JP4685330B2 - 膨張可能な支持体 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、床ずれの防止及び治療のための膨張可能な支持体に関する。
【０００２】
床ずれは、特に坐骨、転節及び踵のような骨が突出した部分において、身体に加わる圧力及びせん断力に主に起因する進行性の組織破壊である。これらの力は、皮膚の下にある軟組織に対して新鮮な栄養素（酸素を含む）を運び込んで老廃物を除去するような、微小循環性機能の低下又は停止により作用する。床ずれは、常に患者を衰弱させ、しばしば致命的となる場合があり、最適な治療を行っても完治には数週間から数箇月かかる場合がある。その結果、先進国（ＮＡＴＲＡ、ＥＵ、南洋州及び日本を含む）においては、年に１億〜６億ポンドの費用がかかっている。
【０００３】
圧力を軽減又は低減する支持体は、横たわるためのマットレス形態及び腰掛け用製作物形態にて提供され、使用中に臀部、時として背部を支持する。これら全ての支持体製作物は、異なる技術を利用しているが、傷付きやすい骨の突出部（床ずれのリスクが最も高い）に加わる圧力を、身体の体重を支持することによって低下させるという課題を扱う方法によって、２つのカテゴリーに分類することができる。
【０００４】
これらの圧力は、栄養素を送り老廃物を除去する毛細血管床の微小循環性機能を低下又は完全に停止させる値以下に低減されねばならない。健康な人の場合、その値は約３２ｍｍＨｇであるが、毛細血管床において１２〜１４ｍｍＨｇという低い圧力の人もいる。
【０００５】
圧力を低下させる製作物は、それに接する身体の各部の形状を取囲んで最大の接触面積が得られるように形成されて、接触圧力を下げることにより機能する。この技術には、発泡体、静的な空気充満バッグ、ゲル充満バッグ、ウォーターマットレス及びウォーターベッドが含まれる。これらは、単独で又は組み合わせて使用可能であり、液体に類似する物質を形成する流動化した微細なシリカビーズを有してもよい。シリカビーズは、火傷の患者に使用される移動と押し上げとのバランスに関するアルキメデスの原理によって、身体を支持する。
【０００６】
人間の典型的な皮膚面積は１．８ｍ²であるが、仰向きに寝た状態では最大でもその半分の接触面積しか得られず、故に圧力低減の最大値は制限される。
【０００７】
選択的な考え方は、マットレス又は腰掛け用製作物に接する身体の一部が接点において部分的にのみ支持されるときの圧力を軽減することであり、その接点は、予め定めた順序で製作物の各部を上げたり下げたりすることによって時間の経過とともに位置が変化する。この原理は、セルと呼ばれる製作物内の袋を膨張又は収縮させるための空気を使用して、予め定めた所要の順序で一定に実行される。そのような製作物は、交互に流れる空気を利用する製作物（alternating air products）として一般に知られる。これらの静的又は交互に流れる空気による床ずれ用マットレス及び腰掛け用製作物は、そのような製作物の全てにおいて最も大きくかつ臨床的に効果のある（交互に流れる空気を利用する形態の場合）部分を形成する。
【０００８】
空気式マットレスによって身体にかかる圧力は、境界面圧力（interface pressures）と呼ばれ、システムの内部圧力又は作用圧力の関数である。境界面圧力が低過ぎる場合は、支持される身体の一部が下方の基礎部に触れる。しかし圧力が高過ぎる場合は、床ずれが助長される場合がある。大多数の人は、より低圧の方がより快適に感じる。患者がマットレスに十分に適応し最適な睡眠パターンを得てより早く回復するためには、患者が快適さを知覚することが重要である。
【０００９】
作用圧力は、個々の患者に対して最適化されねばならず、マットレス又は腰掛け用製作物に接する領域全体についての患者の身体密度の空間分布に依存する。作用圧力は、各々の患者によって異なり、マットレス上でのその位置によっても異なる。
【００１０】
