KR101708950B1 - 호흡 마스크 - Google Patents

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사무엘 더블유. 오저
스티븐 제이. 듀켓
해럴드 이. 밀러
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케어퓨전 2200, 아이엔씨
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Abstract

본 발명의 호흡 마스크(10)는 마스크 프레임(14), 완충체(40) 및 보유 요소(42)를 포함한다. 보유 요소(42)는 완충체(40) 내에 매설되고 마스크 프레임(14)에 완충체(40)를 고정하도록 구성된다. 전두 패드(18)들은 마스크 프레임(14) 내에 위치 설정될 수 있으며 서로에 대해 그리고 마스크 프레임(14)에 대해 독립적으로 조절될 수 있다.

Description

호흡 마스크{RESPIRATORY MASK}
본 발명은 호흡 마스크에 관한 것이다. 호흡 마스크는 예컨대, 폐쇄성 수면무호흡(obstructive sleep apnea)과 같은 호흡 장애의 처치를 위해 다양한 여러 상황에서 사용된다. 처치 도중, 호흡 가능 기체의 유동이 마스크를 통해 환자에게 제공된다. 현재의 마스크 설계는 대체로 호흡 가능 기체 유동을 전달하는 도관에 커플링될 수 있는 마스크 프레임 또는 본체를 포함한다. 완충체(cushion)가 마스크 프레임에 커플링되고, 편안함을 제공하면서 환자의 코 및/또는 입을 덮도록 환자에 대해 가압된다. 또한, 전두 패드(forehead pad)가 환자의 전두에 대해 마스크를 완충하도록 제공될 수 있다. 끈이 환자의 머리에 마스크를 고정하도록 제공된다.
마스크 설계에 있어서의 하나의 관심사는 마스크 구성 요소의 조립이다. 일부 예에서, 마스크는 마스크 프레임에 마스크의 완충체를 고정하기 위한 보유 링을 사용한다. 완충체를 마스크 프레임에 고정하는 일 방법은 마스크 프레임에 완충체를 영구적으로 고정하기 위해 마스크 프레임에 보유 링을 초음파 용접하는 단계를 포함한다. 초음파 용접 공정은 마스크의 조립을 위한 공구를 요구하고 이는 마스크의 가격을 증가시킬 수 있다. 또한, 이러한 방법은 마스크 프레임에 완충체를 고정하는데 효과적이지만, 완충체를 마스크 프레임에 영구적으로 고정시키는 것에는 다른 단점이 존재한다. 예컨대, 일부 보험 회사만이 정기적인 완충체 교체에 관해 환자에게 보상금을 지급한다. 완충체를 마스크 프레임에 영구적으로 조립하는 것은 환자가 완충체만을 교체할 수 없게 한다. 보상금 지급이 부족으로 인해, 일부의 경우 환자는 마스크의 교체를 연기하거나 또는 새로운 마스크를 일시불로 구입해야만 한다. 또한, 마스크는 완충체 및 마스크 프레임이 조립되었을 때 세척하기가 곤란할 수 있어서, 잠재적으로 비위생적인 상태를 초래한다.
완충체를 마스크에 고정하는 다른 방법에서, 별개의 보유 링이 완충체의 외부 또는 내부 중 어느 하나 상의 설부 및 홈 연결(tongue and groove connection)을 이용하여 마스크의 에지 주변에 완충체를 고정한다. 또 다른 방법에서는, 마스크 프레임과 보유 링 사이에 완충체 에지를 개재함으로써 완충체가 마스크 프레임에 고정될 수 있다. 어떠한 경우에도, 완충체와 분리된 보유 링을 사용함으로써, 완충체를 마스크 프레임에 고정하는 것은 귀찮고 시간이 많이 소요될 수 있다. 예컨대, 완충체를 마스크 프레임에 적절하게 고정하기 위해 완충체와 보유 링을 적절하게 정렬하는 것이 어려울 수 있다.
