(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に呼吸可能な気体を送出する呼吸装置で使用される導管であって、
前記導管は、
チューブと、
前記チューブの外面上の螺旋状リブと、
前記螺旋状リブによって支持された少なくとも３本の配線を有するチューブ回路とを具備し、前記少なくとも３本の配線は、前記チューブの外面と接触し、前記少なくとも３本の配線の内の２本は加熱回路を形成するとともに、第３配線は、前記呼吸装置の電源及び制御器に信号を提供するように、温度センサに接続される検知配線であることを特徴とする導管。
【請求項２】
前記チューブは、熱可塑性エラストマで形成されることを特徴とする請求項１に記載の導管。
【請求項３】
前記螺旋状リブは、低密度ポリエチレンで形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の導管。
【請求項４】
前記少なくとも３本の配線は、銅であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導管。
【請求項５】
前記導管の端に接続されたコネクタブロックをさらに具備し、
前記コネクタブロックは、前記呼吸装置の流量発生器及び／又は患者インターフェイスに接続されるように構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導管。
【請求項６】
前記コネクタブロックは、カフによって前記導管に接続されることを特徴とする請求項５に記載の導管。
【請求項７】
前記カフは、前記導管及び前記コネクタブロックにオーバーモールド形成されることを特徴とする請求項６に記載の導管。
【請求項８】
前記コネクタブロックは、前記流量発生器に接続されるように構成されるとともに、
前記導管は、電気コネクタに接続されるように構成された端子留め具をさらに具備することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の導管。
【請求項９】
前記端子留め具は、電力が前記電気コネクタによって前記導管に送出されるように、少なくとも３本の配線に接触することを特徴とする請求項８に記載の導管。
【請求項１０】
前記端子留め具は、前記コネクタブロックに取り付けられるとともに、前記カフによって前記コネクタブロックに固定されることを特徴とする請求項８又は９に記載の導管。
【請求項１１】
前記端子留め具は、少なくとも３本の配線に対応する少なくとも３つの端子を具備することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の導管。
【請求項１２】
前記コネクタブロックは、前記患者インターフェイスに接続されるように構成されるとともに、
前記チューブ回路は、前記コネクタブロックによって支持され、かつ前記複数の配線に接続されるプリント回路基板をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の導管。
【請求項１３】
前記プリント回路基板は、温度ヒューズ及び前記温度センサを具備することを特徴とする請求項１２に記載の導管。
【請求項１４】
前記プリント回路基板をカフが覆うことを特徴とする請求項５に記載の導管。
【請求項１５】
前記少なくとも３本の配線の内の少なくとも１本は、前記温度ヒューズに接続されることを特徴とする請求項１３に記載の導管。
【請求項１６】
前記温度ヒューズは、前記導管の温度が所定の温度を超えた場合に、前記回路を開くように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の導管。
【請求項１７】
前記コネクタブロックは、前記プリント回路基板の少なくとも一部を前記導管中の気体流に晒すように構成された窓を含む請求項１２に記載の導管。
【請求項１８】
前記温度センサは、サーミスタであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の導管。
【請求項１９】
前記コネクタブロックは、前記患者インターフェイスの肘に接続するように構成されることを特徴とする請求項５に記載の導管。
【請求項２０】
前記カフは、外面内及び／又は外面上に形成されたグリップ形状を有することを特徴とする請求項６、７、１４のいずれか１項に記載の導管。
【請求項２１】
前記カフは、外面内及び／又は外面上に形成された歪解放形状を具備することを特徴とする請求項６、７、１４、２０のいずれか１項に記載の導管。
【請求項２２】
前記少なくとも３本の配線の内の第１配線は、前記呼吸装置の電源及び制御器に接続されるように構成され、
