JP7391441B1 - 生体用吸引装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、生体用吸引装置において、吸引圧を細かく制御可能にすることを目的とする。
【解決手段】
生体用吸引装置は、吸引対象の生体内に挿置される吸引チューブに連通して負圧力を作用させる吸引タンクと、前記吸引タンクに吸引圧をかけるエア吸引部と、前記エア吸引部を電力制御する制御部とを備える。前記エア吸引部は、前記吸引タンクから空気を吸引するエアポンプと、前記吸引タンクに外気を流入させる外気調整バルブとを含む。前記制御部は、前記エアポンプの吸引電力を電力制御して、前記吸引タンクから空気を引くポンプ制御部と、前記外気調整バルブを一時的に開く電力制御によって、前記吸引タンクにかかる前記吸引圧を下方調整する外気調整部とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体から不要な物体（痰や鼻汁や分泌物や生理食塩水や異物など）を吸引する生体用吸引装置の技術に関する。

従来から、気道にからむ不要な物体を吸引し、吸引物として除去する痰吸引装置の技術が知られている。

例えば、特許文献１には、『吸引カテーテルに連通され吸引した痰を収容する収容容器と、収容容器に連通されて収容容器を介して吸引カテーテルに負圧力を発生させるエアポンプとからなる痰吸引装置』旨の技術が開示される。

特開２０１７－１３１３５６号公報

従来の生体用吸引装置において、吸引圧が低めに設定された場合、吸引物の量や粘稠性によっては吸う力が不足して、吸引カテーテル（吸引チューブ）が詰まり易いという問題が生じる。

一方、吸引圧が高めに設定された場合、吸引チューブの吸う力が強すぎて、周囲の粘膜に貼り付きやすいなど、熟練していないユーザにとって吸引チューブの扱いが難しくなるという問題が生じる。

そこで、本発明は、生体用吸引装置において、吸引圧を細かく制御可能にすることを目的とする。

生体用吸引装置は、吸引対象の生体内に挿置される吸引チューブに連通して負圧力を作用させる吸引タンクと、前記吸引タンクに吸引圧をかけるエア吸引部と、前記エア吸引部を電力制御する制御部とを備える。前記エア吸引部は、前記吸引タンクから空気を吸引するエアポンプと、前記吸引タンクに外気を流入させる外気調整バルブとを含む。前記制御部は、前記エアポンプの吸引電力を電力制御して、前記吸引タンクから空気を引くポンプ制御部と、前記外気調整バルブを一時的に開く電力制御によって、前記吸引タンクにかかる前記吸引圧を下方調整する外気調整部とを含む。

上述した構成の生体用吸引装置では、「エアポンプの制御」および「外気調整バルブの制御」という二重の制御手段によって、吸引圧を細かく制御することが可能になる。

なお、上述した以外の課題、構成および効果の詳しい内容については、後述する実施形態において説明される。

図１は、実施例１の概略構成を例示するブロック図である。 図２は、吸引タンク１１０とエアポンプ１２１との間のエア系統を例示する図である。 図３は、吸引タンク１１０の装着部分を例示する図である。 図４は、生体用吸引装置１００の外観を例示する図である。 図５は、モバイルバッテリ５６０による電源供給を説明する図である。 図６は、増設リール部５００による電源供給を説明する図である。 図７は、実施例１のメイン動作（前半）を例示する流れ図である。 図８は、実施例１のメイン動作（後半）を例示する流れ図である。 図９は、粘稠対策モードの動作を例示する流れ図である。 図１０は、脈動パターンが生じる機序を説明する図である。 図１１は、共振制御を説明する図である。 図１２は、閉塞対策モードの動作を例示する流れ図である。 図１３は、電力低減パターンが生じる機序を説明する図である。 図１４は、電力低減パターンを模式的に例示する図である。 図１５は、ポンプ増設の構成を例示する図である。 図１６は、吸引タンク１１０とエアポンプ３００（標準エアポンプ３１０および増設エアポンプ３２０）との間のエア系統を例示する図である。 図１７は、実施例２のメイン動作（実施例１と異なる部分）を例示する流れ図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

《実施例１の概略構成》
図１は、実施例１の概略構成を例示するブロック図である。
図１において、実施例１のシステムは、生体用吸引装置１００に、集積容器２００、および吸引チューブＡを着脱自在に装着して、構成される。

この内、生体用吸引装置１００は、吸引タンク１１０、排出部１１１、エア吸引部１２０、制御部１３０、圧力検出部１４０、電力監視部１５０、吸引スイッチ１６０、音声／表示部１７０、および吸引ダイヤル１８０を備える。

さらに、このエア吸引部１２０は、エアポンプ１２１、ポンプ駆動回路１２１ａ、外気調整バルブ１２２、バルブ駆動回路１２２ａ、および配管１２３を備える。

また、この制御部１３０は、ポンプ制御部１３１、外気調整部１３２、脈動判定部１３３、粘稠対策部１３４、閉塞判定部１３５、閉塞対策部１３６、第１センサ１３７、および第２センサ１３８などの機能を備える。
以下、各部の構成について、部分図を用いて順に説明する。

《エア系統の構成説明》
図２は、吸引タンク１１０とエアポンプ１２１との間のエア系統を例示する図である。

図１および図２において、吸引タンク１１０は、吸引対象の生体内に挿置される吸引チューブＡと連通して負圧力を作用させる気密容器である。さらに、吸引タンク１１０は、吸引チューブＡで吸引される吸引物を受け取って、一次的に蓄積する一次容器も兼ねる。

吸引タンク１１０の上面には、フィルタ１１２が設けられる。このフィルタ１１２は、液体の通過を阻止して、気体を通過させる機能を有する。

吸引タンク１１０は、このフィルタ１１２を介して、配管１２３に連結する。なお、吸引タンク１１０を生体用吸引装置１００から取り外して洗浄する際には、吸引タンク１１０と配管１２３との連結箇所を外すことが可能である。

