JP5086703B2 - エアマット - Google Patents

Description

本発明は、病人等が長期に渡って床に伏せる場合などに生じる床ずれを防止するためのエアマット、詳しくは、エアセル内の圧力を制御する方法を用いたエアマットに関するものである。

寝返りを打てない病人等が長期に渡って床に伏していると、床ずれ（褥瘡）が体に生じる場合がある。床ずれの原因としては、寝返りを打てないことにより寝具からの圧が身体の一定箇所に集中して血行不良が生じること、体力の衰えや栄養状態の悪化、あるいは汗等による過湿によって細菌の繁殖等が原因といわれている。

このような床ずれを防止するため、種々の医療用のエアマットが開発されており、例えば、図７に示すような医療用のエアマット装置７０がある。このエアマット装置７０は、袋状のエアセル７１をベースシート７２上に２４本ほど並べて配置して、これらのエアセル７１にエアポンプ７３からエア移送路７４、７５、７６を介してエアを送り込むようにしたものである（特許文献１参照）。

エアセル７１は、布地などのような可撓性の生地に高重合ポリマーフィルムをラミネート加工したもの、あるいはプラスチックフィルムそのまま、若しくはプラスチックフィルムの表面を梨地加工したもので、内部にエアを注入、排気することにより膨張、収縮させることができるようにしたものである。

エアポンプ７３からのエア移送路７４、７５、７６は、この例では３本あり、配置されたエアセルの（３ｎ−２）番（以下、ｎは自然数）のエアセル７１ａからなるＡ系統（グループ）セルにはエア移送路７４を介してエアを送り、（３ｎ−１）番のエアセル７１ｂからなるＢ系統（グループ）セルにはエア移送路７５を介してエアを送り、３ｎ番のエアセル７１ｃからなるＣ系統（グループ）セルにはエア移送路７６を介してエアを送り込むように構成されている。

そして、設定した時間間隔で順次これらのエア移送路７４、７５、７６にエアを送り、また、回転バルブのノズルからエアセル７４、７５、７６内のエアを順次大気に開放して抜き、Ａ系統セル、Ｂ系統セル、Ｃ系統セルと順に膨張、収縮させて、エアマット装置７０の長さ方向においてエアセル７１を波状に変化させて、寝ている人に対し局所的に強い圧力が集中し続けないようにして、褥瘡の防止を図っている。いわゆる三系統構成のエアマットである。

人間の毛細血管の内圧は通常１．０６×１０^５Ｐａ（絶対圧、新計量法施行前表記のゲージ圧では３２ｍｍＨｇ）であり、外部からこれ以上の圧力が加わると毛細血管が閉塞状態になり皮膚組織に血が通わなくなる。従って、褥瘡を防止するためには、毛細血管に対して外部から加わる圧力を１．０６×１０^５Ｐａ（絶対圧、新計量法施行前表記のゲージ圧では３２ｍｍＨｇ）以下に保持することが大切であり、患者などが使用するエアマットにおける褥瘡防止のための身体保持圧力は、前記数値が目安となっている。

前記エアマット装置におけるエアセルの圧切り替えシステムでは、定時的にエアセルを膨張収縮させることにより、身体を保持するエアセルを切り替えるため、身体の一部分が完全に負圧になる時間を生み出し、圧迫の継続性を断つとともに、血液の還流を促進する効果がある。

特開平７−２１６５２１号公報

しかしながら、特許文献１記載のエアマット装置の場合、収縮させるエアセル系統は一定時間エアセル内を大気と連通させて排気し残圧として残す方法であるため、利用者の体重、体位、体型等に影響され、必ずしも期待したような内圧とならない場合があった。また、膨張状態にあるエアセルと収縮状態にあるエアセルとの内圧差が大きくなって利用者に違和感を感じさせるおそれもある。

本発明の課題は、交互膨縮が微波動になり、利用者に快適感を与え、かつ利用者の体重、体位、体型等に影響されないエアセル内圧となるエアマットの制御方法を用いたエアマットを提供することにある。

請求項１記載の発明は、袋状のエアセルが複数本並設され、前記エアセルが複数の系統に分けてそれぞれ連通され、各系統ごとに交互に所定の周期で膨張・収縮を繰り返すようにエアを供給・排気するエアポンプ及び制御部を備えたエアマットにおいて、前記制御部により、収縮動作に切り替わったエアセル系統のエアセル内を所定時間大気と連通状態におき内部のエアを所定量が残るまで排気させて内圧を所定値にまで下げ、その後大気との連通状態を絶ち、エアセル内にエアを供給させ、膨張した状態にあるエアセルの内圧よりも低い予め設定した所定内圧に保持させるようにしたことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のエアマットにおいて、前記所定内圧は、膨張した状態にあるエアセルの内圧の７０％〜８５％としたことを特徴としている。

