JPH0212115B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0212115B2 JPH0212115B2 JP11372386A JP11372386A JPH0212115B2 JP H0212115 B2 JPH0212115 B2 JP H0212115B2 JP 11372386 A JP11372386 A JP 11372386A JP 11372386 A JP11372386 A JP 11372386A JP H0212115 B2 JPH0212115 B2 JP H0212115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- respiratory
- oxygen
- solenoid valve
- valve opening
- closing circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Steroid Compounds (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、慢性呼吸疾患患者に酸素ガスを吸入
させるために用いられる開放型呼吸システムの呼
吸同調に関するものである。
させるために用いられる開放型呼吸システムの呼
吸同調に関するものである。
酸素などのガスを患者に吸入させる方法には、
大別して密閉型と開放型がある。密閉型は、麻酔
等にも用いられる方式で酸素ガスの供給回路は外
気より遮断されており、この回路内圧の変化によ
つて呼吸同調を行うことは容易であり既に行われ
ている。一方、開放型は、慢性呼吸疾患患者が長
期間にわたつて酸素供給管の先を鼻腔または口腔
内に装着して吸入するもので、通常は呼吸動作と
は無関係に連続的に酸素ガスが供給される。した
がつて、息を吐いている時にもガスが送気される
ため、患者が呼吸抵抗感を感じたり、呼気時には
酸素ガスが利用されず無駄となつていた。
大別して密閉型と開放型がある。密閉型は、麻酔
等にも用いられる方式で酸素ガスの供給回路は外
気より遮断されており、この回路内圧の変化によ
つて呼吸同調を行うことは容易であり既に行われ
ている。一方、開放型は、慢性呼吸疾患患者が長
期間にわたつて酸素供給管の先を鼻腔または口腔
内に装着して吸入するもので、通常は呼吸動作と
は無関係に連続的に酸素ガスが供給される。した
がつて、息を吐いている時にもガスが送気される
ため、患者が呼吸抵抗感を感じたり、呼気時には
酸素ガスが利用されず無駄となつていた。
そこで、鳥取大学医学部の研究グループによ
り、呼吸に合わせて酸素等のガスが供給できる制
御機能を備えた呼吸同調式ガス供給装置が開発さ
れたが、サーミスタ等の温度センサーによつて呼
吸パターンの検出を行うため、マイクロコンピユ
ーター等により解析を行う必要があり、呼吸に対
する応答性も充分満足のいくものではなかつた。
り、呼吸に合わせて酸素等のガスが供給できる制
御機能を備えた呼吸同調式ガス供給装置が開発さ
れたが、サーミスタ等の温度センサーによつて呼
吸パターンの検出を行うため、マイクロコンピユ
ーター等により解析を行う必要があり、呼吸に対
する応答性も充分満足のいくものではなかつた。
本発明は、呼吸システムにおける呼吸同調のこ
のような現状に鑑み、呼吸センサーについて種々
検討した結果、呼吸センサーとして焦電素子を用
いた焦電呼吸センサーを用いることによつて、吸
気、呼気の開始を的確にとらえ得ることを見出
し、これを用いて、従来必要であつたマイクロコ
ンピユーターによる複雑な解析を必要とせず、し
かも同調おくれのない呼吸同調式酸素供給装置を
提供することを目的としたものである。
のような現状に鑑み、呼吸センサーについて種々
検討した結果、呼吸センサーとして焦電素子を用
いた焦電呼吸センサーを用いることによつて、吸
気、呼気の開始を的確にとらえ得ることを見出
し、これを用いて、従来必要であつたマイクロコ
ンピユーターによる複雑な解析を必要とせず、し
かも同調おくれのない呼吸同調式酸素供給装置を
提供することを目的としたものである。
即ち本発明は、少なくとも焦電素子を含む呼吸
センサーを配設した鼻カニユーレ部、電磁弁およ
び電磁弁開閉回路より基本的に構成され、前記呼
吸センサーからの、呼吸気流の温度変化率に比例
した出力電圧信号により、前記電磁弁開閉回路を
介して電磁弁を開閉させ、呼気、吸気に同調させ
て酸素ガスの供給を制御することを特徴とした呼
吸同調式酸素供給装置である。
