JP2021526945A - 陽気圧治療装置、そのキット、並びに使用法及び組み立て法 - Google Patents

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Abstract

【課題】吸入空気流を加速させると同時に、ハウジングを通る空気流の関連する騒音を抑えることができる陽気圧送達装置、キット及び装置の使用法を提供する。
【解決手段】陽気圧送達装置が、吸入入口と、吸入出口と、吸入入口及び出口と流体連通する内部空洞とを有するハウジングを含む。加圧流体入口が、吸入入口と吸入出口との間の内部空洞と流体連通する出口オリフィスを含む。制音バッフルが、出口オリフィスの下流に配置されて出口オリフィスに間隔を空けて対面する凸形ドーム面を有する。ハウジングの1つの実施形態は、本体と、エンドキャップと、バッフルインサートとを含む。様々な実施形態では、この陽気圧送達装置を、OPEP及び圧力計を含む他の治療装置と組み合わせて使用することができる。キット及び装置の使用法も提供する。
【選択図】図1

Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、2018年6月4日に出願された米国仮特許出願第62/680,239号の利益を主張するものであり、この文献の開示は全体が引用により本明細書に組み入れられる。
本発明は、一般に陽気圧治療装置(positive air pressure therapy device)を含む治療装置、並びに陽気圧を送達するキット及び方法に関する。
陽気圧(PAP)装置を使用して患者の肺に補助酸素及び/又は補助空気を供給することがよく知られている。呼気陽圧装置(positive expiratory pressure devices)などの既知の呼気圧装置は、患者の呼気道(exhalation pathway)に抵抗を与えることによって肺虚脱を防いで空気流を増加させるのに役立つこともできる。PAP装置は、振動呼気陽圧装置(OPEP)を含む他の装置と組み合わせて使用されてきた。組み合わせによっては、1又は2以上の様々な装置を通じて空気が周囲又は大気へ逃げ、これによって治療圧の低下、装置音の増加、及び周囲環境への潜在的汚染を招く恐れがある。
米国特許出願公開第2015/0224269号明細書 米国特許第5,018,517号明細書 米国特許第6,581,598号明細書 米国特許第6,776,159号明細書 米国特許第7,059,324号明細書 米国特許第8,327,849号明細書 米国特許第8,539,951号明細書 米国特許第8,485,179号明細書 米国特許出願公開第13/489,894号明細書 米国特許出願公開第14/092,091号明細書
簡潔に言えば、1つの態様では、陽気圧送達装置の1つの実施形態が、吸入入口と、吸入出口と、吸入入口及び吸入出口と流体連通する内部空洞とを有するハウジングを含む。加圧流体入口が、吸入入口と吸入出口との間の内部空洞と流体連通する出口オリフィスを含む。制音バッフル(sound reducer baffle)が、出口オリフィスの下流に配置されて出口オリフィスに間隔を空けて対面する凸形ドーム面を有する。
別の態様では、陽気圧アセンブリキットの1つの実施形態が、入口端部と、出口端部と、入口端部及び出口端部と流体連通する内部空洞とを有する本体を含む。加圧流体入口が、入口端部と出口端部との間の内部空洞と流体連通する出口オリフィスを含む。エンドキャップが、入口端部に結合するように適合される。エンドキャップは、内部空洞に開口するように適合された吸入入口を定める。バッフルインサートが、出口端部に結合するように適合される。バッフルインサートは、バッフルインサートが入口端部に結合された時に出口オリフィスの下流に配置されて出口オリフィスに間隔を空けて対面するように適合された凸形ドーム面を有する制音バッフルを含む。バッフルインサートは、吸入出口をさらに含む。
1つの実施形態では、エンドキャップを、マフラー機構を含むように構成することができる。また、吸入入口及び吸入出口を、蛇行経路をもたらす非同軸的なものとして、呼気圧を高めながら装置の全体的な騒音レベルを抑えることもできる。また、1つの実施形態では、出口オリフィスが、製造のばらつき及び公差の蓄積を排除することによってユニットの性能を改善できる一体部品ユニット(one−piece unit)として形成される。
ユーザに陽気圧を投与する方法が、ハウジングの吸入入口を通じてハウジングの内部空洞内に空気を通すステップと、加圧流体入口の出口オリフィスを通じて内部空洞内に加圧流体を導入するステップと、出口オリフィスの下流に配置されて出口オリフィスに間隔を空けて対面する制音バッフルの凸形ドーム面に加圧流体を衝突させるステップと、吸入出口を通じて空気及び加圧流体を通すステップとを含む。
様々な実施形態では、陽気圧装置が、単独で使用されるように、又は例えば振動呼気陽圧装置(OPEP)、及び/又はマノメータなどの圧力検出装置(圧力計)を制限なく含む他の治療装置に結合されるように構成され適合される。
様々な態様及び実施形態は、他の陽気圧装置及びシステムを凌ぐ顕著な利点をもたらす。例えば、限定ではなく、本体及びバッフルインサートを含むハウジングの形状は、倍増管領域(multiplier area)及びベンチュリ形状を通じて吸入空気流を加速させる。同時に、制音バッフルは、単独で、又はエンドキャップマフラー、オリフィス構造及び/又は流路との組み合わせで、ハウジングを通る空気流の関連する騒音を抑える。装置は患者の顔に近接して使用されるので、騒音レベルを下げるとユーザの体験が向上するとともに、介護人などの患者の近くの他の人物に対する不快感レベル(level of annoyance)を低下させることができる。
以下の詳細な説明を添付図面と共に参照することにより、本発明の実施形態、並びにさらなる目的及び利点が最も良く理解されるであろう。