エアポンプ１２１は、配管１２３を介して、吸引タンク１１０に連結される。ポンプ制御部１３１は、ポンプ駆動回路１２１ａに制御信号を与えることによって、エアポンプ１２１の吸引電力を電力制御する。このエアポンプ１２１の電力制御によって、吸引タンク１１０にかかる吸引圧が増減調整される。

外気調整バルブ１２２は、配管１２３の経路上に設けられる。外気調整部１３２は、バルブ駆動回路１２２ａに制御信号を与えることによって、外気調整バルブ１２２の開閉を電力制御する。このように外気調整バルブ１２２を一時的（間欠的）に開く電力制御によって、吸引タンク１１０には外気（大気圧）が流入し、内圧である吸引圧は下方調整される。

圧力検出部１４０は、吸引タンク１１０と外気調整バルブ１２２との間の配管１２３の経路上に設けられる。この配置箇所において、圧力検出部１４０は、エアポンプ１２１および外気調整バルブ１２２の圧力作用を総合して、「吸引タンク１１０に作用する吸引圧」を検出する。

排出部１１１は、弁部１１１ａおよび留め具１１１ｂを備える。弁部１１１ａは、留め具１１１ｂで押さえた状態で、吸引タンク１１０の漏斗状の底面の先端にねじ止めされる。

排出部１１１は、吸引タンク１１０の負圧力によって、弁部１１１ａが閉塞する。その結果、吸引タンク１１０の負圧力が排出部１１１から逃げずに、吸引チューブＡに負圧力が集中的に作用する。また、排出部１１１（弁部１１１ａ）の閉塞によって、吸引チューブＡの吸引物は、排出部１１１を通らず、吸引タンク１１０に一次的に蓄積される。

排出部１１１は、吸引タンク１１０の負圧解除に際して、弁部１１１ａを開放する。その結果、吸引タンク１１０に一次的に蓄積された吸引物は、吸引タンク１１０の漏斗状の底面を伝って、排出部１１１から排出される。排出先に配置される集積容器２００は、排出される吸引物を二次的に集積する。

《吸引タンク１１０の装着部分の構成》
図３は、吸引タンク１１０の装着部分を例示する図である。
図３に示すように、吸引タンク１１０は、生体用吸引装置１００の収納部分１００ａに対して着脱自在に装着され、ロック部１００ｂによって固定される。

収納部分１００ａの底面は、吸引タンク１１０の底面に形状を合わせて漏斗状に形成される。この漏斗の先端の底には、排出部１１１の部分を集積容器２００側へ貫通させるための貫通孔１００ｃが設けられる。

収納部分１００ａには、吸引タンク１１０の透明箇所を介して、吸引タンク１１０内の吸引物の蓄積量を検出するための第１センサ１３７が設けられる。

《生体用吸引装置１００の外観構成》
図４は、生体用吸引装置１００の外観を例示する図である。
図４において、生体用吸引装置１００の外観には、吸引スイッチ１６０、音声／表示部１７０、吸引ダイヤル１８０、および電池蓋１００ｄなどのユーザ操作に供する部材が配置される。

《生体用吸引装置１００の電源について》
図５は、モバイルバッテリ５６０による電源供給を説明する図である。
図５において、取り外し可能な電池蓋１００ｄの裏側には、収納空間５７０が設けられる。この収納空間５７０には、充電可能なモバイルバッテリ５６０が着脱自在に収納される。

このモバイルバッテリ５６０の端子を、生体用吸引装置１００内の電源回路（不図示）に配線接続することによって、モバイルバッテリ５６０の電源使用が可能になる。

図６は、増設リール部５００による電源供給を説明する図である。
図６において、生体用吸引装置１００の本体底には、底蓋５１０ａが取り外し可能に設けられる。この底蓋５１０ａを取り外すと、下部増設空間５１０があらわれる。この下部増設空間５１０には、増設リール部５００が着脱自在に収納（例えば、オプションパーツとして増設）される。

この増設リール部５００には、生体用吸引装置１００を外部電源に接続するためのコード５３０が巻き取り自在に収容される。

コード５３０の端子先は、本体側面のコード出口５１０ｂ（図５参照）から外部へ引き伸ばしされる。このコード５３０の端子先は、ＵＳＢ端子などの汎用の電源端子であって、対応する外部電源の端子に直に接続することができる。

さらに、このコード５３０の端子先には、所定の電源アダプタ５４０も接続可能である。この電源アダプタ５４０は、接続する外部電源の種類（商用コンセント、シガーソケットなど）に応じて交換可能である。下部増設空間５１０には、増設リール部５００と共に、この電源アダプタ５４０も一緒に収納される。

コード５３０の本体側の端子先は、生体用吸引装置１００内の電源回路（不図示）に接続される。以上のコード接続によって、増設リール部５００を経由した電源供給が可能になる。

《実施例１のメイン動作の説明》
つづいて、実施例１のメイン動作について説明する。
図７および図８は、実施例１のメイン動作を例示する流れ図である。
以下、図７および図８に示すステップ番号の順に動作を説明する。

ステップＳ１０１： ポンプ制御部１３１は、吸引スイッチ１６０がＯＮ状態になるまで省電力モードで待機する。ここで、吸引スイッチ１６０がＯＮ状態に変化すると、ポンプ制御部１３１はステップＳ１０２に動作を移行する。

ステップＳ１０２： 制御部１３０は、第２センサ１３８の出力を取得する。第２センサ１３８は、集積容器２００を載置する面に複数配置され、集積容器２００の荷重と荷重バランスを検出する。制御部１３０は、第２センサ１３８の出力に基づいて、排出部１１１の排出先に集積容器２００が正常配置されているか否かを判定する。

ここでの正常配置とは、第２センサ１３８が集積容器２００として最低限の荷重を検知しつつ、かつ荷重バランスが均等であることに該当する。一方、配置異常（正常配置でない）とは、第２センサ１３８が集積容器２００としての最低限の荷重を検知しない（集積容器２００が存在しない）か、荷重バランスが偏って不均等（集積容器２００が正しい位置に挿置されていない）か、のどちらかである。

