JP2022535780A

JP2022535780A - 患者換気回路中に取り付けるための能動的および受動的加湿装置

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Publication number: JP2022535780A
Application number: JP2021571315A
Authority: JP
Inventors: マーティンファレル、ロナルド; キャリー、ポーリック; ヘネシー、ハリー
Original assignee: セダナメディカルリミテッド
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2022-08-10
Also published as: EP3750584A1; EP3750584B1; EP3750584C0; AU2020282020A1; ZA202109639B; CO2021017894A2; BR112021023926A2; US20220241542A1; ES2969929T3; KR20220045934A; IL288473A; CA3139728A1; ECSP21093092A; WO2020240019A1; CN114390932A; MX2021014542A

Abstract

患者換気回路中に取り付けるための能動的および受動的加湿装置（１）は、人工呼吸器チャンバ（３）および関連する患者チャンバ（４）を有するハウジング（２）であって、関連する患者チャンバ（４）が、人工呼吸器チャンバ（３）と患者チャンバ（４）との間に取り付けられたガス透過性フィルタ（５）を介して人工呼吸器チャンバ（３）と連通している、ハウジング（２）を備える。このフィルタ（５）は、患者から受け取った熱および水分を捕捉して、折り返し患者に戻すように、使用中に動作可能な受動的加湿器を形成する。人工呼吸器チャンバ（３）は、人工呼吸器に接続するための人工呼吸器コネクタポート（９）を有する。患者チャンバ（４）は、患者呼吸チューブ（１３）に接続するための患者コネクタポート（１０）を有する。湿度発生装置（１５）は、ハウジング（２）中に統合されており、患者チャンバ（４）から患者コネクタポート（１０）を通って患者に送達される空気の湿度を制御するように動作可能であり、呼吸する空気の能動的加湿を提供する。装置（１）の湿度発生装置（１５）、空気流センサ（３８）、温度センサ（３９）、およびセラミックヒータプレート（４０）はすべて、湿度発生装置（１５）およびヒータプレート（４０）の動作を調整して、患者チャンバ（４）から患者に送達される空気を所望の温度および湿度に維持する、関連するコントローラに接続されている。【選択図】図２

Description

序文
本発明は、患者の救命救急換気に使用するための装置に関する。

機械的に換気されている患者は、患者の呼吸ガスに熱および水分が供給／提供される必要があり、さもなければ、合併症が生じる。加湿の初期の方法は、能動的加湿と呼ばれる、呼吸流に蒸気を生成するために水を加熱またはバブリングするための装置に基づいていた。能動的加湿は、６０年を超えて使用されてきており、それが水分を多量に供給するという点で患者のために非常に有効であると考えられており、かつそれが３７℃の温度に達し、４４ｍｇＨ_２Ｏ／ｌの水分を送達できるという点で、人間の体の生理学的な加湿と一致すると主張されている。徹底的なテストにより、一般的な既知の能動的加湿装置は、患者の３７℃で４４ｍｇＨ_２Ｏ／ｌの主張されたレベルに達しないことが示された。その３７℃で４４ｍｇＨ_２Ｏ／ｌを送達する性能が認識されているため、能動的加湿は多くの医師が使用する好ましい方法だが、患者が長期の鎮静状態にある場合、小児患者の場合、または患者の酸素摂取量が少ないかもしくは粘り強い分泌物がある場合など、特定の適応症にも必要であると信じられている。能動的加湿には、水分の蓄積および貯留を防ぐために、追加のチューブおよび加熱された呼吸チューブを備えた人工呼吸器上に取り付けられた、かさばる蒸気発生機器が必要になるという欠点がある。

受動的加湿は３０年前頃に効果的に導入され、患者からの熱および水分を捕捉して、折り返すように設計された、特別なフィルタ材料を含むプラスチック製の筐体を伴う。受動的熱水分交換器（ＨＭＥ）は、Ｙピースと気管内チューブ（ＥＴチューブ）との間の呼吸回路中に設置されており、それは、患者の呼気から熱および水分を捕捉し、吸気時に熱および水分を患者に放出する。