振動呼気陽圧装置に結合された陽気圧治療装置の1つの実施形態の斜視図である。 振動呼気陽圧装置に結合された陽気圧治療装置の1つの実施形態の断面図である。 振動呼気陽圧装置及びマノメータに結合された陽気圧治療装置の1つの実施形態の斜視図である。 マノメータに結合された陽気圧治療装置の1つの実施形態の斜視図である。 陽気圧治療装置の側面図である。 陽気圧治療装置の断面図である。 倍増管領域及び制音ドームの拡大斜視下流図である。 陽気圧治療装置の1つの実施形態の斜視図である。 図6に示す陽気圧治療装置の分解側面図である。 図7の線8−8に沿って切り取った陽気圧治療装置の断面図である。 マノメータアセンブリの上面図である。 図9に示すマノメータアセンブリの斜視図である。 図6に示す陽気圧治療装置の本体部品の側面図である。 図11に示す陽気圧治療装置の本体部品の端面図である。 図12の線13−13に沿って切り取った本体部品の断面図である。 図12の線14−14に沿って切り取った本体部品の断面図である。 図6に示す陽気圧治療装置のバッフルインサート部品の側面図である。 図15に示す陽気圧治療装置のバッフルインサート部品の端面図である。 図16の線17−17に沿って切り取ったバッフルインサート部品の断面図である。 図6に示す陽気圧治療装置のエンドキャップ部品の側面図である。 図18に示すエンドキャップ部品の背面図である。 図19の線20−20に沿って切り取ったエンドキャップ部品の断面図である。 吸入中の陽気圧治療装置の断面図である。 OPEPと組み合わせて使用しない場合の呼気中の陽気圧治療装置の断面図である。 OPEPと組み合わせて使用する場合の呼気中の陽気圧治療装置の断面図である。 制音バッフルを使用しない吸入中の騒音発生渦を示す色度図である。 制音バッフルを使用した吸入中の騒音発生渦を示す色度図である。 制音バッフルを有する装置の音圧対周波数のグラフである。 制音バッフルを有していない装置の音圧対周波数のグラフである。 エンドキャップの1つの実施形態の正面斜視図である。 制音エンドキャップを含むように構成された装置と含まないように構成された装置とを比較した音圧対周波数のグラフである。 PAPの音を測定する構成を示す図である。 吸入中の陽気圧治療装置の断面図である。 OPEPと組み合わせて使用しない場合の呼気中の陽気圧治療装置の断面図である。 OPEPと組み合わせて使用する場合の吸入中の陽気圧治療装置の断面図である。 OPEPと組み合わせて使用する場合の呼気中の陽気圧治療装置の断面図である。
概要
本明細書において使用する「複数(plurality)」という用語は、2又は3以上を意味すると理解されたい。「結合された(coupled)」及び「固定された(secured)」という用語は、例えば介在する部材に直接的又は間接的にかかわらず接続又は係合されることを意味し、この係合は、固定的又は持続的である必要はないが、固定的又は持続的とすることもできる。本明細書で使用する「第1の(first)」、「第2の(second)」、「第3の(third)」などの数値的用語は、要素のいずれかの特定の順序又は順番を示すものではなく、例えば「第1」及び「第2」の管状要素は、このような部材のいずれかの順序を示すことができ、別途指定していない限り特定の構成の第1及び第2の要素に限定されるものではないと理解されたい。なお、吸入相中の「入口」及び「出口」という用語は、呼気相中の逆の機能(それぞれ「出口」及び「入口」)の役割を果たすことができ、例えば吸入入口が呼気出口を定め、吸入出口が呼気入口を定めることもできると理解されたい。本明細書で使用する「長手方向」という用語は、例えば吸入入口と吸入出口との間の前後方向を意味する。
図1〜図4を参照すると、様々な治療システム又はアセンブリが、例えば陽気圧送達(PAP)装置2、マノメータを含む圧力計400、及び/又は振動呼気陽圧(OPEP)装置300を含む2又は3以上の治療装置の組み合わせを含む。
OPEP装置
OPEP装置300は、理想的な動作条件を維持する必要性に応じて、内部に含まれる部品に定期的にアクセスしてこれらを洗浄、交換又は再構成できるように分離可能な前部302、後部305及び内部ケーシング303を有するハウジング302を含む。例えば、ハウジング302の前部301及び後部305は、スナップ嵌め係合を介して取り外し可能に接続することができる。OPEP装置300は、マウスピース309、吸入ポート311、これらの間に配置された一方向バルブ384、調整機構353、リストリクタ部材330、ベーン332及び可変ノズル336も含む。
内部ケーシング303は、ハウジング302内の前部301と後部305との間に収まるように構成されて、第1のチャンバ314及び第2のチャンバ318を部分的に定める。内部ケーシング内には、第1のチャンバ出口及び第2のチャンバ出口が形成される。内部ケーシング303の一端385は、可変ノズル336を受け取って後部305と内部ケーシング303との間に保持するような形状及び構成を有する。
一般に、一方向バルブ384は、ハウジング302の前部301内に取り付けられるように適合されたポスト388と、力又は圧力を受けたことに応答してポスト388に対して屈曲又は旋回するように適合されたフラップ389とを含む。当業者であれば、本明細書で説明するこの及び他の実施形態では、本開示の教示から逸脱することなく他の一方向バルブを使用することもできると理解するであろう。一方向バルブ384は、マウスピース309と吸入ポート311との間のハウジング302内に位置することができる。
OPEP装置300は、ハウジング302及びリストリクタ部材330に対するチャンバ入口304の相対的位置を変化させて、チャンバ入口304に動作可能に接続されたベーン332の回転範囲をさらに変化させるように適合された調整機構353を含むことができる。従って、ユーザは、ハウジング302を開いてOPEP装置300のコンポーネントを分解することなく、OPEP装置300によって投与されるOPEP治療の周波数及び振幅の両方を都合よく調整することができる。OPEP装置300を用いたOPEP治療の投与は、その他の点ではOPEP装置100に関して上述したものと同じである。
