JP2013517009A - 呼吸器加湿用加熱導管 - Google Patents

Abstract

加湿された気体を搬送する導管（５０）が、第１端部（５０Ａ）と第２端部（５０Ｂ）との間を伸びている配管と、配管内に配置された螺旋状ワイヤと、を有している。螺旋状ワイヤ（５４）は、螺旋状ワイヤの形状を画定している伝導性コアから形成されている。電気レセプタクルが、配管の第１端部に配置されており、螺旋状ワイヤの伝達端部に電気的に連結されている。

Description

呼吸器加湿システムは、患者に呼吸器の治療を提供するために使用されている。大まかに言えば、システムは、換気装置、加湿器、及び患者回路を、備えている。換気装置は、加湿器に連結された加湿チャンバに気体を供給している。加湿チャンバ内の水は、加湿器によって加熱され、加湿器は、チャンバ内の気体を加湿する水蒸気を生成している。その後、チャンバから、加湿された気体が、患者回路を通じて患者へ搬送される。患者回路の１以上の導管は、導管内の凝縮を最小にするように加熱されてもよい。

ある現行の加熱導管は、導管内のワイヤの形状を保持するために、熱可塑性材料から形成された螺旋状の電熱線を、使用している。梱包、輸送、セットアップ、及び使用の間における導管の温度の多様性に起因して、熱可塑性ワイヤの剛性は大幅に変化する可能性があり、その結果、導管の使用に関連した問題が生じる。例えば、セットアップの際に、熱可塑性材料は一般的に非常に硬いので、所望の位置に導管を調整して操作することが困難になる。

導管用の他のワイヤ設計では、細くて、電気抵抗の低いワイヤ（例えば、銅）が、ナイロンコアの周りに巻かれており、電力がワイヤを通じて供給される。しかしながら、このワイヤの製造性及び信頼性は、ワイヤとワイヤに電流を供給する電力源との間の接続欠如を導く可能性がある。特に、細いサイズのワイヤは連携するのが困難である。結果として、接続欠如が、製造、輸送又は使用の間に起こり得る。接続欠如が起こると、患者は、所望の加熱された加湿空気の代わりに、冷えた乾燥空気を受ける。

ここに示す概念の態様は、加湿された気体を搬送する導管に関する。導管は、第１端部と第２端部との間を伸びている配管と、配管の中に配置されたワイヤと、を備えている。螺旋状ワイヤは伝導性コアから形成されており、伝導性コアは、一実施形態において、螺旋状ワイヤの形状を画定している。電気レセプタクルが、配管の第１端部に配置されており、螺旋状ワイヤの伝達端部に電気的に連結されている。更なる実施形態においては、熱硬化性材料が、螺旋状ワイヤの伝導性コアを絶縁している。更に、螺旋状ワイヤは、第２端部に連結されてもよい。

添付の図面は、実施形態の更なる理解を提供するために含まれており、本明細書の一部に組み込まれて、本明細書の一部を構成している。図面は、実施形態を図示するとともに、説明と一緒に実施形態の原理を説明するよう機能している。他の実施形態や実施形態の意図される多くの利点は、以下の詳細な説明を参照することによって、より良く理解可能になるので、容易に認識される。図面の要素は、互いに対して、拡縮する必要はない。類似する参照番号は、対応する同様の部材を示している。

呼吸器加湿システムの概要図である。 加熱導管の側面概要図である。 加熱導管の装置端部の側面図である。 加熱導管の患者端部の側面図である。 加熱導管内のワイヤの代わりの螺旋状形状の側面図である。 撚コアを有するワイヤ部分である。 ソリッドコアを有するワイヤ部分である。 加熱導管の中に配置できる代わりのコネクタである。 加熱導管の中に配置できる代わりのコネクタである。 加熱導管の中に配置できる代わりのコネクタである。

以下の詳細な説明の中で添付図面が参照されるが、図面は本明細書の一部を形成するものであり、図面には、発明が実行される特定の実施形態が示されている。この点に関して、”頂上”、”底”、”前”、”後ろ”、”先端”、”後端”等のような方位用語は、説明されている図の向きに関連して用いられている。実施形態の構成要素は、多数の異なった向きに配置できるので、方向を示す用語は、例示目的で使用されており、いかなる限定も無い。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用でき、且つ、構造上又は論理上の変更をしてもよいことが、理解される。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味に取られず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって画定されている。