마스크 설계에 있어서의 다른 관심은 환자의 안락함이다. 현재의 마스크는 불편할 수 있으며 다양한 머리의 형상 및/또는 크기를 수용할 수 없을 수도 있다. 예컨대, 전두 패드는 단단할 수 있어서, 다양한 전두에 부합되지 않을 수도 있다. 다른 마스크에서, 전두 패드는 조절가능할 수 있지만, 많은 마스크는 다양한 머리의 형상 및/또는 크기에 부합되기 어려워서, 바람직하지 않다. 또한, 전두 패드는 함수 재료로 형성될 수 있다. 그 결과, 세척 후 물이 전두 패드 내에 보유될 수 있다. 또한, 환자의 땀이 전두 패드 내에 보유될 수도 있다. 이러한 두 상황 모두는 비위생적인 상태를 초래할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 호흡 치료 시스템에 사용되는 호흡 마스크에 관한 것이다. 마스크는 마스크 프레임, 완충체 및 보유 요소를 포함한다. 보유 요소는 완충체 내에 매설되고 완충체를 마스크 프레임에 고정하도록 구성된다. 특정한 일 실시예에서, 탭(tab)이 보유 요소로부터 완충체를 통해 연장하여 보유 요소를 마스크 프레임에 고정하도록 사용된다. 홈이 완충체 및 매설된 보유 요소를 수용하도록 마스크 프레임 상에 제공될 수 있다.
다른 양태는 환자의 머리에 대해 마스크 프레임을 선택적으로 조절하도록 마스크 프레임에 커플링되는 전두 패드에 관한 것이다. 전두 패드들은 서로에 대해 독립적으로 조절될 수 있어, 마스크는 다수의 다양한 환자에게 편안하게 끼워질 수 있을 뿐만 아니라, 환자 움직임을 편안하게 한다. 일 실시예에서, 전두 패드는 마스크 프레임의 홈이 형성된 슬롯(grooved slot) 내에 위치될 수 있는 벨로즈 영역(bellows region)을 형성할 수 있다.
도 1은 마스크 조립체의 등각투영도이다.
도 2는 도 1의 마스크 조립체의 분해도이다.
도 3은 마스크 프레임의 후방 등각투영도이다.
도 4a는 도 1의 마스크 조립체의 정면도이다.
도 4b는 도 4a의 선 4B-4B을 따르는 단면도이다.
도 4c는 도 4a의 선 4C-4C를 따르는 단면도이다.
도 5a는 도 1의 마스크 조립체의 후방도이다
도 5b는 도 5a의 선 5B-5B을 따르는 단면도이다.
도 1은 지속기도양압(CPAP, Continuous Positive Airway Pressure) 시스템과 같은 호흡 치료 시스템에 사용되는 마스크 또는 마스크 시스템(10)의 등각투영도이다. 호흡 치료 시스템에서, 기체 유동은 환자의 머리에 고정될 수 있는 마스크 조립체(10)를 통해 환자에게 제공된다. 마스크 조립체(10)는 기체 공급원 도관 연결부(12)와, 마스크 프레임 또는 본체(14)와, 완충체 조립체(16)와, 제1 및 제2 전두 패드(18)를 포함한다. 연결부(12)는 마스크 프레임(14)으로 기체를 전달하기 위해 기체 공급원에 커플링될 수 있다. 환자의 머리에 마스크 조립체(10)를 고정하기 위해, 끈(도시 생략)이 마스크 프레임(14)에 커플링될 수 있다.
완충체 조립체(16)는 마스크 프레임(14)에 고정되고, 환자의 얼굴을 가압하고 환자의 코를 덮도록 구성된다. 다른 실시예에서, 마스크 프레임은 환자의 입을 덮을 수도 있다. 어떠한 경우에도, 완충체 조립체(16)는 환자의 얼굴과 함께 비교적 기밀한 밀봉을 형성하도록 설계되어, 기체 유동은 환자의 기도[예컨대, 입, 공동(sinus)]로 전달된다. 전두 패드(18)는 환자의 전두를 가압하고 마스크 프레임(14)에 대해 조절 가능하게 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 전두 패드(18)에 대한 조절은 환자의 움직임을 기초로 자동적으로 이루어진다. 다른 실시예에서는, 환자 머리의 특정한 크기 및/또는 형상에 맞춰 조절하기 위해, 전두 패드에 대한 수동 조절이 이루어진다.
