JP3802872B2 - ガセット付きマスク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼吸療法で用いられるマスクに関する。一つの使用法としては閉塞型睡眠無呼吸症候群（Obstructive Sleep Apnea）のＣＰＡＰ治療がある。しかしながら、ここで提示されるマスクの構成は他のタイプの呼吸療法においても有用である。呼吸療法用のより改良されたマスク構成を求めて、マスクと患者の顔面との間の密閉の有効性、処方された治療方法とよく整合すること、および患者の快適さといったさまざまな設計目的がある。本発明は、公知のマスク構成に対していくつかのはっきりした利点を有する新規のマスク構成のさまざまな実施形態を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力下のマスクに空気が送られる呼吸療法では、マスクと患者の顔との間の密閉を良好に保つことが重要である。マスクと患者の顔との間からのリークは、マスク内の所望の空気圧を下げ、ノイズを増加させることになる。これらはともに、治療の有効性および治療との整合性を減少させ得る。前者の場合には、処方された治療のパラメータが維持されていない。後者の場合には、増えた雑音が患者および患者と共に寝る者両方の睡眠サイクルを妨げる。
【０００３】
リークは、患者が夜動いたときに特に起こりがちである。患者が向きを変えたり動いたりしたときにデリバリーチューブやマスクシステムが引きずられたり動かされたりすると、患者の顔に対するマスクの位置合わせおよび配置が変わることがあり、この動きがクッションの密閉部に伝えられてリークを生じ得る。したがって、マスクは患者に取り付けられているときは最初はリークなしかもしれないが、患者がベッドで動くにつれて夜更けに大きくなっていき、患者を起こしてしまう。ゆえに患者は、動きに起因するリークを低減する、または防ぐために、圧力上の要件から必要とされるよりも強くストラップを締めることになるかもしれない。
【０００４】
多くの異なるマスクシステムが知られている。ある広いグループの公知のマスクシステムは、堅いシェル、顔に接触するクッションおよびヘッドギアを含む。通常シェルは鼻、または鼻および顔を取り囲む。顔全体を取り囲むものもある。クッションは通常シリコーンのような柔軟な材料から構成されている。ヘッドギアはマスクを適正な位置に固定する手段を備えている。ヘッドギアの公知の形態の一つはストラップ構成からなる。
【０００５】
あるマスクの設計は、マスクと患者との間に効果的な密閉を維持している間の患者の快適さを向上させるために、マスクのクッションの柔軟性を高めるように開発された。Bubble Cushion（ResMed, Ltd.の登録商標）マスクは米国特許第5,243,971号にカバーされており、その主題はここで援用されるが、このマスクは、ユーザの肌または顔面に対するクッションメンブレン自体の密閉を補助するために、マスクシェルに取り付けられた柔軟性のあるクッションメンブレンとマスクシステム内部の圧力とを用いる。
【０００６】
ResMed Mirage（ResMed, Ltd.の登録商標）マスクシステムは、特に米国特許第6,112,746号にカバーされており、その主題はここで援用されるが、このマスクシステムは、密閉を助け、かつ患者の快適さを高めるように、内側のフレームリムから離して配置された外側の顔と接触するメンブレンを有する顔の形状に合わせて三次元に成型されたクッションを備えている。これらのマスクのいずれも、患者（ユーザ）にマスクを密着させるのを補助するためにクッションをマスクに当てるための膨らませたガセット部を備えてはいない。
【０００７】
公知のマスクの公知のフィッティング手順は、治療中にマスクに供給される最大の空気圧をマスクに供給することと、その最大空気圧でのリークを防ぐのに必要なレベルまでストラップの張力を調節することである。しかしながら多くの治療法では、しばしば治療継続中のある期間のみでしかこの最大空気圧は実現されず、治療中の他の時間は空気圧が低下している。例えば、自動滴定システムまたは可変圧システムを用いているとき、またはＣＰＡＰシステムを用いているときの起動時がこのような場合にあたる。したがって、ストラップの張力は治療の継続期間の中のかなりの期間、必要であるよりも高くなる。さらに、このようなリークは睡眠のサイクルおよび処方された治療方法の両方を壊すので、患者はしばしば、実現される最大の空気圧でのリークを防ぐために、必要であるよりもきつくストラップを締めることになる。
【０００８】
堅いシェル１２０に取り付けられたクッション１３０を有する公知のマスク１１０の力の図を示している図１を参照してほしい。クッション１３０はクッションサイドウォール１７３に取り付けられた顔面接触部１３４を有している。クッションサイドウォール１７３は、ResMed Bubble Cushion（登録商標）マスクにおけるように比較的柔軟性に富んでいるか、あるいはResMed Mirage（登録商標）マスクにおけるように比較的硬い。マスク１１０は使用時には患者４０の顔４２（仮の線で示している）に接触するが、（図１０の図と同様に）この図を明確にする目的で平坦な土台４３で患者４０の顔４２を置き換える。ユーザの顔面に係る従来技術のマスクの力のトータルＦｍは、式Fm = Fc + FAcによって与えられるように実験的に見つけられる。ここでＦｃは患者の顔面にかかるクッションの力であり、ＦＡｃは患者の顔面にかかる周囲Ａｃ、患者の顔面とクッションの接触する領域のマスク内の空気圧Ｐの力である。力ＦＡｃは式ＦＡｃ＝ＰＡｃで与えられる。力ＦｃはＡｃ中に分散され、クッション上の２点に局在することはないので（図１の２次元的な表現の制約のためにそう見えるが）、この力は括弧内に示されている。Ａｃは、マスク１１０が最小の接触力でユーザの顔面とちょうど接触するときにそうであるようにサイドウォール１７３の内側に示されているが、実際には顔面接触部１３４は、マスク１１０に十分な力が供給されて、Ａｃが外側に、サイドウォール１７３の方に広がるようにマスクをユーザの顔面に密着させるときに、下で丸くなる。
【０００９】
従来技術のマスクのヘッドギアストラップＦｓにおける力（張力）は、式Fs = (Fc + FAc)/(2cosθ)で与えられるように実験的に見つけられる。ここでθはマスク１００に対するヘッドストラップの角度である。したがって、患者の顔面にかかるクッションの力Ｆｃは式2Fc = 2 Fscosθ-FAcで表される。患者の顔面にかかるマスククッションの力は、特により大きな力では、公知のマスクではクッション中に完全に均等に分散することが難しく、マスククッション中の局在する高圧力点となる。顔面にかかるより大きな力、ならびに特に局在する高圧力点は患者には不快なものであり、睡眠のサイクルに影響を与える。例えば、マスクを顔にしっかりと固定するのに必要な力対マスク内空気圧（cmH2Oで測定）をグラフに示している図２を参照してほしい。そこに見られるように、マスクの空気圧の範囲全体を通して公知のマスクを顔に密着させたままにするのに必要な力は、治療中に生じるマスク内の最大空気圧によって最も大きく影響される。つまり、マスク内の圧力が低下したときでさえも顔にかかるマスクの力はかなり高いレベルのままであり、この力は最大のマスク空気圧でマスクを密閉するのに必要な力に直接関係する。マスクの位置ずれは曲線を上方に移動させる。位置ずれを考慮するとマスクを顔に密着させるためにはより大きな力が必要であるからである。
【００１０】
公知のマスクのヘッドストラップを締めてマスクの密閉力を増加させると、顔にかかるこの力も増加し、それによってクッションを圧縮し、マスクのシェルを患者の顔面に近づける。ストラップを締めると、マスクのシェルは、密閉が最初に実現される位置Ｘ0とクッションがその通常の範囲を超えて圧縮されている点にシェルが達したときの位置Ｘｐとの間で距離Ｘ移動する。マスクシェルはＸｐを超えて移動することもできるが、クッションはだいたいＸｐで堅く、あるいはそれに近くなりがちであり、さらなる移動を制限する。公知のマスクにおいては、一般的にＦｃは、マスクがＸの与えられた範囲内で患者の顔の方に移動すると、第一のレート（つまり曲線の傾き）で増加する。この第一のレートは顔接触部１３４の柔軟性の範囲内の値となる。またこの第一のレートはマスクの顔接触部１３４の裏側に作用するマスク内圧力の関数である。したがって、マスク内圧力が増加すると、第一のレートもまたＸの与えられた範囲内で増加する。
【００１１】
しかしながら、公知のクッションは柔軟性に劣り、このような範囲Ｘを超えてさらに圧縮される。より柔軟性のあるサイドウォールを有するマスクでは、上述したように、Ｆｃは、マスクが患者の顔の方に動くと、サイドウォールによって与えられるばね力のために、サイドウォールがほぼ完全に圧縮されて堅いマスクシェルから顔へ力を直接伝搬する点までより速いレートで増加する。より堅いサイドウォールを有するマスクでは、上述したように、Ｆｃは、マスクが患者の顔の方向に動くと短い距離をさらに速いレートで増加するが、堅いサイドウォールが力を堅いマスクシェルから顔に直接伝えるような点に素早く到達する。
【００１２】
マスクを顔面上に固定するのに必要な力対マスクフレーム（シェル）を開放された位置から顔の方向への動きをグラフに示す図３を参照してほしい。図３の実線による曲線は、１０cmsH2Oのマスク空気圧でのResMed Mirage（登録商標）マスクのような公知のマスクに関して顔にかかる力を示している。この曲線から、顔にかかる力は、クッション１３０の柔軟性の範囲内で顔方向へのマスクの動きにほぼ直線状に比例して増加する。しかし、クッションがほぼ完全に圧縮され、クッション１３０のほぼ堅いサイドウォールが力を堅いシェル１２０から顔に直接伝えるような点では（図３においては約５〜７ｍｍでは）、顔にかかる力はマスクシェルが顔の方に動くと急激に増加する。
【００１３】
Scarberryの米国特許第5,492,116号および第5,655,527号はフルフェイス呼吸マスクを開示している。マスクは、マスクシェル１２に直接取り付けられたフレキシブルな密閉部材１８を有しており、ヘッドギア２４によってユーザの頭部に取り付けられる。フレキシブルな密閉部材１８自体がユーザの頭部と広い接触領域で接触し、密閉メンブレンの内表面５４上に直接働く空間６２内の圧力を通してユーザの顔に密着する。
【００１４】
「呼吸用の鼻用マスク」と題する１９９９年１月６日に公開された日本の仮未審査特許出願（公開公報）第１１−３９７号は、マスクシェルとクッションとの間の蛇腹状に形成された弾性体を開示している。この公報の図面からわかるが、マスクの蛇腹部は、マスクのクッションが患者の顔と接触する線によって定義される接触領域と実質的に同じである患者の顔上の領域に突き出している。この公報は、蛇腹の領域と患者の顔にかかる力との関係については何も教示していない。蛇腹は限られた機械的な柔軟性を提供するが、重要な圧力上の利点または重要な機械的な柔軟性は何も得られない。このマスクは、マスクの空気圧の動作範囲にわたってヘッドストラップの圧力を増やすことなしでの患者の顔に対するマスクの動きによって引き起こされる密閉に関する問題を克服していない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるガセット付きマスクを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の一つの局面では、使用時に患者の顔に対して所定の位置に配置されるシェルと、使用時に前記患者の顔に力を伝える顔接触クッションと、前記クッションと前記シェルとの間の相対的な動きを可能にする手段とを備えているマスクシステムであって、前記手段は前記クッションにかかる所定の力を提供することを特徴とするマスクシステムが提供される。一形態において、前記所定の力はマスク圧の関数である。他の形態において、前記所定の力は、マスク圧と前記シェルの前記顔に対する変位との両方の関数である。他の形態において、延期所定の力は独立して制御される。他の形態において、前記クッションと前記シェルとの間の相対的な動きを可能にする手段は、前記シェルと前記クッションとの中／間に配置されたガセット部によって提供される。
【００１７】
本発明の一つの局面では、顔上の第一の突出した領域を有する顔接触クッションと、マスクシェルと、それらの間のガセット部とを備えているマスクシステムであって、前記ガセット部は前記顔上に第二の突出した領域を有しており、前記第二の突出した領域は前記第一の突出した領域よりも約３０％ほど大きいことを特徴とするマスクシステムが提供される。
【００１８】
本発明の他の局面では、シェルに連結されて前記シェルに力を与えるヘッドギアと、顔に力を伝える顔接触クッションとを備えている、マスク圧で使用されるマスクシステムであって、前記顔接触クッションは、前記顔接触クッションから伝えられる前記力がマスク圧の強い関数であるように構成されていることを特徴とするマスクシステムが提供される。前記クッションの前記顔接触部に対してガセット構成のより大きく突出した領域は、マスクシェルが患者の顔との位置合わせが変わってしまっているときでさえもマスク内の空気圧を利用してガセットを患者の顔に接触するように膨らませ、マスクと患者との間でよりしっかした密閉を提供する。ガセットの膨張、収縮および曲がることによって、公知のマスク構成よりも向上した機械的な柔軟性が与えられ、これが、患者が睡眠中に著しく動いたり、患者の顔に対するマスクの位置が変化したりしたときでさえも密閉を維持する助けとなる。したがって、顔にかかるマスクの力はマスク空気圧に最も著しく比例し、クッションは、患者に関するマスクの位置決めのより広い範囲にわたってマスク空気圧によって患者の顔にしっかりと密閉して接触した状態に維持される。これにより、ヘッドギアのストラップの張力が公知のマスクよりも一般的には小さい力で、特に治療の最大マスク空気圧を下回るマスク空気圧のもとでマスクを患者の顔にしっかりと密閉させることが可能となり、患者の快適さを高め、処方された呼吸療法へのよりよい適合を提供することができる。
【００１９】
いくつかのメンブレン型のクッションマスク構成は、許容可能な密閉を維持しつつ、クッションと装着者の顔との限られた相対的な動きを収容するが、本発明は、患者にマスクを固定するために用いられるヘッドストラップの圧力を対応して増やすことなく、その収容能のレベルを劇的に増加させる。ガセット部分は、密閉を維持するのにヘッドギアにおいて必要とされる聴力を減らしつつ、マスクシェルとユーザの顔に接触しているクッションとの間の柔軟性のある構成要素を提供する。
【００２０】
本発明の他の実施形態は、マスククッションとユーザの顔との間に密閉を維持する補助となる新規のマスククッション形状を提供する。
【００２１】
本発明の他の実施形態は、マスク構成の内部空間内に配置された新規のバッフル要素の使用を含んでいる。本発明のマスク内のバッフル部材の使用は、取り込んだガスが蓄積された二酸化炭素を有する排気口に直接短絡するのを最小限にする。したがって、バッフルはマスクの機能上のデッドスペースを減少させて患者が再度吸う二酸化炭素のレベルを低減するのに寄与する。
【００２２】
本発明の前述の目的、他の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら以下の説明および付属のクレームを考慮すればより明らかになる。これらの全ては本明細書の一部を構成し、さまざまな図面において同様の参照符号は同様の構成要素を示す。
【００２３】
本発明の第１の観点によれば、呼吸可能なガスマスク構成であって、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりし得るように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は少なくとも１．３０であることを特徴とする、呼吸可能ガスのマスク構成を提供する。
【００２４】
