(57)【要約】  ばねで偏倚された流体セル内の流体から支持が得られるマットレス、シート、ソファーなど身体を支持するためのクッション・デバイス。このクッション・デバイスは、自己膨張式、自己調整式であり、患者の接触面全体下に低い界面圧力をもたらす。せん断力による擦過損傷がスリーブ装置によって防止される。支持システム装置は個別に調整可能な圧力支持ゾーンを提供する。物理療法では、交互の圧力システムが患者の下で交互に上昇かつ下降する圧力ゾーンを提供する。
2008528123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持面で使用される流体セルであって、
前記流体セルの内部の流体の圧力を含む前記流体セル内の力に荷重を支持する前記流体セルの面積を積算し前記流体セルの矯正力を加算した合計よりも大きい力の荷重が負荷された場合に前記各流体セルが折りたたまれ、前記荷重が前記流体セル内の力と前記流体セルの矯正力の合計よりも小さい力の荷重に低減された場合に前記流体セルが矯正されるように、前記流体セルを矯正する前記支持面の前記流体セル内のばね偏倚を含み、前記流体セルが自己膨張式である、流体セル。
【請求項２】
前記流体セルが円の径を有する、請求項１に記載の流体セル。
【請求項３】
前記流体セルが、単一螺旋、二重螺旋、またはベローズからなるグループから選択される外側構成を備える、請求項１に記載の流体セル。
【請求項４】
前記流体セルがばねおよび弾性材料をさらに備え、前記弾性材料が前記ばねによって柔軟に支持される、請求項１に記載の流体セル。
【請求項５】
表面カバーが、織物、防水材料、ゴム、プラスチック、水分吸収材料、またはマイクロファイバからなるグループから選択される外側構成を備える、請求項４に記載の流体セル。
【請求項６】
前記流体セルが垂直回転軸を含み、前記流体セルが前記垂直回転軸に対して平行方向に折りたたまれ矯正される、請求項１に記載の流体セル。
【請求項７】
前記流体セルが、エラストマー材料および圧縮成形材料からなるグループから構築される、請求項１に記載の流体セル。
【請求項８】
各前記流体セルから延在する入口ポートおよび出口ポートをさらに備える、請求項１に記載の流体セル。
【請求項９】
各自己膨張式流体セルが前記自己膨張式流体セルを矯正するばね偏倚および少なくとも１つのポートを有する複数の自己膨張式流体セル、および
前記複数の自己膨張式流体セルを受けるように構成され、前記自己膨張式流体セルを共に固定してマットレス構成を形成するケーシングを備える、支持面。
【請求項１０】
前記自己膨張式流体セルが、１つの螺旋、複数の螺旋、ベローズ、およびコイルばねで支持される弾性材料からなるグループから選択される外側構成を有する、請求項９に記載の支持面。
【請求項１１】
少なくとも１つのマニホルド・システムをさらに備え、前記マニホルド・システムが複数の前記自己膨張式流体セルの相互連結された自己膨張式流体セルのグループの前記ポートに動作可能に取り付けられる、請求項９に記載の支持面。
【請求項１２】
流体を前記マニホルド・システムに供給する手段をさらに備える、請求項９に記載の支持面。
【請求項１３】
流体圧力を少なくとも１つの前記マニホルド・システムに加えるように構成された交互の圧力システムをさらに備え、少なくとも１つの前記マニホルド・システムに加えられる前記流体圧力が時間系列で交互に切り換えられる、請求項９に記載の支持面。
【請求項１４】
前記ケーシングが複数のパッドをさらに備え、少なくとも１つの前記パッドが前記複数の自己膨張式流体セルを受け入れるように形成される、請求項９に記載の支持面。
【請求項１５】
前記複数の自己膨張式流体セルの上方に位置付けられたトッパーをさらに備えて、さらなるクッションを提供する、請求項９に記載の支持面。
【請求項１６】
外側カバーをさらに備える、請求項９に記載の支持面。
【請求項１７】
前記自己膨張式流体セルの吸気および排気中の音を低減するための音制御バッテンをさらに備える、請求項９に記載の支持面。
【請求項１８】
前記音制御バッテンが網状フォームである、請求項１７に記載の支持面。
【請求項１９】
前記音制御バッテンが多様な表面である、請求項１７に記載の支持面。
【請求項２０】
前記音制御バッテンが可撓性材料および剛性材料からなるグループから選択される、請求項１７に記載の支持面。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、身体を個別に支持できるようにするマットレスまたは支持面で使用される流体セル、および身体を個別に支持できるようにする支持面に関する。本発明は、ばね偏倚を有する弾性流体セルである矯正要素を含む。
【背景技術】
【０００２】
これまで、マットレス、ソファー、シートなど、身体支持に使用される膨張可能なクッション・デバイスは、通常、膨張させて人を支持する複数の空気セルまたは袋状組織を含むものであった。空気セルは人に支持を提供するものであり、空気セルを所望の圧力レベルまで膨張させて、人に所定レベルの快適性および支えを提供することができる。
【０００３】
医療分野では、複数の空気セルを含むクッション・デバイスは、患者の身体の様々な部分の下に様々なレベルの支持を提供するために使用されることが多い。たとえば、マットレスはマットレスの上部、中部、および下部に配置された個別の空気セルを含むことができる。こうした空気セルを様々な圧力になるように膨張させて、患者の身体の上部、中部、および下部を様々な圧力で支持することができる。
【０００４】
長期間病床につく患者の世話をする病院では、患者は自分の身体が受ける過剰な圧迫の影響に苦しむことが多い。医療分野で知られているように、患者の身体が連続的に圧迫されると軟組織の損傷が発生するおそれがある。患者の皮膚に加えられる外圧によって血液を運ぶ毛細血管が閉鎖されると、軟組織が退化するおそれがある。この軟組織の損傷は床ずれの形成を招くことがある。たとえば、患者の踵が連続的に圧迫されると踵に床ずれができて悪化するおそれがある。上記の複数セルのクッション・デバイスを使用して、患者の身体の特定部分の圧迫を軽減することができる。たとえば患者の踵の場合は、患者の脚の下にある空気セルを膨張させて、踵がマットレスから持ち上げられるようにすることによって、軽減することができる。したがって、踵への連続的な圧迫が軽減され、踵の床ずれの形成が防止される。
【０００５】
通常、空気クッション・デバイスには、デバイス内の空気セルを膨張させる外部ポンプが必要である。あるいは、空気クッション・デバイスは、製造工場で事前に膨張され、使用される現場に発送される。膨張させる場所の気圧が、デバイスが使用される現場の気圧と異なる場合に問題が生じる。たとえば、現場の気圧が膨張させる場所の気圧よりも低い場合、現場の空気セルは拡張し、より堅くなる。
【０００６】
