JP2023517881A - 送風機用のベアリングスリーブ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2020年3月3日に出願された米国仮出願第62/984,515号の恩恵を主張する。本明細書中、同文献それぞれの全体を参考のため援用する。
2.1 技術の分野
本技術は、呼吸関連障害のスクリーニング、診断、監視、治療、予防および改善のうち1つ以上に関する。本技術はまた、医療デバイスまたは装置と、その使用とに関する。本技術は、圧力差を生成する送風機にも関連し、かつ/または、(例えば患者への呼吸治療の送達ために用いられる)圧力生成デバイスまたは呼吸圧力治療(RPT)デバイスにも関連する。
2.2.1 ヒトの呼吸器系およびその障害
身体の呼吸器系は、ガス交換を促進させる。鼻および口は、患者の気道への入口を形成する。
多様な呼吸治療(例えば、持続的気道陽圧(CPAP)治療、非侵襲的換気(NIV)、侵襲的換気(IV)、および高流量治療(HFT))が上記の呼吸障害の1つ以上の治療のために用いられている。
呼吸圧力治療とは、(例えば、タンクベンチレータや陽陰圧体外式人工呼吸器(cuirass)などの陰圧治療とは異なり、)患者の呼吸サイクル全体にかけて雰囲気に対して通常陽圧である制御された目標圧力において気道の入口へ空気を供給することの適用である。
全ての呼吸治療において、規定の治療圧力の送達が意図されているわけではない。いくつかの呼吸治療においては、(恐らくは正のベースライン圧力上に重畳された)吸気流量プロファイルの送達を目標継続期間にわたって行うことによる規定呼吸量の送達が、企図されている。他の場合において、患者の気道へのインターフェースが「開放」(シール解除)されており、調整ガスまたは高濃度ガスの流れによる呼吸治療は、患者自身の自発呼吸の補充としてのみ用いられ得る。一例において、高流量治療(HFT)とは、連続的な、加熱された、加湿された空気流れをシールされていないかまたは開口した患者インターフェースを通じて、呼吸サイクル全体にかけてほぼ一定に保持される「治療流量」で提供することである。治療流量は、患者のピーク吸気流量を超えるようにノミナル設定されている。HFTは、OSA、CSR、呼吸不全、COPDおよび他の呼吸障害の治療のために用いられている。1つの作用メカニズムとして、患者の解剖学的死腔から呼気されたCO2のフラッシングまたは押し流しが可能になるため、高流量の空気を気道入口へ提供すると、換気効率が向上する。そのため、HFTは、死腔治療(DST)と呼ばれる場合がある。他の恩恵を挙げると、(恐らくは分泌制御の恩恵による)暖かさおよび加湿の向上や、気道圧力の緩やかな上昇の可能性がある。一定の流量の代替例として、治療流量は、呼吸サイクルにわたって変動するプロファイルに追随し得る。
特定の患者の場合、補充酸素を加圧空気流れへ付加することにより、酸素治療と呼吸圧力治療またはHFTとの組み合わせが得られ得る。呼吸圧力治療へ酸素を付加した場合、これは、補充酸素を用いたRPTと呼ばれる。HFTへ酸素を付加した場合、その結果得られる治療は、補充酸素を用いたHFTと呼ばれる。
これら呼吸治療は、呼吸治療システムまたはデバイスによって提供され得る。このようなシステムおよびデバイスは、疾病を治療することなくスクリーニング、診断、または監視するためにも、用いられ得る。
患者インターフェースは、例えば気道入口への空気流れを提供することにより呼吸装具へのインターフェースを装着者へ提供するために、用いられ得る。空気流れは、鼻および/または口へのマスク、口への管、または患者の気管への気管切開管を介して提供され得る。適用される治療に応じて、患者インターフェースは、例えば患者の顔の領域とのシールを形成し得、これにより、治療実行のための周囲圧力と共に充分な分散の圧力において(例えば、例えば周囲圧力に対して約10cmH2Oの陽圧において)ガス送達を促進する。酸素送達などの他の治療形態において、患者インターフェースは、約10cmH2Oの陽圧において気道へのガス供給の送達を促進するのに充分な密閉を含まない場合がある。鼻HFTなどの流れ治療の場合、患者インターフェースは、鼻孔への送気を行い(かつ完全なシールを明確に回避する)ように、構成される。このような患者インターフェースの一例として、鼻カニューレがある。
呼吸圧力治療(RPT)デバイスは、例えばデバイスを作動させて気道へのインターフェースへの空気送達流れを生成することにより、上記した複数の治療のうち1つ以上の送達に個別的に、またはシステムの一部として用いられ得る。空気流れは、(呼吸圧力治療のために)圧力制御され得るかまたは(HFTなどの流れ治療のために)流れ制御され得る。そのため、RPTデバイスは、流れ治療デバイスとしても機能し得る。RPTデバイスの例を挙げると、CPAPデバイスおよび人工呼吸器がある。
