(57)【要約】      （修正有）【課題】熱損失に対して断熱し、たとえば呼吸回路における改善された温度および／または湿度の制御を可能にする管を提供する。【解決手段】医療用チューブ１０３、１１７は、らせん状に巻回されて細長いチューブを形成する２つ以上の別個の構成要素から作製された複合構造であり得る。たとえば、構成要素のうちの一方をらせん状に巻回された細長い中空体とすることができ、他方の構成要素を、らせん状に巻回された中空体の巻きの間に同様にらせん状に巻回された細長い構造的構成要素とすることができる。しかしながら、チューブを別個の構成要素から作製する必要はない。たとえば、単一材料から形成された（たとえば押出成形された）細長い中空体をらせん状に巻回して細長いチューブを形成することができる。細長い中空体自体は、横断面において、薄い壁部分と、相対的に厚いかまたは剛性である補強部分とを有することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
らせん状に巻回されて、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを少なくとも部分的に形成する中空体を備えた、第１細長部材と、
らせん状に巻回されかつ前記第１細長部材の隣接する巻きの間で接合された第２細長部材であって、前記細長いチューブの前記内腔の少なくとも一部を形成する第２細長部材と、
を具備する複合チューブ。
【請求項２】
前記第１細長部材がチューブである、請求項１に記載の複合チューブ。
【請求項３】
前記第１細長部材が、縦断面において、前記内腔に平坦な面がある複数の半球状体を形成している、請求項１または２に記載の複合チューブ。
【請求項４】
隣接する半球状体が、前記第２細長部材の上方の間隙によって分離されている、請求項３に記載の複合チューブ。
【請求項５】
隣接する半球状体が、互いに直接接続されていない、請求項３または４に記載の複合チューブ。
【請求項６】
前記半球状体が穿孔を有している、請求項３〜５のいずれか一項に記載の複合チューブ。
【請求項７】
前記第２細長部材が、前記内腔に隣接して幅が広くなり前記内腔から半径方向の距離において幅が狭くなる縦断面を有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の複合チューブ。
【請求項８】
前記第２細長部材が、略三角形である縦断面を有している、請求項７に記載の複合チューブ。
【請求項９】
前記第２細長部材が、略Ｔ字型またはＹ字型である縦断面を有している、請求項７に記載の複合チューブ。
【請求項１０】
前記第２細長部材に埋め込まれるかまたは封入された１つまたは複数の導電性フィラメントを具備する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の複合チューブ。
【請求項１１】
前記導電性フィラメントが加熱フィラメントである、請求項１０に記載の複合チューブ。
【請求項１２】
前記導電性フィラメントが検知フィラメントである、請求項１０に記載の複合チューブ。
【請求項１３】
前記第２細長部材に埋め込まれるかまたは封入された２つの導電性フィラメントを具備する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の複合チューブ。
【請求項１４】
前記第２細長部材に埋め込まれるかまたは封入された４つの導電性フィラメントを具備する、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の複合チューブ。
【請求項１５】
導電性フィラメントの対が、前記複合チューブの一端において接続ループになっている、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の複合チューブ。
【請求項１６】
前記第２細長部材が、略三角形、略Ｔ字型または略Ｙ字型である縦断面を有し、前記１つまたは複数の導電性フィラメントが、前記第２細長部材の前記三角形、前記Ｔ字または前記Ｙ字の両側に埋め込まれるかまたは封入されている、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の複合チューブ。
【請求項１７】
前記１つまたは複数のフィラメントが前記内腔壁から間隔を空けて配置されている、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の複合チューブ。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合チューブを含む医療用回路構成要素。
【請求項１９】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合チューブを含む吸気チューブ。
【請求項２０】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合チューブを含む呼気チューブ。
【請求項２１】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合チューブを含むＰＡＰ構成要素。
【請求項２２】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合チューブを含む送気回路構成要素。
【請求項２３】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合チューブを含む診査構成要素。
【請求項２４】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合チューブを含む外科手術構成要素。
【請求項２５】
複合チューブを製造する方法であって、
中空体を備える第１細長部材と、前記第１細長部材に対する構造的支持を提供するように構成された第２細長部材とを提供するステップと、
マンドレルの周囲に前記第２細長部材を、前記第２細長部材の対向する側縁部分が隣接する巻付け部において間隔を空けて配置されるように、らせん状に巻き付け、それにより第２細長部材らせんを形成するステップと、
前記第２細長部材らせんの周囲に前記第１細長部材を、前記第１細長部材のいくつかの部分が前記第２細長部材らせんの隣接する巻付け部にオーバラップし、前記第１細長部材の一部が前記第２細長部材らせんの前記巻付け部の間の前記空間において前記マンドレルに隣接して配置されるように、らせん状に巻き付け、それにより第１細長部材らせんを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項２６】
前記第１細長部材の端部に、大気圧より高い圧力で空気を供給するステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２細長部材らせんおよび前記第１細長部材らせんを冷却して、長手方向軸に沿って延在する内腔と前記内腔を包囲する中空空間とを有する複合チューブを形成するステップをさらに含む、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２細長部材を形成するステップをさらに含む、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２細長部材を形成するステップが、前記第２細長部材を第２押出機で押出成形することを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２押出機が、前記第２細長部材に１つまたは複数の導電性フィラメントを封入するように構成される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２細長部材を形成するステップが、前記第２細長部材に導電性フィラメントを埋め込むことを含む、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記導電性フィラメントが前記第２細長部材に非反応性である、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記導電性フィラメントがアルミニウムまたは銅を含む、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記複合チューブの一端において導電性フィラメントの対を接続ループにするステップをさらに含む、請求項３０〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１細長部材を形成するステップを含む、請求項２５〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１細長部材を形成するステップが、前記第１細長部材を第１押出機で押出成形することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１押出機が前記第２押出機とは別個である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
らせん状に巻回されて、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを形成する細長い中空体であって、縦断面において前記中空体の少なくとも一部を画定する壁を有している、細長い中空体と、
前記細長い中空体の隣接する巻きの間にらせん状に配置されている、前記細長い中空体の長さに沿って延在している補強部分であって、前記細長いチューブの前記内腔の一部を形成する補強部分と、
を具備し、
前記補強部分が、前記細長い中空体の前記壁より相対的に厚いかまたは剛性である、医療用チューブ。
【請求項３９】
前記補強部分が、前記細長い中空体と同じ材料片から形成されている、請求項３８に記載の医療用チューブ。
【請求項４０】
前記細長い中空体が、横断面において、前記細長い中空体の両側に２つの補強部分を備え、前記細長い中空体のらせん状巻回が、前記補強部分の対向する縁が前記細長い中空体の隣接する巻きの上で接触するように、隣接する補強部分を互いに接合する、請求項３９に記載の医療用チューブ。
【請求項４１】
前記補強部分の対向する側縁が、前記細長い中空体の隣接する巻きにオーバラップしている、請求項４０に記載の医療用チューブ。
【請求項４２】
前記補強部分が、前記細長い中空体とは別個の材料片から作製されている、請求項３８に記載の医療用チューブ。
【請求項４３】
前記中空体が、縦断面において、前記内腔に平坦な面がある複数の半球状体を形成している、請求項３８〜４２のいずれか一項に記載の医療用チューブ。
【請求項４４】
前記半球状体が穿孔を有している、請求項４３に記載の医療用チューブ。
【請求項４５】
前記補強部分に埋め込まれるかまたは封入された１つまたは複数の導電性フィラメントを具備する、請求項３８〜４４のいずれか一項に記載の医療用チューブ。
【請求項４６】
前記導電性フィラメントが加熱フィラメントである、請求項４５に記載の医療用チューブ。
【請求項４７】
前記導電性フィラメントが検知フィラメントである、請求項４５に記載の医療用チューブ。
【請求項４８】
２つの導電性フィラメントを具備し、一方の導電性フィラメントが前記補強部分の各々に埋め込まれるかまたは封入されている、請求項４０または４１に記載の医療用チューブ。
【請求項４９】
前記細長い中空体の一方の側のみに配置された２つの導電性フィラメントを具備する、請求項４０または４１に記載の医療用チューブ。
【請求項５０】
導電性フィラメントの対が、前記細長いチューブの一端において接続ループになっている、請求項３５〜４９のいずれか一項に記載の医療用チューブ。
【請求項５１】
前記１つまたは複数のフィラメントが、前記内腔壁から間隔を空けて配置されている、請求項３５〜５０のいずれか一項に記載の医療用チューブ。
【請求項５２】
