JP6520963B2

JP6520963B2 - 酸素濃縮装置

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Publication number: JP6520963B2
Application number: JP2017008148A
Authority: JP
Inventors: 啓太近藤; 平野　智也; 智也平野; 樋江井　武彦; 武彦樋江井; 誠岩亀
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: EP3572110B1; EP3572110A1; US20190351176A1; CN110198752A; WO2018135377A1; EP3572110A4; JP2018114194A; CN110198752B

Description

本発明は、患者に酸素を供給する酸素濃縮装置に関する。

従来、酸素濃縮装置では、患者の呼吸のタイミングに合わせて酸素供給のオンおよびオフを切り換えている。このような酸素濃縮装置では、患者の呼吸が呼気から吸気に換わるタイミングを検知し、酸素の供給をオフからオンにしている（特許文献１参照）。

特開２００２‐０８５５６７号公報

しかし特許文献１に記載の酸素濃縮装置では、圧力センサにより患者の吸気開始時の負圧を検知し、酸素の供給を制御している。従って、この酸素濃縮装置では患者の吸気の開始を検知するだけで、患者の呼吸波形を検知していない。仮に酸素濃縮装置で呼吸波形を検知できる構成とした場合、患者の健康状態を把握できると考えられるが、そのような酸素濃縮装置は提供されていない。

そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、患者の呼吸波形そのものを検知し、患者の健康状態を把握できる酸素濃縮装置を提供することを目的とする。

本発明に係る酸素濃縮装置は、
酸素を発生する酸素発生部と、
前記酸素発生部において発生された酸素を排出する酸素排出部と、
前記酸素発生部と前記酸素排出部とを結ぶ流路、および、前記酸素排出部に取付けられたカニューラ、の少なくとも一方に接続された呼吸波形センサと、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形を記憶する呼吸波形記憶部と、
前記流路に配置された流量調整部と、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形に基づいて前記流量調整部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記呼吸波形センサが呼吸波形を検知しないときは、前記酸素排出部から酸素が排出されるように、前記流量調整部を制御し、
（ｉｉ）前記呼吸波形センサが呼吸波形を検知したときは、前記呼吸波形に基づいて、呼気時間のうちの所定時間、前記酸素排出部から酸素が排出されないように、前記流量調整部を制御する。

本発明では、酸素発生部と酸素排出部とを結ぶ流路、および、酸素排出部に取付けられたカニューラ、の少なくとも一方に接続された呼吸波形センサが、患者の呼吸波形そのものを検知する。呼吸波形センサで検知された呼吸波形は、呼吸波形記憶部に記憶される。これにより、患者の健康状態を把握できる。

また、本発明では、制御部が、呼吸波形センサで検知された呼吸波形に基づいて、流量調整部を制御する。これにより、患者の呼吸波形に基づく適切な流量の酸素を患者に供給できる。

さらに、本発明では、（ｉ）呼吸波形センサが呼吸波形を検知しないときは、酸素の供給を続けることで、睡眠時にも患者が酸素の供給を受けることができる。一方、（ｉｉ）呼吸波形センサが呼吸波形を検知したときは、呼吸波形に基づいて、呼気時間のうちの所定時間、酸素の供給を停止する。言い換えれば、患者の呼気の検知をトリガーとして、酸素の供給を停止する。これにより、酸素の供給量を減らし、同じ酸素ボンベを長時間使用できる。

なお、本発明の参考例に係る酸素濃縮装置において、前記制御部は、前記呼吸波形センサが呼吸波形を検知したときに前記酸素排出部から酸素が排出され、前記呼吸波形センサが呼吸波形を検知しないときに前記酸素排出部から酸素が排出されないように、前記流量調整部を制御してよい。

上記参考例は、呼吸波形センサが呼吸波形を検知したときは、患者がカニューラを装着していると考え、患者に酸素を供給する一方、呼吸波形センサが呼吸波形を検知しないときは、患者がカニューラを外していると考え、患者への酸素供給を停止することで、患者に必要な酸素を供給しつつ不要な酸素供給を防止できる。

本発明に係る酸素濃縮装置は、
患者の複数の状態に応じた複数の流量を記憶する流量記憶部と、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形に基づいて患者の状態を検知する状態検知部と、
前記状態検知部で検知された患者の状態に応じて、前記流量記憶部に記憶された前記複数の流量の中から流量を決定する流量決定部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記流量決定部で決定された流量の酸素が前記酸素排出部から排出されるように、前記流量調整部を制御してよい。

