JP6238367B2 - 水蒸気制御付き圧力測定システムおよび方法 - Google Patents

Description

本開示は、概して、単独で使用される支持面、ならびにベッドおよび他の支持台に関連して使用される支持面に関し、より詳細には、ただし限定のためではなく、患者接触圧を測定し、褥瘡（ｄｅｃｕｂｉｔｕｓ ｕｌｃｅｒ）の予防、低減および／または治療ならびに身体からの湿気および／または熱の移動を促進する支持面に関する。

長期間寝たきりの患者および他の人には、褥瘡を形成する危険がある。褥瘡（一般に床ずれ（ｂｅｄ ｓｏｒｅ）、圧迫潰瘍（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｏｒｅ、ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｕｌｃｅｒ）等としても知られる）は、皮膚組織の下の毛細血管に供給される血液が、皮膚に対する外圧のために遮断される場合に形成される可能性がある。この圧力は、毛細血管内の内部血圧より高く、したがって、毛細管を閉塞し、圧力が加えられている皮膚の領域に酸素および栄養分が達するのを阻止する可能性がある。さらに、人の上および周囲の湿気および熱が、他の関連する問題もあるが特に、皮膚の浸軟をもたらすことによって褥瘡を悪化させる可能性がある。

患者接触圧の測定に使用される既存のシステムは、通常、水蒸気透過率が不十分である。これにより、褥瘡が形成される可能性が増大することになる可能性がある。さらに、水蒸気透過を促進する既存のシステムは、接触圧を測定しない。

この問題に対処するために開発されたいくつかのシステムは、損傷を低減するように患者の荷重点を変化させる、圧力面を交互に切り替える手段によって患者に対する荷重を取り除くことに焦点が当てられている。流体が集まるのを防止するように患者の下で空気が移動するのを可能にするか、または集まる可能性があるあらゆる湿気または流体を蒸発させることにより、環境状態を管理する他の装置が開発された。これらは、通常、低空気損失（ローエアロス）システムとして知られている。

本開示の例示的な実施形態は、褥瘡形成の予防を促進しかつ／またはこうした褥瘡形成の治癒を促進する装置、システムおよび方法に関する。

例示的な実施形態は、第１面および第２面ならびに第１面と第２面との間で測定される厚さを備えるスペーサ材料と、スペーサ材料の第１面に近接する蒸気透過性材料と、スペーサ材料の第１面に近接する圧力検知マットとを備えるカバーシートを含む。いくつかの実施形態では、カバーシートは、スペーサ材料を通して空気流を提供するように構成されたエアムーバをさらに備えている。特定の実施形態では、エアムーバを、空気をエアムーバから押し出すように構成することができる。いくつかの実施形態では、エアムーバを、空気をエアムーバに向かって引き寄せるように構成することができる。具体的な実施形態では、エアムーバを、圧力検知マットが閾値を超える圧力を検出した場合に空気流を増大させるように構成することができる。

特定の実施形態では、カバーシートを、圧力検知マットが閾値を超える圧力を検知した場合に、視覚的指示または可聴指示を提供するように構成することができる。いくつかの実施形態では、圧力検知マットは、第１導体、第２導体、および第１導体と第２導体との間の圧縮性誘電体を備えている。具体的な実施形態では、第１導体は、圧力検知マットの下面に近接し、第２導体は、圧力検知マットの上面に近接している。特定の実施形態では、圧力検知マットを、スペーサ材料の厚さの低減に相関させることができる圧力の上昇を検出するように構成することができる。

特定の実施形態は、圧力検知マットが閾値を超える圧力を検出した場合に指示を提供するように構成された指示器をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、指示は、視覚的指示および／または可聴指示であり得る。具体的な実施形態では、スペーサ材料は、連続気泡発泡体、天然あるいは合成ポリマー粒子、フィラメントまたはストランド、綿繊維、ポリエステル繊維、可撓性金属および金属合金、形状記憶金属および金属合金、ならびに形状記憶プラスチックのうちの１つを含むことができる。具体的な実施形態では、カバーシートを、マットレスの上に配置することができる。いくつかの実施形態では、マットレスは、圧切替治療マットレスであり得る。特定の実施形態では、マットレスは、運動療法マットレスであり得る。マットレスは、圧力検知マットによって検出される圧力の変化に応じて配置を変えるように構成されている。