判定の結果において、集積容器２００が正常配置されている場合、制御部１３０は、ステップＳ１０４に動作を移行する。一方、集積容器２００が正常配置されていない場合、制御部１３０は、エアポンプ１２１を動作させずに、ステップＳ１０３に動作を移行する。

ステップＳ１０３： 制御部１３０は、音声／表示部１７０を介して、集積容器２００の『配置異常』を音声または表示（発光や点滅なども含む、以下同じ）などによってユーザに報知する。ユーザには、この報知によって、集積容器２００を正常に配置していただく。このユーザ動作の後に、制御部１３０はステップＳ１０１に動作を戻す。

ステップＳ１０４： 制御部１３０は、集積容器２００の集積量が集積限度を超えるか否かを判定する。ここでの集積限度とは、集積容器２００が吸引物を最大限に集積した重量（容器重量を含む）から余裕分（吸引１回分における吸引タンク１１０の標準的または最大の蓄積量）を減算した「許容上限の集積量」に相当する。

判定の結果において、集積容器２００の集積量が集積限度を超えない場合、制御部１３０は、ステップＳ１０６に動作を移行する。一方、集積容器２００の集積量が集積限度を超えた状態で吸引動作を行うと集積容器２００が後から溢れるおそれがある。そこで、集積容器２００の集積量が集積限度を超えた場合、制御部１３０は、エアポンプ１２１を動作させずに、ステップＳ１０５に動作を移行する。

ステップＳ１０５： 制御部１３０は、音声／表示部１７０を介して、集積容器２００の『満杯』を音声または表示などによってユーザに報知する。ユーザには、この報知に応じて、集積容器２００の交換や、集積容器２００内の吸引物の廃棄をしていただく。このユーザ動作の後に、制御部１３０はステップＳ１０１に動作を戻す。

ステップＳ１０６： 制御部１３０は、吸引ダイヤル１８０のダイヤル値を、ユーザが設定した吸引圧の目標値（定値制御の目標値）として情報取得する。

ステップＳ１０７： 外気調整部１３２は、エアポンプ１２１の吸引開始に先立って、バルブ駆動回路１２２ａを介して外気調整バルブ１２２を閉塞する。

ステップＳ１０８： ポンプ制御部１３１は、ポンプ駆動回路１２１ａを介して、エアポンプ１２１を吸引駆動し、吸引タンク１１０の吸引圧を目標値付近まで上昇させる。

ステップＳ１０９： ポンプ制御部１３１は、吸引圧の検出値が目標値付近に収まるように、エアポンプ１２１の吸引電力を上下方向に電力制御する。ここでの電力制御は、例えば、ポンプ駆動回路１２１ａによるエアポンプ１２１の電圧値制御、電流値制御、ＰＷＭ制御などによって実施される。

ステップＳ１１０： 外気調整部１３２は、エアポンプ１２１の電力制御の下方調整では応答速度が間に合わずに、吸引圧の検出値が目標値付近を上回るか否かを判定する。判定の結果において上回る場合、外気調整部１３２はステップＳ１１１に動作を移行する。一方、吸引圧の検出値が目標値付近に留まる場合、外気調整部１３２はステップＳ１１２に動作を移行する。

ステップＳ１１１： 外気調整部１３２は、吸引圧の検出値を目標値付近に下方調整するように、外気調整バルブ１２２の開閉を一時的（間欠的）に電力制御する。ここでのバルブ制御は、例えば、外気調整バルブ１２２を開く期間と閉じる期間とのデューティ比を調整するＰＷＭ制御などによって実施される。この動作の後、外気調整部１３２は、ステップＳ１１０に動作を戻す。

ステップＳ１１２： 吸引タンク１１０の負圧力によって、排出部１１１の閉塞が維持される。その結果、吸引チューブＡからの吸引物は、吸引タンク１１０に一次的に蓄積される。

ステップＳ１２０： 制御部１３０は、吸引チューブＡの粘稠性の詰まり発生を警戒して、粘稠対策モード（図９参照）の処理ルーチンを実施する。この粘稠対策モードの詳細は後述する。

ステップＳ１２１： 制御部１３０は、吸引チューブＡの閉塞発生を警戒して、閉塞対策モード（図１２参照）の処理ルーチンを実施する。この閉塞対策モードの詳細は後述する。

ステップＳ１２２： 制御部１３０は、第１センサ１３７および第２センサ１３８の出力に基づいて、吸引タンク１１０が蓄積上限に達したか否かを判定する。ここでの蓄積限度は、吸引タンク１１０のフル容量と、集積容器２００の空き部分の容量との小さい方の値として算出される。

ステップＳ１２３： 吸引タンク１１０が蓄積上限に達しない場合、制御部１３０は、ステップＳ１２４に動作を移行する。一方、吸引タンク１１０が蓄積上限に達する場合、制御部１３０は、音声／表示部１７０を介してユーザに「吸引動作を一時停止して吸引タンク１１０の排出動作を一旦行う」旨を報知しつつ、ステップＳ１２５に動作を移行する。

ステップＳ１２４： 制御部１３０は、吸引スイッチ１６０がＯＦＦ状態に変化したか否かを判定する。吸引スイッチ１６０がＯＮ状態のままの場合、制御部１３０はステップＳ１０６に動作を戻して、吸引動作を継続する。一方、吸引スイッチ１６０がＯＦＦ状態に変化した場合、制御部１３０はステップＳ１２５に動作を移行する。

ステップＳ１２５： ポンプ制御部１３１は、エアポンプ１２１の吸引動作を停止し、負圧力を解除して排出部１１１を開放する。

ステップＳ１２６： さらに、外気調整部１３２は、外気調整バルブ１２２を全開して、吸引タンク１１０の負圧力を大気圧まで急激に下げることで、排出部１１１の開放を迅速化する。

ステップＳ１２７： 排出部１１１の開放によって、吸引タンク１１０に一次的に蓄積された吸引物は排出部１１１から排出される。排出部１１１から排出された吸引物は、集積容器２００に二次的に集積される。

