(57)【要約】【課題】複数の医療施設等に対して、効率的に医療ガスを供給できる医療ガス供給システムを提供する。【解決手段】一の医療ガス供給設備Ｒから複数の医療施設Ａ，Ｂ，Ｃに医療ガスを供給するネットワークシステムであって、１種以上の医療ガスの供給源が配設された医療ガス供給設備Ｒと、前記医療ガスの種類ごとに設けられるとともに、前記供給源から当該医療ガスを供給する共用経路と、前記共用経路から分岐して設けられるとともに、各医療施設に前記医療ガスをそれぞれ供給する複数の専用経路と、を備える、医療ガス供給システム２０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の医療ガス供給設備から複数の医療施設に医療ガスを供給するネットワークシステムであって、
１種以上の医療ガスの供給源が配設された医療ガス供給設備と、
前記医療ガスの種類ごとに設けられるとともに、前記供給源から当該医療ガスを供給する共用経路と、
前記共用経路から分岐して設けられるとともに、各医療施設に前記医療ガスをそれぞれ供給する複数の専用経路と、
を備える、医療ガス供給システム。
【請求項２】
前記供給源が、１以上の主供給源と、１以上の予備供給源とを有する、請求項１に記載の医療ガス供給システム。
【請求項３】
前記共用経路の一次側が、前記主供給源と接続される１以上の主供給経路と、前記予備供給源と接続される１以上の予備供給経路とに分岐する、請求項２に記載の医療ガス供給システム。
【請求項４】
前記主供給経路が、当該主供給経路から分岐する主排気経路を有し、
前記予備供給経路が、当該予備供給経路から分岐する予備排気経路を有する、請求項３に記載の医療ガス供給システム。
【請求項５】
前記専用経路が、前記医療施設が使用した前記医療ガスの使用量を測定する使用量測定手段、前記医療ガスの供給を遮断する遮断手段、及び前記医療ガスの流れを表示するガス流表示手段からなる群のうち、１以上をそれぞれ有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の医療ガス供給システム。
【請求項６】
前記専用経路同士を接続する１以上のバイパス経路をさらに備える、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の医療ガス供給システム。
【請求項７】
制御手段をさらに備え、
前記制御手段が、前記主供給源及び前記予備供給源の選択、前記主排気経路及び前記予備排気経路の開閉状態、前記遮断手段、及び前記バイパス経路の開閉状態のうち、少なくとも１以上を制御する、請求項６に記載の医療ガス供給システム。
【請求項８】
前記制御手段が、ニューラルネットワークによる制御を行う、請求項７に記載の医療ガス供給システム。
【請求項９】
前記医療ガスの温度を測定する温度測定手段を備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の医療ガス供給システム。
【請求項１０】
前記医療ガスの供給源が、混合ガスの製造装置である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の医療ガス供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療ガス供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、総合病院等の大規模な医療施設は、施設ごとに、定置式のタンク等の医療ガスの供給設備を備えている。このような定置式のタンクは、施設内において使用する医療ガスの種類ごとに設置されている。これらのタンクに貯蔵された各種の医療ガスは、供給経路を介して医療施設内に供給され、消費されている（特許文献１）。
【０００３】
ところで近年、郊外、又は都市部以外の地域等で、診療所等の小規模な医療施設が増加している。これらの診療所等は、ある一定の地域内に点在しながら増加する場合がある。また、一つの集合建物の中に、内科、小児科、及び耳鼻科等の各診療科を専門とする複数の専門クリニックが入っている形態の医療施設も増え始めている。
【０００４】
これらの小規模な医療施設では、定置式のタンク等の供給設備の設置は、初期投資、及びランニングコストが増加するため現実的でない。そのため、小規模な医療施設は、主に交換式のガスボンベ等を医療ガスの供給源として、医療ガスの種類ごとに備えているのが一般的である。また、ガスボンベ等は、タンクに比べて比較的小型であるから、設備費用の観点から、小規模な医療施設に設置するのに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１９２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、交換式のガスボンベ等を設置した場合は、頻回にボンベの交換作業等を行う必要があり、一定のランニングコストを要する。特に、距離的に離れた地点にある複数の医療施設のガスボンベを交換する際には、輸送費等のコストが増加する。
容量の観点でも、交換式のガスボンベ等は、定置式のタンクを利用する場合と比べると、医療ガスの供給設備として効率的な手段とは言い難い。このように小規模な医療施設においては、より効率的に医療ガスを利用し、医療ガスの供給設備にかかるコストを抑えたいというニーズがある。
【０００７】
例えば、すでに一定数の医療施設が存在する地域で、新たに医療機関を開設する場合、各施設が定置式のタンク、又は交換式のガスボンベ等の医療ガスの供給設備を備えることは効率的ではない。したがって、地域単位、又は都市単位で効率的に医療ガスを供給できるシステムの構築が求められている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、複数の医療施設等に対して、効率的に医療ガスを供給できる医療ガス供給システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を備える。
［１］  一の医療ガス供給設備から複数の医療施設に医療ガスを供給するネットワークシステムであって、１種以上の医療ガスの供給源が配設された医療ガス供給設備と、前記医療ガスの種類ごとに設けられるとともに、前記供給源から当該医療ガスを供給する共用経路と、前記共用経路から分岐して設けられるとともに、各医療施設に前記医療ガスをそれぞれ供給する複数の専用経路と、を備える、医療ガス供給システム。
