(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用ガスの供給源と患者が該医療用ガスを吸入するための吸入手段から構成されるガス供給系に設けられ、且つ加湿源として水を使用する医療用加湿器において、該加湿器の医療用ガス入側に、重力作用によって医療用ガスの出口側に向かって移動する弁体を備え、該加湿器が転倒した時に該医療用ガスの加湿瓶内への供給を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする医療用ガス加湿器。
【請求項２】
該遮断手段が、該加湿器が転倒した時に転倒した方向に向かって３°以上の下り勾配で傾斜する構造を有することを特徴とする請求項１記載の医療用ガス加湿器。
【請求項３】
該加湿器及び該遮断手段を支持する筐体を有し、該加湿器が転倒した時に該遮断手段が転倒した方向に向かって３°以上の下り勾配で傾斜する構造の筐体を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の医療用ガス加湿器。
【請求項４】
該遮断手段が円筒状部材と球状の弁体を有し、該円筒状部材内壁と該弁体との間に医療用ガスが流れる間隙を備えると共に、医療用ガスの流入口を該円筒状部材の下部に設け、該円筒部材上部に該弁体と接合し得るシール部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の医療用ガス加湿器。
【請求項５】
該医療用加湿器が水を入れる加湿ビン、及び医療用ガスの流入口と加湿された医療用ガスの流出口を備えた蓋を備え、流出口部の蓋内部にＬ字状のチューブ部材を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の医療用ガス加湿器。
【請求項６】
該医療用ガス加湿器が、医療用ガスの供給源と吸入手段の中途に設けられた携帯型加湿器であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の医療用ガス加湿器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用ガス加湿器に関する。更に詳細には、例えば医療用酸素濃縮器、持続的陽圧呼吸療法装置、医療用酸素ボンベなどの医療用ガス供給源に内蔵又は付設された医療用ガス加湿器、あるいは医療用ガス供給源とチューブで連結し患者が移動させて使用する携帯型医療用ガス加湿器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、喘息、肺気腫症、慢性気管支炎等の呼吸器系疾患に苦しむ患者が増加する傾向にあるが、その最も効果的な治療法の一つとして酸素吸入療法がある。従来、呼吸器疾患患者に対して酸素ボンベから酸素を提供する酸素療法が行われており、近年では空気中から酸素濃縮気体を直接分離する酸素濃縮装置が開発され、患者が安心して生活できる様な諸方策も講じられ、酸素吸入療法のための治療装置として次第に普及するようになってきている。
【０００３】
かかる酸素濃縮装置として、酸素選択透過膜を用いた膜分離型酸素濃縮装置や、窒素又は酸素を選択的に吸着し得る吸着剤を用いた吸着型酸素濃縮装置が知られている。更には、酸素イオンを選択的に透過する固体電解質膜を利用し、電気化学的に酸素を生成する装置なども有る。吸着型酸素濃縮装置としては、コンプレッサーを用いた圧力変動吸着型酸素濃縮装置があり、通常、窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を充填した吸着床にコンプレッサーで圧縮空気を導入して加圧状態で窒素を吸着させることにより酸素濃縮気体を得る吸着工程と、吸着床の内圧を減少させて窒素を脱着させ吸着剤の再生を行う脱着工程とを交互に行うことにより濃縮酸素を得る装置である。
【０００４】
かかる圧力変動吸着法により生成された酸素濃縮気体は、ほぼ絶乾に近い乾燥状態を示す為、このような酸素濃縮気体を患者が呼吸用に吸入すると呼吸器、特に鼻孔や喉の内部が乾燥し不快感を覚え、時には肺に直接届いた場合には、粘膜を傷つけるなど、体調を害する問題があり、別途酸素濃縮気体を加湿する必要がある。
【０００５】
従って、これらの酸素吸入療法では、酸素や酸素富化空気等の気体を患者の鼻腔に供給する際、患者の鼻腔内の乾燥を防止するために、通常はある程度飽和水蒸気圧近くまで加湿した状態でその気体を供給するような工夫がなされている。具体的には、酸素濃縮器や酸素ボンベから供給される酸素ガスは、別途設けた気泡形式の加湿器や、特許２８５７００５号公報に記載の加湿器の水面上に酸素濃縮ガスを通過させ蒸発した水分で加湿する蒸発式加湿器で加湿した後に、カニューラやマスクなどの吸入手段を介して患者に供給される。