請求項３８〜５１のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む医療用回路構成要素。
【請求項５３】
請求項３８〜５１のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む吸気チューブ。
【請求項５４】
請求項３８〜５１のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む呼気チューブ。
【請求項５５】
請求項３８〜５１のいずれか一項に記載の医療用チューブを含むＰＡＰ構成要素。
【請求項５６】
請求項３８〜５１のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む送気回路構成要素。
【請求項５７】
請求項３８〜５１のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む診査構成要素。
【請求項５８】
請求項３８〜５１のいずれか一項に記載の医療用チューブを含む外科手術構成要素。
【請求項５９】
医療用チューブを製造する方法であって、
マンドレルの周囲に細長い中空体をらせん状に巻回して、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを形成するステップであって、前記細長い中空体が、横断面において、前記中空体の少なくとも一部を画定する壁と、前記内腔の壁の一部を形成する、前記細長い本体の両側の２つの補強部分とを有し、前記２つの補強部分が、前記中空体の少なくとも一部を画定する壁より相対的に厚いかまたは剛性である、ステップと、
隣接する補強部分を、前記補強部分の対向する縁が前記細長い中空体の隣接する巻きの上で接触するように互いに接合するステップと、
を含む方法。
【請求項６０】
隣接する補強部分を互いに接合するステップが、前記補強部分の縁をオーバラップさせる、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記細長い中空体の端部に大気圧より高い圧力で空気を供給するステップをさらに含む、請求項５９または６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記細長い中空体を冷却して前記隣接する補強部分を互いに接合するステップをさらに含む、請求項５９〜６１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６３】
前記細長い中空体を押出成形するステップをさらに含む、請求項５９〜６２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６４】
前記補強部分に導電性フィラメントを埋め込むステップをさらに含む、請求項５９〜６３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６５】
前記細長いチューブの一端において導電性フィラメントの対を接続ループにするステップをさらに含む、請求項６４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して医療用に好適なチューブに関し、特に、気道陽圧（ＰＡＰ）、レスピレータ（人工呼吸器）、麻酔、ベンチレータ（人工換気器）および送気（ｉｎｓｕｆｆｌａｔｉｏｎ）システム等、患者にガスを提供しかつ／または患者からガスを除去するために好適な医療用回路で使用されるチューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用回路では、さまざまな構成要素が患者にかつ患者から温かいガスおよび／または加湿ガスを搬送する。たとえば、ＰＡＰおよび補助呼吸回路等のいくつかの呼吸回路では、患者によって吸入されるガスは、吸気チューブを介して加熱器−加湿器から送達される。別の例では、チューブは、加湿ガス（一般にＣＯ２）を送気回路において腹腔内に送達することができる。これは、患者の内臓の「乾燥」を防止するのに役立つことができ、外科手術からの回復に必要な時間を短縮することができる。非加熱管により、周囲冷却に対して熱が著しく損失する。この冷却により、温かい加湿空気を搬送している管の長さに沿って望ましくない凝結または「レインアウト」がもたらされる場合がある。熱損失に対して断熱し、たとえば医療用回路における改善された温度および／または湿度の制御を可能にする管が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書において、医療用チューブおよび医療用チューブを製造する方法はさまざまな実施形態で開示されている。いくつかの実施形態では、チューブを、らせん状に巻回されて細長いチューブを形成する２つ以上の別個の構成要素から作製された複合構造とすることができる。たとえば、構成要素のうちの一方を、らせん状に巻回された細長い中空体とすることができ、他方の構成要素を、らせん状に巻回された中空体の巻きの間に同様にらせん状に巻回された細長い構造的構成要素とすることができる。他の実施形態では、チューブを別個の構成要素が作製する必要はない。たとえば、単一材料から形成された（たとえば押出成形された）細長い中空体をらせん状に巻回して細長いチューブを形成することができる。細長い中空体自体は、横断面において、薄い壁部分と、相対的により厚いかまたは剛性である補強部分とを有することができる。チューブを、種々の医療用回路に組み込むことができ、または他の医療用に採用することができる。
【０００４】
少なくとも１つの実施形態では、複合チューブは、らせん状に巻回されて、長手方向軸と、長手方向軸に沿って延在する内腔と、内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを少なくとも部分的に形成する中空体を備える、第１細長部材を備えることができる。
第２細長部材をらせん状に巻回し、第１細長部材の隣接する巻きの間に接合することができ、第２細長部材は、細長いチューブの内腔の少なくとも一部を形成する。「第１細長部材」および「第２細長部材」という名称は、必ずしも、構成要素が組み立てられる順序等の順序を含むものではない。本明細書に記載するように、第１細長部材および第２細長部材はまた、単一チューブ状要素の一部でもあり得る。
【０００５】
さまざまな実施形態では、上述した構成要素は、以下の特性とともに本開示の別の場所に記載されている特性のうちの１つ、いくつかまたはすべてを有する。
【０００６】
第１細長部材はチューブであり得る。第１細長部材は、縦断面において、内腔に平坦面がある複数の半球状体（ｂｕｂｂｌｅ）を形成することができる。隣接する半球状体を、第２細長部材の上方の間隙によって分離することができ、すなわちそれらは互いに直接連結されない場合がある。半球状体は穿孔を有することができる。第２細長部材は、内腔に隣接して幅が広くなり内腔から半径方向距離において幅が狭くなる縦断面を有することができる。特に、第２細長部材は、略三角形、略Ｔ字型または略Ｙ字型である縦断面を有することができる。第２細長部材に、１つまたは複数の導電性フィラメントを埋め込むかまたは封入することができる。１つまたは複数の導電性フィラメントは、加熱フィラメント（またはより詳細には抵抗加熱フィラメント）および／または検知フィラメントであり得る。チューブは、２つまたは４つの導電性フィラメント等、導電性フィラメントの対を備えることができる。導電性フィラメントの対を、複合チューブの一端において接続ループにすることができる。１つまたは複数の導電性フィラメントを、内腔壁から間隔を空けて配置することができる。少なくとも１つの実施形態では、第２細長部材は、略三角形、略Ｔ字型または略Ｙ字型である縦断面を有することができ、１つまたは複数の導電性フィラメントを、第２細長部材の三角形、Ｔ字またはＹ字の両側に埋め込むかまたは封入することができる。
【０００７】
上記実施形態のうちのいずれかまたはすべてによる上述した構成要素を、他の用途もあるが特に、医療用回路構成要素、吸気チューブ、呼気チューブ、ＰＡＰ構成要素、送気回路、診査構成要素または外科手術構成要素に組み込むことができる。
【０００８】
複合チューブを製造する方法もまた開示されている。結果として得られるチューブは、上述したかまたは本開示のいずれかの場所に記載されている特性のうちの１つ、いくつかまたはすべてを有することができる。少なくとも１つの実施形態では、本方法は、中空体を備える第１細長部材と、第１細長部材に対して構造的支持を提供するように構成された第２細長部材とを提供するステップを含む。第２細長部材は、第２細長部材の対向する側縁部分が隣接する巻付け部（ｗｒａｐ）の上で間隔を空けて配置されるように、マンドレルの周囲にらせん状に巻き付けられ、それにより第２細長部材らせんが形成される。第１細長部材は第２細長部材らせんの周囲にらせん状に巻き付けられ、その際、第１細長部材のいくつかの部分は第２細長部材らせんの隣接する巻付け部にオーバラップし、第１細長部材の一部は、第２細長部材らせんの巻付け部の間の空間においてマンドレルに隣接して配置され、それにより第１細長部材らせんが形成される。
【０００９】
さまざまな実施形態では、上述した方法は、以下のうちの１つ、いくつかまたはすべてを含むことができる。本方法は、第１細長部材の端部に大気圧より高い圧力で空気を供給することを含むことができる。本方法は、第２細長部材らせんおよび第１細長部材らせんを冷却し、それにより、長手方向軸に沿って延在する内腔と内腔を包囲する中空空間とを有する複合チューブを形成するステップを含むことができる。本方法は、第１細長部材を形成するステップを含むことができる。本方法は、第１細長部材を第１押出機によって押出成形するステップを含むことができる。本方法は、第２細長部材を形成するステップを含むことができる。本方法は、第２細長部材を第２押出機によって押出成形するステップを含むことができる。第２押出機を、第２細長部材に１つまたは複数の導電性フィラメントを封入するように構成することができる。第２細長部材を形成するステップは、第２細長部材に導電性フィラメントを埋め込むことを含むことができる。導電性フィラメントは、第２細長部材と非反応性であり得る。導電性フィラメントは、アルミニウムあるいは銅の合金または他の導電性材料を含むことができる。本方法は、複合チューブの一端において導電性フィラメントの対を接続ループにするステップをさらに含むことができる。第１押出機は第２押出機とは別個であり得る。
【００１０】
医療用チューブもまた開示されている。少なくとも１つの実施形態では、チューブは、らせん状に巻回されて、長手方向軸と、長手方向軸に沿って延在する内腔と、内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを形成する細長い中空体であって、縦断面において中空体の少なくとも一部を画定する壁を有している、細長い中空体を備える。チューブは、細長い中空体の隣接する巻きの間にらせん状に配置されている、細長い中空体の長さに沿って延在している補強部分であって、細長いチューブの前記内腔の一部を形成する補強部分をさらに備えることができる。補強部分は、細長い中空体の壁より相対的に厚いかまたは剛性であり得る。
【００１１】