特に断りの無い限り、ここに説明される様々な代表的な実施形態の特徴を互いに組み合わせることができることが、理解される。

図１は、換気装置１２と、加湿チャンバ１６を有する加湿器１４と、患者回路１８と、を備えている呼吸器加湿システム１０の概要図である。システム１０が、ここに示される概念の一つの代表的な状況であることは、言及するに値する。例えば、呼吸器治療の他の方式、例えばＣＰＡＰ（持続性気道陽圧）システム、又は、システム１０に１つ以上の構成要素を加えたりシステム１０から一つ以上の構成要素を除いたりした他のシステムを、ここに示されている概念と共に用いてもよい。換気装置１２は、最初の導管２０を通して加湿チャンバ１６に気体を供給する。加湿器１４は、チャンバ１６内の水を加熱し、加熱された水は、その後、患者回路１８へ出力される。患者回路１８は、吸気導管（又はリム）２２と、ｙ−コネクタ２４と、呼気導管（又はリム）２６と、を備えている。別の実施形態では、例えばＣＰＡＰシステムにおいて、ｙ−コネクタ２４及び／又は呼気導管２６は、省略されてもよい。吸気導管２２は、チャンバ１６から加湿気体をｙ−コネクタ２４を通して患者に送っている。ｙ−コネクタ２４は、気管内チューブのような患者インターフェイスに選択的に連結できる。他の患者インターフェイスは、マスク、鼻カニューレ等を含んでもよい。加湿気体を吸い込んだ後に、患者は、吐き出された気体が呼気導管２６を通して換気装置１２へ戻るように、吐き出すことができる。液体は、液体源２８からチャンバ１６へ供給されているが、一実施形態では、チャンバ１６に流体連結された液体（例えば、水）の袋を備えている。一実施形態では、チャンバ１６は、本発明と同日付で出願された、”呼吸器加湿システムのフロート弁システム”と題された同時係属中の米国特許出願第１２／６１６，４１４号にて記載の、フロート弁システムを、備えてもよく、その内容は、その全てがここに組み込まれている。

吸気導管２２及び呼気導管２６は、それぞれ、その中に配置された、螺旋状ワイヤ３０、３２を有しており、それらは、加熱されたときに、吸気導管２２又は呼気導管２６の中で発生した結露（condensation）を、最小にする。結露を最小にするために、加湿器１４は、電気コネクタ３４、３６を通して螺旋状ワイヤ３０、３２へ、それぞれ、電力を供給する。螺旋状ワイヤ３０、３２は、導管２２、２６内の加湿空気をそれぞれ所望レベルまで加熱するために、所望の抵抗を有するように選択されている。さらに、加湿器１４はセンサ入力コネクタ３８から感覚入力を受け取り、それは、螺旋状ワイヤ３０、３２へ提供される電力を調整するために、患者回路１８内の気体の温度及び／又は流量の情報を提供できる。一例では、システム１０内の温度及び／又は流量を指し示す情報を提供するために、温度及び／又は流量センサは、センサ入力コネクタ３８に、連結できる。一例では、センサは、吸気リム２２又はｙ−コネクタ２４に、連結できる。

図２は、呼吸器加湿システム１０に使用できる、第１端部（例えば装置端部）５０Ａ及び第２端部（例えば患者端部）５０Ｂを有する導管５０を、示している。例えば、導管５０は、図１の呼吸器加湿システム１０に配置された導管２２、２６の、代表的な実施形態である。図１の導管２２として使用される場合、装置端部５０Ａは、チャンバ１６に近接して配置されることになる。図１の導管２６として使用される場合、装置端部５０Ａは、換気装置１２に近接して配置されることになる。導管５０は、さらに、配管５２と、配管５２内に配置された螺旋状ワイヤ５４と、第１端部５０Ａに配置された第１コネクタ５６と、第２端部５０Ｂに配置された第２コネクタ５８と、を備えている。コネクタ５６は、多数のブランチを有しており、一つは、ワイヤ５４との電気接続を形成し、一つは、換気装置１２又は加湿器１４に流体連結する。コネクタ５８は、患者に近接した、ｙ−コネクタ２４のブランチと、連結している。別の一実施形態では、コネクタ５８は、１以上のポートを装備しており、その内の一つは、ポート５９で図示されている。ポート５９は、コネクタ５８に一体的に形成でき、又は、コネクタ５８に直接に連結できる。ポート５９は、温度測定子、流量センサ、定量吸入器、及び／又は、それらの組合せを、受け入れるように装備できる。ポート５９が温度測定子を受け入れるように使用されると、それは、加湿器１４への一貫したフィードバックループを確立するために、配管５２の決まった長さに起因して、導管５０内の流体の一貫した温度を維持するのに、利点となる。

