JP6292600B2 - 呼吸補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、使用者の呼吸を補助する呼吸補助装置に関する。

従来より、睡眠時無呼吸症候群等を防止するために、呼吸を補助する装置が知られている。
例えば、ＣＰＡＰ（Continuous Positive Airway Pressure）と呼ばれる治療法では、睡眠時無呼吸症候群の患者が睡眠時に鼻に装着したマスクから、空気を送り込み、気道を押し広げることとしている。これにより、いびきの発生を抑制し、患者が無呼吸状態となることを防止している。
なお、睡眠時無呼吸症候群等を防止するための呼吸補助装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

特開平０７−２７５３６２号公報

しかしながら、従来の呼吸補助装置は、電源を用いて呼吸を補助するための空気を送り込むものであったため、装置が大型であり、携帯にも不便なものであった。
また、電源が確保できない場合や、装置の故障時には使用できなくなる可能性があった。さらに、装置が高価であると共に、飛行機等の交通機関内では使用し難く、チューブを用いるために使用が困難であった。
このように、従来の呼吸補助装置は、使用者にとって十分に利便性が高いものではなかった。

本発明の課題は、呼吸補助装置をより利便性の高いものとすることである。

上記課題を解決するため、本発明の一態様の呼吸補助装置は、
使用者の鼻を覆う形状の部材であって、呼気及び吸気が流出入する呼吸気流路を有する本体部と、前記本体部の使用者に接する側に配置され、使用者の鼻の周囲に密着するパッド部と、前記本体部及び前記パッド部を使用者に装着するための装着部と、を備え、前記呼吸気流路は、吸気の流入抵抗よりも高い呼気の流出抵抗を付与する流出抵抗付与部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、呼吸補助装置をより利便性の高いものとすることができる。

本発明の第１実施形態に係る呼吸補助装置１の全体を示す斜視図である。 呼吸補助装置１の正面図である。 呼吸補助装置１の左部分側面図である。 呼吸補助装置１の背面斜視図である。 呼吸補助装置１のＡ−Ａ断面図である。 本体部１００内に設置された格子部材１１０を示す図である。 下格子部１１０Ｂに呼気弁１１１が設置された状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
［構成］
図１〜５は、本発明の第１実施形態に係る呼吸補助装置１の外観を示す図であり、図１は呼吸補助装置１の全体を示す斜視図、図２は呼吸補助装置１の正面図である。また、図３は呼吸補助装置１の左部分側面図、図４は呼吸補助装置１の背面斜視図、図５は、呼吸補助装置１の図２におけるＡ−Ａ断面図である。なお、本実施形態においては、呼吸補助装置１を使用者が装着した状態を基準に呼吸補助装置１の左側及び右側を定義し、呼吸補助装置１を装着した使用者を正面から見た場合に視認される面を正面側、使用者側に位置する面を背面側とする。

図１〜５において、呼吸補助装置１は、本体部１００と、左右のゲート部材２００，３００と、パッド部４００と、装着用バンド５００とを備えている。
本体部１００は、正面視において外形が略三角形をなす三角柱状の部材であり、三角形の各辺を構成する側壁１００Ｓによって囲まれた中空構造を有している。この本体部１００は、使用者の鼻全体を覆う形状及びサイズからなる部材によって構成されている。
また、本体部１００の側壁１００Ｓにおける背面側と正面側との中間位置（以下、「奥行き中央位置Ｍ」と称する。）には、本体部１００の中空部分を正面側と背面側とに仕切る格子が形成された格子部材１１０が設置されている。

図６は、本体部１００内に設置された格子部材１１０を示す図である。
図６において、格子部材１１０の背面視における上側半分の領域には、枠に囲まれた十字型の第１の格子（以下、「上格子部１１０Ａ」と称する。）が形成され、格子部材１１０の正面視における下側半分の領域には、枠に囲まれた十字型の第２の格子（以下、「下格子部１１０Ｂ」と称する。）が形成されている。即ち、上格子部１１０Ａは略三角形状、下格子部１１０Ｂは略台形状であり、下格子部１１０Ｂは、上格子部１１０Ａよりも大きい面積を有している。

