JPH08117337A - 呼吸用気体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 呼吸位相の検知とデマンドバルブの制御が正
確に出来、呼吸用気体の供給量の変動を伴わずに任意に
供給用導管を延長することが可能な呼吸用気体供給装置
を提供しようとするものである。 【構成】 呼吸用気体の発生手段と、一端が該発生手段
に連通し他端に該呼吸用気体の解放型供給手段を有し途
中に自動開閉弁手段を有した任意の長さの導管手段と、
呼吸における少なくとも一部の所定位相を検知し得る機
能を有した呼吸位相検知手段と、該呼吸位相検知手段の
検知結果に基づいて該自動開閉弁手段の開閉を制御する
為の制御手段を備えた呼吸用気体供給装置において、該
自動開閉弁手段と、該呼吸位相検知手段と、該制御手段
とが該導管手段の下流側に設置されたことを特徴とする
呼吸用気体供給装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、呼吸のサイクルに応じ
て作動し得る自動開閉弁を備えた呼吸用気体供給装置に
関する。特に好ましくは、酸素濃縮気体供給装置であっ
て呼吸のサイクルに応じて作動し得る自動開閉弁を具備
したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、呼吸器疾患患者に対して行われる
酸素療法において用いられる自動開閉弁は、酸素濃縮装
置の内部又は、酸素ボンベ用キャリヤカートに組み込む
等の酸素濃縮気体発生手段の近辺に設置する為、患者は
常時酸素発生源の近傍で利用している。移動する場合は
酸素発生源を付随させて移動することとなり重量物を移
動させる必要があり、呼吸器疾患患者には過大な労力が
必要となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、呼吸サイク
ルに応じて作動し得る自動開閉弁を備えた呼吸用気体供
給装置において、呼吸用気体供給用導管を任意に延長で
きるようにして患者の行動範囲を拡大しようとするもの
である。この場合、患者の呼吸にともなって発生する圧
力変化を検出して得られる圧力信号による呼吸位相検知
方式（例えば特開平１−２２１１７０号公報参照）にお
いては、呼吸用気体供給用導管を長くした場合に検知感
度が低下する問題点が発生し延長距離に限界が有る。或
いは、単に任意に延長された導管の先端に自動開閉弁を
設置しただけでは、呼吸サイクルに同調させて間欠的に
供給する１パルス当たりの呼吸用気体供給量が、任意に
延長された導管長さにより変化し、処方値に適合した量
のパルス波形を実現することが出来ない。本発明は、こ
れらの問題点に解決し、呼吸位相の検知と自動開閉弁の
制御が正確に出来、および呼吸用気体の供給量の変動を
伴わずに任意に導管を延長可能となり、患者等の使用者
の行動範囲を拡大することが出来る呼吸用気体供給装置
を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】本発明の呼吸用気体供給装
置としては、呼吸用気体の発生手段と、一端が該発生手
段に連通し他端に該呼吸用気体の解放型供給手段を有し
途中に自動開閉弁手段を有した任意の長さの導管手段
と、呼吸における少なくとも一部の所定位相を検知し得
る機能を有した呼吸位相検知手段と、該検知手段の検知
結果に基づいて該自動開閉弁手段の開閉を制御する為の
制御手段を備えた呼吸用気体供給装置において、該自動
開閉弁と、該検知手段と、該制御手段とが該導管手段の
下流側に設置されたことを特徴とするものがあり、それ
によって患者の行動範囲を大幅に拡大することができ
る。ここで下流側とは、導管手段の後半部を意味し、特
に、先端の近傍が好ましい。

【０００５】かかる本発明の装置において、呼吸位相検
知手段を該自動開閉弁手段の下流側に設置することがよ
り好ましい。

【０００６】又、本発明の呼吸用気体供給装置には、呼
吸用気体の発生手段と、一端が該発生手段に連通し他端
に該呼吸用気体の解放型供給手段を有し途中に自動開閉
弁手段を有した任意の長さの導管手段と、呼吸における
少なくとも一部の所定位相を検知し得る機能を有した呼
吸位相検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて該
自動開閉弁手段の開閉を制御する為の制御手段を備えた
呼吸用気体供給装置において、該自動開閉弁の上流側近
傍、より具体的には直前にオリフィス等の絞り機構とク
ッションタンク等の溜機構を直列に設置したものが含ま
れる。それによって任意に延長された導管の長さによる
呼吸用気体の供給パターンの変化を少なくし、呼吸位相
の検知と自動開閉弁の制御が正確に出来るようになる。

【０００７】更に、本発明の呼吸用気体供給装置には、
呼吸用気体の発生手段と、一端が該発生手段に連通し他
端に該呼吸用気体の解放型供給手段を有し途中に自動開
閉弁手段を有した任意の長さの導管手段と、呼吸におけ
る少なくとも一部の所定位相を検知し得る機能を有した
呼吸位相検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて
該自動開閉弁手段の開閉を制御する為の制御手段を備え
た呼吸用気体供給装置において、該絞り機構は供給する
気体量に適合する寸法値のものを複数個具備し、気体流
量目標値に合わせて切り替えて使用することも可能にし
たものが含まれ、さらには該溜機構として同等容積を有
する寸法の導管を用いたものも含まれる。

【０００８】さらに本発明には、呼吸用気体の発生手段
と、一端が該発生手段に連通し他端に該呼吸用気体の解
放型供給手段を有し、途中に自動開閉弁手段を有した任
意の長さの導管手段と、呼吸における少なくとも一部の
所定位相を検知し得る機能を有した呼吸位相検知手段
と、該呼吸位相検知手段の検知結果に基づいて該自動開
閉弁手段の開閉を制御する為の制御手段を備えた呼吸用
気体供給装置において、該自動開閉弁と、該呼吸位相検
知手段と、該制御手段とが該導管手段の上流側に設置さ
れており、該自動開閉弁の上流側に絞り機構と溜機構と
を設置したことを特徴とする呼吸用気体供給装置が含ま
れる。ここで上流側とは、導管手段の前半部を意味し、
好ましくは、酸素濃縮器等の呼吸用気体発生手段を収納
した筐体内に収納したものがあげられる。

【０００９】これらの装置の好ましいものとしては、呼
吸用気体が酸素又は、酸素濃縮気体であり、その発生手
段が酸素濃縮器、酸素ボンベ、液体酸素貯留タンクであ
るものがあげられる。酸素濃縮器としては、例えば窒素
を選択的に吸着し得る吸着剤を用いた吸着型酸素濃縮器
や、酸素透過性膜を用いた膜型酸素濃縮器があげられ
る。

【００１０】本発明における解放型供給手段は、患者の
鼻孔や口に対して密閉されない状態即ち大気に解放され
た状態で呼吸用気体を供給するものであって、例えば鼻
カニューラが例としてあげられる。

【００１１】自動開閉弁手段としては、直流励磁型電磁
弁、交流励磁式電磁弁、空気作動式自動弁、パイロット
作動型電磁弁等が好ましく、中でも直流励磁型電磁弁、
空気作動式自動弁、及びパイロット作動型電磁弁等が鉄
芯等の動きがゆるやかで寿命が長く且つ作動時の発生音
が小さく低騒音化の対策上更に好ましく、特に直流励磁
型電磁弁が実用的である。

【００１２】呼吸位相検知手段としては、呼吸の際の呼
気及び呼気のサイクルが検知できるものであればいかな
るものであってもよい。その具体例としては、呼気及び
呼気の通路における気流に関する圧力、温度、湿度等の
呼吸に基づいて変化する値を検知するための手段があげ
られる。その他に例えば流体論理素子等の気体の流れ特
性によるものがあげられる。

【００１３】圧力に基づく検知手段としては、圧力変動
を検知するものと、圧力自体を測定するものがあるが、
前者が実用上好ましく、特に圧力の変化速度を検知する
ようにしたものが感度を高めるうえで有効である。圧力
変動を検知するための手段としては、例えば呼気及び吸
気が通過する通路である鼻孔等において開口部を有した
導管内にダイヤフラム等を用いた圧力変動検知手段があ
げられる。ダイヤフラム式の微圧変動検知手段には、ス
テンレス等の金属材料を用いたものがある。また、その
他に静電容量変化により圧力又は差圧を測定するための
導電性物質で表面処理した高分子フィルムをダイヤフラ
ムとして用いたものがあげられる（特開昭６４−２１３
３０号公報参照）。特にかかる高分子フィルムをダイヤ
フラムとして用いた検知手段の場合には、数ｍｍＡｑ程
度の微圧・微差圧の変動を検知するのに適している。
尚、そのダイヤフラムの一方の面側の空間に連通し、多
端が鼻孔等において開口した導管は、呼吸用気体を鼻孔
等に供給するための導管手段と別に設けてもよいが、両
方の機能を一本の導管手段にもたせたものであってもよ
い。

【００１４】温度の変動を検出するための手段としては
熱電対等の如く温度検知部材を呼気及び吸気の通路即ち
呼吸気流中に配置したものがあげられる。

【００１５】これらの中で、圧力変動検知手段が、鼻孔
等の呼吸気流中から離れた位置でその変動を検知できる
ことから便利であり、特に圧力変動検知のための導管手
段を呼吸用気体を供給するための導管手段と共通にでき
る利点がある。

【００１６】かかる呼吸位相検知手段により検知する呼
吸における少なくとも一部の所定位相としては、吸気開
始時、呼気開始時等があげられる。特に、吸気開始時を
所定位相として検知するようにしたものが吸気に対応さ
せて呼吸用気体の供給が安定に行うことができるので実
用上有利である。

【００１７】本発明の呼吸用気体供給装置は、通常の運
転においては、呼吸位相検知手段による検知結果に基づ
いて、呼吸気体供給導管の途中に設けた自動開閉手段の
開閉を行うことによって、少なくとも吸気位相の一部に
おいて呼吸用気体を間欠的に供給するようにしたもので
ある。

【００１８】本発明の呼吸用気体供給装置における特徴
は、使用者の行動範囲を拡大する為に任意に延長された
導管を用いた時に、圧力信号による呼吸位相検知方式
（特開平１−２２１１７０号公報参照）においては検知
感度が低下し、正確な気体の供給が困難になることを防
止する為の手段を具備せしめたことにある。尚、本発明
の装置では、呼吸位相検知用の圧力変動センサーを設置
した部分の下流側において、水面蒸発タイプの加湿器を
必要に応じて使用できるように具備させてもよい。

【００１９】

【実施例】図面を用いて本発明の呼吸用気体供給装置の
具体的実施例について説明する。但し、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではない。

【００２０】図１では、圧力変動吸着式酸素濃縮手段か
らなる酸素発生手段１からの酸素が、オリフィスなる絞
り機構２及びタンク機構３を介して、圧力変動の検知に
より呼吸位相を検知する圧力変動センサー５の検知結果
を基にデマンドバルブコントローラー６により制御され
るデマンドバルブ４を通過する。更に、延長チューブ７
を通過して鼻カニューラ８の解放型供給手段より供給さ
れる。

【００２１】本装置は延長チューブ７の上流側にセンサ
ー５、デマンドバルブコントローラー６及びデマンドバ
ルブ４が設置されており、それらが酸素濃縮器なる筐体
９の内部に収納されていることを特徴としている。尚、
筐体９に収納されている圧力変動吸着式酸素濃縮手段自
体の記載は、図１では省略する。

【００２２】図２は酸素発生手段１１から発生した酸素
が任意の長さの延長チューブ１７の先端近傍に備えた絞
り機構１２、タンク機構１３及びセンサー１５の検知結
果を基にデマンドバルブコントローラー１６で制御され
るデマンドバルブ１４を通過する。更に鼻カニューラ１
８の解放手段より供給される。

【００２３】尚、本装置では延長チューブの下流側にセ
ンサー１５、デマンドバルブコントローラー１６及びデ
マンドバルブ１４が設置されていることを特徴としてい
る。

【００２４】更に、図４は図２の装置で実際に測定した
時の１パルス当たりの酸素供給量を示している。すなわ
ち従来技術である絞り機構及びタンク機構が設置されて
いない場合、延長チューブを長くしていくと１パルス当
たり酸素供給量が明らかに変化しており任意の延長チュ
ーブ長により正確なパルス波形を供給出来ない。これに
対し、本発明の絞り機構及びタンク機構を設置すること
により延長チューブの長さに関係なく１パルス当たりの
酸素供給量が一定となり正確なパルス波形が供給出来
る。この結果、本発明により使用者の行動範囲が大幅に
拡大される利点がある。

【００２５】図３は酸素発生手段２１から発生した酸素
が任意の長さの延長チューブ２７を介して絞り機構２２
及び図２におけるタンク機構１３と同等容積のその下流
の所定の長さのチューブ２３を通過する。更に呼吸位相
検知手段２５の検知結果を基にデマンドバルブコントロ
ーラー２６で制御されるデマンドバルブ２４を通過して
鼻カニューラ２８の解放手段より供給される。

【００２６】この場合、所定の長さのチューブ２３は本
発明の溜手段の働きがあり溜機構と実質上同等容積を有
している。

【００２７】この様に、本発明の装置では、デマンドバ
ルブの上流側に絞り手段と溜手段を直列に配列したもの
が好ましく用いられ、特に図２、３に例示した如きもの
が好ましい。

【００２８】

【発明の効果】本発明の呼吸用気体供給装置は、呼吸サ
イクルに応じて作動し得る自動開閉弁を備えたものであ
り、任意に導管を延長しても必要な気体供給量を正確に
得られる優れた効果を有している。又、任意に導管が延
長可能となり使用者の行動範囲が大幅に拡大できる効果
を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の呼吸用気体供給装置の模式的例示。

【図２】本発明の呼吸用気体供給装置の好ましい態様の
模式的例示。

【図３】本発明の呼吸用気体供給装置の好ましい態様の
模式的例示。

【図４】図２に例示した本発明の呼吸用気体供給装置の
場合及びその装置で絞り機構とタンク機構がない場合の
各々について、延長チューブ長さと１パルス当たりの酸
素供給パターンの関係を例示したもの。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 呼吸用気体の発生手段と、一端が該発生
   手段に連通し他端に該呼吸用気体の解放型供給手段を有
   し途中に自動開閉弁手段を有した任意の長さの導管手段
   と、呼吸における少なくとも一部の所定位相を検知し得
   る機能を有した呼吸位相検知手段と、該呼吸位相検知手
   段の検知結果に基づいて該自動開閉弁手段の開閉を制御
   する為の制御手段を備えた呼吸用気体供給装置におい
   て、該自動開閉弁手段と、該呼吸位相検知手段と、該制
   御手段とが該導管手段の下流側に設置されたことを特徴
   とする呼吸用気体供給装置。
2. 【請求項２】 該呼吸位相検知手段が、該自動開閉弁手
   段の下流側に設置されたことを特徴とする請求項１に記
   載の呼吸用気体供給装置。
3. 【請求項３】 該自動開閉弁の上流側近傍に、絞り手段
   と溜手段を設置したことを特徴とする請求項１に記載の
   呼吸用気体供給装置。
4. 【請求項４】 該絞り手段が、供給する気体量に適合す
   る寸法値の絞り機構を複数個備え、気体流量目標値に合
   わせて切り替えて使用することも可能としたものである
   請求項３に記載の呼吸用気体供給装置。
5. 【請求項５】 該溜手段が、溜機構又はそれと実質上同
   等容積を有する寸法の導管である請求項３に記載の呼吸
   用気体供給装置。
6. 【請求項６】 呼吸用気体の発生手段と、一端が該発生
   手段に連通し他端に該呼吸用気体の解放型供給手段を有
   し、途中に自動開閉弁手段を有した任意の長さの導管手
   段と、呼吸における少なくとも一部の所定位相を検知し
   得る機能を有した呼吸位相検知手段と、該呼吸位相検知
   手段の検知結果に基づいて該自動開閉弁手段の開閉を制
   御する為の制御手段を備えた呼吸用気体供給装置におい
   て、該自動開閉弁と、該呼吸位相検知手段と、該制御手
   段とが該導管手段の上流側に設置されており、該自動開
   閉弁の上流側に絞り機構と溜機構とを設置したことを特
   徴とする呼吸用気体供給装置。