第２配線は、接地配線となるように構成されることを特徴とする請求項１〜５、１９〜２１のいずれか１項に記載の導管。
【請求項２３】
前記検知配線は、前記呼吸装置の電源及び制御器のオフデューティーサイクル中、前記温度センサから信号を送るように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の導管。
【請求項２４】
前記呼吸装置の電源及び制御器は、前記導管における故障を検出するように構成され、
前記故障は、前記少なくとも３本の配線の内のいずれかの断線、何らかのアーキング、及び／又は前記カフ内の接続不良を有する請求項２２に記載の導管。
【請求項２５】
患者に呼吸可能な気体を送出する呼吸装置であって、
前記患者に送出される加圧気体の供給を発生させる流量発生器と
水を蒸発させかつ水蒸気を送出して、前記気体を加湿する加湿器と、
前記流量発生器から前記加湿器に至る第１気体流路と、
前記加湿器から患者インターフェイスに至る第２気体流路と
を具備し、
前記第２気体流路は、請求項１〜２４のいずれか１項に記載の導管を備えることを特徴とする呼吸装置。
【請求項２６】
電気コネクタを通して前記導管への電力を供給及び制御するように構成された電源及び制御器をさらに具備することを特徴とする請求項２５に記載の呼吸装置。
【請求項２７】
前記電源及び制御器は、スイッチモード電源に接続されたＡＣ電源入力と前記スイッチモード電源に接続された迂回ＡＣ電源リードとを具備し、
前記流量発生器は、前記迂回ＡＣ電源リードによって前記電源及び制御器に接続可能であることを特徴とする請求項２６に記載の呼吸装置。
【請求項２８】
前記電源及び制御器は、選択されたデューティーサイクルで前記スイッチモード電源からＤＣ電源出力を生成するように構成された制御ユニットをさらに具備し、
前記ＤＣ電源出力は、前記電気コネクタによって前記導管に接続されることを特徴とする請求項２７に記載の呼吸装置。
【請求項２９】
前記電源及び制御器は、選択されたデューティーサイクルで、ＤＣ電源出力のオン及びオフを切り替えるように構成されたスイッチをさらに具備することを特徴とする請求項２８に記載の呼吸装置。
【請求項３０】
前記制御ユニットは、閉ループ温度制御システムであるとともに、前記デューティーサイクルのオフサイクル中、前記第２導管上の温度センサからの信号を受けるとともに、前記デューティーサイクルのオンサイクル中、前記第２導管において予め設定された温度を維持するように、ＤＣ電源出力を制御するように構成されることを特徴とする請求項２９に記載の呼吸装置。
【請求項３１】
前記制御ユニットは、前記電源及び制御器がオフにされた場合、温度を記録するように構成されることを特徴とする請求項２８〜３０のいずれか１項に記載の呼吸装置。
【請求項３２】
前記電源及び制御器は、複数のＬＥＤを具備することを特徴とする請求項２８〜３１のいずれか１項に記載の呼吸装置。
【請求項３３】
第１ＬＥＤは、前記ＤＣ電源出力がオンでありかつ前記第１導管に提供されていることを示すように構成され、第２ＬＥＤは、前記ＤＣ電源出力がオンであるが前記第１導管に提供されていないことを示すように構成されるとともに、第３ＬＥＤは、故障を示すように構成されることを特徴とする請求項３２に記載の呼吸装置。
【請求項３４】
前記故障は、ａ）前記導管の複数の配線のいずれかにおける断線、並びに／又は、ｂ）アーキング、及び／若しくは前記導管と流量発生器及び／又は前記呼吸装置の加湿器との間の接続不良、及び／若しくは前記導管と前記患者インターフェイスとの間の接続不良、並びに／又はｃ）低電圧を有することを特徴とする請求項３３に記載の呼吸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００７年８月１０日に出願された米国出願第６０／９５５，２２２号、及び２００６年１１月８日に出願された豪州仮出願第２００６９０６２２４号に対する優先権を主張し、双方の全内容を本明細書に引用・参照する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、あらゆる形態の呼吸装置換気システムに用いる呼吸可能な気体の湿度制御に使用される加湿及び加熱器構成に関するが、これらのシステムには、侵襲性及び非侵襲性の換気、持続的気道内陽圧（ＣＰＡＰ）、二相性療法、閉塞型睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡ）等の睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）状態に対する治療、並びに他の様々な呼吸障害及び疾患に対する治療が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
