JP2015529495A - 対象者の気道を支援する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、対象者の気道を支援する装置及び方法を提供する。本発明の一観点は、対象者の気道を支援する装置１０において、対象者の気道の１つ以上の外口を封ずる本体部１１０であって、１つ以上の外口と周囲雰囲気との間に少なくとも１つの流路を形成する当該本体部１１０と、呼気の流路に配され、流動抵抗が、吸気中は一定に保たれ、呼気中は調節され得る電気式バルブ１２０と、対象者のいびきを感知し、対応する信号を出力するセンサ１３０と、センサに接続され、センサから出力される信号をサンプリングして所定の時点でサンプリングされた信号に基づいていびきの存在及びレベルを検出し、或る所定の時点においていびきが存在することが検出された時は、低い流動抵抗から対象者の気道を支援するために次の所定の時点まで保持される高い流動抵抗にトリガされるように電気式バルブを制御し、対象者にとって最適な流動抵抗を得るために、後続の所定の時点においていびきの存在及びレベルに従って流動抵抗を調節するように電気式バルブを制御する制御モジュール１４０とを有する装置１０を提案する。よって、電気式バルブの流動抵抗は、呼気中のいびきの存在及びレベルに従って最適な流動抵抗を得るために自動的に微調整され、対象者の快適さが大きく改善される。

Description

本発明は、いびきの緩和の分野に関し、特に、対象者（subject）の気道を支援する装置及び方法に関する。

いびきは、睡眠中の上気道の狭窄又は閉塞（睡眠時呼吸障害）と関連している。いびきは、男女両方を含む５０％もの成人、すなわち、４５００万人を超えるアメリカ人に影響を及ぼしていると考えられている。成人のアメリカ人のほぼ二人に一人が、いびきをかく時があり、四人に一人は常にいびきをかいている。いびきは、患者及び／又は患者のパートナーの睡眠周期の崩壊に関して不都合を引き起こし、昼間の倦怠感及び眠気となり、患者及び／又は患者のパートナーの生活の質のかなりの低下をもたらす。

いびきを緩和する手法は、対象者からの呼気の流れに抵抗する気道抵抗を用い、それにより、呼気の間の気道を支援する。しかしながら、従来の気道抵抗は、固定された流動抵抗の場合に一定の役割を果たすか、又は、呼気の間に単に非常に簡単なやり方で流動抵抗を調節する。例えば、国際特許出願公開ＷＯ２０１０／０７６７０４Ａ１公報には、一方では、いびきが生じていないことが決定されると、呼気流動抵抗を低い値で保持し、他方では、いびきが生じていると決定されると、対象者の気道を支援するために呼気流動抵抗を増大させる対象者の気道を支援する呼吸器具が開示されている。幾つかのケースでは、対象者によって不快であると考えられる従来の気道抵抗は、対象者に適した支援を与えない。

本発明の目的は、対象者の気道を支援する改善された装置及び方法を提供することにある。

本発明の一観点によれば、対象者の気道を支援する装置において、
対象者の気道の１つ以上の外口を封ずる本体部であって、上記１つ以上の外口と周囲雰囲気（外気）との間に少なくとも１つの流路を形成する当該本体部と、
呼気の上記流路に配され、流動抵抗が、吸気中は一定に保たれ、呼気中は調節され得る電気式バルブと、
対象者のいびきを感知し、対応する信号を出力するセンサと、
上記センサに接続され、上記センサから出力される信号をサンプリングして所定の時点でサンプリングされた信号に基づいていびきの存在及びレベルを検出し、或る所定の時点においていびきが存在することが検出された時は、低い流動抵抗から対象者の気道を支援するために次の所定の時点まで保持される高い流動抵抗にトリガされるように上記電気式バルブを制御し、対象者にとって最適な流動抵抗を得るために、後続の所定の時点においていびきの存在及びレベルに従って流動抵抗を調節するように上記電気式バルブを制御する制御モジュールと
を有する当該装置が提供される。

上記対象者の気道を支援する装置は、呼気中のいびきの存在及びレベルに従って最適な流動抵抗を得るために電気式バルブの流動抵抗を自動的に微調整することができるので、対象者の快適さが大きく改善される。

本発明の一形態によれば、上記後続の所定の時点におけるいびきの存在及びレベルに従う流動抵抗の調節は、
いびきが存在しないことが検出されると、上記次の所定の時点において上記流動抵抗をより低い値に低下させることと、
いびきのレベルが前のいびきのレベルよりも低いことが検出されると、上記後続の所定の時点において上記流動抵抗を不変に保つことと、
いびきのレベルが前のいびきのレベルよりも高いことが検出されると、上記後続の所定の時点において上記流動抵抗をより高い値に増大させることと
を有している。

