JP6515096B2 - 圧補助システムにおいて供給される気体を加湿する加湿器アセンブリ及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、気道圧補助システムに関し、より具体的には、気道圧補助システムにおいて供給される加湿器に関する。

多くの人が、睡眠中の呼吸障害を患っている。睡眠時無呼吸は、全世界で数百万人の人々が患っている、睡眠時呼吸障害の一般例である。あるタイプの睡眠時無呼吸は、典型的に上気道又は咽頭領域などの気道閉塞に起因する呼吸不能によって睡眠が繰り返し阻害される状態である閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ：obstructive sleep apnea）である。気道閉塞は、通常、少なくとも部分的に、組織が気道を虚脱させることを可能にする、上気道部分を安定化する筋肉の通常の緩和に起因するものであると信じられている。他のタイプの睡眠時無呼吸症候群は、脳の呼吸中枢からの呼吸信号の欠如による呼吸の停止である中枢性無呼吸である。ＯＳＡ、中枢性、又は、ＯＳＡと中枢性との組み合わせである混合性のいずれであっても、無呼吸状態は、呼吸の完全停止、又は、例えば、ピーク呼吸エアフローにおける９０％以上の減少などの呼吸の準停止として定義される。

睡眠時無呼吸の患者は、睡眠断片化、並びに、潜在的に深刻な酸素飽和度低下を伴う、睡眠中の断続的に起こる完全又は略完全な呼吸の停止を経験する。これらの症状は、臨床的に、極度の日中の眠気、不整脈、肺動脈高血圧、鬱血性心不全、及び／又は、認知機能障害に変換される。睡眠時無呼吸の他の結果は、右室機能不全、睡眠中だけでなく覚醒時における二酸化炭素の停滞、及び、連続的に減少された動脈血酸素分圧を含む。睡眠時無呼吸の患者は、運転中、及び／又は、潜在的に危険な設備の操作中の事故のリスク増加によるものだけでなく、上記の要因から来る高い死亡率のリスクに晒される可能性がある。

たとえ患者が完全又は略完全な気道閉塞を患っていなくても、部分的な気道閉塞のみの場合に、睡眠からの覚醒などの悪影響が起こり得ることが知られている。部分的な気道閉塞は、一般的に、呼吸低下と称される表在呼吸をもたらす。呼吸低下は、一般的に、ピーク呼吸エアフローにおける５０％以上の減少として定義される。他のタイプの睡眠呼吸障害は、上気道抵抗症候群（ＵＡＲＳ：upper airway resistance syndrome）、及び、通常いびきと称される咽頭壁の振動などの気道の振動を含むが、これらに限定されない。このため、ＯＳＡ、中枢性無呼吸、又は、ＵＡＲＳなどの呼吸障害を患っている患者を診断する際、患者の無呼吸及び呼吸低下の発生を正確に検出することが重要である。

患者の気道に対して陽圧（ＰＡＰ：positive air pressure）を付与することによって、睡眠呼吸障害を治療することが知られている。この陽圧は、気道を効果的に「支え」、これにより、肺への通り道を維持する。ＣＰＡＰ（continuous positive air pressure）として知られている、あるタイプのＰＡＰ療法では、患者に届けられる気体の圧力は、患者の呼吸サイクルを通じて一定である。また、患者に届けられる気体の圧力が患者の呼吸サイクルとともに変化する、又は、患者の快適性を増すために、患者の努力とともに変化する陽圧療法を供給することが知られている。この圧補助技術は、患者に届けられる吸気陽圧（ＩＰＡＰ：inspiratory positive airway pressure）が、排気陽圧（ＥＰＡＰ：expiratory positive airway pressure）よりも高い、二層性（bi-level）圧補助と称される。

ＰＡＰ機器によって生成される比較的乾燥した圧縮空気を加湿するために、加湿器が、ＰＡＰ機器とユーザインターフェイスとの間に、又は、ＰＡＰ機器と一体化されて、しばしば供給される。一般的に、加湿器は、パスオーバ型、又は、非パスオーバ型に分類され得る。パスオーバ型加湿器の場合、加熱され得る、又は、加熱されない容器に、水が含まれる。容器内で蒸気を作るために、水が蒸発可能である一方、呼吸気体は、水の表面の上を通過する。

現在のＰＡＰ機器では、ＰＡＰ機器が落下又は回転されるなどの誤用状態において、容器からの水が、ＰＡＰ機器のメイン筺体に入り、損傷を与える可能性がある。さらに、ＰＡＰ機器のメイン筺体の中に水が入り込む可能性に鑑みて、容器は、治療のために必要な大きさよりも大きい必要があり、結果、加湿のために十分な水が常に存在している。このことは、ＰＡＰ機器を重くし、運搬をより困難としている。

従って、加湿器を含む気道圧補助システムにおいて、改善の余地がある。

ある実施形態では、容器と、容器に通じている吸入構造と、容器から出て行く排出構造と、第１の端部、本体部、及び、第２の端部を持つ導管要素と、を含む加湿器アセンブリが供給される。第１の端部は、吸入構造と排出構造との少なくとも１つに流体連結されている。加湿器アセンブリは、導管要素の第２の端部に結合されたフロートアセンブリを更に含む。フロートアセンブリは、容器によって保持される水の上に浮かぶように構成される。フロートアセンブリは、容易器の内部及び排出構造と流体連結されているように構成された複数のアパーチャを持つ。

