JP2016123744A - 呼吸用ガスの加温加湿器及びジャケットヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】ディスポーザブル製品を最小限にした上で、室内の雰囲気による影響で結露を生じさせることなく十分な加温及び加湿がなされた呼吸用ガスを安定して患者に供給することが可能な呼吸用ガスの加温加湿器を提供することを目的とする。
【解決手段】呼吸用ガスを加温加湿する加温加湿器本体１と、加温加湿器本体１と患者に装着される患者インターフェース２との間を接続して患者に呼吸用ガスを供給する送気チューブ５とを有し、送気チューブ５は、呼吸用ガスの流通経路２１を形成する内側チューブ２０と、内側チューブ２０の外周面を包囲する着脱可能なジャケットヒータ１０とを有し、ジャケットヒータ１０は、柔軟性を有する面状のヒータと、内側チューブ２０の外周面を包囲したときに、このジャケットヒータ１０両端部を留める留め具１１とを有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人工呼吸器や酸素吸入療法等に用いられる呼吸用ガスを適度の温度、湿度に維持するための加温加湿器及びこの加温加湿器に用いられるジャケットヒータに関する。

従来から、所定量の酸素を含んだ呼吸用ガスを患者の気道へ送る人工呼吸器や、酸素吸入療法のための装置が知られている。このような装置においては、患者に乾燥した呼吸用ガスが供給されると、患者に不快感を与えるだけではなく、気道の損傷をもたらすおそれがある。このため、従来から呼吸用ガスに水蒸気を取り込んで適度の温度、湿度に維持するための加温加湿器が用いられてきた。

また、このような加温加湿器においては、患者に装着されるカニューラやマスク等の患者インターフェースに加温加湿された呼吸用ガスが送気チューブを介して供給されることから、呼吸用ガスが送気チューブを通過する際に、室内の雰囲気により冷やされないように、送気チューブを加温することが行われている。
この場合、送気チューブ内部にヒータ線を配置する構造であると、ヒータ線と接触する部分と接触しない部分とで温度ムラが生じて結露が生じ易くなり、また、ヒータが何らかの原因でショート状態となった時に呼吸ガスが発火する懸念もあるので、送気チューブの外側にヒータを設けたものが提案されている。

特許文献１では、平滑な内面を有する内側チューブ（内管）とそれを覆う蛇管状の外管とからなる二層構造で、その内側チューブと外管との間にヒータ線（ワイヤ）を配設した送気チューブ（呼吸管）が開示されている。内側チューブと外管との二層構造であるために内側チューブは外管との間に形成される断熱層に囲まれ室内の雰囲気による影響が減少し、呼吸用ガスの温度低下や結露発生を防止する効果がある。また、ヒータ線が直接呼吸ガスに触れないことで呼吸ガスの発火リスクも減少する。

特表２０１３−５２６９７６号公報

ところで、呼吸用ガスを患者に送る内側チューブは、ディスポーザブル製品として取扱われ使用が終わると廃棄する必要がある。ここで、特許文献１に記載の送気チューブは、内側チューブとヒータ線と外管とが一体構造で形成されているので、呼吸用ガスとは隔離されており、本来廃棄する必要がない外管やヒータ線までも一体として廃棄することが必要となり、大変不経済である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ディスポーザブル製品を最小限にした上で、室内の雰囲気による影響で結露を生じさせることなく十分な加温及び加湿がなされた呼吸用ガスを安定して患者に供給することが可能な呼吸用ガスの加温加湿器及びこの加温加湿器に用いられるジャケットヒータを提供することを目的とする。

本発明の呼吸用ガスの加温加湿器は、呼吸用ガスを加温加湿する加温加湿器本体と、該加温加湿器本体と患者に装着される患者インターフェースとの間を接続して患者に呼吸用ガスを供給する送気チューブとを有し、該送気チューブは、呼吸用ガスの流通経路を形成する内側チューブと、該内側チューブの外周面を包囲する着脱可能なジャケットヒータとを有し、該ジャケットヒータは、柔軟性を有する面状ヒータと、該面状ヒータにより前記内側チューブの外周面を包囲したときに、その包囲状態を保持する留め具とを有している。

