気体の供給持続時間を有効に伸張が可能な酸素濃縮装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of said situation, Comprising: It aims at providing the oxygen concentrator which can extend | stretch the supply duration of the breathing gas effectively.
上記の課題を解決するために、本発明は、下記する1)〜4)に記載の各構成を有する酸素濃縮装置を提供する。
1)酸素濃縮装置に装着又は送電路経由で接続された電力蓄積手段から所定範囲内の出力電圧が検出され、且つ、他の該装置外部の電源手段との接続が検出されない場合に、この電力蓄積手段を該装置の駆動電力源とすること、及び、呼吸用酸素富化気体の供給を使用者の吸気期間のみ行う呼吸同調モードとすること、を自動選択する制御手段を備えた酸素濃縮装置。
2)酸素濃縮装置への電力蓄積手段の装着が検出され、且つ、他の該装置外部の電源手段との接続が検出されない場合に、この電力蓄積手段を該装置の駆動電力源とすること、及び、呼吸用酸素富化気体の供給を使用者の吸気期間のみ行う呼吸同調モードとすること、を自動選択する制御手段を備えた酸素濃縮装置。
3)下記する(A)乃至(D)に記載された時間の内の少なくともいずれかを所定期間内につき積算した値を表示又は出力する出力手段を備えた、1)又は2)に記載の酸素濃縮装置。
(A)呼吸用酸素富化気体が生成された時間。
(B)前記制御手段の制御に従い呼吸同調モードで呼吸用酸素富化気体が供給された時間。
(C)前記電力蓄積手段が該装置の駆動電力源として選択された時間。
(D)呼吸同調モードによる呼吸用酸素富化気体の供給を実現するための呼吸検知手段が使用者の呼吸を検出した時間。
4)呼吸用酸素富化気体が生成された全時間に対する、下記する(E)乃至(G)に記載された時間の比率の内の少なくともいずれかを、所定期間内につき算出した値を表示又は出力する出力手段を備えた、1)又は2)に記載の酸素濃縮装置。
(E)前記制御手段の制御に従い呼吸同調モードで呼吸用酸素富化気体が供給された時間。
(F)前記電力蓄積手段が該装置の駆動電力源として選択された時間。
(G)呼吸同調モードによる呼吸用酸素富化気体の供給を実現するための呼吸検知手段が使用者の呼吸を検出した時間。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an oxygen concentrator having the structures described in 1) to 4) below.
1) When the output voltage within a predetermined range is detected from the power storage means attached to the oxygen concentrator or connected via the power transmission path, and this connection is not detected when connection with other power supply means outside the apparatus is not detected. Oxygen concentrator provided with control means for automatically selecting storage means as a driving power source for the apparatus and respiration synchronization mode in which breathing oxygen-enriched gas is supplied only during a user's inspiration period .
2) When the attachment of the power storage means to the oxygen concentrator is detected and the connection with the other power supply means outside the apparatus is not detected, this power storage means is used as the drive power source of the apparatus. And an oxygen concentrator provided with a control means for automatically selecting a breathing synchronization mode in which a breathing oxygen-enriched gas is supplied only during a user's inspiration period.
3) Oxygen according to 1) or 2), comprising output means for displaying or outputting a value obtained by integrating at least one of the times described in (A) to (D) below within a predetermined period. Concentrator.
(A) Time when oxygen-enriched gas for respiration is generated.
(B) The time when the oxygen-enriched gas for respiration is supplied in the respiration synchronization mode according to the control of the control means.
(C) Time when the power storage means is selected as the driving power source of the apparatus.
(D) Time when the respiration detection means for realizing supply of the oxygen-enriched gas for respiration in the respiration synchronization mode detects the user's respiration.
4) Display or display a value calculated for a predetermined period of at least one of the ratios of the times described in (E) to (G) below with respect to the total time during which the oxygen-enriched gas for respiration is generated The oxygen concentrator according to 1) or 2) provided with output means for outputting.
(E) The time during which the oxygen-enriched gas for respiration is supplied in the respiration synchronization mode according to the control of the control means.
(F) The time when the power storage means is selected as the drive power source of the apparatus.
(G) The time when the respiration detection means for realizing supply of the oxygen-enriched gas for respiration in the respiration synchronization mode detects the user's respiration.
本発明は、呼吸用気体の供給持続時間を有効に伸張が可能な酸素濃縮装置を提供することが出来る。 The present invention can provide an oxygen concentrator capable of effectively extending the supply duration of a breathing gas.
以下、本発明の実施の形態に係る好ましい実施例である酸素濃縮装置を、各図面を参照して説明する。 Hereinafter, an oxygen concentrator which is a preferred example according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態に係る好ましい実施例である酸素濃縮装置の構成図、図2は図1の酸素濃縮装置の接続図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an oxygen concentrator as a preferred example according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a connection diagram of the oxygen concentrator of FIG.
