JP7248294B2

JP7248294B2 - マスク

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Publication number: JP7248294B2
Application number: JP2019182278A
Authority: JP
Inventors: 正彦原; 悠人木戸; 卓士加藤
Original assignee: Idevice
Current assignee: Idevice
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2023-03-29
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: JP2020146437A; JP7430948B2; JP2023071986A

Description

本発明は、マスクに関する。

上記技術分野において、特許文献１には、装着時の不快感や圧迫による苦痛を軽減するための蛇腹を用いたマスクアタッチメントが開示されている。

特開2018-102349号公報

しかしながら、上記文献に記載の技術では、マスクがユーザの皮膚に十分に追従しないため、装着感が悪かった。

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るマスクは、
吸気をユーザの鼻および口の少なくともいずれか一方に送り込むため、端縁が前記ユーザの顔の皮膚に当接する開口部と、
前記ユーザの吸気および呼気を一時的に収容する筒状空間を形成し、前記筒状空間の軸方向と略直交する方向に形成された折り目であって、前記開口部に向けて押圧する力によって畳まれる複数の折り目を有する蛇腹部と、
を備え、
前記ユーザの皮膚に所定値以上の圧力がかかる程度に前記マスクが前記顔に対して押圧された場合に、変形することにより前記ユーザまたは周囲の人間に、過剰な押圧が行なわれていることを報知する報知機能を有する。

本発明によれば、装着感のよいマスクを提供できる。

本発明の第１実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の第１実施形態に係るマスクの蛇腹部分の形状を示す図である。本発明の第１実施形態に係るマスクの蛇腹部分の形状を示す図である。本発明の第１実施形態に係るマスクの蛇腹部分の構成を示す図である。本発明の第２実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の第２実施形態に係るマスクの蛇腹部分の形状を示す図である。本発明の第２実施形態に係るマスクの蛇腹部分の形状を示す図である。本発明の第２実施形態に係るマスクの蛇腹部分の形状を示す図である。本発明の第２実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の第３実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の第３実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の第４実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の第４実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の第４実施形態に係るマスクの蛇腹部分の形状を示す図である。本発明の第４実施形態に係るマスクの実施例を示す図である。本発明の他の実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の他の実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。本発明の他の実施形態に係るマスクの使用状態を示す図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての非侵襲的人工呼吸器用のマスク１００について、図１を用いて説明する。図１は、マスク１００の使用状態を説明するための図である。

一般的に人工呼吸器の目的は、吸気をサポートして、ユーザの適切な換気量を維持し、呼吸仕事量を軽減し、酸素化を改善することにある。しかしながら、長時間のマスクの装着は、ユーザの皮膚に褥瘡を引き起こすことがあるため、皮膚にかかる圧をコントロールすることが重要である。

これを踏まえ、本実施形態にかかるマスク１００は、図１に示すように、開口部１０１、１０２と蛇腹部１０３とを含む。

開口部１０１は、外部から吸気を取り込むために開口しており、例えば、チューブ１２３などを介して、人工呼吸器１２４に接続される。ここでは人工呼吸器１２４として、ＢＩＰＡＰ(Bilevel Positive Airway Pressure)、ＮＩＰＰＶ（Noninvasive Positive Pressure Ventilation）、またはＣＰＡＰ(Continuous Positive Airway Pressure)用の機械的換気装置を示している。しかし、本発明にかかる人工呼吸器はこれに限定されるものではなく、手もみポンプでもよく、手もみポンプと接続して用手で使うマスク（ＢＶＭ：Bag Valve Mask）も本発明の概念に含まれる。

開口部１０１の周囲の端縁と蛇腹部の端部との間隙に設けられたカバー１０４は透明な樹脂で形成されており、マスク１００を装着しながらでもユーザの口元（例えば嘔吐の有無）が確認できるように構成されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、カバー１０４を不透明な材料で形成してもよい。

