JP7056911B2 - High flow gas air supply device - Google Patents
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Description
Translated fromJapanese本発明は、使用者に対して高流量のガスを送気する高流量ガス送気装置に関する。 The present invention relates to a high flow rate gas air supply device that supplies a high flow rate gas to a user.
従来、自発呼吸が困難になった患者に対して人工的に呼吸を補助する人工呼吸療法がおこなわれている。その中でも例えば昏睡状態の患者で、体内への酸素の取り込みや二酸化炭素の排出が不十分な場合には、気管内チューブを用いて確実に気道の確保を行う気管挿管と、人工呼吸器を組み合わせた治療が施される。しかし気管挿管は、肺炎等を発症させる危険性が高く、特に医療技術のレベルが必ずしも高くない発展途上国においては、安全にとりおこなうことが困難な治療法である。 Conventionally, artificial respiration therapy for artificially assisting breathing has been performed for patients who have difficulty in spontaneous breathing. Among them, for example, in a complaining patient, if the uptake of oxygen into the body and the excretion of carbon dioxide are insufficient, a combination of tracheal intubation that secures the airway using an endotracheal tube and a respirator is used. Treatment is given. However, tracheal intubation is a treatment method that has a high risk of developing pneumonia and is difficult to carry out safely, especially in developing countries where the level of medical technology is not necessarily high.
近年、気管挿管の代替療法として、鼻カニュラを用いて高濃度の酸素を含むガスを鼻部から供給するハイフローセラピーを用いる手法が広まっている（例えば特許文献１参照）。またＣＯＰＤ（Ｃｈｒｏｎｉｃ Ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ Ｄｉｓｅａｓｅ：慢性閉塞性肺疾患）を発症している患者に対しても、このハイフローセラピーは有効である。 In recent years, as an alternative therapy for tracheal intubation, a method using high flow therapy in which a gas containing a high concentration of oxygen is supplied from the nose using a nasal cannula has become widespread (see, for example, Patent Document 1). This high flow therapy is also effective for patients who have developed COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease).
図６は、ハイフローセラピーに従来から用いられている高流量ガス送気装置２０１の説明図である。高流量ガス送気装置２０１は、空気と酸素の混合ガスの流量や酸素濃度を定めるフロージェネレータ２０９と、送気される混合ガスを加温加湿し、呼吸回路２０５における結露防止のためのヒーター２１１の制御をおこなう加温加湿器２２０と、鼻孔を通して使用者Ｐへ混合ガスを供給する鼻カニュラ２０７を備える。フロージェネレータ２０９には、高濃度の酸素ガスが供給される配管と、高圧の圧縮空気が供給される配管が接続される。使用者は鼻部に鼻カニュラ２０７を装着し、鼻カニュラ２０７から高流量の空気と酸素の混合ガスが常時噴射される。 FIG. 6 is an explanatory diagram of a high flow rate gas
しかしハイフローセラピーを行う際には、空気と高濃度の酸素の送気ガスとして乳幼児の場合であっても１０Ｌ／分の流量、成人であれば６０Ｌ／分の流量が常時必要である。高濃度の酸素を大量に供給するためには、酸素ガスが常時供給可能な配管に接続することや、大容量の酸素ガスボンベを用いることが必須となる。そのような設備は病院内でなければ設置され得ず、在宅でこの治療を行うことは難しい。 However, when performing high flow therapy, a flow rate of 10 L / min is always required as an air supply gas for air and high-concentration oxygen, even for infants, and a flow rate of 60 L / min for adults. In order to supply a large amount of high-concentration oxygen, it is essential to connect to a pipe that can always supply oxygen gas and to use a large-capacity oxygen gas cylinder. Such equipment can only be installed in hospitals and it is difficult to perform this treatment at home.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、大がかりな設備無しにハイフローセラピーが可能な高流量ガス送気装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a high flow rate gas air supply device capable of high flow therapy without large-scale equipment.
本発明では、空気は常時高流量で提供し、主に吸気の期間中に使用者の呼吸に同調させて、酸素を高流量で供給することとする。 In the present invention, air is always provided at a high flow rate, and oxygen is supplied at a high flow rate mainly in synchronization with the user's breathing during the period of inspiration.
（１）本発明は、使用者の鼻部近傍に装着される鼻カニュラと、前記鼻カニュラに酸素を供給する酸素供給路と、前記鼻カニュラに空気を供給する空気供給路と、前記空気供給路に空気を送気する空気用送風機と、前記酸素供給路に酸素を送気する酸素用送風機と、前記使用者の呼吸を検出する呼吸検出部と、前記呼吸に同調させて、前記酸素の流量を調整するように前記酸素用送風機を制御する酸素制御部と、前記使用者の呼吸を検出する呼吸検出部と、前記呼吸に同調させて、前記酸素の流量を制御する酸素制御部とを備えることを特徴とする高流量ガス送気装置を提供する。 (1) The present invention includes a nasal cannula mounted near the user's nose, an oxygen supply path for supplying oxygen to the nasal cannula, an air supply path for supplying air to the nasal cannula, and the air supply. An air blower that blows air to the path, an oxygen blower that blows oxygen to the oxygen supply path, a breathing detection unit that detects the breathing of the user, and the oxygen in synchronization with the breathing. An oxygen control unit that controls the oxygen blower so as to adjust the flow rate, a breathing detection unit that detects the breath of the user, and an oxygen control unit that controls the flow rate of oxygen in synchronization with the breathing. Provided is a high flow gas air supply device characterized by being provided.