病院は、圧力軽減支持システムが十分に患者の身体圧迫を低減し、組織の損傷を低減し、熱傷、床ずれなど皮膚病の治癒を促進する場合に、それらを「治療製品」として格付けする。「治療製品」として認められた通常の圧力軽減支持システムは、形状やマットレス内の圧力を変えるモータおよびポンプを備えるベッドに使用される。こうしたベッドは非常に高価格であり、システムの使用および操作方法を学ぶために広範な訓練を積んだ操作者が必要である。さらに「治療製品」は、多数の可動機械部品の故障のために広範な保守が必要になることが多い。また、こうした複雑な圧力軽減支持システムは、通常のちょうちんばねのマットレス支持部では使用することができず、特殊なベッド・フレームが必要である。こうしたベッドの複雑な設計のためにベッドの修理が非常に難しくなり、適切な修理にはシステム全体の完全な交換が必要になることが多い。他の欠点は、停電中にこうしたマットレスが圧力を失い、患者が硬い表面上に寝かせられたままにされ、処置が講じられない場合は、床ずれが悪化するおそれがあることである。したがって、こうした欠点に十分に対処する身体支持を実現する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、大気など流体から支持が得られるマットレス、シート、ソファーなどのためのクッション・デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このクッション・デバイスは、可動部品が少なく、ユーザが制御可能であり、最低限の保守しか必要とせず、簡単に修理可能である。本発明のクッション・デバイスは、支持システム装置、スリーブ装置、ジャケット、トッパー・クッション、および外側カバーを備える。
【０００９】
支持システム装置は、身体を持ち上げる支持を提供する少なくとも１つの支持セルを備える。各支持セルは流体を含むエンベロープを備える。エンベロープの外面上に外部荷重が加わると、エンベロープが圧縮された形態に変形される。エンベロープは、エンベロープの内面に矯正力を加えて、エンベロープを元の荷重を受けていない形態に戻すことができる矯正要素を含む。矯正要素は、弾性フォーム材料から作成されることが好ましいが、他の弾性手段を使用することもできる。
【００１０】
入口ポート、出口ポート、取入弁、および排出弁が各支持セルに含まれる。入口および出口ポートは流体セル上に直接配置され、互いに隣接または近接して位置付けられる。各支持セルの排出弁は、流体セルから直接延在する横方向の導管を介して排出制御システムに連結される。各支持セルの取入弁は取入制御システムに連結される。各取入弁は、流体が支持セル内に流れることができるようにするが、流体が支持セルから外に流れるのを阻止する取入逆止め弁を備える。各排出弁は、流体が支持セルの外に流れることができるようにするが、流体が支持セル内に流れるのを阻止する排出逆止め弁を備える。取入制御システムは流体供給リザーバに連結される。排出制御システムは流体排出リザーバに連結される。好ましくは供給および排出リザーバ内に含まれる流体は空気であるが、たとえば水または窒素など任意の適した流体を使用することができる。流体供給および排出リザーバは同じリザーバで構成されてもよく、大気など周囲の流体源を含むことができる。
【００１１】
使用の際は、エンベロープ上に横たわる人、患者、または動物の体重によってエンベロープが変形する。説明のため、エンベロープ上に横たわる身体の一例として患者を使用する。エンベロープの体積が変形されて減少するにつれて、エンベロープ内の流体の圧力が上昇する。流体の圧力が上昇するにつれて、エンベロープ内の流体は排出弁を通ってエンベロープの外に出て排出制御システム内に入る。次に、流体は排出制御システムから流体排出リザーバ内に流れる。さらに、各エンベロープが変形して患者の不規則な形状と一致したときに、荷重を支持するエンベロープの面積が増加する。エンベロープ内の流体の圧力を含むエンベロープ内の力に荷重を支持するエンベロープの面積を積算し、矯正要素によって加えられる力を加算したものが荷重量と等しくなった場合に平衡状態になる。
【００１２】
制御可能な圧力逃がし弁が排出制御システムに含まれて、エンベロープ内の流体の最大圧力レベルを設定し維持することができるようになされる。流体の様々な選択された最大圧力レベルによって、支持セルが様々な重量に対応することができるようになり、または患者とエンベロープ表面の間に様々な程度の適合性をもたらすことができるようになる。流体の最大圧力レベルは、患者の接触面全体下の界面圧力が、床ずれなど軟組織の損傷が引き起こされる可能性がある圧力よりも低いことが保証されるように設定されることが好ましい。
【００１３】
支持セルから患者の重量が除去されたときに、矯正要素がエンベロープの内面に外向きの力を加える。エンベロープが拡張されると、エンベロープの内部空間に部分真空が発生し、流体がエンベロープの内部空間内に戻る。流体は、流体供給リザーバから取入制御システム内に取入弁を通って吸い込まれ、エンベロープの内部空間内に入る。取入弁は、流体がエンベロープの内部空間に再入することができるようにするが、流体がエンベロープの内部空間から外に出るのを阻止する一方向の取入逆止弁を備える。
【００１４】
本発明に含まれる支持セルは、膨張用の圧力源として大気圧を使用することができる。したがって、流体供給および排出リザーバが大気を含む場合、以前の入手可能な「治療製品」に必要とされた高価格の送風機、ポンプ、またはマイクロプロセッサが不要であり、動力なしで膨張させることができる。複数の支持セルを、横方向の導管を介して取入制御システムに、横方向の導管を介して排出制御システムに相互連結して、支持システム装置を作成することができる。支持セルを相互連結することによって、流体セル中に一定の圧力を維持することができるようになる。支持システム装置は、自己調整式に圧力を患者の接触面全体で管理することによって患者を支持することができる。支持システム装置は、支持される患者の表面全体下に低い界面圧力を提供する。たとえば、患者が支持システム装置上に横たわっている場合、支持システム装置は、患者の接触面全体下の界面圧力が軟組織の損傷が引き起こされる可能性がある圧力よりも低いことを保証する。
【００１５】
支持システム装置は、患者が支持システム装置上で移動し、または体位を変えるたびに自己調整する能力も有する。支持システム装置に加えられる圧力分布が変わる場合、支持システム装置内の支持セルは必要に応じて自動的に膨張または収縮して、患者全体の下の低い界面圧力を維持する。
【００１６】
本発明の他の実施形態は、支持システム装置内の個別に制御される支持ゾーンを提供する。各支持ゾーンは少なくとも１つの支持セルを備える。各支持セルは少なくとも１つの取入弁および少なくとも１つの排出弁を備える。各支持ゾーン内の支持セルごとの取入弁はマニホルド・システムに連結され、マニホルド・システムは、それから延在する複数の横方向の導管を有する導管を備えており、取入制御システム内に含まれる。単一の支持ゾーン内の各支持セルからの排出弁はマニホルド・システムに連結され、マニホルド・システムはそれから延在する複数の横方向の導管を有する導管を備えており、単一の排出制御システム内に含まれる。各支持ゾーンは個別の排出制御システムを有する。取入制御システムは流体供給リザーバに連結される。支持ゾーンごとの排出制御システムは流体排出リザーバに連結される。通常、各支持ゾーン内の圧力レベルは様々なレベルに設定される。たとえば、支持システム装置がベッドのマットレスを備える場合、支持システム装置の上部、中部、および下部ゾーンが患者の身体の上部、中部、および下部に様々なレベルの圧力または硬さを提供するように設定することができる。
【００１７】
スリーブ装置は各支持セルを包囲するセル・カバーを備える。複数の支持セルに対して、各セル・カバーが隣接するセル・カバーに取り付けられる。セル・カバーによって、支持セルのエンベロープの表面がセル・カバーの第１の側面に沿って自由に摺動し、この摺動動作がセル・カバーの第２の側面に伝達されないようにすることができる。セル・カバーの第２の側面は、患者が横たわる側面でもよい。したがって、支持セルの動きが患者に伝達されないため、患者の皮膚への摩擦またはせん断力による掻爬損傷が防止される。支持セルの修理が必要な場合、スリーブ装置により各支持セルを簡単に取り外し、交換することができるようになる。
【００１８】