本発明は、収縮動作に切り替わったエアセル系統のエアセル内を所定時間大気と連通状態にして内圧を下げ、続いてエアセル内にエアを供給して内圧を所定値に 保持するようにしたので、利用者の体重、体位、体型等に影響されない安定したエアセル内圧を維持することができ、かつ収縮した状態にあるエアセルの内圧を 膨張した状態にあるエアセルの内圧の７０％〜８５％としたので、収縮した状態のエアセルと膨張した状態のエアセルとの内圧差があまり大きくなく、エアマットの長さ方向の波状の変化が微波動となり、利用者に快適感を与えることができ、床ずれ防止効果を広く提供することができる。

以下、本発明に係るエアマットの実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係るエアマットの実施形態における制御方法を模式的に示した図である。
この制御方法を適用したエアマットは、Ａ系統、Ｂ系統、Ｃ系統の３系統からなる交互膨縮型のエアマットで、３系統のエアセル全てが膨張状態にある場合もあり、３系統のエアセルのうち２系統のエアセルが膨張した状態にあり、１系統のエアセルが収縮した状態にある場合もある。１系統のエアセルが収縮状態にあるときは、膨張状態にある２系統のエアセルにて主に身体を支えるようになっている。

図１に示すように、この例では膨張状態にあるエアセルの内圧をゲージ圧２０ｍｍＨｇ（≒２．６７ｋＰａ）に設定している。これは、利用者の体重を５０ｋｇと仮定して、この内圧に保持すれば、利用者への身体表面への外圧を３２ｍｍＨｇ（≒４．２７ｋＰａ）以下に抑えることが可能と判断される値である。

このエアマットは３系統のエアセルのうち１系統のエアセルが５分毎にそれぞれ交代して収縮するように構成されており、まず、図１に示すように、初期段階としてＡ，Ｂ，Ｃ系統全てのエアセルにエアを供給して、エアセル内圧を２０ｍｍＨｇの膨張状態にしておき、次にＡ系統のエアセルを３０秒間大気と連通させてエアを排気し、エアセルの内圧を約５ｍｍＨｇ（≒０．６７ｋＰ）まで自動的に下げる。続いて、エアセルと大気との連通状態を絶ち、ポンプからＡ系統のエアセル内にエアを約３０秒間供給する。

これでエアセルの内圧は約１４ｍｍＨｇ（≒１．８７ｋＰ）となり、この状態を約１分３０秒間保持する。続いて、さらにエアを３０秒間ほど供給してＡ系統のエアセルの内圧を２０ｍｍＨｇにして膨張状態にする。
次に、３系統のエアセル全てを膨張状態にしたまま２分間おき、次にＢ系統のエアセルを約３０秒間大気と連通してエアを排気し、エアセルの内圧を約５ｍｍＨｇまで自動的に下げる。
続いて、エアセルと大気との連通状態を絶ち、ポンプからエアセル内にエアを３０秒間供給し、これでエアセルの内圧を約１４ｍｍＨｇとする。この状態を１分３０秒間ほど保持する。続いて、さらにエアを約３０秒間供給してＢ系統のエアセルの内圧を２０ｍｍＨｇにして膨張状態にする。

続いて、３系統のエアセル全てを膨張状態にしたまま２分間おき、次にＣ系統のエアセルを３０秒間ほど大気と連通してエアを排気し、エアセルの内圧を約５ｍｍＨｇまで自動的に下げる。
続いて、エアセルと大気との連通状態を絶ち、ポンプからエアセル内にエアを３０秒間供給し、これでエアセルの内圧を約１４ｍｍＨｇとする。この状態を１分３０秒間ほど保持する。続いて、さらにエアを約３０秒間供給してＣ系統のエアセルの内圧を２０ｍｍＨｇにして膨張状態にして、３系統全てのエアセルを全て膨張状態にしたまま約２分間保持する。

上記の制御方法を繰り返すことによりエアマットの交互膨縮を制御する。
なお、上記図１で示した制御方法における数値は一例であって、エアセル内を大気と連通させる時間はエアが排気する管径や開口径によって決めることができる。この例では、１つの系統のエアセルが５分毎に収縮することから３０秒間としたが、もっと短くしてもよい。また、収縮状態にあるエアセルの内圧を、この例では膨張状態にあるエアセルの内圧の７０％ほどにしたが、利用者の身体状況や好み等から７０％から８５％の間で適宜設定することができる。
このように、膨張状態のエアセル内圧と収縮状態のエアセル内圧との比を１００：７０〜８５という微波動モードの変動幅としたので、利用者にとっては違和感が少なく快適に利用することができる。

