(57)【要約】【課題】  高純度の酸素ガスの濃度を高精度に、かつ、頻繁な校正を必要とすることなく、離れた場所から監視することができる医療用酸素ガスモニタを提供する。【解決手段】  限界電流式ジルコニア酸素センサ１１並びにその電流出力端子の一端１１ａにはセンサ駆動手段１２、および、その他端１１ｂには電流制限手段１３、を少なくとも備えた医療用酸素ガスモニタ１０を提供する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
限界電流式ジルコニア酸素センサ並びにその電流出力端子の一端にはセンサ駆動手段、および、その他端には電流制限手段、を少なくとも備えたことを特徴とする医療用酸素ガスモニタ。
【請求項２】
前記電流制限手段は、定電流ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の医療用酸素ガスモニタ。
【請求項３】
前記電流制限手段を介して信号処理回路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の医療用酸素ガスモニタ。
【請求項４】
前記信号処理回路には、必要に応じて表示回路、有線または無線の信号出力回路が設けられてなることを特徴とする請求項３に記載の医療用酸素ガスモニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、病院などの医療機関において、医療用酸素ガスを患者に供給する際に用いられる医療用酸素ガスモニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
病院などの医療機関において、医療用酸素ガスを患者に供給する場合、減圧弁を介してガスボンベに接続され、このガスボンベから患者のベッドまで配設された配管を通して、医療用酸素ガスが供給される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、医療用ガスの流量を正しく測定することができる流量計の設置方法が開示されている。この方法によれば、ガスボンベ内のガスの使用可能時間を正確に予測できる。
また、特許文献２および３には、ガスボンベ内のガスの使用可能時間を把握するために、ガスボンベのガス圧を所定時間毎に計測して、ガスの使用可能時間を算出するガス残量計が開示されている。
特許文献１ないし３に開示されている方法は、何れもガスボンベ内のガスの使用可能時間を正確に把握すること目的とするものである。
【０００４】
ところで、医療用ガスを患者に供給する場合に最も注意すべきことは、常に患者に対して所定のガスが正しく供給されるようにすることである。しかしながら、医療現場では、これまでに患者に対して所定のガスが正しく供給されているかどうかを常時確認していなかった。なぜならば、医療現場では、常に患者に対して所定のガスが正しく供給されているという前提があったからである。
【０００５】
また、特許文献４には、有害ガスなどを検知して無線で監視装置に送信するガス検知システムが開示されている。このガス検知システムの病院への適用例としては、患者の呼吸ガス（呼気または吸気）を検知してナースセンターへ送信することにより、患者の健康状態の急変を早期に発見可能とする方法が挙げられている。しかしながら、この方法は、医療用ガスの供給において、医療用ガスを監視する方法ではない。
【０００６】
さらに、特許文献５には、ナースセンターに患者の体温や血圧などの生体情報を送るモニタシステムが開示されている。このモニタシステムは、患者の生態情報を監視することを目的としたものであり、医療用ガスの供給において、医療用ガスを監視する方法ではない。
【０００７】
従来、医療用ガス、例えば、酸素ガスを監視する装置としては、酸素ガス検出素子としてガルバニ式酸素センサを備えた酸素ガスモニタが挙げられる。この酸素ガスモニタは、使用を開始する毎に、使用者が校正をする必要があるので手間がかかるとともに、校正の誤りを否定できないという問題があった。また、ガルバニ式酸素センサは劣化が早いため、定期的かつ頻繁な交換が必要であるという問題もあった。
【０００８】
また、ガルバニ式酸素センサに代わる有力な酸素ガス検出素子である限界電流式ジルコニア酸素センサを用いた場合、この限界電流式ジルコニア酸素センサは、ガルバニ式酸素センサのような校正手順を必要としないものの、医療用途のように、１００％近い高濃度の酸素ガスの計測においては、その原理上、出力電流が極めて大きくなり、計測に不向きであるとともに、大きな出力電流によるセンサの寿命の短命化が問題となっていた。
【０００９】
従来、医療用ガスの供給方法としては、ガスボンベに接続されたガス流量計により流量を調節して、患者にガスを供給する方法が採られている。しかしながら、この方法では、医療用ガスが適正な濃度で正しく供給されているかどうかを常時確認していなかった。
【００１０】