［２］  前記供給源が、１以上の主供給源と、１以上の予備供給源とを有する、［１］の医療ガス供給システム。
［３］  前記共用経路の一次側が、前記主供給源と接続される１以上の主供給経路と、前記予備供給源と接続される１以上の予備供給経路とに分岐する、［２］の医療ガス供給システム。
［４］  前記主供給経路が、当該主供給経路から分岐する主排気経路を有し、前記予備供給経路が、当該予備供給経路から分岐する予備排気経路を有する、［３］の医療ガス供給システム。
［５］  前記専用経路が、前記医療施設が使用した前記医療ガスの使用量を測定する使用量測定手段、前記医療ガスの供給を遮断する遮断手段、及び前記医療ガスの流れを表示するガス流表示手段からなる群のうち、１以上をそれぞれ有する、［１］〜［４］のいずれかの医療ガス供給システム。
［６］  前記専用経路同士を接続する１以上のバイパス経路をさらに備える、［１］〜［５］のいずれかの医療ガス供給システム。
［７］  制御手段をさらに備え、前記制御手段が、前記主供給源及び前記予備供給源の選択、前記主排気経路及び前記予備排気経路の開閉状態、前記遮断手段、及び前記バイパス経路の開閉状態のうち、少なくとも１以上を制御する、［６］の医療ガス供給システム。
［８］  前記制御手段が、ニューラルネットワークによる制御を行う、［７］の医療ガス供給システム。
［９］  前記医療ガスの温度を測定する温度測定手段を備える、［１］〜［８］のいずれかの医療ガス供給システム。
［１０］  前記医療ガスの供給源が、混合ガスの製造装置である、［１］〜［９］のいずれかの医療ガス供給システム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の医療施設等に対して、効率的に医療ガスを供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した実施形態に係る医療ガス供給システムの構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明を適用した実施形態に係る医療ガス供給システムで用いられるニューラルネットワークの構造の一例を示す模式図である。
【図３】図２に示すニューラルネットワークのニューロンモデルを表した図、及び式である。
【図４】図２に示すニューラルネットワークを用いて、医療ガスの供給源の使用可能時間を出力値としたときの模式図である。
【図５】本実施形態の医療ガス供給システムを構成する医療ガスの供給源に適用可能な、混合ガスの製造装置の構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の用語の定義は、本明細書、及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「医療ガス」とは、医療施設で使用されるガスを意味する。具体的には、酸素、二酸化炭素、窒素、混合空気、亜酸化窒素、水素、一酸化窒素等が挙げられる。これらのガスは、あくまでも例示として示したものである。すなわち、本発明の医療ガス供給システムにおいて、医療ガスとして適用可能なガスはこれらに限定されない。
また、「医療ガス」には、上述したガスのうち、いずれか１種又は２種以上を含む混合ガスも含まれる。医療ガスとして、混合ガスを用いる場合、その組成は特に限定されず、患者の症状や容体等に応じて任意に設定し、変更することができる。
【００１３】
以下、本発明を適用した一実施形態の医療ガス供給システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１４】
［医療ガス供給システム］
まず、本発明を適用した一実施形態である医療ガス供給システム２０の構成について説明する。本実施形態の医療ガス供給システム２０は、一の医療ガス供給設備Ｒから複数の医療施設Ａ，Ｂ，Ｃに医療ガスを供給するネットワークシステムである。
【００１５】
図１は、医療ガス供給システム２０の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、医療ガス供給システム２０は、医療ガス供給設備Ｒと、共用経路Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２と、専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃと、バイパス経路Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ５ｃと、切替バルブ（切替手段）２ａ，２ｂと、手動式遮断バルブ（遮断手段）３ａ，３ｂ，３ｃと、電磁式遮断バルブ（遮断手段）４ａ，４ｂ，４ｃと、視流計（ガス流表示手段）５ａ，５ｂ，５ｃと、積算流量計（使用量測定手段）６ａ，６ｂ，６ｃと、制御装置（制御手段）７と、排気バルブ８ａ，８ｂと、温度計（温度測定手段）１０とを備えて、概略構成されている。なお、図１中に示す点線は、電気信号を送受信するための電気的な接続を示している。
以下に本実施形態の医療ガス供給システム２０の各構成要素に関して詳しく説明を行う。
【００１６】
本実施形態の医療ガス供給システム２０において、医療ガス供給設備Ｒは、各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃから距離的に離れた地点に設置されている。共用の医療ガス供給設備Ｒをある地点に集約して設置することにより、各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃは、医療ガスの供給源等の各設備をそれぞれの敷地内に個別に設置することなく、種々の医療ガスを使用することが可能となる。また、共用の医療ガス供給設備Ｒがある地点に集約して設置されているため、医療ガスの補充や、設備保守等が必要となった際に各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃに赴く必要がなく、迅速に対応することが可能となる。
【００１７】
医療ガス供給設備Ｒは、１種以上の医療ガスの供給源を有している。すなわち、医療ガス供給設備Ｒには、酸素、二酸化炭素、窒素、混合空気、亜酸化窒素、水素、一酸化窒素、及びこれらを１種又は２種以上を含む混合ガス等の医療ガスの中から、少なくともいずれか１種の医療ガスの供給源が設けられている。
【００１８】