ＨＭＥには、追加の機器を必要としないコンパクトさという利点がある。ＨＭＥは約７０～８０％の効率で動作し、通常は約３３ｍｇＨ_２Ｏ／ｌを患者に戻し、これにより、特定の条件での使用に不確実性が生じる。例えば、ほとんどの学派は、ＨＭＥは長期の鎮静状態下にある患者、または小児科もしくは他の特定の適応症のある患者での使用には適していないと信じている。いくつかの欠点にもかかわらず、ＨＭＥは特に成人および短期間の静脈内鎮静に広く使用されるようになった。

この特許出願の主題である本発明の目的は、能動的および受動的加湿の前述の欠点に対処することである。受動的加湿に有意義な能動的加湿を組み合わせると、多くの課題が提議される。これらの課題を解決するためにこれまで多くの試みがあったが、すべてが限られた成功しか収めていない。したがって、患者換気回路中に取り付けるための改良された能動的および受動的加湿装置が必要である。

本発明はまた、揮発性鎮静薬を気化および折り返す／保守するための、人工呼吸器回路のＥＴチューブとＹピースとの間の挿入用の鎮静装置に関する。この種類の鎮静装置は、本質的に、活性炭フィルタによって人工呼吸器チャンバおよび患者チャンバに分離された内部を有するハウジングを備える。人工呼吸器チャンバは人工呼吸器に接続し、患者チャンバは患者に接続する。患者チャンバ中に取り付けられた蒸発器は、呼吸中に揮発性鎮静薬を患者に送達するように動作可能である。患者が鎮静薬を吐き出すたびに、呼吸ガスからの熱および水分がフィルタによって捕捉され、続いて次の吸気中に気流内に放出され戻される。したがって、フィルタは、揮発性鎮静薬を折り返すことに加えて、患者が吸入した空気中の湿度レベルを維持する受動的加湿器を形成する。熱および水分を捕捉して患者に戻すことで、肺組織または患者の分泌物の乾燥など、人工換気に関連する悪条件が生じる危険性が減少するだけでなく、体から失われる呼吸熱の量が大幅に減少する。鎮静装置によって提供される受動的加湿は、空気温度約３３℃および相対湿度約７９％を維持することができる。ただし、機械的に換気されている患者にとっての理想的な加湿量は、空気温度３７℃で絶対湿度４４ｍｇＨ_２Ｏ／Ｌであり、１００％の相対湿度がもたらされることである。

本発明は、これらの問題に対処しようとする既存の能動的および受動的提供物の限界に対処することを目的としている。

ＷＯ２０１８／０３５５７９Ａ１は、加湿器および関連する気化器を介して送達するための呼吸可能な空気の流れを発生させて、患者に送達する前に呼吸可能な空気を加湿するための呼吸圧治療装置を開示している。装置は、任意で、気化器の下流、すなわち気化器の患者側にある熱および水分交換モジュールを含み得る。

本発明によれば、患者換気回路中に取り付けるための能動的および受動的加湿装置であって、
人工呼吸器チャンバおよび関連する患者チャンバを有するハウジングであって、関連する患者チャンバが人工呼吸器チャンバと患者チャンバとの間に取り付けられたガス透過性フィルタを介して人工呼吸器チャンバと連通しており、
当該フィルタが患者から受け取った熱および水分を捕捉して折り返し当該患者に戻すように動作可能な受動的加湿器を形成しており、
人工呼吸器チャンバが人工呼吸器に接続するための人工呼吸器接続ポートを有し、
患者チャンバが患者呼吸チューブに接続するための患者コネクタポートを有する、ハウジングと、
ハウジング上に取り付けられ、かつ患者チャンバ内に水分を排出するように動作可能である、湿度発生装置と、を含み、
ヒータが患者チャンバ内に取り付けられており、温度センサが患者チャンバ内に取り付けられおり、湿度発生装置、ヒータ、および温度センサが、ヒータおよび湿度発生装置の動作を調整して患者チャンバから患者に送達される空気を所望の温度および湿度に維持するように動作可能である、関連するコントローラに接続されていることを特徴とする、装置が提供される。

有利なことに、能動的加湿器装置は、フィルタによって促進される受動的加湿と連携して動作し、患者への送達のために空気を所望の最適な加湿に維持する。

本発明の一実施形態では、空気流センサが、ハウジング内に取り付けられて、ハウジングを通る空気の動きを検出し、空気流センサはコントローラに接続されており、コントローラは、湿度発生装置が患者の吸入中にコントローラによってオンに切り替えられ、かつ患者の呼気中にコントローラによってオフに切り替えられるように、湿度発生装置の動作を調整する。