ガスボンベが病室内に設置されている場合、ガスボンベに接続されたガス流量計によっても、医療用ガスが適正な濃度で正しく供給されているかどうかを確認することができるが、一般的には、集中配管されていて、ガス流量計によって確認することができないことが多い。また、集中配管では、配管の接続を誤ったり、配管からのガス漏れなどによって、患者のもとに所定のガスが正しく供給される保証がない。そのため、本来、酸素ガスを供給しなければならないところに窒素ガスが送られるなどの誤りを犯すおそれがある。従来、医療用ガスを使用する前に、ガスの種類、流量、濃度などを確認したとしても、使用中のガスの変化を検出する術がないため、医療用ガスの供給開始から終了まで、ガスの種類、流量、濃度などが適正に保たれていることを保証することができないという問題があった。
【００１１】
さらには、従来の酸素ガスモニタは医療現場において、一時的な濃度確認を主目的としているため、離れた場所から酸素ガスの濃度を監視できなかった。これでは、一人の患者にかかりきりで酸素ガスの供給状況を監視しなければならず、非常に効率が悪かった。
【特許文献１】特開平１０−８２６７１号公報
【特許文献２】特開平８−１７８７８１号公報
【特許文献３】特開平９−１８９６２８号公報
【特許文献４】特開２００３−２９６８５３号公報
【特許文献５】特開平５−２４５１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、高濃度の酸素ガスの濃度を高精度に、かつ、頻繁な校正を必要とすることなく、離れた場所から監視することができる医療用酸素ガスモニタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、限界電流式ジルコニア酸素センサ並びにその電流出力端子の一端にはセンサ駆動手段、および、その他端には電流制限手段、を少なくとも備えた医療用酸素ガスモニタを提供する。
【００１４】
前記電流制限手段は、定電流ダイオードであることが好ましい。
前記電流制限手段を介して信号処理回路を設けたことが好ましい。
前記信号処理回路には、必要に応じて表示回路、有線または無線の信号出力回路が設けられてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の医療用酸素ガスモニタによれば、従来、限界電流式ジルコニア酸素センサでは困難と言われてきた１００％Ｏ２近い高濃度領域の酸素濃度の計測を、限界電流式ジルコニア酸素センサが有する高精度、長寿命、頻繁な再校正不要といった特徴を生かして実現することができる。また、限界電流式ジルコニア酸素センサによる酸素ガスの計測値を信号処理した後、その計測値を有線または無線方式により、ナースセンターなどの患者から離れた場所に設置された信号出力回路に表示することにより、患者から離れた場所に居ながら、常時、各患者へ供給される酸素ガスの状態（濃度、流量など）を同時に確認することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施した医療用酸素ガスモニタについて詳細に説明する。
【００１７】
（第一の実施形態）
図１は、本発明に係る医療用酸素ガスモニタの第一の実施形態を示す模式図である。
この実施形態の医療用酸素ガスモニタ１０は、限界電流式ジルコニア酸素センサ１１と、限界電流式ジルコニア酸素センサ１１の電流出力端子の一端１１ａに接続されたセンサ駆動手段１２と、他端１１ｂに接続された電流制限手段１３と、電流制限手段１３の後段に接続された増幅回路１４とから概略構成されている。
【００１８】
センサ駆動手段１２としては、定電圧電源回路などが挙げられる。
電流制限手段１３としては、定電流ダイオードなどが挙げられる。
増幅回路１４としては、ＯＰアンプを用いたものなどが挙げられる。
【００１９】
限界電流式ジルコニア酸素センサ１１は、従来の酸素ガスモニタに用いられているガルバニ式酸素センサとは異なり、一旦、濃度校正をすると極めて長い期間に渡って、再び校正をする必要がないという利点がある。
【００２０】
この限界電流式ジルコニア酸素センサ１１では、下記の式（１）の関係が成立する。
Ｉｃ＝−（ｘ／０．２３５７）×ｌｎ（１−（％Ｏ２／１００））          （１）
上記の式（１）において、Ｉｃは酸素濃度％Ｏ２におけるセンサ出力電流値、％Ｏ２は酸素濃度、ｘは大気中（２１％Ｏ２）におけるセンサ出力電流値をそれぞれ表している。
例えば、大気中でＩｃ＝１０μＡのセンサの場合、表１に示すような濃度特性がある。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
これまで、限界電流式ジルコニア酸素センサは、表１に示すように、１００％Ｏ２の場合、Ｉｃが無限大となって計測不能となるため、９５％Ｏ２程度までの酸素濃度の計測にしか使用することが出来なかった。また、理論上無限大の電流は限界電流式ジルコニア酸素センサの劣化を早めるとされており、上記のようなガルバニ式酸素センサに対する優位性があるものの、限界電流式ジルコニア酸素センサは高濃度の酸素ガスの計測には不向きであるとされてきた。