開口部１０２は、開口部１０１に対向して設けられ、開口部１０１よりも大きく開口しており、開口部１０１からの吸気をユーザ１１０の鼻および口の少なくともいずれか一方に送り込む。ここでは、開口部１０１と開口部１０２とが対向しているが、これに限定されるものではない。開口部１０１と１０２が対向せずに、異なる角度で形成されていてもよい。開口部１０１が顎部分または眉間部分にあって顎に向けて開口してもよい。底辺１３４、鼻梁に当接する頂点部分１３１の付近に開口部が設けられてもよいし、蛇腹部１０３に設けられてもよい。

蛇腹部１０３は、開口部１０２の端縁の少なくとも一部に形成され、開口部１０１と開口部１０２との間で、ユーザ１１０の吸気および呼気を一時的に収容する空間を形成し、顔の皮膚に接触し、ユーザ１１０の顔の形に追従して変形する。蛇腹部１０３は、そのクッション性によってユーザ１１０の皮膚に所定値以下の圧力でフィットする。蛇腹部１０３は、紙製または合成樹脂製、特にシリコン製であることが好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、プラスチック、ゴム、高分子材料、アルミシート、ばね材料などを用いてもよいがこれに限定されるものではなく、将来的に本機能を実現する新素材も含む。蛇腹部１０３は、ユーザ１１０の正面から見た場合、ユーザ１１０の鼻根または鼻梁に当接する頂点部分１３１と、両頬１１１に当接する頂点部分１３２、１３３とを有し、顎１１２に当接する底辺１３４を有する略２等辺三角形となっている。また、蛇腹部１０３は、開口部１０１の端縁に設けられたカバー１０４から開口部１０２にかけて、所定値（例えば５ｃｍ）以上の高さを有しており、全体として略三角筒形状となっている。蛇腹部１０３とカバー１０４とユーザ１１０の皮膚とによって、開口部１０１とユーザの鼻および口との間に密閉空間が形成され、人工呼吸器からの吸気が漏れることなくユーザの鼻または口へ供給される。

マスク１００は、ユーザ１１０の頭部に巻かれたベルト１４１によって、顔に向けて押圧され、蛇腹部１０３は、その押圧力を受けて、適度に折り畳まれる。逆に言えば、蛇腹部１０３が余裕を持って適度に折り畳まれる程度の押圧力が発生するように、ベルト１４１の締め付け力を調整する。

図２、図３は、蛇腹部１０３の詳しい形状を説明するための図である。蛇腹部１０３は、図１のＡ方向から見た場合、図２に示すように、複数の短い山折り目２０１と山折り目２０１よりも長い谷折り目２０２とが、交互に形成されている。開口部１０２に最も近い端縁は、山折り目２０１であることが望ましい。蛇腹の最終面が内側に折り込まれることにより、蛇腹部１０３の内側空間における圧力が最終面を図２における下方に押圧する力となるため、よりユーザ１１０の皮膚との接触圧が高くなる。

蛇腹部１０３は、図１のユーザ１１０の口側から見た場合、図３に示すように、各頂点部分１３１、１３２、１３３が、内側に折り込まれた蛇腹となっている。その結果、蛇腹部１０３の水平方向断面は、６角形を描く。

蛇腹部１０３は、そのクッション性によってユーザ１１０の鼻根または鼻梁に所定値（例えば１５mmHg）以下の圧力でフィットするとともに、その復元力によってユーザの頬に所定値（例えば４mmHg）以上の圧力でフィットする。

一方、ベルト１４１の締め付けによりユーザ１１０の皮膚に所定値以上の圧力がかかる程度にマスク１００を顔に対して押圧した場合には、蛇腹部１０３が変形することにより、呼吸器として機能しにくくなる。例えば、蛇腹部１０３が過剰に畳まれた状態になると、ユーザ１１０の鼻先１１３が開口部１０１の透明なカバー１０４の内側に当接して、ユーザ１１０にとっても周囲にいるオペレータにとっても非常に明確に、ベルト１４１の締め付けすぎを知ることができる。また、蛇腹部１０３がマスク１００の大部分を構成しているため、医療従事者は、蛇腹部１０３の折り畳み具合をみて、ベルト１４１の締め付けすぎを判断しやすくなる。

