JP2011512783A - 治療用加圧システム - Google Patents

Abstract

治療用加圧システムは、電解質を内含する密封アクチュエータハウジングと、ポリマーアクチュエータによるポリマーマトリックスへ、前記ポリマーマトリックスから、前記ポリマーマトリックスの周囲で、または前記ポリマーマトリックスの内部で、電解質の動きを介して部品を作動させる一つ以上のポリマーアクチュエータと、を包含する。前記システムは、前記ポリマーアクチュエータのためのアクチュエータ支持構造と、前記アクチュエータとの作用接触状態にある作用電極および対電極と、前記電極を電源に接続するための回路と、前記電極への電流を制御する前記電源と前記電極との間の制御装置とを包含する。前記システムは、特に病院ベッドで有用である。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、圧力を印加または軽減する圧力軽減システムおよび患者への快適性の提供の分野に関連する。本発明は、病院用ベッドパッドまたはマットレスに関係して説明される特定用途を有し、このような用途に関係して説明が行われるが、手術中、手術後、そして椅子および車椅子のシートパッドに着座している際に患者が被る深部静脈血栓症（ＤＶＴ）を防止するためのブーツ、ソックス、または加圧帯と、胴体または四肢のための圧力ラップとを含む他の用途が考えられる。

長時間にわたってベッドに拘束される患者のための圧力軽減は、重大な問題である。辱瘡などの床ずれは、感染症および他の症状または合併症を引き起こす可能性を持っている。これらは、病院、老人ホーム、または個人宅であれ、ベッドに拘束されている人が被る長期間の圧力曝露から生じることがある。患者と支持面との間の相互作用において圧力を効果的に再分布および／または均等化するマットレスシステムまたは患者支持面を提供するため、かなりの努力が行われてきた。概して、このような圧力低下を達成するためのより高機能なシステムは、製造および維持費用が高い。現在、エアチューブを囲繞するフォーム部品または周縁部と組み合わされた様々な長尺エアチューブ、セル、またはシリンダを含む支持面を製造販売している会社が数社見られる。多数の長尺エアチューブを有する実施形態の例は、特許文献１、特許文献２、特許文献３に提示されている。これらのエアチューブまたはブラダーはいくぶん大型で、圧力がすでに印加されているエリア内の患者の皮膚の狭いエリアまたは部位にかかる圧力を変化させることができない。先行技術システムの別の欠点は、空気または他の気体が高い圧縮性を備え、ゆえに、患者と接触している広い表面エリアを変化または移動させることなく患者と接触しているエリア内の特定部位に正確な量の力を印加できないことである。

例えば、上部デッキと、垂直デッキ側壁によって上部デッキに連結された下部デッキとを含む特殊な階段状デッキを必要とする、Ｈｉｌｌ−Ｒｏｍから市販されているものに類似の特許文献１に示されたベッドについて検討する。最近、メーカーは、最も外側のエアセルと側壁との間のスペースに弾性フォームボルスターが充填されるように、階段状デッキを有するベッドの側壁を傾斜させている。しかしこれらのボルスターは、エアセルが充填されるエリアの量を制限する。

上述したような病院用ベッドは製造および維持の費用が高く、その設計ゆえに高温となって患者の身体に熱を伝達し、患者にとって不快な状態を作り出す傾向を持っている。また、上述したような最新の圧力軽減システムは特殊なベッドフレームを必要とするので、従来の病院用マットレスには使用できない。

従来の支持面およびベッドに関連した上記の欠点を考慮すると、有効表面エリアのうち狭いエリアを作動させて患者を邪魔するか移動させることのない圧力変化面を作り出すことにより患者のニーズに対応できる支持面の必要が、依然として残っている。

すべて共通の譲受人に譲渡されて参考としてここに取り入れられている同時係属の特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７には、流体を伝導するための独自のポリマーアクチュエータが記載されている。患者に薬物を送達するための輸液ポンプと関係した使用について主に記載されているが、変形により、これらのポリマーアクチュエータは治療用加圧システムの動力源として使用されると好都合であることを我々は発見した。

米国特許第５，６９２，２５６号明細書 米国特許第５，４１２，８２１号明細書 米国特許第５，０７０，５６０号明細書 米国特許出願第２００４／０２３４４０１号明細書 国際公開第２００４／０７６８５９号パンフレット（ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００５９２２） 国際公開第２００６／０６５８８４号パンフレット（ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４５２１０） 国際公開第２００８／０７９４４０号パンフレット（ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７３１８８） 米国特許第６，２２３，３６９号明細書