本発明の他の形態によれば、上記流動抵抗が最大に達し、いびきが依然として存在する場合、この対象者の気道を支援する装置は、当該装置が対象者に適していないことを示す指示を与える。

本発明の一形態によれば、装置のバッテリ寿命を長くするように節電するために、好ましくは、２つの連続する所定の時点の時間間隔は、制御モジュールの動作に依存して変更され得る。

本発明の他の形態によれば、上記制御モジュールがいびきが存在することを検出する前は、上記時間間隔は所定の値に設定され、上記制御モジュールがいびきが存在することを検出した後は、上記時間間隔は上記所定の値よりも小さくされ、上記制御モジュールがいびきはもはや存在しないことを検出した後は、上記時間間隔は上記所定の値に戻される。

本発明の好ましい形態によれば、上記制御モジュールは、電源を入れた後或る期間、サンプリング及び検出動作を行わず、上記電気式バルブは、上記或る期間、低い流動抵抗を維持し、上記或る期間の後、上記制御モジュールは上記サンプリング及び検出動作を行い始め、上記電気式バルブの動作を制御し始める。従って、これは、対象者が流動抵抗の変化に順応するのを助ける。

本発明の他の観点によれば、対象者の気道を支援する方法であって、
対象者の気道の１つ以上の外口と周囲雰囲気との間の呼気の流路に、電気式バルブを与えるステップであって、前記電気式バルブの流動抵抗は、吸気中は一定に保たれ、呼気中は調節され得る当該ステップと、
所定の時点において対象者のいびきの存在及びレベルを検出するステップと、
或る所定の時点でいびきが存在することが検出されると、低い流動抵抗から対象者の気道を支援するために次の所定の時点まで保持される高い流動抵抗にトリガされるように前記電気式バルブを制御するステップと、
対象者にとって最適な流動抵抗を得るために、後続の所定の時点においていびきの存在及びレベルに従って流動抵抗を調節するように前記電気式バルブを制御するステップと
を有する当該方法が提供される。

本発明の他の目的及び利点は、添付の図面と組み合わせてなされる詳細な説明を参照してより明らかになり、容易に理解されるであろう。

本発明が、実施形態によって及び図面を参照してより詳細に以下に論じられ、説明される。

本発明の一実施形態に係る対象者の気道を支援する装置を示している。 本発明の一実施形態に係る電気式バルブを示している。 本発明の一実施形態に係る対象者の気道を支援する方法の流れ図を示している。

図中の同じ参照符号は、同様の又は対応する特徴及び／又は機能性を示している。

本発明の実施形態が、図面を参照してより詳細に以下に説明される。

図１を参照すると、図１は、本発明の一実施形態に係る対象者の気道を支援する装置１０を示している。具体的には、装置１０は、対象者の気道の１つ以上の外口を封ずる本体部１１０、電気式バルブ１２０、センサ１３０及び制御モジュール１４０を含んでいる。本体部１１０は、上記１つ以上の外口と周囲雰囲気との間の少なくとも１つの流路を形成しており、電気式バルブ１２０は、呼気の流路内に配されている。電気式バルブ１２０の流動抵抗は、一方では、呼気中、対象者の気道の１つ以上の外口から周囲雰囲気への気体の流れを調整するように調節され、他方では、吸気中、一定に保たれる。

次に図２を参照すると、図２は、本発明の一実施形態に係る電気式バルブ１２０を示している。この実施形態では、電気式バルブ１２０は、第１の構成要素２２０ａと第２の構成要素２２０ｂとを有する電磁弁である。第１の構成要素２２０ａは、入力電圧の関数として磁場発生のソースとしての機能を果たす。従って、第１の構成要素２２０ａは、複数の中空構造部を伴う厚いプラスチック板及び上記複数の中空構造部の中央の１つに磁心が形成される銅線で作られたコイルを有しており、磁心は、磁束を集中させるのに役立ち、従って、磁場を強める。第２の構成要素２２０ｂは、気体が通過することを可能にする複数の開口部が存在する軟鉄が埋め込まれた柔質膜を有している。更に、この電磁弁は、装置１０の本体部１１０内に第１の構成要素２２０ａ及び第２の構成要素２２０ｂを集めるためのプラスチックの筐体も有している。