도 2를 추가로 참조하면, 마스크 프레임(14)은 마스크 쉘(20)과 브리지 부분(22)을 포함한다. 마스크 쉘(20)은 기체 도관 연결부(12)를 수용하기 위한 개방부(24)를 형성한다. 작동 도중, 기체는 도관 연결부(12)로부터 개방부(24)를 거쳐 환자에게로 유동한다. 마스크 쉘(20)은 또한 제1 및 제2 끈 수용 부분(26)과 탭 수용 부분(28, 30, 32)을 형성한다. 마스크 프레임(14)의 하위 부분을 환자의 머리에 고정하기 위해, 끈 수용 부분(26)에 끈(도시 생략)이 제공된다. 탭 수용 부분(28, 30, 32)은 완충체 조립체(16)의 대응하는 탭을 수용하여, 완충체 조립체(16)는 마스크 프레임(14)에 해제 가능하게 고정될 수 있다. 또한, 완충체 조립체(16)를 마스크 프레임(14)에 조립하는 것은 특정한 조립 공구를 요하지 않고 빠르게 수행될 수 있다.
브리지 부분(22)은 대체로 T 형상이며 제1 및 제2 전두 패드(18)를 수용하기 위한 제1 및 제2 슬롯(34)을 형성한다. 또한, 제1 및 제2 전두 패드(18)는 환자의 머리에 대해 마스크 프레임(14)을 선택적으로 조절하도록 제1 및 제2 슬롯(34)과 협력한다. 특히, 전두 패드(18)는 선택적으로, 수직[즉, 슬롯(34)에 대해 상하] 조절 및 수평[즉, 슬롯(34)에 대해 내외] 조절될 수 있다. 그 결과, 두 전두 패드(18) 모두와 두 슬롯(34) 모두는 선택적인 위치 조절이 용이하도록 홈이 형성된다. 또한, 전두 패드(18)들은 서로에 대해 독립적으로 마스크 프레임(14)에 대해 이동할 수 있어서, 더욱 편안하게 끼워질 수 있다. 또한, 브리지 부분(22)은 환자의 전두에 마스크 조립체(10)를 (특히, 그 상위 부분에서) 고정하기 위해 끈(도시 생략)을 수용하도록 구성되는 제1 및 제2 끈 수용 부분(36)을 포함한다.
완충체 조립체(16)는 완충체(40) 및 보유 요소 또는 링(42)으로 형성된다. 도시된 실시예에서, 완충체(40)는 3개의 중첩 층(40a, 40b, 40c) 재료를 포함하여 환자의 코 주위를 지지하고 밀봉한다. 특히, 층(40a)은 층(40b, 40c)을 덮고, 층(40b)은 층(40c)을 덮는다. 완충체(40)는 또한 기체 도관 연결부(12)로부터 환자로의 기체 유동을 안내하기 위해 마스크 쉘(20) 상의 개방부(24)와 유체 소통하는 개방부(43)를 형성한다. 보유 요소(42)는 완충체(40) 내에 매설되고 마스크 쉘(20)에 완충체(40)를 고정하도록 구성된다. 보유 요소(42)를 완충체(40) 내에 매설함으로써, 완충체 조립체(16)와 마스크 프레임(14) 사이에 적절한 밀봉을 형성하기 위해 보유 요소(42)와 완충체(40)를 정렬할 필요없이 완충체 조립체(16)는 마스크 프레임(14)에 쉽게 조립될 수 있다. 완충체(42)를 마스크 쉘(20)에 고정하기 위해, 보유 요소(42)는 마스크 쉘(20)의 탭 수용 부분(28, 30, 32)에 각각 배치되도록 구성되는 탭(44, 46, 48)을 포함한다.