上記構成では、適切な流量の酸素を患者に供給できる。

本発明に係る酸素濃縮装置は、
火災の波形を記憶する火災波形記憶部と、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形が、前記火災波形記憶部に記憶された火災の波形と同一であることを検知する火災検知部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形が前記火災波形記憶部に記憶された火災の波形と同一であることが前記火災検知部によって検知されたときに、前記酸素排出部から酸素が排出されないように、前記流量調整部を制御してよい。

上記構成では、火災が広がるのを防止できる。

本発明に係る酸素濃縮装置は、
前記カニューラの長さを入力するための入力部と、
前記カニューラの長さに応じた補正量を記録する補正量記憶部と、
前記補正量記憶部に記憶された補正量を参照し、前記入力部に入力された前記カニューラの長さに応じた補正量を決定する補正量決定部と、
前記補正量決定部で決定された補正量に基づいて、前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形の振幅を補正する補正部と、
をさらに備えてよい。

上記構成では、カニューラの長さに関わらず、呼吸波形センサが呼吸波形を確実に検知できる。ここで、カニューラの長さとは、カニューラ自体の長さの他、カニューラに延長チューブを接続して使用される場合、カニューラの長さと延長チューブの長さとを足し合わせた長さを意味する。

本発明に係る酸素濃縮装置において、
前記カニューラは、前記カニューラが患者の鼻に装着された状態において前記患者の耳に接触する接触部を有し、
前記呼吸波形センサは、患者の呼吸波形に加え、前記接触部を介して患者の心拍を検知し、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形と心拍とが、前記呼吸波形記憶部に記憶されてよい。

上記構成では、患者の呼吸波形に加え、接触部を介して検知された心拍が、呼吸波形記憶部に記憶される。これにより、患者の健康状態を把握できる。

本発明の第１参考形態に係る酸素濃縮装置のブロック図である。患者の呼吸波形の一例を示すグラフである。本発明の第１参考形態に係るフローチャートである。本発明の第２参考形態に係る酸素濃縮装置のブロック図である。本発明の第２参考形態に係るフローチャートである。本発明の第３参考形態に係る酸素濃縮装置のブロック図である。火災波形の一例を示すグラフである。本発明の第３参考形態に係るフローチャートである。本発明の第４参考形態に係る酸素濃縮装置のブロック図である。本発明の第４参考形態に係るフローチャートである。本発明の第５参考形態に係る酸素濃縮装置のブロック図である。患者の心拍の一例を示すグラフである。１分間の呼吸回数を１０回から４０回としたときの呼気時間と吸気時間とを示す表である。呼吸波形センサが検知した呼吸波形を示すグラフである。本発明の実施形態に係るフローチャートである。

以下、本発明の参考形態及び実施形態を添付図面に従って説明する。

＜第１参考形態＞
図１に示すように、第１参考形態の酸素濃縮装置１０は、酸素吸入療法を受ける患者が酸素を鼻から吸引するために用いるカニューラ２に接続され、このカニューラ２に酸素を供給する。なお、酸素濃縮装置１０は、カニューラ以外の酸素排出用の器具に接続されていてもよい。

酸素濃縮装置１０は、装置本体１１と、装置本体１１に配置された酸素発生部１２と、カニューラ２が取り付けられる酸素排出部１３とを備えている。酸素発生部１２と酸素排出部１３とは、流路１４で接続されている。これにより、酸素発生部１２は、流路１４および酸素排出部１３を介してカニューラ２に接続されている。酸素発生部１２は、酸素濃縮ガスを発生する。酸素排出部１３は、酸素発生部１２で発生された酸素をカニューラ２に排出する。カニューラ２の先端には、患者の鼻に装着される一対の装着部３が設けられている。

流路１４の酸素発生部１２と酸素排出部１３との間には、患者に供給される酸素流量を調整する流量調整部２２が配置されている。この流量調整部２２には、流量調整部２２を制御する制御部２３が接続されている。