図示されている実施形態において、配管５２は、装置（例えば、換気装置１２、加湿チャンバ１６）とｙ−コネクタ２４との間に連結されるようになっている可撓性コルゲート状の配管である。他の実施形態では、配管５２は、コルゲート状である必要はなく、様々な他の構造や形態を有することができる。ワイヤ５４は、熱硬化性材料（例えばシリコン）で絶縁された伝導性コアから形成されており、以下に説明されるように、ワイヤ５４を加湿器１４（例えば、図１の電気コネクタ３４、３６の内の一つを通して）へ電気的に連結する伝達端部と、コネクタ５８に連結されたループ部と、を備えている。このように、ワイヤ５４は、コネクタ５６、５８と、固定関係にある。更なる実施形態では、ワイヤ５４は、コネクタ５８に固定される必要はなく、クリップ又は他の機構が、ワイヤ５４を配管５２へ導管５０に沿って少し離れて固定するのに、使用できる。図示されている実施形態では、ワイヤ５４は、約１８０°位相を異にした２つの螺旋体を含んだ、二重螺旋形状を、有している。ワイヤ５４を形成するための他の方法があるが、一つの方法としては、中間部近くでワイヤを掴んで、螺旋状形状を造るように中間部を回転させる、という方法がある。ワイヤ５４が配管５２の円周に近接して配置されるように、ワイヤ５４のコアは、ワイヤ５４の所定の螺旋状形状をもたらしているが、ワイヤ５４のピッチは、端部５０Ａと端部５０Ｂとの間の導管５０の長さの関数である。例えば、導管５０の長さが増加するにつれて、ワイヤ５４のピッチは減少することになり、導管の長さが減少するにつれて、ワイヤ５４のピッチは増加することになる。すなわち、ワイヤ５４の伝導性コアは、空気が冷える傾向にある、配管５２内の空気に、望ましい加熱を提供するように、配管５２の円周の近くにワイヤ５４を配置する形状をもたらしており、ワイヤ５４のピッチは、導管５０の端部５０Ａから端部５０Ｂの方向における導管５０の長さの関数である。

図３を参照すると、第１端部５０Ａのコネクタ５６は、第１ブランチ６０と、第２ブランチ６２と、第３ブランチ６４と、を備えており、第３ブランチ６４は、第１ブランチ６０と第２ブランチ６２とに対して横方向に向いている。第１ブランチ６０は、導管５０の配管５２に連結されているが、第２ブランチ６２は、電気コネクタ６８に連結可能である電気レセプタクル６６を、備えている。ワイヤ５４に電流を供給するために、電気コネクタ６８は、加湿器１４（図１）に電気的に連結されており、加湿器１４は、電気コネクタ６８へ選択的に電力を供給している。螺旋状ワイヤ５４は、伝達端部７０、７２で、レセプタクル６６に差し込まれており、伝達端部７０、７２は、絶縁被覆を欠いた（例えばワイヤコアから熱硬化性被覆が剥ぎ取られた）部分である。電流は、加湿器１４からコネクタ６８へ送られ、次に、コネクタ６８は、レセプタクル６６を通して、電流をワイヤ５４へ供給する。横方向ブランチ６４は、（例えば、図１のセンサ入力コネクタ３８を通じて、加湿器１４に測定値を伝達するための）流量及び／又は温度センサを受け入れることができるセンサ入口ポート７４を、備えている。さらに、第３ブランチ６４は、直接に又はブランチ６４に連結された他の導管を通して、換気装置１２又はチャンバ１６に流体連結可能である。

