JP2015521092A - 呼吸療法器具 - Google Patents

Abstract

マウスピース（１）と、空気吸込口（２）と、当該空気吸込口からの吸気に対する規制を行うばね式弁（４）とを備えたループ形状のハウジングを有する吸気トレーニング器具を提供する。吸気トレーニング器具は、当該器具の利用履歴を記録し、コネクタポート（６５）又は無線手段等により、遠隔地のコンピュータにダウンロードできるようにするための電子機器部（６０）を有する。電子機器部（６０）はさらに、ハウジング（１１）の透明部分のランプ（６３）を、所定のトレーニング時間の間点灯させて、患者が、所定速度で所定時間、吸気と呼気とを繰り返すように促す。

Description

本発明は、マウスピースと、空気開口部と、当該マウスピース及び空気開口部の間の空気の流れを、患者の呼吸に対して規制する規制部とを有するタイプの呼吸療法器具に関する。

本発明による器具は、具体的には、慢性閉塞肺疾患及び同様の呼吸器疾患の患者、運動選手、並びに息切れ解消を目的とする者の吸気筋向上に用いる器具に関する。

現在、ユーザの吸気に対するある種の抵抗力を備えた吸気筋トレーニング器具が利用されている。そうした器具を長期間繰返し使用すれば、肺機能を向上することができる。現在利用されている器具として、Powerbreathe Medic社製のPowerbreathe及びPowerbreathe Kinetic、PowerLung社製のPowerLung、Tangent Healthcare社製のUltrabreathe、並びにHudson RCI社製のVoldyne 5000等が挙げられる。呼吸療法器具は、米国特許第６５５３７４６号、英国特許出願公開第２２７８５４５号、英国特許第２４５１５９３号、米国特許第６７２６５９８号、米国特許第４８５４５７４号及び米国特許第４５３３１３７号にも記載されている。

現在利用されている器具には、手の力が弱い患者が利用しにくい等の様々な問題がある。また、ユーザは、従来の器具を定期的に正しい時間だけ使用することができない場合が多く、殆ど又は全く効能が見られないことも大きな問題である。

本発明は、代替的な呼吸器具を提供することを目的とする。

本発明は、上述したタイプの呼吸療法器具であって、当該呼吸療法器具の利用履歴を記録及び表示する手段を有することを特徴とする呼吸療法器具を提供する。

呼吸療法器具はさらに、当該呼吸療法器具の利用履歴を遠隔地のコンピュータにダウンロードするための手段を有することが好ましい。上記利用履歴をダウンロードするための上記手段は、電気コネクタポート、赤外線送信機及び無線送信機から選択される１つ又は複数の手段であることが好ましい。上記空気開口部は吸込口であり、患者は、当該空気開口部から上記規制部を介して吸気可能であることが好ましい。上記規制部は、弁部材を弁シートに対して付勢するばねを有する弁を有することが好ましい。上記弁部材を上記弁シートに対して付勢する力は、上記弁の一部分を回転させることにより調節することができる。呼吸療法器具は、所定の療法時間の継続時間を、例えば、交互（点滅）状態及び定常状態の間で変化する視覚的手段により表示するように構成されていることが好ましい。上記視覚的手段は、上記所定の療法時間の間、交互動作し、上記所定の療法時間が終了すると、定常状態に変化するように構成することができる。上記視覚的手段は、呼吸療法器具のハウジングの透明部分の中に配置されたランプを有し、上記透明部分は上記ランプにより照射されることが好ましい。上記定常状態とは、所定時間の間中、照射された状態であることが好ましい。呼吸療法器具はさらに、上記療法時間内に行われた呼吸のカウント数を表示するための表示部を有し、当該表示部は、上記療法時間中は、患者から目視できない位置に置かれていることが好ましい。

呼吸療法器具は全体的に、上記空気開口部及び空気の流れを規制する上記規制部を有する第一アームと、第二空気開口部及び当該呼吸療法器具の利用履歴を記録する上記手段を有する第二アームとを有するループ形状であり、上記第二アームは、上記第一アームの一端部に取り付けられ、上記第一アームから間隙を空けて上記第一アームに沿って延び、当該呼吸療法器具の自立を可能にするための開ループを形成し、上記マウスピースは、全体的に、上記開ループと逆方向に延在することが好ましい。上記第一アーム及び上記第二アームは、当該第一アーム及び当該第二アームの両方が支持面に置かれ、かつ、上記マウスピースが上記支持面から離れた上方にある状態で、当該呼吸療法器具の自立ができるように構成されていることが好ましい。

