JPH04505722A - いびきに問題のある人のための一時的な人工呼吸補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 いびきに口　のある人のための−　な人工本発明は、睡眠中の鼾が問題である際 並びに閉塞性睡眠無呼吸の治療時に、睡眠者の呼吸気道に呼吸マスクを介し加圧 空気源を接続する一時的な人工呼吸補助装置に関する。

見ｍ及 殆どが上部気道の閉塞により生じる睡眠中の正常な呼吸活動の途切れまたは呼吸 の中断を意味する疾患閉塞性睡眠無呼吸症候群が定義された１９８０年代の初め 頃から、適当な治療を発見するために幾つかの異なる方法が試験されてきた０手 術以外に、ＣＰＡＰ　（持続陽気道圧）と称される方法が一層用いられるように なった。幾つかの欠点はあるが、ＣＰＡＰ法は良好な治療結果を示し１例えば、 自動車運転時において非常に危険な居眠りを減少させ、また睡眠を穏やかにし、 特徴的な大きな鼾を消失させた。ＣＰＡＰ装置は出力１００Ｋｖのモータで駆動 する連続運転のラジアルファンと減圧弁より成り１個々の患者に合わせた圧力レ ベルに設定し、約１０ミリバールの持続した正圧をチューブとマスクを通して気 道に供給し、しばしば満足すべき結果を得ている。呼気抵抗、風邪の際には使用 できないこと、血清および耳管路内の感染の危険性、ファンが送り込む余剰空気 （毎秒約４リツター）による鼻および口腔粘膜の乾燥等のような不利益も、睡眠 時に口を開けている場合にしばしば発生し、勿論患者により許容されてはいるが 、しかし非常に難儀である。装置は比較的高価であるが、手術のためのコストよ りは低く、同時に医学的処置がかなり軽減される。スエーデンにおける計算上の 需要は約１０万台であるから価格水準は特に重要であり、費用は現在の価格水準 で約１２億スエーデンクローネになる。これに加え、患者が家庭での使用のため に装置を入手する前に病院において２日間の睡眠テストが要求される（○５ＡＳ −閉塞性睡眠無呼吸症候群−は慢性病とみなされている）。この病気はまたもう 一つの重要な側面を持っている。即ち、歩行者および公共道路の運転者を巻き込 んだいくつかの交通事故は睡眠無呼吸に起因しており、重大な潜在的な危険を含 んでいる。試験を受ける以前にこの病気を自覚している０３ＡＳ患者はごく希で あり、疲労や一般的な悪い状態は他に起因するものと考えがちである。

欧州特許第８８７６１号に、鼻マスクを大容量型空気ポンプに接続し大気圧より 僅かに高い静圧空気を全睡眠期間中連続して供給することにより、この鼾問題の 解決に挑戦したことが記述されている。この装置の欠点は前記の諸問題である。

粘膜の乾燥を軽減するために、呼吸を鼻だけでするように一晩中口をテープで塞 ぐことさえ提案されたが、この思い切った手段は極めて不快であると云う明らか な理由のために採用されなかったが、しかし、その副次作用も無視できない。

持続静空気圧を意味するＣＰＡＰシステムは、０８ＡＳ　（閉塞性睡眠無呼吸症 候群）においてしばしば発生する中枢条件無呼吸補助には影響を及ぼさない。静 圧が気道を開に維持するが、パルス呼吸動作を完成させることが出来ず、中枢無 呼吸で停止する。

ＣＰＡＰは前記の欠点に加え、！！下反射的に、持続陽圧により誘導されて胃腸 路に空気が押し入りその結果不快感を引き起こす。また脳を髄液中の圧力増加が 発見されているが、その影響、例えば平衡障害などについては確認出来ていない 。聴力損失を招き得る耳炎の危険性も存在する。

前記欧州特許第８８７６１号による装置は、ＷＯ３８／１０１０８によりさらに 発展され、鼻マスクをマイクロホンに接続し、その出力信号によりプロセッサを 介してファンホイール駆動モータの速度制御をしている。鼾音の発生に従いモー タ速度が増大し、空気の圧力を供給量が増大する。この装置によれば、鼾をかい ていない期間中は、空気ファンの連続給気量が低レベルに維持されるので、呼気 抵抗も少なく出来、従って問題も軽減される。しかしながら、粘膜の乾燥傾向は 依然として非常に厄介な問題として残り、また、血清と周縁における感染の危険 性も増大し普通の風邪の場合でも装置を使用出来ない。もう一つの欠点は、イン パルス発生鼾音は個人差があり不規則で、呼吸閉塞を自身で治療可能な睡眠中の 患者の場合は主に無呼吸期間の最後に発生することである。音のインパルスはさ らに、寝言、歯ぎしり。