本発明の第２の観点における患者に呼吸可能ガスを届けるためのマスクは、加圧された呼吸可能ガスの供給を受け取るように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にはユーザの顔に接触して前記マスクと前記ユーザの顔との間に密閉を提供するように構成された第二の部分と、前記マスクシェルを前記ユーザに取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように変位範囲内で膨らんだり収縮したりすることができ、前記ガセット部は、使用時に前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされるガセット領域に作用する前記加圧されたガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように前記ガセット領域を規定し、前記力Ｆｃは前記加圧された呼吸可能ガスの供給にほぼ一定の割合に維持され、前記顔にかかる前記マスクのトータルの力Ｆｍは、前記マスクの動作圧力範囲にわたって前記加圧された呼吸可能ガスの供給の圧力１gf/cm2あたり約３５〜１０８グラムの範囲内に維持されることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第３の観点の患者に呼吸可能ガスを届けるためのマスクは、加圧された呼吸可能ガスの供給を受け取るように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、 前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にはユーザの顔に接触して前記マスクと前記ユーザの顔との間に密閉を提供するように構成された第二の部分と、前記マスクシェルを前記ユーザに取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように変位範囲内で膨らんだり収縮したりすることができるように構成されており、前記ガセット部は、使用時に前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされるガセット領域に作用する前記加圧されたガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように前記ガセット領域を規定し、前記力Ｆｃは約４〜２５gf/cm2の動作圧力範囲にわたって、前記加圧された呼吸可能ガスの供給の圧力１gf/cm2あたり約８〜６１グラムの範囲に維持されることを特徴とする。
【００２６】
本発明の第４の観点からの呼吸可能なガスマスク構成は、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりし得るように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は１．００よりも大きく、前記顔にかかる前記マスクのトータルの力Ｆｍの変化は、任意の動作圧力で、初期の密閉位置からの前記ユーザの顔方向への約６〜２５ｍｍの範囲内での前記マスクシェルの変位にほぼ直接比例することを特徴とする。
【００２７】
本発明の第５の観点によれば、加圧された呼吸可能なガスを受けとるように適合された呼吸可能ガスのマスク構成のマスクシェルと顔接触クッションとの間の配置のための装置であって、前記マスクシェルのユーザ側に取り付け可能である第一の側と、前記クッションに取り付け可能である第二の側とを有するガセット部を備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりできるように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は少なくとも１．３０であることを特徴とする。
【００２８】
本発明の第６の観点によれば、加圧された呼吸可能なガスを受けとるように適合された呼吸可能ガスのマスク構成のマスクシェルに取り付けられるクッションアセンブリであって、前記マスクシェルのユーザ側に取り付け可能である第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられる第一の部分と、使用時にはユーザの顔に接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりできるように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は少なくとも１．３０であることを特徴とする。
【００２９】
本発明の第７の観点の加圧された呼吸可能なガスをユーザに供給するマスクアセンブリは、前記加圧された呼吸可能ガスを受け取るように適合された部分を有するマスクシェルと、使用時にユーザの顔と接触し、前記マスクアセンブリと前記ユーザの顔との間に密閉を提供する部分を有するクッションと、前記マスクシェルと前記クッションとの間に取り付けられるサスペンション機構と、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるヘッドギアとを備えており、前記サスペンション機構は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりできるように構成されており、前記サスペンション機構の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記サスペンション機構の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は少なくとも１．３０であることを特徴とする。
【００３０】
本発明の第８の観点による患者に呼吸可能ガスを届けるためのマスクは、加圧された呼吸可能ガスの供給を受け取るように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、 前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にはユーザの顔に接触して前記マスクと前記ユーザの顔との間に密閉を提供するように構成された第二の部分と、前記マスクシェルを前記ユーザに取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように変位範囲内で膨らんだり収縮したりすることができるように構成されており、使用時に前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされるガセット領域に作用する前記加圧されたガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように前記ガセット部が前記ガセット領域を規定し、前記力Ｆｃは約４〜２５gf/cm2の動作圧力範囲にわたって、前記ユーザの顔と接触する前記クッションの周囲のリニアセンチメートルあたり前記加圧された呼吸可能ガスの供給の圧力gf/cm2あたり約０．３〜４グラムの範囲内に維持されることを特徴とする。
【００３１】
本発明の第９の観点によれば、加圧された空気を受け取りユーザに供給するためのユーザに取り付け可能なマスクアセンブリであって、ユーザの顔に接触するクッションと、前記クッションを軸方向に移動可能に支持し、前記空気の圧力に比例して前記クッションに第一の軸方向のバネ力を与えるように前記加圧された空気にさらされるサスペンション機構であって、前記第一の軸方向のバネ力は、前記クッションに直接作用する前記加圧された空気のため前記クッションにかかる第二の軸方向のバネ力よりも少なくとも３０％大きい、サスペンション機構とを備えていることを特徴とする。
【００３２】
本発明の第１０の観点の加圧された空気を受け取り、ユーザに供給するためのユーザに取り付け可能なマスクアセンブリは、マスクシェルと、ユーザの顔に接触するクッションであって、前記ユーザの顔上の第一の突出した領域を有するクッションと、前記マスクシェルに取り付けられ、前記クッションを軸方向に移動可能に支持するサスペンション機構であって、前記顔上の前記第一の突出した領域よりも少なくとも３０％大きい前記ユーザの顔上の第二の突出した領域を有しているサスペンション機構とを備えていることを特徴とする。
【００３３】
本発明の第１１番目の呼吸可能なガスマスク構成は、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側上に軸方向に伸びるシリンダー部とを有するマスクシェルと、軸方向にスライド可能に前記マスクシェルの前記シリンダー部に噛み合うピストンの形状であり第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ピストンは、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように前記マスクシェルの前記シリンダー部において軸方向にスライド可能であり、前記ピストンの表面は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ピストンの表面は前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きいユーザの顔上に突出した領域Ａｇを有しており、前記領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給は前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供し、Ａｇ／Ａｃの比は１．００よりも大きいことを特徴とする。
【００３４】
本発明の第１２番目の観点からの呼吸可能なガスマスク構成は、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりすることができるように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きいユーザの顔上に突出した領域Ａｇを有しており、前記領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給は前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供し、Ａｇ／Ａｃの比は１．００よりも大きく、前記ガセット部は底部で厚くなった断面をもつサイドウォールを有することを特徴とする。
【００３５】
本発明の第１３番目の観点による呼吸可能なガスマスク構成は、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアと、前記マスクシェルに取り付けられ、前記ガセット部の第一のサイドウォール部に接触して前記第一のサイドウォール部の動きを規制する略剛性を有するバックストップとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりすることができるように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きいユーザの顔上に突出した領域Ａｇを有しており、前記領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給は前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供し、Ａｇ／Ａｃの比は１．００よりも大きいことを特徴とする。
【００３６】
本発明の第１４番目の観点による呼吸可能ガスのマスク構成は、加圧された呼吸可能ガスの第一の供給を受け取るように適応された部分とユーザ側とを有しているマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有しているガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔に接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間に密閉を提供するように構成された第二の部分とを有しているクッションと、前記マスク構成を前記ユーザに取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は、膨らんだり収縮して前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えることができるように構成されており、前記ガセット部は、前記マスクシェルの内部とは隔てられた内部容量を持つガセットチャンバを取り囲む断面を有する柔軟性のあるサイドウォールを有しており、前記サイドウォールは加圧されたガスの第二の供給に前記ガセットチャンバを接続する少なくとも一つのポートを有していることを特徴とする。
【００３７】
本発明の第１５番目の観点によれば、装着者の顔に呼吸用マスクを密着して取り付けるためのマスククッションであって、該クッションは、軸方向に外側の端部を有するサイドウォールと、前記サイドウォールに取り付けられた柔軟性のあるメンブレンであって、前記サイドウォールの前記外側端部を超えた位置まで軸方向に伸びている顔接触部を有し、かつ前記伸びている位置と、前記サイドウォールの前記外側端部が前記装着者の顔に接触する引き込み位置との間で軸方向に移動して前記メンブレンの軸方向のさらなる動きを制限するように構成されたメンブレンとを備えていることを特徴とする。
【００３８】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００４０】
本発明の呼吸マスク１０の第一の実施形態を図４〜９に示す。マスク１０は、加圧された空気の供給部２３に接続するエアチューブ２２を有するほぼ堅いシェル２０を有している。ガセット部３２は、接着または機械的な締め付けのような公知の方法によってシェル２０に取り付けられている。ガセット部３２はクッション３０のサスペンション機構として働き、柔軟性のあるガセットサイドウォール３３を有している。ガセット部３２の部分断面図を図６に示す。本実施形態では、ガセットサイドウォール３３は略一様な厚さを有し、ガセット部３２はマスクの圧力にさらされていないときには略三角形の断面を有している。しかし本実施形態では、柔軟性のあるサイドウォール３３はマスク１０が加圧されて図７にしめすようなより丸みのある断面となったときに膨らむ。ガセット部３２の図８の先端図は、ガセットがクッション３０およびシェル２０の形状に沿うように略三角形の輪郭を有していることを示している。
【００４１】
クッション３０は、図１０に示すように患者（ユーザ）４０の顔４２に噛み合うように適合された顔接触部３４を有している。クッション３０の顔接触部３４は、ResMedスタンダードクッションのような標準的なクッションの形状、あるいは上述したResMed Bubble Cushion（登録商標）およびMirage（登録商標）クッション、あるいは状況によっては他の形状であり得る。好ましい実施形態では、図９の部分断面図に示すように、本発明のクッション３０は、ResMed Mirage（登録商標）と同様に、顔接触部３４として働くアウターメンブレン７０とメンブレン７０の裏打ち部材を提供するインナーリム７２とを有している。アウターメンブレン７０とインナーリム７２の両方は柔軟性のあるガセット部３２に接続する比較的剛性のあるサイドウォール７３に接続されている。着用された位置では、マスクは患者の鼻孔を覆い、鼻４４の周囲を密閉する。他の実施形態では、マスクは鼻４４と患者の口との両方、患者の口だけまたは顔全体をふさぐこともできる。張力を調整可能なストラップ５２を有するヘッドギア５０（図１１を参照）はシェル２０と噛み合い、患者４０にマスク１０をしっかりと固定するために用いられる。本発明の好ましい実施形態では、ヘッドギアおよびち引っ張りストラップは一旦調整されたら比較的広げられないサイズに調整可能である。マスクシェル２０はマスクからのガスを排出する排気口２１と後にさらに詳述するバッフル２３とを有している。
【００４２】
ガセット部３２は本発明の一実施形態の利点を提供する２つの鍵となる特徴を有している。ガセット部３２の第一の鍵となる特徴は、ガセット部３２が、その増加した表面積に作用するマスク内の圧力を用いて、クッションの顔接触部をユーザの顔面と密閉して接触した状態に保つための主要な力を提供することである。ガセット部の第二の鍵となる特徴は、クッション３０の顔接触部３４とマスクシェル２０との間で離間する接合を提供し、それによってマスクとユーザの顔面との間でいくらかの相対的な動きを可能とすることである。この構成は、実質的に、以下のシナリオ、すなわち１）マスクシェルまたはハーネスの変位あるいは傾き、２）顔の筋肉のゆるみ、３）患者の動き、および／または４）チューブの動きにおける過度の障害から密閉状態を守る。図１１は患者に取り付けられた本発明のマスクの一実施形態を示している。
【００４３】
図１０は、（以下に説明する本発明の様々な他の実施形態と同様に）図４〜９に示したマスクの実施形態の代表的な力の図を示している。図１０は、本発明のマスクについて、患者の顔面とクッションの接触する領域Ａｃと、ガセット部３２によって規定される領域Ａｇとを示している。
【００４４】
領域Ａｇは、マスクの空気圧にさらされているガセット部３２の内側の、ユーザの顔の上に突き出した領域（すなわち、マスクの軸に直交する平面上に突き出している）である。図４〜１０に示す実施形態では、Ａｇはガセット部３２のサイドウォール３３の内表面の最も外側まで伸びており、Ａｃを含んでいる。見られるように、マスク１０にガセット部３２を付加したことにより、領域Ａｇは領域Ａｃに対して、上述した従来技術のResMed（登録商標）マスク（図１参照）や日本公開公報第11-397号に開示されているマスクよりも著しく大きくなる。
【００４５】
この重要性は以下のことから理解できる。本発明の一形態において、顔にかかるマスクの力のトータルＦｍは実験式Fm = Fc + FAc = P(Ag - kX) = 2Fscosθによって与えられる。患者の顔にかかるクッションの力Ｆｃは実験式Fc = P(Ag - Ac - kX)で与えられる。ヘッドギアストラップにおける力（張力）Ｆｓは実験式Fs = P(Ag - kX)/(2cosθ)で与えられる。ここでｋはガセット部の弾性についてのバネ定数であり、Ｘはマスクシェルの顔向きの移動量である。図１０はまたガセット部３２の動作移動範囲であるＸｐを示しているが、実際には、マスク内の圧力が顔接触部３４をシェル２０から遠ざけるように押すと、Ｘｐはガセットが休まされているときに示されているよりも長くなり得る。
