JP4068463B2 - 膨張可能な支持体 - Google Patents
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Description
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***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し、セルは複数の膨張可能な区分として配設され、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、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、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***用構成を示す。
Claims (14)
- 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、該流体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該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の供給を増加または減少させるように上記ポンプ構成の出力を制御する制御手段をさらに具備し、
上記セルは複数の膨張可能な区分として配設され、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、圧力パッド。 - 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上記ポンプ構成の出力を制御する請求項1に記載の圧力パッド。
- 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。
- 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。
- 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項に記載の圧力パッド。
- 上記セルへの流体供給ラインには、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。
- 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。
- 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又は7のいずれか1項に記載の圧力パッド。
- 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1〜8のいずれか1項に記載の圧力パッド。
- 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1〜9のいずれか1項に記載の圧力パッド。
- 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6〜10のいずれか1項に記載の圧力パッド。
- 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1〜11のいずれか1項に記載の圧力パッド。
- 上記圧力パッドは静止式パッドである請求項1〜12のいずれか1項に記載の圧力パッド。
- 上記圧力パッドは交互膨張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。
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