(57)【要約】能動的呼吸療法装置であって、患者の腔洞、気管、気管支通路及び肺における呼吸通路を清浄し、粘液栓や痰を緩和及び破壊すると共に、患者は該装置を通じて正常な呼吸を行なうことができる装置である。装置は、好ましくは、Ｃ字形状の屈曲した中空ハウジングを含んでおり、該ハウジングは、閉塞端部と、螺刻された開口端部を有している。開口端部は、音響カップリングチャンバーの少なくとも一部を形成する。略漏斗形状のテーパ状マウスピースは、患者の口に挿入されることができる大きさに形成あれた小端部の方へテーパ状である。マウスピースは、音響カップリングチャンバーの他方の部分を形成している。中空ハウジング内に収容された音響信号発生器は、音響振動を発生し、発生した音響振動はカップリングチャンバーへ送られる。マウスピースは、患者の呼吸が可能となるように動作可能なバルブを含んでおり、バルブ開口から吸い込み、バルブの周囲にあるバイパス用孔から吐き出されるようになし、同時に、音響カップリングチャンバー(110)を患者の気道に接続する。【選択図】図１０
2009517128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者が、腔洞、肺、気管支通路及び／又は気管通路に溜まった流体、痰及び粘液を緩めたり、及び／又は取り除くのを支援する装置であって、
略閉じた閉塞端部と開口端部とを有し、開口端部が音響カップリングチャンバーの少なくとも一部を形成する細長く屈曲した中空ハウジングと、
ハウジングの開口端部に嵌まるように構成された大端部を有し、患者の気道に挿入される大きさの小端部の方にテーパ状に形成された略漏斗形状のマウスピースであって、マウスピースは、音響カップリングチャンバーの他方の部分を形成し、該マウスピースを通して患者の呼吸が可能となるように動作可能なバルブを含んでおり、音響カップリングチャンバーを患者の口の中に繋いだ状態で、バルブ開口を通して吸入し、バルブの周囲にあるバイパス用孔を通して吐き出すことができるマウスピースと、
中空ハウジングの中に収容された音響信号発生器であって、マウスピースが患者の気道に繋がると、音響振動を、音響カップリングチャンバーに送り、該音響カップリングチャンバーを通って患者の気道に送る音響トランスデューサを有する音響信号発生器と、
を具えている、装置。
【請求項２】
バルブは、
開口端から出口孔まで延びる１又は複数の通路と、出口孔と離れた位置にバルブ開口を有する細長い本体部と、
バルブ開口に配備され、バルブ開口を通って第１の方向に向かう気体の通過を許容し、バルブ開口を通って第２の方向に向かう気体の通過を阻止するように動作可能な可撓性バルブディスクと、
を具えている請求項１の装置。
【請求項３】
バルブはマウスピースに取外し可能に固定されている請求項２の装置。
【請求項４】
カップリングチャンバーは、マウスピースと中空ハウジングとの間に、可撓性の使い捨て式ダイヤフラムが配備され、ダイヤフラムは、弾性のプラスチック製環状リムを有している請求項１の装置。
【請求項５】
カップリングチャンバーは、マウスピースと中空ハウジングとの間に、可撓性の使い捨て式ダイヤフラムが配備され、ダイヤフラムは、弾性のプラスチック製環状リムを有している請求項２の装置。
【請求項６】
マウスピースは、螺刻された開口端部の周りで該開口端部から離間して内側環状峰部を有しており、使い捨て式ダイヤフラムリムは、前記峰部を受ける相補的形状の溝を有している請求項４の装置。
【請求項７】
マウスピースとハウジングが接続されたとき、ダイヤフラムのリムはハウジングの開口端部の周りで環状フランジと係合し、リムは、カップリングチャンバーと外部環境との第１音響シールを形成している請求項６の装置。
【請求項８】
ハウジングの開口端部は、開口端部に隣接して環状周フランジを有しており、マウスピースの一部は環状フランジと係合して、カップリングチャンバーと外部環境との第２音響シールを形成する請求項７の装置。
【請求項９】
ハウジングは、閉塞端部と開口端部との間にウエブ部をさらに具えており、ウエブ部は、トランスデューサが発生した音響振動の周波数及び繰返しレートを選択的に制御する制御回路基板及びマイクロプロセッサを支持する請求項１の装置。
【請求項１０】
ハウジングのウエブ部には、マイクロプロセッサをプログラマブルコンピュータに接続するピン接点を受ける複数の孔が、回路基板の接触パッドの位置に合わせて設けられている請求項９の装置。
【請求項１１】
患者が、腔洞、肺、気管支通路及び／又は気管通路に溜まった流体、痰及び粘液を緩めたり、及び／又は取り除くのを支援する装置であって、
略閉じた閉塞端部と開口端部とを有し、開口端部が音響カップリングチャンバーの少なくとも一部を形成する細長く屈曲した中空ハウジングと、
ハウジングの開口端部に嵌まって固定されるように構成された開口大端部を有する略テーパ状のマウスピースであって、患者の気道に挿入される大きさに形成された小端部の方にテーパ状で、音響カップリングチャンバーの他方の部分を形成するマウスピースと、