身体の平均密度は、胴体（低平均密度）及び踵のような部分（高平均密度）の間で異なるため、多くの空気式製作物は、各々が異なる作用圧力を有する別々のセクション又はゾーンに分かれている。
【００１１】
最適な圧力低減又は軽減を行うために、そのような製作物の多くは、複数のゾーンを有するものも含めて、適切な調節を使用者又は看護人に完全に依存する手動式の作用圧力設定を利用している。
【００１２】
しかし、手動式の作用圧力制御は多くの問題、すなわち、病院内では労力が集中し、訓練された職員がいない個人病院とりわけ家庭看護においては実用的でなく、無効又は危険な状態に至るような不注意による誤設定の影響を受けやすいという問題を有する。さらに、ギャップ設定（後述）を除けば、ボトミングがないことを保証しかつ良好な臨床的効果と患者が満足する快適さとのバランスを保つような、正しい値を導くものがない。
【００１３】
ギャップ設定の調節には、患者身体の最も低い部分とマットレス又は腰掛けの基礎部との間に指２〜３本分の幅又は掌の厚さの間隙が得られるように、作用圧力を設定することが含まれる。このことは、患者にとっては物理的に邪魔であり、また大抵のマットレスについては、膨張した構造体の一部が障害となるため困難又は不可能である。
【００１４】
いくつかの交互に流れる空気を利用するシステムは、マットレスの下又は内部に配置される付加的なセンサーを利用する半自動の作用圧力設定を提供する。そのセンサーは、患者にボトミングの危険があるときに表示をし、マットレスを再び膨張させるためにポンプを制御する。
【００１５】
しかしながら、そのようなシステムは、複雑であり、マットレス上での患者の位置が異なるときは対応できず、さらに使用者が使用開始時に初期作用圧力を設定することを必要とする。静的システムは、作用圧力の設定において、マットレスの内圧を感知し調節する圧力センサー及びテーブルを監視することにより、使用者の体重に依存する望ましい作用圧力を維持するものとして知られている。交互に流れる空気を利用するシステムに関しては、看護人又は使用者による初期圧力の設定をさらに必要とする。
【００１６】
本発明の目的は、交互に流れる空気を利用する空気マットレス又は静的システムの作用圧力を手動制御する必要がない単純なシステムを提供することであり、また、使用者が使用中の正確な作用圧力を自動設定し、さらに重要なことには、作用圧力を再設定して、使用者又はマットレスの位置変化に対して同じ状態を維持することである。
【００１７】
従って本発明は、供給源からの流体により設定圧力まで膨張する１つ又は複数の膨張可能なセルと、既知の絞り弁を通じて少なくとも１つのセルをガス抜きして圧力経時変化を測定する手段と、その圧力経時変化量を数学的な係数に換算して既知の実験データと比較する制御手段と、最適な支持圧力を選定して、最適な支持圧力を提供するために供給源出力を調節することとを有する、使用者のための膨張可能な支持体を提供する。
【００１８】
本発明の長所は、マットレス内にいかなる構成要素も付加せずに、既存のセル空気及び圧力センサーを使用することである。マットレス内にセンサーがないことにより、膨張可能ないかなるマットレスも利用可能である。
【００１９】
最適な支持圧力を連続的に表示及び再設定する、交互に流れる空気を利用するシステムにおいては、セルは、膨張及び収縮のサイクル毎に１回ガス抜きされることが好ましい。
【００２０】
好適な実施形態においては、複数のセルの少なくとも１つをガス抜きする手段は、収縮サイクルが行われる間に作動される。選択的に、ガス抜き手段は膨張サイクルが行われる間に作動されてもよい。
【００２１】
好ましくは、セル空気は、一連の絞り弁、さらに好ましくは可変式絞り弁を通じてガス抜きされる。
【００２２】
制御手段は、様々な初期設定圧力を有する異なるマットレス及びクッション上での異なる身体構造を有する多数の使用者に関して、圧力経時減衰の蓄積された実験データと、関連する数学的係数とを有することが好ましい。さらに好ましくは、制御手段は、既知の実験データにない新しい種類の患者の身体構造及びそれに対応する数学的係数を付加する。