器具の側立面図である。 器具の下側を示す斜視図である。 器具が平面に置かれた状態を示す斜視図である。 器具から取り外された唾液トラップを示す、器具の斜視図である。 唾液トラップの斜視図である。 器具の殆どの部材を示す分解図である。 器具に用いる吸気弁の分解図である。

次に、本発明の呼吸器具について、例示として添付図面を参照ながら、説明する。

図１、２及び３を参照すると、器具は、マウスピース１と、空気吸込口２と、空気吹出口３と、空気吸込口及びマウスピースの間の一方向の吸気弁組立体４とを備える。弁組立体４は、ユーザが、力を加えてマウスピース１から吸気し、その後空気吹出口３から呼気できるように、流れに抵抗力を加える。こうして、ユーザは、吸気筋・肺筋を鍛えることができる。

見て取れるように、器具は、全体的にループ形状又はＰ字形状で、上側の吸込アーム又はハンドル部１０には空気吸込口２が、下側の電子機器ハウジング１１には空気吹出口３が配置されている。下側ハウジング１１は、湾曲したループ部１２によりハンドル部１０に接続しており、下側ハウジングは約２０度の角度でハンドル部に近づく形で、ハンドル部に沿って延在する。ハンドル部１０の幅は、典型的には約３５ｍｍであり、下側ハウジング１１の長さは、その上方のハンドル部の長さの約半分で、これらの間には、幅約３０ｍｍの間隙１３があり、開ループ１４が形成されている。

図６をさらに参照すると、器具は、ポリカーボネート等の複数のプラスチック成形品から成り、これらは気密に留め付けられている。ハンドル部１０は、第一の透明プラスチック成形品２０から形成されており、当該第一の透明プラスチック成形品２０は、直線部２１と、約２７０度の角度で延びる湾曲部２２とを有する。湾曲部２２は、一体形成され、後方に突出したマウスピース１を有する。マウスピース１は、４．３度の角度で僅かに先細りしており、その幅は器具の幅の３分の２程度である。これにより、装置をある面に横に置いても、マウスピース１は面と接触せず、汚染を防ぐことができる。図２から見て取れるように、第一成形部２０の前方端部２３は、装置の空気吸込口２を規定する複数の平行なスロット２４を除いて閉じている。
ハンドル部１０は、直線状で略平らな不透明なポリカーボネートの第二成形品２５により完成される。第二成形品２５は、第一成形品２０の直線部２１の下側に留め付けられている。第二成形品２５を第一成形品に沿って前方へスライドさせることにより、吸気弁組立体４にアクセス可能となる。

第三成形品２６は、全体的にＵ字形状であり、下側電子機器ハウジング１１を形成し、器具の電子機器と（後述する）表示部とを収容している。成形品２６は、ハウジング１１の平らな下面２６’を規定している。第三成形品２６は、第一成形品２０の湾曲した後方端部２２の内部に留め付けられており、第二成形品２５の後方端部に当接している。器具のケーシングは、器具の唾液トラップを形成する箱状構造の第四成形品２７（図４及び５を参照）により完成される。唾液トラップ２７は、第一成形品２０の湾曲した外面に連続的に延在する湾曲した前面２８と、開放後面２９とを有する。前面２８の両側には、トラップ２７を電子機器ハウジング１１の元の位置へスライドさせるためのリブ２８’が形成され、 また、トラップ２７は、ハウジング１１の下面２６’に連続的に延在する平らな下面３０を有する。下面３０には、スロット３１群が形成され、これらによって空気吹出口３が規定されている。さらに、トラップ２７は、一方向羽打弁３４を支持する中央開口部３３を有する上部プレート３２を有し、それにより、空気のトラップへの流入及びスロット３１からの流出を可能にすると共に、ユーザの吸気時にトラップを介した空気の器具への流入を防ぐ。開口部３３は、第一成形品２０の開放後方端部３６に位置合わせされている。