呼吸器官内の気体を撹拌して効率良く換気をするためには、送気するガスの流量は高流量を維持しなければならない。しかし高流量の酸素を常時送気するためには、酸素配管や大型の酸素ボンベなどの大がかりな設備が必要になる。上記（１）に記載の発明によれば、呼吸検出部によって使用者の呼吸を検出して、必要なときに高流量の酸素を供給するように酸素の流量を制御する酸素制御部を備えるので、少ない酸素容量で長時間のハイフローセラピーが可能な高流量ガス送気装置が実現するという優れた効果を奏する。 In order to agitate the gas in the respiratory organs and ventilate efficiently, the flow rate of the gas to be sent must be maintained at a high flow rate. However, in order to constantly supply high flow rates of oxygen, large-scale equipment such as oxygen pipes and large oxygen cylinders are required. According to the invention described in (1) above, the breathing detection unit is provided with an oxygen control unit that detects the breath of the user and controls the flow rate of oxygen so as to supply a high flow rate of oxygen when necessary. It has an excellent effect of realizing a high flow rate gas air supply device capable of long-term high flow therapy with a small oxygen capacity.
（２）本発明は、前記空気を高流量で供給するように前記空気用送風機の制御をおこなう空気制御部を備えることを特徴とする上記（１）に記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (2) The present invention provides the high flow rate gas air blower according to (1) above, comprising an air control unit that controls the air blower so as to supply the air at a high flow rate. do.
上記（２）に記載の発明によれば、前記空気を高流量で供給するように前記空気用送風機の制御をおこなう空気制御部を備えるので、ハイフローセラピーを常時行うことができるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (2) above, since the air control unit that controls the air blower so as to supply the air at a high flow rate is provided, the excellent effect that high flow therapy can be constantly performed can be obtained. Play.
（３）本発明は、前記呼吸検出部は、前記使用者の筋電位を測定する筋電位測定部を有することを特徴とする上記（１）又は上記（２）に記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (3) The high flow rate gas air supply according to the above (1) or (2), wherein the respiration detection unit has a myoelectric potential measuring unit for measuring the myoelectric potential of the user. Provide the device.
上記（３）に記載の発明によれば、呼吸検出部が有する筋電位測定部で呼吸筋の動きを検出できるので、使用者の呼吸を検出でき、呼吸に合わせて酸素の供給を制御でき、供給する酸素を節約できるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (3) above, since the movement of the respiratory muscle can be detected by the myoelectric potential measuring unit of the respiratory detection unit, the user's respiration can be detected and the oxygen supply can be controlled according to the respiration. It has the excellent effect of saving the oxygen to be supplied.
（４）本発明は、前記酸素制御部は、前記使用者が呼気を吐き出す呼気時間領域において、前記酸素の流量を減少させる酸素供給減少期間を有するように前記酸素送風機を制御することを特徴とする上記（１）乃至上記（３）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (4) The present invention is characterized in that the oxygen control unit controls the oxygen blower so as to have an oxygen supply reduction period for reducing the flow rate of the oxygen in the exhalation time region in which the user exhales. The high flow rate gas air supply device according to any one of the above (1) to (3) is provided.
上記（４）に記載の発明によれば、使用者が息を吐き出す呼気時間領域の際に、酸素の流量を減少させることができるので、供給する酸素の総量を減らすことができ、大量の酸素を必要としないですむようになるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (4) above, since the flow rate of oxygen can be reduced during the expiratory time region in which the user exhales, the total amount of oxygen supplied can be reduced, and a large amount of oxygen can be obtained. It has the excellent effect of eliminating the need for oxygen.
（５）本発明は、前記空気制御部は、前記使用者が呼気を吐き出す前記呼気時間領域において、前記空気の流量を減少させる空気供給減少期間を有するように前記空気送風機を制御することを特徴とする上記（１）乃至上記（４）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (5) The present invention is characterized in that the air control unit controls the air blower so as to have an air supply reduction period for reducing the flow rate of the air in the exhalation time region in which the user exhales. Provided is the high flow rate gas air supply device according to any one of the above (1) to (4).
鼻カニュラからガスが高い圧力で噴出されている状態では、鼻カニュラから供給される送気ガスの湿度、二酸化炭素濃度、酸素濃度等を計測することが難しい。上記（５）に記載の発明によれば、使用者が呼気を吐き出している呼気時間領域において、空気の流量を減少させる空気供給減少期間を有するように空気送風機を制御できるので上記の計測が可能になり、その計測結果をフィードバックして酸素の流量や空気の流量を制御することにより、より適切な内容のガスを送気できるという優れた効果を奏する。 When the gas is ejected from the nasal cannula at a high pressure, it is difficult to measure the humidity, carbon dioxide concentration, oxygen concentration, etc. of the insufflation gas supplied from the nasal cannula. According to the invention described in (5) above, the air blower can be controlled so as to have an air supply reduction period for reducing the flow rate of air in the exhalation time region in which the user exhales, so that the above measurement is possible. By feeding back the measurement result and controlling the flow rate of oxygen and the flow rate of air, it is possible to supply gas with more appropriate contents, which is an excellent effect.
