JP2804282B2 - Oxygen-enriched air supply device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人体に酸素富化空気を供給するための酸素
富化空気供給装置に係り、特に人体の呼吸状態に合わせ
て酸素富化空気を供給するための呼吸同調装置を備えた
酸素富化空気供給装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen-enriched air supply device for supplying oxygen-enriched air to a human body, and more particularly to an oxygen-enriched air supply device adapted to the respiratory state of the human body. The present invention relates to an oxygen-enriched air supply device provided with a respiratory synchronization device for supplying air.
患者に酸素富化空気を供給することがしばしば行なわ
れているが、このための装置としては、第15図に示すよ
うに酸素ボンベ又は酸素濃縮器100からの酸素富化空気
を、調圧弁101等を介して直接患者の口腔及び離腔内に
一定量を連続的に供給する酸素富化空気供給装置が用い
られている。It is often the case that oxygen-enriched air is supplied to a patient. As a device for this, as shown in FIG. 15, oxygen-enriched air from an oxygen cylinder or an oxygen concentrator 100 is supplied to a pressure regulating valve 101. For example, an oxygen-enriched air supply device that continuously supplies a constant amount directly into the oral cavity and the luminal cavity of a patient via the like is used.
しかしながら、従来の酸素富化空気供給装置において
は、呼気時も絶えず酸素富化空気が供給されるため、余
分な酸素富化空気は大気に放出されることとなり、約50
%が無駄となっている。従って、装置も必要以上に大き
くなり、消費動力も余分に必要となっており、小型化、
コストダウンを図る上で障害となっている。However, in the conventional oxygen-enriched air supply device, since oxygen-enriched air is constantly supplied even during exhalation, excess oxygen-enriched air is discharged to the atmosphere, and about 50% of the air is discharged.
% Is wasted. Therefore, the device becomes unnecessarily large, and the power consumption is also required extra.
This is an obstacle in reducing costs.
また、単に吸気に合わせて酸素富化空気を出しても患
者が酸素富化空気が出るか否か不安になって呼吸が乱れ
る場合がある。さらに、吸気の終りでは酸素富化空気が
肺の中に入らず、デッドボリュームとなってしまうの
で、その酸素富化空気は無駄になってしまう。In addition, even if the oxygen-enriched air is simply discharged in synchronization with the inspiration, the patient may be disturbed by whether or not the oxygen-enriched air is released, and breathing may be disturbed. Furthermore, at the end of inspiration, the oxygen-enriched air does not enter the lungs and becomes a dead volume, so that the oxygen-enriched air is wasted.
本発明は、人体の呼吸状態に適合させて酸素富化空気
を送ることにより、酸素富化空気の無駄な消費を解消
し、また患者に安心感を与えることができる呼吸同調装
置を備えた酸素富化空気供給装置を提供することを目的
とする。The present invention provides an oxygen-equipped oxygen-equipped oxygen-enriched air supply device that is capable of eliminating wasteful consumption of oxygen-enriched air and delivering a sense of security to a patient by sending oxygen-enriched air in conformity with the respiratory condition of the human body. It is an object to provide an enriched air supply device.
そこで、本発明は人体に酸素富化空気を供給するため
の酸素富化空気供給手段と、酸素富化空気を人体に送る
ための酸素富化空気供給路と、前記酸素富化空気供給路
上に設けられたON−OFF切換バルブ3と、人体に取付け
られて呼吸状態を検知するための呼吸センサ5と、この
呼吸センサ5からの出力信号に応じて前記ON−OFF切換
バルブ3を開閉するためのコントローラ4とを有する酸
素富化空気供給装置において、前記コントローラ4は、
呼吸センサ5からの出力信号により次の呼吸サイクルを
予測し、吸気が開始する前にON−OFF切換バルブ3を開
き、吸気が開始する前にON−OFF切換バルブ3を閉じる
酸素富化空気供給装置の構成を採用することとした。Therefore, the present invention provides an oxygen-enriched air supply means for supplying oxygen-enriched air to a human body, an oxygen-enriched air supply path for sending oxygen-enriched air to a human body, and an oxygen-enriched air supply path. An ON-OFF switching valve 3 provided, a respiration sensor 5 attached to a human body for detecting a respiratory condition, and an ON-OFF switching valve 3 for opening and closing the ON-OFF switching valve 3 according to an output signal from the respiration sensor 5 In the oxygen-enriched air supply device having a controller 4, the controller 4 comprises:
The next respiratory cycle is predicted based on the output signal from the respiration sensor 5, the ON-OFF switching valve 3 is opened before inhalation starts, and the ON-OFF switching valve 3 is closed before inspiration starts. The structure of the device was adopted.
