JP6473737B2 - 呼吸器疾患の治療のための治療装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提節による呼吸器疾患の治療ための治療装置に関する。

この種の治療装置は、人の呼吸器疾患の治療のために使用される特許文献１に開示されている。そのような振動ＰＥＰシステムは、結果として生じる圧力変動ために、呼気の間リズミカルな振動を発生させ、それによって、気道が拡大され、粘膜（mucous）が気管支壁から分離される。

そのような呼吸器治療装置は、通常、人間の口に挿入されるマウスピースを含み、それを通じて、呼吸気は、マウスピース上に固定された可撓性弾性ホースに押し込まれる。この場合、マウスピースとホースは、マウスピース上に固定された湾曲管部分に挿入される。管部分の湾曲の結果として、ホースは、管部分の曲率半径に対応するように形成され、ホースの通路断面が、１つのエリアで縮小され、その結果として、このエリアで発生する空気抵抗が高くなる。さらに、呼気の間、ホースの自由端は、管部分の内壁の間で、あちこちに位置を変え、それによって、これは、ホースの湾曲したエリアで空気抵抗が、わずかに変更されることを保証するので、必要な圧力変動を生み出す。

そのような呼吸器治療装置は、実際に、顕著に効果的だと証明されていて、対応する気管支疾患のために首尾よく使用される。しかしながら、気道は、肺末梢の方向にますます小さくなり、最終的に、約０．５ｍｍだけの直径に縮小し、２Ｈｚと６Ｈｚの間の低振動数が、気道の障害を克服するために、必要とされる。この理由のために、約１０〜１５ｃｍＨ_２Ｏの高圧力は、炎症の場合に、小さな気道の毛細管作用（capillary effect）を克服するために、必要とされる。

従来技術の呼吸器治療装置は、管部分に関して変更され得る位置で、マウスピースを有しているが、そのような医学的要求は、この点を開示されている呼吸器治療装置で達成できない。

特許文献２は、通路ダクトを有するマウスピースを含む治療装置を開示する。この場合、可撓性弾性ホースは、通路ダクトの開口に取付けられ、マウスピースに取付けられた支持プレートによって支持される。支持プレートの自由端で、スイベルジョイント（swivel joint）は備えられ、それによって、支持プレートに関して、異なった角度位置に、変化可能に調整される。

本体角度の位置の変更が、もっぱら、スイベルジョイントのエリアにおけるホースの曲率半径を変更し、低発振振動数（low oscillation frequencies）だけが達成されるということは、不利である。

欧州特許第２０８７９２７号明細書 欧州特許出願公開第１９８７８６４号明細書

したがって、本発明の目的は、前述の種類の呼吸器治療装置を作り出すことであり、それによって、低振動数と中振動数の両方と、圧力変動又は流量変動が、呼気の間確立され、可能な限り広い範囲内で変化する。

さらに、従来技術の呼気陽圧（Positive Expiratory Pressure）の組合わせをできるようにすることは、呼吸器治療装置の目的であり、それによって、陽圧状態が、呼吸器治療装置のマウスピース内の内部で発生する。

この目的は、請求項１の前提節の特徴によって達成される。

本発明のさらに有利な構成は、従属請求項に開示される。

支持体が、それに取付けられた調整装置を有し、それ上に移動可能であるような方法で、硬い支持体に関連して保持されるという事実のために、その結果、調整装置は、直接に、又は、中間要素を介してのどちらでもホースとアクティブ接続（active connection）であり、調整方向に対応する変更は、ホースから支持体への距離を設定し、又は、変更することを、可能にし、その結果として、ホースの湾曲は、設定され、変化する。ホースの湾曲のそのような変更も、吐き出された呼吸気の振動数を変更し、圧力を変更し、それによって、ホースが、空気抵抗の形態で、吐き出された呼吸気の貫流に対抗する。結果として、調整方向に対応する変更は、特定される症状に適用されるホースの圧力状態もホースの振動数も可能にする。これらの症状は、長年の間、専門家の世界で知られているが、医学的に要求される振動数と圧力が、対応する去痰効果が肺末梢で達成されるような方法で、呼吸気の呼気の間に、設定される呼吸器治療装置に関してなんの解決法も、見いだされていない。したがって、開示されている呼吸器治療装置は、設定される圧力と振動で肺の大きいエリアの気管支粘液だけを扱う。