【００４６】
ｋは、純粋に機械的なバネに対して、通常は圧力によっては影響されないが、本発明のマスク内で生じる圧力範囲内では、ｋは圧力と移動の距離との両方に比例する。したがって、本発明においては、Ｘｐ内で及ぼされるであろう顔にかかる最大の力ＦｍはＰＡｇとなり、テストから、これがマスク内圧力と移動の距離との両方に比例するファクターｋで減少することがわかる。
【００４７】
従来技術のマスクの構成では、ヘッドギアストラップにおける力Fs = (Fc + PAc) /(2cosθ)であることが図１０からわかる。ガセットによって規定される領域Ａｇは顔との接触領域Ａｃよりも実質的に大きい。ゆえに、クッションが顔に接触する点（Ｆｃ＝０およびＸ＝０の両方がなりたつ理論上の初期密閉点）では、公知のマスクについてのストラップでの力は、本発明のマスクについてはPAg/(2cosθ)であるのに対して、PAc/(2cosθ)となる。しかし、実際には、ゼロより大きい接触力Ｆｃが、１）顔の輪郭とクッションが完全に適合しないため、顔とクッションとの間の密閉を維持するために必要であり、かつ、２）シェルに対する顔の動きの最中にこの密閉を維持するために必要である。この力は、公知のマスクシステムではヘッドギアストラップにおける張力によってバランスを保たれており、本発明のマスクシステムではガセット領域のみ、すなわちＡｇ−Ａｃにかかる圧力によってバランスを保たれている。したがって、マスクの空気圧の通常の動作範囲内、特により低いマスク圧の動作圧力では、ヘッドギアの張力Ｆｓは本発明のマスクシステムにおいてより低いことがわかる。
【００４８】
図１０から、本発明のマスクでは、クッションと顔との間の接触力はマスク圧に比例する、つまりFc = P(Ag - Ac - kX)であることもわかる。これは、マスクの空気圧が呼吸の１クール中または呼吸と呼吸との間に変化する、あるいは他の治療上の必要にあうように変化するような治療において重要な意味をもつ。顔にかかるクッションの力が、マスク内の圧力に対してほとんど変化しない、あるいは全く変化しないような公知のマスクの構成では、ストラップの張力は、顔にかかるクッションの接触力がより高い空気圧になったときに顔との密閉を維持するほどに十分であるように、低い空気圧でも十分に高く設定されていなければならない。
【００４９】
本発明の構成については、クッションの接触力およびストラップの張力は、ガセットの実質的な面積増のためにマスク内の圧力に実質的に影響を受ける。したがって、これらの両方がマスク内の圧力にほぼ比例するので、これらの両方は低い空気圧では十分に低く、空気圧がより高くなると増加する。
【００５０】
実際には、これは最大のマスク空気圧においてさえ真実であることがわかる。例として、Ａｃが公知のマスク（例えばResMed Mirage（登録商標）マスク）の）および発明のマスク（両方とも、クッションの顔接触部において同様の構成を有している）の両方において同じであると仮定する。ＦＡｃは両方の場合で同じである。また、両方のマスクの任意の適切な位置合わせ、任意の圧力でマスクを密閉するために必要な最小のＦｃは公知および発明のマスクの両方で同じであり、したがって任意の圧力で密閉するために必要となるＦｍは両方の場合で同じである。しかしながら、テストから、マスク空気圧が最大であるときでさえも、公知のマスクよりも、クッションにかかるより小さな力、顔にかかるより小さな力、およびストラップのより小さな張力で密閉することがわかる。テストの結果は現実世界における状況を反映していると考えられる。言い換えると、クッションと同一であり完全に適合する顔はなく、マスクと顔との正確な位置あわせを維持するのは極めて難しい。これは、顔へのマスクの密着を阻むたるんだ皮膚、しわ、および／または肌のひだを有する年老いたおよび／あるいは太りすぎの患者の場合によりあてはまる。テストから、本発明のマスクは、これらのユーザ間の不一致をより取り込むことができ、公知のマスクよりも低い顔にかかる力で（マスクの空気圧が最大のときでさえ）よりよい密閉能力を提供することができる。
【００５１】
マスクシェルが顔の方向に動いたときに顔にかかる力に関しての本発明のマスクと公知のマスクとの比較を示す図３を参照してほしい。本発明がガセットの範囲Ｘｐ内にある限りは、マスクシェルが顔に近づくとき、公知のマスクと同様に、顔にかかる力に急激な増加は見られない。Ｘｐを超えると、顔にかかる力は公知のマスクで生じるよりも劇的に増加し、それはクッションの顔接触部のみを顔に近づける、もしくは顔に非常に軽く接触するように動かすようにヘッドギアを調整するときに望ましい。このように、ガセットは実質的には圧縮されず、使用時にはマスクが依然としてＸｐの範囲内にある。これは、密閉がヘッドギアによるクッションの圧縮によってではなくマスク内の圧力によって維持されるために可能である。ヘッドギアおよびマスクの調整は、したがって、公知のマスクよりも簡単である。異なる患者および治療に対してガセット部分のサイズや形状を変えることによってＸｐの範囲が変えられるとき、１０〜３０ｍｍの間のＸｐが効果的であることがわかる。図３に示す曲線は、１０ｇｆ／ｃｍ２（グラム力／センチメートル２）のマスク空気圧に対するものであることに留意されたい。これらの曲線は、マスクの空気圧が増えたり減ったりすると、上昇したり下降したりすると思われるが、マスクの動作圧力範囲内では、同じ形状をほぼ維持するであろう。
【００５２】
図４〜９に示す本発明の一実施形態では、ガセットおよびクッションは、Dow Corning（登録商標）からのSilastic（登録商標）94-595 HC液体シリコーンラバーから一体的に成型され、ガセットのサイドウォール３３は０．５ｍｍの一様な厚さを有し、ガセットは約１０５ｍｍの（略三角形Ａｇ）の長い長さを有し、略三角形Ａｃの長い方の長さは約７１ｍｍである。Ｘｐは約２５ｍｍである。したがって、ガセット（Ａｇ）はほぼクッションの顔接触部を片側で約１７ｍｍほど超えて伸びている。これにより、３１．５ｃｍ２のＡｃ、７５ｃｍ２のＡｇ、４３．５ｃｍ２のガセットのみの領域（Ａｇ−Ａｃ）および約２．４（または２４０％）のＡｇ／Ａｃが与えられる。これらの寸法は、異なる力の関係に対しては望むとおりに変わり得るが、好ましい実施形態ではＡｇ／Ａｃは約１．３０〜５．００の範囲内にあり、好ましくは、徐々に範囲を狭めていくと、１．５０〜５．００、２．００〜４．００、２．２５〜３．５０となる。しかし、１．３０〜５．００の全範囲のいかなる範囲内であってもよく、あるいは状況が許せばその範囲を超えて広がる範囲であってもよい。これを、上述した日本公開公報で開示されたマスクについての役１．０８という推定されたＡｇ／Ａｃと比較する。
【００５３】
マスクの好ましい実施形態では、顔に印加されるトータルの力Ｆｍは、ｇｆ／ｃｍ２のマスク空気圧あたり３５〜１０８グラムの間、好ましくｇｆ／ｃｍ２のマスク空気圧あたり約４０〜８８の間、最も好ましくはｇｆ／ｃｍ２マスク空気圧あたり約５０〜８８グラムの間で略一定である。顔と接触している表面積によって印加される力Ｆｃは、ユーザに届けられるマスク空気圧に対して略一定の比率に維持され、ｇｆ／ｃｍ２マスク空気圧あたり約８〜６１グラムの間、好ましくはｇｆ／ｃｍ２マスク空気圧あたり約２７〜６１グラムの間、最も好ましくは、マスクの空気圧の４〜２５ｇｆ／ｃｍ２の範囲にわたってｇｆ／ｃｍ２マスク空気圧あたり約４０〜６１グラムの間で維持される。この力Ｆｃはまた、マスクの空気圧の４〜２５ｇｆ／ｃｍ２の範囲にわたって、ユーザの顔と接触するクッションの周囲中のリニアセンチメートルあたりの加圧された呼吸可能なガスの供給の圧力ｇｆ／ｃｍ２あたりの約０．３〜４グラムの範囲内に、好ましくはユーザの顔と接触するクッションの周囲中のリニアセンチメートルあたりの加圧された呼吸可能なガスの供給の圧力ｇｆ／ｃｍ２あたりの約１〜３グラムの範囲内に、最も好ましくはユーザの顔と接触するクッションの周囲中のリニアセンチメートルあたりの加圧された呼吸可能なガスの供給の圧力ｇｆ／ｃｍ２あたりの約１，５〜３グラムの範囲内に維持される。この段落では様々な力について好ましい力範囲を述べたが、力範囲は、任意の力範囲全体内のいかなる２点の間に設定することも可能であることを理解されたい。本発明の産業においては、大半の圧力測定値は水柱センチメートルで与えられ、１水柱センチメートル＝１ｇｆ／ｃｍ２＝９８．０７パスカルである。
【００５４】
ガセット部はまた、患者の顔との位置合わせからプラスまたはマイナス約８度の範囲にわたってマスクが患者の顔との密閉を維持することを可能にする。
【００５５】
図３に示す発明のマスクに関する曲線の形状は、ガセットの断面を変えることによって、あるいはガセットにバックストップを与えることで変化し得る。ガセットが極めて一様な厚さおよび曲線を有するとき、図６および７に示すように、顔にかかるトータルの力対顔方向へのマスクの動きを示す曲線は、Ｘｐ内で略直線状となる。マスクシェルがＸｐの方に移動するときにより大きい密閉力がより早期に印加されることがテストにおいてはのぞましい。言い換えると、マスクシェルのＸｐへの移動のより早い段階で、任意の圧力で密閉するための最小の力Ｃから膨らませたガセットに対する最小の力Ｄの方に移動することが有利である。これによって、マスクが動作するより大きな残りの範囲Ｘｐが提供され、その残りの範囲内をＸｐの方にマスクシェルが動くときに顔にかかるマスクの力はより緩やかに増加する。図１２〜１４に示す実施形態は、この目的を達成する助けとなる。
【００５６】
図１２に示す最初の例において、ガセットサイドウォールの底部はサイドウォールを堅くするように急に厚くされている。この実施形態では、このマスクについての力−変位曲線は、ＣからＤに向かって動き、それから低下してＸｐに到達するまで略直線状の傾きとなるので、クッションについての曲線（すなわち、図３に示す公知のマスクについての曲線）にほぼ追従する。しかしながら、Ｄの値を変えるとこの曲線も変わる。Ｄの値は、ガセットサイドウォールの堅くなった部分の面積にマスクの圧力を乗じることによって計算される。ガセットサイドウォールの堅くなった部分は図１０においてＡｓとして示している。しかし、もしＡｓの値がガセットサイドウォールの堅くする部分をより大きくすることによって増加すると、Ｄの値は増加する。図３に示すＤ‘の値と、Ａｓを増加させるべくガセットサイドウォールのより大きな部分を厚くした（堅くした）マスクの実施形態に対応する短い点の鎖線による曲線を参照されたい。したがって、長い点の鎖線による曲線は図１２に示したＡｓ１を有するガセットの実施形態を表し、短い点の鎖線による曲線は図１２に示したＡｓ１よりも大きなＡｓ２を有するガセットの実施形態を表している。図３から、Ａｓ２を有するガセットの実施形態は、マスクシェルがＸｐの方に動くにつれて、Ａｓ１を有するガセットの実施形態よりも早くに値Ｄ’に到達し、それによりマスクシェルが使用時に移動することができる範囲Ｘｐをより大きく残すことがわかる。
【００５７】
図６および７の実施形態に剛性を有するバックストップを追加することによって、類似した効果を得ることができる。剛性を有するバックストップ３５をガセット部３２およびシェル３２の一方または両方に取り付けた実施形態を示す図１３を参照されたい。剛性を有するバックストップは、膨らませた状態でガセットのサイドウォールに接触し、接触しているサイドウォールの部分にとっての補強剤として機能する。したがって、剛性を有するバックストップは、図１２の実施形態と同様の効果を提供することができる。バックストップ３５は、ガセット部の片側または両側に配置することができ、所望の曲線を提供するのに必要であれば、ガセット部の周囲の一部あるいは全体に沿って伸ばすこともできる。バックストップはマスクシェル２０と同じ材料から形成することができ、一実施形態では、一方または両方のバックストップ３５をシェル２０と一体的に成型することもできる。他の実施形態では、所望の力／移動曲線に特別に合わせるために、図６、７、１２、１４および１６に示す構成を互いに組み合わせて、つまり、ガセットの片側上の構成の一つとガセットの他方の側上の構成とを用いることができる。様々な実施形態の厚さおよび寸法もまた、力／移動の曲線に特別に合わせるべく変更することができる。ガセットの形状および寸法を変えることでマスクの力／移動曲線を容易かつ特別に合わせることができるというこの能力は、本発明の他の類のない有利な局面である。
【００５８】
図１４に示すように、ガセットがテーパーのついた厚さを有するサイドウォールをもつ場合、その結果得られる力−変位曲線は図６の実施形態の曲線と図１２の実施形態の曲線との間となる（これら２つの実施形態について匹敵するガセットの底部と中間部分の厚さと仮定したとき）。
【００５９】
ガセット部は、上述した単一のガセット形態である必要はないが、図１５〜１８にいくつかの例を示すように、各例についてＡｃおよびＡｇに沿って他の形状を有することもできる。
【００６０】
図１５は、ガセット部３２がクッション３０の顔接触部３４とマスクシェル２０との間に離間する接合部を提供するダブルガセットの形態をとるマスク１０の他の実施形態を示している。言うまでもなく、ガセット部３２の他の実施形態では３つ以上のガセットを用いることができる。図１６は、クッション３０の顔接触部３４とマスクシェル２０との間で離間する接合部を提供するようにガセット部３２が階段状になっているマスク１０の他の実施形態を示している。図１６には３段を示しているが、他の実施形態では１段以上の段を用いることができる。この実施形態のガセットの一つの利点は、ガセット部３２のシェル側が完全に開いている、つまり隠れた表面がないのでガセット部３２とクッション３０とを一緒に成型するのが容易であることである。図１７は、ガセット部３２がクッション３０の底部で軸方向にスライド可能にシェル２０のシリンダー部５６に噛み合うピストン５４の形態であるマスク１０の他の実施形態を示している。したがってピストン５４はシェル２０に対してクッション３０を出入りさせるように動かして、クッション３０の顔接触部３４とマスクシェル２０との間で離間する接合を実現する。加圧下でピストンおよびクッションがシェル２０から完全に外れることを防ぐためにシェル２０上にストップ５８を設けることができる。マスク内の空気圧が減少したときにピストン５４をシェル２０に押し戻すようにバネ６０を随意に設けることができる。バネの存在は、上述したガセット部の弾性抵抗をシミュレートし、Ｆｍの式にｋＸのファクターを付加する。バネがなければ、ｋはピストンの移動範囲内では０に等しい。
【００６１】
さらに他のマスク形状を図１８に示す。これは、より大きい上側のバレル状ガセット７８と下側のより小さいバレル状のガセット８０とを有するガセット部３２を備えている。あるいは、より大きいガセットおよびより小さいガセットは、力の特性に合わせるために、入れ替えられてもよく、同じサイズとしてもよく、あるいは任意の異なる形状にすることができる。
【００６２】
図２１は、本発明のマスクの他の実施形態を示しており、ここではガセット部３２は、マスクシェル２０の内部１９２から隔てられた内部容量を有するガセットチャンバ１９０を囲む略円形または丸まった断面をもつ柔軟性のあるサイドウォールを備えている。この実施形態の一例では、ガセットチャンバ１９０は、サイドウォール３３の少なくとも一つのポート１９３を通してマスクシェル内部１９２に接続され得る。図２３を参照してほしい。このような場合、ガセットチャンバの圧力Ｐ２はマスクシェルの内部の圧力Ｐ１と同じであり、ガセット部３２の実効領域Ａｇはガセットサイドウォール３３の内表面の最も外側まで伸びており、ガセット部は図１０に示す実施形態と同様に動作する。しかしながら、この実施形態の好ましい例では、ガセットチャンバ１９０内の圧力Ｐ２がマスクシェル内部１９２内の圧力Ｐ１とは異なる圧力に制御されるように、ガセットチャンバ１９０の内部がサイドウォール３３におけるポートを通じて別個のガスの加圧供給部へ接続され、そしてマスクシェル内部へとつながる。したがって、ガセット部による力は、圧力Ｐ２とガセット部の面積との積になる。さらにこの実施形態では、ガセット部の領域は、前記実施形態におけるようにガセットサイドウォールの内表面の最も外側によっては定義されず、クッションのサイドウォールから放射状に内側の領域を含むガセットチャンバ１９０全体の突き出した領域となる。ガセットチャンバのこの領域Ａｇｃは図２１では括弧内に示している。これにより、ガセット部とマスクとを制御する上で高い柔軟性が与えられる。
【００６３】
第一に、さらなる密閉力がガセット部から必要とされると、圧力Ｐ２は単に増やされ得、あるいはより小さい密閉力が必要とされればその逆となる。第二に、ガセット部がクッションに与える力は圧力Ｐ２とガセット部の面積Ａｇｃとの積であるため、面積Ａｇｃが前述した実施形態における面積よりも重要度の低いものである。なぜならそれは圧力Ｐ２の変化によってずれ得るからである。例えば、ガセット部の外縁部をこの実施形態では前述した実施形態よりも小さくすることができる。なぜならガセット部の内部の部分はガセット部の加圧された領域に付加されているからである。さらにガセットチャンバの面積Ａｇｃは希望に応じて、圧力Ｐ２を変えることによって変えることができ、特に小さくすることができる。これにより、マスクを上述した他のマスクと比べて小さくすることができ、患者にとってより食い込みの少ない、より快適なものとすることができる。