OPEP装置300は、エアロゾル送達装置などの他の又はさらなるインターフェイスと共に使用されるように適合することができる。この点、OPEP装置300は、マウスピース309及び入口ポート313と流体連通する、第1の管状部分として構成された吸入ポート311を備え、入口ポートの少なくとも一部を第2の管状部分が取り囲む。図2に示すように、吸入ポートは第1の管状部分として構成され、第1の管状部分の少なくとも一部を第2の管状部分317が取り囲む。マウスピース309は、吸入ポート311に結合される。マウスピース309の管状部分321は、例えば摩擦嵌めを使用して、同様に管状部分として構成された吸入ポート311の内部に挿入されてこれに係合する。上述したように、吸入ポートは、単独の一方向バルブ384を含むことができ、この一方向バルブ384は、OPEP装置300のユーザが、吸入期間と呼気期間との間にOPEP装置300のマウスピース309を引き抜かずに一方向バルブ384を通じて入口ポート313から周囲空気を吸入し、チャンバ入口304を通じて息を吐き出すことを両方共に可能にするように構成される。また、上述した市販のエアロゾル送達装置を吸入ポート311に接続して、エアロゾル療法(吸入時)の投与とOPEP療法(呼気時)の投与とを同時に行うこともできる。
前部301、後部305及び内部ケーシング303を組み立てると、第1のチャンバ314及び第2のチャンバ318が形成される。マウスピース309と、いずれも内部ケーシング内に形成される第1及び第2のチャンバ出口の少なくとも一方との間には、呼気流路310が定められる。呼気流路310は、吸入ポート311及び一方向バルブ348の結果、マウスピース309から開始して、動作中にリストリクタ部材330によって遮断されることもされないこともあるチャンバ入口304の方に向かう。呼気流路310は、チャンバ入口304を通過した後で第1のチャンバ314に入り込み、可変ノズル336を通じて180°方向転換する。呼気流路は、可変ノズル336のオリフィスを通過した後で第2のチャンバ318に入り込む。呼気流路は、第2のチャンバ318において、第1又は第2のチャンバ出口の少なくとも一方を通じて第2のチャンバ318から、そして最終的にハウジング302から出ることができる。当業者であれば、この呼気流路は例示的なものであり、OPEP装置300内への呼気は、マウスピース309又はチャンバ入口304から(単複の)チャンバ出口に移動する際に複数の方向又は経路に流れることもできると理解するであろう。
様々な好適な圧力計及びOPEP装置、並びにこれらの組み合わせは、本出願の譲受人であるTrudell Medical International社に譲渡された米国特許出願公開第2015/0224269A1号に開示されており、この文献の開示は全体が引用により本明細書に組み入れられる。本明細書で説明する圧力計の実施形態は、既存のOPEP装置と容易に一体化して1人の患者による反復使用に適した人間工学的圧力計を提供する。さらに、これらの実施形態は、ユーザに提供される視覚的フィードバックにおける振動を最小化するように構成され、従って圧力計による読み取り可能な圧力レベルの表示を可能にすると同時に、OPEP装置がその振動圧力を感知することによって作動していることをユーザに知らせる動的視覚フィードバックを提供する。
圧力計
本明細書に開示する及び/又は引用により組み入れられる圧力計の実施形態は、図1及び図2のOPEP装置300と共に使用するために図示し説明するものであると理解されたい。これらの圧力計は、例えば本明細書で説明する他のOPEPの実施形態、全体が引用により本明細書に組み入れられる米国特許第5,018,517号、第6,581,598号、第6,776,159号、第7,059,324号、第8,327,849号、第8,539,951号及び第8,485,179号に図示及び記載されているもの、全体が引用により本明細書に組み入れられる米国特許出願公開第13/489,894号及び第14/092,091号に図示及び記載されているもの、カナダ国ロンドンのTrudell Medical International社から市販されているAEROBIKA(登録商標)OPEP、ミネソタ州セントポールのSmiths Medical社から市販されているACAPELLA(登録商標)OPEP、アラバマ州バーミンガムのAxcan Scandipharm社から市販されているFLUTTER(登録商標)OPEP、オハイオ州ダブリンのCuraplex社から市販されているRC−CORONET(登録商標)OPEPなどのあらゆる数の市販のOPEP装置を含む他のOPEP装置との使用にも適すると理解されたい。
図3、図4、図9及び図10を参照すると、圧力計400の第1の実施形態は、本体402と、本体402から延びる導管404と、導管404に沿って配置されて導管404内に挿入されたプラグ406と、導管404の出口に位置するマノメータ408の形態の圧力測定器具とを含む。
本体402は、例えば図3及び図9に示すようなOPEP装置300のマウスピース309を含む既存のOPEP装置と一体化されるようなサイズ及び形状を有することができる。この例では、本体402が、OPEP装置300のマウスピース309に接続するような形状及びサイズの22mmのISO雄型/雌型円錐形コネクタで構成される。
本体402からは、OPEP装置300内からマノメータ408に圧力を伝えるように構成された導管404が延びる。本体402内の圧力は、入口405を通じて導管404内に移行することができる。図示のように、導管404は、本体402から離れて延びた後にOPEP装置300に沿って傾斜し、これによってOPEP装置300の可搬性及び人間工学性を維持するとともに、長ったらしい管体又はさらなる付属品の必要性を回避する。
