JP4537783B2 - 酸素補給用器具 - Google Patents

Description

本願発明は、医療用の酸素補給・吸込器具に関する。

呼吸器疾患患者・手術後の患者が酸素補給を必要とする場合は、適切な濃度の酸素が所定の時間の間供給されるように、医師・看護師の指導監督のもとに酸素吸入が行われている。このような場合に供給される酸素は、空気中の窒素を吸着除去することにより酸素濃度を高める規模の大きな酸素富化装置で生産される酸素（例えば、特許文献１参照）、あるいは工場生産されてボンベ詰された医療用酸素が用いられている。
また、酸素の効用に着目して、巷間でも健康用に呼吸用酸素を提供している店があるが、この場合も同様な酸素供給設備を備えて、酸素を提供している。

一方、手術・退院後の患者・軽度の呼吸器疾患患者・呼吸器系統が弱くなった高齢者等が酸素の補給を必要とする場合があるが、このような場合には上記設備を有する近隣の医院に通院して酸素吸入を受けなければならず、このことは退院後の患者や高齢者にとって、大きな労力を必要とし、過大な負担となっている。

また、補給酸素を吸入する際の吸入器具としては、鼻カニュラ、ベンチュリーマスク、単純酸素マスク、リザーバ付きマスク等が使用されるが、特に鼻カニュラは２本の短管を両側の鼻孔に挿入・固定するので手軽に使用でき、患者の不快感も少ないため汎用されている。
しかし、この鼻カニュラは、頭や上体を少し動かすと鼻孔から簡単に外れてしまうという難点を有している。

ところで、上記の病弱者が在宅酸素療法を利用する際には、病弱者が現に体有している酸素の量が低すぎないようにまた高すぎないようにコントロールされることが不可欠である。
しかし、従来手軽に行なえなかった酸素濃度の測定も、近年発達したパルスオキシメータ（経皮的酸素濃度測定器）によって簡便に測定できるようになってきており、個人が体有すべき酸素の量を容易にコントロールできる現況になってきている。

従って、病弱者等が自宅において、手軽に使用できる効率の良い酸素吸入器具があれば、在宅酸素療法に多いに役立つのであるが、このような性能を有する器具が見当たらないのが現状である。

特開２００２ー２９１８９４号公報 （図３） 特許電子図書館の公報テキスト検索（公開特許公報）で、以下の条件で検索したが、該当すると思料できるものはありません。 「ＩＰＣ」 Ａ６１Ｍ１６／？ ＡＮＤ 「要約と請求の範囲」 「空気 酸素」 ＡＮＤ 「要約と請求の範囲」 「吸 込」 発見された件数は、１２２件

本願発明の目的は、呼吸器疾患患者・呼吸器が弱くなった高齢者等が、手近で簡便に酸素を補給できる酸素補給・吸込用器具を提供することにある。

上記課題を解決するため、本願発明は、所定の液を入れた密閉容器に、加圧した空気を散気する際に、まず小さな気泡となるようにし、さらに小さな気泡が集合して大きな気泡となるような手段を設けた。

また、軟質チューブを構成要素とする導管手段では、鼻カニュラが鼻孔からはずれ易く、長時間装着しておくことが困難なことから、軟質チューブを分割してその間に硬質チューブを介在させ、かつ該硬質チューブをチューブの長さ方向に滑動可能な環によって束ねることにした。

さらに、鼻カニュラの気体吐出部分に流量調整手段を設けることにより、吸込気体の圧力に応じた流速を吸入気体に与えることができるようにした。

密閉容器に、加圧した空気を散気する際に、まず小さな気泡となるようにしたことから、液中の溶存酸素と空気中の酸素の交換効果を高めることができ、活性ある酸素が得られることから、酸素吸入効果を向上させることができる。
特に、密閉容器にいれる液体として薬用効果を有する所定の液を使用した場合には、小さな気泡となるようにしたことから、薬用液中の薬成分を気体に包含させる効果を高めることができ、吸入効果を一層向上させることができる。
さらに、この小さな気泡を大きな気泡にすることにより、液面での気泡の崩壊が、気体に圧力波としての脈動を与えることができ、呼吸系統に刺激を与えて酸素吸込効果を一段と高めることができる。