【００６４】
圧力Ｐ２は、Ｐ１に対して比較的一定の割合で制御することができ、あるいは状況が許せばＰ１に対して異なる割合で制御することができる。大半の治療においては、治療の大部分、そうでなければ全てに関して、Ｐ２はＰ１よりも大きいと現在は考えられているが、ある状況下ではＰ２をＰ１よりも小さく制御することが望ましくなり得ると予想される。いくつかの例では、Ｐ２は一定に保たれるとも予想される。この実施形態におけるガセットチャンバは第二の加圧されたガス供給部にのみ接続されるか、さもまければ、特に大気に対して閉じているように意図されている。したがって、ガセットチャンバからは最小限の漏れでああろうし、第二の加圧ガス供給部は第一の加圧ガス供給部によって呼吸目的で供給されなければならないガスの容量よりも著しく小さい容量のガスを供給することのみを必要とする。さらに、Ｐ１およびＰ２用の二つの別個の加圧ガス供給源は、同一のガスポンプで提供されてもよく、また異なる所望の圧力となるように公知の制御装置によって制御されてもよい。あるいは、二つの異なるガスポンプを、マスク内部１９２およびガスチャンバ１９０のそれぞれへのガス供給のために用いてＰ１およびＰ２のそれぞれを別個に制御することもできる。
【００６５】
ガセットチャンバ１９０は、マスクシェル２０と一体的に成型されたポート１９５とつながるガセットサイドウォール３３内のポート１９４を通して第二のガス供給部に接続され得る。あるいは、ガセットチャンバ１９０は、マスクシェル２０を迂回して、ガセットサイドウォール３３のポート１９６を通じて第２のガス供給部に接続することもえきる。これらの両方の代替例を示している図２４を参照されたい。
【００６６】
図２１の実施形態は、図１２〜１４に関して上述した厚く／堅くされたガセットサイドウォール３２の一部分を有し得る。しかし、Ｐ１とは異なるＰ２を制御することによって提供される柔軟性が増加するということは、ガセットサイドウォールもまた、略一様な厚さとしてもよく、前述した実施形態において堅くすることによって提供された類似した効果が圧力Ｐ２を所望の通りにただ単に変化させることによって本実施形態でも提供されることを意味する。
【００６７】
図２１に示したマスクの他の実施形態では、ガセット部３２は、マスク１０が使用されていないとき、または加圧されてないときに、図２２に示すように、略ダイヤモンド形状の断面を有することもできる。その断面は、ガセットチャンバが加圧されると略円形の断面にまで膨らみ得る。上述した図１７に対応するピストン／シリンダ構成を含むガセット部３２の他の形状もまた用いることができる。
【００６８】
クッションもまた他の形状を有することができる。クッション３０の部分断面を示している図２５〜３０を参照されたい。これらの実施形態のそれぞれにおいて、クッション３０は、顔接触部１３４として作用する柔軟性のあるメンブレン１７０を備えている。柔軟性のあるメンブレン１７０はクッション３０のより剛性の高い支持サイドウォール１７３に取り付けられている。これらの実施形態は、図９に示す実施形態が使用しているようなインナーリムを使用しない。各実施形態では、顔接触部１３４は、クッションが使われていないときにサイドウォール１７３の軸方向の外側の端部１７４を超えて伸びている。顔接触部１３４はサイドウォール１７３に対して軸方向に動き得、顔接触部１３４と軸方向の外側の端部１７４との間の軸方向の距離を変える。すなわち、クッションにユーザの顔方向への力が印加されると、顔接触部１３４は、サイドウォール１７３の軸方向の外側端部１７４の方に軸方向に動きながら引っ込む。サイドウォール１７３の端部１７４は、ユーザの顔に接触したときに、この引き込みに対する端部に対するポジティブな歯止めを提供する。
【００６９】
図２５および２６に示す実施形態では、柔軟性のあるメンブレン１７０は軸方向の外側の端部１７４から軸方向に内側の位置１７５でサイドウォール１７３に取り付けられており、メンブレン１７０の一部分は、位置１７５と端部１７４との間をサイドウォール１７３と一緒に軸方向に外側に伸びている。これらの実施形態では、顔接触部１３４の軸方向の動きはメンブレン１７０の柔軟性によって実質的に提供される。例えば、軸方向で外側の端部１７４がユーザの顔と接触するときに、より剛性の低いサイドウォール１７３がユーザにとってより快適であるとして望まれれば、サイドウォール１７３は、特に位置１７５と端部１７４との間に中空の部分１７６を有し得る。図２６を参照。
【００７０】
図２７〜３０に示した実施形態では、柔軟性のあるメンブレン１７０は柔軟性のある接続部材１７７でサイドウォール１７３に接続されており、接続部材１７７は柔軟剤のある部材１７０とサイドウォール１７３との間における軸方向の動きを提供する。接続部材１７７は、図２７に示すような略直線状の断面、図２８に示すような巻き込まれた断面、または他の断面を有し得る。柔軟性のある接続部材１７７は、図２７〜２９に示すように軸方向の外側端部１７４の近くでサイドウォール１７３に取り付けられ得、あるいは図３０に示すように、軸方向に内側の位置でサイドウォール１７３に取り付けられ得る。図２６の実施形態の場合、サイドウォールはより剛性を低くするべく少なくとも部分的に中空とすることができる。図２９を参照。好ましい実施形態では、柔軟性のあるメンブレン１７０、柔軟性のある接続部材１７７、およびサイドウォール１７３はともに一体的に成型される。柔軟性のあるメンブレンはクッションのサイドウォールに取り付けられているように図示されているが、他の実施形態では、メンブレンは、マスクシェルの一部が軸方向の外側端部１７４として働くようにマスクシェルに直接取り付けられてもよい。
【００７１】
図２５〜３０の実施形態は、上述したガセットの特徴と関連して用いることができ、あるいは公知のマスククッションと共に用いることができる。これらの実施形態は、公知のマスククッションよりも製造が簡単で安価であるクッションにおいて顔との良好な密着特性を提供する。図２７〜３０の実施形態では、柔軟性のある接続部材はマスクが加圧されたときに上述したガセットの特徴と同様に作用することも理解されるであろう。すなわち、マスク内の圧力は、柔軟性のあるメンブレン１７０の顔接触部１３４に付加的な力を行使すべく柔軟性のある接続部材１７７に作用し、その付加的な力は上述した実施形態に関して上述したものと同じ特性を有する。図２７〜３０の実施形態では、領域Ａｃは上記実施形態におけるものと同じと測定され、領域Ａｇは接続部材１７７がサイドウォール１７３にあたるサイドウォール１７３の内表面と測定される。
【００７２】
他の実施形態は、ここで開示した実施形態のいずれの様々な組み合わせを用いることができる。
【００７３】
本発明のガセット部は、クッションおよびマスクシェルとは別個の構成要素として製造され得るが、ここで述べた効果を提供するために互いに組み合わせ可能である。
【００７４】
減少した接触力、顔にかかる力のトータル、およびマスク内空気圧の範囲にわたる、特に最大の空気圧を下回るマスク空気圧でのヘッドギアの張力によって、特に患者が眠りにつこうとするときに夜の始めでは低い圧力で治療を開始する自動滴定装置に関して、患者の快適さが向上する。向上した密閉性（これはより低い接触力で得ることができる）によって、リークの危険が実質的に減少して患者およびそのパートナーの睡眠が妨げられることが減少する。向上した密閉性はまた、密閉における患者の信頼を増し、患者の治療をより快適なものとする。本発明のマスクのガセット部の鍵となる特徴が患者の利益および処方された治療へのよりよい適合性へと至る主要な利点をいかにして提供するかを図示する図１９を参照されたい。
【００７５】
本発明の他の局面は、マスクシェル２０のバッフル２３を含むことである。マスクシェル２０におけるバッフルの使用はマスク内の空気の動きを向上させる。図４、５および２０に示す実施形態は、バッフル２３はマスクインテイク２２とマスク排気口２１との間に配置された平坦な板の形状である。バッフル２３は、略水平にマスクの方に伸び得、あるいは上方または下方に傾き得る。バッフルは平坦な板状である必要はなく、Ｖ字状、カーブした形状、波状であってもよく、あるいはインテイクからの空気を排気口への直接の流れからそらすように最良に設計された他の形状をとってもよい。バッフル２３はマスクシェルと一体的に成型されてもよく、接着剤または超音波による接着を含む他の公知の方法によってシェルにくっつけられてもよい。バッフルを有するマスクシェルは、ガセット部と組み合わせて用いられ得るが、これらの局面のいずれも本発明のマスクに置いて単独で用いることができる。
【００７６】
本発明を、現時点で最も実用的であり好ましい実施形態であると考えられる実施形態にしたがって説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されない。逆に本発明は、付属のクレームの精神と範囲内に含まれる様々な改変および等価な構成をカバーするように意図されている。そのクレームは、このような全ての等価な構造を包含するように最も広く解釈されるべきである。
【００７７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 公知のマスクについての力を模式的に示す図である。
【図２】 公知のマスクおよび本発明のマスクの両方を患者の顔に固定するために必要な力対マスク内の空気圧を示す図である。
【図３】 公知のマスクおよび本発明のマスクの両方を顔に固定するために必要な力対開放された位置から患者の顔方向へのマスクシェルの動きを示す図である。
【図４】 本発明のマスクの側面図である。
【図５】 図４のマスクの斜視図である。
【図６】 膨張前の図４のマスクのガセット部の部分断面図である。
【図７】 膨張後の図４のマスクのガセット部の部分断面図である。
【図８】 図４のマスクのガセット部のマスクシェル側の先端の図である。
【図９】 図４のマスクのクッションの部分断面図である。
【図１０】 図４のマスクの力を模式的に示している。
【図１１】 ストラップベースのヘッドギアを用いて患者に取り付けられた本発明のマスクの斜視図である。
【図１２】 本発明のガセット部の他の実施形態の部分断面図である。
【図１３】 本発明のガセット部の他の実施形態の部分側面図である。
【図１４】 本発明のガセット部の他の実施形態の部分断面図である。
【図１５】 患者の顔と接触している本発明のマスクの他の実施形態の断面図である。
【図１６】 患者の顔と接触している本発明のマスクの他の実施形態の断面図である。
【図１７】 患者の顔と接触している本発明のマスクの他の実施形態の断面図である。
【図１８】 患者の顔と接触している本発明のマスクの他の実施形態の断面図である。
【図１９】 本発明から得られ、患者によるより向上した治療の適合性へと至る鍵となる特徴、主要な利点、および患者にとって有益な点を図示している。
【図２０】 本発明の一実施形態のマスクシェルの内部の図である。
【図２１】 本発明の他の実施形態の概略図である。
【図２２】 図２１に示す実施形態の他の例の概略図である。
【図２３】 図２１に示す実施形態のある例の部分断面図である。
【図２４】 図２１に示す実施形態の他の例の部分断面図である。
【図２５】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図２６】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図２７】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図２８】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図２９】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図３０】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【符号の説明】
１０ マスク
２０ シェル
２２ チューブ
２３ バッフル
３０ クッション
３２ ガセット部
３３ ガセットサイドウォール
３４ 顔接触部
３５ バックストップ
４２ 顔
４４ 鼻
５０ ヘッドギア
５２ ストラップ
５４ ピストン
６０ バネ
７０ アウターメンブレン
７２ インナーリム
１３４ 顔接触部
１７０ メンブレン
１７３ サイドウォール
１７４ 端部
１７７ 接続部材
１９０ ガセットチャンバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼吸療法で用いられるマスクに関する。一つの使用法としては閉塞型睡眠無呼吸症候群（Obstructive Sleep Apnea）のＣＰＡＰ治療がある。しかしながら、ここで提示されるマスクの構成は他のタイプの呼吸療法においても有用である。呼吸療法用のより改良されたマスク構成を求めて、マスクと患者の顔面との間の密閉の有効性、処方された治療方法とよく整合すること、および患者の快適さといったさまざまな設計目的がある。本発明は、公知のマスク構成に対していくつかのはっきりした利点を有する新規のマスク構成のさまざまな実施形態を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力下のマスクに空気が送られる呼吸療法では、マスクと患者の顔との間の密閉を良好に保つことが重要である。マスクと患者の顔との間からのリークは、マスク内の所望の空気圧を下げ、ノイズを増加させることになる。これらはともに、治療の有効性および治療との整合性を減少させ得る。前者の場合には、処方された治療のパラメータが維持されていない。後者の場合には、増えた雑音が患者および患者と共に寝る者両方の睡眠サイクルを妨げる。
【０００３】
リークは、患者が夜動いたときに特に起こりがちである。患者が向きを変えたり動いたりしたときにデリバリーチューブやマスクシステムが引きずられたり動かされたりすると、患者の顔に対するマスクの位置合わせおよび配置が変わることがあり、この動きがクッションの密閉部に伝えられてリークを生じ得る。したがって、マスクは患者に取り付けられているときは最初はリークなしかもしれないが、患者がベッドで動くにつれて夜更けに大きくなっていき、患者を起こしてしまう。ゆえに患者は、動きに起因するリークを低減する、または防ぐために、圧力上の要件から必要とされるよりも強くストラップを締めることになるかもしれない。
【０００４】
多くの異なるマスクシステムが知られている。ある広いグループの公知のマスクシステムは、堅いシェル、顔に接触するクッションおよびヘッドギアを含む。通常シェルは鼻、または鼻および顔を取り囲む。顔全体を取り囲むものもある。クッションは通常シリコーンのような柔軟な材料から構成されている。ヘッドギアはマスクを適正な位置に固定する手段を備えている。ヘッドギアの公知の形態の一つはストラップ構成からなる。
【０００５】
あるマスクの設計は、マスクと患者との間に効果的な密閉を維持している間の患者の快適さを向上させるために、マスクのクッションの柔軟性を高めるように開発された。Bubble Cushion（ResMed, Ltd.の登録商標）マスクは米国特許第5,243,971号にカバーされており、その主題はここで援用されるが、このマスクは、ユーザの肌または顔面に対するクッションメンブレン自体の密閉を補助するために、マスクシェルに取り付けられた柔軟性のあるクッションメンブレンとマスクシステム内部の圧力とを用いる。
【０００６】
ResMed Mirage（ResMed, Ltd.の登録商標）マスクシステムは、特に米国特許第6,112,746号にカバーされており、その主題はここで援用されるが、このマスクシステムは、密閉を助け、かつ患者の快適さを高めるように、内側のフレームリムから離して配置された外側の顔と接触するメンブレンを有する顔の形状に合わせて三次元に成型されたクッションを備えている。これらのマスクのいずれも、患者（ユーザ）にマスクを密着させるのを補助するためにクッションをマスクに当てるための膨らませたガセット部を備えてはいない。
【０００７】
公知のマスクの公知のフィッティング手順は、治療中にマスクに供給される最大の空気圧をマスクに供給することと、その最大空気圧でのリークを防ぐのに必要なレベルまでストラップの張力を調節することである。しかしながら多くの治療法では、しばしば治療継続中のある期間のみでしかこの最大空気圧は実現されず、治療中の他の時間は空気圧が低下している。例えば、自動滴定システムまたは可変圧システムを用いているとき、またはＣＰＡＰシステムを用いているときの起動時がこのような場合にあたる。したがって、ストラップの張力は治療の継続期間の中のかなりの期間、必要であるよりも高くなる。さらに、このようなリークは睡眠のサイクルおよび処方された治療方法の両方を壊すので、患者はしばしば、実現される最大の空気圧でのリークを防ぐために、必要であるよりもきつくストラップを締めることになる。
【０００８】