マノメータ408は、導管404の出口403に位置する。しかしながら、導管404の一部は、マノメータ408の通路内又はその他の圧力測定器具内に延びることもできると理解されたい。マノメータ408は、例えばデンマーク国のAmbu A/S of Copenhagen社から市販されているAMBU(登録商標)Disposable Pressure Manometerなどのピストン型ゲージとすることができる。マノメータ408の代わりに他の圧力測定器具を使用することもできる。一般に、マノメータ408は、圧力の変化に応答してピストン内のインジケータを動かすバネ付勢式ピストンを含む。この圧力測定器具は、数値指標、色指標、形状指標又はその他の視覚的指標のうちの1つ又は2つ以上、音指標又はその他の聴覚的指標のうちの1つ又は2つ以上、或いは各視覚的指標及び各聴覚的指標のうちの1つ又は2つ以上の組み合わせを含むことが好ましい。1つの例示的な実施形態では、マノメータ408が、マノメータ408によって測定された圧力の数値指標409を含む。圧力測定器具は、治療中にユーザにインジケータ及び指標が見えるように呼吸治療装置に対して配置されることが好ましい。例えば、図3に示すように、マノメータ408は、治療中にOPEP装置300のユーザにインジケータ及び指標409が見えるようにOPEP装置300の形の呼吸治療装置に対して配置される。
プラグ406は、導管404がOPEP装置300に沿って傾斜する地点における導管404に沿った圧入によって挿入することができる。1つの実施形態では、プラグを取り外すのではなく、密封を維持しながら洗浄目的で針又はその他の同様の器具の挿入及び除去を可能にするシリコーン材料などのセルフシール材料で形成することができる。別の実施形態では、圧力計400の洗浄のために定期的にプラグを取り外すことができる。プラグ406は、導管404内の通路と整列できる切り欠きを含むことができる。切り欠きが通路と部分的に又は完全に整列するようにプラグ406を導管404内に挿入すると、導管404内に圧力安定化オリフィス(pressure stabilizing orifice)が形成される。圧力安定化オリフィスは、OPEP装置300からマノメータ408に伝わる圧力の振動を弱めるように構成される。
OPEP治療の投与中には、OPEP装置のユーザに振動背圧(oscillating back pressure)が伝えられ、ユーザはこれをマウスピースにおいて受け取る。このようなOPEP装置300などのOPEP装置に圧力計400が接続されている場合、振動圧力は本体402内から導管404を通じてマノメータ408に伝えられる。しかしながら、導管404に沿って圧力安定化オリフィスを通る空気の流れが制限されるので、圧力の振動は圧力安定化オリフィスによって弱められる。圧力は、圧力安定化オリフィスによって弱められた後にマノメータ408に受け取られて測定され、OPEP治療の投与中に達成された圧力の視覚的指示がマノメータ408によってユーザに提供される。これにより、ユーザ又は介護人は治療計画又は治療をモニタして、所定の期間にわたって適切な圧力が達成されることを確実にすることができる。場合によっては、所定の期間にわたる高圧での呼気と、所定の期間にわたる低圧での呼気とを繰り返す治療計画又は治療が望ましい。ユーザ又は介護人は、治療中に達成された圧力の視覚的又は聴覚的指示によって所定の治療計画又は治療の順守レベルを決定することができる。
上述したように、本明細書で説明する圧力計の実施形態は、例えばミネソタ州セントポールのSmiths Medical社から市販されているACAPELLA(登録商標)OPEP、アラバマ州バーミンガムのAxcan Scandipharm社から市販されているFLUTTER(登録商標)OPEP、及びオハイオ州ダブリンのCuraplex社から市販されているRC−CORONET(登録商標)OPEPを含む他のOPEP装置と共に使用することもできる。
PAP装置
図1〜図3、図14及び図15には、陽気圧(PAP)送達装置2の様々な実施形態を示す。1つの実施形態では、PAP装置が、本体4と、バッフルインサート6と、エンドプラグ8とを有するハウジングを含む。他の実施形態では、バッフルインサート及び/又はエンドプラグの一方又は両方の様々な特徴を本体と一体に形成することもできると理解されたい。
1つの実施形態では、ハウジングが、1つの単一部材として形成されるか、それとも2又は3以上の要素のアセンブリとして形成されるかにかかわらず、吸入入口10と、吸入出口12と、吸入入口と吸入出口との間に配置されて吸入入口及び吸入出口と流体連通する内部空洞14とを含む。内部空洞は、本体、エンドキャップ及び/又はバッフルインサートのいずれによって定められるかにかかわらず、吸入入口と吸入出口との間の流体連通をもたらす空間として定められると理解されたい。吸入出口は、内部空洞と整列する第1の長手方向軸16を定め、吸入入口は、第1の長手方向軸から距離Dだけ離間した第2の長手方向軸18を定め、1つの実施形態では第1及び第2の長手方向軸が平行である。他の実施形態では、第1及び第2の長手方向軸が平行ではなく同軸的であることもできると理解されたい。1つの実施形態では、吸入入口10及び吸入出口12がエンドプラグ8及びバッフルインサート6によってそれぞれ定められ、内部空洞の様々な部分がエンドキャップ、本体及びバッフルインサートの各々によって定められる。エンドプラグ8はハウジング本体の入口端部20に結合され、バッフルインサートは本体の出口端部22に結合される。エンドプラグ及び/又はバッフルインサートは、本体に解除可能に結合することができる。或いは、エンドプラグ及び/又はバッフルインサートは本体に固着することもでき、すなわちこれらのコンポーネントは、例えばコンポーネントを損傷する恐れがある過剰な力が存在しない通常状態では本体から分離されないように意図される。
本体4には加圧流体入口24も結合され、1つの実施形態では一体に形成され、すなわちオリフィス出口を含む流体入口は一体部品である。一体部品構成では、成形のばらつき及び組み立ての公差が排除されるので、より安定した圧力性能が保証される。