また、軟質チューブを構成要素とする導管手段に、容易には変形しない適度の硬さの硬質チューブを介在させ、かつ該硬質チューブをチューブの長さ方向に滑動可能な環によって束ねることにしたことから、この環を滑動させて適切な位置で止めることにより、頭・上体を少々動かしても鼻カニュラが鼻孔から簡単に外れないようにすることができる。

さらに、鼻カニュラの気体吐出部分に流量調整手段を設け、吸込気体の圧力に応じた流速を吸入気体に与えることができることから、酸素の吸入が効率良く行うことができる。

経皮的酸素飽和度（SPO₂）は、パルスオキシメータ等で測定され、SPO₂ が 90％を割ると低酸素血症状といわれ、呼吸不全・酸素欠乏となることから酸素吸入が必要とされる。
本願発明の酸素補給器具を使用した場合、15 分も吸入すれば、SPO₂ 91％が、 96 ないし 97％になることが確認された。
また、定常的にSPO₂ が低い呼吸器疾患を有する者や高齢者等で、歩行に支障をきたしていた者が、本願発明の酸素補給器具を使用すると、歩行が容易かつ軽やかになることがわかった。

本願発明の酸素補給用器具の構成部品は、空気ポンプ（図示省略）・密閉容器・鼻カニュラ（導管を含む）だけであり、持ち運びは至って簡単であり、手近において簡便に使用できる。
また、本願器具の駆動源としてはポンプの電源だけであるから、建屋内であればどこでも使用可能である。個人宅の場合はもとより、高齢者用の集合住宅の場合でも手軽に使用できるものであり、かかる場合には最適な酸素療法手段を提供するものである。

本願発明の好ましい実施の形態を、添付図を参照して具体的に説明する。
図１は、加圧された空気を用い、小さな気泡５１から大きな気泡５３を発生させる状況を示す図である。
密閉容器は、容器１０と蓋２０を主構成要素とし、容器と蓋とは０リング３０で密閉度が保たれるようになっている。
容器には、空気供給管１３が設けられ、また蓋には、気体集合部２１、さらに送気管２３が設けられている。
密閉容器の素材としては、プラスティック、例えばポリプロピレン、が至便であり、多用される。
容器には、水が所定の深さとなるように保有されているが、単なる水の替わりに、薬用効果のある液体、例えば食塩水・重炭酸ソーダ溶液、を用いてもよい。
空気の加圧度がそれ程高くないことからＯリング構造で充分であるが、Ｏリングを用いる替りに、容器と蓋とに、ねじ構造を設けて、回旋・密閉する構造（図示省略）としてもよい。

空気ポンプ（図示省略）から送られた空気は、空気供給管１３から容器１０に導かれる。空気ポンプには、専用のポンプを用いることもできるが、市販されている鑑賞魚用ポンプを用いることもでき、容量・加圧状態等を考慮して、１台ないし複数台使用すればよい。

空気供給管１３には、開口が設けられており、該開口から散気された気体は、多孔板４１の開孔を通過する際に、小さな気泡５１に生成される。
本実施例において、小さな気泡を大きな気泡５３に変える手段としては、板状の素材に多数の孔を開孔した多孔板を使用している。
小さな気泡は、気泡中に存在する酸素と既に液中に溶存する酸素とを交換しながら上昇し、上昇を阻止する多孔邪魔板４３・４５と干渉しながら、少しずつ大きな気泡に成長していく。
やがて、最上部に位置する多孔邪魔板４７によって所定の大きさに成長させられた大きな気泡は液面に達し、気泡は崩壊し、崩壊の際に、気体に圧力変動を生じさせる。
この圧力変動の大きさは、気泡が大きくなるにつれて大きなものとなり、また圧力変動の変動数も少なくなることから、呼吸系統に与える刺激は大きなものとなる。
例えば、小さな気泡と大きな気泡の径の大きさを１：２とした場合、開孔部分の界面活性や気泡の浮上速度の差異等を無視すると、多孔板に設ける開孔径と多孔板邪魔板４７に設ける開孔径の比率は １：２であり、多孔板に設ける開孔の個数と多孔板邪魔板４７に設ける開孔個数の比率は ８：１程度とすればよいことがわかる。
なお、本実施例では、多孔板邪魔板を３枚とした実施例を示したが、その枚数は任意でよい。
また、上記実施例では、気泡の大きさをコントロールする部材として多孔板を使用したが、所定の大きさの気泡を生成できる素材、例えば金属たわし・多孔質体、であれば、実用に供することができる。

