JP6326568B2 - 呼吸補助装置 - Google Patents
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Description
本発明は、呼吸補助装置に関する。
睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ）は、睡眠中に気道の筋肉が弛緩して舌根部や軟口蓋が下がり、気道を閉塞することによって生じる。この種の患者に対しては、気道に陽圧（正圧）を印加する送風機（ブロア）を備えた呼吸補助装置が利用される（特許文献１及び非特許文献１参照）。呼吸補助装置は、送風機から供給される圧縮空気を吸気として、吸気回路で加湿してから患者の気道に送り込む。
株式会社メトラン、［online］、製品情報＞ジャスミン、［平成２６年１月２７日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://www.metran.co.jp/products/products2/190.html）
しかしながら、呼吸補助装置は小型化の傾向にあり、それに伴って吸気回路が短縮し、吸気の加湿を十分に行えなくなってきている。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、送風機からの吸気回路が短い場合であっても、吸気の加湿を十分に行う呼吸補助装置を提供することを目的とする。
（１）本発明は、気体を取り込んで利用者の気道に送り出す送風機と、前記送風機に取り込まれる気体を、該送風機の上流側で加湿する上流側加湿器と、前記送風機から送り出された気体を、該送風機の下流側で加湿する下流側加湿器と、を備えていることを特徴とする、呼吸補助装置である。
本発明によれば、下流側加湿器で加湿する前に、予め上流側加湿器で加湿しておくことで、利用者の気道に供給される気体の加湿量を増やすことができる。これにより、送風機からの吸気回路が短く下流側加湿器による加湿が不十分な場合であっても、吸気の加湿を十分に行うことができる。
なお、下流側加湿器を設けず上流側加湿器だけで加湿して、利用者の気道を乾燥させない加湿量を実現する場合を想定すると、送風機内に結露が生じてしまう。一方、本願発明によれば、上流側加湿器で、送風機内に結露が生じない程度の加湿量にしてから、さらに、下流側加湿器で、利用者の気道を乾燥させない加湿量（結露させる加湿量）にすることができる。このため、送風機内に結露が生じることはない。
（２）本発明はまた、前記送風機は、取り込んだ気体を暖めるヒーターを備えていることを特徴とする、上記（１）に記載の呼吸補助装置である。
上記発明によれば、送風機内に結露が生じることを防止できる。これにより、上流側加湿器による加湿量を増やすことができる。ひいては、送風機からの吸気回路が短く下流側加湿器による加湿量が少ない場合であっても、利用者の気道を乾燥させない加湿量にすることができる。
（３）本発明はまた、前記送風機は、羽根車と、前記羽根車を回転させるモーターと、を備え、前記モーターは、前記ヒーターを兼ねることを特徴とする、上記（２）に記載の呼吸補助装置である。
上記発明によれば、ヒーターを別途設ける必要がなく、呼吸補助装置の更なる小型化を実現できる。
（４）本発明はまた、前記送風機は、前記利用者の顔の前方に配置されることを特徴とする、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の呼吸補助装置である。
本発明の上記（１）〜（４）に記載の呼吸補助装置によれば、送風機からの吸気回路が短い場合であっても、吸気の加湿を十分に行うことができるという優れた効果を奏しうる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る呼吸補助装置１について詳細に説明する。
まず、図１〜図３を用いて、本発明の実施形態に係る呼吸補助装置１の構成について説明する。図１は、呼吸補助装置１を示す概略図である。図２は、制御ユニット１３のハード構成を示すブロック図である。図３は、制御ユニット１３の機能構成を示すブロック図である。なお、本図及び以降の各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化している。例えば、呼気弁などの呼気回路の図示を省略すると共に、その説明も省略している。
