JP4643442B2 - マスク及びその構成要素 - Google Patents
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Description
A.伸張不能ストラップ
図1〜5は、マスク組立体15及びヘッドギア組立体20を含む、マスクシステムの一実施形態を示す。図1に示されるように、ヘッドギア組立体20は、患者の頭をほぼ囲むように構成且つ配置される複数のストラップを含む。これらのストラップは、マスク組立体15に接続され、これにより、患者の顔面に関してマスク組立体15を保持する。マスク組立体15は、ヘッドギア組立体20の適用を実演する単なる一例として示されている。マスク組立体15は、当業者には明らかであるように、任意の適切な呼吸マスクによって代用されることが可能である。
(1.第1実施形態)
図1を参照すると、ヘッドギア組立体20は、マスク組立体15に結合され、ヘッドギア組立体20のストラップに対してマスク組立体15の一部の調節を可能にする方式であることが好ましい。マスク組立体15は、フレーム組立体70、患者とインターフェース又は接触するクッション75、及びフレーム組立体70とクッション75との間に挿入されるクッションサポート80を含む。クッションサポート80は、アパーチャ(図示せず)を含み、アパーチャによって、加圧空気がマスク組立体70の加圧室に提供されて患者の気道に送達される。通常、エルボ85が、クッションサポート80のアパーチャに取外し式に接続される。スイベルエルボは、空気送達管(図示せず)に提供される迅速解放コネクタ86を含み、空気送達管は、流れ生成装置(図示せず)等の空気送達装置に結合される。
図5A及び5Bは本発明の代替実施形態を示し、水平ストラップ30が第2コネクタ部分C2と選択的に結合される第1コネクタ部分C1を含む。第2コネクタ部分C2は下部ストラップLS及び上部ストラップUSに装着される。上部ストラップLS及び下部ストラップUSは、それらがフレーム70の横部分82に接して担持される点に締め付けられ、これにより、患者の鼻の側面に接して横方向に封止するように、内部力をクッション75に付与することが可能である。上部ストラップLS及び下部ストラップUSは、内部力が加えられる領域を最適に位置決めするように、フレーム70に調節可能なように固定することができる(矢印によって示される)。この実施形態では、サポート80の横部分82は柔軟材料で形成されるが、頂点はより硬質である。
図5C〜5Hは本発明の他の実施形態を示し、調節機構によりヘッドストラップの張力を粗く及び微細に調節することが可能になる。図5Cは、マスクフレーム800を含み、且つ窒息防止バルブ810を含むエルボ805を備えるマスク組立体全体を示す。迅速解放クランプ815は患者がヘッドギアを迅速に取り外すことを可能にするように提供され、これは、参照によって完全に本明細書に組み込まれている前記特許文献1に記載されている。図5Dは一部開位置にある迅速解放機構を示し、一方、図5Eは完全に開放されている迅速解放機構を示す。
(1.第1実施形態)
図1を参照すると、ヘッドギア組立体20は、ヘッドギア組立体20の上の矢状ストラップ25等に沿って提供される「ラビオラス」145と呼ばれる特定の形態の袋を含むように示されている。ラビオラス145は、マスク圧の全範囲にわたって患者の顔面に比較的一定のストラップ力を加えるために提供される。ラビオラス145は、より高圧においてマスクを顔面の上に引くように空気圧により作用する動的構成要素である。ラビオラス145は、マスク組立体15の上にある、又はそれに近接するポートに装着された小直径のシリコーン管150を介して、マスクの圧力と連通する。この例では、管150は、エルボ85に提供される。矢状ストラップ25の張力は、ラビオラス145を介して流れ生成装置の圧力によって少なくとも一部駆動され、これにより、より高圧においてより大きいストラップ張力/変位が生じ、より低圧においてより小さいストラップ張力/変位が生じる。
ラビオラス145を全般的に説明したが、ここで、ラビオラスのより具体的な原理を詳細に示す図6〜15Aに注目して説明する。
2tW=f+2pWh (式1)
f=2wt・cos(θ) (式2)
h=r(1−cos(θ)) (式3)
最後に、ラビオラス145がLの平坦長(ストラップ間の距離)を有する場合、弧の周囲は、下式によって与えられる。
L=2rθ (式4)
f=pWL・cos(θ)/θ (0<θ<π/2) (式5)
(i)ラビオラスが平坦である場合、すなわちθ→0の場合、あらゆる正圧が無限の力を生成する。
(ii)θ=π/2である場合、ラビオラスは円筒であり、fはすべてのpについてゼロである。蛇腹側面の振舞いを無視すると、W及びLは力の生成について等価な役割を担う。いずれか一方を2倍にすると力も2倍になる。
