JP2001519688A - 肺活量計の呼吸管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ヒトの肺による吸入空気の容積および流速を測定するための軽量かつ携帯に便利な容積測定用肺活量計（１０）。肺活量計（１０）は、呼吸アセンブリ管と連絡する一対の透明な円筒チャンバー（１４、１６）を含む。呼吸管アセンブリ（３６）は、その一部分が第一チャンバー（１４）から来て、その他の部分が第二チャンバー（１６）から来る２つの固定部分へ吸入空気を分割するためにユニークに適合する。呼吸管（３６）は、肺活量計（１０）のおよその高さまでその全長を短くするために縮むことができ、その運搬用ハンドル（２０）に隣接して肺活量計（１０）と共に包装できる。使用する場合、該呼吸管（３６）はその縮んだ長さのほぼ３倍まで伸ばすことができる。また、呼吸管（３６）の好ましいアコーディオンデザインは、使用者によって、いずれかの好ましい配置に調節されるのを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】 肺活量計の呼吸管 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、ヒトの呼吸を測定するための装置に関する。より詳細には、本発明 は、肺活量計およびそのための改良された呼吸管に関する。さらにより詳細には 、本発明は、包装し、肺活量計と共に輸送するために長さを縮めることができ、 伸ばして使用中に所望の長さおよび配置に維持することができる肺活量計の呼吸 管に関する。 ２．先行技術 ヒト呼吸運動および呼吸制御の実施用の多くのデバイスが当該技術分野で知ら れている。このタイプのデバイスは、Ｇｒｅｅｎｂｅｒｇらへの米国特許第４, ４９９,９０５号、Ｔｕｒｎｂｕｌｌへの米国特許第３,８１１,６７１号、Ｒｕ ｓｓｏへの米国特許第４,０８６,９１８号、Ｈａｎｓｏｎへの米国特許第３,６ ９５,６０８号に例示されている。かかるデバイスは、典型的には、収容された チャンバーへの空気の吐き出し、またはそれからの空気の吸入を含む。 ヒトの肺に入るまたはそこから出る空気量を測定する目的の器具も知られてい る。かかる器具は、時々肺活量計と言われる。特定の例が、Ｇｒｅｅｎｂｅｒｇ らへの米国特許第４,４９９,９０５号、ＭｃＭｉｌｌａｎへの米国特許第３,７ ２２,５０６号、およびＲｕｓｋｉｎらへの米国特許第３,８２６,２４７号に開 示されている。 多くの肺活量計デバイスは、高価でかつ扱い難い。新しいほど、今日、より携 帯に便利な器具が入手可能というものの、輸送のために、より都合よく包装でき 、使用者が操作するのにより便利な容積測定用肺活量計に対する要望が依然とし て存在する。 米国特許第４,４９９,９０５号においてＧｒｅｅｎｂｅｒｇらによって開示さ れた肺活量計デバイスは、正確でかつ信頼性があり、なお、比較的安価で容易に 輸送できる携帯用肺活量計として記載されている。Ｇｒｅｅｎｂｅｒｇらの肺活 量計は、 その長さに沿った一連の波形で形成された呼吸管を含む。波形は、使用中に呼吸 管が偶然によじれるのを防止する。該管は、ポリエチレンまたはエチレン酢酸ビ ニルで作成することができる。Ｇｒｅｅｎｂｅｒｇの呼吸管は柔軟であるが、そ れ自体を使用者が所望の特定配置に保持することができない。また、Ｇｒｅｅｎ ｂｅｒｇの管は、収納用の全長に収縮できないので、デバイスに都合よく収納で きない。従って、同時に、先行技術の管より使用者に優しく、使用者が操作中に その長さおよび配置を選ぶのを可能としつつ、その出荷のために肺活量計に都合 よく包装できる改良された呼吸管に対する要望が、当該技術分野に依然として存 在する。 