(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
様々な体積の濃縮酸素を様々な流量で患者に供給するための、持ち運び可能で設定が可能な酸素濃縮器であって、
外面があり、コンプレッサを囲んでおり、ユーザーインターフェイスが取り付けられているハウジングを含む電子機械機構と、
前記電子機械機構に脱着可能であり、動作状態では前記外面との間で実質的な連続面を形成する第１電池と、
第１通知装置が取り付けられた、第１容積の吸着剤を収容可能な第１吸着剤容器と、
第２通知装置が取り付けられた、第２容積の吸着剤を収容可能な第２吸着剤容器と、
前記第１通知装置と前記第２通知装置とを識別する通知センサーと、
前記通知センサーからの信号に基づいて前記酸素濃縮器を動作させる制御器と
を備え、
前記電子機械機構には、前記第１吸着剤容器と前記第２吸着剤容器とのいずれかが、互いに交換可能に実装され、
前記制御器は、前記第１吸着剤容器が前記電子機械機構に実装されていることを前記信号が示すときには第１体積の酸素が精製され、前記第２吸着剤容器が前記電子機械機構に実装されていることを前記信号が示すときには、前記第１体積の酸素よりも大きい第２体積の酸素が精製されるように、前記酸素濃縮器を動作させる
ことを特徴とする酸素濃縮器。
【請求項２】
前記第１通知装置は第１磁石で構成され、前記第２通知装置は第２磁石で構成され、前記通知センサーはホール効果センサーで構成されている、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項３】
前記通知センサーは近接センサーで構成されている、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項４】
前記通知センサーは光センサーで構成され、前記第１通知装置は第１バーコードで構成され、前記第２通知装置は第２バーコードで構成されている、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項５】
前記第１吸着剤容器は中に第１体積の吸着剤を含み、前記第２吸着剤容器は中に、前記第１体積よりも大きい第２体積の吸着剤を含む、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項６】
前記ハウジングは吸着剤容器の挿入口を含み、前記第１吸着剤容器と前記第２吸着剤容器とは前記挿入口に挿入されるように、外側の大きさが実質的に同じである、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項７】
前記第１電池は動作状態では前記挿入口の上に取り付け可能である、請求項６に記載の酸素濃縮器。
【請求項８】
前記第１吸着剤容器と前記第２吸着剤容器とのいずれかは動作状態において、前記ハウジング内の容器用空洞の中に取り付けられる、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項９】
前記電子機械機構のハウジングの中に取り付けられ、動作状態では前記第１吸着剤容器に連通している薬剤溶出管
を更に備えた、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項１０】
前記第１電池は第１電池接合面と第１電池外面とを含み、前記電子機械機構のハウジングは、前記第１電池が脱着可能である第１面を含み、動作状態において、前記第１電池接合面が前記第１面に近接し、前記第１電池外面と前記電子機械機構の外面とが実質的な連続面を成す、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項１１】
第２電池接合面と第２電池外面とを含む第２電池
を更に備え、
前記第２電池の容量は前記第１電池の容量よりも大きく、
前記第２電池は前記電子機械機構の第１面に脱着可能であり、動作状態において、前記第２電池接合面が前記第１面に近接し、前記第２電池外面と前記電子機械機構の外面とが実質的な連続面を成す、
請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項１２】
第３電池接合面と第３電池外面とを含む第３電池
を更に備え、
前記第３電池の容量は前記第２電池の容量よりも大きく、
前記第３電池は前記電子機械機構の第１面に脱着可能であり、動作状態において、前記第３電池接合面が前記第１面に近接し、前記第３電池外面と前記電子機械機構の外面とが実質的な連続面を成す、
請求項１１に記載の酸素濃縮器。
【請求項１３】
第３容器外面と第３容器接合面とを含み、前記第２容積よりも大きい第３容積の吸着剤を収容可能な第３吸着剤容器
を更に備え、
前記第１吸着剤容器は第１容器外面と第１容器接合面とを含み、
前記第２吸着剤容器は第２容器外面と第２容器接合面とを含み、
前記第１吸着剤容器、前記第２吸着剤容器、および前記第３吸着剤容器は、前記ハウジングの第２面に脱着可能であり、動作状態において、前記第１容器接合面、前記第２容器接合面、または前記第３容器接合面が前記第２面に近接し、前記第１容器外面、前記第２容器外面、または前記第３容器外面のいずれかと前記電子機械機構の外面とが実質的な連続面を成す、
請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項１４】
前記ハウジングの上面に位置するユーザーインターフェイス
を更に備え、
前記ハウジングが底面を含み、前記第１電池が前記底面に脱着可能である、
請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項１５】
前記ハウジングが、容器挿入口と、互いに対向する複数本のガイド溝とを含み、
前記第１吸着剤容器が、互いに対向する複数本のガイドレールを含み、
前記第１吸着剤容器が前記ハウジングの中へ挿入される際、前記複数本のガイドレールが前記複数本のガイド溝の中に置かれて、前記第１吸着剤容器を前記容器挿入口の中へ案内する、
請求項１に記載の酸素濃縮器。
【請求項１６】
前記第１吸着剤容器が内部に、第１吸着剤室、第２吸着剤室、および酸素貯蔵室を含む、請求項１に記載の酸素濃縮器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１７年６月６日を出願日とする米国特許仮出願第６２／５１５，８５９号、２０１７年９月１０日を出願日とする米国特許仮出願第６２／５５６，４７２号、２０１８年４月２０日を出願日とする米国特許仮出願第６２／６６０，５３３号（いずれも発明の名称が「設定が可能な酸素濃縮器とそれに関連する方法」である。）に対する優先権主張を伴うものであり、それらの開示内容の全体がここには参照によって組み込まれている。
【背景技術】
【０００２】
慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）は、アメリカ合衆国においては１２００万人以上を、世界中ではより多くの人々を苦しめている。罹患者数は、地域の食生活、環境、および個人の生活習慣に依存する。ＣＯＰＤは、慢性気管支炎、肺気腫、不応性ぜんそく等を含む肺の状態の総称である。これらの状態はすべて、肺の内外で制限された空気の流れに特徴がある。肺の中に十分な酸素を取り入れられないことが、低酸素症の生じる危険性を上げている。低酸素症の予防と治療とには、酸素の吸入量を増やすことが含まれる。予備の酸素を提供する一般的な方法が酸素療法である。酸素療法は、酸素補給とも酸素処方とも呼ばれる。酸素療法は、典型的には、患者の肺に酸素を（典型的には、鼻カニューレによって）供給する医療器具を使うことから成る。伝統的には酸素が、加圧された容器の中に入れられて、またはデュワーフラスコ内の液体として運ばれていた。近年では、電動の酸素濃縮器が患者には入手可能になっている。
【０００３】
電動の酸素濃縮器は、空気から窒素を取り除くことによって、酸素に富んだ気流を発生させる。窒素は周囲の空気から、圧力スイング吸着（ＰＳＡ）と呼ばれる方法で除去される。結果として得られる、酸素に富んだ気流では、純粋な酸素が９６％程度を占めうる。残りは実質上、不活性なアルゴンから成る。ＰＳＡ法には、ゼオライトと呼ばれる物質が利用される。ゼオライトは、酸素よりも窒素に対する親和力が高い。ゼオライトは、典型的には、多孔質のアルミノケイ酸塩鉱から成る。この鉱物はほとんどがケイ素であり、アルミニウム、酸素、および金属（チタン、スズ、亜鉛）を含む。ゼオライトは、天然に産出されたものであっても、合成されたものであってもよい。ゼオライトの容器はまず加圧される。これにより、窒素がゼオライトの結晶構造に吸着可能になるので、結果として生じる流れでは酸素が豊富になる。容器はその後、減圧される。これにより、窒素が大気中へ放出可能になる。この過程が周期的に繰り返される結果、酸素に富んだ気体が大量に得られる。各周期は、典型的には、１秒−７秒である。普通はゼオライトの容器が２台使用されるので、酸素の流れが実質的に一定である。
【０００４】
医療目的のＰＳＡ法は据置型酸素濃縮器で利用されてもよい。据置型酸素濃縮器は重さが最大５０ポンド（５０ｌｂｓ）であり、毎分１０リットル（１０ＬＰＭ）程度の酸素を連続的に、かつ一定に発生させる。据置型酸素濃縮器は、典型的には、コンセントから電力を得る。携帯型ＰＳＡ式濃縮器もある。これらは重さが、典型的には、２ｌｂｓ−１８ｌｂｓであり、比較的少量の酸素を発生させ、電池駆動である。したがって、これらは正に持ち運びが可能である。この種の濃縮器の利点は、どこででも使用可能であり、コンセントのある所ならばどこででも充電可能であることにある。モデルによっては、利用者が取り外すことの可能な電池を持つものがある。この電池は、電力が尽きれば容易に交換可能である。もう１つの利点は、酸素を加圧して、または液化して運ぶ（火事または爆発の危険を伴う。）よりも一般に安全なことにある。携帯型酸素濃縮器は、火事または爆発の危険性が低いので、アメリカ連邦航空局およびヨーロッパ航空安全機関により民間航空機での使用が認められている。この種の携帯型濃縮器はまた、高高度労働者、ハイカー、およびスキーヤーにも使用されている。
【０００５】
ＣＯＰＤは通常、進行性疾患であり、その重症度は努力呼気肺活量（ＦＥＶ）テストによって測定される。ＦＥＶテストは、患者が強制呼吸を１回行う間に吐き出すことができる空気の量を測定する。吐き出される空気の量は強制呼吸の最初の１秒間（ＦＥＶ１）、２番目の１秒間（ＦＥＶ２）、および／または、３番目の１秒間（ＦＥＶ３）に測定されてもよい。ＣＯＰＤの重症度のカテゴリーは、典型的には、ステージ１からステージ４までにわたる。ステージ１は軽症であり、ＦＥＶ１がほぼ８０％である。ステージ４は重症であり、ＦＥＶ１がほぼ３０％以下であり、かつ血中酸素濃度が低い。長期酸素療法（ＬＴＯＴ）は、典型的には、ＣＯＰＤ罹患者の死亡率を最も大きく引き下げる方法であり、ＬＴＯＴとウォーキングとの組み合わせは、一般には、５年を超えた段階での死亡率を大幅に低減させる唯一の療法と考えられている。この療法に対するコンプライアンスを向上させるには、酸素の供給源は、患者に苦労なく運ばせるのに十分な程度に小さく、かつ軽いことが好ましい。
【０００６】
１台の濃縮器が発生させることの可能な酸素量は、大まかには、ＰＳＡシステムに含まれるゼオライト吸着剤の量に比例する。非常に小型の濃縮器では、吸着剤のモジュールに約８０ｇ−１００ｇの吸着剤しか入れられない。この量の吸着剤は、典型的には、ステージ１の患者に十分な酸素を供給するのには十分である。より大型の携帯型ＰＳＡシステムには数百グラムの吸着剤が収容可能である。しかし、この量の吸着剤はステージ２またはステージ３の患者に適している。吸着剤を保持する容器のサイズは濃縮器のサイズと重さとに寄与する。また、ＰＳＡシステムの容量が大きいほど、典型的には、酸素の流量を増やすのに、より大きな電池が必要となる。ＰＳＡシステムは、使用者が電源から離れている間の使用可能時間を延ばす目的で、様々なサイズの電池を含むことができる。典型的には、長持ちする電池ほど大きくて重く、重さが増えるほど使用者には持ち運びが難しい。特許文献１には、複数種類のサイズの電池の利用を含む電池の管理と設計とが記載されている。ＰＳＡシステムの吸着剤モジュールは、電池と同様、使用者によって交換可能であってもよい。吸着剤モジュールの交換は、典型的には、特許文献２に記載されているように行われる。先行技術による吸着剤モジュールは、水分の混入によりしばしば窒素／酸素の分離効率が落ちるので、交換が必要になる。これらは、患者が技術的な補助を受けることなく交換することが可能であるので、修理のために工場または設備の供給元へ送られることが不要である。
【０００７】