この呼吸用ガスの加温加湿器は、送気チューブが内側チューブと着脱可能なジャケットヒータとで構成されているので、ディスポーザブル製品である内側チューブは使用後廃棄するものの、ジャケットヒータは再利用することができ経済的である。
また、着脱可能なジャケットヒータは柔軟な面状ヒータで形成されているので、内側チューブの外周面を隙間なく包囲して均一に加熱することができる。

本発明の呼吸用ガスの加温加湿器において、前記ジャケットヒータは、前記面状ヒータの外周面を包囲する断熱層を有しているとよい。
このジャケットヒータは、面状ヒータの外周面を断熱層で包囲することで放熱を防ぎ、面状ヒータの熱を内側チューブに伝えて呼吸用ガスを効率的に加温することができる。

本発明の呼吸用ガスの加温加湿器において、前記留め具は、線ファスナー又は面ファスナーであるとよい。
ジャケットヒータの留め具を線ファスナー又は面ファスナーにすることで、ジャケットヒータを内側チューブの外周面に巻きつけ保持する作業が簡便となる。

また、本発明の呼吸用ガスの加温加湿器において、前記ジャケットヒータは、その両面が表面層に覆われており、該表面層は撥水性を有しているとよい。
表面層が撥水性を有しているので、水等が滴下される場合でも、内部に浸透することはなく安全である。

また、本発明は、呼吸用ガスを加温加湿する加温加湿器本体と患者に装着される患者インターフェースとの間を接続して患者に呼吸用ガスを供給する送気チューブの外周面を着脱可能に包囲し、前記呼吸用ガスを加温するためのジャケットヒータであって、柔軟性を有する面状ヒータと、該面状ヒータに積層された断熱層と、前記送気チューブを包囲したときに両端部を着脱可能に保持する留め具とを有することを特徴とする。

本発明の呼吸用ガスの加温加湿器によれば、ディスポーザブル製品である内側チューブは使用後廃棄するが、着脱可能なジャケットヒータは再利用でき経済的である。また、そのジャケットヒータは、面状ヒータよりなることで内側チューブを隙間なく包囲して均一に加熱でき、効率的である。

本発明の呼吸用ガスの加温加湿器の第一実施形態に使用する送気チューブの正面図である。 一実施形態の加温加湿器を示す斜視図である。 一実施形態に使用する送気チューブのジャケットヒータを取り外した状態の正面図である。 一実施形態のジャケットヒータの断面図である。 一実施形態におけるジャケットヒータの開閉状態を示す要部の拡大図である。 本発明の第二実施形態におけるジャケットヒータを示す断面図である。

以下、本発明に係る呼吸用ガスの加温加湿器の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図２に示す本実施形態の呼吸用ガスの加温加湿器１１０は、例えば、自発呼吸を補助して呼吸障害を治療するためのＣＰＡＰ装置等に接続されて用いられる。ＣＰＡＰ装置は、持続気道陽圧（ＣＰＡＰ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｉｒｗａｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）と呼ばれる方式の補助喚起法を用いて患者に治療を施す装置であり、ネーザルプロング、気管挿管チューブ、鼻マスク等の患者インターフェース２を介して所定量の酸素と空気との混合気体からなる呼吸用ガスを患者に供給する。そして、呼吸用ガスの加温加湿器１１０は、患者に供給される呼吸用ガスを適度の温度及び湿度に維持するために設けられており、ＣＰＡＰ装置から送られる呼吸用ガスは呼吸用ガスの加温加湿器１１０で加温加湿され、患者に供給されるようになっている。

