JP4603476B2 - 加熱加湿された呼吸ガスを供給する高流量加湿器 - Google Patents

Description

本発明は、一般に改良型加湿呼吸ガス供給システムに関し、特に呼吸ガスがベンチュリ効果を利用した加熱ジェットシステムにより加温・加湿された改良型加湿呼吸ガス供給システムに関する。好ましい閉鎖システムの実施形態では、滅菌された水を、ユーザー供給システムで形成された全ての凝縮液を再利用のためこのシステムにもどす第１オリフィスに隣接して通過する駆動呼吸ガスによって容器から吸引し、第２のオリフィスに隣接してその滅菌された水を駆動ガスに接触させ、加温して加湿器ユーザーに供給されるミストにその液体を分散させる。

補助呼吸を必要とする人々には、補給酸素が頻繁に供給される必要がある。酸素治療は全ての救急病院及び非救急施設で広く用いられ、最近は救急病院のみで年間７０００万人を超える患者に処方されている。呼吸困難になっている多くの患者への即効性があるのに酸素治療の禁忌が殆どない。最近の手順では患者のインターフェイス装置の序列をつけることを要求しており、その選定される装置は治療用に選ばれた酸素のレベルによっている。多くの人によって最も快適であると考えられているそのようなインターフェイス装置の１つが鼻カニューレである。鼻カニューレは使用者の鼻孔近くに置かれ、酸素、補給酸素と空気の混合物、ヘリオックス、又はこれらの別の構成、又は他の呼吸ガスの気流がこの鼻カニューレを通して使用者に供給される。この鼻カニューレによる供給は低速の呼吸ガスを受ける使用者にとっては快適であるが、流速が１分あたり５〜６リットル（lpm)を超過する場合は患者にとって鼻カニューレは非常に不快である。高酸素濃度又は特定の酸素濃度が要求された場合には、酸素マスクが必要である。従って酸素の増加の要求に応じてマスクシステムの進歩が必要になる。

滅菌水、医薬を含むような他の液体のエアゾール化の工程は、当業者に公知の方法である。鼻カニューレはそのようなエアゾールを供給するのに好ましい方法である。何故なら、それは、患者にとってかなり我慢できるものであり、抜けにくいからである。更に、鼻カニューレを使用すると、上記マスクによって生じる顔の擦れのような患者への有害作用が殆どなく、鼻カニューレを通し治療を受けている患者がその鼻カニューレを取らずに飲食したり話が出来るのである。呼吸管理の療法・治療のための安価、個人用、高流速の鼻カニューレを供給することが非常に望ましいことであろう。

本発明は関連する技術について１つ又はそれ以上の問題点又は欠点を克服することを目的とする。本発明の好ましい実施形態についての以下の詳細な記載から、一層容易に理解され完全に評価されるように、本発明は、安価な、個人用、使い捨て呼吸ガス供給システムに具現化されている。そのシステムでは、第１オリフィスに近接して通過する駆動呼吸ガスにより滅菌液容器から滅菌液を吸引する。この第１オリフィスは、供給システムの一部を減圧又は「真空」にする。供給システムは、ユーザーの供給システム内に生じた凝縮液を、そのシステムでの再利用のためその第１オリフィスから吸引する。この駆動ガスは、また第２オリフィスに近接して通され、それにより噴出した滅菌液が、駆動ガスと接触して分散されミストとなる。この微粒化したミストは次に暖められてユーザーに供給される。

本発明の更なる目的と、それに寄与する追加特性、そこから発生する利点などは、添付の図面に示される本発明の好ましい実施例についての次の記載から明らかになるであろう。

以下、改良された加湿器の好ましい実施例を図面を参照して説明する。この加湿器は、好ましくは主としてプラスチックで成形され、且つベース１０とカバー２０を有してその両者で湿度発生室１００を形成し、その中で滅菌水のような液体を蒸発させユーザーに供給する。カバー２０はミスト発生流量制御室２１を有し、その中に、液体分散・吸引力発生ヘッド２２が担持され、それによって暖かい湿った呼吸ガスが作られ、ユーザーに供給されるとともに、供給導管３０に形成された凝縮液がこのミスト発生流量制御室に戻され再利用される。