人体に酸素富化空気を送るための酸素富化空気供給路
上にON−OFF切換バルブを設けるとともに、人体の所定
部位に人体の吸気、呼気のタイミングを測定するための
呼吸センサを設け、この呼吸センサからの出力信号に応
じてコントローラがON−OFF切換バルブの開閉タイミン
グを演算して次の呼吸サイクルを予測し、このコントロ
ーラによってON−OFF切換バルブを吸気開始以前に開
き、呼気開始以前に閉じる。An ON-OFF switching valve is provided on the oxygen-enriched air supply path for sending oxygen-enriched air to the human body, and a respiratory sensor for measuring the timing of inhalation and expiration of the human body is provided at a predetermined portion of the human body. The controller calculates the ON / OFF switching valve opening / closing timing according to the output signal from the sensor to predict the next respiratory cycle, and opens the ON-OFF switching valve before the start of inspiration and closes it before the start of expiration by this controller. .
このように構成することにより、酸素富化空気の無駄
を省くことが可能となる。With this configuration, it is possible to eliminate waste of oxygen-enriched air.
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明
する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は人体に酸素富化空気を送るための酸素富化空
気供給装置を示し、この酸素富化空気供給装置は酸素富
化空気供給手段としての酸素富化器1を有し、この酸素
富化器1は酸素富化膜1aと酸素富化空気を吸引する真空
ポンプ1bから構成されている。この酸素富化器1により
生成された酸素富化空気はバッファタンク2に一旦貯溜
され、酸素富化空気はこのバッファタンク2から酸素富
化空気供給路8によりON−OFF切換バルブ3を介して患
者の口腔又は鼻腔内に送られる。FIG. 1 shows an oxygen-enriched air supply device for sending oxygen-enriched air to the human body. The oxygen-enriched air supply device has an oxygen enricher 1 as oxygen-enriched air supply means. The enricher 1 includes an oxygen-enriched film 1a and a vacuum pump 1b for sucking oxygen-enriched air. The oxygen-enriched air generated by the oxygen-enricher 1 is temporarily stored in the buffer tank 2, and the oxygen-enriched air is supplied from the buffer tank 2 to the oxygen-enriched air supply path 8 via the ON-OFF switching valve 3. It is delivered into the patient's mouth or nose.
また、酸素富化空気供給手段としては前記酸素富化器
1の代りに酸素ボンベ7又は吸着型酸素濃縮器9を使用
することも可能である。Further, as the oxygen-enriched air supply means, an oxygen cylinder 7 or an adsorption-type oxygen concentrator 9 can be used instead of the oxygen enricher 1.
この吸着型酸素濃縮器9は第2図に示されるように空
気圧縮機11を有し、この空気圧縮機11により加圧・圧縮
された空気はソレノイドバルブ12を介して吸着筒13aに
送られる。この吸着筒13aにはゼオライト等の窒素等を
吸着し、空気から酸素富化空気を生成することが可能な
吸着剤が充填されている。As shown in FIG. 2, the adsorption-type oxygen concentrator 9 has an air compressor 11, and the air pressurized and compressed by the air compressor 11 is sent to an adsorption cylinder 13a via a solenoid valve 12. . The adsorption cylinder 13a is filled with an adsorbent capable of adsorbing nitrogen or the like such as zeolite and generating oxygen-enriched air from air.
この吸着筒13aにより酸素の濃縮が高められた空気は
酸素富化空気バッファータンク14に貯蔵される一方で吸
着筒13bにより酸素の濃度が高められ、ソレノイドバル
ブ12を介して再び吸着筒13aに送られる。このように、
2つの吸着筒13a,13bを循環させることにより空気から
酸素富化空気を生成することが可能となる。The air whose oxygen concentration is increased by the adsorption column 13a is stored in the oxygen-enriched air buffer tank 14, while the oxygen concentration is increased by the adsorption column 13b and sent to the adsorption column 13a again through the solenoid valve 12. Can be in this way,
By circulating the two adsorption cylinders 13a and 13b, it becomes possible to generate oxygen-enriched air from air.
また、吸着筒13bから排出される排気はソレノイドバ
ルブ12を介して排気路eを通じて排気されるが、排気路
eの末端には減圧サイレンサーdが設けられており、排
気音が減少されるよう構成されている。尚、このときソ
レノイドバルブ12の通路方向が変わっており、排気が吸
着筒13aに送り込まれないように構成されている。Further, the exhaust gas discharged from the adsorption cylinder 13b is exhausted through the exhaust path e through the solenoid valve 12, and a pressure reducing silencer d is provided at the end of the exhaust path e so that the exhaust noise is reduced. Have been. At this time, the passage direction of the solenoid valve 12 is changed, so that the exhaust gas is not sent to the adsorption cylinder 13a.