本発明の別の実施形態では、コントローラは、患者の吸入が終了する前の予め設定された時間間隔で湿度発生装置をオフに切り替えるように動作可能である。

本発明の別の実施形態では、ヒータは、患者チャンバ内に取り付けられたヒータプレートを備える。

本発明の別の実施形態では、ヒータプレートは、患者チャンバの外壁の輪郭に対応するように形作られている。

本発明の別の実施形態では、ヒータプレートは、患者チャンバの外壁に対して取り付けられている。

本発明の別の実施形態では、ヒータプレートは、患者チャンバの外壁から間隔を置いて取り付けられている。

本発明の別の実施形態では、ヒータプレートは、ヒータプレートの内面上に外向きに突出しているフィンを有する。

本発明の別の実施形態では、ヒータは、セラミックヒータプレートである。

本発明の別の実施形態では、断熱要素が、ヒータプレートの外側の患者チャンバ上に取り付けられている。

本発明の別の実施形態では、断熱要素は、患者チャンバの外壁の外面上に取り付けられている。

本発明の別の実施形態では、断熱要素は、断熱要素を通過する配線導管を有する。

本発明の別の実施形態では、患者チャンバは、患者チャンバ中に収集されたあらゆる水分を患者コネクタポートに向かって送達するために、患者コネクタポートに向かって下向きに傾斜する底壁を有する。

本発明の別の実施形態では、カウルが、空気流センサの周りに取り付けられており、カウルは、人工呼吸器コネクタポートの外端に面する開口を有する。

本発明の別の実施形態では、空気流センサは、ハウジングを通る空気流の方向を検出するように動作可能である。

本発明の別の実施形態では、空気流センサは、ハウジングを通る空気流の体積を検出するように動作可能である。

本発明の別の実施形態では、空気流センサは、人工呼吸器接続ポートまたは人工呼吸器チャンバ内に取り付けられている。

本発明の別の実施形態では、揮発性麻酔薬を患者チャンバ内に送達するために、蒸発器が患者チャンバ内に取り付けられている。

本発明の別の実施形態では、湿度発生装置は、ハウジングと取り外し可能に係合可能である。

本発明の別の実施形態では、湿度発生装置は、ハウジングと一体である。

本発明の別の実施形態では、湿度発生装置は、患者チャンバ内に取り付けられている。

本発明の別の実施形態では、湿度発生装置は、患者コネクタポートに、またはそれに隣接して取り付けられている。

別の実施形態では、加湿器取り付けチャンバが、患者コネクタポートに隣接するハウジング中に形成されており、湿度発生装置は、加湿器取り付けチャンバ内に収容されており、通路が、加湿器チャンバと、湿度発生装置が内部に取り付けられている患者コネクタポートとの間を接続している。

別の実施形態では、温度センサは、患者チャンバからの出口に位置決めされており、かつ湿度発生装置の下流の、湿度発生装置と患者コネクタポートの流出口との間に配置されている。

本発明は、添付の図面を参照して、例としてのみ与えられた、そのいくつかの実施形態の以下の説明によってより明確に理解されるであろう。
本発明による患者換気装置の斜視図である。図１に示す装置の断面斜視図である。図１に示す装置の立面図である。図１に示す装置の断面立面図である。図１に示す装置を組み込んだ患者換気システムの概略図である。本発明のさらなる実施形態による別の患者換気装置の斜視図である。図６に示す装置の断面斜視図である。図６に示す装置の立面図である。図６に示す装置の断面立面図である。別の患者換気装置の概略断面立面図である。本発明による別の患者換気装置の断面立面図である。図１１の装置の一部を示す拡大詳細断面立面図である。本発明の別の実施形態による鎮静装置の断面立面図である。本発明の別の実施形態による鎮静装置の断面立面図である。本発明の別の実施形態による鎮静装置の断面立面図である。本発明の別の実施形態による鎮静装置の断面立面図である。本発明の別の実施形態による鎮静装置の断面立面図である。本発明の別の実施形態による鎮静装置の断面立面図である。