器具の形状は、装置が使用し易いように選択することができる。電子機器ハウジング１１の平らな下面２６’は、第二成形品２５の前方端部の傾斜面２５’と平行に傾斜が付けられており、それにより、図３に示されているように、器具をその直立位置でこれらの２つの面で支持し、安定的に起立させることが可能となる。傾斜したハンドル１０により、器具の下側には間隙が形成されており、ユーザは直観的に器具を持ち上げることができる。マウスピース１の傾斜方向は、マウスピース１が器具表面から遠ざかるように方向付けられており、製品又は周囲環境の汚染を防ぐことができる。吸込口スロット２４が開いた第一成形品２０の前方端部２３は、支持面２５’から遠ざかる方向に傾斜しており、スロットは支持面と接触しないようになっている。器具のループ形状は、ユーザが疲労しているか、又は、関節炎又はその他の疾患により手先に不自由がある場合であっても、把持又は保持しやすいものである。こうした形状により、器具を落とさずに指と指の間で緩く保持することができる。また、フック形状により、レール、備品及び家具等に器具を掛けることができ、ユーザは、器具を容易に利用できる状態にしたまま、保持せずに休憩をとることができる。

図７を特に参照すると、吸気弁組立体４は、第一成形品２０及び第二成形品２１の間に挟まれたハンドル部１０内部に収容されている。弁組立体４は、筒状弁ハウジング４０を有する。筒状弁ハウジング４０は、ハンドル部１０の所定位置に、その内面の面形状４１により縦方向に固定されている。ただし、こうした形状４１は、弁ハウジング４０の回転を許容する。ハウジング４０は、その後方右側端部４２に、後方に向く弁シート４３を有する。また、弁組立体４は、ハウジング４０内部に同軸状に延び、ハウジングに対して長さ方向に移動可能な弁部材又は圧縮カラム４４を有する。カラム４４の後方端部には、Ｏリングシール４６が嵌まる環状溝４５が成形されている。カラム４４が前方位置にある状態では、シール４６はハウジング４０の弁シート４３と嵌合し、これら２つの部品間に空気が流れないようにして、ハンドル部１０への空気の流れを防ぐ。カラム４４にはさらに、外部ネジ４７が形成されている。外部ネジ部４７は、前方短部４８を除く、カラム４４の長さの約半分にわたって、その前方端部の方へ延びている。前方部４８には、ネジは形成されていないが、ケーシング内の形状５０と係合することによりカラム４４の回転を防ぐと共に、カラムがその長さ方向に沿って自由にスライドできるようにするための複数の縦方向フィン４９が形成されている。カラム４４には、内面（図示せず）にネジを有する筒状弁プラットフォーム５１がネジ留めされている。プラットフォーム５１は、その後方端部に、コイルばね５３の前方端部と係合する拡径外向きフランジ５２を有する。ばね５３は、その後方端部がハウジング４０の縁（図示せず）と係合した状態で、ハウジング４０内に収容され、カラム４４を取り囲んでいる。したがって、ばね５３は、カラム４４をハウジング４０に対して前方に付勢し、Ｏリングシール４６を弁シート４３と密封係合させるように付勢し、それにより、カラムが前方に延びるのを防ぐ。見て取れるように、弁プラットフォーム５１の位置をカラム４４に沿って調節することにより、ばね５３に加える力を増加又は低下させることができる。

吸気弁４は、５ｃｍＨ_２Ｏ〜１１０ｃｍＨ_２Ｏの開口圧力差で、１ｃｍＨ_２Ｏ毎に調節することができる。弁圧力は、臨床家により設定し、下側成形品２５を前方にスライドさせて弁４にアクセスすることにより調節することができる。臨床家はそれから、弁ハウジング４０を回転することにより、弁プラットフォーム５１を回転させ、弁カラム４４のネジ４７に沿って弁プラットフォーム５１を縦方向に移動させて、ばね５３の圧縮力を変更する。弁の設定を簡素化し、器具内部の汚染に臨床家を晒さないために、弁の設定は、器具を開けなくても調節可能であることが好ましい。これは、キーによりアクセス可能な器具内部の単純なギア機構を用いれば実現できるだろう。