図２に示されているように、入力電圧が第１の構成要素２２０ａに印加されると、第２の構成要素２２０ｂの柔質膜構造部と第１の構成要素２２０ａのコイル構造部との間に引力が生じ、従って、軟質膜構造部は第１の構成要素２２０ａのプラスチック板の表面の方に偏向する。上記軟質膜構造部は、種々の安定な偏向位置で保持され、バルブは、生じた引力が軟質膜構造部の柔軟性のある力によって打ち消される場合に、軟質膜構造部が第１の構成要素２２０ａのプラスチック板の表面に接触する際とは異なる流動抵抗を有し、生じた引力が軟質膜構造部の柔軟性のある力によって打ち消されない場合、バルブは完全に閉じられる。入力電圧が取り除かれると、偏向した軟質膜構造部は、自動的に元の位置を取り戻す。

しかしながら、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、圧電バルブ又は任意の他の好適な電気式バルブも使用することができることを理解されたい。

再び図１を参照すると、制御モジュール１４０は、対象者のいびきの状態を示すパラメータを感知し、対応する信号を出力するセンサ１３０に接続されている。１つの説明に役立つ実例では、センサ１３０は、いびきにより引き起こされる対象者の気道の周りの組織の振動を感知し、その振動を電気出力信号に変換する対象者に与えられる密着型の圧電センサである。他の説明に役立つ実例では、センサ１３０は、いびきの音を感知し、そのいびきの音を電気出力信号に変換することができるマイクロフォンであることが好ましい。マイクロフォンは対象者に与えられる必要がないので、対象者はより快適に感じる。

更に、制御モジュール１４０は、センサ１３０から出力される信号をサンプリングし、所定の時点でサンプリングされた信号に基づいていびきの存在及びレベルを検出するように構成されている。例えば、マイクロフォンがセンサとして使用され、いびきの音を感知しない場合、その出力信号はゼロであり、従って、サンプリングされる信号もゼロである。これは、いびきが存在しないことを意味する。一方、マイクロフォンがいびきの音を感知した場合、その出力信号はゼロよりも大きく、従って、サンプリングされる信号もゼロよりも大きい。これは、いびきが存在することを意味し、サンプリングされた信号の大きさはいびきのレベルを表している。

制御モジュール１４０が、或る所定の時点でいびきが存在することを検出すると、電気式バルブ１２０は、制御モジュール１４０の制御の下で低い流動抵抗から高い流動抵抗にトリガされ、対象者の気道を支援するために、高い流動抵抗が次の所定の時点まで維持される。その後、電気式バルブ１２０の流動抵抗は、後続の所定の時点において制御モジュール１４０の制御の下でいびきの存在及びレベルに従って調節され、対象者にとって最適な流動抵抗が得られる。

一実施形態では、制御モジュール１４０は、以下のように後続の所定の時点で電気式バルブ１２０の流動抵抗を調節する。具体的には、制御モジュール１４０は、後続の所定の時点でいびきが存在しないことを検出すると、より低い値に電気式バルブ１２０の流動抵抗を低下させる。更に、制御モジュール１４０は、いびきのレベルがいびきの前のレベルよりも低いことを検出すると、後続の所定の時点において電気式バルブ１２０の流動抵抗を不変に保ち、いびきのレベルがいびきの前のレベルよりも高いことを検出すると、後続の所定の時点により高い値に電気式バルブ１２０の流動抵抗を増大させる。

電気式バルブ１２０の流動抵抗が最大に達する時でさえも、いびきが依然として存在する場合もある。このケースでは、装置１０は、ブザー音を出すこと又は光を発することのような任意の適切な手段により当該装置１０が対象者に適していないことを示し得る。

本発明によれば、２つの隣り合う所定の時点の時間間隔（すなわち、いびきのサンプリング及び検出頻度）は、装置１０のバッテリ寿命を長くするために節電するように制御モジュール１４０の動作に依存して変更され得る。実例として、上記時間間隔は、制御モジュール１４０がいびきが存在することを検出する前は所定の値（例えば、１０分）に設定され、時間間隔は、いびきが存在することが検出された後、より小さい値（例えば、５分）に縮められる。その後、制御モジュール１４０がいびきはもはや存在しないことを検出すると、時間間隔は上記所定の値に戻される。

更に、対象者が流動抵抗の変化に順応するのを助けるために、制御モジュール１４０は、電源を入れた後或る期間（例えば、２０分）サンプリング及び検出動作を行わず、電気式バルブ１２０は、上記或る期間低い流動抵抗を保つことが好ましい。上記或る期間の後、制御モジュール１４０はサンプリング及び検出動作を再開し、電気式バルブ１２０の動作を制御する。

