JP5554334B2 - 発泡体ベースのインターフェース構造の方法および装置 - Google Patents
発泡体ベースのインターフェース構造の方法および装置 Download PDFInfo
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Description
本出願は、2008年9月12日に出願されたオーストラリア国仮特許出願第AU2008904769号、および2008年9月15日に出願されたオーストラリア国仮特許出願第AU2008904778号の利益を主張し、そのそれぞれを、参照により本明細書にその全体を組み込む。
患者の気道の入口に空気または呼吸可能な気体の供給を行うことを容易にするために使用されるマスクアセンブリは、通常、概して柔軟であり、適応性のあるインターフェース構造を含み、その少なくとも一部は、患者の顔および安定化構造と接触状態にあり、その安定化構造は、インターフェース構造を患者に対して適切な位置に配置しかつ保持する。マスクアセンブリは、通常、様々なコンポーネントを接続できる、またはその周囲に配置できる何らかの形の固定点を含む。本明細書では、この固定点は、フレームと呼ばれることになる。
2.1材料
一形態では、クッション性コンポーネントは、スキンが除去された低密度の通気性のある発泡体から作ることができる。好ましい実施形態では、クッションコンポーネントは、弾性の低い、粘弾性のポリウレタン発泡体から構成される。クッション性コンポーネント材料は、自由成長のスラブ材(slabstock)発泡工程から製作することができる。他の実施形態では、材料は、成形などの他の工程、または軟質および多孔性の材料を作成するために使用される他の知られた工程により製作することができる。1つまたは複数の製作ステップ(二次加工(conversion)技法として知られる)を次いで材料に適用して、クッションコンポーネントの幾何形状を部分的に、または完全に形成することができる。これらの二次加工技法は、本明細書で述べられ、また本明細書で参照される他の関連する明細書で述べられている。このような発泡体材料および二次加工技法は、2008年1月31日に公開されたPCT公開第WO2008/011682号、および2008年6月19日に公開されたPCT公開第WO2008/070929号に開示されており、そのそれぞれを、参照により本明細書にその全体を組み込む。一形態では、クッション性コンポーネントは、打抜きなどの知られた方法により全体が、または一部が形成されうる。打抜きは、2009年3月4日に出願されたPCT出願第PCT/AU2009/000262号に開示される。他の形態では、クッション性コンポーネントは、AU2008904769およびAU2008904778で開示されたものなど他の方法を用いることによりその全体、または一部を形成することができる。
インターフェース構造は、関連する気道への入口を囲み、かつそれに対する相補的な点の軌跡により、部分的に画定される3次元形状を有するように構成され、かつ配置されることが好ましい。さらに、インターフェース構造は、ユーザの顔に適合し、かつ適応するように適切に形成されることにより有効性と快適性を提供して、圧縮タイプのシールを形成するように、その周辺周りの様々な点において選択された横断面を有する。他の構成では、平坦なタイプのシールが形成される。
図16gから16iは、クッション性コンポーネント932(横断面の元であり、図16fで示されている)の一実施形態による様々な横断面図を示している。図19は、図20〜25の対応する横断面を有する本発明の代替の実施形態を示す。
図16gで示すように、鼻橋領域NBにおける横断面は、概して三角形である。鼻橋領域NBにおける横断面はまた、概して長方形、楕円形、八角形など、他の適正な形状とすることができる。さらに、鼻橋領域における横断面が、概して、丸いまたは湾曲させたコーナを有する形状を含むことも可能である。鼻橋領域における横断面はまた、不規則な形状とすることもできる。図20は、鼻橋領域に対する代替の横断面を示す。
図16gで示すように、下唇領域BLにおける横断面は、概して台形にできることが好ましい。下唇領域BLにおける横断面はまた、概して長方形、楕円形、八角形など、他の適正な形状とすることもできる。さらに、下唇領域における横断面が、概して、丸いまたは湾曲させたコーナを有する形状を含むことも可能である。下唇領域における横断面はまた、不規則な形状とすることもできる。図25は、下唇領域に対するこの特徴を横断面で示している。
図16hで示すように、鼻側部SNにおける横断面は、概して三角形である。鼻側部領域SNにおける横断面はまた、概して、長方形、楕円形、八角形など他の適正な形状とすることができる。さらに、鼻側部領域における横断面は、概して、丸いまたは湾曲させたコーナを有する形状を含むことも可能である。鼻側部領域における横断面はまた、不規則な形状とすることもできる。図21および22は、鼻側部領域に対する代替の横断面を示す。