咳等および外部要因によっても発生するので、この方法は、血液中の酸素が欠乏 する前の正しい時点において無呼吸を確実に治療することは出来ない。また、誤 った時点で圧力が上昇する危険性があり、睡眠中の患者を起こしてしまう結果と なり得る。このシステムは呼吸の損失を監視せず、後作用（鼾）に先ず反応する 。さらに、（可搬式ガソリンエンジンまたはバッテリー動力式装置）のエネルギ ー消費量は、ファンの回転速度を一時的に減少させて最小にしたとしてもなお高 いという不利益が残っている。

日の　・と　も重　な 本発明の目的は、 ａ）全ての個々の呼吸を監視し。

ｂ）眠りに落ち入ってから目覚めるまでの呼吸動作を制御し、Ｃ）粘膜の乾燥を 軽減し。

ｄ）鼻のうっ血１例えば普通の風邪の場合においても使用でき、ｅ）呼吸の度止 を有効に治療でき、 ｆ）対抗圧の無い自由な呼気を可能にし、ｇ）医学的な後作用を十分に減少させ 。

ｈ）個別の圧力設定を要せず、 ｉ）音のインパルスでは動作せず、 ｊ）簡単で信頼性のおける設計で、 ｋ）エネルギー消費量が少なく。

■）製造コストが安い 装置を提供することである。

これらの課題は、呼吸マスクの内部またはマスク上にセンサーを配設し、制御装 置を介し加圧空気源を接続し１例えば数呼吸に相当する調節可能な時間中、加圧 空気源から睡眠無呼吸を治療出来る一定量の空気を設定可能な呼吸正圧で供給す ることにより解決した。

匿」Ｌ公１吸 以下、本発明の幾つかの実施態様につき図面を参照しながら詳述する。

第１図は本発明による装置の略部分断面図である。第２図は第１図による装置の 変更態様の同じ部分断面図である。

実」す１様ｍ升 本発明による装置は、両端に接続パイプ２２と２３を具備したシリンダー２１を 含む呼吸装置１２０より成る。シリンダー２１の内部に呼気バルブ２５の一部で ある変位可能なピストン２４を配設し、このピストンをバネ３８でどちらかの端 位置に保持し、シリンダー内に穿孔した少なくとも１個の穴２６を閉じる。この ピストンは、バネ２５の力に対抗し呼気空気がシリンダー２１の中に圧入すると 、穴２６を開放し呼吸空気が呼吸装置ｉ！ｉ２０より放出されるように設置する 。ピストン２４はピストンの端部に１例えば金属箔のようなバルブワッシャ２９ で覆った穴２８の形状をした逆止弁２７を具備している。接続パイプ２３に誘導 センサー３ｏを設置し、ピストン２４の一端面に固設した金属ヘッド３１と協働 させる。

呼吸装置２０は接続パイプ２２で、鼻及び口のいずれも覆うことが出来る形状を した呼吸マスク３２と接続する。もう１本の接続パイプ２３はパイプ３３を介し て加圧空気源３４に接続する。この空気源３４は、ピストンまたはベローズ式ポ ンプであってよく、また、ファンまたは類似の手段で給気される空気アキュムレ ータであってもよい。

加圧空気源３４は要求に応じ少なくとも１，２回の呼吸に相当する空気量を直接 送ることが出来るような容量にすべきである。センサー３０はケーブル３５で電 気制御装置３６に接続され、往復動作の速度で制御装置３６にパルスを出す。制 御装置３Ｇは、設定可能な期間後に１または数パルスがなければ呼吸停止として 加圧空気源３４を駆動する。加圧空気源より送り出された空気量はピストン２４ に対抗する軽圧衝撃流として流れ、逆止弁２７を通り気道に入る。