他の実施形態では、圧補助システムにおいて供給される気体に湿度を供給する方法は、気体フロー生成器により呼吸気体のフローを生成するステップを含む。気体フロー生成器は、水を含むように適合された容器と、導管要素と、導管要素に結合されるとともに複数のアパーチャを持つフロートアセンブリと、を含む加湿器アセンブリに結合されるように適合され、フロートアセンブリは、水の上に浮かぶように構成される。当該方法は、呼吸気体に、導管要素及びフロートアセンブリの複数のアパーチャを通過させるステップと、呼吸気体に、水の上を通過させるステップと、容器に結合された患者回路を介して、加湿器アセンブリから患者に呼吸気体を伝達するステップと、を更に含む。

構成に関係のある要素の機能及び動作の方法、製造の経済性及び部品の組み合わせだけでなく、本発明のこれら及び他の目的、特徴及び特性が、添付の図面を参照して、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮して、より明らかになるだろう。これら全ては、この明細書の一部を形成し、類似の参照符号は様々な図における対応する部品を示す。しかしながら、図面は例示目的であって、本発明の限定ではないことが、明確に理解されるべきである。明細書及び請求項における用法では、単数形は、文脈がそうでないことを明確に指示するのでない限り、複数の言及を含む。

図１は、様々な実施形態において本発明が実装され得る特定の例示的な実施形態に従った圧補助システムの概略的な図である。 図２は、開示の概念の例示的な実施形態に従った加湿器アセンブリの正面図である。 図３は、図２の加湿器アセンブリの分解図である。 図４は、図２の加湿器アセンブリのアダプタの底面等角図である。 図５は、図２の加湿器アセンブリの容器の等角図である。 図６は、図２の加湿器アセンブリの吸入管の等角図である。 図７は、図２の加湿器アセンブリの吸入管の正面図である。 図８は、図２の加湿器アセンブリのフロートアセンブリの部分的な組立分解等角図である。 図９は、図２の加湿器アセンブリのフロートアセンブリの他の部分的な組立分解等角図である。 図１０は、図２の加湿器アセンブリのフロートアセンブリの組立分解等角図である。 図１１は、図２の加湿器アセンブリのフロートアセンブリの他の組立分解等角図である。 図１２は、図２の加湿器アセンブリのフロートアセンブリ及び吸入管の一部の正面図である。 図１３Ａは、図２の加湿器アセンブリの動作を実証する概略的な表現である。 図１３Ｂは、図２の加湿器アセンブリの動作を実証する概略的な表現である。 図１４は、図２の加湿器アセンブリの動作を実証する概略的な表現である。 図１５は、開示の概念の代替的且つ例示的な実施形態に従った他の加湿器アセンブリの正面図である。 図１６は、図１５の加湿器アセンブリの分解図である。 図１７は、図１５の加湿器アセンブリのアダプタの底面等角図である。 図１８は、図１５の加湿器アセンブリの導管の等角図である。 図１９は、図１５の加湿器アセンブリのフロートアセンブリの部分的な組立分解等角図である。 図２０は、図１５の加湿器アセンブリのフロートアセンブリの他の部分的な組立分解等角図である。 図２１は、図１５の加湿器アセンブリのフロートアセンブリの組立分解等角図である。 図２２は、図１５の加湿器アセンブリのフロートアセンブリの他の組立分解等角図である。 図２３は、図１５の加湿器アセンブリのフロートアセンブリ及び導管の一部の正面図である。 図２４Ａは、図１５の加湿器アセンブリの動作を実証する概略的な表現である。 図２４Ｂは、図１５の加湿器アセンブリの動作を実証する概略的な表現である。

本稿で使われる方向に関する句、たとえば限定するものではないが、上、下、左、右、上部、下部、前、後およびそれらの派生語は、図面に示される要素の配向に関係するのであって、請求項において明示的に記載されているのでない限り、請求項を限定するものではない。

本稿での用法では、二つ以上の部分または構成要素がともに「結合される」という陳述は、それらの部分が直接的または間接的に、すなわち一つもしくは複数の中間部分もしくは構成要素を通じて、結び合わされるまたは協働することを意味する。

本稿での用法では、二つ以上の部分または構成要素が互いに「係合する」という陳述は、それらの部分が、直接または一つまたは複数の中間部分もしくは構成要素を通じて、互いに対して力をはたらかせることを意味する。

本稿での用法では、「数」という用語は一または一より大きい整数（すなわち複数）を意味する。

図１は、様々な実施形態において本発明が実装され得る特定の例示的な実施形態に従った圧補助システム５０の概略的な図である。図１によれば、圧補助システム５０は、酸素又は空気の圧縮タンク、周囲空気、又は、それらの組み合わせなどの任意の適切なソースから一般的に矢印Ｃによって示される呼吸気体を受ける、従来のＣＰＡＰ又は二層性圧補助装置において用いられるブロアなどの気体フロー生成器５２を含む。気体フロー生成器５２は、即ち、一般的に周囲大気圧以上の比較的高い及び低い圧力で患者５４の気道に伝達される、空気、酸素、又は、それらの混合などの呼吸気体のフローを生成する。例示的な実施形態では、気体フロー生成器５２は、３ｃｍＨ_２Ｏ〜３０ｃｍＨ_２Ｏの圧力範囲の呼吸気体のフローを供給可能である。一般的に、気体フロー生成器５２からの矢印Ｄによって示される呼吸気体の加圧フローは、導管５６を介して、患者５４の気道に呼吸気体のフローを伝えるために、一般的に、患者５４によって着用、又は、患者５４に取り付けられた、任意の既知の構造の呼吸マスク又は患者インターフェイス５８に伝達される。導管５６及び患者インターフェイス５８は、一般的に、まとめて、患者回路と称される。