堅いシェル１２０に取り付けられたクッション１３０を有する公知のマスク１１０の力の図を示している図１を参照してほしい。クッション１３０はクッションサイドウォール１７３に取り付けられた顔面接触部１３４を有している。クッションサイドウォール１７３は、ResMed Bubble Cushion（登録商標）マスクにおけるように比較的柔軟性に富んでいるか、あるいはResMed Mirage（登録商標）マスクにおけるように比較的硬い。マスク１１０は使用時には患者４０の顔４２（仮の線で示している）に接触するが、（図１０の図と同様に）この図を明確にする目的で平坦な土台４３で患者４０の顔４２を置き換える。ユーザの顔面に係る従来技術のマスクの力のトータルＦｍは、式Fm = Fc + FAcによって与えられるように実験的に見つけられる。ここでＦｃは患者の顔面にかかるクッションの力であり、ＦＡｃは患者の顔面にかかる周囲Ａｃ、患者の顔面とクッションの接触する領域のマスク内の空気圧Ｐの力である。力ＦＡｃは式ＦＡｃ＝ＰＡｃで与えられる。力ＦｃはＡｃ中に分散され、クッション上の２点に局在することはないので（図１の２次元的な表現の制約のためにそう見えるが）、この力は括弧内に示されている。Ａｃは、マスク１１０が最小の接触力でユーザの顔面とちょうど接触するときにそうであるようにサイドウォール１７３の内側に示されているが、実際には顔面接触部１３４は、マスク１１０に十分な力が供給されて、Ａｃが外側に、サイドウォール１７３の方に広がるようにマスクをユーザの顔面に密着させるときに、下で丸くなる。
【０００９】
従来技術のマスクのヘッドギアストラップＦｓにおける力（張力）は、式Fs = (Fc + FAc)/(2cosθ)で与えられるように実験的に見つけられる。ここでθはマスク１００に対するヘッドストラップの角度である。したがって、患者の顔面にかかるクッションの力Ｆｃは式2Fc = 2 Fscosθ-FAcで表される。患者の顔面にかかるマスククッションの力は、特により大きな力では、公知のマスクではクッション中に完全に均等に分散することが難しく、マスククッション中の局在する高圧力点となる。顔面にかかるより大きな力、ならびに特に局在する高圧力点は患者には不快なものであり、睡眠のサイクルに影響を与える。例えば、マスクを顔にしっかりと固定するのに必要な力対マスク内空気圧（cmH2Oで測定）をグラフに示している図２を参照してほしい。そこに見られるように、マスクの空気圧の範囲全体を通して公知のマスクを顔に密着させたままにするのに必要な力は、治療中に生じるマスク内の最大空気圧によって最も大きく影響される。つまり、マスク内の圧力が低下したときでさえも顔にかかるマスクの力はかなり高いレベルのままであり、この力は最大のマスク空気圧でマスクを密閉するのに必要な力に直接関係する。マスクの位置ずれは曲線を上方に移動させる。位置ずれを考慮するとマスクを顔に密着させるためにはより大きな力が必要であるからである。
【００１０】
公知のマスクのヘッドストラップを締めてマスクの密閉力を増加させると、顔にかかるこの力も増加し、それによってクッションを圧縮し、マスクのシェルを患者の顔面に近づける。ストラップを締めると、マスクのシェルは、密閉が最初に実現される位置Ｘ0とクッションがその通常の範囲を超えて圧縮されている点にシェルが達したときの位置Ｘｐとの間で距離Ｘ移動する。マスクシェルはＸｐを超えて移動することもできるが、クッションはだいたいＸｐで堅く、あるいはそれに近くなりがちであり、さらなる移動を制限する。公知のマスクにおいては、一般的にＦｃは、マスクがＸの与えられた範囲内で患者の顔の方に移動すると、第一のレート（つまり曲線の傾き）で増加する。この第一のレートは顔接触部１３４の柔軟性の範囲内の値となる。またこの第一のレートはマスクの顔接触部１３４の裏側に作用するマスク内圧力の関数である。したがって、マスク内圧力が増加すると、第一のレートもまたＸの与えられた範囲内で増加する。
【００１１】
しかしながら、公知のクッションは柔軟性に劣り、このような範囲Ｘを超えてさらに圧縮される。より柔軟性のあるサイドウォールを有するマスクでは、上述したように、Ｆｃは、マスクが患者の顔の方に動くと、サイドウォールによって与えられるばね力のために、サイドウォールがほぼ完全に圧縮されて堅いマスクシェルから顔へ力を直接伝搬する点までより速いレートで増加する。より堅いサイドウォールを有するマスクでは、上述したように、Ｆｃは、マスクが患者の顔の方向に動くと短い距離をさらに速いレートで増加するが、堅いサイドウォールが力を堅いマスクシェルから顔に直接伝えるような点に素早く到達する。
【００１２】
マスクを顔面上に固定するのに必要な力対マスクフレーム（シェル）を開放された位置から顔の方向への動きをグラフに示す図３を参照してほしい。図３の実線による曲線は、１０cmsH2Oのマスク空気圧でのResMed Mirage（登録商標）マスクのような公知のマスクに関して顔にかかる力を示している。この曲線から、顔にかかる力は、クッション１３０の柔軟性の範囲内で顔方向へのマスクの動きにほぼ直線状に比例して増加する。しかし、クッションがほぼ完全に圧縮され、クッション１３０のほぼ堅いサイドウォールが力を堅いシェル１２０から顔に直接伝えるような点では（図３においては約５〜７ｍｍでは）、顔にかかる力はマスクシェルが顔の方に動くと急激に増加する。
【００１３】
Scarberryの米国特許第5,492,116号および第5,655,527号はフルフェイス呼吸マスクを開示している。マスクは、マスクシェル１２に直接取り付けられたフレキシブルな密閉部材１８を有しており、ヘッドギア２４によってユーザの頭部に取り付けられる。フレキシブルな密閉部材１８自体がユーザの頭部と広い接触領域で接触し、密閉メンブレンの内表面５４上に直接働く空間６２内の圧力を通してユーザの顔に密着する。
【００１４】
「呼吸用の鼻用マスク」と題する１９９９年１月６日に公開された日本の仮未審査特許出願（公開公報）第１１−３９７号は、マスクシェルとクッションとの間の蛇腹状に形成された弾性体を開示している。この公報の図面からわかるが、マスクの蛇腹部は、マスクのクッションが患者の顔と接触する線によって定義される接触領域と実質的に同じである患者の顔上の領域に突き出している。この公報は、蛇腹の領域と患者の顔にかかる力との関係については何も教示していない。蛇腹は限られた機械的な柔軟性を提供するが、重要な圧力上の利点または重要な機械的な柔軟性は何も得られない。このマスクは、マスクの空気圧の動作範囲にわたってヘッドストラップの圧力を増やすことなしでの患者の顔に対するマスクの動きによって引き起こされる密閉に関する問題を克服していない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるガセット付きマスクを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の一つの局面では、使用時に患者の顔に対して所定の位置に配置されるシェルと、使用時に前記患者の顔に力を伝える顔接触クッションと、前記クッションと前記シェルとの間の相対的な動きを可能にする手段とを備えているマスクシステムであって、前記手段は前記クッションにかかる所定の力を提供することを特徴とするマスクシステムが提供される。一形態において、前記所定の力はマスク圧の関数である。他の形態において、前記所定の力は、マスク圧と前記シェルの前記顔に対する変位との両方の関数である。他の形態において、延期所定の力は独立して制御される。他の形態において、前記クッションと前記シェルとの間の相対的な動きを可能にする手段は、前記シェルと前記クッションとの中／間に配置されたガセット部によって提供される。
【００１７】
本発明の一つの局面では、顔上の第一の突出した領域を有する顔接触クッションと、マスクシェルと、それらの間のガセット部とを備えているマスクシステムであって、前記ガセット部は前記顔上に第二の突出した領域を有しており、前記第二の突出した領域は前記第一の突出した領域よりも約３０％ほど大きいことを特徴とするマスクシステムが提供される。
【００１８】
本発明の他の局面では、シェルに連結されて前記シェルに力を与えるヘッドギアと、顔に力を伝える顔接触クッションとを備えている、マスク圧で使用されるマスクシステムであって、前記顔接触クッションは、前記顔接触クッションから伝えられる前記力がマスク圧の強い関数であるように構成されていることを特徴とするマスクシステムが提供される。前記クッションの前記顔接触部に対してガセット構成のより大きく突出した領域は、マスクシェルが患者の顔との位置合わせが変わってしまっているときでさえもマスク内の空気圧を利用してガセットを患者の顔に接触するように膨らませ、マスクと患者との間でよりしっかした密閉を提供する。ガセットの膨張、収縮および曲がることによって、公知のマスク構成よりも向上した機械的な柔軟性が与えられ、これが、患者が睡眠中に著しく動いたり、患者の顔に対するマスクの位置が変化したりしたときでさえも密閉を維持する助けとなる。したがって、顔にかかるマスクの力はマスク空気圧に最も著しく比例し、クッションは、患者に関するマスクの位置決めのより広い範囲にわたってマスク空気圧によって患者の顔にしっかりと密閉して接触した状態に維持される。これにより、ヘッドギアのストラップの張力が公知のマスクよりも一般的には小さい力で、特に治療の最大マスク空気圧を下回るマスク空気圧のもとでマスクを患者の顔にしっかりと密閉させることが可能となり、患者の快適さを高め、処方された呼吸療法へのよりよい適合を提供することができる。
【００１９】
いくつかのメンブレン型のクッションマスク構成は、許容可能な密閉を維持しつつ、クッションと装着者の顔との限られた相対的な動きを収容するが、本発明は、患者にマスクを固定するために用いられるヘッドストラップの圧力を対応して増やすことなく、その収容能のレベルを劇的に増加させる。ガセット部分は、密閉を維持するのにヘッドギアにおいて必要とされる聴力を減らしつつ、マスクシェルとユーザの顔に接触しているクッションとの間の柔軟性のある構成要素を提供する。
【００２０】
本発明の他の実施形態は、マスククッションとユーザの顔との間に密閉を維持する補助となる新規のマスククッション形状を提供する。
【００２１】
本発明の他の実施形態は、マスク構成の内部空間内に配置された新規のバッフル要素の使用を含んでいる。本発明のマスク内のバッフル部材の使用は、取り込んだガスが蓄積された二酸化炭素を有する排気口に直接短絡するのを最小限にする。したがって、バッフルはマスクの機能上のデッドスペースを減少させて患者が再度吸う二酸化炭素のレベルを低減するのに寄与する。
【００２２】
本発明の前述の目的、他の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら以下の説明および付属のクレームを考慮すればより明らかになる。これらの全ては本明細書の一部を構成し、さまざまな図面において同様の参照符号は同様の構成要素を示す。
【００２３】
本発明の第１の観点によれば、呼吸可能なガスマスク構成であって、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりし得るように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は少なくとも１．３０であることを特徴とする、呼吸可能ガスのマスク構成を提供する。
【００２４】
本発明の第２の観点における患者に呼吸可能ガスを届けるためのマスクは、加圧された呼吸可能ガスの供給を受け取るように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にはユーザの顔に接触して前記マスクと前記ユーザの顔との間に密閉を提供するように構成された第二の部分と、前記マスクシェルを前記ユーザに取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように変位範囲内で膨らんだり収縮したりすることができ、前記ガセット部は、使用時に前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされるガセット領域に作用する前記加圧されたガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように前記ガセット領域を規定し、前記力Ｆｃは前記加圧された呼吸可能ガスの供給にほぼ一定の割合に維持され、前記顔にかかる前記マスクのトータルの力Ｆｍは、前記マスクの動作圧力範囲にわたって前記加圧された呼吸可能ガスの供給の圧力１gf/cm2あたり約３５〜１０８グラムの範囲内に維持されることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第３の観点の患者に呼吸可能ガスを届けるためのマスクは、加圧された呼吸可能ガスの供給を受け取るように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、 前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にはユーザの顔に接触して前記マスクと前記ユーザの顔との間に密閉を提供するように構成された第二の部分と、前記マスクシェルを前記ユーザに取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように変位範囲内で膨らんだり収縮したりすることができるように構成されており、前記ガセット部は、使用時に前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされるガセット領域に作用する前記加圧されたガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように前記ガセット領域を規定し、前記力Ｆｃは約４〜２５gf/cm2の動作圧力範囲にわたって、前記加圧された呼吸可能ガスの供給の圧力１gf/cm2あたり約８〜６１グラムの範囲に維持されることを特徴とする。
【００２６】
本発明の第４の観点からの呼吸可能なガスマスク構成は、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりし得るように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は１．００よりも大きく、前記顔にかかる前記マスクのトータルの力Ｆｍの変化は、任意の動作圧力で、初期の密閉位置からの前記ユーザの顔方向への約６〜２５ｍｍの範囲内での前記マスクシェルの変位にほぼ直接比例することを特徴とする。
【００２７】
本発明の第５の観点によれば、加圧された呼吸可能なガスを受けとるように適合された呼吸可能ガスのマスク構成のマスクシェルと顔接触クッションとの間の配置のための装置であって、前記マスクシェルのユーザ側に取り付け可能である第一の側と、前記クッションに取り付け可能である第二の側とを有するガセット部を備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりできるように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は少なくとも１．３０であることを特徴とする。
【００２８】
本発明の第６の観点によれば、加圧された呼吸可能なガスを受けとるように適合された呼吸可能ガスのマスク構成のマスクシェルに取り付けられるクッションアセンブリであって、前記マスクシェルのユーザ側に取り付け可能である第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられる第一の部分と、使用時にはユーザの顔に接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりできるように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は少なくとも１．３０であることを特徴とする。
【００２９】
本発明の第７の観点の加圧された呼吸可能なガスをユーザに供給するマスクアセンブリは、前記加圧された呼吸可能ガスを受け取るように適合された部分を有するマスクシェルと、使用時にユーザの顔と接触し、前記マスクアセンブリと前記ユーザの顔との間に密閉を提供する部分を有するクッションと、前記マスクシェルと前記クッションとの間に取り付けられるサスペンション機構と、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるヘッドギアとを備えており、前記サスペンション機構は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりできるように構成されており、前記サスペンション機構の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記サスペンション機構の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は少なくとも１．３０であることを特徴とする。
【００３０】