密閉容器（図１）の蓋２０に設けられた送気管２３に軟質チューブ７１（図２）が嵌合されて鼻カニュラ６０まで導管される。
図２は、密閉容器から鼻カニュラまで導通させる導管手段において、軟質チューブ７０を分割して軟質チューブ７０・７１とし、その間に硬質チューブ８０を介在させ、さらに硬質チューブがチューブの長さ方向に滑動可能な環８５によって束ねられていることを示す図である。
特に、本図は、鼻カニュラを鼻孔に挿入し、軟質チューブを耳の後方に回し、硬質チューブを胸元に回して環で固定した状態を示している。
実施例の環の場合は、硬質な材料、例えばプラスティック板材、が用いられ、硬質チューブの外径に近い径の孔が開孔され、該開孔に硬質チューブが嵌められていて、環を硬質チューブに沿って滑動されて任意の位置で止められるようになっている。
なお、チューブ素材としては、軟質チューブとしては外径６ｍｍ程度のシリコンチューブが主として用いられ、硬質チューブには外径５ｍｍ程度の塩化ビニルチューブが主として用いられる。

通常用いられている鼻カニュラ６０の気体吐出部分は単に２つの短管６１が用いられているにすぎないことから、鼻腔に吸入される気体の流速が極めて遅いものとなっている。
図３は、２つの短管の各々に設けた流量調整手段を示す断面図である。
流量調整手段としては、単なる短管を内挿した短管式流量調整機構６５、あるいはノズル形状を有する短管を内挿したノズル式流量調整機構６７が用いられる。
これにより、気体は適切な流速で鼻孔から吸入されるようになり、酸素吸入効果を高めることが可能になった。

なお、酸素吸入には、吸入すべき酸素に応じた吸入時間が存在するが、本器にタイマーを設けてコントロールすることもできる。
特に本願発明の場合、駆動源としてはポンプの電源だけであり、この電源を使って、SPO₂ の現状値に応じてタイマーで時間設定すると好都合である。例えば、SPO₂ が 91％の時は 10 分、SPO₂ が 90％の時は 15 分といった具合であり、タイマーの時間メモリの替りに、SPO₂ の濃度メモリとしても良い。もちろん個人差を考慮する必要はある。

本願発明は、SPO₂ が低い呼吸器疾患を有する者や高齢者等の呼吸系統の弱い者に、在宅酸素療法の手段を提供するものであるから、医療産業上の利用可能性は極めて高いものである。

また、本願発明は、上記病弱者にとって日常生活に必要なものであって、安価かつ多量に提供されるものであるから、工業生産分野においても役立つものである。

さらに、使用するエネルギーが僅少なことから、環境保全においても役立つものである。

密閉容器の断面で、小さな気泡を大きな気泡に変える手段を示す図である。 軟質チューブの間に介在する硬質チューブと、硬質チューブの長さ方向に滑動可能な環を示す斜視図である。 鼻カニュラの短管に設けた流量調整手段を示す断面図である。

符号の説明

１０ 容器 ５１ 小さな気泡
１３ 空気供給管 ５３ 大きな気泡
２０ 蓋 ６０ 鼻カニュラ
２１ 気体集合部 ６１ （鼻カニュラの）短管
２３ 送気管 ６５ 短管式流量調整機構
３０ ０リング ６７ ノズル式流量調整機構
４１ 多孔板 ７０ 軟質チューブ（その１）
４３ 多孔邪魔板（その１） ７１ 軟質チューブ（その２）
４５ 多孔邪魔板（その２） ８０ 硬質チューブ
４７ 多孔邪魔板（その３） ８５ 環

Claims (1)

1. 空気ポンプにより器内の液中に散気し、該散気した気体を集めて導管により吐出器に導き、鼻またはおよび口に装着した該吐出器を介して、呼吸作用により、該気体に含まれる酸素を吸入する酸素吸入器において、散気する器内に小さな気泡を大きな気泡に変える手段を設けたこと、を特徴する酸素吸入器
   

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