図１に示される呼吸補助装置１は、呼吸に障害がある患者（利用者）が利用するマスクタイプのものであり、患者の気道に吸気となる気体（圧縮空気）を送り込む。具体的に、呼吸補助装置１は、上流側加湿器１０と、送風機１１と、下流側加湿器１２と、制御ユニット１３と、マスク１４と、などを備えている。
上流側加湿器１０は、送風機１１に取り込まれる気体を、当該送風機１１の上流側で、当該送風機１１内を結露させない程度に加湿する。具体的に、上流側加湿器１０は、加湿用の水を収容する容器（図示省略）と、送風機１１の上流に配置され容器から供給された水を蒸発させる透水性部材（図示省略）と、などを備えている。この上流側加湿器１０は、マスク１４に固定されたマスク一体型のものであってもよいし、加湿用の水を収容する容器がマスクとは別に設けられ送風機１１の上流に接続されるマスク別体型のものであってもよい。なお、上流側加湿器１０の詳細は、例えば特許第４７７１７１１号公報の加湿器を参照されたい。
送風機１１は、マスク１４に固定されることで、利用者の顔（口）の前方に配置される。この送風機１１は、上流側加湿器１０で加湿された気体（大気）を取り込んで圧縮し、圧縮した気体を吸気として利用者の気道に送り出す。具体的に、送風機１１は、羽根車１５と、この羽根車１５を回転させるモーター１６と、などを備えている。モーター１６は、駆動することで発熱するので、送風機１１が取り込んだ気体を暖めるヒーターとしても機能する。すなわち、モーター１６は、送風機１１が取り込んだ気体を体温程度以下（例えば、３７度以下）に暖めるヒーターを兼ねる。なお、送風機１１の詳細は、例えば特許第５２１１３０２号公報の送風機を参照されたい。
下流側加湿器１２は、送風機１１から送り出された気体を、当該送風機１１の下流側で、利用者の気道を乾燥させない程度（結露させる程度）に加湿する。具体的に、下流側加湿器１２は、加湿用の水を収容する容器（図示省略）と、送風機１１の下流に配置され容器から供給された水を蒸発させる透水性部材（図示省略）と、などを備えている。この下流側加湿器１２は、マスク１４に固定されたマスク一体型のものであってもよいし、加湿用の水を収容する容器がマスクとは別に設けられ送風機１１の下流に接続されるマスク別体型のものであってもよい。なお、下流側加湿器１２の詳細は、例えば特許第４７７１７１１号公報の加湿器を参照されたい。
図２に示されるように、制御ユニット１３は、ＣＰＵ１７と、第１記憶媒体１８と、第２記憶媒体１９と、バス２０と、などを備えている。
ＣＰＵ１７は、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて制御ユニット１３の各種機能を実現する。第１記憶媒体１８は、いわゆるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）であり、ＣＰＵ１７の作業領域として使用される。第２記憶媒体１９は、いわゆるＲＯＭ（リード・オンリー・メモリー）であり、ＣＰＵ１７で実行されるプログラムを記憶する。バス２０は、ＣＰＵ１７、第１記憶媒体１８、第２記憶媒体１９などを一体的に接続して通信を行う配線となる。
図３に示されるように、制御ユニット１３は、機能構成として、センシング部２１と、上流側加湿量制御部２２と、流量制御部２３と、下流側加湿量制御部２４と、などを備えている。
センシング部２１は、上流側加湿器１０の上流に配置された湿度計及び温度計（いずれも図示省略）のセンシングデータを常に取得して上流側加湿量制御部２２に伝達する。そして、センシング部２１は、送風機１１の下流に配置された気圧計、流量計及び温度計（いずれも図示省略）のセンシングデータを常に取得して流量制御部２３に伝達する。また、センシング部２１は、送風機１１の下流であって下流側加湿器１２の上流に配置された湿度計及び温度計（いずれも図示省略）のセンシングデータを常に取得して下流側加湿量制御部２４に伝達する。
上流側加湿量制御部２２は、センシング部２１のセンシングデータを参照して、上流側加湿器１０への制御信号を、目標となる加湿量に近づくように制御する。例えば、上流側加湿量制御部２２は、最終的に必要とする加湿量の７０％が上流側加湿器１０で加湿されるように、当該上流側加湿器１０への制御信号を制御する。
流量制御部２３は、センシング部２１のセンシングデータを参照して、送風機１１のモーター１６への制御信号を、目標となる気体の温度を超えない範囲で、目標となる流量値に近づくように制御する。
下流側加湿量制御部２４は、センシング部２１のセンシングデータを参照して、下流側加湿器１２への制御信号を、目標となる加湿量に近づくように制御する。例えば、下流側加湿量制御部２４は、最終的に必要とする加湿量のうち、上流側加湿器１０で加湿された分の残りである３０％が下流側加湿器１２で加湿されるように、当該下流側加湿器１２への制御信号を制御する。