【０００６】
これらの加湿器は、何れも医療用ガスを加湿するために水を使用し、患者は常に加湿器内の水の補充や交換、雑菌の発生を防ぐための定期的な洗浄と言った加湿水の管理が必要となる。一方、加湿器の装着不良によるシール部からのガス洩れの課題があり、これらを改善するための工夫が医療ガス供給源の供給メーカーによって検討されてきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの問題と同時に、水を使用するこれら加湿器においては、加湿器が転倒した時に、加湿気体の出口部へ向けて加湿用の水が飛散したり、出口部が水に浸かった状態となる。この状態で加湿器内へ医療用ガスが供給されてくると、吸入手段を介して患者側へ一気に水が患者の鼻に向けて噴出するといった状態が生じる。酸素濃縮装置や医療用酸素ボンベに内蔵或は付設された加湿器では、装置自体に転倒防止対策が施される為、問題は少ないが、誤って転倒する可能性が高い携帯型加湿器においては、特に重要な問題となる。
【０００８】
携帯型の加湿器においても、従来より誤って転倒しないよう別途設けた固定具にしっかり固定したり、出来るだけ転倒しにくい構造とする工夫がなされているが、サイズが大きくなる、設置場所が限定される、重量が増加する、固定するために操作が増えるなど、患者さんにとっては必ずしも使い勝手は良くない装置である。
【０００９】
加熱発生した蒸気を放出する加湿装置、例えば電気加温加湿装置の転倒対策については幾つかの提案がなされている。例えば、特開２００１−１１６３０１号公報に示されているような給水タンク内に貯えられた水を一時的に水受けに溜めた後、その水受け内の水を蒸気発生部に導き、その蒸気発生部での加熱により発生した蒸気を蒸気吹出し部から装置外に放出することによって加湿を行う加湿装置において、前記装置の転倒時に、前記水受けからの水漏れを防止する手段を設けたことを特徴とする加湿装置が提案されている。これらの加湿装置は、医療用ガスの加湿を目的としたものではなく、また吸入手段を介しての水洩れ防止を目的とした手段ではない。従来より医療用ガス加湿器の転倒による吸入手段への水洩れの不具合について、これまで解決するべき手段の提案はほとんどなされていない。
【００１０】
特開平１０−１５０７０号公報に、患者が吸入することを目的とした医療用ガスの供給源からマスクなどの患者への医療ガス提供手段に至るガス配管の中途に設置され、該ガス配管と気密的に接続されるガス導入口と排出口とを備え、ガス導入口と排出口を結ぶガス流通路のガス接触面の少なくとも一面を防水透湿性膜で構成し、かつ該防水透湿膜のガス接触側反対面に加湿用水を供給することを特徴とする医療用ガス加湿器が提案されている。防水透過性膜を介して加湿するため、気泡に由来する騒音がないといった効果が期待出来る。しかし加湿水のタンクの蓋は被せるだけの構造であるため、転倒時には水が容器よりこぼれるといった問題を有している。また、水道水のように必ずしも無菌的でない水を適用した場合に細菌やカビ等の影響で防水透過性膜の寿命の低下やその清掃方法に関しての記載はない。
【００１１】
特開平１１−３１９０９５号公報において、酸素濃縮気体の発生手段と患者にその気体を供給する供給手段と酸素濃縮気体以外の不要な気体を排出する排出手段と酸素濃縮気体を患者に供給する前に加湿するための加湿器を具備した圧力変動吸着型酸素濃縮装置であって、加湿器を着脱出来る固定手段が酸素濃縮装置に対して着脱可能であることを特徴とする移動型酸素濃縮装置が提案されている。かかる加湿器は小型で軽量な移動型酸素濃縮装置を提供するといった効果が期待出来るが、酸素濃縮装置を移動する際に転倒したり大きな振動が加わったりする可能性が高く、加湿器内の水漏れに対する何らかの対策を講じることが必要である。
【００１２】
本発明は、かかる従来の問題点を解消することを目的としたものであり、医療用ガス加湿器の転倒時に、患者が医療用ガスを吸入するためのカニューラなどの吸入手段への水の噴出を確実に防止できる医療用ガス加湿器を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、かかる目的を達成するために鋭意研究を行った結果、医療用ガス加湿器に遮断機構を設置することが有効であることを見いだし、本発明に到達した。
【００１４】