〔酸素濃縮装置の構成〕
本実施例の酸素濃縮装置1は、先に説明したように主に在宅酸素療法に用いるために空気中の窒素を分離し高濃度酸素(酸素富化気体)を供給する装置であり、例えば、酸素より窒素を選択的に吸着し得る吸着剤としてモレキュラーシーブゼオライト5A、13X、或いはリチウム系ゼオライトなどを吸着筒(吸着ユニット5内)に充填し、空気圧縮装置(コンプレッサ4)によって作られた加圧空気を供給することで、酸素を取り出す圧力変動吸着型の酸素濃縮装置である。
[Configuration of oxygen concentrator]
The oxygen concentrator 1 of the present embodiment is a device that separates nitrogen in the air and supplies high-concentration oxygen (oxygen-enriched gas) mainly for use in home oxygen therapy as described above. As an adsorbent capable of selectively adsorbing nitrogen from oxygen, molecular sieve zeolite 5A, 13X or lithium-based zeolite is filled in the adsorption cylinder (in the adsorption unit 5) and added by an air compressor (compressor 4). It is a pressure fluctuation adsorption type oxygen concentrator that takes out oxygen by supplying pressurized air.
尚、本発明の実施に際して、酸素濃縮装置の基本的な酸素濃縮機能に係る構成はここに説明を行う態様に限定されず、既に公知の構成、あるいは今後提案される様々な構成とすることが出来る。 In the implementation of the present invention, the configuration related to the basic oxygen concentration function of the oxygen concentrator is not limited to the mode described here, and may be a known configuration or various configurations proposed in the future. I can do it.
圧力変動型吸着型酸素濃縮装置である本実施例の酸素濃縮装置1は、図1の構成図に示すように、酸素よりも窒素を選択的に吸着する吸着剤を充填した吸着筒(吸着ユニット5に含まれる)に、コンプレッサ4によって大気中から圧縮された加圧空気を供給し、吸着筒内部を加圧状態にして窒素を吸着させ、吸着されなかった酸素を取り出す。吸着筒より取り出された酸素を主とする酸素富化気体は、製品タンク6に貯留した後、超音波センサー部7、呼吸同調部8を経て製品供給端9から装置1の外部へ吐出され、酸素富化気体を酸素濃縮装置1から患者の鼻腔付近まで輸送するチューブ部材である鼻カニューラ12を介して使用者(酸素療法患者)に供給される。
As shown in the block diagram of FIG. 1, the oxygen concentrator 1 of this embodiment, which is a pressure fluctuation type adsorbent oxygen concentrator, has an adsorption cylinder (adsorption unit) filled with an adsorbent that selectively adsorbs nitrogen rather than oxygen. 5), the compressed air compressed by the
ここで吸着剤は、1回の工程で吸着できる窒素の量が吸着剤の量や種類によって決まっているため、吸着剤に吸着される窒素の量が飽和する前に流路切換弁を切り換えて吸着筒を大気開放して吸着筒内部を減圧し、窒素を脱着させて吸着剤を再生させる。また、流路切換弁は、予め設定された時間によって切り換えられるようにメイン制御部14によって制御される。なお、一工程中の吸脱着量を増やすべく、真空ポンプを用いて、脱着工程における吸着筒内部の圧力を真空にしても良い。
Here, because the amount of nitrogen that can be adsorbed in one process is determined by the amount and type of adsorbent, the flow switching valve is switched before the amount of nitrogen adsorbed on the adsorbent is saturated. The adsorption cylinder is opened to the atmosphere, the pressure inside the adsorption cylinder is reduced, and nitrogen is desorbed to regenerate the adsorbent. Further, the flow path switching valve is controlled by the
尚、本実施例の酸素濃縮装置1は、従来の酸素濃縮装置よりも小型軽量として可搬型として実現するために、例えば、特許第3269626号公報に記載された構成を用いて、複数の吸着筒に対する加圧及び脱着のための気体流路を順次連続的に形成する回転バルブ手段を備えた吸着ユニット5とすることは望ましい態様である。 Note that the oxygen concentrator 1 of the present embodiment has a plurality of adsorption cylinders using, for example, a configuration described in Japanese Patent No. 3269626 in order to realize a compact and light-weight and portable type than the conventional oxygen concentrator. It is desirable that the adsorption unit 5 be provided with a rotary valve means for successively and successively forming gas flow paths for pressurization and desorption.