本発明の他の実施形態は、複数のゾーンに圧力を交互に加える追加の交互の圧力システムを提供する。交互の圧力システムを支持システム装置と組み合わせて使用することができる。各ゾーンは少なくとも１つの支持セルを備える。交互の圧力システムは、ポンプ、加圧流体タンクなどを含む加圧流体供給源を備える。さらに、交互の圧力システムは、複数のゾーンに流体圧力を順次に加える制御システムを備える。患者の下で交互のゾーンが隆起し降下することによって、患者の骨格および組織の有益な運動がもたらされる。この運動は、患者の血行およびリンパ液の動きを刺激する助けをする。交互の圧力システムが非活動状態になり、または機能が停止した場合、支持システム装置は患者の身体に対し自己調整式に圧力を管理し続ける。
【００１９】
ジャケットは、支持システム装置、取入および排出制御システム、並びに交互の圧力システムの一部を収容する。ジャケットを任意の適した伸張可能な材料で作成することができ、好ましくは、伸張可能な織物材料から形成される。
【００２０】
トッパー・カバーはさらなる弾性胴体支持を提供する。トッパー・カバーは、積層の繊維が充填された材料または他の適した材料から形成することができる。トッパーは、患者の敏感な踵領域への圧力を低減する弾性踵支持ユニットを備えることができる。トッパー・カバーはジャケットの上部に位置し、外側カバーで覆うことができる。あるいは、トッパー・カバーは支持システム装置の上部に位置することができる。
【００２１】
外側カバーは、低摩擦かつ低せん断性の表面を提供し、患者が摩擦による組織の損傷を受けないようにさらに保護する。また、外側カバーは防水かつ妨汚性表面を提供する。医学的用途には、外側カバーを抗菌タイプの材料で作成することができる。
【００２２】
本発明の他の実施形態は、矯正能力を有する個々の流体セルである複数の支持セルを含む支持面またはマットレスを提供する。個々の流体セルはそれぞればね偏倚を有する。流体セルの外面上に外部荷重を加えると、その荷重が、流体セルの内部の流体の圧力を含む流体セル内の力に荷重を支持する流体セルの面積を積算して流体セルの矯正力を加算した合計よりも大きい力を有する場合は、流体セルが圧縮された形態に変形される。荷重が低減された後、流体セルの矯正力によって、流体セルは荷重されない元の形態に矯正される。エンベロープ内の流体の圧力を含むエンベロープ内の力に荷重を支持するエンベロープの面積を積算して矯正要素によって加えられる力を加算したものが荷重量と等しくなるときに平衡状態になる。流体セルは、加えられる荷重に応じて可変の力を加え、拡張し、圧縮される。
【００２３】
ばね偏倚された流体セルを含む支持システム装置は、流体セルを受けてセルを共に固定してマットレス構造を形成するベース・ハウジングまたはケーシングも備える。ケーシング内の流体セルは、制御可能な圧力逃がし弁を備える取入制御システムおよび排出制御システムに連結されて、支持システム装置を作成する。流体セルの運動と流体セルの硬さと柔らかさは共に、流体セルの特性、制御可能な圧力逃がし弁が設定される圧力レベルによって決定される。たとえば、ベース材料の高さ、ＩＬＤ（Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）、流体セル材料の密度、空気圧、流体セルの高さ、空気流の制御、空気音の制御、空気流の方向、および空気の移動速度など変数全てが力に対する流体セルの反応に影響を与える。空気音制御は、空気セルの吸気および排気中の音を低減する音制御バッテンを使用して行われる。
【００２４】
本発明のクッション・デバイスは、ユーザが現場で各支持セル内の最大圧力レベルを調整可能に設定することができるようにする。大気に囲まれている場合、支持システム装置は自己膨張式、自己調整式であり、関連する「治療製品」技術に必要な高価格のポンプおよび制御システムが不要である。また、本発明の可動部品の数は比較的少ないため、複雑な関連技術と比較して、保守および修理が簡単で低コストである。
【００２５】
本発明のクッション・デバイスを任意の支持デバイスと組み合わせて使用することができるが、その場合、人または患者の自己調整動圧力支持部が必要である。たとえば、こうした支持デバイスはマットレス、ソファー、シートなどでもよい。
【００２６】
本発明の第１の全般的な態様は、支持面で使用される流体セルであって、
流体セルの内部の流体の圧力を含む流体セル内の力に荷重を支持する流体セルの面積を積算し、流体セルの矯正力を加算した合計よりも大きい力を有する荷重が負荷された場合に、前記各流体セルが折りたたまれ、前記荷重が流体セル内の力と流体セルの矯正力の合計より小さい力を有する荷重に低減された場合に、前記流体セルが矯正されるように、前記流体セルを矯正する前記支持面の前記流体セル内のばね偏倚を含み、前記流体セルが自己膨張式である、流体セルを提供する。
【００２７】
本発明の第２の全般的な態様は、支持面であって、
各自己膨張式流体セルが前記自己膨張式流体セルを矯正するばね偏倚および少なくとも１つのポートを有する複数の自己膨張式流体セル、および
前記複数の自己膨張式流体セルを受けるように構成され、前記自己膨張式流体セルを共に固定してマットレス構成を形成するケーシングを備える、支持面を提供する。
【００２８】
本発明の特徴は、本発明の詳細な説明、および説明の目的で選択し添付の図面で示した本発明の好ましい実施形態から最も良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の幾つかの好ましい実施形態を詳細に示し記載するが、理解されるように、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を加えることができる。本発明の範囲は、構成要素の数、その材料、その形状、その相対的配置などに全く限定されるものではなく、それらは好ましい実施形態の単なる一例として開示されたものである。本発明の特徴および利点を添付の図面で詳細に示す。図面中の同様の参照番号は同様の要素を指す。図面は本発明を示すものであるが、図面は必ずしも原寸に比例していない。
【００３０】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態によるクッション・デバイス１０の斜視図が示されている。クッション・デバイス１０を、人または患者５６（図１４）の自己調整式動圧支持部が必要とされる任意の支持デバイスと組み合わせて使用することができる。たとえば支持デバイスは、マットレス、ソファー、シートなどを含むことができる。クッション・デバイス１０は、少なくとも１つの支持セル１４、スリーブ装置１６（図５）、ジャケット１８（図５）、およびトッパー・クッション２０を備える支持システム装置１２を含む。
【００３１】
支持システム装置１２は、患者５６に持上げ支持部を提供するための少なくとも１つの支持セル１４を備える。各支持セル１４は、取入弁４０および排出弁４２を備える。図１で示したように、クッション・デバイス１０は、２つの端壁２４、２６、および２つの側壁２８、３０も備える。端壁２４、２６および側壁２８、３０をフォームまたはゴムなど弾性材料から形成することができる。トッパー・クッション２０はジャケット１８の頂部上に静置され、身体にさらなるクッションを提供する。トッパー・クッション２０は、たとえばフォーム、羽毛、膨張可能な空気クッションなど、任意の弾性材料からなるものでもよい。
【００３２】