일 실시예에서, 보유 요소(42)는 오버몰딩 공정에 의해 완충체(40) 내에 매설되고, 이때 탭(44, 46, 48)은 완충체(40)를 통해 연장하여 외부에 노출된 상태로 유지되며, 동시에 보유 요소의 잔류 부분은 완충체(40) 내에 매설된다. 환언하면, 완충체(40)는 보유 요소(42)의 주연부를 완전히 둘러싼다. 탭(44, 46, 48)을 제외하면, 완충체 조립체(16)의 완충체 재료만이 외부에 노출된다. 완충체(40)는 실리콘, 열가소성 엘라스토머 등과 같은 엘라스토머 재료로 이루어질 수 있다. 보유 요소(42)는 완충체(40)에 구조적 완전성을 제공하며, 완충체(40)를 마스크 프레임(14)에 고정하도록 마스크 프레임(14)과 결합한다. 따라서, 보유 요소(42)는 완충체(40)보다 단단한 재료 예컨대, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌 등과 같은 강성 플라스틱 재료로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 마스크 프레임(14)의 후면도가 도시된다. 마스크 쉘(20)은 완충체 조립체(16)를 수용하도록 형성되는 환형 홈(50)을 포함한다. 특히, 환형 홈(50)은 단면을 따라 대체로 U자형이며 완충체(40) 및 보유 요소(42)를 수용할 수 있는 두께를 갖는다. 마스크 조립체(10)의 조립 도중, 탭(48)은 탭 수용 부분(32)에 삽입되고, 완충체 조립체(16)는 환형 홈(50)에 삽입된다. 도시된 실시예에서, 탭(48)은 마스크 쉘(20) 내의 개구인 탭 수용 부분(32)에 삽입되도록 구성되는 돌출부이다. 다음으로, 보유 요소(42)의 탭(44, 46)은 탭 수용 부분(28, 30)에 대해 각각 가압되어, 마스크 쉘(20)에 대해 위치 고정된다. 탭(44, 46) 모두는 홈(50)에 리세스 부분을 형성하는 각각의 탭 수용 부분(28, 30)과 결합하도록 형성된 후크이다. 특히, 후크 부분은 마스크 프레임(14)의 전방측과[즉, 개방부(24)에 더 근접하여 환형 홈(50) 반대측 상에서] 결합한다.
도 4a는 마스크 조립체(10)의 정면도로서, 도 4b의 단면선(4B-4B)과 도 4c의 단면선(4C-4C)을 도시한다. 또한, 도 4a 내지 도 4c는 마스크 프레임(14)과 완충체 조립체(16) 사이의 연결부를 도시한다. 도 4c는 마스크 쉘(20)의 탭 수용 부분(28)과 보유 요소(42)의 탭(44) 사이 결합부의 확대 단면도이다. 도시된 바와 같이, 보유 요소(42)는 완충체(40) 내에 매설되어, 완충체(40)는 사방에서 보유 요소(42)의 주연부 주위를 완전히 둘러싼다. 또한, 완충체(40) 및 보유 요소(42)는 환형 홈(50) 내에 배치된다. 그 예로서, U자형의 환형 홈(50)은 세 측부(50a, 50b, 50c)를 포함한다. 완충체(40)는 보유 요소(42)를 둘러싸서, 완충체(40)는 환형 홈(50)의 세 측부(50a, 50b, 50c) 모두에 대해 외부에 노출된다. 일 실시예에서, 완충체(40)의 탄성 특성으로 인해, 완충체 조립체(16)는 환형 홈(50) 내에 긴밀하게 끼워질 수 있는데, 이는 완충체(40)가 홈(50)에 끼워지도록 약간 압축되어 적어도 홈(50)의 측부(50a, 50b)와 접촉하고 일 실시예에서는 측부(50c)와도 접촉하기 때문이다. 보유 요소(42)의 탭(44)은 완충체(40)를 통해 그리고 탭 수용 부분(28) 주위에 연장된다. 탭(44)은 탄성을 가지며 탭 수용 부분(28) 주위에서 편향되도록 형성된다. 후크(52)가 탭 수용 부분(28)의 전방측(54)에 맞닿으면 탭(44)의 후크 부분(52)은 탭 수용 부분(28)에 대해 스냅 결합되어 완충체 조립체(16)를 마스크 쉘(20)에 고정한다.