ハウジングの閉塞端部と螺刻された開口端部との間のウエブ部に配備されたプログラマブル音響信号発生器であって、マウスピースが患者の口の中で保持されたとき、中空ハウジングは、音響振動を、カップリングチャンバーに送り、該カップリングチャンバーを通って患者の気道に送る音響トランスデューサをチャンバー内に有している音響信号発生器と、を具えており、
音響信号発生器は、ウエブ部内のプリント回路基板にマイクロプロセッサを含んでおり、ウエブ部は、プログラマブルコンピュータを信号発生器のマイクロプロセッサに接続するために、内部プリント回路基板の接触パッドと位置に合わせて設けられた複数の孔を有している、装置。
【請求項１２】
音響振動に関連する１又は複数の音響パラメータを制御するために、屈曲ハウジングの一部分の中を通って移動可能なスライドスイッチをさらに具えている請求項１１の装置。
【請求項１３】
マウスピースは、該マウスピースを介して患者の呼吸が可能となるように動作可能なバルブを含んでおり、音響カップリングチャンバーを患者の口の中に繋いだ状態で、バルブ開口を通して吸入し、バルブの周囲にある狭いバイパス用孔を通して吐き出すことができる請求項１１の装置。
【請求項１４】
バルブは、
開口端から出口孔まで延びる１又は複数の通路と、出口孔から離れた位置にバルブ開口を有する細長い本体部と、
バルブ開口に配備され、バルブ開口を通って第１の方向に向かう気体の通過を許容し、バルブ開口を通って第２の方向に向かう気体の通路を阻止するように動作可能な可撓性バルブディスクと、を具えている請求項１１の装置。
【請求項１５】
バルブはマウスピースに取外し可能に固定されている請求項１３の装置。
【請求項１６】
カップリングチャンバーには、マウスピースと中空ハウジングとの間に、可撓性の使い捨て式ダイヤフラムが配備され、ダイヤフラムは、弾性のプラスチック製環状リムを有している請求項１２の装置。
【請求項１７】
マウスピースは、螺刻された開口端部の周りで該開口端部から離間して内側環状峰部を有しており、使い捨て式ダイヤフラムリムは、前記峰部を受ける相補的形状の溝を有している請求項１６の装置。
【請求項１８】
マウスピースとハウジングが接続されたとき、ダイヤフラムのリムはハウジングの開口端部の周りで環状フランジと係合し、リムは、カップリングチャンバーと外部環境との第１音響シールを形成している請求項１７の装置。
【請求項１９】
ハウジングの螺刻された開口端部は、螺刻された開口端部に隣接して環状周リップを有しており、マウスピースの一部は環状リップと係合して、カップリングチャンバーと外部環境との第２音響シールを形成している請求項７の装置。
【請求項２０】
ウエブ部は、カップリングチャンバーの中で音響トランスデューサが発生した音響振動の制御パラメータを調節するために、信号発生器に接続された複数の弾性制御スイッチパッドを有している請求項１１の装置。
【請求項２１】
患者が、腔洞、肺、気管支通路及び／又は気管通路に溜まった流体、痰及び粘液を緩めたり、及び／又は取り除くのを支援する装置であって、
略閉じた閉塞端部と開口端部とを有し、開口端部が音響カップリングチャンバーの少なくとも一部を形成する細長く屈曲した中空ハウジングと、
ハウジングの開口端部に嵌まるように構成された大端部を有し、患者の気道に挿入される大きさの小端部の方にテーパ状に形成された略漏斗形状のマウスピースであって、音響カップリングチャンバーの他方の部分を形成するマウスピースと、
中空ハウジングの中に収容された音響信号発生器であって、マウスピースが患者の気道に繋がると、音響振動を、音響カップリングチャンバーに送り、該音響カップリングチャンバーを通って患者の気道に送る音響トランスデューサを有する音響信号発生器と、
を具えており、
音響信号発生器は、外部源からの信号を受信するハウジング内の受信機に接続されたマイクロプロセッサを含んでいる、装置。
【請求項２２】
受信機は、音響発生器が発生した音響波形を調節する信号を受信できる無線式受信機である請求項２１の装置。
【請求項２３】
マウスピースは、該マウスピースを通して患者の呼吸が可能となるように動作可能なバルブを含んでおり、音響カップリングチャンバーを患者の口に繋いだ状態で、バルブ開口を通して吸入し、バルブの周囲にあるバイパス用孔を通して吐き出すことができる請求項２１の装置。
【請求項２４】
外部源はトランスデューサである請求項２１の装置。
【請求項２５】
トランスデューサはオキシメータである請求項２４の装置。
【請求項２６】
マイクロプロセッサと受信機は、ハウジングの閉塞端部と開口端部との間のウエブ部の中に収容されている請求項２２の装置。
【請求項２７】
マウスピースは、患者が、バルブ開口を通して吸入し、バルブの周囲にあるバイパス用孔を通して吐き出すことができるように動作可能なバルブを含んでいる請求項２６の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、広義には、呼吸装置に関し、より具体的には、患者が、肺、気道又は腔洞に発生し又は存在する流体及び固体を分散させて取り除くのを支援し、及び／又は狭窄した気道通路及び腔洞通路を開くことを支援する振動装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