空気回路は、使用時において空気流れが呼吸治療システムの2つの構成要素(例えば、RPTデバイスおよび患者インターフェース)間に移動するように、構築および配置された導管または管である。いくつかの場合において、吸息および呼息のための空気回路の別個の肢があり得る。他の場合において、吸息と呼息との両方のために単一の肢空気回路が用いられる。
空気流れの送達を加湿無しで行った場合、気道の乾燥に繋がり得る。加湿器をRPTデバイスおよび患者インターフェースと共に用いた場合、加湿ガスが生成されるため、鼻粘膜の乾燥が最小化され、患者気道の快適性が増加する。加えて、より冷涼な気候においては、概して患者インターフェースの周囲の顔領域へ温風を付加すると、冷風の場合よりも快適性が高まる。
この分野の専門家は、呼吸不全患者が運動すると、疾患進行を遅らせ、生活の質を高め、患者の寿命を延ばす長期的恩恵が得られると認識してきた。しかし、トレッドミルおよび定置式自転車などの定置型の運動は、これらの患者にとって激し過ぎる。そのため、可動性の必要性が、長く認識されている。最近まで、この移動性は、台車に載せた小型の圧縮酸素タンクまたはボンベを使用して促されてきた。これらのタンクの欠点は、格納できる酸素の量が限られていることと、搭載時の重量が約50ポンドと重いことである。
臨床的理由により、呼吸治療が処方された患者が「コンプライアンスを遵守している」(例えば、患者が自身のRPTデバイスを1つ以上の「コンプライアンスルール」に則っているか)を決定するためのデータを入手する場合がある。CPAP治療についてのコンプライアンスルールの一例として、患者がコンプライアンスを遵守しているとみなすためには、患者が連続30日間のうち少なくとも21日間にわたってRPTデバイスを一晩あたり少なくとも4時間にわたって使用する必要がある。患者のコンプライアンスを決定するためには、RPTデバイスのプロバイダ(例えば、ヘルスケアプロバイダ)は、RPTデバイスを用いた患者の治療を記述するデータを手作業で入手し、所定期間にわたる使用率を計算し、これをコンプライアンスルールと比較し得る。ヘルスケアプロバイダが患者が自身のRPTデバイスをコンプライアンスルールに則って使用したと決定すると、当該ヘルスケアプロバイダは、患者がコンプライアンスを遵守している旨を第三者に通知し得る。
本技術は、呼吸障害のスクリーニング、診断、監視、改善、治療または予防において用いられる医療デバイスの提供に関連し、これらの医療デバイスは、向上した快適性、コスト、有効性、使い易さおよび製造可能性のうち1つ以上を有する。
本技術を、添付図面中に非限定的に一例として例示する。図面中、類似の参照符号は、以下の類似の要素を含む。
本技術についてさらに詳細に説明する前に、本技術は、本明細書中に記載される異なり得る特定の例に限定されるのではないことが理解されるべきである。本開示中に用いられる用語は、本明細書中に記載される特定の例を説明する目的のためのものであり、限定的なものではないことも理解されるべきである。
一形態において、本技術は、呼吸障害の治療方法を含む。本方法は、患者1000の気道の入口へ陽圧を付加することを含む。
一形態において、本技術は、呼吸障害の治療のための呼吸治療システムを含む。呼吸治療システムは、空気流れを空気回路4170および患者インターフェース3000を介して患者1000へ供給するRPTデバイス4000を含み得、例えば、図1を参照する。
図2Aは、以下の機能様態を含む、本技術の一態様による非侵襲的患者インターフェース3000を示す:シール形成構造3100、プレナムチャンバ3200、位置決めおよび安定化構造3300、通気部3400、空気回路4170への接続のための一形態の接続ポート3600、および前額支持部3700。いくつかの形態において、機能様態が、1つ以上の物理的構成要素によって提供され得る。いくつかの形態において、1つの物理的構成要素は、1つ以上の機能様態を提供し得る。使用時において、シール形成構造3100は、患者1000の気道への入口(単数または複数)において陽圧を維持するように、患者の気道の入口を包囲するように配置される。よって、シールされた患者インターフェース3000は、正の圧力治療の送達に適している。
図3A~図3Cは、本技術の一態様によるRPTデバイス4000を示す。RPTデバイス4000は、機械構成要素、空気圧構成要素および/または電気構成要素を含み、1つ以上のアルゴリズムを実行するように構成される。RPTデバイス4000は、例えば本文書中のいずれかに記載の呼吸器疾病のうち1つ以上の治療のために患者の気道へ送達される空気流れを生成するように構成され得る。
