JP5009989B2 - 内部発熱体及びヒータープレートを備えた加湿器 - Google Patents

Description

本発明は、特に（しかしながら、以下には限られない）例えば閉塞性睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡ）、いびき又は慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）等の疾患の治療のために陽圧でのガスの供給を必要とする患者又はユーザに呼吸補助を提供するガス供給・ガス加湿器械に関する。特に、本発明は、ガス供給器械に用いられる加湿チャンバに関する。

患者の呼吸を補助する多くの方法が当該技術分野において知られている。持続的気道内陽圧法（ＣＰＡＰ）では、通常は鼻マスクにより空気を圧力下で患者に投与する。これは、いびきや閉塞性睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡ）、即ち、吸息中上気道の虚脱の繰り返しという特徴を呈する状態の治療に用いられる。陽圧は、上気道を開放状態に支え、その虚脱を阻止する。鼻ＣＰＡＰによるＯＳＡの治療は、効果的であると共に安全であることが分かったが、ＣＰＡＰは、使い方が難しく、患者の大多数は、特に治療の初期段階において相当重い副作用を経験する。

ＣＰＡＰは又、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）を含む種々の呼吸器疾患のある患者に一般的に用いられている。

ＣＰＡＰ療法の副作用の１つは、空気の流れによりユーザの鼻内膜又は口及び喉の膜が乾くということである。これにより、これらの領域は、炎症状態になると共に不快になる場合がある。この副作用を抑制するために、ガスが患者に供給する前に加湿チャンバ又はこの類似手段をガスに追加適用することによりユーザに提供される空気を加湿することが通常行われている。ガスは、加湿チャンバに入り、チャンバ内に入れられている加熱水上を通過することにより加湿される。

理想的なシステムは、ガスを所望圧力及び所望温度で且つ最大量又は最大容積の水蒸気がガスに含まれた状態で送気できるシステムである。即ち、ガスは、実質的に１００％の飽和度又は絶対湿度で、比較的高い温度でユーザに送気される（ガスの温度が高ければ高いほど、ガスが含むことができる水蒸気の量はそれだけ一層多くなる）。理想的な送気温度は、ユーザの体温と同じかこれよりも僅かに高いかのいずれかである。

ユーザの近くに加湿器を配置するシステムが存在するが、この構成は、患者の近くに重量を追加しがちであり、患者の不快感を増大させると共にシステムの使用性を損なう場合がある。したがって、加温加湿ガスが加熱導管を介して患者に送られる状態で加湿チャンバを患者から遠く離して配置することが通例である。

加湿チャンバがユーザから遠く離れた配置されたシステムの公知の例（先行技術）の例が、図１に示されている。ガスは、患者インタフェース２を経て患者に送られる。図１に示すシステムでは、インタフェース２は、鼻カニューレである。しかしながら、フルフェースマスク、鼻マスク、鼻カニューレ、口用マウスピース、気管切開用連結部又は任意他の適当なインタフェースをこれらシステムに用いることができる。

カニューレ２は、ガス搬送経路又は吸気導管３に連結され、この吸気導管は、加湿チャンバ５に連結されている。ハウジング１０内に収納された一体形ブロワユニットによってチャンバを通過するガスの流れが得られる。

大気が、ハウジング又はケーシング１０の後部に設けられた入口９を通ってハウジング１０に流入し、大気は、ブロワ又はファン組立体によって加圧される。次に、空気は、入口１１を通って加湿チャンバ５に通される。加湿チャンバ５は、ハウジング１０から外部に延びており、患者又は他のユーザは、加湿チャンバを取り外したり交換したりすることができる。チャンバ５は、チャンバ５のベース１３を介して加熱されるある量の水を収容している。ベース１３は、ケーシング１０内に収容されたシステムの一部をなす隣接の加熱プレート（図示せず）と接触することによって加熱される。吸気導管３は、加湿チャンバ５の出口８に連結されている。吸気導管３の壁は、発熱手段又は電磁熱線７を収容するのが通例であり、このような発熱手段又は電磁熱線７は、導管の壁を加熱して凝縮液の生成を減少させ又はなくす。

ハウジング１０内に収容されているガス供給・加湿装置は、関連のメモリ内に記憶されたコンピュータソフトウェア指令を実行する制御手段又は電子コントローラ、例えばマイクロプロセッサを備えるのが良い。この装置のユーザは、制御パッド又はパネルに設けられた制御インタフェース、例えばダイアル又はボタンにより、患者１に供給されるガスの湿度又は温度の所定の所要値（又は設定値）を設定することができる。