肺の病気(とりわけ、嚢胞性線維症、気管支拡張症、急性及び慢性喘息、肺炎、副鼻腔炎及び慢性気管支炎等)を有する人やその他の動物患者は、肺、腔洞(sinuses)及び気道に生成し及び／又は存在する粘液、痰その他の分泌物及び感染性物質を分散させたり、除去したり、排出するのが困難な時がある。肺、気管支通路、気管通路、及び腔洞に存在するこの物質は、バクテリアの成長に好適な媒体となる。その結果起こる細菌感染を治療するために、抗生物質のローテーションがしばしば行われる。患者におけるこの粘液物質の除去を促進するために、誘起振動、衝撃治療及び／又は機械的装置(フラッター弁等)を有する体位ドレナージがしばしば用いられる。同じように、気道通路が狭窄する病気(喘息及び副鼻腔炎等)を有する人及び動物では、気道通路及び腔洞通路を開くことが困難である。
【０００３】
幾つかのアクティブ音響式呼吸療法装置が、発明者に付与された米国特許第６０５８９３２号、第６１６７８８１号、第５８９３３６１号及び第５８２９４２９号に記載されている。これら装置の各々は、一連の音響振動(例えば、様々な振幅及び周波数での可聴トーン)が、患者の口及び気道を通じて直接肺の中に向けて送られるように作られており、これまでの標準的な震動式療法では、患者の胸の減衰組織(damped tissue)を通って送られていたのとは異なる。
【発明の開示】
【０００４】
本発明に係る音響式呼吸療法装置(acoustic respiratory therapy apparatus)は、幾つかの新規な改良を含んでいる。一実施例では、屈曲した細長い中空ハウジングとマウスピースとを含んでおり、前記ハウジングは、選択的に大気に連通することができる閉塞端部と、音響カップリングチャンバーの少なくとも一部を形成する開口端部を有し、前記マウスピースは、一方の端部がハウジングの開口端部に嵌合できるように構成され、他方の端部は、装置が発生した音響エネルギーを特定の患者(患者は人間又は動物の如何を問わない)に対して送給できるように構成されている。他の実施例において、閉塞端部は大気に連通するようになし、マウスピースは、一方の端部がハウジングの開口端部に嵌まることができるように構成され、他方の端部は、装置が発生した音響エネルギーを患者に送給できるように剛性又は可撓性のあらゆる形状に形成される。
【０００５】
マウスピースの他方の端部の具体的形状は、患者が人間である場合も人間以外の動物である場合も、用いられる患者の解剖学的構造によって決定することが好ましい。例えば、患者が人間の場合、自分の口の中で快適に保持できるように、他方の端部は楕円形で終端するようなテーパ状に形成されることができる。また、患者が大きな家畜の場合、マウスピースの他方の端部は、患者の鼻道又は他の送給部位の中に嵌まる形状に形成されることができる。
【０００６】
マウスピースは、音響カップリングチャンバーの他方の部分を形成している。マウスピースの幾つかの実施例では、マウスピースを通して患者の呼吸が可能となるように動作可能なバルブを含んでおり、音響カップリングチャンバーを、患者の口、鼻道又は他の送給部位に繋いだ状態で、バルブ開口をから吸入し、バルブの周囲にあるバイパス用孔から吐き出すことができる。
【０００７】
音響信号発生器は、中空ハウジングの中に収容される。ハウジングには、音響トランスデューサがあり、マウスピースが患者の気道に繋がると、該音響トランスデューサにより、音響エネルギーはカップリングチャンバーに送られ、カップリングチャンバーを通って患者の気道に送られる。
【０００８】
バルブは、好ましくは、取外し可能であって、細長い本体部を有しており、該本体部は、開口端から出口孔(exit aperture)まで延びる１又は複数の通路と、前記出口孔から離間した位置に形成されたバルブ開口とを有している。バルブ開口には、可撓性のバルブディスクが配備され、該バルブディスクは、バルブ開口を通って第１の方向に向かう気体(空気等)の通過を許容し、バルブ開口を通って第２の方向に向かう気体の通過を阻止するように動作可能である。バルブは、制限された開口を通って第２の方向に向かう気体の通過を許容し、吐出し中に背圧(back pressure)が生成される。
【０００９】
言い方を変えれば、典型的実施例は、患者が、狭窄した気道通路を開けたり、及び／又は患者の鼻腔、肺、気管支通路及び／又は気管通路に溜まった痰、粘液その他の分泌物及び感染性物質を緩める(loosening)ことを支援する装置であり、該装置は、屈曲した細長い中空ハウジングを有し、該ハウジングは、閉塞端部と、螺刻された開口端部を有しており、開口端部は音響カップリングチャンバーの一部を形成している。閉塞端部は、大気に連通するようにしてもよい。
【００１０】