ベース１０は底面加熱板１１を有しているが、これはニューハンプシャー州キーン市のスミスメディカルＡＳＤ社から入手可能な表面接触ヒーター５（例えばモデル番号Ｐ２００００）から熱エネルギーが伝達される熱伝導物質からなるものである。ベース１０の最下部には、そこから下方に伸びている円筒形カラー１２があり、その内側は、滅菌水の標準容器８の外ネジを受ける内ネジ１３となっている。カラー１２の頂部は、下方に向かってスロープ状又は漏斗状になっている部分１４を有し、部分１４は、その容器がベース１０とネジ嵌合して水漏れのないシールを形成する際に容器８の頂部開口と係合するように配置されている。ベース１０の頂部には外ネジ１５があり、これによりベース１０はヒーター５と係合し、ヒーター５からの熱エネルギーを効率よく加熱板１１に伝達する。

カバー２０はベース１０に対して密封され、液体分散・吸引力発生ヘッド２２及び放出口２３を担持しており、その放出口を通して、酸素、ヘリオックス、空気などの、加熱された湿気を持った呼吸ガスをユーザー即ち患者に供給している。放出口２３の底は開放されていて、呼吸ガスは外側へと流れて放出導管３０に向かい、そこから使用者へとその処理ガスが送られる。放出管３０の遠位端には、水分捕集用カニューレコネクタ４０が連結されており、そのコネクタに鼻カニューレ９が連結され、その鼻カニューレ９を通して処理ガスがユーザーに施される。

水分捕集用カニューレコネクタ４０は、放出導管３０と凝縮液導管３５の両遠位端を保持すると共に、これらの導管を水分捕集器４０に接続する近位端４１と、鼻カニューレ９との接続のための遠位端４２とを有する。図２に最もよく示されているように、水分捕集器４０はその内部に中空の多孔性ポリエチレンシリンダー４４を有し、このシリンダーは放出導管３０及びそこを通る呼吸ガスから過剰の水分を毛細管現象を用いて捕集するため、ポリエチレンを一層親水性にすべくプラズマ処理されている。ポリエチレンシリンダー４４は、水分捕集器の壁から離れるようにシリンダーをつるす環状リム４３の各端で水分捕集器４０の内側に搭載されている。このように、シリンダーは放出導管３０及び呼吸ガスからの過剰の水分を毛細管現象を用いて捕集し、その過剰の水分が遠位端４２を通って鼻カニューレ９に入らないようにしている。凝縮液導管３５を通って引かれている減圧又は真空により、シリンダー４４によって取り除かれた凝縮液が水分捕集器４０から吸引されて、ミスト生成流量制御室２１に次に述べるような方法で戻される。

放出口２３は、またスパイダ５１に担持された凝縮液カプラー５０を有し、放出導管３０内に担持されるか、放出導管３０内の内腔として形成された凝縮導管３５と、カプラー５０を通して接続されている。処理された水分保有ガスがユーザーに運ばれる間に冷却されるので放出導管３０内に凝縮液が形成され、この凝縮液は、凝縮液カプラー５０を通して凝縮液導管３５により集められて、そのシステムに戻される。放出チューブコネクタ２４は、放出導管３０の近位端を受容して、放出導管３０と凝縮液導管３５の両方の近位端を受容して、これらの導管を放出口２３及びスパイダに支持された凝縮液カプラー５０のそれぞれに接続する。水分保有呼吸ガスは放出チューブコネクタ２４を通って患者に供給され、放出導管３０内に形成された凝縮液は凝縮導管３５、及び放出チューブコネクタ２４内に担持された凝縮液カプラー５０を通して、このシステム内で再利用するため凝縮液戻しチューブ２５に吸引される。