本発明の第８の観点による患者に呼吸可能ガスを届けるためのマスクは、加圧された呼吸可能ガスの供給を受け取るように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、 前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にはユーザの顔に接触して前記マスクと前記ユーザの顔との間に密閉を提供するように構成された第二の部分と、前記マスクシェルを前記ユーザに取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように変位範囲内で膨らんだり収縮したりすることができるように構成されており、使用時に前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされるガセット領域に作用する前記加圧されたガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように前記ガセット部が前記ガセット領域を規定し、前記力Ｆｃは約４〜２５gf/cm2の動作圧力範囲にわたって、前記ユーザの顔と接触する前記クッションの周囲のリニアセンチメートルあたり前記加圧された呼吸可能ガスの供給の圧力gf/cm2あたり約０．３〜４グラムの範囲内に維持されることを特徴とする。
【００３１】
本発明の第９の観点によれば、加圧された空気を受け取りユーザに供給するためのユーザに取り付け可能なマスクアセンブリであって、ユーザの顔に接触するクッションと、前記クッションを軸方向に移動可能に支持し、前記空気の圧力に比例して前記クッションに第一の軸方向のバネ力を与えるように前記加圧された空気にさらされるサスペンション機構であって、前記第一の軸方向のバネ力は、前記クッションに直接作用する前記加圧された空気のため前記クッションにかかる第二の軸方向のバネ力よりも少なくとも３０％大きい、サスペンション機構とを備えていることを特徴とする。
【００３２】
本発明の第１０の観点の加圧された空気を受け取り、ユーザに供給するためのユーザに取り付け可能なマスクアセンブリは、マスクシェルと、ユーザの顔に接触するクッションであって、前記ユーザの顔上の第一の突出した領域を有するクッションと、前記マスクシェルに取り付けられ、前記クッションを軸方向に移動可能に支持するサスペンション機構であって、前記顔上の前記第一の突出した領域よりも少なくとも３０％大きい前記ユーザの顔上の第二の突出した領域を有しているサスペンション機構とを備えていることを特徴とする。
【００３３】
本発明の第１１番目の呼吸可能なガスマスク構成は、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側上に軸方向に伸びるシリンダー部とを有するマスクシェルと、軸方向にスライド可能に前記マスクシェルの前記シリンダー部に噛み合うピストンの形状であり第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ピストンは、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように前記マスクシェルの前記シリンダー部において軸方向にスライド可能であり、前記ピストンの表面は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ピストンの表面は前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きいユーザの顔上に突出した領域Ａｇを有しており、前記領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給は前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供し、Ａｇ／Ａｃの比は１．００よりも大きいことを特徴とする。
【００３４】
本発明の第１２番目の観点からの呼吸可能なガスマスク構成は、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりすることができるように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きいユーザの顔上に突出した領域Ａｇを有しており、前記領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給は前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供し、Ａｇ／Ａｃの比は１．００よりも大きく、前記ガセット部は底部で厚くなった断面をもつサイドウォールを有することを特徴とする。
【００３５】
本発明の第１３番目の観点による呼吸可能なガスマスク構成は、加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分とを有するクッションと、前記ユーザに前記マスクシェルを取り付けるように構成されたヘッドギアと、前記マスクシェルに取り付けられ、前記ガセット部の第一のサイドウォール部に接触して前記第一のサイドウォール部の動きを規制する略剛性を有するバックストップとを備えており、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりすることができるように構成されており、前記ガセット部の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は前記クッションが前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きいユーザの顔上に突出した領域Ａｇを有しており、前記領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給は前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供し、Ａｇ／Ａｃの比は１．００よりも大きいことを特徴とする。
【００３６】
本発明の第１４番目の観点による呼吸可能ガスのマスク構成は、加圧された呼吸可能ガスの第一の供給を受け取るように適応された部分とユーザ側とを有しているマスクシェルと、前記シェルの前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有しているガセット部と、前記ガセット部の前記第二の側に取り付けられるように構成された第一の部分と、使用時にユーザの顔に接触して前記マスク構成と前記ユーザの顔との間に密閉を提供するように構成された第二の部分とを有しているクッションと、前記マスク構成を前記ユーザに取り付けるように構成されたヘッドギアとを備えており、前記ガセット部は、膨らんだり収縮して前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離を変えることができるように構成されており、前記ガセット部は、前記マスクシェルの内部とは隔てられた内部容量を持つガセットチャンバを取り囲む断面を有する柔軟性のあるサイドウォールを有しており、前記サイドウォールは加圧されたガスの第二の供給に前記ガセットチャンバを接続する少なくとも一つのポートを有していることを特徴とする。
【００３７】
本発明の第１５番目の観点によれば、装着者の顔に呼吸用マスクを密着して取り付けるためのマスククッションであって、該クッションは、軸方向に外側の端部を有するサイドウォールと、前記サイドウォールに取り付けられた柔軟性のあるメンブレンであって、前記サイドウォールの前記外側端部を超えた位置まで軸方向に伸びている顔接触部を有し、かつ前記伸びている位置と、前記サイドウォールの前記外側端部が前記装着者の顔に接触する引き込み位置との間で軸方向に移動して前記メンブレンの軸方向のさらなる動きを制限するように構成されたメンブレンとを備えていることを特徴とする。
【００３８】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００４０】
本発明の呼吸マスク１０の第一の実施形態を図４〜９に示す。マスク１０は、加圧された空気の供給部２３に接続するエアチューブ２２を有するほぼ堅いシェル２０を有している。ガセット部３２は、接着または機械的な締め付けのような公知の方法によってシェル２０に取り付けられている。ガセット部３２はクッション３０のサスペンション機構として働き、柔軟性のあるガセットサイドウォール３３を有している。ガセット部３２の部分断面図を図６に示す。本実施形態では、ガセットサイドウォール３３は略一様な厚さを有し、ガセット部３２はマスクの圧力にさらされていないときには略三角形の断面を有している。しかし本実施形態では、柔軟性のあるサイドウォール３３はマスク１０が加圧されて図７にしめすようなより丸みのある断面となったときに膨らむ。ガセット部３２の図８の先端図は、ガセットがクッション３０およびシェル２０の形状に沿うように略三角形の輪郭を有していることを示している。
【００４１】
クッション３０は、図１０に示すように患者（ユーザ）４０の顔４２に噛み合うように適合された顔接触部３４を有している。クッション３０の顔接触部３４は、ResMedスタンダードクッションのような標準的なクッションの形状、あるいは上述したResMed Bubble Cushion（登録商標）およびMirage（登録商標）クッション、あるいは状況によっては他の形状であり得る。好ましい実施形態では、図９の部分断面図に示すように、本発明のクッション３０は、ResMed Mirage（登録商標）と同様に、顔接触部３４として働くアウターメンブレン７０とメンブレン７０の裏打ち部材を提供するインナーリム７２とを有している。アウターメンブレン７０とインナーリム７２の両方は柔軟性のあるガセット部３２に接続する比較的剛性のあるサイドウォール７３に接続されている。着用された位置では、マスクは患者の鼻孔を覆い、鼻４４の周囲を密閉する。他の実施形態では、マスクは鼻４４と患者の口との両方、患者の口だけまたは顔全体をふさぐこともできる。張力を調整可能なストラップ５２を有するヘッドギア５０（図１１を参照）はシェル２０と噛み合い、患者４０にマスク１０をしっかりと固定するために用いられる。本発明の好ましい実施形態では、ヘッドギアおよびち引っ張りストラップは一旦調整されたら比較的広げられないサイズに調整可能である。マスクシェル２０はマスクからのガスを排出する排気口２１と後にさらに詳述するバッフル２３とを有している。
【００４２】
ガセット部３２は本発明の一実施形態の利点を提供する２つの鍵となる特徴を有している。ガセット部３２の第一の鍵となる特徴は、ガセット部３２が、その増加した表面積に作用するマスク内の圧力を用いて、クッションの顔接触部をユーザの顔面と密閉して接触した状態に保つための主要な力を提供することである。ガセット部の第二の鍵となる特徴は、クッション３０の顔接触部３４とマスクシェル２０との間で離間する接合を提供し、それによってマスクとユーザの顔面との間でいくらかの相対的な動きを可能とすることである。この構成は、実質的に、以下のシナリオ、すなわち１）マスクシェルまたはハーネスの変位あるいは傾き、２）顔の筋肉のゆるみ、３）患者の動き、および／または４）チューブの動きにおける過度の障害から密閉状態を守る。図１１は患者に取り付けられた本発明のマスクの一実施形態を示している。
【００４３】
図１０は、（以下に説明する本発明の様々な他の実施形態と同様に）図４〜９に示したマスクの実施形態の代表的な力の図を示している。図１０は、本発明のマスクについて、患者の顔面とクッションの接触する領域Ａｃと、ガセット部３２によって規定される領域Ａｇとを示している。
【００４４】
領域Ａｇは、マスクの空気圧にさらされているガセット部３２の内側の、ユーザの顔の上に突き出した領域（すなわち、マスクの軸に直交する平面上に突き出している）である。図４〜１０に示す実施形態では、Ａｇはガセット部３２のサイドウォール３３の内表面の最も外側まで伸びており、Ａｃを含んでいる。見られるように、マスク１０にガセット部３２を付加したことにより、領域Ａｇは領域Ａｃに対して、上述した従来技術のResMed（登録商標）マスク（図１参照）や日本公開公報第11-397号に開示されているマスクよりも著しく大きくなる。
【００４５】
この重要性は以下のことから理解できる。本発明の一形態において、顔にかかるマスクの力のトータルＦｍは実験式Fm = Fc + FAc = P(Ag - kX) = 2Fscosθによって与えられる。患者の顔にかかるクッションの力Ｆｃは実験式Fc = P(Ag - Ac - kX)で与えられる。ヘッドギアストラップにおける力（張力）Ｆｓは実験式Fs = P(Ag - kX)/(2cosθ)で与えられる。ここでｋはガセット部の弾性についてのバネ定数であり、Ｘはマスクシェルの顔向きの移動量である。図１０はまたガセット部３２の動作移動範囲であるＸｐを示しているが、実際には、マスク内の圧力が顔接触部３４をシェル２０から遠ざけるように押すと、Ｘｐはガセットが休まされているときに示されているよりも長くなり得る。
【００４６】
ｋは、純粋に機械的なバネに対して、通常は圧力によっては影響されないが、本発明のマスク内で生じる圧力範囲内では、ｋは圧力と移動の距離との両方に比例する。したがって、本発明においては、Ｘｐ内で及ぼされるであろう顔にかかる最大の力ＦｍはＰＡｇとなり、テストから、これがマスク内圧力と移動の距離との両方に比例するファクターｋで減少することがわかる。
【００４７】
従来技術のマスクの構成では、ヘッドギアストラップにおける力Fs = (Fc + PAc) /(2cosθ)であることが図１０からわかる。ガセットによって規定される領域Ａｇは顔との接触領域Ａｃよりも実質的に大きい。ゆえに、クッションが顔に接触する点（Ｆｃ＝０およびＸ＝０の両方がなりたつ理論上の初期密閉点）では、公知のマスクについてのストラップでの力は、本発明のマスクについてはPAg/(2cosθ)であるのに対して、PAc/(2cosθ)となる。しかし、実際には、ゼロより大きい接触力Ｆｃが、１）顔の輪郭とクッションが完全に適合しないため、顔とクッションとの間の密閉を維持するために必要であり、かつ、２）シェルに対する顔の動きの最中にこの密閉を維持するために必要である。この力は、公知のマスクシステムではヘッドギアストラップにおける張力によってバランスを保たれており、本発明のマスクシステムではガセット領域のみ、すなわちＡｇ−Ａｃにかかる圧力によってバランスを保たれている。したがって、マスクの空気圧の通常の動作範囲内、特により低いマスク圧の動作圧力では、ヘッドギアの張力Ｆｓは本発明のマスクシステムにおいてより低いことがわかる。
【００４８】
図１０から、本発明のマスクでは、クッションと顔との間の接触力はマスク圧に比例する、つまりFc = P(Ag - Ac - kX)であることもわかる。これは、マスクの空気圧が呼吸の１クール中または呼吸と呼吸との間に変化する、あるいは他の治療上の必要にあうように変化するような治療において重要な意味をもつ。顔にかかるクッションの力が、マスク内の圧力に対してほとんど変化しない、あるいは全く変化しないような公知のマスクの構成では、ストラップの張力は、顔にかかるクッションの接触力がより高い空気圧になったときに顔との密閉を維持するほどに十分であるように、低い空気圧でも十分に高く設定されていなければならない。
【００４９】
本発明の構成については、クッションの接触力およびストラップの張力は、ガセットの実質的な面積増のためにマスク内の圧力に実質的に影響を受ける。したがって、これらの両方がマスク内の圧力にほぼ比例するので、これらの両方は低い空気圧では十分に低く、空気圧がより高くなると増加する。
【００５０】
実際には、これは最大のマスク空気圧においてさえ真実であることがわかる。例として、Ａｃが公知のマスク（例えばResMed Mirage（登録商標）マスク）の）および発明のマスク（両方とも、クッションの顔接触部において同様の構成を有している）の両方において同じであると仮定する。ＦＡｃは両方の場合で同じである。また、両方のマスクの任意の適切な位置合わせ、任意の圧力でマスクを密閉するために必要な最小のＦｃは公知および発明のマスクの両方で同じであり、したがって任意の圧力で密閉するために必要となるＦｍは両方の場合で同じである。しかしながら、テストから、マスク空気圧が最大であるときでさえも、公知のマスクよりも、クッションにかかるより小さな力、顔にかかるより小さな力、およびストラップのより小さな張力で密閉することがわかる。テストの結果は現実世界における状況を反映していると考えられる。言い換えると、クッションと同一であり完全に適合する顔はなく、マスクと顔との正確な位置あわせを維持するのは極めて難しい。これは、顔へのマスクの密着を阻むたるんだ皮膚、しわ、および／または肌のひだを有する年老いたおよび／あるいは太りすぎの患者の場合によりあてはまる。テストから、本発明のマスクは、これらのユーザ間の不一致をより取り込むことができ、公知のマスクよりも低い顔にかかる力で（マスクの空気圧が最大のときでさえ）よりよい密閉能力を提供することができる。
【００５１】