図面を参照し、最初にその図１～図５を参照すると、患者換気回路中に取り付けるための、概して参照番号１によって示されている、本発明による能動的および受動的加湿装置が示されている。装置１は、人工呼吸器チャンバ３および関連する患者チャンバ４を有するハウジング２であって、関連する患者チャンバ４が、人工呼吸器チャンバ３と患者チャンバ４との間に取り付けられたガス透過性フィルタ５を介して人工呼吸器チャンバ３と連通している、ハウジング２を備える。フィルタ５は、カーボンフィルタ要素６と、カーボンフィルタ要素６の底面に対して取り付けられた、関連する抗菌フィルタ要素７と、を備える。このフィルタ５は、患者８（図５）から受け取った熱および水分を捕捉して、折り返し患者８に戻すように、使用中に動作可能な受動的加湿器を形成する。

人工呼吸器チャンバ３は、人工呼吸器１１に接続するための人工呼吸器コネクタポート９を有する。患者チャンバ４は、患者呼吸チューブ１３に接続するための患者コネクタポート１０を有する。蒸発器は、この場合、気化ロッド１２によって提供され、患者チャンバ４内に取り付けられている。湿度発生装置１５は、ハウジング２中に統合されており、患者チャンバ４から患者コネクタポート１０を通って患者８に送達される空気の湿度を制御するように動作可能である。

特に図３および図４を参照すると、ハウジング２は、プラスチック材料で簡便に作製することができ、２つの部分で提供され、一緒に固定してハウジング２を形成する。これらの２つの部分は、人工呼吸器チャンバハウジング１８および関連する患者チャンバハウジング１９を備える。人工呼吸器チャンバハウジング１８は、患者チャンバハウジング１９上の関連する直立した周辺リム２２の外側に摺動自在に係合しかつ適合する、下向きにぶら下がった周辺スカート２１を備えた上壁２０を有し、チャンバハウジング１８、１９は、組み立て時に一緒に溶接または一緒に接着して固定される。患者チャンバ４の外壁または底壁２３は、患者チャンバ４中に収集されたあらゆる水分を患者コネクタポート１０に向けて排出するために便利よく傾斜していることに留意されたい。

加湿器取り付けチャンバ２４は、患者コネクタポート１０に隣接してハウジング２中に形成されている。湿度発生装置１５は、加湿器取り付けチャンバ２４内に収容されている。通路２５は、加湿器チャンバ２４と、患者コネクタポート１０との間を接続し、湿度発生装置１５が内部に取り付けられている。ガスサンプリングポート２７は、患者コネクタポート１０の外側に突出し、患者８に送達された麻酔薬包有量を測定するためのガスサンプリング装置２８に接続することができる。

加湿器装置１５は、通路２５中に取り付けられているハウジング３０を備えており、ハウジング３０はハウジング３０の底部に蒸気流出口３２を有する。ハウジング３０の上部にある水注入口３４は、気化のための水または生理食塩水をハウジング３０に送達し、続いて、蒸気流出口３２を通って患者コネクタポート１０内に水蒸気または生理食塩水蒸気を排出することを可能にする。水または生理食塩水の供給は、鎮静装置１上の補充可能な貯溜器を経由して、またはより好ましくは、図５に示されるように、遠隔給水源もしくは貯溜器３６からの給水ライン３５のいずれかによって提供され得る。

湿度発生装置１５は、湿度発生装置１５の動作を調整する、関連するコントローラ３７に接続されている。関連する空気流センサ３８は、人工呼吸器コネクタポート９に取り付けられており、コントローラ３７にも接続されている。温度センサ３９は、患者コネクタポート１０に取り付けられており、コントローラ３７に接続されている。温度センサ３９は、患者チャンバ４からの出口に位置決めされており、かつ湿度発生装置１５の下流、すなわち、湿度発生装置１５と、患者８に接続する患者コネクタポート１０の流出口１４との間に配置されており、吸入時に患者８に送達される加湿空気の温度の正確な読み取りを保証する。

患者チャンバ４には、患者チャンバ４の湾曲した底壁２３の内面にぴったりと順応しかつ適合する、特別に設計されたセラミックヒータプレート４０が装着されている。ヒータプレート４０は、底壁２３の内部輪郭に対応するように形作られており、底壁２３に対して入れ子になっている。ヒータプレート４０は、コントローラ３７に接続されており、センサ３８、３９、および湿度発生装置１５と協働する。ヒータプレート４０は、患者チャンバ４内の迅速かつ均一な温度制御を促進するために比較的大きな表面積を有する。患者チャンバ４は、耐熱性であるが生体適合性材料から作製され得る。