酸素富化空気バッファータンク14に貯蔵されている酸
素富化空気はバルブ15を介して、減圧バルブ16に送ら
れ、所定の圧力にまで減圧される。The oxygen-enriched air stored in the oxygen-enriched air buffer tank 14 is sent to a pressure reducing valve 16 via a valve 15 and is reduced to a predetermined pressure.
その後、所定の圧力にまで減圧された酸素富化空気は
バクテリアフィルター17により無菌化され流量計18を介
して、加湿機19により加湿され酸素富化空気供給路8
(第1図)に送られる。Thereafter, the oxygen-enriched air decompressed to a predetermined pressure is sterilized by a bacterial filter 17, humidified by a humidifier 19 via a flow meter 18, and oxidized by an oxygen-enriched air supply passage 8.
(FIG. 1).
また、前記ON−OFF切換バルブ3は呼吸同調装置6の
一部をなし、この呼吸同調装置6は前記ON−OFF切換バ
ルブ3の他に、患者が息を吸ったり吐いたりするタイミ
ングを検知する呼吸センサ5と、この呼吸センサ5から
の信号に応じて前記ON−OFF切換バルブ3の開閉タイミ
ングをコントロールするコントローラ4を有している。Further, the ON-OFF switching valve 3 forms a part of the respiratory synchronization device 6, and the respiration synchronization device 6 detects the timing when the patient inhales and exhales, in addition to the ON-OFF switching valve 3. It has a respiration sensor 5 and a controller 4 for controlling the opening / closing timing of the ON-OFF switching valve 3 according to a signal from the respiration sensor 5.
前記呼吸センサ5は、第3図乃至第6図に示すよう
に、2本のバンドB1,B2に取付けられて人体の腹部又は
胸部に取付けられ、このバンドB1,B2はそれぞれの端部
が付着式の面ファスナーによって位置調整可能に固定さ
れる。The respiration sensor 5 is attached to two bands B 1 and B 2 and attached to the abdomen or chest of a human body as shown in FIGS. 3 to 6, and these bands B 1 and B 2 The end is fixed so as to be position-adjustable by an attached hook-and-loop fastener.
前記呼吸センサ5は、セラミック製の基板20を有し、
この基板20上に銀ペーストの第1導電部21が形成され、
この第1導電部21に平行に定電圧DC電源22が接続された
コ字状の導電体23が形成され、この導電体23は抵抗部24
と第2導電部25からなっており、前記抵抗部24と第1導
電部21間に第2導電部25を跨いでブラシ26が左右に摺動
自在に設けられ、このブラシ26を左右に摺動させること
により回路内の抵抗値を変化させ、前記第1導電部21と
第2導電部25間との電圧を取り出すことにより人体の呼
吸状態が検知される。The respiration sensor 5 has a ceramic substrate 20;
A first conductive portion 21 of silver paste is formed on the substrate 20,
A U-shaped conductor 23 connected to a constant voltage DC power supply 22 is formed in parallel with the first conductive portion 21, and the conductor 23 is
And a second conductive portion 25. A brush 26 is provided between the resistor portion 24 and the first conductive portion 21 so as to be slidable left and right across the second conductive portion 25. The brush 26 is slid left and right. By moving it, the resistance value in the circuit is changed, and by taking out the voltage between the first conductive part 21 and the second conductive part 25, the respiratory state of the human body is detected.
すなわち、前記呼吸センサ5のブラシ26はバンドB2の
一端に接続金具27を介して接続され、前記ブラシは平行
な2本のガイド棒28,28によってガイドされ、このガイ
ド棒28には圧縮スプリング29が外嵌され、この圧縮スプ
リング29は胸、腹が膨らむ、すなわち吸気工程において
縮み、呼気工程において伸びて元の位置にブラシ26を復
帰させる。That is, the brush 26 of the respiratory sensor 5 is connected via one end to the fitting 27 of the band B 2, the brush is guided by two parallel guide rods 28 and 28, the compression spring in the guide bar 28 The compression spring 29 expands in the chest and abdomen, that is, contracts in the inhalation process, and expands in the exhalation process to return the brush 26 to its original position.
なお、かかるセンサは、回転型のポテンショメータを
使用してもよく、呼吸センサとしては人の口腔又は鼻腔
部に温度センサを取付け、吸気、呼気の際の温度変化を
検知する温度センサ又は圧力センサであってもよい。In addition, such a sensor may use a rotary potentiometer, and as a respiration sensor, a temperature sensor is attached to a person's mouth or nasal cavity, and a temperature sensor or a pressure sensor that detects a temperature change during inhalation or expiration is used. There may be.
次にコントローラ4(第1図)の構成について説明す
る。Next, the configuration of the controller 4 (FIG. 1) will be described.