図16iで示すように、頬Cにおける横断面は、概して、台形または三角形である。頬領域Cにおける横断面はまた、概して、長方形、楕円形、八角形など、他の適正な形状とすることもできる。さらに、頬領域における横断面が、概して、丸いまたは湾曲させたコーナを有する形状を含むことも可能である。頬領域における横断面はまた、不規則な形状とすることができる。図23および24は、頬領域に対する代替の横断面を示す。
図39から47は、本発明の代替の実施形態を示す。クッションコンポーネント4000は、使用時に、患者の鼻を覆うだけであり、また鼻橋、鼻側部、頬、および/または上唇に配置される鼻マスクとして使用することができるが、患者の口を覆うことはないはずである。
鼻橋領域4200、鼻側部領域4300、および頬領域4400は、概して、フルフェースクッションに関して上記で述べたものと同様のものとすることができる。
図39および41で示すように、クッションコンポーネント4000は、他の領域4200の高さに対して(図41で示す側面図から見たとき)低減させた高さの窪みまたは領域を有する上唇領域4100を有することができる。この特徴は、鼻孔を予期せずに閉鎖することを回避しながら、患者の様々な上唇領域に適応することができる。発泡体材料の量を全体に低減することは、患者の危険を低下させることができる。
様々な人々の顔の広範囲な寸法および形状のために、最も広範囲の患者に適合することが必要な最小数のマスク形状を決定することは、マスク設計者にとって絶え間ない挑戦である。理想的な一形態では、単一のマスクがすべての患者に適合することになる。
以下の製作方法は、様々な顔形状に必要となりうる、ある範囲の形状および横断面を作成するために使用することができる。クッション性コンポーネントは、スキンが除去された発泡体から作ることが好ましいので、部品を作るために1つまたは複数の切断工程を使用することができ、このような切断工程は、打抜きおよび/または機械加工などを含む。代替的に、クッション性コンポーネントは、発泡体コンポーネント上のスキンを最小化するために工程中で行われる処置を用いて成形することができるが、あるいはスキンは、例えば、機械加工などの後処理で、成形されたコンポーネントからその後に除去される。好ましくは、本明細書で述べる実施形態で使用される発泡体材料は、連続気泡発泡体および独立気泡発泡体とすることができる。使用される発泡体材料は連続気泡発泡体とすることができる。使用される発泡体材料は独立気泡発泡体とすることもできる。
図4a〜4gで示す例示の実施形態では、発泡体クッションコンポーネント232の内側面および外側面は共に打ち抜かれる。これにより、通常、概して、まっすぐな切断縁部が得られる。これらの実施形態におけるクッションは、概して、長方形の横断面を有することができ、その場合、上面は、使用時に、患者の顔に対して、概して実質的に平行になり、また内側および外側の表面は、使用時に、患者の顔に対して、概して直角となる。例えば、シムを使用して、非長方形の横断面を作成するように、さらなる処理ステップを使用して発泡体を打ち抜くことも可能である。その場合、発泡体の平坦なシートからのクッションコンポーネントの打抜きにより、平坦な背面のクッションコンポーネントが得られ、それは、その後に、例えば、接着などで組み立てられるクリップの形をとることができる。したがって、発泡体クッションは、その最終的な意図する形状へと変形される。
3.1材料
クッション/フレーム用コンポーネントは、クッション性コンポーネントよりも優れた構造的完全性を有する材料から作ることができる。好ましい実施形態では、クリップは、クッション性コンポーネント用に使用される発泡体よりも高い硬度、高い密度、および低い通気性を有するポリウレタン発泡体から作られる。クリップ、すなわちクッション/フレーム用コンポーネントは、スキンを有する、硬度、密度が高く、低い通気性の発泡体を生成する型により形成することができる。代替の好ましい実施形態では、クリップは、非発泡のポリマー、例えば、(これだけに限らないが)ナイロン、ポリカーボネート、ポリプロピレンから構成することもできる。
クリップ934は、図13で概略的に示され、また図15a〜15eでより詳細に示されている。クリップ934は、概して、フレームと位置が合うような形状をしている。しかし、クリップ934の全体的な湾曲は、嵌め合わされるフレームに合うように変えることができる。クリップの全体的な湾曲はまた、クッションコンポーネントを形成するために使用することができる。クッションコンポーネントは可撓性のある発泡体から作られるので、共に結合されると、容易にクリップの形状に適合することになる。それが利点を有することがある場合の例は、クッションコンポーネントが(前に述べたように、平坦な発泡体から)平坦な背面を有するように作成される場合であり、クリップに組み立てる(例えば、接着されて)ことによりその最終形状が与えられ、それにより、クッションにその意図された(例えば、湾曲させた)形状が与えられる。
クリップコンポーネントは、次に述べるように、別個に製作することができるが、あるいは本明細書で後に述べるように、インサート成形することもできる。
4.1相対位置