（６）本発明は、前記空気と前記酸素が混合された混合ガスの流量は、１０～６０Ｌ／分であることを特徴とする上記（１）乃至上記（５）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (6) The present invention is described in any one of the above (1) to (5), wherein the flow rate of the mixed gas in which the air and the oxygen are mixed is 10 to 60 L / min. Provides a high flow gas air supply device.
ハイフローセラピーを行う際には、乳幼児の場合であっても１０Ｌ／分の流量、成人であれば６０Ｌ／分の流量が常時必要である。上記（６）に記載の発明によれば、高流量のガスを送気することができるので乳幼児から成人までハイフローセラピーをおこなうことができるという優れた効果を奏する。 When performing high flow therapy, a flow rate of 10 L / min is always required even for infants and a flow rate of 60 L / min for adults. According to the invention described in (6) above, since a high flow rate gas can be sent, high flow therapy can be performed from infants to adults, which is an excellent effect.
（７）本発明は、前記混合ガスは、酸素濃度が２１～１００％であることを特徴とする上記（６）に記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (7) The present invention provides the high flow rate gas air supply device according to (6) above, wherein the mixed gas has an oxygen concentration of 21 to 100%.
上記（７）に記載の発明によれば、高流量の酸素を投与し続けることで、鼻咽頭に貯留された二酸化炭素の濃度の高い呼気ガスを外に排出することができる。また上気道も酸素濃度の高いガスで満たすことで一回肺胞換気量を増やすことができるため、呼吸効率が上がり酸素化が改善されるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (7) above, by continuing to administer a high flow rate of oxygen, the exhaled gas having a high concentration of carbon dioxide stored in the nasopharynx can be discharged to the outside. In addition, since the upper airway can be filled with a gas having a high oxygen concentration, the alveolar ventilation volume can be increased once, so that the respiratory efficiency is improved and the oxygenation is improved, which is an excellent effect.
（８）本発明は、前記酸素と前記空気は、前記鼻カニュラ近傍に配設される異なる噴出口から噴出され、前記使用者に送気されることを特徴とする上記（１）乃至上記（７）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (8) The present invention is characterized in that the oxygen and the air are ejected from different outlets arranged in the vicinity of the nasal cannula and sent to the user. The high flow rate gas air supply device according to any one of 7) is provided.
上記（８）に記載の発明によれば、鼻部に接触させる鼻カニュラ近傍に、酸素を供給する酸素噴出口があるので、使用者に供給する酸素濃度を急速に増大させることができるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (8) above, since there is an oxygen ejection port that supplies oxygen in the vicinity of the nasal cannula that comes into contact with the nose, the oxygen concentration supplied to the user can be rapidly increased. Has an effect.
（９）本発明は、前記酸素を噴出する酸素噴出口は、前記空気を噴出する空気噴出口よりも下流側に位置することを特徴とする上記（８）に記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (9) The present invention is the high flow rate gas air supply device according to (8) above, wherein the oxygen outlet for ejecting oxygen is located on the downstream side of the air outlet for ejecting air. I will provide a.
鼻カニュラは大気に開放された系なので、使用者の鼻腔内に効率的に高流量のガスを送気することは簡単ではない。上記（９）に記載の発明によれば、酸素噴出口が、空気噴出口よりも下流側に位置するので、酸素をジェット流で噴出するとその周辺の圧力が下がって空気を取り込むので、指向性を持った酸素と空気の混合ガス流が実現でき、効率よく鼻腔内にガスが送気し得るという優れた効果を奏する。 Since the nasal cannula is a system open to the atmosphere, it is not easy to efficiently deliver a high flow rate of gas into the user's nasal cavity. According to the invention described in (9) above, since the oxygen outlet is located on the downstream side of the air outlet, when oxygen is ejected by a jet flow, the pressure around it drops and air is taken in, so that the directionality is directional. A mixed gas flow of oxygen and air can be realized, and the gas can be efficiently sent into the nasal cavity, which is an excellent effect.
（１０）本発明は、前記呼吸検出部は、近赤外光を用いて前記使用者の動脈血酸素飽和度を測定するパルスオキシメータを有し、前記酸素制御部は測定された前記動脈血酸素飽和度に基づいて前記酸素の流量を制御することを特徴とする上記（１）乃至上記（９）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (10) In the present invention, the respiration detection unit has a pulse oximeter for measuring the arterial oxygen saturation of the user using near-infrared light, and the oxygen control unit has the measured arterial oxygen saturation. The high-flow gas air supply device according to any one of (1) to (9) above, which controls the flow rate of oxygen based on the degree, is provided.
