(57)【要約】圧力パッド（１）は、該パッド（１）の下方に配置されたセンサパッド（８）を備えた二つの組のセル（１１、１２）を有する。膨張の間、流れの一部はセンサパッド（８）に流れて排出され、残りはセル（１１または１２）を満たす。患者の位置／重さが変化すると、チューブ（１０）内の空気流が変化し、これにより圧力変換器（１６）によって測定される差圧が変化する。このフィードバックに基づいて、マイクロプロセッサはポンプ（６）への電力レベルを直接制御し、セルへの空気流を調整する。これにより、底に付くことが防止され、最小限の圧力で作動せしめられる。圧力パッド（１）はかかと部分と、大腿部分と、胴体部分と、頭部分とに分割される。かかと部分、頭部分、大腿部分は低い圧力Ｐ１に維持され、胴体部分は高い圧力Ｐ２に維持される。部分内の流れを制御する制御モジュール（５０）はが、圧力パッド（１）内に設けられる。圧力パッド（１）は交互膨張式パッドであるかまたは静止式パッドである。
2004519295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの組の膨張可能なセルと、各組のセルへの流体供給ラインと、上記供給ラインを介して各組のセルを膨張させるポンプ構成と、センサと、該センサに接続され且つ上記センサを介して流体を流して排出する別の供給ラインとを具備し、上記センサはセルの下方に配置され、上記センサの出口における排出される流体の流量に応じて上記セルへの流体を増加または減少させるようにポンプの出力を制御する制御手段をさらに具備する圧力パッド。
【請求項２】
上記制御手段は、上記センサの出口における流量に応じてコンプレッサ用のパルス幅変調駆動を変更することによってポンプの出力を制御する請求項１に記載の圧力パッド。
【請求項３】
上記センサは、センサパッド内に渦巻き状通路で配設された少なくとも一つの収縮可能なチューブを具備する請求項１または２に記載の圧力パッド。
【請求項４】
上記センサパッド出口にある絞り弁の上下流間の差圧は流量を決定する請求項３に記載の圧力パッド。
【請求項５】
上記センサパッドを介した排出される流体は、圧力パッドのセル間の空間に流出せしめられる請求項１〜４のいずれか１項に記載の派圧力パッド。
【請求項６】
上記セルは複数の膨張可能な区分として配設され、上記セルへの供給ラインには、それぞれ別個の部分を異なる支持圧力にまで膨張させることができるようにバルブが設けられる請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧力パッド。
【請求項７】
上記バルブおよびそれらの制御装置は圧力パッド内に配置される請求項６に記載の圧力パッド。
【請求項８】
全ての膨張可能な区分は第一の支持圧力にまで膨張され、少なくともかかとを支持する区分は上記第一の支持圧力に維持され、少なくとも胴体を支持する区分はさらに第二の高い支持圧力にまで膨張せしめられ且つその高い圧力に維持される請求項６または７に記載の圧力パッド。
【請求項９】
上記バルブは電力が加えられていない場合に自動的に閉鎖せしめられ、これにより電力故障中にまたは電力を得ることができない場合における搬送中にセルの収縮が防止され且つユーザが支持される請求項６〜８のいずれか１項に記載の圧力パッド。
【請求項１０】
上記ユーザの胴体を支持するセルの区分は、ユーザが当該圧力パッドに容易に乗り降りできるように独立して収縮可能である請求項８に記載の圧力パッド。
【請求項１１】
上記セルへの供給ラインおよびセンサパッドは、当該圧力パッドの側方から容易に取り出すことができるように当該圧力パッドの下方に配置される請求項１〜１０のいずれか１項に記載の圧力パッド。
【請求項１２】
上記頭およびかかとを支持するセルの部分はユーザが腹臥位になれるように収縮せしめられる請求項６〜１１のいずれか１項に記載の圧力パッド。
【請求項１３】
上記各セルは、該セルに支持された身体の個々の部位に対する圧力を解放するように別個に収縮可能である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の圧力パッド。