より詳しく述べると、本発明は一面において、電解質を内含する一つ以上の密封アクチュエータハウジングと、ポリマーアクチュエータによるポリマーマトリックスへ、ポリマーマトリックスから、ポリマーマトリックスの周囲で、またはポリマーマトリックスの内部で、電解質の動きを介して部品を作動させる一つ以上のポリマーアクチュエータと、前記ポリマーアクチュエータを保持するアクチュエータ支持構造と、前記アクチュエータとの作用接触状態にある作用電極および対電極と、前記電極を電源に接続するための回路と、前記電極への電流を制御する制御装置とを包含する治療用加圧システムを提供する。

アクチュエータは圧縮性であるか非圧縮性であることにより、これに関連して従来の治療用加圧システムで普通は見られた広いエリアにわたって圧力がかかるという苦痛を伴わずに、狭いエリアで必要とされる範囲の高圧または低圧を提供する。治療用加圧システムは、プログラマブルであるとともにシステムを使用している患者のニーズに応じ、例えば患者支持面に関する特定の使用法、治療および患者のニーズに基づいた材料の組合せから製造され、望ましい場合には、最新の治療用寝具その他で使用されるフォームおよびエアブラダー技術と組み合わされてもよい。患者の身体表面における圧力分布は、表面下組織への血流の停止につながる毛細血管圧力を超える圧点を減少させるように制御され、表面下間質液を移動させてこれらの組織への血液の流れを可能にするとともに促進するような方法で圧力波を発生させるようにさらに制御される。また、本発明のアクチュエータは、連続的または交互的に圧力波を動かすことにより、患者の深部の血液の流れを促進して、深部静脈血栓症（ＤＶＴ）から生じる問題ばかりでなく、患者の毛細血管表面または皮膚レベルでの血流の制限により生じる床ずれまたは潰瘍など、他の血流合併症も防止するようにプログラムされるとよい。

本発明の好適な実施形態において、治療用加圧システムは、温度および／または圧力センサと、温度および圧力に応じたポリマーアクチュエータの制御を可能にする制御装置とを含む。

本発明の治療用加圧システムは、患者のための支持面を形成するとともに、フォームまたはパッド入りの周縁部と成形コアと上層とベッドスプレッドとを含むポリマーフォームまたはパッド材などの寝具材料に被覆される。フォームまたはパッド材の周縁部は、床部と上面と離間側壁とにより画定される内部空洞を囲繞する。コアは、複数の幾何学形状セルから成る。各セルは底壁と上壁と一つ以上の側壁とを有し、封入システムとしての構造を持つとよい。

本発明の一面は、モジュールアセンブリ部品により容易となるフォームとポリマーアクチュエータとエアとの組合せを含む、様々な患者支持面一式のためのモジュール構造を提供する。別の面は、様々な製造販売者による患者支持面の多様な実施形態と共通して使用されるモジュール式のアクチュエータシステムを提供する。

本発明のまた別の面では、一体化したポリマーアクチュエータまたはシリンダと協調して作用する内側ボルスター・フォーム上層構造が提供される。本発明は、可撓性を持つ進歩的な支持体を提供する一方で、患者支持システムの構造的一体性を最高にするインタロック式の一体化設計を含むことが好ましい。

本発明の別の面は、患者の安全性に関して改良された患者支持面を提供することである。さらに、患者支持面の端付近から突然転落すること、またはベッドに入る時に支持面の端から突然倒れ込むことに対する患者の保護を向上させるべきである。より安全な移動およびより安定したベッド端での着座を容易にすることも、発明の特徴である。このいった情況では、このような患者支持面への出入を妨害する邪魔な集積物または構造物を必要とせずに、ベッドの所望のエリアへ患者を優しく導く患者支持面を提供することが意図されている。

本発明の別の面は、比較的圧力耐性を持つ下腿およびふくらはぎへの負荷を再分布および均等化することにより脚部の快適性を向上させることである。多様なタイプの患者支持面に一体的に組み込まれたフォームまたは他のマットレス上層の様々な実施形態に取り入れられた特定の脚部圧力軽減区分を設けることにより、脚部快適性の向上および患者の健康向上を達成することが、固有の目標である。その他の実施形態は、本発明により患者の足の健康を向上させるための傾斜した下腿／足圧力軽減区分を一体的に取り入れたフォーム上層を含む。