さまざまな実施形態では、上述したチューブは、以下の特性とともに本開示の別の場所に記載されている特性のうちの１つ、いくつかまたはすべてを有する。補強部分を、細長い中空体と同じ材料片から形成することができる。細長い中空体は、横断面において、細長い中空体の両側に２つの補強部分を備えることができ、細長い中空体のらせん状巻回は、補強部分の対向する縁が細長い中空体の隣接する巻きの上で接触するように、隣接する補強部分を互いに接合している。補強部分の対向する側縁が、細長い中空体の隣接する巻きの上にオーバラップすることができる。補強部分を、細長い中空体とは別個の材料片から作製することができる。中空体は、縦断面において、内腔に平坦な面がある複数の半球状体を形成することができる。半球状体は穿孔を有することができる。本医療用チューブはまた、補強部分に埋め込まれるかまたは封入された１つまたは複数の導電性フィラメントを備えることも可能である。導電性フィラメントは加熱フィラメントおよび／または検知フィラメントであり得る。本医療用チューブは、２つの導電性フィラメントを備えることができ、１つの導電性フィラメントが補強部分の各々に埋め込まれるかまたは封入されている。医療用チューブは、細長い中空体の一方の側のみに配置された２つの導電性フィラメントを備えることができる。導電性フィラメントの対を、細長いチューブの一端において接続ループにすることができる。１つまたは複数のフィラメントを、内腔壁から間隔を空けて配置することができる。
【００１２】
上記実施形態のうちのいずれかまたはすべてによる上述したチューブを、他の用途もあるが特に、医療用回路構成要素、吸気チューブ、呼気チューブ、ＰＡＰ構成要素、送気回路、診査構成要素または外科手術構成要素に組み込むことができる。
【００１３】
医療用チューブを製造する方法もまた開示されている。少なくとも１つの実施形態では、本方法は、マンドレルの周囲に細長い中空体をらせん状に巻回して、長手方向軸と、長手方向軸に沿って延在する内腔と、内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを形成するステップであって、細長い中空体が、横断面において、中空体の少なくとも一部を画定する壁と、内腔の壁の一部を形成する細長い本体の両側の２つの補強部分とを有し、２つの補強部分が、中空体の少なくとも一部を画定する壁より相対的に厚いかまたは剛性である、ステップを含む。本方法は、隣接する補強部分を、補強部分の対向する縁が細長い中空体の隣接する巻きの上で接触するように互いに接合するステップをさらに含むことができる。
【００１４】
さまざまな実施形態では、以下の特性とともに本開示の別の場所に記載されている他のあらゆる特性のうちの１つ、いくつかまたはすべてを有することができる。隣接する補強部分を互いに接合することにより、補強部分の縁をオーバラップさせることができる。本方法は、細長い中空体の端部に大気圧より高い圧力で空気を供給するステップをさらに含むことができる。本方法は、細長い中空体を冷却して隣接する補強部分を互いに接合するステップをさらに含むことができる。本方法は、細長い中空体を押出成形するステップをさらに含むことができる。本方法は、補強部分に導電性フィラメントを埋め込むステップをさらに含むことができる。本方法は、細長いチューブの一端において導電性フィラメントの対を接続ループにするステップをさらに含むことができる。
【００１５】
本発明を要約する目的で、ここでは、本発明のいくつかの態様、利点および新規の特徴について記載した。こうした利点の必ずしもすべてが、本発明のいずれの特定の実施形態によっても達成され得るとは限らないことが理解されるべきである。したがって、本発明を、本明細書に教示されているような１つの利点または利点群を、必ずしも他の利点を本明細書において教示されまたは示唆され得るように達成することなく、達成するかまたは最大化する方法で、具現化しまたは実行することができる。
【００１６】
ここで、図面を参照して、開示するシステムおよび方法のさまざまな特徴を実施する例示的実施形態について説明する。図面および関連する説明は、本開示の範囲を限定するためではなく実施形態を例示するために提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】１つまたは複数の医療用チューブを組み込んだ医療用回路の概略図を示す。
【図２Ａ】複合チューブ例の一部の側面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ａの複合チューブ例に類似する頂部チューブの縦断面を示す。
【図２Ｃ】複合チューブの第１細長部材を示す別の縦断面を示す。
【図２Ｄ】チューブの頂部の別の縦断面を示す。
【図２Ｅ】チューブの頂部の別の縦断面を示す。
【図３Ａ】複合チューブの第２細長部材の横断面を示す。
【図３Ｂ】第２細長部材の別の横断面を示す。
【図３Ｃ】別の第２細長部材例を示す。
【図３Ｄ】別の第２細長部材例を示す。
【図３Ｅ】別の第２細長部材例を示す。
【図３Ｆ】別の第２細長部材例を示す。
【図３Ｇ】別の第２細長部材例を示す。
【図４Ａ】複合チューブを形成する方法における態様を示す。
【図４Ｂ】らせん状に巻回された第２細長部材を示す。
【図４Ｃ】複合チューブを形成する方法における別の態様を示す。
【図４Ｄ】複合チューブを形成する方法における別の態様を示す。
【図４Ｅ】複合チューブを形成する方法における別の態様を示す。
【図４Ｆ】複合チューブを形成する方法における別の態様を示す。
【図５Ａ−Ｂ】医療用チューブを形成するようにらせん状に巻回されている単一細長中空体を示す別の例を示す。
【図５Ｃ−Ｆ】医療用チューブを形成するようにらせん状に巻回されている他の単一細長中空体の例を示す。
【図６】少なくとも１つの実施形態による医療用回路例を示す。
【図７】少なくとも１つの実施形態による送気システムを示す。
【図８】少なくとも１つの実施形態による同軸チューブの概略図である。
【図９Ａ−Ｃ】熱効率を向上させるように構成された第１細長部材形状の例を示す。
【図９Ｄ−Ｆ】熱効率を向上させるように構成されたフィラメント配置の例を示す。
【図１０Ａ−Ｃ】第１細長部材積層の例を示す。
【図１１Ａ−Ｄ】さまざまな実施形態によるチューブの曲率半径特性を実証する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を通して、参照番号を再使用して、参照される（または同様の）要素間の対応関係を示す。さらに、各参照番号の最初の数字は、その要素が最初に現れる図を示す。
【００１９】
本明細書に記載する装置および方法を実施するいくつかの例示的な実施形態に関する詳細について、以下、図を参照して記載する。本発明は、これらの記載された実施形態に限定されない。
【００２０】
１つまたは複数の医療用チューブを備える呼吸回路
本開示をより詳細に理解するために、最初に図１を参照する。図１は、１つまたは複数の医療用チューブを含む、少なくとも１つの実施形態による呼吸回路を示す。チューブは、広範な用語であり、それには、当業者に対してその通常のかつ慣例の意味が与えられるべきであり（すなわち、特別な意味または特化された意味に限定されるべきではなく）、限定なしに非円柱状通路を含む。いくつかの実施形態は、後により詳細に説明するように、概して２つ以上の部分、または、特に、いくつかの実施形態では、２つ以上の構成要素を備えるチューブとして定義することができる複合チューブを組み込むことができる。こうした呼吸回路は、持続気道陽圧（ＰＡＰ）システム、可変ＰＡＰシステムあるいは二段階ＰＡＰシステムまたは他の形態の呼吸療法であり得る。
【００２１】
以下のように、図１の回路にガスを搬送することができる。乾燥ガスは、ベンチレータ／ブロワ１０５から、乾燥ガスを加湿する加湿器１０７まで進む。加湿器１０７は、吸気チューブ１０３の入口１０９（加湿ガスを受け入れる端部）にポート１１１を介して連結し、それにより、加湿ガスを吸気チューブ１０３に供給する。吸気チューブは、呼吸ガスを患者に送達するように構成されるチューブであり、後により詳細に説明するように複合チューブから作製され得る。ガスは、吸気チューブ１０３を通って出口１１３（加湿ガスを排出する端部）まで、その後、出口１１３に接続された患者インタフェース１１５を通って患者１０１まで流れる。
【００２２】
呼気チューブ１１７もまた、患者インタフェース１１５に連結している。呼気チューブは、吐出された加湿ガスを患者から遠ざけるように構成されるチューブである。ここで、呼気チューブ１１７は、患者インタフェース１１５からの吐出された加湿ガスをベンチレータ／ブロワ１０５に戻す。
【００２３】
この例では、乾燥ガスは、通気孔１１９からベンチレータ／ブロワ１０５に入る。ファン１２１が、空気または他のガスを通気孔１１９から引き込むことによって、ベンチレータ／ブロワへのガス流を促進することができる。ファン１２１を、たとえば可変速ファンとすることができ、その場合、電子コントローラ１２３がファン速度を制御する。特に、電子コントローラ１２３の機能を、電子マスタコントローラ１２５によって、マスタコントローラ１２５からの入力およびダイヤル１２７を介する圧力またはファン速度の使用者が設定した所定所要値（事前設定値）に応じて制御することができる。
【００２４】
加湿器１０７は、ある容量の水１３０または他の好適な加湿液を含む加湿チャンバ１２９を備えている。好ましくは、加湿チャンバ１２９は、使用後に加湿器１０７から取外し可能である。取外し可能であることにより、加湿チャンバ１２９をより容易に滅菌または廃棄することができる。しかしながら、加湿器１０７の加湿チャンバ１２９部分を一体構造とすることができる。加湿チャンバ１２９の本体を、非導電性ガラスまたはプラスチック材料から形成することができる。しかしながら、加湿チャンバ１２９はまた導電性構成要素を含むことも可能である。たとえば、加湿チャンバ１２９は、加湿器１０７のヒータプレート１３１と接触するかまたはそれに関連する高熱伝導性基部（たとえばアルミニウム基部）を有することができる。
【００２５】
加湿器１０７はまた、電子制御部も備えることができる。この例では、加湿器１０７は、電子、アナログまたはデジタルのマスタコントローラ１２５を備えている。好ましくは、マスタコントローラ１２５は、関連するメモリに格納されたコンピュータソフトウェアコマンドを実行するマイクロプロセッサベースコントローラである。たとえばユーザインタフェース１３３を介する使用者が設定した湿度値入力または温度値入力および他の入力に応じて、マスタコントローラ１２５は、加湿チャンバ１２９内の水１３０を加熱するためにヒータプレート１３１に通電すべき時（または通電すべきレベル）を確定する。
【００２６】
あらゆる好適な患者インタフェース１１５を組み込むことができる。患者インタフェースは、広範な用語であり、それには、当業者に対してその通常のかつ慣例の意味が与えられるべきであり（すなわち、特別の意味または特化された意味に限定されるべきではなく）、限定なしにマスク（気管マスク、フェイスマスクおよび鼻マスク等）、カニューレおよび鼻枕を含む。温度プローブ１３５は、患者インタフェース１１５近くで吸気チューブ１０３にまたは患者インタフェース１１５に連結することができる。温度プローブ１３５は、患者インタフェース１１５の近くまたは患者インタフェース１１５における温度をモニタリングする。温度プローブに関連する加熱フィラメント（図示せず）を用いて、吸気チューブ１０３および／または患者インタフェース１１５の温度を、飽和温度を超えて上昇させるように、患者インタフェース１１５および／または吸気チューブ１０３の温度を調整することができ、それにより望ましくない凝結に対する可能性が低減する。
【００２７】
図１において、吐出された加湿ガスは、患者インタフェース１１５から呼気チューブ１１７を介してベンチレータ／ブロワ１０５まで戻される。呼気チューブ１１７を、後により詳細に説明するように複合チューブとすることも可能である。しかしながら、呼気チューブ１１７を、本技術分野において以前から既知であるように、医療用チューブとすることも可能である。いずれの場合も、吸気チューブ１０３に関して上述したように、凝結の可能性を低減するように、呼気チューブ１１７に温度プローブおよび／または加熱フィラメントを組み込むことができる。さらに、呼気チューブ１１７は、吐出ガスをベンチレータ／ブロワ１０５に戻す必要はない。別法として、吐出された加湿ガスを、周囲環境に直接、または空気スクラバ／フィルタ（図示せず）等の他の補助機器に送ることができる。
いくつかの実施形態では、呼気チューブは完全に省略される。
【００２８】
複合チューブ
