JP2009523035A - インライン式気化器 - Google Patents

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Abstract

【課題】キャリアガス流内で液体を結露させずに気化させることが可能な気化器を提供する。
【解決手段】キャリアガス路に設置されたインライン式気化器は液体を気化させ、この気化した液体をキャリアガス路の中を流れるキャリアガスに加える。この気化器が有するリザーバーまたはウィッキング材は、これに隣接する気化エレメントに液体を転送する。この気化器が蒸気をキャリアガス路に放出することにより、キャリアガスが気化器を通って流れ、蒸気とキャリアガスの混合物が生成されるようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明はインライン式気化器に関し、より詳しくはキャリアガス流の中に水等の成分を混合させるためにガス路の内部に設置されたインライン式気化器に関する。なお本出願は、２００５年１２月１日に出願された出願番号第６０／７４１，０４７号の米国仮特許出願を基礎に、３５ ＵＳＣ １１９（ｅ）に基づく優先権を主張するものであり、ここで、その開示は明確に、それ全体で参照として組み込まれる。
空気等のガスを気化した液体と混合させる様々なタイプのシステムが開発され、人工呼吸器用加湿器、薬物送達システム（噴霧器）、気化した燃料またはガスの混合物を発生させる燃焼装置（ガスコンロ、燃料噴射装置）等への応用に使用されている。
人工呼吸器用加湿システムが開発され、これにより、空気と水蒸気の混合物を発生させ、鼻、口、肺の軟部組織を通して、より快適な酸素吸入を患者に提供し、患者の肺への負担が軽減または除去されている。このようなシステムにより代替される従来の人工呼吸器及び・又は加湿器は乾燥空気しか供給せず、呼吸組織に負担がかかる恐れがある。
図１に示すように、従来の人工呼吸器用加湿器システム１００は、人工呼吸器１１０、第１の供給路１２０、第２の供給路１２５、水用容器１３０、ヒーター１４０、第２の供給路１２５用の第２のヒーター１４５（第２の供給路１２５内の発熱線等）、帰還路１５０を有する。この従来の人工呼吸器用加湿器システム１００では、空気等のキャリアガスが人工呼吸器１１０から第１の供給路１２０を通って流れる。第１の供給路１２０が接続されている水用容器１３０は水を収容する。第１の供給路１２０内の空気が通過する水用容器１３０の上部の空間は水で満たされてはいない。
水用容器１３０が隣接するヒーター１４０により加熱され、水用容器１３０内の蒸気の量が増える。ヒーター１４０は典型的には水用容器１３０の底部で比較的、人工呼吸器１１０に近い、第１の供給路１２０の外部に設置される。ヒーター１４０と水用容器１３０は患者から、ある距離を隔てて設置してもよい。水用容器１３０から発生した蒸気は第１の供給路１２０からの空気と混合され、空気と水蒸気の混合物が生成される。この空気と水蒸気の混合物は第２の供給路１２５を通って患者へと流れる。患者により吐出された空気は帰還路１５０を通って人工呼吸器１１０へと流れる。
このように空気と水蒸気の混合物を患者に供給する際、水蒸気の一部は患者に到達する前に第２の供給路１２５内で結露する場合がある。これは、水用容器１３０と患者の間の距離が比較的長く、第２の供給路１２５の周囲温度が通常、この空気と水蒸気の混合物の温度に比べ低いことにより起こりうる。結果として、結露した水蒸気は第２の供給路１２５に溜まるか、または水用容器１３０に戻り、再加熱されると考えられる。
この問題を克服するため、発熱コイル等の第２のヒーター１４５を第２の供給路１２５の内部、または、これに沿って水用容器１３０と患者の間に設けてもよい。第２のヒーター１４５により追加される加熱で、第２の供給路１２５の温度が上がり、水蒸気の状態が維持される。
上記の従来の人工呼吸器用加湿器システム１００の問題点の１つは、第２のヒーター１４５を第２の供給路１２５に沿って追加することにより、余分なエネルギーが必要になり、加湿プロセスのエネルギー効率が低下することである。更に、空気が流れ始める前に水用容器１３０内の水を加熱するために、かなりの時間に渡ってヒーター１４０を作動させる必要がある。このため、始動時間が長くなり、人工呼吸器用加湿器システム１００の動作が遅れ、医療提供者が患者の治療に際し余分な時間を要することになる場合がある。更に、この構成では、システムの湿度を測定または調節することが難しい。
更に、第２のヒーター１４５を第２の供給路１２５に沿って追加することにより、システム１００の操作が複雑になり、また、患者に近接して設置する必要のある第２のヒーター１４５が、かさばるため、このシステムの外観、操作性を損なうこともある。
また、ヒーター１４０は第１の供給路の外部に設置されるので、これによる火傷等の傷害の危険性がある。また、ヒーター１４０が第１の供給路１２０の外部に設置されるために生じる周囲空気への発熱ロスにより、従来の人工呼吸器用加湿器システム１００全体の効率が低下する。
このような問題点および、これ以外の問題点も生じうる。
本発明の一実施形態によれば、液体をキャリアガスに加えるシステムは、キャリアガス流を誘導するキャリアガス路と、このキャリアガス路内に設置された気化装置とを有する。この気化装置は、吐出口を有する発熱装置を有し、液体は加熱され蒸気になり、この発熱装置の吐出口で放出される。キャリアガス路内のキャリアガスは発熱装置の吐出口を通って流れ、混合されて蒸気とキャリアガスの混合物となる。このシステムは更に発熱装置に接続された液体供給源を有し、この液体供給源は液体を発熱装置に供給する動作が可能である。加えて、このシステムは更にキャリアガス路に接続されたキャリアガス供給源を有する。例えば、蒸気とキャリアガスの混合物を患者に送達する。このシステムは更に制御部を有し、発熱装置はこの制御部に応答するようになっている。制御部はフィードバックループを有し、発熱装置の電源を制御することができ、この電源は発熱装置の熱時定数よりも速く調節されるようになっている。また、液体供給源は制御部に応答するようにしてもよい。このシステムは更にキャリアガス路に沿った所定の位置に設置されたセンサを有し、制御部は信号をこのセンサから受信する。このシステムは更に、発熱装置に接続され、液体を発熱装置に供給する動作が可能な液体供給源を有し、液体供給源はセンサからの信号に基づき、制御部に応答する。また、発熱装置もセンサからの信号に基づき、制御部に応答する。制御部は、発熱装置に供給される液体の量、発熱装置の温度、キャリアガスの流速の少なくとも１つを制御する。気化装置は、液体に対し毛細管作用が働く多孔性の部材と、発熱装置に近接する少なくとも１つの開口部を有する円盤状開口部とを有することができ、毛細管作用により液体はこの少なくとも１つの開口部内を通り、発熱装置により気化するようになっている。キャリアガス路は、このキャリアガス路の第１の端部にあるポンプと流体連通している空気ホースと、この空気ホースと流体連通してキャリアガス路の第２の端部を構成する呼吸器装着部とを有する。
本発明の別の実施形態では、液体をキャリアガスに加えるシステムは、キャリアガス流を発生させる動作が可能なキャリアガス供給源と、キャリアガス供給源に接続され、キャリアガス供給源がある第１の端部を有し、キャリアガス流を誘導するようになっているキャリアガス路と、液体を収容する液体供給源と、液体供給源に接続され、キャリアガス路内に設置された気化器とを有する。この気化器は、液体を液体供給源から取り入れる吸入口と、液体を転移させる変換素子と、転移した液体をキャリアガスと混合するためにキャリアガス路に導入する際に経由する吐出口とを有する。また、このシステムは気化器の下流にあるキャリアガス路の第２の端部を有し、キャリアガス流がキャリアガスと転移した液体の混合物から成るようにしている。このシステムは更に液体供給源に接続された制御部を有することができ、この制御部は気化器の下流におけるキャリアガス流内の転移した液体の濃度を制御する動作が可能である。キャリアガス路は、このキャリアガス路の第１の端部にあるポンプと流体連通している空気ホースと、キャリアガス路の第２の端部にあるキャリアガス供給源と流体連通している患者用呼吸器装着部とを有する。気化器は空気ホースと呼吸器装着部との接続部に近接して設置する。また、気化器は空気ホースと呼吸器装着部との合流部に近接して設置する。呼吸器装着部は、例えば呼吸マスクである。変換素子は発熱素子とすることができる。気化器の吸入口は、液体に対し毛細管作用が働く多孔性の部材と、変換素子に近接する少なくとも１つの開口部を有する円盤状開口部とを有することができ、毛細管作用を受けた液体はこの少なくとも１つの開口部内を通り、変換素子により転移するようになっている。制御部はキャリアガスと気化した液体の混合物の特性の少なくとも１つを制御する動作が可能なものとしてよい。制御部はセンサを有することができ、このセンサは変換素子に供給される液体の量と発熱素子の温度の少なくとも１つを感知する。制御部は、変換素子に供給される液体の量と、発熱素子の温度と、キャリアガスの流速の少なくとも１つを制御する。変換素子は噴霧器を含む。
本発明の更に別の実施形態によれば、加湿器用人工呼吸システムは、キャリアガス流を供給するガス供給源と、このガス供給源に接続された第１の端部を有し、キャリアガス流を誘導するキャリアガス路と、少なくとも水を含む液体を貯蔵する貯蔵タンクと、キャリアガス路内に設置された気化器と、この気化器の下流にあるキャリアガス路の第２の端部とを有し、キャリアガス流はキャリアガスと気化した液体の混合物を含むようになっている。気化器は、液体貯蔵タンクと流体連通している吸入口と、この吸入口を通って気化器に供給される液体を気化させる発熱素子と、気化した液体を気体であるキャリアガス流と混合する際に経由する吐出口とを有する。キャリアガス路は、このキャリアガス路の第１の端部にあるポンプと流体連通している空気ホースと、キャリアガス路の第２の端部にある空気ホースと流体連通している呼吸器装着部とを有する。気化器は空気ホースと呼吸器装着部との接続部に近接して設置する。また、気化器は呼吸器装着部の中に設置する。呼吸器装着部は呼吸マスクとすることができる。気化器の吸入口は、液体に対し毛細管作用が働く多孔性の部材を有するウィッキング材と、発熱素子に近接する少なくとも１つの開口部を有する円盤状開口部とを有することができ、毛細管作用を受けた液体はこの少なくとも１つの開口部内を通り、発熱素子により気化するようになっている。このシステムは更に、ガス供給源からのキャリアガス流の速度と、貯蔵タンクから気化器へ供給される液体の量と、発熱素子の温度の少なくとも１つを調節する制御部を有する。制御部は、キャリアガス流の速度と、貯蔵タンク内の液体の量と、発熱素子の温度の少なくとも１つを感知するセンサを有する。制御部は、発熱素子の温度を感知する第１のセンサに接続された第１の入力部と、キャリアガス流の速度を感知する第２のセンサに接続された第２の入力部とを有することができ、この制御部は第１と第２の入力部に基づき、キャリアガス流内の気化した液体の濃度を測定するようになっている。キャリアガス路は少なくとも気化器の一部が設置される保持部を有する。
本発明の別の実施形態によれば、液体をキャリアガスに加えるシステムは、吐出口を有する発熱装置を有する気化装置を有し、液体は加熱され蒸気になり、この発熱装置の吐出口で放出されるようになっている。また、このシステムは、発熱装置が応答するような制御部と、この制御部が受信する信号を発するセンサとを有する。更に、このシステムは、発熱装置に接続され、液体を発熱装置に供給する動作が可能な液体供給源を有し、液体供給源はセンサからの信号に基づき、制御部に応答するようになっている。
本発明の更なる機構、優位性、実施形態を説明、すなわち、以下の詳細な説明、図、請求項の考察により明らかにする。更に、本発明の前述の要約と以下の詳細な説明は共に例示的なものであり、請求された本発明の範囲を限定しない更なる説明の提供を意図していることは理解されるところである。
本発明は、このような従来技術の不都合、問題点を克服し、及び・又は、キャリアガス流内で液体を結露させずに気化させることが可能な気化器の提供を求める要求について満足させるものである。
本発明の実施形態について説明する。添付図面に示された機構は縮尺通りに描かれる必要はないこと、ここで明示的に記述されていなくても当業者により理解されるように、ある実施形態の機構は他の実施形態で採用できることに注意すべきである。公知の構成要素と処理技術の説明は、本発明の実施形態が不要に難解にならない程度に省略することができる。ここで使用する具体例は単に本発明の実施可能な方法の理解を助け、更に当業者により本発明の実施形態を実施できるようにすることを意図したものである。すなわち、具体例と実施形態は、ここで本発明の範囲を限定しないと解釈され、本発明の範囲は付随する請求項と適用される法令によってのみ定義される。更に注意点として、いくつかの図面において類似の参照番号は類似の部品を表している。本発明は、ここに記述される特定の方法論、手順、試薬等に限定されず、これらは変更可能と理解される。注意すべき点として、本明細書と付随する請求項で使用される単数形は、その文脈で明確にそうでないと記述されている場合を除き、複数を参照することが含まれる。
ここで使用するすべての技術用語、科学用語の意味は、特に断らない限り、本発明の属する技術分野の当業者により一般的に理解される意味と同じである。好ましい方法、装置、材料を説明するが、ここで説明するものと同等または同一の任意の方法、材料を本発明の実施または試験に使用することができる。ここで引用されるすべての参考文献は、それら全体でここに参照として組み込まれる。
参照しやすいように、ここで使用する「キャリアガス」という用語は、特定の種類の気体または複数の気体による不特定の混合物であり、例えば周囲空気等である。キャリアガスを患者の治療に使用する場合、このキャリアガスは患者の気道に蒸気を導入する役割を果たし、また、患者の組織および送達される薬物または物質と相互に反応することができる。この相互反応は更に、この薬物または物質の化学的または医学的な働きを高め、また、送達した薬物に対するある組織の反応を抑制または促進することができる。一例として、キャリアガスは酸素、窒素、ヘリウム、酸化窒素、二酸化炭素、または、これらの不特定の組合せを含むが、これらに限定されない。
ここで使用する「薬物」は一般に本発明の気化器を使用して送達される物質を指し、実際には患者の気道に送達するために気化させる任意の薬剤、化学薬品、化合物、または物質を含み、エマルション、懸濁液、または溶液のどの状態でもよい。
本発明の気化器により送達される「薬物」は、１つ以上の以下の活性物質を有することができ、これらは任意に組合わせて使用可能である。例えば、 鎮痛剤、抗炎症薬、駆虫薬、抗不整脈薬、抗生物質（ペニシリンを含む）、抗凝固薬、抗うつ剤、抗糖尿病剤、抗てんかん剤、抗ヒスタミン剤、血圧降下薬、抗ムスカリン作用薬、抗抗酸菌薬、抗腫瘍薬、免疫抑制剤、抗甲状腺薬、抗ウイルス剤、抗不安鎮静薬（睡眠薬と神経弛緩薬）、収れん剤、ベータアドレナリン受容体遮断薬、血液製剤と代用血液、強心薬、造影剤、副腎皮質ステロイド、鎮咳薬（去痰薬と粘液溶解薬）、診断用薬、診断画像形成剤、利尿剤、ドーパミン作動薬（抗パーキンソン病薬）、止血剤、免疫薬、脂質調節剤、筋肉弛緩剤、副交感神経興奮薬、副甲状腺カルシトニン剤と骨吸収抑制剤、プロスタグランジン、放射性医薬製剤、性ホルモン（ステロイドを含む）、抗アレルギー剤、興奮剤と食欲抑制剤、交感神経様作用薬、甲状腺用剤、血管拡張剤とキサンチンである。活性作用を持つこれらの製剤は一般市場で入手可能であり、及び・又は当該技術において公知の方法により用意することができる。本発明の実施形態によれば、活性作用を持つこれらの製剤は、本発明の噴霧器等のような投与に適したディスペンサーに装填した溶液、懸濁液、エアゾール噴射剤、または乾燥粉末として一定の形状にされる。更に、本発明の活性作用を持つこれらの製剤は、少なくとも１つの製薬上許容される担体または賦形剤と組み合わせて使用することができる。許容される担体または賦形剤は毒性のないもので、投与を容易にし、成分の治療効果に悪影響を与えないものである。特に例えば、賦形剤はガス状の賦形剤とすることができ、当業者が普通に入手できるものである。
加えて、ここで述べる「患者」には、病気にかかっている状態のため、治療のための投薬計画、すなわち効果的な所望の投与量の薬物または加湿空気を吸入により送達する必要のある人間または動物が含まれる。
図２に示すインライン式気化器システム２００は、本発明の原理に基づくキャリアガス路２１０と気化器２２０とを有する。キャリアガスは、人工呼吸器、加圧ガス供給源、またはガスシリンダー等のキャリアガス供給源（図示省略）からキャリアガス路２１０を通って流れる。気化器２２０はキャリアガス路２１０内に設置され、液体を収容するリザーバー２２１と、このリザーバー２２１に接続された気化器エレメント２２２とを有する。本発明の実施形態によれば、リザーバー２２１は、気化器エレメント２２２への液体の移送を容易にするウィッキング材などの部材を有してもよい。また、リザーバー２２１は液体吸入口２２１ａを有してもよい。本発明の実施形態によれば、気化器２２０の吐出口２２４はキャリアガス供給源の方に向いていてもよい。この気化器２２０の向きによって、吐出口２２４から放出される蒸気とキャリアガスの混合が良好に行われるようにすることができる。あるいは、気化器２２０を吐出口２２４がキャリアガス供給源の方に向かないように設置してもよい。
吐出口２２４は気化器２２０の中心軸に沿うように示されているが、当然ながら蒸気が周縁部に放射されるようにしてもよい。調節板２２５は吐出口２２４に隣接するように、またはキャリアガス路２１０内の適当な別の位置に設置して、吐出口２２４から放出される蒸気とキャリアガスが乱流を起こすようにしてもよい。また、調節板２２５により、気流がヒーター表面に直接、当たって温度制御が不正確になることを防止している。
インライン式気化器システム２００は更に、リザーバー２２１に液体を供給する液体供給源２３０を有する。液体供給源２３０はリザーバー２２１の液体吸入口２２１ａと流体連通している。更に、制御部２４０を液体供給源２３０、気化器２２０、キャリアガス路２１０内に設置されたセンサシステム２５０に接続するようにしてもよい。
リザーバー２２１は、水、及び・又は薬剤等の液体を収容する。液体供給源２３０からの液体はリザーバー２２１に液体吸入口２２１ａを通って流入することができる。リザーバー２２１に溜まる液体の量が過大になるのを防止するため、液体供給源２３０に液体用容器２３１とポンプ２３２を設け、液体を液体用容器２３１から供給するようにしてもよい。ポンプ２３２は正圧ポンプ、または正圧容積式ポンプである。この他の供給方法、例えば毛細管作用、及び・又は重力式供給装置を使用してもよい。あるいは、リザーバー２２１に備えられた液体吐出口２２１ｂから液体を放出し、液体用容器２３１に戻し循環させ、液体がリザーバー２２１に蓄積するのを防止してもよい。リザーバー２２１は任意のサイズでよく、実施形態によってはリザーバー２２１を使用しなくてもよい。
液体の一部はリザーバー２２１から気化器エレメント２２２に移動する。そして、液体は気化器エレメント２２２により気化し、吐出口２２４から蒸気となって放出される。この蒸気はキャリアガス路２１０内でキャリアガスと一緒になって、蒸気とキャリアガスの混合物となり、所望の場所、例えば、患者が使用するキャリアガス路２１０の末端の呼吸器装着部に供給可能である。
気化器エレメント２２２は液体を加熱して気化させるヒーターである。ただし、この他の装置、例えば、噴霧器及び・又は加圧気化器等を気化器エレメント２２２として使用することもでき、例えば、液体を転移させてキャリアガスに添加してもよく、あるいはヒーターに接続して使用し、液体をキャリアガスの中に注入してもよい。なお、液体はリザーバー２２１から気化器エレメント２２２へ任意の接続方式により移送される。例えば、この液体はリザーバー２２１から制御部（図示省略）を用いて毛細管作用により気化器エレメント２２２に、図１１Ａ、１１Ｂを参照して後述するように供給することができる。本発明の実施形態によれば、前述のヒーターとリザーバーは米国特許第６，６３４，８６４号、米国特許出願公開第２００４／０１５１５９８号（出願番号１０／６９１，０６７）、２００５年１２月１日に出願の米国仮特許出願第６０／７４１，６４６号、２００６年１１月３０日出願のＰＣＴ出願第＿＿＿号「高性能毛細管式気化器」代理人ドケット番号：ＶＡＰＲ．０５１１０−ＰＣＴに記載された装置を備えてもよく、これらの内容はここに、それら全体で参考として組み込まれる。
インライン式気化器システム２００は更に、気化器２２０と通信を行う制御部２４０を有してもよい。また、制御部２４０は液体供給源２３０と通信を行ってもよい。センサシステム２５０はキャリアガス路２１０に沿った所定の位置に設置される。本発明の実施形態によれば、センサシステム２５０をキャリアガスと蒸気の混合物の受容部に近接する位置に設置して、センサシステム２５０から制御部２４０へ信号を送るようにしてもよい。この信号はセンサシステム２５０により制御部２４０へ送られるものであり、キャリアガスと蒸気の混合物の温度、流速、及び・又は、蒸気含有量等に関するデータを含む。センサシステム２５０は、１つ、または複数の位置で温度、流速、及び・又は、蒸気含有量の検出を行う独立した複数のセンサを備える。制御部２４０はセンサシステム２５０からの、この信号を処理し、これに応じて、気化器エレメント２２２と液体供給源２３０と通信を行う。
本発明の実施形態によれば、制御部２４０は様々な機能を制御することにより気化器エレメント２２２における気化速度を調節するようにしてもよい。例えば、制御部２４０によりキャリアガス供給源からのキャリアガスの流れを制御するようにしてもよい。また、制御部２４０はポンプ２３２を制御し、液体用容器２３１からリザーバー２２１の液体吸入口２２１ａに流れる液体の量を調節するようにしてもよい。更に、気化器エレメント２２２がヒーターの場合には、制御部２４０は、このヒーターの温度を制御して適切な気化速度が持続されるようにしてもよい。制御部２４０によりキャリアガスと蒸気の流れを制御できるので、水蒸気とキャリアガスの混合物内の蒸気含有量は容易に計算できる。制御部２４０の、より詳細な説明は図６を参照し、以下で行う。
図３に示すインライン式気化器は本発明の原理に基づき、キャリアガス路内の段差部分に設置される。システム３００はキャリアガス路３１０の保持部３６０内に設置された気化器３２０を有し、この気化器３２０はキャリアガスの流れから外れている。気化器３２０はリザーバー３２１と気化器エレメント３２２とを有する。本実施形態では、キャリアガスは、供給源（図示省略）からキャリアガス路３１０を通る流れとなって移動する。気化器３２０が設置されている保持部３６０はキャリアガス路３１０の凹部にある。気化器３２０で発生した蒸気はガス流に混合され、キャリアガスと蒸気の混合物となる。
図３に示す気化器３２０は保持部３６０の内部に完全に収容されており、吐出口３２４はキャリアガスの流れている方に向けられていないが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、気化器３２０は、その一部を保持部３６０内に設置し、その他の部分をキャリアガスの流れている中に設置してもよい。保持部３６０はキャリアガス路３１０に対し約９０°となるように設置してもよい。ただし、保持部３６０はキャリアガス路３１０に対し任意の角度の凹部とすることができる。
図４に示す本発明の別の実施例では、インライン式気化器システム４００は、キャリアガス路４１０と気化器４２０に接続されたキャリアガス供給源４７０を有することができ、気化器４２０はリザーバー４２１と気化器エレメント４２２を有する。例えば、インライン式気化器システム４００は湿気を患者や保育器の中の新生児等に供給する加湿人工呼吸器システムとして使用することができる。蒸気とキャリアガスの混合物を収容するキャリアガス路４１０は患者に直結されるように設けられる。キャリアガス路４１０と気化器４２０はディスポーザブルなものとし、インライン式気化器システム４００の衛生状態を良くし、患者の利便性を上げるようにしてもよい。一実施例では、キャリアガス供給源４７０を人工呼吸器、キャリアガスを空気、リザーバー４２１に収容された液体を蒸留水などの水とする。あるいは、キャリアガス供給源４７０を、キャリアガスとなる空気を供給するエアコンプレッサーまたはガスシリンダーとしてもよい。本発明の実施形態によれば、キャリアガスをヘリオックスとしてもよい。図４には帰還路が示されていないが、当然ながら、このような帰還路を設けてもよい。
気化器４２０を患者に十分、近い位置に設置して、キャリアガス路４１０の気化器４２０と患者の間での結露が実質的に防止されるようにしてもよい。例えば、気化器４２０は患者から約６〜１８インチ離れた位置に設置される。あるいは、気化器４２０を患者に更に近づけるか、または、気管支鏡の中に超小型の気化器を設置するような場合、患者の体内に設置することさえできる。
インライン式気化器システム４００は蒸気とキャリアガスの混合物を供給するとともに、流路内で生じる結露を抑制または除去するが、この結露を防止するために、キャリアガス路に沿った熱源及び・又は断熱材を追加して使用する必要はない。従って、本発明のインライン式気化器システムは従来のシステムよりもエネルギー効率に優れている。
本発明ではキャリアガス路内に発熱装置を設けることにより、システムの効率を向上させているが、これは実質的に全ての熱が液体とキャリアガスに与えられることによる。更に、ヒーターが使用中でもキャリアガス路内にあり、露出していないので、医療提供者等の使用者におよぶ火傷等の危険性を十分に抑制または除去する。
また、インライン式気化器システム４００は薬物送達システム４３０を有することができ、薬物送達システム４３０では、薬物がリザーバー４２１に供給され、これを気化させキャリアガス供給源４７０からのキャリアガスと混合し、患者に供給する。薬物送達システム４３０は液体供給源４３１とポンプ４３２を有してもよい。例えば、液体供給源４３１を使用し、患者に合わせて特定の投薬量の薬物を薬物送達システム４３０から供給するようにしてもよい。また、この薬物は液体供給源４３１からリザーバー４２１にポンプ４３２を経由して液体を供給する流路に注入してもよい。薬物送達の際、薬物が全て患者に供給され、液体供給源４３１に戻って無駄になる薬物がないよう、リザーバー４２１には吐出口を設けないようにするのも好ましい。従って、インライン式気化器システム４００は制御部４４０により薬物の全投薬量が投与されたと判定されるまで動作するようにしてもよい。あるいは、前もって気化させた薬物をキャリアガス路４１０に加え、これを気化器４２０により液体とキャリアガスが混合される前にキャリアガスと混合するようにしてもよい。
本発明の別の実施形態によれば、独立した噴霧器またはエアロゾル散布器（図示省略）を供給路に設置して、薬物をキャリアガス流の中に注入するようにしてもよい。本発明の気化器４２０の動作により液体をキャリアガス流の中に注入しながら、噴霧器またはエアロゾル散布器により薬物を注入するようにしてもよい。あるいは、噴霧器またはエアロゾル散布器を動作させ、薬物をキャリアガス流の中に注入している間、気化器４２０の動作を止めるようにしてもよい。これにより、患者に有効に作用する薬物の濃度を高めることができる。
更に、制御部４４０は医療提供者に液体供給源４３１及び・又はリザーバー４２１が空であること、及び・又は薬物が完全に気化し、患者にキャリアガス路４１０を経由して投与されたことを警告する警報装置を有してもよい。例えば、この警報装置は、検出された蒸気とキャリアガスの混合物内の薬物量が一定の閾値以下の場合、またはヒーターに供給される電源電力が設定されたポンプ動作速度に対し不足していないかを通知するセンサシステム４５０からの信号に応じて音を発するものでもよい。このような警報装置により医療提供者はインライン式気化器システム４００の使用を終了する。あるいは、制御部４４０はタイマーで動作するようにし、インライン式気化器システム４００をオフにするか、または警報装置により医療提供者へ薬物が十分に供給された時に通知することが可能な自動オフ機能を備えてもよい。
インライン式気化器システム４００は他の場合に使用することもでき、例えば、燃焼装置用の燃料注入器において、リザーバー４２１に収容された燃料を気化させ、キャリアガス供給源４７０からのキャリアガスと混合するような場合にも使用される。なお、インライン式気化器システム４００の応用は、ここに挙げた実施形態に限定されるものではなく、他の用途にも応用されることは通常の当業者により理解されるものである。
図５に示す高流量キャリアガスシステム５００は、本発明の原理に基づくものである。図５の高流量キャリアガスシステム５００は、湿気を帯びたキャリアガスを患者に供給するシステムの実施形態である。このシステムは制御部５０２、ガス供給源５０４、乾燥空気供給源５０６、液体供給源５０８、ヒーター装置５１０、患者用接続部５１２、および電源５１４を有する。
このキャリアガスは、空気とヘリオックスであるが、これに限定されない。液体供給源５０８は水を収容する殺菌バッグのような容器とすることができる。制御部５０２内にポンプがあるため、バッグ５０８は制御部５０２に対し任意の位置に設置することができる。更に、バッグ５０８内の水の量を、このバッグの近辺、または制御部内に設置された重量計（図示省略）または容積計により計測してもよい。操作者により正確な重量または容積の水を患者に供給することができる。水の重量または容積が所定の臨界値に達した場合、この状態を警報装置により、使用者に通知してもよい。
本発明の一実施形態では、差圧センサをヒーター装置５１０または制御部５０２に設置し、制御部５０２と組み合わせて使用し、湿気を帯びた十分なキャリアガスが患者に確実に供給されるようにしている。高流量キャリアガスシステム５００では、この差圧センサを較正してキャリアガス流を検出することにより、所望のガス量を所望の条件で正確に供給する。本発明に使用される差圧センサは従来の差圧センサで、この業界で公知の任意のもの、例えば、フリースケール社（Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ（Ｃ））から供給されているＭＰＸＨＺ６２５０ＡまたはＭＰＸＨＺ６４００Ａとすることができる。圧力センサの測定値に基づき、制御部５０２はキャリアガス及び・又は液体の流速を上げる、下げる、または維持することができる。また、キャリアガスの流速を変えることにより、高流量キャリアガスシステム５００の温度と湿度を、ある程度、制御することもできる。例えば、比較的、冷却されたキャリアガスの流速を下げることにより、高流量キャリアガスシステム５００の湿度を上げることなく、キャリアガスの温度を上げることができる。更に、液体の流速を変えることにより、キャリアガスの混合物の温度を制御することができる。例えば、液体の流速を上げることにより、また、ガスの流速を下げる、またはヒーターの温度を上げることにより、キャリアガスの温度を上げることができる。また、液体の流れを計測する方法として、差圧センサを使用する方法以外のものも使用できる。
上記のように、制御部５０２を使用してヒーター装置５１０の電源を制御することができる。本発明の一実施形態では、この制御は加湿システムを伴わずに使用されるヒーター装置５１０の熱時定数よりも速いフィードバック制御を行うフィードバックループを使用して行われる。これにより、ヒーター装置５１０の温度が上がるよりも速くヒーター装置５１０を制御、調節し、発熱素子の過熱と損傷を避けることができる。
図５の制御部５０２は任意の適当な制御装置、例えば、図６に示すようなものである。図６に示す制御部５０２はポンプ回転部６０２とディスプレイ６０４とを有する。図６に示すように、ポンプ回転部６０２はチューブ状部材６０６内の液体に対しヒーター装置５１０の方に向けてポンプ動作を行う。本実施形態では、ポンプ回転部６０２はディスプレイ６０４の下部に設置され、漏れた液体がディスプレイ６０４の電子部品に達する恐れがないようにしている。
本発明の別の実施形態では、制御部５０２はポンプ回転部６０２を使用する代わりにマイクロポンプを使用し、ヒーター装置５１０に液体を移送する。あるいは、マイクロポンプをバッグ５０８に設置し、液体に対しバッグ５０８から直接、ポンプ動作を行ってもよい。任意のタイプのマイクロポンプを使用することができるが、安価で頻繁に交換ができるものが好ましい。例えば、図７に示すように、マイクロポンプ７００にはプラスチック製の本体７０２、金属製のダイヤフラム７０４、および３つの圧電変換セラミック７０６ａ、７０６ｂ、７０６ｃを利用することができる。圧電変換セラミック７０６ａ、７０６ｂ、７０６ｃは金属製のダイヤフラム７０４上に接着され、２つの能動バルブ（吸入口と吐出口）と１つの作動ダイヤフラムを構成する。バルブ台座、ポンプ室、および吸入口／吐出口接続路はプラスチック製の本体７０２の中に形成される。例えば、プラスチック製の本体７０２はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製であり、金属製のダイヤフラムはステンレス鋼製である。
作動電圧において、３つの圧電変換セラミックはそれぞれ、別々に制御することができる。このマイクロポンプは双方向にポンプ動作が可能で、気体でも液体でもポンプ動作が行える。例えば、各作動部分は４０μｍを超えるストロークで動作可能である。このようなマイクロポンプの動作の更に詳しい実施例については２００３年８月２２日出願のＰＣＴ／ＥＰ０３／０９３５２「蠕動マイクロポンプ」に示されており、この開示はここに、その全体で参考として組み込まれる。なお、他のタイプのマイクロポンプを使用してもよい。
再び図６を参照すると、ディスプレイ６０４は液晶ディスプレイ、例えば、図８に示すようなものである。本発明の実施形態によれば、ディスプレイ６０４は相対湿度（ｒＨＵ）、絶対湿度、ガス流出温度（図８に示すカニューレ温度）、ガス流速、液体流速、設定温度を含む情報を表示するが、これらに限定されない。加えて、ディスプレイ６０４はタッチ制御により、制御部５０２のオンオフ、警報装置の消音、運転中止、設定温度の無効化等を備えることができる。また、ディスプレイ６０４はタッチ制御により、設定温度または流速の変更、様々な表示オプションのスクロールを備えることができる。更に、本発明の一実施形態では、遠隔ディスプレイを追加し、高流量キャリアガスシステム５００から近距離、例えば、部屋１つ隔てたところで制御できるようにしてもよい。
加えて、制御部５１０は、要求事項ＩＥＣ ６０６０１−１−８等の様々な規格標準や要求事項に適合する警報装置を備えることができる。このタイプの警報装置は、システムに生じた任意の障害、例えば、ガス供給源５０４または液体供給源５０８の動作が低下していないか等を使用者に通知することができるものである。
図９は、図５に示したシステムのヒーター装置５１０の切欠図である。ヒーター装置５１０は、導電リード９０２と発熱素子９０３とを有するヒーターハウジング９０１と、液体吸入口９０４と、リザーバー部９０５と、ガス流路９０６と、キャリアガス吸入口９０７と、接続部９０８と、加湿ガス吐出口９０９と、調節板９１０とを有する。
導電リード９０２は制御装置に接続され、発熱素子９０３の温度を制御する。液体吸入口９０４は液体供給源に接続され、水等の液体をリザーバー部９０５に供給する。リザーバー部９０５は多孔性の部材（図示省略）を含み、これにより、液体を発熱素子９０３に毛細管作用で供給するようにしてもよい。
発熱素子９０３は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチ等のスイッチ（図示省略）に電気的に接続してもよい。安全リレーを発熱素子９０３とＦＥＴスイッチ回路とに直列に追加してもよい。このＦＥＴスイッチがオンされる時間が長すぎる場合、制御タイミング、例えば５ミリ秒を越える時間に基づき、この安全リレーはヒーターへの電源供給のオンオフを行い、過熱を防止する。
接続部９０８により、図５に示した患者用接続部５１２とヒーター装置５１０とを電気的に接続し、接続不良事故を防止するとともに、接続部の汚染を回避し、無菌状態での利用が維持されるようにしている。接続部９０８は、電気的には接続されたまま、ヒーター装置５１０を患者用接続部５１２から外せるような構成にしてもよい。
ヒーター装置５１０の過熱や、ひび割れを防止するため、温度を徐々に上げる運転開始シーケンスを使用してもよい。例えば、温度を３．５ミリ秒（ｍｓ）毎に約１℃、または、トータルで３５０ミリ秒に対し１００℃上昇させるようにしてもよい。
ヒーター装置５１０は更に、センサ９１２、例えば、ヒーター装置５１０の状態を検出するＣ４センサ等を備えてもよい。センサ９１２は加湿ガス吐出口９０９近辺のヒー装置５１０内に設置してもよい。
特に、センサ９１２は、図１０に示すような制御部５０２に接続されたメモリー装置アセンブリー１０００を備えてもよい。メモリー装置アセンブリー１０００は例えば銅等の熱伝導性の高い材質で形成されたフィン１００２を有することができ、これにより、センサ１０１２によるガス温度の検出が容易になり、センサ１０１２によるヒーター装置５１０の温度計測を行うことができる。また、フィン１００２に接続されたメモリー装置アセンブリー１０００は、その上に温度回路１００４を備えてもよい。温度回路１００４は、プロセッサ、メモリ、ＤＡコンバータ、及び・又は、その他の様々な部品を有する。導電リード１００６により、温度回路１００４はコンタクト１００８に接続される。１つ以上のワイヤーにより、コンタクト１００８はヒーター装置５１０に、図９に示した接続部９０８を介して接続され、これにより、温度回路１００４はヒーター装置５１０に接続される。
また、メモリー装置アセンブリー１０００から与えられる情報により、ヒーター装置５１０は自動フィードバック設定を無効にし、手動で制御してもよい。更に、メモリー装置アセンブリー１０００を使用して、必要に応じてヒーター装置５１０とポンプの較正データを保存しておいてもよい。また、メモリー装置アセンブリー１０００を使用して、ヒーター装置５１０の使用状況をモニターするようにしてもよい。例えば、メモリー装置アセンブリー１０００にプログラムを組み込み、ヒーター装置５１０の使用を、その寿命に基づく一定の時間長に制限し、結露によるヒーター装置５１０の閉塞を防止するようにしてもよい。例えば、ヒーター装置５１０を、これが最初に使用されてから１４日間だけ使用可能とする場合、メモリー装置アセンブリー１０００にヒーター装置５１０を１４日間、使用許可するように設定すればよい。また、別の例として、ヒーター装置５１０が実際に利用された時間の計算と記録を行い、合計時間で１４日間だけ使用できるようにしてもよい。加えて、メモリー装置アセンブリー１０００は、それ自身の詳細な識別情報を備えてもよい。また、他のタイプのセンサとメモリー装置を使用してもよい。
図１１Ａに示す非侵襲型加湿器１１００は本発明の原理に基づき、呼吸器装着部に近接して設置された気化器を有する。加湿器１１００を使用し、患者に湿気を帯びた空気等を供給することができる。加湿器１１００に備えられたポンプ１１５２等のガス供給源により持続気道陽圧（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ａｉｒｗａｙ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ：ＣＰＡＰ）がキャリアガス路１１８０を通して呼吸器装着部１１８４へ供給される。この呼吸器装着部は、呼吸マスク、マウスピース、鼻カニューレ、気管チューブ、および患者Ｙで構成されるが、これらに限定されない。ポンプ１１５２は空気を呼吸器装着部１１８４に供給するブロワーの速度に基づき制御される。任意のガス供給源をポンプ１１５２に使用することができ、例えば、周囲空気を吹出すブロワーまたは加圧ガスタンクであり、ガス流をガス路の第１の終端部１１８１から、呼吸器装着部１１８４に近接するガス路の第２の終端部１１８２に供給するもの等を使用する。
呼吸器装着部１１８４内には気化器１１７０が設置されている。また、この気化器は、水等の液体を収容し、気化器１１７０に液体供給路１１５８を介して流体的に接続された液体貯蔵タンク１１５６を備える。液体リザーバーを使用して流速を約２５０μｌ／秒から約３００μｌ／秒とする。液体の流速を約２．２ ｍｌ／分（０．０３６ｍｌ／秒）に設定して、３７℃の乾燥空気の連続流を５０リットル／分（８３３ｍｌ／秒）で使用することにより相対湿度１００％で供給することができる。液体の流量はヒーター／セラミックのサイズと電源容量に基づく。例えば、直径１９ｍｍのヒーターと１００Ｗの電源を使用して、上記の流量にすることができる。また、これよりも小型または大型のヒーターと、大容量または小容量の電源を使用することもできる。
液体貯蔵タンク１１５６は液体を補充するための注入口１１６０を備える。本発明の実施形態によれば、液体貯蔵タンク１１５６は、ポンプまたはガス供給源１１５２と同じハウジング内になくてもよい。気化器１１７０の電源はポンプ１１５２に接続された電気コード１１５７を通して供給される。