医療ガスの供給源の形態としては、例えば、定置式液化ガス供給装置、貯留容器、高圧ガスマニフォールド、ボンベ、ＰＳＡ式ガス発生装置、水電気分解装置（水素供給の場合）等が挙げられるが、これらに限定されない。供給源の形態は、医療ガスの種類や供給量に応じて、適宜選択することができる。また、コールドエバポレーター等の定置式液化ガス供給装置、及び高圧ガス容器、可搬式液化ガス容器等の貯留容器を用いる場合には、減圧等の圧力調整を行ったうえでガスを供給してもよい。
【００１９】
なお、医療ガスが混合ガスの場合、医療ガスの供給源には、混合ガスが貯留された装置や、混合ガスが充填された容器（高圧ガスマニフォールド、ボンベ等）が含まれる。また、医療ガスの供給源には、混合ガスの製造装置も含まれる。
【００２０】
ここで、図５は、本実施形態の医療ガス供給システム２０を構成する医療ガスの供給源に適用可能な、混合ガスの製造装置の構成の一例を示す模式図である。
図５に示すように、混合ガスの製造装置としては、各原料ガスの供給源１ｃ，１ｄ、不純物を除去するためのフィルター１３ｃ，１３ｄ、マスフローコントローラ等の流量計１４ｃ，１４ｄ、逆止弁１５ｃ，１５ｄ、各原料ガスの供給源１ｃ，１ｄから供給される原料ガスの合流点ｎに設けられたガスブレンダー、スタティックミキサー等のガス混合装置（図示略）、混合ガスの濃度を測定するガス濃度計（ガスセンサー、ガスクロマトグラフィー等）１６などが含まれる。
例えば、図１中に示す主供給源１ａとして、図５に示す混合ガスの製造装置を用いることができる（図１中に示す分岐点ｄまで）。
【００２１】
本実施形態では、１種類の医療ガスの供給源を有する場合を一例として、説明する。
図１に示すように、本実施形態の医療ガス供給システム２０において、医療ガス供給設備Ｒは、医療ガスの供給源として、主供給源１ａと予備供給源１ｂとを有している。
【００２２】
ここで、主供給源１ａとは、通常の運転時において、各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃに医療ガスを供給する際、優先的に使用する供給源をいう。一方、予備供給源１ｂとは、主供給源１ａに医療ガスを補充するために供給を停止する場合や、主供給源１ａに何らかのトラブルが生じて医療ガスの供給が困難になった場合に備えて設けられた供給源をいう。
【００２３】
なお、主供給源１ａと予備供給源１ｂとは、いずれも医療ガスの供給源として同様の機能を有しており、便宜的に区別しているにすぎない。すなわち、本実施形態の医療ガス供給システム２０において、医療ガス供給設備Ｒは、医療ガスの種類ごとに、それぞれ２つ以上の供給源を有することが好ましく、供給源のうち１つ以上を主供給源１ａとして用い、供給源のうち１つ以上を予備供給源１ｂとして用いるものである。
【００２４】
主供給源１ａの形態と予備供給源１ｂの形態とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、本実施形態の医療ガス供給システム２０では、主供給源１ａとして定置式液化ガス供給装置を用い、予備供給源１ｂとして高圧ガスマニフォールドを用いることができる。
【００２５】
本実施形態の医療ガス供給システム２０は、医療ガス供給設備Ｒが１以上の主供給源１ａと、１以上の予備供給源１ｂとを有するため、医療ガスの供給源を供給側と待機側の２つのバンクに分けることできる。
【００２６】
医療ガスの供給源（主供給源１ａ、予備供給源１ｂ）は、それぞれ制御装置７と電気的に接続されている。医療ガスの供給源における医療ガスの残量に関するデータは、電気信号として制御装置７に送信される。医療ガスの残量のデータは、医療ガスの供給源の補充時期、及び使用可能時間の算出に使用される。
【００２７】
例えば、医療ガス供給システム２０においては、医療ガスの残量等の情報を、制御装置７から医療施設Ａ，Ｂ，Ｃ、又は医療ガスの供給主体であるガスメーカー１２に配信することができる。なお、医療ガスの供給源の補充時期等は、後述するニューラルネットワークを用いて、決定することができる。
【００２８】
医療ガス供給設備Ｒは、バッテリー等の補助電源を備えてもよい。これにより、停電時であっても、医療ガス供給システム２０を制御することができ、医療ガスの供給源から医療ガスを供給することができる。
【００２９】
共用経路は、医療ガスの供給源（主供給源１ａ、予備供給源１ｂ）から医療ガスを供給するために設けられたガス配管等のガス供給経路である。すなわち、各医療ガスは、医療ガスの供給源から共用経路及び後述する専用経路を介して、各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃに供給される。また、共用経路は、経路内で各種医療ガスが混ざることがないように、医療ガスの種類ごとに設けられている。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の医療ガス供給システム２０では、共用経路は、共用経路Ｌ１ａ、共用経路Ｌ１ｂ、及び共用経路Ｌ２を有している。ここで、共用経路Ｌ１ａ及び共用経路Ｌ１ｂは、医療ガス供給設備Ｒが設置されている敷地内に設けられている。一方、共用経路Ｌ２は、医療ガス供給設備Ｒが設置されている敷地の外に設けられている。すなわち、共用経路は、医療ガス供給設備Ｒが設置されている敷地内外を問わず、後述する専用経路へと分岐する分岐点ｇまでを含むものである。
【００３１】
図１に示すように、主供給源１ａは、共用経路Ｌ１ａと接続されている。また、予備供給源１ｂは、共用経路Ｌ１ｂと接続されている。したがって、主供給源１ａと接続される主供給経路が共用経路Ｌ１ａであり、予備供給源１ｂと接続される予備供給経路が共用経路Ｌ１ｂである。共用経路Ｌ１ａと共用経路Ｌ１ｂとは、合流点ｆで合流し、共用経路Ｌ２と接続されている（換言すると、共用経路の一次側が主供給経路と予備供給経路とに分岐している）。したがって、本実施形態の医療ガス供給システム２０は、主供給源１ａ及び予備供給源１ｂのそれぞれから、医療ガスを供給することができる。
【００３２】
切替バルブ（切替手段）２ａ，２ｂは、共用経路Ｌ１ａ，Ｌ１ｂにそれぞれ設けられている。本実施形態において、切替バルブ２ａ，２ｂは、制御装置７と電気的に接続されている。そのため、医療ガス供給システム２０は、切替バルブ２ａ，２ｂのバルブの開閉状態を、制御装置７によって送信される電気的な信号を用いて制御することができる。これにより、主供給源１ａ及び予備供給源１ｂの選択を制御装置７によって制御することができる。