x=2r・sin(θ) (式6)
式4にrを代入すると、以下となる。
x=L・sin(θ)/θ (式7)
以下を思い出されたい。
f=pWL・cos(θ)/θ (式5)
df/dθ=−pWL[sin(θ)/θ+cos(θ)/θ2] (式5a)
dx/dθ=L[cos(θ)/θ−sin(θ)/θ2] (式7a)
式5aを式7aで割ると、以下を得る(0<θ<=π/2)。
df/dx=pW[cos(θ)/θ+sin(θ)]/「sin(θ)/θ−cos(θ)」 (式8a)
実際のラビオラスは、以下の通りにすることが可能である。
W=5cm=0.05メートル
L=6cm=0.06メートル
P=20cmH2O=1960N/m2〜2,000N/m2
fSTRAP=f0−Kstrap(x−x0)
図16〜35は、本発明の他の実施形態を示す。
Abladder×Pbladder=Σストラップに加えられる力
更に、以下のようになる。
Abladder×Pbladder>Amask×Pmask
図16の実施形態による後頭空気ピロー416は、例えば、事前に設定された張力までまず膨張することができる。一実施形態では、患者の顔面に接して封止的にマスクを保持する方法が、後頭空気ピローを頭及び/又は首の後部に接して配置することと、1つ又は複数のストラップが、後頭空気ピローの上、それを経て、又はその一部として進行して、ストラップがマスクに装着されるように前方に進行させることと、マスク圧力Pmaskのアフィン関数である圧力Pbladderに関して後頭空気ピローを膨張させることとを含むことが可能である。
Pbladder=P0+AmaskPmask
上式で、P0は、最低の意図した使用圧力においてマスクを封止するのに十分な正の圧力、Amaskは、後頭空気ピローとストラップとの後方向の接触面積と、後頭空気ピローと頭の後部との前方向の接触面積との小さい方である。
Vout=F0/Abladder+Amask/AbladderKc/KptVin
A.調節可能フレーム
(1.第1実施形態)
図36は、クッション172の形態にある患者インターフェースを備えるフレーム170を含む本発明の実施形態を表す。フレーム170は、上述された実質的に伸張不能な材料で形成されることが可能である複数のストラップ180を使用して、患者の頭の上において支持される。各ストラップ180は、患者がストラップの張力を調節することができるように、ナット185を受けるように適合される端部においてねじ込み部分を含むことが可能である。実質的に硬質の材料で形成される反りストラップ175がフレーム170に提供される。
図37は、図36の実施形態と同様の実施形態を示すが、追加の特徴を含む。例えば、図37は、鉄リング210等、リング状部材によって囲まれるアパーチャ200を開示する。図38に示されるように、アパーチャ200は、エルボと同様であるコネクタ215を受けるように適合される。コネクタ215は、フレーム170の鉄リング210と磁気的に結合するように適合される第1鉄リング220を含む。コネクタ215は、スイベル230において提供される磁気リング235を介してスイベル部材230と磁気的に結合するように適合される第2鉄リング225を含む。
図41の実施形態では、ノブ190が、1つのラック、好ましくは1対のラック191に操作式に結合され、ラックは、ノブ190の回転時に反対方向に動く。ラック191の遠位端部193は、フレームの横部分と係合し、例えば、フレームはカム表面を含み、カム表面は、遠位端部193が横方向外向きに移動するにつれ、厚さが段階的に増大して、フレームが仮想垂直軸の回りに湾曲、屈曲、及び/又は旋回することを可能にし、これにより、患者の顔面/鼻の側面に接してつまむことが改善される。
図42A及び42Bの実施形態では、膜は、小さい漏れを封止するのを補助し、したがって、調節の精度は重要ではない。更に、図42A及び42Bの実施形態は、下あごから離れるのを実質的に排除する。図42A及び42Bは、追加の調節点をも含み、これにより、マスクを患者にはめ込むのをよりいっそう微細に調節することが可能になる。例えば、各ノブ190は、クッション172に提供されるピストン197と操作式に接続される。
図43A及び43Bにおいて、フレーム170は、半硬質であり、一方、クッション172は、柔軟部材300に取り付けられる。ストラップの張力が増加する際に、クッションに対する部材300のばねの行為は、患者の鼻の側面に接して封止するのを補助する。例えば、フレーム170は、柔軟部材300の硬さと比較して、比較的硬いばねとすることが可能である。したがって、わに形の顔面を有する患者は、柔軟部材300の硬さに依拠することが可能であり、パンダ様の顔面を有する患者は、柔軟であるが、柔軟部材300より相対的に硬いフレーム170に接して平坦に位置する柔軟部材300に依拠することが可能である。この実施形態は、調節ノブを含むようには示されていないが、そのように適合させることができる。