超音波センサー部7は、本出願人の出願に係る特開2002−214012号公報等に記載されているように、鼻カニューラ1c内を流れる酸素富化気体の流れる方向と同方向及び逆方向の2つの音波、例えば超音波の伝播速度を測定し、2つの測定値の相違する量から、鼻カニューラ1c内を流れる酸素富化気体の実際の流量を測定することが出来る。またその他の構成や方式を用いて酸素富化気体の実際の流量を測定するようにしても良い。
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-2114012 related to the applicant's application, the
更に、呼吸同調部8は、患者の呼吸を検知して吸気期間(空気を吸っている)だけに酸素富化気体を供給し、呼気期間(空気をはいている)内は供給を停止する所謂デマンドレギュレータの機能を実現することによって、患者の吸入に影響が無いようにしつつ患者へ供給する酸素富化気体の量を節約(conserving)するためのものであって、この結果、AC電源を電力供給源としている運転モードでは使用電力量を削減することが出来、特に再充電可能な電池(2次電池)を電力供給源としている運転モードでは次の充電までの運転時間(呼吸用気体の供給持続時間)を伸張させることが出来る。 Furthermore, the breath synchronization unit 8 detects the patient's breathing, supplies the oxygen-enriched gas only during the inspiration period (inhaling air), and stops the supply during the expiration period (with air). By realizing the function of the demand regulator, it is intended to conserve the amount of oxygen-enriched gas supplied to the patient while keeping the patient's inhalation unaffected. In the operation mode that is the supply source, the amount of power used can be reduced, especially in the operation mode that uses a rechargeable battery (secondary battery) as the power supply source (the supply of breathing gas) Duration) can be extended.
尚、上記の如く患者の呼吸を検知して吸気期間のみ酸素富化気体を供給する運転モード(以下、同調モードともいう)と、患者の呼吸とは無関係に一定の流量の酸素富化気体を常に供給する運転モード(以下、連続モードともいう)とは、以下に説明するようにバッテリー13使用選択時の自動選択制御の他に、使用者が手動で切り替え操作することも可能であって、この操作のための操作スイッチ(図示しない)を酸素濃縮装置1は備えており、例えば睡眠時には必ずこの操作スイッチを操作して連続モードで酸素富化気体の吸入を行うこととなっている。これは睡眠時の患者が鼻腔ではなく口腔経由で呼吸を行って呼吸の検知がされない場合であっても、酸素富化気体の供給を継続出来るようにするためである。
As described above, the operation mode (hereinafter also referred to as the synchronization mode) in which the patient's respiration is detected and the oxygen-enriched gas is supplied only during the inspiration period, and the oxygen-enriched gas having a constant flow rate is supplied regardless of the patient's respiration The operation mode (hereinafter also referred to as a continuous mode) that is always supplied can be manually switched by the user in addition to the automatic selection control when the
患者の呼吸を検知するための具体的な構成は、例えば、本出願人の出願に係る特開2002−272845号公報に記載された構成の如く、光マイクを用いて音声信号(患者の呼吸音)を光信号に変換したのち電圧信号に変換し、更に周波数に変換することにより周波数領域での解析を行い、周波数帯域の違いにより呼吸を検知する構成や、特開昭62−270170号公報に記載があるように鼻カニューラに焦電素子からなるセンサーを設ける方法や、特公平5−71894号公報に記載があるようにダイヤフラム式圧力計で、導電性層を積層した高分子フィルムを用いて静電容量を検出する圧力検出器を用いる構成や、特開平2−88078号公報に記載があるように圧力検出器を酸素濃縮装置本体の酸素供給口近傍に設け、圧力検出器の信号に基づいて酸素富化気体の供給を制御する方法や、あるいはその他の方法により実現することが出来る。 The specific configuration for detecting the patient's breathing is, for example, an audio signal (patient's breathing sound) using an optical microphone as in the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-272845 related to the applicant's application. ) Is converted into an optical signal, converted into a voltage signal, and further converted into a frequency to perform analysis in the frequency domain, and a configuration for detecting respiration based on a difference in frequency band is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-270170. Using a polymer film in which a conductive layer is laminated with a method of providing a sensor composed of a pyroelectric element on a nasal cannula as described, or a diaphragm type pressure gauge as described in Japanese Patent Publication No. 5-71894 A configuration using a pressure detector for detecting capacitance, or a pressure detector provided near the oxygen supply port of the oxygen concentrator main body as described in JP-A-2-88078 Oxygen and method for controlling supply of enriched gas, or other can be realized by a method based on the signal.
表示部10は、液晶パネルのような表示部材とその周辺インターフェイス部を含んだ表示手段であって、メイン制御部14から送信された情報をこの表示部材に表示する。
The
表示部10が表示を行うデータの内容は、運転オン状態の表示、警報やアラームの表示、設定された流量の表示などのような従来の酸素濃縮装置でも表示が行われていた内容の他に、下記する(A)乃至(D)に記載された時間の内の少なくともいずれかを、所定期間の間、例えば図示しないリセットボタンを操作することによりリセット操作を行った後から現在まで積算した値としている。
(A)吸着ユニット5が酸素富化気体を生成した全時間。
(B)メイン制御部14の制御に従い呼吸同調部8が酸素富化気体の供給モードとして同調モードを選択した全時間。
(C)電源制御部3が電力源として電池を選択した全時間。
(D)同調モードでの気体供給を行うために使用者の呼吸検出を行う呼吸同調部8が実際に使用者の呼吸を検出した全時間。
The contents of the data displayed by the
(A) The total time that the adsorption unit 5 generates the oxygen-enriched gas.
(B) The total time when the breathing tuning unit 8 selects the tuning mode as the oxygen-enriched gas supply mode according to the control of the
(C) Total time when the power
(D) The total time when the breathing synchronization unit 8 that detects the breathing of the user to supply the gas in the tuning mode actually detects the breathing of the user.
あるいはまた吸着ユニット5が酸素富化気体を生成した全時間に対する、下記する(E)乃至(G)に記載された時間の比率の内の少なくともいずれかを所定リセット操作の後から現在までの積算時間に基づき算出した値を表示するようにしてもよい。
(E)メイン制御部14の制御に従い呼吸同調部8が酸素富化気体の供給モードとして同調モードを選択した全時間。
(F)電源制御部3が電力源として電池を選択した全時間。
(G)同調モードでの気体供給を行うために使用者の呼吸検出を行う呼吸同調部8が実際に使用者の呼吸を検出した全時間。
Alternatively, at least one of the ratios of the times described in (E) to (G) below with respect to the total time during which the adsorption unit 5 generates the oxygen-enriched gas is integrated from the predetermined reset operation until the present time. A value calculated based on time may be displayed.
(E) The total time when the breathing tuning unit 8 selects the tuning mode as the oxygen-enriched gas supply mode according to the control of the
(F) The total time when the power
(G) The total time when the respiration synchronization unit 8 that detects the respiration of the user in order to perform gas supply in the synchronization mode actually detects the respiration of the user.
情報出力端11はメイン制御部14から送出される種々の情報を、無線あるいは有線伝送路を介して酸素濃縮装置1外の装置例えばパーソナルコンピュータへ送出するための出力端子あるいは送信インターフェイスであって、IrDA、RS−232C、USB、bluetoothその他公知の通信規格に準じた構成であっても良い。送出される情報は、同じく従来の酸素濃縮装置でも表示が行われていた内容の他に、上記に説明した、表示部10が表示を行うのと同様の情報などである。
The information output terminal 11 is an output terminal or transmission interface for sending various information sent from the
流量設定部12は患者等使用者が操作して供給すべき酸素富化気体の流量を設定操作するためのもので、例えばダイアルスイッチを回転操作して、1リットル/分、2リットル/分、3リットル/分等の内から所望の選択値を選択操作すると、この選択値を検知したメイン制御部14がコンプレッサ4や吸着ユニット5の動作速度などを制御して、設定された所望の流量を実現するものである。
The flow
コンプレッサ4は、コンプレッサ4を駆動させるためのコンプレッサ駆動モーターを具備しており、コンプレッサ駆動モーターはメイン制御部14によって設定された回転数を実現するように電源制御部3が生成出力する駆動電流に従いコンプレッサ4を回転駆動させる。コンプレッサ4が有する圧縮機構部は、コンプレッサ駆動モーターによって得た回転力によって空気を圧縮するものであり、その圧縮方式によって様々な種類が存在し、往復運動式のピストンタイプや回転式のスクロールタイプなどが一般的によく用いられているが、大気中の空気を圧縮できるものであればどのタイプを用いても構わない。
The
電源制御部3は上述のようにコンプレッサ4を駆動する駆動電流出力のほかに、装置1に含まれる各構成へ電力を供給する機能を有する。
The power
ここで電源制御部3が供給する電力の電力源は、従来の典型的な固定設置型酸素濃縮装置では家庭用AC電源のみからの電力供給方法であったのを改め、内蔵または外付けの2次電池であるバッテリー13、家庭用AC電源(商用電源)、及び自動車の車載DC電源、のスリーウェイ電源方式としている。そのために、装置外部に面する筐体外周部には電源入力端2を設け、ここを通じてAC電源ユニット15または、自動車車内のシガーライター接点に接続する車載電源ユニット16から直流にて電力の供給を受けることが出来る。
Here, the power source of the power supplied by the power
更に、バッテリー13を内蔵型として実現した場合には酸素濃縮装置1の内部に取り外しが可能な態様にて設けられたバッテリー13からの放電により電源制御部3へ電力が供給される。
Furthermore, when the
尚、バッテリー13への充電は、通常、バッテリー13を酸素濃縮装置1へ装着したまま、AC電源ユニット15または車載電源ユニット16から供給された電力が電源入力端2及び電源制御部3を経由して供給されることにより実行される。
The
また、電源制御部3は、内蔵バッテリー13と、電源入力端2に接続する外部電源である商用電源または自動車車内のシガーライター電源と、のいずれかを酸素濃縮装置1へ駆動電力を供給する電力源として選択する機能を有する。選択の手順は次の通りである。
In addition, the power
(1)まず電源入力端2にAC電源ユニット15又は車載電源ユニット16が接続されており、この結果、AC電源ユニット15又は車載電源ユニット16内に設けられた図示しない信号源から同じく図示をしない信号路を経由して所定信号が電源制御部3へ到達した場合には、内蔵バッテリー13の有無に拘らず電源入力端2に接続したこれらAC電源ユニット15又は車載電源ユニット16を、装置1の電力源として選択する。
あるいは電源入力端2に接続したAC電源ユニット15又は車載電源ユニット16から正規の範囲内の電圧が印加されている場合に、これらを装置1の電力源としてもよい。
(1) First, the AC
Alternatively, when a voltage within a normal range is applied from the AC
(2)次に、電源入力端2にAC電源ユニット15も車載電源ユニット16も接続されておらず、従って接続を示す上記の信号が電源制御部3に到達していないか、あるいは電源入力端2に加わった印加電圧が正規範囲外である場合であって、内蔵バッテリー13の放電出力端から正規範囲内の電圧が印加されている場合は、内蔵バッテリー13を電力源として選択する。
(2) Next, neither the AC
(3)更に電源入力端2に正規範囲内の印加電圧が無く、且つ内蔵バッテリー13の放電端からも正規範囲内の印加電圧が検出されない場合には、いずれも電力源として選択することなく酸素濃縮装置1の運転を可能とせず、必要に応じて「バッテリーの充電が必要です」等の表示を行うようにする。
(3) Further, when there is no applied voltage within the normal range at the
電力源選択の方法は上記に限定されず種々の方法が他にも考えられ、例えば複数の電力源が選択可能な場合に使用者が選択スイッチを操作して所望の電力源を選択可能とする方法を単独で、あるいは上記の自動選択方法と組み合わせても良い。 The method of selecting the power source is not limited to the above, and various other methods are conceivable. For example, when a plurality of power sources can be selected, the user can select a desired power source by operating the selection switch. The method may be used alone or in combination with the above automatic selection method.
あるいはメカニカルな押圧スイッチを設けることによって内蔵バッテリー13が今、酸素濃縮装置1に装着されているかどうかを検知したり、光インタラプタ部を酸素濃縮装置1に設けて内蔵バッテリー13の筐体部の一部がこの光インタラプタ部の光路を遮断するか否かにより内蔵バッテリー13の装着の有無を検知したり、酸素濃縮装置1側で内蔵バッテリー13と接続する端子間のインピーダンスを計測して、内蔵バッテリー13の内部インピーダンスに相当するインピーダンスが検出されるかどうかを調べるなどして、内蔵バッテリー13の装着の有無を判断し、選択に反映をさせてもよい。
Alternatively, it is possible to detect whether the built-in
更に、移動中に用いる電力源として上記したバッテリー13(2次電池)のほかに、その他の電力蓄積機能を有する構成、例えば燃料電池等をこの酸素濃縮装置1に内蔵、あるいはこの酸素濃縮装置1とともに携行可能に構成し、上記したバッテリー13を用いた制御に準じた制御を行うように構成することも考えられる。
Further, in addition to the battery 13 (secondary battery) described above as a power source to be used during movement, the oxygen concentrator 1 has a structure having other power storage functions, such as a fuel cell, or the oxygen concentrator 1 It is also conceivable to configure such that it can be carried along with it and to perform control according to the control using the
メイン制御部14は、酸素濃縮装置1が有する各構成を制御して酸素富化気体の供給を行わせる、という従来構成の酸素濃縮装置と同様な機能とともに、電源制御部3が先に説明したように電力源として内蔵又は外付けのバッテリー13を選択した場合に、呼吸同調部8が呼吸用気体供給のモードとして同調モードを選択するよう制御する機能を有する。
The
メイン制御部14を上記のように構成したので、特に消費電力を削減して呼吸用気体供給持続時間の伸張が必要なバッテリー13による駆動時に、確実に同調モードが選択されて供給時間伸張が実行されるので、使用者の操作に依存せず確実性が高まり、使用者もわずらわしい操作を行う必要が無くストレスから開放される。
Since the
更にメイン制御部14は、下記する(A)乃至(D)に記載された時間の内の少なくともいずれかを、所定の期間内、例えば図示しないリセットボタンを操作することによりリセット操作を行った後から現在まで積算したり、あるいはまた吸着ユニット5が酸素富化気体を生成した全時間に対する、下記する(E)乃至(G)に記載された時間の比率の内の少なくともいずれかを、所定の期間内、例えば所定リセット操作の後から現在までの積算時間に基づき算出して、これらの積算値あるいは算出値を表示部10にて表示させたり、あるいは情報出力端11から出力させて装置外部のパーソナルコンピュータなどで表示や蓄積を行うよう、制御を行う。
(A)吸着ユニット5が酸素富化気体を生成した全時間。
(B)メイン制御部14の制御に従い呼吸同調部8が酸素富化気体の供給モードとして同調モードを選択した全時間。
(C)電源制御部3が電力源として電池を選択した全時間。
(D)同調モードでの気体供給を行うために使用者の呼吸検出を行う呼吸同調部8が実際に使用者の呼吸を検出した全時間。
(E)メイン制御部14の制御に従い呼吸同調部8が酸素富化気体の供給モードとして同調モードを選択した全時間。
(F)電源制御部3が電力源として電池を選択した全時間。
(G)同調モードでの気体供給を行うために使用者の呼吸検出を行う呼吸同調部8が実際に使用者の呼吸を検出した全時間。
Further, the
(A) The total time that the adsorption unit 5 generates the oxygen-enriched gas.