流体入口は、吸入入口に向かって吸入出口から離れて本体の外面から上流方向に外向きに延びる管状部分26を有する。流体入口は、吸入入口に向かって吸入出口管状部分から離れて本体の内面から下流方向に内向きに延びるヘッド部分28も有する。管状部分及びヘッド部分は、第1の長手方向軸16に対して角度aを成す流れ軸32を定める、1つの実施形態では線形の流れチャネル30を定める。図21に示すように、流れチャネルは、第1の断面積A1から第2の断面積A2に収縮することができる。ヘッド部分は、吸入入口と吸入出口との間の内部空洞と流体連通する出口オリフィス34を定める。出口オリフィス34は、第1の長手方向軸16と整列し、ハウジングの吸入出口12に向かって下流に配向される。「下流」という用語は、吸入入口10から吸入出口12に進む方向、又は吸入中における入口から出口への流体流の方向を意味する。「上流」という用語は、「下流」とは逆の方向を意味する。1つの実施形態では、出口オリフィス34が約1.23mm±0.04mmの直径を有する。出口オリフィスからの流量は、0.15±0.02PSIの時に1.73±0.12リットル/分(LPM)である。流体入口の遠位端又は流体ポート36は、例えば様々な実施形態では圧力流体タンク、ポンプ及び/又はコンプレッサを含むことができる圧縮空気又は酸素供給源などの流体供給源38に結合することができる。供給源38は、A1内に内部的に又は管状部分26の周囲に外部的に受け取られる管を使用して流体ポートに結合することができる。
ハウジング本体の入口端部は拡大されており、入口端部における内部空洞14の一部は膨張チャンバ40を定める。1つの実施形態では、膨張チャンバが実質的に円筒形であり、例えば26.91mmの第1の内径から26.34mmの第2の内径へとわずかに内向きにテーパ付けされた内面を有する。本体は、本体の端部において本体から半径方向外向きに広がる円周方向リップ部分42を有する。入口端部20の内面から膨張チャンバ40内へは、長手方向に延びる細長いタブとして構成された雄型整列機構(male alignment feature)44が半径方向内向きに延びる。別の実施形態では、この整列機構を、例えばチャネル又は溝として形成された雌型とすることもできる。
本体の出口端部22は、内部空洞14及び吸入出口12を部分的に取り囲む実質的に円筒形の第1の管状部分46と、第1の管状部分を取り囲んで環状チャネル50又は空洞を定める第2の実質的に円筒形の部分又は第2の管状部分48とを含む。なお、管状部分46、48は、例えば多角形、楕円形、長円形、三角形などの断面を制限なく含む他の非円筒形状を有することもできると理解されたい。本体4は、例えばオリフィス出口34の長手方向下流に位置する本体の中間部分において本体から半径方向外向きに広がってその周囲を円周方向に延びるリップ部分52を有する。このリップは、本体の円周の周囲で部分的にのみ延びることによって隙間(opening)54を定めることができる。第1の管状部分には、長手方向に延びるチャネル又は溝として構成された雌型整列機構56が形成されて入口端部の端部(end of the inlet end)から内向きに延びる。別の実施形態では、この整列機構を、例えば長手方向に延びると同時に膨張チャンバ内に半径方向内向きにも延びる細長いタブとして構成された雄型とすることもできる。第1の管状部分は、例えば内面から半径方向内向きに延びるタブとして構成された捕獲部材(catch member)58をさらに含む。
内部空洞を定める本体4の内面は、膨張チャンバ40の下流の内部空洞を狭めて、オリフィス出口34に隣接してこれを少なくとも部分的に円周方向に取り囲む倍増管領域62を少なくとも部分的に定める環状凸形肩部(annular convexly shaped shoulder)60を有する。例えば、内部空洞14は、入口オリフィス34に隣接して10.32mmの内径を有することができる。
バッフルインサート6は、バッフルインサートを本体に結合した時に流体入口の出口オリフィス34に間隔を空けて対面する凸形ドーム面66を有する制音バッフル64を含む。1つの実施形態では、バッフルとオリフィスとの間の距離が3.15±0.5mmである。1つの実施形態では、ドームが半球形であり、3.6±0.01mmの直径を有する。バッフル64は、バッフルインサートによって定められて第1の長手方向軸16と整列してこの軸を定める流れチャネル70内に複数の(2つとして示す)スポーク68によって位置付けられる一方で、これらのスポーク68は、バッフルの周囲を空気が通過して吸入出口12に向かって流れるための開口部74を提供する。バッフルの背面には、バッフル内に延びる凹部72が存在する。なお、制音バッフルは、本体と一体に形成することもできると理解されたい。1つの実施形態では、バッフルインサート6が、本体の出口端部22に取り外し可能に固定されて吸入出口12を定める。バッフルインサートの入口端部76は、出口オリフィス34を取り囲む又はその下流に位置するベンチュリ形状78によって倍増管領域62を少なくとも部分的に定めるような形状で狭くなっている。1つの実施形態では、バッフルインサートが管状であり、流体入口のヘッド部分28を取り囲んで収容するために入口端部76に形成された凹部80を含む。バッフルインサートは、バッフルインサートを本体に取り外し可能に固定するために捕獲部58又はその他の戻り止めを受け取るような形状の凹部82も含む。これに加えて、又はこれとは別に、バッフルインサートは、摩擦嵌め、接着剤又はその他のタイプの締結具によって固定することもできる。バッフルインサートは、本体に固着することもできる。
管状バッフルインサートの外面84は、第1の管状部分46の内面に係合する。長手方向に延びる細長いタブとして構成された雄型整列機構86が半径方向外向きに延びて、雌型整列機構56に受け取られる。別の実施形態では、この整列機構を、例えばチャネル又は溝として形成された雌型とすることもできる。これらの整列機構は、本体上の整列機構56と連動して、凹部82が捕獲タブ58と整列して係合することを確実にする。整列機構が整列している時にはバッフルインサートを本体に固定することができ、整列機構が整列していない時にはバッフルインサートを本体に固定することができない。バッフルインサートは、環状部分を円周方向に取り囲んで半径方向外向きに延びるリップ部分87も含む。図5Bの実施形態に示すようなリップ部分87又は拡大円筒部分87は、本体の第1の管状部分の端部88に係合してバッフルインサートを本体に対して長手方向に配置する。バッフルインサートはリストリクタ管92を定め、ストリクタ管92はバッフルの下流の内部空洞14及びその吸入出口をさらに定める。リストリクタ管の端部は、本体管状部分の端部を越えて下流方向に延びることが好ましい。