図１１Ｂは図１１Ａに示した非侵襲型加湿器１１００の気化器１１７０の断面図である。本発明の実施形態によれば、気化器１１７０は毛細管式気化器（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｆｏｒｃｅ Ｖａｐｏｒｉｚｅｒ：ＣＦＶ）としてもよい。気化器１１７０は、概ね硬貨大のサイズとすることができ、エネルギー効率が高い。気化器１１７０に備えられた吸入口１１７１には、多孔性の材質でできた１つ以上の層状部材１１７３を有するリザーバー部に設置されたウィッキング材１１７２が備えられ、これにより、毛細管作用で供給路１１５８から液体が供給される。毛細管作用を受けた液体が気化して出てくる円盤状開口部１１７４は１つ以上の開口部１１７５を有するが、この開口部は１つであることが望ましい。そして、毛細管作用を受けた蒸気は発熱素子１１７６により加熱され、吐出口１１７７から放出される。
ＣＦＶを使用する場合、運転開始シーケンスと運転終了シーケンスによりＣＦＶの安全かつ適切な動作が確実に行われるようにすることができる。このシーケンスの一実施例は、ＣＦＶの運転開始前、ＣＦＶに空気を流すことから開始される。そして、このユニットの電源がオンされ、設定温度に到達する。その後、水が流路に流れ始め、準備が行われる。水を気化させる場合、水に対するポンプの動作速度の設定は空気の流れと設定温度に関連する。十分な気化が行われた後、液体の流れを止め、気化器１１７０への電源をオフすることを含む同様のステップを実施し、ＣＦＶを終了させる。
気化した液体はガス供給源１１５２により供給されるガス流と混合され、呼吸器装着部１１８４内の空気の湿度を上げる。呼吸器装着部１１８４は本実施例ではマスクであるが、これを加湿することにより、過剰な湿度による汚染および、充満すなわち閉塞がキャリアガス路１１８０に生じるためにガスの流れが制限される恐れのある「レインアウト」効果（“ｒａｉｎ−ｏｕｔ” ｅｆｆｅｃｔ）が大幅に抑制される。人工呼吸器用加湿器１１００は温度制御部１１６４、電源制御部１１６８等を使用し，手動制御することもできる。また、人工呼吸器用加湿器１１００は、図２に示したシステム等のセンサシステムにより与えられるフィードバックに基づき湿度調節可能な制御装置を実装することにより自動制御してもよい。
図１２は液体を気化させ、得られた蒸気をキャリアガスと混合する、本発明の実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。この方法に記述されているステップは実例である。なお、省略可能なステップがあり、追加可能なステップもあり、及び・又は、順序を変えて実施可能なステップもある。
図１２に示すように、この方法には様々な機器を準備するステップ１２０１が含まれる。機器の準備についての様々な態様については、図１３を参照し、より詳しく後述する ステップ１２０２で、キャリアガスはキャリアガス路に供給される。ステップ１２０３で、液体供給源から液体が、制御部により調節され、リザーバーに供給される。ステップ１２０４で、この液体はリザーバーから気化器に供給され、ステップ１２０５で、制御部からの命令に基づき蒸気になる。ステップ１２０６で、この蒸気はキャリアガス路内に放出され、キャリアガスと混合され、ステップ１２０７で、制御部はデータ信号をセンサシステムから受信する。ステップ１２０７で、調節が必要かどうか判定する。調節が必要な場合、ステップ１２０９で、液体供給源からの液体の流れ、及び・又は気化器への電源供給を変更する。ステップ１２１０で、蒸気とキャリアガスの混合物の送達が完了したかどうかを判定する。送達が完了している場合、ステップ１２１１で、システムを終了させる。送達が完了していない場合、このインライン式気化器システムは動作を継続し、センサシステムはデータ信号を制御部に継続して送り（ステップ１２０７）、制御部は必要に応じて液体供給源と気化器の調節を継続する（ステップ１２０８、１２０９）。図１２、１３に示すフローチャートの様々なステップについて、より詳しく以下に説明する。
液体を気化させ、得られた蒸気をキャリアガスと混合する、本発明の実施形態に係る方法には、図１３のステップ１３０１に示すように機器を準備するステップが含まれる。前述のように、機器を準備する様々な態様を図１３に示す。図１３に示すように、ステップ１３０１で、キャリアガス路が準備され、ステップ１３０２で、キャリアガス供給源が準備される。ステップ１３０３で、気化器エレメントに接続されたリザーバーを有する気化器をキャリアガス路に準備してもよい。ステップ１３０４で、液体供給源をリザーバーに接続してもよく、ステップ１３０５で、センサシステムをキャリアガス路に準備する。ステップ１３０６で、制御部を液体供給源、気化器、センサシステムに接続してもよい。液体供給源をキャリアガス路の外部に設置してもよく、気化させる液体は、そこに収容する。
ステップ１３０５に示すように、センサシステムをキャリアガス路に準備する。センサシステムをキャリアガス路に沿って気化器から所定の距離だけ離れた位置に設置してもよい。このようにセンサシステムを設置することにより、温度、流速、蒸気とキャリアガスの混合物の湿度、及び・又は、蒸気とキャリアガスの混合物内の薬物濃度等に関するデータを収集することができる。ステップ１３０６で、液体供給源、気化器、センサシステムに接続される制御部を準備する。
再び図１２を参照し、ステップ１２０２に示すように、キャリアガスをキャリアガス路に供給する。キャリアガスは気化させる液体と混合するのに適した任意のガスとすることができ、空気および、その他の酸素を含むガスの混合物を含むが、これに限定されない。ステップ１２０３で、制御部を調節することにより、液体が液体供給源からリザーバーに供給される。この液体は水または薬物を含むが、これに限定されない。ステップ１２０４で、この液体はリザーバーから気化器エレメントに供給される。この気化器エレメントは、ヒーター、噴霧器、または加圧気化器等である。
ステップ１２０５で、気化器内の液体は、制御部からの命令に基づき気化器を調節することにより、蒸気となる。この制御部により、気化器を調節し、所望の気化速度を得ることができる。本発明の実施形態によれば、システムを動作させる場合、３つのタイプの制御を採用することができる。第１に、システムの定常状態における動作では、液体は、ガス流速、所望の温度・湿度に基づき送達される。一実施形態では、ヒーター温度は、比例、積分および微分（ＰＩＤ）ループにより制御してもよい。導入されたガスは１００℃以上の水蒸気を加えることにより加熱される。ヒーターの温度は約１２０℃から約１５０℃とすることができ、この場合、ガスは患者に達するまでに、その温度を約３３℃から約４１℃とすることができる。
第２のタイプの制御では、ガスが熱すぎる場合、ポンプ速度を下げ、温度を下げた蒸気をキャリアガスに加えることにより、ガスの温度を下げることができる。第３のタイプの制御では、ヒーターの温度を下げ、ガスの温度を下げることができる。実施形態によれば、３つのタイプの制御を、順次及び・又は組み合わせて使用し、ガスの温度を制御してもよい。別の実施形態では、液体のポンプ流速は、ガス流速またはガス温度が計測されていないような場合、または周囲空気に向けて気化させるような場合、任意に設定することができる。あるいは、ユニットへの電源は、連続的に水を供給しながら、任意に設定することができる。
蒸気はキャリアガス路内に放出され、ステップ１２０６でキャリアガスと混合され、蒸気とキャリアガスの混合物となり、患者に供給することができる。
ステップ１２０７で、センサシステムは収集したデータに関する信号を制御部に送り、これにより、制御部がセンサシステムにより提供されるデータに基づき液体供給源と気化器の調節を行う。
センサシステムからの信号に基づき、ステップ１２０８で、制御部は液体の流速または気化器の気化速度の調節が必要かどうか判定する。調節が必要な場合、ステップ１２０９で、液体供給源への液体の流れ、及び・又は気化器への電源供給を調節する。例えば、制御部からの命令により、液体供給源からの液体の流れの増減、または気化器の気化速度の増減を行う。この増減により、生成された蒸気とキャリアガスの混合物の温度、流速、蒸気含有量を変えることができる。
調節が必要でない場合、ステップ１２１０で、制御部は送達が完了したかどうかを判定する。また、操作者は手動で制御部を調節し、送達を終了させるか、または一定時間、送達を中止する。送達が完了、または終了している場合、ステップ１２１１に示すように、システムの動作が終わる。送達が完了していない場合、ステップ１２０７で、インライン式気化器システムは動作を継続し、センサシステムはデータ信号をセンサシステムに継続して送る。すなわち、制御部は、ステップ１２１０、１２１１に示すように送達が完了するまで、ステップ１２０８、１２０９に示すように液体供給源からリザーバーへの液体の流れと気化器への電源供給を調節する。
上記のように、制御部に備えられた警報装置は、動作の継続要求に基づき送達が完了した時、または、キャリアガスまたは供給液体を使い尽くした時、操作者にこれを通知する。また、この警報装置はセンサシステムからのデータ信号に基づき制御部により始動させることもできる。例えば、蒸気とキャリアガスの混合物の温度及び・又は蒸気含有量がシステムの故障により一定の値からなる組み合わせの範囲から外れた場合、センサシステムから制御部へのデータ信号により、インライン式気化器システムは終了させることができる。この安全装置により、患者に害が及ぶことや、インライン式気化器システムの構成部品の損傷を防止することができる。
また、センサシステムは、液体供給源またはキャリアガス供給源の汚染または不測の薬物の相互反応等による蒸気とキャリアガス流の汚染濃度を検出するセンサを備えてもよい。この化学センサは特定の化学物質を直接、検出するように構成してもよいし、このような汚染を様々な化学マーカーにより検出するようにしてもよい。すなわち、センサにより特定の化学的汚染が異常な高濃度で検出された場合、センサシステムから制御部へのデータ信号により、インライン式気化器システムを終了させることができる。
また、インライン式気化器システムにタイマーと自動終了機構を設け、これにより、制御部が送達完了と判定した時、システムの動作を終了させるようにしてもよい。上記のこの機構は液体供給源に供給された薬物の設定投与量が完全に投与された場合に、特に有効である。