即ち本発明は、医療用ガスの供給源と患者が該医療用ガスを吸入するための吸入手段から構成されるガス供給系に設けられ、且つ加湿源として水を使用する医療用加湿器において、重力作用によって医療用ガスの出口側に向かって移動する弁体を備え、該加湿器が転倒した時に該医療用ガスの供給を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする医療用ガス加湿器を提供するものである。
【００１５】
また本発明は、かかる遮断手段が、該加湿器の医療用ガス入側に接続されていることを特徴とし、特に該加湿器が転倒した時に転倒した方向に向かって３°以上の下り勾配で傾斜する構造を有することを特徴とする医療用ガス加湿器を提供するものである。
【００１６】
また本発明は、該加湿器及び該遮断手段を支持する筐体を有し、該加湿器が転倒した時に該遮断手段が転倒した方向に向かって３°以上の下り勾配で傾斜する構造の筐体を備えることを特徴とする医療用ガス加湿器を提供するものである。
【００１７】
また本発明は、かかる遮断手段が円筒状部材と球状の弁体を有し、該円筒状部材内壁と該弁体との間に医療用ガスが流れる間隙を備えると共に、医療用ガスの流入口を該円筒状部材の下部に設け、該円筒部材上部に該弁体と接合し得るシール部を備えることを特徴とする医療用ガス加湿器を提供するものである。
【００１８】
更に本発明は、医療用加湿器が水を入れる加湿ビン、及び医療用ガスの流入口と加湿された医療用ガスの流出口を備えた蓋を備え、流出口部の蓋内部にＬ字状のチューブ部材を備えたことを特徴とする医療用ガス加湿器、医療用ガスの供給源と吸入手段の中途に設けられた携帯型加湿器であることを特徴とする医療用ガス加湿器を提供するものである。
【００１９】
本発明によれば、当該加湿器が転倒した時にカニューラやマスクなどの吸入手段へ激しく水が噴出することを改善出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の医療用ガス加湿器の一実施形態について、必要に応じて図面を用いながら詳細に説明する。本発明は医療用ガス加湿器として携帯型加湿器に限らず、医療用ガス供給源に内蔵される加湿器にも当然ながら適用可能である。
【００２１】
図１は、本発明の医療用ガス加湿器の使用態様例のフローを示している。医療用ガス供給源として例えば、医療用酸素濃縮器が挙げられる。中でも圧力変動吸着型酸素濃縮手段と濃縮酸素を使用に供する供給手段に加えて、必要に応じて加湿器を使用する。かかる圧力変動吸着型酸素濃縮手段は、加圧空気を酸素と窒素の吸着能の差がある吸着剤を充填した吸着床に供給し窒素を吸着させて、医療用ガスである空気よりも酸素濃度の高められた濃縮酸素又は主として酸素からなる気体等を発生させる手段を言う。
【００２２】
その他の医療用ガス供給源として、睡眠時無呼吸症候群の患者に陽圧空気を供給する継続陽圧呼吸療法装置（ＣＰＡＰ）、医療用酸素ボンベなどが挙げられる。
【００２３】
医療用酸素濃縮器で生成された濃縮酸素や高圧酸素ボンベから供給される酸素ガスはほぼ絶乾に近い乾燥状態を示す為、本発明の医療用ガス加湿器を用いて加湿する。加湿器の形態としては医療用酸素濃縮器本体に内蔵されたもの、医療用酸素濃縮器と吸入手段の中途に設けられたもの、例えば、患者が手軽に移動することが出来る携帯型加湿器が挙げられる。かかる加湿器を通過し加湿された濃縮酸素を鼻腔内に細いチューブの先端を挿入する鼻カニューラ形式やマスク形式の吸入手段を介して患者が吸入する。
【００２４】
図２は、本発明の医療用ガス加湿器の一実施形態の遮断機構（手段）を加湿器の医療用ガス入側に備えた携帯型加湿器の外観を示している。図２（ａ）は転倒していない状態（以下、正常状態と略す）、図２（ｂ）は正面に向かって左方向に転倒した状態（以下、転倒状態と略す）を示している。この携帯型加湿器は、医療用ガスの供給源と患者が医療用ガスを吸入するためのカニューラなどの吸入手段とで構成されるガス供給系に設けて使用される。筐体１には加湿瓶２と遮断機構３が設置されている。また、患者が持ち運び出来るように取っ手４が設置されており、床や机の上に設置した時の安定性を持たせるための滑り止め５を備えている。また、必要に応じて移動用キャスターなども設けることが出来る。
【００２５】
医療用ガス供給源から供給された医療用ガスは供給口６よりチューブなどの導管手段を介して加湿瓶２へと供給される。加湿瓶２の内部には医療用ガスを加湿するための水、好ましくは衛生面への配慮から精製水が充填されている。微細な孔が空いたバブラー７を通過した医療用ガスは小さな気泡となり、水と界面接触しながら水面へと上昇する。バブル形式の加湿器においては、水面で気泡がはじける時のブクブク音が耳障りに感じられることもあり、加湿瓶の材質として合成樹脂、ガラス、金属等の遮音効果を発揮する材料を適宜選択して用いる必要がある。