また流路１４の流量調整部２２と酸素排出部１３との間には、患者の呼吸波形を検知する呼吸波形センサ２０が接続されている。呼吸波形センサ２０は、半永久的に帯電するエレクトレット素子を用いたコンデンサマイクロフォンである。コンデンサマイクロフォンは、例えば０．５Ｈｚなどの低周波数の動的な圧力変化を測定でき、１Ｐａ以下の音圧測定に適している。呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形は、例えば図２に示す様に、吸気と呼気とが交互に周期的に繰り返されるグラフで表される。この呼吸波形センサ２０には、制御部２３に内蔵され、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形を記憶する呼吸波形記憶部２１が接続されている。

酸素濃縮装置１０を駆動すると、酸素発生部１２は、高圧下で窒素を吸着すると共に低圧下で吸着した窒素を離脱させるゼオライトなどの吸着剤を用いることによって、酸素濃縮ガスの生成を行う。すなわち、酸素発生部１２は、装置本体１１内に外部から取り込んだ空気を圧縮し、圧縮空気中の窒素を吸着して酸素濃縮ガスを生成する。そして、低圧下において吸着剤から離脱された窒素は、外部に排出される。一方、酸素発生部１２で生成された酸素濃縮ガスは、流路１４を介して酸素排出部１３に至り、酸素排出部１３からカニューラ２に排出されて患者まで供給される。

第１参考形態の酸素濃縮装置１０において、制御部２３は、呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知したときに酸素排出部１３から酸素が排出され、呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知しないときに酸素排出部１３から酸素が排出されないように、流量調整部２２を制御する。

具体的には、制御部２３は、図３に示す様に、まずステップＳ１で、呼吸波形センサ２０が患者の呼吸波形を検知したか否かを判定する。呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知していれば、制御部２３は、処理をステップＳ２に進めて、酸素の排出を開始する様に流量調整部２２を制御する。この後、呼吸波形センサ２０が呼吸波形の検知を続け、ステップＳ３で呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知していれば、制御部２３は、処理をステップＳ４に進めて、酸素の排出を続ける様に流量調整部２２を制御する。そして制御部２３は、処理をステップＳ３に戻す。ステップＳ３で呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知していなければ、制御部２３は、ステップＳ５で酸素の排出を停止する様に流量調整部２２を制御する。そして制御部２３は、処理をステップＳ１に戻す。

ステップ１で呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知していなければ、制御部２３は、処理をステップＳ６に進めて、酸素排出の停止を続ける様に流量調整部２２を制御する。この後、呼吸波形センサ２０が呼吸波形の検知を続け、ステップＳ７で呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知していれば、制御部２３は、処理をステップＳ８に進めて、酸素の排出を開始する様に流量調整部２２を制御する。そして制御部２３は、処理をステップＳ３に移す。ステップＳ７で呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知していなければ、制御部２３は、処理をステップＳ６に戻す。

第１参考形態の酸素濃縮装置１０では、酸素発生部１２と酸素排出部１３とを結ぶ流路１４に接続された呼吸波形センサ２０が、患者の呼吸波形そのものを検知する。呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形は、呼吸波形記憶部２１に記憶される。これにより、患者の健康状態を把握できる。

第１参考形態の酸素濃縮装置１０では、制御部２３が、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形に基づいて、流量調整部２２を制御する。これにより、患者の呼吸波形に基づく適切な流量の酸素を患者に供給できる。

第１参考形態の酸素濃縮装置１０において、制御部２３は、呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知したときに酸素排出部１３から酸素が排出され、呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知しないときに酸素排出部１３から酸素が排出されないように、流量調整部２２を制御する。呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知したときは、患者がカニューラ２を装着していると考え、患者に酸素を供給する一方、呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知しないときは、患者がカニューラ２を外していると考え、患者への酸素供給を停止することで、患者に必要な酸素を供給しつつ不要な酸素供給を防止できる。

＜第２参考形態＞
第２参考形態の酸素濃縮装置１０は、患者の状態に応じた適切な流量の酸素を患者に供給する。第１参考形態と同じ要素には同じ符号を付して、説明を省略する。

図４に示す様に、酸素発生部１２と酸素排出部１３とを接続する流路１４には、呼吸波形センサ２０が接続されている。この呼吸波形センサ２０と流量調整部２２とには、制御部２３が接続されている。制御部２３には、呼吸波形記憶部２１と状態検知部２６と流量決定部２７と流量記憶部２８と流量比較部２９とが内蔵されている。