図２Ａは、例としての複合チューブ２０１の一部の側面図を示す。概して、複合チューブ２０１は、第１細長部材２０３および第２細長部材２０５を備えている。部材は、広範な用語であり、それには、当業者に対してその通常のかつ慣例の意味が与えられるべきであり（すなわち、特別の意味または特化された意味に限定されるべきではなく）、限定なしに一体化された部品、一体化された構成要素および別個の構成要素を含む。したがって、図２Ａは２つの別個の構成要素から作製された実施形態を示すが、（後に図５Ａ〜図５Ｄに記載するような）他の実施形態では、第１細長部材２０３および第２細長部材２０５はまた、単一材料から形成されたチューブ内の領域を表すことも可能であることが理解されよう。したがって、第１細長部材２０３はチューブの中空部分を表すことができ、第２細長部材２０５は、中空部分に構造的支持を加える、チューブの構造的支持部分または補強部分を表す。中空部分および構造的支持部分は、本明細書に記載するように、らせん構造を有することができる。複合チューブ２０１を用いて、上述したように吸気チューブ１０３および／または呼気チューブ１１７、後述するように同軸チューブまたは本開示の別の場所で記載されるようなあらゆる他のチューブを形成することができる。
【００２９】
この例では、第１細長部材２０３は、らせん状に巻回されて、長手方向軸ＬＡ−ＬＡおよび長手方向軸ＬＡ−ＬＡに沿って延在する内腔２０７を有する細長いチューブを少なくとも部分的に形成する、中空体を含む。少なくとも１つの実施形態では、第１細長部材２０３はチューブである。好ましくは、第１細長部材２０３は可撓性がある。さらに、第１細長部材２０３は、好ましくは透明であるか、または少なくとも半透明あるいは半不透明である。ある程度の光透過性により、介護者または使用者が、内腔２０７に閉塞あるいは汚染物質がないか検査するか、または湿気の存在を確認することができる。第１細長部材２０３の本体に対して、医療用プラスチックを含む種々のプラスチックが好適である。好適な材料の例としては、ポリオレフィンエラストマー、ポリエーテルブロックアミド、熱可塑性コポリエステルエラストマー、ＥＰＤＭ−ポリプロピレン混合物および熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。
【００３０】
第１細長部材２０３の中空体構造は、複合チューブ２０１に対する断熱特性に寄与する。断熱チューブ２０１は、上で説明したように熱損失を防止するため望ましい。これにより、チューブ２０１は、最小エネルギー消費でガスの調整された状態を維持しながら、加熱器−加湿器から患者にガスを送達することができる。
【００３１】
少なくとも１つの実施形態では、第１細長部材２０３の中空部分にはガスが充填されている。ガスは、熱伝導率が低く（３００Ｋで２．６２×１０−２Ｗ／ｍ・Ｋ）非常にコストが低いため望ましい、空気であり得る。空気より粘度の高いガスもまた、粘度が高いことにより対流熱伝達が低減するため、有利に使用することができる。したがって、アルゴン（３００Ｋで１７．７２×１０−３Ｗ／ｍ・Ｋ）、クリプトン（３００Ｋで９．４３×１０−３Ｗ／ｍ・Ｋ）およびキセノン（３００Ｋで５．６５×１０−３Ｗ／ｍ・Ｋ）等のガスが、断熱性能を向上させることができる。これらのガスの各々は、非毒性であり、化学的に不活性であり、耐火性でありかつ市販されている。第１細長部材２０３の中空部分を、チューブの両端で封止することができ、それにより内部のガスが実質的に沈滞する。
別法として、中空部分を、チューブの患者側端からコントローラに圧力フィードバックを伝える圧力サンプルライン等の二次空気圧接続とすることができる。第１細長部材２０３を、任意選択的に穿孔することができる。たとえば、第１細長部材２０３の表面を、内腔２０７とは反対側の外側に面する面で穿孔することができる。別の実施形態では、第１細長部材２０３の中空部分が液体で充填される。液体の例としては、水または熱容量の高い他の生体適合性液体を挙げることができる。たとえば、ナノ流体を使用することができる。好適な熱容量のナノ流体例は、水とアルミニウム等の物質のナノ粒子とを含む。
【００３２】
第２細長部材２０５もまた、らせん状に巻回され、第１細長部材２０３の隣接する巻きの間で第１細長部材２０３に接合される。第２細長部材２０５は、細長いチューブの内腔２０７の少なくとも一部を形成する。第２細長部材２０５は、第１細長部材２０３用の構造的支持として作用する。
【００３３】
少なくとも１つの実施形態では、第２細長部材２０５は、基部において（内腔２０７に隣接して）幅が広く、頂部において幅が狭くなっている。たとえば、第２細長部材の形状を、略三角形、略Ｔ字型または略Ｙ字型とすることができる。しかしながら、対応する第１細長部材２０３の輪郭に合うあらゆる形状が好適である。
【００３４】
好ましくは、第２細長部材２０５は、チューブの曲げを容易にするように可撓性がある。望ましくは、第２細長部材２０５は第１細長部材２０３より可撓性がない。これにより、第２細長部材２０５の第１細長部材２０３を構造的に支持する能力が向上する。たとえば、第２細長部材２０５の弾性率は好ましくは３０ＭＰａ〜５０ＭＰａ（または約３０ＭＰａ〜５０ＭＰａ）である。第１細長部材２０３の弾性率は、第２細長部材２０５の弾性率より低い。第２細長部材２０５を、中実または概して中実とすることができる。さらに、第２細長部材２０５は、フィラメント、特に加熱フィラメントまたはセンサ（図示せず）等、導電性材料を封入するかまたは収容することができる。加熱フィラメントは、湿気を含む空気からの凝縮液が発生する可能性がある低温表面を最小限にすることができる。
加熱フィラメントを使用して、複合チューブ２０１の内腔２０７内のガスの温度プロファイルを変更することも可能である。第２細長部材２０５の本体に対して、医療用プラスチックを含む種々のポリマーおよびプラスチックが好適である。好適な材料の例としては、ポリオレフィンエラストマー、ポリエーテルブロックアミド、熱可塑性コポリエステルエラストマー、ＥＰＤＭ−ポリプロピレン混合物および熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。いくつかの実施形態では、第１細長部材２０３および第２細長部材２０５を、同じ材料から作製することができる。第２細長部材２０５を、第１細長部材２０３とは異なる色の材料から作製することも可能であり、第２細長部材２０５は透明、半透明または不透明であり得る。たとえば、一実施形態では、第１細長部材２０３を透明プラスチックから作製することができ、第２細長部材２０５を不透明な青色（または他の色）のプラスチックから作製することができる。
【００３５】
可撓性の中空体および一体型支持体を備えるこのらせん状に巻回された構造は、耐破砕性を提供しながら、チューブ壁を、キンク、閉塞または潰れなしに短半径曲げを可能にするのに十分可撓性なままにすることができる。好ましくは、ＩＳＯ５３６７：２０００（Ｅ）による曲げによる流れ抵抗の増大に対する試験において定義されるように、チューブを、キンク、閉塞または潰れなしに、２５ｍｍ径金属円柱の周囲で曲げることができる。
この構造はまた、平滑な内腔２０７面（チューブボア）も提供することができ、それは、チューブに付着物がない状態にするのに役立ち、ガスの流れを促進する。中空体は、チューブを軽量なままにすることができる一方で、チューブの断熱特性を向上させることが分かった。
【００３６】
上で説明したように、複合チューブ２０１を、呼吸回路における呼気チューブおよび／または吸気チューブ、または呼吸回路の一部として使用することができる。好ましくは、複合チューブ２０１は、少なくとも吸気チューブとして使用される。
【００３７】
図２Ｂは、図２Ａの例としての複合チューブ２０１の頂部の縦断面を示す。図２Ｂは、図２Ａと同じ向きを有している。この例は、第１細長部材２０３の中空体形状をさらに示す。この例で分かるように、第１細長部材２０３は、縦断面において複数の中空半球状体を形成している。第１細長部材２０３のいくつかの部分２０９は、第２細長部材２０５の隣接する巻付け部にオーバラップする。第１細長部材２０３の一部分２１１は内腔（チューブボア）の壁を形成する。
【００３８】
第１細長部材２０３の隣接する巻きの間に、すなわち隣接する半球状体の間に間隙２１３があることにより、複合チューブ２０１の全体的な断熱特性が意外なほどに向上することが分かった。したがって、いくつかの実施形態では、隣接する半球状体は間隙２１３によって分離される。さらに、いくつかの実施形態は、隣接する半球状体の間に間隙２１３を設けることにより伝熱抵抗（Ｒ値）が増大し、したがって複合チューブ２０１の熱伝導率が低下するということの実現を含む。この間隙構造はまた、より短い半径の曲げを可能にすることにより複合チューブ２０１の可撓性を向上させることも分かった。図２Ｂに示すようなＴ字型の第２細長部材２０５は、隣接する半球状体の間に間隙２１３を維持するのに役立つことができる。それにも関らず、いくつかの実施形態では、隣接する半球状体は接触している。たとえば、隣接する半球状体を互いに結合することができる。
【００３９】
ガス流を加熱するかまたは検知するために、第２細長部材２０５内に１つまたは複数の導電性材料を配置することができる。この例では、第２細長部材２０５内に２つの加熱フィラメント２１５が、「Ｔ」の垂直部分の各側に１つ、封入されている。加熱フィラメント２１５は、アルミニウム（Ａｌ）および／または銅（Ｃｕ）の合金または導電性ポリマー等の導電性材料を含む。好ましくは、第２細長部材２０５を形成する材料は、加熱フィラメント２１５がそれらの動作温度に達した時に加熱フィラメント２１５内の金属と非反応性であるように選択される。フィラメント２１５を、内腔２０７に露出しないように内腔２０７から間隔を空けて配置することができる。複合チューブの一端において、フィラメントの対を接続ループにすることができる。
【００４０】
少なくとも１つの実施形態では、第２細長部材２０５内に複数のフィラメントが配置されている。フィラメントを、共通のレールを共有するように電気的に合わせて接続することができる。たとえば、加熱フィラメント等の第１フィラメントを、第２細長部材２０５の第１側部に配置することができる。検知フィラメント等の第２フィラメントを、第２細長部材２０５の第２側部に配置することができる。接地フィラメント等の第３フィラメントを、第１フィラメントと第２フィラメントとの間に配置することができる。第１フィラメント、第２フィラメントおよび／または第３フィラメントを、第２細長部材２０５の一端において合わせて接続することができる。
【００４１】
図２Ｃは、図２Ｂにおける半球状体の縦断面を示す。図示するように、第２細長部材２０５の隣接する巻付け部にオーバラップする第１細長部材２０３の部分２０９は、結合領域２１７の程度によって特徴付けられる。結合領域が広いほど、第１細長部材と第２細長部材との接触面における剥離に対するチューブの抵抗が増大する。さらにまたは別法として、ビードおよび／または半球状体の形状を、結合領域２１７を増大させるように適合させることができる。たとえば、図２Ｄは、左側に比較的小さい結合領域を示す。図９Ｂもまた、相対的に小さい結合領域を実証する。対照的に、図２Ｅは、ビードのサイズおよび形状のために、図２Ｄに示すものよりはるかに広い結合領域を有している。図９Ａおよび図９Ｃもまた、相対的に広い結合領域を示す。これらの図の各々については後により詳細に考察する。図２Ｅ、図９Ａおよび図９Ｃの構成はいくつかの実施形態では好ましい可能性があるが、図２Ｄ、図９Ｂおよび他の変形の構成を含む他の構成を、必要に応じて他の実施形態で利用することができる。
【００４２】
図２Ｄは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図２Ｄは、図２Ｂと同じ向きを有している。この例は、第１細長部材２０３の中空体形状をさらに例示し、第１細長部材２０３が縦断面においていかに複数の中空半球状体を形成するかを実証する。この例では、半球状体は、間隙２１３によって互いに完全に分離している。略三角形状の第２細長部材２０５が、第１細長部材２０３を支持している。
