JP2021172905A - 医療用マスク - Google Patents

Abstract

【課題】簡単且つ低コストの構成で機動性に富み、エアロゾル化したウイルスであっても感染を高精度に抑制できる医療用マスクを提供する。【解決手段】エアホース１１の他端部に設けられた空気清浄化ユニットにより浄化されたクリーンエアＣＡは中継用吸引ファンユニット１５により流速を増大されて透明で袋状のフェイスシールド９内に流入する。フェイスシールド９内はクリーンエアＣＡで陽圧に保たれ、フェイスシールド９と頭部との間の隙間からクリーンエアＣＡが矢印ＥＸで示すように流出することにより、外部の汚染空気がフェイスシールド９内に入り込むことが防止される。これにより、フェイスシールド９内は常にクリーンルーム化された状態となる。【選択図】 図３

Description

本発明は、病院や診療所等の医療現場で用いられる医療用マスクに関し、特に感染症の診察や治療での使用に好適な医療用マスクに関するものである。

医療用マスクは、一般的に、不織布等によって構成されたマスク本体と、このマスク本体の幅方向の左右両端部に融着された耳掛け部とからなり、マスク本体で口と鼻を覆うように装着し、耳掛け部を耳に掛けることによって装着するようになっている。
また、マスク本体と顔との間に隙間ができないように、マスク本体を顔の凹凸に沿うように立体的な形状としたり、ノーズクリップを設けたりするなどの工夫がなされている。
しかしながら、顔の凹凸は各人異なり、また話をするなど口を動かすこともある。このため、マスク本体と顔との間に隙間ができてしまうことがあり、この隙間から空気中を浮遊するウイルスが侵入することもある。
最近、世界的に流行している新型コロナウイルスはエアロゾル感染（空気感染）することが懸念されており、特に医療従事者にとって大きな脅威となっている。

特許文献１には、手術時の血液等の飛散から眼を保護するためのフェイスシールドが提案されている。これは、メガネフレーム様の装着部に鼻から上の部分を覆う大きさの透明なプラスチック製のシールドを固定する構成を有している。このようなシールドやゴーグル等とマスクとの併用での対策も見られる。

近年においては、患者が診察中に咳やくしゃみをしたときの飛沫感染を防止するために、図５に示すように、頭部に固定されるバンド１００にプラスチック製の透明なフェイスシールド１０２を取り付け、これでマスク１０４を付けた顔の全面を覆う対策も講じられている。フェイスシールド１０２は、額の部分に間隔を保つためのスペーサ１０６を介して取り付けられており、顔との間に空間が形成されるようになっている。

特開２０１８−１４９２９５号公報

上述のように新型コロナウイルスはエアロゾル化が懸念されており、目に見えない状態で気流に乗って移動すると考えられている。特許文献１に記載のフェイスシールドは血液の飛散をブロックするためのもので、元々このようなウイルス飛散に対する対策用としては想定されていない。
図５に示す顔全面を覆う大きさのフェイスシールドであっても、両サイドや下側には頭部との間に大きな隙間があり、エアロゾル化したウイルスの回り込みによる侵入は阻止できない。
すなわち、人の手や体の動きによって室内でも気流が生じるため、また息をすると少なからず吸い込み気流が発生するため、これらの気流に乗ってエアロゾル化したウイルスは隙間を通ってフェイスシールドの内側に簡単に入り込むことが予想される。
換言すれば、従来のフェイスシールドは直線的に移動（飛散）するウイルスをブロックする機能は有しているものの、空気中を浮遊するウイルスを阻止する観点からは実用性が極めて低い、というのが現状である。
宇宙服のように頭部を気密状態に完全に覆うフルヘルメット型とした場合には、酸素ボンベに接続するなど設備コストの増大を避けられず、機動性も低い。

本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、簡単且つ低コストの構成で機動性に富み、エアロゾル化したウイルスであっても感染を高精度に抑制できる医療用マスクの提供を、その目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、顔の前面の領域をエアーの流れを利用して常時クリーンルーム状態とすることによりエアロゾル化したウイルスのフェイスシールド内への進入を阻止することとした。