ステップＳ１２８： 制御部１３０は、第２センサ１３８の出力に基づいて、集積容器２００の蓄積量の増加が停止して安定したか否かを判定する。集積容器２００の蓄積量の増加が停止した場合、制御部１３０は、吸引物の排出が完了したと判断して、ステップＳ１２９に動作を移行する。集積容器２００の蓄積量が増加中の場合、制御部１３０は、吸引物が排出途中であると判断して、ステップＳ１２７に動作を戻す。なお、この待機中に吸引スイッチ１６０が再びＯＮ状態に変化した場合は、制御部１３０はステップＳ１０６に動作を戻して、吸引動作を再開する。

ステップＳ１２９： 外気調整部１３２は、次回の吸引動作に備えて、外気調整バルブ１２２を閉塞する。

以上の一連のメイン動作により、生体用吸引装置１００による一回分の吸引動作が完了する。制御部１３０は、動作をステップＳ１０１に戻し、最小電力での待機モード（省エネモード）に入って、次回の吸引動作に備える。

このような吸引動作の合間に、ユーザは、吸引チューブＡや集積容器２００の着脱を行ってもよいし、洗浄液（水など）の吸引や浸漬などによって吸引チューブＡや装置内の洗浄を行ってもよい。

《粘稠対策モードの動作説明》
続いて、上述した粘稠対策モード（図８のステップＳ１２０参照）の動作について、具体的に説明する。

図９は、粘稠対策モードの動作を例示する流れ図である。
以下、図９に示すステップ番号の順に説明する。

ステップＳ２００： 脈動判定部１３３は、圧力検出部１４０が検出する吸引圧の時系列データを収集する。脈動判定部１３３は、この吸引圧の時系列データが、吸引チューブＡに粘稠性の吸引物が詰まった際に生じる脈動パターンか否かを判定する。

図１０は、この脈動パターンが生じる機序を説明する図である。
図１０の（Ｐ１）に示すように、吸引チューブＡに粘稠性の吸引物が詰まると、吸引チューブＡが一時的に狭窄または閉塞する。このとき、吸引チューブＡを通過する吸引空気量が減少変化することによって、吸引タンク１１０にかかる吸引圧が若干だけ上昇する。

一方、この詰まり状態で吸引動作を行うと、吸引チューブＡの内壁から粘稠性の吸引物の一部が瞬間的に引き剥がされる。このとき、図１０の（Ｐ２）に示すように、空気の通り道が一時的に広がって吸引チューブＡを通過する吸引空気量が一瞬だけ増加する。その結果、吸引タンク１１０にかかる吸引圧が若干だけ下降する。

このような吸引圧の上昇と下降が断続的に繰り返されることによって、吸引圧の時系列データは、図１０の（Ｐ３）に示すように、吸引圧の変動が山谷を繰り返す脈動パターンを示すようになる。

ステップＳ２０１： 脈動パターンと判定された場合、脈動判定部１３３は、粘稠性の詰まりが発生したと判定して、ステップＳ２０２に動作を移行する。一方、脈動パターンと判定されない場合、脈動判定部１３３は、粘稠対策モードの処理ルーチンを抜けて、元のメイン動作（図７および図８参照）に戻る。

ステップＳ２０２： 粘稠対策部１３４は、外気調整部１３２に指示して、本モード中は外気調整バルブ１２２を閉塞状態に維持する。また、本モード中は吸引圧の定値制御における目標値付近の許容範囲を一時的に拡大する。

ステップＳ２０３： 粘稠対策部１３４は、吸引圧の目標値を現在値から一時的に引き上げて、吸引チューブＡに作用する負圧力を高める。このように瞬間的に高めた負圧力によって、粘稠性の吸引物の引き剥がしを図る。

ステップＳ２０４： 脈動判定部１３３は、脈動パターンが解消したか否かを判定する。脈動パターンが解消した場合、脈動判定部１３３はステップＳ２１０に動作を移行する。一方、脈動パターンが解消していない場合、脈動判定部１３３はステップＳ２０５に動作を移行する。

ステップＳ２０５： 吸引圧の一時的な引き上げ（ステップＳ２０３参照）については、試行回数の上限が予め設定される。脈動判定部１３３は、吸引圧の引き上げ回数が、試行回数の上限に達したか否かを判定する。試行回数の上限に達しない場合、脈動判定部１３３は、ステップＳ２０３に動作を戻し、吸引圧の一時的な引き上げを繰り返す。一方、試行回数の上限に達した場合、脈動判定部１３３は次の試みに移るため、ステップＳ２０６に動作を進める。

ステップＳ２０６： 粘稠対策部１３４は、脈動パターンの吸引圧の山に同期して、エアポンプ１２１の吸引圧を引き上げる。また、粘稠対策部１３４は、脈動パターンの吸引圧の谷に同期して、エアポンプ１２１の吸引圧を戻す（以下「共振制御」という）。

図１１は、この共振制御を説明する図である。
図１１の（Ｑ１）では、粘稠性の詰まりによって吸引チューブＡが狭窄または閉塞している。脈動判定部１３３は、この狭窄または閉塞のタイミングを、脈動パターンに現れる吸引圧の山（上昇変動のピーク）によって検知する。粘稠対策部１３４は、この山のタイミングに同期して、ポンプ制御部１３１を介して、エアポンプ１２１の吸引圧を引き上げる。すると、狭窄または閉塞する詰まりでは、空気漏れが少ないため、吸引圧が効率的に作用する。その結果、粘稠性の詰まりは、吸引チューブＡ内を吸引タンク１１０へ向かって少しずつ進む。

一方、図１１の（Ｑ２）では、粘稠性の詰まりが吸引チューブＡから瞬間的に一部剥がれて、空気の通り道が一時的に拡がる。脈動判定部１３３は、この一部剥がれのタイミングを、脈動パターンに現れる吸引圧の谷（下降変動のピーク）によって検知する。粘稠対策部１３４は、この谷のタイミングに同期して、外気調整部１３２（またはポンプ制御部１３１）を介して、外気調整バルブ１２２（またはエアポンプ１２１）を制御して、吸引圧を引き下げる。すると、詰まりの近傍を流れる気流が乱れて、剥がれていた箇所が再び塞がる。そのため、図１１の（Ｑ１）の状態に移行する。