本技術の一形態において、空気の流れまたは供給を陽圧において生成する圧力生成器4140は、制御可能な送風機4142である。例えば、送風機4142は、1つ以上のインペラを備えたブラシレスDCモータ4144を含み得る。インペラが、ボリュート内へ配置され得る。送風機は、呼吸圧力治療を施しているときに、空気供給の送達を例えば約120リットル/分までの速度で、約4cmH2O~約20cmH2Oの範囲の陽圧で、または他の形態において約30cmH2Oまで行うことができる。送風機については、以下の特許または特許出願のうちいずれか1つに記載があり得る。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する:米国特許第7,866,944号、米国特許第8,638,014号、米国特許第8,636,479号およびPCT特許出願公開WO2013/020167。
本技術の一態様による空気回路4170は、使用時において空気流れが2つの構成要素(例えば、RPTデバイス4000および患者インターフェース3000)間に移動するように、構築および配置された導管または管である。
本技術の一形態において、補充用ガス、例えば、酸素4180が、空気圧経路における1つ以上のポイント(例えば、空気圧ブロック4020の上流)、空気回路4170および/または患者インターフェース3000へ送達され得る。
5.6.1 加湿器の概要
本技術の一形態において、患者へ送達されるべき空気またはガスの絶対湿度を周囲空気に相対して変化させるための加湿器5000が提供される(例えば、図1に示すようなもの)。典型的には、加湿器5000は、患者の気道へ送達される前に空気流れの(周囲空気に相対する)絶対湿度を増加させかつ温度を増加させるために、用いられる。
本技術の開示目的のため、本技術の特定の形態において、以下の定義のうち1つ以上が適用され得る。本技術の他の形態において、別の定義も適用され得る。
空気:本技術の特定の形態において、空気は大気を意味し得、本技術の他の形態において、空気は、他の呼吸可能なガスの組み合わせ(例えば、酸素富化空気)を意味し得る。
シリコーンまたはシリコーンエラストマー:合成ゴム。本明細書において、シリコーンについて言及される場合、液体シリコーンゴム(LSR)または圧縮成形シリコーンゴム(CMSR)を指す。市販のLSRの一形態として、Dow Corningによって製造されるSILASTIC(この商標下において販売される製品群に含まれる)がある。別のLSR製造業者として、Wackerがある。他に逆の明記無き限り、例示的形態のLSRのASTMD2240によって測定した場合のショアA(またはタイプA)押込み硬さは、約35~約45である。
弾性:弾性変形時にエネルギーを吸収することおよび除荷時にエネルギーを解放することが可能な材料の能力。
● 「軟性」材料は、シリコーンまたは熱可塑性エラストマー(TPE)を含み得、例えば指圧力下において容易に変形し得る。
● 「硬質」材料は、ポリカーボネート、ポリプロピレン、鋼またはアルミニウムを含み得、例えば指圧力下において容易に変形し得ない。
窒息防止弁(AAV):マスクシステムの構成要素またはサブアセンブリであり、フェールセーフ様態での雰囲気中への開口により、患者による過度のCO2の再呼吸の危険性を低減させる。
本技術による製品は、1つ以上の三次元機械構造(例えば、マスククッションまたはインペラ)を含み得る。三次元構造は、二次元表面によって境界付けられ得る。これらの表面は、関連付けられた表面の方向、位置、機能または他の何らかの特性を記述するためのラベルを用いて区別され得る。例えば、構造は、前表面、後表面、内面および外面のうち1つ以上を含み得る。別の例において、シール形成構造は、顔接触(例えば、外側の)表面と、別個の非顔接触(例えば、下側または内側の)表面を含み得る。別の例において、構造は、第1の表面および第2の表面を含み得る。
pにおける平面曲線の曲率は、符号(例えば、正、負)および大きさ(例えば、pにおいて曲線に接する円形の1/半径)を持つものとして記述され得る。
本技術による二次元表面上の所与の点における形状の記述は、複数の垂直断面を含み得る。複数の断面は、外向き法線(「法平面」)を含む面において表面を切断し得、各断面は、異なる方向においてとられ得る。各断面の結果、対応する曲率を有する平面曲線が得られる。その点における異なる曲率は、同一符号または異なる符号を持ち得る。その点における曲率はそれぞれ、(例えば、比較的小さな)大きさを有する。図2B~図2F中の平面曲線は、特定の点におけるこのような複数の断面の例であり得る。