吸入は呼吸マスク３２に設けられた逆止弁３７によりなされ、吸息時に閉じる。

通常５秒間隔で行われる呼吸が停止したときに５睡眠中の患者は約１．５リツト ルの空気の供給を受け、その空気の初圧がその人の無呼吸のいき値をこえている ので気道を開く、供給空気パルスの容積を計算して少なくとも１−２回の各々０ ．５リツトルの逸失呼吸を補償する。もし自然な呼吸動作が無呼吸治療後も始ま らない場合は、上記の処置が、自然な呼吸が始まるまで、１０−１５秒おきに繰 り返される。

記述のタイプのシステムを使用すると、負圧が後続し気道中の持続正圧を避ける ことが出来る。圧力は気道が開くと同時に下がるので、補助装置を特定の圧力レ ベルに校正する必要もない、１．５リツトルの補助空気パルス容積は、成人の肺 の総容積より少ないが、（睡眠）休息時の２，３回の無意を補償出来る。要求に 応じて装置は全睡眠期間中呼吸を補助出来、酸素の欠乏が感知できる程度に至る のを阻止できる。エネルギーの消費量は７時間の睡眠時間中１２Ｖで約３時間ア ンペアまたは４０Ｗ以下であり、充電式または標準のバッテリーで少なくとも１ 睡眠期間中最大運転条件で装置を運転することが可能である。

いわゆる強度の無呼吸患者は一晩に５００回にも達する呼吸停止をし、数十回の 無呼吸は珍しいことではない。かような場合バッテリー容量は、再充電または交 換までに一週間以上使用出来ることが必要である。

呼吸動作の監視は、面マスク３２の呼吸装置２ｏに取り付けた誘導センサー３０ により行う。バルブピストン２４が逆止弁２７と共に吸息及び呼息時に移動する と、センサー３ｏが電気パルスを制御装置３６に送り、この制御装置で例えば１ −１０秒の範囲で設定出来るセンサーからのパルス列を監視する。パルス間の時 間が設定時間より短い限り、出力は静止状態にとどまる。パルス間の時間が設定 値を越えると、出力リレーが約３秒間作動する。その後リレーは復帰し、監視状 態が復旧する。リレーは数回の開閉機能を持ち得る。この監視システムは、−回 の無意にも迅速確実に反応し、血液中の酸素の欠乏が生じる前に呼吸援助がなさ れる。

この発明によれば、睡眠無呼吸時の気道の開放に要する空気パルスは、第２図に 示す折り畳み式ベローズ４０により発生させることが可能である。このベローズ はバルブシステム４１を介して１機械的な動作により一定量の空気を充満し排出 する。主直線運動が、振り子駆動用電子モータ４３により上昇しウェイト４４ま たはバネ力により下降する平行アーム４２によって実現され、無呼吸の治療およ び呼吸補助のために適当な比圧と流量を与えられる。上昇動作は電気または空圧 制御装置によっても与えることが出来、沈み運動が予め設定したバネ力または重 力によってのみ駆動され自由に生じるのに対し、上昇運動は強制的に行う、この 装置は予め設定した値より高い圧力が気道に現れるのを防ぎ、同時に流速を患者 の呼吸リズムに適応させることが出来る。

一定の空気パルス量により、発生無呼吸を治療出来るようにするために、呼吸装 置の呼気機能は吹き込みが行われている期間中閉鎖されねばならない。これは、 バルブの隔膜付近に電磁石を配置し、約２秒の吹き込み期間中、この電磁石に制 御装置から電流を流してバルブシートをバルブ隔膜で閉鎖することにより実施出 来る。呼気バルブ２５、は１反対に、第１図に示すように、排出空気の正圧によ り閉鎖出来る。

どちらの方法を用いるにせよ、排出中の呼気バルブ２０の閉塞はバルブなしの狭 い出口とする方が好ましい６理由は、正常な呼吸動作時に呼気抵抗が形成される とたちまち所期の効果が損なわれるからである。

睡眠無呼吸時の呼吸補助用の上記システムと装置は、使用する空気量が比較的少 量で粘膜に対し目立つほどの乾燥効果を及ぼさないので、鼻または口からの吹き 込みのいずれでも使用できる。このために、このシステムは例えば前述の普通の 風邪の場合も使用できるようになり、その有用性を高めている。工業において使 用されているマスクと同様なタイプで鼻と口の両方を覆うヘビーマスクを使用す れば、いわゆるフィードバックの危険性が除去でき、このことは、本発明により 構成された間欠式システムを最適に機能させるために、無呼吸の各治療に適応し た空気量を用いるので、特別な重要性を持っている。口の代わりに鼻から呼吸で きることの利点は、前述の通り、この場合にも勿論適用できる。