さらに、図４に示すように、蛇腹部１０３がそれほど折り畳まれずに伸びた状態４０１では、「○」が明確に視認でき、大きく折り畳まれて所定値以下に縮んだ状態４０２では「×」が明確に視認できる着色を、蛇腹部１０３の外周部に行なってもよい。例えば、谷折り部分には、「×」を構成する要素の着色を行なわなければ、伸びた状態で「×」が薄く見え、縮んだ状態で「Ｘ」が濃くはっきりと見える。ここでは、「○」「×」のように記号を描く例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、「５」「１０」等の接触圧(単位はmmHg)を描いてもよいし、「シメツケスギ」といった文字が浮かび上がる構成でもよい。また、さらにこれらの報知が例えば電子的な圧センサーから得られた情報をbluetooth（登録商標）等で電子機器に送信される仕組みであってもよい。このように、ベルト１４１の締め付け過ぎを明確に報知できるため、ユーザの皮膚に起こる褥瘡を未然に防止することが可能となる。

以上の構成によれば、弾性を有する蛇腹部１０３がユーザの顔の形に追従して変形することにより、マスク１００が、ユーザ１１０の皮膚を圧迫しすぎず、吸気が漏れない適度な圧力で密着することにより、ユーザ１１０の装着感を向上させることができる。

なお、本実施形態では、蛇腹部が開口部１０２の端縁全体に形成されているが、これに限定されるものではない。開口部１０２の端縁の一部、より具体的には鼻根部、鼻梁部、頬部、下顎部のいずれか一個所またはその組合せに蛇腹部が形成されていれば足りる。また、蛇腹部のユーザの皮膚と接触する面にシート状のクッション材を設けてもよい。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係るマスク５００について、図５を用いて説明する。図５は、マスク５００の使用状態を説明するための図である。本実施形態に係るマスク５００は、上記第２実施形態と比べると、開口部１０１側から開口部５０２側に向かって、蛇腹部５０３の水平方向断面が狭くなるようにテーパを有する点、カバー５０４の構成および鼻の両サイドにもベルト５４１を有する点で異なる。その他の構成および動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

蛇腹部５０３は、ユーザ１１０の鼻根または鼻梁に当接する頂点部分５３１と、ユーザ１１０の両頬に当接する頂点部分５３２、５３３とを有し、ユーザ１１０の顎１１２に当接する底辺５３４を有する略２等辺三角形となっている点では、図１と同様である。開口部１０１の周囲のカバー５０４は柔軟な樹脂で形成されており、ベルト１４１、５４１の張力によって変形する。

図６～図８は、装着前の蛇腹部５０３の形状を説明するための図である。蛇腹部５０３は、図５のＣ方向から見た場合、図６に示すように、複数の短い山折り目６０１と山折り目６０１よりも長い谷折り目６０２とが、交互に形成されている。未装着の状態では、図６に示すように蛇腹部５０３は略等脚台形の側面を有しており、カバー５０４も平板状である。ただし、カバー５０４はこれに限定されるものではなく、ベルト１４１、５４１の張力に対して弾性変形できる形状および材質であればよい。

テーパがあるため、蛇腹部５０３は、装着時には人間の正中に位置する顎との当接位置６０３を中心に左右両側に折れ込みやすくなり、頬への密着性が増すという効果がある。

蛇腹部５０３は、図５のユーザ１１０の口側から見た場合、図７に示すように、頂点部分５３２、５３３の間の距離が、徐々に狭くなる形状の蛇腹となっている。その結果、蛇腹部５０３は、ユーザ１１０の口側に向けて水平方向断面積が狭くなるように形成されたテーパを有している。図８は、蛇腹部５０３の斜視図である。図８では、分かりやすいように開口部５０２側から見た斜視図となっている。顎との当接位置６０３を中心に折れることにより、頂点部分５３２、５３３がユーザ１１０の頬に密着しやすくなる。