様々なサイズ、重さ、流量のＰＳＡシステムが供給されることが望ましい。患者には、病気のステージに合わせて最も適したものが支給可能である。ステージ１の患者に、必要とされるものよりも大きい濃縮器、たとえば２．５ポンド（２．５ｌｂ）のＰＳＡシステムではなく１０ｌｂのＰＳＡシステムが与えられれば、患者に推奨されるＬＴＯＴ／ウォーキング療法へのコンプライアンスが損なわれかねない。ＰＳＡ式酸素濃縮器の製造元および耐久性のある医療機器（ＤＭＥ）の供給元は、典型的には、濃縮器のサイズの種類に幅を持たせて、病気のステージごとに患者の必要とするものが患者の手に入るようにしている。このことが、酸素を必要以上に高価にしている。患者は、病気の進行に合わせてＰＳＡシステムを返還し、交換しなければならず、濃縮器の供給元は、様々な患者が利用可能な多種類のサイズのＰＳＡシステムを保持しなければならないからである。その上、多様な濃縮器を製造することは製造元にとって費用がかかる。さらに、物流においても、単一種の濃縮器ではなく複数種の濃縮器を在庫として抱えることは、費用と繁雑さとがいずれも増大する。最後に、ＰＳＡ式酸素濃縮器は病気の進行に伴い、（リース品であれば）交換されなければならず、患者が設備を買っている場合には新しく購入されなければならない。
【０００８】
次のような濃縮器が、設計され、製造され、流通することが望ましいであろう。ステージ１の患者に対しては低流量で軽量という利点を与える柔軟性を持ち、ステージ２、ステージ３の患者に対しては機能の向上が可能であり、将来的には、ステージ４の患者に対して、元の濃縮器を交換することも廃棄することも不要にする。望ましい発明品は先行技術の抱えるこの問題を解決しており、患者の病気が進行してもＰＳＡシステムの全体または一部を同じものに維持するという上記の目的を果たす。
【０００９】
購入者または患者が交換可能な次の濾過モジュールを含む携帯型酸素濃縮器が、設計され、製造され、流通することが更に望ましいであろう。この濾過モジュールは、内部が、異なるレベルで動作可能な広さを持つ。望ましい発明品は、先行技術の抱えるこの問題を解決している。
【００１０】
購入者または患者が交換可能な次の濾過モジュールを含む携帯型酸素濃縮器が、設計され、製造され、流通することがまた更に望ましいであろう。この濾過モジュールは、酸素容器の中に様々な薬剤またはサプリメントを収容し、それらを、後に患者へ供給される容器内の濃縮酸素と共に患者へ投与する能力を持つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第９１９９０５５号明細書
【特許文献２】米国特許第８８９４７５１号明細書
【発明の概要】
【００１２】
手短に述べれば、本発明の好ましい実施形態は、様々な体積の濃縮酸素を様々な流量で患者に供給するための、持ち運び可能で設定が可能な酸素濃縮器に向けられている。この濃縮器は、ハウジングを含む電子機械機構を備えている。このハウジングには、第１面、第２面、および外面がある。この酸素濃縮器は、第１電池、第２電池、第１吸着剤容器、および第２吸着剤容器も備えている。第１電池と第２電池とは第１面に脱着可能であり、第１吸着剤容器と第２吸着剤容器とは第２面に脱着可能である。これにより、患者の呼吸疾患が異なるステージへ進むのに合わせて、濃縮酸素の容量と酸素濃縮器の使用可能時間とを変更することが可能である。第１電池は第２電池よりも容量が小さい。第１吸着剤容器は第２吸着剤容器よりも、収容可能な吸着剤の容積が小さい。
【００１３】
別の観点では、望ましいシステムは、単一のサイズ、外殻、または外部の広がりを持つように設計されていてもよく、交換可能な濾過モジュールまたは濾過室を用いて異なるレベルで動作する能力を持っていてもよい。交換可能な濾過モジュールまたは濾過室は、その中に含まれるゼオライトの種類またはサイズが異なる。望ましいモジュール化されたシステムは異なるレベルで動作可能であり、サイズが単一の濾過モジュールまたは濾過室で純度が異なる濃縮酸素を供給可能である。これは、内部の物質が異なること、またはシステムを望ましい順序で操作することにより達成される。
【００１４】
更に別の観点では、望ましい携帯型酸素濃縮器は、底に電池が交換可能に接続されたハウジングを備えている。このハウジングの中には一般に、コンプレッサ、多岐管、配管、電子系統、および購入者が交換可能な吸着剤容器が収容されている。
【００１５】
別の観点では、発明が、様々な体積の濃縮酸素を様々な流量で患者に供給するための、持ち運び可能で設定が可能な酸素濃縮器に向けられている。この濃縮器は、外面のあるハウジングを含む電子機械機構、第１電池、第１吸着剤容器、第２吸着剤容器、および制御器を備えている。ハウジングはコンプレッサを囲んでいる。ハウジングにはユーザーインターフェイスが取り付けられている。第１電池は電子機械機構に脱着可能であり、動作状態ではハウジングの外面との間に実質的な連続面を成す。第１吸着剤容器には第１容積の吸着剤が収容可能である。第１吸着剤容器には第１通知装置が連係している。第２吸着剤容器には第２容積の吸着剤が収容可能である。第２吸着剤容器には第２通知装置が連係している。制御器は動作状態では第１通知装置または第２通知装置と通信する。制御器は、第１吸着剤容器が電子機械機構に実装されているときには第１体積の酸素が精製され、第２吸着剤容器が電子機械機構に実装されているときには、第１体積よりも大きい第２体積の酸素が精製されるように動作する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
上記の概要は、本発明による、設定が可能な酸素濃縮器の構造と方法との好ましい実施形態について後述される詳細な説明と共に、添付の図面に関連付けて読むことにより、より良く理解されるであろう。酸素濃縮器の説明を目的として、図面は好ましい実施形態を示している。しかし、示されている配置および手段の詳細に発明が限定されないことは、理解されるべきである。
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による、持ち運び可能で設定が可能な酸素濃縮器の正面を示す斜視図である。一部が分解されている。
【図２】図１の酸素濃縮器の正面を示す斜視図である。上面には、図１とは別のユーザーインターフェイスがある。
【図３】図１の酸素濃縮器の上面図である。一部が分解されている。酸素濃縮器で利用される電池と吸着剤容器とが追加されている。
【図４】図１の酸素濃縮器の吸着剤容器の断面図である。
【図５】（ａ）は、図１の酸素濃縮器の吸着剤容器の、一部が透明な側面を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の吸着剤容器の、一部が透明な側面図である。（ｃ）は、（ａ）の吸着剤容器の、一部が透明な上面図である
【図６】（ａ）は、本発明の第２実施形態による酸素濃縮器の模式的な正面図である。（ｂ）は、（ａ）の酸素濃縮器の前面を示す模式的な斜視図である。持ち運び用の取っ手すなわちひもが付いている。（ｃ）は、（ａ）の酸素濃縮器の模式的な側面図である。吸着剤容器の側面には、その吸着剤容器を電子機械機構に解放可能に固定するのに利用されるハンドルボタンと解放具とが付いている。（ｄ）は、（ａ）の酸素濃縮器で利用される（ｃ）の解放具の側面図である。（ｅ）は、（ａ）の酸素濃縮器の吸着剤容器の、一部が切り取られた側面図である。ロック状態にあるロック機構が示されている。（ｆ）は、（ａ）の酸素濃縮器の吸着剤容器の、一部が切り取られた側面図である。解放状態にあるロック機構が示されている。
【図７】本発明の第３実施形態による酸素濃縮器の上面を示す斜視図である。一部が分解されている。
【図８】図７の酸素濃縮器の側面図である。一部が分解されている。サイズの異なる電池が２つ示されている。
【図９】図７の酸素濃縮器の電子機械機構の背面図である。
【図１０】図７の酸素濃縮器の電池の背面図である。
【図１１】図１０の電池の上面を示す斜視図である。
【図１２】図７の酸素濃縮器の背面を示す斜視図である。酸素濃縮器のハウジングの中に吸着剤容器とコンプレッサとが示されている。
【図１３】（ａ）は、図７の酸素濃縮器の吸着剤容器の側面を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の吸着剤容器の、（ａ）の直線ｂ−ｂに沿った断面図である。
【図１４】図１２の電子機械機構と吸着剤容器との底面を示す斜視図である。一部が分解されている。
【図１５】図７の酸素濃縮器のユーザーインターフェイスの上面図である。
【図１６】図７の酸素濃縮器の治療用溶出容器の側面を示す斜視図である。一部が分解されている。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の説明では、便宜を図る目的のみで、ある種の用語が使用される。それらの用語で発明は限定されない。特に示されない限り、語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、要素が１つであることを限定するものではなく、「少なくとも１つ」を意味するように読まれるべきである。単語「右」、「左」、「上」、「下」は、参照される図面において方向を示す。単語「内側」、「基端側」は、患者の身体、または酸素濃縮器とその関連部品との幾何学的中心へ向かう方向を示し、単語「外側」、「先端側」は、それらから離れる方向を示す。単語「前」、「後」、「上」、「下」、「横」、およびそれらと関連する語句は参照される人体または酸素濃縮器の好ましい位置、方向、および／または姿勢を示すが、それらに限定されることを意味しない。用語には、上記の語の他、それらの派生語および類義語も含まれる。
【００１９】
以下、発明の構成要素の寸法または特徴を示す場合に使用される語「約」、「ほぼ」、「一般に」、「実質的に」等は、説明される寸法／特徴が厳密な限界値ではなく、当業者には理解されるであろうように、そこからの軽微なばらつき（機能的には同様である。）までを排除するものではないことを示すことも、理解されるべきである。少なくとも、数値パラメータを含む引用は、ばらつきを含むであろう。ばらつきは、当該技術分野において容認されている数学的で工業的な原理（たとえば、丸め、測定誤差等の系統誤差、工業的な許容範囲）を使い、最下位の数字を変えない程度である。
【００２０】
図１、図２を参照すると、第１実施形態による、持ち運び可能で設定が可能な酸素濃縮器は一般に参照番号１０で指定される。この濃縮器は典型的には３つの構成要素を含む。主要な構成要素は濃縮器の電子機械機構１２である。電子機械機構１２は典型的には、コンプレッサ１４、様々な電子部品、バルブ、保存器、ユーザーインターフェイス１６、純度モニター、ケース、および付属のホースとコネクタを含む。ユーザーインターフェイス１６は好ましくは、ディスプレイ１６ａ、選択ダイアル１６ｂ、および電源ボタン１６ｃを含む。電子機械機構１２には、取り付け可能な部品を収容するように構成された第１面１２ａと第２面１２ｂとがある。取り付け可能な部品には好ましくは、電池１８と吸着剤容器２０とが含まれる。選択ダイアル１６ｂは、ダイアルまたはスイッチと、上下の制御ボタンとから構成されていてもよい。ダイアルまたはスイッチは手動または声で調節されて、または起動して、動作レベルを選択する。制御ボタンは酸素濃縮器１０の動作レベルを増減させる。ディスプレイ１６ａにおける選択ダイアルまたは制御ボタン１６ｂの表現は、タッチスクリーン、またはその他、ユーザーに酸素濃縮器１０の動作レベルを選択可能にさせる機構もしくはシステムによって構成されてもよい。電源ボタン１６ｃは好ましくは酸素濃縮器１０の電源をオンオフさせるボタンから成る。電源ボタン１６ｃは、選択ダイアル１６ｂと同様に、タッチスクリーンまたはその他、電源を起動させる機構もしくはシステムによるボタン表示であってもよい。
【００２１】
図２を参照すると、第１実施形態による酸素濃縮器１０は別の好ましいユーザーインターフェイス１６’を含んでいてもよい。これは、第１の好ましいユーザーインターフェイス１６と比べて同様な特徴を持つ。同じ参照番号は特徴が同様であることを示すのに使われ、それに付されるプライム記号「’」は、別のユーザーインターフェイス１６’を第１のユーザーインターフェイス１６から区別するのに使われる。別のユーザーインターフェイス１６’は、ディスプレイ１６ａ’、選択ダイアル１６ｂのように機能するセレクタ１６ｂ’、および電源ボタン１６ｃ’を含む。ディスプレイ１６ａ’には、酸素濃縮器１０の３種類の動作設定が示されている。それらは数字「１」、「２」、「３」で識別され、濃縮器１０が３つの異なる動作レベル、すなわち酸素の流量または体積で動作することを表す。たとえば、濃縮酸素の流量が、レベル「１」では２００ｍｌ／分であり、レベル「２」では４００ｍｌ／分であり、レベル「３」では６００ｍｌ／分である。流量、体積、およびレベルは上記のものに限られるわけではない。好ましい酸素濃縮器１０の非限定的な例として与えてある。動作レベルは好ましくは、医者の指示、使用者の好み、またはその他の要因に基づいてセレクタ１６ｂ’が操作されてレベルを上げ下げすることによって変更される。
