WO2006088006A1 - 呼吸回路用の加湿装置 - Google Patents

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Kazufuku Nitta
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Definitions

  • the present invention relates to a humidifier for a respiratory circuit.
  • a ventilator is connected to the beginning of the inspiratory tube in the breathing circuit so that inspiration can be provided to the patient.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9-122242
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a humidifier for a respiratory circuit that can detect an abnormality in the flow of inspiration in the respiratory tract. Means for solving the problem
  • a humidifier for a respiratory circuit includes a humidifier, a water passage, and a controller.
  • the humidifying unit is disposed inside the intake pipe in the breathing circuit.
  • the humidification unit is configured to be able to supply moisture during intake through the intake pipe.
  • the water flow unit includes a supply unit that supplies moisture to the humidification unit, and a delivery unit for sending out moisture supplied to the humidification unit.
  • the control unit is configured to detect an abnormality using information on a difference between a water temperature in the supply unit and a water temperature in the delivery unit.
  • the humidifying part can be constituted by a hydrophobic hollow fiber or a hydrophobic membrane.
  • the humidifying unit can be disposed in the vicinity of the end of the inspiratory pipe on the patient side.
  • All or a part of the water flow section may be disposed inside the intake pipe.
  • the control unit can perform the abnormality detection, for example, on the condition that “the difference between the water temperature in the supply unit and the water temperature in the delivery unit is a predetermined value or less”.
  • the pressure of the water sent to the water flow part and the humidification part is higher than the internal pressure of the intake pipe in the breathing circuit.
  • the breathing circuit 1 includes an inspiratory tube 11, an expiratory tube 12, and a Y-shaped mouthpiece 13.
  • a ventilator 2 is connected to the start end of the intake pipe 11.
  • the end of the inspiratory pipe 11 and the start of the expiratory pipe 12 are connected to corresponding ends of the mouthpiece 13 respectively.
  • the mouse piece 13 is attached to the patient so that the patient can breathe.
  • the humidifier 3 includes a humidifying unit 31, a water passing unit 32, a control unit 33, a water storage tank 34, a pump 35, and a heating unit 36 as main elements.
  • the humidifying unit 31 is disposed inside the intake pipe 11 in the breathing circuit 1 (see FIG. 1).
  • the humidifying unit 31 in the present embodiment is disposed in the vicinity of the patient-side end portion of the inspiratory pipe 11. Between the humidification part 31 and the intake pipe 11, there is a fixture that fixes their positional relationship ( It is preferred to be equipped with (not shown).
  • the humidifying unit 31 is configured to be able to supply moisture during the intake air flowing through the intake pipe 11.
  • the humidifying part 31 in this embodiment is constituted by a hydrophobic hollow fiber.
  • the hydrophobic hollow fiber as the humidifying section 31 passes through the warm water sent by the water passing section 32, and moisture is released to the intake air from the minute holes formed in the peripheral wall of the hydrophobic hollow fiber. I can do it.
  • the humidifying part 31 may be a hydrophobic film used as a part of the peripheral wall of the water passing part 32.
  • the humidifying unit 31 should be configured so that the moisture supplied to the humidifying unit 31 is not diffused into the intake air.
  • the water flow unit 32 includes a supply unit 321 that supplies moisture to the humidification unit 31 and a delivery unit 322 that sends out moisture supplied to the humidification unit 31.
  • both the supply unit 321 and the delivery unit 322 are configured by flexible tubes.
  • both the supply unit 321 and the delivery unit 322 are partly disposed inside the intake pipe 11 (see FIG. 1).
  • the supply part 321 and the delivery part 322 are attached to the side wall via an appropriate seal member (not shown) so as to keep the airtight state of the intake pipe 11 in a portion passing through the side wall of the intake pipe 11.
  • the starting end of the supply unit 321 is connected to the water storage tank 34 via the heating unit 36 and the pump 35.
  • the end of supply unit 321 is connected to the start of humidification unit 31.
  • the starting end of the sending unit 322 is connected to the end of the humidifying unit 31.