ユーザにより設定される湿度又は温度値の入力及び他の考えられる入力、例えばガス流量又は温度を検出するシステムセンサに応答して、コントローラは、ヒータープレートに通電する時期（又はどの程度か）を決定する。これにより、加湿チャンバ５内の水６が加熱される（導電性ベース１３を介して）。水蒸気が水６の表面から立ち上がって水６の表面の上方のチャンバの容積部を満たす。ブロワ又はファンからのガスが、入口１１を通ってチャンバ５に流入し、このようなガスがチャンバ５の上半分、即ち、水６で満たされていないチャンバ５の部分を横切って流れる際に加湿状態になる。

次に、加温加湿ガスは、ブロワからの新鮮なガスがチャンバに入って加湿飽和ガスと置き換わりながら、出口８を経て加湿チャンバ５から流れ出る。

入口１１を通るガスの供給量は、入口９を通って空気又は他のガスを引き込む変速ポンプ又はファン１９によって代えられる。変速ポンプ又はファンの速度は、好ましくは、上述した制御手段又は電子コントローラによって制御される。

典型的には、加湿チャンバ、例えばチャンバ５は、開放したベースを備える中空シェルとして形成される。シェルは、典型的には、プラスチック材料で作られる。熱伝達率の高い金属プレート１３が、開放ベースを閉鎖するよう別途設けられ、入口１１及び出口８を除きチャンバ５を密閉すると共に封止する。使用にあたり、ベース１３は、ヒータープレートと直接的な接触状態にある。チャンバ５が定位置にあるとき、ベース１３の実質的に全ての表面領域は、ヒータープレートに接触する。

図１は、適当な一体形ガス供給・加湿装置の一形態を示しているに過ぎないことは注目されるべきである。他の適当なガス供給システム、例えば完全に別々の又は独立したブロワと加湿器を互いに直列連結した状態で用いるガス供給システムも又、使用できる。

加湿チャンバが患者から遠く離れて配置される上述した形式の先行技術のシステムを用いた場合、幾つかの欠点がある。これらの欠点の幾つかは、次の通りである。

通常、加湿チャンバから出たガスは、絶対湿度状態（水蒸気で１００％飽和した状態）にあると仮定されている。上述したように、この飽和条件は、それにより最大量の水蒸気がエンドユーザに送られ、鼻又は喉の膜の乾燥が最小限に抑えられるので望ましい。しかしながら、このような加湿器を出るガスが事実１００％飽和状態にあるという保証はない。これは、加湿チャンバを出たガスの飽和状態が多くの要因で左右されるからであり、このような要因としては、ガスがチャンバに入る際のガスの温度、チャンバ内の水の温度、ガスがチャンバを通過する速度が挙げられる。典型的には、加湿システムは、所望の出口ガス温度（湿度ではない）を達成するよう制御されるに過ぎない。

間欠的又は漸変する流量（例えばユーザの呼吸からの要求の変動によって引き起こされる）により、加湿チャンバから流出するガスの湿度は、ムラがある。加湿器を高い流量で通過する空気は、加温加湿されるべき時間があまりなく、他方、低い流量のガスは、チャンバ内に長く留まり、したがって、より多くの水蒸気を吸収してチャンバを高い絶対湿度の状態で出る。変動するユーザの要求により引き起こされる流量の漸変により、チャンバを通るガスの流量は、制御／フィードバックループの使用を補償することができる場合のペースよりも高いペースで変化する。入力を変化させることにより、例えば、加熱器電力を変化させることにより流量の変化を補償することはできない。

先行技術の形式の加湿器は、ベースから加熱されるのが通例である。即ち、加湿チャンバのベースは、導電性材料で作られており、チャンバ内の水は、このベースにより加熱される。人工呼吸器又はブロワからの空気は、チャンバ内の水の水位の上方で一方の側で又は一方の側に向かってチャンバに流入する。空気は、加熱水上を通過し、加湿状態になり、次に、反対側でチャンバから出る。この構成は、非効率的な場合がある。空気又はガスがチャンバ内の水及び飽和蒸気よりも低い温度でチャンバに流入する場合、ガスは、これが十分に飽和されない状態で（絶対湿度の状態ではない状態で）チャンバから出る恐れがある。

これら欠点を解決し又は最小限に抑えようとして、先行技術のシステムの中には、ガスが加湿チャンバに流入する前にガスを予熱するものがある。しかしながら、これらガスは、このようなガスが予熱器から加湿チャンバまで進む際に熱エネルギーを失う場合がある。通常、既存のブロワユニットに予熱器をレトロフィットすることは可能ではない。したがって、ガス供給・ガス加湿システムでは、予熱器が追加される場合、ブロワユニットを交換する必要のあることが殆どである。