略漏斗形状のテーパ状マウスピースは、大端部をハウジングの開口端部にはめ込むことができる。マウスピースは、患者の口に挿入される大きさに形成された小端部の方にテーパ状である。マウスピースは、音響カップリングチャンバーの他方の部分を形成する。ハウジングには、閉塞端部と開口端部との間のウエブ部内部に好適に収容されたプログラマブル音響信号発生器が収容されている。中空ハウジングは、開口端部に音響トランスデューサを有しており、マウスピースが患者の口、鼻又はその他の部位に置かれたとき、前記トランスデューサにより、典型的には音響振動(例えば、圧力パルス)の形態である音響エネルギーが、カップリングチャンバーへ送られ、カップリングチャンバーを通って患者の気道に送られる。音響信号発生器は、ハウジングのウエブ部の中に配備された印刷回路基板上にマイクロプロセッサを含むことができる。
【００１１】
好ましい実施例において、プログラマブルコンピュータを装置(例えば、信号発生器のマイクロプロセッサ)に接続するために、ハウジングのウエブ部には、内部回路基板の接触パッドの位置に合わせて複数の孔が設けられており、信号発生器には、特定患者に対し、装置が最適動作を行なう音響プロファイルを予めプログラミングしておくことができる。
【００１２】
一実施例の装置は、好ましくは、マウスピースの中に着脱可能なバルブを有しており、該バルブは、細長い本体部を有し、該本体部は、開口端から出口孔まで延びる１又は複数の通路を有し、出口孔から離間した位置にバルブ開口を有している。バルブ開口には、可撓性のバルブディスクが配備され、該バルブディスクは、バルブ開口を通って第１の方向に向かう気体(空気等)の通過を許容し、バルブ開口を通って第２の方向に向かう気体の通過を遮断するように動作可能である。バルブは、制限された開口を通って第２の方向に向かう気体の通過を許容し、吐出し中に背圧が生成される。
【００１３】
＜詳細な説明＞
音響式呼吸療法装置(100)の一実施例を、図１、図２及び図６の側面図並びに図３の患者側端面図に示している。装置(100)は、屈曲した細長い中空ハウジング(102)を有しており、該ハウジングは、略閉じた閉塞端部(104)と開口端部(106)を有している。この開口端部(106)は、螺刻されることが好ましい。ハウジング(102)には、音響発生器(108)が収容され、開口端部(106)は、音響カップリングチャンバー(110)の一部を形成している。
【００１４】
略漏斗形状のテーパ状マウスピース(112)は、音響カップリングチャンバー(110)の他方の部分を形成している。マウスピース(112)は、好ましくは、螺刻された大端部(114)を有しており、該大端部は、ハウジング(102)の螺刻された開口端部(106)にはめ込まれることができる。マウスピース(112)は、好ましくは、患者の口にうまく挿入されて保持される大きさに形成された小端部の方にテーパ状である。他の動物患者の場合、マウスピース(112)は、特定患者の生理機構(physiology)と一致する異なる形状にすることができる。マウスピース(112)は、好ましくは、マウスピース(112)を通して患者の呼吸が可能となるように動作可能なバルブ(118)を含んでおり、音響カップリングチャンバー(110)を患者の口を通って患者の気道に連結した状態で、バルブ開口(120)から吸入し、バルブの周囲にある１又は２以上のバイパス用孔(122)から吐出しが行われる。
【００１５】
マウスピース(112)は、異なる患者に用いる場合、図１〜図８に示されるものとは異なる形状であってよい。例えば、マウスピース(112)を使用するのが動物や幼児の場合、患者の鼻と口の両方を覆うことができる形状にしてもよいし、患者の鼻だけを覆う形状にしてもよい。この明細書で用いる患者の気道(airways)という語は、患者の肺(口、鼻、気管、気管支及び肺胞を含む)に出入りする全ての通路を含むものである。図１〜図６及び図８に示されるマウスピース(112)は、ポリプロピレン共重合体等の略剛性プラスチック材料から作られることが好ましいが、用途に適合するものであれば他の材料から作られることもできる。例えば、端部(116)は、大端部(114)に接合された軟質材料から作られることもできる。
【００１６】
マウスピース(112)とハウジング(102)の接続は、図６及び図８に示されるように、ネジ接続が好ましい。ネジ接続は、ハウジングの開口端部の内ネジと、マウスピース(112)の外ネジとの螺合によって行われる。なお、ネジ接続以外に他の適当な接続も可能である。例えば、カメラでしばしば用いられているように、レンズをカメラ本体に接続するバイオネット型の連結装置を用いることもできる。
【００１７】
図面に示す実施例(100)において、ハウジング(102)は、射出成形された中空プラスチック体で“Ｃ”形状の屈曲した形状を有しており、閉塞端部(104)と開口端部(106)との間に屈曲したバック部(124)を有している。ハウジング(102)は、プラスチック材料を射出成形することによって作ることが好ましいが、他の材料から作られることもできるし、他の方法を用いて形成することもできる。閉塞端部(104)は、電池(142)の充放電中に発生する熱が逸散できるように、大気に連通させることもできる。ハウジング(102)は、中空のウエブ部(126)を端部(104)(106)の間にかけ渡すこともできる。このウエブ部(126)には、音響発生器(108)の一部、特に制御回路板(130)に実装されたマイクロプロセッサ(128)が収容されることが好ましい。このマイクロプロセッサは、音響発生器(108)が発生した音響振動のボリューム、周波数、パルス及び繰返しレートを選択的に制御するために配備される。