  • the end of the sending section 322 is connected to the water reservoir 34!
  • the control unit 33 is configured to detect an abnormality using information on the difference between the water temperature in the supply unit 321 and the water temperature in the delivery unit 322. Such a control unit 33 can be easily configured by using an appropriate control microcomputer or personal computer.
  • an appropriate temperature probe can be attached to the inside or the side of the supply unit 321 and the delivery unit 322, and the measured value of this probe can be taken into the control unit 33.
  • the control unit 33 of this embodiment includes a water temperature T in the supply unit 321 and a transmission unit 322.
  • the difference between the water temperature T and the difference ⁇ ⁇ is below the specified value ⁇ .
  • conditional expression can be described as follows, for example.
  • a substantially equivalent conditional expression can also be used.
  • the prescribed value ⁇ may be appropriately set by the operator according to the purpose th and the situation, or may be automatically set by the control unit 33 using some condition.
  • the water storage tank 34 stores water sent to the humidifying unit 31.
  • the water storage tank 34 is configured to receive the water sent to the humidifying unit 31 through the sending unit 322.
  • the water storage tank 34 one having heat retention is preferable.
  • the pump 35 is configured to send water stored in the water storage tank 34 to the supply unit 321 of the water flow unit 32.
  • the pressure of water delivered from the pump 35 is the intake pipe 1 in the breathing circuit 1
  • a value higher than the internal pressure of 1 is preferable.
  • the pressure of water delivered from the pump 35 is set so as to satisfy the following condition.
  • the heating unit 36 heats the water fed from the pump 35.
  • a heating unit 36 can be easily configured by using an appropriate heater.
  • the heating unit 36 of the present embodiment is configured to heat the water sent from the pump 35 to a temperature of about 60 to 70 ° C.
  • humidification part 3 Assume that 1 is already arranged inside the intake pipe 11 as shown in FIG. Next, water (moisture) in the water storage tank 34 is sent out to the heating unit 36 by the pump 35. As a result, the water temperature rises to a predetermined temperature. The water temperature T after heating is acquired and recorded by the control unit 33.
  • the hot water reaches the humidification unit 31 via the supply unit 321 of the water flow unit 32.
  • the humidifying unit 31 moisture is diffused into the intake air. Thereby, the humidity of intake air can be raised.
  • the intake air can be warmed by the warm water.
  • the water that has passed through the humidifying unit 31 returns to the water storage tank 34 through the delivery unit 322.
  • the water temperature T in the middle is acquired by the control unit 33 and recorded.
  • the control unit 33 detects abnormal intake.
  • intake air abnormality can be detected using information on the difference ⁇ in water temperature (for example, using information that ⁇ is equal to or less than a specified value). If abnormalities in intake can be detected, appropriate measures such as issuing an alarm can be taken.
  • the intake air can be warmed also by the hot water flowing through the water flow portion 32. .
  • the hot water flowing through the water flow portion 32 also exchanges heat with the intake air.
  • the amount of heat exchange between the hot water and the intake air becomes larger than when heat is exchanged only by the humidifying unit 31.
  • the difference in the heat exchange amount between when the intake is stopped and when there is intake that is, the temperature difference ⁇
  • the abnormality detection sensitivity S / N ratio
  • the intake air when the intake air is stopped for some reason and then the intake air is restarted, It will be supplied to the patient and may be painful for the patient.
  • the intake air since the intake air is heated by hot water, the intake air temperature is not high enough to cause pain to the patient, and there is also an advantage that the feeling of use for the patient is good.
  • the pressure of water delivered from the pump 35 is set to a value higher than the internal pressure of the intake pipe 11 in the breathing circuit 1, so that hot water is reliably supplied to the humidifying unit 31. It can be supplied.
  • the humidifying unit 31 is arranged in the vicinity of the patient side, so there is little temperature drop of the inspired air after humidification. Therefore, according to the present embodiment, there is an advantage that dew condensation is less likely to occur inside the intake pipe 11. In the case of a structure that causes condensation, it is necessary to provide a water removal mechanism in the breathing circuit so that water due to condensation does not reach the respiratory organs of the patient. In this embodiment, since the structure is such that condensation does not easily occur, the structure of the breathing circuit can be simplified.