このような図１１の（Ｑ１）（Ｑ２）を繰り返す共振制御によって、粘稠対策部１３４は、粘稠性の詰まりの解消を図る。

ステップＳ２０７： 脈動判定部１３３は、共振制御の後に脈動パターンが解消したか否かを判定する。脈動パターンが解消した場合、脈動判定部１３３はステップＳ２１０に動作を移行する。一方、脈動パターンが解消していない場合、脈動判定部１３３はステップＳ２０８に動作を移行する。

ステップＳ２０８： 共振制御（ステップＳ２０６参照）については、試行回数の上限が予め設定される。脈動判定部１３３は、共振制御の試行回数が、試行回数の上限に達したか否かを判定する。試行回数の上限に達しない場合、脈動判定部１３３は、ステップＳ２０６に動作を戻し、共振制御を繰り返す。一方、試行回数の上限に達した場合、脈動判定部１３３は、ここでの詰まりの解消を諦めて、ステップＳ２０９に動作を進める。

ステップＳ２０９： 粘稠対策部１３４は、音声／表示部１７０を介して、粘稠性の詰まりが解消しない旨を報知し、その詰まり解消のための対策（吸引チューブＡの交換や洗浄など）をユーザに推奨する。

ステップＳ２１０： 粘稠対策部１３４は、粘稠対策モードにおいて変更した吸引圧やその目標値をモード以前の状態に戻す。その後、粘稠対策モードの処理ルーチンを抜けて、元のメイン動作（図７および図８参照）に戻る。

上述した粘稠対策モードの一連の処理によって、「粘稠性の詰まりの自動検出」および「詰まりの解消を図る対処動作」が完了する。

《閉塞対策モードの動作説明》
続いて、上述した閉塞対策モード（図８のステップＳ１２１参照）の動作について、具体的に説明する。

図１２は、閉塞対策モードの動作を例示する流れ図である。
以下、図１２に示すステップ番号の順に説明する。

ステップＳ３００： 閉塞判定部１３５は、電力監視部１５０が検出するエアポンプ１２１（エア吸引部１２０）の吸引電力の時系列データを収集する。閉塞判定部１３５は、吸引圧が目標値付近に定値制御されている状態で、この吸引電力の時系列データが、吸引チューブＡが閉塞を起こした際に生じる電力低減パターンを示すか否かを判定する。

図１３は、この電力低減パターンが生じる機序を説明するための図である。
図１３において、横軸は、吸引チューブＡの吸引空気量（風量）を示す。縦軸は、吸引タンク１１０にかかる吸引圧（静圧）を示す。一方、これら二軸からなる座標面には、吸引電力をパラメータ変更させた際の『風量－静圧の特性カーブ』を複数示す。

ここで、ポンプ制御部１３１は、吸引圧の検出値が目標値付近に収まるように、エアポンプ１２１を電力制御する定値制御を繰り返す。その結果、吸引圧（静圧）が目標値付近の範囲（図１３に示す斜線範囲）に収まるように、吸引チューブＡの吸引空気量（風量）に応じて吸引電力（α、β、γ、δなど）の電力制御が実施される。

この内、吸引電力αは、開放状態の吸引チューブＡで空気を吸引しつつ、吸引圧を目標値に維持するのに必要な電力値である。吸引電力β～γの範囲は、吸引チューブＡで吸引物（痰など）を正常に吸引しつつ、吸引圧を目標値付近に維持するのに必要な電力値の変動範囲である。吸引電力δは、吸引チューブＡが閉塞した（吸引空気量：ゼロ）の状態で、吸引圧を目標値付近に維持するのに必要な電力値である。

目標値付近の定値制御中において吸引電力がおよそβからγまでの範囲に収まれば、吸引チューブＡは閉塞せず、正常電力範囲にあるといえる。一方、この正常電力範囲から外れてδほどの電力低減が所定の時間（自己回復の望める猶予時間）を超えて継続した場合、吸引チューブＡの閉塞が解消しない状況と判定される。図１４は、このような機序によって生じる電力低減パターンを模式的に例示する図である。

ステップＳ３０１： 目標値付近の定値制御中に電力低減パターンを検知すると、閉塞判定部１３５は、閉塞詰まりの解消を図るため、ステップＳ３０２に動作を移行する。一方、電力低減パターンと判定されない場合、閉塞判定部１３５は、閉塞対策モードの処理ルーチンを抜けて、元のメイン動作（図７および図８参照）に戻る。

ステップＳ３０２： 閉塞対策部１３６は、吸引圧の定値制御を一時休止する。この状態で、閉塞対策部１３６は、外気調整部１３２に指示して外気調整バルブ１２２を開放し、外気（大気圧）を吸引タンク１１０に流入させる。その結果、吸引タンク１１０の吸引圧は下がり、吸引チューブＡの閉塞詰まり（粘膜などへの貼り付きなど）の解消が図られる。

なお、閉塞対策部１３６は、エアポンプ１２１の吸引動作の休止によって吸引圧を下げて、吸引チューブＡの閉塞詰まり（粘膜などへの貼り付きなど）の解消を図ってもよい。

ステップＳ３０３： 閉塞対策部１３６は、閉塞詰まりの解消に必要な時間経過をおいて、吸引圧の定値制御を再開する。

ステップＳ３０４： 閉塞判定部１３５は、目標値付近の定値制御において電力低減パターンが解消されるか否かを判定する。解消されていた場合、閉塞判定部１３５は、閉塞対策モードの処理ルーチンを抜けて、元のメイン動作（図７および図８参照）に戻る。一方、電力低減パターンが解消していない場合、閉塞判定部１３５はステップＳ３０５に動作を移行する。

ステップＳ３０５： 閉塞詰まりの対策動作については、試行回数の上限が予め設定される。閉塞判定部１３５は、この対策動作の試行回数が、試行回数の上限に達したか否かを判定する。試行回数の上限に達しない場合、閉塞判定部１３５は、ステップＳ３０２に動作を戻し、対策動作の試行を繰り返す。一方、試行回数の上限に達した場合、閉塞判定部１３５は、閉塞詰まりの解消を諦めて、ステップＳ３０６に動作を進める。