図は、本発明にしたがって構成された呼吸器治療装置の３つの例示的な実施形態を示し、その詳細は、以下に説明される。

通路ダクトが加工されたマウスピースと、通路ダクトと同一平面をなしたマウスピースに取付けられた可撓性弾性ホースと、曲がった構造を有する支持体と、からなる呼吸器治療装置の第１実施形態を斜視図として示し、その中で、調整装置が、ホースに作用するマウスピースから距離を隔てて挿入される。 図１にしたがって呼吸器治療装置を側面図で示す。 通路ダクトが加工されたマウスピースと、通路ダクトと同一平面をなしたマウスピースに取付けられた可撓性弾性ホースと、曲がった構造を有する支持体と、からなる呼吸器治療装置の第２の実施形態を側面図として示し、その中で、調整装置が、ホースと作用するマウスピースから距離を隔てて挿入される。 ガイドプレートがホースと調整装置の間に挿入された状態で、図２にしたがって呼吸器治療装置を示す。 通路ダクトが加工されたマウスピースであって、その直径が、小さいサイズの通路開口を有する栓によって減少されるマウスピースと、通路ダクトと同一平面をなしたマウスピースに取付けられた可撓性弾性ホースと、曲がった構造を有する支持体と、からなる呼吸器治療装置の第３の実施形態を側面図として示し、その中で、調整装置が、ホースと作用するマウスピースから距離を隔てて挿入される。 図１及び図３にしたがって呼吸器治療装置で発生する圧力分布のダイヤグラムを示す。 図５にしたがって、呼吸器治療装置で発生する圧力分布のダイヤグラムを示す。

図１は、特に約０．５ｍｍの直径を有する肺末梢における気道を扱うために、人の呼気の間、低中振動数の圧力と流量の変動を発生するための医療装置として使用される呼吸器疾患の治療のための治療装置１を示す。呼吸器治療装置１は、気道の障害を克服するために２〜６Ｈｚの振動数で操作されるべきであり、その結果、約１０〜１５ｃｍＨ_２Ｏの高圧力が発生する。これは、肺末梢で対応する毛細管作用が克服されることを可能にし、その結果、気管支粘液は、炎症の場合に解放され、気管支梢（小さな気管支）は、広げられる。

必要な振動数と圧力が設定されることを可能にするため、治療装置１は、通路ダクト３が加工されたマウスピース２を備える。マウスピース２は、人の上唇と下唇の間に通常配置され、呼吸気は、矢印によって略図で示されるように、マウスピース２の通路ダクト３を通じて吹き出される。呼吸気は、参照符号４で識別される。

柔軟な弾性材から作られるホース５は、通路ダクト３の開口６と同一平面をなした（隣接した）マウスピース２上に固定され、その結果として、呼吸気４がホース５に圧入される。ホース５は、通路ダクト３と逆方法を向いているその自由端７で通路開口を有し、それは、圧入される呼吸気４がホース５から流れ出ることを意味する。

特定の指定されたエリア内でホース５の通路断面を最初に曲げ、その結果として、それが、ホース５の直線エリアより小さな通路断面を有するために、曲がった又は曲げられた支持体１１が、備えられ、マウスピース２にしっかり接続される。支持体１１の湾曲は、支持体１１の湾曲のエリアで、ホース５の通路断面が、ホース５の直線エリアに比較して減少されるという効果を有して可撓性弾性ホース５が形成されることを意味する。したがって、呼気の間、呼吸気４は、ホース５の中の通路ダクト３を流れ、その空気が流れるときに、振動することを引き起こす。特に、ホース５の自由端７は、あちこちに振動し、支持体１１によってだけ制限される。

患者が息を吐き出すとき、ホース５を流れる呼吸気４によって克服されなければならない設定される振動数と圧力を変更するために、それに対して移動され得る支持体１１に配置される調整装置１２もある。調整装置１２は、図２又は図３にしたがって戻り止めピン１６又は調整ねじ１７のどちらでも構成され得る。戻り止めピン１６又は調整ねじ１７の自由端は、直接に又は中間要素１３を介してのどちらでもホース５とアクティブ接触し、特には円形、楕円形又は多角形に形成されている、支持プレート２０を有する。

そのため、調整装置１２の位置の変更は、ホース５から支持体１１への距離を変化し、その結果、ホース５の湾曲は、支持体１１の曲率半径に関わりなく設定される。図２は、下側、すなわち戻り止めピン１６に面するエリア上に、直接に配置された調整装置１２の戻り止めピン１６を示す。戻り止めピン１６は、支持体１１に加工された戻り止め溝１８に押し込まれ、ホース５の方向又はそれに反対方向のどちらでも移動され、ホース５の湾曲が変更されることを可能にする。