以下、本発明について、下記の実施例を参照し、より詳しく説明する。ただし、これらの実施例は説明を目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではない。試験を行い、本発明のＣＦＶインライン式気化器システムと図１に示した従来の人工呼吸器用加湿器システムとを比較した。この試験では、それぞれのシステムで得られる温度と相対湿度の両方を時間の関数として測定した。
図１４に示すように、本ＣＦＶシステムにおける相対湿度は始動後、約５０秒で９０％に達している。これに対し、従来のシステムにおける相対湿度はキャリアガスの流入開始から約２００秒後に９０％に達している。従来のシステムでは、長い時間がかかった上に、この時間にはキャリアガスの流入開始に先立つ水の加熱に必要な、１０分以上程度になりうる時間が含まれていない。
つまり、本発明のインライン式気化器を使用したＣＦＶシステムは従来のシステムよりも、はるかに早く蒸気を発生させる。
図１５はヒーター装置の温度とポンプによる液体の供給速度の両方を制御するシステムの構成図である。図示のように、制御部１５００はプロセッサ１５０２、記憶モジュール１５０４、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）モジュール１５０６を有する。プロセッサ１５０２、記憶モジュール１５０４、ＰＷＭモジュール１５０６は制御部１５００内で互いに通信を行うことができる。ＰＷＭモジュール１５０６により電源を供給されるヒーター装置１５１０は図９のヒーター装置５１０と同様なもの、または図１１Ｂの気化器１１７０と同様なもの等にする。ヒーター装置１５１０は発熱素子１５１２、ヒーターデータ記憶モジュール１５１４、吐出口１５１６を有する。図示のように、ヒーターデータ記憶モジュール１５１４はプロセッサ１５０２、データ記憶モジュール１５０４、ＰＷＭモジュール１５０６と通信を行い、制御部１５００とヒーターデータ記憶モジュール１５１４間の情報の伝達が行えるようにしてもよい。また、制御部１５００はキャリアガス供給源１５２０とポンプ１５３０に接続される。ポンプ１５３０はモーター１５３２、ポンプ装置１５３４、ヒーター液体貯蔵モジュール１５１４への吐出口１５３６を有する。ポンプ装置１５３４は液体供給源１５５０に接続される。ディスプレイ１５４０に制御部１５００によりデータを使用者に向けて表示している間、入力モジュール１５６０により、使用者は制御部１５００にデータを入力することができる。制御部１５００の動作について、以下で、より詳細に説明する。
上記のように、制御部１５００により、ヒーター装置の温度を制御でき、この方がヒーター装置１５１０への電源供給を単に制御するよりもよい。ヒーター装置１５１０の温度は、液体の量、ヒーター装置１５１０に供給される電源、キャリアガス流の関数である。制御部１５００は、ヒーター装置１５１０の温度、キャリアガスの流速、ヒーター装置１５１０にポンプにより送られる液体の量に関連する情報を受信し、これらの変数を制御する。
ある電力量をヒーター装置１５１０に供給すると、ヒーター装置１５１０の温度が、キャリアガスの流れとヒーター装置１５１０に供給する液体の量に基づき変化する。ヒーター装置１５１０の温度が分かっていれば、キャリアガス流及び・又は液体の流速が変化した場合、この電力を調節して、温度を管理することができる。あるいは、ある電力に対し、キャリアガスの流速及び・又は液体の供給速度を変化させることにより、この温度を調節してもよい。
ヒーター装置１５１０の温度は発熱素子１５１２のヒーター材の抵抗係数を使用して求めることができる。ある温度、すなわち基準温度（室温等）におけるヒーター材の抵抗またはインピーダンスは既知である。この抵抗はヒーター材の温度と共に変化する。ヒーター表面の温度は、使用中のヒーターのインピーダンスと基準温度におけるヒーター材のインピーダンスとを比較することにより求められる。
図１６は本発明の原理に係るヒーター装置１６１０の温度測定に使用する回路１６００の模式図である。この回路１６００はヒーター装置１６０２を備え、その材質の抵抗はＲｈである。電圧Ｖｐは測定点１６０４において測定される。増幅器１６０６はゲインＧｈを有し、プロセッサ１６０８への入力を生成する。スイッチ１６１０は抵抗Ｒｗを有し、プロセッサ１６０８からのＰＷＭ電圧を取り込み、ヒーター装置１６０２に印加し、制御する。スイッチ１６１０からプロセッサ１６０８へのフィードバックが、−Ｖｂの電圧降下を有するバイアス電圧降下部１６１４と、ゲインＧｓを有する増幅器１６１６を経由してなされる。検出抵抗１６１２は抵抗Ｒｓを有し、これを介してスイッチ１６１０はグランド１６１８に接続される。
ＰＷＭパルスの電流が流れている間、制御部１６００により、検出抵抗１６１２にかかる電圧が測定される。このＰＷＭパルスはプロセッサ１６０８により与えられる。待機中、制御部１６００により周囲温度抵抗と、図１５のヒーター装置１５１０の温度が測定される。本発明の実施形態によれば、周囲温度は２２℃と仮定することができる。仮に温度係数を１５００ｐｐｍ／℃とし、抵抗の自然対数をα（０．００１５）で割ったものの表を使用し、制御部により、表検索を使用して、ｌｎ（Ｒ０）／αからＴ０の予備計算をすることができる。その後、定常状態では、同じ表の別の検索を使用して、現在の温度Ｔをｌｎ（Ｒ０）／αから得る。ＴをＴ０と比較し、定常状態におけるヒーター装置１６０２の温度を測定する。
ＰＩＤループ制御を使用して、制御部１６００は定常状態での温度をフィードバックとして使用し、設定された目標温度を達成する。本発明の実施形態によれば、このＰＩＤループは急激に立ち上がるように構成されているが、オーバーシュート（例えば、ヒーター装置１５１０が所望の温度を超えて過熱してしまう等）は回避される。回路１６００における種々の構成要素の特性は、回路１６００の設計により既知である。抵抗１６１２に流れる電流が決まると、これにより、ヒーター装置１６０２の抵抗を求めることができる。オームの法則を回路１６００に適用すると、Ｖｓ＝（ｉＲｓ−Ｖｂ）Ｇｓとなる。この式を整理すると、ｉ＝（Ｖｓ＋ＧｓＶｂ）／ＧｓＲｓが得られる。図１６に示すように、増幅器１６０６が使用されているので、測定回路については、Ｖｈ＝ＧｈＶｐとなる。直列抵抗にもオームの法則を適用すると、Ｖｐ＝ｉ（Ｒｓ＋Ｒｗ＋Ｒｈ）となる。
この式のＶｐに代入すると、Ｖｈ／Ｇｈ＝ｉ（Ｒｓ＋Ｒｗ＋Ｒｈ）となる。
この式のｉに代入すると、次式のようになる。
Ｖｈ／Ｇｈ＝（Ｖｓ＋ＧｓＶｂ）／ＧｓＲｓ（Ｒｓ＋Ｒｗ＋Ｒｈ） （１）
Ｒｈについて解くと、
Ｒｈ＝（ＶｈＧｓＲｓ／（Ｖｓ＋ＧｓＶｂ）Ｇｈ）−Ｒｓ−Ｒｗ （２）
前記のように、式Ｒ＝Ｒ０ｅｘｐ（α（Ｔ−Ｔ０））を使用して、温度から抵抗が求められる。ここで、α＝１５００ ｐｐｍ／℃とする。Ｔについて解くと、Ｔ＝Ｔ０＋（ｌｎ（Ｒ）α）−（Ｉｎ（Ｒ０）α）となり、抵抗から温度が求められる。また、この他の方法を使用してヒーター温度を求めてもよい。
キャリアガスの流速は様々な方法により求めることができる。図１５を再び参照すると、本発明の実施形態によれば、キャリアガスの流速はキャリアガス供給源１５２０（例えば、人工呼吸器等）により制御することができる。キャリアガス供給源１５２０からの流速の測定値は制御部１５００に手作業で看護婦または医師等の操作者が入力してもよい。あるいは、制御部１５００はキャリアガス供給源１５２０と通信を行い、キャリアガス供給源１５２０がキャリアガスの流速を含むデータを制御部１５００に伝送するようにしてもよい。この伝送は任意の公知の伝送方法、例えば、電線による直接接続、無線による直接伝送、または、制御部１５００とキャリアガス供給源１５２０間の１つ以上の構成要素を伴うネットワークまたは接続により行うことができるが、これらに限定されない。制御部１５００は流速の情報をキャリアガス供給源１５２０から自動的に、または、制御部１５００の要求により受信する。また、制御部１５００はガスの流速の情報がなくても、ガスの温度を調節することにより、または、ポンプ流速を設定することにより、動作させることができる。一例として、人工呼吸器はキャリアガスの流速等の、この人工呼吸器についてのデータを伝送するデータ出力部を有してもよい。制御部１５００を人工呼吸器のデータ出力部にリード線で接続してもよい。制御部１５００はキャリアガスの流速についてのデータ（およびデータ出力部の任意の他の情報出力）を人工呼吸器からリード線を介して受信する。
本発明の別の実施形態によれば、制御部１５００はキャリアガス供給源１５２０と、リード線による直接接続または無線接続等により通信を行う。使用者によるキャリアガスの流速の選択等により、制御部１５００は所定の流速に設定される。制御部１５００は、この流速をガス供給源に伝送することで、キャリアガス供給源１５２０を実際に制御し、これにより、キャリアガスの流速を制御する。
また、制御部１５００はポンプ１５３０を、より詳しくはヒーター装置１５１０にポンプで送られる液体の量を制御する。ポンプ１５３０はポンプモーター１５３２、ポンプ装置１５３４を有する。ポンプ装置１５３４は正圧ポンプとする。本発明の実施形態によれば、ポンプ装置１５３４は蠕動ポンプとすることができ、ステッピングモーター等のポンプモーター１５３２により駆動される。制御部１５００はＰＷＭを使用して、このステッピングモーターを制御することにより、ポンプを制御する。
制御部１５００は、このポンプを制御することにより、ヒーター装置の温度を制御することができる。開ループ制御を使用して、このステッピングモーターを制御してもよい。また、制御部１５００は、人工呼吸器の動作に伴う極大点と極小点に基づきポンプモーター１５３２の速度を調節することにより、ポンプ装置１５３４の速度を調節することができる。
液体供給源は水が入る密封バッグ等の容器である。制御部１５００は、この容器内の液体の量を、このバッグの重量の測定等により求めることができる。あるいは、この容器内の液体の量を操作者により入力制御部１５６０から制御部に入力するようにしてもよい。液体が所定のレベルに達した時に警報を鳴らしてもよく、例えば液体がほとんど無くなったことを操作者に警告するようにしてもよい。
送達される液体の量が分かれば、制御部１５００はキャリアガスの流速を使用し、患者に送達されるキャリアガスの湿度を計算することができる。より詳しくは、これはシステムのキャリアガス用配管内でセンサを使用せずに行うことができる。上記のように、センサを使用してキャリアガス流の湿度を測定するのが難しいこともある。場合によっては、このセンサの応答時間が遅すぎることもある。更に、センサによっては、湿度９５％以上で飽和状態を超えてしまうことが多く、これによりセンサが機能しないことがある。ヒーター装置１５１０にポンプで送られる液体の量とキャリアガスの流速とを使用し、患者に送達されるキャリアガスの相対湿度を測定することができる。
特別なヒーター装置１５１０では、それ自身に関する情報を有し、更に正確な計算を行うこともできる。この情報には、較正情報、装置のパラメータ、使用時間等の使用記録を含む。この情報は制御部１５００またはヒーター装置５１０の図１０に示したメモリー装置１０００に保存してもよい。使用記録等、一部の情報を制御部１５００とヒーター装置１５１０の相互動作に基づき保存してもよい。較正情報等、その他の情報を制御部１５００に外部ソースからのダウンロード等により、提供してもよい。この外部ソースは、該当するデータを保存するメディアとすることができ、コンパクトディスクまたは、その他の記録メディア等である。あるいは、この外部ソースは制御部に、直接接続で、またはネットワークもしくはインターネット等を経由して、接続されたコンピュータのハードディスクドライブとしてもよい。
本発明の実施形態によれば、ヒーター装置１５１０は、図１０に示したメモリー装置アセンブリー１０００等の、このヒーター装置に関する情報を保存するヒーターデータ記憶モジュール１５１４を有してもよい。ヒーターデータ記憶モジュール１５１４を制御部１５００に接続してもよく、その情報を利用するため、制御部１５００に伝送してもよい。更に、ヒーターデータ記憶モジュール１５１４は、制御部１５００からの情報を受信、保存する書き込み可能記憶装置とすることができる。
上記のように、ヒーター装置１５１０に使用限度を設定することが望ましい場合もある。例えば、この使用限度は特定の使用時間数（例えば、３００時間）とする。あるいは、この使用限度は最初に使用されてからの特定の日数（例えば、１４日間）とする。制御部１５００は、この使用限度を記録し、これに達した時、または超えた時に警報を発するようにしてもよい。２つ以上の制御部１５００を使用する場合、例えば患者を移動させるような場合、または制御部が故障したような場合、使用限度はヒーターデータ記憶モジュール１５１４を使用することにより実施してもよい。使用限度が特定の時間数の場合、制御部１５００により、情報をヒーターデータ記憶モジュール１５１４に保存してもよい。使用限度が、最初に使用されてからの特定の日数の場合、制御部１５００により、最初に使用した日をヒーターデータ記憶モジュール１５１４に保存してもよい。
較正情報はヒーター装置１５１０の初期較正の間に得ることができる。例えば、ヒーター装置１５１０は工場で較正を行ってもよい。あるいは、ヒーター装置１５１０は最初に接続した時、ただし、最初に使用する前に較正を行ってもよい。別の代替方法では、ヒーター装置１５１０は、設定した時間（例えば、５分）のアイドリングを行った後、較正を行ってもよい。較正には、装置を使用していない時に、様々な特性を測定することを含む。
また、ヒーター装置１５１０の温度は、センサをヒーター装置１５１０に、または、そのそばに設置することにより測定してもよい。このセンサは制御部１５００に接続してよく、このセンサが温度データをこの制御部に提供するようにしてもよい。このデータを使用し、制御部１５００によりヒーター装置１５１０の温度を制御してもよい。例えば、温度プローブは患者に近接したキャリアガス路のＹ字接続部に設置してもよい。この温度の測定値はキャリアガス供給源に表示してもよい。また、この温度データを制御部１５００に転送して、使用者がヒーター装置１５１０を調節するようにし、患者に送達するキャリアガスの温度を制御してもよい。
本発明は例示的な実施形態に関して説明されるとともに、当業者には本発明が添付の請求項の精神と範囲において修正し実施できることが理解されるものである。一例として、本気化器を使用して周囲空気をキャリアガス路なしで加湿してもよい。また、その他の構成を使用することもできる。
従来の人工呼吸器用加湿器を示す。 本発明の原理に係るキャリアガス路内に設置されるインライン式気化器を示す。 本発明の原理に係るキャリアガス路内の段差部分に設置されるインライン式気化器を示す。 本発明の原理に係るキャリアガス路と、その内部に設置された気化器と、キャリアガス供給源とを有するインライン式気化器システムを示す。 本発明の原理に係る高流量キャリアガスシステムを示す。 本発明の原理に係るポンプ回転部とディスプレイを有する制御部を示す。 本発明の原理に係る制御部と共に使用可能なマイクロポンプの模式図である。 図６に示した制御部のディスプレイを示す。 図５に示したシステムのヒーター装置の切欠図である。 制御部と接続されたメモリー装置を示す。 図１１Ａは本発明の原理に係る患者用呼吸器装着部に近接して設置された気化器を有する非侵襲型加湿器システムを示している。 図１１Ｂは図１１Ａに示した加湿器システムの気化器の断面図である。 本発明の原理に係る蒸気とキャリアガスの混合物を供給する方法を示すフローチャートである。 本発明の原理に係る装置を使用する方法を示すフローチャートである。 本発明の原理に係る毛細管式気化器（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｆｏｒｃｅ Ｖａｐｏｒｉｚｅｒ：ＣＦＶ）システムと従来の人工呼吸器用加湿器システムにより得られた、時間の関数とした蒸気とキャリアガス流の温度とパーセント湿度のグラフである。 本発明の原理に係るヒーターとポンプの両方の制御を提供するシステムを示すブロック図である。 本発明の原理に係るヒーター装置の温度測定に使用する回路の模式図である。
符号の説明
１００ 人工呼吸器用加湿器システム
１１０ 人工呼吸器
１２０ 第１の供給路
１２５ 第２の供給路
１３０ 水用容器
１４０ 第２のヒーター
１４５ ヒーター
１５０ 帰還路
２００ インライン式気化器システム
２１０ キャリアガス路
２２０ 気化器
２２１ リザーバー
２２１ａ 液体吸入口
２２１ｂ 液体吐出口
２２２ 気化器エレメント
２２４ 吐出口
２２５ 調節板
２３０ 液体供給源
２３１ 液体用容器
２３２ ポンプ
２４０ 制御部
２５０ センサシステム
３００ インライン式気化器システム
３１０ キャリアガス路
３２０ 気化器
３２１ リザーバー
３２２ 気化器エレメント
３２４ 吐出口
３３０ 液体供給源
３３１ 液体用容器
３３２ ポンプ
３４０ 制御部
３５０ センサシステム
３６０ 保持部
４００ インライン式気化器システム
４１０ キャリアガス路
４２０ 気化器
４２１ リザーバー
４２２ 気化器エレメント
４３０ 薬物送達システム
４３１ 液体供給源
４３２ ポンプ
４４０ 制御部
４５０ センサシステム
４７０ キャリアガス供給源
５００ 高流量キャリアガスシステム
５０２ 制御部
５０４ ガス供給源
５０６ 乾燥空気供給源
５０８ 液体供給源
５１０ ヒーター装置
５１２ 患者用接続部
５１４ 電源
６０２ 回転部
６０４ ディスプレイ
６０６ チューブ状部材
７００ マイクロポンプ
７０２ プラスチック製本体
７０４ ダイヤフラム
７０６ａ 圧電変換セラミック
７０６ｂ 圧電変換セラミック
７０６ｃ 圧電変換セラミック
９０１ ヒーターハウジング
９０２ 導電リード
９０３ 発熱素子
９０４ 液体吸入口
９０５ リザーバー部
９０６ ガス流路
９０７ キャリアガス吸入口
９０８ 接続部
９０９ 加湿ガス吐出口
９１０ 調節板
９１２ センサ
１０００ メモリー装置アセンブリー
１００２ フィン
１００４ 温度回路
１００６ 導電リード
１００８ コンタクト
１１００ 非侵襲型加湿器
１１５２ ポンプ
１１５６ 液体貯蔵タンク
１１５７ 電気コード
１１５８ 液体供給路
１１６０ 注入口
１１６４ 温度制御部
１１６８ 電源制御部
１１７０ 気化器
１１８０ キャリアガス路
１１８１ ガス路の第１の終端部
１１８２ ガス路の第２の終端部
１１８４ 呼吸器装着部
１１７０ 気化器
１１７１ 吸入口
１１７２ ウィッキング材
１１７３ 層状部材
１１７４ 円盤状開口部
１１７５ 開口部
１１７６ 発熱素子
１１７７ 吐出口
１５００ 制御部
１５０２ プロセッサ
１５０４ 記憶モジュール
１５０６ ＰＷＭモジュール
１５１０ ヒーター装置
１５１２ 発熱素子
１５１４ ヒーターデータ記憶モジュール
１５１６ 吐出口
１５２０ キャリアガス供給源
１５３０ ポンプ
１５３２ モーター
１５３４ ポンプ装置
１５３６ 吐出口
１５４０ ディスプレイ
１５５０ 液体供給源
１５６０ 入力モジュール
１６００ 温度測定回路
１６０２ ヒーター装置
１６０４ 測定点
１６０６ 増幅器
１６０８ プロセッサ
１６１０ スイッチ
１６１２ 検出抵抗
１６１４ バイアス電圧降下部
１６１６ 増幅器
１６１８ グランド

Claims (36)

  1. 液体をキャリアガスに加えるシステムであって、
    キャリアガス流を誘導するキャリアガス路と、
    前記キャリアガス路内に設置され、吐出口を備えた発熱装置を有する気化器とを有し、前記液体は加熱され蒸気になり、前記発熱装置の前記吐出口で放出され、前記キャリアガス路内のキャリアガスは前記発熱装置の前記吐出口を通過して流れ、混合されて蒸気とキャリアガスの混合物となることを特徴とするシステム。
  2. 前記発熱装置に接続された液体供給源を更に有し、前記液体供給源は前記液体を前記発熱装置に供給可能なことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 前記システムは更に前記キャリアガス路に接続されたキャリアガス供給源を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  4. 前記蒸気とキャリアガスの混合物は患者に送達されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  5. 前記システムは更に制御部を有し、前記発熱装置は前記制御部に応答することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  6. 前記制御部はフィードバックループを有して前記発熱装置の電源を制御し、前記電源は前記発熱装置の熱時定数よりも速く調節されることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