本発明の実施形態によれば、クリップ部およびクッションコンポーネントのある範囲の構成を提供することができる。例えば、クリップ部の幅は、クッションコンポーネントの最大幅と一致する、または未満であることが好ましく、クリップ部の横断面の幅が、クッションコンポーネントの横断面の幅未満とすることができる。異なる相対的な幅を有するこれらの異なる構成では、クリップ部は、クッションコンポーネントに対する異なる形態の支持を提供する。
ポリウレタン熱溶融型接着剤またはシアノアクリレートを用いて、2層(すなわち、クッションコンポーネントおよびクリップ部)を互いに接着することができる。
本発明の実施形態による製造工程では、クッション性コンポーネントをクッション/フレーム用コンポーネントに組み立てるために、インサート成形を使用することができる。この手法の利点は、接着などの他の工程と比較したとき、低コストであることを含む。
インターフェース構造は、上記で述べたように構成され、また例えば、呼吸マスクなど、装置の残りの部分と取外し可能な相互接続を行うように構成される。
本発明の態様によれば、クリップ部により提供されるクッション/フレーム係合、および接続機構は、チャネルタイプの係合またはリブタイプの係合を含むことができる。
以下では、クッションコンポーネントおよびクリップ部の例示的な材料および特性を提供する。
実施形態では、クッションコンポーネントは、ポリウレタンから作ることができ、加水分解に対して抵抗力があり、かつ/または微生物の攻撃に対して耐性がありうる。
図49は、クリップ部に対する例示的な材料特性を示す図表である。
以下では、材料の特性を測定するための例示的な試験法を提供する。
通気性は、「発泡体サンプルを通って流れる空気の割合(L/分)」として定義される。
硬度は、「発泡体の供試体に対して、その元の厚さの規定されたパーセンテージになるまで圧痕を付けるために必要な力」として定義される。
引張強度は、IDM万能試験機、または同等のものを用いて測定することができる。図62-1を参照のこと。
k引張=ΔF/Δx=(F50mm-F25mm)/(50-25)
引裂き抵抗は、事前にカットされたサンプルにおける引裂きが伝播されるのに必要な力として定義される。図63-1を参照のこと。
この試験は、マスクの通気孔および他のすべての漏れ経路をふさぐことにより、発泡体クッションだけを通過する流れを測定する。図64を参照のこと。
実施形態では、マスクフレームは、クッション/フレーム用コンポーネント1034と共に、一体に成形する、または形成することができる。例えば、ツールの第2の部分1065は、マスクフレームと共にクッション/フレーム用コンポーネントを成形するように構成することができる。
20 マスクフレーム
22 チャネル
23 内側リブ
24 外側リブ
30 発泡体ベースのインターフェース構造
32 発泡体クッションコンポーネント
34 発泡体クリップ部
38 スロット
230 発泡体ベースのインターフェース構造
232 発泡体クッションコンポーネント
234 クリップ部
330 発泡体ベースのインターフェース構造
332 発泡体クッションコンポーネント
334 クリップ部
350 隆起部
352 湾曲部
400 外壁
402 壁(または開口部)
430 発泡体ベースのインターフェース構造
432 発泡体クッションコンポーネント
434 クリップ部
530 発泡体ベースのインターフェース構造
532 クッションコンポーネント
552 局所化された領域
600 外壁
602 患者接触壁(または開口部)
630 発泡体ベースのインターフェース構造
632 発泡体クッションコンポーネント
634 クリップ部
734 クリップ部
735 側面
737 側面
830 発泡体ベースのインターフェース構造
832 発泡体クッションコンポーネント
834 クリップ部
838 スロット
930 インターフェース構造
932 クッション性コンポーネント
934 クリップ部、クッション/フレーム用コンポーネント
935 クッション接触表面、側面
935a リップ
937 フレーム接触面、側面
938 位置合わせタブ、突出し部
939 ヒンジ点
940 患者接触面、上面
942 内壁
944 内壁
946 頂点、上面
950 頂点、変曲部
960 屈曲部
1030 インターフェース構造
1032 クッション性コンポーネント
1034 クッション/フレーム用コンポーネント
1060 第1の部分
1062 開口部
1063 開口部
1065 第2の部分
1066(1) 内側部分
1066(2) 外側部分
1066(3) リング部分
1560 上ハーフ
1562 表面
1565 下ハーフ
1567 キャビティ
1568 中心セクション
2010 頂点
2015 中心線
2020 距離
2050 内側頂点
2090 内側縁部
2100 角度
2150 角度
3232 クッションコンポーネント
3234 クリップ部、クリップコンポーネント
3500 上面
3600 頂点
4000 クッションコンポーネント
4100 上唇領域
4200 鼻橋領域
4300 鼻側部領域
4400 頬領域
5022 フレームチャネル
5023 プラスチック延長部
5034 クリップ部