具体的には、請求項１の発明は、頭部に装着されるヘッドバンドと、該ヘッドバンドに設けられ、頭部の前部を顔の前方に空間を形成するように覆う袋状の透明なフェイスシールドと、一端部が前記フェイスシールド内に気密状態で挿入されたエアホースと、前記エアホースの他端部に設けられ、外部空気を吸引して清浄化する空気清浄化ユニットとを有し、前記空気清浄化ユニットによって清浄化された空気を前記フェイスシールドに供給して該フェイスシールド内を陽圧に保つことを特徴とする医療用マスクである。

請求項２の発明は、請求項１に記載した医療用マスクにおいて、前記空気清浄化ユニットが、吸引ファンと、該吸引ファンの吸引方向下流側に配置され、空気中の病原体を除去する除染フィルタとを有し、前記除染フィルタを交換可能に設けられていることを特徴とする医療用マスクである。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載した医療用マスクにおいて、前記エアホースの前記フェイスシールドの近傍に、前記空気清浄化ユニットによって吸引された空気の流速を増大させる中継用吸引ファンユニットを有していることを特徴とする医療用マスクである。

請求項４の発明は、請求項３に記載した医療用マスクにおいて、前記中継用吸引ファンユニットが前記ヘッドバンドに固定されていることを特徴とする医療用マスクである。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した医療用マスクにおいて、マスク装着者が立った状態又は座った状態で、前記空気清浄化ユニットが腰の近傍に位置するように前記エアホースの長さが設定されていることを特徴とする医療用マスクである。

請求項６の発明は、請求項５に記載した医療用マスクにおいて、前記エアホースの前記他端部が二股に分岐され、それぞれの端部に前記空気清浄化ユニットが設けられていることを特徴とする医療用マスクである。

本発明によれば、簡単且つ低コストの構成で機動性に富み、エアロゾル化したウイルスでもその感染を高精度に抑制できる医療用マスクを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る医療用マスクの使用状態の斜視図である。 図１で示した医療用マスクの後方側から見た斜視図である。 図１で示した医療用マスクの空気の流れを示す概要断面図である。 図１で示した医療用マスクにおける空気清浄化ユニットの構成を示す図で、（ａ）は概要断面図、（ｂ）は除染フィルタの交換状態を示す概要分解断面図である。 従来におけるウイルス対策構成の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る医療用マスクについて図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る医療用マスク１の使用状態を示している。医療用マスク１は、医療従事者３の頭部５に装着されるヘッドバンド７と、該ヘッドバンド７に設けられ、頭部５の前部を顔の前方に空間を形成するように覆う袋状の透明なフェイスシールド９と、一端部がフェイスシールド９内に気密状態で挿入されたエアホース１１と、該エアホース１１の他端部に設けられ、外部空気を吸引して清浄化する空気清浄化ユニット１３と、エアホース１１のフェイスシールド９の近傍に設けられ、空気清浄化ユニット１３によって吸引された空気の流速を増大させる中継用吸引ファンユニット１５とを有している。
コイルワイヤで補強されたエアホース１１の他端部は二股に分岐され、それぞれの端部に空気清浄化ユニット１３が設けられている。

空気清浄化ユニット１３によって清浄化された空気（以下、クリーンエアという）はフェイスシールド９に供給され、これによりフェイスシールド９内は陽圧に保たれるようになっている。

ヘッドバンド７は、図２に示すように、頭部５の上面に宛がわれる上方バンド部７ａと、額に宛がわれる前方バンド部７ｂと、これらを連結する側方部７ｃと、後頭部に宛がわれる後方バンド部７ｄとを有している。上方バンド部７ａと後方バンド部７ｄは不図示のアジャスタ部を有しており、頭部５の大きさに応じてフィット位置を調整できるようになっている。
フェイスシールド９は、ポリカーボネート等のプラスチックフィルムで袋状（容器状、箱状の概念を含む）に形成されており、顔を含む頭部５の前部を覆う大きさに形成されている。また、メガネやマスク１０４を着けた状態でも装着可能な大きさとなっている。
フェイスシールド９は、両側面９ｂ、９ｃの上部を側方部７ｃに設けられた留め具１７で支持されており、上面９ａにはエアホース１１の一端部１１ａが貫通して入り込んでいる。すなわち、フェイスシールド９は３点で支持されている。フェイスシールド９のフィルム厚みは、上記の支持が無くてもそれ自体で袋形状を維持する保形性が得られる程度に設定されている。
また、フェイスシールド９はその開口部９ｅを顔に宛がったときに変形してフィットする柔軟性を有している。図２において、符号９ｄはフェイスシールド９の底面を、９ｆは前面（フロント面）をそれぞれ示している。