  7. 前記システムは更に制御部を有し、前記液体供給源は前記制御部に応答することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
  8. 前記システムは更に前記キャリアガス路に沿った所定の位置に設置されたセンサを有し、前記制御部は信号を前記センサから受信することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
  9. 前記システムは更に前記発熱装置に接続され前記液体を前記発熱装置に供給可能な液体供給源を有し、前記液体供給源は前記センサからの信号に基づき、前記制御部に応答することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
  10. 前記発熱装置は前記センサからの信号に基づき、前記制御部に応答することを特徴とする請求項９に記載のシステム。
  11. 前記気化装置は前記液体に対し毛細管作用が働く多孔性の部材と、
    前記発熱素子に近接する少なくとも１つの開口部を有する円盤状開口部とを有し、毛細管作用を受けた前記液体は前記少なくとも１つの開口部内を通り、前記発熱装置により気化することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  12. 前記制御部は、前記発熱装置に供給される液体の量、前記発熱装置の温度、前記キャリアガスの流速の少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
  13. 前記キャリアガス路は、
    前記キャリアガス路の第１の端部にあるポンプと流体連通している空気ホースと、
    前記空気ホースと流体連通して、前記キャリアガス路の第２の端部を構成する呼吸器装着部とを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  14. 液体をキャリアガスに加えるシステムであって、
    キャリアガス流を発生可能なキャリアガス供給源と、
    前記キャリアガス供給源に接続され、前記キャリアガス供給源がある第１の端部を有し、キャリアガス流を誘導するキャリアガス路と、
    前記液体を収容する液体供給源と、
    前記液体供給源に接続され、前記キャリアガス路内に設置された気化器であって、前記液体を前記液体供給源から取り入れる吸入口と、前記液体の状態を変換させる変換素子と、変換した前記液体を前記キャリアガスと混合するために前記キャリアガス路に導入する際に経由する吐出口とを有する気化器と、
    前記気化器の下流にある前記キャリアガス路の第２の端部と、を有し、
    前記キャリアガス流が前記キャリアガスと前記転移した液体の混合物から成ることを特徴とするシステム。
  15. 前記システムは更に前記液体供給源に接続された制御部を有し、前記制御部は前記気化器の下流における前記キャリアガス流内の前記変換された液体の濃度を制御可能であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
  16. 前記キャリアガス路は、
    前記キャリアガス路の前記第１の端部にある前記ポンプと連通している空気ホースと、
    前記キャリアガス路の第２の端部にある前記キャリアガス供給源と連通している患者用呼吸器装着部とを有することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
  17. 前記気化器は前記空気ホースと前記呼吸器装着部との接続部に近接して設置されることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
  18. 前記気化器は前記空気ホースと前記呼吸器装着部との合流部に近接して設置されることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
  19. 前記呼吸器装着部は呼吸マスクであることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
  20. 前記変換素子は発熱素子であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
  21. 前記気化器の吸入口は、
    前記液体に対し毛細管作用が働く多孔性の部材と、
    前記変換素子に近接する少なくとも１つの開口部を有する円盤状開口部とを有し、毛細管作用を受けた前記液体は前記少なくとも１つの開口部内を通り、前記変換素子により転移することを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
  22. 前記システムは更に前記キャリアガスと気化した前記液体の混合物の特性の少なくとも１つを制御する動作が可能な制御部を有することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
  23. 前記制御部はセンサを有し、前記センサは前記変換素子に供給される液体の量と前記発熱素子の温度の少なくとも１つを感知することを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
  24. 前記制御部は、前記変換素子に供給される液体の量と、前記発熱素子の温度と、前記キャリアガスの流速との少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
  25. 前記変換素子は噴霧器を含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
  26. 加湿器用人工呼吸システムであって、
    キャリアガス流を供給するガス供給源と、
    前記ガス供給源に接続された第１の端部を有し、前記キャリアガス流を誘導するキャリアガス路と、
    少なくとも水を含む液体を貯蔵する貯蔵タンクと、
    前記キャリアガス路内に設置された気化器であって、前記液体貯蔵タンクと流体連通している吸入口と、前記吸入口を通って前記気化器に供給される前記液体を気化させる発熱素子と、 気化した前記液体を気体である前記キャリアガス流と混合する際に経由する吐出口とを有する気化器と、
    前記気化器の下流にある前記キャリアガス路の第２の端部と、を有し、
    前記キャリアガス流はキャリアガスと気化した前記液体の混合物を含むことを特徴とする加湿器用人工呼吸システム。
  27. 前記キャリアガス路は、
    前記キャリアガス路の前記第１の端部にある前記ポンプと連通している空気ホースと、
    前記キャリアガス路の第２の端部にある前記空気ホースと連通している呼吸器装着部とを有することを特徴とする請求項２６に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  28. 前記気化器は前記空気ホースと前記呼吸器装着部との接続部に近接して設置されることを特徴とする請求項２７に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  29. 前記気化器は前記呼吸器装着部の中に設置されることを特徴とする請求項２７に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  30. 前記呼吸器装着部は呼吸マスクであることを特徴とする請求項２７に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  31. 前記気化器の吸入口は、
    前記液体に対し毛細管作用が働く多孔性の部材を有するウィッキング材と、
    前記発熱素子に近接する少なくとも１つの開口部を有する円盤状開口部とを有し、毛細管作用を受けた前記液体は前記少なくとも１つの開口部を通り、前記発熱装置により気化することを特徴とする請求項２６に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  32. 前記ガス供給源からの前記キャリアガス流の速度と、前記貯蔵タンクから前記気化器へ供給される液体の量と、前記発熱素子の温度の少なくとも１つを調節する制御部を更に有することを特徴とする請求項２６に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  33. 前記制御部は、キャリアガス流の速度と、前記貯蔵タンク内の液体の量と、前記発熱素子の温度の少なくとも１つを感知するセンサを有することを特徴とする請求項３２に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  34. 前記制御部は、
    前記発熱素子の温度を感知する第１のセンサに接続された第１の入力部と、
    前記キャリアガス流の速度を感知する第２のセンサに接続された第２の入力部とを有し、
    前記制御部は前記第１と第２の入力部に基づき、前記キャリアガス流内の気化した液体の濃度を測定することを特徴とする請求項３２に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  35. 前記キャリアガス路は少なくとも気化器の一部が設置される保持部を有することを特徴とする請求項２６に記載の加湿器用人工呼吸システム。
  36. 液体をキャリアガスに加えるシステムであって、
    吐出口を有する発熱装置を有し、前記液体は加熱され蒸気になり、前記発熱装置の前記吐出口で放出される気化装置と、
    前記発熱装置が応答する前記制御部と、
    前記制御部が受信する信号を発するセンサと、
    前記発熱装置に接続され、前記液体を前記発熱装置に供給可能な液体供給源とを有し、前記液体供給源は前記センサからの信号に基づき、前記制御部に応答することを特徴とするシステム。
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