なお、図６において、ゲート部材２００，３００は、後述する開口量が最大となる位置に調整されている。
下格子部１１０Ｂの背面側には、背面視において下格子部１１０Ｂに重なる略台形状の部材であって、柔軟性を有する材料（例えば、シリコンあるいはゴム製等）からなる呼気弁１１１が設置されている。

図７は、下格子部１１０Ｂに呼気弁１１１が設置された状態を示す図である。
図７において、呼気弁１１１は、下格子部１１０Ｂの格子に沿って、十字型の切れ目が入れられている。そして、呼気弁１１１の周縁部は、下格子部１１０Ｂの周縁に形成された枠部分に接着され、呼気弁１１１の周縁部以外は、下格子部１１０Ｂの格子部分に接触している。

下格子部１１０Ｂと呼気弁１１１とがこのような設置関係とされていることにより、使用者が吸気を行った場合、呼気弁１１１が切れ目から背面側にめくれ上がり、吸気のための大面積の流路（開口部）が形成される。一方、使用者が呼気を行った場合、呼気弁１１１は格子部に接触することにより、正面側にめくれ上がることがなく、下格子部１１０Ｂを塞いだ状態となる。これにより、下格子部１１０Ｂは、吸気時には吸気の流路を構成し、呼気時には呼気の流路とならないため、呼気時に使用者の気道の陽圧を発生させることに寄与するものとなる。

なお、図７においては、ゲート部材２００，３００は、後述する開口量が最小となる位置に調整されている。
側壁１００Ｓの左側面及び右側面には、奥行き中央位置Ｍより正面側に、左右のゲート部材２００，３００が挿通されるスライド穴１００Ｐ，１００Ｑが形成されている。また、側壁１００Ｓにおけるスライド穴１００Ｐ，１００Ｑに隣接する正面側の位置には、左右のゲート部材２００，３００それぞれのスライドをガイドする左右のスライドガイド板１０１Ｐ，１０１Ｑが備えられている。左右のスライドガイド板１０１Ｐ，１０１Ｑ及び左右のゲート部材２００，３００は、側壁１００Ｓの左側面あるいは右側面と対向するフランジ部をそれぞれ有している。

そして、右側のスライドガイド板１０１Ｑと右側のゲート部材２００及び左側のスライドガイド板１０１Ｐと左側のゲート部材３００とは、それぞれのフランジ部がガイドねじによって貫通されている。ガイドねじの先端はゲート部材２００，３００に回転可能に保持されており、左右のスライドガイド板１０１Ｐ，１０１Ｑにはねじ溝が形成されている。そのため、ゲート部材２００，３００は、ガイドねじのねじ込み動作に伴って、スライドガイド板１０１Ｐ，１０１Ｑに対してスライドする。
また、スライド穴１００Ｐ，１００Ｑは、奥行き中央位置Ｍより正面側の位置、即ち、スライドしたゲート部材２００，３００が上格子部１１０Ａの正面側を塞ぐ状態となる位置に形成されている。

したがって、ゲート部材２００，３００が側壁１００Ｓから突出する方向にスライドすると、ゲート部材２００，３００の間隔が広がって、上格子部１１０Ａを塞ぐ面積が小さくなり（即ち、上格子部１１０Ａの開口面積が大きくなり）、ゲート部材２００，３００が側壁１００Ｓに進入する方向にスライドすると、ゲート部材２００，３００の間隔が狭まって、上格子部１１０Ａを塞ぐ面積が大きくなる（即ち、上格子部１１０Ａの開口面積が小さくなる）ように変化する。

上格子部１１０Ａとゲート部材２００，３００とがこのような設置関係とされていることにより、上格子部１１０Ａの開口面積を任意に設定できるため、使用者が呼気を行った場合に使用者の気道に発生する陽圧を調整することが可能である。
なお、格子部材１１０における上格子部１１０Ａと下格子部１１０Ｂとの比率は、下格子部１１０Ｂの面積が使用者の吸気を妨げない範囲であれば、上半分及び下半分とは異なる比率としても良い。