【請求項１４】
上記圧力パッドは静止式パッドである請求項１〜１３のいずれか１項に記載の圧力パッド。
【請求項１５】
上記圧力パッドは交互膨張式パッドである請求項１〜１４のいずれか１項に記載の圧力パッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、圧力制御された膨張可能なパッド装置、特に圧力制御された交互にまたは均一に膨張可能な圧力パッド装置に関する。
【０００２】
交互膨張式（交番式）圧力パッドは、寝たきり患者の褥瘡性潰瘍の防止法および処置法として知られている。一般に床擦れとして知られる褥瘡性潰瘍は、様々な要因の中で、寝たきり患者の肌の同じ部分に圧力が加えられることによって形成される。
【０００３】
交互膨張式圧力パッドは、概して交互に膨張可能な二つの組のセルを具備する。膨張および収縮サイクルの持続期間は、穏やかなマッサージ効果を得るためには、少なくともに２分以下から２０分以上である。
【０００４】
患者の骨隆起を支持するため、および十分な圧力解放を行うために収縮したセルから患者を十分に離すようにリフトするためにパッドに高い圧力が必要である。しかしながら、空気圧が低いと柔らかく且つより快適なパッドが提供されるため、低い空気圧も必要とされている。したがって、最適な圧力支持は患者毎に変わるだけでなく、圧力支持点はサイクル中にも変化するためパッドの所定の膨張サイクル中にも変わる。また、必要とされる最適な支持圧は患者が背臥位から座位に変わった場合にも変化する。
【０００５】
交互膨張式圧力パッド上に、患者の圧力分配に応じて収縮可能なセンサパッドを具備する自動圧力制御装置を設けることが知られている。患者が適切に支持されていない場合、センサパッドは排気流体の流出を減少させ、これにより患者が要求通りに支持されるまで交互膨張式圧力パッドにより多くの流体が供給される。
【０００６】
流体は、流体供給ラインから圧力パッドを通って流れ、圧力パッドからセンサパッドを通ってまたは直接センサパッドから排出されるように流れる。
【０００７】
この構成では、ポンプとマットレスとの間に複数の接続チューブを用いる必要がある。この方法では、マットレスに内蔵された電気機器または電子機器が用いられることなく単に空気圧のみが用いられ、ポンプは効果的な性能を発揮するためには連続的に最大出力で作動しなければならない。また、システムは設置時に個々に設定されなければならない。さらに、センサパッドが圧力パッドに供給する流体回路内にある場合には、センサの性能は流体回路およびシステム全体の圧力降下に依存する。さらに、最適な静止圧力が設定できないため、圧力パッドの静止性能は交互膨張性能よりも効果的でない。上述したように空気回路内にセンサパッドを有する場合、流体がポンプへと逆流することが知られている。システムは上述したような問題を起こしやすい。
【０００８】
本発明はこれらの改良を模索したものである。
本発明によれば、少なくとも二つの組の膨張可能なセルと、各組のセルへの流体供給ラインと、供給ラインを介して各組のセルを膨張させるポンプ構成と、センサと、センサに接続され且つセンサを介して流体を流して排出する別の供給ラインとを具備し、センサはセルの下方に配置され、センサの出口における排出される流体の流量に応じてセルへの流体を増加または減少させるようにポンプの出力を制御する制御手段をさらに具備する圧力パッドが提供される。本発明は、別個の圧力制御装置でコンプレッサの出力を常に最大限にする必要性を無くし、コンプレッサ出力の浪費を無くす。このことにより、コンプレッサの寿命が延びると共にランニングコストを低減することができるという利点をもたらす。
【０００９】
好ましくは、制御手段は、センサの出口における流量に応じてコンプレッサ用のパルス幅変調駆動を変更することによってポンプの出力を制御する。好ましくは、センサは、センサパッド内に渦巻き状通路で配設された少なくとも一つの収縮可能なチューブを具備する。
【００１０】
好ましくは、センサパッド出口における絞り弁の上下流間の差圧は流量を決定する。