【００１８】
細長いスライドスイッチ(132)が、ハウジング(102)の屈曲したバック部(124)に配備される。このスライドスイッチ(132)は、屈曲したバック部(124)に沿って上下に移動可能であり、発生した音響振動のピッチ又は周波数を変えるのに用いられる。スライドスイッチは、他の装置機能を制御するのに用いられることができるが、用いられる患者によっては、制御機能は不要である。なお、スライドスイッチ(132)の配置及び形態については、他の態様も可能である。人患者に試験したところ、スイッチ(132)を屈曲したバック部(124)に沿って配置することが、快適で都合の良いことがわかった。
【００１９】
図２に示されるウエブ部(126)は、一対の制御操作ボタン(134)(136)と、一連のインジケータ(138)(140)を有している。制御ボタン(134)は、装置(100)の制御回路への電力をオンオフするのに用いられる。なお、個々の制御ボタン(134)(136)について記載した機能は単なる例示であるから、割り当てられる機能によっては、ここに記載したものと異なることもある。装置(100)について図１〜図８に示す具体的実施例では、ボタン(136)は、所望の動作モードの選択に用いられ、周波数モード、所望の繰返しレート及び所望のボリュームの選択に用いられる。このボタン(136)は、後記するマイクロプロセッサ(128)にプログラミングされた追加の機能モードを提供できるように設定することもできる。相対的なボリューム、相対的周波数、電池残量は、一連のインジケータ(140)に選択的に表示される。動作モードは、一連のインジケータ(138)に表示される。前述したように、周波数のアナログ調節は、スライドスイッチ(132)によって制御されることが好ましい。しかしながら、制御ボタン及び／又はスライドスイッチのどちらにも、代替として、そのような機能を設けることができる。
【００２０】
音響発生器(108)は、電力供給源、プログラマブルマイクロプロセッサ(128)、回路基板(130)のオーディオ・アンプ回路及び制御部、並びに音響トランスデューサ(144)を具えている。電力供給源は、充電式電池(142)が好ましく、該電池として、適当な充電器コネクター(図３)を用いて充電可能なニッケル水素電池又はリチウムイオン電池パックを挙げることができる。図示はしないが、(104)の部位には、開口又は穴(vents)を間隔をあけて設けることにより、電池パック充電中の空気循環による冷却や、装置(100)使用中の熱放出を行なえるようにすることもできる。
【００２１】
図示の実施例(100)において、トランスデューサ(144)はオーディオスピーカである。このトランスデューサ(144)は、可撓性オーディオコーンに連結された可動ボイスコイル(図示せず)の周囲にマグネット(146)を有している。ボイスコイルが前後に移動すると、コーン(148)の前方に発生した音響振動が、カップリングチャンバー(110)を通って患者の気道へ送られる。オーディオコーン(148)は、カップリングチャンバー(110)の境界の一部を形成する。ハウジング(102)には、トランスデューサ(144)の背後に複数の通気用スリット孔(150)が設けられ、音響発生器(108)の使用中に発生した熱や、充電中に電池(142)に発生した熱を対流によって排除できるようにしている。
【００２２】
音響トランスデューサ(144)は、クラッシュリブ(147)により、ハウジング(102)内に収容され、ハウジング(102)内で開口端部(106)に隣接する環状張出し部(149)に当接する。クラッシュリブ(147)の背後にある壁(151)により、音は、ハウジングの端部(104)への伝達が防止され、また、通気孔(150)からの放出が防止される。壁(151)は、ハウジング(102)を分割し、音響トランスデューサ(144)を、ハウジング(102)内の音響発生器(108)と物理的に分離する。
【００２３】
図１〜図８に示される実施例(100)において、ハウジング(102)のウエブ部(126)の右側は、ピン孔(152)が独特の形態に整列して開設されている。これらのピン孔(152)は、下にある回路基板(130)の接触パッド(154)に直接隣り合う位置に設けられる。図７を参照すると、装置(100)をプログラミングするシステム(200)が示されている。システム(200)は、パーソナルコンピュータ(202)と該コンピュータのポートに接続されたプローブコネクター(204)を含んでいる。コネクター(204)には、平行な接続ピン(206)が間隔をあけて一連に設けられている。プローブコネクター(204)は、ピン(206)がハウジング(102)のウエブ部(126)の孔(152)を通り、パッド(154)に接触するように配置される。パーソナルコンピュータ(202)からマイクロプロセッサ(128)に指令が与えられ、例えば、音響発生器(108)の自動モード中、トランスデューサが一連の所定音波を発生できるように制御パラメータが供給される。
【００２４】
ハウジング(102)のウエブ部(126)には位置合わせされた一連の孔が設けられており、装置を分解しなくても、音響発生器(108)について、外部からの取扱い及びプログラミングが可能である。それゆえ、呼吸療法士又は医師は、音響パルス／振動を予め定められた順序で患者に供給し、患者の肺及び気道の痰を最も効果的に除去したり分解することができる。
【００２５】
装置(100)には、マイクロプロセッサ(128)に接続された回路基板(130)に連結され又は組み込まれた送信機又は受信機(ブルートゥース、赤外線又はその他の無線式)を配備することにより、音響発生器(108)とコンピュータ(202)とは、ピン孔(152)を通して物理的に接触しなくても、音響発生器(108)は遠隔からプログラミング可能である。マイクロプロセッサ(128)と無線接続することにより、装置(100)の使用前、使用中、使用後に外部無線トランスデューサ(129)からのフィードフォワード又はフィードバックに応答し、装置(100)のパルスレート、ボリューム、周波数及び／又は動作モードの自動制御を容易に行なうことができる。無線トランスデューサ(129)は、例えば、電子聴診器、血酸素飽和分析器、又は装置(100)の使用中に患者の呼吸状態を監視することができる他の装置である。
【００２６】
患者からカップリングチャンバー(110)に持ち込まれた流体及び粒状物質によって、音響発生器(108)の部品が汚染されないようにするために、使い捨て式ダイヤフラムが、マウスピース(112)とハウジング(102)との間に配備される。このダイヤフラム(160)は、カップリングチャンバー(110)に跨って設けられ、前記物質のバリアとなるが、音響トランスデューサ(144)によって発生した音響振動は自由に透過することができる。ダイヤフラム(160)は、柔軟性で変形可能な弾性環状リム(162)と、音伝送可能な弾性プラスチックシート(164)とを有しており、プラスチックシート(164)はリム(162)の上に被せられ、リム(162)に固定されている。このシート(164)は、好ましくは薄いポリエチレンフィルムであり、リム(162)に熱かしめされる。ダイヤフラム(160)のリム(162)の周囲には、好ましくは、マウスピース(112)の大端部(114)に形成された環状突起(168)に嵌まる環状周溝(166)が設けられる。ハウジング(102)の開口端部(106)は、環状の平形フランジ(170)を有している。この平形フランジ(170)は、図６の部分断面図に示されるように、ダイヤフラム(160)がハウジング(102)とマウスピース(112)との間に挟まれた状態で、ハウジング(102)がマウスピース(112)に接合され、そのときにダイヤフラム(160)のリム(162)を押圧する。装置(100)の他の実施例では、使い捨て式ダイヤフラム(160)が、マウスピース(112)の中へ永久的に組み込まれている。この他の実施例では、マウスピース(112)全体が使い捨て式であることが好ましい。
【００２７】
ハウジング(102)とマウスピース(112)とは、好適にネジ接続されており、この接続部は、発生器(108)によって発生した音振動が外部へ伝送されるのを阻止する２つの音バリアを含んでいる。第１バリアは、フランジ(170)と突起(168)との間に挟まれたダイヤフラムリム(162)によって形成される。この第１バリアは、螺刻端部(114)と、開口端(116)の螺刻部(190)との間を通る音を減衰する。第２に、開口端部(106)には、螺刻部(190)と間隔をあけて環状リップ(192)が設けられており、該環状リップは、マウスピース(112)の開口端部(114)の周囲の環状凹部(194)に嵌められ、減衰された音が接続部から脱出するのを防止する。これら２つの別個のバリアを設けることにより、患者がこの装置(100)を他の者がいるすぐ近くで使用しても、テレビを観たり、比較的通常の音声での会話に支障をきたすことはない。
【００２８】
バルブ(118)は、好ましくは、分離して着脱可能なインサート部材(176)で、マウスピース(112)に形成された凹部(180)の中に摺動可能に配備される。インサート部材(176)は、好ましくは、射出成形体であり、マウスピース(112)の開口端(116)からバルブ開口(120)の下側及びバイパス用孔(122)へ通じる一連の通路(178)を有している。バルブ開口(120)は、可撓性ゴム又はプラスチック製のバルブディスクによって閉じられている。図４に最も良く示されるように、患者が装置(100)を通して吸い込むと、新鮮な空気は、バルブ(118)、開口(122)及びバルブ開口(120)からバルブディスク(184)を通り、矢印(186)で示される方向に通路(178)の中を通り、マウスピース(112)から出て、患者の気道に送られる。空気を吐き出すときは、空気は、図５に示される方向を流れる。吐き出された空気は、矢印(188)で示されるようにマウスピース(112)に入り、通路(178)の中を通り、バイパス用孔(122)を通って外へ出て行く。
【００２９】
バイパス用孔(122)の排出用開口断面積は、バイパス用孔(122)とバルブ開口(120)の合計断面積よりも小さいため、吐き出された空気の流れは制限され、患者の肺の中に正の背圧が生じる。吐出しに抗する小さな背圧が存在すると、患者の肺及び気道に溜まる痰や粘液の崩壊が促進され、また、排除され易くなることがわかった。背圧の大きさは、バイパス用孔(122)の大きさ及び数によって調節される。図１〜図８に示される好ましい実施例では、着脱可能なバルブ(118)の中に３つの開口(122)が設けられる。バルブ(118)は、清掃を行なうために取外し可能であり、また、特定の患者に合わせるために、さらに大きな又は小さなバイパス用孔(122)を有する他のバルブ(118)と交換することでもできる。
【００３０】
図示はしないが、本体部(176)の他の形態では、バルブ開口(120)の上に医療用吸入器のバルブ(118)に取り付けるための取付具(ソケット等)を含むこともできる。このような構成により、装置(100)を使用する際、吸入器の管理が可能となる。また、バルブ(118)はマウスピース(112)から取外し可能であるので、バルブ(118)の形状を、医療用吸入器の全体を囲むように構成することもできる。それゆえ、図１乃至図８に示される実施例におけるバルブ(118)の形状は、単なる例示にすぎない。
【００３１】
装置(100)は、主として、人間の患者に用いられるように構成されるが、例えば、馬、犬、猫その他の動物で、鼻道、気管支及び／又は肺の鬱血を生じさせる様々な呼吸疾患を有するその他様々な患者に用いることもできる。例えば、装置(100)を馬に直接用いることもできる。馬は、通常は、口から呼吸しない。馬は、２つの鼻孔を通じて呼吸する。馬に適用される場合、マウスピース(112)にバルブ(118)はなくてもよい。この場合、マウスピース(112)に呼吸通路が形成されないように、マウスピース(112)にバルブインサートを設けることもできる。この場合、患者である馬は、呼吸は一方の鼻孔を通じて行ない、装置(100)からの音響振動は他方の鼻孔を通って供給される。
【００３２】
図９乃至図１４は、牛、馬の他、バルブ(118)を必要としない動物に利用可能なマウスピース(300)の例を示している。このマウスピース(300)は、図１〜図６及び図８に示されたマウスピース(112)と単純に置き換えられる。装置(100)の残部は上記のとおりである。実際は、図示のマウスピース(300)は、大きな動物の場合、口ではなく鼻孔に挿入される。それゆえ、本明細書における“マウスピース”という語は、装置(100)がハウジング(102)に取り付けられたとき、患者の気道に音響エネルギー送り込む部分を表すものとして用いられる。
【００３３】
マウスピース(300)は、ベースリング(302)、上バッフル部(304)、下バッフル部(306)及び可撓性チップ部(308)からなる。上バッフル部と下バッフル部は、図９に示されるように、スナップ嵌合される。上バッフル部(304)と下バッフル部(306)は一緒にリング状ベースリング(302)に挿入されて保持され、接続部(304)(306)はリング状ベースリング(302)の内部で回転可能である。リング状ベース部(302)は、図１〜図８に示される実施例(100)を参照して説明したように、ハウジング(102)の螺刻された開口端部(106)に螺合される。
【００３４】
上バッフル部(304)と下バッフル部(306)は、各々が、好ましくは剛性の内棚部(310)(312)を含んでいる。これらの内棚部は軸方向に互いに間隔を有しており、マウスピース(300)が動物の鼻孔に挿入されると、患者の鼻腔から排出される流体は、ダイヤフラムに向けて蛇行路を通らねばならいから、交換可能なダイヤフラム(160)に到達して衝突するのではなく、一般的には、バッフル(310)及び／又は(312)の少なくとも１つに捕獲されるであろう。下バッフル(312)はまた、好ましくは、音響エネルギーが通過できるように中央ノッチ(313)を有しているので、バッフルは、音響エネルギーの伝送を実質的に損なうことはなく、排出された流体物質を捕獲する機構として供される。
【００３５】
図３では、可撓性でテーパ状の筒状チップ部(308)は分離して示されている。チップ部(308)は、軟質のラテックス又はシリコンプラスチック材料から形成される。好ましくは、チップ部(308)の先端部(313)は、接続された上部(304)と下部(306)の先端部(325)に形成された環状のテーパ状バーブ(barb)部(316)を受ける環状の内溝(314)を有しており、図９に示されるマウスピース(300)が組み立てられる。チップ部(308)は、患者の鼻組織に炎症を起こしたり傷をつけることなく、うまく接触できるように、相対的に軟性及び可撓性に作られることが好ましい。さらにまた、チップ部(308)の後端部を弾性的に伸縮可能とし、バーブ部(316)を溝(314)の中に進入させることにより、チップ部(308)は、組み立てられたバッフル部(304)(306)上で保持されることができる。
【００３６】
図１４では、ベースリング(302)は分離して示されている。このベースリング(302)は、環状で略剛性のプラスチック部材であり、螺刻された内側端部は、図８に示されるハウジング(102)の螺刻された外端部(106)に螺合される大きさである。ベース(302)の他方の開口端は、環状の内フランジ(320)を有している。ベースリング(302)の外表面は、ベースリング(302)が容易にハウジング(102)に組み込まれるように、一連の突起(322)が間隔をあけて設けられている。
【００３７】
図１１及び図１２を参照すると、上部(304)と下部(306)は、突起縁(324)と溝縁(326)が係合して接続される。上部(304)の大端部(328)と下部(306)の大端部(330)が接続されて、環状で外側がテーパ状のスリーブ(332)を形成し、該スリーブには、一連のカットアウト部又はノッチ(334)が間隔をあけて形成されている。このテーパ状スリーブ(332)は、ベースリング(302)の他方の開口端の環状フランジ(334)にスナップ嵌合される。ベースリング(302)は、上部(304)及び下部(306)を共に保持し、接続された上部(304)と下部(306)は、チップ(308)と共に、リングベース(302)の周り、従ってハウジング(102)の周りを回転可能である。図９に示されるように、マウスピース(300)がハウジング(102)に締結された場合、チップ(308)は、上及び下又は任意の角度に回転可能であり、一方では、ベースリング(302)はハウジング(102)の上に固定して保持される。
【００３８】
上部(304)と下部(306)は、好ましくは、突起と溝の形態で結合される。しかしながら、他の実施例として、ベースリング(302)とチップ部(308)が上部(304)と下部(306)を実質的に保持するので、上部(304)と下部(306)の結合は、突合せ接合であってもよい。また、他の実施例において、バッフル(310)(312)は、省略することもできるし、図示以外の形状でもよい。ベースリング(302)、上部(304)及び下部(306)は、剛性のプラスチック材料から作られることが好ましく、該プラスチック材料はオートクレーブ処理されたものが好ましい。チップ部(308)は、適用される動物によっては、具体的に図示したもの以外の形状でもよい。
【００３９】
記載した装置は、現在、最も実用的で望ましい実施例であると考えられるが、本発明は、開示された実施例に限定されるものでないことは理解されるべきである。例えば、ハウジング(102)と別の形状とすることも可能である。例えば、部分(104)と(106)との間のウエブ部に電子部品が搭載されている場合、ハウジング(102)は、屈曲した“Ｃ”形状である必要はない。制御ボタン又は制御機構についても、他の機構、配置及び形態が可能である。また、ハウジング(102)についても、他の形状及び形態が可能である。
【００４０】
また、制御機構及び制御ボタンは、他の実施例として、自動化機能と置き換えることができる。この開示は、特許請求の範囲の精神及び範囲内に含まれる様々な変形及び同様な配置を包含するもので、その範囲は、そのような全ての変形及び同様な構造を含むことができるように最も広義に解釈されるべきである。この明細書で言及する全ての特許及び他の公開公報は、引用を以てその全体が本願へ記載されるものとする。本発明の開示は、特許請求の範囲のあらゆる実施例を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る装置の一実施例の右側面図である。
【図２】図１に示す本発明の一実施例の装置の左側面図である。
【図３】図１及び図２に示す本発明の一実施例の装置の患者側端面図である。
【図４】図１に示す装置の右側面図の一部であって、装置のマウスピース部について、吸入中の空気の流れを示す図である。
【図５】図４と同様な部分右側面図であって、吐出し中の空気の流れを示す図である。
【図６】図１の一部を破断して示す側面図であって、音響チャンバーとマウスピースの内部構造を断面で示す図である。
【図７】図１に示す装置を、装置を分解することなくプログラミングすることができるシステムの概略図である。
【図８】図１に示す実質的の分解側面図である。
【図９】ある用途に用いられる他の実施例のマウスピースについて、図８のハウジングに取り付けられるように組み立てられた状態の側面図である。
【図１０】図９に示すマウスピースの分解側面斜視図である。
【図１１】図９に示すマウスピースの上バッフル部の内側を示す分離斜視図である。
【図１２】図９に示すマウスピースの下バッフル部の内側を示す分離斜視図である。
【図１３】図９に示すマウスピースの鼻部を示す分離斜視図である。
【図１４】図９に示すマウスピースの取付リングの分離斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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