空間曲線:平面曲線と異なり、空間曲線は、任意の特定の平面内に必ずしも存在しない。空間曲線は閉鎖され得る。すなわち、終点を有さない。空間曲線は、三次元空間の一次元ピースとみなされ得る。DNA螺旋の鎖上を歩行している架空の人物は、空間曲線に沿って歩行する。典型的なヒトの左耳は、左手螺旋を含む。典型的なヒトの右耳は、右手螺旋を含む。構造の縁部(例えば、膜またはインペラの縁部)は、空間曲線をたどり得る。一般的に、空間曲線は、空間曲線上の各点における曲率およびねじれによって記述され得る。ねじれとは、平面から発生する曲線の様態の尺度である。ねじれは、符号および大きさを有する。空間曲線上の点におけるねじれは、当該点における接線ベクトル、法線ベクトルおよび従法線ベクトルに対して特徴付けられ得る。
表面は、一次元穴を持ち得る(例えば、平面曲線または空間曲線によって境界付けられた穴)。穴を含む肉薄構造(例えば、膜)の場合、この構造は、一次元穴を有するものとして記述され得る。例えば、図2Gに示す構造の表面中の一次元穴が平面曲線によって境界付けられる様子を参照されたい。
他に文脈から明確に分かる場合および一定の範囲の値が提供されていない限り、下限の単位の1/10、当該範囲の上限と下限の間、および記載の範囲の他の任意の記載の値または介入値に対する各介入値は本技術に包含されることが理解される。介入範囲中に独立的に含まれるこれらの介入範囲の上限および下限が記載の範囲における制限を特に超えた場合も、本技術に包含される。記載の範囲がこれらの制限のうち1つまたは双方を含む場合、これらの記載の制限のいずれかまたは双方を超える範囲も、本技術に包含される。
1100 同床者
3000 患者インターフェース
3100 シール形成構造
3200 プレナムチャンバ
3300 位置決めおよび安定化構造
3400 通気部
3600 接続ポート
3700 前額支持部
4000 RPTデバイス
4010 外部ハウジング
4012 上部
4014 下部
4015 パネル
4016 シャーシ
4018 ハンドル
4020 空気圧ブロック
4110 フィルタ
4112 入口空気フィルタ
4114 空気出口フィルタ
4122 入口マフラー
4124 出口マフラー
4140 圧力生成器
4142 送風機
4144 モータ
4170 空気回路
4180 補充用ガス
4200 電気構成要素
4202 PCBA
4210 電気電源
4220 入力デバイス
4220 入力デバイス
4230 中央コントローラ
4270 変換器
4290 出力デバイス
5000 加湿器
6000 送風機
6010 入口カバー
6015 送風機入口
6020 モータ
6022 磁石
6024 ステータアセンブリ
6026 積層スタック
6028 巻線
6030 ロータ
6041 第1のインペラ
6041 第2のインペラ
6043 第3のインペラ
6050 第1の定置型構成要素
6055 ステータ羽根
6060 第2の定置型構成要素
6062 上端部
6064 中間部分
6065 ステータ羽根
6066 下端部
6067 ステータ羽根
6068 管部
6069 杭
6080 第3の定置型構成要素
6085 ステータ羽根
6088 送風機出口
6091 上側ベアリング
6092 下側ベアリング
6095 バネ
6100 上側ベアリングスリーブ
6110 円筒状側壁
6115 リブ
6120 保持構造
6200 下側ベアリングスリーブ
6210 円筒状側壁
6215 リブ
6217 ねじ山
6219 リベット
6220 保持構造
6310 円筒状側壁
6320 端壁
6330 開口部
6340 支持部
6342 ベース壁
6343 穴
6344 支持壁
6345 側壁
6346 側壁
6348 チャネル
6350 中間接続部
6352 開口部
6410 円筒状側壁
6420 端壁
6430 開口部
6440 支持部
6442 ベース壁
6443 穴
6444 支持壁
Claims (21)
- 送風機であって、
ロータ;
前記ロータを駆動するように適合されたモータ;
前記ロータを回転可能に支持する少なくとも1つのベアリング;
定置型構成要素;および
前記定置型構成要素に設けられたベアリングスリーブであって、前記ベアリングスリーブは、前記ベアリングを前記定置型構成要素に相対して支持および保持するような構造および配置にされる、ベアリングスリーブ、を含み、
前記ベアリングスリーブは、エラストマー材料を含み、
前記ベアリングスリーブは、前記ベアリングの外レースに沿って係合するように構成された1つ以上のバンプまたはリブを含む、送風機。 - 前記エラストマー材料は、TPEを含む、請求項1に記載の送風機。
- 前記ベアリングスリーブは、円筒状側壁と、前記定置型構成要素への機械接続を形成するような構造および配置にされた保持構造とを含み、前記1つ以上のバンプまたはリブは、前記円筒状側壁に設けられる、請求項1または2に記載の送風機。