なお、上記エアマットの制御方法の適用例として、エアセル３系統による交互膨縮の制御を例に挙げたが、２系統のエアマットにも４系統以上のエアマットにも適用することができる。
また、図１はエアマットの制御方法を模式的に示したもので、実際には圧力センサの精度やエアポンプのオンオフ等のタイムラグによって、膨張状態のエアセル内圧や収縮状態のエアセル内圧が全て同一値となるわけではなく、若干の誤差は生じる。

次に、上記エアマットの制御方法を用いたエアマットについて説明する。
図２（ａ）は、本実施の形態に係るエアマットに用いるエアセルの正面図、図２（ｂ）は側面図、図３（ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線端面図、図３（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線端面図である。また、図４は第１セルの上部の内角を示す図、図５はエアセルに上方から荷重が加わったときに各セルに作用する力を説明するための図、図６は本実施の形態に係るエアマットの斜視図である。

エアセル１０は、図２に示すように、内部にエアを充填するためのエア供給口１５を有する細長い袋状の第１セル１１と、前記第１セル１１と長さが等しく、エア充填時の直径が該第１セル１１のほぼ半分ほどの細長い袋状の第２セル１２、同じく前記第１セル１１と長さが等しく、エア充填時の直径が該第１セル１１のほぼ半分ほどの細長い袋状の第３セル１３とを有している。

そして、前記第１セル１１の上面に、前記第２セル１２及び第３セル１３が並設溶着され、かつ第１セル１１と第２セル１２との間及び第１セル１１と第３セル１３との間には、図３（ｂ）に示すように、エア流通用の連通口１４が設けられている。すなわち、このエアセル１０は上下二層式の形状をしたものである。第１セル１１のエア供給口１５からエアを供給すると、エア流通用の連通口１４を介して第２セル及び第３セル１３にもエアが充填され、全てのセルが同一エア圧となる。エアセル１０に荷重がかかると、第２セル、第３セル共それぞれ外側に逃げるように作用し、エアセル全体として潰れにくい構造となる。このため、内圧を低く保つことが可能となり、利用者への接触圧を軽減することができ、ソフト感を与えることができる。
なお、それぞれのセルはウレタンシートにより形成されている。

より具体的な実施例として、エアセル１０のエア充填時の断面寸法は、高さ約１００ｍｍ、幅約８０ｍｍで、一般に使用されているエアセルとほぼ同じ寸法である。下側の第１セル１１の寸法は、高さ約７０ｍｍ、幅約８０ｍｍであり、上側の第２セル１２及び第３セル１３はそれぞれ高さ約３５ｍｍ、幅約３５ｍｍである。第２セル１２及び第３セル１３は高さ及び幅とも第１セル１１の約半分ほどである。

また、第１セル１１はエア充填時に上面が、図４断面視で屋根状（又は尾根状）になるように形成されているとともに、該屋根状の内角が１２０°±２０°となっている。第２セル１２及び第３セル１３は該屋根状上面の左右にそれぞれ溶着されている。

もともと、小径のセルは荷重により潰れやすい。しかし、上記のような構造にしたので、図５に示すように、エアセル１０に荷重Ｗが加わると、第２セル１２と第３セル１３の外周にＦ１の力が加わり、Ｃの位置がそれぞれ外側に引っ張られ、その結果、第１セル１１と第２セル１２、第１セル１１と第３セル１３との溶着部分にＦ２の力がかかり、合力Ｆ３が発生し、Ｄ部（屋根状の頂点）が矢印方向へ引き込まれる。つまり、エアセル１０に荷重が加わり、第２セル１２と第３セル１３が潰れようとすると、Ｄ部が引き込まれることで、潰れにくいエアセル構造となる。

なお、第１セル１１の屋根状の部分の内角を１２０°±２０°としたのは、１４０°を超えると、第２セル１２と第３セル１３が外側に逃げにくく、１００°未満にすると、第２セル１２と第３セル１３が外側に逃げ過ぎて、荷重が第１セル１１の上面に直接加わる状態になり、好ましくない。
望ましくは、１２０°±１０°程度が適当であると言える。