図44A〜44Cの実施形態では、調節ねじ190の回転により、ねじのカム形表面194が、クッションサポート上の突出部196と係合し、これにより、患者の鼻に内向きに向かってクッションをつまむ。
図45、46A、及び46Bは、本発明の他の実施形態を示し、フレームは、フレーム170に関して旋回することができる側翼部分305を含む。概念的には、この実施形態は、フィンガ部分115がシャーシ95に関して旋回するように提供される図1に示される実施形態と同様である。図46Aは、図45の実施形態の分解図であり、一方、図46Bは、図45の実施形態の組立て図である。この実施形態は、他の実施形態と同様に、クッションの側方が、異なる形状の鼻を有する様々な患者により容易に順応することを可能にする。この実施形態は、顔面の形状に自動的に順応するが、その理由は、ストラップ180が、フレーム170の各側翼部分305に接続されるからである。マスク/クッションが頬から離昇することは低減され、顔面に対するクッションのより均一な圧力を達成することができる。この実施形態も、上述された他の実施形態の多くと同様に、取替え可能又は使い捨ての可能クッションを見込む。
図45A及び45Bは、図45の実施形態と同様の他の実施形態を示し、側翼部分305は、クリック行為又は検出行為によって、いくつかの所定の位置においてヒンジ式に接続することができる。図45Bは、側翼部分305の上の2つのヒンジ部分の間に提供されるつまみ306を含む部分分解図を示す。フレーム170は、つまみ306を受けるように適合された複数の溝307を含み、これにより、複数の離散位置において調節することが可能になる。
図49及び50は、マスク組立体のシャーシ又は中央フレームに関して、側翼部分が、旋回等移動することを可能にする調節機構の他の実施形態を示す。調節機構は、側翼部分305のフランジ313の上に提供されるピンを受けることができる複数の穴312を含む。ヒンジ311は、リビングヒンジ、ピン、一体式ピン等とすることができる。
図51は、本発明の他の実施形態によるマスク組立体510の分解透視図である。マスク組立体510は、半硬質マスクシャーシ512及びクッション/2次フレーム514の2つの主要部分を有する。2つの部分512、514は、分離可能であるが、上述されたように、取外し式又は固定式に接続されることが可能である。一般に、マスクシャーシ512は、マスクのヘッドギア(図51には示されず)と接続されるように構成且つ配置され、クッション/2次フレーム514は、患者の顔面との快適な封止を形成するように構成及び適合される。マスクシャーシ512及びクッション/2次フレーム514は、使用者の顔面に対するマスク組立体510のフィットの微調整を提供するために、クッション/2次フレーム514がマスクシャーシ512に対して移動又は変形するように共動する構造を有する。
(1.第1実施形態)
図53A〜53Gは、本発明の2つの密接に関係付けられる実施形態を示す。各実施形態は、鼻の側面に接した横封止力の改善を補助するように構造化且つ配置される。これらの実施形態は、鼻梁領域における特定の使用法を有するが、鼻又は口の下方部分に隣接する領域等、他の領域において適用することもできる。
図53D及び53Eの実施形態は、図53A〜Cの実施形態に非常に類似している。主な違いは、図53D及び53Dのコネクタインターフェース610が、ヘッドギアストラップの端部を受けるために1つのアパーチャ615のみを含むことである。アパーチャ615は、ストラップの相対的により薄い部分が内部においてスライドすることを可能にするようにサイズ決めされるが、ストラップに提供される調節可能ナットが通過することを可能にしないスロット617を含む。更に、図53Eからわかるように、フィン620は、図53A〜Cの実施形態とは異なり、アパーチャを含まない。
図53Hは、フレーム640がパッド645を備える、本発明の他の実施形態を示す。パッド645は、フレーム640の底部部分650に沿って延び、フレーム640の各側面660に提供されるクリップ655及びヘッドギアストラップ656の少なくとも一部より下に提供されることが可能である。したがって、パッド645は、患者の頬に接するクリップ655及び/又はストラップ656の可能性のある装着に対して追加の快適さを提供することが可能である。パッド645は、ゲル及び/又は発泡体材料で形成されることが可能である。
図53Iは、クッション663等の顔面インターフェースを担持する第1フレーム部材661及び第2フレーム部材662を示す。第1フレーム部材661は、主要開口664及び複数の第1穴665を含む。第2フレーム部材662は、第1フレーム部材662の穴665と位置合わせされる複数の第2穴666を含む。第2フレーム部材662は、第1フレーム部材661の主要開口665を経て挿入されるように構造化された突出部667を含む。