ミスト発生流量制御室２１の頂部には、外側延長部２６が形成され、その延長部２６の遠方端は標準呼吸ガスコネクタ（図示せず）を受容する。そこを通って駆動呼吸ガスが湿度発生室１００に供給される。延長部２６の近位端はミスト発生流量制御室２１内に伸び、液体分散・吸引力発生ヘッド２２に接続され、そこを通って駆動呼吸ガスがミスト発生流量制御室２１へと導入されている。吸引力発生ヘッド２２を通る呼吸ガスは、放出導管３０に凝縮液を生じさせ、凝縮液は凝縮液導管３５を通って吸引され、液は容器８の方へと下方に伸びているアスピレータ管１６から吸引され、その液を分散又は微細化して蒸気とする。

この目的のために、ヘッド２２がベンチュリ形凝縮液リターンオリフィス２７及びベンチュリ形アスピレータチューブオリフィス２８と近接した位置に置かれると共に、それらと流体連通している。ヘッド２２をこのような位置に置くと、２つのオリフィス２７，２８をそれぞれ横切って駆動呼吸ガスが放出され、これにより、ベンチュリ形凝縮液リターンオリフィス２７に一端が接続されると共に、放出口２３が担持された凝縮液カプラー５０に他端が接続される凝縮液リターンチューブ２５に吸引力を発生させ、一端がベンチュリ形アスピレータチューブオリフィス２８に接続されると共に、容器８内の下方に伸びるアスピレータチューブ１６に吸引力を発生させる。

図２、図３によく図解されているように、外側延長部２６はミスト生成流量制御室２１の一方の側に隣接して担持され、その結果、液体分散・吸引力発生ヘッド２２は、駆動呼吸ガス、又はそこから放出されたガス類が、好適な方向、好適な順序で、ベンチュリ形アスピレータチューブオリフィス２８とベンチュリ形凝縮液リターンオリフィス２７を横切るように方向づけられる。凝縮液の放出導管３０からの除去が優先され、凝縮液導管３５の長さはアスピレータチューブ１６の長さを超えているので、駆動ガスの放出は先ずベンチュリ形凝縮液リターンオリフィス２７を横切り、ついでベンチュリ形アスピレータチューブオリフィス２８を横切るように方向づけられる。このように駆動ガスの流れが始まると、凝縮液のリターンと容器８からの液の吸引の両方の吸引力が生じる。ベンチュリ形アスピレータチューブオリフィス２８は、たとえベンチュリ形凝縮液リターンオリフィス２７の下かつ側方に配置されたとしても、容器８から液体を吸引するのに十分な駆動ガスの放出を受け、アスピレータチューブ１６を経由して、蒸気ミストを形成すべく分散される駆動ガスとなる。

放出口２３を通って放出される蒸気ミストの加熱を制御するために、ベンチュリ形アスピレータチューブオリフィス２８はミスト生成流量制御室２１の１つの壁２９ａに隣接して配置され、これにより、その形成された蒸気ミストが反対側の壁２９ｂに衝突するよう方向づけられる。このようにして、駆動ガスによって作られた蒸気ミストはその反対側の壁２９ｂ上に水滴を形成し、ミスト生成流量制御室２１の最下部に形成された液体計量室６０に流れ落ち、その水分保有呼吸ガスがミスト生成流量制御室２１から流れ出て放出口２３から放出する。

計量室６０は計量オリフィス６１を有するが、その計量オリフィス６１は計量室の底部に形成され、ベース１０の熱せられた表面１１への液滴の流れを計量する。過剰な液滴が壁２９ｂに形成され計量室６０の中を通過した場合には、オーバーフロー用放水口６２が計量室６０の底部近く計量オリフィス６１より上の位置に形成される。このオーバーフロー用放水口６２は容器８に流体連通しており、計量室６０への過剰な流れは熱せられたプレート１１への液体の計量に影響せず、再利用のために容器８に向けられるように構成されている。

本発明は、明細書に記載され、好ましい実施形態を参照した図面で説明され、且つその構造がここに開示されているとはいえ、請求項の範囲から逸脱することなく種々の変化が可能であり、同等物が本発明の構成要素と置き換え得ることは、本発明の属する分野の当業者にとっては理解されることであろう。それゆえ、本発明は、この発明を実行するのに現在発明者が知っている最良の方法であるとして明細書に開示され図面に示された特定の実施形態に限定するものではなく、記載された細部に限定するものでもなく、次に記載される請求項の範囲内にあるすべての実施形態、修正、変更を含むことを意図するものである。本出願は特定の辞書を参照せずにつくられたものである。従って、ここに使用されている用語の定義は、辞書の権威性の如何に拘わらず、発明者の意味と反する又は異なる辞書の意味よりも、出願の教示に従って自らを辞書編集者のごとく振舞う発明者らの意図する意味に一致している。

使用環境での本発明の斜視図である。 本発明の上面斜視図である。 図２の３−３線に沿った本発明の断面平面図である。 本発明で用いられる鼻カニューレの斜視図である。

符号の説明

９ 鼻カニューレ
１０ ベース
１６ アスピレータチューブ
２０ カバー
２１ ミスト発生流量制御室
２２ 液体分散・吸引力発生ヘッド
２５ 凝縮液リターンチューブ
２７ ベンチュリ形凝縮液リターンオリフィス
２８ ベンチュリ形アスピレータチューブオリフィス
３０ 供給導管
４０ 捕集用カニューレコネクタ
１００ 湿度発生室

Claims (15)

1. 暖かい湿った呼吸ガスを提供する加湿器において、
   閉鎖頂部と、囲み側面と、エアゾール化して蒸気になる液体を収容するように構成された容器を連結して受容するように構成された開放底面とを有する呼吸ガス加熱室（１００）と、
   前記呼吸ガス加熱室に流体連通し、その流体連通している液体からエアロゾル化した蒸気を形成する蒸気形成流量制御室（２１）と、
   一端で前記蒸気形成流量制御室に流体連通し、他端（２６）で呼吸ガスを受容し、前記受容した呼吸ガスと前記蒸気形成流量制御室に流体連通している液体とからエアロゾル化した蒸気をつくるノズル手段（２２）と、
   前記ノズル手段（２２）によってつくられたエアロゾル化した蒸気を暖める加熱手段（１１）と、
   前記蒸気形成流量制御室（２１）に流体連通し、前記加熱手段（１１）により暖められたエアロゾル化した蒸気を使用者の吸入用の鼻カニューレに供給する放出口（２３）と、
   前記鼻カニューレと前記放出口（２３）の間に配置され、前記鼻カニューレへの前記暖められたエアロゾル化した蒸気の供給中に、前記暖められたエアロゾル化した蒸気を冷却することで形成された凝縮液を通導する凝縮液導管手段（３５）と、
   前記ノズル手段（２２）がその一端から前記呼吸ガスを放出することにより自身のまわりに減圧状態を生成し、これにより前記凝縮液導管手段（３５）から凝縮液が吸引されるように、一端で前記凝縮液導管手段（３５）に流体連通し他端で前記ノズル手段に流体連通する位置に配置される第１オリフィス（２７）と、
   前記ノズル手段がその一端から前記呼吸ガスを放出することにより自身のまわりに減圧状態を生成し、これにより前記呼吸ガス加熱室（１００）と連結された容器内の液体がアスピレータ（１６）を介して吸引されるように、前記ノズル手段（２２）に流体連通する位置であって、且つ前記第１オリフィス（２７）から間隔を置いた位置に配置される第２オリフィス（２８）とを備える加湿器。
2. ヒーター（５）と共に使用して暖かい湿った呼吸ガスを提供する加湿器であって、
   閉鎖頂部と、囲み側面と、エアゾール化して蒸気になる液体を収容するように構成された容器を連結して受容するようになっており、且つエアロゾル化した蒸気を暖める前記ヒーター（５）を保持するように構成された開放底面とを有する呼吸ガス加熱室（１００）と、
   前記呼吸ガス加熱室に流体連通し、その流体連通している液体からエアロゾル化した蒸気を形成する蒸気形成流量制御室（２１）と、
   一端で前記蒸気形成流量制御室に流体連通し、他端（２６）で呼吸ガスを受容し、前記受容した呼吸ガスと前記蒸気形成流量制御室に流体連通している液体とからエアロゾル化した蒸気をつくるノズル手段（２２）と、
   前記蒸気形成流量制御室（２１）に流体連通し、前記ヒーター（５）により暖められたエアロゾル化した蒸気を使用者の吸入用の鼻カニューレに供給する放出口（２３）と、
   前記鼻カニューレと前記放出口（２３）の間に配置され、前記鼻カニューレへの前記暖められたエアロゾル化した蒸気の供給中に、前記暖められたエアロゾル化した蒸気を冷却することで形成された凝縮液を通導する凝縮液導管手段（３５）と、
   前記ノズル手段（２２）がその一端から前記呼吸ガスを放出することにより自身のまわりに減圧状態を生成し、これにより前記凝縮液導管手段（３５）から凝縮液が吸引されるように、一端で前記凝縮液導管手段（３５）に流体連通し他端で前記ノズル手段に流体連通する位置に配置される第１オリフィス（２７）と、
   前記ノズル手段がその一端から前記呼吸ガスを放出することにより自身のまわりに減圧状態を生成し、これにより前記呼吸ガス加熱室（１００）と連結された容器内の液体がアスピレータ（１６）を介して吸引されるように、前記ノズル手段（２２）に流体連通する位置であって、且つ前記第１オリフィス（２７）から間隔を置いた位置に配置される第２オリフィス（２８）とを備える加湿器。
3. 前記加熱手段は表面接触ヒーターからなる請求項１記載の装置。
4. 前記呼吸ガス加熱室は熱エネルギをエアロゾル化した蒸気に与える熱伝導物加熱板を含む請求項２記載の装置。
5. 滅菌水を収容する容器を更に含み、前記容器は前記呼吸ガス加熱室とネジ係合するように構成された請求項２記載の装置。
6. エアロゾル化して蒸気になる液体を収容する容器を受容するように構成された前記呼吸ガス加熱室の底面が、前記容器が前記呼吸ガス加熱室とネジ係合するとき、前記容器の頂部開口と係合する下方に向いた形状の部分を有する請求項２記載の装置。
7. 凝縮液を通して吸引する前記第１オリフィスが、前記呼吸ガス加熱室に連結された容器に収容された液体を吸引する前記第２オリフィスよりも、前記ノズル手段により近接した位置に配置されている請求項２記載の装置。
8. 前記第１オリフィスと前記第２オリフィスは一定の間隔をあけて、順次前記ノズル手段に流体連通する請求項７記載の装置。
9. 前記蒸気形成流量制御室は、そこに生成された凝縮液が前記加熱板に流れる流量を測定する計量オリフィス手段を有する請求項２記載の装置。
10. 前記放出口と前記凝縮液導管手段とに流体連通している鼻カニューレを更に有する請求項２記載の装置。
11. 前記放出口は、暖かいエアロゾル化した蒸気を前記鼻カニューレに供給する放出導管と連結している請求項２記載の装置。
12. 前記凝縮液導管手段は前記放出導管の内部に担持されている請求項１１記載の装置。
13. 前記放出導管及び前記凝縮液導管手段に流体連通している水分捕集カニューレコネクタを更に有する請求項１１記載の装置。
14. 前記水分捕集カニューレコネクタの内部に担持され、前記暖かいエアロゾル化した蒸気から過剰な水分を取り除き、当該過剰の水分を前記流量制御室に戻す水分捕集手段を更に有する請求項１３記載の装置。
15. 前記流量制御室は、前記容器に流体連通し、過剰な凝縮液を前記容器に導くオーバーフロー放出口手段を有する請求項２記載の装置。

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