患者チャンバ４の外面には、セラミックヒータプレート４０によって患者チャンバ４内で発生する熱から患者、医療専門家、および環境を保護するための断熱要素４２が装着されている。断熱要素４２は、患者チャンバ４の外面の輪郭に一致し、装置１の人間工学的取り扱いを支持するように、適切に形作られている。便利なことに、断熱要素４２は、センサ３８、３９、および湿度発生装置１５とコントローラ３７との接続を容易にすることができ（またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈセンサを有し得る）、かつヒータプレート４０、湿度発生装置１５、およびセンサ３８、３９をコントローラ３７に接続するすべての配線３３を組み込むこととなる。

ヒータプレート４０および湿度発生装置１５の動作を制御することによって、温度および水分出力の範囲を、３３℃および３５．５ｍｇＨ_２Ｏ／ｌ～最大３７℃および４４ｍｇＨ_２Ｏ／ｌに達成できる。

人工呼吸器チャンバ３中に取り付けられた空気流センサ３８は、吸気の開始および終了を検出することとなり、コントローラ３７は、吸気が終了する前の所定の時点で水分の送達を停止することとなる。これにより、患者がフィルタ５上に過剰な水分を吐き出すのを防ぐ。

空気流センサ３８は、装置１を通る空気流の方向を感知するように動作可能である。それはまた、患者８による吸入および呼気ごとに装置１を通って移動する空気の量を測定する。空気流センサ３８は、コントローラ３７と協働して、流量および流れの継続時間を判定することとなり、その学習された履歴を使用して、湿度発生装置１５に、予め設定された温度で必要な相対湿度を達成する正しい量の水分を送達するように指示することとなる。

特に図５を参照すると、装置１は、概して参照番号５０によって示されている、患者換気システムに組み込まれて示されている。人工呼吸器コネクタポート９は、Ｙコネクタピース５１および関連する人工呼吸器チューブ５２によって人工呼吸器１１に接続されている。気管内チューブ１３は、患者コネクタポート１０と患者８との間を接続している。麻酔薬送達装置５５は、供給ライン５６を介して、装置１内の気化ロッド１２と接続している。装置１のガスサンプリングポート２７は、ガスサンプリングライン５７を介して、測定された麻酔薬濃度を表示するための表示画面を有するガスサンプリング装置２８と接続している。

使用中、装置１は、通常の方法で、人工呼吸器１１と患者８との間の換気システム５０中に取り付けられている。選択された投与量の揮発性鎮静薬は、患者８による吸入のために、蒸発器１２によって患者チャンバ４内の空気内に送達される。患者８が息を吐くと、吐き出された空気は鎮静装置１を通過し、鎮静薬、熱、および水分はフィルタ５によって捕捉され、続く患者８による次の吸入時に空気内に放出されて戻される。したがって、フィルタ５は、患者８によって呼吸される空気の受動的加湿を提供する。このようにして、鎮静装置は約３３℃の空気温度で２８ｍｇＨ_２Ｏ／Ｌの絶対湿度で動作することとなり、７９％の相対湿度をもたらす。湿度発生装置１５の動作によるこの受動的加湿に加えて、３７℃の空気温度で４４ｍｇＨ_２Ｏ／Ｌの絶対湿度を提供し、１００％の相対湿度をもたらす、最適な空気条件を達成および維持することができる。