図３に示すように、中継用吸引ファンユニット１５は、ヘッドバンド７の上方バンド部７ａに固定されている。中継用吸引ファンユニット１５は、上方バンド部７ａに固定されたケース１９と、ケース１９内に設けられたファン２１及びモータ２３からなる吸引ファン２４と、ケース１９に一体に設けられてモータ２３と接続され、ＵＳＢケーブルで充電可能な不図示のバッテリーとを有している。
エアホース１１の一端部１１ａは、フェイスシールド９の上面９ａを貫通して内部に進入し、上面９ａの内外に位置するネジ止め構成の着脱自在な固定部材２５で気密状態に固定されている。フェイスシールド９が汚染された場合には、固定部材２５と留め具１７による固定を解除することによりフェイスシールド９のみを取り外して洗浄したり交換したりすることが可能となっている。

フェイスシールド９に顔を入れて装着した場合、フェイスシールド９が柔軟性を有しているといっても頭部５の上面、側面及び下面（顎下）との間にはどうしても隙間ができる。本発明ではこの隙間を利用してフェイスシールド９内をクリーンルーム化している。
すなわち、空気清浄化ユニット１３から吸引されたクリーンエアＣＡは、中継用吸引ファンユニット１５によって流速を増大され、フェイスシールド９の上面９ａから内部に流入する。流入したクリーンエアＣＡはフェイスシールド９の内面（底面９ｄや側面９ｂ、９ｃ等）にぶつかって滞留し、これによってフェイスシールド９内は陽圧（正圧）となる。
フェイスシールド９内が大気圧を超えると、フェイスシールド９と頭部５との隙間からクリーンエアＣＡが矢印ＥＸで示すように外部に流出する。これによって外部の汚染空気（エアロゾル化したウイルスを含む空気）がフェイスシールド９内に入り込むことが防止される。フェイスシールド９内には常にクリーンエアＣＡが供給されて陽圧に保たれるので、フェイスシールド９内はクリーンルーム化を維持されることになる。

フェイスシールド９内には常にクリーンエアＣＡが供給されるので、医療従事者３の吐く息によってフェイスシールド９が曇ることもない。これによって医療従事者３は常に患者の外観状態を正確に把握（診察）することができる。

図４（ａ）に示すように、空気清浄化ユニット１３は、円筒ケース２７と、エアホース１１の他端部に連結されて円筒ケース２７に嵌合される蓋２９と、円筒ケース２７内に設けられたファン３１及びモータ３３からなる吸引ファン３４と、円筒ケース２７に一体に設けられてモータ３３と接続され、ＵＳＢケーブルで充電可能な不図示のバッテリーと、円筒ケース２７の蓋２９近傍に着脱自在に嵌合された、空気中の病原体（菌やウイルスの概念を含む）を除去する除染フィルタ３５等を有している。
本実施の形態では除染フィルタ３５として、茶カテキンフィルタを利用している。円筒ケース２７の底面には、異物侵入を防止するための粗目のフィルタ３７が設けられている。

除染フィルタ３５のフィルタ機能が低下した場合等には、図４（ｂ）に示すように、円筒ケース２７に対する蓋２９を外した状態で取り出すことにより、容易に交換することができる。
空気清浄化ユニット１３は１つでもよいが、重量化を来さずに清浄機能を向上させるために小型のものを２つ設ける構成としている。
エアホース１１を分岐して空気清浄化ユニット１３を２つ設けた場合、これらがぶら下がった状態でランダムに揺れると医療従事者３の動きを阻害するため、図１に示すように２つの空気清浄化ユニット１３は紐３９で連結されており、さらに紐３９に通されたカラビナフック４１でズボンのベルト通しに連結して振れ止めできるようになっている。

２つの空気清浄化ユニット１３は、医療従事者３が立った状態又はイスに座った状態で腰の近傍に位置するようにエアホース１１の長さが設定されている。
医療従事者３が患者に対して問診を行っている場合、エアロゾル化したウイルスは非常に軽く、問診が行われている高さの空気層を漂うので、空気清浄化ユニット１３がなるべく汚染されていない空気を吸引するように（ひいては除染フィルタ３５のフィルタ機能が早期に低下しないように）空気清浄化ユニット１３を下方（腰近傍）に位置付けている。
空気清浄化ユニット１３を床面近傍に位置付けると、医療従事者３の立ち居振る舞い（機動性）が阻害されるので、これとの兼ね合いから上記のように腰近傍に設定している。

