(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
咳を補助するための装置であり、
筺体と、
前記筺体において形成されたチャンバと、
前記チャンバと通じており、前記筺体の外へ露出されているマウスピースと、
予め設定された周波数で前記チャンバを開ける、又は、閉じるための電磁バルブアセンブリであり、相互に可動なプランジャーと、前記筐体内において前記プランジャーの周りに配置されたコイルアセンブリと、前記プランジャーの自由端に配置された栓と、前記栓を閉位置に保持するための保持部材と、を有する前記電磁バルブアセンブリ
を有する、装置において、前記装置はさらに、
前記チャンバ内の圧力を感知するとともに、前記チャンバ内の圧力が所定の圧力値に到達すると制御信号を生成するためのセンサと、
前記センサから受信された前記制御信号に基づいて、前記電磁バルブアセンブリを制御するための制御モジュールと、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
エアフロー排気口が、前記チャンバの壁において形成され、前記栓が、前記エアフロー排気口を閉じる、又は、開けるために、前記エアフロー排気口と分離可能に係合するように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記保持部材が、前記エアフロー排気口と係合するための前記栓を保持するための保持力を生成するために、前記プランジャーの周りに配置された永久磁石である、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記保持部材が、前記エアフロー排気口に向かって前記栓を押すためのばねである、請求項２記載の装置。
【請求項５】
ファンが、前記コイルアセンブリによって生成される熱を分散させるため、前記コイルアセンブリに隣接して配置される、請求項１記載の装置。
【請求項６】
複数のルーバーが、前記筺体において形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記電磁バルブアセンブリが、支持部材によって前記筺体内に支持されており、緩衝クッションが、前記支持部材への衝撃を和らげるため、前記栓から離れている前記プランジャーの他端に供給されている、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記制御モジュールが、前記予め設定された周波数で、前記コイルアセンブリをオンオフ切り替えするとともに、前記センサから受信された前記制御信号に基づいて、前記コイルアセンブリを流れる電流の方向を制御する、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記予め設定された周波数又は前記所定の圧力値が、調整可能である、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、咳プロセスの改善に関し、特に、咳を補助するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
咳は、肺の粘液を気道の外へ取り除くための人間の肺系統の保護的な呼吸反射である。しかしながら、多くの呼吸器系の患者、例えば７０％の慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ：chronic obstructive pulmonary disease）患者が、気道において分泌過多であり、低減された咳のエアフローのため、分泌物を気道の外へ咳により効果的に吐き出すことができない。気道において蓄積された過剰な肺の粘液は、肺感染のリスクの増加、肺機能の低下、吸入薬の効果の減少などの深刻な問題を引き起こす可能性がある。このため、患者が気道の外へ咳により肺の粘液を吐き出すように補助することは極めて必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、咳のエアフローの減少は、肺収縮の減少、気道虚脱、筋肉量の減少、気道閉塞などの組み合わせによって引き起こされる。肺の粘液の除去は、通常、強い咳のエアフローによって達成される。しかしながら、ほとんどのＣＯＰＤ患者は、気道虚脱のため、強い咳のエアフローを作ることができない。咳プロセスを改善する１つの方法は、咳圧力が素早く解放されることを防止するための方法又は装置を用いることである。一方、上記装置は、効果的な咳を可能とすべきである。咳を補助するための従来の装置は、これらの２つの相反する要求を満足できず、患者が咳をして肺の粘液を気道の外へ吐き出すことは極めて困難である。
【０００４】
このため、咳を補助するための新たな装置を提案するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明の目的は、高い咳圧力を作ることができ、このため、肺の粘液を引き剥がすとともに咳をして吐き出させるための強い咳のエアフローを形成することができ、咳圧力の素早い解放によって引き起こされる患者の気道虚脱を防止することができる、咳を補助するための新たな装置を提供することである。
【０００６】
本発明によれば、筺体と、筺体において形成されたチャンバと、チャンバと通じており、筺体の外へ露出されているマウスピースと、予め設定された周波数でチャンバを開ける、又は、閉じるための電磁バルブアセンブリと、を有する、装置が提供される。