呼吸用ガスの加温加湿器１１０は、図２に示すように、制御部及びヒータ部等が内蔵された加温加湿器本体１と、加温加湿器本体１に着脱可能に設けられたチャンバ３とを備え、チャンバ３内に溜めた水をヒータで加熱しつつ内部空間に呼吸用ガスを通過させることにより、呼吸用ガスを加温加湿できるようになっている。また、チャンバ３には、呼吸用ガスを送り込む供給用ホース４と、加温加湿後の呼吸用ガスをチャンバ３から患者インターフェース２に送り出す送気チューブ５と、チャンバ３内に水を供給する給水部６とが接続されるようになっている。
なお、呼吸用ガスの加温加湿器１１０は、図２に示すように、キャスタ７１により移動自在な架台７上に載置されており、架台７とともに全体を移動可能になっている。また、図示は省略するが、呼吸用ガスの加温加湿器１１０には、チャンバ３内に呼吸用ガスを送り込むためのガス供給機（例えば、ＣＰＡＰ装置）が接続される。

送気チューブ５は、図３に示すように呼吸用ガスの流通経路２１を形成する内側チューブ２０と、図１に示すように内側チューブ２０を包囲して保温加熱するジャケットヒータ１０とを有している。また、この送気チューブ５には、呼吸用ガスの温度を検出する温度センサ７０，８０が設けられている。

送気チューブ５の一方の端部には、図２に示すチャンバ３に接続するための入口側ソケット５０が設けられ、他方の端部には患者インターフェース２に接続するための出口側ソケット６０が設けられている。
入口側ソケット５０は、チャンバ３に接続する接続口５３と、温度センサ７０を取付けるセンサ取付け口５１と、内側チューブ２０が接続される筒部５２とを一体に形成した構成とされる。
出口側ソケット６０は、患者インターフェース２に接続する接続口６３と、温度センサ８０を取付けるセンサ取付け口６１と、内側チューブ２０が接続される筒部６２とを一体に形成した構成とされる。

入口側ソケット５０の筒部５２は接続口５３に連通しており、センサ取付け口５１は、接続口５３に開口するように設けられている。
出口側ソケット６０も入口側ソケット５０の場合と同様であり、筒部６２は接続口６３に連通しており、センサ取付け口６１は、接続口６３に開口するように設けられている。

内側チューブ２０は、一方の端部が入口側ソケット５０の筒部５２に接続され、他方の端部が出口側ソケット６０の筒部６２に接続され、呼吸用ガスの流通経路２１を形成している。
内側チューブ２０は、例えば、軟質な合成樹脂により形成されており、出口側ソケット６０及び入口側ソケット５０は、硬質な合成樹脂によって形成されている。

ジャケットヒータ１０は、図４に示すように、ヒータ保護用の撥水加工された裏布１１と、面状ヒータ１２と、断熱層１３と、撥水性素材よりなる表皮１４とが積層された４層構造で構成されるとともに、各層は糸で縫い合わせることにより固定されており、展開したときには矩形の平面形状を有し、その幅方向の両端部を閉じて筒状に保持することができる留め具１５が設けられている。内側チューブ２０に巻き付ける際には、裏布１１が内周面側になるように設けられる。また、面状ヒータ１２には電源コードが接続され、その端部には、加温加湿器本体１へ接続するためのヒータ線接合コネクタ１６が設けられている。
なお、裏布１１及び表皮１４は、異なる材質のもので構成してもよいし、同じ材質のもので構成してもよい。本発明においては、これら裏布１１及び表皮１４を表面層と称することとする。また、この表面層を撥水性素材により構成してもよいし、通常の布等の素材に撥水加工したものでもよく、本発明においては、これらを含めて「撥水性を有する」と定義している。

このジャケットヒータ１０は、内側チューブ２０の外周部に巻きつけることができる幅と、内側チューブ２０の全長を包囲する長さとを有している。また、この実施形態の場合、留め具１５は線ファスナーによって構成されており、この線ファスナー（留め具１５）は、各端部に設けられる一対の務歯１５ａと、その一対の務歯１５ａをかみ合わせ又は分離するスライダー１５ｂとからなり、スライダー１５ｂを移動させることにより務歯１５ａ間を開閉する構成である。
そして、ジャケットヒータ１０は、留め具１５で幅方向の両端部を留めることで、全体として内側チューブ２０の外周部を包囲する筒状に保持される。