【００３３】
医療ガス供給システム２０は、制御装置７による制御を利用することで、主供給源１ａと、予備供給源１ｂの間で医療ガスの供給源を切り替えることができる。これにより、医療ガス供給システム２０は、主供給源１ａ及び予備供給源１ｂを交互に使用することでき、医療ガスを安定して連続的に供給を行うことができる。
【００３４】
例えば、主供給源１ａ及び予備供給源１ｂのうち、主供給源１ａを使用する場合、主供給源１ａが供給側のバンクとなり、予備供給源１ｂが待機側のバンクとなる。この場合、切替バルブ２ａを開とし、切替バルブ２ｂを閉とすればよい。この状態から、切替バルブ２ａを閉とし、切替バルブ２ｂを開とすれば、供給側のバンクを主供給源１ａから予備供給源１ｂに切り替えることができる。切替バルブ２ａを閉とし、切替バルブ２ｂを開としている間、例えば、主供給源１ａに医療ガスを補充することができる。
【００３５】
共用経路Ｌ１ａは、共用経路Ｌ１ａから分岐する排気経路Ｌ４ａを有している。排気経路Ｌ４ａは、共用経路Ｌ１ａから分岐点ｄで分岐している。
共用経路Ｌ１ｂは、共用経路Ｌ１ｂから分岐する排気経路Ｌ４ｂを有している。排気経路Ｌ４ｂは、共用経路Ｌ１ｂから分岐点ｅで分岐している。
【００３６】
本実施形態の医療ガス供給システム２０は、排気経路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂと、排気バルブ８ａ，８ｂと、を備えて構成される排気手段を備えている。本実施形態の医療ガス供給システム２０は、かかる排気手段を備えることにより、メンテナンス、又は医療ガスの補充作業等の際にシステム内の経路に混入した空気、ゴミ、及び水分等の異物を除去することができる。
【００３７】
排気バルブ８ａ，８ｂは、排気経路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂにそれぞれ設けられている。排気バルブ８ａ，８ｂは、制御装置７と電気的に接続されている。これにより、医療ガス供給システム２０は、排気バルブ８ａ，８ｂのバルブの開閉を、制御装置７によって制御し、排気経路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂの開閉状態を制御することができる。
【００３８】
医療ガス供給システム２０において、共用経路Ｌ１ａが主供給経路であり、共用経路Ｌ１ｂが予備供給経路である場合、主供給経路から分岐する主排気経路が排気経路Ｌ４ａとなり、予備供給経路から分岐する予備排気経路が排気経路Ｌ４ｂとなる。
【００３９】
医療ガス供給システム２０において、排気手段による異物等の除去は、例えば、切替手段による医療ガスの供給源の切替の後に実施することができる。供給側のバンクを主供給源１ａから予備供給源１ｂに切り替えた場合、排気バルブ８ａを開とし、主供給源１ａから共用経路Ｌ１ａと分岐点ｄとをこの順に経由して医療ガスをパージして排気経路Ｌ４ａからシステムの系外に異物等を排出することができる。パージが終了した後、排気バルブ８ａを閉めることで、主供給源１ａを待機側のバンクとすることができる。なお、この場合においては、予備供給源１ｂは、供給側のバンクであるため、パージの最中は排気バルブ８ｂを閉としておく。
供給側のバンクを予備供給源１ｂから主供給源１ａに切り替えた場合も、上述の方法と同様にして予備供給源１ｂから医療ガスをパージして、排気経路Ｌ４ｂからシステムの系外に異物等を排出することができる。
【００４０】
なお、医療ガス供給システム２０は、共用経路Ｌ１ａ，Ｌ１ｂの他に、共用経路Ｌ２に対して経路内の異物等の除去を行うことができる。
例えば、共用経路Ｌ２内の異物を除去するには、切替バルブ２ａ、排気バルブ８ａを開とし、切替バルブ２ｂ、排気バルブ８ｂを閉とし、各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃから供給時とは逆向きに医療ガスを共用経路Ｌ２内に流すことにより、共用経路Ｌ２と共用経路Ｌ１ａとをこの順にパージし、経路Ｌ４ａから排出して異物等を除去できる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、主供給源１ａと予備供給源１ｂとをそれぞれ一つだけ有する形態の医療ガス供給システム２０を例として示したが、本発明の医療ガス供給システムはかかる形態に限定されない。すなわち、本発明の医療ガス供給システムは、主供給源と予備供給源とをそれぞれ２以上有していてもよい。主供給源と予備供給源とをそれぞれ２以上有している場合においては、主供給源と接続される２以上の主供給経路と、予備供給源と接続される２以上の予備供給経路とが合流する合流点（医療ガス供給システム２０の合流点ｆに相当する合流点）は、２以上存在する。
【００４２】
医療ガス供給システム２０は、複数の専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃを備えている。専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃは、各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃに医療ガスをそれぞれ供給する。専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃは、共用経路の二次側（共用経路Ｌ２の二次側）のある地点から分岐して設けられている。図１に示すように、専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃは、分岐点ｇで共用経路Ｌ２の二次側から分岐して設けられているとともに、各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃと接続されている。
【００４３】
専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃは、それぞれ手動遮断バルブ（遮断手段）３ａ，３ｂ，３ｃを有している。手動遮断バルブ３ａ，３ｂ，３ｃは、緊急時、及びメンテナンス時等に各医療施設内への医療ガスの供給を遮断するためのバルブである。手動遮断バルブ３ａ，３ｂ，３ｃの開閉を手動で操作することで、医療ガスの供給を停止することができる。手動遮断バルブ３ａ，３ｂ，３ｃを各専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃに設ける位置は、後述するガス流表示手段５ａ，５ｂ，５ｃの上流側であれば特に制限されない。