コントローラ３７は、湿度発生装置１５およびヒータプレート４０の動作を制御する。空気流センサ３８は、空気が人工呼吸器１１に出入りしているかどうかを感知する。コントローラ３７は、患者の吸入中にコントローラ３７によってオンに切り替えられ、患者の呼気中にコントローラ３７によってオフに切り替えられるように、湿度発生装置１５の動作を調整する。コントローラ３７は、患者の吸入が終了する前に、事前に設定された時間間隔で能動的湿度発生装置１５をオフに切り替えることに留意されたい。ヒータプレート４０は、患者８に送達される空気の温度を制御するように動作可能である。温度センサ３９は、患者コネクタポート１０で空気温度を感知し、コントローラ３７は、所望の空気温度を達成するためにヒータプレート４０の動作を制御する。さらに、感知された温度に応答して、コントローラ３７は、患者８に送達される空気中の所望の相対湿度を達成するために、湿度発生装置１５を操作する。通常、これは１００％の相対湿度であるか、またはそれに近づくこととなり、最大３７℃までの範囲の制御された一定温度で８５％～１００％の相対湿度の望ましい範囲内で制御され得る。より好ましくは、湿度は、９５％～１００％の相対湿度に制御され、最も好ましくは、約９５％の相対湿度に制御され、これは、レインアウトおよび起こり得る過剰な水分の蓄積を有利に回避する。

コントローラ３７は、空気流センサ３８および温度センサ３９からの入力を使用して、ヒータプレート４０および湿度発生装置１５の動作を調整し、患者８に送達される空気を所望の温度および湿度に維持する。

有利なことに、本発明の装置１は、比較的コンパクトであり、人工呼吸器１１と患者８とを連通させる呼吸チューブ１３内にすぐに容易に挿入することができる。

ここで図６～図９を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号６０によって示されている、本発明の第２の実施形態による別の能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。これは、前述の装置１と大部分は同様であるが、この場合、装置６０中には、人工呼吸器１１と患者８との間に送達される空気の受動的および能動的加湿の両方を備えた装置として機能する蒸発器が組み込まれていない。

ここで図１０を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号７０によって示されている、本発明の第３の実施形態による別の能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。この場合、セラミックヒータプレート４０は、患者チャンバ４の底壁２３から間隔を置いており、セラミックヒータプレート４０と底壁２３との間に隙間７１を残し、これが装置７０の外部からヒータプレート４０をさらに断熱することに留意されたい。断熱要素４２は、断熱要素４２を通過する配線導管７２を有し、湿度発生装置１５、センサ３８、３９、およびヒータプレート４０をコントローラ３７に接続している配線３３、７３の通過を可能にすることにも留意されたい。

ここで図１１および図１２を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号８０によって示されている、本発明の第４の実施形態による別の能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。この場合、カウル８１が空気流センサ３８の周りに取り付けられている。カウル８１は、人工呼吸器コネクタポート９の外端８３に面する開口８２を有する。したがって、空気は、装置８０を通って人工呼吸器１１に向かって流れ、すなわち、患者が息を吐き出すときは、カウル８１の周りを通過し、空気流センサ３８から遮蔽される。つまり、空気流センサは呼気から保護されている。空気流センサ３８は、開口８２のおかげで、人工呼吸器１１から患者８に進む、すなわち、患者８が吸入するときの空気流にさらされる。

ここで図１３を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号９０によって示されている、本発明の第５の実施形態による能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。この場合、湿度発生装置は、患者チャンバ４内の装置９０内の、患者チャンバハウジング１９の底壁２３の内面上に取り付けられた加熱プレート９１によって形成されている。ヒータプレート９１の上方の患者コネクタポート１０の側面にある関連する水注入口ポート９２は、患者チャンバ４内に水を送達するための給水源に接続することができ、患者チャンバ４でヒータプレート９１によって水が加熱および気化される。

ここで図１４を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号１００によって示されている、本発明の第６の実施形態による能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。この場合、内端１０３を有する管状ハウジング１０２を有する、取り外し可能な湿度発生装置１０１が提供され、内端１０３は、湿度発生装置１０１をハウジング２上に取り付けるために患者コネクタポート１０と係合可能である。加熱プレート９１は、水注入口ポート９２の下方のハウジング１０２の底部に取り付けられている。

ここで図１５を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号１１０によって示されている、本発明の第７の実施形態による別の能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。この場合、ヒータプレート１１１が患者チャンバ４内に取り付けられており、患者コネクタポート１０上に取り付けられている湿度発生装置１１２と協働して、患者チャンバ４内の空気を加湿する。

ここで図１６を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号１２０によって示されている、本発明の第８の実施形態による能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。これは、図１５に示す装置に似ている。この場合、患者コネクタポート１０と取り外し可能に係合可能な内端１２３を備えた管状ハウジング１２２を有する、取り外し可能な湿度発生装置１２１が提供される。ヒータプレート１１１は、湿度発生装置１２１のハウジング１２２内に取り付けられており、湿度発生装置１２１によって発生した水蒸気を加熱する。