米国特許第６，９１８，３８９号明細書は、呼吸補助器械用の加湿器及びセンサを開示している。多種多様な形態の加湿チャンバが開示されている。また、加湿チャンバを通過するガスを加温する多くの方法及び装置が開示されている。具体的に説明すると、この米国特許明細書は、内部発熱体、例えば金属渦巻き要素、多孔質材料要素又は半透膜を有するチャンバを開示している。これら要素は、チャンバを通過するガスの湿式と乾式の両方による加温を可能にする。この米国特許明細書は又、チャンバを通過するガスを予熱するための加熱器の使用を開示している。

米国特許第４，７５３，７５８号明細書は、呼吸加湿器であって、加湿器を水リザーバと加湿エンクロージャに区分する内部仕切り壁を備えた加湿器を開示している。仕切り壁により、水蒸気又は加湿ガスは、水リザーバから加湿エンクロージャに流れるが、液体としての水又は液滴の形態の水は、通過することができない。円筒形フィン付き加熱器の形態を有する第２の加熱器を加湿エンクロージャ内に設けると、追加の加熱を行うことができる。開示されているフィン付き加熱器は、中央に配置されているので、加湿器の入口ポート又は出口ポートを通過するガスの直接的な加温は行われない。開示された仕切り壁は、フィルタ要素を有している。幾つかの互いに異なる別のフィルタ構造が開示されている。水及びガスをこの種のフィルタに通すには或る特定の大きさの系統圧力が必要である。

米国特許第６，９１８，３８９号明細書 米国特許第４，７５３，７５８号明細書

本発明の目的は、上述の欠点を解決する手立てを提供し又は少なくとも一般大衆又は業界に有用な選択肢を提供する呼吸補助器械を提供することにある。

したがって、第１の態様では、本発明の要旨は、呼吸補助器械用の呼吸加湿チャンバであって、
水密容器を有し、該水密容器は、呼吸補助器械からのガスを受け入れるように構成された入口及び加温加湿ガスが患者に送気されるよう容器から出すための別個の出口を有し、
容器を上流側サブチャンバと下流側サブチャンバに区分する仕切りを有し、サブチャンバは、孔を除き仕切りによって互いに密閉されており、孔は、仕切りを貫通し、サブチャンバ相互間の気体連通を可能にし、
下流側サブチャンバは、使用中、下流側サブチャンバ内に収容されている所与の量の水を加熱するように構成されたヒーターベースを有し、孔、入口、及び出口は、使用中、所与の水の上方に位置し、
上流側サブチャンバは、入口から孔まで上流側サブチャンバを通過しているガスを加温するように構成された内部加熱器を収容し、内部加熱器の少なくとも一部は、孔のすぐ隣りに配置されていることを特徴とする呼吸加湿チャンバにある。

好ましくは、内部加熱器は、ガスが上流側サブチャンバを通過しているときにガスのための曲がりくねった経路を提供するよう構成される。

好ましくは、内部加熱器は、複数のフィンを備えたフィン型加熱器である。

好ましくは、フィン型加熱器のフィンは、入口と孔との間の直接的流路に対して実質的に垂直な関係をなして互いに整列している。

好ましくは、曲がりくねった経路は、フィンの隣り合うフィンをオフセットすることにより形成される。

好ましくは、ヒーターベースと内部加熱器は、別体である。

変形例として、ヒーターベース及び内部加熱器は、単一の源から制御されると共に給電される単一の加熱器として形成される。

第２の態様では、本発明の要旨は、呼吸ガスを患者に送気するための呼吸補助器械であって、
器械を通る加圧ガスの流れを提供するように構成されたガス供給装置を有し、
入口及び別個の出口を備えた加湿チャンバを有し、チャンバは、入口を介してガス供給装置からのガスの流れを受け入れ、出口を通って加温加湿ガスを供給するように構成され、
出口に連結されて加温加湿ガスを受け入れるように構成された送気導管を有し、
送気導管からのガスを受け入れてこのようなガスを患者に送気するように構成された患者送気インタフェースを有し、
加湿チャンバは、水密容器を有し、容器は、容器を上流側サブチャンバと下流側サブチャンバに区分する仕切りを有し、サブチャンバは、仕切りを貫通している孔を除き仕切りによって互いに密閉されており、孔は、サブチャンバ相互間の気体連通を可能にし、
下流側サブチャンバは、使用中、下流側サブチャンバ内に収容されている所与の量の水を加熱するように構成されたヒーターベースを有し、孔、入口、及び出口は、使用中、所与の水の上方に位置し、
上流側サブチャンバは、入口から孔まで上流側サブチャンバを通過しているガスを加温するように構成された内部加熱器を収容し、内部加熱器の少なくとも一部は、孔のすぐ隣りに配置されていることを特徴とする呼吸補助器械にある。

本発明と関連した当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく本発明の多種多様な実施形態及び用途における構成の多くの変更を想到できよう。本明細書における開示内容は、純粋に例示であり、本発明を何ら限定するものではない。