【００４４】
専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃは、それぞれ電磁式遮断バルブ（遮断手段）４ａ，４ｂ，４ｃを有している。電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃは、緊急時、及びメンテナンス時等に各医療施設内への医療ガスの供給を遮断するためのバルブである。電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃの開閉を電気的に遠隔操作することで、医療ガスの供給を停止することができる。電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃを各専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃに設ける位置は、ガス流表示手段５ａ，５ｂ，５ｃの上流側であれば特に制限されない。
【００４５】
なお、医療ガス供給システム２０においては、電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃが、手動遮断バルブ３ａ，３ｂ，３ｃの二次側に設けられているが特に制限されない。すなわち、電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃは、手動遮断バルブ３ａ，３ｂ，３ｃの一次側に設けられていてもよい。
【００４６】
電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃは、制御装置７と電気的に接続されている。これにより、災害発生時等の緊急時でも、直接人が手動遮断バルブを閉じることなく、制御装置７で電気的な信号による制御を行い、電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃを閉じることができる。例えば、医療ガス供給システム２０が地震等の振動を検知した場合、自動的に電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃを遮断するように、制御装置７によって電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃの開閉を制御することができる。
【００４７】
医療ガス供給システム２０は、手動遮断バルブ３ａ，３ｂ，３ｃと、電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃの両方を備えることで、メンテナンス時等における手動遮断バルブ３ａ，３ｂ，３ｃによる操作と、緊急時等における電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃによる操作との両方の操作を行うことができる。これらの操作の少なくとも一方によって、医療ガスの供給を遮断することができる。
【００４８】
専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃは、それぞれ視流計（ガス流表示手段）５ａ，５ｂ，５ｃを有している。図１に示すように、医療ガス供給システム２０においては、視流計５ａ，５ｂ，５ｃを、各遮断手段と各医療施設との間に設けることができる。
【００４９】
視流計５ａ，５ｂ，５ｃは、医療ガスの流れを表示するガス流表示手段の一例であって、その他のガス流表示手段を採用したものであってもよい。ガス流表示手段としては、専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃの各経路内に医療ガスが流れているか、流れていないかを目視で確認できるものであれば特に制限されない。視流計５ａ，５ｂ，５ｃとしては、例えば、内部に球体等の物体を備え、専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃの各経路内に医療ガスが流れている場合、当該物体が動き、ガスが流れていない場合、当該球体が停止することで、ガスの流れの有無を視覚的に表示するものを採用することができる。
【００５０】
専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃは、それぞれ積算流量計（使用量測定手段）６ａ，６ｂ，６ｃを有している。医療ガス供給システム２０においては、積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃを、各遮断手段と各医療施設との間に設けることができる。
【００５１】
積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃは、使用量測定手段の一例であって、その他の使用量測定手段を採用したものであってもよい。使用量測定手段は各医療施設が使用した医療ガスの使用量を測定できるものであれば特に制限されない。
【００５２】
積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃは、制御装置７と電気的に接続されている。積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃによって測定された医療ガスの使用量に関するデータは、制御装置７に電気的に送信される。積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃのデータは、医療ガスの供給源の補充時期の算出、及び使用量に基づくコスト試算等に使用される。
【００５３】
例えば、医療ガス供給システム２０においては、積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃのデータ等の情報を、制御装置７から医療施設Ａ，Ｂ，Ｃ、又は医療ガスの供給者であるガスメーカー１２に配信することができる。なお、医療ガスの供給源への医療ガスの補充時期は、後述するニューラルネットワークを用いて、決定することができる。
【００５４】