例示的な実施形態は、支持マットレスの上に支持された患者からの水蒸気移動をもたらす方法を含み、本方法は、カバーシートに空気流を提供するステップと、圧力検知マットによって、カバーシートに加えられる圧力を検知するステップと、圧力検知マットによって検知される圧力が閾値を超える場合に指示を提供するステップとを含む。いくつかの実施形態では、カバーシートは、第１面および第１面ならびに第１面と第２面との間で測定される厚さを備えるスペーサ材料と、スペーサ材料の第１面に近接する蒸気透過性材料と、スペーサ材料の第２面に近接する圧力検知マットとを備える。特定の実施形態では、指示は、視覚的指示および／または可聴指示であり得る。

特定の実施形態は、圧力検知マットによって検知される圧力が閾値を超える場合に空気流を増大させるステップをさらに含む。具体的な実施形態では、スペーサ材料を通る空気流を、エアムーバから離れるように向けることができる。いくつかの実施形態では、スペーサ材料を通る空気流を、エアムーバに向かうように向けることができる。

本発明の例示的な実施形態を、以下に詳細に図示しかつ説明しているが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく変更および改変を行うことができることが明らかとなろう。したがって、以下の説明および添付図面に示されるものは、限定するものとしてではなく単に例として提供されている。本発明の実際の範囲は、以下の特許請求の範囲により、こうした特許請求の範囲に権利が与えられる全範囲の均等物とともに定義されるように意図されている。

さらに、当業者は、本開示を読み理解すると、本明細書に記載されている発明に対する他の変形を本発明の範囲内に含めることができることを理解するであろう。たとえば、図示し記載する支持システムの一部を、既存のマットレスまたは支持材料と組み合わせることができる。他の実施形態は、限定されないが車いす、椅子、リクライニングチェア、ベンチ等を含む着席用途で支持システムを利用することができる。

以下の開示する実施形態の詳細な説明（発明を実施するための形態）では、本開示を効率化する目的で、いくつかの実施形態ではさまざまな特徴が一まとめにされている。この開示方法は、本発明の例示的な実施形態が各請求項に明示的に列挙されているより多くの特徴を必要とするという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、発明の主題は、単一の開示する実施形態の特徴のすべてにあるわけではない。したがって、以下の特許請求の範囲は、開示する実施形態の詳細な説明内に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態として独立している。

図１は、カバーシート、および支持マットレスに設置された支持マットレスの第１の例示的な実施形態の斜視図を示す。 図２は、線２−２に沿って取り出された図１の例示的な実施形態の断面図を示す。 図３は、図１の実施形態の組立分解図を示す。

本開示の例示的な実施形態は、褥瘡形成の予防を促進しかつ／またはこうした褥瘡形成の治癒を促進する装置、システムおよび方法に関する。たとえば、さまざまな実施形態では、褥瘡形成の予防および／または褥瘡の治癒を、多層カバーシートを使用することによって達成することができる。多層カバーシートの例示的な実施形態を利用して、患者から湿気、蒸気および熱を吸収かつ／または分散させる面を提供することにより、患者面接触面に隣接および近接し、かつ患者を包囲する環境における、湿気、蒸気および熱の除去を促進することができる。さらに、多層カバーシートの例示的な実施形態を、多数の支持面または支持台と組み合わせて利用して、患者と患者が配置されるカバーシートとの間の接触圧を低減することができる。この接触圧の低減は、褥瘡の形成を予防するのに役立つことができる。

既存のシステムはまた、マニホルド材料またはスペーサ材料を有し、その材料が、患者面接触面に隣接および近接する湿気、蒸気および熱の除去を促進するように材料を通る空気流を可能にする、カバーシートを備えることも可能である。こうしたシステムはまた、スペーサ材料を通る空気流を増大させるようにエアムーバを提供する場合もある。