流量記憶部２８は、患者の状態に応じた酸素の供給流量を記憶する。患者の状態とは、例えば安静状態、労作状態および睡眠状態である。患者の状態に応じた酸素の供給流量とは、具体的には、安静状態では２Ｌ、労作状態では２．５Ｌ、睡眠状態では１．５Ｌ、の酸素の供給流量である。これら酸素の供給流量は、予め医師により処方され、流量記憶部２８に入力されて記憶される。

状態検知部２６は、呼吸波形センサ２０で検知された患者の呼吸波形（具体的には、呼吸回数の変動幅の大小）によって、前述した患者の状態を検知する。状態検知部２６は、患者の状態を検知するために、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形により患者の呼吸数を算出し、所定時間あたりの変動係数を求める。変動係数は、呼吸数の標準偏差を単位時間あたりの平均呼吸数で除した係数であり、大、中、小の３段階に設定される。例えば、２０ｂｐｍ以下の呼吸数で、変動係数が「中」の範囲内の時の呼吸数を、患者の安静状態の呼吸数として設定する。労作状態は、呼吸数が２０ｂｐｍを超える時、または、変動係数が「大」の時とする。睡眠状態は、呼吸数が２０ｂｐｍ以下で、変動係数が「小」の時とする。状態検知部２６は、患者の状態（安静状態、労作状態、睡眠状態）の検知を、それぞれの状態が所定の時間継続した場合に行う。

流量決定部２７は、状態検知部２６で検知された患者の状態に応じた流量（具体的には、２Ｌ、２．５Ｌ、および１．５Ｌのいずれか）を決定する。流路１４には、患者に供給される酸素流量を調整する流量調整部２２が接続されている。この流量調整部２２と流量決定部２７とには、流量調整部２２を制御する制御部２３が接続されている。

次に、第２参考形態の酸素濃縮装置１０を使用する手順を図５を参照しつつ説明する。

まず、医師が、患者の状態（安静状態、労作状態および睡眠状態）のそれぞれに応じた酸素流量を処方する。酸素濃縮装置１０を稼働し、ステップＳ１１で、処方された酸素流量を、患者が流量記憶部２８に入力して記憶させる。ステップＳ１２で、呼吸波形センサ２０が患者の呼吸波形を検知する。ステップＳ１３で、状態検知部２６が、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形に基づいて、患者が安静状態、労作状態および睡眠状態のいずれであるかを検知する。ステップＳ１４で、流量決定部２７が、状態検知部２６で検知された患者の状態に応じて、２Ｌ、２．５Ｌ、および１．５Ｌのいずれかの酸素流量を決定する。ステップＳ１５では、制御部２３の流量比較部２９が、流量決定部２７で決定された流量の酸素が既設定流量と異なっているかを判定する。なお、既設定流量とは、ステップＳ１２で呼吸波形センサ２０が患者の呼吸波形を検知する際に患者に供給されている酸素流量である。ステップＳ１５で、流量決定部２７で決定された流量が既設定流量と異ならないと判定されれば、制御部２３は、処理をステップＳ１２に戻す。流量決定部２７で決定された流量が既設定流量と異なると判定されれば、制御部２３は、処理をステップＳ１６に進めて、流量決定部２７で決定された流量の酸素が酸素排出部１３から排出されるように、流量調整部２２を制御する。そして、制御部２３は、処理をステップＳ１２に戻す。

第２参考形態の酸素濃縮装置１０では、状態検知部２６が呼吸波形に基づいて患者の状態を検知する。そして、患者の状態に応じた適切な流量を流量決定部２７が決定する。これにより、適切な流量の酸素を患者に供給できる。

＜第３参考形態＞
第３参考形態の酸素濃縮装置１０は、火災が発生したときに患者への酸素の供給を停止する。第１参考形態と同じ要素には同じ符号を付して、説明を省略する。

図６に示す様に、酸素発生部１２と酸素排出部１３とを接続する流路１４には、呼吸波形センサ２０が接続されている。この呼吸波形センサ２０と流量調整部２２とには、制御部２３が接続されている。制御部２３には、呼吸波形記憶部２１と火災検知部３１と火災波形記憶部３２とが内蔵されている。