【００２２】
図１−図３を参照すると、第１実施形態による電子機械機構１２は酸素出力継手２４も含む。これには、患者の鼻と気管とへ濃縮酸素を送る酸素ホース２６が脱着可能である。酸素出力継手２４は好ましくは、電子機械機構１２の上面のうち、ユーザーインターフェイス１６、１６’の近くから伸びているので、使用者には扱いやすい。しかし、これには限られない。酸素出力継手２４が、酸素濃縮器１０によって生成される濃縮酸素を通す限り、電子機械機構１２のどの部分の近くから伸びていてもよい。酸素出力継手２４は好ましくは電子機械機構１２に対して回転可能であり、使用者が酸素出力継手２４の位置を都合よく調節することができる。
【００２３】
第１実施形態では、電池１８のサイズ、重量、分位点、エネルギー容量が様々であってもよい。第１実施形態による電池１８は比較的小型の第１電池１８ａを含む。第１電池１８ａは第１面１２ａに脱着可能である。第１電池１８ａは、一般に、使用中における濃縮酸素の流量が比較的小さくてすむステージ１の患者用に電子機械機構１２が動作するためのものである。この比較的小さい流量ではコンプレッサ１４が比較的小さいエネルギーしか使わないので、小型の電池１８ａでも酸素濃縮器１０に、２、３マイルのウォーキングまたは買い物に行く等、患者が妥当な範囲での操作を行うのに十分な長時間、電力を供給できる。小型の第１電池１８ａは好ましくは電子機械機構１２の第１面１２ａに、少なくとも電気的に固定されている。好ましくは、動作状態において小型電池１８ａが電子機械機構１２に固定されるように、小型電池１８ａは第１面１２ａに固定され、留められ、または接着されている。第１電池１８ａは好ましくは、ファスナー、磁石機構、接着剤、フックと輪、舌片と溝との結合機構、ひもがけ、またはその他の機構によって、動作状態において第１面１２ａに固定されている。第１電池１８ａは好ましくは電子機械機構１２に固定されて、動作状態において実質上整合的で連続的な外面を成す。すなわち、動作状態において第１電池１８ａの外面１９ａは電子機械機構１２の外面１２ｃと、特に第１面１２ａの近接端で実質上連続的な外面を成す。したがって、動作状態において第１電池１８ａの接合面２１ａは電子機械機構１２の第１面１２ａに近接し、実質上重なっている。第２電池１８ｂ、第３電池１８ｃも好ましくは外面１９ｂ、１９ｃを含む。電池１８ａ、１８ｂ、１８ｃの外面１９は好ましくは、一般に参照番号「１９」で特定される。
【００２４】
より長い時間、またはより大きい体積での動作を望む場合、次に大きい、中型の第２電池１８ｂが利用される。第２電池１８ｂは第１電池１８ａよりも容量が大きい。第２電池１８ｂは好ましくは、第１面１２ａに取り外し可能に取り付けられる。第２電池１８ｂは好ましくは電子機械機構１２の第１面１２ａに、小型である第１電池１８ａと同様、第２電池１８ｂの接合面２１ｂが第１面１２ａと実質的に重なるように取り付けられる。更に長い時間、または大きい体積での動作を望む場合、次に大きい、大型の第３電池１８ｃが利用される。第３電池１８ｃは第２電池１８ｂよりも容量が大きい。第３電池１８ｃは好ましくは、第１面に取り外し可能に取り付けられる。第３電池１８ｃは好ましくは、電子機械機構１２の第１面１２ａに、第１電池１８ａおよび第２電池１８ｂと同様、第３電池１８ｃの接合面２１ｃが第１面１２ａと実質的に重なるように取り付けられる。酸素濃縮器１０は、第１電池１８ａ、第２電池１８ｂ、および第３電池１８ｃを含むことには限られない。電子機械機構１２に様々な時間、様々な流量の濃縮酸素を生成させるのに必要なサイズ、構成を持つ、第１電池１８ａ、第２電池１８ｂ、第３電池１８ｃよりも大きい電池、またはそれらよりも小さい電池が含まれてもよい。酸素濃縮器１０は、第１電池１８ａ、第２電池１８ｂ、第３電池１８ｃをほとんどいくつでも搭載可能である。使用者または設計者が望む酸素濃縮器１０の好ましい機能を実行可能であればよく、ここに記載されているような、酸素濃縮器１０の通常の動作条件に耐えうるものであればよい。濃縮器における電池の重量はしばしば、電池１８ａ、１８ｂ、１８ｃの数またはサイズを変えることによって管理される。これにより、患者に濃縮器を柔軟に使用させることができる。たとえば、小型で比較的軽量の第１電池１８ａは小旅行用に使われてもよく、比較的重い中型の第２電池１８ｂ、または更に大きい第３電池１８ｃが長期の旅行用に使われて、酸素濃縮器１０をより長時間利用させてもよい。
【００２５】
電池１８は好ましくは解放ボタン２８を上面に含む。解放ボタン２８は、電池１８を電子機械機構１２から取り外すのに利用され、濃縮器の使用中は電池１８を電子機械機構１２へロックするのを補助する。解放ボタン２８の位置は上面には限られず、電子機械機構１２に取り外し可能に嵌められている電池１８のいずれの部位の近くに置かれてもよい。
【００２６】
第１実施形態による酸素濃縮器１０は、使用者が選択可能な吸着剤容器２２も含む。吸着剤容器２２は電子機械機構１２の第２面１２ｂに脱着可能である。吸着剤容器２２の収容可能容積は、電子機械機構１２が１回使用される間に生成可能な濃縮酸素の量または体積を定める。一般に、ステージ１の患者の治療に必要な量の酸素が濃縮されれば、その患者には、予備の吸着剤容器を携帯する必要がない。その患者は、処方される流量が限られている小さな濃縮器を借り、または購入すれば、おそらく足りる。吸着剤容器２２は典型的には、濃縮酸素の体積が増大するほど大きくなり、重たくなる。その他に、吸着剤容器２２は同じサイズのままでもよいが、ある種の容器がより濃縮された酸素を処理可能である。それは、吸着剤の塊をより小さい径にし、または、その物理的／化学的な組成を変えて酸素の流量をより大きくすることで達成される。このような吸着剤容器２２はより重たく、またはより高価になり得るので、好ましくは医者がより大きい流量を指示したときに使われる。酸素濃縮器１０の設計では電子機械機構１２に、複数の吸着剤容器２０に取り付け可能な、様々な流量に共通する部品が設けられている。電子機械機構１２の電子系統とバルブ系統とは一般に濃縮器のサイズには依らない。コンプレッサ１４は好ましくは、予定の範囲の酸素流量を生み出すのに十分な空気流を生成できるように選ばれている。コンプレッサ１４は、吸着剤容器２０のうち最大のものが最大体積の酸素を濃縮するのに十分な程度に大きい。こうして、ステージ１の患者には、比較的小型で軽量の第１吸着剤モジュールまたは容器２０ａが電子機械機構１２に取り付けられた酸素濃縮器１０が提供されるであろう。
【００２７】
第１実施形態では、吸着剤容器２０が、第１吸着剤容器２０ａ、中型の第２吸着剤容器２０ｂ、および大型の第３吸着剤容器２０ｃを含む。酸素濃縮器１０が含むのはこれら３種類の吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃには限られない。患者が必要とし、および／または設計者が望めば、それに基づいてより大型、またはより小型の吸着剤容器２０が含まれてもよい。先行技術による装置とは異なり、本発明品では、患者によって交換可能な吸着剤容器（吸着剤モジュールともいう。）２０が拡張可能である。患者が、医者からの指示に応じて、たとえば、小型の第１吸着剤容器２０ａを中型の第２吸着剤容器２０ｂ、大型の第３吸着剤容器２０ｃへ単に交換するだけで、酸素濃縮器システム１０の最大容量を増やすことができる。第１吸着剤容器２０ａは好ましくは第２吸着剤容器２０ｂよりも収容可能容積が小さく、第３吸着剤容器２０ｃは好ましくは第２吸着剤容器２０ｂよりも収容可能容積が大きい。吸着剤容器２０が患者によって取り付けられる際、吸着剤容器２０は電子機械機構１２によって自動的に識別され、動作状態において電子機械機構１２が、それに取り付けられた特定の吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃに合わせて動作する。より詳しくは、電子機械機構１２は、それに取り付けられた特定の吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃに応じて異なる流量設定、タイミング、圧力範囲、コンプレッサの負荷、コンプレッサの速度、バルブの順序等で動作してもよい。
【００２８】
第１吸着剤容器２０ａは好ましくは第１容積の吸着剤を収容可能である。第１容積は、吸着剤の体積、種類、吸着剤を含む容器に通じる入口のサイズ、その他、第１吸着剤容器２０ａの収容可能容積に関連する特徴に基づいて決まる。第２吸着剤容器２０ｂは好ましくは、第１容積よりも大きい第２容積の吸着剤を収容可能であり、第３吸着剤容器２０ｃは好ましくは、第２容積よりも大きい第３容積の吸着剤を収容可能である。第１吸着剤容器２０ａの第１容積は、第１吸着剤容器２０ａの中に実際に含まれる吸着剤の第１体積によって調節されてもよく、第２吸着剤容器２０ｂの第２容積は、第２吸着剤容器２０ｂの中に実際に含まれる吸着剤の第２体積によって調節されてもよく、第３吸着剤容器２０ｃの第３容積は、第３吸着剤容器２０ｃの中に実際に含まれる吸着剤の第３体積によって調節されてもよい。第３体積は第２体積よりも大きく、第２体積は第１体積よりも大きい。その他に、第１吸着剤容器２０ａは第１吸着剤を含み、第２吸着剤容器２０ｂは第２吸着剤を含んでもよい。第１吸着剤は第２吸着剤とは材料が異なり、第２吸着剤は第１吸着剤よりも吸収能力が高い。第１吸着剤と第２吸着剤とは好ましくはゼオライトから成る。
【００２９】
第１吸着剤容器２０ａは好ましくは、それに連係し、または取り付けられた第１通知装置２０ｘ1を含む。第２吸着剤容器２０ｂは好ましくは第２通知装置２０ｘ2を含み、第３吸着剤容器２０ｃは好ましくは第３通知装置２０ｘ3を含む。これら３台の通知装置２０ｘ1、２０ｘ2、２０ｘ3は、以下、通知装置２０ｘとして総称される。通知装置２０ｘは、第１吸着剤容器２０ａ、第２吸着剤容器２０ｂ、第３吸着剤容器２０ｃ等、特定の吸着剤容器２０の収容可能容量を示すのに利用される。第１実施形態では、第１通知装置２０ｘ1は第１磁石で構成され、第２通知装置２０ｘ2は第２磁石で構成され、第３通知装置２０ｘ3は第３磁石で構成されている。第１通知装置２０ｘ1、第２通知装置２０ｘ2、第３通知装置２０ｘ3は磁石で構成されるものには限られない。バーコード、機械的な組み合わせ、機械的な特徴、視覚的な特徴等、特定の吸着剤容器２０の収容可能容積を識別するのに利用できる要素または特徴を持つものであればよい。通知装置２０ｘは好ましくは吸着剤容器２０に取り付け可能であり、電子機械機構１２と通信して特定の吸着剤容器２０の収容可能容積を識別する。
【００３０】
第１実施形態では、制御器１７が電子機械機構１２に実装されており、動作状態において、第１通知装置２０ｘ1、第２通知装置２０ｘ2、第３通知装置２０ｘ3と通信する。特に、電子機械機構１２に取り付けられた吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの通知装置２０ｘと通信する。電子機械機構１２、関連するセンサー、および吸着剤容器２０の間での通信は、電気接続、磁気センサー、物理的スイッチ、無線通信、機械的組み合わせ、光学スイッチ、またはその他のセンサーもしくは送信機を通して行われる。
【００３１】
第１実施形態では、通知センサー２０ｙが電子機械機構１２に、好ましくは第２面１２ｂ、すなわち吸着剤容器２０が実装された電子機械機構１２の面１２ｂの近くに取り付けられている。通知センサー２０ｙの取付位置は第２面１２ｂの近くには限られず、好ましくは通知装置２０ｘと通信できるように決められる。通知センサー２０ｙは好ましくは制御器１７と通信し、動作状態において、どの吸着剤容器２０が電子機械機構１２に取り付けられているかに関する信号を制御器１７へ送る。第１実施形態では通知センサー２０ｙは、通知装置２０ｘ（好ましくは磁石から成る。）の存在を検知するホール効果センサーである。通知センサー２０ｙはホール効果センサーから成る場合には限られない。様々な通知装置２０ｘを検出可能であり、検知した通知装置２０ｘについて制御器１７に通知することができ、通知センサー２０ｙの通常の動作条件に耐えうるものであれば、ほとんどいかなるセンサーから構成されてもよい。通知センサー２０ｙはたとえば、吸着剤容器２０の上のバーコード、その他の視覚的指標を検出する視覚的または光学的センサー、吸着剤容器２０の機械的に異なる特徴を検出する機械的な組み合わせ、または動作状態において吸着剤容器２０の間の違いを検出可能なその他のセンサーで構成されてもよい。通知センサー２０ｙが視覚的または光学的センサーである場合、第１吸着剤容器２０ａは第１バーコード２０ｘ1を含み、第２吸着剤容器２０ｂは第２バーコード２０ｘ2を含み、第３吸着剤容器２０ｃは第３バーコード２０ｘ3を含んでいてもよい。これらは通知センサー２０ｙによって光学的に検出されて制御器１７に通知され、酸素濃縮器１０の適切な動作に利用される。通知センサー２０ｙはまた、吸着剤容器２０に取り付けられた通知装置２０ｘの接近を検知する近接センサーで構成されてもよい。その吸着剤容器２０は、動作状態において電子機械機構１２に取り付けられている特定の吸着剤容器２０である。通知センサー２０ｙは好ましくは、様々な吸着剤容器２０の中から特定のもの２０ｘを検出し、特定された吸着剤容器２０に基づいて制御器１７が酸素濃縮器１０を動作させるように、制御器１７へ信号を送る。