呼吸装置は、患者の気道の乾燥並びにそれに伴う患者の不快感及び合併症を低減するために、通常、呼吸可能な気体の湿度を変更する能力を有する。流量発生器と患者マスクとの間に置かれた加湿器を用いると、鼻粘膜の乾燥を最小限に抑え、また、患者の気道の快適さを増す加湿気体が生成される。更に、寒い気候では、漏れて意図せずして発生し得る一般的にマスク内及びマスク周辺の顔領域にかかる暖かい空気は、冷たい空気より快適である。
【０００４】
多くの種類の加湿器が、入手可能である。しかしながら、最も便利な形態は、適切な呼吸装置と一体化しているか又は結合するよう構成されているかの何れかである。パッシブ加湿器は何らかの苦痛の緩和を提供し得るが、一般的に、加熱式加湿器は、患者が快適になるように、充分な湿度及び温度を空気に提供することが要求される。通常、加湿器には、数百ミリリットルの容量を有する水槽と、水槽内の水を加熱するための加熱素子と、加湿レベルを変更可能にする制御手段と、流量発生器から気体を受け取るための気体入口と、加湿・加圧気体を患者のマスクに送出する患者導管に接続された気体出口と、が含まれる。
【０００５】
通常、加熱素子は、加熱板に内蔵され、この加熱板は、水槽の下に位置し、また、水槽に熱接触する。
【０００６】
加湿した空気は、加湿器から患者までの導管に沿った経路上で冷え、“雨滴降下”現象、即ち、導管の内側に形成される結露を発生させる。これを阻止するために、加湿気体を加湿器から患者のマスクに供給する患者導管に加熱式配線回路を挿入することによって、患者に供給される気体を再加熱することが知られている。そのようなシステムが、「モスビー（Ｍｏｓｂｙ）の呼吸管理装置」（第７版）、９７ページに示されている。
【０００７】
そのような患者導管用の加熱方法では、配線が主気体流中よりもむしろ導管壁に沿って配置されるため、伝熱が不十分になることがある。更に、配線は、その高さが低いため、乱流混合も不十分になる。その結果、伝熱が不十分になり、水蒸気と気体の混合もまた不十分になることがある。
【０００８】
他の選択肢として、電熱線回路は、患者導管壁内に配置し得る。そのようなシステムが、米国特許第６，９１８，３８９号に記載されている。
【０００９】
米国特許第６，９１８，３８９号には、低相対湿度の高温加湿気体を患者に供給するための多数の加湿器構成が述べられている。これらの構成には、気体の事前又は事後加熱を行って、相対湿度を低減するものも含まれる。
【００１０】
これら従来技術の装置はいずれも、患者への快適で呼吸可能な加湿気体の供給に対しても、また、組立ての容易さ及び衛生上の要件並びに起動時のエネルギ及び患者の快適さに関する要件に対しても充分満足な解決策を提供していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の例は、従来技術の不利な点を克服・改良するか、又は少なくとも有用な選択肢を提供する代替えの加湿器構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態例において、呼吸装置用の、加湿器及び／又は温度等検出装置又は制御装置には、気体及び／又は水と熱接触した加熱用フィラメントが含まれるが、ここで、フィラメントは、細長いテープの形態である。このテープは、可撓性であってよく、また一実施形態例では、患者の流体導管の穴に沿って通過させるか又は導管壁に内蔵し得る。
【００１３】
他の実施形態例において、呼吸装置に用いるための加湿器には、加湿器の水槽内の水に接する加熱器が含まれ、これは、加湿器槽内において、浮くか、もしくは水位の変化と共に上下に動く。
【００１４】
更なる形態において、本発明は、呼吸装置用の加湿器構成を提供するが、これには、加湿室前後の領域内の空気経路に接触する細長いフィラメント加熱器が含まれる。このフィラメント加熱器は、更に加湿室内の水体にも接触し得る。
【００１５】
フィラメントの加熱は、２つ以上の別々に制御可能な領域に分割し得る。
【００１６】
更に本発明の実施形態例は、加湿開始時、患者の快適さを向上させる方法を提供する。本方法には、気体流路に沿って患者に提供されている呼吸可能な気体に熱接触するための又加湿装置内の水に熱接触するための加熱素子を提供する段階が含まれる。また、気体流路内の気体を加熱し、また加湿装置内の水を加熱するように加熱素子を構成する段階が含まれる。こうして、患者には、加湿装置内の水温が動作温度まで上昇する間、加熱された気体が最初に提供される。