図53J〜53Pは、フレーム170が、シリコーン及び/又は発泡体等で形成されたクッション172を支持する本発明の一実施形態を示す。フレーム170は、フレーム170の周囲の回りに提供される1つ又は複数のヘッドギア接続点171を含むことが可能である。クッション172は、患者の鼻の鼻梁領域に提供される膨張可能袋173を含むことが可能である。膨張可能袋173は、クッション172内に埋め込まれる単一部品であるように示されているが、所望の位置において、クッション172の離散部分に提供される別々の部品を含むことができる。例えば、袋は、クッションの頂点を含まない、クッションの各側に提供される2つの袋を含むことが可能である。袋又は各膨張可能袋173は、膨張可能袋173の容積を調節するために、空気又はゲル等の材料源と連通することが可能である。袋又は各膨張可能袋は、関連するクッション/フレームセクションと患者の顔面との距離を低減又は増大させるために提供される。例えば、図53L〜53Pは、フレーム170が側方においてつままれる際に、段階的に減少する鼻梁領域における距離Dを示す。図53L〜53Pは、クッション172の側方の形状の変化が非対称であることを示すが、患者の鼻の外観が対称又は非対称であるかに応じて、対称的な方式でクッション及び/又は膨張可能袋173の形状を変化させることが好ましい可能性がある。
本明細書において使用される際に、「後部」及び「後方」という用語は、装着者の顔面と接触するように適合されるクッション組立体の側を指し、「前部」及び「前方」という用語は、マスクのシェル又は本体と接触するように適合されるクッション組立体の側を指す。やはり本明細書において使用される際に、「マスク」という用語は、鼻マスク及びフルフェイスマスクを指す。
15、412、510、800 マスク組立体
20 ヘッドギア組立体
25 矢状ストラップ、ヘッドストラップ
30 水平ストラップ、発泡体リム
31 端部
35 冠状ストラップ
50 前頭部、シェル
51 チャネル
52 内壁
55 前端部
60 つまみ及び溝機構
70 フレーム組立体
75、172、663、732、904 クッション
80 クッションサポート
82 横部分
85 エルボ
86 迅速解放コネクタ
90 カンチレバー延長部
91 アパーチャ
95 シャーシ
96、97 横部分
100 交差部材、クッション組立体
105 ねじ込み部分
110 ナット、シリコーン膜
115 複数のフィンガ部分
120 アパーチャ、アンダークッション
125 交差バー
130 交差バー、柔軟要素
135 仮想線
140 仮想線、下在クッションフランジ
145 ラビオラス
147 2つの側面
150 シリコーン管、ひだなし端部
155 プレート
160 剛性ロッド
170、436、705 フレーム
171 1つ又は複数のヘッドギア接続点
173 膨張可能ブラダ
175 反りストラップ
176 調節機構
180 複数のストラップ
185、448 ナット
190 調節ねじ
191 1対のラック
193 遠位端部
194 カム形表面
195 ウエッジ
196 仮想軸、突出部
197 上面
200 アパーチャ、クション組立体
210 鉄リング、膜
215、520 コネクタ
220 第1鉄リング、柔軟アンダークッション
225 第2鉄リング
230 スイベル部材、柔軟要素
235 磁気リング
240 ベース部材、下在クッションフランジ
245、310、736 膜
250 ねじ込み部分、マスクフレーム又はシェル
255 ディスク部分
260 ノブ、横スロット
265 縦スロット
270 追加の前部スロット
271 延長部
272 直立部材
273 底部縁
274 軸受
275 下方本体部分
280、307、748 溝
285 内壁部材
290 部分的ねじ込み部分
295 チャネル
300 柔軟部材
305 側翼部分
306 つまみ
311 ヒンジ
312 複数の穴
313 フランジ
330 柔軟要素
331、332、333、334、335 セグメント
340 下在クッションフランジ
350 マスクシェル
355 剛性リテーナ
360 エルボリテーナクリップ
370 回転エルボ
400、500 クッション組立体
410 マスク及びヘッドギア組立体
414 ヘッドギア
416 後頭空気ピロー
418 マスク本体組立体
420 顔面接触部分
422 本体部分
424 ノッチ
426 ライズ
428 第2ノッチ
430 第2ライズ、柔軟要素
431 第3ノッチ
438 ベース
440 側方部、クッションフランジ
442 頂点部分
444 ブラケット
450 アーム
452 ストラップ組立体
456 後頭下ストラップ
458 冠状ストラップ
460 1対の耳覆い、皮膚
462 空気送達導管
464 管
468 バレルナット又はサムホイール
470 旋回コネクタ