発明の目的および概要 ヒトの肺によって吸入された空気量を測定するためのデバイスを提供するのが 本発明の第一の目的である。 正確な、信頼性のある、容易に携帯でき、都合よく包装でき、使用者が操作す るのに簡単かつ便利なデバイスによる、ヒトの呼吸容量の測定方法またはテスト 方法を提供するのが本発明のもう一つの目的である。 本発明のさらなる目的は、包装用に長さを縮め、その後、使用中に使用者によ って都合よく伸ばされ、配置される呼吸管を含む吸入デバイスを提供することに ある。 本発明のさらなる目的は、吸入空気の容量および吸入速度を共に示すであろう 吸入デバイスを供することにある。 略記すると、本発明の現在の好ましい具体例は、第一チャンバーおよび第二チ ャンバーを有する肺活量計を含む。 第一中空円筒チャンバーは、その中に適当に配置され、可動するのに適合した ピストンを含む。該チャンバーは、雰囲気に排出される。第二中空円筒チャンバ ーは、その中にバランスウエイト位置を含み、やはり雰囲気に排出される。該２ つのチャンバーは、好ましくはポリマー材料で形成された単一の一体ユニットと してベースおよびハンドルで一体的に形成される。 吸入管アセンブリーは、第一チャンバーおよび第二チャンバーの双方と空気流 で連絡し、それと一体的に形成される流路を含む。該流路は、該アセンブリーお よび 該流路を完成させる呼吸管と連絡するコネクターを形成する。呼吸管の遠隔端は 、患者が吸入してピストンおよびバランスウエイトを動かすことができるマウス ピースに形成できる。 吸入管アセンブリーと第一および第二チャンバーとの間の関係は、大容量の空 気が比較的コンパクトなデバイスで吸入できるように、所定の方法で、吸入空気 の大部分が第二チャンバーを通って雰囲気から来て、小部分が第一チャンバーか ら来るようにする。第一チャンバーピストンアセンブリーは、チャンバー内のそ の位置によって吸入空気容量を示す。ピストンは重量および摩擦を有するために 、第一チャンバーからの空気流を減速する。この抵抗を補償するために、第二チ ャンバー内のバランスウエイトが作動して、呼吸管アセンブリーを通った空気流 に等量またはほぼ等量の抵抗を供する。バランスウエイトは、吸入されるべき空 気量に対する摩擦抵抗力の効果を考慮に入れて構成し配置する。また、吸入中の バランスウエイトの動きは、デバイスを通った空気の流速を効果的に示す。 本発明の呼吸管の好ましい具体例は、波形成形ポリマー材料の長く伸びるセク ションで形成され、それは、該管が肺活量計の高さにおよそ等しい、短縮化長さ まで縮められるのを可能とするが、その完全に縮められた長さの５倍までの長さ に伸ばすこともできる。また、該管を縮めるのに用いた波形は、いずれかの所望 の配置に管が曲がりまたは配置されるのを可能とするであろう。該管は、使用者 によって変更されるまで該配置のままであろう。このようにして、同時に、管が 使用者の口に容易に位置するのを可能としつつ、使用者が肺活量計の容積および 流れ排気量要素を至適に見るのを可能とする特定の長さに管を調整できる。 完全に縮められた配置においては、該管は、肺活量計のハンドルに直接的に隣 接して肺活量計と共に包装するように簡便に配置でき、これは出荷のためのデバ イスの包装を単純化する。さらに、管が十分に縮められた配置は、包装プロセス のコンベヤータイプの自動化、潜在的な製造コストの低下、および所望ならばそ の容易な保管につき使用者によるデバイス包装の単純化を可能とする。 本発明の上記もしくは他の態様および利点は、以下のその好ましい具体例の詳 細な記載によってより完全に理解されるであろう。また、本明細書に一体化され 、本 明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい具体例を示し、詳細な記 載と一緒に、本発明の原理を説明するために供する。 