火災波形記憶部３２は、火災の波形を記憶する。火災波形は、図７に示す様に、呼吸波形と異なり、振幅の小さな定常波の中に瞬間的に振幅の大きな波形が現れる。火災検知部３１は、呼吸波形センサ２０で検知された波形が、火災波形記憶部３２に記憶された火災の波形と同一であることを検知する。

次に、第３参考形態の酸素濃縮装置１０が火災を検知するフローを図８を参照しつつ説明する。

ステップＳ２１で、火災波形記憶部３２に火災の波形を入力して記憶させる。患者への酸素供給を開始した後、ステップＳ２２で、火災検知部３１が、呼吸波形センサ２０で検知された波形が火災波形記憶部３２に記憶された火災波形と同一であるか否かを検知する。呼吸波形センサ２０で検知された波形が火災波形記憶部３２に記憶された火災波形と同一であれば、火災が発生したと判断される。ステップＳ２３で、制御部２３が、酸素排出部１３から酸素が排出されないように、流量調整部２２を制御する。その後、フローが終了する。ステップＳ２２で、火災検知部３１が、呼吸波形センサ２０で検知された波形が火災波形記憶部３２に記憶された火災波形と同一でないと検知すれば、制御部２３は、処理をステップＳ２４に進めて、酸素排出部１３からの酸素の排出を続ける。この後、制御部２３は、処理をステップＳ２２に戻す。

第３参考形態の酸素濃縮装置１０では、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形が火災波形記憶部３２に記憶された火災の波形と同一であることが火災検知部３１によって検知されたときに、制御部２３が、酸素排出部１３から酸素が排出されないように流量調整部２２を制御する。これにより、火災が広がるのを防止できる。

＜第４参考形態＞
第４参考形態の酸素濃縮装置１０は、カニューラ２の長さに応じて異なる呼吸波形の振幅を補正する。本参考形態では、カニューラ２として、カニューラに延長チューブ（図示せず）が接続されたものを使用する。そのため、カニューラ２の長さとは、カニューラの長さと延長チューブの長さとを足し合わせた長さを意味する。第１参考形態と同じ要素には同じ符号を付して、説明を省略する。

図９に示す様に、酸素発生部１２と酸素排出部１３とを接続する流路１４には、呼吸波形センサ２０が接続されている。この呼吸波形センサ２０と流量調整部２２とには、制御部２３が接続されている。制御部２３には、呼吸波形記憶部２１と補正部３５と補正量決定部３６と補正量記憶部３８とが内蔵されている。制御部２３には、カニューラ２の長さを入力するための入力部３７が接続されている。

補正量記憶部３８は、カニューラ２の長さに応じた波形振幅の補正量を記憶する。補正量決定部３６は、補正量記憶部３８に記憶された補正量のうち、入力部３７に入力されたカニューラ２の長さに応じた補正量を決定する。補正部３５は、補正量決定部３６で決定された補正量に基づいて、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形の振幅を補正する。

通常、呼吸波形センサ２０が酸素吸入時の患者の呼吸波形を検知するとき、カニューラ２の長さにより呼吸音振動が減衰する。このため、呼吸波形センサ２０が検知する呼吸波形の振幅は、短いカニューラ２に対し、長いカニューラ２の方が小さくなる。本参考形態では、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形の振幅を補正部３５が補正する。これにより、カニューラ２の長短に関わらず、呼吸波形の振幅を一定にする。カニューラ２の長さに応じた呼吸波形の振幅の補正量は、カニューラ２の長さが１ｍ、呼吸波形の振幅が１のときの補正量を０（基準）として、以下の様に設定される。すなわち、カニューラ２の長さが８ｍ、呼吸波形の振幅が０．９のときの補正量を０．１、カニューラ２の長さが１５ｍ、呼吸波形の振幅が０．８のときの補正量を０．２とする。

次に、第４参考形態の酸素濃縮装置１０が呼吸波形の振幅を補正するするフローを図１０を参照しつつ説明する。

まずステップＳ３１で、カニューラ２の長さを入力部３７に入力する。ステップＳ３２で、補正量記憶部３８が、カニューラ２の長さに応じた波形振幅の補正量を記憶する。ステップＳ３３で、補正量決定部３６が、補正量記憶部３８に記憶された補正量の中から、入力部３７に入力されたカニューラ２の長さに応じた補正量を決定する。ステップＳ３４で、補正部３５が、補正量決定部３６で決定された補正量に基づいて、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形の振幅を補正する。ステップＳ３５で、制御部２３が、補正された呼吸波形を呼吸波形記憶部２１に記憶させる。その後、フローが終了する。