図２は、エンベロープ３４Ａおよび矯正要素３２Ａを含む支持セル１４Ａを示す部分断面図である。エンベロープ３４Ａは流体３６を含む。エンベロープ３４Ａ上に外部荷重が加わると、エンベロープ３４Ａが圧縮形態に変形される。矯正要素３２Ａはエンベロープ３４Ａの内面３８Ａに矯正力を加える。外部荷重がエンベロープ３４Ａから除去されると、矯正力によってエンベロープ３４Ａが元の形態に戻る。矯正要素３２Ａは好ましくは弾性フォーム材料であるが、コイルばね５００（図１７）またはベローズ５２０（図１８）など他の弾性材料を使用することもできる。コイルばね５００は弾性材料５０２によって包囲される。ベローズ５２０は、プラスチックなどたわみ性弾性材料で形成し、空気など流体を充填することができる。矯正要素は、図２３で示した流体セル６１４と同様に、その外側構成に二重または対の螺旋パターン５３０を有することができる。
【００３３】
マットレス用の支持システム装置１２の一例は、図１および３で示したように、複数の支持セル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、および１４Ｄを含む。端部セル１４Ａおよび１４Ｄおよび内部セル１４Ｂおよび１４Ｃの一例が図１および３に示されている。取入弁４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、および排出弁４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、および４２Ｄも図３に示されている。各取入弁４０は、流体３６が支持セル１４内に流れることができるようにするが、流体３６が支持セル１４から外に流れるのを阻止する取入逆止弁４８を備える。各排出弁４２は、流体３６が支持セル１４の外に流れることができるようにするが、流体３６が支持セル１４内に流れるのを阻止する排出逆止弁５０を備える。各排出弁４２は、排出制御システム４６に含まれるマニホルド６０内のＴ形交差部６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、および６０Ｄを介して排出導管に連結される。各取入弁４０は好ましくは、取入制御システム４４に含まれるマニホルド５８内のＴ形交差部５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、および５８Ｄを介して取入導管に連結される。
【００３４】
取入制御システム４４は流体供給リザーバ５２に連結される。排出制御システム４６は流体排出リザーバ５４に連結される。通常、流体供給リザーバ５２および流体排出リザーバ５４内に含まれる流体３６は空気であるが、任意の適した流体３６（たとえば水または窒素）を使用することもできる。流体供給リザーバ５２および流体排出リザーバ５４は、同じリザーバで構成されてもよく、大気など周囲の流体源３６を含むことができる。
【００３５】
図１４で示したように、クッション・デバイス１０上に横たわる患者５６などの体重によって各支持セル１４内のエンベロープ３４が変形される。エンベロープ３４の体積が変形によって減少されるにつれて、各エンベロープ３４内の流体３６の圧力が上昇する。流体３６の圧力が上昇するにつれて、各エンベロープ３４内の流体３６は対応する排出弁４２を通ってエンベロープ３４の外に出て、排出制御システム４６（図１および３）内に入り、各流体セルの圧力はそれぞれ他の流体セルの圧力とは独立したものになる。次に、流体３６は排出制御システム４６から流体排出リザーバ５４内に流れる。さらに、各エンベロープ３４が変形して患者５６の不規則な形状と一致したときに、荷重を支持するエンベロープ３４の面積が増加する。エンベロープ３４内の流体５４の圧力を含むエンベロープ３４内の力に荷重を支持するエンベロープ３４の面積を積算し、矯正要素３２によって加えられる力を加算したものが荷重量と等しくなった場合平衡状態になる。
【００３６】
図３で示したように、制御可能な圧力逃がし弁６２が排出制御システム４６に含まれ、排出導管６０の端部６４に取り付けられる。制御可能な圧力逃がし弁６２の出口６６は流体排出リザーバ５４に取り付けられる。制御可能な圧力逃がし弁６２は、排出導管６０および各支持セル１４の各エンベロープ３４内の流体３６の最大圧力レベルを制御する。制御可能な圧力逃がし弁６２上の回転可能なつまみ６８または他の調整機構によって、ユーザが規制された最大圧力レベルを調整することができる。支持セル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、および１４Ｄ内の様々な選択された最大許容圧力によって支持システム装置１２が様々な重量の患者５６に適応することができるようになる。また、支持セル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、および１４Ｄ内の様々な最大許容圧力の設定によって、患者５６と各エンベロープ３４の表面の間に様々な程度の適合性をもたらすことができるようになる。最大圧力は、患者５６の全接触面下の界面圧力が組織の損傷が引き起こされる可能性がある圧力よりも低いことが保証されるように設定されることが好ましい。本発明のクッション・デバイス１０では、ユーザが現場で各支持セル１４の最大圧力レベルを調整可能に設定することができる。最大圧力は、約６インチの水より大きいことが好ましいが、約８から１２インチの水が最適である。操作要件、ユーザの好みなどによって、他の範囲を使用することもできる。
【００３７】
図１３は、従来のマットレス７２上に横たわる患者５６を示す。患者５６に対する高圧領域が力の矢印ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ、およびＰＥで示されている。図１４は本発明のクッション・デバイス１０上に横たわる患者５６を示す。図で示したように、クッション・デバイス１０は、患者５６の接触面全体を支持する低い均一な界面圧力ＰＸを提供する。この界面圧力は組織の損傷を招く可能性がある圧力よりも低いため、床ずれや他の外傷の形成が防止される。
【００３８】
患者５６の重量が各支持セル１４から除去されると、各エンベロープ３４内の矯正要素３２（図２）が各エンベロープ３４の内面３８に矯正力を加える。各エンベロープ３４が拡張すると、各エンベロープ３４の内部空間７０内に部分真空が発生する。真空によって、流体３６が流体供給リザーバ５２から取入制御システム４４内に吸い込まれる。次に、流体３６は取入制御システム４４から対応する取入弁４０を通って各エンベロープ３４の内部空間７０内に吸い込まれる。流体供給リザーバ５２および流体排出リザーバ５４が大気を含む場合、以前の入手可能な「治療製品」に必要とされた高価格の送風機、ポンプ、またはマイクロプロセッサを必要とせずに膨張させることができる。本発明の支持システム装置１２は、患者５６が支持システム装置１２上で移動するたびに、または体位を変えるたびに自己調整する能力も有する。支持システム装置１２に加えられる圧力分布が変わる場合、支持システム装置１２内の支持セル１４は自動的に膨張または収縮して、患者全体の下に低い界面圧力ＰＸを復帰させる（図１４）。
【００３９】