本明細書において、特許明細書、他の外部文書又は他の情報源の参照が行われた場合、これは、一般に、本発明の特徴を説明する前後関係を提供する目的のためである。特に断らない限り、このような外部文章の参照は、このような文章又はこのような情報源がどの諸官庁においても、先行技術を構成し又は当該技術分野における通常の知識の一部を形成するという承認ではない。

本発明は、上記の内容から成り、又、以下において与えられる実施例の構造を想定している。

次に、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

加温加湿ガスをユーザ又は患者に送気する先行技術の呼吸補助器械の略図であり、この器械が加湿チャンバを備えている状態を示す図である。 先行技術の加湿チャンバに代えて図１の呼吸補助器械に使用できる本発明の加湿チャンバの断面側面図であり、本発明の加湿チャンバが、チャンバの上流側半部を占め、チャンバを通る曲がりくねった経路を形成するフィン型加熱器及びチャンバの下流側半部に設けられた別個のヒーターベースを有する状態を示す図である。 フィン型加熱器及びベースが単一ユニットである図２ａの加湿チャンバを示す図である。 先行技術の加湿チャンバに代えて図１の呼吸補助器械に使用できる別の加湿チャンバレイアウトの断面側面図であり、入口がチャンバの側壁に設けられている状態を示す図である。 別個のヒーターベースユニットに連結された図２のチャンバの概略斜視図であり、加熱器のフィンガチャンバの上流側半部を通る曲がりくねった経路をどのように形成することができるかを示す図である。 曲がりくねった経路の考えられる一形態がチャンバの上流側半部に設けられた状態で示されている図２ａ及び図４のチャンバの概略平面図である。 図５のチャンバの斜視図である。 入口部及び出口部が両方とも設けられた別の加湿器チャンバレイアウトの斜視図である。

本発明は、呼吸補助器械用の加湿チャンバを提供し、ユーザへガスの流れは、ガス供給装置又はフロードライバ（ブロワ、ファン又は圧縮機ユニット）、加湿チャンバ、加熱型送気導管及び上述の先行技術の説明の部分で概要説明した患者インタフェースを次々に通過する。本発明は又、加湿チャンバを備える呼吸補助器械を提供する。

本発明の加湿チャンバに好ましい形態をチャンバ５に代えて上述のシステムに用いることができ、又は加湿チャンバを任意他の適当な呼吸補助器械に使用することができる。

次に、図２〜図５を参照して加湿チャンバの好ましい形態について説明する。

図２ａは、入口ポート１１ａ及び出口ポート８ａを備えた加湿チャンバ５ａを示している。チャンバ５ａは、ベース１３ａを有し、使用中、このチャンバは、ハウジング、例えばハウジング１０に連結されてハウジング１０に設けられている取り付けプレート２５が、チャンバ５ａに入っている量の水６ａを加熱するようになっている。図２に示す実施形態では、チャンバ５ａは、チャンバのルーフに設けられた入口１１ａと出口８ａの両方を有している。しかしながら、本発明は、この形態には限定されず、入口ポート１１ａ及び出口ポート８ａをチャンバ５ａ上の都合の良い場所であればどこにでも配置できる。例えば、入口ポートを図３に示すようにチャンバ５ａの側壁を全体として水平に貫通した状態で設けられるのが良い。変形例として、入口ポートと出口ポートの両方を図７に示すように互いに隣接してチャンバの側壁に設けても良い。これらの形態は、或る特定の状況において有利な場合がある。例えば、これら形態は、スライドオン型システムに容易に利用できる。また、注目されるべきこととして、図示の実施形態の１つでは、ベース１３ａは、フィン付き加熱器１２ａとは別個のユニットである。これにより、潜在的に、フィン付き加熱器及びベース１３ａを別々に加熱することができる。しかしながら、図２ｂに示されているように、ベース１３ａと加熱器１２ａは、所望ならば単一のユニットであっても良い。この第２の形態（単一のベース）は、チャンバ５ａが既存の加熱器又はベースユニットに用いられる場合に好ましい場合がある。というのは、このような形態により、加熱器１２ａとベース１３ａの両方を同一のヒータープレート２５で加熱できるからである。しかしながら、上述したように、内部加熱器１２ａとベース１３ａは、他の形態では別々に加熱される別々の物品であるのが良い。例えば、チャンバ５ａを割り型ヒータープレートを有するガス供給装置に使用することができ、割り型ヒータープレートの各部分は、互いに別個の内部加熱器１２ａとベース１３ａを別々に加熱するよう別々に給電される。変形例として、内部加熱器１２ａとベース１３ａの一方又は両方は、これらを一緒に又は別々に加熱する１つ又は複数の電気回路に接続される抵抗加熱器として構成されても良い。

好ましい実施形態では、チャンバ５ａは、図５ａに示されているように、上から見たときに（平面図では）円形である。チャンバ５ａは、２つの部分又は半部に区分され、２つの半部は、上から見ると半円形に見える。２つの半部は、「上流側」半部又は上流側サブチャンバ２０及び「下流側」半部又は下流側サブチャンバ２１として特徴づけることができる。使用にあたり、ブロワからのガスは、入口ポート１１ａを経て上流側サブチャンバ２０に流入し、上流側サブチャンバ２０及び下流側サブチャンバ２１を通過し、そして下流側半部に設けられている出口ポート８ａを経てチャンバ５ａから出る。次に、好ましい実施形態の２つのサブチャンバ２０，２１の構造について説明する。

図３、図４及び図５を参照すると、下流側サブチャンバ２１は、チャンバ５ａの外壁、半円形ヒーターベース１３ａ及び上流側サブチャンバと下流側サブチャンバとの間の実質的に垂直の分離仕切り又は壁２２で構成されている。壁２２は、ガスが上流側サブチャンバ２０から下流側サブチャンバ２１に流れることができるようにする孔１５を有している。好ましい実施形態では、孔１５は、水６ａの上方水位よりも上の位置で壁に設けられており、したがって、使用中、ガスだけが上流側サブチャンバ２０から下流側サブチャンバ２１に流れることができるようになっている。使用にあたり、下流側サブチャンバ２１は、下流側サブチャンバ２１を通過するガスを加湿するために、加湿器ベース１３ａにより加熱されるある量の水６ａを収容する。孔１５は、仕切り２２の上方部分に設けられた切欠き状の開口部として示されているが、このような孔をユーザの要件に応じて寸法決めすると共に位置決めすることができる。例えば、孔は、必要ならば加湿チャンバの幅全体にわたって延びても良く、仕切り２２をチャンバと同じ幅を有するが、チャンバよりも高くはないように作ることにより形成されても良く、したがって、定位置では、チャンバの側部の内部上面及び上方部分と仕切りの頂縁部との間に隙間が得られるようにすることができ、この隙間は、孔１５を構成する。変形例として、仕切り又は壁２２は、チャンバ内にぴったりと嵌まっていても良いが、適当なサイズの孔を機械加工により適当な場所で仕切り又は壁に形成される。

上流側サブチャンバ２０は、分離壁２２、チャンバ５ａの壁及びファン円形ベース２３によって構成されている。上流側サブチャンバ２０は、内部加熱器又はフィン付き又はフィン型加熱器１２ａを収容し、このような加熱器は、好ましい実施形態では、ベース２３を備えた一物品として形成される。加熱器１２ａは、チャンバ５ａに設けられ、したがって、加熱器の一部は、入口ポート１１ａのすぐ隣りに位置し、その結果、チャンバに流入したガスは、加熱器１２ａにすぐに接触するようになる。好ましい実施形態としての加熱器１２ａは、チャンバに流入したガスがフィン２４上でこれに沿って、これらフィン相互間及びこれらフィンの周りを通らなければならないように構成されると共に形作られている。即ち、フィン２４は、入口１１ａと下流側サブチャンバ２１との間に延びる曲がりくねった経路としての役目を果たす。これにより、チャンバ５ａの上流側半部を通過したガスは、加熱器１２ａのフィン２４への暴露度が最大になり、チャンバ５ａ内に流入するガスの実質的に全容積が加温状態になる。好ましい実施形態としての加熱器１２ａは、入口１１ａと出口８ａ又は孔１５との間の最も短い又は最も直接的な経路に垂直に互いに整列して位置する一連の互いに平行な垂直フィン２４である。しかしながら、他の実施形態では、フィンは、チャンバの入口の配設場所に応じて、他の向き、例えば水平の向きを有しても良い。好ましい実施形態では、フィン２４の各々は、フィン２４の１つ置きの側部に一連の空間を形成するよう隣りの又は次のフィンからオフセットしており、これら空間は、入口１１ａと孔１５との間のガスのための経路を形成する。この構成は、図４及び図５に概略的に示されている。効率を上げるために、フィン２４は、これらが側部空間を除き、チャンバ５ａの壁及びルーフに接触するような寸法形状になっている。これにより、ガスの大部分は、曲がりくねった経路に沿って流れ、入口と孔との間の直接的な道筋を辿ることはない。必要ならば、フィンと壁の接触は、シーラント例えばシリコーン又はその類似物を用いることにより強化されるのが良い。変形例として、このような空間をフィン２４の１つ置きの側部と更に頂部及び底部の両方に形成されても良い。曲がりくねった経路により、ガスが入口１１ａと孔１５との間を流れることができるようにする直接的な経路は存在しないようになると共に上流側サブチャンバ２０を通過したガスの実質的の全容積が最適温度まで加熱されるようになる。

上流側サブチャンバ２０は、仕切り又は壁２２によって下流側サブチャンバ２１から分離されており、このような仕切り又は壁は、好ましい実施形態では、加熱器１２ａの一体部分であり、加熱器１２ａの最後のフィンを形成している。注目されるべきこととして、仕切り壁２２は、必要ならば加熱器１２ａとは別個の物品であっても良い。最後のフィン又は壁２２は、チャンバ５ａの側部及びベースに封着されており、下流側サブチャンバ２１内の水は、チャンバ５ａの下流側半部内に留まると共に加熱器１２ａと接触関係をなすことがない（壁又は最後のフィン２２を除く）ようになっている。したがって、ガスは、ガスが上流側サブチャンバ２０を通過しているとき、乾燥状態のままである。

注目されるべきこととして、好ましい実施形態におけるフィン２４相互間の間隔は、ガスをチャンバ５ａに流入させるためにシステムがブロワからかなり高い追加の圧力を必要とすることなく、ガスがフィン２４上でこれらに沿って且つこれらの周りを自由に流れることができるような間隔である。孔１５は又、これによりシステムに障害又は背圧が生じることがないように寸法決めされる。

加温ガスは、壁２２に設けられた孔１５を通ってチャンバ５ａの下流側半部に流入する。上述したように、下流側サブチャンバ２１は、ヒーターベース１３ａとの接触によって加熱されるある量の水６ａを収容している。加温ガスは、水６ａの上方の空間を通過すると、加湿状態になる。加温加湿ガスは、次に、出口ポート８ａを通って加湿チャンバ５ａから流出し、送気導管、例えば上述した送気導管３に流入する。チャンバ５ａは、加温加湿ガス中の水蒸気が凝縮するのを阻止するよう加熱送気導管と共に用いられることが好ましい。

好ましい実施形態では、上述したように、加熱ベース１３ａは、フィン付き加熱器１２ａとは別個の加熱器であり、２つのユニットは、チャンバ５ａのための密封ベースを形成するよう互いに連結される。加熱器１２ａ，１３ａを別々のユニットとして保つことにより、これら加熱器を別個独立に制御できるという利点が得られる。しかしながら、必要ならば、加熱器１２ａとヒーターベース１３ａは、単一の電力源から給電すると共に制御できる単一物品として製造されても良い。

チャンバ内のガスを加温し、その直後にこのようなガスが下流側サブチャンバ２１内の加湿水蒸気に接触するようにすることにより、ガスは、最適温度まで加温される。これにより、ガスは、水蒸気と接触したときに完全飽和状態になることができる。ガスは、水蒸気への暴露前に冷える可能性がない。

ガスを加温する前に曲がりくねった経路を用いることにより、ガス容量の実質的に全てが加温状態になる。曲がりくねった経路のレイアウトにより、ガスが例えば加熱状態の導管壁の隣りに断熱クッションを形成することが困難になり、このような状態は、ガスの剪断効果に起因して線流れ中に生じる場合がある。このガスによる剪断効果により、ガス容量の大部分が、所望温度まで加熱されないで加熱領域を通過する恐れがある。

また、加湿直前に空気を予熱することにより、出口８ａを経てチャンバから出た加湿ガスは、最適所要温度状態のままであるようになる。これは、ガスが所要温度でガスに送気でされるようにするのを助ける。

１つ又は複数のヒータープレート（上述した）は、加湿ユニット２５内に設けられた制御ユニット（図１には全体が参照符号２６で示されている）によって制御される。制御ユニットは、一般に、少なくとも１つのセンサに接続され、潜在的に、多くのセンサに接続可能なマイクロコントローラである。例えば、チャンバ出口センサ２７又は管／導管７の患者側端部に配置され或いはインタフェースに取り付けられ又はインタフェース内に配置される患者センサ２８を設けるのが良い。変形例として、チャンバ出口センサ２７と患者側端部センサ２８の両方を設けても良い。チャンバ入口センサ２９も又設けるのが良い。これらセンサ２７，２８，２９の任意の組み合わせも又、各々が制御ユニット２６に接続された状態で設けられても良い。上述した３つの場所が好ましい場所であることは注目されるべきである。しかしながら、センサに関して他の配設場所を必要に応じて用いることができる。例えば、孔１５のところの温度又は湿度を測定することが有利な場合がある。

１つ又は複数のセンサは、これらの配設場所のところのパラメータを測定する。１つ又は複数のセンサからのデータは、制御ユニットにフィードバックされ、その結果、ヒータープレート温度を制御すると共にリアルタイムで常時変化させてシステム全体中のこれらの種々の箇所のところのガスの所定又は最大温度又は湿度を提供するようにするのが良い。したがって、センサ２７，２８，２９の任意のもの又は全ては、温度センサ又は湿度センサ（絶対湿度センサか相対湿度センサかのいずれか）のいずれか一方又は両方であって良い。

本発明の内部加熱方式の加湿チャンバが標準型チャンバと比較して、高い絶対湿度を患者に提供するかどうかを判定するために試験を行った。試験で用いた内部加熱方式の（「加熱型チャンバ」を備えた）加湿チャンバは、図２ｂに記載した形式のものであった。標準型チャンバ、例えばフィッシャ・アンド・ペイケル・ヘルスケア・リミテッド（Fisher & Paykel Healthcare Limited）社のＨＣ３４５チャンバを用いた。

試験結果は、表１〜表３に示されている。これら結果の示すところによれば、本発明の加熱型チャンバは、標準型チャンバと比較して高いチャンバ出口温度をもたらした（以下の表１）。一般に、加熱型チャンバは、ガス圧力及びヒータープレートの設定値が同一の状態で、標準型チャンバよりも約１０℃高い出口温度をもたらした。これら設定値の各々は、ヒータープレートの特定の制御温度に関連していた。管の端の温度、即ち、導管３の患者側端部２のところの温度は、加熱型チャンバのほうが高かった。

表２（以下に記載されている）は、絶対湿度出力を示している。加熱型チャンバの絶対湿度出力は、標準型チャンバよりも約１０％高かった。表２の示すところによれば、加熱型チャンバは、導管中に凝縮液を生じさせることなく、高いヒータープレート設定値（３に対して４）の使用を可能にしている。したがって、患者に供給されるガスの絶対湿度は、加熱型チャンバの場合に高かった。

表３（以下に記載されているは、導管３中に水の流れ（凝縮）を生じさせないで、最大湿度設定値で相対湿度出力を示している。標準型チャンバに関する相対湿度は、加熱型チャンバよりも高い。

Claims (28)

1. 呼吸補助器械用の呼吸加湿チャンバであって、
   水密容器を有し、該水密容器は、前記呼吸補助器械からのガスを受け入れるように構成された入口及び加温加湿ガスが患者に送気されるよう前記容器から出すための別個の出口を有し、
   前記容器を上流側サブチャンバと下流側サブチャンバに区分する仕切りを有し、前記サブチャンバは、孔を除き前記仕切りによって互いに密閉され、前記孔は、前記仕切りを貫通し、前記サブチャンバ相互間の気体連通を可能にし、
   前記下流側サブチャンバは、使用中、前記下流側サブチャンバ内に収容されている所与の量の水を加熱するように構成されたヒーターベースを有し、前記孔、前記入口、及び前記出口は、使用中、前記所与の水の上方に位置し、
   前記上流側サブチャンバは、前記入口から前記孔まで前記上流側サブチャンバを通過しているガスを加温するように構成された内部加熱器を収容し、前記内部加熱器の少なくとも一部は、前記孔のすぐ隣りに配置されている、呼吸加湿チャンバ。
2. 前記内部加熱器は、前記ガスが前記上流側サブチャンバを通過しているときに前記ガスのための曲がりくねった経路を提供するよう構成されている、請求項１記載の呼吸加湿チャンバ。
3. 前記内部加熱器は、複数のフィンを備えたフィン型加熱器である、請求項１又は２記載の呼吸加湿チャンバ。
4. 前記フィン型加熱器の前記フィンは、前記入口と前記孔との間の直接的流路に対して実質的に垂直な関係をなして互いに整列している、請求項３記載の呼吸加湿チャンバ。
5. 前記曲がりくねった経路は、前記フィンの隣り合うフィンをオフセットすることにより形成されている、請求項３又は４記載の呼吸加湿チャンバ。
6. 前記ヒーターベースと前記内部加熱器は、別体である、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の呼吸加湿チャンバ。
7. 前記ヒーターベース及び前記内部加熱器は、単一の源から加熱されるように構成された単一の加熱器として形成されている、請求項１〜５のうちずれか一に記載の呼吸加湿チャンバ。
8. 前記チャンバは、データを遠隔に配置されたコントローラに提供するように構成された少なくとも１つのセンサを備えている、請求項６又は７記載の呼吸加湿チャンバ。
9. 前記少なくとも１つのセンサは、前記出口に設けられている、請求項８記載の呼吸加湿チャンバ。
10. 前記少なくとも１つのセンサは、前記入口に設けられている、請求項８記載の呼吸加湿チャンバ。
11. 前記チャンバは、前記入口に設けられた第１のセンサ及び前記出口に設けられた第２のセンサを有する、請求項８記載の呼吸加湿チャンバ。
12. 前記センサは、温度センサか湿度センサかのいずれか一方又はこれら両方である、請求項８〜１１のうちいずれか一に記載の呼吸加湿チャンバ。
13. 前記センサは、少なくとも、相対湿度か絶対湿度かのいずれか一方を検出するように構成された湿度センサである、請求項１２記載の呼吸加湿チャンバ。
14. 呼吸ガスを患者に送気するための呼吸補助器械であって、
    前記器械を通る加圧ガスの流れを提供するように構成されたガス供給装置を有し、
    入口及び別個の出口を備えた加湿チャンバを有し、前記チャンバは、前記入口を介して前記ガス供給装置からの前記ガスの流れを受け入れ、前記出口を通って加温加湿ガスを供給するように構成され、
    前記出口に連結されて前記加温加湿ガスを受け入れるように構成された送気導管を有し、
    前記送気導管からの前記ガスを受け入れてこのようなガスを前記患者に送気するように構成された患者送気インタフェースを有し、
    前記加湿チャンバは、水密容器を有し、前記容器は、前記容器を上流側サブチャンバと下流側サブチャンバに区分する仕切りを有し、前記サブチャンバは、前記仕切りを貫通している孔を除き前記仕切りによって互いに密閉されており、前記孔、前記入口、及び前記出口は、前記サブチャンバ相互間の気体連通を可能にし、
    前記下流側サブチャンバは、使用中、前記下流側サブチャンバ内に収容されている所与の量の水を加熱するように構成されたヒーターベースを有し、前記孔は、使用中、前記所与の水の上方に位置し、
    前記上流側サブチャンバは、前記入口から前記孔まで前記上流側サブチャンバを通過しているガスを加温するように構成された内部加熱器を収容し、前記内部加熱器の少なくとも一部は、前記孔のすぐ隣りに配置されている、呼吸補助器械。
15. 前記内部加熱器は、前記ガスが前記上流側サブチャンバを通過しているときに前記ガスのための曲がりくねった経路を提供するよう構成されている、請求項１４記載の呼吸補助器械。
16. 前記内部加熱器は、複数のフィンを備えたフィン型加熱器である、請求項１４又は１５記載の呼吸補助器械。
17. 前記フィン型加熱器の前記フィンは、前記入口と前記孔との間の直接的流路に対して実質的に垂直な関係をなして互いに整列している、請求項１６記載の呼吸補助器械。
18. 前記曲がりくねった経路は、前記フィンの隣り合うフィンをオフセットすることにより形成されている、請求項１６又は１７記載の呼吸補助器械。
19. 前記ヒーターベースと前記内部加熱器は、別体である、請求項１４〜１８のうちいずれか一に記載の呼吸補助器械。
20. 前記ヒーターベース及び前記内部ベース加熱器は、単一源から加熱されるように構成された単一の加熱器の少なくとも一部をなしている、請求項１４〜１８のうちいずれか一に記載の呼吸補助器械。
21. 前記呼吸補助器械は、使用中、前記チャンバの前記出口のところ又はその近くに設けられるセンサを更に有する、請求項１４〜２０のうちいずれか一に記載の呼吸補助器械。
22. 前記呼吸補助器械は、使用中、前記チャンバの前記入口のところ又はその近くに設けられるセンサを更に有する、請求項１４〜２０のうちいずれか一に記載の呼吸補助器械。
23. 前記呼吸補助器械は、使用中、前記チャンバの前記入口のところ又はその近くに設けられる第１のセンサ及び前記チャンバの前記出口のところ又はその近くに設けられる第２のセンサを更に有する、請求項１４〜２０のうちいずれか一に記載の呼吸補助器械。
24. 前記センサは、温度センサか湿度センサかのいずれか一方又はこれら両方である、請求項２１〜２３のうちいずれか一に記載の呼吸補助器械。
25. 前記センサは、少なくとも、相対湿度か絶対湿度かのいずれか一方を検出するように構成された湿度センサである、請求項２４記載の呼吸補助器械。
26. 前記呼吸補助器械は、前記ヒーターベース及び前記内部加熱器を加熱するように構成されたヒータープレートを更に有し、前記呼吸補助器械は、前記センサからデータを受け取り、前記ヒータープレートへの電力を調節して前記呼吸補助器械中の種々の箇所のガスの所定又は最高の温度又は湿度を提供するよう前記ヒータープレートの温度をリアルタイムで常時変化させるように構成された制御ユニットを更に有する、請求項２１〜２５のうちいずれか一に記載の呼吸補助器械。
27. 前記ヒータープレートは、単一の熱源であり、前記ヒーターベースと前記内部加熱器を一緒に加熱する、請求項２６記載の呼吸補助器械。
28. 前記ヒータープレートは、前記ヒーターベースと前記内部加熱器を別々に加熱するようになっている、請求項２６記載の呼吸補助器械。

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