上記（１０）に記載の発明によれば、使用者の動脈血酸素飽和度が低下傾向にある場合に、酸素流量を増加させるといった制御が可能になり、使用者のＱＯＬ（Ｑｕｏｌｉｔｙ Ｏｆ Ｌｉｆｅ）を改善することができるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (10) above, when the arterial oxygen saturation of the user tends to decrease, control such as increasing the oxygen flow rate becomes possible, and the QOL (Quality Of Life) of the user is improved. It has an excellent effect of being able to do it.
（１１）本発明は、前記呼吸検出部は、前記鼻カニュラ近傍における酸素濃度を測定する酸素濃度測定部を有し、前記酸素制御部は測定された前記酸素濃度に基づいて前記酸素の流量を制御することを特徴とする上記（１）乃至上記（１０）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (11) In the present invention, the breathing detection unit has an oxygen concentration measuring unit for measuring an oxygen concentration in the vicinity of the nasal cannula, and the oxygen control unit measures the flow rate of oxygen based on the measured oxygen concentration. The high-flow gas air supply device according to any one of the above (1) to (10), which is characterized by being controlled, is provided.
上記（１１）に記載の発明によれば、呼吸検出部が鼻カニュラ近傍における酸素濃度を測定する酸素濃度測定部を備えるので、鼻部へ送気するガスにおける酸素濃度をモニタリングすることが可能になり、より適切な換気が可能になるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (11) above, since the breathing detection unit includes an oxygen concentration measuring unit for measuring the oxygen concentration in the vicinity of the nasal cannula, it is possible to monitor the oxygen concentration in the gas sent to the nasal portion. It has the excellent effect of enabling more appropriate ventilation.
（１２）本発明は、前記呼吸検出部は、前記鼻カニュラ近傍における二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定部を有し、前記酸素制御部は測定された前記二酸化炭素濃度に基づいて前記酸素の流量を制御することを特徴とする上記（１）乃至上記（１１）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (12) In the present invention, the breathing detection unit has a carbon dioxide concentration measuring unit for measuring the carbon dioxide concentration in the vicinity of the nose cannula, and the oxygen control unit has the oxygen based on the measured carbon dioxide concentration. The high-flow gas air supply device according to any one of the above (1) to (11), which is characterized by controlling the flow rate of the above.
上記（１２）に記載の発明によれば、呼気に含まれる二酸化炭素の濃度を測定することができ、その二酸化炭素濃度に基づいて酸素の流量を制御することができるので、二酸化炭素の濃度が増大したならば、酸素流量を増大させる制御が可能になり、より適切な換気が可能になるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (12) above, the concentration of carbon dioxide contained in exhaled breath can be measured, and the flow rate of oxygen can be controlled based on the concentration of carbon dioxide, so that the concentration of carbon dioxide can be increased. If it is increased, it becomes possible to control the increase of the oxygen flow rate, which has an excellent effect of enabling more appropriate ventilation.
（１３）本発明は、前記使用者に送気される前記空気及び／又は前記酸素を加温及び加湿する加温加湿器を備えることを特徴とする上記（１）乃至上記（１２）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (13) Of the above (1) to (12), the present invention is provided with a heating humidifier that heats and humidifies the air and / or the oxygen sent to the user. The high flow rate gas air supply device according to any one of the above is provided.
呼吸補助のために、使用者の呼吸器にガスを送気する場合、送気されるガスが乾燥をしていると粘膜に障害を与える可能性がある。上記（１３）に記載の発明によれば、送気されるガスに水分を与え上述した障害を未然に防ぐことが可能になるという優れた効果を奏する。 When gas is sent to the user's respiratory system for respiratory assistance, if the gas sent is dry, it may damage the mucous membranes. According to the invention described in (13) above, it is possible to give moisture to the gas to be sent to prevent the above-mentioned obstacles, which is an excellent effect.
（１４）本発明は、前記呼吸検出部は、前記鼻カニュラ近傍における湿度を測定する湿度測定部を有し、湿度制御部は測定された前記湿度に基づいて前記加温加湿器を制御することを特徴とする上記（１３）に記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (14) In the present invention, the respiration detection unit has a humidity measurement unit that measures the humidity in the vicinity of the nose cannula, and the humidity control unit controls the heating humidifier based on the measured humidity. The high-flow gas air supply device according to (13) above is provided.
上記（１４）に記載の発明によれば、鼻カニュラ近傍における湿度を測定することができ、測定された湿度に基づいて加温加湿器を制御することができるので、適切な湿度を有するガスを送気することができるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (14) above, the humidity in the vicinity of the nasal cannula can be measured, and the humidifier can be controlled based on the measured humidity, so that a gas having an appropriate humidity can be used. It has the excellent effect of being able to send air.
（１５）本発明は、前記酸素は、高濃度酸素を前記空気から生成する酸素濃縮器から供給されることを特徴とする上記（１）乃至上記（１４）のうちのいずれかに記載の高流量ガス送気装置を提供する。 (15) The high according to any one of (1) to (14) above, wherein the oxygen is supplied from an oxygen concentrator that produces high concentration oxygen from the air. A flow rate gas air supply device is provided.