面状ヒータ１２は、例えば、株式会社三機コンシス製の金属繊維ニットタイプの「マイルドウォーマー」や炭素繊維織物タイプの「マトリックスヒーター」などが用いられる。「マイルドウォーマー」は、銀の糸を編んだものがヒータとして使用され、その一方の面は発熱面であり、他方の面は通常の布であり、一方の面と他方の面とは絶縁がなされている。また「マトリックスヒーター」は、炭素繊維糸と銅電極糸の織物で構成されたヒータで、柔軟性と通気性とがよく、炭素繊維からなる発熱部分を銅繊維の電極でマトリックス状に囲っている。
断熱層１３は、例えば、ネオプレンゴムスポンジなどが用いられる。

呼吸用ガスの温度を検出する温度センサ７０，８０は、チャンバ３から送り出された直後の呼吸用ガスの温度を検出する入口側温度センサ７０と、患者インターフェース２への供給直前の呼吸用ガスの温度を検出する出口側温度センサ８０とにより構成される。
入口側温度センサ７０は入口側ソケット５０のセンサ取付け口５１から接続口５３内に挿入され、出口側温度センサ８０は出口側ソケット６０のセンサ取付け口６１から接続口６３内に挿入されており、温度センサ接合コネクタ９０を介して加温加湿器本体１に接続されている。

加温加湿器本体１の制御部において、入口側温度センサ７０（又は入口側温度センサ７０に加えて出口側温度センサ８０）の測定結果に基づいて加温加湿器本体１に内設されたヒータ部の発熱温度を制御し、入口側温度センサ７０と出口側温度センサ８０との測定温度差等により、ジャケットヒータ１０の出力が制御される。
例えば、入口側温度センサ７０の測定で呼吸ガスの温度が３０℃〜３７℃の範囲になるようにヒータ部の発熱温度を制御し、出口側温度センサ８０の測定では入口側温度に対してプラス３℃となる、３３℃〜４０℃の範囲となるようにジャケットヒータ１０の出力が制御される。
この入口側温度に対する出口側温度の制御は、送気チューブ５の長さに応じて固定の数値としてもよいし、使用者が変更可能とできるようにしてもよい。また、必ずしも出口側温度の方が入口側温度よりも高い温度となるような制御でなくてもよいし、その温度差も３℃には限らない。例えば、入口側温度が３７℃で出口側温度が３８℃、もしくは入口側温度が３７℃で出口側温度が３５℃等となるように使用者が変更可能としてもよい。ただし、入口側温度に対してプラス３℃を超える温度上昇は患者へ熱危害のおそれがあるため好ましくない。
なお、出口側温度センサ８０には、温度センサ回路が二回線設けられており、どちらか一方が故障しても他方の温度センサ回路で測定が行える様に形成されている。

内側チューブ２０にジャケットヒータ１０を装着するには、留め具１５による固定を外してジャケットヒータ１０を展開しておき、内側チューブ２０の外周面にジャケットヒータ１０を巻付け、留め具１５（線ファスナー）のスライダー１５ｂを移動しながらジャケットヒータ１０の両端部に設けられている務歯１５ａどうしをかみ合わせることにより、ジャケットヒータ１０を筒状に保持して内側チューブ２０の外周面を包囲することができる。
このジャケットヒータ１０を内側チューブ２０に装着すると、ジャケットヒータ１０の内径はほぼ内側チューブ２０の外径となり、ジャケットヒータ１０が柔軟性を有していることから、蛇腹状の内側チューブ２０の外周面に密接して長手方向にずれにくくなる。また、図１に示すように、ジャケットヒータ１０の両端が出口側ソケット６０の筒部６２の基端部分及び入口側ソケット５０の筒部５２の基端部分に当接することから、出口側ソケット６０及び入口側ソケット５０も実質的にストッパーとなって、ジャケットヒータ１０の長手方向のずれを防止している。したがって、ジャケットヒータ１０によって内側チューブ２０の全長を包囲した状態に維持することができる。