  • each of the above embodiments is merely an example, and does not indicate a configuration essential to the present invention.
  • the configuration of each part is not limited to the above as long as the gist of the present invention can be achieved.
  • the functional elements such as the control unit 33 described above may be combined into a single functional element.
  • the function of one functional element may be realized by cooperation of a plurality of functional elements.
  • the above-described functional elements may be any means such as hardware, computer software, or a combination thereof as means for realizing the functions as long as they exist as functions.
  • One functional element is physically discrete It may be realized by cooperation of nodeware or computer software arranged at the position.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a humidifier according to an embodiment of the present invention.

Abstract

【課題】　呼吸管内における吸気の流れの異常を検出することができる、呼吸回路用の加湿装置を提供する。 【解決手段】　加湿部３１は、呼吸回路１における吸気管１１の内部に配置される。さらに、加湿部３１は、例えば疎水性中空糸や疎水性膜を用いることにより、吸気管１１の内部を流れる吸気中に水分を供給できる構成となっている。通水部３２は、加湿部３１に水分を供給する供給部３２１と、加湿部３１に供給された水分を送り出すための送出部３２２とを備える。制御部３３は、供給部３２１における水温と、送出部３２２における水温との差の情報を用いて、吸気の異常を検出する。

Description

明 細 書
呼吸回路用の加湿装置
技術分野
[0001] 本発明は、呼吸回路用の加湿装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来から、人工呼吸用の呼吸回路が用いられている。呼吸回路における吸気管の 始端には、人工呼吸器が接続されており、患者に対して吸気を提供できるようになつ ている。
[0003] ところで、呼吸回路においては、人工呼吸器の故障や呼吸回路の損傷などの、何 らかの原因により、吸気が供給されなくなるおそれがある。そこで、吸気が正しく供給 されて 、ることを、何らかの手段で監視する必要がある。
[0004] 一方、本出願人は、既に、吸気管内に中空糸を配置することで吸気の加湿を行う 装置を提案して ヽる（下記特許文献 1参照)。
特許文献 1：特開平 9 - 122242号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明は、上記の状況に鑑みてなされたもので、呼吸管内における吸気の流れの 異常を検出することができる、呼吸回路用の加湿装置を提供しょうとするものである。 課題を解決するための手段
[0006] 本発明に係る呼吸回路用の加湿装置は、加湿部と、通水部と、制御部とを備えて いる。前記加湿部は、呼吸回路における吸気管の内部に配置されるものである。前 記加湿部は、前記吸気管の内部を通る吸気中に水分を供給できる構成となっている 。前記通水部は、前記加湿部に水分を供給する供給部と、前記加湿部に供給された 水分を送り出すための送出部とを備えている。前記制御部は、前記供給部における 水温と、前記送出部における水温との差の情報を用いて異常検出を行う構成となつ ている。