本発明の一実施形態は、構造的一体性および患者保護を促進する周縁部ボルスター特徴を有する改良型の患者支持面に関連する。他の実施形態は、患者支持面の一体性および性能の向上のため、内側ボルスター特徴と、予め位置決めされた縦方向および／または横方向配置のポリマーアクチュエータと嵌合してこれを捕捉するための下面特徴を備えるフォーム上層との組合せを含む。

さらに他の実施形態は、静止または可動、および／または無動力または動力付きの患者支持面構造の様々な実施形態に共通するモジュールアセンブリが結果的に得られるように、上述した特徴の様々な組合せを含む。さらに好適な実施形態は、ポリマー作動形態と組み合わされた静止した無動力のエアシリンダ形態を包含するマットレス特徴に関わる方法に関する。

本発明のさらに他の長所は、患者を監視するか治療効果を監視してから制御装置へ「リアルタイム」フィードバックを提供して、患者にとって最高の快適性および治療効果を提供するのに必要なアクチュエータの動作または温度などを自動的に調節できるようにするためのセンサを、アクチュエータシステムに取り入れることである。多数の患者が一度に監視されることにより介護および医療提供スタッフにとってより効率的なツールを提供するように、無線と有線のいずれかで制御装置が中央監視システムに接続される。

本発明の付加的特徴および長所は、適用可能な用途つまり治療の技術分野の当業者には自明であるか明らかとなるであろう。また、明白に図示および記述された特徴および工程または材料および装置に対する変形例および変更例が、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、本発明の様々な実施形態および用途においてこれを参照することで実行されることがさらに認識されるべきである。このような変更例は、図示または記述されたものと同等の手段および特徴、材料、工程との置換、そして様々な部品、特徴、工程などの機能的および位置的逆転を含む。

同様の数字が同様の部品を指す添付図面とともに解釈されると、本発明のさらなる特徴および長所が分かるだろう。

本発明の一実施形態による病院用ベッドの患者支持システムの断面図である。 図１の患者支持システムの一部断面を含む上面図である。 本発明による圧力アクチュエータおよび制御装置の概略図である。 患者加圧ブーツの形である本発明の第二実施形態の断面図である。 中央監視システムと通信する複数の患者支持システムを示す概略図である。

図面を参照すると、図１および１Ａには、本発明の一実施形態における患者支持システム１０が示されている。後で詳述するように、患者支持システム１０は、マットレスの形に成形された複数のポリマーアクチュエータアセンブリ１２と、アクチュエータアセンブリ１２を保持するためのハウジング１４と、制御装置１６とを含む。アクチュエータアセンブリ１２およびそのハウジング１４は、参考として取り入られている特許文献１に示されているものに類似したベッド１８に連結されるのに適している。

図１Ａも参照すると、アクチュエータアセンブリ１２およびそのハウジング１４は、ほぼ幾何学形状のコアの形であり、フォーム周縁部２０と上層２２とベッドスプレッド２４とを有する。上層２２は、弾性ポリウレタンなど従来周知の何らかのマットレス上層材料、または様々なパッド材料による一つ以上の層で製作されるとよい。

ベッドスプレッド２４は、上層２２および周縁部の上部を覆うような構造を持つ。ベッドスプレッド２４は、ポリウレタン被覆ポリエステル、ポリウレタン被覆ナイロン、これらの材料による一つ以上の層の組合せなど、従来周知のベッドスプレッド材料で製作されるとよい。

フォーム周縁部２０は、床部２６と、上面２８と、好適な実施形態では床部２６から上面２８へ上向きに延出する際に相互から離れる内向面３１，３３を有する側壁および端壁３０，３２とを境界とする内部空洞４０を画定する。フォーム周縁部２０は、弾性ポリウレタンなど従来周知のマットレスボルスター材料で製作されるとよい。