しかしながら、患者の体重によってスペーサ材料の厚さが一定量未満に低減する場合、適切に機能するシステムの能力が低下し、皮膚の浸軟が発生する可能性がある。使用者がその問題に対して警告される場合に適切な動作を確実にするために、下にある面の変更が可能であり得る。また、システムの不正確な動作により、患者の下に圧力点がもたらされる可能性があり、それにより、皮膚の損傷および褥瘡の形成に至る可能性もある。

したがって、患者の下に、皮膚の損傷をもたらす可能性がある高い負荷圧の場所がある場合、かつマニホルド材料における流れが、制限されるかまたは阻止されて、浸軟の可能性を低減するように操作されない場合、介護者に警告することが望ましい。さらに、設計に対する複雑性およびコストを追加することなく、低コストの使い捨て製品内にこうした利点を提供することが好ましい。

さまざまな例示的な実施形態では、カバーシートは複数の層を含むことができる。各層を、さまざまな特性を示す複数の異なる材料から形成することができる。これらの特性としては、表面の摩擦またはせん断のレベル、蒸気、気体、液体および／または固体ならびに蒸気、気体、液体および固体のさまざまな相の透過性、ならびに他の特性を挙げることができる。

たとえば、例示的な実施形態では、多層カバーシートは、低空気損失特徴を提供する材料を含むことができ、そこでは、１つまたは複数の層がさまざまな空気、蒸気および液体の透過特性を示し、かつ／または１つまたは複数の層が合わせて結合されあるいは封止される。本明細書で使用する多層カバーシートの低空気損失特徴としては、限定されないが、多層カバーシートであって、多層カバーシートの内部環境と外部環境との間に蒸気の部分的な圧力差がある場合に、空気および蒸気が第１層すなわち最上層を通過するのを可能にする多層カバーシートと、多層カバーシートであって、多層カバーシートの内部環境と外部環境との間に蒸気の部分的な圧力差がない場合に、空気および蒸気が第１層を通過するのを可能にする多層カバーシートと、多層カバーシートであって、空気および蒸気が１つまたは複数の層の開口部を通って多層カバーシートに入りかつ／またはそこから出るように移動するのを可能にする多層カバーシートとが挙げられる。

さまざまな例示的な実施形態では、褥瘡形成の予防を促進するとともに患者から湿気および／または熱を除去する複数の構成要素を含むことができるシステムが提供される。たとえば、システムは、膨張式マットレス、フォームマットレス、ジェルマットレス、ウォーターマットレス、または病院用ベッドのＲＩＫ（登録商標）流体マットレス等、種々の支持面とともに使用することができる多層カバーシートを含むことができる。こうした例示的な実施形態では、多層カバーシートの特徴は、患者から湿気を除去するのに役立つことができ、膨張式またはフォームマットレスの特徴は、たとえば患者のかかとおよび臀部領域等、骨突出部位におけるような外圧が通常高い皮膚の領域において接触圧をさらに低下させることにより、褥瘡の予防および／または治癒を促進することができる。他の例示的な実施形態では、システムは、椅子または他の支持台と組み合わせて使用される多層カバーシートを含むことができる。

最初に図１〜図３を参照すると、カバーシート１００の例示的な実施形態は、支持マットレス１６０の上に配置されるように示されている。図１は、支持マットレス１６０の上に設置されたカバーシート１００の斜視図を示す。図２は、図１の線２−２に沿って取り出された断面図を示し、図３は、図１の組立分解図を提供する。図は正確な縮尺ではなく、要素間の間隔は明確にするために変更されている場合があることが理解される。

この例示的な実施形態では、カバーシート１００は、上面１１５、下面１１６、および上面１１５と下面１１６との間で測定された厚さ１１８を含むスペーサ材料１１０を備えている。この実施形態では、カバーシート１００はまた、上面１１５に近接する蒸気透過性材料１２０をさらに備えている。図示する実施形態では、カバーシート１００は、スペーサ材料１１０と支持マットレス１６０との間に位置する圧力検知マット１２５を備えている。特定の実施形態では、支持マットレス１６０を、圧切替治療マットレスとして構成することができ、他の実施形態では、支持マットレス１６０を、標準（たとえば体圧分散）マットレスまたは運動療法マットレスとして構成することができる。

スペーサ材料１１０を形成するために使用することができる材料の例としては、限定されないが、特に粒子、フィラメント、ストランド、発泡体（たとえば連続気泡発泡体）の形態の天然ポリマーおよび合成ポリマー、ならびに綿繊維、ポリエステル繊維等の天然材料および合成材料を挙げることができる。他の材料としては、可撓性金属および金属合金、形状記憶金属および金属合金、ならびに形状記憶プラスチックを挙げることができる。これらの材料は、可撓性材料が撓曲および屈曲し、可変条件（たとえば、圧縮、歪み、温度、ベッド連結部等）下で可変形状を形成するのを可能にする、弾性、超弾性、線形弾性および／または形状記憶特性を有することができる。

図示する実施形態では、カバーシート１００は、スペーサ材料１１０を通る空気流を提供するように構成されたエアムーバ１４０を備えている。いくつかの実施形態では、エアムーバ１４０を、空気をエアムーバ１４０からスペーサ材料１１０を通るように押し出すように構成することができる。他の実施形態では、エアムーバ１４０を、空気をエアムーバ１４０に向かってスペーサ材料１１０を通して引き寄せるように構成することができる。

本開示で使用する「スペーサ材料」という用語（および関連用語）は、内部に空気の体積を含み空気が内部を通って移動するのを可能にするあらゆる材料を含むように広く解釈されるべきである。例示的な実施形態では、スペーサ材料は、材料がマットレスによって支持されている間に人が材料の上に横たわっている時に、空気が材料を通って流れるのを可能にする。こうしたスペーサ材料の例としては、連続気泡発泡体、ポリマー粒子、およびＴｙｔｅｘ（登録商標）によってＡｉｒＸ（商標）という商標名で販売されている材料が挙げられる。

例示的な実施形態では、圧力検知マット１２５は、圧縮性誘電体１２７によって分離される複数の導体１２６を備えることができる。たとえば、例示的な実施形態では、導体１２６の第１部分を、圧力マット１２５の下面１２４に近接して配置することができ、導体１２６の第２部分を、圧力マット１２５の上面１２３に近接して配置することができる。特定の実施形態では、導体１２６は、導体１２６の第１部分および第２部分が互いに垂直な状態で、圧力検知マット１２５を横切って格子を形成する。いくつかの実施形態では、圧力マット１２５の中間部分において垂直な導体１２６の間に圧縮性誘電体１２７を配置することができる。

いくつかの例示的な実施形態では、圧力検知マット１２５に電力が提供され、圧力検知マット１２５は、導体１２６の格子に静電容量をもたらす。使用中、（たとえば、支持マットレス１６０およびカバーシート１００によって支持される人の体重の結果として）圧縮性誘電体１２７が圧縮し、圧縮検知マット１２５の厚さ１１７が低減する可能性がある。厚さ１１７の低減を、導体１２６の静電容量の変化によって検出することができる。例示的な実施形態では、スペーサ材料１１０は、圧力検知マット１２５と、カバーシート１００およびマットレス１６０によって支持される人との間に配置される。したがって、圧力検知マット１２５の厚さ１１７の低減を、スペーサ材料１１０の厚さ１１８の低減と相関させることができる。具体的な実施形態では、マットレス１６０は、圧力検知マット１２５によって検出された圧力の変化に応じて配置を変えることができる可能性がある。

例示的な実施形態では、圧力検知マット１２５は、圧縮性誘電体１２７および導体１２６を含む保護外層１２８を備えている。図３の例では、保護外層１２８の最上部は、導体１２６および圧縮性誘電体１２７が見えるように図示されていない。例示的な実施形態では、保護外層１２８は、導体１２６が外部環境にさらされる可能性を低減することができる耐久性のある材料から構成されている。特定の実施形態では、（たとえば、導体１２６および圧縮性誘電体１２７の保護を提供するために）保護外層１２８の高い耐久性をもたらす材料特性により、圧力検知マット１２５に対する水蒸気移動率が低くなる可能性がある。したがって、水蒸気が、患者の皮膚と圧力マット１２５との間の接触面に蓄積する可能性がある。結果として、圧力検知マット１２５の使用により、褥瘡が患者に形成される可能性が増大する可能性がある。

したがって、圧力検知マット１２５の保護外層１２８によって提供されるものより高い水蒸気移動率を提供することが望ましい可能性がある。本開示の例示的な実施形態は、圧力検知マット１２５と支持マットレス１６０によって支持されている人との間にスペーサ材料１１０および蒸気透過性材料１２０を提供する。エアムーバ１４０は、後にさらに説明するように、スペーサ材料を通して空気流を提供し水蒸気移動を向上させるように構成されている。

例示的な実施形態の使用中、水蒸気を、人（および周囲空気）から蒸気透過性材料１２０を通ってスペーサ材料１１０内のエアポケット内に移動させることができる。エアポケットが人に隣接する空気より低い相対湿度である間に、水蒸気はスペーサ材料１１０内のエアポケットに移動し続ける。エアポケットの相対湿度が上昇し、人に隣接する空気の相対湿度に近づくに従い、水蒸気の移動率は低下する。したがって、スペーサ材料１１０内のエアポケットの相対湿度を人に隣接する空気の相対湿度より低く維持することが望ましい。

したがって、水蒸気がスペーサ材料１１０内のエアポケットに移動する際、エアポケットから水蒸気を除去し、スペーサ材料１１０内の空気の相対湿度を低下させることが望ましい。スペーサ材料１１０内の空気から水蒸気を除去することにより、人を包囲する空気からの水蒸気の移動率を、より均一なレベルで維持することができる。エアムーバ１４０によって提供される空気流を、スペーサ材料１１０を通るように向けることができ、そうした空気流は、スペーサ材料１１０内から水蒸気を除去するのを促進することができる。

しかしながら、カバーシート１００（および支持マットレス１６０）によって支持される人の体重が、スペーサ材料１１０の厚さ１１８を圧縮する可能性がある。厚さ１１８は、十分に圧縮される場合、スペーサ材料１１０を通る空気流を制限し、水蒸気を移動するカバーシート１１０の有効性を低減する可能性がある。いくつかの実施形態では、圧力の閾値レベルが圧力検知マット１２５によって検知された時（それを、スペーサ材料１１０の厚さ１１８の付随する低減と相関させることができる）、使用者に警告する指示を提供することが望ましい場合がある。

いくつかの実施形態では、指示は、視覚的指示または可聴指示であり得る。こうした指示は、使用者に対し、スペーサ材料１１０が、エアムーバ１４０からの空気流を所望のレベル未満に制限するように十分圧縮されたことを警告することができる。いくつかの実施形態では、カバーシート１００は、圧力検知マット１２５によって検出された閾値圧力に応じて、エアムーバ１４０からの空気流を増大させるように構成された制御システムを備えることができる。

具体的な実施形態では、圧力検知マット１２５によって検出される圧力をコントローラによってモニタリングすることができ、コントローラは、圧力変化を検出した後、エアムーバ１４０を駆動するモータの速度を変化させる、電子コンパレータ回路を備えることができる。特定の実施形態では、コントローラは、エアムーバ１４０の速度を変更する、１つのトリガ閾値または複数の異なる閾値を有することができる。こうした制御システムは、たとえば、軽量な患者に使用されるバッテリ式システムで有利である可能性があり、その場合、エアムーバ１４０は、長時間、低電力レベルで動作し、スペーサ材料１１０が十分に圧縮された時に電力を増大させるだけでよい可能性がある。特定の実施形態では、制御システムはモータ速度コントローラを備えることができ、それは、可変電圧またはパルス幅変調（ＰＷＭ）制御を使用して、エアムーバ１４０内のモータの速度を変化させることができる。