512 半剛性マスクシャーシ
514 クッション/2次フレーム
516 クッション部分
518 第2フレーム部分
522 フランジ
524 接続部材
526 受け穴
528 突出部
530 調節ホイール、柔軟要素
532 接続リセプタクル
534 ヘッドギア
536 中央アパーチャ
540 上部縁、クッションフランジ
542 調節ホイール保持部分
544 ねじ込み穴
545 支持部分
548 使用者回転可能ヘッド
550、560 皮膚
600 フレーム、クッション組立体
601 上部部分
605 1対の横部材
610 コネクタインターフェース
615 アパーチャ
616、916 表面
617 側壁、スロット
620 1対のフィン
625 1つ又は複数の穴
630 弱さ、柔軟要素
631 第1部分
632 第2部分
632a 領域
640 フレーム、クッションフランジ
645 パッド
650 底部部分
655 クリップ
656、820 ストラップ
660 側面
661 第1フレーム部材
662 第2フレーム部材
664 主要開口
665 複数の第1穴
666 複数の第2穴
667 突出部
668 複数のペッグ
669 第1端部
670 第2端部
700 発泡体クッション
710 アパーチャ
715 支持ロッド
720 ヘッド部分
725 ノブ
729 発泡体クッション
730 ばね要素
734 ベローズ
738 チャネル
740 室
747 圧縮ヘッド部分
749 圧縮中央部分
751 第2溝
753 ベース部分
756 凹み
800 マスクフレーム
805 エルボ
810 窒息防止バルブ
815 迅速解放クランプ
820A、820B 1対のストラップ端部
821 スロット
822 リベット
825 調節組立体
830 角柱
835 ストラップ受けスロット
836 上方部分
837 下方部分
840 開口
841、842 スロット及びピン構成
845 ねじ込みねじ
850 第1ギア部分
855 第2ギア部分
860 円筒ノブ
902 本体部分
906 ネオプレンクッション
908 連続シリコーン膜
910 柔軟フレーム
912 内部周囲ショルダ
914 外部周囲ショルダ
C1 第1コネクタ部分
C2 第2コネクタ部分
LS 下方ストラップ
US 上方ストラップ
Claims (11)
- 非侵襲性正圧人工呼吸を患者に適用するためのマスク組立体において、
加圧された呼吸可能気体の供給を受けるように構成された少なくとも1つのアパーチャを有する主本体を含むフレームであって、前記主本体に形成された選択フレーム部分を含み、前記選択フレーム部分が前記主本体に対して旋回または湾曲可能であるフレームと、
前記患者とのインターフェースを提供するように構成され、前記フレームに設けられたクッションと、
を含んでなり、
前記選択フレームは、前記主本体に対する前記選択フレーム部分の位置に従って前記クッションを調節するように前記クッションに関与し、
前記選択フレーム部分が前記フレームの各横側面を含み、且つ、前記クッションの側面を前記フレームの各横側面が押しつけ得るように前記選択フレーム部分が旋回または湾曲して前記クッションと係合することを特徴とするマスク組立体。 - 前記選択フレーム部分が、前記クッションを支持する柔軟部材を含むことを特徴とする請求項1に記載のマスク組立体。
- 前記主本体が前記柔軟部材より相対的に硬いことを特徴とする請求項2に記載のマスク組立体。
- 前記主本体及び前記選択フレーム部分が、互いに結合されることを特徴とする請求項1に記載のマスク組立体。
- 前記選択フレーム部分が、柔軟材料で形成された前記フレームの各横側面を含むことを特徴とする請求項1に記載のマスク組立体。
- 前記選択フレーム部分が、前記フレームの縦軸線の回りに湾曲可能であることを特徴とする請求項1に記載のマスク組立体。
- 前記選択フレーム部分が、前記主本体に対し移動して前記クッションの側面を旋回または湾曲する側翼部分を含むことを特徴とする請求項1に記載のマスク組立体。
- 前記側翼部分の各々が、複数の位置に調節可能であることを特徴とする請求項7に記載のマスク組立体。
- 前記クッションが前記患者の鼻にシールされるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載のマスク組立体。
- 前記選択フレーム部分を調節して、前記クッションを変形させて前記患者の顔にある前記クッションの係合及び/またはシールを調節することを特徴とする請求項1に記載のマスク組立体。
- 前記選択フレーム部分は、第1位置から第2位置まで旋回または湾曲され、前記クッションを変形させ、前記クッションを調節するために前記第2位置に設定されることを特徴とする請求項1に記載のマスク組立体。
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