ここで図１７を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号１３０によって示されている、本発明の第９の実施形態による能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。この場合、湿度発生装置は、フィルタ５の下側の患者チャンバ４内に取り付けられた炭素抵抗パネル１３１によって形成されている。炭素抵抗パネル１３１は、患者コネクタポート１０上に取り付けられている湿度発生装置１１２によって発生して患者チャンバ４内に送達される気化水を加熱するための炭素抵抗パネル１３１を加熱するための電源に接続されている。

ここで図１８を参照すると、患者換気回路５０中に取り付けるための、概して参照番号１４０によって示されている、本発明の第１０の実施形態による能動的および受動的加湿装置が示されている。前述の部品と同様の部品には、同じ参照番号が割り当てられている。これは、図１７に示されている配置と同様であるが、この場合、湿度発生装置１４１は、患者コネクタポート１０と取り外し可能に係合可能な内端１４３を有する。湿度発生装置１４１は、管状ハウジング１４２を有し、水がそこを通過し気化され、ハウジング１４２の内面上にある加熱された炭素抵抗パネル１３１によってハウジング１４２内で加熱される。

例えば、有孔圧電プレート、超音波振動プレート、有孔プレートを通して水を圧搾するための注射器気化器、注射もしくは注入装置、または加熱された芯を含む、任意の適切な湿度発生装置が本発明の装置中に採用され得ることが理解されよう。

さらに、本発明の装置中に提供されるヒータプレートは、任意の適切な材料および構造のものであり得ることが理解されよう。

本発明の装置および方法は、以下を含む、既存の能動的および受動的加湿装置に勝る多くの利点を提供する：
標準のＨＭＥ装置の性能を超えて最大３７℃および４４ｍｇＨ_２Ｏ／ｌの制限までの漸増的な加湿の送達を提供。
ＨＭＥ装置の性能を超える温度範囲で漸増的な加湿の送達を制御する能力。
装置中に蓄積する可能性のある付加的な水分に対処する方法を提供する。
体積制御以外の多くの換気モードに対応する方法の提供。
必要な温度に達することができるが、酸素が豊富な環境で安全である加熱方法の提供。
装置の熱が患者、医療専門家、または使用環境に影響を与えるのを防ぐ方法を提供すること。
装置の主要構成要素間で安全かつ個別の電力および連通を提供する方法の提供。
高感度のフィルタ上に過剰な水分が吐き出されるのを防ぐ方法の提供。
吸入の継続時間にわたって熱および水分を送達するが、吸入の終了前の所定の時点で中止する方法の提供。
空気流センサを人工呼吸器コネクタポートまたは人工呼吸器チャンバ内に位置決めすることにより、水分、分泌物、および麻酔薬のない安全かつ清潔な環境で空気流を測定する方法を提供する。

「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」および「ｉｎｃｌｕｄｅ」という用語、ならびに文法上の理由で必要とされるそれらの派生語は、互換性があると見なされ、可能な限り広い解釈が与えられる。