【００３２】
たとえば、動作状態において第１吸着剤容器２０ａが電子機械機構１２に取り付けられていることを示す信号を通知センサー２０ｙが制御器１７へ送った場合、制御器１７は第１吸着剤容器２０ａへ空気を送り、そこから酸素を取り出すバルブの開閉タイミングを変えてもよい。制御器１７は、それに代えて、またはそれと組み合わせて、使用者が利用可能な流量を制限してもよい。それにより、コンプレッサ１４は第１速度で動作する。第１速度は、電子機械機構１２に第２吸着剤容器２０ｂが取り付けられている場合の第２速度よりも遅く、第３吸着剤容器２０ｃが取り付けられている場合の第３速度よりも遅い。動作状態において第２吸着剤容器２０ｂが電子機械機構１２に取り付けられていることを示す信号を通知センサー２０ｙが制御器１７へ送った場合、制御器１７は第２吸着剤容器２０ｂへ空気を送り、そこから酸素を取り出すバルブの開閉タイミングを変えて、追加で精製された酸素を使用者に利用させてもよい。制御器１７はそれに代えて、またはそれに加えて、ＰＳＡ法によるバルブの開閉時間を増減してもよく、使用者に追加の、または更に大きい流量を設定させてもよい。さらに、動作状態において第３吸着剤容器２０ｃが電子機械機構１２に取り付けられていることを示す信号を通知センサー２０ｙが制御器１７へ送った場合、制御器１７は第３吸着剤容器２０ｃへ空気を送り、そこから酸素を取り出すバルブの開閉タイミングを変えてもよい。動作状態において第３吸着剤容器２０ｃが電子機械機構１２に取り付けられていることが識別された場合、制御器１７は、使用者が利用可能な流量の設定を更に拡大してもよい。非限定的な例として、第１吸着剤容器２０ａが電子機械機構１２に取り付けられていることを示す信号を制御器１７が受け取った場合、利用可能な３種類の設定を選択ダイアル１６ｂに示してもよい。たとえば、「１」は、濃縮器１０に精製酸素を患者へ２００ｍｌ／分で供給させ、「２」は４００ｍｌ／分で供給させ、「３」は６００ｍｌ／分で供給させる。２００ｍｌ／分から６００ｍｌ／分までのこの範囲を第１酸素流量範囲または第１酸素体積と呼ぶ。制御器１７はその他に、第２吸着剤容器２０ｂが電子機械機構１２に取り付けられている場合、利用可能な５種類の設定を選択ダイアル１６ｂに示してもよい。「１」は、濃縮器１０に精製酸素を患者へ２００ｍｌ／分で供給させ、「２」は４００ｍｌ／分で供給させ、「３」は６００ｍｌ／分で供給させ、「４」は８００ｍｌ／分で供給させ、「５」は１０００ｍｌ／分で供給させる。２００ｍｌ／分から１０００ｍｌ／分までのこの範囲を第２酸素流量範囲または第２酸素体積と呼ぶ。第１酸素体積と第２酸素体積とは範囲が重なっているが、第２吸着剤容器２０ｂが取り付けられている場合の第２酸素体積は、第１吸着剤容器２０ａが取り付けられている場合の第１酸素体積よりも大きい。これにより、第２吸着剤容器２０ｂが電子機械機構１２に取り付けられている場合、患者は体積のより大きい精製酸素流を受けることができる。同様に、第３吸着剤容器２０ｃが電子機械機構１２に取り付けられている場合、好ましくは、第３酸素流量範囲または第３酸素体積が利用される。これは第２酸素体積と範囲が重なっているが、上限が第２酸素体積よりも大きい。
【００３３】
電子機械機構によって取得されるデータは、濃縮器１０の位置、全地球測位システム（ＧＰＳ）追跡データ、動き、電池の電力、使用時間、酸素の純度、利用状況、電池１８の存在、吸着剤容器２０の存在、患者の呼吸数、酸素の流量、濃縮酸素の圧力、タイマー、使用率、温度、湿度等の環境要素、および電力消費率であるが、これらには限られない。取得されたデータは電子機械機構１２内の制御器１７に集められて保存される。制御器１７は患者の担当医または他の職員がアクセスする中央処理装置（図示せず。）と有線または無線の通信で繋がっていてもよい。集められたデータは医師またはその他の職員によって、診断、治療、課金、監視、その他、患者の利用法および治療の効果を追跡する目的で利用されてもよい。制御器１７は中央処理装置と、Ｗｉ−Ｆｉ、ブルートゥース（登録商標）、その他の無線通信プロトコルで通信してもよく、モバイル機器のソフトウェアアプリケーションを通して、患者、医師、その他の職員にデータを追跡させてもよい。そのデータには、濃縮器１０の位置、電池の電力、酸素の純度、ＧＰＳ追跡データ、利用状況、および関連情報が含まれていてもよい。さらに、モバイル機器のアプリケーションは、患者が所定時間、濃縮器を使わなかった場合、酸素の純度が所定のレベルを下回った場合、電池の電力が所定のレベルを下回った場合、またはその他、使用中に集められたデータに基づいて決定される理由により、患者、医師、またはその他の職員に警告を与えるものであってもよい。モジュール式である酸素濃縮器１０は、第１吸着剤容器２０ａが電子機械機構１２に取り付けられている場合、２００ｍｌ／分、４００ｍｌ／分、および６００ｍｌ／分で濃縮酸素を供給可能である。第２吸着剤容器２０ｂが電子機械機構１２に取り付けられている場合、濃縮器１０は好ましくは８００ｍｌ／分以上の精製酸素も供給可能である。第３吸着剤容器２０ｃが電子機械機構１２に取り付けられている場合、濃縮器１０は１０００ｍｌ／分以上の精製酸素も供給可能である。モジュール式酸素濃縮器１０はその他に、精製酸素を異なるレベルまたは異なる容量で供給可能であってもよいが、いずれのレベルまたは容量にも限られない。濃縮器１０は、設計者の要望または患者の要求によっては、同等な体積の濃縮酸素と共に、異なる純度の酸素を生成するように設計され、構成されてもよい。
【００３４】
吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、電池１８と同様に、動作状態において電子機械機構１２の第２面１２ｂと実質上重なり合う接合面２２ａ、２２ｂ、２２ｃを含む。さらに、吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、電池１８と同様に、動作状態において電子機械機構１２の外面１２ｃと、特に第２面１２ｂの近接端と実質上連続的な外面を成す外面２３ａ、２３ｂ、２３ｃを含む。したがって、動作状態において吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの接合面２２ａ、２２ｂ、２２ｃは電子機械機構１２の第２面１２ｂに近接して実質上重なり合う。吸着剤モジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃの外面２３ａ、２３ｂ、２３ｃは電子機械機構１２の外面１２ｃと実質上の連続面を成し、外面１２ａ、２３ｂ、２３ｃ、１２ｃの間には大きな不連続性がなく、酸素濃縮器１０の外観は、動作状態において単一のユニットである。酸素濃縮器１０の外観はこのような単一のユニットには限られない。大まかには電池１８が分割されており、電子機械機構１２と電気的にのみ接続されていてもよく、吸着剤容器２０が電子機械機構１２と延長可能な管またはホースで接続されていてもよい。
【００３５】
第１実施形態では、電子機械機構１２に対する吸着剤容器２０の取り外しと交換とが電池１８の取り外しと交換と同程度に容易である。吸着剤容器２０は好ましくは、吸着剤モジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃのそれぞれが電子機械機構１２と並ぶことによって間に空気の流れが繋がり、ある種の物理的固定機構によって固定されるように、電子機械機構１２に接続されている。この固定機構は、電池１８についてすでに述べた機構および方法と同様である。こうして、ＣＯＰＤ等、患者の呼吸疾患が早期段階からより深刻な段階へ移行したと医者が診断してより大きな酸素流を指示した場合、患者は、より大きな流量の吸着剤モジュール２０ｂ、２０ｃを注文するだけでよい。より大型の酸素濃縮器の金額よりも小額ですむ。さらに、患者は、最初に酸素濃縮器１０を支給されたときに、複数のサイズの吸着剤モジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃを与えられてもよい。患者は適切な吸着剤モジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃに交換すれば、低流量の濃縮器をより高流量の濃縮器へと変換できる。患者は治療期間中、先行技術の酸素濃縮器の場合に典型的であるように複数台の濃縮器を使う代わりに酸素濃縮器１０を使い続け、必要に応じて、上記のように、電子機械機構１２に取り付けるべき吸着剤モジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃを単にカスタマイズしてアップグレードするだけでよい。こうして、より大容量の酸素濃縮器に換える費用が先行技術の酸素濃縮器よりも大幅に削減される。先行技術の酸素濃縮器は、容量の違うユニットへ移行する場合には全体を交換しなければならないからである。さらに、酸素濃縮器１０の重量、サイズ、価格は実質上、患者の必要に見合うものである。患者が呼吸疾患の早期段階であり、比較的持ち運びがしやすいように比較的軽い酸素濃縮器１０を好むのであれば、小型の電池１８ａを小型の吸着剤モジュール２０ａとペアにすればよい。患者が呼吸疾患のより後期段階であれば、大型の電池１８ｃと流量の大きい吸着剤モジュール２０ｃとをペアにした、比較的大容量だが、より重たい酸素濃縮器１０を使えばよい。第１実施形態では、順にサイズの大きい電池１８ａ、１８ｂ、１８ｃの中から適切なサイズを選択することにより、酸素濃縮器１０の使用可能時間の長短を調節する能力が患者に与えられている。
【００３６】
ＣＯＰＤ等、進行性の呼吸器系疾患の治療では、一般に、患者に与えられる（精製）酸素のレベルと量とが増やされていく。（精製）酸素の供給量を増大させるには、典型的には、より大流量で大容量である、より大型で高額の酸素濃縮器を患者に提供すればよい。この場合、先行技術の装置については、典型的には、患者の病気の進行または重症化に合わせて元の装置を返還し、または廃棄して、新しいより大容量の濃縮器を購入することが必要である。好ましい酸素濃縮器１０はモジュール化されているので、患者の病気が進行しても、小容量の酸素濃縮器を返還も廃棄もする必要がない。
【００３７】
第１実施形態による酸素濃縮器１０には３種類の基本的な部品がある。電子機械機構（コアともいう。）１２と、一連の電池１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、一連の濾過モジュールすなわち吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃとである。電子機械機構は好ましくは、電子系統すなわち制御機構、バルブ、コンプレッサ１４を含む。コンプレッサ１４は、病気が進行する間に患者が必要とする流量のうち最大のものを与えるだけの容量を持つ。電池１８は好ましくは、サイズの異なる第１電池１８ａ、第２電池１８ｂ、第３電池１８ｃを含む。これらの電池１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、それぞれのサイズと濃縮器１０の消費電力とに応じて、濃縮器１０を比較的短時間、中時間、長時間駆動することができる。一連の吸着剤容器２０は、それらが機能しなくなれば交換可能である。吸着剤容器２０は交換により、空気から分離される酸素の容量を増減すること、すなわち生成される濃縮酸素の体積を増減することができる。吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃが機能しなくなるのには様々な理由がある。正常な消耗の他、内部の濾過材が湿気等、能力を劣化させる要因に曝されることが含まれる。患者は、好ましくは技術的な補助なしで、吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃを電子機械機構１２から取り外して交換することができる。