また更に、第１セルの上面にそれぞれ溶着された第２セルと第３セルとは、エア充填時に互いに密着しない位置に間隔を置いて配置されている。具体的には、第１セル１１と第２セル１２との溶着部分の第３セル１３側端部と、第１セル１１と第３セル１３との溶着部分の第２セル側端部との間隔が４ｍｍとなっている。
エアセル１０自体の寸法が、上述したとおりなので、所定間隔は４ｍｍほどが望ましい。あまり離すと、荷重時に第１セル１１と第２セル１２が外側に逃げやすくなり、密着させると、同一方向へ逃げたりして不具合が生じる。また、密着していると、利用者の身体からの湿気を逃がしにくくなると言う点もある。

次に、上述したエアセル１０を複数本（例えば２４本）用いて、図６に 示すように、ベースシート６２上に並設し、各エアセル１０をベルト６４で固定することによりエアマット６０ができる。各エアセル１０には、エアポンプ６６ からチューブ６８ａ、６８ｂ、６８ｃを介してエアを供給する。エアセルはＡ系統、Ｂ系統、Ｃ系統の３系統にグループ化されており、それぞれの系統のエアセルは連通されていて、所定時間毎に３系統のうち１系統のエアセルが一定時間収縮するように構成されている。
そして、上記エアマット６０の交互膨縮の制御方法によると、収縮動作に切り替わったエアセル系統のエアセル内は所定時間（３０秒ほど）大気と連通状態におき内部のエアを排気させて内圧を下げ、その後大気との連通状態を絶ち、エアセル内に３０秒ほどエアを供給し、膨張した状態にあるエアセルの内圧よりも低い（７０〜８５％）予め設定した所定内圧に保持させる。

従来のエアマットは、利用者の体型などによりエアセルを意識してしまう感覚、極端に言えば例えば丸太の上に寝ているような感覚があったが、このエアマット６０では、第２セル１２と第３セル１３の径を小さくしたので、身体への接触面積を広げ、利用者にソフトな感覚を与えることができるとともに、背上げ時にも皮膚へのせん断力を小さくすることができる。

また、エアマットの制御方法が、収縮動作に切り替わったエアセル系統のエアセル内を所定時間大気と連通状態にして内圧を下げ、続いてエアセル内にエアを供 給して内圧を所定値に保持するようにしたので、利用者の体重、体位、体型等に影響されない安定したエアセル内圧を維持することができる。
さらに、収縮した状態にあるエアセルの内圧を膨張した状態にあるエアセルの内圧の７０％〜８５％としたので、収縮した状態のエアセルと膨張した状態のエアセルとの内圧差があまり大きくない微波動となり、利用者に快適感を与えることができる。

なお、上記エアマット６０には、上記のエアセル内圧制御方法のほかに、約３分で全てのエアセルの内圧を高めて静止して、安定座位を確保し、離床、端座、リハビリ時に安定感を確保するリハビリモード制御や、背上げケアが必要なときに底づきを防止するための内圧を高める制御方法が組み込まれている。

本発明に係るエアマットは、利用者の体重、体位、体型等に影響されないで、患者や老人等用として利用することができとともに、微波動により違和感が少ないので健常者用としても用いることが可能である。

本実施の形態に係るエアマットの制御方法を模式的に示した図である。 （ａ）は本実施の形態に係るエアマットに用いたエアセルの正面図、（ｂ）は側面図である。 （ａ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線端面図、（ｂ）はのＢ−Ｂ線端面図である。 エアセルの第１セルの上部の内角を示す図である。 エアセルに上方から荷重が加わったときに各セルに作用する力を説明するための図である。 本実施の形態に係るエアマットの斜視図である。 従来のエアマットの斜視図である。

符号の説明

１０ エアマット用エアセル
１１ 第１セル
１２ 第２セル
１３ 第３セル
１４ 連通口
１５ エア供給口
６０ エアマット

Claims (2)

1. 袋状のエアセルが複数本並設され、前記エアセルが複数の系統に分けてそれぞれ連通され、各系統ごとに交互に所定の周期で膨張・収縮を繰り返すようにエアを供給・排気するエアポンプ及び制御部を備えたエアマットにおいて、
   前記制御部により、収縮動作に切り替わったエアセル系統のエアセル内を所定時間大気と連通状態におき内部のエアを所定量が残るまで排気させて内圧を所定値にまで下げ、その後大気との連通状態を絶ち、エアセル内にエアを供給させ、膨張した状態にあるエアセルの内圧よりも低い予め設定した所定内圧に保持させるようにしたことを特徴とするエアマット。
2. 前記所定内圧は、膨張した状態にあるエアセルの内圧の７０％〜８５％としたことを特徴とする請求項１記載のエアマット。

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