センサーを配設した鼻カニユーレ部、電磁弁およ
び電磁弁開閉回路より基本的に構成され、前記呼
吸センサーからの、呼吸気流の温度変化率に比例
した出力電圧信号により、前記電磁弁開閉回路を
介して電磁弁を開閉させ、呼気、吸気に同調させ
て酸素ガスの供給を制御することを特徴とした呼
吸同調式酸素供給装置である。
本発明は、呼吸同調センサーに焦電素子を用い
ることを最も大きな特徴としている。焦電素子
は、温度変化を生じると強誘電体である素子の自
発分極の値が変化し、素子の表面電荷が変化す
る。この時、外部負荷を接続すると電流（焦電
流）が流れ、また元の過不足な電荷のない表面状
態に戻り、再び温度変化が起るまで電流は流れな
い。したがつて、焦電素子は温度変化があつた時
にのみ応答する事になり、呼吸センサーとして用
いた場合には呼吸波形の微分波形が得られる。し
たがつて、この波形は呼気、吸気の開始時に鋭い
ピークを生じる形となり、適当な電圧レベルでト
リガーをかけるという最も簡単な方法によつて、
的確に呼気、吸気の開始をとらえる事ができる。
しかも、焦電素子はサーミスタや熱電対等の他の
感温素子に比べ非常に高い出力が得られ、後の信
号処理もたいへん容易である。
ることを最も大きな特徴としている。焦電素子
は、温度変化を生じると強誘電体である素子の自
発分極の値が変化し、素子の表面電荷が変化す
る。この時、外部負荷を接続すると電流（焦電
流）が流れ、また元の過不足な電荷のない表面状
態に戻り、再び温度変化が起るまで電流は流れな
い。したがつて、焦電素子は温度変化があつた時
にのみ応答する事になり、呼吸センサーとして用
いた場合には呼吸波形の微分波形が得られる。し
たがつて、この波形は呼気、吸気の開始時に鋭い
ピークを生じる形となり、適当な電圧レベルでト
リガーをかけるという最も簡単な方法によつて、
的確に呼気、吸気の開始をとらえる事ができる。
しかも、焦電素子はサーミスタや熱電対等の他の
感温素子に比べ非常に高い出力が得られ、後の信
号処理もたいへん容易である。
以下、図面により本発明の呼吸同調式酸素供給
装置について説明する。
装置について説明する。
第１図は、本発明の実施例を示すブロツク図で
ある。本体１は、少なくとも酸素取入口２、酸素
供給口３、電磁弁４、および電磁弁開閉回路５よ
りなり、酸素取入口２には酸素濃縮器、酸素ボン
ベ等を接続すれば良く、電磁弁開閉回路５からの
信号により電磁弁４を操作して患者の呼気、吸気
に同調させる、即ち患者が酸素を吸入している時
にのみ、酸素供給口３から酸素を送り出す仕組み
になつている。
ある。本体１は、少なくとも酸素取入口２、酸素
供給口３、電磁弁４、および電磁弁開閉回路５よ
りなり、酸素取入口２には酸素濃縮器、酸素ボン
ベ等を接続すれば良く、電磁弁開閉回路５からの
信号により電磁弁４を操作して患者の呼気、吸気
に同調させる、即ち患者が酸素を吸入している時
にのみ、酸素供給口３から酸素を送り出す仕組み
になつている。
電磁弁開閉回路５は、焦電センサー７からの、
呼吸気流の温度変化率に比例した出力電圧信号に
吸気、呼気の２種類のレベルのトリガーをかけて
おき、焦電センサー７の信号が吸気のトリガーレ
ベルを越えた時に電磁弁を開き、逆に呼気のトリ
ガーレベルを越えた時に電磁弁を閉じる電磁弁作
動回路である。
呼吸気流の温度変化率に比例した出力電圧信号に
吸気、呼気の２種類のレベルのトリガーをかけて
おき、焦電センサー７の信号が吸気のトリガーレ
ベルを越えた時に電磁弁を開き、逆に呼気のトリ
ガーレベルを越えた時に電磁弁を閉じる電磁弁作
動回路である。
酸素取入口２および酸素供給口３は本体パネル
に取付けられており、酸素供給口３には鼻カニユ
ーレ６が接続される。鼻カニユーレ６は、その内
部を酸素が流れ、途中から２方に分岐して酸素が
２つの鼻孔に導かれる構造をしているものであ
り、比較的軽症の患者の酸素吸入に広く用いられ
ている。第１図の実施例では、この鼻カニユーレ
６の鼻孔に挿入される導管８の近傍に、焦電素
子、電解効果型トランジスタ等、数個の電気部品
よりなる焦電センサー７を設置し、その出力電圧
信号をコード９を通じて電磁弁開閉回路５に送る
ようになつている。したがつて、コード９は邪魔
にならないように鼻カニユーレ６に添わせるか、
あるいは鼻カニユーレのチユーブを８字管に成型
して、その片方の管内にコード類を配線する方が
望ましく、コード類を使用せずまた、テレメータ
ーによつて電波で送信する方法であれば鼻カニユ
ーレ６自体も重くならず、更に好ましい。本実施
例では、本体１の酸素供給口３に直接鼻カニユー
レ６を接続したが、勿論、この中間に加湿器を挿