第４参考形態の酸素濃縮装置１０では、補正量決定部３６が、補正量記憶部３８に記憶された補正量を参照し、入力部３７に入力されたカニューラ２の長さに応じた補正量を決定する。そして、補正部３５が、補正量決定部３６で決定された補正量に基づいて、呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形の振幅を補正する。従って、カニューラ２の長さに関わらず、呼吸波形センサ２０が呼吸波形を確実に検知できる。

＜第５参考形態＞
第５実施形態の酸素濃縮装置１０は、患者の呼吸波形に加えて心拍を検知して記憶する。第１参考形態と同じ要素には同じ符号を付して、説明を省略する。

図１１に示す様に、カニューラ２には、カニューラ２が患者の鼻に装着された状態において患者の耳に接触する接触部４が設けられている。接触部４を患者の耳に掛けることで、装着部３の鼻への装着状態を維持できる。図１１に示す酸素濃縮装置１０のブロック図は、接触部４を除き、第１参考形態のブロック図と同じである。

呼吸波形センサ２０は、患者の呼吸波形に加え、接触部４を介して患者の心拍を検知する。呼吸波形センサ２０で検知された呼吸波形と心拍とは、呼吸波形記憶部２１に記憶される。図１２に示す様に、心拍は、振幅の小さな波形と、次第に振幅が大きくなる波形とが、周期的に繰り返される。

第５参考形態の酸素濃縮装置１０では、患者の呼吸波形に加え、カニューラ２が患者の鼻に装着された状態において、患者の耳に接触した接触部４を介して検知された心拍が呼吸波形記憶部２１に記憶される。これにより、患者の健康状態を把握できる。

＜実施形態＞
本実施形態の酸素濃縮装置１０は、呼気時間のうちの所定時間、酸素の供給を停止する。ここで、人の呼吸時における吸気時間と呼気時間との比は１：２であり、呼気時間は吸気時間に比べて長い。図１３は、１分間の呼吸回数を１０回、２０回、３０回、４０回としたときの、呼気時間と吸気時間とを示す。１分間の呼吸回数が１０回の場合、６秒で１回の呼吸をし、そのうち吸気時間が２秒、呼気時間が４秒である。

図１４は、呼吸波形センサ２０が検知した呼吸波形を示す。図中、患者はａ１で吸気を開始し、ａ２で吸気から呼気に切り換わる。そしてａ１で呼気が終了すると共に吸気を開始する。すなわち、ａ１から次のａ１までの間で、患者は１回の呼吸をする。なお、図中、ａ３は患者への酸素の供給を停止する時間を表し、ａ４は患者への酸素の供給を開始する時間を表す。また、呼吸波形センサ２０がａ１で患者の吸気を検知してから、ａ３で酸素の供給を停止するまでの時間をｔ秒、ａ３で酸素の供給を停止してからａ４で酸素の供給を開始するまでの時間を１．５ｔ秒で表す。図１４から、ａ３からａ４までの間で示す患者への酸素供給の停止は、ａ２とａ２より後のａ１との間（すなわち、患者の呼気の間）に行われることが分かる。

酸素濃縮装置１０のブロック図は、第１参考形態と同じであるので、図１を参照されたい。本実施形態の酸素濃縮装置１０が酸素の供給を停止および開始するフローを図１５を参照しつつ説明する。

患者への酸素供給を開始し、ステップＳ４１で、呼吸波形センサ２０が患者の呼吸波形を検知する。ステップＳ４２で、制御部２３は、呼吸波形センサ２０が吸気を検知してからｔ秒経過したか否かを判定する。呼吸波形センサ２０が吸気を検知してからｔ秒経過していれば、制御部２３は、処理をステップＳ４３に進めて、呼気中の１．５ｔ秒間、酸素の排出を停止するように流量調整部２２を制御する。呼吸波形センサ２０が吸気を検知してからｔ秒経過していなければ、制御部２３は、処理をステップＳ４４に進めて、酸素の排出を続けるように流量調整部２２を制御する。そして制御部２３は、処理をステップＳ４２に戻す。