[0007] 前記加湿部を、疎水性中空糸又は疎水性膜によって構成することができる。 [0008] 前記加湿部を、前記吸気管における患者側の端部近傍に配置することができる。
[0009] 前記通水部の全部又は一部を、前記吸気管の内部に配置することができる。
[0010] 前記制御部は、例えば、「前記供給部における水温と、前記送出部における水温と の差が規定値以下であること」を条件として、前記異常検出を行うことができる。
[0011] 前記通水部及び前記加湿部に送り出される水分の圧力は、前記呼吸回路におけ る吸気管の内圧よりも高 、値であることが好ま 、。
発明の効果
[0012] 本発明によれば、呼吸管内における吸気の流れの異常を検出することができる、呼 吸回路用の加湿装置を提供することが可能となる。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明に係る呼吸回路用の加湿装置の一実施形態を、添付の図面を参照 して説明する。
[0014] (本実施形態の構成）
まず、本実施形態の加湿装置 3が用いられる呼吸回路 1の構成を概略的に説明す る。この呼吸回路 1は、吸気管 11と、呼気管 12と、 Y形のマウスピース 13とから構成 されている。
[0015] 吸気管 11の始端には、人工呼吸器 2が接続される。吸気管 11の終端と呼気管 12 の始端とは、マウスピース 13における対応する端部にそれぞれ接続される。マウスピ ース 13は、患者に装着されることにより、患者に呼吸を行わせることができるようにな つている。
[0016] このような呼吸回路 1や人工呼吸器 2は、従来力もよく知られているものなので、詳 細な説明は省略する。
[0017] 本実施形態の加湿器 3は、加湿部 31と、通水部 32と、制御部 33と、貯水槽 34と、 ポンプ 35と、加熱部 36とを主要な要素として備えている。
[0018] 加湿部 31は、呼吸回路 1における吸気管 11の内部に配置されるものである（図 1参 照)。
[0019] 本実施形態における加湿部 31は、吸気管 11における患者側の端部近傍に配置さ れている。加湿部 31と吸気管 11との間には、それらの位置関係を固定する取付具（ 図示せず）が備えられて 、ることが好まし 、。
[0020] 加湿部 31は、吸気管 11を流れる吸気中に水分を供給できる構成となっている。具 体的には、この実施形態における加湿部 31は、疎水性中空糸によって構成されてい る。加湿部 31としての疎水性中空糸には、通水部 32によって送られた温水が通過す るようになっており、疎水性中空糸の周壁に形成された微小な穴から吸気に水分を 発散できるようになって 、る。
[0021] ただし、加湿部 31としては、通水部 32の周壁の一部として用いられた疎水性膜で あってもよい。要するに、加湿部 31としては、加湿部 31に供給された水分を吸気に 発散な 、し供給できる構成であればょ 、。
[0022] 通水部 32は、加湿部 31に水分を供給する供給部 321と、加湿部 31に供給された 水分を送り出すための送出部 322とを備えている。本実施形態では、供給部 321と 送出部 322とは、共に、柔軟性のあるチューブにより構成されている。
[0023] また、供給部 321と送出部 322とは、いずれも、その一部が、吸気管 11の内部に配 置されている（図 1参照)。供給部 321及び送出部 322は、吸気管 11の側壁を貫通 する部分においては、吸気管 11の気密状態を保つように、適宜なシール部材（図示 せず)を介して側壁に取り付けられて 、る。
[0024] 供給部 321の始端は、加熱部 36とポンプ 35とを介して、貯水槽 34に接続されてい る。供給部 321の終端は、加湿部 31の始端に接続されている。
[0025] 送出部 322の始端は、加湿部 31の終端に接続されている。送出部 322の終端は、 貯水槽 34に接続されて!、る。
[0026] 制御部 33は、供給部 321における水温と、送出部 322における水温との差の情報 を用いて異常検出を行う構成となっている。このような制御部 33は、適宜な制御用マ イコンやパソコンを用いることによって容易に構成することができる。
[0027] また、供給部 321や送出部 322における水温を検出する方法としては、従来から存 在する各種のものを用いることができる。例えば、供給部 321や送出部 322の内部又 は側面に、適宜な温度プローブを取り付けて、このプローブの測定値を制御部 33に 取り込むことができる。