【００２６】
かかる加湿器としては、前記のようなバブル形式のものの他、静止水面蒸発形式のもの等があげられる。尚、このような携帯型のバブル形式の加湿器では、呼吸器疾患患者等の使用者にとって身近な距離に設置することが出来、かつ、呼吸用気体の流れが自分の目で直接確認出来るという安心感を与えられるので実用上大きな利点が得られる。また加湿瓶の接続方法として、チューブによる接続以外にも特許第２５７００５号公報に記載の水平方向に押し込み装着する手段を具備していても良い。
【００２７】
医療用ガスは、遮断機構３を通過し、加湿瓶２で加湿された後、吸入手段接続口８より患者が医療用ガスを吸入するためのカニューラなどの吸入手段へと供給される。かかる遮断機構３は加湿器の転倒を瞬時に検知出来るよう筐体１に組み込むこと望ましいが、加湿瓶２の内部に設置してもよい。
【００２８】
図２の（ｂ）に示すように、転倒状態においては遮断機構３を設置することで、加湿器が転倒した時に遮断機構が作動し医療用ガスの加湿瓶２へと供給を遮断し、加湿瓶の中の僅かな残圧による加湿水の流出を除いて、医療用ガスの供給による吸入手段側への激しい噴出を防止する。遮断機構は、全ての転倒方向に対して作動することが好ましいが、必須ではなく加湿器の構造上または取り扱い上、転倒し易い方向に対してのみ遮断機構が作動するようにしてもよく、適宜安全に配慮した上で選択出来る。基本的にはカニューラや延長チューブなど使用者が引っ張って、加湿器を支持、保持する筐体に力がかかる方向に転倒しやすいので、その方向に転倒することを想定して遮断機構を設置する。遮断機構３が存在しない場合は、医療用ガスが断続的に加湿瓶２へと供給されるため、加湿瓶の中が更に加圧状態となり加湿水が吸入手段側へと激しく噴出する。
【００２９】
次に、図４に加湿器の転倒時に、吸入手段への水の噴出を防止する遮断機構の実施形態の拡大図を示す。かかる遮断機構の例として、プラスチック製円筒部材１１内に弁体である弁球１２を入れた遮断弁が挙げられる。この遮断機構は弁球の支持部材１３のある側が下向きとなるように加湿瓶の上下方向と出来る限り並行に設置することが好ましい。正常状態では、図４（ａ）に示したように弁球１２は支持部材１３上に自重で接し医療用ガスの流れによる抗力の影響を受けない状態にある。
【００３０】
支持部材１１は正常状態では、弁体下部に医療用ガスの流れが直接当たらないように邪魔板として作用する。かかる目的は、医療用ガスと共に流入する可能性がある結露水などの水の存在により弁体に大きな抗力が働き、正常状態にもかかわらず弁体が移動することを防止することである。
【００３１】
また、かかる正常状態では医療用ガスの供給流量が例えば０.２５Ｌ/min〜１０Ｌ/minの範囲で浮遊流動しないような弁球１２の材質、サイズ、プラスチック製円筒部材１１のサイズが選定され、医療用ガスの流動を出来るだけ阻害しないような形状、サイズが選択される。医療用ガス加湿器を使用中に誤って転倒させた時には、加湿瓶内の水が瞬時に流入口１４より流入する。
【００３２】
転倒状態では、図４（ｂ）に示したように遮断弁は転倒方向に下り勾配で傾斜し、支持部材１３上の弁球１２は重力の作用を受けて転倒と共に医療用ガス出口方向へと移動し出口に設けた縮流部１５と接触し弁球１２は停止し、医療用ガスの圧力によって縮流部１２に押しつけられることで、遮断弁として機能することで加湿瓶への医療用ガスの供給を遮断し、吸入手段への水の噴出を防止出来る。したがって、弁球１２およびプラスチック製円筒部材１１の選定においては傾斜によって縮流部へとスムーズに移動出来るような仕様の選定も必要である。
【００３３】
このため、プラスチック製円筒部材１１内の医療用ガスが流れる流路には、弁球１２の移動をスムーズにするため出来るだけ段差が少ないほうが好ましい。かかる目的を達成するための好ましい形態の一つとして実用上直径１０mm以下の金属球が挙げられる。また縮流部１５には弁球とのシール性をより高める目的で、シリコンゴム等のゴムやプラスチック、布などの一般にシール材として用いられているものを設けることが出来る。
【００３４】
遮断機構の弁球の動きを外部より確認したい場合には、弁球１２が目立つようにプラスチック製円筒部材と異なる色であることが好ましい。水の噴出により遮断機構が働いた後の復旧の方法として、流入口より上流側に位置するチューブなどの接続部品を取り外し遮断機構の流入口１４側を大気に開放し圧を抜くといった簡単な操作でよい。