- 前記ベアリングスリーブは、前記定置型構成要素へのオーバーモールド接続を含む、請求項1~3のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 前記定置型構成要素は、ステータ羽根を含む、請求項1~4のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 前記ベアリングスリーブは、防振、ノイズ低減および衝撃吸収性の提供のために前記定置型構成要素と前記ベアリングとの間に配置された少なくとも2つのバンプまたはリブを含む、請求項1~5のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 送風機であって、
ロータ;
前記ロータを駆動するように適合されたモータ;
前記ロータを回転可能に支持する少なくとも1つのベアリング;
定置型構成要素;および
前記定置型構成要素に設けられたベアリングスリーブであって、前記ベアリングスリーブは、前記ベアリングを前記定置型構成要素に相対して支持および保持するような構造および配置にされる、ベアリングスリーブ、を含み、
前記ベアリングスリーブは、エラストマー材料を含み、
前記ベアリングスリーブは、前記定置型構成要素へのオーバーモールド接続を含み、
前記ベアリングスリーブは、前記定置型構成要素への機械接続を形成するような構造および配置にされた保持構造を含む、送風機。 - 前記エラストマー材料は、TPEを含む、請求項7に記載の送風機。
- 前記保持構造は、前記定置型構成要素に設けられた各溝部内に係合するように適合された1つ以上のねじ山を含む、請求項7または8に記載の送風機。
- 前記保持構造は、前記定置型構成要素の支持壁の周囲を取り囲むような構造にされる、請求項7~9のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 前記保持構造は、前記定置型構成要素に設けられた1つ以上の穴を通じて突出する、請求項7~10のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 前記定置型構成要素は、ステータ羽根を含む、請求項7~11のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 送風機であって、
ロータ;
前記ロータを駆動するように適合されたモータ;
前記ロータを回転可能に支持する少なくとも1つのベアリング;
少なくとも1つの前記ベアリングへ予荷重力を提供する付勢要素;
定置型構成要素;および
前記定置型構成要素に設けられたベアリングスリーブであって、前記ベアリングスリーブは、前記ベアリングを前記定置型構成要素に相対して支持および保持するような構造および配置にされる、ベアリングスリーブ、を含み、
前記ベアリングスリーブは、エラストマー材料を含み、
前記ベアリングスリーブは、前記ベアリングを超えて突出し、前記付勢要素の封入および位置決めのための空間を提供するような構造にされる、送風機。 - 前記エラストマー材料は、TPEを含む、請求項13に記載の送風機。
- 前記付勢要素は、バネを含む、請求項13または14に記載の送風機。
- 前記ベアリングスリーブは、前記ベアリングの外レースに沿って係合するように構成された1つ以上のバンプまたはリブを含む、請求項13~15のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 前記ベアリングスリーブは、前記定置型構成要素への機械接続を形成するような構造および配置にされた保持構造を含む、請求項13~16のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 前記ベアリングスリーブは、前記定置型構成要素へのオーバーモールド接続を含む、請求項13~17のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 前記定置型構成要素は、ステータ羽根を含む、請求項13~18のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 前記付勢要素は、前記予荷重力を前記ベアリングの内レースへ提供するように構成される、請求項13~19のうちいずれか一項に記載の送風機。
- 患者に呼吸治療のための陽圧のガスを提供するためのCPAPシステムであって、前記CPAPシステムは、
ガス流れを治療圧力において供給するように構成されたRPTデバイスであって、前記RPTデバイスは、請求項1~20のうちいずれか一項に記載の送風機を含む、RPTデバイス;
患者インターフェース;および
前記ガス流れを前記治療圧力において前記RPTデバイスから前記患者インターフェースへと移動させるように構成された空気送達導管、を含む、CPAPシステム。
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