次に、図１を用いて、吸気の流れを説明する。
呼吸補助装置１を動作させることで、送風機１１の羽根車１５が回転する。これにより、気体（大気）は、上流側加湿器１０を経由して送風機１１に取り込まれる。上流側加湿器１０において、気体は、送風機１１内に結露が生じない程度に加湿される。送風機１１において、気体は圧縮される。送風機１１で圧縮された気体は、下流側加湿器１０を経由して、吸気として利用者の気道に送り込まれる。下流側加湿器１０において、気体は、利用者の気道を乾燥させない程度に加湿される。
以上説明したように、呼吸補助装置１によれば、下流側加湿器１２で加湿する前に、予め上流側加湿器１０で加湿しておくことで、利用者の気道に供給される気体の加湿量を増やすことができる。これにより、送風機１１からの吸気回路が短く下流側加湿器１２による加湿が不十分な場合であっても、吸気の加湿を十分に行うことができる。
なお、下流側加湿器１２を設けず上流側加湿器１０だけで加湿して、利用者の気道を乾燥させない加湿量を実現する場合を想定すると、送風機１１内に結露が生じてしまう。一方、呼吸補助装置１によれば、上流側加湿器１０で、送風機１１内に結露が生じない程度の加湿量にしてから、さらに、下流側加湿器１２で、利用者の気道を乾燥させない加湿量（結露させる加湿量）にすることができる。このため、送風機１１内に結露が生じることはない。
そして、送風機１１がヒーター（モーター１６）を備えているので、送風機１１内に結露が生じることを防止できる。これにより、上流側加湿器１０による加湿量を増やすことができる。ひいては、送風機１１からの吸気回路が短く下流側加湿器１２による加湿量が少ない場合であっても、利用者の気道を乾燥させない加湿量にすることができる。
また、羽根車１５を回転させるモーター１６がヒーターを兼ねるので、ヒーターを別途設ける必要がなく、呼吸補助装置１の更なる小型化を実現できる。
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
すなわち、上記実施形態において、各構成の位置、大きさ（寸法）、形状、材質、向き、数量などは適宜変更できる。
あるいは、上記実施形態では、マスクタイプの呼吸補助装置１を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばプロングタイプのものであってもよい。
あるいは、上記実施形態では、モーター１６がヒーターを兼ねる場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されず、モーターとヒーターとを別々に設けるようにしてもよい。
１ 呼吸補助装置
１０ 上流側加湿器
１１ 送風機
１２ 下流側加湿器
１５ 羽根車
１６ モーター（ヒーター）
１０ 上流側加湿器
１１ 送風機
１２ 下流側加湿器
１５ 羽根車
１６ モーター（ヒーター）
Claims (5)
- 気体を取り込んで利用者の気道に送り出す送風機と、
前記送風機に取り込まれる気体を、該送風機の上流側で加湿する上流側加湿器と、
前記送風機から送り出された気体を、該送風機の下流側で加湿する下流側加湿器と、を備え、
前記上流側加湿器は、前記送風機内に結露が生じない程度の加湿量に設定されることを特徴とする、
呼吸補助装置。 - 気体を取り込んで利用者の気道に送り出す送風機と、
前記送風機に取り込まれる気体を、該送風機の上流側で加湿する上流側加湿器と、
前記送風機から送り出された気体を、該送風機の下流側で加湿する下流側加湿器と、を備え、
前記下流側加湿器は、利用者の気道で結露が生じる程度の加湿量に設定されることを特徴とする、
呼吸補助装置。 - 前記送風機は、取り込んだ気体を暖めるヒーターを備えていることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の呼吸補助装置。 - 前記送風機は、羽根車と、前記羽根車を回転させるモーターと、を備え、
前記モーターは、前記ヒーターを兼ねることを特徴とする、
請求項３に記載の呼吸補助装置。 - 前記送風機は、前記利用者の顔の前方に配置されることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載の呼吸補助装置。
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