図面の簡単な記載 図１は、本発明の原理に従って作成された肺活量計の斜視図であり； 図２は、本発明の好ましい具体例で熟視したごとく、肺活量計および包装のた めにその上に位置した十分に縮められた呼吸管の前面図であり；および 図３は、使用のためにそれに装着した好ましい具体例の呼吸管を有する肺活量 計の斜視図である。 好ましい具体例の詳細な記載 図１は、所定の位置に呼吸管のない本発明の好ましい具体例の肺活量計１０を 示す。該肺活量計１０は、吸入構造が取り付けられたベース１２を含む。ベース １２は、ベースとして働くのに加えて、吸入構造を直立位置に維持するためのス タンドとしても機能できる。ベース１２は、第一円筒チャンバー１４および第二 円筒チャンバー１６を直立位置に保つ。第一チャンバーおよび第二チャンバー１ ４および１６は、各々、ハンドル２０および呼吸管コネクター２２も形成するフ レーム１８の一部として一体的に形成される。第一円筒チャンバー１４の内部は 、好ましくは少なくとも部分的に艶消しして表面積を低下させ、その中のピスト ン２４の運動抵抗を低下させる。第一および第二円筒チャンバーは、各々、一対 の空気流路により呼吸管コネクター２２と流体連絡している（図示せず）。第一 円筒チャンバー１４は、一連の開口部２６により雰囲気に開口している。 第二円筒チャンバー１６は、バランスウエイト２８を含み、また一連の開口部 ３０により雰囲気に開口している。 第一円筒チャンバーおよび第二円筒チャンバー１４および１６は、使用におい て、患者の比較的大部分の吸入空気が雰囲気から来て、肺活量計１０を通過し、 比較的小部分の吸入のみが直接的に肺活量計１０内から来るように設計される。 これは、たとえ肺活量計１０それ自体が比較的コンパクトなサイズであったとし ても、比較 的大容量の空気吸入を可能とするという点で重要である。 本発明の肺活量計１０の一つの具体例において、約２,５００ｍｌの空気を、 総量のわずか５％ないし１０％のその第一円筒チャンバー１４に内容積を有する 肺活量計１０を用いて吸い込むことができる。本発明の原理に従って用いられた 肺活量 ｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによって現在製造され、販売されている。本発明の肺活 量計１０を通った吸入空気の流れのメカニズムの詳細な説明は、Ｇｒｅｅｎｂｅ ｒｇらに発行された米国特許第４,４９９,９０５号(ここに出典明示してその全 てを本明細書の一部となす)に存在し、記載されている。 略言すると、上記に引用され、一体化された特許に説明されたごとく、ピスト ン２４は、表示３２によって示される吸入空気の総容積に対応する位置まで吸入 に際して上方へ動く。同時に、バランスウエイト２８は、第二円筒チャンバー１ ６を通った空気流の速度に基づき上方へ動き、表示３４によって使用者に空気流 速の表示を与える。第一円筒チャンバーおよび第二円筒チャンバー１４および１ ６から呼吸管３６への吸入空気は、従前に示したごとく、一対の空気流路を通っ て通過しなければならない（図示せず）。これらの空気流路は、第二円筒チャン バー１６を通って雰囲気に至る通路が、ピストン２４が配置される第一円筒チャ ンバー１４に至る通路のサイズよりかなり大きくなるようなサイズとする。空気 流路の該対のサイズ比は、状況に依存して４：１ないし１５：１で変更できる。 空気流路の該対のこのサイズ比は、第二円筒チャンバー１６を通って雰囲気から 吸込まれるべき空気量に対して、第一円筒チャンバー１４から排気されるべき空 気の比をコントロールする。かくして、空気流路の該対の相対的サイズは、今度 は吸入空気の全量の固定比である、第一円筒チャンバー１６から吸込まれた空気 量を決定する。