(B) The total time when the breathing tuning unit 8 selects the tuning mode as the oxygen-enriched gas supply mode according to the control of the
(C) Total time when the power
(D) The total time when the breathing synchronization unit 8 that detects the breathing of the user to supply the gas in the tuning mode actually detects the breathing of the user.
(E) The total time when the breathing tuning unit 8 selects the tuning mode as the oxygen-enriched gas supply mode according to the control of the
(F) The total time when the power
(G) The total time when the respiration synchronization unit 8 that detects the respiration of the user in order to perform gas supply in the synchronization mode actually detects the respiration of the user.
本実施例の酸素濃縮装置1が上記したような積算値あるいは算出値を表示又は出力する目的を、以下に説明する。
酸素濃縮装置1を用いる在宅酸素療法を始めるに際して医師は、患者が受けるべき酸素療法の処方が記された指示書を発行する。上記の処方は、(1)患者に供給すべき酸素富化気体の酸素濃度、(2)同じく患者に供給すべき酸素富化気体の使用流量と使用時間、等が記されている。
The purpose of displaying or outputting the integrated value or the calculated value as described above by the oxygen concentrator 1 of the present embodiment will be described below.
When starting home oxygen therapy using the oxygen concentrator 1, the doctor issues an instruction describing the prescription of oxygen therapy to be received by the patient. In the above-mentioned prescription, (1) the oxygen concentration of the oxygen-enriched gas to be supplied to the patient, (2) the use flow rate and the use time of the oxygen-enriched gas to be supplied to the patient are described.
一方、酸素富化気体の吸入は患者の自宅内や患者の外出先などで行われることから、医師は吸入の有無などを、吸入が行われている現場で直接確認することが出来ない。 On the other hand, since the oxygen-enriched gas is inhaled at the patient's home or away from the patient, the doctor cannot directly confirm the presence or absence of inhalation at the site where the inhalation is performed.
そこで医師は、定期的、例えば月に一度の通院診療時に患者へ問診を行って、処方通りの吸入が行われているか否かを確認することが必要になるが、患者は実際に吸入した状況と異なる内容を医師の問診に対して答える場合が有り得るので、在宅酸素療法を確実且つ有効に行う上で従来、大きな障害となっていた。 Therefore, it is necessary for the doctor to check the patient regularly and, for example, at the time of visiting the hospital once a month to check whether or not the inhalation is performed as prescribed. In the past, it has been a major obstacle to reliably and effectively performing home oxygen therapy.
それに対して本実施例の酸素濃縮装置1は上記の用に構成したので、通常一ヶ月ある通院インターバル期間中に、(1)通算どれほどの時間、酸素濃縮装置1が酸素富化気体を供給したのか、(2)その時間中、患者が比較的活動的であったと考えられる同調モードで供給が行われた時間や時間比率はどれほどか、(3)同じくその期間中、患者が比較的活動的であったと考えられるバッテリー駆動で供給が行われた時間や時間比率はどれほどか、あるいは(4)同じくその期間中、実際に患者が酸素富化気体の吸入を行った時間や時間比率は如何程かを、患者が実際に治療に使っている酸素濃縮装置1という物理的なエビデンスに基づいて医師が把握することが可能となり、在宅酸素療法の確実且つ有効な実行が行える。 On the other hand, since the oxygen concentrator 1 of the present embodiment is configured as described above, the oxygen concentrator 1 supplies the oxygen-enriched gas during (1) how many times during the hospital interval period which is usually one month. (2) What is the time and time ratio during which the feeding was done in a synchronized mode where the patient was considered relatively active during that time, (3) Also during that time, the patient was relatively active What is the time / time ratio during which battery-supplied supply was performed, or (4) What was the time / time ratio during which the patient actually inhaled oxygen-enriched gas during the same period? Based on the physical evidence of the oxygen concentrator 1 that is actually used by the patient for treatment, the doctor can grasp this, and the home oxygen therapy can be performed reliably and effectively.
また、本実施例の酸素濃縮装置1は可搬型の機能を実現するための特徴的な構成として、先に説明した点の他に例えば、必要な程度の防塵、防滴機能を持って酸素濃縮装置1の内部を保護する筐体部、この筐体部に付帯する車輪部、同じく筐体部に付帯する保持ハンドルなど(いずれも図示しない)を有して、患者が引っ張るなどして外出時に帯同することが出来る。車輪部を有することなく、スリングベルトで直接患者が携行したりリュックに入れて背負ったりするなどの構成としてもよい。 Further, the oxygen concentrator 1 of this embodiment has a characteristic configuration for realizing a portable function, for example, in addition to the points described above, it has, for example, a necessary degree of dust-proof and drip-proof functions and has an oxygen concentration. It has a housing part that protects the inside of the device 1, a wheel part that is attached to the housing part, a holding handle that is also attached to the housing part (both not shown), etc. You can accompany them. It is good also as a structure where a patient carries directly with a sling belt, or puts it in a rucksack and carries it without having a wheel part.