【００４３】
図２Ｅは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図２Ｅは、図２Ｂと同じ向きを有している。図２Ｅの例では、加熱フィラメント２１５は、図２Ｂのフィラメント２１５より互いから離れて間隔が空けられている。加熱フィラメントの間の空間を増大させることにより、加熱効率を向上させることができることが分かり、いくつかの実施形態はこの実施を含む。加熱効率は、チューブから出力されるかまたは回復可能なエネルギーの量に対するチューブに入力される熱の量の比を指す。一般的に、チューブから放散されるエネルギー（または熱）が多いほど、加熱効率が低くなる。加熱性能を向上させるために、加熱フィラメント２１５を、チューブのボアに沿って等しく（または略等しく）間隔を空けて配置することができる。別法として、フィラメント２１５を、第２細長部材２０５の末端に配置することができ、それにより製造をより単純にすることができる。
【００４４】
次に、第２細長部材２０５に対する構成例を実証する図３Ａ〜図３Ｇを参照する。図３Ａは、図２Ｂに示すＴ字型に類似する形状を有する第２細長部材２０５の断面を示す。この例示的実施形態では、第２細長部材２０５は加熱フィラメントを有していない。後述するようなＴ字型の変形および三角形状を含む、第２細長部材２０５に対する他の形状も利用することができる。
【００４５】
図３Ｂは、Ｔ字型断面を有する別の例としての第２細長部材２０５を示す。この例では、加熱フィラメント２１５は、第２細長部材２０５の「Ｔ」の垂直部分の各側の切れ目３０１に埋め込まれている。いくつかの実施形態では、切れ目３０１を、押出成形中に第２細長部材２０５内に形成することができる。切れ目３０１を、別法として、押出成形後に第２細長部材２０５に形成することができる。たとえば、切削器具が、第２細長部材２０５に切れ目を形成することができる。好ましくは、切れ目は、押出成形の直後、第２細長部材２０５が比較的軟質である間に、加熱フィラメント２１５が第２細長部材２０５内に押し込まれるかまたは引き込まれる（機械的に固定される）際に、加熱フィラメント２１５によって形成される。別法として、細長部材の基部に、１つまたは複数の加熱フィラメントを、チューブ内腔に露出するように取り付ける（たとえば、接着する、結合するまたは部分的に埋め込む）ことができる。こうした実施形態では、酸素等の可燃性ガスがチューブ内腔に通される時の燃焼の危険を低減するために、フィラメントを断熱して収容することが望ましい可能性がある。
【００４６】
図３Ｃは、さらに別の例としての第２細長部材２０５を断面で示す。第２細長部材２０５は、略三角形状を有している。この例では、加熱フィラメント２１５は三角形の両側に埋め込まれている。
【００４７】
図３Ｄは、さらに別の例としての第２細長部材２０５を断面で示す。第２細長部材２０５は、４つの溝３０３を備えている。溝３０３は、断面輪郭において圧痕または細長いくぼみ（ｆｕｒｒｏｗ）である。いくつかの実施形態では、溝３０３は、フィラメント（図示せず）を埋め込むための切れ目（図示せず）の形成を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、溝３０３はフィラメント（図示せず）の位置決めを容易にし、フィラメントは、第２細長部材２０５内に押し込まれるかまたは引き込まれ、それにより埋め込まれる。この例では、４つの開始溝３０３が、最大４つのフィラメント、たとえば４つの加熱フィラメント、４つの検知フィラメント、２つの加熱フィラメントおよび２つの検知フィラメント、３つの加熱フィラメントおよび１つの検知フィラメント、または１つの加熱フィラメントおよび３つの検知フィラメントの配置を容易にする。いくつかの実施形態では、加熱フィラメントを、第２細長部材２０５の外側に配置することができる。検知フィラメントを内側に配置することができる。
【００４８】
図３Ｅは、さらに別の例としての第２細長部材２０５を断面で示す。第２細長部材２０５は、Ｔ字型輪郭および加熱フィラメントを配置するための複数の溝３０３を有している。
【００４９】
図３Ｆは、さらに別の例としての第２細長部材２０５を断面で示す。４つのフィラメント２１５が、第２細長部材２０５の「Ｔ」の垂直部分の各側に２つ、封入されている。後により詳細に説明するように、第２細長部材２０５はフィラメントの周囲で押出成形されているため、フィラメントは第２細長部材２０５に封入されている。加熱フィラメント２１５を埋め込むために切れ目は形成されていない。この例では、第２細長部材２０５は複数の溝３０３も備えている。加熱フィラメント２１５が第２細長部材２０５に封入されているため、溝３０３は、加熱フィラメントを埋め込むための切れ目の形成を容易にするために使用されない。この例では、溝３０３は、埋め込まれた加熱フィラメントの分離を容易にすることができ、それにより、たとえば加熱フィラメントを終端させる時に個々のコアの剥離が容易になる。
【００５０】
図３Ｇは、さらに別の例としての第２細長部材２０５を断面で示す。第２細長部材２０５は、略三角形状を有している。この例では、第２細長部材２０５の形状は図３Ｃの形状に類似しているが、第２細長部材２０５に４つフィラメント２１５が封入されており、それらはすべて、第２細長部材２０５の底部１／３の中心にあり、略水平軸に沿って配置されている。
【００５１】
上で説明したように、加熱効率を向上させるためにフィラメント間の距離を増大させることが望ましい場合がある。しかしながら、いくつかの実施形態では、加熱フィラメント２１５が複合チューブ２０１内に組み込まれる場合、フィラメント２１５を、第２細長部材２０５内の相対的に中心に配置することができる。中心配置により、一部にはその位置が複合チューブ２０１を繰返し撓曲させた場合にフィラメントが破損する可能性を低減するため、再使用に対して複合チューブの頑強性が促進される。フィラメント２１５を中心に配置することにより、フィラメント２１５は断熱層で被覆されガス流路から隔てられため、点火の危険のリスクも低減することができる。
【００５２】
上で説明したように、例のうちのいくつかは、第２細長部材２０５におけるフィラメント２１５の好適な配置を示す。２つ以上のフィラメント２１５を備える上述した例では、フィラメント２１５は概して水平軸に沿って位置合せされる。代替構成も好適である。たとえば、２つのフィラメントを、垂直軸に沿ってまたは対角軸に沿って位置合せすることができる。４つのフィラメントを、垂直軸または対角軸に沿って位置合せすることができる。４つのフィラメントを十字型構成に位置合せすることができ、１つのフィラメントが第２細長部材の頂部に配置され、１つのフィラメントが第２細長部材の底部に（チューブ内腔の近くに）配置され、２つのフィラメントが「Ｔ」、「Ｙ」または三角形の底辺の対向する腕に配置される。
【００５３】
表１Ａおよび表１Ｂは、本明細書に記載する医療用チューブのいくつかの好ましい寸法を、これらの寸法に対するいくつかの好ましい範囲とともに示す。寸法は、チューブの横断面を指す。これらの表では、内腔直径はチューブの内径を表す。ピッチは、チューブに軸方向に沿って測定された２つの繰返し点の間の距離、すなわち第２細長部材の隣接する「Ｔ」の垂直部分の先端の間の距離を表す。半球状体幅は、半球状体の幅（最大外径）を表す。半球状体高さは、チューブ内腔からの半球状体の高さを表す。ビード高さは、チューブ内腔からの第２細長部材の最大高さ（たとえば「Ｔ」の垂直部分の高さ）を表す。ビード幅は、第２細長部材の最大幅（たとえば、「Ｔ」の水平部分の幅）を表す。半球状体厚さは半球状体壁の厚さを表す。
【００５４】
【表１】
2020110619.tif 000003
【００５５】
【表２】
2020110619.tif 000004
【００５６】
表２Ａおよび表２Ｂは、表１Ａおよび表１Ｂにそれぞれ記載されているチューブに対するチューブ特徴の寸法の間の例としての比を提供する。
【００５７】
【表３】
2020110619.tif 000005
【００５８】
【表４】
2020110619.tif 000006
【００５９】
以下の表は、第２細長部材の内側に加熱フィラメントが組み込まれている、本明細書に記載する複合チューブ（「Ａ」と付す）のいくつかの特性例を示す。比較のために、チューブのボアの内側に加熱フィラメントがらせん状に巻回されているＦｉｓｈｅｒ＆ＰａｙｋｅｌモデルＲＴ１００使い捨て波形チューブ（「Ｂ」と付す）の特性も提示する。
【００６０】
流れ抵抗（ＲＴＦ）の測定を、ＩＳＯ５３６７：２０００（Ｅ）のＡｎｎｅｘ  Ａにしたがっておこなった。結果を表３に要約している。以下に示すように、複合チューブのＲＴＦは、モデルＲＴ１００チューブのＲＴＦより低い。
【００６１】
【表５】
2020110619.tif 000007
【００６２】
チューブ内の凝縮液または「レインアウト」は、２０Ｌ／分ガス流速および１８℃の室温で１日に収集された凝縮液の重量を指す。加湿空気を、チャンバから連続的にチューブを通して流す。チューブ重量を、試験の各日の前および後に記録する。これらの連続試験を、各試験の間でチューブを乾燥して行う。結果を以下の表４に示す。結果により、モデルＲＴ１００チューブより複合チューブの方が、レインアウトが著しく低いことが分かる。
【００６３】
【表６】
2020110619.tif 000008
【００６４】
電力要件は、凝縮液試験中に消費された電力を指す。この試験では、周囲空気を１８℃で保持した。加湿チャンバ（たとえば図１の加湿チャンバ１２９を参照）には、ＭＲ８５０ヒータベースによって電力を供給した。チューブ内の加熱フィラメントには、独立してＤＣ電源から電力を供給した。種々の流速を設定し、チャンバを、チャンバ出力において３７℃に整定するようにした。そして、回路に対するＤＣ電圧を変化させて、回路出力において４０℃の温度がもたらされるようにした。出力温度を維持するために必要な電圧を記録し、結果としての電力を計算した。結果を表５に示す。結果により、複合チューブＡがチューブＢより著しく多くの電力を使用することが分かる。これは、チューブＢが、ガスを３７℃から４０℃まで加熱するためにチューブボア内のらせん状加熱フィラメントを使用するためである。複合チューブは、加熱フィラメントがチューブの壁にある（第２細長部材に埋め込まれている）ため、ガスを迅速に加熱する傾向がない。代りに、複合チューブは、ガス温度を維持し、チューブボアを加湿ガスの露点を超える温度で維持することによりレインアウトを防止する。
【００６５】
【表７】
2020110619.tif 000009
【００６６】
チューブ可撓性を、３点曲げ試験を用いることによって試験した。チューブを、３点曲げ試験治具内に配置し、Ｉｎｓｔｒｏｎ  ５５６０  Ｔｅｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ機器とともに使用して、負荷および伸張を測定した。各チューブサンプルを３回試験し、加えられた負荷に対するチューブの伸張を測定してそれぞれの平均スチフネス定数を取得した。表Ａおよび表Ｂの平均スチフネス定数を表６に再現する。
【００６７】
【表８】
2020110619.tif 000010
【００６８】
製造方法
次に、複合チューブを製造する例示的方法を実証する図４Ａ〜図４Ｆを参照する。
【００６９】
まず図４Ａを参照すると、少なくとも１つの実施形態では、複合チューブを製造する方法は、第２細長部材２０５を提供するステップと、第２細長部材２０５をマンドレル４０１の周囲に、第２細長部材２０５の対向する側縁部４０３が隣接する巻付け部において間隔を空けて配置されるように、らせん状に巻き付け、それにより、第２細長部材らせん４０５を形成するステップとを含む。いくつかの実施形態では、第２細長部材２０５を、マンドレルの周囲に直接巻き付けることができる。他の実施形態では、マンドレルの上に犠牲層を設けることができる。