好ましくは、センサパッドを介した排出される流体は、圧力パッドのセル間の空間に流出せしめられ、これによりパッドに亘って湿度勾配が提供され、患者はより快適になる。
【００１１】
好ましくは、セルは複数の膨張可能な区分として配設され、セルへの供給ラインには、それぞれ別個の部分を異なる支持圧力にまで膨張させることができるようにバルブが設けられ、より好ましくは、バルブおよびそれらの制御装置は圧力パッド内に配置される。
【００１２】
好ましくは、全ての膨張可能な区分は第一の支持圧力にまで膨張され、少なくともかかとを支持する区分は記第一の支持圧力に維持され、少なくとも胴体を支持する区分はさらに第二の高い支持圧力にまで膨張せしめられ且つその高い圧力に維持される。好ましくは、かかとおよび／または頭を支持するセルの大きさは、より良く圧力を開放するために小さくされる。
【００１３】
好ましくは、バルブは電力が加えられていない場合に自動的に閉鎖せしめられ、これにより電力故障中にまたは電力を得ることができない場合における搬送中にセルの収縮が防止され且つユーザが支持される。
【００１４】
好ましくは、バルブは電力が加えられていない場合に自動的に閉鎖せしめられ、これにより電力故障中にまたは電力を得ることができない場合における搬送中にセルの収縮が防止され且つユーザが支持され、より好ましくは、ユーザの胴体を支持するセルの区分は、ユーザが当該圧力パッドに容易に乗り降りできるように独立して収縮可能である。
【００１５】
加えて、頭およびかかとを支持するセルの部分はユーザが腹臥位になれるように収縮せしめられる。
【００１６】
加えて、各セルは、セルに支持された身体の個々の部位に対する圧力を解放するように別個に収縮可能である。
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、単なる例として、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図１を参照すると、交互膨張可能なセルの第一の組１１と第二の組１２とを具備する交互膨張式圧力パッド１が示されている。両組の交互膨張可能なセルには、回転バルブ７を介してポンプ６から空気が供給される。一対の空気供給ライン１４が回転バルブ７から圧力パッドまで延びる。
【００１９】
センサパッド８のチューブ１０は、その一方の端部がポンプ６の出力部に接続され、その他方の端部がソレノイド４４、圧力変換器１６および二つの異なる絞り弁１５、１５ａに接続される。チューブ１０は、患者によって加えられる圧力を受け且つ受けた圧力に応じて圧縮可能なように、パッド１の下方に配置される部分を具備する。
【００２０】
本実施形態において、上記チューブ１０の圧縮可能な部分は、渦巻き状に配設され且つセンサパッド８として形成された圧縮可能な単一のチューブである。センサパッド８は、渦巻き状の単一のチューブを形成するように互いに溶接された二枚のポリウレタンシートから形成される。別の実施形態（図示せず）では、単一のチューブまたは相互に接続された複数のチューブを形成するように、間に発泡剤を介して二枚のシートが溶接される。開放気泡入り発泡剤をチューブ１０内に溶接し、バネとして作用させ、積極的に直進力を加えない限り、例えば患者がセル１１および１２を通って沈降してしまわない限りチューブ１０を開いたままに維持させるようにしてもよい。発泡剤は、チューブ１０のねじれを防止すると共に、センサパッドの精度および一貫性を向上させる。
【００２１】
