JP3266943B2 - 医療用酸素供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸素吸入を必要とする
患者に、適切な量の酸素を供給する装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】呼吸器疾患患者への療法として、酸素ボ
ンベまたは酸素濃縮器より酸素を供給する酸素療法が行
われ、特に慢性呼吸不全患者の社会復帰に大いに役立っ
ている。近年、酸素療法は、病院において行われるより
も、家庭において行われる、いわゆる在宅酸素療法と呼
ばれる方法が多くなって来た。

【０００３】在宅酸素療法は、医師の決めた酸素流量に
従って、患者が自宅に設置された酸素供給装置の流量を
設定し、酸素吸入を行うものである。ところが、特に社
会復帰した患者等では、トイレや軽作業のため、酸素吸
入を中断してその場を離れることがしばしばあり、その
後、酸素吸入を再開した時には、一時的に多量の酸素を
必要とする。しかし、従来の酸素供給装置では、決めら
れた処方箋に従って流量が設定され、酸素を送っている
ため、患者はしばらくの間、呼吸困難感を感じることが
しばしばあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状に鑑みてなされたもので、患者が一時的に酸素吸入
を中断した後、再度酸素吸入を再開する時等に、一時的
に酸素の供給量を増加させ、患者に呼吸困難感を感じさ
せない酸素供給装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、酸素供給
源、流量調節装置、および制御装置から基本的になる酸
素供給装置において、該制御装置が制御部の他、定常流
量設定部、高流量設定部、およびタイマーを有し、電源
スイッチをＯＮにして始動したとき、および／または、
定常流量による使用時に切替スイッチを押したとき、高
流量設定部が作動して高流量の酸素を供給し、その後、
タイマーに予め設定された時間を経過したとき、定常流
量設定部に切り替わって酸素流量が定常流量に変更され
ることを特徴とし、また、さらに望ましくは、前記電源
スイッチおよび切替スイッチがリモートコントローラ
（制御信号発信装置）と前記制御装置に設けられた制御
信号の受信部とからなることを特徴とする医療用酸素供
給装置である。

【０００６】以下、図面により、実施例に基づいて本発
明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。

【０００７】

【実施例１】図１は、酸素供給源として酸素ボンベを用
いた場合の、本発明の応用例を示すブロック図である。
酸素ボンベ（１８）から出た酸素ガスは、減圧弁（１
９）を通って流量調節装置（１７）に入り、医師の処方
箋に従って設定された条件に応じた一定流量で患者に供
給される。酸素の供給を調節するための制御装置（１
６）は、制御部（１０）の他に、定常流量設定部（１
１）、高流量設定部（１２）、タイマー（１５）等を含
み、スイッチ操作のためにリモートコントローラ（１
３）を使用する場合は、その制御信号を受信するための
受信部（１４）を含む。

【０００８】定常流量設定部（１１）は、例えばボリュ
ーム、デジタルスイッチ等により、患者が平常時吸入す
べき酸素流量を設定するものである。また、高流量設定
部（１２）は、同様に一時的に多量の酸素を必要とする
時の酸素流量を設定するものである。本実施例では、各
々別々の設定部としたが、もちろん、例えば１つのボリ
ュームを併用して、定常流量および高流量を順次設定記
憶させても良い。

【０００９】タイマー（１５）は、高流量の酸素供給を
行うべき時間を設定するもので、例えば、水晶発振子の
固有振動数を利用するもの、ゼンマイ等機械的な手段を
利用するもの、交流の周波数を利用するもの、あるい
は、ＩＣ回路内を電気信号が周回する周期を利用するも
の等の方法、装置が使用できるが、特に限定はしない。

【００１０】流量調節装置（１７）は、制御部（１０）
を介して前記の定常流量設定部（１１）、高流量設定部
（１２）、受信部（１４）、またはタイマー（１５）か
らの信号を受け、酸素流量の制御を行うものである。リ
モートコントローラー（１３）等からの信号を受けた受
信部（１４）は、流量調節装置（１７）に、高流量開始
の制御信号を伝達すると同時に、タイマー（１５）にも
スタート信号を送る。そして流量調節装置（１７）は、
高流量設定部（１２）に設定された流量でスタートする
か、もしくは、それまでの定常流量から高流量に変更す
る。流量の変更は、図３に示すようなバルブ（３１）
を、ステッピングモーター等を用いたバルブ調節機構
（３３）によって開閉度を変更することによって行う。
また、実施例２で述べるような方法等も適用できるが、
特に限定されるものではない。

【００１１】タイマー（１５）で設定した高流量の酸素
供給を行うべき時間が経過すると、タイマー（１５）か
らの信号により、流量調節装置（１７）は酸素流量を定
常流量設定部（１１）によって設定された値に変更す
る。本実施例では、タイマー（１５）からの信号を受け
た制御部（３２）がバルブ調節機構（３３）を作動さ
せ、バルブを定常流量の位置まで戻す。