【００２３】
そこで、この実施形態では、限界電流式ジルコニア酸素センサ１１の電流出力端子の他端１１ｂに電流制限手段１３を接続することにより、無限大の電流をカットすることにより、９９％Ｏ２までの酸素濃度の計測が可能になる。病院内における酸素ガスの実用上、計測可能な酸素濃度の限界値が１００％Ｏ２か９９％Ｏ２かは、それほど大きな問題ではない。したがって、限界電流式ジルコニア酸素センサ１１の電流出力端子の他端１１ｂに電流制限手段１３を接続することにより、医療用酸素ガスモニタとして十分に使用できる。
【００２４】
この医療用酸素ガスモニタ１０は、ガスボンベから患者のベッドまで配設された配管の途中、好ましくは患者の直近に設置することにより、患者に対して所定の濃度、流量の酸素ガスが正しく供給されているかどうかを常時監視することができる。
【００２５】
この実施形態の医療用酸素ガスモニタ１０によれば、従来、限界電流式ジルコニア酸素センサでは困難と言われてきた１００％Ｏ２近い高濃度領域の酸素濃度の計測を、限界電流式ジルコニア酸素センサが有する高精度、長寿命、頻繁な再校正不要といった特徴を生かして実現することができる。
【００２６】
（第二の実施形態）
図２は、本発明に係る医療用酸素ガスモニタの第二の実施形態を示す模式図である。
この実施形態の医療用酸素ガスモニタ２０は、限界電流式ジルコニア酸素センサ２１と、限界電流式ジルコニア酸素センサ２１の電流出力端子の一端２１ａに接続されたセンサ駆動手段２２と、他端２１ｂに接続された電流制限手段２３と、電流制限手段２３の後段に接続された信号処理回路２４と、信号処理回路２４に接続された信号表示回路２５と、信号処理回路２４の後段に接続された信号出力回路（有線）２６および信号出力回路（無線）２７とから概略構成されている。
【００２７】
限界電流式ジルコニア酸素センサ２１としては、上記の限界電流式ジルコニア酸素センサ１１と同様のものが用いられる。
センサ駆動手段２２としては、上記のセンサ駆動手段１２と同様のものが用いられる。
電流制限手段２３としては、上記の電流制限手段１３と同様のものが用いられる。
【００２８】
信号処理回路２４としては、上記の増幅回路１４と同様のものが用いられる。
信号表示回路２５としては、アナログ・デジタル変換回路と表示器などが挙げられる。
信号出力回路（有線）２６としては、デジタル・アナログ変換回路などが挙げられる。
信号出力回路（無線）２７としては、外部との無線通信を行うためのアンテナ２８を備えた送受信回路などが挙げられる。
【００２９】
この医療用酸素ガスモニタ２０では、限界電流式ジルコニア酸素センサ２１による酸素ガスの計測値を信号処理回路２４にて信号処理した後、その計測値を有線または無線方式により、ナースセンターなどの患者から離れた場所に設置された信号出力回路（有線）２６または信号出力回路（無線）２７に表示する。そして、酸素ガスの濃度が所定の値から外れた場合には、信号表示回路２５により音や光で警報を発するとともに、信号出力回路（有線）２６または信号出力回路（無線）２７にも音や光で警報を発する。これにより、ナースセンターなどの患者から離れた場所に居ながら、常時、各患者へ供給される酸素ガスの状態（濃度、流量など）を同時に確認することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の医療用酸素ガスモニタは、ガスセンサと外部出力が得られる流量計とを組み合わせることや、ナースステーションにてガスの状態を一括表示することにより集中管理することは同じ効果をもたらすので、他の医療用ガスの監視にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る医療用酸素ガスモニタの第一の実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る医療用酸素ガスモニタの第二の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０，２０・・・医療用酸素ガスモニタ、１１，２１・・・限界電流式ジルコニア酸素センサ、１１ａ，２１ａ・・・一端、１１ｂ，２１ｂ・・・他端、１２，２２・・・センサ駆動手段、１３，２３・・・電流制限手段、１４・・・増幅回路、２４・・・信号処理回路、２５・・・信号表示回路、２６・・・信号出力回路（有線）、２７・・・信号出力回路（無線）、２８・・・アンテナ。
【図１】
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【図２】
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