マスクシェルが顔の方向に動いたときに顔にかかる力に関しての本発明のマスクと公知のマスクとの比較を示す図３を参照してほしい。本発明がガセットの範囲Ｘｐ内にある限りは、マスクシェルが顔に近づくとき、公知のマスクと同様に、顔にかかる力に急激な増加は見られない。Ｘｐを超えると、顔にかかる力は公知のマスクで生じるよりも劇的に増加し、それはクッションの顔接触部のみを顔に近づける、もしくは顔に非常に軽く接触するように動かすようにヘッドギアを調整するときに望ましい。このように、ガセットは実質的には圧縮されず、使用時にはマスクが依然としてＸｐの範囲内にある。これは、密閉がヘッドギアによるクッションの圧縮によってではなくマスク内の圧力によって維持されるために可能である。ヘッドギアおよびマスクの調整は、したがって、公知のマスクよりも簡単である。異なる患者および治療に対してガセット部分のサイズや形状を変えることによってＸｐの範囲が変えられるとき、１０〜３０ｍｍの間のＸｐが効果的であることがわかる。図３に示す曲線は、１０ｇｆ／ｃｍ２（グラム力／センチメートル２）のマスク空気圧に対するものであることに留意されたい。これらの曲線は、マスクの空気圧が増えたり減ったりすると、上昇したり下降したりすると思われるが、マスクの動作圧力範囲内では、同じ形状をほぼ維持するであろう。
【００５２】
図４〜９に示す本発明の一実施形態では、ガセットおよびクッションは、Dow Corning（登録商標）からのSilastic（登録商標）94-595 HC液体シリコーンラバーから一体的に成型され、ガセットのサイドウォール３３は０．５ｍｍの一様な厚さを有し、ガセットは約１０５ｍｍの（略三角形Ａｇ）の長い長さを有し、略三角形Ａｃの長い方の長さは約７１ｍｍである。Ｘｐは約２５ｍｍである。したがって、ガセット（Ａｇ）はほぼクッションの顔接触部を片側で約１７ｍｍほど超えて伸びている。これにより、３１．５ｃｍ２のＡｃ、７５ｃｍ２のＡｇ、４３．５ｃｍ２のガセットのみの領域（Ａｇ−Ａｃ）および約２．４（または２４０％）のＡｇ／Ａｃが与えられる。これらの寸法は、異なる力の関係に対しては望むとおりに変わり得るが、好ましい実施形態ではＡｇ／Ａｃは約１．３０〜５．００の範囲内にあり、好ましくは、徐々に範囲を狭めていくと、１．５０〜５．００、２．００〜４．００、２．２５〜３．５０となる。しかし、１．３０〜５．００の全範囲のいかなる範囲内であってもよく、あるいは状況が許せばその範囲を超えて広がる範囲であってもよい。これを、上述した日本公開公報で開示されたマスクについての役１．０８という推定されたＡｇ／Ａｃと比較する。
【００５３】
マスクの好ましい実施形態では、顔に印加されるトータルの力Ｆｍは、ｇｆ／ｃｍ２のマスク空気圧あたり３５〜１０８グラムの間、好ましくｇｆ／ｃｍ２のマスク空気圧あたり約４０〜８８の間、最も好ましくはｇｆ／ｃｍ２マスク空気圧あたり約５０〜８８グラムの間で略一定である。顔と接触している表面積によって印加される力Ｆｃは、ユーザに届けられるマスク空気圧に対して略一定の比率に維持され、ｇｆ／ｃｍ２マスク空気圧あたり約８〜６１グラムの間、好ましくはｇｆ／ｃｍ２マスク空気圧あたり約２７〜６１グラムの間、最も好ましくは、マスクの空気圧の４〜２５ｇｆ／ｃｍ２の範囲にわたってｇｆ／ｃｍ２マスク空気圧あたり約４０〜６１グラムの間で維持される。この力Ｆｃはまた、マスクの空気圧の４〜２５ｇｆ／ｃｍ２の範囲にわたって、ユーザの顔と接触するクッションの周囲中のリニアセンチメートルあたりの加圧された呼吸可能なガスの供給の圧力ｇｆ／ｃｍ２あたりの約０．３〜４グラムの範囲内に、好ましくはユーザの顔と接触するクッションの周囲中のリニアセンチメートルあたりの加圧された呼吸可能なガスの供給の圧力ｇｆ／ｃｍ２あたりの約１〜３グラムの範囲内に、最も好ましくはユーザの顔と接触するクッションの周囲中のリニアセンチメートルあたりの加圧された呼吸可能なガスの供給の圧力ｇｆ／ｃｍ２あたりの約１，５〜３グラムの範囲内に維持される。この段落では様々な力について好ましい力範囲を述べたが、力範囲は、任意の力範囲全体内のいかなる２点の間に設定することも可能であることを理解されたい。本発明の産業においては、大半の圧力測定値は水柱センチメートルで与えられ、１水柱センチメートル＝１ｇｆ／ｃｍ２＝９８．０７パスカルである。
【００５４】
ガセット部はまた、患者の顔との位置合わせからプラスまたはマイナス約８度の範囲にわたってマスクが患者の顔との密閉を維持することを可能にする。
【００５５】
図３に示す発明のマスクに関する曲線の形状は、ガセットの断面を変えることによって、あるいはガセットにバックストップを与えることで変化し得る。ガセットが極めて一様な厚さおよび曲線を有するとき、図６および７に示すように、顔にかかるトータルの力対顔方向へのマスクの動きを示す曲線は、Ｘｐ内で略直線状となる。マスクシェルがＸｐの方に移動するときにより大きい密閉力がより早期に印加されることがテストにおいてはのぞましい。言い換えると、マスクシェルのＸｐへの移動のより早い段階で、任意の圧力で密閉するための最小の力Ｃから膨らませたガセットに対する最小の力Ｄの方に移動することが有利である。これによって、マスクが動作するより大きな残りの範囲Ｘｐが提供され、その残りの範囲内をＸｐの方にマスクシェルが動くときに顔にかかるマスクの力はより緩やかに増加する。図１２〜１４に示す実施形態は、この目的を達成する助けとなる。
【００５６】
図１２に示す最初の例において、ガセットサイドウォールの底部はサイドウォールを堅くするように急に厚くされている。この実施形態では、このマスクについての力−変位曲線は、ＣからＤに向かって動き、それから低下してＸｐに到達するまで略直線状の傾きとなるので、クッションについての曲線（すなわち、図３に示す公知のマスクについての曲線）にほぼ追従する。しかしながら、Ｄの値を変えるとこの曲線も変わる。Ｄの値は、ガセットサイドウォールの堅くなった部分の面積にマスクの圧力を乗じることによって計算される。ガセットサイドウォールの堅くなった部分は図１０においてＡｓとして示している。しかし、もしＡｓの値がガセットサイドウォールの堅くする部分をより大きくすることによって増加すると、Ｄの値は増加する。図３に示すＤ‘の値と、Ａｓを増加させるべくガセットサイドウォールのより大きな部分を厚くした（堅くした）マスクの実施形態に対応する短い点の鎖線による曲線を参照されたい。したがって、長い点の鎖線による曲線は図１２に示したＡｓ１を有するガセットの実施形態を表し、短い点の鎖線による曲線は図１２に示したＡｓ１よりも大きなＡｓ２を有するガセットの実施形態を表している。図３から、Ａｓ２を有するガセットの実施形態は、マスクシェルがＸｐの方に動くにつれて、Ａｓ１を有するガセットの実施形態よりも早くに値Ｄ’に到達し、それによりマスクシェルが使用時に移動することができる範囲Ｘｐをより大きく残すことがわかる。
【００５７】
図６および７の実施形態に剛性を有するバックストップを追加することによって、類似した効果を得ることができる。剛性を有するバックストップ３５をガセット部３２およびシェル３２の一方または両方に取り付けた実施形態を示す図１３を参照されたい。剛性を有するバックストップは、膨らませた状態でガセットのサイドウォールに接触し、接触しているサイドウォールの部分にとっての補強剤として機能する。したがって、剛性を有するバックストップは、図１２の実施形態と同様の効果を提供することができる。バックストップ３５は、ガセット部の片側または両側に配置することができ、所望の曲線を提供するのに必要であれば、ガセット部の周囲の一部あるいは全体に沿って伸ばすこともできる。バックストップはマスクシェル２０と同じ材料から形成することができ、一実施形態では、一方または両方のバックストップ３５をシェル２０と一体的に成型することもできる。他の実施形態では、所望の力／移動曲線に特別に合わせるために、図６、７、１２、１４および１６に示す構成を互いに組み合わせて、つまり、ガセットの片側上の構成の一つとガセットの他方の側上の構成とを用いることができる。様々な実施形態の厚さおよび寸法もまた、力／移動の曲線に特別に合わせるべく変更することができる。ガセットの形状および寸法を変えることでマスクの力／移動曲線を容易かつ特別に合わせることができるというこの能力は、本発明の他の類のない有利な局面である。
【００５８】
図１４に示すように、ガセットがテーパーのついた厚さを有するサイドウォールをもつ場合、その結果得られる力−変位曲線は図６の実施形態の曲線と図１２の実施形態の曲線との間となる（これら２つの実施形態について匹敵するガセットの底部と中間部分の厚さと仮定したとき）。
【００５９】
ガセット部は、上述した単一のガセット形態である必要はないが、図１５〜１８にいくつかの例を示すように、各例についてＡｃおよびＡｇに沿って他の形状を有することもできる。
【００６０】
図１５は、ガセット部３２がクッション３０の顔接触部３４とマスクシェル２０との間に離間する接合部を提供するダブルガセットの形態をとるマスク１０の他の実施形態を示している。言うまでもなく、ガセット部３２の他の実施形態では３つ以上のガセットを用いることができる。図１６は、クッション３０の顔接触部３４とマスクシェル２０との間で離間する接合部を提供するようにガセット部３２が階段状になっているマスク１０の他の実施形態を示している。図１６には３段を示しているが、他の実施形態では１段以上の段を用いることができる。この実施形態のガセットの一つの利点は、ガセット部３２のシェル側が完全に開いている、つまり隠れた表面がないのでガセット部３２とクッション３０とを一緒に成型するのが容易であることである。図１７は、ガセット部３２がクッション３０の底部で軸方向にスライド可能にシェル２０のシリンダー部５６に噛み合うピストン５４の形態であるマスク１０の他の実施形態を示している。したがってピストン５４はシェル２０に対してクッション３０を出入りさせるように動かして、クッション３０の顔接触部３４とマスクシェル２０との間で離間する接合を実現する。加圧下でピストンおよびクッションがシェル２０から完全に外れることを防ぐためにシェル２０上にストップ５８を設けることができる。マスク内の空気圧が減少したときにピストン５４をシェル２０に押し戻すようにバネ６０を随意に設けることができる。バネの存在は、上述したガセット部の弾性抵抗をシミュレートし、Ｆｍの式にｋＸのファクターを付加する。バネがなければ、ｋはピストンの移動範囲内では０に等しい。
【００６１】
さらに他のマスク形状を図１８に示す。これは、より大きい上側のバレル状ガセット７８と下側のより小さいバレル状のガセット８０とを有するガセット部３２を備えている。あるいは、より大きいガセットおよびより小さいガセットは、力の特性に合わせるために、入れ替えられてもよく、同じサイズとしてもよく、あるいは任意の異なる形状にすることができる。
【００６２】
図２１は、本発明のマスクの他の実施形態を示しており、ここではガセット部３２は、マスクシェル２０の内部１９２から隔てられた内部容量を有するガセットチャンバ１９０を囲む略円形または丸まった断面をもつ柔軟性のあるサイドウォールを備えている。この実施形態の一例では、ガセットチャンバ１９０は、サイドウォール３３の少なくとも一つのポート１９３を通してマスクシェル内部１９２に接続され得る。図２３を参照してほしい。このような場合、ガセットチャンバの圧力Ｐ２はマスクシェルの内部の圧力Ｐ１と同じであり、ガセット部３２の実効領域Ａｇはガセットサイドウォール３３の内表面の最も外側まで伸びており、ガセット部は図１０に示す実施形態と同様に動作する。しかしながら、この実施形態の好ましい例では、ガセットチャンバ１９０内の圧力Ｐ２がマスクシェル内部１９２内の圧力Ｐ１とは異なる圧力に制御されるように、ガセットチャンバ１９０の内部がサイドウォール３３におけるポートを通じて別個のガスの加圧供給部へ接続され、そしてマスクシェル内部へとつながる。したがって、ガセット部による力は、圧力Ｐ２とガセット部の面積との積になる。さらにこの実施形態では、ガセット部の領域は、前記実施形態におけるようにガセットサイドウォールの内表面の最も外側によっては定義されず、クッションのサイドウォールから放射状に内側の領域を含むガセットチャンバ１９０全体の突き出した領域となる。ガセットチャンバのこの領域Ａｇｃは図２１では括弧内に示している。これにより、ガセット部とマスクとを制御する上で高い柔軟性が与えられる。
【００６３】
第一に、さらなる密閉力がガセット部から必要とされると、圧力Ｐ２は単に増やされ得、あるいはより小さい密閉力が必要とされればその逆となる。第二に、ガセット部がクッションに与える力は圧力Ｐ２とガセット部の面積Ａｇｃとの積であるため、面積Ａｇｃが前述した実施形態における面積よりも重要度の低いものである。なぜならそれは圧力Ｐ２の変化によってずれ得るからである。例えば、ガセット部の外縁部をこの実施形態では前述した実施形態よりも小さくすることができる。なぜならガセット部の内部の部分はガセット部の加圧された領域に付加されているからである。さらにガセットチャンバの面積Ａｇｃは希望に応じて、圧力Ｐ２を変えることによって変えることができ、特に小さくすることができる。これにより、マスクを上述した他のマスクと比べて小さくすることができ、患者にとってより食い込みの少ない、より快適なものとすることができる。
【００６４】
圧力Ｐ２は、Ｐ１に対して比較的一定の割合で制御することができ、あるいは状況が許せばＰ１に対して異なる割合で制御することができる。大半の治療においては、治療の大部分、そうでなければ全てに関して、Ｐ２はＰ１よりも大きいと現在は考えられているが、ある状況下ではＰ２をＰ１よりも小さく制御することが望ましくなり得ると予想される。いくつかの例では、Ｐ２は一定に保たれるとも予想される。この実施形態におけるガセットチャンバは第二の加圧されたガス供給部にのみ接続されるか、さもまければ、特に大気に対して閉じているように意図されている。したがって、ガセットチャンバからは最小限の漏れでああろうし、第二の加圧ガス供給部は第一の加圧ガス供給部によって呼吸目的で供給されなければならないガスの容量よりも著しく小さい容量のガスを供給することのみを必要とする。さらに、Ｐ１およびＰ２用の二つの別個の加圧ガス供給源は、同一のガスポンプで提供されてもよく、また異なる所望の圧力となるように公知の制御装置によって制御されてもよい。あるいは、二つの異なるガスポンプを、マスク内部１９２およびガスチャンバ１９０のそれぞれへのガス供給のために用いてＰ１およびＰ２のそれぞれを別個に制御することもできる。
【００６５】
ガセットチャンバ１９０は、マスクシェル２０と一体的に成型されたポート１９５とつながるガセットサイドウォール３３内のポート１９４を通して第二のガス供給部に接続され得る。あるいは、ガセットチャンバ１９０は、マスクシェル２０を迂回して、ガセットサイドウォール３３のポート１９６を通じて第２のガス供給部に接続することもえきる。これらの両方の代替例を示している図２４を参照されたい。
【００６６】
図２１の実施形態は、図１２〜１４に関して上述した厚く／堅くされたガセットサイドウォール３２の一部分を有し得る。しかし、Ｐ１とは異なるＰ２を制御することによって提供される柔軟性が増加するということは、ガセットサイドウォールもまた、略一様な厚さとしてもよく、前述した実施形態において堅くすることによって提供された類似した効果が圧力Ｐ２を所望の通りにただ単に変化させることによって本実施形態でも提供されることを意味する。
【００６７】
図２１に示したマスクの他の実施形態では、ガセット部３２は、マスク１０が使用されていないとき、または加圧されてないときに、図２２に示すように、略ダイヤモンド形状の断面を有することもできる。その断面は、ガセットチャンバが加圧されると略円形の断面にまで膨らみ得る。上述した図１７に対応するピストン／シリンダ構成を含むガセット部３２の他の形状もまた用いることができる。
【００６８】
クッションもまた他の形状を有することができる。クッション３０の部分断面を示している図２５〜３０を参照されたい。これらの実施形態のそれぞれにおいて、クッション３０は、顔接触部１３４として作用する柔軟性のあるメンブレン１７０を備えている。柔軟性のあるメンブレン１７０はクッション３０のより剛性の高い支持サイドウォール１７３に取り付けられている。これらの実施形態は、図９に示す実施形態が使用しているようなインナーリムを使用しない。各実施形態では、顔接触部１３４は、クッションが使われていないときにサイドウォール１７３の軸方向の外側の端部１７４を超えて伸びている。顔接触部１３４はサイドウォール１７３に対して軸方向に動き得、顔接触部１３４と軸方向の外側の端部１７４との間の軸方向の距離を変える。すなわち、クッションにユーザの顔方向への力が印加されると、顔接触部１３４は、サイドウォール１７３の軸方向の外側端部１７４の方に軸方向に動きながら引っ込む。サイドウォール１７３の端部１７４は、ユーザの顔に接触したときに、この引き込みに対する端部に対するポジティブな歯止めを提供する。
【００６９】
図２５および２６に示す実施形態では、柔軟性のあるメンブレン１７０は軸方向の外側の端部１７４から軸方向に内側の位置１７５でサイドウォール１７３に取り付けられており、メンブレン１７０の一部分は、位置１７５と端部１７４との間をサイドウォール１７３と一緒に軸方向に外側に伸びている。これらの実施形態では、顔接触部１３４の軸方向の動きはメンブレン１７０の柔軟性によって実質的に提供される。例えば、軸方向で外側の端部１７４がユーザの顔と接触するときに、より剛性の低いサイドウォール１７３がユーザにとってより快適であるとして望まれれば、サイドウォール１７３は、特に位置１７５と端部１７４との間に中空の部分１７６を有し得る。図２６を参照。