図２を参照すると、電子機器ハウジング１１には、電子機器６０が収容されており、ユーザに表示を行うことができる。ハウジング１１の平らな外側下面２６’は、所定時間内に行われた呼吸のカウント数を表示するための２つの７セグメント液体表示装置（ＬＣＤ）６２領域又はその他の数値表示部を有する透明な表示画面６１を備えている。ハウジング１１の主要部は、透明プラスチックから成り、この部分には、電子機器６０に接続された１つ又は複数のランプ６３（典型的には、５つのＬＥＤ）が収容されている。ランプ６３の操作モード及び数値表示部６２については、後述する。また、電子機器部６０は、吸気弁組立体４に近接して置かれた何らかの形態のセンサ６４を有し、弁カラム４４の動きを検出する。好ましくは、弁カラム４４には磁石が組み込まれており、電子機器部６０のセンサ６４はホール効果磁気センサ、リードスイッチ磁気センサ又はその他の磁気センサである。上記の構成により、電子機器ハウジング１１を密封することができる。その他のセンサとしては、強磁性体材料の存在を感知する誘電コイルや、光センサ等が挙げられる。

ユーザは、ハンドル部１０を把持し、表示画面６１を下側にしてマウスピース１が口の位置に来るようにして器具を持ち上げる。それから、ユーザは、マウスピース１に口を付け、吸気する。これにより、吸気弁４の後方に減圧が生じる。吸気・呼吸に十分な勢いがある場合、この圧力低下はばね５３の力を超えるに十分なものであり、弁カラム４４は後方にわずかに移動する。それにより、シール４６が弁シート４３から離れ、空気が吸込口２から弁４を通って流れる。理解されるように、唾液トラップ２７の一方向呼気弁３４により、器具内への吹出口３からの空気の流入は防止されている。ユーザが呼気すると、吸気弁４は閉じ、呼気された空気は下方へ流れ、一方向呼気弁３４を開き、さらに唾液トラップ２７を通じて空気吹出口３へと流出する。

ＬＥＤ６３は、電子機器ハウジング１１の内部を照射するが、その透明性により、ハウジング１１全体にトレーニング中のユーザが目視できるようなパルスのオン・オフが生じる。パルスの周期は、吸気トレーニングの所要周期と重なるように選択することができ、典型的には、ランプ６３は、吸気時間に３秒間点灯し、それから呼気時間に５秒間消灯する。こうしたパルス照射による視覚的合図は、視覚障害のある高齢者ユーザにとっても判り易い。また、パルス照射機能は、ユーザの呼吸速度を一定にするためにも役立つ。一方、聴覚的な信号は、特に難聴者には、より困難である。聴覚的な信号は、使用中の周囲騒音及び器具の空気流ノイズにより、聴きづらいということも考えられる。所望の療法時間が終了すると、電子機器部６０は、照射機能を定常状態へと変更し、セッションが終了したことを示すようにプログラムされている。ランプ６３は、一定時間、典型的には５分間、規則的に中程度の照度で点灯するように動作することが好ましい。その間、ユーザは、呼吸カウント数を確認することができる。これは、ユーザが画面表示をはっきりと確認できるように器具を方向付けることによって可能となる。表示画面６１の角度は、ユーザが、療法セッション中は数値表示部６２を読み取ることはできないが、呼吸トレーニングを終了し、器具を口から取り外して裏返した後のみ読み取ることができるように、選択することができる。電子機器部６０は、所定の療法時間内に行われた呼吸のカウント数を保持し、呼吸周期毎に表示部６２を１ずつ増加させる。表示部６２は、最終的なカウント数を所定時間の間目視できる形で表示し続け、その後、器具の電源は切れる。呼吸カウント数をこのように表示することで、ユーザを励まし、呼吸カウント数が増加した際には自信を与えることができる。

電子機器部６０は、器具の動作履歴を保持する。この動作履歴は、電子機器ハウジング１１のＵＳＢポート６５への接続により、臨床家のコンピュータにダウンロード可能である。また、赤外線ポート又は無線送信といった無線手段でデータを送信することも考えられる。

器具は、高圧蒸気殺菌法又は家庭用食器洗い機といった様々な方法で洗浄することができる。洗浄前には電子機器部６０を、高圧蒸気殺菌の前には吸気弁４を、取り外す必要がある。唾液トラップ２７は、１回の使用毎に取り外して洗浄しなければならない。

器具の構造は、吸気・肺機能の向上を望む運動選手、運転手、登山家、歌手、及び吹奏楽器奏者が利用することもできるが、呼吸疾患を持つ患者への利用に特に適している。表示構造は、正しい時間の間、定期的に器具を利用することを促し、最大の効能を得ることが可能となる。

