JPH01274027A - 圧力計，呼吸検出器並びに呼吸同調式酸素供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［利用分野］ 本発明は、呼吸等の如き数ｍｍＡｇ程度の微圧変動が検
出できる圧力ｈ１又は呼吸検出器、史には該呼吸検出器
を用いた呼吸同調式酸素供給装置に関する。

［従来技術］ 慢性呼吸疾患患者に酸素ノｊスを供給する開放型の酸素
供給装置において、従来は、連続的に患者に一定量の酸
素ガスを供給するのが一般であった３、しかしなから、
蒸気連続供給方式では呼気時にｂ酸素ガスが供給される
ため、酸素ガスか無駄になる問題、患者か呼吸抵抗感を
感じる問題等があつ　ｌこ。

これを解決づるものとしｒ、４ｒ目ｌ旧１：ｉ　６２−
２７０１７０号公報には鼻カニニＬ−レ部に焦電索子か
らなる呼吸センサーを設け、ぞの呼吸信号に五り１繞累
カスの供給を制御づる呼吸同調式酸素供給装置が提案さ
れている。この装置は上記問題を解決するしのであるが
、呼吸ゼンリーーを轟カニユーレ部に設ける必要かあり
、検出配線を装置水体から鼻カニユーレ部までイ１＋設
しな（ブればならり゛、［［つ、再々取外し操作される
部位にあるので、信頼１１．操作↑４の而で問題か必る
。

［発明の目的］ 本発明はかかる現状に鑑みなされた一ｂので、呼吸同調
式酸素供給装置の本体近傍での呼吸に基づく微圧変動が
検出できる圧力ｈ１及び呼吸検出器を第′１の目的とし
、該呼吸検出器を用いた上記問題のない呼吸同調式酸素
供給装置ｍを第２σ月１的としたらのである０、 １発明の構成」 」−記［１的は以下の本発明により達成される。づなわ
ら、本発明は、測定１１〈さ圧力又は差圧を受けて変位
Ｉるダイ入７フラムに連動覆る移動電極と、これに対向
して配置した固定電極との間の静電容量変化により該圧
力又は差１モを検出゛づるようにしたグイヤフラム式の
圧力検出器において、前記ダイヤフラムを高分子フィル
ムに導電層を積層した導電性フィルムとして該導電層を
移動電極とすると共に、前記固定電極も前記導電性フィ
ルムとじＩこことを特徴とする圧力泪を第１発明とし、
このＬｆ力ｉ−ｌと同じ構成で呼吸を検出するＪ、うに
なした１１′丁吸検出器を第２発明とし、この呼吸検出
器を水体の酸素供給口近傍に配置し、この呼吸検出器か
らの吸吸信号により酸素カスの供給を制御するようにな
した呼吸１ｈＩ調式酸素供給装置を第３発明と覆るもの
である。

上述の本発明は以下のＪ、うにしてなされたちの゛（あ
る。づなわら、前記問題解決には配管を通じて伝播され
る呼吸による圧力変化を検出する方法が最ら実現ｆ［が
高いと考えた。しかし、その圧力変化は数ｍ１ＩＩ　Ａ
（］という微汁であり、そこで微圧検出に用いられるダ
イヤフラム式１■力ｈ１のダイレフラムの改良に看目し
種々検問の結果、高分子フィルム、なかでも導電性層を
積層した導電性高分子フィルムか数ｍｍＡｇというＪ：
うな微圧の検出に対しては、優れた弾↑（■特性を有し
、且つ静電容星検出に適した構造を石することを見出し
た。しかしなから高湿雰囲気においては１ｆ万−出力特
↑（１が変動することがわかった。これに対して固定電
極も青電↑４高分子フィルムで構成したところ、温湿度
変化に対して安定な出力持↑１が得られることが売出さ
れ、前記本発明に想到した・ｂのである。

なお、固定電極の導電性高分子フィルム化により出力特
性か安定化する理由は明らかζ′ないが、温湿度変化の
影響が固定電極と移動型（４ｊとに同じ様に発現し、そ
れが結局相殺されるためと思われる。

以下、実施例に基いて、本発明の詳細な説明Ｊる。

［実施例」 第１図は実施例の呼吸検出器の側断面図、第２図はその
正面図、第３図はその分解した各要素の斜視図でおる。

図にｄ３いて１が圧により変位するダイヤフラムであり
、２がこれに所定厚みの中間枠３で設定されに間隔を隔
てて対向配置された固定電極２であり、共に有機高分子
フィルムｌａ、　２ａ上に金属薄膜。

金属酸化物薄膜等よりなる導電層１ｂ、　２ｂを形成し
た導電性フィルムよりなる。

ダイヤフラム１の他方の側には作動空間を設定Ｊ゛る所
定厚みの規制枠４を介して、ダイヤフラム１の最大変位
を規制する規制側板５か配置されている。

そして、固定電極２．中間枠３．ダイヤフラム１、規制
枠４．規制側板５はこの順で必要周所にシール祠（図示
省略）を介在さけて支持板６上に載置し、各要素の４隅
に設けたボルト穴７に挿通したボルト（図示省略）によ
り締ト１け、第１図。

第２図に示すにうに組み立てられる。

なお、この組み立てに際しては、固定電）セ２は支持板
６「に自然状態で載置し、（の上に中間枠３を配置する
３、この状態にａ３いては、固定化（！２はカール等に
よるしわのため部分的に支持板６−Ｌに密着した状態と
なっており、その高い部分は中間枠３の上面より突き出
ている。次いでこの十にダイヤフラム１．規制枠４．規
制側板Ｅ）を戎買して締付は組み立でる。するとダイヤ
フラム１は固定電極２のしわの高い部分で押圧されて名
士張力がイ・１句された状態で固定される。従って固定
電極２とダイヤフラム１との間には固定化（へ２とダイ
ヤフラム１とが−・部接触したギ（・ツブが形成される
。そしてこのギ（／ツブににり温湿度変化にス１して’
１７ｒ　ｔ４の支足した呼気検出器が実現された。

ところで、」−記ギＶツブの変化を静電容梠変化として
支足して検出１−るため各吸糸は以下のＪ、うに構成さ
れている。

ダイヤフラム１は移動電極となる、導電層１ｂが規制枠
４側になるにうに配置すると共に、規制枠４のダイヤフ
ラム１側には金属’ｊ１９１１Ｕ　４を形成し、導電層
１ｂの外部への取り出し端子４［）としている、。

４Ｔお、規制枠４（１）Ｊ＄みはダイヤフラム１に高差
圧かｆＪ　’−ｊされた時もクイＡ７フラム１か破壊さ
れず、かつ、通常の作動範囲では障害とならない１９み
とする８問かある。本例では略′１ｍｍとしたか、測定
Ｊ−ｔに応じで選定Ｊ−べきである。

また、固定電極２は導電層２０がダイレフラム１側とな
るように配置覆ると共に、中間枠３をその固定化４〜２
側に金属薄膜３ａを形成したものとして固定化（〜２の
外部への取り出し端子３ｂとしている。

史に、規制側板５５．支持側６の外面側には夫々金属薄
膜５ａ、　６ａを積層し、これを接地づることにより外
部電位変化等の測定への影響を防ｌ〜ｌるＪ、うにしで
ある。

−−−１ｊ、因子電極２及び規制側板５には夫々出通孔
２ｂ、　６ｂを設けると共に、固定電イへ２に対面復る
支持板６の内面には中心の圧導入口６ｂから固定化（４
シ２の各貫通孔２ａ、更にはこの貫通孔２ａ間に圧を伝
える流路６Ｃを図示の如く車輪状にパターン化して形成
した金属薄膜６ｄを積層し、ダイヤフラム１の応答ｆ１
の向上を削っである。これは、ダイヤフラム１及び固定
電極のＪＳＡ制側板５．支持板６への密着を防止し、速
応性を確保する点で友好Ｃ・ある。

図の８は接続具である。

なｄ−３、移動電極のダイヤフラム１と固定化（→Ａ２
の間の静電容量変化は、取り出し端子３１）、　４ｂに
周λ口の静電容量測定回路を接続覆ることにＪ、り測定
できる３゜ 以−Ｌの構成において、ダイヤフラム１を５０μｍ厚の
ポリエチレンテレフタレー　ト（Ｐ　Ｅ　１’　）フィ
ルム十に旧を蒸着したニッケル蒸着青電↑（［フィルム
とし、固定電極２を７５μｍ　ｌ＝のＩＪト−１ノイル
ム上にインジュウム・錫酸化物（ＩＴＯ）を形成した透
明導電性フィルムとし、中間枠３に８５μｍｎＯ〕銅張
ポリイミドフィルムからなるフレキシブルプリント回路
基板を、規制枠４に’１ｍｍ厚の銅・水プリン１〜回路
基板を、規制側板５と支持板６に同じく銅張プリント回
路基板を用い、ダイヤフラム１の受圧部を半径４ｃｍの
円形とした実施例による測定結果を表１及び第４図に示
す。なお測定例１は温度？９．４°Ｃ２湿度２９％の条
１′４下、測定例２は温度３０．４°Ｃ１湿度６０．１
％の条１（１下での測定結果で゛ある。

両測定例共若干ヒステリシス誤差があるか最大３３％で
あり実１［Ｌト問題ないことを確認している。

表　　　１ 測定結果より、３０％の湿度変化にλ（１して測定誤差
は４［１４以下であり、圧力測定器としてら充分使用で
きるレベルにあることがわかる。

また、Ｏ点近１力では５ｍｍＡｇ変化に対して７２ｐ１
以上であり非常に高感度であることがわかる。そしテ１
ｌｊｌ＞　Ｗ　速度も０．０１　ｓｅｃ／ｍｍＡｇと’
ＪＩ’＋’Ｋに高速応答性をイｊｔｌることを４イ〔認
しＣいる８゜更に、測定結果は加圧側では飽和した特性
を示している。これはダイ゛＼７フラム１を固定電極２
のしわ部で押■して化ツノ付与した状態てレッ１〜した
ことによると思われる。この特性は呼吸検出器として用
いた場合、呼気には応答ロリ゛、吸気のみに応答するこ
ととなり、呼吸同調式酸素供給装置への応用には特に好
ましいものである。

以上本発明の呼吸検出器は該酸素供給装置への適用にと
くに適したしのであるが、微圧、微差Ｉ■検出用の圧力
計としてｂ使用で゛さることはいうまでｂ４Ｉ：い。

次に前記呼吸検出器を用いたｕ＝ｒ吸同調式酸素供給装
［６を説明覆る。

図に（Ｉ３いて１００は、本発明の呼吸同調式酸素供給
装置の本体であり、２００は二」−ト２０１で本体１０
０の供給［、＋　１０１に接続されためカニコーーーレ
である。

本体１００は公９．［１の酸素濃縮器１１０に急速供給
のため貯気用のバッフ７タンク１２０．電磁弁１３０゜
患者ｌ＼の酸素供給圧を平準化づるクツションタンク１
４０からなる供給手段を接続したものである。

図０月５０は、本発明の呼吸同調制御装置で、前述の実
施例の呼吸検出器１５１を用い、測定回路は公知の発振
回路１５２とパルスカウンター回路１５３を組合せたも
のとして、呼吸による圧力変動をディジタル処理に適し
たディジクル値に変換して測定づるにうになっている。

１５４はマイク［１コンビ１−タからなる］ン１〜ロー
ラーで、一定のυンプリング周期でパルスカウンター回
路１５３のｉｔ数値を読み込み、リセッ１〜すると共に
、該ｉｔ数値が設定した所定値を越えた時吸気開始とし
、電磁弁１３０を聞き、設定した一定時間（例えば叶吸
周明の数分の１）の間空気を供給するようになっている
。

ところで、前述の通り本発明の呼吸検出器１５１はＯ・
−一５ｍｍＡｇ（吸気側）に対して静電容量変化が７０
・〜８０ｐｒと非常に高感度である。従って発振回路１
５２の発掘周波数か容易に１００ＫＩＩＺ〜１ト川ｌと
従来に比し高く設定できる。そこで、１００Ｋｔｌｚを
例にとると、１０ｍ　ｓｅｃのリングリング周１１ＪＪ
の場合、パルスカウンター回路１５３の各リンブリング
での、？ｌ＆値は１０００となる。従って測定回路の分
解能は１／１０００となり、充分高い分解能で、［１つ
応答速度ら充分である。上記実施例の全体の応答速度は
０．０２　ＳｅＣであった。従って、従来と異なり非常
に筒中な演綿処理の制御手段で呼吸同調式酸素供給かで
き、使用プるコント［１−ラーも安価な１チツプのマイ
クロコンビューターで実現でき、全体としてら安価なも
のとなる効果がある。また、呼吸検出器１５１は本体に
あるので、鼻カニ１−ラに検出器を設けるしのに比し取
扱い易く、故障−し少なくなるという利点がある。

以−し、実施例に基いて本発明を説明したか、本発明は
かかる実施例に限定されるものではない。

■゛Ｐ吸検出器として、吸気検出に適した人気に対して
負圧のみ検出するものを示したが、圧乃入し＝１を、例
えば第１図の規制側板側にしてぞの空気孔を月廿するこ
とにより呼気検出に適した正１−１のみを検出器る；ｂ
のと覆ることしできる。ま／乙呼吸検出器として説明し
たが、微Ｉ「、微差性検出器として使用できる口とは、
その作用から明らかＣある。

また、高分子−にに設（プる移動電極として、ぞの全面
に導電性層を積層したしのを示したか、直線１（１の向
−１−等のためパターン化した導電性物質の層を８娼プ
てもよいことはいうＪ：でもない。なお、この層の電気
抵抗は実施例等から表面抵抗で故ｉｏｏ。

Ω／［１以下程度であればよく、ぞの膜厚は数μｍ以１
ぐ、耐久性、生産性等の面から数１０００Å以下稈磨が
実用的である。また高分子フィルム自体も前述の市阪晶
の他ポリ王ステル、ポリイミド、エポキシ等各種高分子
樹脂のフィルム上に移動電極となる金、銀、銅管各種金
属又はその合金等の脣電性物ｔ（の層、１なわら導電性
層を形成したものであれば適用できることはいうまでし
ない。なかでも、機械的（１法安定性に優れたポリニス
デルフィルム、特に二軸延伸したＰ　Ｕ　Ｔ−フィルム
上に導電・［（Ｌ層を形成したしのが好ましい、。

更に、呼吸同調式酸素供給装置として、酸素供給の必要
な吸気開始を検出して！！２累酸索供給を、これに同調
させる吸気同調式を示したが、二１−ド等が長く検出の
後れが大きい瘍合には、吸気開始に替え一″Ｃ１呼気開
始又は呼気圧最大点等を検出してこれより一定時間後に
酸素供給Ｊる等のＩｌｆ気に１模索供給を１７ｉｌ調さ
せる呼気ＩＭＩ調ヱ（とすることにより患者の吸気に遅
れなく同調さμることかでさる３゜本発明はかかる場合
−し含むもので、Ｊ、って呼吸同調式という。

以１ニ本発明は、高感度で１１゛Ｐ吸簀にＪ、る微ＬＬ
変化か検出できる斤）ｒ＋７１．ｕｆ吸検出器、更にこ
の１トｒ１段検出器を用いた１？Ｓ成か簡単で使い易く
、安価な呼吸同調式酸素供給装置を提供覆るものであり
、−■業上大きな奇与をなすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の呼吸検出器の部分側断面図、第２図は
その正面図、第３図（Ｅｌ）〜（（Ｊ）はその各要素の
詳細図、第４図は実施例による測定結果を示１グラノ、
第５図は本発明の呼吸同調式酸素供給装置の構成を示す
ブロック図である。 １：ダイヤフラム、２：固定電極。 ３：中間枠、　ｉｏｏ　：本体 １５０：呼吸同調制御装置、　２００　：弗カニ１−ラ
’Ｎ　’ｌ−目 ＶＬＳＩ因

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定すべき圧力又は差圧を受けて変位するダイヤフ
   ラムに連動する移動電極と、これに対向して配置した固
   定電極との間の静電容量変化により該圧力又は差圧を検
   出するようにしたダイヤフラム式の圧力検出器において
   、前記ダイヤフラムを高分子フィルムに導電層を積層し
   た導電性フイルムとして該導電層を移動電極とすると共
   に、前記固定電極も前記導電性フィルムとしたことを特
   徴とする圧力計。 ２、呼気に応じで変位するダイヤフラムに連動する移動
   電極と、これに対向配置した固定電極との間の静電容量
   変化により呼気を検出するようになした呼吸検出器にお
   いて、前記ダイヤフラムを高分子フィルムに導電層を積
   層した導電性フィルムとして該導電層を移動電極とする
   と共に、前記固定電極も前記導電性フィルムとしたこと
   を特徴とする呼吸検出器。 ３、請求項第２項記載の呼吸検出器を、本体パネルの酸
   素供給口近傍に設け、呼吸検出器の信号に基いて酸素ガ
   スの供給を制御することを特徴とする酸素供給装置。