本明細書に記載したように、カバーシート１００は、有効な水蒸気移動をもたらし、褥瘡形成の可能性を低減することができる。

Claims (14)

1. 第１面と、第２面と、前記第１面と前記第２面との間の厚さとを備えるスペーサ材料であって、内部に水蒸気を移動させることができる材料により形成されたスペーサ材料と、
   前記スペーサ材料の前記第１面に近接する蒸気透過性材料と、
   前記スペーサ材料の前記第２面に近接する圧力検知マットであって、複数区画に分割されたマット状の荷重センサにより構成され、前記スペーサ材料上の荷重の増加により前記スペーサ材料の厚さが減少したときに、前記スペーサ材料の厚さの減少に相関させることができる当該圧力検知マットの厚さの減少によって、圧力の上昇を検出するように構成された圧力検知マットと、
   エアムーバであって、当該エアムーバから前記スペーサ材料の内部に空気を押し出すか、または前記スペーサ材料の内部の空気を当該エアムーバに引き寄せることにより、前記スペーサ材料を通る空気流を提供して、前記スペーサ材料内から水蒸気を除去するのを促進するように構成されるとともに、前記圧力検知マットによって検出される圧力の増加に応じて、前記空気流を増大させるように構成されたエアムーバと、
   を具備することを特徴とするカバーシート。
2. 請求項１に記載のカバーシートにおいて、前記エアムーバが、空気を前記エアムーバから押し出すように構成されていることを特徴とするカバーシート。
3. 請求項１に記載のエアムーバにおいて、前記エアムーバが、空気を前記エアムーバに向かって引き寄せるように構成されていることを特徴とするエアムーバ。
4. 請求項１に記載のカバーシートにおいて、前記圧力検知マットが閾値を超える圧力を検知した場合に、視覚的指示または可聴指示を提供するように構成されていることを特徴とするカバーシート。
5. 請求項１に記載のカバーシートにおいて、前記圧力検知マットが、第１導体、第２導体、および前記第１導体と前記第２導体との間の圧縮性誘電体を備えることを特徴とするカバーシート。
6. 請求項５に記載のカバーシートにおいて、前記第１導体が、前記圧力検知マットの下面に近接し、前記第２導体が、前記圧力検知マットの上面に近接していることを特徴とするカバーシート。
7. 請求項１に記載のカバーシートにおいて、前記圧力検知マットが閾値を超える圧力を検出した場合に指示を提供するように構成された指示器をさらに具備することを特徴とするカバーシート。
8. 請求項７に記載のカバーシートにおいて、前記指示が可聴指示であることを特徴とするカバーシート。
9. 請求項１に記載のカバーシートにおいて、前記スペーサ材料が、連続気泡発泡体、天然あるいは合成ポリマー粒子、フィラメントまたはストランド、綿繊維、ポリエステル繊維のうちの１つを含むことを特徴とするカバーシート。
10. 請求項１に記載のカバーシートにおいて、マットレスの上に配置されていることを特徴とするカバーシート。
11. 請求項１０に記載のカバーシートにおいて、前記マットレスが圧切替治療マットレスであることを特徴とするカバーシート。
12. 請求項１０に記載のカバーシートにおいて、前記マットレスが運動療法マットレスであることを特徴とするカバーシート。
13. 請求項１に記載のカバーシートにおいて、前記圧力検知マットが、前記スペーサ材料と一致する寸法および形状を有することを特徴とするカバーシート。
14. 請求項１のカバーシートを使用して水蒸気移動をもたらす方法であって、
    前記圧力検知マットによって、前記カバーシートに加えられる圧力を検知するステップと、
    前記圧力検知マットによって検出される圧力の増加に応じて、前記エアムーバが、前記空気流を増大させるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
    

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