【０００７】
好ましくは、電磁バルブアセンブリが、相互に可動なプランジャーと、プランジャーの周りに配置されたコイルアセンブリと、プランジャーの自由端に配置された栓と、前記栓を閉位置に保持するための保持部材と、を有する。
【０００８】
好ましくは、エアフロー排気口が、チャンバの壁において形成され、栓が、エアフロー排気口を閉じる、又は、開けるために、エアフロー排気口と分離可能に係合するように構成される。
【０００９】
好ましくは、前記栓を閉位置に保持するための保持部材が、エアフロー排気口と係合するための栓を保持するための保持力を生成するために、プランジャーの周りに配置された永久磁石である。
【００１０】
好ましくは、前記栓を閉位置に保持するための保持部材が、エアフロー排気口に向かって栓を押すためのばねである。
【００１１】
好ましくは、ファンが、コイルアセンブリによって生成される熱を分散させるため、コイルアセンブリに隣接して配置される。
【００１２】
好ましくは、複数のルーバーが、筺体において形成される。
【００１３】
好ましくは、電磁バルブアセンブリが、支持部材によって筺体内に支持されており、緩衝クッションが、支持部材への衝撃を和らげるため、栓から離れているプランジャーの他端に供給される。
【００１４】
好ましくは、上記装置は、チャンバ内の圧力を感知するとともに、チャンバ内の圧力が所定の圧力値に到達すると制御信号を生成するためのセンサと、センサから受信された制御信号に基づいて、電磁バルブアセンブリを制御するための制御モジュールと、を更に有する。
【００１５】
好ましくは、上記装置は、チャンバ内の圧力を感知するとともに、チャンバ内の圧力が所定の圧力値に到達すると制御信号を生成するためのセンサと、センサから受信された制御信号に基づいて、電磁バルブアセンブリを制御するための制御モジュールと、を更に有し、制御モジュールが、予め設定された周波数で、コイルアセンブリをオンオフ切り替えするとともに、センサから受信された制御信号に基づいて、コイルアセンブリを流れる電流の方向を制御する。
【００１６】
好ましくは、予め設定された周波数又は所定の圧力値が、調整可能である。
【００１７】
構成に関係のある要素の機能及び動作の方法、製造の経済性及び部品の組み合わせだけでなく、本発明のこれら及び他の目的、特徴及び特性が、添付の図面を参照して、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮して、より明らかになるだろう。これら全ては、この明細書の一部を形成し、類似の参照符号は様々な図における対応する部品を示す。しかしながら、図面は例示目的であって、本発明の限定ではないことが、明確に理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、コンポーネントを明示するために筺体の半分が取り除かれた、本発明に従った咳を補助するための装置の透視図である。
【図２】図２は、閉じられた状態における図１記載の咳補助装置の断面図である。
【図３】図３は、開けられた状態における図１記載の咳補助装置の断面図である。
【図４】図４は、図１に示された咳補助装置によって確立された咳圧力が時間とともに徐々に解放されることを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、コンポーネントを明示するために筺体の半分が取り除かれた、本発明に従った咳を補助するための装置の透視図である。図１に示されるように、本発明に従った咳を補助するための装置１は、筺体３と、筺体３において形成されたチャンバ５と、チャンバ５と通じており、筺体３の外へ露出されているマウスピース７と、予め設定された周波数でチャンバ５を開ける、又は、閉じるための電磁バルブアセンブリ９と、を有している。
【００２０】
図２は、閉じられた状態における図１記載の咳補助装置の断面図である。図３は、開けられた状態における図１記載の咳補助装置の断面図である。図２及び図３に示されるように、電磁バルブアセンブリ９は、筺体３に固定された支持部材１１によって支持されている。電磁バルブアセンブリ９は、相互に可動なプランジャー１３と、プランジャー１３の周りに配置された永久磁石１５と、プランジャー１３の周りに配置されたコイルアセンブリ１７と、プランジャー１３の自由端にマウントされた栓１９と、を有している。勿論、栓１９は、プランジャー１３と一体的に形成されていてもよい。エアフロー排気口２１が、チャンバ５の壁において形成されている。栓１９は、エアフロー排気口２１を閉じる、又は、開けるために、エアフロー排気口２１と分離可能に係合するように用いられる。電磁バルブアセンブリ９は、チャンバ５のエアフロー排気口２１が、プランジャー１３の相互運動を介して、栓１９によって、開けられる、又は、閉じられることができるような態様で、構成されている。永久磁石１５は、チャンバ５のエアフロー排気口２１が閉じられるように、エアフロー排気口２１と係合するように栓１９を保持するための保持力を常に生成する。当然ながら、永久磁石１５の代わりに、ばねが用いられてもよい。コイルアセンブリ１７は、コイルアセンブリ１７を流れる電流の方向に依存して、上記保持力と反対又は同じ方向に磁力を生成することができる。支持部材１１は、空間を規定する複数の分離板を含むように示されているが、支持部材１１は、電磁バルブアセンブリ９を支持する限り、任意の適切な形状であってもよいことが理解されるべきである。