図5Bの実施形態に示すように、バッフルインサート8は、バッフルインサートを本体内に配置して固定するために本体の管状部分46の対応する溝に係合する円周方向リブ89を含むことができる。
エンドキャップ8は、円筒形膨張チャンバの内部に配置された、膨張チャンバ40の内部空間を定める周壁94を含む。エンドキャップは、本体の雄型整列機構44を受け取るような形状の凹部、スロット又は雌型整列機構96を含む。別の実施形態では、この整列機構を、例えば細長いタブ又は隆起特徴部として形成された雄型とすることもできる。整列機構が整列している時にはエンドキャップを本体に固定することができ、整列機構が整列していない時にはエンドキャップを本体に固定することができない。
エンドキャップは、管状入口100が結合された端壁98を有し、端壁98から長手方向外向きに外側部分102が延び、端壁から長手方向内向きに内側部分104が延びる。内側部分は外面106を有し、外面の周囲には、部分的に膨張チャンバ40を定める偏心環状チャネル(eccentric annular channel)108が定められる。管状入口100は、吸入入口10と、1つの実施形態では第1の長手方向軸16から距離Dだけオフセットされた第2の長手方向軸18とを定める。オフセット(D)又は偏心マフラー機構は、蛇行経路を通じて空気流をそらし、これにより音波反射を通じて音圧波(sound pressure wave)のピークが低減され、この波の周波数が重なってピークの一部を相殺することによって全体的な騒音レベルが抑えられる。このようにして、偏心マフラー機構(すなわち、オフセット軸16、18)は、整列した長手方向軸を有するエンドキャップよりも静かなシステムを提供する。1つの実施形態では、マフラー機構が、例えば図30に示すようなマイク413で測定した時に騒音レベルを2〜3dB低下させる。
端壁からは、壁部間に環状空洞又はチャネル110を定める第2の円周壁108が延びる。第2の壁部からは、本体のリップ部分に係合してエンドキャップを本体に解除可能に固定する複数の(4つとして示す)捕獲部材112が半径方向内向きに延びる。これに加えて、又はこれとは別に、エンドキャップ8は、摩擦嵌め、接着剤又はその他のタイプの締結具によって固定することもできる。
図5B及び図28の実施形態を参照すると、第2の壁部が省略されており、円周方向フランジ122又はリップを有するエンドキャップが本体の端部に係合し、本体に形成された凹部126に外部捕獲部材124が係合してエンドキャップを本体に固定する。端壁の内面114は、ここから下流に延びてパイ形(セクタ状)凹部120を形成する複数のリブを有するように構成することができ、端壁は、ハニカム面を形成する各セクタ内に配置された複数のディンプル、凹部又は窪み118を有し、リブ及びハニカム面は、エンドキャップのマフラー機構を定める。上述したように、マフラー機構は、本体の一部として一体に形成された端壁に組み込むことができる。なお、1つの実施形態では、エンドキャップが軸16を中心に回転することができるが、偏心度は同じ状態のままであると理解されたい。
組み立て及びキット
図2を参照すると、PAP装置は、本体の入口端部20にエンドキャップ8を挿入し、捕獲機構又はタブ110、124がリップ42又は凹部126と係合できるように整列機構44、96がこれらのコンポーネントの正しい配向を確実にすることによって組み立てられる。バッフルインサート6は、本体の出口端部22に挿入され、この場合も捕獲機構又はタブ58が凹部82と係合できるように整列機構56、86がこれらのコンポーネントの正しい配向を確実にすることができる。
図1〜図4を参照すると、PAP装置は、様々な治療装置に結合してこれらと組み合わせて使用することができる。例えば、図1〜図3に示すように、OPEP300の入口ポート313の管状部分は環状チャネル50に挿入され、例えば摩擦嵌めを使用してPAP本体の出口端部の第2の管状部分48の内面に係合し、又は管状部分46の外面に係合することができる。
図4、図9及び図10を参照すると、PAP装置2は圧力計400に結合することができ、この場合も、例えば摩擦嵌めを使用して管状部分420の外面がPAP本体の出口端部の第2の管状部分48の内面に係合し又は管状部分46の外面に係合するように圧力計の管状部分420が環状チャネル50に挿入される。
この図5に示すさらに別の実施形態では、圧力計がOPEP装置の吸入ポート311に結合され、その後に圧力計の出口にマウスピース309が結合される。
動作
図21〜図24、及び図31〜図34を参照すると、患者の吸入中、ユーザ180は、エンドキャップ8の吸入入口10を通じて、吸入出口12を介して直接、又は接続された圧力計400及び/又はOPEP装置399を介して膨張チャンバ40内に大気を吸い込む。オフセット又は偏心マフラー機構が蛇行経路を通じて空気流をそらし、これにより音波反射を通じて音圧波(sound pressure wave)のピークが低減され、周波が重なってピークの一部を相殺することによって全体的な騒音レベルが抑えられる。このようにして、偏心マフラーは、整列した軸を有するエンドキャップよりも静かな動作をもたらし、例えば図30に示すように、装置と介護人との間の30cmの距離で測定した騒音レベルは2〜3dB低下する。コンプレッサ又はその他の加圧流体供給部38が作動し又はオンになると、圧縮流体が流路30に入り込んでオリフィス出口34から下流方向に流出し、膨張チャンバ40からの空気流を同伴して加速させる。入口のヘッド部分28は、不要な望ましくない振動及び騒音を引き起こす恐れがある消火ホース効果(fire hose effect)を抑えるオリフィス安定器として機能する。膨張チャンバ40からの空気流は、収縮したベンチュリ形状78を通過することによって空気流の速度を高める。