使用にあたって、ポンプ６は、パッドの各組のセルが交互に膨張および収縮するように回転バルブ７によってパッド１に空気を搬送する二つのコンプレッサＣ１、Ｃ２を有する。二つのコンプレッサＣ１、Ｃ２は、最初にスイッチが入れられると最大流量で迅速にパッドに空気を充填するように共に作動せしめられ、その後、必要な流量となるように流量を減少させる。圧力変換器５は、ポンプ６からの出力圧力を検査するように使用される。このようにポンプ６を作動させることは、各コンプレッサＣ１またはＣ２の往復振幅が最低になり、したがってコンプレッサＣ１またはＣ２に加えられる応力も最低になることを意味する。これにより、ノイズおよび振動が減少し、また、寿命が長くなる。そして、一方のコンプレッサが故障すると、他方のコンプレッサが電力を上げて作動せしめられ、且つサービス技師呼出しアラームが作動せしめられる。こうして、システム全体の信頼性が高められる。もちろん、単一のコンプレッサを使用してもよい。このシステムは、２分〜２０分以上の間で変化する期間に亘って繰り返す膨張／収縮サイクルで作動する。好適な実施形態では、１サイクルの時間は１０分である。
【００２２】
膨張サイクルの間に、回転バルブ７は、流れの一部がチューブ１０を介して移動し、且つ残りがサイクルに応じてセル１１または１２を満たすような位置にある。患者の位置または重さが任意に変化すると、センサパッドチューブ１０内の空気流が変化し、これにより圧力変換器１６によって計測される差圧が減少または増加する。このフィードバックに基づいて、マイクロプロセッサはコンプレッサＣ１、Ｃ２への電力レベル、したがってコンプレッサの空気出力を直接制御し、これによりセルへの空気流が増加または減少し、これにより底に着くのが防止されたりまたは最小限の圧力で圧力パッド１が作動せしめられたりする。
【００２３】
ソレノイド４４、圧力変換器１６、および絞り弁１５、１５ａは、圧力パッドが交互膨張モードまたは静止モードのいずれにあるかに応じて、絞り弁１５または１５ａの上下流間の差圧によって流量が計測される二段階切換式流量センサとして作用する。差圧は大気圧と比較することによって圧力変換器１６によって計測される。
【００２４】
静止モードまたは交互膨張モードにある圧力パッドを最適な膨張圧力にするために、センサパッド用の現在の圧力は患者によって必要とされる快適さのレベルに応じて実験的に決定される。コンプレッサの出力レベルが現在の圧力値と実際のセンサパッドの計測圧力との差によって変化する場合、実際のセンサパッドの圧力が現在の値よりも高いか低いかに応じて現在の圧力周りの制御帯域が確立される。センサパッドから出る空気は、カバーを横断する湿度勾配を制御するように圧力パッド１内で排出される。
【００２５】
加えて、図２に示したように、圧力パッド１は、かかと部分（区域１）と、大腿部分（区域２）、中央胴体部分（区域３）、および頭部分（区域４）との区域に分割される。かかと部分、大腿部分、頭部分は単一の圧力Ｐ１によって膨張せしめられ、胴体部分には高い圧力Ｐ２が加えられている。図１に示したように、供給ライン１４には、セル１１およびセル１２の各区分内の圧力Ｐ１およびＰ２を制御するために、ソレノイド４１、４２および４３と、圧力変換器４５とが設けられる。制御モジュール５０はパッド１内に設けられる。
【００２６】
制御モジュール５０は、空気通路を形成する二つの形成物から形成されたマニホルドから成り、この制御モジュール５０にはソレノイド、圧力変換器および制御装置が取付けられる。ソレノイド４１は頭およびかかと用セル１１が膨張するのを防止し、ソレノイド４２は頭およびかかと用セル１２が膨張するのを防止し、ソレノイド４３は頭およびかかと用セル１１、１２内の空気をそのままに保つ。
【００２７】
ソレノイド４４は、圧力パッドの静止作動および交互膨張作動にそれぞれ適した絞り弁１５と絞り弁１５ａとの間で切り換えることによって、センサパッド内の後方圧力を制御する。
【００２８】
こうして、圧力パッド１への供給ライン１４の数は最小限に維持される。
【００２９】
使用において、セル１１の膨張中には、必要な圧力Ｐ１に到達するまで、頭区分およびかかと区分の圧力が圧力変換器５によって監視され、上記圧力Ｐ１でソレノイド４１または４２が空気流を遮断するように作動する。その後、圧力変換器４５は頭部分またはかかと部分の圧力Ｐ１を監視する。
【００３０】