【００３８】
使用の際、患者の病気の進行に伴い、医師が高流量の酸素を指示した場合、患者または濃縮器の供給元は吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃをより大きなものへ変えていくことができる。これにより、濃縮器１０は、電子機械機構１２を交換することなく、流量を増やすことができる。吸着剤容器２０は、典型的には、価格が電子機械機構１２の何分の１かですむ。したがって、酸素濃縮器１０のモジュール機能を使えば、患者も濃縮器１０の提供元もお金を節約できる。濃縮器１０は、嵩すなわち重量を最小に留めたままで必要な流量を生成することができるので、患者にとって持ち運びに優れている。
【００３９】
図１−図４を参照すると、吸着剤容器２０はロック機構３０を含む。ロック機構３０は吸着剤容器２０を電子機械機構１２の第２面１２ｂに、取り付けられた状態で固定する。ロック機構３０は好ましくは、留め金（タング（tang）ともいう。）３０ａ、平行移動可能な棒３０ｂ、およびロック穴３０ｃを、電子機械機構１２の第２面１２ｂ内に含む。棒３０ｂは、第２面１２ｂに隣接する吸着剤容器２０のハウジングの中に完全に取り込まれており、移動可能に固定されている。棒３０ｂは第２面１２ｂとほぼ平行に移動可能である。第１実施形態では、棒３０ｂは吸着剤容器２０の内部で上側の棚３２ａと下側の棚３２ｂとに固定されている。両方の棚３２ａ、３２ｂには穴が開いており、それらの中を棒３０ｂの上部と下部とが移動可能に貫通している。棒３０ｂと留め金３０ａとは付勢部材すなわち圧縮ばね３４により、下側の棚３２ｂに向かって押されている。留め金３０ａはその基端から離れた所にスロープ面３０ｄを含む。留め金３０ａの基端は棒３０ｂに取り付けられている。吸着剤容器２０はまた、解放穴３６も含む。解放穴３６は、接合面２２の近くで棒３０ｂと実質上並んでいる。棒３０ｂは、使用者が解放穴３６を通して挿し込んだ解放具３１により上側の棚３２ａに向かって押され、ばね３４の力に抗して動く。
【００４０】
吸着剤容器２０はまた、接合面２２から伸びている緩衝器３８と、空気流用継手４０とを含む。緩衝器３８は好ましくは柔軟な材料から成り、電子機械機構１２に取り付けられた状態で電子機械機構１２に対する圧力を維持する。これにより、電子機械機構１２と、それに取り付けられた吸着剤容器２０との間の振動を抑え、または防ぐ。空気流用継手４０は好ましくは接合面２２から伸びており、コンプレッサ１４、吸着剤容器２０、および患者に与える濃縮酸素の供給ライン（図示せず。）の間に流路を構成する。緩衝器３８は電子機械機構１２のハウジングの第２面１２ｂに開いた緩衝器用の穴３８ａを通して伸びていてもよく、第２面１２ｂに支えられていてもよく、その他、電子機械機構１２と、それに取り付けられた吸着剤容器２０との間で振動を抑えられるように設計されていてもよい。緩衝器３８の位置は吸着剤容器２０の接合面２２には限られない。留め金３０ａ、空気流用継手４０、第２面１２ｂ、または電子機械機構１２もしくは吸着剤容器２０の他の部品に接続され、または固定されていてもよく、電子機械機構１２と、それに取り付けられた吸着剤容器２０との間の振動と動きとを抑えられればよい。酸素濃縮器１０は、振動のアクティブコントロール、またはスプリング／ダンパー構造等、電子機械機構１２、吸着剤容器２０、および電池１８の間の振動を抑制して制御する付加機能を備えていてもよい。制振機能は電池１８に対しても、緩衝器３８またはスプリング／ダンパー構造等、吸着剤容器２０に対する上記のものと同様であってもよい。
【００４１】
使用の際、吸着剤容器２０は好ましくは、留め金３０ａがロック穴３０ｃに並び、空気流用継手４０と緩衝器３８とが、電子機械機構１２の第２面１２ｂに設けられた対応する隙間、継手、穴と並ぶように、電子機械機構１２に取り付けられる。吸着剤容器２０が第２面１２ｂに向かって押されると、スロープ面３０ｄがロック穴３０ｃの下側の縁に接触し、ばね３４の力に抗して留め金３０ａと棒３０ｂとを吸着剤容器２０に対して上側へ、すなわち上側の棚３２ａに向かって押す。吸着剤容器２０が第２面１２ｂに向かって更に押されると、スロープ面３０ｄの鼻先３０ｅがロック穴３０ｃの下側の縁を通過して、ばね３４が棒３０ｂと留め金３０ａとを下側の棚３２ｂに向かって下側へ押し返す。これにより、鼻先３０ｅが、ロック穴３０ｃの傍に位置する電子機械機構１２のハウジングの内面に引っ掛かる。鼻先３０ｅと電子機械機構１２のハウジングとの引っ掛かりにより、吸着剤容器２０が電子機械機構１２に、取り付けられた状態で固定される。吸着剤容器２０のハウジング内に棒３０ｂが位置することと、取り付けられた状態では留め金３０ａにほぼ触れることができないこととにより、吸着剤容器２０が電子機械機構１２から不用意に外れることが防止される。吸着剤容器２０が電子機械機構１２に一旦接続されると、電子機械機構１２への吸着剤容器２０の接続が維持されることが望ましい。これにより、誤って吸着剤容器２０が電子機械機構１２から外れて、吸着剤が、空気流用継手４０を通して吸着剤容器２０に流れ込む空気中の湿気に曝されることが防止される。
【００４２】
電子機械機構１２に接続された吸着剤容器２０を取り外して交換することを使用者が望み、医師が要求し、または使用に基づいて勧められた場合、交換用の吸着剤容器２０と解放具３１との一式が使用者に送られる。解放具３１は、図４が示すように、解放穴３６を通して吸着剤容器２０の中に挿し込まれる。使用者は解放具３１を棒３０ｂの下端に押し付けて、ばね３４の力に抗して留め金３０ａを吸着剤容器２０のハウジングと電子機械機構１２のハウジングとに対して上方へ動かす。棒３０ｂと留め金３０ａとが上側へ押されて、鼻先３０ｅがロック穴３０ｃの下側の縁を乗り越えると、吸着剤容器２０が電子機械機構１２から引き離されて、取り付けられた状態から吸着剤容器２０が解放される。その後、交換用の吸着剤容器２０が電子機械機構１２に上記のとおりに取り付けられ、解放具３１が取り外される。酸素濃縮器１０は、ここに記載されたロック機構３０と関連部品とを持つものには限られない。好ましくは使用者にとって、使用中に不用意に外すことの難しい別のロック機構と解放機構とが含まれていてもよい。その他に、吸着剤容器２０に、吸着剤容器２０を電子機械機構１２から外すための折りたたみ可能なプルタブが設けられていてもよい。好ましくは、そのタブを引っ張ることにより、または吸着剤容器２０を滑らせるように扱うことにより、吸着剤容器２０は濃縮器１０から取り外される。好ましくは、戻り止めにより吸着剤容器２０が濃縮器１０の中に保持される。
【００４３】
図３−図５を参照すると、吸着剤容器２０は、第１吸着剤室５０ａ、第２吸着剤室５０ｂ、および酸素貯蔵室５２を含む。各吸着剤室５０ａ、５０ｂの中には吸着剤が入っており、空気から酸素を分離するのに利用される。酸素貯蔵室５２には精製酸素が保管され、そこから酸素ホース２６を通して患者へ濃縮酸素が送られる。第１吸着剤室５０ａ、第２吸着剤室５０ｂ、および酸素貯蔵室５２は好ましくは高分子材料で一緒に成形され、すなわち一体に形作られる。第１実施形態では、高分子材料はポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から成り、ガラス繊維等の典型的なフィラー材が詰められていても、詰められていなくてもよい。第１吸着剤室５０ａと第２吸着剤室５０ｂとは、ＰＶＤＣとＰＶＤＦとには限らず、他の物質から構成されていてもよいが、ＰＶＤＣとＰＶＤＦとは、強度、構造の整合性、排出される揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の少なさ、低透水性、および加工性の面で好ましい。吸着剤室５０と酸素貯蔵室５２とを一緒に成形する場合、それらを別の高分子材料から構成してもよい。その高分子材料は次の条件を満たせばよい。吸着剤室５０と酸素貯蔵室５２とに、好ましい機能を発揮するのに十分な強度と剛性とを与える。吸着剤室５０と酸素貯蔵室５２との正常な動作条件に耐えることができる。圧縮された酸素と空気を中に留めることができる。その他、吸着剤室５０と酸素貯蔵室５２とが一緒に成形される場合において、それらに好ましい機能を発揮させることができる。第１吸着剤容器２０ａ、第２吸着剤容器２０ｂ、第３吸着剤容器２０ｃは、高さＨ、幅Ｗ、および奥行きＤを持つ。これらは吸着剤容器２０の各サイズに合ったものである。吸着剤室５０と酸素貯蔵室５２とのそれぞれのサイズは、異なる吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内部において異なっていてもよい。ただし、好ましくは、どの吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃが電子機械機構１２に取り付けられているかにかかわらず、組み上がった酸素濃縮器１０の全体の形が変わらないように、吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃそれぞれの全体の形は同じである。吸着剤容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの全体の形が統一されていることは限定事項ではなく、図３に示されているように、各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃのサイズが異なっていてもよい。単一の吸着剤容器２０の中では、吸着剤室５０と酸素貯蔵室５２とが、吸着剤容器２０の同じ端で連通していてもよい。これにより、吸着剤容器２０と電子機械機構１２の多岐管の設計との両方が単純化される。第１実施形態では、第１吸着剤室５０ａが第１継手５１ａに連通し、第２吸着剤室５０ｂが第２継手５１ｂに連通し、酸素貯蔵室５２が第３継手５１ｃに連通している。各継手５１ａ、５１ｂ、５１ｃは吸着剤容器２０の接合面２２から伸びている。第１継手５１ａ、第２継手５１ｂ、第３継手５１ｃは電子機械機構１２の継手（図示せず。）と繋がっており、酸素の精製と貯蔵、および電子機械機構１２との間での酸素と空気とのやりとりに利用される。
【００４４】
酸素貯蔵室５２は吸着剤室５０ａ、５０ｂと一緒に吸着剤容器２０の中に成形されていることは、酸素貯蔵室５２を電子機械機構１２の中に入れる必要がないので好ましい。典型的な酸素濃縮器は酸素貯蔵室を、交換可能な吸着剤容器２０の中ではなく、電子機械機構またはメインハウジングの中に含む。典型的な酸素濃縮器の酸素貯蔵室は一般に、メインハウジングの中に実装されたアルミニウム製の圧力容器で構成されており、酸素の輸送に濾過室と連通した配管を通す必要がある。それ故、典型的な酸素濃縮器はハウジングまたは電子機械ユニットの中に十分なスペースを確保しなければならない。シールも必要であり、付属品の境界を越えて交換可能な濾過室へ酸素を運ばなければならない。
【００４５】
図６の（ａ）−（ｅ）を参照すると、第２実施形態による酸素濃縮器１１０は、患者に様々な体積の濃縮酸素を様々な流量で供給するものであり、第１実施形態による酸素濃縮器１０と同様な構成を持つ。したがって、同じ参照番号は、第２実施形態による酸素濃縮器１１０の同様な要素を特定するのに使われ、第２実施形態による酸素濃縮器１１０の要素から第１実施形態による酸素濃縮器１０の要素を区別する場合には、参照番号の前に「１」を付す。
【００４６】
第２実施形態による酸素濃縮器１１０は電子機械機構１１２を含む。電子機械機構１１２は、側面にはサイズの異なる吸着剤容器１２０を嵌めるようになっており、底面にはサイズの異なる電池１１８を嵌めるようになっている。電子機械機構１１２は好ましくはハンドルボタン１１２ｈを含む。ハンドルボタン１１２ｈは、吸着剤容器１２０が接続される第２面１１２ｂと対向する側面から伸びている。吸着剤容器１２０は好ましくはハンドルボタン１２０ｈを、接合面１２２と対向する側面に含む。ハンドルボタン１１２ｈ、１２０ｈは、酸素濃縮器１１０を運ぶためのハンドル１６０に脱着可能である。吸着剤容器１２０上のハンドルボタン１２０ｈはまた、吸着剤容器２０を引っ張って電子機械機構１１２から外すのにも利用可能である。
【００４７】