5035 リップシール、シール要素
5036 プラスチッククリップ
5037 発泡体要素
5038 プラスチック要素
Claims (46)
- フレーム、下部構造、およびクッションを備える、ヒトの気道の入口に圧力のかかった空気を供給するのに使用される顔マスクであって、
前記クッションが、少なくとも部分的に発泡体から形成され、前記下部構造が、前記クッションの前記発泡体部分よりも剛性のある材料から形成され、前記クッションが、使用時に、前記下部構造に隣接して配置され、かつ前記下部構造により支持され、前記クッションおよび前記下部構造が面に沿って互いに接触し、前記面が、前記クッションの第1の領域において第1の角度になるように、また前記クッションの第2の領域において第2の角度になるように構成され、かつ配置されており、そのため、前記面がより内側方向に角度付けられる領域において前記クッションの一部が使用時において当該顔マスクの中心に向けて内側に回ることを支援し、
前記第1の角度と前記第2の角度とが異なっている、顔マスク。 - 使用時に、前記第1の領域が、鼻の側部の領域であり、前記第2の領域が、下顎または唇領域である、請求項1に記載の顔マスク。
- 使用時に、前記第1の領域が、鼻の側部の領域であり、前記第2の領域が、口の側部に隣接する、請求項1に記載の顔マスク。
- 前記第2の角度が、使用時に、前記クッションを内側方向に導くように構成される、請求項3に記載の顔マスク。
- 前記下部構造が、前記クッションに結合され、
前記フレームが、前記下部構造よりも剛性がある、請求項1に記載の顔マスク。 - 前記下部構造が、少なくとも部分的に発泡体材料から構成され、
前記下部構造の発泡体材料が、前記クッションの発泡体材料よりも密度が高い、請求項1または2に記載の顔マスク。 - 前記クッションが、患者の顔と接触するための第1の面と、前記第1の面とは反対にある第2の面と、を有し、
前記第2の面が、前記下部構造に結合され、
前記第2の面の横断面の長さが、前記下部構造の横断面の長さよりも大きい、請求項1から6のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記下部構造が、前記フレームに接続されるように構成されている、請求項1から7のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記クッションの少なくとも一部が、患者の顔によって圧力が前記クッションに加えられたとき、当該顔マスクの中心方向に回転するように構成されており、
前記クッションの外側の側壁の少なくとも一部が、患者の顔に対してシールを形成するように構成されている、請求項1から8のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記クッションの一部が、前記患者の口角に近接している、請求項9に記載の顔マスク。
- 前記クッションの一部が、患者の鼻橋に対して近接している、請求項9に記載の顔マスク。
- 前記クッションの少なくとも一部が、患者の顔によって圧力が前記クッションに加えられたとき、当該顔マスクの中心から離れる方向に回転するように構成されており、
前記クッションの外側の側壁の少なくとも一部が、前記患者の顔に対してシールを形成するように構成されている、請求項1から8のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記クッションの一部が、患者の下顎に対して近接している、請求項12に記載の顔マスク。
- 前記クッションの横断面の少なくとも一部が、
当該顔マスクの中心を向いている前記クッションの側面により画定される内側面と、
当該顔マスクの中心から離れる方向を向いている側面により画定される外側面と、
前記フレームまたは前記下部構造を向いているベース面と、
を有し、
前記外側面の長さが、前記内側面の長さよりも長い、請求項1から8のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記下部構造の上面が、前記クッションのベース面に結合され、
前記上面の少なくとも一部が、前記クッションに力が加えられたときに前記クッション上にモーメントを提供するように角度が付けられている、請求項1から6のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記上面が、前記マスクの前記中心方向に角度が付けられており、
前記モーメント力が前記マスクの前記中心へと導かれる、請求項15に記載の顔マスク。 - 前記上面が、前記マスクの前記中心から離れる方向に角度が付けられている、請求項15に記載の顔マスク。
- 前記下部構造が、前記クッションの外側面に近接して配置される、請求項14に記載の顔マスク。
- 前記クッションに対する前記下部構造の配置が、前記クッションに力が加えられたときにモーメント力を高める、請求項18に記載の顔マスク。
- 外側面が、少なくとも上側部分および下側部分をさらに備え、