【００２１】
ファン２３が、コイルアセンブリ１７をオーバーヒートから保護するために、コイルアセンブリ１７によって生成された熱を分散させるべく、コイルアセンブリ１７に隣接して配置されている。好ましくは、複数のルーバー２５が、できるだけ素早く熱を分散させるために、筺体３において形成される。プランジャー１３がエアフロー排気口２１を開けるように動く場合、プランジャー１３は、支持部材１１の一部によって停止され、支持部材１１に作用する。このため、緩衝クッション２７が、支持部材１１への衝撃を和らげるために、栓１９から離れているプランジャー１３の他端において備えられてもよい。
【００２２】
本発明に従った咳を補助するための装置１は、チャンバ５内の圧力を感知するとともに、チャンバ５内の圧力が所定の圧力値に到達した場合に、制御信号を生成するためのセンサ２９を更に有する。本発明に従った咳を補助するための装置１は、センサ２９から受信される制御信号に基づいて、電磁バルブアセンブリ９を制御するための制御モジュール（図示省略）を更に有する。
【００２３】
本発明に従った咳を補助するための装置の動作が、図２及び図３を参照して説明される。
【００２４】
使用前に、永久磁石１５によって生成された保持力が、チャンバ５のエアフロー排気口２１が閉じられるように、エアフロー排気口２１と係合とするように栓１９を保持する。使用中、患者は、マウスピース７を自分の口の中に入れ、高い咳圧力を確立するため、チャンバ５内の圧力が除々に増加するように吹かれる。センサ２９は、チャンバ５内の圧力を感知する。チャンバ５内の圧力、即ち、咳圧力が、所定の圧力値、例えば、６ｋＰａに到達すると、センサ２９は、制御信号を生成するとともに、制御モジュールに制御信号を送信する。制御モジュールは、コイルアセンブリ１７をスイッチオンする。電流がコイルアセンブリ１７を流れ、永久磁石１５によって生成される磁界とは反対方向であり、強度が永久磁石１５によって生成される磁界の強度よりも大きい磁界を誘起する。結果として、プランジャー１３ひいては栓１９は、チャンバ５のエアフロー排気口２１から離れる方向へ押される。チャンバ５は、開かれる（図３参照）。同時に、制御モジュールは、コイルアセンブリ１７をスイッチオフし、電流はコイルアセンブリ１７を流れなくなる。チャンバ５内の咳圧力は、エアフロー排気口２１を通じて、部分的に解放される。当然ながら、所定の圧力値は、様々な患者に適合できるよう、調整可能である。
【００２５】
次いで、制御モジュールは、反対方向の電流がコイルアセンブリ１７を流れ、永久磁石１５によって生成される磁界の方向と同じ方向の磁界を誘起するように、コイルアセンブリ１７を再びスイッチオンする。結果として、プランジャー１３ひいては栓１９は、チャンバ５のエアフロー排気口２１に向かって押される。チャンバ５は、再び閉じられる（図２参照）。同時に、制御モジュールは、コイルアセンブリ１７をスイッチオフし、コイルアセンブリ１７に電流が流れなくなる。プランジャー１３ひいては栓１９は、永久磁石１５によって生成された保持力によって、閉位置に保持される。
【００２６】
上述したように、コイルアセンブリ１７は、エアフロー排気口２１を開く、又は、閉じるために、それぞれ、反対の電流を付与される。しかしながら、当該技術分野における当業者は、コイルアセンブリ１７が、エアフロー排気口２１を開くために、一方向のみの電流を付与されてもよく、エアフロー排気口２１が、永久磁石１５によって生成される保持力によって閉じられてもよいことを理解すべきである。
【００２７】
開閉プロセスは、予め設定された周波数で繰り返される。例えば、開閉プロセスは、５Ｈｚで繰り返される。このことは、１回の完全な開閉プロセスが２００ｍｓ以内で実行されることを意味する。当該周波数は、患者の要件に依存して、調整可能であってもよい。図４は、図１に示された咳補助装置によって確立された咳圧力が時間とともに徐々に解放されることを示すグラフである。図４には、本発明に従った咳を補助するための装置が、高い咳圧力を作ることができ、このため、肺の粘液を引き剥がすとともに咳をして吐き出させるための強い咳のエアフローを形成することができることが示されている。一方、咳圧力は、時間とともに、徐々に、解放及び減少されるので、咳圧力の素早い解放によって引き起こされる患者の気道虚脱を防止することができる。
【００２８】
従って、本発明に従った咳を補助するための装置は、肺の粘液を取り除くため、特に、ＣＯＰＤ患者のための咳プロセスを改善することに極めて適している。本発明の装置は、肺感染のリスクを減少させるための肺内パーカッション排気（ＩＰＶ：intrapulmonary percussive ventilation）関連装置と組み合わせられてもよい。
【００２９】
現時点で最も実用的且つ好適と考えられる実施態様に基づき例示の目的のために本発明を詳細に記載したが、そのような詳細は専らその目的のためであること、並びに、本発明は開示の実施態様に限定されず、逆に、付属の請求項の精神及び範囲内にある変更及び均等構成を包含することが意図されていることが理解されるべきである。
【図１】
0006338659.tif 000002
【図２】
0006338659.tif 000003
【図３】
0006338659.tif 000004
【図４】
0006338659.tif 000005