第一円筒チャンバー１４から排気された空気量は、今度はその上 の表示マーカー３２の適当な位置を決定する、その中のピストン２４の移動量を 決定する。 これまで示したごとく、バランスウエイト２８は、ピストン２４が遭遇した運 動抵抗によって引き起こされた第一円筒チャンバー１４中の抵抗をバランスする ために第二円筒チャンバー１６中に抵抗を供する。従って、バランスウエイト２ ８は、 流速変化に拘らず、全ての表示範囲にわたってピストン２４の位置の正確性を維 持する。 さて図２を参照し、肺活量計１０は、呼吸管３６と連結して示される。図２に おいては、呼吸管３６は、その十分に縮められた配置にて示され、ハンドル２０ および第一円筒チャンバー１４間の開口部３８中にて、肺活量計１０に位置する 。使用前にデバイスを包装し、包装されたデバイスを輸送するのに、および所望 ならば使用と使用の間保管につきデバイスを再包装するために、これは好ましい 位置である。開口部３８は、包装または収容につき図２に示すように配設した場 合、肺活量計１０および呼吸管３６の全寸法を最小化するように、呼吸管３６の 大まかな直径を収容し、その長さを最小化するサイズとする。 呼吸管３６は、別々に管から形成され、続いて装着できる、またはそれと一体 的に形成できるその一端におけるマウスピース４０、およびその反対の端におけ るコネクター４２とで形成される。コネクター４２は、気密摩擦装着にて肺活量 計１０の呼吸管コネクター２２上で嵌合するようなサイズとする。マウスピース ４０は、使用者の口内に容易にフィットし、呼吸運動の間に使用者の口によって 噛まれるサイズとする。該マウスピースは、使用者の口が容易にその周囲を密閉 するのを可能とするような形状として、全ての吸入空気が管３６を通って通過す るのを確実にする。 さて図３を参照し、本発明の呼吸管３６は、肺活量計１０上のその保存位置か らそれを取りはずし、呼吸管コネクター２２にそのコネクター４２を装着するこ とによって用いる。管３６の中央セクション４４は、アコーディオン様式の管に 沿って均等に間隔が空き、管が縮められまたは伸ばされるのを可能とする多くの 短いベンドまたは波しわで形成される。各ベンドまたは波形は、波形ピークおよ び波形谷を含む。管３６の直径は、管３６の好ましい具体例において、各波形ピ ークおよび谷の間を約４分の１インチ変化させる。また、管３６の好ましい具体 例は、約７/８インチのその波形谷での内径、および約１・１/８インチのその波 形ピークでの内径を有する。その十分に伸ばされた配置における管３６の長さは 、好ましくは１８インチであり、十分に縮められた長さは、約６インチである。 本発明の肺活量計１０の製造および包装の間、管３６は、その完全に縮められ た配置まで縮められ、肺活量計１０のハンドル２０によって形成される開口部３ ８に配置される。管３６は、自動化手順によってデバイスの製造および包装の間 にこの位置に配置できる。例えば、その十分に縮められた直線配置の多数の管３ ６は、ホッパーに負荷でき、これはそれら全てを一定方向に配設し、各肺活量計 １０が管３６を受ける位置に示されるときに肺活量計１０の開口部３８の所定位 置に各管３６を落とすことができるコンベヤーベルトまたはロボットアームにそ れらを負荷できる。次いで、管３６およびベース１２の組合せは、開口部３８中 に管３６の相対的位置を保持するように直ちに包装できる。別法として、管は、 粘着テープのごとき中間保持デバイスにより開口部３８に保持でき、続いて呼吸 管３６およびベース１２の組合せは包装できる。 操作において、使用者は、開日部３８から管３６を取りはずし、呼吸管コネク ター２２上にそのコネクター４２を装着する。次に、使用者は、所望の長さに管 ３６を伸ばし、使用のために所望の配置に管３６を曲げる（図３参照）。