図９は、ユーザ１１０の顎１１２の下側（図５のＣ方向）から見たマスク５００の使用中の状態を示す図である。図９に示すように、蛇腹部５０３の底辺５３４は、顎１１２に当接して折れ曲がる。また、図中、蛇腹部５０３の上方にあるカバー５０４もベルト１４１、５４１の張力によって上に凸となる弧状に変形する。これによって、頂点部分５３２、５３３が、ユーザ１１０の両頬１１１にぴったりと密着し、マスク５００内の機密性が向上する。特に、頬がこけているユーザに対して大きな効果があると予想される。

以上、本実施形態によれば、第１実施形態に加えて、ユーザの装着感を損なうことなく、皮膚への密着性を向上させることができ、ひいでは、マスク５００の機密性を向上させて、ユーザの適切な換気量を維持することができる。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係るマスク１０００について、図１０を用いて説明する。図１０は、マスク１０００の使用状態を説明するための斜視図である。本実施形態に係るマスク１０００は、上記第２実施形態と比べると、開口部１０１側から開口部１００２側に向かって、蛇腹部１００３の水平方向断面が広くなるようにテーパを有する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１１は、ユーザ１１０の顎１１２の下側から見たマスク１０００の使用中の状態を示す図である。図１１に示すように、蛇腹部１００３の底辺１０３４は、顎１１２に当接して折れ曲がり、これによって、頂点部分１０３２、１０３３が、ユーザ１１０の両頬１１１にぴったりと密着し、マスク１０００内の機密性が向上する。特に、頬が膨らんでいるユーザに対して大きな効果があると予想される。

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係るマスク１２００について、図１２を用いて説明する。図１２は、マスク１２００の使用状態を説明するための図である。本実施形態に係るマスク１２００は、上記第２実施形態と比べると、蛇腹部１２０３の頂点部分５３１と頂点部分５３２との間の面および、頂点部分５３１と頂点部分５３３との間の面に補強材１２３１を設けた点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

補強材１２３１を設けたことにより、蛇腹部１２０３の頂点部分５３２、５３３の周囲は弾性力（反発力、元に戻ろうとする力）が強くなるため、頂点部分５３２、５３３がより頬１１１にしっかりとフィットする（例えば４mmHg以上）。一方、頂点部分５３１の周囲は、比較的弾性力（反発力、元に戻ろうとする力）が弱くなるため、そのクッション性によってユーザ１１０の鼻根または鼻梁に所定値（例えば１５mmHg）以下の圧力でフィットする。補強材１２３１は、着脱可能な構成であることが好ましく、医療従事者が、ユーザの顔の形状に合わせて着脱することで、あらゆるユーザに対して密着性の高いマスクを実現できる。

ユーザ１１０の頬１１１が大きくこけている場合などは、図１３に示すように、さらに追加の補強材１３３１を設けたマスク１３００としてもよい。図１４は、マスク１３００の蛇腹部１３０３を取り出した斜視図であり、開口部１０１側からみた斜視図となっている。図１４に示すとおり、補強材１２３１、１３３１は、蛇腹部１３０３の外周面において、開口部１０１から開口部５０２に向かう方向に貼着された厚紙などの板状部材であり、蛇腹部１３０３に沿って山折りおよび谷折りが施されていてる。

しかし、補強材１２３１は、これに限定されるものではなく、蛇腹の弾性係数を場所によって変えられる機能を有していれば、どのような構成でもよい。例えば、物理的に蛇腹部分の両端を押し広げるようなスプリングバネを装着してもよい。または、スプレーや液体コーティングを塗布して、素材の固さをコントロールするような仕組みでもいい。さらには、部位よって厚みや硬さや材質を変えて、蛇腹の弾性力を変える(頬は厚くして弾性力を上げ、鼻や顎は弾性力を下げる)ことが好ましい。蛇腹部は、ユーザの鼻に当たる部分と頬に当たる部分とで折り目の数を変えてもよい。例えば、ユーザの鼻に当たる部分の折り目を、頬に当たる部分の折り目に対して少なくしてもよい。