【００１２】尚、酸素ボンベ（１８）からの酸素は、減
圧弁（１９）によって、0.３kg／cm² 程度まで減圧され
た後、流量調節装置（１７）へ供給され、コントロール
された流量で患者へ供される。

【００１３】

【実施例２】本実施例は、酸素供給源として酸素濃縮器
を用いたもので、図２は装置の構成を示す模式図であ
る。本装置は、空気中の窒素ガスを窒素吸着塔（２１）
で吸着し、出て来た酸素ガスをタンク（２２）に貯留
し、実施例１の酸素ボンベ（１８）に代る酸素供給源と
するもので、一般に吸着型酸素濃縮器と言われるもので
ある。酸素濃縮器には、この他、膜分離によって酸素リ
ッチとする方式の装置もあるが、特に限定はしない。

【００１４】本実施例では、装置本体の操作パネル上に
電源スイッチ（２６）を設けると共に、リモートコント
ローラ（１３）にも電源スイッチ（２７）を設けて、両
方で電源のＯＮ／ＯＦＦが出来るようにした。また、リ
モートコントローラ（１３）および受信部（１４）は、
それぞれ図４および図５に示すような構成とし、リモー
トコントローラ（１３）は分周回路（４３）によって２
種の周波数を信号として、切替スイッチ（２８）による
高流量のスタート信号の他に、装置自体の電源のＯＮ／
ＯＦＦ信号も発振可能とした。

【００１５】定常流量設定部（１１）および高流量設定
部（１２）には、デジタルスイッチを使用し、また、タ
イマー（１５）は、制御部（１０）のコントロール基板
上にＩＣを設置し、高流量の持続時間、すなわち電源ス
イッチ（２６、２７）または切替スイッチ（２８）を押
してから、高流量状態となっている時間を３分間に設定
した。この時間については、基板上のトリマーによって
変更可能とした。

【００１６】流量調節機構（２５）は、複数のそれぞれ
異った断面積を有するオリフィスを流量設定部（１１、
１２）に合わせて段階的に選択する方式とした。また、
制御部（１０）は、酸素流量の制御を行うと同時に、酸
素発生のための窒素ガスの吸脱着をコントロールする。

【００１７】本発明において使用するリモートコントロ
ーラ（１３）は、先にも述べたように、図４のような構
成で示される送信器であり、セラミック素子で構成した
発振素子（４１）と発振回路（４２）で基本周波数の信
号を発振させる。分周回路（４３）は、前記の基本周波
数をリモートコントロール制御に適した周波数に分周す
る回路であって、分周された信号は、変調部（４４）へ
供給される。

【００１８】一方、パルス発生部（４５）はスイッチ
（４６）の操作に応じて変調部（４４）へパルス信号を
供給する。変調部（４４）では、リモートコントロール
制御用信号とリモートコントロールスイッチのＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号であるパルス信号とを合成し、主として赤外線
を発生することができる発光ダイオード（４７）に供給
して、リモートコントロールの操作信号（４８）を発生
させる。

【００１９】一方、図５は本実施例の受信部（１４）の
構成を示すブロック図である。フォトトランジスタ（５
１）は、リモートコントローラからの操作信号（４８）
を受信して、それに対応した信号を増幅器（５２）に供
給し、所望の信号に増幅した後、復調回路（５３）に供
給する。

【００２０】この復調回路（５３）には、前記のリモー
トコントローラ（１３）の分周回路（４３）の出力周波
数に共振するコンデンサーと抵抗による共振回路（５
４）が接続されているので、リモートコントローラの操
作信号（４８）を選択的に受信することができる。そし
て、リモートコントロールスイッチ（４６）に対応した
信号を復調して、リレー（５５）を駆動させ、酸素供給
装置を制御するための制御信号（５６）を発生させて、
流量調節装置（１７）および、タイマー（１５）を制御
する。

【００２１】リモートコントローラ（１３）は、流量調
節の他に、分周回路によって分周された周波数に対応し
て、装置自体のＯＮ／ＯＦＦ、定常流量の設定、高流量
の設定、タイマーの設定等、複数の制御項目の信号を伝
達することも可能である。

【００２２】リモートコントローラを使用した場合、周
囲の環境からのノイズ等のリモートコントロール信号へ
の混信により、意図的にリモートコントローラ（１３）
を操作していないのに、装置が停止した場合には、患者
にとって致命的な危険が生じる。

【００２３】酸素濃縮装置の運転中に、停電や電源コー
ドのはずれ等でこの装置が停止した場合には、ブザー音
やランプ表示等により警報を発生して、酸素ボンベへの
切替え等、適切な処置を講ずることが可能で、本実施例
の装置もこのように構成した。しかしながら、前記の混
信等により装置が停止した場合には、警報を発生させる
ことが極めて困難であるので、次のような、リモートコ
ントロール回路への混信による誤動作を防止するための
対策を講ずることが好ましい。