オリフィス出口34から流出した加圧流体は、ドームの周囲で流れをそらす表面66を有する制音ドーム64に向かい、リストリクタ管の流れチャネル70に入り込んで吸入入口12から排出される。その後、流体は、直接ユーザに到達し、或いはOPEP装置を通じて一方向バルブ384を経由してユーザに至ることができる。或いは、流体は、吸入出口12からOPEP及び圧力計を通じてユーザに到達し、或いは吸入出口から圧力計を通じてユーザに至ることができる。なお、限定ではないがネブライザシステムを含む他の治療装置をPAPと組み合わせて使用することもできると理解されたい。制音ドーム64は、流体流に対する気流バッフルとして機能して、空気周波数振動に起因する騒音源である乱気流渦を低減する。図24及び図25に渦の比較を示しており、図24にはバッフルを使用せずに生成された渦を示し、図25にはバッフルを使用して生成された渦を示す。図26及び図27に示すように、PAP装置2の全体的な平均音は(図30に示すような介護人(マイク413)の位置において)5dB低下しており、このことはユーザ及び介護人の聞き取り能力に大きな影響を与えるとともに、より良好な患者体験をもたらして患者及び介護人の不快感を低下させることができる。騒音の低減は、制音ドーム及びマフラーの両方によって促進される。
図23及び図34に示すように、PAP装置2をOPEP装置300と共に使用する場合には、吸入出口に伝えられるユーザからのあらゆる呼気がオリフィス出口からの空気流に直面する。マウスピース及び/又は圧力計を通じたユーザからの呼気流及びPAPからの空気流は、OPEP装置を通じて排出される。大気の流体流及び出口オリフィスからの圧縮流体は、OPEP排気経路を通じて流出することができる。一部の流体は、入力圧力に応じて吸入入口から流出することができ、これは呼気流がほとんど又は全く存在しない場合に高い肺圧を維持するのに役立つことができる。
図22及び図32を参照すると、PAPに結合されたOPEP装置が存在しない場合、例えば単独で又は圧力計と組み合わせて使用される場合には、吸入出口12に呼気が入り込み、オリフィス出口34からの圧縮流体70と対峙して圧力上昇をもたらす。流れの大半は、内部空洞14を通じて膨張チャンバ40に戻り、その後に吸入入口10から排出される。このことは、呼気流がほとんど又は全く存在しない場合に高い肺圧を維持するのに役立つ。吸入中又は呼気中には、リブ116及びハニカム構造118を含むマフラー機構が、騒音振幅のピーク及び谷をより滑らかな全体的平均に落ち着かせ、図29に示すようなより一貫した騒音レベル平均をもたらしながら80dB未満に維持する。
好ましい実施形態を参照しながら本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく形状及び細部に変更を加えることができると認識するであろう。従って、上記の詳細な説明は、限定的なものではなく例示的なものであると見なすべきであり、また本発明の範囲は、全ての同等物を含む添付の特許請求の範囲によって定められるように意図される。
2 陽気圧(PAP)送達装置
8 エンドプラグ
10 吸入入口
20 入口端部
22 出口端部
24 加圧流体入口
38 流体供給源
48 第2の管状部分
52 リップ部分
98 端壁
100 管状入口
102 外側部分
122 円周方向フランジ
300 振動呼気陽圧(OPEP)装置
301 ハウジングの前部
305 ハウジングの後部
309 マウスピース
311 吸入ポート
313 入口ポート
317 第2の管状部分
319 ?

Claims (43)

  1. 陽気圧送達装置であって、
    吸入入口と、
    吸入出口と、
    前記吸入入口及び前記吸入出口と流体連通する内部空洞と、
    を含むハウジングと、
    前記吸入入口と前記吸入出口との間の前記内部空洞と流体連通する出口オリフィスを含む加圧流体入口と、
    前記出口オリフィスの下流に配置されて該出口オリフィスに間隔を空けて対面する凸形ドーム面を有する制音バッフルと、
    を備えることを特徴とする陽気圧装置。
  2. 前記ハウジングは、入口端部及び出口端部を有する本体を含み、前記加圧流体入口は前記本体に結合され、前記入口端部にエンドキャップが固定され、前記エンドキャップは前記吸入入口を定める、
    請求項1に記載の陽気圧装置。
  3. 前記エンドキャップは、前記入口端部に取り外し可能に固定される、
    請求項2に記載の陽気圧装置。
  4. 前記本体は、第1の整列機構を含み、前記エンドキャップは、第2の整列機構を含み、前記第1及び第2の整列機構は、前記エンドキャップが前記入口端部に固定された時に整列する、
    請求項2に記載の陽気圧装置。
  5. 制音バッフルを含むバッフルインサートをさらに備え、前記バッフルインサートは前記出口端部に固定され、前記バッフルインサートは前記吸入出口を定める、
    請求項2に記載の陽気圧装置。
  6. 前記バッフルインサートは、前記出口端部に取り外し可能に固定される、
    請求項5に記載の陽気圧装置。
  7. 前記本体は、第1の整列機構を含み、前記バッフルインサートは、第2の整列機構を含み、前記第1及び第2の整列機構は、前記バッフルインサートが前記入口端部に固定された時に整列する、
    請求項5に記載の陽気圧装置。
  8. 前記内部空洞は、前記出口オリフィスを取り囲むベンチュリを定める、
    請求項1に記載の陽気圧装置。
  9. 前記本体は、前記吸入出口を取り囲む環状空洞を定める第1の管状部分を含む、
    請求項1に記載の陽気圧装置。
  10. 第2の管状部分を有する治療装置をさらに備え、前記第2の管状部分は、前記第1の管状部分と連動するように適合される、
    請求項9に記載の陽気圧装置。
  11. 前記第2の管状部分は、前記環状空洞内に受け取られる、
    請求項10に記載の陽気圧装置。
  12. 前記治療装置は、振動呼気陽圧装置を含む、
    請求項10に記載の陽気圧装置。
  13. 前記治療装置は、圧力指示装置を含む、
    請求項10に記載の陽気圧装置。
  14. 前記吸入入口は第1の軸を定め、前記吸入出口は第2の軸を定め、前記第1及び第2の軸は同軸ではない、
    請求項2に記載の陽気圧装置。
  15. 前記第1及び第2の軸は平行である、
    請求項14に記載の陽気圧装置。
  16. 前記吸入入口は、前記エンドキャップによって定められた膨張チャンバによって少なくとも部分的に取り囲まれる、
    請求項14に記載の陽気圧装置。