さらに、本体部１００の側壁１００Ｓ内部には、液体を貯留するための管状のタンク１００Ｔが形成され、このタンク１００Ｔは、正面視において略三角形の側壁１００Ｓを周回して形成されている。タンク１００Ｔには、１箇所あるいは複数箇所にタンク１００Ｔ内の液体を流出させる微小な穴（以下、「液体流出穴１００Ｈ」と称する。）が形成されている。液体流出穴１００Ｈは、例えば、直径０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の穴として形成される。また、本体部１００の頂部には、タンク１００Ｔに液体を注入するための注入口が設置されている。タンク１００Ｔに液体を注入する際には、注入栓を取り外して注入口から液体を注入し、注入栓を取り付けることで、注入口は封止される。

本体部１００の正面側には、パッキン１０１、ガーゼ固定板１０２，１０３及びパッキン１０４を本体部１００に固定する本体カバー１０５が取り付けられている。
パッキン１０１は、側壁１００Ｓの正面側に接触して配置される枠状の封止部材であり、液体流出穴１００Ｈから流出した液体を正面側に設置されるガーゼＧへと導く流路を備えている。この流路は、パッキン１０１を貫通して、あるいは、パッキン１０１の内周側に形成されている。

ガーゼ固定板１０２は、正面視において、パッキン１０１と重なる枠部１０２ａと、枠部１０２ａに囲まれた内部を左右方向に渡る格子部１０２ｂとを有している。枠部１０２ａは、正面視において、パッキン１０１と重ねて配置され、パッキン１０１を側壁１００Ｓ側に押し付けている。また、ガーゼ固定板１０２は、パッキン１０１の液体流出穴１００Ｈから流出した液体を正面側に設置されるガーゼＧへと導く流路を備えている。この流路は、枠部１０２ａを貫通して、あるいは、枠部１０２ａの内周側に形成されている。

ガーゼ固定板１０３は、ガーゼ固定板１０２と同様に、枠部１０３ａと格子部１０３ｂとを有している。ガーゼ固定板１０３は、ガーゼ固定板１０２との間にガーゼＧが配置された状態で、パッキン１０４によって側壁１００Ｓ側に押し付けられることにより、ガーゼ固定板１０２と一体となってガーゼＧを保持する。このように保持されたガーゼＧには、ガーゼ固定板１０２の流路によって導かれた液体が浸透する。そのため、ガーゼＧへと導かれる液体、即ち、側壁１００Ｓのタンク１００Ｔに貯留される液体として、水、吸入用の薬剤あるいはアロマオイル等を用いることで、調湿、呼吸器系疾患の治療あるいはリラクゼーション効果といった種々の機能を付加することができる。

パッキン１０４は、パッキン１０１と同様の枠状の封止部材であり、正面視において、ガーゼ固定板１０３の枠部と重ねて配置される。パッキン１０４は、パッキン１０１と共に、ガーゼ固定板１０３が保持しているガーゼＧから、ガーゼ固定板１０３の枠部外側等を介して、液体が呼吸補助装置１の外部に染み出すことを防止している。
本体カバー１０５は、正面視において側壁１００Ｓが形成する略三角形の形状に対応する形状のカバー部材である。本体カバー１０５は、正面側からパッキン１０４を側壁１００Ｓの方向に押し当てた状態で側壁１００Ｓにねじ止めされる。これにより、本体カバー１０５と側壁１００Ｓとの間に、側壁１００Ｓの側から順に、パッキン１０１、ガーゼ固定板１０２、ガーゼＧ、ガーゼ固定板１０３、パッキン１０４の順で各部材が圧着して保持される。なお、各図において、説明の便宜のため、ガーゼＧは適宜省略して示している。

また、本体部１００の背面側には、パッド部４００が取り付けられている。
パッド部４００は、シリコンあるいはゴム等の柔軟性を有する材料によって構成され、呼吸補助装置１の使用時に、使用者の鼻の周囲を取り囲んで顔に密着した状態となる。
また、パッド部４００は、蛇腹構造等によって伸縮可能に構成されており、使用者が呼気を行った際に伸張し、吸気を行った際に収縮する。これにより、呼吸補助装置１を装着したことによる気道の圧力変化を緩やかなものとできる。

パッド部４００は、背面視において、外形が略三角形状をなし、外周に略三角形の枠状のバンドホルダー４０１が取り付けられている。
バンドホルダー４０１には、装着用バンド５００を掛け通すための挿通穴が形成されている。
装着用バンド５００は、ゴムやウレタン樹脂等によって構成され、使用者の頭の形状に適合する柔軟性を有している。また、装着用バンド５００は、バンドホルダー４０１の挿通穴に掛け通され、使用者の頭に装着されることにより、呼吸補助装置１を使用者に密着した状態で固定する。

［作用］
次に、作用を説明する。
本実施形態に係る呼吸補助装置１は、使用者が、パッド部４００を鼻の周囲に押し当てて、装着用バンド５００を頭に装着することにより、本体部１００が使用者の鼻全体を覆う状態となる。そして、使用者が、自らの睡眠時における呼吸の強さに合わせて、ゲート部材２００，３００の位置を調整する。

このとき、パッド部４００が使用者の鼻の周囲に密着するため、使用者の呼気及び吸気は、本体部１００を通して行われる状態となる。
そして、使用者が吸気を行う場合、下格子部１１０Ｂの呼気弁１１１が背面側にめくれ上がり、使用者は、呼吸補助装置１を装着していない場合に比べ、比較的小さい流入抵抗で吸気を行うことができる。

また、使用者が呼気を行う場合、上格子部１１０Ａにおいて、ゲート部材２００，３００によって塞がれていない開口部を通して、呼気が流出する。ゲート部材２００，３００の間隔は、使用者の睡眠時における呼吸の強さに合わせて調整されており、呼気時に使用者の気道に発生する陽圧によって、いびきの発生が抑制される。
そのため、使用者自らの呼吸によって、気道に適切な陽圧を発生させることができるため、電源を用いることなく、睡眠時に無呼吸状態となることを防止できる。
したがって、呼吸補助装置をより利便性の高いものとすることができる。
本実施形態に係る呼吸補助装置１によれば、以下のような効果を有する。
（１）電源を用いる装置に比べ、安価に製作することができる。
（２）電源のない状況においても利用できるため、利用範囲が広がる。
（３）空気を送り込むチューブが必要ない。
（４）持ち運びに便利である。
（５）電源やモータを使用しないため、小型・軽量である。

（変形例１）
第１実施形態において、下格子部１１０Ｂに呼気弁１１１を備え、上格子部１１０Ａには呼気弁を備えないものとして説明したが、上格子部１１０Ａに呼気弁を備えることも可能である。
この場合、上格子部１１０Ａには、正面視において上格子部１１０Ａに重なる形状のゴムあるいはシリコン等の柔軟性を有する部材であって、格子に沿って切れ目が入れられた吸気弁が設置される。吸気弁の周縁部は、上格子部１１０Ａの周縁に形成された枠部に接着され、吸気弁の周縁部以外は、上格子部１１０Ａの格子部分に接触している。

上格子部１１０Ａと吸気弁とがこのような設置関係とされていることにより、使用者が呼気を行った場合、吸気弁が切れ目から正面側にめくれ上がり、呼気のための流路（開口部）が形成される。一方、使用者が吸気を行った場合、吸気弁は格子部に接触することにより、背面側にめくれ上がることがなく、上格子部１１０Ａを塞いだ状態となる。これにより、格子部材１１０の位置において、呼気の流路と吸気の流路とを明確に区分することができる。

（変形例２）
第１実施形態及び変形例１における呼気弁１１１及び吸気弁に、弁のめくれを制御する機構を備えることが可能である。
例えば、切れ目によって分割された呼気弁１１１あるいは吸気弁の中央部分それぞれを、背面側から個別に押さえる押圧部材を備えることができる。
この場合、ゲート部材２００，３００と同様に、外部から進退させる板状部材等によって押圧部材を構成することができる。

（変形例３）
第１実施形態及び変形例１，２における呼気弁１１１及び吸気弁において、切れ目によって分割された中央部分それぞれの固さを異なるものとできる。
そして、変形例３と同様に、分割された中央部分それぞれを押さえる押圧部材を備え、めくれを押さえる部分と押さえない部分とを選択したり、めくれを押さえる度合いを変化させたりすることで、呼気の流出抵抗あるいは吸気の流入抵抗を調整することができる。

（変形例４）
第１実施形態及び変形例１〜３においては、呼気の流出抵抗あるいは吸気の流入抵抗を変化させる構造として、呼気弁１１１あるいは吸気弁を使用したり、ゲート部材２００，３００によって、上格子部１１０Ａの開口量を変化させる場合を例に挙げて説明した。
これに対し、呼気の流出抵抗あるいは吸気の流入抵抗を変化させる構造として、絞り羽根を備えた絞り機構によって開口面積を変化させる構造とすることができる。
この場合、より細かい開口量の調整が可能となるため、使用者の気道に発生させる陽圧をより柔軟に調整することが可能となる。
なお、上記実施形態及び変形例において、装着用バンド５００が装着部を構成し、呼気弁１１１及びゲート部材２００，３００が流出抵抗付与部を構成する。また、格子部材１１０及び呼気弁１１１が区分部を構成し、ゲート部材２００，３００が遮蔽部材を構成する。また、呼気弁１１１あるいは吸気弁が弁部材を構成し、液体流出穴１００Ｈ及びガーゼＧが液体気化部を構成する。

１ 呼吸補助装置、１００ 本体部、１００Ｓ 側壁、１００Ｐ，１００Ｑ スライド穴、１００Ｔ タンク、１００Ｈ 液体流出穴、１０１，１０４ パッキン、１０１Ｐ，１０１Ｑ スライドガイド板、１０２，１０３ ガーゼ固定板、１０２ａ，１０３ａ 枠部、１０２ｂ，１０３ｂ 格子部、１１０ 格子部材、１１０Ａ 上格子部、１１０Ｂ 下格子部、１１１ 呼気弁、２００，３００ ゲート部材、４００ パッド部、４０１ バンドホルダー、５００ 装着用バンド

Claims (6)

1. 電源を用いることなく呼吸を補助する呼吸補助装置であって、
   使用者の鼻を覆う形状の部材であって、呼気及び吸気が流出入する呼吸気流路を有する本体部と、
   前記本体部の使用者に接する側に配置され、使用者の鼻の周囲に密着するパッド部と、
   前記本体部及び前記パッド部を使用者に装着するための装着部と、を備え、
   前記呼吸気流路は、吸気の流入抵抗よりも高い呼気の流出抵抗を付与する流出抵抗付与部を備え、
   前記呼吸気流路は、呼気時に前記呼吸気流路の一部を、呼気が流出する流路として、前記呼吸気流路の他の部分から区分する区分部を有し、
   前記流出抵抗付与部は、前記区分部によって区分された呼気が流出する流路の開口部を遮る遮蔽部材を有し、
   前記遮蔽部材は、前記区分部を構成する部材とは別部材として構成され、前記区分部によって区分された呼気が流出する流路の前記開口部において、呼気が流出する方向と交差する方向に、当該開口部の外部側から内部側に進退することにより、前記開口部の遮蔽度合いを可変な部材であり、
   前記流出抵抗付与部は、前記遮蔽部材の進退位置に応じて、連続的に前記呼気の流出抵抗を可変であることを特徴とする呼吸補助装置。
2. 前記本体部の側面には、前記遮蔽部材を挿通する挿通穴と、当該挿通穴に隣接する位置から前記遮蔽部材の進退方向に沿って突出するガイド部材とが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の呼吸補助装置。
3. 前記呼吸気流路の前記区分部は、呼気用の格子部と吸気用の格子部とが流路断面を区分して配置された格子部材を有し、前記吸気用の格子部の前記パッド部側に、格子に沿った切れ目を有する柔軟性材料からなる弁部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の呼吸補助装置。
4. 前記呼気用の格子部の前記パッド部と反対側に、格子に沿った切れ目を有する柔軟性材料からなる弁部材が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の呼吸補助装置。
5. 前記本体部は、液体を貯留するタンクを備え、前記液体を気化させて吸気に混入させる液体気化部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の呼吸補助装置。
6. 前記パッド部は、呼吸に応じて伸縮可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の呼吸補助装置。

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