前記上側部分が、前記下側部分と比較して小さい角度で延在する、請求項14から19のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記クッションの高さが、上唇領域において低減される、請求項1から20のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記クッションが、外側の側壁および内側の側壁を有し、
前記内側のおよび外側の側壁の少なくとも一部に、共にテーパが付けられ、使用時に、少なくとも前記外側の側壁の領域が患者の顔に接触する、請求項1から21のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記少なくとも一部が、患者の鼻橋の両側に、または患者の前記鼻橋にある部分に位置する、請求項22に記載の顔マスク。
- 前記内側のおよび外側の側壁が、隣接している、請求項23に記載の顔マスク。
- 前記内側のおよび外側の側壁には、共に鋭角にテーパが付けられている、請求項24に記載の顔マスク。
- 前記クッションが、シールを行うための顔接触部分を形成し、
前記クッションの横断面には、より幅の広い横断面から、患者の顔の近くのより狭い幅の横断面へとテーパが付けられており、
テーパを付けた部分が、前記クッションの内側に隣接する内側の側壁と、外側の側壁と、を画定する、請求項1から21のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記内側の側壁および前記外側の側壁が、隣接している、請求項26に記載の顔マスク。
- 前記内側の側壁および前記外側の側壁が、鋭角に配置されている、請求項27に記載の顔マスク。
- 横断面視で、前記クッションの第1の領域において、前記外側の側壁が、前記内側の側壁よりも長い、請求項26に記載の顔マスク。
- 前記第1の領域が、鼻橋領域である、請求項29に記載の顔マスク。
- 横断面視で、前記クッションの第2の領域において、前記外側の側壁が、前記内側の側壁とほぼ同じ長さである、請求項26に記載の顔マスク。
- 前記第2の領域が、前記クッションの下顎領域または唇領域である、請求項31に記載の顔マスク。
- 前記クッションの鼻の側部の領域において、前記クッションが、三角形の横断面を有する、請求項26から32のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記クッションが、使用時に、患者と接触するように適合され、丸い横断面輪郭を有する患者接触面と、前記患者接触面とは反対にあるベース面と、を有する、請求項1に記載の顔マスク。
- 前記クッションの発泡体が、スキンを除去されている、請求項1から34のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記クッションの発泡体が、実質的に独立気泡である、請求項1から34のいずれか1項に記載の顔マスク。
- ベース面が、前記下部構造に結合され、
前記下部構造が、前記フレームに取外し可能に結合されるように適合されている、請求項34から36のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記下部構造が、前記フレームの外側末端を越えて延び、つまみとして適合される延長部を含む、請求項1から37のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記下部構造が、前記クッションに接着剤により結合される、請求項1から38のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記下部構造が、前記フレームの対応する面と嵌め合わせするように適合されており、気密シールを有する取外し可能な接続を提供する、請求項1から39のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記下部構造にある延長部が、前記フレーム内の対応する凹部内に受け入れられるように適合される、請求項40のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記クッションの発泡体部分が、前記下部構造のうち圧縮発泡体で形成された部分に結合される、請求項1から41のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記クッションの発泡体部分が、患者の鼻橋のいずれかの側部に配置された少なくとも1つの軟化させた領域を有し、漏洩を生ずる可能性がある発泡体のピンチングまたは座屈を阻止する、請求項1から42のいずれか1項に記載の顔マスク。
- 前記クッションが、発泡体の少なくとも第1の層および第2の層を有し、
前記第1の層が、前記第2の層よりも密度が低い、請求項1から43のいずれか1項に記載の顔マスク。 - 前記第1の層が、患者の顔に接触するように適合される、請求項44に記載の顔マスク。
- 前記クッションが、発泡体の少なくとも第1の層および第2の層を有し、
前記第1の層が、前記第2の層よりも柔軟性がある、請求項44に記載の顔マスク。
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