【００２４】[1] リモートコントローラ（１３）のスイ
ッチ（２７、２８）を１回操作するたびに、一定時間
（例えば１秒）内に２回以上の複数回、前記の操作信号
（２８）を発信して、受信部（１４）にも、前記の一定
時間内に、該操作信号（２８）の発信回数に対応した信
号のみに反応する条件回路を設ける。 [2] 前記の操作信号（２８）に特殊な識別コード信号
（例えば１０１１０）を付加して、受信部（１４）に
も、この識別コード信号が付加した信号にのみ反応する
条件回路を設ける。 [3] 一般の家電製品用の赤外線リモートコントロールに
用いる信号の規格は、統一されつつあるので、（例えば
財団法人 家電製品協会に加盟の各社）該装置のリモー
トコントロールに用いる信号は、これらの統一規格とは
意図的に別のものにする。 [4] 前記[1]〜[3]の組合せの対策を講ずる。

【００２５】本発明の実施例では、リモートコントロー
ルの操作信号を伝達する手段として、赤外線等の電磁波
を使用したが、本実施例以外の手段であってもよい。例
えば、周波数1.５及至2,５００ＭＨｚの無線電波が使用
できる。この無線電波を使用する場合には、周波数が1.
５ＭＨｚ以上2,５００ＭＨｚ以下であることが好まし
く、この下限周波数未満であればラジオ放送等との相互
混信が生じる可能性があり、また上限周波数以上では、
無線電波を送受信するための特殊な形状の空中線が必要
になるので好ましくない。

【００２６】このように、操作信号を伝達する手段とし
て、無線電波を使用する場合には、電波法第４条第１項
に規定する著しく微弱な電波であることが好ましく、こ
の規定を満足する著しく微弱な電波であっても、本考案
の効果を得るのに何ら支障はない。

【００２７】また、前記の無線電波に替えて、音波を使
用することも可能である。この場合の音波の周波数は、
周囲の雑音との区別のためや、人の耳に聴こえるとうる
さいので、１６ＫＨｚ以上、２５０ＫＨｚ未満の超音波
を使用することが好ましい。そしてこの周波数が２５０
ＫＨｚ以上であれば、大気中の伝播に伴う減衰量が多く
なり、また該超音波を送受信するための素子が特殊な形
状になるので好ましくない。

【００２８】

【発明の効果】本発明の酸素供給装置を使用すれば、ト
イレや軽作業のために酸素吸入を一時中断した後に酸素
吸入を再開する時や、酸素吸入中に何らかの作業をした
時など、一時的に多量の酸素を必要とする際に、多量の
酸素を必要とする間（適切な時間）だけ定常時より多い
酸素を供給し、その後は自動的に定常流に切り替るの
で、患者に呼吸困難感を感じさせることがなく、また、
常時は医師の処方箋通りの酸素流量を与えるので、患者
の負担やわずらわしさがなく、治療上も好ましい結果が
得られる。

【００２９】また、これにリモートコントロール装置を
組込んだものでは、患者は酸素供給装置のスイッチの操
作の際に装置に触れる必要がないため、酸素供給装置は
部屋の隅に設置すればよいので、設置場所の自由度が大
きくなり、電気の配線や騒音の緩和などの点から好まし
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例となる酸素供給装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の他の実施例である酸素供給装置の構成
を示す模式図である。

【図３】本発明における流量調節装置の一例を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明で使用するリモートコントローラ（制御
信号発信装置）の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明で使用するリモートコントローラの操作
信号を受信する受信部の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０、３２ 制御部 １１ 定常流量設定部 １２ 高流量設定部 １３ リモートコントローラ １４ 受信部 １５ タイマー １７ 流量調節装置 ２５ 流量調節機構 ２６、２７ 電源スイッチ ２８ 切替スイッチ ３３ バルブ調節機構 ４１ 発振素子 ４２ 発振回路 ４３ 分周回路 ４４ 変調部 ４５ パルス発生部 ４６ スイッチ ４７ 発光ダイオード ４８ 操作信号 ５１ フォトトランジスタ ５２ 増幅器 ５３ 復調回路 ５４ 共振回路 ５５ リレー ５６ 制御信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特許2608958（ＪＰ，Ｂ２) 特許3183527（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平２−12114（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−65200（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−37996（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−54023（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61M 16/00 - 16/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸素供給源、流量調節装置、および制御
   装置から基本的になる酸素供給装置において、該制御装
   置が制御部の他、定常流量設定部、高流量設定部、およ
   びタイマーを有し、電源スイッチをＯＮにして始動した
   とき、および／または、定常流量による使用時に切替ス
   イッチを押したとき、高流量設定部が作動して高流量の
   酸素を供給し、その後、タイマーに予め設定された時間
   を経過したとき、自動的に定常流量設定部が作動して、
   酸素流量が定常流量に変更されることを特徴とする医療
   用酸素供給装置。
2. 【請求項２】 前記電源スイッチおよび切替スイッチ
   が、リモートコントローラ（制御信号発信装置）と前記
   制御装置に設けられた制御信号の受信部とからなること
   を特徴とする、請求項１記載の医療用酸素供給装置。