JPH08243167A - 呼吸用気体供給装置 - Google Patents

呼吸用気体供給装置

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JPH08243167A
JPH08243167A JP4840295A JP4840295A JPH08243167A JP H08243167 A JPH08243167 A JP H08243167A JP 4840295 A JP4840295 A JP 4840295A JP 4840295 A JP4840295 A JP 4840295A JP H08243167 A JPH08243167 A JP H08243167A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 供給流量が少ない場合の流量コントロールの
困難性等をなした改善された呼吸用気体供給装置を提供
しようとするもである。 【構成】 空気よりも高い濃度で酸素を含有した呼吸用
気体の発生手段と、酸素含有呼吸用気体を使用に供する
ための呼吸用気体供給手段とを備えた呼吸用気体供給装
置において、使用に供するための呼吸用気体の酸素濃度
を変えるための酸素濃度可変手段と、呼吸用気体の使用
のための供給量を調節するための供給量調節手段と、使
用に供する実酸素供給量が所定量よりも少ない場合の使
用に供する呼吸用気体の酸素濃度を、該実酸素供給量が
該所定量よりも多い場合における該酸素濃度よりも低く
するための機能を有した該酸素濃度可変手段の制御手段
とを備えたことを特徴とする呼吸用気体供給装置を提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明は、大気から酸素濃縮気体を
分離して使用するための酸素濃縮器等を含む空気よりも
高い濃度に酸素を含有した呼吸用気体の供給装置に関す
るものである。さらに詳細には、例えば圧力変動吸着型
酸素濃縮器であって、胸部疾患のための酸素濃度の高い
ガスを呼吸用に使用して治療を行う場合により使用感の
よい装置を使用者に供給できるよう改善された酸素濃縮
器等を含む呼吸用気体供給装置を提供するものである。
【0002】これらの供給方法は、酸素供給源が濃縮器
に限らず、圧縮酸素ガス、液化酸素ガスやその他の高濃
度酸素ガスを供給源にするものについても共通に言える
ものである。
【0003】
【従来の技術】圧力変動吸着型酸素濃縮器では一般的に
酸素濃度を約90%前後に保ち、必要な酸素量は呼吸用
気体供給手段において流量を調節、変更することで対応
している。医療用酸素濃縮器を使用する患者にとっては
必要な酸素量が少ない場合には、流量が0.1〜0.5
リットル/分程度の場合もあり、多い場合には4〜6リ
ットル/分程度の場合もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかるこれまでの圧力
変動吸着型酸素濃縮装置等の呼吸気体供給装置では、供
給の範囲を流量変更だけで実酸素供給量を変えているた
め、特に流量が少ない場合には呼吸用気体が供給されて
いることを患者も感じ取れないこともある。また、極少
量で流量コントロールを行うためバラツキが大きくなり
易く、コントロールがむつかしい点もある。
【0005】また、これらのガスでは酸素ガス中に湿分
がほとんどないため呼吸に供するためには加湿操作が必
要となる。尚、低流量域では周囲の空気に含まれる湿分
が供給されるため加湿は不要とする説もある。加湿を必
要とする場合、一般的には低流量において、加湿器にお
ける加湿度調整もむつかしく、比較的加湿度が過剰にな
り易くドレンを発生しやすくなる。このドレンは酸素供
給導管である延長チューブやカニューラにおいて冷やさ
れるため発生し患者の鼻に入ることもあり好ましいもの
ではなく、何らかの除去手段が設けられることが多い。
いずれにしても、ドレンの発生は衛生的にも、視覚的に
も好ましいものではない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかるこれ
までの呼吸用気体供給装置における前述の不具合を解決
するために鋭意研究した結果、従来の流量可変方式によ
らず、酸素供給量が少ない範囲では濃度可変方式が有効
であることを見い出して、本発明に到達したものであ
る。
【0007】すなわち本発明は、空気よりも高い濃度で