前記コントローラ4は、第7図に示すように、CPU50
を有し、このCPUにはシステムバス51が接続され、この
システムバス51には、CPU50のためのプログラムが記憶
されたROM52、演算用の各種データを一時的に記憶して
おくためのRAM53及び入出力回路54を介してバルブドラ
イブ回路55が接続されている。一方、前記CPU50にはシ
ステムバス51を介して前記呼吸センサ5からの検知信号
がA/Dコンバータ65及び入出力回路56を経て入力され、
更に、ON−OFF切換バルブ3の開閉タイミングを設定す
るためのタイミング調整装置57からのタイミング信号が
入出力回路58を経て入力される。The controller 4 includes a CPU 50 as shown in FIG.
The system bus 51 is connected to the CPU.The system bus 51 includes a ROM 52 storing a program for the CPU 50, a RAM 53 for temporarily storing various data for calculation, and A valve drive circuit 55 is connected via an input / output circuit 54. On the other hand, a detection signal from the respiration sensor 5 is input to the CPU 50 via the A / D converter 65 and the input / output circuit 56 via the system bus 51,
Further, a timing signal from a timing adjusting device 57 for setting the opening / closing timing of the ON / OFF switching valve 3 is input via an input / output circuit 58.
前記CPU50は、図示しないタイマ及び微分回路を備
え、前記タイマは、CPU内の内部クロック信号を用いて
プログラム処理により実行されるプログラムタイマで構
成される。なお、内部クロック信号を利用し、別に設け
たプリセットカウンタ等を用いてもよい。The CPU 50 includes a timer and a differentiation circuit (not shown), and the timer is configured by a program timer executed by a program process using an internal clock signal in the CPU. Note that a preset counter or the like provided separately using an internal clock signal may be used.
微分回路による微分演算は、ROM52内に格納された微
分演算プログラムに、基づくソフト処理により実行され
る。これらについては後述する。The differential operation by the differentiating circuit is executed by software processing based on a differential operation program stored in the ROM 52. These will be described later.
次に演算原理について第8図を参照して説明する。 Next, the operation principle will be described with reference to FIG.
コントローラ4は50msec毎にセンサ部の出力信号をサ
ンプリングしメモリに最新データDA(0)を格納し、前
回のメモリのデータDA(0)は順次メモリへデータDA
(1),DA(2)としてスライドされて格納される。以
上の処理により、メモリには常に最新の3つの連続する
データDA(0),DA(1),DA(2)が格納されている。The controller 4 samples the output signal of the sensor unit every 50 msec, stores the latest data DA (0) in the memory, and sequentially stores the data DA (0) in the previous memory in the memory.
It is slid and stored as (1), DA (2). Through the above processing, the memory always stores the latest three consecutive data DA (0), DA (1), and DA (2).
次に前回の格納データと前々回のデータの差DS1、す
なわち、 DS1=DA(1)−DA(2) および、最新格納データと前回のデータの差DS0、すな
わち、 DS0=DA(0)−DA(1) を計算し、DS1=0かつDS0<0の時を(例えば、a1,a2,
a3,a4点)、呼気から吸気への変化点とし、DS1=0かつ
DS0>0の時を(例えば、b1,b2,b3,b4点)、吸気から呼
気への変化点とみなし、それぞれ吸気カウンタおよび呼
気カウンタを0にリセットし、次の変化点までカウンタ
をカウントアップし、呼気時間および吸気時間を計測す
る。例えば吸気のカウントの場合には、a2点からb3点ま
で、一定時間間隔で吸気カウンタをカウントアップす
る。Next, the difference DS1 between the previous stored data and the data two times before, ie, DS1 = DA (1) −DA (2), and the difference DS0 between the latest stored data and the previous data, ie, DS0 = DA (0) −DA (1) is calculated, and when DS1 = 0 and DS0 <0 (for example, a1, a2,
a3, a4 points), change point from expiration to inspiration, DS1 = 0 and
When DS0> 0 (eg, b1, b2, b3, b4 points), it is regarded as a transition point from inspiration to expiration, and the inspiration counter and expiration counter are reset to 0, respectively, and the counter is counted up to the next transition point. Then, the expiration time and the inspiration time are measured. For example, in the case of counting the intake air, the intake air counter is counted up from point a2 to point b3 at regular time intervals.
以上の操作を順次繰り返し、吸気時間についてメモリ
に、最新データBIT0,前回データBIT1,前々回のデータBI
T2を常に格納し、呼気時間についてもメモリに最新デー
タBOT0、前回データBOT1、前々回のデータBOT2を常に格
納する。The above operations are repeated sequentially, and the latest data BIT0, the previous data BIT1, and the data BI two times before are stored in the memory for the intake time.