医療ガス供給システム２０は、専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃの近傍に、温度計（温度測定手段）１０を備えている。温度計１０は、医療ガスの温度を測定する温度測定手段の一例であって、その他の温度測定手段を採用したものであってもよい。温度測定手段は医療ガスの温度を測定できるものであれば特に制限されない。
温度計１０は、制御装置７と電気的に接続されている。温度計１０によって測定された医療ガスの使用量に関するデータは、制御装置７に電気的に送信される。温度計１０のデータは、医療ガスの供給源の補充時期の算出等に使用される。
【００５５】
なお、本実施形態においては、分岐点ｇを一つだけ有する形態の医療ガス供給システム２０を例として示したが、本発明の医療ガス供給システムはかかる形態に限定されない。すなわち、共用経路の二次側から複数の専用経路に分岐する分岐点は２以上であってもよく、特に制限されない。
【００５６】
医療ガス供給システム２０は、専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃ同士を接続するバイパス経路Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ５ｃをさらに備えている。図１に示すように、バイパス経路Ｌ５ａは、専用経路Ｌ３ｃと専用経路Ｌ３ａとを接続している。バイパス経路Ｌ５ｂは、専用経路Ｌ３ａと専用経路Ｌ３ｂとを接続している。バイパス経路Ｌ５ｃは、専用経路Ｌ３ｂと専用経路Ｌ３ｃとを接続している。バイパス経路Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ５ｃは、それぞれ遮断バルブ１１ａ，１１ｂ，１１ｃを有している。遮断バルブ１１ａ，１１ｂ，１１ｃは手動式であってもよく、電磁式であってもよい。遮断バルブ１１ａ，１１ｂ，１１ｃが電磁式である場合においては、遮断バルブ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと制御装置７とを電気的に接続し、バイパス経路Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ５ｃの開閉状態を制御装置７で制御することができる。
【００５７】
医療ガス供給システム２０は、バイパス経路Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ５ｃを備えることにより、専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃの少なくとも一つが遮断されているときであっても、各医療施設に医療ガスを供給することができる。例えば、医療施設Ａの周囲で地震等の災害が発生し、専用経路Ｌ３ａへの医療ガスの供給を遮断した場合、バイパス経路Ｌ５ａの開閉状態を開とすることにより、専用経路Ｌ３ｃからバイパス経路Ｌ５ａを介して、専用経路Ｌ３ｃを流れる医療ガスを医療施設Ａに供給することができる。
【００５８】
上述のように、バイパス経路Ｌ５ａを用いて医療ガスを供給する場合、通常は医療施設Ｃが使用する専用経路Ｌ３ｃを、医療施設Ａと医療施設Ｃとが共有することができる。このようにバイパス経路を備えることにより、医療ガス供給システム２０は、通常は専用経路として使用している経路を、緊急時等には共用経路として医療ガスを供給することができる。
【００５９】
各医療施設の医療ガスの使用量を正確に測定する観点から、バイパス経路Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ５ｃと各専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃとが接続する各合流点（ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ）は、積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃの一次側であることが好ましい。なお、医療ガス供給システム２０においては、当該合流点が各専用経路Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃにおいて、遮断手段、及びガス流表示手段の二次側にあるが、特に制限されない。すなわち、医療ガス供給システム２０において、当該合流点は、遮断手段、及びガス流表示手段の少なくとも一方の一次側にあってもよい。
【００６０】
制御装置（制御手段）７は、主供給源１ａ、予備供給源１ｂ、切替バルブ２ａ，２ｂ、電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃ、積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃ、排気バルブ８ａ，８ｂ、温度計（温度測定手段）１０、及び遮断バルブ１１ａ，１１ｂ，１１ｃとそれぞれ電気的に接続されている。制御装置７は、電気的信号利用して、切替バルブ２ａ，２ｂ、電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃ、排気バルブ８ａ，８ｂ、遮断バルブ１１ａ，１１ｂ，１１ｃのそれぞれを遠隔操作することができる。これにより、医療ガス供給システム２０は、医療ガスの主供給源１ａ及び予備供給源１ｂの選択、排気経路Ｌ４ａ，Ｌ４ｂの開閉状態、電磁式遮断バルブ４ａ，４ｂ，４ｃ、及びバイパス経路Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ５ｃの開閉状態を、制御装置７によって制御することができる。
【００６１】
医療ガス供給システム２０においては、制御装置７と、医療ガス供給設備Ｒと、各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃとを互いに距離的に離れた地点に設置することができる。これにより、地域単位、又は都市単位で、医療ガスを供給するシステムを構築することができる。また、医療ガス供給システム２０においては、距離的に離れた地点にある医療施設に対しても、医療行為に使用するガスの品質として適切な水準にある医療ガスを安定的に供給することができる。
【００６２】