入、設置しても何ら差しつかえはない。
に取付けられており、酸素供給口３には鼻カニユ
ーレ６が接続される。鼻カニユーレ６は、その内
部を酸素が流れ、途中から２方に分岐して酸素が
２つの鼻孔に導かれる構造をしているものであ
り、比較的軽症の患者の酸素吸入に広く用いられ
ている。第１図の実施例では、この鼻カニユーレ
６の鼻孔に挿入される導管８の近傍に、焦電素
子、電解効果型トランジスタ等、数個の電気部品
よりなる焦電センサー７を設置し、その出力電圧
信号をコード９を通じて電磁弁開閉回路５に送る
ようになつている。したがつて、コード９は邪魔
にならないように鼻カニユーレ６に添わせるか、
あるいは鼻カニユーレのチユーブを８字管に成型
して、その片方の管内にコード類を配線する方が
望ましく、コード類を使用せずまた、テレメータ
ーによつて電波で送信する方法であれば鼻カニユ
ーレ６自体も重くならず、更に好ましい。本実施
例では、本体１の酸素供給口３に直接鼻カニユー
レ６を接続したが、勿論、この中間に加湿器を挿
入、設置しても何ら差しつかえはない。
本発明の焦電センサーに用いられる焦電素子と
しては、タンタル酸リチウム（LiTaO3）、トリ
グリシンサルフエート（TGS）等の単結晶、チ
タン酸鉛（PbTiO3）、チタン酸ジルコン酸鉛
（PZT）等の焼結体、ポリフツ化ビニリデン
（PVDF）等の高分子強誘電体、あるいはセラミ
ツク焼結体粉末とプラスチツク材料との複合体等
が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
しては、タンタル酸リチウム（LiTaO3）、トリ
グリシンサルフエート（TGS）等の単結晶、チ
タン酸鉛（PbTiO3）、チタン酸ジルコン酸鉛
（PZT）等の焼結体、ポリフツ化ビニリデン
（PVDF）等の高分子強誘電体、あるいはセラミ
ツク焼結体粉末とプラスチツク材料との複合体等
が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
焦電素子をセンサーとして用いる事の最大の利
点は、その高い感度と高出力性にある。例えば、
クロメル―アロメル熱電対の出力は0.04mV／℃
程度であるのに対して、焦電素子の場合にはその
種類と大きさによつても異なるが例えば1.3mV／
℃・secという非常に高い出力が得られ、この事
実は、後の信号処理を非常に簡素化させる。ま
た、前述のようにその出力は温度に関して微分的
であり、呼気と吸気の切り替り時期をとらえるに
はたいへん有利である。
点は、その高い感度と高出力性にある。例えば、
クロメル―アロメル熱電対の出力は0.04mV／℃
程度であるのに対して、焦電素子の場合にはその
種類と大きさによつても異なるが例えば1.3mV／
℃・secという非常に高い出力が得られ、この事
実は、後の信号処理を非常に簡素化させる。ま
た、前述のようにその出力は温度に関して微分的
であり、呼気と吸気の切り替り時期をとらえるに
はたいへん有利である。
本発明の焦電センサーの出力の立上りは、焦電
素子の温度の変化速度によつて支配されるため、
その熱容量を低下させる目的で厚みをできるだけ
薄くした方が応答性は良く、呼吸のタイミングを
鋭敏にとらえることができる。第２図ａはサーミ
スタによる呼吸波形で、図のようにサインカーブ
に近い波形となり、呼気、吸気の始まりが明確で
ない。これに対して、第２図ｂに示すような焦電
センサーによる呼吸波形では、呼気および吸気の
開始時に非常に鋭敏なピークが、それぞれプラス
側およびマイナス側に出現するため、この信号に
各々のトリガーをかけて電磁弁の開閉を行えば良
い。
素子の温度の変化速度によつて支配されるため、
その熱容量を低下させる目的で厚みをできるだけ
薄くした方が応答性は良く、呼吸のタイミングを
鋭敏にとらえることができる。第２図ａはサーミ
スタによる呼吸波形で、図のようにサインカーブ
に近い波形となり、呼気、吸気の始まりが明確で
ない。これに対して、第２図ｂに示すような焦電
センサーによる呼吸波形では、呼気および吸気の
開始時に非常に鋭敏なピークが、それぞれプラス
側およびマイナス側に出現するため、この信号に
各々のトリガーをかけて電磁弁の開閉を行えば良
い。
本発明の酸素供給装置を用いると、開放型呼吸
システムにおいて、患者の吸気、呼気の開始を的
確にとらえ、それに同調して酸素ガスを送ること
が可能であり、また、呼吸に対する応答性にすぐ
れているので、患者に呼吸抵抗感を与えることが
なく、しかも、複雑な波形解析や演算系を必要と
しない簡単な構造であり、安価で、故障の少ない