更に、本実施例では酸素濃縮装置1を可搬型とするために、その質量及び容積を従来から大きく低減しており、例えば従来の固定設置型の典型的な酸素濃縮装置が約30kgの質量を有していたものが、本実施例の装置1は5kgを切る質量にて構成されており、持ち運びが容易であるので、患者が通院先である医療機関へ帯同することも容易である。 Furthermore, in this embodiment, in order to make the oxygen concentrator 1 portable, the mass and volume thereof have been greatly reduced compared to the conventional one. For example, a conventional fixed installation type typical oxygen concentrator has a mass of about 30 kg. What is possessed is that the device 1 of this embodiment is configured with a mass of less than 5 kg, and is easy to carry, so it is easy for the patient to join the medical institution to which he / she visits.
〔酸素濃縮装置の動作〕
次に本実施例の酸素濃縮装置1の動作を、装置1の接続図である図2を参照しつつ説明する。
まず、患者1bが患者宅1aに居て酸素療法を受ける場合には、従来と同様に家庭用AC電源から電力供給を受けて本実施例の酸素濃縮装置1から酸素富化気体の吸入を行うことが出来るとともに、患者宅内でバッテリー13駆動で吸入を行えば、ACコンセントの制約なく患者1bは装置1を帯同して患者宅内を自由に移動しながら吸入が継続できるので、従来の固定設置型装置のように何メートルにも及ぶ長大な延長チューブ付きカニューラを酸素濃縮装置に接続し、この延長チューブ付きカニューラ経由で吸入を行う不便さが解消される。
[Operation of oxygen concentrator]
Next, the operation of the oxygen concentrator 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, when the
そして上記のように患者宅内で、あるいは外出先3aでバッテリー13駆動で酸素濃縮装置1を運転する際には、先に説明した構成上の特徴に基づいて自動的に呼吸用気体の供給モードが同調モードに設定されるので、気体供給持続時間の伸張が確実に実行される一方、患者側も一々供給モードを切り替える操作上のわずらわしさが無いので操作においてストレスを感ずることもなく、有効に呼吸用気体供給時間の伸張が実行される。
When the oxygen concentrator 1 is operated in the patient's home or at the
さらに、本実施例に特徴的な点として、装置1が有するメイン制御部14は、酸素富化気体を供給している際に、常時、あるいは適当なタイミングで上記した内容の、酸素富化気体の供給時間などの積算値あるいは算出値をメイン制御部14内部のメモリ部(図示しない)に記録保持する。
Further, as a characteristic point of the present embodiment, the
ここで、上記した内容の、酸素富化気体の供給時間などの積算値あるいは算出値が記録保持されるのがメイン制御部14内部のメモリではなく、独立して設けられたメモリ手段であってもよいし、あるいはメモリーステッィク−TM、SDカード−TMのように脱着可能なメモリ手段として、医療機関2aへの通院時には酸素濃縮装置1全体ではなくこれら脱着可能なメモリ手段のみを取り出して医療機関2aへ持ち込むようにしても良い。あるいは通院先の医療機関2aへ酸素濃縮装置1を患者が持ち込むものの、上記の積算値や算出値を医療機関の情報機器に渡す方法として酸素濃縮装置1からこれら脱着可能なメモリ手段を取り外した後、医療機関の情報機器に取り付けて受け渡す、所謂媒体渡しを行う様にしても良い。
Here, the integrated value or the calculated value, such as the supply time of the oxygen-enriched gas, as described above is recorded and held not by the memory inside the
そして定期的、例えば月に一度の通院日に、患者1bはこの酸素濃縮装置1を帯同して医療機関を訪れ、医療機関2aの医師2bは上記のような積算値あるいは算出値を、装置1の表示部10に表示させて確認したり、あるいは伝送ケーブル2eその他の伝送路を介して情報出力端11と接続したパーソナルコンピュータで表示確認することにより、医療従事者による患者の在宅酸素療法実施状況の把握を促して、在宅酸素療法の治療効果を大きく増進させることが出来る。
The patient 1b visits a medical institution with the oxygen concentrator 1 on a regular basis, for example, once a month, and the
また、通院時に医療機関で出力された上記の積算値あるいは算出値は、セキュリティ管理の下でインターネット通信網5aを経由して、患者に対してこの医療機関2aと提携して診療を行う提携医療機関4aの提携医療機関端末4cへ送信されて、医療情報の共有化を行うことも考えられる。
In addition, the integrated value or the calculated value output from the medical institution at the time of the outpatient treatment is the tie-up medical treatment for diagnosing the patient in cooperation with the medical institution 2a via the
そして、上記した内容の、酸素富化気体の供給時間などの積算値あるいは算出値などは、呼吸同調モードを実行するために呼吸同調部8が検知した患者の呼吸検知結果を用いたり、あるいは電源制御部3が実行した駆動電力源の選択の結果を利用して生成する事が出来るので、酸素濃縮装置1の簡潔な構成を維持しつつ患者の在宅酸素療法実施状況を直接医療従事者が把握できる効果が発揮される。
The integrated value or the calculated value such as the supply time of the oxygen-enriched gas having the above-described contents uses a patient respiratory detection result detected by the respiratory synchronization unit 8 to execute the respiratory synchronization mode, or a power source. Since it can be generated using the result of selection of the drive power source executed by the
すなわち本実施例の酸素濃縮装置1によれば、酸素富化気体供給時間の有効な伸張が図れることに加えて、患者の酸素富化気体の吸入状況が使用する医療機器から直接把握できるので、従来に無い効果的な在宅酸素療法が実行可能となる。 That is, according to the oxygen concentrator 1 of this embodiment, in addition to being able to effectively extend the oxygen-enriched gas supply time, the inhalation status of the patient's oxygen-enriched gas can be directly grasped from the medical device used, An effective home oxygen therapy that has never existed before becomes feasible.