【００２３】
好ましくは膨張可能な支持体は、使用者の快適さをより高めるために、全体的な作用圧力をより低くすることを可能にする付加的なボトミング防止センサーを有することができる。
【００２４】
ボトミング防止センサーは、本願出願人の欧州特許５６０５６３号に記載されかつ本願に引用されているセンサーマットを有することができる。
【００２５】
好適な実施形態においては、膨張可能な支持体は、制御手段に接続された遠隔手段によって制御されてもよい。
【００２６】
これより本発明を、添付図面を参照しながら、一例として詳細に説明する。
【００２７】
図１を参照すると、支持体表面１０は、ローターステーター又はソレノイド装置２０を介してコンプレッサー１１により交互に膨張させられる一連の膨張可能なセル３０、４０を有する。セル３０、４０は、排気ポート５０を用いて排気可能であり、排気ポートは、既知の直径を有する絞り弁６０を有する。ゲージ圧変換器７０は、セル３０、４０の圧力を測定する。
【００２８】
使用中は、支持体表面は設定圧力、例えば３５ｍｍＨｇまで膨張する。セル３０、４０は、ローターステーター又はソレノイド２０によって、典型的には１０分のサイクルでそれぞれ交互に膨張及び収縮する。セル３０、４０の少なくともいくつかは、収縮サイクルが行われている間に排気ポート５０を通じて排気し、例えば９０秒にわたり減衰したセル圧力は、そのセルが完全に収縮するまで監視される。故に、使用者の快適さに関するセル３０、４０内の圧力低下による衝撃は、最小となる。
【００２９】
マイクロプロセッサーは、経時減衰するセル圧力に関する数学的関数を計算し、その値を蓄積された実験的な数学的関数データと比較して、それに応じてコンプレッサーの圧力を調節する。これらの値は、異なる患者の身体構造及び異なるマットレスのために設定された作用圧力から経時減衰するセル圧力を測定する実験によって照合される。排気ポート５０を介する一連の排気は、膨張／収縮のサイクル毎に反復可能であり、圧力の減衰は、監視されて既知のデータと比較される。係数値のいかなる変化も、新たな作用圧力を求めるために、コンプレッサーの出力調節として自動的に変換される。このようにして、人の位置がどのように変化しても（すなわちあお向けに寝た状態から横向きに寝る場合又は腰掛ける場合）、セル圧力を自動的に調節することで対応でき、ボトミング又は高い境界面圧力が防止される。我々は、上述したように、セル圧力と時間の関係が、収縮サイクルの代わりにセル３０、４０の膨張サイクルが行われている間に監視されているときも、その原理が等しく作用していることを見出した。
【００３０】
図２は、膨張可能なセル１００を有する支持体表面１０を示す。セル１００は、既知の出力を有するコンプレッサー１３０により常に膨張する。ゲージ圧変換器１５０は、セル１００に至る流体ライン１６０内のセル圧力を測定する。上述の実施形態と同様に、セルは例えば３０ｍｍＨｇの設定圧力まで膨張し、既知の絞り弁を通じて経時減衰するセル圧力が監視される。その値は、数学的係数に変換され、異なる使用者の身体構造及び異なる作用圧力を伴うようなマットレスのために、マイクロプロセッサー内に蓄積された類似のデータと比較される。また、係数値と相関のある作用圧力を提供するために、コンプレッサー出力が調節される。与えられた個々の使用者の身体構造及び作用圧力のための、セル圧力と時間変化との関係に対するこの係数の相関関係により、全ての人の身体構造変化に適応できる広範な最適支持圧力を確実に提供できることがわかっている。
【００３１】
上述の実施形態における変換器を介して監視されるセル圧力の変化は、流量の変化と正の相関があることが知られている。従って、コンプレッサー出力を調節するために圧力変化を監視することは、流量変化を監視することに置換可能であり、その流量変化は関連する実験データと比較可能である。
【００３２】