第２実施形態による電子機械機構１１２は、縦型の引き出し用の穴のような空間を含んでいてもよい。この空間の中には吸着剤容器１２０が入り、電子機械機構１１２に取り外し可能に取り付けられる。ハンドルボタン１２０ｈは、好ましくは、頭が平たく柄の細いマッシュルームのような形をしており、柄の表面に平坦な領域を含む。第２実施形態はまた解放具１３１を含む。解放具３１は、ハンドルボタン１２０ｈの頭の下にある柄の平坦部分に、ボルトにレンチを付けるように脱着可能である。吸着剤容器１２０を電子機械機構１１２から外すには、患者は好ましくは解放具１３１を、ハンドルボタン１２０ｈの柄の平坦部分で、酸素濃縮器１１０の垂直軸に対して直角に動かす。その後、患者は解放具を９０°回す。これに伴って楕円形の板も回る。この板は、吸着剤容器１２０の壁、すなわちハウジングに位置するロック機構１７０である。ロック機構１７０は、楕円形の長軸を電子機械機構１１２のハウジング内の溝に引っ掛けることによって、吸着剤容器１２０を電子機械機構１１２にロックする。ロック機構１７０の楕円形は好ましくは、解放具１３１が電子機械機構１１２に対して垂直であるときにはロックを解除し、水平であるときにはロックする。電子機械機構１１２の向きは、そのユニットの底に位置する電池１１８で決まる。ロックが解除されたとき、解放具１３１は好ましくは持ち手にもなる。この持ち手を使って患者は吸着剤容器１２０を電子機械機構１１２から引っ張って外し、または押して電子機械機構１１２に取り付ける。吸着剤容器１２０を交換した後、患者は好ましくは解放具１３１を水平に戻して、ハンドルボタン１２０ｈから外す。その他に、吸着剤容器１２０は、飲料容器に使われるものと同様な折りたたみ式のプルタブを備えていてもよい。この場合、好ましくは、戻り止めにより吸着剤容器１２０が取り付けられた状態で保持される。
［構成例１］
【００４８】
第１実施形態による酸素濃縮器１０は電子機械機構１２を含む。電子機械機構１２は、コンプレッサ１４、バルブ、連係する多岐管、電子回路基板、冷却ファン、およびユーザーインタフェイス１６を含む。ユーザーインターフェイス１６は、ディスプレイ１６ａ、選択ダイアル１６ｂ、および電源ボタン１６ｃを含む。選択ダイアル１６ｂは、濃縮酸素の流量を濃縮器１０の仕様の範囲内で選択させる。好ましくは、いずれの電池１８または吸着剤容器２０が電子機械機構１２に取り付けられているかにかかわらず、電子機械機構１２は変わらない。電子機械機構１２は断面が大まかには長方形であり、好ましくは上面に、ユーザーコントロール、インジケータ等のインターフェイス１６がある。吸着剤容器（濾過モジュールともいう。）２０と電池１８とは電子機械機構１２の両側の側面、すなわち第１面１２ａと第２面１２ｂとに取り外し可能に接続されている。電池１８は好ましくは二次電池のセルを４個、８個、１２個、または１６個収納している。セルは互いに接続されて１２Ｖの直流電圧を生み出す。吸着剤容器２０は好ましくは濾過室を２つと酸素貯蔵室を１つ含む。吸着剤容器２０は好ましくは、中に吸着剤を、３０ｇ、４０ｇ、または５０ｇ含む。ＣＯＰＤの早期段階である患者は、１リットル／分（ＬＰＭ）−２ＬＰＭ程度の流量の酸素を処方される。酸素療法用に患者に提供される設備としては、ＤＭＥが選択される。ＤＭＥは最小の吸着剤容器２０ａを選択して電子機械機構１２に接続する。続いて、小型電池１８ａまたは中型電池１８ｂが電子機械機構１２用に選択される。小型電池１８ａは５０Ｗｈの電池から構成されていてもよく、２．５時間から３．５時間、家での生活に見合う程度の酸素を供給し続ける。この構成では、酸素濃縮器１０は最軽量の部品を含むので、患者にとって持ち運びが比較的容易である。中型電池１８ｂは５時間から７時間酸素を供給し続け、小型の第１電池１８ａを充電している間使われ続けることができる。この構成では、酸素濃縮器１０は全体の重量が、好ましくは、ほぼ２．５ｌｂｓであり、比較的軽量であるので、患者にＬＴＯＴ／ウォーキング療法を守らせることが比較的容易である。第１吸着剤容器２０ａは小型で低流量であり、好ましくは、選択ダイアル１６ｂで選択可能な３種類の設定で動作可能である。選択ダイアル１６ｂは、患者へ供給される濃縮酸素の流量を制御することができる。３番目の設定では好ましくは、患者の運動量が増している間、患者への処方として必要な濃度よりも濃縮された酸素流を供給する。
［構成例２］
【００４９】
構成例１に記載された患者が呼吸疾患の第２段階へ進み、担当医が酸素流量を３ＬＰＭ程度に増やすことを勧める。その増やした流量を担当医が処方箋に記入すると、先行技術による方法では、ＤＭＥが完全に異なる濃縮器を患者に提供したであろう。患者の使用する比較的低流量の濃縮器では、この増大した流量を供給することができないからである。ＤＭＥは古い濃縮器を回収して一般には、増大した流量を供給可能なより大容量の濃縮器と交換しなければならなかったであろう。その結果、患者に提供された元の濃縮器は回収され、新しい濃縮器が、新たな操作方法と訓練と共に、患者に提供される。これは、ＤＭＥと患者とにとって時間がかかり、高額な措置であり、ＤＭＥが新たな高流量の処方を処理する間、患者に、流量が増えた濃縮器を待たせなければならない。また、多くの場合、患者は新しい機械を購入しなければならず、患者または治療費を支払う者にとって法外な価格になる可能性がある。
【００５０】
それとは異なり、第１実施形態による酸素濃縮器１０の設計は、使用者が交換可能なより大型の濾過モジュール２０ｂ、２０ｃをＤＭＥに提供させるだけでよい。この場合、ＤＭＥは中型の第２吸着剤容器２０ｂ、すなわち１個あたり４０ｇの濾過モジュール２０ｂを提供すればよい。処方箋を受け取った後、ＤＭＥは好ましくは、新しい高流量の第２吸着剤容器２０ｂを患者へ送る。患者は、小型の第１吸着剤容器２０ａを取り外した後に第２吸着剤容器２０ｂを取り付ける。新しい第２吸着剤容器２０ｂは、磁気近接スイッチ（図示せず。）等の電気通信接続を通して信号を電子機械機構１２へ送る。電子機械機構１２の電子制御器は、第２吸着剤容器２０ｂに適した新たな流量設定を許可する。電子機械機構１２の制御器は、コンプレッサ１４の動作速度と送り出しバルブの設定とについて必要な調整を行う。患者とＤＭＥとは最低限の費用を負担し、サービスの中断を被るだけですむ。先行技術の酸素濃縮器では必要であった、完全な濃縮器が届くまでの遅れ等は必要がない。それと共に、ＤＭＥは電池をアップグレードして、第１実施形態による酸素濃縮器１０の増大する電力需要を補えばよい。濃縮器１０はコンプレッサ１４に、より大型の第２吸着剤容器２０ｂを動作させねばならないからである。さらに、ＤＭＥは、濃縮器１０が最初に導入され、または購入された時点では利用できなかった技術が、電池技術の絶え間ない進歩の結果、適用された電池１８を提供することを選んでもよい。
［構成例３］
【００５１】
構成例１、２に記載された患者が呼吸疾患の次の段階ヘ進み、携帯型酸素濃縮器によって普通に供給可能な最大の流量が必要となる。この流量は典型的には、約４ＬＰＭ−５ＬＰＭであるが、それには限られない。この場合、約１０００ｍｌ／分を生成可能な酸素濃縮器の使用が指示される。患者がこの状態に直面した場合、先行技術のシステムを使っていれば、医師が処方箋を与えた後、新たな濃縮器が提供されねばならない。好ましい酸素濃縮器１０の設計では、その流量を賄え、かつ電子機械機構１２に接続可能な大流量の第３吸着剤容器２０ｃが提供される。ＤＭＥは好ましくは、第３吸着剤容器２０ｃ等、新しい濾過モジュールを患者へ送り、患者は第３吸着剤容器２０ｃを取り付ける。新しい電池１８も同様である。ただし、第３吸着剤容器２０ｃは電子機械機構１２の第２面１２ｂに取り付けられる。酸素濃縮器１０は新たな流量を生成可能である。好ましくは、近接スイッチ等の電子通信機構が第３吸着剤容器２０ｃを検知するので、制御器は、新たな流量設定で動作が行われるように必要な変更を行う。第３吸着剤容器２０ｃを用いた動作が行われる際、電子機械機構１２の増大する電力需要を賄うのに、大型の第３電池１８ｃが使われてもよいが、それには限られない。酸素濃縮器１０は、吸着剤容器２０と電池１８との任意の組み合わせを使って動作し得る。第３吸着剤容器２０ｃの流量の大きさは、そのサイズ、濾過材の種類、異なる濾過材の積層構造、またはそれらの組み合わせによるものであってもよい。
【００５２】
第１実施形態による酸素濃縮器１０は、患者の病気がいずれの段階においても、最も小型で最も軽量の構成のままであってもよい。その他に、使用者、患者、または医療従事者が、患者とその治療とに関する数値に基づいて、重量、サイズ、および濃縮酸素の流量を制御可能なように、酸素濃縮器１０は必要に応じて最適な構成に換えられてもよい。酸素濃縮器１０の再構成にかかる費用は最小限に留まる。これは、吸着剤容器２０だけがアップグレードされれば、酸素濃縮器１０が、流量、動作期間、および関連するパラメータを様々に変更できるからである。濾過モジュール２０の費用は典型的には濃縮器１０全体の費用に対してほぼ５％ですむ。ＤＭＥは、患者の治療期間中、先行技術による酸素濃縮器を数台、サイズを変えながら提供することも、過度に大きな濃縮器を１台だけ提供することもできる。しかし、これらは、ＬＴＯＴ／ウォーキング療法の遵守を難しくする。
【００５３】
第１実施形態による酸素濃縮器１０には、好ましくは、能動的な、または受動的なノイズキャンセレーション機構が組み込まれている。この機構は、酸素濃縮器１０が使用中に生み出す音、すなわちノイズを抑える。この機構は、好ましくは、酸素濃縮器１０の様々な構成および動作速度が生み出すノイズを抑えるのに適している。第１実施形態では、濃縮器がマイクロフォンまたはトランスデューサ（図示せず。）を含んでいてもよい。これらは、コンプレッサ１４等、ノイズ源の近くに置かれて、濃縮器１０の内部または近傍のノイズを拾う。マイクロフォン、トランスデューサ、またはその他の集音装置は好ましくはノイズに関するレベル等の情報を集めて、そのデータを制御器へ送信する。集められたデータは主要な音声レベルでフィルタリングされる。制御器はまた、好ましくは、ノイズを反転させて濃縮器１０内のスピーカまたはトランスデューサ（図示せず。）へ送る。これにより、元のノイズの一部が打ち消されるので、外部に伝わるノイズの強度が下がる。ノイズを集めるためのマイクロフォンまたはトランスデューサは、濃縮器１０の内面または外面に置かれても、濃縮器１０の近くならばどこに置かれてもよい。制御器は、反転させたノイズが元のノイズから除かれるように動作する。これにより、フィードバックが防止される。ユーザーインターフェイス１６はノイズキャンセレーション制御セレクタ（図示せず。）を含んでいてもよい。これは、能動的ノイズキャンセレーションの起動と停止とを使用者に選択させることができる。これにより、使用されるエネルギーの削減か、静寂な動作かを選択させることができる。マイクロフォンで集められたノイズのデータは、マイクロフォン、制御器、または、能動的ノイズキャンセレーション用に設計された電子プロセッサによって処理され、反転させられる。制御器はまた、反転させたノイズを増幅して、元のノイズの強さに近づけてもよい。さらに、制御器が、反転させたノイズを選択して、それが、濃縮器１０の近くにいる人に最も感知される周波数を打ち消すようにしてもよい。
【００５４】
図７−図１６を参照すると、第３実施形態による酸素濃縮器３１０は、様々な体積の濃縮酸素を様々な流量で供給するものであり、第１実施形態による酸素濃縮器１０および第２実施形態による酸素濃縮器１１０と同様な構成を持つ。第３実施形態による酸素濃縮器３１０の同様な要素を識別する目的では同じ参照番号を使い、第３実施形態による酸素濃縮器３１０の要素を他の実施形態による酸素濃縮器１０、１１０のものと区別する目的では、参照番号の前に数字「３」を付す。第３実施形態による酸素濃縮器３１０もまたモジュール式の酸素濃縮器である。ただし、濾過モジュールすなわち吸着剤容器２０は電子機械機構３１２のハウジング３１１の中に収められている。異なる吸着剤容器３２０がハウジング３１１の中に入れられていても、酸素濃縮器３１０の全体の大きさは実質的には変わらない。第３実施形態による酸素濃縮器３１０は好ましくは、容積の異なる複数の吸着剤容器３２０を含む。これらは、第１実施形態による第１吸着剤容器２０ａ、第２吸着剤容器２０ｂ、第３吸着剤容器２０ｃと同様であるが、第３実施形態による吸着剤容器３２０はいずれも、外側の大きさが実質上変わらない。図には吸着剤容器３２０の単体のみが示されている。第３実施形態による酸素濃縮器３１０は、容積の異なる複数の吸着剤容器３２０を、好ましくは、吸着剤容器３２０の通知装置３２０ｘによって識別可能である。通知装置３２０ｘは通知センサー３２０ｙによって検知される。通知センサー３２０ｙは検知した情報を、動作状態において制御器３１７に伝える。
【００５５】
第３実施形態による酸素濃縮器３１０は好ましくは、少なくとも図７が示すように、外形が左側から右側にかけてわずかにカーブしている。このわずかなカーブにより、使用者は、酸素供給を受けている間、動作状態の酸素濃縮器３１０の前面の凹みに身体を預けることができるので、使用中、使用者の身体を酸素濃縮器３１０の所に置いておくのに役立つ。酸素濃縮器３１０は、たとえば、運搬用のひもを使って運ばれてもよい。そのひもにより濃縮器３１０は、その前面の凹みを使用者の脇腹に接近させた状態で、使用者の身体の脇に置かれる。
【００５６】