【００７０】
図２７〜３０に示した実施形態では、柔軟性のあるメンブレン１７０は柔軟性のある接続部材１７７でサイドウォール１７３に接続されており、接続部材１７７は柔軟剤のある部材１７０とサイドウォール１７３との間における軸方向の動きを提供する。接続部材１７７は、図２７に示すような略直線状の断面、図２８に示すような巻き込まれた断面、または他の断面を有し得る。柔軟性のある接続部材１７７は、図２７〜２９に示すように軸方向の外側端部１７４の近くでサイドウォール１７３に取り付けられ得、あるいは図３０に示すように、軸方向に内側の位置でサイドウォール１７３に取り付けられ得る。図２６の実施形態の場合、サイドウォールはより剛性を低くするべく少なくとも部分的に中空とすることができる。図２９を参照。好ましい実施形態では、柔軟性のあるメンブレン１７０、柔軟性のある接続部材１７７、およびサイドウォール１７３はともに一体的に成型される。柔軟性のあるメンブレンはクッションのサイドウォールに取り付けられているように図示されているが、他の実施形態では、メンブレンは、マスクシェルの一部が軸方向の外側端部１７４として働くようにマスクシェルに直接取り付けられてもよい。
【００７１】
図２５〜３０の実施形態は、上述したガセットの特徴と関連して用いることができ、あるいは公知のマスククッションと共に用いることができる。これらの実施形態は、公知のマスククッションよりも製造が簡単で安価であるクッションにおいて顔との良好な密着特性を提供する。図２７〜３０の実施形態では、柔軟性のある接続部材はマスクが加圧されたときに上述したガセットの特徴と同様に作用することも理解されるであろう。すなわち、マスク内の圧力は、柔軟性のあるメンブレン１７０の顔接触部１３４に付加的な力を行使すべく柔軟性のある接続部材１７７に作用し、その付加的な力は上述した実施形態に関して上述したものと同じ特性を有する。図２７〜３０の実施形態では、領域Ａｃは上記実施形態におけるものと同じと測定され、領域Ａｇは接続部材１７７がサイドウォール１７３にあたるサイドウォール１７３の内表面と測定される。
【００７２】
他の実施形態は、ここで開示した実施形態のいずれの様々な組み合わせを用いることができる。
【００７３】
本発明のガセット部は、クッションおよびマスクシェルとは別個の構成要素として製造され得るが、ここで述べた効果を提供するために互いに組み合わせ可能である。
【００７４】
減少した接触力、顔にかかる力のトータル、およびマスク内空気圧の範囲にわたる、特に最大の空気圧を下回るマスク空気圧でのヘッドギアの張力によって、特に患者が眠りにつこうとするときに夜の始めでは低い圧力で治療を開始する自動滴定装置に関して、患者の快適さが向上する。向上した密閉性（これはより低い接触力で得ることができる）によって、リークの危険が実質的に減少して患者およびそのパートナーの睡眠が妨げられることが減少する。向上した密閉性はまた、密閉における患者の信頼を増し、患者の治療をより快適なものとする。本発明のマスクのガセット部の鍵となる特徴が患者の利益および処方された治療へのよりよい適合性へと至る主要な利点をいかにして提供するかを図示する図１９を参照されたい。
【００７５】
本発明の他の局面は、マスクシェル２０のバッフル２３を含むことである。マスクシェル２０におけるバッフルの使用はマスク内の空気の動きを向上させる。図４、５および２０に示す実施形態は、バッフル２３はマスクインテイク２２とマスク排気口２１との間に配置された平坦な板の形状である。バッフル２３は、略水平にマスクの方に伸び得、あるいは上方または下方に傾き得る。バッフルは平坦な板状である必要はなく、Ｖ字状、カーブした形状、波状であってもよく、あるいはインテイクからの空気を排気口への直接の流れからそらすように最良に設計された他の形状をとってもよい。バッフル２３はマスクシェルと一体的に成型されてもよく、接着剤または超音波による接着を含む他の公知の方法によってシェルにくっつけられてもよい。バッフルを有するマスクシェルは、ガセット部と組み合わせて用いられ得るが、これらの局面のいずれも本発明のマスクに置いて単独で用いることができる。
【００７６】
本発明を、現時点で最も実用的であり好ましい実施形態であると考えられる実施形態にしたがって説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されない。逆に本発明は、付属のクレームの精神と範囲内に含まれる様々な改変および等価な構成をカバーするように意図されている。そのクレームは、このような全ての等価な構造を包含するように最も広く解釈されるべきである。
【００７７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 公知のマスクについての力を模式的に示す図である。
【図２】 公知のマスクおよび本発明のマスクの両方を患者の顔に固定するために必要な力対マスク内の空気圧を示す図である。
【図３】 公知のマスクおよび本発明のマスクの両方を顔に固定するために必要な力対開放された位置から患者の顔方向へのマスクシェルの動きを示す図である。
【図４】 本発明のマスクの側面図である。
【図５】 図４のマスクの斜視図である。
【図６】 膨張前の図４のマスクのガセット部の部分断面図である。
【図７】 膨張後の図４のマスクのガセット部の部分断面図である。
【図８】 図４のマスクのガセット部のマスクシェル側の先端の図である。
【図９】 図４のマスクのクッションの部分断面図である。
【図１０】 図４のマスクの力を模式的に示している。
【図１１】 ストラップベースのヘッドギアを用いて患者に取り付けられた本発明のマスクの斜視図である。
【図１２】 本発明のガセット部の他の実施形態の部分断面図である。
【図１３】 本発明のガセット部の他の実施形態の部分側面図である。
【図１４】 本発明のガセット部の他の実施形態の部分断面図である。
【図１５】 患者の顔と接触している本発明のマスクの他の実施形態の断面図である。
【図１６】 患者の顔と接触している本発明のマスクの他の実施形態の断面図である。
【図１７】 患者の顔と接触している本発明のマスクの他の実施形態の断面図である。
【図１８】 患者の顔と接触している本発明のマスクの他の実施形態の断面図である。
【図１９】 本発明から得られ、患者によるより向上した治療の適合性へと至る鍵となる特徴、主要な利点、および患者にとって有益な点を図示している。
【図２０】 本発明の一実施形態のマスクシェルの内部の図である。
【図２１】 本発明の他の実施形態の概略図である。
【図２２】 図２１に示す実施形態の他の例の概略図である。
【図２３】 図２１に示す実施形態のある例の部分断面図である。
【図２４】 図２１に示す実施形態の他の例の部分断面図である。
【図２５】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図２６】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図２７】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図２８】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図２９】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【図３０】 本発明のマスククッションの他の実施形態の部分断面図である。
【符号の説明】
１０ マスク
２０ シェル
２２ チューブ
２３ バッフル
３０ クッション
３２ ガセット部
３３ ガセットサイドウォール
３４ 顔接触部
３５ バックストップ
４２ 顔
４４ 鼻
５０ ヘッドギア
５２ ストラップ
５４ ピストン
６０ バネ
７０ アウターメンブレン
７２ インナーリム
１３４ 顔接触部
１７０ メンブレン
１７３ サイドウォール
１７４ 端部
１７７ 接続部材
１９０ ガセットチャンバ
Claims (14)
- 呼吸可能なガスマスク構成（１０）であって、
加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分（２２）とユーザ側とを有するマスクシェル（２０）と、
前記シェル（２０）の前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部（３２）と、
前記ガセット部（３２）の前記第二の側に取り付けられる第一の部分（７３）と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成（１０）と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分（３４）とを有するクッション（３０）と、
前記ユーザに前記マスクシェル（２０）を取り付けるように構成されたヘッドギア（５０）と
を備えており、
前記ガセット部（３２）は、使用時に前記マスクシェル（２０）と前記クッション（３０）との間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりし得るように構成されており、前記距離は、０ｍｍより大きく、３０ｍｍより小さい、ガセット部（３２）の移動範囲（Ｘｐ）内であり、
前記ガセット部（３２）は、前記シェル（２０）のシリンダー部（５６）と軸方向にスライド可能に噛み合うピストン（５４）の形状であることを特徴とする呼吸可能ガスのマスク構成（１０）。 - 呼吸可能なガスマスク構成（１０）であって、
加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分（２２）とユーザ側とを有するマスクシェル（２０）と、
前記シェル（２０）の前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部（３２）と、
前記ガセット部（３２）の前記第二の側に取り付けられる第一の部分（７３）と、使用時にユーザの顔と接触して前記マスク構成（１０）と前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成された第二の部分（３４）とを有するクッション（３０）と、
前記ユーザに前記マスクシェル（２０）を取り付けるように構成されたヘッドギア（５０）と
を備えており、
前記ガセット部（３２）は、使用時に前記マスクシェル（２０）と前記クッション（３０）との間の距離を変えるように膨らんだり収縮したりし得るように構成されており、前記距離は、０ｍｍより大きく、３０ｍｍより小さい、ガセット部（３２）の移動範囲（Ｘｐ）内であり、
前記ガセット部（３２）の内部は前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされており、前記ガセット部の内部は、前記ユーザの顔上に突出した領域Ａｇに作用する前記加圧された呼吸可能ガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッション（３０）の接触力Ｆｃの構成要素を提供するように、前記クッション（３０）が前記ユーザの顔と接触する領域Ａｃよりも大きい前記領域Ａｇを有しており、Ａｇ／Ａｃの比は１．６よりも大きく、４．０よりも小さい範囲内にあり、
前記接触力Ｆ ｃ のうちの前記ガセット部に帰する前記構成要素は、マスク圧と前記マスクシェルに対する前記クッションの変位との関数であることを特徴とする呼吸可能ガスのマスク構成（１０）。 - Ａｇ／Ａｃの比は１．８から３．５の範囲内にあることを特徴とする請求項２に記載の呼吸可能ガスのマスク構成（１０）。
- 前記ガセット部（３２）は、前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされていないときに略三角形の断面を有する柔軟性のあるサイドウォール（３３）を有する単一のガセットのみを備えており、前記ガセットは、前記加圧された呼吸可能ガスの供給にさらされているときは略丸みをおびた断面に膨らむことを特徴とする、請求項１から３の一つに記載の呼吸可能ガスのマスク構成（１０）。
- 呼吸可能なガスをユーザに届けるためのマスクシステムであって、
加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分（２２）とユーザ側とを有するマスクシェル（２０）と、
前記シェル（２０）の前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部（３２）と、
前記ガセット部（３２）の前記第二の側に取り付けられる第一の部分（７３）と、使用時にユーザの顔と接触してマスクと前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成されて配置された第二の部分（３４）とを有するクッション（３０）と、
前記ユーザに前記マスクシェル（２０）を取り付けるように構成されたヘッドギア（５０）で、長さを調整可能なヘッドギアストラップを含むヘッドギアと、
を備えており、
調整済みの前記ヘッドギアストラップにおけるいかなる長さにおいても、前記ガセット部は、前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離について設定された範囲内で移動可能であって、前記ガセット部は、使用時において加圧された呼吸可能なガスの供給にさらされたガセット領域を、前記ガゼット領域にかかる加圧された呼吸可能なガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの構成要素を提供するように規定し、
前記マスクシェル、ガセット部、クッション部及びヘッドギアは、使用時において前記力Ｆｃを、マスクの最小動作圧力における前記ユーザと前記マスクとの間を密閉する最小密閉力と少なくとも等しい大きさに維持し、
前記接触力Ｆ ｃ のうちの前記ガセット部に帰する前記構成要素は、マスク圧と前記マスクシェルに対する前記クッションの変位との少なくとも一方の関数であることを特徴とするマスクシステム。 - ガセット部は、１）前記マスクシェルと前記クッションとの間の距離、及び／または、２）動作圧力範囲にわたる供給された呼吸可能なガスの圧力に従い、径方向に可変な突出領域を規定することを特徴とする請求項５に記載のマスクシステム。
- ガセット部は、動作圧力範囲にわたる供給された呼吸可能なガスの圧力、及び、ガセットの変位の範囲のいずれか一つに従って変化するバネ定数を持つ弾性を有する請求項５に記載のマスクシステム。
- 前記動作圧力範囲にわたる前記ガセット部の最大幅は、前記マスクシェルの幅よりも大きい請求項５に記載のマスクシステム。
- 前記クッションは、前記ガセット部の弾性サイドウォールに直接、取り付けられる請求項５に記載のマスクシステム。
- 前記ガセット部の弾性サイドウォールは、前記クッションから外側に延伸する請求項５に記載のマスクシステム。
- 加圧された呼吸可能なガスの供給により前記ガセット領域にかかる接触力Ｆｃの構成成分は、前記マスクが使用される全範囲内において、前記ヘッドギアストラップの張力を調整することなく、前記マスクと前記ユーザとの間の密閉を保つのに十分な大きさを有する請求項５に記載のマスクシステム。
- 前記マスクシステムをセットアップするときの前記ヘッドギアストラップの張力は、前記ユーザの顔に前記クッションを軽く接触させるに十分な値を超えない請求項１１に記載のマスクシステム。
- ユーザに呼吸可能なガスを届けるマスクシステムであって、
加圧された呼吸可能なガスの供給を受けるように適合された部分とユーザ側とを有するマスクシェル（２０）と、
前記シェル（２０）の前記ユーザ側に取り付けられた第一の側と、第二の側とを有するガセット部（３２）と、
前記ガセット部（３２）の前記第二の側に取り付けられる第一の部分（７３）と、使用時にユーザの顔と接触してマスクと前記ユーザの顔との間の密閉を提供するように構成されて配置された第二の部分（３４）とを有するクッション（３０）と、
前記ユーザに前記マスクシェル（２０）を取り付けるように構成されたヘッドギア（５０）で、長さを調整可能なヘッドギアストラップを含むヘッドギアと、
を備えており、
マスクシステムの初期設定時にヘッドギアストラップの長さを選択的に変化させることにより、ガセット部が、マスクシェルとクッションとの間の距離に設定された変位の範囲内で移動可能であり、
前記ガセット部は、使用時において加圧された呼吸可能なガスの供給にさらされ、前記ユーザの顔から突出した可変なガセット領域を、前記ガゼット領域にかかる加圧された呼吸可能なガスの供給が前記ユーザの顔にかかる前記クッションの接触力Ｆｃの可変な構成要素を提供するように規定し、
前記ガセット部は、使用時においてマスクの最小動作圧力においてユーザとマスクとの間を密閉する最小密閉力と少なくとも等しい力Ｆｃを維持する手段を含む
ことを特徴とするマスクシステム。 - 使用時において、患者の呼吸サイクルにわたって患者とマスクとの間の密閉力を保つ、請求項１から１３のいずれかに記載のマスク構成またはマスクシステム。
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