本発明の他の実施形態が図４に示されている。この実施形態には、支持システム装置８０内の個別に制御される支持ゾーン「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」が設けられている。各支持ゾーン「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」は少なくとも１つの支持セル１４を含む。各支持セル１４は、少なくとも１つの取入弁４０および少なくとも１つの排出弁４２を備える。図４で示したように、各取入弁４０Ａ〜４０Ｈは、取入制御システム４４に連結される。ゾーン「Ｃ」内の排出弁４２Ａおよび４２Ｂは排出制御システム８２に連結される。ゾーン「Ｂ」内の排出弁４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅ、および４２Ｆは排出制御システム８４に連結される。ゾーン「Ａ」内の排出弁４２Ｇおよび４２Ｈは排出制御システム８６に連結される。各取入弁４０Ａ〜４０Ｈによって、それぞれ流体３６が各支持セル１４Ａ〜１４Ｈ内に流れることができるようになるが、それぞれ流体３６が各支持セル１４Ａ〜１４Ｈから戻るのが阻止される。各排出弁４２Ａ〜４２Ｈによって、それぞれ流体３６が各支持セル１４Ａ〜１４Ｈから外に流れることができるようになるが、それぞれ流体３６が各支持セル１４Ａ〜１４Ｈ内に戻るのが阻止される。取入制御システム４４は流体供給リザーバ５２に連結される。排出制御システム８２、８４、および８６は流体排出リザーバ５４に連結される。通常、流体供給リザーバ５２および流体排出リザーバ５４内に含まれる流体３６は大気であるが、他の流体３６を使用することもできる。
【００４０】
各排出制御システム８２、８４、および８６はそれぞれゾーン「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」内の流体３６の圧力を選択したレベル未満に維持する圧力逃がし弁８８、９０、および９２を備える。各圧力逃がし弁８８、９０、および９２が備える回転可能なつまみ６８または他の調整システムによって、ユーザは各ゾーン「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」内の流体３６の最大圧力レベルを設定することができるようになる。
【００４１】
図５は、図４の線５−５に沿って切り取られた支持システム装置８０およびゾーン「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」を示す断面図である。大気が流体供給リザーバ５２に供給される場合、加圧流体３６を供給するための送風機またはポンプは不要である。上記のように患者５６の重量が支持システム装置１２から除去されると、各支持セル１４Ａ〜１４Ｈは自己膨張する。各排出制御システム８２、８４、および８６により、各ゾーン「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」内の流体３６の最大圧力レベルを個々に設定することができるようになる。図６は、ゾーン「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」内の様々な圧力レベル設定の一例を示す。たとえば、支持システム装置８０がベッドのマットレスに含まれる場合（図示せず）、様々な圧力レベルまたは硬さを患者の身体５６の上部、中部、および下部に提供することができる。
【００４２】
図５で示したように、スリーブ装置１６は各支持セル１４を包囲するセル・カバー９６を備える。各支持セル１４、各セル・カバー９６Ａ、９６Ｂ、９６Ｃ、９６Ｄ、９６Ｅ、９６Ｆ、９６Ｇ、および９６Ｈは、各隣接するセル・カバー９６に連結部９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃ、９８Ｄ、９８Ｅ、９８Ｆ、および９８Ｇによって取り付けられる。たとえば、連結部９８Ａ〜９８Ｇを接着、ヒート・シール、またはミシン縫いによる接合によって形成することができる。各セル・カバー９６は、対応するエンベロープ３４の外面１００がセル・カバー９６の内面１０２に沿って自由に摺動し、この動作をセル・カバー９６の外面１０４に伝達しないようにすることができる。たとえば図５で示したように、支持セル１４Ａはセル・カバー９６Ａによって包囲されたエンベロープ３４Ａを備える。エンベロープ３４Ａの外面１００Ａはセル・カバー９６Ａの内面１０２Ａに沿って自由に摺動する。この摺動運動は、セル・カバー９６Ａの固定外面１０４Ａに伝達されない。固定外面１０４Ａは、その上に患者５６が横たわる外側カバー２２（図１１）の側面に配置されて、エンベロープ３４Ａの摺動運動が患者に伝達されないように構成されている。したがって、スリーブ装置１６のセル・カバー９６は、患者５６の皮膚に摩擦せん断力によって掻爬損傷ができるのを防止する。
【００４３】
支持システム装置１０６の他の実施形態は、図７で示したように、複数のゾーン「Ｅ」および「Ｆ」に交互に圧力を加える追加の交互の圧力システム１３０を提供する。交互の圧力システム１３０は、ポンプ、圧縮機などを含む、圧力下で流体３６を供給する任意の手段を備えることができる。また、交互の圧力システム１３０には、導管１３２と１３４の間で加圧流体３６を定期的に切替えるための弁（図示せず）など任意の手段が含まれる。各支持ゾーン「Ｅ」および「Ｆ」は少なくとも１つの支持セル１４を備える。各支持セル１４は少なくとも１つの取入弁４０および少なくとも１つのポート４３を備える。各取入弁４０は、流体３６が支持セル１４内に流れることができるようにするが、流体３６が支持セル１４から外に流れるのを阻止する逆止弁（図示せず）を備える。各ポート４３は、流体３６が阻止されることなく支持セル１４の内外に流れることができるようにする。図７で示したように、各取入弁４０Ｊ〜４０Ｑは取入制御システム４４に連結される。
【００４４】
ゾーン「Ｅ」内のポート４３Ｑ、４３Ｏ、４３Ｍ、および４３Ｋは導管またはマニホルド１０８に連結される。ゾーン「Ｆ」内のポート４３Ｊ、４３Ｌ、４３Ｎ、および４３Ｐは導管またはマニホルド１１０に連結される。導管１０８の第１の端部１１２は逆止弁１１４に連結され、導管１０８の第２の端部１１８は遮断弁１２０に連結される。導管１１０の第１の端部１２２は逆止弁１２４に連結され、導管１１０の第２の端部１２６は遮断弁１２８に連結される。導管１３２は遮断弁１２０を交互の圧力システム１３０に連結する。導管１３４は遮断弁１２８を交互の圧力システム１３０に連結する。導管１３６および１３８は逆止弁１１４および逆止弁１２４を排出制御システム１４０に連結する。
【００４５】
遮断弁１２０は、導管１３２が連結された場合に流体３６が遮断弁１２０を通って流れることができるようにし、導管１３２が遮断された場合に流体３６の流れを全て阻止する「即脱着」式でもよい。遮断弁１２８は、導管１３４が連結された場合に流体３６が遮断弁１２８を通って流れることができるようにし、導管１３４が遮断された場合に流体３６の流れを全て阻止する「即脱着」式でもよい。逆止弁１１４は、流体３６が導管１０８から導管１３６内に流れることができるようにし、流体３６が導管１３６および１３８から導管１０８内に流れるのを阻止する。逆止弁１２４は、流体３６が導管１１０から導管１３８内に流れることができるようにし、流体３６が導管１３６および１３８から導管１１０内に流れるのを阻止する。排出制御システム１４０は上記の圧力逃がし弁と同様の圧力逃がし弁１４２を備える。
【００４６】
遮断弁１２０および１２８が閉鎖された場合、圧力逃がし弁１４２は導管１０８および１１０内の流体３６の圧力を選択されたレベル未満に維持する。各取入弁４０Ｊ〜４０Ｑによって、それぞれ流体３６が各支持セル１４Ｊ〜１４Ｑ内に流れることができるようになり、それぞれ流体３６が各支持セル１４Ｊ〜１４Ｑから戻るのが阻止される（図７）。各取入弁４０Ｊ〜４０Ｑは取入制御システム４４に連結され、取入制御システム４４は流体供給リザーバ５２に連結される。通常、流体供給リザーバ５２内に含まれる流体３６は大気であるが、任意の他の適した流体を使用することもできる。導管１０８および１１０はポート４３Ｊ〜４３Ｑを介してゾーン「Ｅ」および「Ｆ」に連結される。したがって、圧力逃がし弁１４２はゾーン「Ｅ」および「Ｆ」内の流体３６の圧力を選択されたレベル未満に維持する。圧力逃がし弁１４２に含まれる回転可能なつまみ１４４または他の調整システムにより、ユーザがゾーン「Ｅ」および「Ｆ」内の流体３６の最大圧力を設定することができるようになる。圧力逃がし弁１４２は流体排出リザーバ５４に連結される。大気を使用し、遮断弁１２０および１２８が遮断された状態では、支持システム装置１０６は自己膨張式かつ自己調整式である。