도 5a는 마스크 조립체(10)의 후면도로서, 도 5b의 단면선(5B-5B)을 도시한다. 도 5b는 패드 영역(60)과 테이퍼진 벨로즈 영역(62)을 포함하는 전두 패드(18)들 중 하나의 단면도이다. 일 실시예에서, 전두 패드(18)는 실리콘, 열가소성 엘라스토머 등과 같은 고무 재료로 이루어질 수 있다. 도시된 바와 같이, 패드 영역(60)은 오목한 형상이며 환자의 전두를 가압한다. 벨로즈 영역(62)은 패드 영역(60)으로부터 연장하여, 내부 공동(64)과 공기 채널(66)을 형성하고, 공기 채널은 팁 단부(70)에서 종단된다. 내부 공동(64)으로 인해, 벨로즈 영역(62)이 만곡 가능하게 되어, 패드 영역(60)은 환자의 전두와 일정한 접촉을 유지할 수 있다. 공기 채널(66)은 전두 패드(18)가 환자의 전두에 달라붙는 것을 방지하고, 땀 및/또는 세척으로부터의 유체의 배수를 증진한다.
팁 단부(70)는 마스크 프레임(14) 상의 슬롯(34) 중 하나로 삽입되도록 구성된다. 팁 단부(70)의 슬롯(34)으로의 삽입 후, 벨로즈 영역(62)은 홈(72, 74, 76, 78)의 기능으로서 슬롯(34) 내에서 분리된 위치로 선택적으로 조절될 수 있다. 예컨대, 마스크 프레임(14)이 환자의 얼굴에서 멀리 있는 것이 바람직한 경우, 전두 패드(18)는 홈(72)이 슬롯(34)과 결합하도록 조절될 수 있다(도 5b에 도시됨). 마스크 프레임(14)이 환자의 얼굴에 근접하는 것이 바람직한 경우, 전두 패드(18)는 홈(78)이 슬롯(34)과 결합하도록 조절될 수 있다. 또한, 전두 패드(18)는 슬롯(34) 내의 다양한 수직 위치로 이동할 수 있고, 따라서 마스크 프레임(14)에 대해 이동할 수 있다. 슬롯(34)은 도 3과 도 5b의 단면도에 에 도시된 복수의 홈, 특히 3개의 홈, 즉 상부 홈(34a), 중간 홈(34b) 및 하부 홈(34c)을 포함한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 전두 패드(18)는 중간 홈(34b) 내에 위치된다. 마스크 프레임(14)이 환자의 머리에 비해 더 낮게 배치되는 것이 바람직한 경우, 전두 패드(18)는 슬롯(34)의 상부 홈(34a) 내에 위치되도록 조절될 수 있다. 마스크 프레임(14)이 환자의 머리에 비해 높게 배치되는 것이 바람직한 경우, 전두 패드(18)는 슬롯(34)의 하위 홈(34c) 내에 위치되도록 조절될 수 있다. 전두 패드(18)의 탄성 특성으로 인해, 슬롯(34) 내의 전두 패드(18)의 위치는 예컨대, 환자의 움직임을 기초로 자동적으로 조절될 수 있다.
본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 기술 분야의 일반적 기술자라면 본 발명의 사상 및 범주 내에서 형태와 세부 사항이 변경될 수 있다는 것을 인지할 것이다.