図４は、導管５０の患者端部５０Ｂの図である。図１の導管２２、２６のどちらか一方として使用されると、装置端部５０Ｂはｙ−コネクタ２４のブランチに連結されることになる。患者端部５０Ｂは、コネクタ５８を備えている。コネクタ５８は、ｙ−コネクタ２４に連結するようになっている第１ブランチ８２と、導管５０の配管５２に連結する第２ブランチ８４と、を備えている。ブランチ８４に固定されるのは、ブランチ８４から伸びており且つ螺旋状ワイヤ５４のループ部８８に固定されている、連結機構８６である。連結機構８６は、ブランチ８４から伸びているベース９０と、ループ部８８及びベース９０と連結しているステム９２と、を備えている。結果として、ワイヤ５４はコネクタ５８に固定されている。

導管５０は、必要に応じて、いくつかの異なった方法で変更できる。例えば、図５は、配管１０４内で螺旋状パターンで巻き付けられたワイヤ１０２を有する、別の導管１００の実施形態を示している。ワイヤ５４と同様に、ワイヤ１０２は、熱硬化性材料によって囲まれた伝導性コアを含んでいる。しかしながら、図示されている実施形態では、ワイヤ１０２は、螺旋体の軸に沿って移された２つの螺旋体から形成された螺旋状形状に巻かれており、２つの螺旋体が約１８０°位相を異にするように設けられている図２のワイヤ５４の螺旋状形状とは、対照的に、実質上、同位相である。さらに、配管１０４は図２のコルゲート状配管５２とは対照的に、滑らかである。

上記に述べたように、螺旋状ワイヤ５４、１０２は、熱硬化性材料によって囲まれたソリッドコアから形成されている。ソリッドコアは、望ましい可撓性によって螺旋状ワイヤの形状をもたらすのと同様に、レセプタクル６６（図３）との電気連結を容易に形成するのに有用である。結果として、導管のセットアップは、信頼できる方法で容易に実行できる。熱硬化性絶縁材料は、ワイヤの使用中に溶けたり又は燃えたりしないように選択される。図６では、ワイヤ１１０は、熱硬化性絶縁層１１４によって囲まれた撚ワイヤコア１１２を、備えている。図７では、ワイヤ１２０は、熱硬化性絶縁層１２４によって囲まれたソリッドコア１２２を、備えている。コア１１２及びコア１２２の材料の例としては、これらに限定されないが、合金４３３（３０４ステンレス鋼；２３ゲージ；０．８６５オーム／フィートの抵抗）、合金２９４（５５％銅、４５％ニッケル；２３ゲージ；０．６オーム／フィートの抵抗）、及び合金６７５（６０％ニッケル、２５％鉄、１５％クロム（chromium）；２５ゲージ；２．２オーム／フィートの抵抗）が挙げられる。

図８乃至図１０は、図３のコネクタ８０の代わりに使用できる、様々なコネクタを示している。どのコネクタも、螺旋状ワイヤ５４のループ部８８に連結するステムを、備えている。図８は、第１ブランチ１３２を有するコネクタ１３０を示している。ステム１３６は、ワイヤ５４のループ部８８に連結するブランチ１３４に連結されている。同様に、図９は、第１ブランチ１４２及び第２ブランチ１４４を有する、コネクタ１４０を、示している。ベース部１４６及びステム１４８は、ワイヤ５４をコネクタ１４０に連結するのに使用されている。図１０は、第１ブランチ１５２及び第２ブランチ１５４を有する、コネクタ１５０を、示している。ベース１５６及びステム１５８は、ワイヤ５４をコネクタ１５０に連結するために設けられている。

特定の実施形態が、ここで図示されて且つ説明されてきたが、種々の代替手段及び／又は等価手段を、本発明の範囲を逸脱することなく、図示されて且つ説明された特定の実施形態に対して置換できることは、当業者によって、理解されるであろう。この出願は、ここで説明された特定の実施形態のいかなる応用又は変形をも包含するように意図されている。したがって、本発明は、請求の範囲及びその等価物によってのみ制限されることが、意図されている。

Claims (23)