【００４７】
交互の圧力システム１３０は、高圧力と低圧力の流体３６を交互に導管１０８および１１０に供給する。導管１３２が遮断弁１２０に連結され、導管１３４が遮断弁１２８に連結された場合、交互の圧力が導管１０８および１１０に加えられる。導管１０８および１１０は交互の流体３６の圧力をゾーン「Ｅ」および「Ｆ」に加える。
【００４８】
たとえば、高圧流体３６を交互の圧力システム１３０から導管１０８に送り、低圧流体３６を導管１１０に送って、ゾーン「Ｅ」の流体３６の圧力を上げ、ゾーン「Ｆ」の流体３６の圧力を下げることができる。流体３６は逆止弁１１４を通って導管１３６および１３８に流れるが、逆止弁１２４によって導管１１０内に流れるのが阻止される。交互の圧力システム１３０によって供給される流体３６の流れは、圧力逃がし弁１４２を通って外に流れる流れよりもかなり高圧であるため、図８で示したように、高圧流体３６がゾーン「Ｅ」の支持セル１４Ｋ、１４Ｍ、１４Ｏ、および１４Ｑに充填されるようになる。図９は、ゾーン「Ｅ」および「Ｆ」の支持セル内の圧力を示す。この状態では、ゾーン「Ｅ」の支持セル１４が患者５６の下で上昇し、ゾーン「Ｆ」の支持セル１４が患者５６の下で下降する。
【００４９】
次に、高圧流体３６が導管１１０に送られ、低圧流体３６が導管１０８に送られ、高圧流体３６がゾーン「Ｆ」内に、低圧流体３６がゾーン「Ｅ」内に押し込まれる。流体３６は逆止弁１２４を通って導管１３８および１３６に流れるが、逆止弁１１４によって導管１０８内に戻るのが阻止される。交互の圧力システム１３０によって送られる流体３６の流れは、圧力逃がし弁１４２を通って外に流れる流れよりもかなり高圧であるため、高圧の流体３６がゾーン「Ｆ」の支持セル１４Ｊ、１４Ｌ、１４Ｎ、および１４Ｐに充填されるようになる。図１０は、ゾーン「Ｅ」および「Ｆ」の支持セル１４内の圧力を示す。この状態では、ゾーン「Ｆ」の支持セル１４が患者５６の下で上昇し、ゾーン「Ｅ」の支持セル１４が患者５６の下で下降する。
【００５０】
患者５６の下でゾーン「Ｅ」と「Ｆ」の支持セル１４が交互に上昇し下降することにより、患者５６の骨格および組織の有益な運動がもたらされる。この運動は、患者５６の血行およびリンパ液の動きを刺激する助けをする。
【００５１】
交互の圧力システム１３０は、交互の圧力を複数の支持セル１４にユーザが望む任意の順序で送るようにプログラミングされるコンピュータ制御システム１３１を備える。
【００５２】
図１６には、複数の支持セル１４を有する支持システム装置の他の実施形態１８０が示されている。この実施形態は、支持セル１４ＡＡ〜１４ＳＳの形状の他の例を示す。支持セル１４を支持システム装置１２および支持システム装置１０６と同様の方法で相互連結して、支持システム装置１８０に、自己膨張、自己調整、ゾーンに分けた圧力制御、並びに支持システム装置１８０上に横たわる人への交互の圧力支持および運動を提供することができる。交互の圧力システム１３０に含まれるコンピュータ制御システム１３１を、交互の圧力を複数の支持セル１４ＡＡ〜１４ＳＳにユーザが望む任意の順序で送るようにプログラミングすることができる。
【００５３】
図１１は、マットレス・クッション・デバイス２００を示す一部切欠き斜視図である。マットレス・クッション・デバイス２００は、胴支持システム２２０、踵支持システム２４０、およびスリーブ装置２６０、ジャケット１８、トッパー・クッション２０、並びに外側カバー２２を備える。胴支持システム装置２２０は、複数の支持セル１４、側壁２８、端壁２６、および側壁３０を備える。側壁２８および３０、並びに端壁２６は、弾性材料から形成される。スリーブ装置２６０はセル・カバー９６を備える。各セル・カバー９６は支持セル１４を包囲して、患者５６に摺動および摩擦運動が伝えられるのを防ぐ。支持セル１４は、支持システム２２０上に横たわる患者５６の胴領域に自己膨張式かつ自己調整式圧力支持を提供する。支持セル１４はマットレス・クッション・デバイス２００の長手方向に延在する。また、交互の圧力を患者５６の下の個々の支持セル１４に加えて、患者５６の身体に治療的運動をもたらすことができる。
【００５４】
踵支持システム装置２４０は、複数の支持セル１４、端壁２９、側壁２４２、および側壁２４４を備える。踵支持システム２４０は、患者５６の踵領域を支持する。支持セル１４はマットレス・クッション・デバイス２００の横方向に延在する。
【００５５】
ジャケット１８は胴支持システム装置２２０および踵支持システム装置２４０を包囲する。トッパー・クッション２０は、ジャケット１８の頂部上に位置し、患者５６にさらにクッションおよび快適性を提供する。トッパー・クッション２０は、たとえば、フォーム、羽毛、膨張可能な空気クッションなど、任意の弾性材料からなるものでもよい。
【００５６】
外側カバー２２が図１１および１２に示されている。マットレス・クッション・デバイス２００の外側カバー２２は、低摩擦かつ低せん断性の表面を提供して、患者５６が摩擦による組織の損傷を受けないようにさらに保護する。また、外側カバー２２は、防水かつ妨汚性表面とされる。医学的用途には、外側カバー２２を抗菌タイプの材料から作成することができる。外側カバー２２は、端壁２０２および２０４、側壁２０６および２０８、上部壁２１０、および底部壁２１２を備える。閉鎖部２１４は外側カバー２２の上部２１６と下部２１８を接合する。閉鎖部２１４は、たとえば、ジッパー、留め金、フック、およびかぎフック・ファスナーなどを含むことができる。側壁２０６および２０８は、支持セル１４が外側カバー２２内で上昇したり下降したりするときに、外側カバー２２が拡張したり収縮したりすることができるようにする、伸張可能なパネル２２２および２２４を備えることができる。支持セル１４の変位に伸張可能なパネル２２２および２２４が適応して、上部壁２１０の伸張が防止されるようになされる。したがって、上部壁は上部壁２１０上に横たわる患者５６にせん断力を伝えない。可撓性ハンドル２２６を外側カバー２２に取り付けて、ユーザがマットレス・クッション・デバイス２００を把持し移動できるようにすることができる。
【００５７】
本発明によるシート・クッション・デバイス２６０の一実施形態が図１５に示されている。シート・クッション・デバイス２６０は３つの支持セクション２６２、２６４、および２６６を備える。各セクション２６２、２６４、および２６６は少なくとも１つの支持セル１４を備える。支持セル１４を、支持システム装置１２、支持システム装置１８０、および支持システム装置１０６と同様の方法で相互連結して、シート・クッション・デバイス２６０に自己膨張、自己調整、ゾーンに分けた圧力制御、並びにシート・クッション・デバイス２６０上に座る人への交互の圧力支持および運動を提供することができる。たとえば、支持セクション２６２、２６４、および２６６は、それぞれ取入弁２６３および排出弁２６５を備えることができる。排出弁２６５は、制御可能な圧力逃がし弁２６９を有する排出制御システム２６７によって相互連結される。本発明の前の実施形態のように、各支持セクション２６２、２６４、および２６６内の流体の最大圧力レベルを制御するための圧力逃がし弁２６９が設けられる。
【００５８】