就寝時、患者は呼吸マスク３２を付属のバンドで自分の顔に固定し、装置のスタ ートスイッチをオンにする。呼吸は睡眠中マスクのバルブシステムを通して毎秒 ０．５リツトルの呼吸で支障なく行われ、同時にセンサー３０から制御装置にパ ルスが発信される。これを例えば１０秒に設定し、呼吸停止のためにパルスが到 着しなければ、リレーが作動して圧力源の電気モータ４３への電流回路を閉じる 。振り子アーム４４が下方に運動しウェイトを取付けた平行アー４４２を開放し 、ウェイト４５の重力で定まる圧力でベローズ３４を圧縮する。

振り子アーム４２はスイッチ４６が作動する下方旋回点に留まるので、ベローズ の含有空気量的１．５リツトルをチューブ３３で患者のマスク３２に供給出来、 マスクの圧力は無呼吸の治療のため予め設定した流量に回帰下降圧力下で平衡す る。ベローズが空になり、平行アーム下端待機位置に達すると、振り子駆動モー タへの電流回路が（図示しない）リレーの切り替え機能により閉じられ、振り子 アーム４４と平行アーム４２が上端待機位置まで戻され、スイッチ４７により電 流回路が切られる６ウエイト４５が持ち上げられるのでベローズ４゜は伸長し、 逆止弁４１と吸込みフィルター４８を通り流入する空気で満される。無呼吸が前 回の空気パルスで治療されず、従ってセンサーから制御装置に電気パルスが発信 されなかった場合は、約１０秒以内に前記の一連の動作が繰り返される。パルス 周期に加え、圧力、容量および吹込み時間を無呼吸を有効に治療出来、患者の睡 眠を不必要に妨げることのないような最適値に調節することが出来る。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成３年１２月 ２５哩囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．睡眠中の人の気道に呼吸マスク（３２）を介して接続した加圧空気源（３４ ）を用い閉塞性睡眠無呼吸の治療および睡眠中のいびきの問題を解決するための 一時的呼吸補助装置において、前記呼吸マスク（３２）上または内部にセンサー （３０）を配設し、制御装置（３６）を介し、例えば数呼吸に相当する調節可能 な時間の間前記加圧空気源（３４）を接続し、該加圧空気源より睡眠無呼吸を治 療できる或る一定の量の空気を設定可能な呼吸正圧で供給することを特徴とする 一時的呼吸補助装置。 ２．前記マスク（３２）に呼気により作動可能な呼気バルブ（２５）を具備した 少なくとも１台の呼吸装置（２０）を配設し、前記センサー（３０）が前記呼気 バルブ（３７）の運動に応等し、運動の欠落毎に前記制御装置（３４）に信号を 発信することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．前記呼吸装置（２０）の呼気により作動可能な前記呼気バルブ（２５）をシ リンダー（２１）内を移動可能なバネ式ピストン（２４）または類似部品で構成 し、前記ピストンがその非作動位置において閉塞し呼気の作動圧によって開放す る放出穴（２６）を前記シリンダー内に設けたことと、前記ピストン（２４）の 運動を検出するために前記呼吸装置（２０）に前記センサー（３０）を設けたこ とと、前記ピストンが呼気空気の通路を閉塞し空気を反対方向に流すことが出来 る逆止弁（２７）を具備していることを特徴とする請求項２に記載の装置。 ４．前記呼吸マスク（３２）が前記呼吸装置（２０）に加え、少なくとも１個の 吸気バルブ（３７）を具備していることを特徴とする請求項３に記載の装置。 ５．前記加圧空気源（３４）をピストンまたはベローズ式加圧ポンプ（４０）で 構成し、該ポンプの作動行程が調節可能なバネ力または可変ウエイト（４５）に より開始し、復帰行程が装置、例えば振動り子駆動用電気モータ（４３）を設定 することにより実現されることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ６．前記制御装置（３６）は前記センサー（３０）が前記呼気空気バルブ（２５ ）により発生した運動に対応する信号を発信している限り非動作状態に留まり、 決められた時間間隔内の呼吸喪失時に作動するように構成したことを特徴とする 請求項１に記載の装置。 ７．好ましくは２呼吸の空気量に少なくとも相当する空気量の空気パルスを検出 するように前記加圧空気源（３４）を装備したことを特徴とする請求項１に記載 の装置。