【００７０】
少なくとも１つの実施形態では、本方法は、第２細長部材２０５を形成するステップをさらに含む。押出成形が、第２細長部材２０５を形成する好適な方法である。第２押出機を、第２細長部材２０５を指定されたビード高さで押出成形するように構成することができる。したがって、少なくとも１つの実施形態では、本方法は、第２細長部材２０５を押出成形するステップを含む。
【００７１】
図４Ｂに示すように、第２細長部材２０５がたとえばクロスヘッド押出金型を有する押出機を使用して形成される際に、加熱フィラメント２１５を第２細長部材２０５内に封入することができるため、押出成形は有利であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、本方法は、１つまたは複数の加熱フィラメント２１５を提供するステップと、加熱フィラメント２１５を封入して第２細長部材２０５を形成するステップとを含む。本方法はまた、１つまたは複数の加熱フィラメント２１５が埋め込まれるかまたは封入されている第２細長部材２０５を提供するステップも含むことができる。
【００７２】
少なくとも１つの実施形態では、本方法は、第２細長部材２０５に１つまたは複数のフィラメント２１５を埋め込むステップを含む。たとえば、図４Ｃに示すように、フィラメント２１５を第２細長部材２０５内の所定深さまで押し込む（引き込むまたは機械的に配置する）ことができる。別法として、第２細長部材２０５の指定された深さまで切れ目を作製することができ、その切れ目の中にフィラメント２１５を配置することができる。好ましくは、第２細長部材２０５が押出し成形され、第２細長部材２０５が軟質である直後に、押圧または切削が行われる。
【００７３】
図４Ｄおよび図４Ｅに示すように、少なくとも１つの実施形態では、本方法は、第１細長部材２０３を提供するステップと、第２細長部材らせん４０５の周囲に第１細長部材２０３を、第１細長部材２０３のいくつかの部分が第２細長部材らせん４０５の隣接する巻付け部にオーバラップし、第１細長部材２０３の一部が、第２細長部材らせん４０５の巻付け部の間の空間においてマンドレル４０１に隣接して配置されるように、らせん状に巻回し、それにより第１細長部材らせん４０７を形成する。図４Ｄは、第２細長部材らせんを形成する前に、加熱フィラメント２１５が第２細長部材２０５内に封入される例示的方法を示す。図４Ｅは、第２細長部材らせんが形成される際に、加熱フィラメント２１５が第２細長部材２０５内に埋め込まれる例示的方法を示す。複合チューブ内にフィラメント２１５を組み込む別の方法は、第１細長部材２０３が第２細長部材２０５とオーバラップする領域において、第１細長部材２０３と第２細長部材２０５との間に１つまたは複数のフィラメント２１５を封入するステップを含む。
【００７４】
１つまたは複数の加熱フィラメント２１５を複合チューブ内に組み込む上述した代替形態には、ガス流路に加熱フィラメントがある代替形態に対して利点がある。加熱フィラメント２１５をガス流路外にすることにより、フィラメントが、凝結が発生する可能性が最も高いチューブ壁を加熱するため、性能が向上する。この構成により、加熱フィラメントをガス流路外に移動することによって、高酸素環境における燃焼の危険が低減する。この特徴はまた、チューブ内を通過しているガスを加熱する際に加熱ワイヤの有効性を低減するため性能を低下させる。それにも関らず、いくつかの実施形態では、複合チューブ２０１は、ガス流路内に配置される１つまたは複数の加熱フィラメント２１５を備えている。
たとえば、加熱フィラメントを、たとえばらせん形態で、内腔壁（チューブボア）に据え付けることができる。内腔壁に１つまたは複数の加熱フィラメント２１５を配置する例示的方法は、組み立てられると内腔壁を形成する第２細長部材２０５の表面に加熱フィラメントを結合する、埋め込むまたは他の方法で形成するステップを含む。したがって、いくつかの実施形態では、本方法は、内腔壁に１つまたは複数の加熱フィラメント２１５を配置するステップを含む。
【００７５】
加熱フィラメント２１５が、第２細長部材２０５に埋め込まれるかあるいは封入されるか、または第２細長部材２０５に配置されるか、またはチューブ内にあるいは上に他の方法で配置されるかに関らず、少なくとも１つの実施形態では、複合チューブの一端においてフィラメントの対を接続ループにすることにより、回路を形成することができる。
【００７６】
図４Ｆは、図４Ｅに示すアセンブリの縦断面を示し、マンドレル４０１の頂部ならびに第１細長部材らせん４０７および第２細長部材らせん４０５の頂部に焦点を当てている。
この例は、Ｔ字型第２細長部材２０５を有する第２細長部材らせん４０５を示す。第２細長部材が形成される際、加熱フィラメント２１５は第２細長部材２０５に埋め込まれる。
図４Ｆの右側は、上述したように、第１細長部材らせんの半球状体形状輪郭を示す。
【００７７】
本方法はまた、第１細長部材２０３を形成するステップも含むことができる。押出成形は、第１細長部材２０３を形成するのに好適な方法である。したがって、少なくとも１つの実施形態では、本方法は、第１細長部材２０３を押出成形するステップを含む。第１細長部材２０３を、２つ以上の部分を押出成形しそれらを接合して単一片にすることによって製造することも可能である。別の代替形態として、第１細長部材２０３を、らせん状チューブ形成プロセスで隣接して形成されるかまたは結合された時に中空形状を生成する断面を押出し成形することによって製造することも可能である。
【００７８】
本発明はまた、第１細長部材２０３の端部に、大気圧より高い圧力でガスを供給するステップを含むことも可能である。ガスは、たとえば空気であり得る。上で説明したように、他のガスを使用することも可能である。第１細長部材２０３の端部にガスを供給することは、第１細長部材２０３がマンドレル４０１の周囲で巻き付けられる際に開放した中空体形状を維持するのに役立つことができる。第１細長部材２０３がマンドレル４０１の周囲に巻き付けられる前に、第１細長部材２０３がマンドレル４０１の周囲に巻き付けられている間に、または第１細長部材２０３がマンドレル４０１の周囲に巻き付けられた後に、ガスを供給することができる。たとえば、押出金型頭部／先端組合せを備える押出機は、第１細長部材２０３が押出成形される際に、第１細長部材２０３の中空キャビティ内に空気を供給しまたは送り込むことができる。したがって、少なくとも１つの実施形態では、本方法は、第１細長部材２０３を押出成形するステップと、押出成形後に第１細長部材２０３の端部に対し大気圧より高い圧力でガスを供給するステップとを含む。１５ｃｍＨ２Ｏ〜３０ｃｍＨ２Ｏ（または約１５ｃｍＨ２Ｏ〜３０ｃｍＨ２Ｏ）の圧力が好適であることが分かった。
【００７９】
少なくとも１つの実施形態では、第１細長部材２０３および第２細長部材２０５は、マンドレル４０１の周囲にらせん状に巻回される。たとえば、第１細長部材２０３および第２細長部材２０５を、２００℃（または約２００℃）以上の高温で押出金型から出して、その後、短距離の後、マンドレルに施すことができる。好ましくは、マンドレルを、ウォータージャケット、冷却装置および／または他の好適な冷却方法を使用して、２０℃（または約２０℃）以下の温度まで、たとえば０℃（または約０℃）に近づくように冷却する。５回（または約５回）のらせん状巻き付けの後、第１細長部材２０３および第２細長部材２０５を、冷却流体（液体または気体）によってさらに冷却する。一実施形態では、冷却流体は、マンドレルを取り囲むジェットを備えたリングから放出される空気である。構成要素を冷却しマンドレルから取り除いた後、長手方向軸に沿って延在する内腔と内腔を包囲する中空空間とを有する複合チューブが形成される。こうした実施形態では、第１細長部材および第２細長部材を接続するために、接着剤または他の取付機構は不要である。
他の実施形態は、２つの部材を結合するかまたは他の方法で接続するために、接着剤または他の取付機構を利用することができる。別の実施形態では、第２細長部材２０５を、加熱フィラメントの押出成形および配置の後、加熱フィラメントの位置を凍結させるように冷却することができる。そして、結合を強化するために、第２細長部材２０５を、マンドレルに施された時に再加熱することができる。再加熱の例示的方法は、スポット加熱装置、加熱ローラ等を使用することを含む。
【００８０】
本方法はまた、複合チューブの一端において接続ループになる加熱フィラメントまたは検知フィラメントの形成された対を含むことも可能である。たとえば、２つの加熱フィラメントまたは検知フィラメントの端部を、第２細長部材２０５から解放し、その後、たとえば２つのフィラメントを結び付ける、結合する、接着する、融着させる等により、接続ループにすることができる。別の例として、加熱フィラメントの端部を、製造プロセス中に第２細長部材２０５から解放されたままにし、その後、複合チューブが組み立てられると接続ループにすることができる。
【００８１】
単一のらせん状に巻回されたチューブを使用する医療用チューブおよび製造方法
次に図５Ａ〜図５Ｆを参照する。それらは、第１細長部材または部分２０３および第２細長部材または部分２０５を有する単一チューブ状要素を備えるチューブの横断面を示す。図示するように、第２細長部分２０５は、第１細長部分２０３と一体化され、単一チューブ状要素の全長に沿って延在している。図示する実施形態では、単一チューブ状要素は、細長い中空体であり、それは、横断面において、部分的に中空部分５０１を画定する相対的に薄い壁を有し、相対的に薄い壁に隣接する細長い中空体の両側に、相対的に厚さが厚いかまたは相対的に剛性が高い２つの補強部分２０５がある。これらの補強部分は、細長い中空体がらせん状に巻回された後に内腔２０７の内壁の一部を形成し、それにより、これらの補強部分もまた、細長い中空体の隣接する巻きの間にらせん状に配置される。
【００８２】
少なくとも１つの実施形態では、本方法は、第１細長部分２０３および補強部分２０５を備えた細長い中空体を形成するステップを含む。押出成形が、細長い中空体を形成するのに好適な方法である。チューブ状要素に対する好適な断面形状を図５Ａ〜図５Ｆに示す。
【００８３】
上で説明したように、細長い中空体を、医療用チューブにすることができ、上述した考察はこの参照により組み込まれる。たとえば、少なくとも１つの実施形態では、医療用チューブを製造する方法は、マンドレルの周囲に細長い中空体をらせん状に巻き付けるかまたは巻回するステップを含む。これを高温で行うことができ、それにより、細長い中空体が、隣接する巻きを合わせて接合するようにらせん状に巻回された後に冷却される。図５Ｂに示すように、補強部分２０５の対向する側縁部分は、隣接する巻きに接触することができる。他の実施形態では、図５Ｄおよび図５Ｅに示すように、第２細長部材２０５の対向する側縁部分は隣接する巻きにオーバラップすることができる。加熱フィラメント２１５を、上で説明したように、かつ図５Ａ〜図５Ｆに示すように第２細長部材に組み込むことができる。たとえば、加熱フィラメントを、図５Ａ〜図５Ｄに示すような細長い中空体の両側に設けることができる。別法として、図５Ｅ〜図５Ｆに示すように、細長い中空体の一方の側にのみ加熱フィラメントを設けることができる。これらの実施形態のいずれも、検知フィラメントの存在を組み込むことも可能である。
【００８４】
医療用回路
次に、少なくとも１つの実施形態による医療用回路例を示す図６を参照する。回路は、上述したような１つまたは複数のチューブ、すなわち吸気チューブ１０３および／または呼気チューブ１１７用の複合チューブを備えている。吸気チューブ１０３および呼気チューブ１１７の特性は、図１に関して上述したチューブと同様である。吸気チューブ１０３は、加湿器１１５と連通している入口１０９と、加湿ガスが患者１０１に提供される際に通る出口１１３とを有している。呼気チューブ１１７もまた、患者からの吐出された加湿ガスを受け取る入口１０９と、出口１１３とを有している。図１に関して上述したように、呼気チューブ１１７の出口１１３は、吐出ガスを大気に、ベンチレータ／ブロワユニット１１５に、空気スクラバ／フィルタ（図示せず）に、または他のあらゆる好適な場所に排出することができる。