上記（１５）に記載の発明によれば、酸素ガスが常時供給可能な配管に接続することや、大容量の酸素ボンベを用意すること無しに、高濃度酸素を用いたハイフローセラピーを行い得る高流量ガス送気装置を実現できるという優れた効果を奏する。 According to the invention described in (15) above, high flow therapy using high-concentration oxygen can be performed without connecting to a pipe capable of constantly supplying oxygen gas or preparing a large-capacity oxygen cylinder. It has an excellent effect of being able to realize a flow rate gas air supply device.
本発明の請求項１～１５記載の高流量ガス送気装置によれば、必要なときだけ高流量の酸素を供給するように制御することができるので、少ない酸素容量で長時間のハイフローセラピーが可能な高流量ガス送気装置を実現できるという優れた効果を奏し得る。 According to the high flow rate gas insufflator according to
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図１～図５は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。 1 to 5 are examples of embodiments in which the invention is carried out, and in the drawings, portions having the same reference numerals represent the same objects. It should be noted that some configurations are appropriately omitted in each drawing to simplify the drawings. Then, the size, shape, thickness, etc. of the member are appropriately exaggerated and expressed.
図１は、本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１の説明図である。高流量ガス送気装置１は、装置本体３と、装置本体３に接続されて使用者Ｐにガスを送気するための呼吸回路５を備える。装置本体３には吸気口１０が設けられ、空気を吸い込む。また呼吸回路５の端部には鼻カニュラ７を有し、鼻カニュラ７から使用者Ｐへ、高流量の空気と酸素の混合ガスが送気される。また呼吸回路５は、呼吸回路５内部における結露防止用のヒーター９を備える。呼吸回路５中で結露した水分が液体のまま、高速で鼻部を通して呼吸器官に到達することは、粘膜にとっては障害の原因になり得る。結露防止用のヒーター９を設けることで、このような障害を未然に防ぐことができる。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a high flow rate gas
図２は、高流量ガス送気装置１の構成図である。実線は気体の流れを表し、破線は制御信号線等を表す。高流量ガス送気装置１は、高濃度酸素を空気から生成する酸素濃縮器１５と、酸素を送気する酸素用送風機２０と、酸素用送風機２０から使用者Ｐに送気される酸素の流量を制御する酸素制御部２５を備える。また高流量ガス送気装置１は、空気を吸い込んで送気する空気用送風機３０と、空気用送風機３０から使用者Ｐに送気される空気の流量を制御する空気制御部３５を備える。具体的には、酸素制御部２５は、呼吸検出部４５で検出された使用者Ｐの呼吸に合わせて、使用者Ｐに送気する酸素の流量を制御する。また空気制御部３５は、空気を高流量で供給するよう空気用送風機３０の制御をおこなう。 FIG. 2 is a block diagram of the high flow rate gas
すなわち高流量ガス送気装置１は、使用者Ｐの鼻部近傍に装着される鼻カニュラ７と、鼻カニュラ７に酸素を供給する酸素供給路（図示省略）と、鼻カニュラ７に空気を供給する空気供給路（図示省略）と、空気供給路に空気を送気する空気用送風機３０と、使用者Ｐの呼吸を検出する呼吸検出部４５と、呼吸検出部４５で検出される呼吸に同調させて、酸素の流量を制御する酸素制御部２５とを備える。また高流量ガス送気装置１は、空気の流量を制御する空気制御部３５をさらに備える。 That is, the high-flow gas
鼻カニュラ７から供給される、空気と酸素が混合された混合ガスの流量は、１０～６０Ｌ／分である。また混合ガスにおける酸素濃度は２１～１００％である。 The flow rate of the mixed gas in which air and oxygen are mixed supplied from the
高流量ガス送気装置１は、使用者Ｐに送気される空気及び／又は酸素を加温及び加湿する加温加湿器４０を備える。具体的には、酸素と空気は、それぞれ加温加湿器４０で、例えば３７℃に加温され、さらに加湿されて相対湿度１００％にされる。酸素は呼吸回路５に設けられた酸素供給路（図示省略）を通じて鼻カニュラ７に送気される。また空気も呼吸回路５に設けられた空気供給路（図示省略）を通じて鼻カニュラ７に送気される。使用者Ｐは鼻カニュラ７を装着することで、鼻部から酸素と空気の混合ガスを供給される。 The high flow rate gas
呼吸検出部４５は、使用者Ｐの胸部に筋電位を測定する筋電位測定部を有することが好ましい。筋電位を測定することで、使用者Ｐの呼吸が呼気状態なのか、吸気状態なのか等を識別することができるからである。 The respiratory detection unit 45 preferably has a myoelectric potential measuring unit on the chest of the user P to measure the myoelectric potential. This is because by measuring the myoelectric potential, it is possible to identify whether the breathing of the user P is in the expiratory state or the inspiratory state.