このように蛇腹部１２０３、１３０３は、ユーザ１１０の鼻根に当たる部分と頬に当たる部分とで弾性力（反発力、再現力）が異なるため、鼻根または鼻梁には、比較的小さな圧力で接触し、頬には十分な圧力で接触することが可能となる。鼻根または鼻梁は、頬に比べて固いため、マスクからの圧力を受けて褥瘡が起こりやすいが、本実施形態のマスク１２００、１３００によれば、非常に効果的にそのような褥瘡を回避できる。

具体的に実験を行なった結果を図１５に示す。ユーザの顔１５０１の６個所に圧力センサを配置し、マスク１３００を装着して、呼吸器を接続して酸素を送り込みつつ（CPAP 10cmH2O, Leak 40L/min）、各部の接触圧を計測した。その結果が表１５０２に示されている。接触圧は、最小値４．５mmHg、最大値８mmHgであり、標準偏差は、１．５となった。従来品（人工呼吸器として、Breas社のVivo50、マスクとしてFisher & Paykel社のSimplus Masksを用いた場合）と比較すると、接触圧の最大値も標準偏差も１／２以下になり、皮膚に適正かつ均一な接触圧で接触していることがわかった。すなわち、本実施形態により、ユーザにとっての装着感が向上したことが数値にも表われた。

［その他の実施形態］
本発明の他の実施形態に係るマスク１６００、１７００、１８００について、図１６～図１８を用いて説明する。図１６、図１７、図１８は、マスク１６００、１７００、１８００の使用状態を説明するための図である。

マスク１６００は、上記実施形態と比べると、蛇腹部１６０３が、ユーザ１１０の正面から見た場合に、ユーザ１１０の鼻根または鼻梁に当接する部分１６３１と、顎１１２に当接する部分１６３２とを結ぶ線を直径に持つ円形である点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

マスク１７００は、上記実施形態と比べると、蛇腹部１７０３が、ユーザ１１０の正面から見た場合に、ユーザ１１０の鼻根または鼻梁に当接する部分１７３１と、顎１１２に当接する部分１７３２とを結ぶ線を長軸に持つ楕円形である点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

マスク１８００は、上記実施形態と比べると、蛇腹部１８０３が、ユーザ１１０の正面から見た場合に、ユーザ１１０の鼻根または鼻梁に当接する部分１８３１と、顎１１２に当接する部分１８３２とを結ぶ線を対角線に持つ菱形である点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

このほかにも、マスク１８００の蛇腹部は、ユーザ正面から見て、丸みを持たせた２等辺三角形、正三角形、台形、五角形、六角形、その他の多角形、涙型など、またはその混成形であってもよい。

［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範疇で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたものも、本発明の範疇に含まれる。

Claims

吸気をユーザの鼻および口の少なくともいずれか一方に送り込むため、端縁が前記ユーザの顔の皮膚に当接する開口部と、
前記ユーザの吸気および呼気を一時的に収容する筒状空間を形成し、前記筒状空間の軸方向と略直交する方向に形成された折り目であって、前記開口部に向けて押圧する力によって畳まれる複数の折り目を有する蛇腹部と、
を備えたマスクであって、
前記ユーザの皮膚に所定値以上の圧力がかかる程度に前記マスクが前記顔に対して押圧された場合に、変形することにより前記ユーザまたは周囲の人間に、過剰な押圧が行なわれていることを報知する報知機能を有するマスク。
前記蛇腹部は、前記開口部に向けて押圧する力に対する反発力が、部分によって異なる請求項１に記載のマスク。
前記蛇腹部は、前記ユーザの鼻根に当たる部分と頬に当たる部分とで前記反発力が異なる請求項２に記載のマスク。
前記蛇腹部は、前記ユーザの口側に向けて水平方向の断面積が狭くなるように形成されたテーパを備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマスク。
前記蛇腹部は、前記ユーザの顎に当接する部分で折れることにより、前記顔の形に追従して変形する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマスク。