JPH0288079A - 呼吸用気体供給装置 - 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】 〈発明の利用分野〉 本発明は、呼吸に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し、特に供給する呼
吸用気体の流量の設定とその確認を容易にした装置を提
供するものである。

〈従来技術〉 従来、呼吸器疾患患者に対して酸素ボンベから酸素を吸
入させることによる酸素療法が行われてきており、特に
最近では、空気中の酸素を濃縮して酸素濃縮気体を得る
ための酸素濃縮器が開発されて実用に供されるようにな
ってから、それを用いた酸素療法が次第に普及するよう
になってきた。

かかる酸素濃縮器としては、ゼオライト等の窒素をより
吸着しやすい吸着剤を充填した吸着床において圧力を変
動させることにより吸着、脱着を繰り返す圧力変動式の
吸着型酸素濃縮器等があげられる。

これらの酸素濃縮器により得られた酸素濃縮気体を呼吸
器疾患患者に供給する場合には、通常濃縮器が延長され
たチューブの先端に設けられた鼻カニユーラから連続的
に患者の鼻孔内に導入される方式が採用される。

尚、かかる酸素濃縮気体の供給方式としては、連続供給
の他に、患者の呼吸サイクルに応じて吸入時にのみ間歇
的に供給することによって無駄な酸素濃縮気体の放出を
防止する方法が提案されている（特開昭５９−８９７２
号公報参照）。

〈発明の目的〉 本発明は、呼吸サイクルに応じて作動し得る自動開閉弁
（以下デマンドバルブともいう）を備えた呼吸用気体供
給装置において、呼吸サイクルに応じて間歇的に供給す
る呼吸用気体の流量の設定と流量測定の結果の確認を容
易にしたものを提供することを目的としている。

尚、間歇的に呼吸用気体を供給する際に、その流路にお
いて流動抵抗を段階的に変更させて流量を段階的に設定
する流量設定器のみを用いると、例えば鼻カニユーラの
先端から流出する気体の流量が使用者によって感知しに
くい場合が生じやすく、また例えば流量調節用バルブを
備えたロータメーターのみを用いたのでは間歇的に流れ
る気体の流量の設定が困難な場合が多い。

〈発明の構成〉 本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意研究した
結果、一つの呼吸用気体供給装置において、呼吸用気体
の流量を段階的に設定するための流量設定手段と、実際
に流れる呼吸用気体の流量を表示するための流用表示手
段の両方を直列に配置して具備せしめることが有効であ
ることを見い出して、本発明に到達した。

即ち本発明は、呼吸用気体の発生手段と、該発生手段か
らの呼吸用気体を使用に供する供給手段を備えた呼吸用
気体供給装置において、該供給手段に、呼吸気流の特性
値に基づいて呼吸における少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による検知結果
に基づいて開閉が制御される自動開閉弁手段と、該呼吸
用気体の通過する流路での流動抵抗を段階的に変更せし
めて流量を設定するための流量設定手段、及び該呼吸用
気体の流量を測定して表示するための流量表示機能付′
ａ量測定手段が直列に具備されていることを特徴とする
呼吸用気体供給装置を提供するものである。

以下に本発明についてさらに詳細に説明する。

即ち本発明における呼吸用気体の好ましいものは、空気
中の酸素を濃縮した気体や酸素があげられる。

また呼吸用気体の発生手段としては、空気中の酸素を濃
縮する酸素濃縮手段の他に、酸素又は酸素濃縮気体を高
圧充填せしめたボンベを用いたものや、液体酸素を充填
、せしめたタンクを用いたもの等があげられる。

かかる酸素濃縮手段の好ましいものとしては、圧力変動
吸着型酸素濃縮手段があげられ、その吸着剤として窒素
を吸着しやすいゼオライト類等や、酸素を吸着しやすい
モレキュラーシーブカーボン等があげられるが、通常は
窒素を選択的に吸着するビオライト類が有利に用いられ
る。また例えばゼオライトからなる吸着剤を充填した吸
着床には、通常入口側に導管手段で圧縮機が連結され、
出口側には酸素濃縮気体の貯留タンクが導管手段で連結
されている。尚、これらの導管手段には自動開閉弁が備
えられてあり、それらの開閉を制御手段によって自動的
に行わせることによって、吸着床内の圧力を圧縮空気の
導入により高めて窒素の吸着操作を行うと共に濃縮され
た酸素濃縮気体を貯留タンクに流入せしめたり、入口側
の弁を開いて吸着床内の圧力を大気圧まで低下させて脱
着したりする一連の操作が繰り返し行われる。吸着床は
１基でもよいが、２〜３基を並列に用いてもよい。

また脱着用に真空ポンプ等の減圧手段を用いてもよく、
前記の圧縮機を減圧手段として兼用してもよい。通常こ
れらの圧縮機等は電動機によって駆動されるものである
が、これらの運転によって生ずる熱を除去するために冷
却用の空気流れを生ずるファン手段も併用ざ゛れる。