[0028] この実施形態の制御部 33は、供給部 321における水温 Tと、送出部 322における 水温 Tとの差 ΔΤが規定値 Τ 以下であることを条件として、異常検出を行う構成とな
2 th
つている。これを数式で表すと、条件式は、例えば次のように記載できる。
Figure imgf000006_0001
もちろん、当然のことながら、
I τ -T I <τ
1 2 th
というような、実質的に等価な条件式を用いることもできる。なお、規定値 τ は、目的 th や状況に応じて操作者が適宜設定しても良いし、制御部 33が何らかの条件を用い て自動的に設定しても良い。
[0029] 貯水槽 34は、加湿部 31に送り出される水を貯めておくものである。また、貯水槽 34 は、加湿部 31に送り出された水を、送出部 322を介して受け入れるようになつている
。貯水槽 34としては、保温性のあるものが好ましい。
[0030] ポンプ 35は、貯水槽 34に貯められた水を、通水部 32の供給部 321に送り出すよう になっている。ポンプ 35から送り出される水の圧力は、呼吸回路 1における吸気管 1
1の内圧よりも高い値とされることが好ましい。例えば本実施形態では、ポンプ 35から 送り出される水の圧力は、次の条件を満たすように設定される。
P >P +P≥P
1 2 h aw
ここで、
P：ポンプからの送水圧力
P：送出部 322の内圧
2
P：貯水槽 34の高さ又は水位 hに対応した圧力
h
P
aw：吸気管内部の圧力
である。
[0031] 加熱部 36は、ポンプ 35から送り出された水を加熱するものである。このような加熱 部 36は、適宜なヒータを用いることで容易に構成することができる。本実施形態の加 熱部 36は、ポンプ 35から送られた水を 60〜70°C程度の温度に加熱するように構成 されている。
[0032] (本実施形態の動作）
次に、本実施形態に係る加湿装置の動作を説明する。まず、前提として、加湿部 3 1が、図 1に示されているように、吸気管 11の内部に既に配置されているとする。つい で、ポンプ 35により、貯水槽 34の内部の水（水分)を、加熱部 36に送り出す。これに より、水温は、所定の温度まで上昇する。加熱後の水温 Tは、制御部 33により取得さ れて記録される。
[0033] ついで、温水は、通水部 32の供給部 321を介して、加湿部 31に達する。加湿部 3 1では、水分が吸気に放散される。これにより、吸気の湿度を上昇させることができる 。また、本実施形態では、加湿部 31に温水を流しているので、この温水により、吸気 の加温を行うこともできる。
[0034] 加湿部 31を通過した水分は、送出部 322を通って、貯水槽 34に戻る。その途中（ 吸気管 11の外部）における水温 Tは、制御部 33により取得されて記録される。
2
[0035] 制御部 33は、水温 Tと水温 Tとの差 ΔΤが規定の値以下であれば、吸気に異常
1 2
があるとして、警報を発する。
[0036] 人工呼吸器 1から送られる吸気に異常がなければ、加湿部 31や通水部 32を流れ る温水と、吸気管 11を流れる吸気とは、熱交換を行う。これにより、加湿部 31を通過 した水分の温度は低下する。ここで、もし、例えば人工呼吸器 2や吸気管 11に問題を 生じて、吸気の流れが停止あるいは著しく減速すると、温水と吸気との熱交換量が低 下する。すると、水温 Tと水温 Tとの差 ΔΤ (厳密にはその絶対値）が減少する。
1 2
[0037] したがって、本実施形態のように、水温の差 ΔΤの情報を用いて (例えば ΔΤが規 定値以下であるという情報を用いて）、吸気の異常を検知することができる。吸気の異 常を検知できれば、例えば警報を発する等の適切な対応を取ることができる。
[0038] また、本実施形態では、通水部 32の少なくとも一部を、吸気管の内部に配置してい るので、通水部 32を流れる温水によっても、吸気の加温を行うことができる。