ステップＳ３０６： 閉塞対策部１３６は、音声／表示部１７０を介して、閉塞詰まりが解消しない旨を報知し、その詰まり解消のための対策（吸引チューブＡの交換や洗浄など）をユーザに推奨する。その後、閉塞対策モードの処理ルーチンを抜けて、元のメイン動作（図７および図８参照）に戻る。

上述した閉塞対策モードの一連の処理によって、「閉塞詰まりの自動検出」および「閉塞詰まりの解消を図る対処動作」が完了する。

《実施例１の効果》
以下、実施例１が奏する効果について説明する。

（１）特許文献１の従来技術では、エアポンプの吸引動作によって吸引圧を上げる方向で制御が行われる。そのため、吸引圧を素早く下げる制御が難しく、吸引圧を細かく制御することができなかった。

それに対して、実施例１は、「エアポンプ１２１の制御」および「外気調整バルブ１２２の制御」という二重の制御手段を有する。そのため、外気調整バルブ１２２を開いて吸引圧を素早く下げる方向での制御が可能になる。したがって、実施例１は、「エアポンプ１２１の制御」に加えて、「外気調整バルブ１２２の制御」を行うことによって、吸引圧を細かく制御できるという点で優れている。

（２）実施例１では、吸引圧が目標値付近を超えた場合、外気調整バルブ１２２を即座に開いて吸引圧を素早く下げることができる。そのため、実施例１は、吸引圧が上限を超えて上がりすぎるなどの事態を防止できるという点で優れている。

（３）特許文献１の従来技術では、吸引圧が低めに設定された場合、吸引物の量や粘稠性によっては吸う力が不足して、吸引チューブが詰まり易いという問題が生じる。

それに対して、実施例１では、吸引圧の時系列データについて、吸引チューブＡに粘稠性の吸引物が詰まった際に生じる脈動パターンか否かを判定する。したがって、実施例１は、粘稠性の吸引物が吸引チューブＡに詰まった事態を自動的に検知できるという点で優れている。

（４）実施例１では、脈動パターンを判定すると、吸引圧を上げて、吸引チューブＡの粘稠性の詰まり解消を図る。したがって、実施例１は、粘稠性の詰まりを判定すると、自動的に吸引圧を上げて粘稠性の詰まり解消を図るという点で優れている。

（５）さらに、実施例１では、脈動パターンの吸引圧の山谷に同期して吸引圧を増減させる共振制御によって、図１１で示したように、粘稠性の詰まりを効率よく解消する。したがって、実施例１は、粘稠性の詰まりを判定すると、自動的に共振制御を実施して粘稠性の詰まり解消を図るという点で優れている。

（６）特許文献１の従来技術では、吸引圧が高めに設定された場合、吸引チューブの吸う力が強すぎて、周囲の粘膜に貼り付きやすいなど、熟練していないユーザにとって吸引チューブの扱いが難しくなるという問題が生じる。

それに対して、実施例１では、吸引電力の時系列データについて、吸引チューブの閉塞が解消しない状況で生じる電力低減パターンか否かを判定する。したがって、実施例１は、吸引チューブＡに生じる閉塞詰まりを自動的に検知できるという点で優れている。

（７）さらに、実施例１では、電力低減パターンを判定すると、吸引圧を下げて、吸引チューブの閉塞性の詰まりを解消する。したがって、実施例１は、閉塞詰まりを判定すると、自動的に吸引圧を下げて閉塞性の詰まり解消を図るという点で優れている。

（８）実施例１では、電源用のコード５３０を巻き取って収容する増設リール部５００を、生体用吸引装置１００の本体内に着脱自在に配置する。したがって、実施例１は、この増設リール部５００からコード５３０を引き伸ばして外部電源に接続することによって、外部電源を確保できる場所であれば生体用吸引装置１００の電源使用が可能になるという点で優れている。

続いて、ポンプを増設可能にした実施例２について説明する。
なお、実施例２において、実施例１と共通する構成については、実施例１の説明（図１～図１４参照）と同じ参照符号を用いて説明し、ここでの重複説明を省略する。

《ポンプ増設の構成》
図１５は、ポンプ増設の構成を例示する図である。
図１５において、実施例２のエアポンプ３００は、本体内蔵の標準エアポンプ３１０と、本体側面に増設可能な増設エアポンプ３２０との組み合わせとして構成される。

この内、標準エアポンプ３１０は、実施例１で説明したエアポンプ１２１と同じものである。

一方、増設エアポンプ３２０は、増設ロック部３２１を介して、生体用吸引装置１００の本体側面に装着（着脱自在に増設）される。

増設エアポンプ３２０には、ポンプ駆動回路３２０ａが内蔵される。このポンプ駆動回路３２０ａは、増設ロック部３２１のロックに伴う接点接触や、手動によるコード接続などによって、本体側に内蔵される制御部１３０および電源回路（不図示）と電気的に接続される。

《エア系統の構成説明》
図１６は、吸引タンク１１０とエアポンプ３００（標準エアポンプ３１０および増設エアポンプ３２０）との間のエア系統を例示する図である。

図１６において、エアコネクタ３１１は、標準エアポンプ３１０の吸気と、増設エアポンプ３２０の吸気とを複合して、吸引タンク１１０から空気を吸引するためのＹ型のコネクタである。

このエアコネクタ３１１は、配管１２３を介して、標準エアポンプ３１０に連結される。この標準エアポンプ３１０は、ポンプ駆動回路３１０ａを介して、制御部１３０によって電力制御が行われる。

また、エアコネクタ３１１の連結部３１１ａは、着脱自在な増設配管３２２を介して、増設エアポンプ３２０に連結される。この増設エアポンプ３２０は、ポンプ駆動回路３２０ａを介して、制御部１３０によって電力制御が行われる。