次に図３を参照すると、この図は、本発明の一実施形態に係る対象者の気道を支援する方法３０の流れ図を示している。

図３から分かるように、ステップ３１０において、対象者の気道の１つ以上の外口と周囲雰囲気との間の呼気の流路に、電気式バルブ１２０が与えられる。上述したように、電気式バルブ１２０の流動抵抗は、吸気中は一定に保たれ、呼気中は調節され得る。例えば、電気式バルブ１２０は、図２に示されているような電磁弁である。

その後、ステップ３２０において、対象者のいびきの存在及びレベルが所定の時点で検出される。次に、ステップ３３０において、或る所定の時点においていびきが存在することが検出された時は、電気式バルブ１２０は、低い流動抵抗から対象者の気道を支援するために次の所定の時点まで保持される高い流動抵抗にトリガされように制御される。最後に、ステップ３４０において、電気式バルブ１２０は、対象者にとって最適な流動抵抗を得るために、後続の所定の時点におけるいびきの存在及びレベルに従って流動抵抗を調節するように制御される。

一実施形態では、ステップ３４０における流動抵抗の調節は、以下のように行われる。具体的には、いびきが存在しないことが検出されると、流動抵抗は後続の所定の時点においてより低い値に小さくされる。更に、いびきのレベルがいびきの前のレベルよりも低いことが検出されると、流動抵抗は後続の所定の時点において不変に保たれ、いびきのレベルが前のいびきのレベルよりも高いことが検出されると、流動抵抗は後続の所定の時点においてより高い値に大きくされる。

更に、本発明によれば、流動抵抗が最大に達し、いびきが依然として存在する場合には、電気式バルブ１２０が対象者に適していないことを示す指示が与えられ得る。

本発明の一実施形態によれば、２つの隣り合う所定の時点の時間間隔は、検出動作に依存して変更され得る。例えば、上記時間間隔は、いびきが存在することが検出される前は所定の値に設定され、いびきが存在することが検出された後はその所定の値よりも小さくされる。その後、いびきはもはや存在しないことが検出されると、時間間隔は上記所定の値に戻される。

本発明の好ましい実施形態では、電気式バルブ１２０は、電源を入れた後或る期間、低い流動抵抗を保持し、上記或る期間には、サンプリング、検出及び制御の動作は行われない。この期間の後、これらの動作が開始される。これは、対象者が流動抵抗の変化に順応する助けとなる。

上述した実施形態は本発明を限定するものではなく説明しており、当業者であれば添付の特許請求の範囲から逸脱することなく代替の実施形態を考案することができることに注意されたい。特許請求の範囲では、括弧内に配されたいかなる参照符号もが特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。「有する」という語は、特許請求の範囲及び詳細な説明に列挙されていない構成要素又はステップの存在を排除するものではない。構成要素の前に付された「a」又は「an」という単語は、複数のそのような構成要素の存在を排除するものではない。第１の及び第２の等の語の使用は、何らかの順序を示すものではない。これらの語は、名称として解釈されるべきである。

Claims (15)