また本発明の発生手段として酸素ボンベや液体酸素貯留
タンクを用いた場合には、携帯型装置として適用するの
に有利でおる。

かかる発生手段から流出した呼吸用気体は、自動開閉弁
手段（デマンドバルブ）を備えた導管手段を経て開放型
供給手段から使用者の鼻又は口に導かれる。即ち呼吸位
相に対応してデマンドバルブの開閉を制御することによ
って、例えば吸気相の前半の時期にのみ呼吸用気体を供
給することが可能となる。

本発明における開放型供給手段は、患者の鼻孔や口に対
して密閉されない状態即ち大気に開放された状態で呼吸
用気体を供給するものであって、例えば鼻カニユーラが
例としてめげられる。

また、鼻カニユーラは、延長された長い延長チューブを
介して用いられる場合がある。かかる延長チューブの断
面形状としては真円又はそれに近いものでおってもよい
が、真円以外の異型断面にした方がチューブの屈曲によ
る流れの停止が発生しにくいので実用上好ましい。その
異型断面の好ましい形状の例としては、外側が円又は楕
円であって、内側が同−又は異なる大きざの複数の円弧
を連結したものがあげられる。円弧の数は２〜７個の範
囲が好ましく、特に奇数個の方がチューブの屈曲が生じ
にくいので実用上望ましい。尚、円弧はチューブの内側
に中心を位置して、内側に開いた形状のものが好ましい
。

かかる異型断面を有したチューブは、一般に酸素濃縮気
体の供給用導管手段として実用上有利に用いられる。

デマンドバルブも含めて本発明の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ライフが長
く且つ作動時の発生音が小さく低騒音化の対策１更に好
ましく、特に直流励磁型電磁弁が実用的である。

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お
ってもよい。その具体例としては、呼気及び吸気の通路
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。その仙に例えば流体論理素子等
の気体の流れ特性によるものも必げられる。

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必るが、前考が実用上
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めげられる。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が、その他に本願発明者の
一部が以前に出願した特願昭６２−１７５９８２号に記
載される如き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めげられる。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程度の微厚・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両
側の空間に連通し、他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、療法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。

温度の変動を検知するための手段としては熱電対等のご
とく温度感知部材を呼気及び吸気の通路即ち呼吸気流中
におくものがあげられる。また湿度の変動の検知手段の
例としては、湿度計を応用したものがめげられる。

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
。

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
くとも一部の所定位相としては、吸気開始時、呼気開始
時等がめげられる。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。

本発明の装置は、かかる呼吸位相検知手段の検知結果に
基づいてデマンドバルブの自動開閉を行うための制御手
段を備えている。尚、かかる制御手段としては、通常用
いられるいかなるものであってもよく、例えばマイクロ
コンピュータ等を用いたものがあげられる。

本発明はの呼吸用気体供給装置は、かかるデマンドパル
と共に、段階的に流量、を設定し得る流量設定手段とそ
の流量を測定して表示する流量表示殿能付流装置く亭主
弾を、呼吸用気体の供給手段としての導管手段に直列に
具備せしめたことを特徴としている。

流ｍ設定手段としては、呼吸用気体の流路における流動
抵抗を段階的に変更してその流量を段階的に設定するも
のがあげられる。その好ましい具体例としては例えば、
孔径の異なる複数の独立した貫通孔を有した薄い板状部
材を供え、その貫通孔を選択して気体を流すようにする
ことによって流量を設定するものがあげられる。その他
に、板状部材のかわりに孔径又は長さの異なる細管を複
数個備えた流量設定器等もあげられる。

流量表示機能付流量測定手段としては、通常ロータメー
ター等の浮子式、ピストン式などの面積流量計や、ルー
ツ形などの容積流量計があげられるが、中でもロータメ
ーターが実用１適している。

これらのデマンドバルブと流量設定手段と流量測定手段
を直列に配置させる場合のそれらの順は特に限定される
ものではないが、好ましくは、デマンドバルブの下流側
に流量設定手段を、更にその下流側に流量表示機能付流
量測定手段を配置する順序が流量の設定とその表示が安
定に且つ容易にできるので実用的である。

〈発明の効果〉 本発明の呼吸用気体供給装置は、呼吸の位相に対応して
間歇的に呼吸用気体を使用者に供給する際の流量の設定
を容易にし、且つその流量の確認を容易にする優れた効
果を奏する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）呼吸用気体の発生手段と、該発生手段からの呼吸
   用気体を使用に供する供給手段を備えた呼吸用気体供給
   装置において、該供給手段に、呼吸気流の特性値に基づ
   いて呼吸における少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による検知結果に基づい
   て開閉が制御される自動開閉弁手段と、該呼吸用気体の
   通過する流路での流動抵抗を段階的に変更せしめて流量
   を設定するための流量設定手段、及び該呼吸用気体の流
   量を測定して表示するための流量表示機能付流量測定手
   段が直列に具備されていることを特徴とする呼吸用気体
   供給装置。
2. （２）該呼吸用気体の発生手段が、圧力変動吸着型酸素
   濃縮手段、酸素ボンベ手段及び液体酸素貯留手段から選
   ばれる少くとも１種を用いたものである請求項１の呼吸
   用気体供給装置。
3. （３）該流量測定手段が、ロータメータ手段である請求
   項１の呼吸用気体供給装置。