ステップＳ４５で、制御部２３は、酸素の排出を停止してから１．５ｔ秒経過したか否かを判定する。酸素の排出を停止してから１．５ｔ秒経過していれば、制御部２３は、処理をステップＳ４６に進めて、酸素の排出を開始するように流量調整部２２を制御する。そして制御部２３は、処理をステップＳ４２に戻す。酸素の排出を停止してから１．５ｔ秒経過していなければ、制御部２３は、ステップＳ４７で、酸素排出の停止を続けるように流量調整部２２を制御する。そして制御部２３は、処理をステップＳ４５に戻す。

本実施形態の酸素濃縮装置１０では、呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知しないときは、酸素の供給を続けることで、睡眠時にも患者が酸素の供給を受けることができる。一方、呼吸波形センサ２０が呼吸波形を検知したときは、呼吸波形に基づいて、呼気時間のうちの所定時間、酸素の供給を停止する。言い換えれば、患者の呼気の検知をトリガーとして、酸素の供給を停止する。これにより、酸素の供給量を減らし、同じ酸素ボンベを長時間使用できる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、上記の実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

前記実施形態では、流路１４に呼吸波形センサ２０を接続したが、これに限定されない。例えば、呼吸波形センサ２０をカニューラ２に直接接続しても、上記実施形態同様の効果を得ることができる。

酸素発生部１２および酸素排出部１３の形状、配置場所は、特に限定されない。呼吸波形センサ２０は、患者の呼吸波形そのものを検知できる限り、コンデンサマイクに限定されない。

２カニューラ
４接触部
１０酸素濃縮装置
１２酸素発生部
１３酸素排出部
１４流路
２０呼吸波形センサ
２１呼吸波形記憶部
２２流量調整部
２３制御部
２６状態検知部
２７流量決定部
２８流量記憶部
３１火災検知部
３２火災波形記憶部
３５補正部
３６補正量決定部
３７入力部
３８補正量記憶部

Claims

酸素を発生する酸素発生部と、
前記酸素発生部において発生された酸素を排出する酸素排出部と、
前記酸素発生部と前記酸素排出部とを結ぶ流路、および、前記酸素排出部に取付けられたカニューラ、の少なくとも一方に接続された呼吸波形センサと、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形を記憶する呼吸波形記憶部と、
前記流路に配置された流量調整部と、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形に基づいて前記流量調整部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記呼吸波形センサが呼吸波形を検知しないときは、前記酸素排出部から酸素が排出されるように、前記流量調整部を制御し、
（ｉｉ）前記呼吸波形センサが呼吸波形を検知したときは、前記呼吸波形に基づいて、呼気時間のうちの所定時間、前記酸素排出部から酸素が排出されないように、前記流量調整部を制御することを特徴とする酸素濃縮装置。
患者の複数の状態に応じた複数の流量を記憶する流量記憶部と、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形に基づいて患者の状態を検知する状態検知部と、
前記状態検知部で検知された患者の状態に応じて、前記流量記憶部に記憶された前記複数の流量の中から流量を決定する流量決定部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記流量決定部で決定された流量の酸素が前記酸素排出部から排出されるように、前記流量調整部を制御することを特徴とする請求項１に記載の酸素濃縮装置。
火災の波形を記憶する火災波形記憶部と、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形が、前記火災波形記憶部に記憶された火災の波形と同一であることを検知する火災検知部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形が前記火災波形記憶部に記憶された火災の波形と同一であることが前記火災検知部によって検知されたときに、前記酸素排出部から酸素が排出されないように、前記流量調整部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の酸素濃縮装置。
前記カニューラの長さを入力するための入力部と、
前記カニューラの長さに応じた補正量を記録する補正量記憶部と、
前記補正量記憶部に記憶された補正量を参照し、前記入力部に入力された前記カニューラの長さに応じた補正量を決定する補正量決定部と、
前記補正量決定部で決定された補正量に基づいて、前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形の振幅を補正する補正部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の酸素濃縮装置。
前記カニューラは、前記カニューラが患者の鼻に装着された状態において前記患者の耳に接触する接触部を有し、
前記呼吸波形センサは、患者の呼吸波形に加え、前記接触部を介して患者の心拍を検知し、
前記呼吸波形センサで検知された呼吸波形と心拍とが、前記呼吸波形記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の酸素濃縮装置。