T2 is always stored, and the latest data BOT0, the previous data BOT1, and the data BOT2 before the last time are always stored in the memory for the expiration time.
これら連続したデータ群は各データ毎に重ね付けさ
れ、例えば、最新データには重み付け係数3を、前回デ
ータには重み付け係数2を、前々回のデータには重み付
け係数1を乗算し、予測平均吸気時間BIAおよび予想平
均吸気時間BOAを計算する。These continuous data groups are superimposed on each data. For example, the latest data is multiplied by a weighting factor of 3, the previous data is multiplied by a weighting factor of 2, and the data two times before is multiplied by a weighting factor of 1. Calculate BIA and expected mean inspiratory time BOA.
以上得られた予想平均吸気時間および予想平均吸気時
間より実際のバルブ開閉タイミング(BOW,BIW)を求め
るためには、予想平均吸気時間BIAおよび予想平均呼気
時間BOAをそれぞれ100(%)として、何%早めた時点で
開閉処理を行うのかを予め入力しておき、以下のように
して求める。 In order to obtain the actual valve opening / closing timing (BOW, BIW) from the obtained expected average intake time and the expected average intake time, the expected average intake time BIA and the expected average expiration time BOA are each set to 100 (%). Whether the opening / closing process is to be performed at a time point earlier by% is input in advance, and is obtained as follows.
BOW=BOA×a/100 BIW=BIA×b/100 ここで、aおよびbはそれぞれ吸気タイミング補正係
数、呼気タイミング補正係数である。BOW = BOA × a / 100 BIW = BIA × b / 100 where a and b are an inspiration timing correction coefficient and an expiration timing correction coefficient, respectively.
以上のデータを基にて、バルブの開閉は、吸気カウン
トが0にセットされた時に、バルブ開タイミングBOWを
タイマT2に代入し、吸気カウントが0にセットされた時
に、バルブ閉タイミングBIWをタイマT1に代入して、そ
の後各タイマをスタートさせ、各タイマが0になるとタ
イマ割り込みが発生し、割り込みを行ったタイマに応じ
てバルブの開閉を行う。Based on the above data, when opening and closing the valve, the valve opening timing BOW is substituted into the timer T2 when the intake count is set to 0, and the valve closing timing BIW is set to the timer when the intake count is set to 0. Substitute T1 and then start each timer. When each timer becomes 0, a timer interrupt occurs, and the valve is opened and closed according to the interrupted timer.
以下、第9図乃至第12図に示した実際の処理フローチ
ャートを参照して説明する。Hereinafter, description will be made with reference to actual processing flowcharts shown in FIGS. 9 to 12.
割り込み禁止 初期値設定等の準備を行う間、データサンプリングの
ための外部割り込みやタイマによるタイマ割り込みを禁
止する割り込み禁止処理を行う(ステップS1)。Interrupt preparation During preparation for initial value setting, etc., an interruption prohibition process for prohibiting an external interrupt for data sampling or a timer interrupt by a timer is performed (step S1).
バルブ開 呼吸用ガス供給のためバルブを開く(ステップS2)。Opening the valve The valve is opened to supply breathing gas (step S2).
初期値設定 演算のための初期値設定を行うため、処理を第10図に
示した初期値設定サブルーチンに移す(ステップS3)。Initial Value Setting In order to set an initial value for the calculation, the process proceeds to an initial value setting subroutine shown in FIG. 10 (step S3).
初期値設定サブルーチンでは初期値設定用カウンタの
設定値CNを2に設定する(ステップS7)。これによりル
ープ回数が3回と設定される。In the initial value setting subroutine, the set value CN of the initial value setting counter is set to 2 (step S7). As a result, the number of loops is set to three.
次にDA(CN)すなわち1回目のループではDA(2)に
センサの出力信号のサプリングデータステップSOUTが格
納される(ステップS8)。Next, DA (CN), that is, in the first loop, the sampling data step S OUT of the output signal of the sensor is stored in DA (2) (step S8).
次にカウンタのCNを1減算して(ステップS9)、まだ
ループ終了条件を満たしていないので(ステップS1
0)、再びステップS8に戻る。Next, the counter CN is decremented by 1 (step S9). Since the loop end condition has not been satisfied yet (step S1).
0), and return to step S8 again.
その後同様にして、DA(0),DA(1),DA(2)が求
まると、前回の格納データと前々回のデータの差DS1、
すなわち、 DS1=DA(1)−DA(2) および、最新格納データと前回のデータの差DS0、すな
わち、 DS0=DA(0)−DA(1) を計算する(ステップS11)。Thereafter, similarly, when DA (0), DA (1), and DA (2) are obtained, the difference DS1 between the previously stored data and the data two times before is obtained.