図１に示される圧補助システム５０は、単一リムシステムとして知られているものであり、これは、患者回路が、圧補助システム５０に患者５４を接続する導管５６のみを含むことを意味している。また、矢印Ｅによって示されるように、システムから排気される気体を放出するための排気口５７が、導管５６において供給されている。排気口５７は、導管５６において、例えば、患者インターフェイス装置５８において、追加的に、又は、代替的に、他の位置に供給され得ることに留意すべきである。また、排気口５７は、圧補助システム５０から気体が排気される所望の態様に依存した、幅広い種類の構成を持つことができることが理解されるべきである。

また、本発明は、圧補助システム５０が、患者５４に接続された導管及び排気管を持つ２リムシステムであってもよいことを想定している。（デュアルリムシステムとも称される）２リムシステムでは、排気管が、患者５４からの排気気体を運び、患者５４からの遠位端において排出バルブを含む。かかる実施形態における排出バルブは、一般的に、システムにおいて所望レベル又は圧力を維持するように動的制御され、これは、呼気終末陽圧（ＰＥＥＰ：positive end expiratory pressure）として通常知られている。

さらに、図１に示される例示的な実施形態では、患者インターフェイス５８は、鼻／口マスクである。しかしながら、患者インターフェイス５８は、鼻マスク、鼻枕、気管チューブ、気管内チューブ、又は、適切な気体フロー伝達機能を供給する任意の他の装置を含み得ることが理解されるべきである。また、本発明の目的のため、「患者インターフェイス」なる用語は、患者５４に加圧呼吸気体のソースを結合する導管５６及び任意の他の構造を含み得る。

図示された実施形態では、圧補助システム５０は、導管５６に供給されたバルブ６０の形式で、圧力コントローラを含む。バルブ６０は、患者５４に伝達されるフロー生成器５２からの呼吸気体のフローの圧力を制御する。本目的のため、フロー生成器５２及びバルブ６０は、患者５４に伝達される気体の圧力及び／又はフローを協働して制御するため、まとめて圧力生成システムとして称される。しかしながら、当然ながら、フロー生成器５２のブロア速度を変化させるなど、単独で、又は、圧力制御バルブと協働して、患者５４に伝達される気体の圧力を制御するための他の技術も、本発明によって想定される。このため、バルブ６０は、患者５４に伝達される呼吸気体のフローの圧力を制御するために使用される技術に依存して、オプションである。バルブ６０が省略される場合、圧力生成システムは、フロー生成器５２だけに対応し、患者回路における気体の圧力は、例えば、フロー生成器５２のモータ速度を制御することによって、制御される。

圧補助システム５０は、導管５６内部の呼吸気体のフローを測定するフローセンサ６２を更に含む。図１に示される特定の実施形態では、フローセンサ６２は、最も好ましくはバルブ６０の下流に、導管５６と一致するように挿入されている。フローセンサ６２は、コントローラ６４に供給され、患者５４における気体のフロー（Ｑ_patient）を決定するためにコントローラ６４によって用いられるフロー信号Ｑ_measuredを生成する。

Ｑ_measuredに基づいてＱ_patientを計算するための技術は、よく知られており、患者回路の圧力降下、システムからの既知の漏れ、即ち、図１において矢印Ｅによって示されるような回路からの気体の意図的な排出、及び、マスク／患者インターフェイスにおける漏れなどのシステムからの未知の漏れを考慮に入れる。本発明は、任意の既知、又は、漏れフローＱ_leakを計算するための後述する開発された技術を用いること、並びに、Ｑ_measuredに基づいてＱ_patientを計算する際に当該決定を用いることを想定している。かかる技術の例は、その内容が、参照により、本発明に組み込まれる、米国特許第５１４８８０２号、米国特許第５３１３９３７号、米国特許第５４３３１９３号、米国特許第５６３２２６９号、米国特許第５８０３０６５号、米国特許第６０２９６６４号、米国特許第６５３９９４０号、米国特許第６６２６１７５号、及び、米国特許第７０１１０９１号によって教示されている。

勿論、患者５４において、又は、導管５６に沿った他の位置において直接的にフローを測定する、フロー生成器５２の動作に基づいて患者フローを測定する、及び、バルブ６０の上流にあるフローセンサを用いて患者フローを測定するなど、患者５４の呼吸フローを測定するための他の技術が、本発明によって想定されるが、これらに限定されない。

図示された実施形態では、圧補助システム５０は、導管５６に動作可能に結合された、圧補助システム５０によって出力される気体ストリームの温度を検出するための温度センサ６５と、導管５６に動作可能に結合された、圧補助システム５０によって出力される気体ストリームの湿度を検出するための湿度センサ６７と、を含む。温度センサ６５及び湿度センサ６７は、それぞれ、コントローラ６４に動作可能に結合されている。当該実施形態では、温度センサ６５及び湿度センサ６７は、圧補助システム５０のメイン筺体内に供給されている。あるいは、温度センサ６５及び湿度センサ６７のいずれか又は両方が、患者回路内に供給されていてもよいし、又は、患者回路に結合されていてもよい。

コントローラ６４は、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、幾つかの他の適切な処理装置であり得る処理部と、処理部の内部にあり、又は、処理部に動作可能に結合され、データ、及び、ここでより詳細に説明されるように、湿度を自動的に制御することを含む、圧補助システム５０の動作を制御するための処理部によって実行可能なソフトウェアのためのストレージ媒体を供給するメモリ部と、を含む。

入力／出力装置６６が、臨床医又は介護士などのユーザに情報及びデータを表示及び出力するため、並びに、圧補助システム５０によって用いられる様々なパラメータを設定するために供給される。

図示される、本発明の非限定的な実施形態では、圧補助システム５０は、本質的に、ＣＰＡＰ圧補助システムとして機能し、従って、患者５４に適切なＣＰＡＰ圧力レベルを供給するために、かかるシステムにおいて必要な全ての能力を含む。これは、入力コマンド、信号、命令、又は、他の情報により、最大及び最小ＣＰＡＰ圧力設定などの適切なＣＰＡＰ圧力を供給するための必要なパラメータを受信することを含む。これは、例示的な意味でしかなく、BiPAP AutoSV、AVAPS、Auto CPAP、及び、BiPAP Autoなどを含むがこれらに限定されない他の圧補助方法が、本発明の範囲内にあることが理解されるべきである。

最後に、図示された実施形態では、圧補助システム５０は、圧補助システム５０のメイン筺体において供給された加湿器６８を含む。あるいは、加湿器６８は、メイン筺体から分離して、及び、外部に配置されていてもよい。加湿器６８は、コントローラ６４に結合され、コントローラ６４によって制御され、さらに、供給される気体において加湿することによって患者の快適性を改善する。例示的な実施形態では、ここで詳述されるように、加湿器６８は、パスオーバ型加湿器である。

図２は、圧補助システム５０の加湿器６８を実装するために用いられ得る本発明の例示的な実施形態に従った加湿器アセンブリ１００の正面図であり、図３は、かかる加湿器アセンブリ１００の分解図である。図２及び図３から分かるように、加湿器アセンブリ１００は、アダプタ１１０と、水を内部に保持するための容器１２０と、吸入管１３０と、フロートアセンブリ１４０と、を含み、それぞれについては、以下において、より詳細に説明される。

アダプタ１１０の底面等角図である図４から分かるように、アダプタ１１０は、気体フロー生成器５２からの空気が加湿器アセンブリ１００に入ることが可能な吸入端１１１を含む。アダプタ１１０は、吸入端１１１と流体連結している吸入部１１２と、排出アパーチャ１１３と、排出端１１４と、複数のアパーチャ１１５と、を更に含む。動作中、吸入端１１１から、吸入管１３０に結合されるように構成された吸入部１１２に空気が流れる。吸入ポート１１２は、当該分野において既知の任意の適切な機構（例えば、圧入などであるが、これに限定されない）によって、吸入管１３０に結合され得る。空気は、容器１２０内の水の上を通過して加湿された後、排出アパーチャ１１３を通じて加湿器アセンブリ１００を出て行き、導管５６に結合されるように構成された排出端１１４へ流れる。アダプタ１１０は、空気を通過させる排出アパーチャ１１３を含むが、アダプタ（図示省略）が、空気が出て行くための吸入端１１２と同様の他のポート又は複数のポートを含むことも、開示の概念の範囲内である。

図４及び図５によれば、アダプタ１１０は、ここで記述されるように、呼吸気体が水の上を通過し、呼吸気体の湿度が増すように、水を保持する容器１２０に結合されるように構成されている。図５から分かるように、容器１２０は、アダプタ１１０が容器１２０に結合された場合に、アパーチャ１１５と位置合わせされるように構成された複数のアパーチャ１２５を含む。この態様では、複数のピン（図示省略）が、アパーチャ１１５，１２５において、容器１２０にアダプタ１１０を結合するために、使用され得る。アダプタ１１０は、３つのアパーチャ１１５を持ち、容器１２０は、３つのアパーチャ１２５を持つが、開示の概念は、３つのアパーチャに限定されず、上述の結合機構にも限定されない。例えば、これに限定されないが、アダプタ（図示省略）は、ねじ結合又はさね継ぎ機構によって、容器（図示省略）に結合されてもよい。

図６は、吸入管１３０の等角図であり、図７は、吸入管１３０の正面図である。図６及び図７から分かるように、吸入管１３０は、アダプタ１１０の吸入ポートに結合されるように構成された第１の端部１３１を含む。吸入管１３０は、柔軟な本体部１３２と、フロートアセンブリ１４０に結合されるように構成された第２の端部１３３と、を更に含む。例示的な限定的でない実施形態において、本体部１３２は、吸入管１３０の長手方向に沿った方向において、容易に伸び縮みすることを可能にするベローズ形状を持つ。本体部１３２は、吸入管１３０の長手方向を横断する方向において、容易に曲がることも可能である。この機能の利点は、本明細書において説明される。

さらに、例示的な実施形態では、本体部１３２が、容易に伸び縮みを可能にするベローズ構造を備えているが、吸入管１３０が代替的な構造を持つことも、開示の概念の範囲内にあることが理解されるであろう。例えば、これに限定されないが、吸入管１３０は、ベローズ構造を含まないが、ここで説明されるように、容器１２０内の水の高さに依存するフロートアセンブリ１４０の一部に依存して曲がることが可能な柔軟な管であってもよい。吸入管１３０は、これらに限定されないが、シリコーンラバーなどの柔軟な弾性材料、モノマー、ポリマー、又は、それらの混合物など、本体部１３２が伸び縮み、及び／又は、曲がることを可能にするのに適した任意の材料で作られていてもよい。