1. 対象者の気道を支援する装置であって、
   対象者の気道の１つ以上の外口を封ずる本体部であって、前記１つ以上の外口と周囲雰囲気との間に少なくとも１つの流路を形成する当該本体部と、
   呼気の前記流路に配され、流動抵抗が、吸気中は一定に保たれ、呼気中は調節され得る電気式バルブと、
   対象者のいびきを感知し、対応する信号を出力するセンサと、
   前記センサに接続され、前記センサから出力される信号をサンプリングして所定の時点でサンプリングされた信号に基づいていびきの存在及びレベルを検出し、或る所定の時点においていびきが存在することが検出された時は、低い流動抵抗から対象者の気道を支援するために次の所定の時点まで保持される高い流動抵抗にトリガされるように前記電気式バルブを制御し、対象者にとって最適な流動抵抗を得るために、後続の所定の時点においていびきの存在及びレベルに従って流動抵抗を調節するように前記電気式バルブを制御する制御モジュールと
   を有する、当該装置。
2. 前記センサがいびきの音を感知するマイクロフォンである、請求項１記載の装置。
3. 前記電気式バルブが、複数の中空構造部を伴う厚いプラスチック板及び前記複数の中空構造部の中央の一つに磁心が形成される銅線で作られたコイルを有する第１の構成要素と、気体が通過することを可能にする複数の開口部が存在する軟鉄が埋め込まれた柔質膜を有する第２の構成要素と、前記本体部内に前記第１の構成要素及び前記第２の構成要素を集めるためのプラスチックの筐体とを有する電磁弁である、請求項１記載の装置。
4. 前記後続の所定の時点におけるいびきの存在及びレベルに従う流動抵抗の調節が、
   いびきが存在しないことが検出されると、前記後続の所定の時点において前記流動抵抗をより低い値に低下させることと、
   いびきのレベルが前のいびきのレベルよりも低いことが検出されると、前記後続の所定の時点において前記流動抵抗を不変に保つことと、
   いびきのレベルが前のいびきのレベルよりも高いことが検出されると、前記後続の所定の時点において前記流動抵抗をより高い値に増大させることと
   を有する、請求項１記載の装置。
5. 前記流動抵抗が最大に達し、いびきが依然として存在する場合に、当該装置が前記対象者に適していないことを示す指示を与える、請求項４記載の装置。
6. ２つの隣り合う所定の時点の時間間隔が、前記制御モジュールの動作に依存して変更され得る、請求項１記載の装置。
7. 前記制御モジュールがいびきが存在することを検出する前は、前記時間間隔は所定の値に設定され、前記制御モジュールがいびきが存在することを検出した後は、前記時間間隔は前記所定の値よりも小さくされ、前記制御モジュールがいびきはもはや存在しないことを検出した後は、前記時間間隔は前記所定の値に戻される、請求項６記載の装置。
8. 前記制御モジュールは、電源を入れた後或る期間、サンプリング及び検出動作を行わず、前記電気式バルブは、前記或る期間、低い流動抵抗を維持し、前記或る期間の後、前記制御モジュールが前記サンプリング及び検出動作を行い始め、前記電気式バルブの動作を制御し始める、請求項１記載の装置。
9. 対象者の気道を支援する方法であって、前記方法は、
   対象者の気道の１つ以上の外口と周囲雰囲気との間の呼気の流路に、電気式バルブを与えるステップであって、前記電気式バルブの流動抵抗は、吸気中は一定に保たれ、呼気中は調節され得る当該ステップと、
   所定の時点において対象者のいびきの存在及びレベルを検出するステップと、
   或る所定の時点でいびきが存在することが検出されると、低い流動抵抗から対象者の気道を支援するために次の所定の時点まで保持される高い流動抵抗にトリガされるように前記電気式バルブを制御するステップと、
   対象者にとって最適な流動抵抗を得るために、後続の所定の時点においていびきの存在及びレベルに従って流動抵抗を調節するように前記電気式バルブを制御するステップと
   を有する、当該方法。
10. 前記電気式バルブが、複数の中空構造部を伴う厚いプラスチック板及び前記複数の中空構造部の中央の一つに磁心が形成される銅線で作られたコイルを有する第１の構成要素と、気体が通過することを可能にする複数の開口部が存在する軟鉄が埋め込まれた柔質膜を有する第２の構成要素と、本体部内に前記第１の構成要素及び前記第２の構成要素を集めるためのプラスチックの筐体とを有する電磁弁である、請求項９記載の方法。
11. 前記後続の所定の時点におけるいびきの存在及びレベルに従う流動抵抗の調節が、
    いびきが存在しないことが検出されると、前記後続の所定の時点において前記流動抵抗をより低い値に低下させることと、
    いびきのレベルが前のいびきのレベルよりも低いことが検出されると、前記後続の所定の時点において前記流動抵抗を不変に保つことと、
    いびきのレベルが前のいびきのレベルよりも高いことが検出されると、前記後続の所定の時点において前記流動抵抗をより高い値に増大させることと
    を有する、請求項９記載の方法。
12. 前記流動抵抗が最大に達し、いびきが依然として存在する場合に、前記電気式バルブが対象者に適していないことを示す指示が与えられる、請求項１１記載の方法。
13. ２つの隣り合う所定の時点の時間間隔が、検出動作に依存して変更され得る、請求項９記載の方法。
14. いびきが存在することが検出される前は、前記時間間隔は所定の値に設定され、いびきが存在することが検出された後は、前記時間間隔は前記所定の値よりも小さくされ、いびきはもはや存在しないことが検出された後は、前記時間間隔は前記所定の値に戻される、請求項１３記載の方法。
15. 前記電気式バルブが、電源を入れた後或る期間、低い流動抵抗を維持し、前記或る期間には、前記サンプリング、検出及び制御の動作が行われず、前記或る期間の後、これらの動作が開始される、請求項９記載の方法。