図３は、支持体１１に加工された雌ねじ（interior thread）１９に留められる調整ねじ１７によって形成された調整装置１２を示す。さらに、ガイドプレート１４は、調整ねじ１７の支持プレート２０とホース５の間に備えられ、中間要素１３として供される。ガイドプレート１４は、マウスピース２にしっかりと接続され、変形可能な柔軟な弾性材からなり、その結果として、調整ねじ１７の位置が変更されたとき、ガイドプレート１４だけでなく、ホース５も、支持体１１に近づいて又は支持体１１からさらに離れて置かれる。さらに、ホース５は、エリアで（部分的に）ガイドプレート１４によって支持されるので、ガイドプレート１４は、ホース５の自由端７の振動範囲を制限し、それは、ガイドプレート１４によって形成される面にもっぱら対向して、自由に振動できることを意味する。

図４は、ホルダー１５が、支持体１１上に備えられ、それによって、支持体１１上のガイドプレート１４の位置が、それに関して移動されることを示す。すなわち、ホルダー１５は、移動可能に支持体１１上に取付けられる保持要素と、関節（articulation）と、からなる。結果として、ガイドプレート１４から支持体１１への距離が、調整装置１２によって変化するだけでなく、調整装置１２とガイドプレート１４の回転点の間の結果として生じる距離も、変化され、ホース５が、支持体１１の曲率半径から独立した対応する湾曲を与えられる。

治療装置１が患者の口に対して手動で保持されることを可能にするために、保持装置１０は、マウスピース２上に又は支持体１１上に形成され、それから、直角に突出する。

調整装置１２、戻り止めピン１６又は調整ねじ１７は、支持体１１に直角で大部分は実行される。しかしながら、戻り止め溝１８又は雌ねじ１９の対称軸が、その面に傾斜して支持体１１に加工されることは、考えられる。

本発明にしたがって構成され、図５に示される呼吸器治療装置１の第３の例示的な実施形態は、栓３２がマウスピース２の通路ダクト３に挿入されるという点で図１に示される呼吸器治療装置１と異なる。栓３２は、それに加工された円筒形又は漏斗形の通路開口３３を有し、その内径は、通路ダクト３の内径より著しく小さく、その結果として、栓３２は、増大した空気抵抗を生成し、それによって、患者によって吐き出された呼吸気は、マウスピース２の内部で圧縮される。これは、マウスピース２で広がる圧力を増大させる。

図６ａと図６ｂは、比較して示し、その圧力分布は、図１〜図５に示された治療装置１の異なった実施形態で、マウスピース２の内部で呼気の間、実際に生じる。図１〜図４に示された呼吸器治療装置１は、空気が吹きこまれたとき、陽圧を発生させ、ゼロ（Ｐ_０）から最大圧力Ｐ_ｅｍａｘに上がり、次に、さらなる呼気にも関わらず、Ｐ_０に下がり、結局Ｐ_ｅｍａｘに戻って上がり、再びＰ_０に下がる。異なった振動数と異なった圧力の変動は、ホース５の湾曲にしたがって、達成される。

支持プレート２０の弾力性と湾曲と、ホルダー１５の位置と、を変更することは、圧力上昇と圧力下降の形が影響を受けること例えば、遅い上昇‐速い下降、対称的上昇下降、速い上昇‐遅い下降、を可能にする。

図５に示される実施形態に係る栓３２によって、吐く息は、栓３２とその先細りした又は狭窄した内部輪郭３３とによって、マウスピース２の通路ダクト３の中で圧縮されるので、増大した圧力は、全体の呼気のいたるところで発生する。この連続的な定陽圧Ｐ_{ｃｏｎｓｔ}は、図１〜５に示された呼気装置１のホース５に流れ込み、この装置で圧力変動を発生させ、Ｐ_{ｃｏｎｓｔ}からＰ_ｅｍａｘに上がり、次に、すぐにＰ_{ｃｏｎｓｔ}に落ち、結局Ｐ_ｅｍａｘに戻って上がり、再び落ちる。この圧力分布は、全体の呼気手順のいたるところで確立され、図６ａと図６ｂに示される。

結果として、連続的な陽圧は、作られ、圧力変動がその上に調整される。ここでも、支持プレート２０の弾力性と湾曲と、ホルダー１５の位置の変更は、圧力上昇と圧力下降の分布を変更し又は別々に設定できる。