1.酸素濃縮装置
8.呼吸同調部(呼吸検出手段)
13.バッテリー(電力蓄積手段)
14.メイン制御部(制御手段、出力手段)
1. Oxygen concentrator 8. Respiration synchronization unit (respiration detection means)
13. Battery (power storage means)
14 Main control unit (control means, output means)
Claims (4)
該装置外部にある他の該電源手段を該装置の駆動電力源とする場合に、患者の呼吸とは無関係に一定の流量の酸素富化気体を常に供給する運転モードである連続モードとすることを選択する、自動選択制御手段を有する酸素濃縮装置。 Oxygen concentrator output voltage within a predetermined range from instrumentation Chakumatawa connected to the power storage means is detected in and, if the connection to the other power supply means in the apparatus outside is not detected, the power storage means Choose to be the drive power source for the device and to enter a breath-synchronized mode that only supplies the breathing oxygen-enriched gas during the user's inspiratory period, saving the amount of oxygen-enriched gas ,
When a driving power source for other power supply means the device in the apparatus outside, be a continuous mode is unrelated always supplying operation mode a constant flow of oxygen-enriched gas to the patient's breathing selecting, oxygen concentrator which have a automatic selection control means.
該装置外部にある他の該電源手段を該装置の駆動電力源とする場合に、患者の呼吸とは無関係に一定の流量の酸素富化気体を常に供給する運転モードである連続モードとすることを選択する、自動選択制御手段を有する酸素濃縮装置。 Mounting the power storage means to the oxygen concentrating apparatus is detected, and, if the connection to the other power supply means in the apparatus outside is not detected, to the power storage means and the driving power source of the apparatus, and , Select breathing synchronized mode, supplying oxygen enriched gas for breathing only during the user's inspiratory period, saving the amount of oxygen enriched gas ,
When a driving power source for other power supply means the device in the apparatus outside, be a continuous mode is unrelated always supplying operation mode a constant flow of oxygen-enriched gas to the patient's breathing selecting, oxygen concentrator which have a automatic selection control means.
(A)呼吸用酸素富化気体が生成された時間。
(B)前記制御手段の制御に従い呼吸同調モードで呼吸用酸素富化気体が供給された時間。
(C)前記電力蓄積手段が該装置の駆動電力源として選択された時間。
(D)呼吸同調モードによる呼吸用酸素富化気体の供給を実現するための呼吸検知手段が使用者の呼吸を検出した時間。 The oxygen according to claim 1 or 2, further comprising an output means for displaying or outputting a value obtained by integrating at least any one of the times described in the following (A) to (D) within a predetermined period. Concentrator.
(A) Time when oxygen-enriched gas for respiration is generated.
(B) The time when the oxygen-enriched gas for respiration is supplied in the respiration synchronization mode according to the control of the control means.
(C) Time when the power storage means is selected as the driving power source of the apparatus.
(D) Time when the respiration detection means for realizing supply of the oxygen-enriched gas for respiration in the respiration synchronization mode detects the user's respiration.
(E)前記制御手段の制御に従い呼吸同調モードで呼吸用酸素富化気体が供給された時間。
(F)前記電力蓄積手段が該装置の駆動電力源として選択された時間。
(G)呼吸同調モードによる呼吸用酸素富化気体の供給を実現するための呼吸検知手段が使用者の呼吸を検出した時間。 Display or output a value calculated within a predetermined period of at least one of the time ratios described in (E) to (G) below with respect to the total time during which the oxygen-enriched gas for respiration is generated. The oxygen concentrator according to claim 1 or 2, further comprising an output unit.
(E) The time during which the oxygen-enriched gas for respiration is supplied in the respiration synchronization mode according to the control of the control means.
(F) The time when the power storage means is selected as the drive power source of the apparatus.
(G) The time when the respiration detection means for realizing supply of the oxygen-enriched gas for respiration in the respiration synchronization mode detects the user's respiration.
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