呼吸検出部４５は、鼻カニュラ７近傍における酸素濃度を測定する酸素濃度測定部（図示省略）を有し、酸素制御部２５は測定された酸素濃度に基づいて酸素の流量を調整するように酸素用送風機を制御することが好ましい。 The breathing detection unit 45 has an oxygen concentration measuring unit (not shown) that measures the oxygen concentration in the vicinity of the
呼吸検出部４５は、鼻カニュラ７近傍における二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定部（図示省略）を有し、酸素制御部２５は測定された二酸化炭素濃度に基づいて酸素の流量を調整するように酸素用送風機２０を制御することが好ましい。 The breathing detection unit 45 has a carbon dioxide concentration measuring unit (not shown) that measures the carbon dioxide concentration in the vicinity of the
なお二酸化炭素濃度に基づいて、空気の流量を調整するように空気用送風機３０の制御を空気制御部３５がおこなってもよい。 The air control unit 35 may control the air blower 30 so as to adjust the flow rate of air based on the carbon dioxide concentration.
呼吸検出部４５は、近赤外光を用いて使用者Ｐの動脈血酸素飽和度を測定するパルスオキシメータ（図示省略）を有し、酸素制御部２５は、測定された動脈血酸素飽和度に基づいて酸素の流量を調整するように酸素用送風機２０を制御することが好ましい。 The breath detection unit 45 has a pulse oximeter (not shown) that measures the arterial oxygen saturation of the user P using near-infrared light, and the oxygen control unit 25 is based on the measured arterial oxygen saturation. It is preferable to control the oxygen blower 20 so as to adjust the flow rate of oxygen.
なお動脈血酸素飽和度に基づいて、空気の流量を調整するように空気用送風機３０の制御を空気制御部３５がおこなってもよい。 The air control unit 35 may control the air blower 30 so as to adjust the flow rate of air based on the arterial oxygen saturation.
呼吸検出部４５は、鼻カニュラ７近傍における湿度を測定する湿度測定部（図示省略）を有し、湿度制御部（図示省略）は測定された湿度に基づいて加温加湿器を制御することが好ましい。 The respiration detection unit 45 has a humidity measurement unit (not shown) that measures the humidity in the vicinity of the
酸素制御部２５、空気制御部３５、湿度制御部（図示省略）はＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵはいわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて様々な機能を実現する。ＲＡＭはＣＰＵの作業領域、記憶領域として使用され、ＲＯＭはＣＰＵで実行されるオペレーティングシステムやプログラムを記憶する。 The oxygen control unit 25, the air control unit 35, and the humidity control unit (not shown) are composed of a CPU, RAM, ROM, and the like, and execute various controls. The CPU is a so-called central processing unit, and various programs are executed to realize various functions. The RAM is used as a work area and a storage area of the CPU, and the ROM stores an operating system or a program executed by the CPU.
なお酸素濃縮器１５は、空気中の酸素と窒素を分離するＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式が好ましい。 The oxygen concentrator 15 is preferably a PSA (Pressure Swing Attachment) method that separates oxygen and nitrogen in the air.
図３（Ａ）は、本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１が有する鼻カニュラ７の斜視図である。呼吸回路５（図２参照）から接続される酸素供給路５０と空気供給路５５はハウジング７０を通して鼻孔に挿入される挿入部６７まで延設される。 FIG. 3A is a perspective view of the
酸素と空気は、鼻カニュラ７近傍に配設される異なる噴出口から噴出される。具体的には、挿入部６７の端部には、空気噴出口６５と酸素噴出口６０が設けられ、それぞれ鼻孔へ空気と酸素を供給する。 Oxygen and air are ejected from different outlets located near the
鼻部に接触させる鼻カニュラ７近傍に、酸素を供給する酸素噴出口６０があるので、使用者に供給する酸素濃度を急速に増大させることができるという優れた効果を奏する。 Since there is an
図３（Ｂ）は、鼻カニュラ７における酸素噴出口６０と空気噴出口６５の位置関係を説明する説明図である。酸素を噴出する酸素噴出口６０は、空気を噴出する空気噴出口６５よりも下流側に位置する。 FIG. 3B is an explanatory diagram illustrating the positional relationship between the
鼻カニュラ７は大気に開放された系なので、使用者の鼻腔内に効率よく高流量のガスを送気することは簡単ではない。このような配置にすれば、酸素噴出口６０が、空気噴出口６５よりも下流側に位置するので、酸素をジェット流で噴出するとその周辺の圧力が下がって空気を取り込み、指向性を持った酸素と空気の混合ガス流が実現でき、効率よく鼻腔内にガスが送気し得るという優れた効果を奏する。 Since the