さらに、異なって設計された内側輪郭３３で異なって構成された複数の栓３２が準備され得て、その外周は通路ダクト３の内径に適応されている。例えば、通路開口３３の内径は、可変的に、すなわち異なる大きさで、構成され得る。内径が、円筒状に形成された通路開口として設計されるだけじゃなく、先細りの輪郭、例えば円錐の形態として、設計されることも考えられ、それによって、異なった種類の圧力状態が達成される。準備されている複数の栓３２から選択される１つの栓３２が、その都度本治療装置に使用される。

Claims (10)

1. 人間の呼吸器疾患の治療のための治療装置（１）であって、
   通路ダクト（３）が加工されたマウスピース（２）と、
   前記通路ダクト（３）の開口（６）と同一平面をなして配置された前記マウスピース（２）に取付けられたホース（５）であって、柔軟な弾性材から形成され、前記通路ダクト（３）とは逆方向を向いている自由端（７）が開口するホース（５）と、
   曲がった又は曲げられた断面構造を有して前記マウスピース（２）に接続される支持体（１１）と、からなり、
   調整装置（１２）が、前記支持体（１１）に、前記マウスピース（２）から距離を隔てて備えられ、
   その場合に、前記調整装置（１２）が、前記支持体（１１）の曲面に対して直角に又は傾斜して調整されており、また、前記支持体（１１）に対して移動可能であり、
   前記調整装置（１２）が、直接に又は中間要素（１３）を介して、前記マウスピース（２）及び前記ホース（５）の自由端の間で前記ホース（５）に接続され、
   前記調整装置（１２）の位置変更に基づき、前記ホース（５）の湾曲が前記支持体（１１）の曲率半径に依存せずに設定可能であるように、前記ホース（５）から前記支持体（１１）への距離が変化可能に調整されていることを特徴とする治療装置（１）。
2. 前記マウスピース（２）の前記通路ダクト（３）は、それに挿入された栓（３２）を有し、該栓（３２）に加工された通路開口（３３）を備え、
   前記栓（３２）の内径は、前記通路ダクト（３）の直径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の治療装置。
3. 複数の栓（３２）が準備されており、
   それらの外周は、前記通路ダクト（３）の内径に適用されており、
   それらの中に、異なるサイズの直径を有する複数の通路開口（３３）が加工されており、及び／又は、前記複数の通路開口（３３）が、円筒形状に、又は、漏斗形状で送風方向に先細りに、構成されること、及び、その都度、それらの複数の栓（３２）から選択された１つの栓（３２）が使用されること
   を特徴とする請求項２に記載の治療装置。
4. 前記調整装置（１２）の移動によって、前記ホース（５）の湾曲が可変的に変更可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の治療装置。
5. 中間要素（１３）として役割を果たす可変弾力性を有するガイドプレート（１４）が、前記調整装置（１２）と前記ホース（５）の間に配置されており、
   前記調整装置（１２）は、前記ガイドプレート（１４）上に作用し、又は、前記調整装置（１２）は、前記ガイドプレート（１４）が前記調整装置（１２）によって移動され得るように、前記ガイドプレート（１４）と接続されており、
   前記ホース（５）が、全体的に又は少なくとも部分的に、非固定的な様態で、前記ガイドプレート（１４）上に存在することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の治療装置。
6. 前記ガイドプレート（１４）は、ホルダー（１５）によって旋回可能に、前記マウスピース（２）又は前記支持体（１１）に取り付けられており、
   前記ホルダー（１５）は、前記支持体（１１）に対して可動的に取付けられていることを特徴とする請求項５に記載の治療装置。
7. 前記調整装置（１２）は、戻り止めピン（１６）として、又は、調整ねじ（１７）として構成され、
   前記支持体（１１）は、それに加工された戻り止め溝（１８）又は雌ネジ（１９）を有し、
   その中に、前記調整装置（１２）が、前記支持体（１１）が前記調整装置（１２）によって移動され得るように、係合していることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の治療装置。
8. 支持プレート（２０）が、前記ホース（５）の方に向いた前記戻り止めピン（１６）又は前記調整ねじ（１７）の自由端上に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の治療装置。
9. 前記支持プレート（２０）は、円形、楕円形又は多角形であることを特徴とする請求項８に記載の治療装置。
10. 外側に突出した保持装置（１０）が、前記マウスピース（２）又は前記支持体（１１）に取付られていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の治療装置。

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