本実施形態の医療ガス供給システム２０においては、主供給源１ａ、予備供給源１ｂ、積算流量計６ａ，６ｂ，６ｃ、及び温度計１０で測定された各実測値が、制御装置７に信号として送信され、医療ガス供給源の使用可能時間と、医療ガスの供給源への医療ガスの補充時期とを予測制御するために使用される。すなわち、制御装置７は、医療ガスの供給源の残量、各医療施設の使用量、及び温度等の実測値に基づき、医療ガス供給源の使用可能時間と、医療ガスの補充時期とを最適化することができる。
【００６３】
医療ガス供給源の使用可能時間等の最適化に際しては、制御装置７の制御プログラムとして、ニューラルネットワークを用いることができる。以下、ニューラルネットワークによる医療ガス供給源の使用可能時間と、医療ガスの補充時期の制御に関して図を用いて説明する。
【００６４】
ここで、ニューラルネットワークとは、人間の脳などにおける神経細胞と、その結合様式を工学的に真似た神経回路網モデルのことであり、脳の情報処理や知識獲得方法などを真似た学習アルゴリズムとして、最適化問題の解決法に利用されている。
【００６５】
図２は、本実施形態で用いられるニューラルネットワークの構造の一例を示す模式図である。
本実施形態で用いられるニューラルネットワークは、図２に示すように、外部から入力される入力値（パラメータ）ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮと同数のノードＮｓ１，Ｎｓ２，・・・，ＮｓＮで構成される入力層Ｓと、複数のノードＮａ１，Ｎａ２，・・・，ＮａＮで構成される隠れ層Ｔと、１つのノードＮｒで構成される出力層Ｕとを含む階層型の誤差逆伝播学習アルゴリズム（フィードフォワード予測バックプロパゲーション・ネットワークとも呼ばれる。）を採用している。
【００６６】
このうち、入力層Ｓの各ノードＮｓ１，Ｎｓ２，・・・，ＮｓＮは、各々の入力値ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮを隠れ層ＴのノードＮａ１，Ｎａ２，・・・，ＮａＮのそれぞれに出力する。
【００６７】
一方、隠れ層Ｔの各ノードＮａ１，Ｎａ２，・・・，ＮａＮは、入力層Ｓの各ノードＮｓ１，Ｎｓ２，・・・，ＮｓＮが出力する値を所定の伝達関数に代入し、得られた値を出力層ＵのノードＮｒに出力する。
【００６８】
一方、出力層ＵのノードＮｒは、隠れ層Ｔの各ノードＮａ１，Ｎａ２，・・・，ＮａＮが出力する値を所定の伝達関数に代入し、得られた値を出力値ｙとして出力する。
【００６９】
又、出力層ＵのノードＮｒには、「正解値」である教師信号ｄが入力される。そして、このニューラルネットワークでは、内部の学習アルゴリズムに従って、出力層ＵのノードＮｒから出力される出力値ｙと、出力層Ｕに与えられた教師信号ｄとの誤差が無くなるように、すなわち、出力値ｙと教師信号ｄとが一致するように、各パラメータの値（重み付け）を変更する教師つき学習を行う。
【００７０】
図３は、このニューラルネットワークのニューロンモデルを表した図及び式である。この図３に示すニューロンモデルでは、隠れ層Ｔの各ノードＮａ１、Ｎａ２、・・・、ＮａＮと、出力層ＵのノードＮｒとの間で、教師つき学習に基づくデータ（信号）の入力ｘと出力ｙとを行う。
【００７１】
具体的に、入力ｘは、それぞれの入力値ｚ１，ｚ２，・・・，ｚＮと、これらに対応する結合荷重ｗ１，ｗ２，・・・，ｗＮとの積の総和と、一定の閾値θとの差で表される。出力ｙは、この入力ｘの伝達関数（例えば、シグモイド関数など。）として表される。そして、この伝達関数では、入力ｘが一定の閾値θを超えたとき「１」を出力する。それ以外は「０」を出力する。
【００７２】
ニューラルネットワークでは、教師つき学習を行うことで、与えられた入力ｘと出力ｙの関数を真似ることができる。また、目的の関数を近似するニューラルネットワークを得るためには、２種類の入出力データを用意する必要がある。一つは教師つき学習に用いる教師信号ｄであり、もう一つはニューラルネットワークが正しく学習したかどうかを確認するための出力値ｙである。
【００７３】
教師つき学習では、ある入力ｘが与えられたときの出力ｙと、正解値である教師信号ｄとの２乗誤差Ｅを結合荷重ｗの関数とみなして、この誤差が減少する方向へｗを増減させる。このとき、解を探索する計算機アルゴリズムには、最急降下法を好適に用いることができる。
【００７４】
本実施形態では、図４に示すように、上記入力層Ｓの各ノードＮｓ１，Ｎｓ２，・・・，Ｎｓ４に入力値として、医療施設Ａの単位時間当たりのガス使用量の実測値ｚ１（積算流量計６ａより電気的に送信された信号）、医療施設Ｂの単位時間当たりのガス使用量の実測値ｚ２（積算流量計６ｂより電気的に送信された信号）、医療施設Ｃの単位時間当たりのガス使用量の実測値ｚ３（積算流量計６ｃより電気的に送信された信号）、環境温度の実測値ｚ４（温度計１０より電気的に送信された信号）、医療ガスの供給源のガス供給圧力の設定値ｚ５、医療ガスの供給源のガス容積の設定値ｚ６を与える。さらに、出力層ＵのノードＮｒに教師信号ｄとして、ガス供給源の設計時（設置時）の各医療施設Ａ，Ｂ，Ｃにおける使用量から推算した医療ガスの供給源の使用可能時間（設定値）を与えることによって、上述した学習アルゴリズムに従って出力層ＵのノードＮｒから出力される医療ガスの供給源の使用可能時間出力値ｙと、教師信号ｄとが一致する時間が、医療ガスの供給源の切替時間であり、医療ガスの供給源の最適な補充時期になる。
【００７５】
制御装置７は、予測した医療ガスの供給源の最適な補充時期までに、医療ガスの供給源（主供給源１ａ及び予備供給源１ｂ）に医療ガスを補充するようにガスメーカー１２に指示することができる。制御装置７は、補充の際には、上述した切替手段、及び排気手段等の制御をさらに行うことができる。
【００７６】
（医療ガスシステムの用途）
次に、医療ガス供給システム２０の用途の一例について説明する。医療ガス供給システム２０は、例えば、一の医療ガス供給設備から複数の医療施設する方法に好適に適用できる。この場合、一の医療ガス供給設備Ｒから複数の医療施設Ａ，Ｂ，Ｃに１種以上の医療ガスを効率的に供給できる。
【００７７】
（作用効果）
以上説明した本実施形態によれば、一つの医療ガス供給設備と、共用経路と、複数の専用経路を有するので、各医療施設に定置式のタンクを設置するコスト等を低減し、地域単位、又は都市単位で、医療ガスを供給するシステムを構築できる。したがって、本実施形態によれば、特に互いに距離的に離れた複数の地点にある医療施設に対して効率的に医療ガスを供給できる。
【００７８】