支持システム装置６１２の他の実施形態が図１９に示されている。支持システム装置６１２は、保持機構またはケーシング６２０内に嵌まる少なくとも１つの支持セルまたは流体セル６１４、セルの上方に位置してさらなるクッションを提供するトッパー・クッション６５０、および外側カバー６５２を備える。図１９で示した実施形態は、支持セル６１４Ａ〜６１４Ｏの形状の他の例を示す。支持セル６１４を支持システム装置１２および支持システム装置１０６と同様の方法で相互連結して、支持システム装置６１２に自己膨張、自己調整、ゾーンに分けた圧力制御、および支持システム装置６１２上に横たわる人への交互の圧力支持と運動を提供することができる。交互の圧力システム１３０に含まれるコンピュータ制御システム１３１を、交互の圧力を複数の支持セル６１４Ａ〜６１４Ｏに、ユーザが望む任意の順序で送るようにプログラミングすることができる。
【００５９】
支持システム装置６１２は、患者５６を支持するための少なくとも１つの支持セルまたは流体セル６１４を備える。流体セル６１４はポッドとも呼ばれる。流体セル６１４の数が増えるほど、装置が重量または荷重に対してより良好に反応するようになる。図２３は、外側構成の螺旋パターン５３０、垂直回転軸５４０、および複数のポート６４０Ａおよび６４０Ｂを有する通常の流体セル６１４を示す側面図である。流体セル６１４は外側構成に単一螺旋パターン、または二重螺旋パターンを有することができる。しかし、流体セル６１４は、流体セルの内部の流体の圧力を含む流体セル内の力に荷重を支持する流体セルの面積を積算し、流体セルの矯正力を加算した合計よりも大きい力を有する荷重が負荷された場合に流体セルが折りたたまれ、前記荷重が流体セル内の力と流体セルの矯正力の合計よりも小さい力を有する荷重に低減された場合に前記流体セルが矯正されるように、流体セルを矯正させるばね偏倚を有する任意の流体セルでもよい。換言すれば、流体セル６１４が人または物体の重量で圧縮された後、重量が低減されたときに矯正されるように流体セル６１４は矯正力を加える。流体セル６１４上に外部荷重が加わると、流体セル６１４が圧縮形態に変形される。流体セル６１４は、外部荷重が流体セル６１４から除去されたときに流体セル６１４を元の形態に戻す矯正力を加えて、流体セルが自己膨張するように構成されている。
【００６０】
流体セル６１４は、空気、水、または窒素など流体を含むことができる弾性材料から形成される。流体セル６１４は、圧縮成形することができるプラスチック樹脂または任意のエラストマー材料から形成することができる。しかし、流体セル６１４は、表面カバー５０２など弾性材料で包囲された金属コイルばね５００（図１７）でもよい。表面カバー５０２は、織物、防水材料、ゴム、プラスチック、水分吸収材料、マイクロファイバ、または、ばね５００を弾性的または柔軟にカバーし、流体の包含中にばね５００によって弾性的または柔軟に支持される任意の材料でもよい。流体セル６１４は、プラスチックなどたわみ性弾性材料から形成され、空気など流体が充填されるベローズ５２０（図１８）の形態でもよい。
【００６１】
流体セルの運動、並びに流体セルの硬さおよび柔らかさは共に、流体セル６１４の特性および制御可能な圧力逃がし弁６２が設定される圧力レベルによって決定される。たとえば、ベース材料の高さ、ＩＬＤ（Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）、流体セル材料の密度、空気圧、流体セルの高さ、空気流の制御、空気音の制御、空気流の方向、および空気の移動速度など変数全てが力に対する流体セルの反応に影響を与える。さらに、流体セルの高さ、流体セルの径、流体セルの壁の厚さ、流体セルの形成に使用される樹脂のタイプ、および螺旋の半径ＯＤおよびＩＤに結合される螺旋のピッチまたは角度が、流体セル６１４の硬度の制御に影響を与える。流体セル６１４は、空気または任意の適した流体（たとえば、空気、窒素、水など）を含むことができる。
【００６２】
図２３の実施形態は、二重または対の螺旋パターン５３０を有する円筒形の流体セルまたはポッド６１４を示す。二重螺旋設計５３０は、圧縮および矯正中に流体セル６１４の垂直回転軸５４０に平行の位置合せがしっかり維持されるように、流体セル６１４の安定性およびたわみを制御する。図２３および２４は、各流体セル６１４が複数のポート６４０を有するところを示す。取入ポート６４０Ａおよび排出ポート６４０Ｂが存在してもよい。取入ポート６４０Ａは、流体３６が支持セル６１４内に流れることができるようにするが、流体３６が支持セル６１４から外に流れるのを阻止する取入逆止弁６４２Ａを備えることができる。同様に、各排出ポート６４０Ｂは、流体が流体セルの外に流れることができるようにするが、流体３６が流体セル６１４内に戻るのを阻止する排出逆止め弁６４２Ｂを備えることができる。
【００６３】
空気音制御は、図２４で示したように、流体セル６１４から延在するポート６４０または導管内の音制御バッテン６４８を使用して行われる。図２４は、音制御バッテン６４８が取入および／または排出ポート６４０Ａおよび６４０Ｂ、または流体セル６１４に動作可能に連結される導管６３６に含まれるところを示す。音制御バッテン６４８は、流体セル６１４の吸気および排気中の音を低減するためのものである。音制御バッテン６４８は、網状フォーム、多様な表面、または、ポート、導管、あるいはポートから延びる連結部に嵌合し、吸気および排気中の空気の移動音を低減する機能を果たす任意の材料でもよい。音制御バッテン６４８は可撓性または剛性材料から形成することができる。音制御バッテン６４８を、図１、３、４、７、および１６で示した実施形態に含めることもできる。
【００６４】
図１９で示したように、マットレス用の支持システム装置６１２の一例には、複数の流体セル６１４Ａ、６１４Ｂ、６１４Ｃ、６１４Ｄ、６１４Ｅ、６１４Ｆ、６１４Ｇ、６１４Ｈ、６１４Ｉ、６１４Ｊ、６１４Ｋ、６１４Ｌ、６１４Ｍ、６１４Ｎ、および６１４０が含まれる。流体セル６１４は、流体セル６１４を受け、または受け入れるように形成されたベース・ハウジングまたはケーシング６２０によって共に保持される。ケーシング６２０は、表面に対する空気ポッドの動作を制御する保持機構である。ケーシング６２０は、空気、またはフォーム、あるいは他の多孔性もしくは無孔性材料からなるものでもよい。ケーシング６２０は、フォーム・ケーシング、プラスチックのひも、または流体セル６１４を共に固定して、マットレス、クッション、または支持装置を形成する任意の構成物であってもよい。図１９は、流体セル６１４を受けるためのベイ６２２を含むフォーム・ケーシングであるケーシング６２０を示す。ケーシング６２０は、流体セル受器として機能し、流体セルを共に固定してマットレス構成を形成する手段である。ケーシング６２０は、ＩＬＤの変更によるベースの可変の高さ（Ｈ）、（フォームに限定されない）ベース・ハウジングの質量の密度および空気圧、および所与の領域のベース材料と流体セルの数の関係を使用して流体セルに安定性をもたらす。ケーシング６２０は、流体セル６１４および空気供給システム６３０を支持し、収容し、その運動を阻止する。
【００６５】
図２０Ａはその中に流体セル６１４が取り付けられたケーシング６２０の一実施形態を示す側面図であり、図２０Ｂは、流体セル６１４がその中に取り付けられていないケーシング６２０を示す側面図である。破線は、このフォームの実施形態のケーシング６２０が様々な高さ（Ｈ）であり、それがベイ６２２の深さに影響を与えることを示す。たとえば図２０Ａで示したように、ケーシングは流体セル６１４の高さのごく一部の高さ（Ｈ）である。逆に、ケーシング６２０は流体セル６１４と同じまたはそれに近い高さまで垂直に延びることができる。流体セル６１４をケーシング内で保持するため、ケーシングは、流体セル６１４のねじ付き（すなわち螺旋の）外面を受けるように形成された開口、またはベイ６２２内のねじ構成６２４を含むことができる。