Claims (15)

1. マウスピース（１）と、
   空気開口部（２）と、
   前記マウスピース及び前記空気開口部の間の空気の流れを、患者の呼吸に対して規制する規制部（４）と、
   を有する呼吸療法器具であって、
   当該呼吸療法器具の利用履歴を記録及び表示する手段（６０）をさらに有することを特徴とする呼吸療法器具。
2. 請求項１記載の呼吸療法器具において、当該呼吸療法器具の前記利用履歴を遠隔地のコンピュータにダウンロードするための手段（６０、６５）をさらに有することを特徴とする呼吸療法器具。
3. 請求項２記載の呼吸療法器具において、前記利用履歴をダウンロードするための前記手段は、電気コネクタポート（６５）、赤外線送信機及び無線送信機から選択される１つ又は複数の手段であることを特徴とする呼吸療法器具。
4. 請求項１〜３のいずれか記載の呼吸療法器具において、前記空気開口部（２、２４）は、患者が、当該空気開口部（２、２４）から前記規制部（４）を介して吸気することができる吸込口であることを特徴とする呼吸療法器具。
5. 請求項１〜４のいずれか記載の呼吸療法器具において、前記規制部（４）は、弁部材（４４、４５、４６）を弁シート（４３）に対して付勢するばね（５３）を備えた、弁を有することを特徴とする呼吸療法器具。
6. 請求項５記載の呼吸療法器具において、前記弁部材（４４、４５、４６）を前記弁シート（４３）に対して付勢する力は、前記弁の一部分（５１）を回転させることにより調節できることを特徴とする呼吸療法器具。
7. 請求項１〜６のいずれか記載の呼吸療法器具において、当該呼吸療法器具は、所定の療法時間の前記継続時間を示すように構成されていることを特徴とする呼吸療法器具。
8. 請求項７記載の呼吸療法器具において、当該呼吸療法器具は、前記所定の療法時間の前記継続時間を、交互状態及び定常状態の間で変化する視覚的手段（６３）により表示するように構成されていることを特徴とする呼吸療法器具。
9. 請求項８記載の呼吸療法器具において、前記視覚的手段（６３）は、前記所定の療法時間の間、交互動作し、前記所定の療法時間が終了すると、前記定常状態に変化するように構成されていることを特徴とする呼吸療法器具。
10. 請求項８又は９記載の呼吸療法器具において、前記視覚的手段は、当該呼吸療法器具のハウジングの透明部分（１１）の中に配置されたランプ（６３）を有し、前記透明部分は前記ランプにより照射されることを特徴とする呼吸療法器具。
11. 請求項８〜１０のいずれか記載の呼吸療法器具において、前記定常状態とは、所定時間にわたる照射状態であることを特徴とする呼吸療法器具。
12. 請求項１〜１１のいずれか記載の呼吸療法器具において、前記療法時間内に行われた呼吸のカウント数を表示するための表示部（６２）をさらに有することを特徴とする呼吸療法器具。
13. 請求項１２記載の呼吸療法器具において、前記カウント数を表示するための前記表示部（６２）は、前記療法時間中において患者から目視できない位置に置かれていることを特徴とする呼吸療法器具。
14. 請求項１〜１３のいずれか記載の呼吸療法器具において、
    当該呼吸療法器具は、前記空気開口部（２）及び空気の流れを規制する前記規制部（４）を有する第一アーム（１０）と、第二空気開口部（３）及び当該呼吸療法器具の前記利用履歴を記録する前記手段（６０）を有する第二アーム（１１）と、を有し、全体的にループ形状であり、
    前記第二アーム（１１）は、前記第一アーム（１０）の一端部に取り付けられ、前記第一アームから間隙を空けて前記第一アームに沿って延び、当該呼吸療法器具の自立を可能にする開ループを形成し、
    前記マウスピース（１）は、前記開ループ（１２）とほぼ逆方向に延在することを特徴とする呼吸療法器具。
15. 請求項１４記載の呼吸療法器具において、前記第一アーム（１０）及び前記第二アーム（１１）は、当該第一アーム（１０）及び当該第二アーム（１１）の両方が支持面に置かれ、かつ、前記マウスピース（１）が前記支持面から離れた上方にある状態で、当該呼吸療法器具の自立ができるように構成されていることを特徴とする呼吸療法器具。

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