  17. 前記膨張チャンバは、マフラー機構を含むように構成された端壁を有する、
    請求項16に記載の陽気圧装置。
  18. 前記マフラー機構は、複数のリブ及び/又は窪みを含む、
    請求項17に記載の陽気圧装置。
  19. 前記出口オリフィスは、前記吸入入口から離れて前記吸入出口に向かって下流方向に配向される、
    請求項1に記載の陽気圧装置。
  20. 前記バッフルインサートは、前記制音バッフルの上流の前記オリフィス出口を取り囲む倍増管チャンバを定める、
    請求項5に記載の陽気圧装置。
  21. 請求項1から20のいずれかの組み合わせを含む陽気圧装置。
  22. 陽気圧アセンブリキットであって、
    入口端部と、
    出口端部と、
    前記入口端部及び前記出口端部と流体連通する内部空洞と、
    前記入口端部と前記出口端部との間の前記内部空洞と流体連通する出口オリフィスを含む加圧流体入口と、
    を含む本体と、
    前記内部空洞内に開口するように適合された吸入入口を定める、前記入口端部に結合するように適合されたエンドキャップと、
    前記出口端部に結合するように適合されたバッフルインサートと、
    を備え、前記バッフルインサートは、該バッフルインサートが前記出口端部に結合した時に前記出口オリフィスの下流に配置されて該出口オリフィスに間隔を空けて対面するように適合された凸形ドーム面を有する制音バッフルを含むとともに、吸入出口をさらに含む、
    ことを特徴とする陽気圧アセンブリキット。
  23. 前記本体は、第1の整列機構を含み、前記エンドキャップは、第2の整列機構を含み、前記第1及び第2の整列機構が整列している時には前記エンドキャップを前記本体に固定することができ、前記第1及び第2の整列機構が整列していない時には前記エンドキャップを前記本体に固定することができない、
    請求項22に記載の陽気圧アセンブリキット。
  24. 前記本体は、第1の整列機構を含み、前記バッフルインサートは、第2の整列機構を含み、前記第1及び第2の整列機構が整列している時には前記バッフルインサートを前記本体に固定することができ、前記第1及び第2の整列機構が整列していない時には前記バッフルインサートを前記本体に固定することができない、
    請求項22に記載の陽気圧アセンブリキット。
  25. バッフルインサートは、前記出口オリフィスを取り囲むように適合されたベンチュリを定める、
    請求項22に記載の陽気圧アセンブリキット。
  26. 前記本体は、前記吸入出口を取り囲む環状空洞を定める第1の管状部分を含み、前記陽気圧アセンブリキットは、第2の管状部分を有する治療装置をさらに備え、前記第2の管状部分は、前記第1の管状部分と連動するように適合される、
    請求項22に記載の陽気圧アセンブリキット。
  27. 前記治療装置は、振動呼気陽圧装置を含む、
    請求項26に記載の陽気圧アセンブリキット。
  28. 前記治療装置は、圧力指示装置を含む、
    請求項26に記載の陽気圧アセンブリキット。
  29. 前記吸入入口は第1の軸を定め、前記吸入出口は第2の軸を定め、前記エンドキャップ及びバッフルインサートが前記本体に結合された時に、前記第1及び第2の軸は同軸でない、
    請求項22に記載の陽気圧アセンブリキット。
  30. 前記エンドキャップは、前記吸入入口を少なくとも部分的に取り囲む膨張チャンバを定める、
    請求項22に記載の陽気圧アセンブリキット。
  31. 前記エンドキャップは、マフラー機構を含むように構成された端壁を有する、
    請求項30に記載の陽気圧アセンブリキット。
  32. 前記マフラー機構は、複数のリブ及び/又は窪みを含む、
    請求項31に記載の陽気圧アセンブリキット。
  33. 前記出口オリフィスは、前記入口端部から離れて前記出口端部に向かって下流方向に配向される、
    請求項22に記載の陽気圧アセンブリキット。
  34. 前記本体は、一体構成型単一部材である、
    請求項22に記載の陽気圧アセンブリキット。
  35. ユーザに陽気圧を投与する方法であって、
    ハウジングの吸入入口を通じて前記ハウジングの内部空洞内に空気を通すステップと、
    加圧流体入口の出口オリフィスを通じて前記内部空洞内に加圧流体を導入することによって、前記ハウジングの前記内部空洞内の前記空気を加速させるステップと、
    前記出口オリフィスの下流に配置されて該出口オリフィスに間隔を空けて対面する制音バッフルの凸状ドーム表面に前記加圧流体を衝突させるステップと、
    前記空気及び前記加圧流体を吸入出口に通すステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
  36. 前記出口オリフィスの周囲にベンチュリを形成して、前記内部空洞内の前記空気の速度を前記ベンチュリにおいて高めるステップをさらに含む、
    請求項35に記載の方法。
  37. 前記吸入出口を通じて前記空気及び加圧流体を治療装置内に導入するステップをさらに含む、
    請求項35に記載の方法。
  38. 前記治療装置は、振動呼気陽圧装置を含む、
    請求項39に記載の方法。
  39. 前記治療装置は、圧力指示装置を含む、
    請求項38に記載の方法。
  40. 前記吸入入口は第1の軸を定め、前記吸入出口は第2の軸を定め、前記第1及び第2の軸は同軸でなく、前記吸入入口から前記吸入出口に通過する前記空気は蛇行経路を辿る、
    請求項35に記載の方法。
  41. 前記吸入入口は、膨張チャンバによって少なくとも部分的に取り囲まれる、
    請求項40に記載の方法。
  42. 前記膨張チャンバは、マフラー機構を含むように構成された端壁を有し、前記方法は、前記膨張チャンバ内の前記空気の音を消すステップをさらに含む、
    請求項43に記載の方法。
  43. 前記マフラー機構は、複数のリブ及び/又は窪みを含む、
    請求項42に記載の方法。
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