図４（Ａ）は、使用者の呼吸と酸素供給の関係を説明するタイミングチャートである。横軸は時間であり、縦軸は実線で表される酸素流量７５については流量である。また縦軸は、破線で表される呼吸８０については、例えば呼吸検出部４５が有する筋電位測定部が測定する呼吸筋の筋電位であり、具体的には図４（Ａ）では、正の値の時が呼気を表すとする。本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１は、具体的には使用者Ｐの鼻部近傍に装着される鼻カニュラ７（図１参照）と、鼻カニュラ７に酸素を供給する酸素供給路５０（図３（Ａ）参照）と、鼻カニュラ７に空気を供給する空気供給路５５（図３（Ａ）参照）と、空気供給路５５に空気を送気する空気用送風機３０と、酸素供給路５０に酸素を送気する酸素用送風機２０と、使用者Ｐの呼吸タイミングを検出する呼吸検出部４５（図２参照）と、使用者Ｐの呼吸タイミングに同調させて、酸素の流量を調整するように酸素用送風機を制御する酸素制御部２５（図２参照）とを備える。 FIG. 4A is a timing chart illustrating the relationship between the user's respiration and oxygen supply. The horizontal axis is time, and the vertical axis is the flow rate for the
吸気時間領域９０では酸素供給路５０から供給される酸素流量７５は増加して、酸素濃度は例えば２１％以上の値となり、呼気時間領域９５における酸素供給減少期間９３では酸素流量７５は減少する。具体的には、高流量ガス送気装置１では、酸素制御部２５（図２参照）は、使用者Ｐが呼気を吐き出す呼気時間領域９５のうちの酸素供給減少期間９３において、前記酸素の流量を減少させるように酸素用送風機２０を制御する。 In the
呼吸器官内の気体を撹拌して効率良く換気をするためには、送気するガスの流量は高流量を維持しなければならない。しかし高流量の酸素を常時送気するためには、酸素配管や大型の酸素ボンベなどの大がかりな設備が必要になる。本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、呼吸検出部４５によって使用者Ｐの呼吸を検出して、必要なときに高流量の酸素を供給するように酸素の流量を制御する酸素制御部２５を備えるので、少ない酸素容量で長時間のハイフローセラピーが可能な高流量ガス送気装置１が実現するという優れた効果を奏する。 In order to agitate the gas in the respiratory organs and ventilate efficiently, the flow rate of the gas to be sent must be maintained at a high flow rate. However, in order to constantly supply high flow rates of oxygen, large-scale equipment such as oxygen pipes and large oxygen cylinders are required. According to the high flow rate gas
図４（Ｂ）は、使用者Ｐの呼吸と空気供給の関係を説明するタイミングチャートである。横軸は時間であり、縦軸は実線で表される空気流量８５については流量である。また縦軸は、破線で表される呼吸８０については、例えば呼吸検出部４５が有する筋電位測定部が測定する呼吸筋の筋電位であり、正の値の時が呼気を表すとする。 FIG. 4B is a timing chart illustrating the relationship between the respiration of the user P and the air supply. The horizontal axis is time, and the vertical axis is the flow rate for the
吸気時間領域９０の全体と、呼気時間領域９５の大部分の時間領域において、空気の供給は、略一定に高流量でおこなわれ、使用者が呼気を吐き出す呼気時間領域９５のうちの空気供給減少期間１００において、空気供給路５５から供給される空気の流量を減少させるように空気制御部３５が空気用送風機３０を制御する。 In the entire
鼻カニュラ７からガスが高い圧力で噴出されている状態では、鼻カニュラ７から供給される送気ガスの湿度、二酸化炭素濃度、酸素濃度等を計測することが難しい。本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、使用者Ｐが呼気を吐き出している呼気時間領域９５において、空気供給減少期間１００の間、空気の流量を減少させることができるので、上記の計測が可能になり、その計測結果に基づいて酸素用送風機２０や空気用送風機３０や加温加湿器４０をフィードバック制御することで酸素の流量や空気の流量を調整し、適切な内容のガスを送気できるという優れた効果を奏する。 When the gas is ejected from the
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、呼吸検出部４５が有する筋電位測定部で呼吸筋の動きを検出できるので、使用者Ｐの呼吸を検出でき、呼吸に合わせて酸素の供給を制御でき、供給する酸素を節約できるという優れた効果を奏する。 According to the high-flow
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、使用者Ｐが息を吐き出す呼気時間領域９５の際に、酸素の流量を減少させる酸素供給減少期間９３を有するので、供給する酸素の総量を減らすことができ、大量の酸素を必要としないですむようになるという優れた効果を奏する。 According to the high flow rate gas
ハイフローセラピーを行う際には、乳幼児の場合であっても１０Ｌ／分の流量、成人であれば６０Ｌ／分の流量が常時必要である。本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、高流量のガスを送気することができるので乳幼児から成人までハイフローセラピーをおこなうことができるという優れた効果を奏する。 When performing high flow therapy, a flow rate of 10 L / min is always required even for infants and a flow rate of 60 L / min for adults. According to the high flow rate gas
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、高流量の酸素を投与し続けることで、鼻咽頭に貯留された二酸化炭素の濃度の高い呼気ガスを外に排出することができる。また上気道も酸素濃度の高いガスで満たすことで一回肺胞換気量を増やすことができるため、呼吸効率が上がり酸素化が改善されるという優れた効果を奏する。 According to the high flow rate
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、鼻部に接触させる鼻カニュラ７近傍に、酸素を供給する酸素噴出口６０があるので、使用者に供給する酸素濃度を急速に増大させることができるという優れた効果を奏する。 According to the high flow rate gas