このよ うに、使用者は、同時に使用者の口へのそのマウスピース４０の容易な移動を可 能とする配置に管３６を適合させつつ、肺活量計１０の容積および流れ排気量を 至適に見るのを可能とする特定の長さに管３６を調節できる。一旦、該管が使用 者によって配置されたならば、使用者が使用中に管を保持する必要なくしてその 配置を維持するだろう。 次いで、使用者は、口にマウスピースを配置し、吸入する。第一円筒チャンバ ー１４からの空気除去は、ピストン２４を上昇させる。ピストン２４の高さは、 表示３２に対するピストン２４の最高点にて、高さインジケーター４６を配置す ることによって記録できる。 また、空気吸入は、バランスウエイト２８を第二円筒チャンバー１６中で上昇 させて、空気流速度のその上の表示３４に対して尺度を与える。 吸入を停止した場合、ピストン２４は、第一円筒チャンバー１４の底部にゆっ くり戻り、バランスウエイト２８は、第二円筒チャンバー１６の底部に迅速に後 退するであろう。 上記の具体例は、本発明の原理適用の例示に過ぎないと理解されるべきである 。多数の修飾または代替配置または具体例は、本発明の精神および範囲から逸脱 することなく当業者によって発明できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第一円筒チャンバー（１４）、 該第一円筒チャンバー（１４）内に滑動可能に取り付けられた移動可能なピ ストン（２４）、 該円筒チャンバー（１４）からの空気通路、および 該空気通路（２２）に結合できる呼吸管（３６）を含み、 それによって、該呼吸管（３６）が該空気通路（２２）に連結された場合、 該呼吸管（３６）は、第一円筒チャンバー（１４）と流体流動連結され、それに よって該呼吸管（３６）は使用のための所望の配置に適合でき、使用中に該所望 の配置を維持できることを特徴とするヒトの肺への空気吸入において用いる吸入 デバイス（１０）。 ２．該空気通路（２２）と空気流動連結した第二円筒チャンバー（１６）をさら に含み、該第二円筒チャンバーがその中にバランスウエイト（２８）を有し、 それによって該デバイス（１０）の操作中に、該バランスウエイト（２８）が 該第一円筒チャンバー（１４）中の該ピストン（２４）の運動によって生じた抵 抗効果を補償する請求項１記載の吸入デバイス（１０）。 ３．該第二チャンバー（１６）に配置された該バランスウエイト（２８）が、該 吸入デバイス（１０）を通った空気流の速度もまた指示する請求項２記載の吸入 デバイス。 ４．該第一円筒チャンバー（１４）および該第二円筒チャンバー（１６）が雰囲 気と連絡する請求項３記載の吸入デバイス（１０）。 ５．該通路（２２）が、該第一円筒チャンバー（１４）からの小部分の吸入空気 、および該第二円筒チャンバー（１６）を通った雰囲気からの大部分の吸入空気 を受 け取るように構成された請求項２記載の吸入デバイス（１０）。 ６．該呼吸管（３６）が、該管の大部分の長さにわたるアコーディオン形状円筒 壁（４４）を含み、該アコーディオン形状円筒壁（４４）が該管（３６）の全長 を縮めるように収縮でき、該管（３６）の全長を増大させるように伸びることが できる請求項１記載の吸入デバイス（１０）。 ７．該呼吸管（３６）が、十分に伸びた長さおよび十分に収縮した長さを有し、 該十分に伸びた長さが該十分に収縮した長さの少なくとも３倍である請求項６記 載の吸入デバイス（１０）。 ８．該アコーディオン形状円筒壁（４４）が、所望の配置に該呼吸管（３６）の 形に沿って１以上の位置にて曲げることができ、それによって、該アコーディオ ン形状円筒壁（４４）が、使用中に該所望の配置を保持する請求項７記載の吸入 デバイス（１０）。 ９．該呼吸管（３６）が、その一端に装着されたマウスピース（４０）をさらに 含む請求項８記載の吸入デバイス（１０）。