JP5891119B2 - 呼息抵抗デバイス - Google Patents

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Description

本発明は、呼息抵抗デバイスに関する。
慢性閉塞性肺疾患(COPD)に対する内科的治療法の一つとして口窄め呼吸が知られている。口窄め呼吸は、鼻を通してゆっくりと息を吸い、その後、窄めた口を通して吸息時よりも時間をかけて息を吐き出す呼吸法である。窄めた口を通して息が吐き出されることによって口での呼息抵抗が増大し、その結果、気管支内の気圧が高まるため、気管支が広がって空気が出易くなる。
口窄め呼吸は呼吸困難を軽減するが、患者の意識的努力を必要とする。そこで、例えば特許文献1では、気道で呼息抵抗を生じさせることによって、患者の意識的努力を必要とすることなく口窄め呼吸と同等の効果を発揮するデバイスが提案されている。
米国特許第6722360号明細書
しかしながら、上記従来のデバイスは、気道を構成する肺の導管部の内周全体に近接または密着した状態で気道に留置されるため、肺の導管部の内周全体で繊毛運動が阻害され、その結果、COPDの早期症状として発生する喀痰等の分泌物の排出が妨げられる恐れがある。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、患者の意識的努力を必要とすることなく口窄め呼吸と同等の効果を得ることができ、且つ、分泌物の排出が妨げられ難い呼息抵抗デバイスを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の呼息抵抗デバイスは、気道に留置可能な呼息抵抗デバイスであって、環状断面を有し、気道に沿って流れる空気を前記環状断面の内側で前記環状断面に交差する方向に通過させる本体部と、前記本体部から突出して前記本体部を気道に対して保持する保持部と、を有し、前記本体部は、呼息時に当該本体部を通過する空気に対し、吸息時に当該空気と逆方向に流れる空気よりも大きな抵抗を与えるとともに、前記環状断面を構成する外周部に、当該外周部の最外部を開閉する開閉部を有する。
上記のように構成した呼息抵抗デバイスによれば、気道に留置された状態で呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与えるため、患者の意識的努力を必要とすることなく口窄め呼吸と同等の効果を得ることができる。さらに、上記のように構成した呼息抵抗デバイスによれば、外周部の最外部が開くことによって、その開いた部分で肺の導管部の内周と呼息抵抗デバイスとが密着または近接しないため、繊毛運動が肺の導管部の内周全体で阻害されず、従って分泌物の排出が妨げられ難い。
また、前記外周部は、前記環状断面に交差する方向に窄まった形状を有するようにすれば、弁体がなくても呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与えることができる。
また、前記本体部は、当該本体部を通過する空気の通過経路に配置された弁体を有し、当該弁体は、呼息時に前記本体部を通過する空気に対し、吸息時に当該空気と逆方向に流れる空気よりも大きな抵抗を与えるようにすれば、外周部の形状によらず呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与えることができる。
また、前記本体部は、前記開閉部に接続した磁石を有するようにすれば、磁石に磁力を働かせることによって磁石とともに開閉部が動くため、体外から簡単に開閉部を開閉できる。
また、前記本体部は、前記開閉部を閉じる方向に付勢可能な付勢部を有するようにすれば、開閉部が閉じた状態が維持されるため、呼息抵抗が生じ易く、よって口窄め呼吸と同等の効果が良好に発揮される。
また、前記付勢部は、前記開閉部に接続した重りを含むようにすれば、比較的簡単な構成によって開閉部を付勢できる。
また、前記付勢部は、前記開閉部に接続した弾性体を含むようにすれば、弾性力によって開閉部を閉じる方向に付勢するため、重りによって付勢する場合のように重力を働かせるために呼息抵抗デバイスの傾きを調整する必要がなく、従って呼息抵抗デバイスをより容易に留置できる。
前記外周部の最外部が、楕円形状の一部である円弧形状を有するようにすれば、呼息抵抗デバイスを傾けて肺の導管部に留置する際、呼息抵抗デバイスと肺の導管部とが緩衝し難く、従って、呼息抵抗デバイスを留置し易い。
第1実施形態の呼息抵抗デバイスの斜視図である。 図1に示した第1実施形態の呼息抵抗デバイスを裏返して示す斜視図である。 図1の矢印3方向から見た矢視図である。 図1の矢印4方向から見た矢視図である。 第1実施形態の呼息抵抗デバイスの断面図である。 外周部の一部を半開させた状態で示す第1実施形態の呼息抵抗デバイスの斜視図である。 図6に示した第1実施形態の呼息抵抗デバイスを裏返して示す斜視図である。 図6の矢印8方向から見た矢視図である。 外周部の一部を全開させた状態で示す第1実施形態の呼息抵抗デバイスの斜視図である。 図9に示した第1実施形態の呼息抵抗デバイスを裏返して示す斜視図である。 図9の矢印11方向から見た矢視図である。 (A)は弁体が相対的に大きく開いた状態を示す呼息抵抗デバイスの部分拡大断面図であり、(B)は弁体が(A)と反対側で相対的に小さく開いた状態を示す呼息抵抗デバイスの部分拡大断面図である。 呼息抵抗デバイスが気管に留置された状態を模式的に示す図である。 第1実施形態の呼息抵抗デバイスが気管に留置されたときの様子を示す斜視図である。 図14の矢印15方向から見た矢視図である。 気管に留置された第1実施形態の呼息抵抗デバイスの外周部の一部が全開したときの様子を図15と同じ方向から示す斜視図である。 第2実施形態の呼息抵抗デバイスの斜視図である。 第2実施形態の呼息抵抗デバイスを図17と異なる方向から示す斜視図である。 弁体を開いた状態で示す第2実施形態の呼息抵抗デバイスの斜視図である。 第2実施形態の呼息抵抗デバイスを一部分解して示す分解斜視図である。 (A)および(B)は同じ接続部材を異なる方向から示す斜視図であり、(C)は他の接続部材を示す斜視図であり、(D)は(C)と同じ接続部材を異なる方向から示す斜視図である。 第2実施形態の呼息抵抗デバイスの外周部の一部が開くときの様子を示す斜視図である。 第2実施形態の呼息抵抗デバイスの外周部の一部が開くときの様子を、呼息抵抗デバイスを一部分解するとともに分解した構成要素の一部を切り取って示す分解斜視図である。 外周部の一部を全開させた状態で示す第2実施形態の呼息抵抗デバイスの斜視図である。 第3実施形態の呼息抵抗デバイスの斜視図である。 図25に示した第3実施形態の呼息抵抗デバイスを裏返して示す斜視図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上、誇張されて実際の比率とは異なる場合がある。
<第1実施形態>
図1〜図5に示すように、第1実施形態の呼息抵抗デバイス10は、環状断面を構成する外周部110と環状断面と交差する方向に流れる空気の流れを調節する弁体115とを有する本体部100を有する。呼息抵抗デバイス10は、外周部110から突出した爪状の部材140(保持部)を有する。呼息抵抗デバイス10は慢性閉塞性肺疾患(COPD)の治療に用いられる。
外周部110は、中空な円錐台の外周に周方向に開いた部分121が形成された形状を有する第1の構成片120と、周方向に開いた部分121で開閉する第2の構成片130(開閉部)と、を有する。
第1の構成片120の窄まった側に形成された開口部122に、開口部122の径より小径のリング111が開口部122と同心に配置されている。リング111は第1の構成片120に固定されている。
周方向に開いた部分121は、周方向に等間隔に複数形成されている。本実施形態では周方向に開いた部分121が3つ形成される。周方向に開いた部分121は、第1の構成片120の窄まった側と反対側の端から窄まった側へと形成される。
第2の構成片130は、リング111に摺動自在に取付けられた取付部131によってリング111とつながっている。第2の構成片130は、外周部110の環状断面に直交する方向に対して第1の構成片120と略同様の傾斜角度で傾いている。3つの第2の構成片130が周方向に等間隔に並ぶ。呼息抵抗デバイス10は、複数の第2の構成片130をつなげる連結部材134を有する。
磁石133が第2の構成片130に取付けられている(図2、図4)。重り132(付勢部)が第2の構成片130に取付けられている(図2、図4)。磁石133は、リング111に取付けられた側と反対側の第2の構成片130の円弧形状の端部の一端に固定されている。重り132は、同端部の他端に固定されている。
図6〜図11に示すように、第2の構成片130は、周方向に移動して周方向に開いた部分121で開閉する。第2の構成片130は、その全体が第1の構成片120に重なって周方向に開いた部分121の全体が開くまで移動すると、リング111に取付けられたストッパ113に取付部131が当接するため、それより先に周方向に移動しない(図9、図11)。また、第2の構成片130は、周方向に開いた部分121の全体を塞ぐまで移動すると、リング111に取付けられたストッパ112に取付部131が当接するため、それより先に周方向に移動しない(図1、図3)。
複数の第2の構成片130が連結部材134によって互いにつながっているため、一の第2の構成片130の開閉に連動して他の第2の構成片130が開閉する。
図12に示すように、弁体115は、リング111の軸心まわりに回動して開閉する。弁体115は、気道の抹消方向に相対的に大きく開き、例えば図13の向きでの留置する場合は図12(A)のように開き、これと反対方向では図12(B)に示すように相対的に小さく開く。弁体115の開く度合は、例えば、リング111に回動可能に取り付けられた取付部116の外周の曲率をリング111の軸心まわりで変化させることによって変わる。
爪状の部材140は弾性を有する。爪状の部材140は、拡張・収縮可能である。爪状の部材140は、第1の構成片120に固定されている。
呼息抵抗デバイス10の使用方法について述べる。
まず、呼息抵抗デバイス10が気道に留置される。呼息抵抗デバイス10が留置される部位は、好ましくは気管であるが、これに限定されず、これより末梢側の部位、例えば、主気管支、葉気管支、または気管支であってもよい。
術者は、呼息抵抗デバイス10を収容した内視鏡を気管の目的の位置まで挿入する。その後、術者は、例えば鉗子等を用いて呼息抵抗デバイス10が収容された内視鏡のルーメンから呼息抵抗デバイス10を押し出すことによって、呼息抵抗デバイス10を気管に留置する。
図13〜図15に示すように、呼息抵抗デバイス10は、外周部110の窄まった側が気管Bの末梢側に向くように留置される。呼息抵抗デバイス10は、爪状の部材140によって気管Bに保持される。爪状の部材140は、気管Bから押圧されて押し縮められる。爪状の部材140は、気管Bの内面を径方向外方に押圧するように突っ張って呼息抵抗デバイス10を保持する。
呼息時、弁体115が吸息時に比べて小さく開く。このため、弁体115は、呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与える。また、外周部110が窄まった形状を有するため、吸気は外周部110の内面によって案内されて呼息抵抗デバイス10を通過し易いが、呼気は外周部110によって案内されず呼息抵抗デバイス10を通過し難い。このため、外周部110の窄まった形状によって、呼気は吸気よりも大きな抵抗を受ける。
呼息抵抗デバイス10は、重り132が取り付けられた第2の構成片130が体の側面に向けられて気管Bに留置される。さらに、呼息抵抗デバイス10は、体の前側から背中側に傾けて気管Bに留置される。このように留置されると、重力の働きによって、重り132が第2の構成片130を閉じる方向に付勢し易く、そのため周方向に開いた部分121が塞がれた状態が維持され易い。
術者または患者は、磁石133と反対の磁極を有する磁石を体外で操作することによって、第2の構成片130を開く。例えば磁石133の外表面がN極である場合、術者または患者は、S極を体外で磁石133に近づける。術者または患者は、磁石133を体外の磁石に引き寄せて動かすことによって、図16に示すように第2の構成片130を開く。術者または患者は同様に体外で磁石を操作することによって第2の構成片130を閉じることができる。
通常、重り132によって第2の構成片130は閉じた状態で維持されている。喀痰が発生する、または粘液が増加すると、術者または患者は第2の構成片130を開いて喀痰および粘液等の分泌物の排出を促す。
本実施形態では、外周部110の窄まった側が気管Bの末梢側に向くように留置されたが、これに限らず、外周部110の窄まった側が気管Bの基端側を向くように留置されても良い。この場合弁体115は、抹消側に向かって相対的に大きく開き、反対に基端側には相対的に小さく開くような構成が好ましい。このような構成にすることにより、上述した実施形態と同様に口窄め呼吸の効果を高めることができる。
本実施形態の作用・効果を述べる。
呼息抵抗デバイス10は、気管Bに留置された状態で弁体115によって呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与えるため、慢性閉塞性肺疾患を患った患者の意識的努力を必要とすることなく口窄め呼吸と同等の効果を発揮することができる。
呼息抵抗デバイス10は、気管Bに留置された状態で外周部110の窄まった形状によって呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与えるため、慢性閉塞性肺疾患を患った患者の意識的努力を必要とすることなく口窄め呼吸と同等の効果を発揮することができる。
第2の構成片130が開くと、気管Bの内面に最も近接するまたは密着する外周部110の最外部が一部開く。具体的には、外周部110のうち、窄まった側と反対側の円形形状の縁の一部が開く。この開いた部分では、呼息抵抗デバイス10が気管Bの内面と近接または密着しない。このため、繊毛運動が気管Bの内周全体において阻害されることがなく、従って喀痰および粘液等の分泌物の排出が妨げられ難い。
また、磁石133に磁力を働かせることによって第2の構成片130が動くため、体外から簡単に第2の構成片130を開閉できる。
また、重り132によって、第2の構成片130が閉じて周方向に開いた部分121の全体が塞がれた状態が維持されるため、呼気の通過が妨げられて呼息抵抗が生じ易く、よって口窄め呼吸と同等の効果が良好に発揮される。
また、第2の構成片130が重り132によって付勢されるため、比較的簡単な構成によって第2の構成片130を付勢できる。
また、複数の第2の構成片130が連動して開閉するため、複数の第2の構成片130を1つずつ開閉していく必要がなく、従って開閉操作が容易である。
<第2実施形態>
図17〜図19に示すように、第2実施形態の呼息抵抗デバイス20は、環状断面を構成する外周部210と環状断面と交差する方向に流れる空気の流れを調節する弁体215とを有する本体部200を有する。呼息抵抗デバイス20は、外周部210から突出した爪状の部材140(保持部)を有する。爪状の部材140は第1実施形態と同様である。
図20に示すように、外周部210は、上面および底面が楕円形状である錐台を上面および底面の長径の中心からずれた位置でこれら長径に直交するように高さ方向に切断して2つに分割したうちの周方向の長さが長い一方と同じ周方向の形状を有する第1の構成片230を有する。外周部210は、円錐台を上面および底面の中心を通るようにこれらの面に直交する高さ方向に切断して2等分したうちの一方と同じ周方向の形状を有する第2の構成片220(開閉部)を有する。第2の構成片220は、窄まった側と反対側の半円形状の端部223の一端に磁石221を有する。磁石221は球形状を有する。弁体215は、外周部210が窄まる方向で相対的に大きく開き、これと逆の方向で相対的に小さく開く。
第1の構成片230および第2の構成片220は、第1の構成片230に固定された接続部材211および接続部材212を介して接続している。接続部材211は、第1の構成片230の窄まった側の円弧形状の端部の内側に固定されている。接続部材212は、第1の構成片230の窄まった側と反対側の円弧形状の端部の内側に固定されている。
図21(A)および図21(B)に示すように、接続部材211は、第2の構成片220の窄まった側の端部222と同様の半円形状を有する。接続部材211は管形状を有する。接続部材211は、第2の構成片220の端部222と同様の半円形状を有するスリット213を有する。スリット213は接続部材211の一端から他端に伸びる。スリット213の幅は、第2の構成片220の端部222の厚さより大きい。
図21(C)および図21(D)に示すように、接続部材212は、第2の構成片220の端部223と同様の半円形状を有する。接続部材212は管形状を有する。接続部材212の内径は磁石221の径より大きい。接続部材212は、第2の構成片220の端部223と同様の半円形状を有するスリット214を有する。スリット214は接続部材212の一端から他端に伸びる。スリット214の幅は、第2の構成片220の端部223の厚さより大きい。
接続部材212の一端の開口は、この開口に設けられたストッパ216によって、スリット214に連通する隙間を空けて一部塞がれている。接続部材212の他端の開口は、この開口に設けられた栓218によって隙間なく塞がれている。
図22および図23に示すように、第2の構成片220は、端部222をスリット213に沿ってスライドさせるとともに端部223をスリット214に沿ってスライドさせつつ開く。図23では、第2の構成片220および接続部材211、212を、他の部材から分離するとともにこれらの一部を切り取って示している。磁石221は接続部材212の内部をスライドする。第2の構成片220は、磁石221が栓218に当接するまで開く。第2の構成片220は、磁石221が栓218に当接して図24に示すように開いた状態と、磁石221がストッパ216に当接して図17に示すように閉じた状態との間で、約180°回転するようにスライドして開閉する。磁石221がストッパ216および栓218に当接するため、第2の構成片220は接続部材212から外れない。
呼息抵抗デバイス20の使用方法は第1実施形態と略同様である。呼息抵抗デバイス20は、外周部210の窄まった側が気管の末梢側に向くように留置される。呼息時、弁体215は、吸息時に比べて小さく開く。このため、弁体215は、呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与える。また、呼息抵抗デバイス20は、外周部210の窄まった形状によって、呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与える。
呼息抵抗デバイス20は、第1の構成片230側から第2の構成片220側に傾けて気管に留置される。このように留置されると、重力の働きによって、磁石221が第2の構成片220を閉じる方向に付勢し易く、そのため第2の構成片220が閉じた状態が維持され易い。磁石221が重りとして機能する。
術者または患者は、磁石221と同じ磁極を有する磁石221を体外で操作することによって、第2の構成片220を開く。例えば磁石221の外表面がN極である場合、術者または患者は、N極を体外で磁石221に近づける。術者または患者は、磁石221を体外の磁石と反発させて接続部材212の内部をスライドさせることによって、第2の構成片220を開く。術者または患者は同様に体外で磁石を操作することによって第2の構成片220を閉じることができる。
通常、磁石221の自重によって第2の構成片220は閉じた状態で維持されている。喀痰が発生する、または粘液が増加すると、術者または患者は第2の構成片220を開いて喀痰および粘液等の分泌物の排出を促す。
本実施形態も第1実施形態同様、外周部210の窄まった側が気管の基端側を向くように留置されても良い。
本実施形態の作用・効果を述べる。
呼息抵抗デバイス20は、気管に留置された状態で弁体215によって呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与えるため、慢性閉塞性肺疾患を患った患者の意識的努力を必要とすることなく口窄め呼吸と同等の効果を発揮することができる。
呼息抵抗デバイス20は、気管に留置された状態で外周部210の窄まった形状によって呼気に対し吸気よりも大きな抵抗を与えるため、慢性閉塞性肺疾患を患った患者の意識的努力を必要とすることなく口窄め呼吸と同等の効果を発揮することができる。
また、第2の構成片220が開くと、気管の内面に最も近接するまたは密着する外周部210の最外部の一部、具体的には、第2の構成片220の端部223が開く。この開いた部分では、呼息抵抗デバイス20が気管の内面と近接または密着しない。このため、繊毛運動が気管の内周全体において阻害されることがなく、従って喀痰および粘液等の分泌物の排出が妨げられ難い。
また、外周部210の最外部が、楕円形状の一部である円弧形状を有する。具体的には、第1の構成片230の窄まった側と反対側の端部が楕円形状の一部である円弧形状を有する。このため、呼息抵抗デバイス20を傾けて気管に留置する際、呼息抵抗デバイス20と気管とが緩衝し難く、従って、呼息抵抗デバイス20を留置し易い。
また、磁石221に磁力を働かせることによって第2の構成片220が動くため、体外から簡単に第2の構成片220を開閉できる。
また、磁石221が重りとして機能することによって、第2の構成片220が閉じた状態が維持されるため、呼気の通過が妨げられて呼息抵抗が生じ易く、よって口窄め呼吸と同等の効果が良好に発揮される。
<第3実施形態>
図25および図26において概説すると、第3実施形態の呼息抵抗デバイス30は、第1実施形態と略同様の構成を有するが、重り132がなく、重り132の代わりに第2の構成片130を付勢するバネ117(弾性体)を有する点で第1実施形態と異なる。他の構成および使用方法については、本実施形態は第1実施形態と略同様であるので重複する説明を省略する。
バネ117は、リング111に沿って設けられる。バネ117の一端はストッパ113に当接する。バネ117の他端は取付部131に当接する。バネ117は取付部131を押して第2の構成片130を閉じる方向に付勢する。取付部131はバネ117によって押されストッパ112に当接している。バネ117は、第2の構成片130を周方向に開いた部分121の全体を塞ぐように閉じた状態で維持する。術者または患者は、第1実施形態と同様に磁石を利用して第2の構成片130を開く。
本実施形態の呼息抵抗デバイス30では、バネ117が弾性力によって第2の構成片130を閉じる方向に付勢するため、重り132を利用する第1実施形態のように第2の構成片130を閉じた状態で維持するために呼息抵抗デバイス30の傾きを調整する必要がない。従って、本実施形態の呼息抵抗デバイス30によれば、第1実施形態の効果に加え、呼息抵抗デバイス30をより容易に留置できるという効果を奏する。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変できる。
例えば、第1実施形態の呼息抵抗デバイス10から弁体115を取り除いた形態を本発明は含む。この場合、呼息抵抗デバイス10は、弁体115を有しないが、外周部110の窄まった形状によって呼息抵抗を生じさせることができる。
また、弁体によって呼息抵抗を生じさせることができれば、外周部の形状は実施形態のように窄まった形状に限定されず、円筒形状であってもよい。この場合、第1実施形態を例に説明すると、呼息抵抗デバイス10は、外周部110が円筒形状を有し、かつ周方向に開いた部分121が開口部122まで達する。
また、第3実施形態のバネ117の代わりに弾性体としてゴムを用いてもよい。
10、20、30 呼息抵抗デバイス、
100、200 本体部、
110、210 外周部、
115、215 弁体、
117 バネ(付勢部)
120、230 第1の構成片、
130、220 第2の構成片(開閉部)、
132 重り(付勢部)、
133 磁石、
140 爪状の部材(保持部)、
221 磁石(付勢部)、
B 気管。

Claims (9)

  1. 気道に留置可能な呼息抵抗デバイスであって、
    環状断面を有し、気道に沿って流れる空気を前記環状断面の内側で前記環状断面に交差する方向に通過させる本体部と、
    前記本体部から突出して前記本体部を気道に対して保持する保持部と、を有し、
    前記本体部は、呼息時に当該本体部を通過する空気に対し、吸息時に当該空気と逆方向に流れる空気よりも大きな抵抗を与えるとともに、前記環状断面を構成する外周部に、当該外周部の最外部を開閉する開閉部を有する、呼息抵抗デバイス。
  2. 前記外周部は、前記環状断面に交差する方向に窄まった形状を有する、請求項1に記載の呼息抵抗デバイス。
  3. 前記本体部は、当該本体部を通過する空気の通過経路に配置された弁体を有し、当該弁体は、呼息時に前記本体部を通過する空気に対し、吸息時に当該空気と逆方向に流れる空気よりも大きな抵抗を与える、請求項1または請求項2に記載の呼息抵抗デバイス。
  4. 前記本体部は、前記開閉部に接続した磁石を有する、請求項1〜請求項3のうちのいずれか1つに記載の呼息抵抗デバイス。
  5. 前記本体部は、前記開閉部を閉じる方向に付勢可能な付勢部を有する、請求項1〜請求項4のうちのいずれか1つに記載の呼息抵抗デバイス。
  6. 前記付勢部は、前記開閉部に接続した重りを含む、請求項5に記載の呼息抵抗デバイス。
  7. 前記付勢部は、前記開閉部に接続した弾性体を含む、請求項5または請求項6に記載の呼息抵抗デバイス。
  8. 前記本体部は複数の前記開閉部を有し、一の前記開閉部の開閉に連動して他の前記開閉部が開閉する、請求項1〜請求項7のうちのいずれか1つに記載の呼息抵抗デバイス。
  9. 前記外周部の最外部が、楕円形状の一部である円弧形状を有する、請求項3に記載の呼息抵抗デバイス。
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