図２も参照すると、アクチュエータアセンブリ１２は、患者のニーズに応じてアクチュエータ３４を膨張および収縮させる複数の幾何学形状の作動可能なポリマーアクチュエータ３４を包含する。アクチュエータ３４はまた、やはり制御装置１６により制御される熱起電力チップ４２などの加熱または冷却要素を介して加熱または冷却される。病院環境での使用のため、肉厚のポリマーフィルムに融着された製織ナイロンファブリックの中で束になった状態でアクチュエータ３４が組み立てられる。参考として取り入れられている特許文献８に示されているように、従来のベッドまたは加圧装置のエアセルの代わりにアクチュエータ３４が使用されてもよい。望ましい場合には、いくつかのアクチュエータ３４の代わりにフォーム要素４４が使用されてもよい。アクチュエータ３４および制御装置１６は、参考として内容が取り入れられ、上述した出願にすべて記載されている電気活性ポリマー／電解質と、作用電極およびコネクタ電極と、アドレス可能な制御装置とを記載のように含む、特許文献５、６、７に記載されたようなものであることが好ましい。

使用時、アクチュエータおよびアセンブリ１２とそのハウジング２０、そしてフォーム周縁部などが、病院用ベッドフレーム５０の境界内にぴったりと入れ子状に収められている。アクチュエータハウジング端壁３１，３３の配向は、ベッドフレーム側壁の角配向と一致するような角度を持つとよい。この端壁の形態によりアクチュエータおよびそのハウジングは、ほとんど支持面の周囲まで延在している。これは、マットレスがベッドフレーム側壁の内側にある先行技術の病院用支持面と大きく異なる。

アクチュエータコアは支持面の縦方向の全長にわたって延在しなくてもよく、例えば支持面の足区分がフォーム材料、複数の様々なエアセル、一つ以上のアクチュエータおよびハウジング、または他の従来周知の材料を包含してもよいことを理解すべきである。

アクチュエータおよびハウジングの壁と周縁部は剛性でなく密封されており、そのためここで使用される幾何学用語は物体の大まかな形状または一般化した幾何学的外観を特定するためであることも理解すべきである。ゆえに、いくつかの材料には固有の湾曲および角部の丸みがあるので、幾何学用語は、完全に直線状の壁、表面、その他など、絶対的な用語で厳密に定義することを意図したものではない。同様に、幾何学用語は二次元形状に加えて三次元形状を表すことを意図しており、例えば、台形の語も、単に平面状ではなく物体の厚みを含むことを意図している。

アクチュエータおよびハウジングの数または各々の寸法は本教示から逸脱することがなければ各々異なるものであってもよいことも理解すべきである。さらに、各々がいくつかのさらに小さいセルから成ってもよい。また、圧力および／または温度センサ６０はシステム上またはシステム内に取り付けられてもよく、望ましい場合には、圧力または温度センサからの信号を受けてアクチュエータが制御されてもよい。システムはまた、加熱または冷却要素６２を含んでもよい。そして圧力センサは、患者がベッドから離れる時を監視してアラームを鳴らすようにもプログラムされるとよい。

本発明は変形が可能である。例えば図３を参照すると、同様にして、本発明の治療用加圧システムは例えば、手術中または手術後に患者の脚部または他の四肢を巻くためなどの治療用加圧ブーツまたはラップ７０として使用されてもよい。加圧ソックスの実施形態では、交互圧力が径方向に印加され、ふくらはぎ下部に始まって順に上に移動して垂直方向上方に脚部上を移動することで患者深部の血流を促進して、深部静脈血栓症から生じる問題ばかりでなく、患者の毛細血管表面または皮膚のレベルでの血流制限により生じる床ずれまたは潰瘍などの血流合併症を防止するようにプログラムされている。手術中、そして飛行中、長距離運転中、または長い間の着席など、長時間にわたって患者が固定状態にあることが必要な時には、このような装置は血液の動きを維持させてＤＶＴの発生を防止するだろう。

また他の変形が可能である。例えば図４を参照すると、上述した治療用加圧システムと類似した複数の治療用加圧システム７０が、それぞれの治療用加圧システムおよび関連する患者が中央位置から監視および制御されるように、中央監視システムまたはステーション７４に無線または有線で接続された各システムの制御装置７２と一緒に組み立てられている。

本発明を好適な形で図示および説明したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく他の変形、追加、削除が行われてもよいことを理解すべきである。例えば、従来の流体をポンプ供給してシステムを補助するための従来のエアブラスター、ポンプ、およびバルブをシステムが含んでもよい。