頭部分、大腿部分、およびかかと部分の圧力Ｐ１は実質的に胴体部分の圧力Ｐ２よりも低い。頭部分、大腿部分およびかかと部分の圧力Ｐ１を遮断することが必要とされる場合には胴体部分の所望の空気圧力Ｐ２が確立していないので、Ｐ１の値は前の交互膨張サイクルからＰ２の値に比例して設定される。最も高圧の区分は、センサパッド８からのフィードバックを介したポンプ６による直接制御によって、そのＰ２の圧力レベルに維持され、必要であれば回転バルブ７を用いてシールされる。胴体区分は、コンプレッサの出力を制御するセンサパッドの現在の圧力値を調整することによって様々な快適圧力に設定される。
【００３１】
セル１１が完全に膨張せしめられる間、ロータの位置とソレノイドの作動との組合せによってはセル区分を開くことができ、その圧力は圧力変換器４５に検査され、そして空気で圧力が最大にまで高められるかまたは必要に応じて再びシールされる。この方法は、各区分の圧力を制御するための費用のかかる複数の圧力変換器の必要性を無くす。
【００３２】
完全に膨張した圧力パッドに乗り降りするのは患者にとって困難であるが、ソレノイドを同様に使用することにより、図３に示したように胴体部分が安全なセル深さにまで収縮され、患者が圧力ベッドに乗り降りすることができるようになるという付加的な特徴が提供される。胴体用セルの膨張に関する上記特徴は、患者によって制御されることができる。
【００３３】
あるいは、図４に示したように、頭部分は収縮しているが、胴体部分の第一セル５１を膨張したままにし、大腿部分およびかかと部分を交互に膨張させることで、患者を腹臥位にさせることができる。必要であれば、大腿部分用セルおよびかかと部分用セルを別々に収縮させて圧力の解放をしてもよい。したがって、圧力バッド内の任意のセルを別個に収縮させて、個々の領域の圧力を解放してもよい。
【００３４】
上述した特定の実施形態は交互膨張式圧力パッド１に関するが、本発明は同様に、センサパッドを備え且つ異なる圧力Ｐ１およびＰ２下にある頭部分、大腿部分、胴体部分およびかかと部分を有する静止式圧力パッド１に適用される。
【００３５】
ポンプ６は、従来の幹線交流駆動式コンプレッサとは異なり、動力付きのパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動式コンプレッサを使用する。マイクロコントローラは、ポンプ６が任意の特定の幹線電圧または周波数に依存しないように、マークスペースを可変、反復率を一定、振幅を一定としてコンプレッサＣ１、Ｃ２用の駆動波形を生成する。したがって、ポンプ６は任意の国の幹線電圧で作動させることができる。コンプレッサ出力はＰＷＭのマークスペース比を変更することで零から最大値まで変化せしめられる。したがって、セル圧力Ｐ１、Ｐ２はコンプレッサＣ１、Ｃ２のＰＷＭ駆動を変更することによって制御せしめられ、これにより別個の圧力制御で常時コンプレッサの出力を最大限にする必要性がなくなり且つコンプレッサ出力を浪費することがなくなる。このことには、コンプレッサの寿命を長くし且つランニングコストを低減するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の交互膨張式圧力パッドの概略ブロック線図を示す。
【図２】
図１に示した交互膨張式圧力パッドの区分構成を示す。
【図３】
図１に示した交互膨張式圧力パッドの仙骨域収縮構成を示す。
【図４】
図１に示した交互膨張式圧力パッドの伏臥体位用構成を示す。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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2004519295.tif 000022
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004519295.tif 000023
2004519295.tif 000024
【国際調査報告】
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2004519295.tif 000026
2004519295.tif 000027
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