1. 加湿された気体を搬送する導管であって、
   第１端部と第２端部との間を伸びている、配管と、
   前記配管の中に配置されており、２つの伝達端部とループ部とを有しており、熱硬化性材料で絶縁された伝導性コアから形成されている、螺旋状ワイヤと、
   前記配管の第１端部に配置されており、前記螺旋状ワイヤの伝達端部に接続された電気レセプタクルを有している、第１コネクタと、
   前記配管の第２端部に配置されており、そこに一体的に形成された連結機構を有しており、前記螺旋状ワイヤの前記ループ部に結合されている、第２コネクタと、を備えていることを特徴とする、導管。
2. 前記伝導性コアが、螺旋状ワイヤの形状を画定している、
   請求項１記載の導管。
3. 前記伝導性コアが、撚ワイヤからなる、
   請求項１記載の導管。
4. 前記伝導性コアが、１本のソリッドワイヤからなる、
   請求項１記載の導管。
5. 前記熱硬化性材料が、シリコンである、
   請求項１記載の導管。
6. 前記配管が、コルゲート状である、
   請求項１記載の導管。
7. 前記第１コネクタが、前記配管に連結された第１ブランチと、前記電気レセプタクルを収容している第２ブランチと、気体を搬送するために、前記第１及び第２ブランチに対して横方向に向いている第３ブランチと、を有している、
   請求項１記載の導管。
8. 前記伝達端部が、前記熱硬化性材料が無く、且つ、前記電気レセプタクル内に配置された、部分を、有している、
   請求項１記載の導管。
9. 前記第２コネクタが、温度センサを受け入れるように構成された、ポートを、有している、
   請求項１記載の導管。
10. 前記第２コネクタが、定量吸入器を受け入れるように構成された、ポートを、有している、
    請求項１記載の導管。
11. 加湿された気体を搬送する導管であって、
    第１端部と第２端部との間を伸びている、配管と、
    前記配管の中に配置されており、２つの伝達端部を有しており、螺旋状ワイヤの形状を画定している伝導性コアから形成されている、螺旋状ワイヤと、
    前記配管の前記第１端部に配置されており、前記螺旋状ワイヤの伝達端部に電気的に連結されている、電気レセプタクルと、を備えていることを特徴とする、導管。
12. 前記伝導性コアが、撚ワイヤからなる、
    請求項１１記載の導管。
13. 前記伝導性コアが、1本のソリッドワイヤからなる、
    請求項１１記載の導管。
14. 前記熱硬化性材料が、シリコンである、
    請求項１１記載の導管。
15. 前記配管が、コルゲート状である、
    請求項１１記載の導管。
16. 前記螺旋状ワイヤが、前記配管の前記第１端部及び前記第２端部に固定されている、
    請求項１１記載の導管。
17. 前記螺旋状ワイヤの所定の形状が、前記配管の円周に近接して配置されている、
    請求項１１記載の導管。
18. 呼吸器加湿システムの回路であって、
    チャンバ端部から患者端部まで伸びており、そこに配置された第１螺旋状ワイヤを有し、且つ、前記第１螺旋状ワイヤの形状を画定している第１伝導性コアを含んだ、吸気導管と、
    患者端部から装置端部まで伸びており、そこに配置された第２螺旋状ワイヤを有し、且つ、前記第２螺旋状ワイヤの形状を画定している第２伝導性コアを含んだ、呼気導管と、
    前記第１螺旋状ワイヤに電気的に連結されている、第１電気コネクタと、
    前記第２螺旋状ワイヤに電気的に連結されている、第２電気コネクタと、を備えていることを特徴とする、回路。
19. 前記第１伝導性コア及び前記第２伝導性コアが、撚ワイヤからなる、
    請求項１８記載の回路。
20. 前記第１伝導性コア及び前記第２伝導性コアが、1本のソリッドワイヤからなる、
    請求項１８記載の回路。
21. 前記熱硬化性材料が、シリコンである、
    請求項１８記載の回路。
22. 前記配管が、コルゲート状である、
    請求項１８記載の回路。
23. 前記吸気導管及び前記呼気導管に連結されている、ｙ−コネクタを、さらに備えている、
    請求項１８記載の回路。

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