【００６６】
図２１は、複数のパッド６２１を有するケーシング６２０の他の実施形態を示す。少なくとも１つのパッド、この実施形態では頂部パッド、または第１のパッド６２６は、複数の流体セルを受け入れるように形成されている。たとえば図２１で示したように、パッドは、流体セル６１４の形状に全般的に一致し、装置６１２の使用中に流体セル６１４を固定する開口またはベイ６２２を含む。ケーシング６２０は、１つまたは複数の側壁６２８、および底部パッド、または第２のパッド６２７を有することができる。
【００６７】
図２２は、流体セルが取り付けられていないケーシング６２０を示す上面透視図であり、流体セル６１４を受けるためのベイ６２２Ａ〜６２２Ｏを示す。ケーシング６２０は、流体セル６１４を相互連結する導管を受けるためのベイ６２２間の通路６６０を備えることができる（図２２）。通路６６０はケーシング６２０内の開口またはスリットでもよく、ベース・ハウジング６２０を切り取り、または成形することができる。
【００６８】
図１９は、支持システム装置がトッパー・クッション６５０および外側カバー６５２を有するところを示す。トッパー・クッション６５０は流体セル６１４およびケーシング６２０の上方に位置し、さらなるクッションを提供する。トッパー・クッション６５０は、積層の繊維が充填された材料、またはフォーム、羊毛、あるいは水分吸収材料など、クッションを提供する任意の他の適した材料から形成することができる。ケーシング６２０、流体セル６１４、およびトッパー・クッション６５０は外側カバー６５２によって収容され、外側カバー６５２は低摩擦かつ低せん断性の表面を有して患者が摩擦による組織の損傷を受けないようにさらに保護する。また、外側カバー６５２は防水かつ妨汚性表面を提供する。外側カバー６５２は、拡張可能、防水、または水分吸収性でもよい。外側カバー６５２は、１つまたは複数の伸張可能なパネルを含んで、拡張空間を提供することができる。医学的用途には、外側カバー６５２を抗菌タイプの材料から作成することができる。
【００６９】
本発明の上記の説明は、例示および説明の目的で提示したものである。これは網羅的ではなく、または本発明を開示した形態に正確に限定するものでもなく、上記の教示に照らして多くの変更形態および変形形態が可能である。たとえば、本発明のクッション・デバイスは自己膨張、自己調整、ゾーンに分けた圧力制御、および支持される身体全てへの交互の圧力支持を提供するのに適している。また、本発明のクッション・デバイスは、クッション・デバイスと支持される身体の表面の間に低い界面圧力が必要とされる任意の応用例に適している。当業者には明らかなこうした変更形態および変形形態は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内に包含されるものとする。
付録Ａ
付録Ａには、空気セルに出入りする空気の特性に関連する計算が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の膨張可能なクッション・デバイスを示す斜視図である。
【図２】矯正要素および取入弁を備える支持セルを示す部分断面図である。
【図３】支持システム装置を示す端面図である。
【図４】複数の制御された支持ゾーンを含む支持システム装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図５】図４の線５−５に沿って切り取られた支持システム装置を示す断面図である。
【図６】図５の支持システム装置の複数のゾーンの圧力分布の一例を示す図である。
【図７】交互の圧力システムを備える支持システム装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図８】図７の線８−８に沿って切り取られた支持システム装置を示す断面図である。
【図９】図８の複数の支持セルの交互の圧力システムによってもたらされる第１の圧力分布パターンを示す図である。
【図１０】図８の複数の支持セルの交互の圧力システムによってもたらされる第２の圧力分布パターンを示す図である。
【図１１】マットレス・クッション・デバイスを示す一部切欠き斜視図である。
【図１２】外側カバーを有するマットレス・クッション・デバイスを示す斜視図である。
【図１３】従来のマットレス上に横たわる患者を示す断面図である。
【図１４】低い界面圧力が患者の下に提供される、本発明のクッション・デバイスによって支持される患者を示す断面図である。
【図１５】椅子シート・クッション・デバイスを示す図である。
【図１６】交互の圧力支持セルを有するクッション・デバイスの他の実施形態を示す平面図である。
【図１７】コイルばね弾性支持部を示す斜視図である。
【図１８】ベローズ弾性支持部を示す斜視図である。
【図１９】本発明によるばねで偏倚された流体セルを含むクッション・デバイスを示す斜視図である。
【図２０Ａ】ばねで偏倚された流体セルが取り付けられたケーシングの一実施形態を示す側面図である。
【図２０Ｂ】ケーシングの一実施形態を示す側面図である。
【図２１】ばねで偏倚された流体セルが取り付けられたケーシングの一実施形態を示す側面図である。
【図２２】空気ポッドが取り付けられていないケーシングを示す斜視図である。
【図２３】ばねで偏倚された構成を含む流体セルを示す側面図である。
【図２４】音制御バッテンを備えるばね偏倚を有する流体セルの一実施形態を示す断面図である。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月21日(2007.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
本発明の上記の説明は、例示および説明の目的で提示したものである。これは網羅的ではなく、または本発明を開示した形態に正確に限定するものでもなく、上記の教示に照らして多くの変更形態および変形形態が可能である。たとえば、本発明のクッション・デバイスは自己膨張、自己調整、ゾーンに分けた圧力制御、および支持される身体全てへの交互の圧力支持を提供するのに適している。また、本発明のクッション・デバイスは、クッション・デバイスと支持される身体の表面の間に低い界面圧力が必要とされる任意の応用例に適している。当業者には明らかなこうした変更形態および変形形態は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内に包含されるものとする。
付録Ａ
付録Ａには、空気セルに出入りする空気の特性に関連する計算が含まれる。
空気セルより出る空気の流速に影響する変数
体積（Ｖ）
圧力（Ｐ）
温度（Ｔ）
空気セル上の患者の体圧（Ｆｗ）
バネ力（Ｆｓ）
バネ定数（ｋ）
逃がし弁の面積（ａ）
開バルブの数（ν）
※力の総重量と逃がし弁の面積の積を空気セルに作用する重量で割った値の平方根は、セルより出る空気の平均流速に等しい。
√（（ΣＦ×面積）／重量）＝ｖ
患者の体圧＋空気セルの内圧−バネ圧＝総重量
Ｆｗ＋Ｆｐ−Ｆｓ＝ΣＦ
バネ力は、バネ定数と平衡状態からの変位距離との積に等しい。
Ｆｓ＝−ｋｄ
バネ定数は、材質と形状によって変わる。それは、期間と使用によって減少する。
体積は、セル内の空気の総モル量と、気体定数（Ｒ）と、加圧時のセル内の絶対温度との積に等しい。
Ｖ＝（ｎＲＴ）／Ｐ
絶対温度は、絶対零度以上の度数である。
逃がし弁の面積は、πと、半径の二乗と、開バルブの数の積に等しい。
Ａ  ｖａｌｖｅｓ＝Πｒ2ν
【国際調査報告】
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