第３実施形態では、異なる吸着剤容器３２０が電子機械機構３１２のハウジング３１１の底を通して中に入れられる。ただし、他の形で吸着剤容器３２０がハウジング３１１の背面、上面、前面、または側面から入れられてもよい。吸着剤容器３２０を底からハウジング３１１の中へ入れる場合、電池３１８でハウジング３１１の容器挿入口３１１ａを塞ぐことにより、吸着剤容器３２０をハウジング３１１の中に閉じ込めることができる。第３実施形態による電池３１８は外付け式で交換可能な二次電池であり、容量がたとえば、５０Ｗｈ、１００Ｗｈ、１５０Ｗｈ、またはその他である。電池３１８は好ましくは、電子機械機構３１２の上にスライド式に取り付けることができる。これにより、電子機械機構３１２の重量は酸素濃縮器３１０の根元に等しく分配する。電池３１８は好ましくは電子機械機構３１２の底の上をスライドし、組み立てられた状態では酸素濃縮器３１０の外形を完全なものにする。動作状態（図１２参照。）では、第１実施形態と同様、電池３１８の外面３１９は電子機械機構３１２のハウジングの外面３１２ｃと共に、実質上連続的で継ぎ目のない表面を成す。電池３１８はまた好ましくは、電子機械機構３１２に取り付けられている間、挿入口３１１ａを覆い、吸着剤容器３２０が外れるのを防ぐ。吸着剤容器３２０を取り外して交換するには、電池３１８を電子機械機構３１２から外せばよい。
【００５７】
容積の異なる様々な吸着剤容器３２０はいずれも外側の大きさが実質的に同じであり、容器挿入口３１１ａに入れられる。電池３１８は、動作状態において容器挿入口３１１ａの上に取り付け可能であり、吸着剤容器３２０を電子機械機構３１２のハウジングの中に閉じ込める。いずれの吸着剤容器３２０も動作状態においては、ハウジング３１１内の容器用空洞３６５の中に収められている。第３実施形態による酸素濃縮器３１０は少なくとも、容積の異なる第１と第２との吸着剤容器３２０を含む。容積の異なる吸着剤容器３２０を、第１実施形態による第１吸着剤容器２０ａ、第２吸着剤容器２０ｂ、第３吸着剤容器２０ｃのように、３種類以上含んでいてもよい。ただし、第３実施形態による吸着剤容器３２０はいずれも外側の大きさが実質的に同じであり、動作状態において容器用空洞３６５に収められている。吸着剤容器３２０の１つが容器用空洞３６５に収められたとき、通知センサー３２０ｙが通知装置３２０ｘを検出して制御器３１７へ信号を送る。これに応じて制御器３１７は電子機械機構３１２を、容器用空洞３６５に収められた吸着剤容器３２０に合わせて動作させる。制御器３１７は好ましくは、電子機械機構３１２にいずれの吸着剤容器３２０が取り付けられているかに基づいて電子機械機構３１２を操作し、使用者に異なる体積の精製酸素を供給し、またはその供給のための設定を与える。制御器３１７はその他に、電子機械機構３１２に自動的に指示を送り、いずれの吸着剤容器３２０が電子機械機構３１２に取り付けられているかに基づいて、所定量の精製酸素を使用者に送る。たとえば、容積の小さい第１吸着剤容器３２０に対しては４００ｍｌ／分で酸素を送り、容積の大きい第２吸着剤容器３２０に対しては８００ｍｌ／分で酸素を送る。
【００５８】
第３実施形態による吸着剤容器３２０も、第１吸着剤室３５０ａ、第２吸着剤室３５０ｂ、および酸素貯蔵室３５２を含む。吸着剤室３５０ａ、３５０ｂの中には吸着剤すなわちゼオライトがあり、空気から酸素を分離するのに利用される。酸素貯蔵室３５２には精製酸素が保管されており、そこから酸素ホース２６を通して患者へ濃縮酸素が送られる。第１吸着剤室３５０ａ、第２吸着剤室３５０ｂ、および酸素貯蔵室３５２は好ましくは高分子材料、好ましくはＰＶＤＣまたはＰＶＤＦから一緒に成形され、すなわち一体的に形作られる。それらの中には、ガラス繊維等、典型的なフィラー材が詰められていても、詰められていなくてもよい。吸着剤室３５０と酸素貯蔵室３５２とはその他に別の高分子材料から構成されていてもよい。高分子材料は、吸着剤室３５０と酸素貯蔵室３５２とに好ましい機能を与えるのに十分な強度と剛性とを与え、それらの通常の動作条件に耐えることができ、それらの中に加圧された酸素と空気とを留めることができる等、それらに好ましい機能を発揮させることができるものであればよい。第３実施形態による吸着剤容器３２０は外側の大きさが実質上同じであるので、容器用空洞３６５の中にぴったりと入る。吸着剤室３５０ａ、３５０ｂと酸素貯蔵室３５２とは、異なる吸着剤容器３２０の中では変わり得る。しかし、全体の大きさは好ましくは一定に維持され、電子機械機構３１２の全体の大きさは動作状態において、いずれの吸着剤容器３２０が電子機械機構３１２に取り付けられているかにかかわらず、ほとんど変わらない。吸着剤容器３２０は一定の大きさを占めることには限られない。吸着剤容器３２０がそれぞれ、第１実施形態に従って、異なるサイズであってもよい。電子機械機構３１２の中に両方の吸着剤室３５０ａ、３５０ｂと酸素貯蔵室３５２とを置くことにより、空気のやりとりをすべて、吸着剤容器３２０の同じ端で行うことができる。したがって、吸着剤容器３２０と電子機械機構３１２の多岐管とのいずれの設計も簡単化される。第１吸着剤室３５０ａは第１継手３５１ａに連通し、第２吸着剤室３５０ｂは第２継手３５１ｂに連通し、酸素貯蔵室３５２は第３継手３５１ｃに連通している。これらの継手３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃは吸着剤容器３２０の上面から伸びており、電子機械機構３１２の対応する継手（図示せず。）に接続されている。これらは、酸素の精製と保管、および電子機械機構３１２との間での酸素と空気とのやりとりに利用される。第１継手３５１ａ、第２継手３５１ｂ、および第３継手３５１ｃが上面に取り付けられていることにより、これらを電子機械機構３１２の対応する継手（図示せず。）に接続することが容易である。吸着剤容器３２０はハウジング３１１の底から容器用空洞３６５の中へ入れられるからである。
【００５９】
第３実施形態による電池３１８はＬ字形レール３７０を２本含む。これらは、電子機械機構３１２の底にあるＬ字形溝３７３の中を摺動する。Ｌ字形溝３７３は電子機械機構３１２のハウジング３１１の片側から内側へ伸びており、ハウジング３１１の反対側よりも手前に終点を持つ。Ｌ字形レール３７０は、電池３１８の片側に位置する電池３１８の電極３７１から、電池３１８の反対側よりも手前まで伸びている。Ｌ字形レール３７０とＬ字形溝３７３とにより、電池３１８をハウジング３１１へスライドさせて取り付けることが容易である。電極３７１はハウジング３１１の対応する電極（図示せず。）に接続されて、電池３１８を電子機械機構３１２に導通させる。電池３１８はまたロック機構３７２を含む。ロック機構３７２は電池３１８をハウジング３１１に、取り付けられた状態（図１２参照。）で取り外し可能にロックし、使用者によって操作されると、電池３１８をハウジング３１１から解放する。電池３１８とハウジング３１１とは、特に示されているように、Ｌ字形溝３７３、Ｌ字形レール３７０、およびロック機構３７２を含むものには限られない。電池３１８はハウジング３１１に取り外し可能に実装されていればよい。
【００６０】
電子機械機構３１２の外面３１２ｃは、動作状態において、電池３１８の外面３１９、３１９ａ、３１９ｃと実質的な連続面を成す。第３実施形態では、特にハウジング３１１の側面、前面、背面３１２ｃが、動作状態において、電池３１８の側面、前面、背面３１９、３１９ａ、３１９ｃと実質的な連続面を成す。第３実施形態によるハウジング３１１は底面３１２ｄを含む。この底面３１２ｄの上に電池３１８、３１８ａ、３１８ｃは脱着可能である。
【００６１】
第３実施形態では、携帯型酸素濃縮器（ＰＯＣ）３１０の基本モデルが第１電池３１８ａと第１吸着剤容器３２０ａとを含んでもよい。第１電池３１８ａは、セルが４つの電池である。第１吸着剤容器３２０ａは、３リットル（Ｌ）パルスドーズと同等な酸素流と一般に呼ばれるものを生成するのに十分な吸着剤すなわちゼオライトを含む。その酸素流は６００ｍｌ／分の酸素流と等価である。第３実施形態による酸素濃縮器３１０は、たとえば、１Ｌパルスドーズと同等な酸素流、２Ｌパルスドーズと同等な酸素流、３Ｌパルスドーズと同等な酸素流の３種類のレベルで動作可能である。
【００６２】
患者のＣＯＰＤが進行するにつれて、すなわち、肺活量が損なわれるにつれて、患者は４Ｌレベルまたは５Ｌレベルでの酸素供給を必要とする。この場合、５つのレベルすべてでの酸素供給が可能な吸着剤容器３２０が、３Ｌの低レベルで動作する吸着剤容器３２０の代わりに、ハウジング３１１の中に入れられる。患者はまた、電池３１８のサイズを大きくして、セルが８つの電池を選択し、設定変更後のＰＯＣ３１０による高流量の酸素濃縮に必要な電力を賄う。第３実施形態では、酸素濃縮器３１０が、３Ｌ以下の吸着剤容器３２０と５Ｌ以下の吸着剤容器３２０とを使うように設計されている。これらの吸着剤容器３２０は実質的に同じサイズであり、ハウジング３１１の容器挿入口３１１ａの中にぴったりと嵌まって、電子機械機構３１２に利用される。
【００６３】
吸着剤容器３２０の通知装置３２０ｘは、電子的に、光学的に、機械的に、またはその他の方法で発信して制御器へ吸着剤容器３２０の構成を伝える。制御器は所定のプログラムに従って電子機械機構を、実装された吸着剤容器３２０のサイズと構成とに基づいて動作させる。通知装置３２０ｘは好ましくは、電子機械機構３１２に取り付けられた通知センサー３２０ｙと交信する。通知センサー３２０ｙは更に、制御器３１７と交信する。通知装置３２０ｘは磁石であってもよく、動作が変わったことと適切な酸素流を生成可能なこととをホール効果で制御器に発信する。第３実施形態による酸素濃縮器３１０は、上記２種類の吸着剤容器３２０、すなわち動作容量が３Ｌ以下のものと５Ｌ以下のものを利用するだけには限られない。異なるレベルで動作するように設計され、構成されたものを利用してもよい。これらは好ましくは、吸着剤容器３２０上の通知装置３２０ｘと電子機械機構３１２の制御器との間の相互作用によって識別される。
【００６４】
第３実施形態では、構成の異なる複数の吸着剤容器３２０がいずれも実質的に同じ外形であるので、容器挿入口３１１ａの中に入ってハウジング３１１の中に取り付けられる。しかし、性能は吸着剤容器３２０の間で異なる。異なる吸着剤容器３２０の間ではサイズが異なっていても、中に入っているゼオライト等の吸着剤の構成が異なっていてもよい。サイクルが速くて酸素貯蔵室が早く満杯になってもよく、酸素濃縮器３１０の動作中でも容積が変わるように設計され、構成されていてもよい。吸着剤容器３２０はまた好ましくは、互いに対向するガイドレール３９０ａ、３９０ｂも含む。これらのレールはハウジング３１１の互いに対向するガイド溝３９１の中に嵌まって、吸着剤容器３２０をハウジング３１１、更には容器用空洞３６５の中へ案内し、そこから外へ案内する。酸素濃縮器３１０はこれらのガイドレール３９０ａ、３９０ｂとハウジング３１１のガイド溝３９１とを含む場合には限られない。吸着剤容器３２０をハウジング３１１の内外へ案内する他の機構が含まれてもよいし、酸素濃縮器３１０の動作に大きな影響がない限り、案内機構が含まれていなくてもよい。吸着剤室３５０ａ、３５０ｂと酸素貯蔵室３５２とがいずれも電子機械機構３１２の中に置かれることにより、空気のやりとりがすべて吸着剤容器３２０の同じ端で行われるので、吸着剤容器３２０と電子機械機構３１２の多岐管との設計が単純化される。
【００６５】
モジュール化されて設定が可能な酸素濃縮器３１０の利点は、患者に、病気の早期段階では軽量の吸着剤容器３２０と軽量の電池３１８とを使わせて、ＰＯＣ３１０の重量を最小化させることができる点にある。病気が進み、より多くの酸素が必要となり、または異なる純度の酸素が必要となった場合、患者は、ＰＯＣ３１０の全体を新しく購入することなく、特に電子機械機構３１２を交換することなく、単に吸着剤容器３２０のサイズまたは機能と電池の性能とを変更してアップグレードすればよい。周知の酸素濃縮器は一体の価格が２０００ＵＳドルを超える。第３実施形態による酸素濃縮器３１０を利用すれば、患者から、２台の酸素濃縮器に数千ドルを費やす必要をなくすことができる。２台の酸素濃縮器のうち１台は、最初に購入された、たとえば２、３Ｌレベルでしか動作しないＰＯＣであり、もう１台は、病気の進行につれて必要となった３Ｌレベルよりも高いレベルで動作するものである。
【００６６】
第３実施形態による吸着剤容器３２０は、中に入っている活性物質すなわちゼオライトの体積にかかわらず、また、吸着剤容器３２０がどのレベルで動作するように設計されているかにかかわらず、外側の大きさが実質的に同じである。したがって、電子機械機構３１２と、運搬時のケース（図示せず。）等の関連するハードウェアとは、吸着剤容器３２０を受け入れられる単一のサイズで製造されればよい。これにより、第３実施形態による酸素濃縮器３１０の製造コストが削減される。