なお、増設エアポンプ３２０の増設を行わない場合、連結部３１１ａの穴が外気に開放されないよう、密閉手段（蓋や弁やバルブなど）によって閉塞される。

さらに、エアコネクタ３１１は、着脱自在な合流配管３１２を介して、吸引タンク１１０に連結される。

外気調整バルブ１２２は、配管１２３の経路上に設けられる。この外気調整バルブ１２２を一時的に開閉制御することによって外気（大気圧）が流入し、吸引タンク１１０に作用する吸引圧は下方調整される。

圧力検出部１４０は、配管１２３の経路上において、エアコネクタ３１１と外気調整バルブ１２２との間に位置する。この位置において、圧力検出部１４０は、エアポンプ３００（標準エアポンプ３１０および増設エアポンプ３２０）および外気調整バルブ１２２の圧力作用を総合して、「吸引タンク１１０に作用する吸引圧」を検出する。

《実施例２のメイン動作の説明》
つづいて、実施例２のメイン動作について説明する。
図１７は、実施例２のメイン動作（実施例１と異なる部分）を例示する流れ図である。

図１７において、実施例２のメイン動作の特徴は、実施例１（図７～図８参照）のステップＳ１０８～Ｓ１０９に代えて、ステップＳ４００～Ｓ４０２の動作を実施する点である。なお、実施例２の残りの動作は、実施例１（図７～図９、図１２）と同様のため、ここでの重複説明を省略する。
以下、このステップＳ４００～Ｓ４０２の動作について順番に説明する。

ステップＳ４００： 制御部１３０は、ポンプ駆動回路３２０ａとの信号通信を試行することによって、増設エアポンプ３２０が増設されているか否かを判定する。ポンプ駆動回路３２０ａとの信号通信が可能な場合、制御部１３０は増設エアポンプ３２０が増設されていると判断して、ステップＳ４０１に動作を移行する。一方、ポンプ駆動回路３２０ａとの信号通信が不可能な場合、制御部１３０は増設エアポンプ３２０が非増設（使用不可）と判断して、実施例１のメイン動作（図７～図８参照）に動作を移行する。

ステップＳ４０１： 制御部１３０（ポンプ制御部１３１）は、吸引圧の検出値が目標値付近に向かって増加する期間は、標準エアポンプ３１０および増設エアポンプ３２０を両方駆動する。その結果、吸引空気量の上限を単体使用時よりも増大させて、吸引タンク１１０内の空気を高速に吸引する。

ステップＳ４０２： 吸引圧の検出値が目標値付近に維持されて定値制御されている期間、制御部１３０は、増設エアポンプ３２０（または標準エアポンプ３１０）の駆動を停止する。停止されたポンプ側は、付属または等価な逆止弁が閉塞するなどして密閉され、空気の漏れは阻止される。この状態で、制御部１３０は、一方の標準エアポンプ３１０（または増設エアポンプ３２０）を単体で駆動する。

なお、これ以降の単体でのポンプ制御は、実施例１のエアポンプ１２１の制御と同じため、ここでの重複説明を省略する。

《実施例２の効果》
実施例２は、上述した実施例１の効果に加えて、次の効果を奏する。

（１）吸引タンク１１０内の吸引圧（負圧）を一旦解除すると、吸引タンク１１０には大気圧の空気が流入する。この状態から再び吸引動作を開始するためには、吸引タンク１１０から空気を吸引して、目標値付近まで吸引圧（負圧）を増加させなければならない。それまでの期間、ユーザは、生体内の吸引動作は行えず、待機しなければならない。そこで、実施例２では、吸引圧が増加している期間は、標準エアポンプ３１０および増設エアポンプ３２０の両方を駆動する。その結果、単位時間あたりに吸引可能な空気量（吸引空気量）の上限が増大し、吸引タンク１１０から空気を高速に吸引することが可能になる。したがって、実施例２は、吸引動作が可能になるまでのユーザ待機時間を短縮できるという点で優れている。

（２）一方、吸引タンク１１０の吸引圧が目標値付近に定値制御されている期間は、細い吸引チューブＡから吸引される少ない空気量を吸引タンク１１０から吸引できれば足りる。その場合、吸引空気量の上限を上げる必要はない。そこで、実施例２では、吸引圧が目標値付近に定値制御される期間は、標準エアポンプ３１０および増設エアポンプ３２０のどちらか一方を駆動する。したがって、実施例２は、１台のポンプ駆動に切り替えることによって電力消費を削減できるという点で優れている。さらに、実施例２は、１台のポンプ駆動に切り替えることによって、ポンプの駆動音を静音化できるという点でも優れている。

《その他の補足事項》
なお、上述した実施形態では、吸引チューブＡを口腔または鼻腔から挿入するケースを想定して説明している。しかしながら、本発明は、これに限定されず、吸引チューブＡを生体内に挿置するものであればよい。例えば、気管切開カニューレや人工呼吸器や内視鏡や腹腔鏡などと併用して吸引チューブＡを生体内に挿置するものでもよい。

また、上述した実施例２において、標準エアポンプ３１０および増設エアポンプ３２０の一方が故障した場合に、正常なポンプのみを選択駆動して吸引動作を継続実施してもよい。

また、上述した実施例２において、標準エアポンプ３１０の累積駆動時間と、増設エアポンプ３２０の累積駆動時間がほぼ等しくなるように、両ポンプの駆動を適宜に入れ替えてもよい。この場合、両方の累積駆動時間を揃えることによって、どちらか一方に駆動が偏らずに、一方のポンプが故障するまでの平均故障間隔を引き伸ばすことが可能になる。

なお、本発明は、上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために全体を詳細に説明したものであり、本発明は必ずしも説明した全ての構成や全てのステップを備えるものに限定されない。

また、本発明は、個々の構成（例えばセンサなどのパーツ）の種類に限定されるものではない。例えば、個々の構成を、均等な機能を有する別種類の構成に変更してもよい。

また、実施形態の個々の要素を部分的に組み合わせてもよい。さらに、実施形態に対して、他の構成や他のステップを追加・置換をすることも可能である。また、実施形態に対して、一部の構成や一部のステップを削除してもよい。