That is, DS1 = DA (1) -DA (2) and the difference DS0 between the latest stored data and the previous data, that is, DS0 = DA (0) -DA (1) are calculated (step S11).
次に、吸気時間用メモリ群および吸気時間用メモリ群
にそれぞれ、所定初期値を代入して(ステップS12)、
メインルーチンに復帰する。Next, a predetermined initial value is assigned to each of the intake time memory group and the intake time memory group (step S12),
Return to the main routine.
次に吸気タイミング補正係数aおよび吸気タイミング
補正係数bを入力する(ステップS4)。Next, an intake timing correction coefficient a and an intake timing correction coefficient b are input (step S4).
以上により初期条件設定は終了したので、外部割り込
みを許可し(ステップS5)、CPUは何もせずにデータ処
理の割り込みがあるまで待機する(ステップS6)。Since the initial condition setting is completed as described above, the external interrupt is permitted (step S5), and the CPU does nothing and waits for an interrupt of the data processing (step S6).
データ処理割り込み 第11図にデータ処理割り込みルーチンの処理フローチ
ャートを示す。Data Processing Interrupt FIG. 11 shows a processing flowchart of the data processing interrupt routine.
コントローラは50msec毎にセンサ部の出力信号をサン
プリングしメモリに最新のサンプリングデータDA(0)
を格納するため、前回のサンプリングおよび前々回のサ
ンプリングで得られたデータDA(0)およびDA(1)を
それぞれDA(1)およびDA(2)として順次スライドし
てメモリに格納する(ステップS13)。The controller samples the output signal of the sensor unit every 50 msec and stores the latest sampling data DA (0) in the memory.
, The data DA (0) and DA (1) obtained by the previous sampling and the sampling two times before are sequentially slid and stored in the memory as DA (1) and DA (2), respectively (step S13). .
次にメモリに最新のセンサ出力信号のサンプリングデ
ータSOUTをデータDA(0)として格納する(ステップS1
4)。Then it stores the sampling data S OUT of the latest sensor output signal as the data DA (0) in the memory (step S1
Four).
次に前回の格納データと前々回のデータの差DS1、す
なわち、 DS1=DA(1)−DA(2) および、最新格納データと前回のデータの差DS0、すな
わち、 DS0=DA(0)−DA(1) を計算する(ステップS15)。Next, the difference DS1 between the previous stored data and the data two times before, ie, DS1 = DA (1) −DA (2), and the difference DS0 between the latest stored data and the previous data, ie, DS0 = DA (0) −DA (1) is calculated (step S15).
ここで、実際の時間が第8図のb1点からa1点の間であ
ると仮定すると、DS1は0では無いので、カウンタサブ
ルーチンに処理を移すように判断する(ステップS1
6)。Here, assuming that the actual time is between the point b1 and the point a1 in FIG. 8, since DS1 is not 0, it is determined to shift the processing to the counter subroutine (step S1).
6).
カンウンタサブルーチン 第12図にカウンタサブルーチンの処理フローチャート
を示す。Counter Subroutine FIG. 12 shows a processing flowchart of the counter subroutine.
カンウンタサブルーチンでは再びDS1について判断し
(ステップS27)、この場合においては、DS1は正である
ので、処理をステップS28に移す。In the counter subroutine, DS1 is determined again (step S27). In this case, since DS1 is positive, the process proceeds to step S28.
この時点では呼気中であるので、吸気カウンタBOTを
1カウントアップし(ステップS28)、データ処理割り
込みルーチンに復帰する。At this point, since the exhalation is being performed, the intake counter BOT is counted up by one (step S28), and the process returns to the data processing interrupt routine.
同様にして、吸気時間中にはステップS27、ステップS
28′の処理を行い、カンウンタBITを1カウントアップ
してデータ処理割り込みルーチンに復帰する。Similarly, during the intake time, steps S27 and S27 are performed.
The process of 28 'is performed, the counter BIT is counted up by one, and the process returns to the data processing interrupt routine.
次回バルブ開閉時間の演算処理 その後時間が経過して、図8に示すようにa1点に達す
ると、図11に示すようにDS1=0かつDS0<0と判断され
(ステップS16、ステップS17)、呼気から吸気への変化
点として、次回バルブ開タイミングを演算するための予
測平均呼気時間を演算する(ステップS18〜S21)。メモ
リに最新のカウント値を格納するため、前回のカウント
および前々回のカウントで得られたカウント値BOT0およ
びBOT1をそれぞれBOT1およびBOT2として順次スライドし
てメモリに格納する(ステップS18)。Calculation of the next valve opening / closing time After a lapse of time, when the point a1 is reached as shown in FIG. 8, it is determined that DS1 = 0 and DS0 <0 as shown in FIG. 11 (steps S16 and S17), As a change point from expiration to inspiration, a predicted average expiration time for calculating the next valve opening timing is calculated (steps S18 to S21). In order to store the latest count value in the memory, the count values BOT0 and BOT1 obtained by the previous count and the count two times before are sequentially slid and stored in the memory as BOT1 and BOT2, respectively (step S18).