【００８５】
上述したように、吸気チューブ１０３および／または呼気チューブ１１７内に、チューブ壁温度を、露点温度を超える温度で維持することにより、チューブ内のレインアウトの危険を低減するように、加熱フィラメント６０１を配置することができる。
【００８６】
送気システムの構成要素
低侵襲手術（ＭＩＳ）またはかぎ穴手術とも呼ばれる腹腔鏡下手術は、腹部の手術が、従来の外科手術処置に必要なより大きい切開に比較して、小さい設計（通常０．５ｃｍ〜１．５ｃｍ）を通して行われる、最新外科手術技法である。腹腔鏡下手術は、腹部または骨盤腔内の手術を含む。送気を伴う腹腔鏡下手術中、送気ガス（通常ＣＯ２）が、腹腔内に入る前に加湿されることが望ましい場合がある。これは、患者の内臓の「乾燥」を防止するのに役立つことができ、外科手術からの回復に必要な時間を短縮することができる。
送気システムは、一般に、内部にある量の水を保持する加湿器チャンバを備えている。加湿器は、一般に、水を加熱して、入ってくるガスを加湿するためにそのガスに送り込まれる水蒸気を生成する、ヒータプレートを備えている。ガスは、水蒸気とともに加湿器から搬送される。
【００８７】
次に、少なくとも１つの実施形態による送気システム７０１を示す図７を参照する。送気システム７０１は、患者７０５の腹部または腹腔内に送達されるために大気より高い温度で送気ガス流を生成する送気装置７０３を備えている。ガスは、ヒータベース７０９および加湿器チャンバ７１１を含む加湿器７０７内に入り、チャンバ７１１は、使用時にヒータベース７０９と接触しており、それによりヒータベース７０９はチャンバ７１１に熱を提供する。加湿器７０７では、送気ガスは、チャンバ７１１を通過して、適切なレベルの湿度まで加湿される。
【００８８】
システム７０１は、加湿器チャンバ７１１と患者７０５の腹腔または手術部位との間を接続する送達導管７１３を備えている。導管７１３は第１端および第２端を有し、第１端は、加湿器チャンバ７１１の出口に接続され、チャンバ７１１から加湿ガスを受け取る。
導管７１３の第２端は、患者７０５の手術部位または腹腔内に配置され、加湿された送気ガスは、チャンバ７１１から導管７１３を通って手術部位内まで進み、手術部位または腹腔に送気しそれらを拡張する。本システムはまた、ヒータベース７０９に供給される電力を制御することによりガスに供給される湿度の量を調節するコントローラ（図示せず）を備えている。コントローラを使用して、加湿器チャンバ７１１内の水をモニタリングすることも可能である。患者７０５の体腔から出る排煙システム７１５が示されている。
【００８９】
排煙システム７１５を、上述した送気システム７０１とともに使用することができ、または他の好適な送気システムとともに使用することができる。排煙システム７１５は、排出または排気リム７１７、排出アセンブリ７１９およびフィルタ７２１を備えている。排出リム７１７は、フィルタ７２１と排出アセンブリ７１９とを接続し、排出アセンブリ７１９は、使用時に、患者７０５の手術部位または腹腔内にまたは隣接して配置される。排出リム７１７は、自立形チューブであり（すなわち、チューブは潰れることなくそれ自体の重量を支持することができ）、２つの端部、すなわち手術部位端および出口端を備えている。
【００９０】
少なくとも１つの実施形態は、導管７１３としての複合チューブの使用により、加湿ガスを最小の熱損失で患者７０５の手術部位まで送達することができるということの実現を含む。これにより、熱損失を補償するために必要な熱入力が低減するため、送気システムにおける全体的なエネルギー消費を有利に低減することができる。
【００９１】
同軸チューブ
同軸呼吸チューブもまた、上述したような複合チューブを備えることができる。同軸呼吸チューブでは、第１ガス空間は吸気リムまたは呼気リムであり、第２ガス空間は、吸気リムまたは呼気リムのうちの他方である。前記吸気リムの入口と前記吸気リムの出口との間に１つのガス通路が設けられ、前記呼気リムの入口と前記呼気リムの出口との間に１つのガス通路が設けられる。一実施形態では、第１ガス空間は前記吸気リムであり、第２ガス空間は前記呼気リムである。別法として、第１ガス空間を呼気リムとすることができ、第２ガス空間を吸気リムとすることができる。
【００９２】
次に、少なくとも１つの実施形態による同軸チューブ７０１を示す図７を参照する。この例では、同軸チューブ７０１は、患者７０１とベンチレータ７０５との間に設けられる。呼気ガスおよび吸気ガスは各々、内側チューブ７０７または内側チューブ７０７と外側チューブ７１１との間の空間７０９のうちの一方を流れる。外側チューブ７１１を内側チューブ７０７と正確に位置合せする必要はないことが理解されよう。むしろ、「同軸」は、チューブが別のチューブの内側に位置することを指す。
【００９３】
熱伝達の理由で、内側チューブ７０７は、その中の空間７１３で吸気ガスを運ぶことができ、呼気ガスは、内側チューブ７０７と外側チューブ７１１との間の空間７０９で運ばれる。この空気流構成を矢印によって示す。しかしながら、外側チューブ７１１が吸気ガスを運び、内側チューブ７０７が呼気ガスを運ぶ、反対の構成も可能である。
【００９４】
少なくとも１つの実施形態では、内側チューブ７０７は、Ｆｉｓｈｅｒ＆ＰａｙｋｅｌモデルＲＴ１００使い捨てチューブ等の波形チューブから形成される。外側チューブ７１１を、上述したような複合チューブから形成することができる。
【００９５】
同軸チューブ７０１により、ベンチレータ７０５は、内側チューブ７０７の漏れに気づかない可能性がある。こうした漏れは患者７０１を短絡させる可能性があり、それは、患者７０１に十分な酸素が供給されないことを意味する。こうした短絡を、同軸チューブ７０１の患者側端にセンサを配置することによって検出することができる。このセンサを、患者側端コネクタ７１５に配置することができる。ベンチレータ７０５に近い方の短絡により、患者７０１が患者７０１の近くの空気体積を再呼吸し続けることになる。これにより、患者７０１の近くの吸気流空間７１３における二酸化炭素の濃度が上昇し、それをＣＯ２センサによって直接検出することができる。こうしたセンサは、目下市販されているような複数のセンサのうちのいずれか１つを含むことができる。別法として、この再呼吸を、患者側端コネクタ７１５におけるガスの温度をモニタリングすることによって検出することができ、そこでは、所定レベルを超える温度の上昇が、再呼吸が発生していることを示す。
【００９６】
上記に加えて、内側チューブ７０７または外側チューブ７１１のいずれかの中の凝結の形成を低減するかまたはなくすために、かつ同軸チューブ７０１を通してガス流の実質的に均一な温度を維持するために、抵抗ヒータフィラメント等のヒータを、内側チューブ７０７あるいは外側チューブ７１１のいずれかの中に設けるか、ガス空間７０９あるいは７１３内に配置するか、または内側チューブ７０７あるいは外側チューブ７１１の壁自体の中に配置することができる。
【００９７】
熱特性
加熱フィラメント２１５を組み込んでいる複合チューブ２０１の実施形態では、第１細長部材２０３の壁を通して熱が損失する可能性があり、それにより加熱が不均一になる。
上で説明したように、これらの熱損失を補償する１つの方法は、第１細長部材２０３の壁に外部熱源を付与することであり、それは、温度を調節し熱損失を阻止するのに役立つ。
しかしながら、熱特性を最適化する他の方法もまた使用することができる。
【００９８】
次に、図９Ａ〜図９Ｃを参照し、それらは、熱特性を向上させる半球状体高さ（すなわち、内側内腔に面している面から最大外径を形成している面まで測定された第１細長部材２０３の断面高さ）に対する構成例を実証する。
【００９９】
半球状体の寸法を、複合チューブ２０１からの熱損失を低減するように選択することができる。概して、半球状体の高さを増大させることにより、チューブ２０１の有効熱抵抗が増大し、それは、半球状体高さが大きいほど、第１細長部材２０３がより多くの断熱空気を保持することができるためである。しかしながら、一定の半球状体高さでは、空気密度の変化により、チューブ２０１内部の対流をもたらし、それにより熱損失が増大することが分かった。また、一定の半球状体高さでは、表面積が、表面を通る熱損失が半球状体の増大した高さの利益に勝るほど大きくなる。いくつかの実施形態はこれらの実施を含む。
【０１００】
半球状体の曲率半径および曲率は、所望の半球状体高さを求めるために有用であり得る。物体の曲率は、その物体の曲率半径の逆数として定義される。したがって、物体の曲率半径が大きいほど、物体は湾曲しない。たとえば、平坦な面は曲率半径が∞であり、したがって曲率は０である。
【０１０１】
図９Ａは、複合チューブの頂部の縦断面を示す。図９Ａは、半球状体が大きい高さを有する複合チューブ２０１の実施形態を示す。この例では、半球状体は、曲率半径が比較的小さく、したがって曲率が大きい。また、半球状体は、第２細長部材２０５の高さよりおよそ３倍から４倍の高さである。
【０１０２】
図９Ｂは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図９Ｂは、半球状体が頂部で平坦化している複合チューブ２０１の実施形態を示す。この例では、半球状体は、曲率半径は非常に大きいが曲率が小さい。また、半球状体は、第２細長部材２０５とおよそ同じ高さである。
【０１０３】
図９Ｃは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図９Ｃは、半球状体の幅が半球状体の高さより大きい複合チューブ２０１の実施形態を示す。この例では、半球状体は、曲率半径および曲率が図９Ａと図９Ｂとの間であり、（図９Ａに比較して）半球状体の上方部分の半径中心は半球状体の外側にある。半球状体の左側および右側の変曲点は、（図９Ａにおけるような半球状体の下方部分とは対照的に）半球体の（高さ方向に）略中間にある。また、半球状体の高さは、第２細長部材２０５のおよそ２倍であり、その結果、半球状体の高さが図９Ａと図９Ｂとの間になる。
【０１０４】
図９Ａの構成により、チューブからの熱損失が最低になった。図９Ｂの構成により、チューブからの熱損失が最高になった。図９Ｃの構成は、熱損失が図９Ａの構成と図９Ｂの構成との間であった。しかしながら、図９Ａの構成における大きい外側表面積および対流熱伝達により、加熱が非効率になった。したがって、図９Ａ〜図９Ｃの３つの半球状体配置のうち、図９Ｃが、全体的に最良の熱特性を有するものと判断された。同じ熱エネルギーが３つのチューブに入力された場合、図９Ｃの構成により、チューブの長さに沿った最大熱上昇が可能であった。図９Ｃの半球状体は、断熱空気体積を増大させるのに十分大きいが、著しい対流熱損失をもたらすほど大きくはない。図９Ｂの構成は、最も不十分な熱特性を有するものと判断され、すなわち、図９Ｂの構成により、チューブの長さに沿った温度上昇が最低であった。図９Ａの構成は、中間の熱特性を有し、図９Ｃの構成より温度上昇が低かった。
【０１０５】
いくつかの実施形態では図９Ｃの構成が好ましい場合があるが、他の実施形態において図９Ａ、図９Ｂおよび他の変形の構成を含む他の構成を、必要に応じて利用することができる。
【０１０６】
表７は、図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃの各々に示す構成の半球状体の高さ、チューブの外径および曲率半径を示す。
【０１０７】
【表９】
2020110619.tif 000011
【０１０８】
表７Ａは、図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃに示すようなさらなる構成の半球状体の高さ、外径および曲率半径を示す。