酸素を含有した呼吸用気体の発生手段と、酸素含有呼吸
用気体を使用に供するための呼吸用気体供給手段とを備
えた呼吸用気体供給装置において、使用に供するための
呼吸用気体の酸素濃度を変えるための酸素濃度可変手段
と、呼吸用気体の使用のための供給量を調節するための
供給量調節手段と、使用に供する実酸素供給量が所定量
よりも少ない場合の使用に供する呼吸用気体の酸素濃度
を、該実酸素供給量が該所定量よりも多い場合における
該酸素濃度よりも低くするための機能を有した該酸素濃
度可変手段の制御手段とを備えたことを特徴とする呼吸
用気体供給装置を提供する。
【0008】さらに本発明の装置には、該制御手段が、
該供給量調節手段と連動して、該実酸素供給量が1リッ
トル/分以下の場合における呼吸用気体の供給を、流量
一定でかつ酸素濃度を変えて実酸素供給量を可変とする
ための機能を備えた呼吸用気体供給装置が含まれる。
【0009】また本発明の装置には、該発生手段が、酸
素よりも窒素を優先的に吸着する吸着剤を充填した吸着
塔と、吸着塔に空気を送るための空気圧縮手段と、該吸
着塔から得られる酸素の濃縮された呼吸用気体を一時的
に貯蔵する容器手段とを備えた圧力変動吸着型酸素濃縮
手段である呼吸用気体供給装置が含まれる。
【0010】かかる本発明の装置には、該酸素濃度可変
手段が、該圧力変動吸着型酸素濃縮手段における吸脱着
サイクルタイムを変更して設定するためのサイクルタイ
ム設定手段である呼吸用気体供給装置が含まれる。
【0011】かかる本発明の装置には、呼吸用気体中の
酸素濃度を検出するための酸素濃度検出手段を具備し、
該検出手段によって検出される酸素濃度が所定の範囲内
になるように該圧力変動吸着型酸素濃縮手段における吸
脱着サイクルを調節するためのサイクル調節手段を具備
した呼吸用気体供給装置が含まれる。
【0012】以下に、本発明についてさらに詳細に説明
する。本発明における空気より高い濃度で酸素を含有し
た呼吸用気体の発生手段としては、空気中から酸素濃縮
気体を取り出す吸着型酸素濃縮器や膜型酸素濃縮器等の
酸素濃縮器を用いたものの他、液化酸素ガスや圧縮酸素
ガス等の高濃度酸素ガスを供給源とするものがあげられ
る。これらの中でも長時間使用可能な酸素濃縮器や液化
酸素ガスを供給源とするものが好ましく、酸素濃縮器が
特に好ましく、実用上は吸着型酸素濃縮器が特に有利に
用いられる。以下の説明は、主として吸着型酸素濃縮器
を用いた場合について行なう。
【0013】本発明の装置は、例えば医師の処方によっ
て定められる患者の使用に供すべき実酸素供給量に応じ
て酸素濃度可変手段と供給調節手段を、好ましくは運動
させて制御するための制御手段を備えたものである。そ
の制御手段の好ましい態様としては、酸素濃度可変手段
が、酸素濃度を例えば40%、90%の各レベルで、4
0%、70%、90%の各レベルで、又は40%、60
%、80%、90%の各レベルで所定の範囲内で可変設
定できるようにしたものとし、供給量調節手段が、使用
に供する呼吸用気体供給量を例えば1.5リットル/
分、2.5リットル/分、3.5リットル/分、4.5
リットル/分、5.5リットル/分の各レベルで所定の
範囲内で可変設定できるようにしたものとして、その各
々のレベルを組み合わせて選択使用することを可能にし
たものがあげられる。
【0014】かかる制御手段には、この様な組み合せの
選択によって、実酸素供給量が所定量よりも少ない場合
における呼吸用気体の酸素濃度を、該実酸素供給量が該
所定量よりも多い場合における酸素濃度よりも低くする
ための機能が備えられている。
【0015】その具体的な制御形態としては、特に実酸
供給量が、2リットル/2分未満、さらに好ましくは1
リットル/分未満では、酸素濃度を例えば60%程度と
低く保つことによって、実際の供給ガス流量を1〜2リ
ットル/2分、好ましくは2〜3リットル/分になるよ
うにすることが好ましい。尚、実酸素供給量が2リット
ル/分を越える場合には、例えば酸素濃度を通常90%
程度のままとすることが望ましい。
【0016】本発明における実酸素供給量は「実酸素供
給量=(酸素濃度)×(供給ガス流量)」と定義される
ものである。尚、ここで供給ガス流量は、実際に患者に
供給される呼吸用気体の流量を意味し、実質上大気圧下
での体積で表わしたものである。
【0017】例えば酸素濃度90%のガスを1.0リッ
トル/分で供給する場合と、酸素濃度60%ガスを1.
5リットル/分で供給する場合、酸素濃度40%のガス
を2.25リットル/分で供給する場合などでは実酸素
供給量は0.9リットル/分で同じといえる。これらの
ことは、酸素療法において用いられる吸入酸素濃度(シ
ャピロの式)等で表されるものからも言える。
【0018】この様に本発明の装置は、流量に対しては
濃度を可変として流量をある範囲に抑えることを可能に
したものである。その好ましい態様として、実酸素供給
量が1リットル/分以下の場合における呼吸用気体の供
給を、流量一定でかつ酸素濃度を変えて実酸素供給量を
可変とするようにしたものがあげられる。
【0019】患者は治療を行う場合、処方流量の違いに
よってガス流量が大きく変わるよりも、流量を一定にし
て酸素濃度を変更する方が違和感がないと言える。患者
は労作時と安静時では処方流量が変化するのが普通であ
る。その場合においても処方流量は例えば濃度が一定の
場合3リットル/分と1.5リットル/分のように約2
倍程度変わることもある。一方、流量が4〜7リットル
/分程度になると、流量が多すぎることで逆の違和感が
でてくるので高流量領域(実酸素供給量が多い領域)で
は比較的酸素濃度を高く保ち、流量を低く抑えることが
好ましい。つまり、個人差はあるが、実用上好ましい流
量の範囲は2〜4リットル/分であると考えられる。
【0020】さらに、酸素ガス濃度が装置性能として決
まっているケースでは、流量を選択することで供給する
(吸入する)量を決めているが、吸入酸素濃度(FiO
2 という指標で表させる)だけで処方を決めることもで
きる。この方法では、酸素ガス濃度、流量が可変でもよ
く患者の状態によって濃度や流量を選ぶことができる。
【0021】例えば、幼児のように高濃度の酸素供給が
好ましくない場合には低濃度での供給する方法がとられ
る。さらに、軽度の人には酸素濃度を下げることによ
り、より安全な治療を達成できるメリットもある。逆に
吸入流量が多いことが好ましくない場合には、高濃度の
酸素ガスによって対応することも可能である。
【0022】本発明の酸素濃度可変手段の具体例として
は、例えば圧力変動吸着型酸素濃縮器を用いる場合に
は、圧力変動吸着のための吸着塔に付属の自動開閉弁等
の制御を行なう吸脱サイクル制御手段に、その吸着脱着
の各々の時間、すなわち吸脱着のサイクルを変更する機
能を備えたものがあげられる。尚この場合には、例えば
酸素濃度を40%や60%に設定するためには、呼吸用
気体中の酸素濃度を検出するための酸素濃度検出手段を
具備し、その検出手段によって検出される酸素濃度が所
定の範囲内になるように該圧力変動吸着型酸素濃縮手段
における吸脱着サイクルタイムを調節するためのサイク
ルタイム調節手段を具備したものが好ましい。
【0023】本発明の装置の具体例としてのPSA法に
よる酸素濃縮器においては、吸着塔を昇圧する工程(吸
着工程)と減圧する工程(脱着工程)からなる。これら
の装置では空気圧縮手段と、吸着剤を充填した吸着塔と
空気の流れを切換える切換弁手段からなる。吸着塔、空
気圧縮手段塔の仕様等が決まった場合、吸着工程と脱着
工程の時間(サイクルタイム)を変えて運転することで
生成する酸素濃縮を変えることができる。その場合、生
成するガス量は安定的に供給する必要があり、ある程度
サイクルタイムも制限を受ける。
【0024】本発明者は、処方流量(酸素ガス供給量)
によってサイクルタイムを変えることでガスの濃度と流
量を変えることができ、安定的に生成することが可能で
あることを発見したものである。
【0025】別の方式として、ほぼ一定濃度の酸素ガス
を生成させ、空気等を加えて酸素濃度を下げる方式もあ