次に最新のカウンタ値をBOT0としてメモリに格納する
(ステップS19)。Next, the latest counter value is stored in the memory as BOT0 (step S19).
これら3個の連続したカウンタ値は以下のように重み
付けされ、予想平均呼気時間BOAを計算する(ステップS
20)。These three consecutive counter values are weighted as follows to calculate an expected average expiration time BOA (step S
20).
次に予め入力しておいた呼気タイミング補正係数aに
より実際のバルブ開タイミングBOWを以下のようにして
求める(ステップS21)。Next, the actual valve opening timing BOW is obtained from the expiration timing correction coefficient a input in advance as follows (step S21).
BOW=BOA×a/100 また同様な方法によって(ステップS18′〜ステップS
21′)実際のバルブ閉タイミングBIWも以下のように求
められる。BOW = BOA × a / 100 Further, by the same method (step S18 ′ to step S18).
21 ') The actual valve closing timing BIW is also obtained as follows.
BIW=BIA×b/100 ここで、タイミング補正係数aおよびbは0〜99
(%)の値をとり、通常は20(%)前後の値が適当であ
る。BIW = BIA × b / 100 where the timing correction coefficients a and b are 0 to 99
(%), And a value around 20 (%) is usually appropriate.
次に、実際のバルブ閉タイミングBIWをタイマT1に設
定し、減算を開始する(ステップS22)。Next, the actual valve closing timing BIW is set in the timer T1, and the subtraction is started (step S22).
次に吸気カウンタBITを0にリセットし(ステップS2
3)、タイマ割り込みを許可して(ステップS24)、メン
インルーチンに復帰する。Next, the intake counter BIT is reset to 0 (step S2
3) Enable the timer interrupt (step S24), and return to the main routine.
以後は同様にして、バルブ開タイミングおよびバルブ
閉タイミングを交互に求めて最適なタイミング調整を行
うことができる。Thereafter, similarly, the optimal timing adjustment can be performed by alternately obtaining the valve opening timing and the valve closing timing.
タイマ割り込み処理 ステップ22又は22′でタイマT1またはT2の減算カウン
トが終了すると、タイマ割り込み信号を発生し、処理は
タイマ割り込み処理ルーチンに移される。Timer Interrupt Processing When the countdown of the timer T1 or T2 is completed in step 22 or 22 ', a timer interrupt signal is generated, and the process proceeds to a timer interrupt processing routine.
第13図にタイマ割り込み処理ルーチンの処理フローチ
ャートを示す。FIG. 13 shows a processing flowchart of the timer interrupt processing routine.
タイマ割り込み処理ルーチンはどちらのタイマからの
割り込み信号かを判断し、タイマT1からの割り込み信号
の場合には、バルブを閉じ(ステップS30)、タイマT2
からの割り込み信号の場合には、バルブを開き(ステッ
プS32)、タイマ割り込み禁止処理を行い(ステップS3
1)、元のルーチンに復帰する。The timer interrupt processing routine determines which timer the interrupt signal is from, and if the interrupt signal is from the timer T1, closes the valve (step S30) and resets the timer T2.
In the case of an interrupt signal from the CPU, the valve is opened (step S32) and timer interrupt prohibition processing is performed (step S3).
1) Return to the original routine.
以上のようにして、最適タイミングバルブ開閉を行う
ことができる。As described above, the optimal timing valve can be opened and closed.
なお、センサからの出力信号が所定時間(本実施例で
は13秒)以上無かった場合には、第14図に示すようなフ
ェイルセーフ割り込み処理ルーチンに最優先で処理を移
し、フェイルセーフ割り込み処理ルーチンは直ちにバル
ブを開いて呼吸用ガスが供給可能な状態に保つ(ステッ
プS33)とともに警報を鳴すなどのアラーム処理を行う
(ステップS34)。If there is no output signal from the sensor for a predetermined time (13 seconds in this embodiment), the processing is shifted to the fail-safe interrupt processing routine as shown in FIG. Immediately opens the valve to maintain a state in which respirable gas can be supplied (step S33), and performs alarm processing such as sounding an alarm (step S34).