本発明は、使用者が入力を一切せずに、使用者の身体構造を考慮した最適な支持圧力を自動的に与える支持体表面を提供する。
【００３３】
この最適圧力は、支持体の下方に配置される付加的なボトミング防止センサーを使用することにより、使用者をより快適にするためにさらに最適化される。本願出願人の欧州特許５６０５６３号に記載の典型的なボトミング防止センサーは、支持体が十分に膨張して使用者のボトミング（すなわち支持体の下の基礎に触れること）が防止されることを確実にするマットを有する。
【００３４】
使用者はまた、支持体圧力を調節するが看護人による治療設定には影響しない遠隔制御によって、支持体の快適さを制御できる。
【００３５】
図３に示されるように、遠隔制御８０は、単純な一連の複数のスイッチ８１を有する。複数のスイッチ８１は、低電圧で使用でき、膜の制御パネルに並列に接続可能であり、その操作を複製することができる。
【００３６】
複数のスイッチ８１は、コネクター８２を介して、ポンプにワイヤーで接続される。通常のコネクター８２には、テレホンジャック又は類似の装置が使用できる。
【００３７】
スイッチ８１が閉のときは、デジタル信号は、コネクター８２において状態０（例えば０Ｖ）から状態１（例えば５Ｖ）まで表示される。この信号は、ポンプ内のマイクロコントローラー又は制御システムに入力可能であり、解読され、実行される動作に対応する。
【００３８】
遠隔制御８０は、低コストでかつ自家動力を有し、ポンプに物理的に接続される。
【００３９】
遠隔制御８０が、支持体の快適さの制御だけでなくベッド位置の調節のためにスイッチ８１を有するときは、接続システム８２はさらに、ベッドのフレームに接続可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る支持体表面の概略図である。
【図２】 本発明の他の実施形態に係る支持体表面１０の概略図である。
【図３】 本発明に係る支持体を操作するための遠隔制御装置の回路図である。

Claims (8)

1. 使用者の身体を支持するための膨張可能な支持体であって、供給源からの空気によって設定圧力まで膨張可能な少なくとも１つのセルと、前記少なくとも１つのセルをガス抜きする少なくとも１つの絞り弁と、前記少なくとも１つのセルの圧力経時減衰を測定するゲージ圧変換器と、異なる支持体上での異なる身体構造を有する多数の使用者について、前記支持体上での前記使用者の位置及び前記使用者の身体密度の空間分布に基づいて設定された作用圧力から経時減衰するセル圧力を測定する実験により得られかつ蓄積された、圧力経時減衰の実験データを有するとともに、前記ゲージ圧変換器により測定された前記少なくとも１つのセルの圧力経時減衰を前記実験データと比較し、前記比較に基づいて使用者の身体構造に最適な前記少なくとも１つのセルの支持圧力を選定し、前記少なくとも１つのセルが該支持圧力になるように前記供給源の出力を調節するマイクロプロセッサーと、を有する膨張可能な支持体。
2. 前記少なくとも１つのセルは、使用者の身体構造に最適な支持圧力を連続して監視し再設定するサイクルにおいて、膨張しかつ少なくとも部分的に収縮する請求項１に記載の膨張可能な支持体。
3. 前記少なくとも１つの絞り弁が、前記セルの収縮中に作動する請求項１に記載の膨張可能な支持体。
4. 前記少なくとも１つの絞り弁が、前記セルの膨張中に作動する請求項１に記載の膨張可能な支持体。
5. 前記少なくとも１つの絞り弁は一連の絞り弁を含む請求項１に記載の膨張可能な支持体。
6. 前記少なくとも１つの絞り弁は可変式絞り弁を含む請求項１に記載の膨張可能な支持体。
7. 前記マイクロプロセッサーは、使用者の身体構造に関する圧力経時減衰の新たなデータを求める請求項１に記載の膨張可能な支持体。
8. ボトミング防止センサーをさらに有する請求項１に記載の膨張可能な支持体。

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