１００...生体用吸引装置、１００ａ...収納部分、１００ｂ...ロック部、１００ｃ...貫通孔、１００ｄ...電池蓋、１１０...吸引タンク、１１１...排出部、１１１ａ...弁部、１１１ｂ...留め具、１１２...フィルタ、１２０...エア吸引部、１２１...エアポンプ、１２１ａ...ポンプ駆動回路、１２２...外気調整バルブ、１２２ａ...バルブ駆動回路、１２３...配管、１３０...制御部、１３１...ポンプ制御部、１３２...外気調整部、１３３...脈動判定部、１３４...粘稠対策部、１３５...閉塞判定部、１３６...閉塞対策部、１３７...第１センサ、１３８...第２センサ、１４０...圧力検出部、１５０...電力監視部、１６０...吸引スイッチ、１７０...音声／表示部、１８０...吸引ダイヤル、２００...集積容器、３００...エアポンプ、３１０...標準エアポンプ、３１０ａ...ポンプ駆動回路、３１１...エアコネクタ、３１１ａ...連結部、３１２...合流配管、３２０...増設エアポンプ、３２０ａ...ポンプ駆動回路、３２１...増設ロック部、３２２...増設配管、５００...増設リール部、５１０...下部増設空間、５１０ａ...底蓋、５１０ｂ...コード出口、５３０...コード、５４０...電源アダプタ、５６０...モバイルバッテリ、５７０...収納空間、Ａ...吸引チューブ

Claims (6)

1. 吸引対象の生体内に挿置される吸引チューブに連通して負圧力を作用させる吸引タンクと、
   前記吸引タンクに吸引圧をかけるエア吸引部と、
   前記エア吸引部を電力制御する制御部と、
   前記吸引タンクにかかる前記吸引圧を検出する圧力検出部とを備え、
   前記制御部は、
   前記圧力検出部が検出する前記吸引圧の時系列データについて、前記吸引チューブに粘稠性の吸引物が詰まった際に生じる脈動パターンか否かを判定する脈動判定部と、
   前記脈動パターンの判定に応じて、前記吸引圧を上げて、前記吸引チューブの粘稠性の詰まり解消を図る粘稠対策部とを含む
   ことを特徴とする生体用吸引装置。
2. 請求項１に記載の生体用吸引装置であって、
   前記エア吸引部は、
   前記吸引タンクから空気を吸引するエアポンプと、
   前記吸引タンクに外気を流入させる外気調整バルブとを含み、
   前記制御部は、
   前記エアポンプの吸引電力を電力制御して、前記吸引タンクから空気を引くポンプ制御部と、
   前記外気調整バルブを一時的に開く電力制御によって、前記吸引タンクにかかる前記吸引圧を下方調整する外気調整部とを含み
   前記粘稠対策部は、前記脈動パターンの前記吸引圧の山に同期して前記吸引圧を引き上げ、前記脈動パターンの前記吸引圧の谷に同期して前記吸引圧を引き下げる制御（以下「共振制御」という）を行う
   ことを特徴とする生体用吸引装置。
3. 吸引対象の生体内に挿置される吸引チューブに連通して負圧力を作用させる吸引タンクと、
   前記吸引タンクに吸引圧をかけるエア吸引部と、
   前記エア吸引部を電力制御する制御部とを備え、
   前記エア吸引部は、
   前記吸引タンクから空気を吸引するエアポンプと、
   前記吸引タンクに外気を流入させる外気調整バルブとを含み、
   前記制御部は、
   前記エアポンプの吸引電力を電力制御して、前記吸引タンクから空気を引くポンプ制御部と、
   前記外気調整バルブを一時的に開く電力制御によって、前記吸引タンクにかかる前記吸引圧を下方調整する外気調整部とを含み、
   前記吸引電力を検出する電力監視部を備え、
   前記制御部は、
   前記制御部によって前記吸引圧が目標値付近に定値制御されている状態で、前記電力監視部が監視する前記吸引電力の時系列データについて、前記吸引チューブの閉塞が解消しない状況で生じる前記吸引電力の電力低減パターンか否かを判定する閉塞判定部と、
   前記電力低減パターンの判定に応じて、前記吸引圧を下げて、前記吸引チューブの閉塞性の詰まり解消を図る閉塞対策部とを含む
   ことを特徴とする生体用吸引装置。
4. 吸引対象の生体内に挿置される吸引チューブに連通して負圧力を作用させる吸引タンクと、
   前記吸引タンクに吸引圧をかけるエア吸引部と、
   前記エア吸引部を電力制御する制御部とを備え、
   前記エア吸引部は、
   前記吸引タンクから空気を吸引するエアポンプと、
   前記吸引タンクに外気を流入させる外気調整バルブとを含み、
   前記制御部は、
   前記エアポンプの吸引電力を電力制御して、前記吸引タンクから空気を引くポンプ制御部と、
   前記外気調整バルブを一時的に開く電力制御によって、前記吸引タンクにかかる前記吸引圧を下方調整する外気調整部とを含み、
   さらに、前記エア吸引部は、
   標準配置の標準エアポンプと
   着脱自在に追加される増設エアポンプとを含み、
   前記標準エアポンプの吸気と、前記増設エアポンプの吸気とを複合して、前記吸引タンクから空気を吸引するエアコネクタを備え、
   前記制御部は、追加された前記増設エアポンプを前記標準エアポンプと併せて駆動することによって、前記吸引タンクに対する吸引空気量の上限を、前記標準エアポンプの単体使用時より上げる
   ことを特徴とする生体用吸引装置。
5. 請求項４に記載の生体用吸引装置であって、
   前記制御部は、前記吸引圧が増加している期間は前記標準エアポンプおよび前記増設エアポンプを両方駆動し、前記制御部によって前記吸引圧が目標値付近に定値制御されている期間は、前記標準エアポンプおよび前記増設エアポンプのどちらか一方を駆動する
   ことを特徴とする生体用吸引装置。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の生体用吸引装置であって、
   生体用吸引装置の本体を外部電源に接続するためのコードを巻き取り自在に収容する増設リール部とを備え、
   前記増設リール部は、前記本体に対して着脱自在に収納される
   ことを特徴とする生体用吸引装置。

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