本発明は、以上のように構成したので、人の呼吸器等
に障害を与えることなく、酸素富化空気を供給できるば
かりでなく、しかも酸素富化空気の無駄を省くことがで
きるという効果を奏する。また、吸気前に酸素富化空気
を出すので患者に酸素富化空気が出ることを知らせ、安
心感を与えることができる。さらに、吸気の終りにおけ
る酸素富化空気のデッドボリューム化を避け酸素富化空
気を節約することができる。Since the present invention is configured as described above, it is possible to not only supply oxygen-enriched air without impairing the respiratory system of a person, but also to reduce the waste of oxygen-enriched air. Play. In addition, since oxygen-enriched air is discharged before inhalation, it is possible to inform the patient that oxygen-enriched air is released, thereby giving a sense of security. Further, dead volume of the oxygen-enriched air at the end of the intake can be avoided to save the oxygen-enriched air.
第1図は本発明の呼吸同調装置を組込んだ酸素富化空気
供給装置の構成図、第2図は吸着型酸素濃縮器の構成
図、第3図はセンサのバンドへの取付状態を示す上面
図、第4図はセンサの平面図、第5図はセンサ基板の平
面図、第6図はセンサの側面図、第7図はマイクロコン
ピュータの構成図、第8図は呼吸センサからの信号の波
形図、第9図乃至第14図はコントローラの制御フローチ
ャートであり、第9図はメインルーチン、第10図は初期
値設定サブルーチン、第11図はデータ処理割込みルーチ
ン、第12図はカウンタサブルーチン、第13図はタイマ割
込処理ルーチン、第14図はフェイルセーフルーチン、第
15図は従来の酸素富化空気供給システムの構成図であ
る。 1……酸素富化器、3……ON−OFF切換バルブ、4……
コントローラ、5……呼吸センサ、7……酸素ボンベ、
9……吸着型酸素濃縮器。FIG. 1 is a configuration diagram of an oxygen-enriched air supply device incorporating a respiratory synchronization device of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of an adsorption-type oxygen concentrator, and FIG. 4 is a plan view of the sensor, FIG. 5 is a plan view of the sensor board, FIG. 6 is a side view of the sensor, FIG. 7 is a configuration diagram of the microcomputer, and FIG. 8 is a signal from the respiration sensor. 9 to 14 are control flowcharts of the controller. FIG. 9 is a main routine, FIG. 10 is an initial value setting subroutine, FIG. 11 is a data processing interrupt routine, and FIG. 12 is a counter subroutine. FIG. 13 is a timer interrupt processing routine, FIG. 14 is a fail-safe routine, FIG.
FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional oxygen-enriched air supply system. 1 ... Oxygen enricher, 3 ... ON-OFF switching valve, 4 ...
Controller, 5 ... breath sensor, 7 ... oxygen cylinder,
9 ... Adsorption type oxygen concentrator.
Claims (1)
富化空気供給手段と、酸素富化空気を人体に送るための
酸素富化空気供給路と、前記酸素富化空気供給路上に設
けられたON−OFF切換バルブと、人体に取付けられて呼
吸状態を検知するための呼吸センサと、この呼吸センサ
からの出力信号に応じて前記ON−OFF切換バルブを開閉
するためのコントローラとを有する酸素富化空気供給装
置において、前記コントローラは、呼吸センサからの出
力信号により次の呼吸サイクルを予測し、吸気が開始す
る前にON−OFF切換バルブを開き、呼気が開始する前にO
N−OFF切換バルブを閉じることを特徴とする酸素富化空
気供給装置。An oxygen-enriched air supply means for supplying oxygen-enriched air to a human body; an oxygen-enriched air supply path for sending oxygen-enriched air to a human body; Provided ON-OFF switching valve, a respiratory sensor attached to the human body for detecting the respiratory state, and a controller for opening and closing the ON-OFF switching valve according to the output signal from the respiratory sensor In the oxygen-enriched air supply device, the controller predicts the next respiratory cycle based on the output signal from the respiratory sensor, opens the ON-OFF switching valve before inhalation starts, and sets O before the start of exhalation.
An oxygen-enriched air supply device characterized by closing an N-OFF switching valve.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1044487A JP2804282B2 (en) | 1988-10-05 | 1989-02-22 | Oxygen-enriched air supply device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25246688 | 1988-10-05 | ||
| JP63-252466 | 1988-10-05 | ||
| JP1044487A JP2804282B2 (en) | 1988-10-05 | 1989-02-22 | Oxygen-enriched air supply device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224667A JPH02224667A (en) | 1990-09-06 |
| JP2804282B2 true JP2804282B2 (en) | 1998-09-24 |
Family
ID=26384415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1044487A Expired - Lifetime JP2804282B2 (en) | 1988-10-05 | 1989-02-22 | Oxygen-enriched air supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2804282B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016029353A1 (en) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 得高健康家居有限公司上海分公司 | Novel reverse flow-type oxygen supply device |
-
1989
- 1989-02-22 JP JP1044487A patent/JP2804282B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02224667A (en) | 1990-09-06 |
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