図８〜図１１は、例示的な実施形態に従ったフロートアセンブリ１４０の分解等角図である。図１２は、フロートアセンブリ１４０に結合された吸入管１３０を示している正面図である。フロートアセンブリ１４０は、包囲部１４３と、包囲部１４３に結合された中央アパーチャ１５４を持つベース１４４とを有する第１のディスク形状コンポーネント１４１を含む。包囲部１４３は、吸入管１３０の端部１３３に結合されるように構成された吸入ポート１４２を含む。吸入ポート１４２は、当該技術分野において既知の任意の適切な機構（例えば、圧入などであるが、これに限定されない）によって、吸入管１３０の端部１３３に結合されてもよい。フロートアセンブリ１４０は、第１のコンポーネント１４１に結合されるように構成された第２のディスク形状コンポーネント１４９を更に含む。第２のコンポーネント１４９は、包囲部１５２と、包囲部１５２に結合されたベース１５０と、を含む（包囲部１５２及びベース１５０は堅く、中央アパーチャを有さない）。ベース１４４，１５０が包囲部１４３，１５２に結合される場合、空気の包囲領域がその間に形成される。この態様では、フロートアセンブリ１４０は、容器１２０に含まれる水の上に浮かぶように構成される。さらに、ベース１４４，１５０は、当該技術分野において既知の任意の適切な機構（例えば、スナップフィットなどであるが、これに限定されない）によって、包囲部１４３，１５２に結合されてもよい。

ベース１４４，１５０及び包囲部１４３，１５２は、モノマー、ポリマー、又は、それらの混合物を含む材料などの、水の上に浮かぶために適切な材料で構成され、好ましくは、熱可塑性プラスチック材料で構成され得る。例示的な実施形態では、ベース１５０は、包囲部１４３に含まれる複数のアパーチャ１４５において受けれられるように構成された複数の舌１５１を含む。しかしながら、ベース１５０及び包囲部１４３は、上述のように、フロートアセンブリ１４０の第１のコンポーネント１４１と第２のコンポーネント１４９との間の結合を可能にするための代替的な構造を持っていてもよい。あるいは、図１２から分かるように、フロートアセンブリ１４０の第１のコンポーネント１４１が第２のコンポーネント１４９に結合される場合、呼吸気体が、フロートアセンブリ１４０から出ていき、容器１２０に入ることを可能にするように構成された、複数のアパーチャ１５３が、第１のコンポーネント１４１と第２のコンポーネント１４９との間に形成される。例示的な実施形態では、複数（例えば、３つ）のアパーチャ１５３が形成されている。

動作中、気体フロー生成器５２からの空気が、アダプタ１１０の吸入端１１１を通じて加湿器アセンブリ１００に入る。次いで、空気は、吸入管１３０を通じて流れ、第１のコンポーネント１４１の吸入ポート１４２を通じてフロートアセンブリ１４０に入る。空気は、ベース１４４の中央アパーチャ１５４を通過し、包囲部１５２の上で半径方向に排出される。空気は、フロートアセンブリ１４０において、アパーチャ１５３を通じて容器１２０に入る。水の上を通過後、空気は、アダプタ１１０における排出アパーチャ１１３を通じて容器１２０を出て行く。最後に、空気は、アダプタ１１０の排出端１１４を通過し、患者５４に伝達される。

使用中、フロートアセンブリ１４０は、常に、容器１２０内の水の高さに対して、同じ位置に留まる。これは、（例えば、呼吸気体によって吸収される湿気、又は、ユーザによって加えられる水に起因して）容器１２０内の水の高さが変化するため、フロートアセンブリ１４０が水の上面に浮かぶことから、吸入管１３０の本体部１３２が伸び縮み、及び／又は、曲がるという事実のためである。このようにして、空気は、水に対して同じ高さにあるアパーチャ１５３を通じて容器１２０内に入る。このことは、図１３Ａ及び図１３Ｂにおいて、概略的に示されている。これは、より一定の湿度出力が患者５４に運ばれるという好適な結果をもたらす。

さらに、フロートアセンブリ１４０は、加湿器アセンブリ１００を通過する呼吸気体のための分散装置（即ち、バッフル）として好適に機能する。特に、気体が、アパーチャ１５４を通じて第１のコンポーネント１４１を出て行くため、気体は、包囲部１５２の上面に当たり、アパーチャ１５３を通じて出て行く前に半径方向に排出される。

さらに、フロートアセンブリ１４０が、容器１２０内の水の上に浮かぶように構成されているため、ユーザによって、加湿器アセンブリ１００が傾斜されたり、逆向きにされたりするなど、誤用された場合であっても、アパーチャ１５３は、常に、水の表面の上にある。従って、水がアパーチャ１５３に到達できないため、水がアパーチャ１５３に入り、圧補助システム５０のメイン筺体に侵入することが好適に回避される。また、吸入ポート１１２と吸入管１３０との間の密封接続のため、水が、吸入ポート１１２を通じてアダプタ１１０の吸入端１１１に入ることが回避される。このことが、図１４において、概略的に示されている。

さらに、加湿器アセンブリ１００は、上述のように、圧補助システム５０のメイン筺体内への水の侵入の可能性を考慮する必要がもはやないため、加湿器アセンブリ１００は、好適に小型化され得る。

本発明が、現在、最も実用的且つ例示的な実施形態であると考えられるものに基づいて、説明目的のため、詳細に説明されてきた。しかしながら、当然、かかる詳細は、単に説明目的のために過ぎず、本発明は、開示の実施形態に限定されない。しかし、反対に、本発明は、添付の請求項の考え方及び範囲に属する修正及び等価な構成をカバーする意図がある。例えば、開示の概念が、ディスク形状のコンポーネント１４１，１４９を含むフロートアセンブリ１４０と関連して説明されてきたが、これに限定されず、フロートアセンブリのコンポーネントが、矩形状などの代替的な形状を持ったり、又は、空気が流れる複数のアパーチャを具備する一体的なフロートアセンブリ（図示省略）を持ったりすることも開示の概念の範囲内である。また、容器１２０に通じる吸入構造及び容器１２０から出て行く排出構造が、上述のように、アダプタ以外の適所に配置されることも、開示の概念の範囲内である。例えば、これに限定されないが、吸入構造及び排出構造のいずれかが、容器１２０の側壁、及び／又は、容器１２０の上を覆う蓋又は上壁などの何らかの構造の上／中に配置されてもよい。

図１５は、圧補助システム５０の加湿器６８を実装するために使用され得る本発明の代替的且つ例示的な実施形態に従った加湿器アセンブリ１００−１の正面図であり、図１６は、かかる加湿器アセンブリ１００−１の分解図である。加湿器アセンブリ１００−１は、加湿器アセンブリ１００と類似し、多くの同一コンポーネントを含んでおり、同様のコンポーネントには同様の参照符号が付されている。図１５及び図１６から分かるように、加湿器アセンブリ１００−１は、アダプタ１１０−１と、容器１２０と、導管１３０−１と、フロートアセンブリ１４０−１と、を含む。

図１７から分かるように、アダプタ１１０−１は、アダプタ１１０（図４）と類似しており、気体フロー生成器５２から呼吸気体が加湿器アセンブリ１００−１に入ることができる吸入端１１１と、容器１２０にアダプタ１１０−１を結合するためのアパーチャ１１５と、を含んでいる。しかしながら、アダプタ１１０−１は、排出ポート１１３−１に隣接する吸入ポート１１２−１と、排出端１１４−１と、を含む。吸入ポート１１２−１は、吸入端１１１と流体連結するように構成され、排出ポート１１３−１は、排出端１１４−１と流体連結するように構成されている。吸入ポート１１２−１及び排出ポート１１３−１は、フローセパレータ１１６−１によって分割されている。

図１８は、導管１３０−１の等角図である。これから分かるように、導管１３０−１は、アダプタ１１０−１に結合されるように構成された第１の端部１３１−１と、吸入管１３０の本体部１３２と同様の柔軟な本体部１３２−１と、フロートアセンブリ１４０−１に結合されるように構成された第２の端部１３３−１と、を含む。さらに、導管１３０−１は、第１の端部１３１−１から第２の端部１３３−１まで長手方向に延在しているフローセパレータ１３４−１によって、形成及び変形される、吸入路１３５−１と排出路１３６−１とを持つ。導管１３０−１のフローセパレータ１３４−１は、アダプタ１１０−１のフローセパレータ１１６−１と位置合わせされ、導管１３０−１の中に入るエアフローと導管１３０−１から出るエアフローとを分離するように動作する。非限定的且つ例示的な実施形態では、フローセパレータ１３４−１は、一般的に、本体部１３２−１よりも堅くない薄い弾性膜である。結果として、使用中、本体部１３２−１は、伸び縮みし、又は、変位するため、フローセパレータ１３４−１は、吸入路１３５−１と排出路１３６−１との分離、ひいては、導管１３０−１の中に入るエアフローと導管１３０−１から出るエアフローとの分離を好適に維持する。

図１９〜図２２は、フロートアセンブリ１４０−１の分解等角図である。フロートアセンブリ１４０−１は、第１のディスク形状コンポーネント１４１−１と、第２のコンポーネント１４９と、を含み、加湿器アセンブリ１００のフロートアセンブリ１４０と類似している。第１のコンポーネント１４１−１は、包囲部１４２−１と、包囲部１４２−１に結合されたベース１４６−１と、を持つ。包囲部１４２−１は、導管１３０−１の第２の端部１３３−１にそれぞれ結合された、吸入ポート１４３−１及び排出ポート１４４−１を含む。さらに、包囲部１４２−１は、吸入ポート１４３−１と排出ポート１４４−１との間に配置され、吸入ポート１４３−１と排出ポート１４４−１とを分離するフローセパレータ１４５−１を含む。包囲部１４２−１のフローセパレータ１４５−１は、導管１３０−１のフローセパレータ１３４−１と位置合わせされ、フロートアセンブリ１４０−１の中に入るエアフローとフロートアセンブリ１４０−１から出て行くエアフローとを分離するように動作する。第１のコンポーネント１４１−１は、中央アパーチャ１４７−１と、中央アパーチャ１４７−１を横切る方向に延在することで、吸入部分と排出部分とにアパーチャ１４７−１を分離するフローセパレータ１４８−１と、を有するベース１４６−１を更に持つ。ベース１４６−１のフローセパレータ１４８−１は、包囲部１４２−１のフローセパレータ１４５−１と位置合わせされ、フローセパレータ１４５−１と協働して、フロートアセンブリ１４０−１に入るエアフローとフロートアセンブリ１４０−１から出て行くエアフローとを、吸入路と排出路とに分離するように動作する。

さらに、図２０及び図２１から分かるように、フローセパレータ１４８−１は、中央アパーチャ１４７−１からベース１４６−１の周縁まで、ベース１４６−１の円錐形状表面に沿って延在している。また、フローセパレータ１４８−１は、第１の端部において中央アパーチャ１４７−１から延在し、第２の端部において包囲部１５２と密封するように係合している。当然ながら、ベース１４６−１の周縁と包囲部１５２との間にはギャップがある。このようにして、第１のコンポーネントの中に入るエアフローと第１のコンポーネントから出て行くエアフローとが、フローセパレータ１４８−１の側に沿って、好適に分離される。

図２３は、フロートアセンブリ１４０−１に結合された導管１３０−１を示す正面図である。図２３から分かるように、フロートアセンブリ１４０−１の第１のコンポーネント１４１−１が第２のコンポーネント１４９に結合された場合、その間には、複数のアパーチャ１５３−１が形成される。以下においてより詳細に説明されるように、アパーチャ１５３は、吸入路からの呼吸気体が、フロートアセンブリ１４０−１を出て行き、加湿のための容器１２０に入ることを可能にし、また、呼吸気体が、一旦加湿された後、フロートアセンブリ１４０−１に再び入ることを可能にする。例示的な実施形態では、３つのアパーチャ１５３−１が形成されている。

動作中、気体フロー生成器５２からの呼吸気体は、アダプタ１１０−１の吸入端１１１を通じて、加湿器アセンブリ１００−１に入る。次いで、呼吸気体は、吸入ポート１１２−１を通過し、導管１３０−１の吸入路１３５−１に入る。フローセパレータ１１６−１，１３４−１によって、気体のフローが、アダプタ１１０−１の排出ポート１１３−１、及び、導管１３０−１の排出路１３６−１の中に入ることが回避される。呼吸気体は、包囲部１５２の上で半径方向に排出される、ベース１４６−１の中央アパーチャ１４７−１の吸入部を通過する前に、第１のコンポーネント１４１−１の吸入ポート１４３−１を通じて、フロートアセンブリ１４０−１に入る。フロートアセンブリ１４０−１のフローセパレータ１４５−１，１４８−１は、導管１３０−１の吸入路１３５−１からの呼吸気体が、加湿される前に、排出路１３６−１に入ることを防止する。

呼吸気体は、アパーチャ１５３−１を通じて容器１２０に入り、水の上を通過後、アパーチャ１５３−１を通じて戻され、ベース１４６−１の中央アパーチャ１４７−１及び包囲部１４２−１の排出ポート１４４−１を通る。次いで、呼吸気体は、導管１３０−１の排出路１３６−１の中に入る。最後に、呼吸気体は、アダプタ１１０−１の排出ポート１１３−１を通じて、患者に伝達される前に、排出端１１４−１へ方向付けられる。このようにして、アダプタ１１０−１の吸入ポート１１２−１、導管１３０−１の吸入路１３５−１、及び、第１のコンポーネント１４１−１の吸入ポート１４３−１は、第１の（吸入）流路を形成し、アダプタ１１０−１の排出ポート１１３−１、導管１３０−１の排出路１３６−１、及び、第１のコンポーネント１４１−１の排出ポート１４４−１は、第２の（排出）流路を形成する。フローセパレータ１１６−１，１３４−１，１４５−１，１４８−１は、第１の流路を通過する呼吸気体が、容器に入る前に、第２の流路に入らないこと、並びに、第２の流路を通過する呼吸気体が、第１の流路に入らないことを保証するように好適に動作する。換言すれば、水の上を通過し加湿された呼吸気体のみが、加湿器アセンブリ１００−１を出て行き、患者回路に伝達される。

使用中、フロートアセンブリ１４０−１は、フロートアセンブリ１４０と同様、常に、容器１２０内の水の高さに対して、同じ位置を維持する。これは、容器１２０内の水の高さが変化するため、フロートアセンブリ１４０−１が水の上面に浮かぶことから、導管１３０−１の本体部１３２−１が伸び縮み、及び／又は、曲がるという事実のためである。このようにして、呼吸気体は、水に対して同じ高さにあるアパーチャ１５３−１を通じて容器１２０内に入る。このことが、図２４Ａ及び図２４Ｂにおいて、概略的に示されている。これは、より一定の湿度出力が患者５４に運ばれるという好適な結果をもたらす。フロートアセンブリ１４０−１が、容器１２０内の水の上に浮かぶように構成されているため、ユーザによって、加湿器アセンブリ１００−１が傾斜されたり、逆向きにされたりするなど、誤用された場合であっても、アパーチャ１５３−１（図２３参照）は、常に、水の表面の上にある。従って、水がアパーチャ１５３−１に到達できないため、水がアパーチャ１５３−１に入り、圧補助システム５０のメイン筺体に侵入すること、及び、水が患者回路に侵入することが好適に回避される。

加湿器アセンブリ１００と同様、加湿器アセンブリ１００−１が、現在、最も実用的且つ例示的な実施形態であると考えられるものに基づいて、説明目的のため、詳細に説明されてきた。しかしながら、当然、かかる詳細は、単に説明目的のために過ぎず、本発明は、開示の実施形態に限定されない。しかし、反対に、本発明は、添付の請求項の考え方及び範囲に属する修正及び等価な構成をカバーする意図がある。例えば、水が、患者回路及び圧補助システム５０のメイン筺体内に流れ込むことを防ぐように動作する加湿器アセンブリ１００−１が、アダプタ１１０−１、導管１３０−１、及び、フロートアセンブリ１４０−１と関連して説明されてきたが、これに限定されない。開示の概念の範囲内の適切且つ代替的な加湿器アセンブリ（図示省略）は、吸入管内に配置された排出管を持つ吸入管（いわゆる「チューブインチューブ」構成）を含む。かかる実装に対応するアダプタ及びフロートアセンブリは、一般的に、吸入管内に配置された排出管の断面プロファイルと位置合わせされるフローセパレータを含む。さらに、加湿器アセンブリ（図示省略）が、排出管内に配置された吸入管を含み、対応するアダプタ及びフロートアセンブリが、一般的に、排出管内に配置された吸入管の断面プロファイルと位置合わせされるフローセパレータを含む構成も、開示の概念の範囲内である。

水が、患者回路及び圧補助システム５０のメイン筺体の中に入り込むことを防ぐように動作する追加的な実装は、排出部に直接的に隣接する吸入部に限定されない。例えば、これに限定されないが、加湿器アセンブリ（図示省略）が、別個の排出管から離れた吸入管を含むことも開示の概念の範囲内である。対応するアダプタ及びフロートアセンブリは、対応する吸入管及び排出管に結合するために、離れた別個のポートを含むであろう。さらに、かかる実装が、吸入管及び排出管の各々のための別個のフロートアセンブリを含むことも開示の概念の範囲内である。

Claims (13)

1. 水を保持する容器と、
   呼吸気体のフローを受け入れる、前記容器に通じている吸入構造、及び、前記容器から出て行く排出構造と、
   前記吸入構造と前記排出構造との少なくとも１つに流体連結された第１の端部、本体部、及び、第２の端部を持つ導管要素と、
   前記導管要素の前記第２の端部に結合され、前記容器によって保持される水の上に浮かぶように構成されたフロートアセンブリであって、前記容器の内部及び前記排出構造と流体連結されるように構成された複数のアパーチャを持つ前記フロートアセンブリと、
   を有し、前記複数のアパーチャの各々は、前記容器が傾斜されたり、逆さまにされたりしても、前記水の表面より上に位置されるように構成され、前記導管要素の前記本体部は、前記導管要素の長軸に対し横方向に曲がること、及び前記導管要素の前記長軸の方向に伸長／収縮するこが可能であるような柔軟な本体部である、加湿器アセンブリ。
2. 前記本体部は、ベローズ形状を持つ、請求項１記載の加湿器アセンブリ。
3. 前記フロートアセンブリは、第１のコンポーネントと、前記第１のコンポーネントに結合された第２のコンポーネントと、を有し、前記フロートアセンブリの前記アパーチャが、前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントとの間に配置されている、請求項１記載の加湿器アセンブリ。
4. 前記第２のコンポーネントは、前記導管要素の前記第２の端部を通じて前記複数のアパーチャの外へ半径方向に前記呼吸気体を分散させるためのバッフルとして機能するように構成された上面を持つ、請求項３記載の加湿器アセンブリ。
5. 前記容器に結合されるとともに、吸入端、前記吸入端に結合された、前記吸入構造を有する吸入ポート、及び、前記排出構造を有する排出端を持つ、アダプタを更に有する、請求項１記載の加湿器アセンブリ。
6. 前記導管要素は、単一の流路を持つ吸入管を有し、前記第１の端部は、前記吸入構造に流体連結されるが、前記排出構造には流体連結されない、請求項１記載の加湿器アセンブリ。
7. 前記容器に結合されたアダプタを更に有し、前記アダプタは、吸入ポートと、排出ポートと、前記吸入ポートと前記排出ポートとの間に配置された第１のフロー分離器と、を持ち、前記吸入ポートは、前記吸入構造の一部であり、前記排出ポートは、前記排出構造の一部であり、前記導管要素の前記第１の端部は、前記吸入ポート及び前記排出ポートに流体連結されている、請求項１記載の加湿器アセンブリ。
8. 前記導管要素は、吸入路、排出路、及び、前記吸入路と前記排出路との間の第２のフロー分離器を更に持ち、前記第２のフロー分離器は、前記第１の端部から前記第２の端部まで延在し、前記第１のフロー分離器と位置合わせされている、請求項７記載の加湿器アセンブリ。
9. 前記フロートアセンブリは、第１のコンポーネントと、前記第１のコンポーネントと結合された第２のコンポーネントと、を有し、前記フロートアセンブリの前記アパーチャは、前記第１のコンポーネントと前記第２のコンポーネントとの間に配置され、前記第１のコンポーネントは、吸入ポートと、排出ポートと、前記吸入ポートと前記排出ポートとの間に配置され、前記第２のフロー分離器と位置合わせされている第３のフロー分離器と、を含む、請求項８記載の加湿器アセンブリ。
10. 前記アダプタの前記吸入ポートと、前記導管要素の前記吸入路と、前記第１のコンポーネントの前記吸入ポートとが、第１の流路を形成し、前記アダプタの前記排出ポートと、前記導管要素の前記排出路と、前記第１のコンポーネントの前記排出ポートとが、第２の流路を形成し、前記第１、第２、第３のフロー分離器が、前記第１の流路を通る前記呼吸気体が前記容器に入る前に前記第２の流路に入ることを防ぐように構成され、且つ、前記第２の流路を通る前記呼吸気体が前記第１の流路に入ることを防ぐように構成される、請求項９記載の加湿器アセンブリ。
11. 前記導管要素は、吸入路と、前記吸入路から分離した排出路と、を含み、前記吸入路は、前記吸入構造及び前記複数のアパーチャに流体連結され、前記排出路は、前記排出構造及び前記複数のアパーチャに流体連結される、請求項１記載の加湿器アセンブリ。
12. 請求項１記載の加湿器アセンブリと、
    前記吸入構造に結合された、前記呼吸気体のフローを作る気体フロー生成器と、
    前記排出構造に結合された、患者の気道に前記呼吸気体のフローを伝達する患者インターフェイスと、
    を有する、圧補助システム。
13. 圧補助システムにおける供給気体に加湿する方法であって、前記方法は、
    水を含む容器と、導管要素と、導管要素に結合され、前記容器が傾斜されたり、逆さまにされたりしても、各々が前記水の表面より上に維持される複数のアパーチャを持つ、前記水の上に浮かぶフロートアセンブリと、を有する、加湿器アセンブリに結合された、気体フロー生成器により、呼吸気体のフローを生成するステップと、
    前記呼吸気体に、前記導管要素及び前記フロートアセンブリの前記複数のアパーチャを通過させるステップと、
    前記呼吸気体に、前記水の上を通過させるステップと、
    前記加湿器アセンブリから前記呼吸気体を排出するステップと、
    を有する、方法。

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