本発明の呼吸用ガスの加温加湿器１１０は、送気チューブ５が内側チューブ２０と着脱可能なジャケットヒータ１０で構成されているので、ディスポーザブル製品である内側チューブ２０は使用後廃棄するが、着脱可能なジャケットヒータ１０は再利用でき経済的である。
また、ジャケットヒータ１０で均一に加温及び保温することで、室内の雰囲気による影響で結露を生じさせることなく十分な加温及び加湿がなされた呼吸用ガスを安定して患者に供給することができる。

なお、第一実施形態では留め具１５として線ファスナーを用いたが、図６に示すように面ファスナーとしてもよい。
図６に示す第二実施形態のジャケットヒータ３０においては、留め具（面ファスナー）４１は、相互に着脱可能な一対の接合半体４１ａ，４１ｂにより形成され、一方の接合半体４１ａはジャケットヒータ１０の幅方向の一方の端部に接合面を外向きにして取付けられ、他方の接合半体４１ｂはジャケットヒータ１０の他方の端部に接合面を内向きに取付けられている。
また、ジャケットヒータ３０の一方の端部の内周部には帯状片４２が突出形成されており、ジャケットヒータ３０を筒状に形成したときに、帯状片４２が他方の端部の内周面に重ねられるようになっている。

この第二実施形態のジャケットヒータ３０を内側チューブ２０に装着するには、ジャケットヒータ３０を展開して内側チューブ２０の外周面に巻付け、留め具４１である面ファスナーの一方の接合半体４１ａの上に他方の接合半体４１ｂを重ね合わせるようにして両接合半体４１ａ，４１ｂを接合することにより、全体を内側チューブ２０に固定することができる。
この固定状態では、前述したように帯状片４２が他方の端部に重ねられるので、その重ねられた部分では、ジャケットヒータ３０の両端部の接合面が屈曲した状態となり、隙間から外気が進入することを確実に防止する効果がある。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に基づいて各種の変更および修正が可能である。
例えば、実施形態では、留め具を線ファスナーや面ファスナーとして示したが、それらに限定するものではなく、ベルト状の物を巻きつけ、そのベルトで結び付ける等の構造としてもよい。

１ 加温加湿器本体
２ 患者インターフェース
３ チャンバ
４ 供給用ホース
５ 送気チューブ
１０ ジャケットヒータ
１１ 裏布（表面層）
１２ 面状ヒータ
１３ 断熱層
１４ 表皮（表面層）
１５ 留め具
２０ 内側チューブ
２１ 呼吸用ガスの流通経路
３０ ジャケットヒータ
４１ 留め具
１１０ 呼吸用ガスの加温加湿器

Claims (5)

1. 呼吸用ガスを加温加湿する加温加湿器本体と、該加温加湿器本体と患者に装着される患者インターフェースとの間を接続して患者に呼吸用ガスを供給する送気チューブとを有し、該送気チューブは、呼吸用ガスの流通経路を形成する内側チューブと、該内側チューブの外周面を包囲する着脱可能なジャケットヒータとを有し、該ジャケットヒータは、柔軟性を有する面状ヒータと、前記内側チューブの外周面を包囲したときに、この包囲状態を保持する留め具とを有していることを特徴とする呼吸用ガスの加温加湿器。
2. 前記ジャケットヒータは、前記面状ヒータの外周面を包囲する断熱層を有していることを特徴とする請求項１に記載の呼吸用ガスの加温加湿器。
3. 前記留め具は、線ファスナー又は面ファスナーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の呼吸用ガスの加温加湿器。
4. 前記ジャケットヒータは、その両面が表面層に覆われており、該表面層は撥水性を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の呼吸用ガスの加温加湿器。
5. 呼吸用ガスを加温加湿する加温加湿器本体と患者に装着される患者インターフェースとの間を接続して患者に呼吸用ガスを供給する送気チューブの外周面を着脱可能に包囲し、前記呼吸用ガスを加温するためのジャケットヒータであって、
   柔軟性を有する面状ヒータと、該面状ヒータに積層された断熱層と、前記送気チューブを包囲したときに両端部を着脱可能に保持する留め具とを有することを特徴とするジャケットヒータ。
   

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