【０１０９】
【表１０】
2020110619.tif 000012
【０１１０】
概して、曲率半径が小さいほど、チューブは、半球状体が潰れるかまたは「キンクが発生する」ことなくそれ自体の周囲で曲がることができる、ということが留意されるべきである。たとえば、図１１Ｄは、チューブがその曲率半径を超えて曲がっている状態を示し（特に、５．７ｍｍの曲率半径の周囲で曲げられた図１１Ａのチューブを示す）、それにより半球状体の壁にキンクがもたらされる。キンクは、チューブの外観を損ねる可能性があり、チューブの熱特性を損なう可能性があるため、一般に望ましくない。
【０１１１】
したがって、いくつかの用途では、曲げ特性が向上した構成（図９Ａまたは図９Ｂに示すもの等）が、熱特性の効率が低下するにも関らず望ましい可能性がある。いくつかの用途では、外径が２５ｍｍ〜２６ｍｍ（または約２５ｍｍ〜約２５ｍｍ）であるチューブが、熱効率、可撓性および曲げ性能の間の優れたバランスを提供することが分かった。いくつかの実施形態では図９Ａおよび図９Ｂの構成が好ましい可能性があるが、図１１Ａ〜図１１Ｄおよび他の変形の構成を含む他の構成を、必要に応じて他の実施形態において利用することができる。
【０１１２】
次に図９Ｃ〜図９Ｆを参照し、それらは、熱特性を向上させるために同様の半球状体形状を備えた発熱体２１５の位置決め例を実証する。発熱体２１５の位置は、複合チューブ２０１内の熱特性を変化させることができる。
【０１１３】
図９Ｃは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図９Ｃは、発熱体２１５が第２細長部材２０５の中心に位置する複合チューブ２０１の実施形態を示す。この例は、互いに近接するが半球状体壁には近接しない発熱体２１５を示す。
【０１１４】
図９Ｄは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図９Ｄは、発熱体２１５が、第２細長部材２０５において図９Ｃに比較してさらに離れて間隔が空けられている、複合チューブ２０１の実施形態を示す。これらの発熱体は、半球状体壁により近接しており、複合チューブ２０１内のより優れた熱の調節を可能にする。
【０１１５】
図９Ｅは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図９Ｅは、発熱体２１５が、第２細長部材２０５の垂直軸において上下に間隔を空けて配置されている、複合チューブ２０１の実施形態を示す。この例では、発熱体２１５は、各半球状体壁に等しく近接している。
【０１１６】
図９Ｆは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図９Ｆは、発熱体２１５が第２細長部材２０５の両端において間隔を空けて配置されている、複合チューブ２０１の実施形態を示す。発熱体２１５は、特に図９Ｃ〜図９Ｅに比較して、半球状体壁に近接している。
【０１１７】
図９Ｃ〜図９Ｆの４つのフィラメント配置のうち、図９Ｆが、最良の熱特性を有するものと判断された。それらの構成のすべてには、それらの半球状体形状が類似しているため、チューブから同様の熱損失があった。しかしながら、チューブに対して同じ熱エネルギーが入力された場合、図９Ｆのフィラメント構成は、チューブの長さに沿って最大温度上昇が可能であった。図９Ｄの構成は、次に優れた熱特性を有するものと判断され、チューブの長さに沿って次に大きい温度上昇が可能であった。図９Ｃの構成は次に最適に機能した。図９Ｅの構成は、同じ量の熱が入力された場合に、最も不十分な性能を有し、チューブの長さに沿った温度上昇が最小であった。
【０１１８】
いくつかの実施形態では図９Ｆの構成が好ましい可能性があるが、図９Ｃ、図９Ｄ、図９Ｅおよび他の変形の構成を含む他の構成を、必要に応じて他の実施形態において利用することができる。
【０１１９】
次に、第１細長部材２０３の積層の構成例を実証する図１０Ａ〜図１０Ｃを参照する。
いくつかの実施形態では、複数の半球状体を積層することにより熱分散を向上させることができることが分かった。これらの実施形態は、内部加熱フィラメント２１５を使用する場合により有益であり得る。図１０Ａは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図１０Ａは、いかなる積層もない複合チューブ２０１の断面を示す。
【０１２０】
図１０Ｂは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図１０Ｂは、半球状体が積層された別の例としての複合チューブ２０１を示す。この例では、２つの半球状体が互いに積層されて第１細長部材２０３が形成されている。図１０Ａに比較して、総半球状体高さが維持されるが、半球状体ピッチは図１０Ａの半分である。また、図１０Ｂの実施形態は、空気体積がわずかに低減する。半球状体の積層により、半球状体の間の間隙２１３における自然対流および熱伝達が低減し、全体的な熱抵抗が低下する。熱流路は、積層された半球状体において増大し、それにより、熱は複合チューブ２０１を通してより容易に分散することができる。
【０１２１】
図１０Ｃは、別の複合チューブの頂部の縦断面を示す。図１０Ｃは、半球状体が積層された複合チューブ２０１の別の例を示す。この例では、３つの半球状体が互いに積み重ねられて第１細長部材２０３が形成されている。図１０Ａに比較して、総半球状体高さが維持されるが、半球状体ピッチは図１０Ａの１／３である。また、図１０Ｂの実施形態では、空気体積がわずかに低減する。半球状体の積層により、半球状体の間の間隙２１３における自然対流および熱伝達が低減する。
【０１２２】
洗浄
少なくとも１つの実施形態では、複合チューブの材料を、さまざまな洗浄方法を処理するように選択することができる。いくつかの実施形態では、高水準消毒（約２０洗浄サイクル）を使用して複合チューブ２０１を洗浄することができる。高水準消毒中、複合チューブ２０１は、約３０分間、約７５℃で低温殺菌を受ける。次に、複合チューブ２０１は、約２０分間、２％グルタルアルデヒドに浸される。複合チューブ２０１は、グルタルアルデヒドから取り出され、約３０分間、６％過酸化水素に浸漬される。最後に、複合チューブ２０１は、過酸化水素から取り出され、約１０分間、０．５５％オルトフタルアルデヒド（ＯＰＡ）に浸される。
【０１２３】
他の実施形態では、滅菌（約２０サイクル）を使用して、複合チューブ２０１を洗浄することができる。まず、複合チューブ２０１は、約３０分間、約１２１℃でオートクレーブ蒸気内に配置される。次に、オートクレーブ蒸気の温度が、約３分間、約１３４℃まで上昇する。オートクレーブ処理の後、複合チューブ２０１は、１００％エチレンオキシド（ＥＴＯ）ガスによって包囲される。最後に、複合チューブ２０１は、ＥＴＯガスから取り出され、約１０時間、約２．５％グルタルアルデヒドに浸漬される。
【０１２４】
複合チューブ２０１を、繰返しの洗浄プロセスに耐えるような材料から作製することができる。いくつかの実施形態では、複合チューブ２０１の一部またはすべてを、限定されないが、スチレン−エチレン−ブテン−スチレンブロック熱可塑性エラストマー、たとえばＫｒａｉｂｕｒｇ  ＴＦ６ＳＴＥから作製することができる。他の実施形態では、複合チューブ２０１を、限定されないがハイトレル、ウレタンまたはシリコーンから作製することができる。
【０１２５】
本発明の上述した説明は、その好ましい形態を含む。本発明の範囲から逸脱することなく、それら形態に対して変更を行うことができる。本発明が関連する当業者に対して、本発明の構成の多くの変更ならびに大幅に異なる実施形態および用途が、添付の特許請求の範囲において定義されているような本発明の範囲から逸脱することなく示唆されよう。本明細書の開示および説明は、単に例示的なものであり、いかなる意味においても限定されるように意図されていない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月6日(2020.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
らせん状に巻回されて、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを少なくとも部分的に形成する中空体を備えた、第１細長部材と、
らせん状に巻回されかつ前記第１細長部材の隣接する巻きの間で接合された第２細長部材であって、前記細長いチューブの前記内腔の少なくとも一部を形成する第２細長部材と、
を具備する複合チューブ。
【請求項２】
前記第１細長部材がチューブである、請求項１に記載の複合チューブ。
【請求項３】
前記第１細長部材が、縦断面において、前記内腔に平坦な面がある複数の半球状体を形成している、請求項１または２に記載の複合チューブ。
【請求項４】
隣接する半球状体が、前記第２細長部材の上方の間隙によって分離されている、請求項３に記載の複合チューブ。
【請求項５】
複合チューブを製造する方法であって、
中空体を備える第１細長部材と、前記第１細長部材に対する構造的支持を提供するように構成された第２細長部材とを提供するステップと、
マンドレルの周囲に前記第２細長部材を、前記第２細長部材の対向する側縁部分が隣接する巻付け部において間隔を空けて配置されるように、らせん状に巻き付け、それにより第２細長部材らせんを形成するステップと、
前記第２細長部材らせんの周囲に前記第１細長部材を、前記第１細長部材のいくつかの部分が前記第２細長部材らせんの隣接する巻付け部にオーバラップし、前記第１細長部材の一部が前記第２細長部材らせんの前記巻付け部の間の前記空間において前記マンドレルに隣接して配置されるように、らせん状に巻き付け、それにより第１細長部材らせんを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項６】
らせん状に巻回されて、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを形成する細長い中空体であって、縦断面において前記中空体の少なくとも一部を画定する壁を有している、細長い中空体と、
前記細長い中空体の隣接する巻きの間にらせん状に配置されている、前記細長い中空体の長さに沿って延在している補強部分であって、前記細長いチューブの前記内腔の一部を形成する補強部分と、
を具備し、
前記補強部分が、前記細長い中空体の前記壁より相対的に厚いかまたは剛性である、医療用チューブ。
【請求項７】
前記補強部分が、前記細長い中空体と同じ材料片から形成されている、請求項６に記載の医療用チューブ。
【請求項８】
前記細長い中空体が、横断面において、前記細長い中空体の両側に２つの補強部分を備え、前記細長い中空体のらせん状巻回が、前記補強部分の対向する縁が前記細長い中空体の隣接する巻きの上で接触するように、隣接する補強部分を互いに接合する、請求項７に記載の医療用チューブ。
【請求項９】
前記補強部分の対向する側縁が、前記細長い中空体の隣接する巻きにオーバラップしている、請求項８に記載の医療用チューブ。
【請求項１０】
医療用チューブを製造する方法であって、
マンドレルの周囲に細長い中空体をらせん状に巻回して、長手方向軸と、前記長手方向軸に沿って延在する内腔と、前記内腔を包囲する中空壁とを有する細長いチューブを形成するステップであって、前記細長い中空体が、横断面において、前記中空体の少なくとも一部を画定する壁と、前記内腔の壁の一部を形成する、前記細長い本体の両側の２つの補強部分とを有し、前記２つの補強部分が、前記中空体の少なくとも一部を画定する壁より相対的に厚いかまたは剛性である、ステップと、
隣接する補強部分を、前記補強部分の対向する縁が前記細長い中空体の隣接する巻きの上で接触するように互いに接合するステップと、
を含む方法。
【外国語明細書】
2020110619000001.pdf