【００３５】
また転倒状態において遮断機構３を確実に動作させるため、遮断機構は、望ましくは３°以上の下り勾配で傾斜することが好ましく、更に好ましくは５°以上の下り勾配となるように遮断手段を設置する。転倒時の角度は加湿器を支持する筐体の形状に依存し、図２に示すような下面より上面の方が小さい筐体、台形状の筐体を使用する。遮断手段が水平となった場合は、基本的に遮断機構は作動しないが、比重の軽い球で酸素の抵抗をうけやすい（面積が大きい）ものにしておけば、酸素は常時流れているため、転倒時の勢いおよび空気抵抗（抗力）により、水平或は逆勾配でもシール部へ球が移動が可能である。
【００３６】
図５に遮断機構の別の実施形態の拡大図を示す。正常状態では、図５（ａ）に示したように医療用ガスは流入口１４より弁体１２よりも下流側に開口部が位置する流入ノズル１６よりプラスチック製円筒部材１１内へ流入する。流入ノズル１６の開口を弁体１２よりも下流側に設置することで医療用ガスの流れが直接当たらないようにする。かかる目的は、医療用ガスと共に流入する可能性がある結露水などの水の存在により弁体に大きな抗力が働き、正常状態にもかかわらず弁体が移動することを防止することである。
【００３７】
転倒状態では、図５（ｂ）に示したように遮断弁は転倒方向に下り勾配で傾斜し、弁球１２は重力の作用を受けて転倒と共に医療用ガス出口方向へと移動し出口に設けた縮流部１５と接触し弁球１２は停止し、遮断弁として機能することで加湿瓶への医療用ガスの供給を遮断し、吸入手段への水の噴出を防止出来る。したがって、弁球１２およびプラスチック製円筒部材１１、筐体の選定においては傾斜によって縮流部へとスムーズに移動出来るような仕様の選定も必要である。
【００３８】
このため、プラスチック製円筒部材１１内の医療用ガスが流れる流路に設ける勾配はゆっくり転倒する場合も想定し遮断弁の傾斜角よりも小さくすることが好ましい。
【００３９】
また、弁体の形状は、球、平板、Ｌ字板、円錐、円柱など適宜選択することが出来る。また、その遮断機構についても特に限定されるものではないが、転倒と同時に医療用ガスの加湿瓶への供給を遮断する機能を瞬時に確実に果たせるよう出来る限り簡単で合理的な構造のものが好ましい。さらには、遮断弁の動作状態を筐体の外部から観察出来るようにしたり、圧力センサー、流量センサー、音センサー、位置センサーなどと組み合わせて患者に状態を知らせることも出来る。
【００４０】
図３は加湿瓶２の蓋の斜視図を示している。蓋の裏側には医療用ガスの導入口と導出口とが設けられている。導入口に接続された医療用ガス供給用のパイプ９には、微細な孔の空いたバブラー７が取り付けてある。導出口には加湿瓶が転倒した時に導出口の開口部が水没し水が勢いよく噴出するのを防ぐ目的で、出口の開口部が少なくとも一方向へ転倒した時の水面より上方に位置するようなＬ字状チューブ（ノズル）１０を設けることが好ましい。また、水面より上方に位置しない場合でも出口の開口部を水面に向けない形状とすることで、医療用ガスの輸送手段が瞬間的に塞がった時などの圧変動による飛沫同伴による水の噴出や加湿器出口以降における結露の発生を改善することが可能である。すなわち、かかる加湿瓶の蓋の構造と遮断弁の設置により、更に、加湿水の吸入手段側への激しい噴出を改善出来る。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の医療用加湿器では水漏れを遮断するための遮断機構を設けたことで、加湿器が転倒した時、振動が加わった時のカニューラなどの吸入手段への水の噴出が著しく改善されて実用上優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のフローの一例。
【図２】本発明の実施形態の遮断機構を備えた携帯型加湿器の一例。
【図３】加湿瓶の蓋部の斜視図。
【図４】加湿器の転倒時に、吸入手段への水の噴出を防止する遮断機構の実施形態の一例。
【図５】加湿器の転倒時に、吸入手段への水の噴出を防止する遮断機構の実施形態の一例。
【符号の説明】
１  筐体
２  加湿瓶
３  遮断機構
７  バブラー
８  吸入手段接続口
１０  Ｌ字ノズル
１１  プラスチック製円筒部材
１２  弁球
１３  支持部材
１５  縮流部
１６  流入ノズル
【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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