本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で構造および詳細が変更され得る。

Claims

患者換気回路（５０）中に取り付けるための能動的および受動的加湿装置（１）であって、
人工呼吸器チャンバ（３）および関連する患者チャンバ（４）を有するハウジング（２）であって、前記患者チャンバ（４）が、前記人工呼吸器チャンバ（３）と前記患者チャンバ（４）との間に取り付けられたガス透過性フィルタ（５）を介して前記人工呼吸器チャンバ（３）と連通しており、
前記フィルタ（５）が患者（８）から受け取った熱および水分を捕捉して、折り返し前記患者（８）に戻すように動作可能な受動的加湿器を形成しており、
前記人工呼吸器チャンバ（３）が人工呼吸器（１１）に接続するための人工呼吸器接続ポート（９）を有し、
前記患者チャンバ（４）が患者呼吸チューブ（１３）に接続するための患者コネクタポート（１０）を有する、ハウジング（２）と、
前記ハウジング（２）上に取り付けられており、かつ前記患者チャンバ（４）内に水分を排出するように動作可能である湿度発生装置（１５）と、を含み、
ヒータ（４０）が前記患者チャンバ（４）内に取り付けられており、温度センサ（３９）が前記患者チャンバ（４）内に取り付けられおり、前記湿度発生装置（１５）、前記ヒータ（４０）、および前記温度センサ（３９）が、前記ヒータ（４０）および前記湿度発生装置（１５）の動作を調整して前記患者チャンバ（４）から患者（８）に送達される空気を所望の温度および湿度に維持するように動作可能である、関連するコントローラ（３７）に接続されていることを特徴とする、装置（１）。
空気流センサ（３８）が、前記ハウジング（２）内に取り付けられており、前記ハウジング（２）を通る空気の動きを検出し、前記空気流センサ（３８）が、前記湿度発生装置（１５）が患者の吸入中に前記コントローラ（３７）によってオンに切り替えられ、かつ患者の呼気中に前記コントローラ（３７）によってオフに切り替えられるように、前記湿度発生装置（１５）の動作を調整する前記コントローラ（３７）に接続されている、請求項１に記載の装置（１）。
前記コントローラ（３７）が、患者の吸入が終了する前の予め設定された時間間隔で前記湿度発生装置（１５）をオフに切り替えるように動作可能である、請求項２に記載の装置（１）。
前記ヒータが、前記患者チャンバ（４）内に取り付けられたヒータプレート（４０）を備え、前記ヒータプレート（４０）が、前記患者チャンバ（４）の外壁（２３）の輪郭に対応するように形作られている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。
前記ヒータプレート（４０）が、前記患者チャンバ（４）の前記外壁（２３）に対して取り付けられている、請求項４に記載の装置（１）。
前記ヒータプレート（４０）が、前記患者チャンバ（４）の前記外壁（２３）から間隔を置いて取り付けられている、請求項４または５に記載の装置（１）。
前記ヒータプレート（４０）が、前記ヒータプレート（４０）の内面上に外向きに突出しているフィンを有する、請求項４～６のいずれか一項に記載の装置（１）。
前記ヒータが、セラミックヒータプレート（４０）である、先行請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。
断熱要素（４２）が、前記ヒータプレート（４０）の外側の前記患者チャンバ（４）上に取り付けられている、請求項４～８のいずれか一項に記載の装置（１）。
前記断熱要素（４２）が、前記断熱要素（４２）を通過する配線導管（７２）を有する、請求項９に記載の装置（１）。
前記患者チャンバ（４）が、前記患者チャンバ（４）中に収集されたあらゆる水分を前記患者コネクタポート（１０）に向かって送達するために、前記患者コネクタポート（１０）に向かって下向きに傾斜する底壁（２３）を有する、先行請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。
カウル（８１）が、前記空気流センサ（３８）の周りに取り付けられており、前記カウル（８１）が、前記人工呼吸器コネクタポート（９）の外端（８３）に面する開口（８２）を有する、請求項２～１１のいずれか一項に記載の装置（１）。
前記空気流センサ（３８）が、前記ハウジング（２）を通る空気流の方向を検出するように動作可能である、請求項２～１２のいずれか一項に記載の装置（１）。
前記空気流センサ（３８）が、前記ハウジング（２）を通る空気流の体積を検出するように動作可能である、請求項２～１３のいずれか一項に記載の装置（１）。
前記空気流センサ（３８）が、前記人工呼吸器接続ポート（９）または前記人工呼吸器チャンバ（３）内に取り付けられている、請求項２～１４のいずれか一項に記載の装置（１）。
加湿器取り付けチャンバ（２４）が、前記患者コネクタポート（１０）に隣接する前記ハウジング（２）中に形成されており、前記湿度発生装置（１５）が、前記加湿器取り付けチャンバ（２４）内に収容されており、通路（２５）が、前記加湿器チャンバ（２４）と、前記患者コネクタポート（１０）との間を接続し、前記湿度発生装置（１５）が内部に取り付けられている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。
前記温度センサ（３９）が、前記患者チャンバ（４）からの出口に位置決めされており、かつ前記湿度発生装置（１５）の下流の、前記湿度発生装置（１５）と前記患者コネクタポート（１０）の流出口（１４）との間に配置されている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。
揮発性麻酔薬を前記患者チャンバ（４）内に送達するために、蒸発器（１２）が前記患者チャンバ（４）内に取り付けられている、先行請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。