[0039] さらに、本実施形態では、通水部 32の少なくとも一部を、吸気管の内部に配置して いるので、通水部 32を流れる温水も、吸気との熱交換を行う。すると、温水と吸気との 熱交換量は、加湿部 31のみで熱交換を行う場合に比較して、大きくなる。すると、本 実施形態では、吸気が停止した場合と吸気がある場合の熱交換量の差 (つまり温度 差 ΔΤ)が大きくなり、異常の検出感度 (SN比）を高くすることができるという利点もあ る。 [0040] 従来、電熱線により吸気を加熱する技術が提案されてきているが、この場合は、吸 気が何らかの理由で停止した後、吸気を再開すると、力なり高い温度まで加熱された 吸気が患者に供給されることになり、患者に苦痛を与える可能性がある。これに対し て、本実施形態によれば、温水によって吸気を加温しているので、患者に苦痛を与 えるほどには吸気温度は高くならず、患者にとっての使用感が良いという利点もある
[0041] また、本実施形態では、ポンプ 35から送り出される水の圧力を、呼吸回路 1におけ る吸気管 11の内圧よりも高 、値としたので、加湿部 31に対して確実に温水を供給す ることがでさる。
[0042] また、もし、加湿部 31の内部を負圧にすることによって温水を加湿部 31に供給する こととし、さらに、加湿部 31が通気性を有する場合には、加湿部 31に温水を供給でき ないおそれがある。これに対して、本実施形態では、加湿部 31に対して、ポンプ 35 から温水を正圧で送り出すこととして!/、るので、加湿部 31に対して確実に温水を供給 することができるという利点がある。
[0043] さらに、本実施形態では、加湿部 31を、患者側の近傍に配置して!/、るので、加湿 後の吸気の温度低下が少ない。したがって、本実施形態によれば、吸気管 11の内 部における結露を生じにくいという利点もある。結露を生じる構造とした場合には、結 露による水が患者の呼吸器官に達することがないように、呼吸回路において、水の除 去機構を設ける等の必要を生じてしまう。本実施形態では、結露を生じにくい構造と なっているので、呼吸回路の構造を簡略ィ匕することも可能となる。
[0044] なお、前記各実施形態の記載は単なる一例に過ぎず、本発明に必須の構成を示し たものではない。各部の構成は、本発明の趣旨を達成できるものであれば、前記に 限らない。
さらに、前記した制御部 33などの機能要素どうしは、複合して一つの機能要素に集 約されても良い。また、一つの機能要素の機能が複数の機能要素の協働により実現 されても良い。さらに、前記した機能要素は、機能として存在していればよぐ機能実 現のための手段としては、ハードウェア、コンピュータソフトウェア、これらの組み合わ せなどの、任意のものを用いることができる。一つの機能要素が、物理的に離散した 位置に配置されたノヽードウエアやコンピュータソフトウェアの協働により実現されても よい。
図面の簡単な説明
[0045] [図 1]本発明の一実施形態に係る加湿装置の概略的な構成を示す説明図である。
符号の説明
[0046] 1 呼吸回路
11 吸気管
12 呼気管
13 マウスピース
2 人工呼吸器
3 加湿装置
31 加湿部
32 通水部
321 供給部
322 送出部
33 制御部
34 貯水槽
35 ポンプ
36 加熱部

Claims

請求の範囲
[1] 加湿部と、通水部と、制御部とを備えており、
前記加湿部は、呼吸回路における吸気管の内部に配置されるものであり、 前記加湿部は、前記吸気管の内部を通る吸気中に水分を供給できる構成となってお り、
前記通水部は、前記加湿部に水分を供給する供給部と、前記加湿部に供給された 水分を送り出すための送出部とを備えており、
前記制御部は、前記供給部における水温と、前記送出部における水温との差の情報 を用いて異常検出を行う構成となっている
ことを特徴とする、呼吸回路用の加湿装置。
[2] 前記加湿部は、疎水性中空糸又は疎水性膜によって構成されていることを特徴と する、請求項 1に記載の呼吸回路用の加湿装置。
[3] 前記加湿部は、前記吸気管における患者側の端部近傍に配置されていることを特 徴とする、請求項 1又は 2に記載の呼吸回路用の加湿装置。
[4] 前記通水部の全部又は一部は、前記吸気管の内部に配置されていることを特徴と する、請求項 1〜3のいずれか 1項に記載の呼吸回路用の加湿装置。
[5] 前記制御部は、前記供給部における水温と、前記送出部における水温との差が規 定値以下であることを条件として、前記異常検出を行うことを特徴とする、請求項 1〜
4のいずれか 1項に記載の呼吸回路用の加湿装置。
[6] 前記通水部及び前記加湿部に送り出される水分の圧力は、前記呼吸回路におけ る吸気管の内圧よりも高 、値とされて 、ることを特徴とする、請求項 1〜5の 、ずれか
1項に記載の呼吸回路用の加湿装置。
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