空気清浄化ユニット１３による吸引力でフェイスシールド９内へのクリーンエアＣＡの供給が十分にできれば中継用吸引ファンユニット１５は不要であるが、中継用吸引ファンユニット１５を設けることにより空気清浄化ユニット１３の軽量化、すなわち医療用マスク１の機動性の向上を図ることができる。換言すれば、中継用吸引ファンユニット１５は、機動性を得るために軽量化された空気清浄化ユニット１３によるフェイスシールド９へのクリーンエアＣＡの送風をアシストするものである。
中継用吸引ファンユニット１５と各空気清浄化ユニット１３は、図２に示すように、中継用吸引ファンユニット１５のケース１９の外面に設けられたスイッチ４３で同時に作動するように配線されている。

上記のように、本実施の形態に係る医療用マスク１によれば、医療従事者３の機動性をなるべく阻害しない構成（一体完結構成）で、顔の前面領域を常時クリーンルーム状態とすることができ、新型コロナウイルスに対応する場合でも医療従事者３の感染を高精度に抑制することができる。
フルヘルメット型に酸素供給をする構成等に比べて、簡易且つ低コストの構成で機動性を向上させつつウイルス感染を抑制できる。

フェイスシールド９によって顔の前面に広い空間を形成することができるので、医療従事者３に与えるストレスを低減することにも寄与する。ヘッドバンド７の前方バンド部７ｂに小型のプロジェクタを取り付け、フェイスシールド９をスクリーンとして医療情報を投影するようにすれば、カルテを見る面倒さも省ける。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、中継用吸引ファンユニット１５を頭部５の上面に固定する構成としたが、医療従事者３の肩部や背中に配置する構成としてもよい。
また、エアホース１１の一端部１１ａをフェイスシールド９の上面９ａから内部に挿入する構成としたが、フェイスシールド９内を陽圧に保つ機能を阻害しない範囲で側面９ｂ、９ｃや底面９ｄから挿入する構成としてもよい。
また、中継用吸引ファンユニット１５や空気清浄化ユニット１３にインバータ装置を取り付けてファンの回転数（風量）を調節できる構成としてもよい。

１…医療用マスク ５…頭部 ７…ヘッドバンド ９…フェイスシールド
１１…エアホース １３…空気清浄化ユニット １５…中継用吸引ファンユニット
３４…吸引ファン ３５…除染フィルタ １０４…マスク

Claims (6)

1. 頭部に装着されるヘッドバンドと、該ヘッドバンドに設けられ、頭部の前部を顔の前方に空間を形成するように覆う袋状の透明なフェイスシールドと、一端部が前記フェイスシールド内に気密状態で挿入されたエアホースと、前記エアホースの他端部に設けられ、外部空気を吸引して清浄化する空気清浄化ユニットとを有し、前記空気清浄化ユニットによって清浄化された空気を前記フェイスシールドに供給して該フェイスシールド内を陽圧に保つことを特徴とする医療用マスク。
2. 請求項１に記載した医療用マスクにおいて、
   前記空気清浄化ユニットが、吸引ファンと、該吸引ファンの吸引方向下流側に配置され、空気中の病原体を除去する除染フィルタとを有し、前記除染フィルタを交換可能に設けられていることを特徴とする医療用マスク。
3. 請求項１又は２に記載した医療用マスクにおいて、
   前記エアホースの前記フェイスシールドの近傍に、前記空気清浄化ユニットによって吸引された空気の流速を増大させる中継用吸引ファンユニットを有していることを特徴とする医療用マスク。
4. 請求項３に記載した医療用マスクにおいて、
   前記中継用吸引ファンユニットが前記ヘッドバンドに固定されていることを特徴とする医療用マスク。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した医療用マスクにおいて、
   マスク装着者が立った状態又は座った状態で、前記空気清浄化ユニットが腰の近傍に位置するように前記エアホースの長さが設定されていることを特徴とする医療用マスク。
6. 請求項５に記載した医療用マスクにおいて、
   前記エアホースの前記他端部が二股に分岐され、それぞれの端部に前記空気清浄化ユニットが設けられていることを特徴とする医療用マスク。

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