る。この場合、濃度調整が二種類のガスを一定割合で混
合することが必要であり、装置としては複雑になる。圧
縮酸素ガス、液化酸素ガスやその他の酸素供給源によっ
て、この方式によることが好ましい場合もある。
【0026】また、別の方式として高濃度ガスの流量だ
けを精度よくコントロールし、空気等の希釈ガスは多少
ラフに混合することも考えられるが、流量を安定的に供
給することからは好ましくはない。
【0027】
【発明の効果】酸素療法における酸素の供給方法とし
て、これまではほぼ一定の濃度の酸素ガスで流量を変え
ることで実酸素供給量を調節していたが、本発明により
流量をほぼ一定にし、酸素濃度を可変とすることで患者
の使用感の大幅な改善ができた。
【0028】また低流量域で加湿器による加湿過剰が発
生しやすい点について関して、流量を多くすることで加
湿度の調節が改善できる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気よりも高い濃度で酸素を含有した呼
    吸用気体の発生手段と、酸素含有呼吸用気体を使用に供
    するための呼吸用気体供給手段とを備えた呼吸用気体供
    給装置において、使用に供するための呼吸用気体の酸素
    濃度を変えるための酸素濃度可変手段と、呼吸用気体の
    使用のための供給量を調節するための供給量調節手段
    と、使用に供する実酸素供給量が所定量よりも少ない場
    合の使用に供する呼吸用気体の酸素濃度を、該実酸素供
    給量が該所定量よりも多い場合における該酸素濃度より
    も低くするための機能を有した該酸素濃度可変手段の制
    御手段とを備えたことを特徴とする呼吸用気体供給装
    置。
  2. 【請求項2】 該制御手段が、該供給量調節手段と連動
    して、該実酸素供給量が1リットル/分以下の場合にお
    ける呼吸用気体の供給を、流量一定でかつ酸素濃度を変
    えて実酸素供給量を可変とするための機能を備えた請求
    項1の呼吸用気体供給装置。
  3. 【請求項3】 該発生手段が、酸素よりも窒素を優先的
    に吸着する吸着剤を充填した吸着塔と、吸着塔に空気を
    送るための空気圧縮手段と、該吸着塔から得られる酸素
    の濃縮された呼吸用気体を一時的に貯蔵する容器手段と
    を備えた圧力変動吸着型酸素濃縮手段である請求項1の
    呼吸用気体供給装置。
  4. 【請求項4】 該酸素濃度可変手段が、該圧力変動吸着
    型酸素濃縮手段における吸脱着サイクルタイムを変更し
    て設定するためのサイクルタイム設定手段である請求項
    3の呼吸用気体供給装置。
  5. 【請求項5】 呼吸用気体中の酸素濃度を検出するため
    の酸素濃度検出手段を具備し、該検出手段によって検出
    される酸素濃度が所定の範囲内になるように該圧力変動
    吸着型酸素濃縮手段における吸脱着サイクルタイムを調
    節するためのサイクルタイム調節手段を具備した請求項
    4の呼吸用気体供給装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100359274B1 (ko) * 1998-09-16 2003-01-10 이태수 의료용농축산소공급장치및그방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100359274B1 (ko) * 1998-09-16 2003-01-10 이태수 의료용농축산소공급장치및그방법

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