１０ 患者支持システム
１２ アクチュエータアセンブリ
１４ ハウジング
１６ 制御装置
２０ フォーム周縁部
２２ 上層
２４ ベッドスプレッド
２６ 床部
２８ 上面
３０ 側壁
３１，３３ 内向面
３２ 端壁
３４ ポリマーアクチュエータ
４０ 内部空洞
４２ 熱起電力チップ
４４ フォーム要素
６０ 圧力および／または温度センサ
６２ 加熱または冷却要素
７０ 治療用ブーツまたはラップ
７２ 制御装置
７４ 中央監視システムまたはステーション

Claims (27)

1. 電解質を内含する密封アクチュエータハウジングと、ポリマーアクチュエータによるポリマーマトリックスへ、前記ポリマーマトリックスから、前記ポリマーマトリックスの周囲で、または前記ポリマーマトリックスの内部で、電解質の動きを介して部品を作動させる一つ以上のポリマーアクチュエータと、前記ポリマーアクチュエータのためのアクチュエータ支持構造と、前記アクチュエータとの作用接触状態にある作用電極および対電極と、前記電極を電源に接続するための回路と、前記電極への電流を制御する前記電源と前記電極との間の制御装置とを包含する、治療用加圧システム。
2. 前記制御装置がプログラマブルである、請求項１の治療用加圧システム。
3. 前記ポリマーアクチュエータが温度に反応するか温度を検知する、請求項１の治療用加圧システム。
4. 前記ポリマーアクチュエータが圧力に反応するか圧力を検知する、請求項１の治療用加圧システム。
5. さらに加熱要素を含む、請求項１の治療用加圧システム。
6. さらに温度センサまたは電子温度計を含む、請求項１の治療用加圧システム。
7. さらに患者監視装置を含む、請求項１の治療用加圧システム。
8. さらに圧力センサを含む、請求項１の治療用加圧システム。
9. さらに補助エアブラダーおよびバルブを含む、請求項１の治療用加圧システム。
10. さらに補助エアブラダーおよびポンプを含む、請求項１の治療用加圧システム。
11. 前記密封アクチュエータハウジングとの流体接触状態にある容器に前記電解質が収容される、請求項１の治療用加圧システム。
12. 前記密封アクチュエータハウジングが、流体接続ポートに流体導管が接続されていなければ閉じたままである流体接続ポートを有する、請求項１の治療用加圧システム。
13. さらに電解質ヒータを含む、請求項１の治療用加圧システム。
14. 複数の治療用加圧システムモジュール患者支持アセンブリを包含する、請求項１の治療用加圧システム。
15. 前記制御装置が前記複数の治療用加圧システムモジュール患者支持アセンブリに接続される、請求項１４の治療用加圧システム。
16. 治療用加圧システムモジュール患者支持アセンブリとエアブラダーシステムとの組合せに前記制御装置が接続される、請求項１の治療用加圧システム。
17. 前記アクチュエータ支持構造が可撓性である、請求項１の治療用加圧システム。
18. 前記アクチュエータ支持構造が前記ポリマーアクチュエータより低い可撓性を備える、請求項１７の治療用加圧システム。
19. 患者の四肢を包囲するか囲繞するように形成された、請求項１の治療用加圧システム。
20. 病院、患者介護施設、家庭での患者または治療目的のため、マットレス、マットレスの部分、マットレスのカバーとして使用されるか、マットレスに組み込まれるか、マットレスシステムに一体化される、請求項１の治療用加圧システム。
21. さらに、前記制御装置により制御される加熱または冷却要素を含む、請求項１の治療用加圧システム。
22. 車椅子または類似の可動装置を用いる患者との接触状態にある車椅子クッション、座面、背面、または他の表面として使用される形状および寸法を持つ、請求項１の治療用加圧システム。
23. 深部静脈血栓症および他の静脈疾患を防止または治療するため加圧ストッキングまたは装置として使用される形状および寸法を持つ、請求項１の治療用加圧システム。
24. 固定椅子または椅子の部分として使用されるか椅子に組み込まれるような形状および寸法を持つ、請求項１の治療用加圧システム。
25. 患者の快適性または治療効果を高めるため、前記椅子または前記椅子の部分が移動するか、位置決め可能である、請求項２４の治療用加圧システム。
26. さらに、取外し可能なパッドまたはカバーを有する、請求項１の治療用加圧システム。
27. 前記治療用加圧システムおよび患者が中央監視システムまたはステーションを通して監視されるように、各制御装置が前記中央監視システムに無線または有線で接続される、請求項１の複数の治療用加圧システムを包含する治療用加圧システム。

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