Claims (20)

  1. 호흡 마스크이며,
    홈을 형성하는 마스크 프레임과,
    상기 홈에 리세스 부분을 형성하는 탭 수용 부분과,
    제1 재료로 형성된 완충체와,
    제1 재료보다 단단한 제2 재료로 형성되고, 완충체의 전체 둘레 내에 매설되고, 마스크 프레임에 해제 가능하게 고정되도록 구성되며, 상기 완충체를 통해 연장하는 복수의 탭을 더 포함하는 보유 요소를 포함하고,
    완충체가 상기 홈에 대해 외부에 노출되도록 완충체와 보유 요소는 상기 홈 내에 배치되고,
    각각의 탭이 상기 홈의 각각의 리세스 부분과 결합하고 각각의 탭의 후크 부분이 마스크 프레임의 각각의 탭 수용 부분과 결합하도록, 상기 복수의 탭은 마스크 프레임 주위에서 편향되는
    호흡 마스크.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    마스크 프레임은 제1 및 제2 전두 패드와 결합하는 제1 및 제2 슬롯을 포함하는 브리지를 더 포함하고, 제1 및 제2 전두 패드의 각각은 다른 전두 패드와 독립적으로 마스크 프레임에 대해 위치 설정되도록 구성되는
    호흡 마스크.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 및 제2 전두 패드 각각은 제1 및 제2 슬롯 내에 선택적인 위치 설정을 위해 홈을 형성하는 벨로즈 영역을 포함하는
    호흡 마스크.
  6. 제5항에 있어서,
    각각의 벨로즈 영역은 벨로즈 영역의 팁 단부에 공기 채널을 형성하는
    호흡 마스크.
  7. 제1항에 있어서,
    완충체는 복수의 중첩 층을 포함하는
    호흡 마스크.
  8. 호흡 마스크 조립 방법이며,
    마스크 프레임을 제공하는 단계와,
    제1 재료로 형성되는 완충체, 및 제1 재료보다 단단한 제2 재료로 형성되어 완충체의 전체 둘레 내에 매설되는 보유 요소를 포함하는 완충체 조립체를 형성하는 단계와,
    완충체를 통해 보유 요소로부터 연장하는 탭을 제공하는 단계와,
    마스크 프레임 내에 환형인 U자형 홈을 제공하는 단계와,
    상기 홈에 리세스 부분을 형성하는 탭 수용 부분을 마스크 프레임에 제공하는 단계와,
    완충체가 홈과 접촉하고 보유 요소가 홈 내에 배치되도록 홈 내에 완충체 조립체를 위치 설정하는 단계와,
    보유 요소를 사용하여 마스크 프레임에 완충체 조립체를 고정하는 단계와,
    상기 홈의 리세스 부분과 결합하도록 상기 탭을 위치 설정하는 단계와,
    상기 탭의 후크 부분이 상기 탭 수용 부분과 결합하도록 상기 탭을 편향시키는 단계를 포함하는
    호흡 마스크 조립 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    탭이 탭 수용 부분의 제1 측부와 접촉하고 완충체가 탭 수용 부분의 제2 측부와 접촉하도록 탭 수용 부분 내에 탭을 위치 설정하는 단계를 더 포함하는
    호흡 마스크 조립 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    마스크 프레임 내에 홈이 형성된 제1 및 제2 슬롯을 제공하는 단계와,
    제1 및 제2 슬롯 내에 제1 및 제2 전두 패드를 제공하는 단계를 각각 더 포함하고,
    제1 및 제2 패드는 서로에 대해 그리고 마스크 프레임에 대해 조절될 수 있는
    호흡 마스크 조립 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    제1 및 제2 전두 패드 각각은 제1 및 제2 슬롯 내에서의 선택적인 위치 설정을 위해 홈을 형성하는 벨로즈 영역을 포함하는
    호흡 마스크 조립 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    각각의 벨로즈 영역의 팁 단부 내에 공기 채널을 형성하는 단계를 더 포함하는
    호흡 마스크 조립 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    완충체 내에 복수의 중첩 층을 형성하는 단계를 더 포함하는
    호흡 마스크 조립 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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