【００６７】
第３実施形態による吸着剤容器３２０はハウジング３１１の中に、容器挿入口３１１ａを通して出し入れ可能である。ハウジング３１１は好ましくは、解放ボタン、カム／スプリング機構、または戻り止め３３０を含む。これらは、吸着剤容器３２０が動作状態においてハウジング３１１の中に収められているとき、吸着剤容器３２０のボタンを自動的にスナップする。カム／スプリング機構３３０は、吸着剤容器３２０がハウジング３１１の中へ入れられる際に、またはそこから外される際に摺動する軌道の内外へ回転し、またはスライドすることができる。カム／スプリング機構３３０は好ましくは、後述されるように、吸着剤容器３２０を外せるように解放可能である。カム／スプリング機構３３０が動作状態において吸着剤容器３２０のボタンをスナップすると、電池３１８がハウジング３１１のボタンの上に取り付けられるので、吸着剤容器３２０がハウジング３１１の中に更に固定される。吸着剤容器３２０はまた、ボタンの上にハンドル、またはプルタブ３８０も含んでいてもよい。プルタブ３８０は、動作の終了後、ハウジング３１１から吸着剤容器３２０を外すのを補助する。
【００６８】
第３実施形態による吸着剤容器３２０はそれぞれ、磁石、無線自動識別（ＲＦＩＤ）チップ、またはその他、電子機械機構３１２の制御器３１７に情報を読み取らせる通知装置３２０ｘを含む。その情報は、容器挿入口３１１ａを通してハウジング３１１の中に入れられた吸着剤容器３２０のサイズが３Ｌ、５Ｌ、その他であることを示す。ハウジング３１１の中に実装された吸着剤容器３２０のサイズと設計上の機能との識別に基づき、制御器はコンプレッサ３１４と関連するバルブとの機能と動作とを変更することができる。これにより、患者には、酸素出力継手３２４と酸素ホース３２６とを通して所望のレベルの酸素が供給される。同様な識別と動作の変更とは、図７−図１４に示されている酸素濃縮器３１０と比較してサイズと機能とが異なる酸素濃縮器３１０、たとえば傷の治療に使われる酸素濃縮器に対しても適用される。酸素の濃縮度と流量とが異なるように多様に設計された吸着剤容器３２０は、容器挿入口３１１ａを通してハウジング３１１の中にぴったりと嵌まるようになっている。これにより、これらの吸着剤容器３２０は、好ましくは、様々な患者、病気に使われる、様々な機能を持ち、様々に動作する酸素濃縮器３１０において交換可能である。
【００６９】
モジュール化は、たとえば、予備の酸素を供給できるという別の利点も与える。この利点は、レクリエーション等、医療以外の目的、および高高度での利用等、産業上の応用に活かされる。高高度とは、空気中の酸素濃度が、海抜０ｍでの標準値である約１９％−２０％（窒素７９％、アルゴンその他のガスが１％）よりも下がる所をいう。肺機能が正常な患者または使用者にとっては、高高度においても純度９５％の酸素は不要である。しかし、たとえば、５０％−６０％の酸素に富んだ空気は、運動中または休憩中に血液を酸素化するためのバースト投与またはボーラス投与に利用されることがある。酸素濃縮器３１０が利用される場合、吸着剤容器３２０は、５０％−６０％の酸素しか生成しないように設計されてもよい。これにより、めまいまたは高山病を減らすのに利用可能である。磁石その他の通知装置３２０ｘが、ＰＯＣ３１０内の電子機械機構３１２の制御器に指示を送るように構成されてもよい。これらは、コンプレッサ３１４と濃縮器３１０のその他の構成要素を動作させるように制御器に指示して、純度の制限された酸素しか、酸素出力継手３２４から患者へ供給されないようにする。酸素濃縮器３１０によるこのような純度の下がった酸素の生成は次の点で好ましい。酸素濃縮器３１０は通常、出力継手３２４に出力される酸素の純度が約８２％−８５％を下回った場合にアラームおよび警告を出すが、このアラームおよび警告を出さずにすむ。このアラームおよび警告は、典型的には、医療用の酸素濃縮器において、酸素純度の最低許容値が検出された場合に用いられる。ゼオライトの量とサイズとが異なる吸着剤容器３２０は、ある範囲で異なる酸素純度と流量とで動作するように構成され得る。そのような構成が、第３実施形態による酸素濃縮器３１０では利用可能である。
【００７０】
図１２−図１６を参照すると、モジュール化され、使用者によって交換可能な吸着剤容器３２０と酸素濃縮器３１０とが示されている。これらは、薬剤およびサプリメントを供給する技術として利用される。吸着剤容器３２０の中身、酸素濃縮器３１０の空気の流路内にある付属物、吸着剤容器３２０に取り付けられ、または電子機械機構３１２の中に実装された酸素貯蔵容器３６２の中にある薬剤溶出管３６０等が、薬剤、サプリメント、芳香剤、その他の物質を患者に供給する目的で、酸素濃縮器３１０の流路の中に取り付けられてもよい。たとえば、傷の治療技術として、局所的な酸素供給が傷の治癒効果を高めることができる。局所的な酸素供給は、高圧室、シールされた帯またはスリーブ、酸素濃縮器３１０に接続されたカニューレ等の機構を通して行うことができる。抗生物質もしくはその他の薬剤、サプリメント、またはその他の物質は、たとえば薬剤溶出管３６０を通して濃縮酸素の流れの中に導入されてもよい。薬剤溶出管３６０は抗生物質等の薬を、傷に直に曝される精製酸素の流れの中に放出する。その他に、薬剤溶出管３６０には、麻酔、大麻油、カンナビジオール、抗ヒスタミン薬、ステロイド、またはその他、患者の肺に導入されて直に吸収される薬剤が染み込まされ、または詰められていてもよい。薬剤溶出管３６０は取り外しと交換とが可能であってもよく、熱または電気的な刺激によって起動してもよい。これにより、制御器３１７が熱または電気刺激によって指示したときにのみ、薬が精製酸素の流れの中に解放される。さらに、薬剤は交換可能な吸着剤容器３２０に付いているので、所定の使用時間が経過した後は取り外されて交換される。電子機械機構３１２はまた、制御器３１７と通信するセンサー（図示せず。）を含んでいてもよい。このセンサーは、精製酸素の流れの中における薬剤の濃度を検知して、その濃度が最低レベルに達したら、吸着剤容器３２０を取り外して新たな薬剤が詰まった新しい吸着剤容器３２０と交換するように、患者に警告を発する。電子機械機構３１２はまた、濃縮器３１０が所定時間使用された後に、使用者に警告を提示するように構成されてもよい。この時間は、組み込まれた薬剤が使い切られる長さに設定されている。これにより、薬剤の交換が勧められる。薬剤溶出管３６０はまた、電子機械機構３１２のハウジング３１１の中に取り付けられ、吸着剤容器３２０との間の流路に置かれて、動作状態において酸素に富んだ流れの中に薬剤を導入するのに使われてもよい。その酸素に富んだ流れはその後、酸素出力継手３２４を通して患者に送られる。薬剤溶出管３６０および／または酸素貯蔵容器３６２が、治療薬を精製酸素の流れの中に導入して患者に提供するための治療薬溶出容器とみなされてもよい。
【００７１】
電子機械機構３１２は、無線トランスポンダーまたは保存機構等の通信装置を含む。通信装置は、集めたデータを保存して中央のサーバーへ送信することができる。通信装置はデータをダウンロード可能である。そのデータには、たとえば、酸素の濃縮、濃縮器３１０の動き、動作時間とレベル、濃縮器３１０のＧＰＳ位置情報、化学センサー、および濃縮器３１０に集められて医師へ送信され、患者の診断または治療に役立てられた関連データが含まれる。患者はまた、次のようなアプリを使ってもよい。このアプリは、通信装置と通信して、患者に分析結果を与えたり、治療を勧めたりし、または患者に治療の予定を知らせる。アプリは更に、集められたデータに基づいて警告を患者に与える。警告には、たとえば、新しい吸着剤容器２０、１２０、３２０または新しい電池１８、１１８、３１８への交換を促すもの、酸素レベルの低下、またはその他の警告または示唆が含まれる。
【００７２】
酸素濃縮器３１０は、酸素を傷口へ送るのに加えて薬剤またはサプリメントを、傷口へ向かって局所的に投与する酸素の流れに加えてもよい。薬剤またはサプリメントは、それらを含むベンチュリー器具を使って加えられてもよい。その他に、薬剤またはサプリメントは、薬剤溶出管３６０を通して電子機械機構３１２の酸素貯蔵容器３６２へ直に、または酸素貯蔵容器３６２の付属物等を通して加えられてもよい。薬剤は、酸素貯蔵容器３６２に取り付けられた一方向弁、または酸素貯蔵容器３６２の中の吸収性もしくは溶出性の皮膜を通して導入され、または注入される。第３実施形態による酸素濃縮器３１０は、二相性陽圧呼吸法（ＢＰＡＰ）および持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）に使われてもよい。これらにも、薬剤、その他の物質を患者へ投与するしくみが組み込まれてもよい。第３実施形態による酸素濃縮器３１０は、国際特許出願公開ＷＯ２０１７／１６５７４９に記載された酸素濃縮器と同様な方法で動作してもよい。
【００７３】
第３実施形態は、取り外し可能なねじ付きキャップ３６４を含んでいてもよい。キャップ３６４はポスト３６６、すなわち、精製酸素に導入される薬剤またはサプリメントが詰まった容器を含む。ポスト３６６の薬剤またはサプリメントは、製造元から運ばれていてもよく、吸着剤容器３２０に予め装填されていてもよく、患者または医療従事者が後でポスト３６６をキャップ３６４にねじ込むことで導入されてもよい。
【００７４】
あくまでも例示であって範囲を限定するわけではないが、酸素濃縮器３１０の医療、産業、およびレクリエーションへの応用として、ＰＯＣ３１０を局所的な傷の治療に使う場合において、酸素貯蔵容器３６２の中に抗生物質を導入することが挙げられる。
【００７５】
その他に、呼吸器系の薬またはサプリメントが、酸素濃縮器３１０の精製酸素の流れの中に患者または医療従事者によって予め詰められても、後で導入されてもよい。
【００７６】
酸素を処方されているＣＯＰＤの患者が喫煙し続けることも普通にあり得る。患者の喫煙への欲求を減らす可能性があるので、ニコチン溶出モジュールを精製酸素の流れの中に導入することがあってもよい。
【００７７】
図１５を参照すると、第３実施形態による酸素濃縮器３１０は、第１実施形態によるユーザーインターフェイス１６と比べて同様な特徴を持つユーザーインターフェイス３１６を含む。第３実施形態によるユーザーインターフェイス３１６は、ディスプレイ３１６ａ、セレクタ３１６ｂ、および電源ボタン３１６ｂを含む。セレクタ３１６ｂは、選択ダイアル１６ｂとして機能するアップボタンとダウンボタンとから成る。ディスプレイ３１６ａは、好ましくは、酸素濃縮器３１０の５種類の動作設定を示す。これらの設定は数字「１」、「２」、「３」、「４」、「５」によって識別され、濃縮器３１０が５つの異なる動作レベル（たとえば各流量が約２００ｍｌ／分、４００ｍｌ／分、６００ｍｌ／分、８００ｍｌ／分、１０００ｍｌ／分である。）で動作することを表す。流量とレベルとはこれらには限られないが、好ましい酸素濃縮器３１０における例ではある。動作レベルは好ましくは、医師の処方または使用者の好み等に基づいてセレクタ３１６ｂが操作されてレベルが上下することによって変更される。
【００７８】
第３実施形態では制御器３１７が酸素濃度計（図示せず。）に、有線または無線で接続されていてもよい。酸素濃度計は血液酸素飽和度を制御器３１７へ送信する。それに応じて制御器３１７は、血液酸素飽和度が所定または所望のレベルを下回り、または超えたことについての警告をディスプレイ３１６ａに表示し、または使用者に知らせる。その他に制御器３１７は酸素の流量または純度を自動的に調節して、血液酸素飽和度を所定または所望のレベルに到達させてもよい。健康な人が到達可能な血液酸素飽和度、すなわち末梢毛細血管酸素飽和度（ＳｐＯ２）は約９４％−９９％である。軽度の呼吸器疾患を抱えた患者では、ＳｐＯ２が約９０％以上である。追加の酸素が使われるべきなのは、ＳｐＯ２が９０％を下回った場合である。この状態を長引かせるわけにはいかないからである。典型的には、患者は自分のＳｐＯ２を定常的に監視する。酸素濃度計を制御器３１７に接続することは、使用者が寝ている場合、意識を失っている場合、その他、血液酸素飽和度の変化を感知したり、測れたりできない場合、使用者にとって便利である。
【００７９】
上記の実施形態に、その広い発明の概念から外れることなく、変更が加えられ得ることは、当業者には評価されるであろう。それ故、本発明が、開示された特定の実施形態に限定されずに、この開示内容によって定義された本発明の精神と範囲との中で行われる変更にも及ぶことを意図していることは理解される。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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