システムであり、更に、必要な酸素量が非同調式
に比べて1/2以下で済む利点があり、本発明は省
資源という面からも、医療産業上非常に有効なシ
ステムである。
システムにおいて、患者の吸気、呼気の開始を的
確にとらえ、それに同調して酸素ガスを送ること
が可能であり、また、呼吸に対する応答性にすぐ
れているので、患者に呼吸抵抗感を与えることが
なく、しかも、複雑な波形解析や演算系を必要と
しない簡単な構造であり、安価で、故障の少ない
システムであり、更に、必要な酸素量が非同調式
に比べて1/2以下で済む利点があり、本発明は省
資源という面からも、医療産業上非常に有効なシ
ステムである。
第１図は、本発明の一実施例となる呼吸同調式
酸素供給装置のブロツク図である。第２図は呼吸
波形を示す図で、ａは従来のサーミスタによる呼
吸波形、ｂは焦電素子を用いた本発明の装置によ
る呼吸波形である。
酸素供給装置のブロツク図である。第２図は呼吸
波形を示す図で、ａは従来のサーミスタによる呼
吸波形、ｂは焦電素子を用いた本発明の装置によ
る呼吸波形である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも焦電素子を含む呼吸センサーを配
設した鼻カニユーレ部、電磁弁および電磁弁開閉
回路より基本的に構成され、前記呼吸センサーか
らの、呼吸気流の温度変化率に比例した出力電圧
信号により、前記電磁弁開閉回路を介して電磁弁
を開閉させ、呼気、吸気に同調させて酸素ガスの
供給を制御することを特徴とした呼吸同調式酸素
供給装置。 ２ 呼吸センサーから電磁弁開閉回路への前記出
力電圧信号の送信手段を、テレメーターによる電
波送信としたことを特徴とする、特許請求の範囲
第１項記載の呼吸同調式酸素供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11372386A JPS62270170A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 呼吸同調式酸素供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11372386A JPS62270170A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 呼吸同調式酸素供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62270170A JPS62270170A (ja) | 1987-11-24 |
| JPH0212115B2 true JPH0212115B2 (ja) | 1990-03-19 |
Family
ID=14619508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11372386A Granted JPS62270170A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 呼吸同調式酸素供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62270170A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6862300B1 (en) | 2002-09-17 | 2005-03-01 | Bookham Technology Plc | High power semiconductor laser diode and method for making such a diode |
| ES2725486T3 (es) | 2003-08-14 | 2019-09-24 | Teijin Pharma Ltd | Aparato de concentración de oxígeno |
| WO2018212067A1 (ja) | 2017-05-18 | 2018-11-22 | 帝人ファーマ株式会社 | 増悪予兆装置、酸素濃縮装置および増悪予兆システム |
-
1986
- 1986-05-20 JP JP11372386A patent/JPS62270170A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62270170A (ja) | 1987-11-24 |
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