本実施形態によれば、各専用経路が使用量測定手段を有しているので、一の医療ガス供給設備から、各医療施設に分岐して、医療ガスを供給しても、各医療施設のガス使用量を正確かつ明確に把握することができる。
【００７９】
また本実施形態によれば、排気手段を備えているので、システムの供給経路内に異物が検知された場合においても、効率的に異物を除外できる。これにより、医療行為に使用するガスの品質として適切な水準にある医療ガスを医療施設に供給することができる。
【００８０】
一般に火災事故、地震等の災害発生時（緊急時）には、２次災害の発生、及び他の医療施設に与える影響を回避するために、医療ガスの供給を遮断し、経路内の医療ガスを放出する必要がある。しかし、シャットオフバルブ等の手動式バルブでは、緊急時にバルブを閉める操作は人命を考慮して、困難である場合が多い。また、経路内のガス放出はシャットオフバルブでは対処しにくいという問題がある。
これに対して、本実施形態によれば、各専用経路が電磁式遮断バルブを有しているので、手動式バルブによらずに、離れた地点から電磁式遮断バルブを遠隔操作して、医療ガスの供給を遮断でき、経路内の医療ガス排気経路等からを放出できる。
【００８１】
一般に、医療施設において、医療ガスの供給量が不足すると、施設内における医療行為に重大な支障をきたす。このような状態を避けなければならないので、医療ガスの供給システムは、医療ガスの供給量が不足する事態が発生する確率を可能な限りゼロに近づけることが求められる。
これに対し、本実施形態によれば、ニューラルネットワークによる制御を行うことで、医療ガスの使用可能時間と供給源の補充時期とを最適化して予測できるので、各医療施設における看護体制、及び治療方針の違い、又は変化等によって、ガス使用量が変動しても、ガスの供給量が不足する事態を惹起しにくい。
【００８２】
万が一、医療ガスの供給量が不足しても、本実施形態によれば、専用経路がガス流表示手段を有しているので、施設管理者等が目視によって、即座にガスの供給の停止を視認することができる。この場合においては、医療ガスが不足しているある医療施設に対して、バイパス経路を用いることにより、システム内の他の医療施設が使用する専用経路から医療ガスを一時的に供給することができる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されない。すなわち、上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態、及びその変形例は、本発明の範囲、及び要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００８４】
例えば、本実施形態においては、任意の各経路に上述した排気手段、又は公知のパージ機構等を設けることにより、各経路の異物を除去できる。例えば、専用経路Ｌ３ａ内の異物を除去するには、上述した医療ガス供給システム２０が備える排気手段と同様の排気手段を専用経路Ｌ３ａに設ければよい。これにより、専用経路Ｌ３ａ内の異物等の除去を行うことができる。同様にして、他の専用経路、及びバイパス経路の異物を除去することができる。
【００８５】
また、上述した実施形態の医療ガス供給システム２０では、医療ガス供給設備Ｒが１種類の医療ガスの供給源（主供給源１ａ、予備供給源１ｂ）を有する場合を一例として説明したが、これに限定されるものではない。医療ガス供給設備Ｒには、２種以上の医療ガスを供給することが求められるのが一般的である。したがって、医療ガス供給設備Ｒが２種以上の医療ガスを供給可能である場合、図１に示す医療ガスの供給源（主供給源１ａ、予備供給源１ｂ）を医療ガスの種類ごとに備える態様であってもよい。さらに、医療ガス供給設備Ｒと、各医療機関Ａ，Ｂ，Ｃとの間には、共用経路及び専用経路を医療ガスの種類ごとにそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００８６】
また、医療ガスが混合ガスである場合、成分比が異なる場合（例えば、「酸素ベースの１％水素」と「酸素ベースの２％水素」等）は、異なる種類の医療ガスとして取り扱うことが好ましい。
【００８７】
また、医療ガスが混合ガスである場合、成分比の調整は、医療ガス供給設備Ｒ側で行ってもよいし、各医療機関Ａ，Ｂ，Ｃ側で行ってもよい。ただし、医療ガス供給設備Ｒと各医療機関Ａ，Ｂ，Ｃとの間には共用経路及び専用経路が設けられているため、医療ガス供給設備Ｒ側で混合ガスの濃度変更をするよりも各医療機関Ａ，Ｂ，Ｃ側でそれぞれ変更・調整する方が望ましい。
【００８８】
また、医療ガスの供給源の形態が、ガス発生装置や混合ガスの製造装置である場合、製造した医療ガスを一時的に貯留する貯留容器（バッファータンク等）を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１ａ…主供給源（医療ガスの供給源）、１ｂ…予備供給源（医療ガスの供給源）、１ｃ，１ｄ…原料ガスの供給源、２ａ，２ｂ…切替バルブ（切替手段）、３ａ，３ｂ，３ｃ…手動遮断バルブ（遮断手段）、４ａ，４ｂ，４ｃ…電磁式遮断バルブ（遮断手段）、５ａ，５ｂ，５ｃ…視流計（ガス流表示手段）、６ａ，６ｂ，６ｃ…積算流量計（使用量測定手段）、７…制御装置（制御手段）、８ａ，８ｂ…排気バルブ、１０…温度計（温度測定手段）、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…遮断バルブ（遮断手段）、１２…ガスメーカー、１３ｃ，１３ｄ…フィルター、１４ｃ，１４ｄ…流量計、１５ｃ，１５ｄ…逆止弁、１６…濃度計、２０…医療ガス供給システム、Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２…共用経路、Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃ…専用経路、Ｌ４ａ，Ｌ４ｂ…排気経路、バイパス経路…Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ５ｃ、ｚ１、ｚ２、・・・、ｚＮ…入力値（パラメータ）、Ａ，Ｂ，Ｃ…医療施設、Ｒ…医療ガス供給設備、Ｓ…入力層、Ｔ…隠れ層、Ｕ…出力層、ｄ…教師信号、ｙ…出力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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