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、使用者の動脈血酸素飽和度が低下傾向にある場合に、酸素流量を増加させるといった制御が可能になり、使用者のＱＯＬ（Ｑｕｏｌｉｔｙ Ｏｆ Ｌｉｆｅ）を改善することができるという優れた効果を奏する。 According to the high-flow gas
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、呼吸検出部４５が鼻カニュラ７近傍における酸素濃度を測定する酸素濃度測定部を備えるので、鼻部へ送気するガスにおける酸素濃度をモニタリングすることが可能になり、より適切な換気が可能になるという優れた効果を奏する。 According to the high-flow gas
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、呼気に含まれる二酸化炭素の濃度を測定することができ、その二酸化炭素濃度に基づいて酸素の流量を制御することができるので、二酸化炭素の濃度が増大したならば、酸素流量を増大させる制御が可能になり、より適切な換気が可能になるという優れた効果を奏する。 According to the high flow rate gas
呼吸補助のために、使用者Ｐの呼吸器にガスを送気する場合、送気されるガスが乾燥をしていると粘膜に障害を与える可能性がある。本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、送気されるガスに水分を与え上述した障害を未然に防ぐことが可能になるという優れた効果を奏する。 When gas is sent to the respiratory organs of user P for respiratory assistance, if the gas to be sent is dry, the mucous membrane may be damaged. According to the high flow rate gas
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、鼻カニュラ７近傍における湿度を測定することができ、測定された湿度に基づいて加温加湿器４０を制御することができるので、適切な湿度を有するガスを送気することができるという優れた効果を奏する。 According to the high flow rate gas
本発明の実施形態に係る高流量ガス送気装置１によれば、酸素ガスが常時供給可能な配管に接続することや、大容量の酸素ボンベを用意すること無しに、高濃度酸素を用いたハイフローセラピーを行い得る高流量ガス送気装置を実現できるという優れた効果を奏する。 According to the high flow rate gas
尚、本発明の高流量ガス送気装置１は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the high flow rate gas
例えば、鼻カニュラ７の挿入部６７の形状については、様々な形状が考えられる。図５（Ａ）は、鼻カニュラ７の挿入部６７についての変形実施例の断面図である。酸素噴出口６０と空気噴出口６５は一体成型されている。 For example, various shapes can be considered for the shape of the
また、図５（Ｂ）は、別の変形実施例に係る鼻カニュラ７の斜視図である。本変形実施例では、酸素供給路５０と空気供給路５５は、ハウジング７０よりも上流で合流し、呼吸回路５としてハウジング７０に、空気と酸素の混合ガスを供給する。そしてハウジング７０には、鼻カニュラ７近傍気体の内容を分析するためのガス検出路１１０が接続される。ガス検出路１１０には、酸素濃度測定部、二酸化炭素濃度測定部、湿度測定部、温度計等が接続され、それらの測定結果に基づいて酸素用送風機２０、空気用送風機３０、加温加湿器４０等がフィードバック制御されることで、より適切な混合ガスを送気することが可能になる。ガス検出路１１０は、ハウジング７０内部よりも低圧に制御されることが好ましい。 Further, FIG. 5B is a perspective view of the
１ 高流量ガス送気装置
３ 装置本体
５ 呼吸回路
７ 鼻カニュラ
９ ヒーター
１０ 吸気口
１５ 酸素濃縮器
２０ 酸素用送風機
２５ 酸素制御部
３０ 空気用送風機
３５ 空気制御部
４０ 加温加湿器
４５ 呼吸検出部
５０ 酸素供給路
５５ 空気供給路
６０ 酸素噴出口
６５ 空気噴出口
６７ 挿入部
７０ ハウジング
７５ 酸素流量
８０ 呼吸
８５ 空気流量
９０ 吸気時間領域
９３ 酸素供給減少期間
９５ 呼気時間領域
１００ 空気供給減少期間
１０５ 混合ガス噴出口
１１０ ガス検出路
２０１ 高流量ガス送気装置
２０５ 呼吸回路
２０７ 鼻カニュラ
２０９ フロージェネレータ
２１１ ヒーター
２２０ 加温加湿器
Ｐ 使用者1 High-flow
Claims (14)
Translated fromJapanese前記鼻カニュラに酸素を供給する酸素供給路と、
前記鼻カニュラに空気を供給する空気供給路と、
前記空気供給路に空気を送気する空気用送風機と、
前記酸素供給路に酸素を送気する酸素用送風機と、
前記使用者の呼吸を検出する呼吸検出部と、
前記呼吸に同調させて、前記酸素の流量を調整するように前記酸素用送風機を制御する酸素制御部と、
を備え、
前記酸素と前記空気は、前記鼻カニュラ近傍に配設される異なる噴出口から噴出され、前記使用者に送気されることを特徴とする高流量ガス送気装置。The nasal cannula worn near the user's nose,
The oxygen supply path that supplies oxygen to the nasal cannula and
The air supply path that supplies air to the nasal cannula and
An air blower that blows air to the air supply path,
An oxygen blower that sends oxygen to the oxygen supply path,
The breathing detection unit that detects the user's breathing,
An oxygen control unit that controls the oxygen blower so as to adjust the flow rate of oxygen in synchronization with the breathing.
Equippedwith
A high flow gas air supply device, characterizedin that the oxygen and the air are ejected from different outlets arranged in the vicinity of the nose cannula and sent to the user .
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