【００１７】
気体流路内の気体の加熱には、加熱気体が加湿装置を通過して初期段階の加湿を行うように、加湿室の上流にある気体流路の一部を加熱する段階を含み得る。
【００１８】
本発明の実施形態例によると、呼吸可能な気体を患者に送出するための呼吸装置に用いる導管には、チューブと、チューブ外面上にある螺旋状のリブと、チューブ外面に接触する螺旋状リブによって支持された複数の配線と、が含まれる。
【００１９】
本発明の他の実施形態例によれば、導管には、更に、導管の端に接続されたコネクタブロックを含み得るが、この場合、コネクタブロックは、流量発生器又は呼吸装置の患者インターフェイスに接続するように構成される。
【００２０】
本発明の更なる実施形態例によれば、患者に呼吸可能な気体を送出するための呼吸装置には、患者に送出される或る供給量の加圧気体を生成するための流量発生器と、水を蒸発させて、水蒸気を送出し、気体を加湿するための加湿器と、流量発生器から加湿器に至る第１気体流路と、加湿器から患者インターフェイスに至る第２気体流路と、が含まれる。ここで、第１気体流路には、流量発生器に接続するよう構成された第１コネクタブロックを有する第１導管が含まれ、第２気体流路には、患者インターフェイスに接続するよう構成された第２コネクタブロックを有する第２導管が含まれる。
【００２１】
更に他の本発明の実施形態例によれば、呼吸可能な気体を患者に送出する方法には、加湿された呼吸可能な気体流を導管経由で患者インターフェイスへ送出する段階と、所定のデューティーサイクルで、導管によって支持された複数の配線にＤＣ電流を供給することによって導管を加熱する段階と、所定のデューティーサイクルのオフサイクル中における導管内の温度を検知する段階と、ＤＣ電流を制御して、選択した温度に導管内温度を維持する段階と、が含まれる。
【００２２】
次に、本発明の実施形態について、以下の添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１−Ａ】本発明の一実施形態における可撓性テープ型加熱器を有する患者導管の概略側断面図である。
【図１−Ｂ】可撓性テープ型加熱器が螺旋状に構成されている図１−Ａの代替実施形態を示す図である。
【図１−Ｃ】可撓性テープ型加熱器が、その長手方向の軸を中心にして撚り合わせられた図１−Ａの代替実施形態を示す図である。
【図２】可撓性テープ型加熱器の他の実施形態の概略斜視図である。
【図３】一実施形態の浮遊式加熱器を有する加湿室の概略側断面図である。
【図４−Ａ】浮遊式加熱器が加湿室内に有し得る多数の実施形態の１つを概略的に示す図であり、浮遊式加熱器の一実施形態、即ち、浮遊式プラスチック支持格子の下に固定されている円形浮遊式加熱板の側面斜視図である。
【図４−Ｂ】浮遊式加熱器が加湿室内に有し得る多数の実施形態の１つを概略的に示す図であり、浮遊式加熱器の他の実施形態の側面斜視図である。
【図４−Ｃ】浮遊式加熱器が加湿室内に有し得る多数の実施形態の１つを概略的に示す図であり、浮遊式螺旋状可撓性テープ型加熱器の他の実施形態の透視側面図である。
【図４−Ｄ】浮遊式加熱器が加湿室内に有し得る多数の実施形態の１つを概略的に示す図であり、水平の螺旋形に巻かれた可撓性テープ型加熱器の他の実施形態の平面図である。
【図５】多数の領域が含まれる加湿加熱器構成を示す概略図である。
【図６−Ａ】導管壁に接続された可撓性テープ型加熱器を示す患者導管の横断面図である。
【図６−Ｂ】コネクタが外れた図６−Ａのコネクタの実施形態の他の図である。
【図７】浅い槽に配置された浮遊式加熱板であって、この槽自体も水体の水面に浮く浮遊式加熱板を示す図である。
【図８】本発明の実施形態例に基づく、コネクタによって吸気導管に接続された電源／制御器を示す図である。
【図９】流量発生器に接続された図８の吸気導管を示す図である。
【図１０】患者インターフェイスに接続された本発明の実施形態例による患者導管即ちホースを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態例によるコネクタに接続された、流量発生器コネクタ接続部を含む、吸気導管を示す図である。
【図１２】コネクタから切り離された図１１の吸気導管を示す図である。
【図１３】図１１の吸気導管及びコネクタの断面図である。
【図１４】吸気導管と、端子留め具が接続された流量発生器コネクタ接続部の一部の背面斜視図である。
【図１５】図１４の吸気導管、流量発生器コネクタ接続部、及び端子留め具の前面斜視図である。
【図１６】端子留め具が無い状態の吸気導管及び流量発生器コネクタ接続部の上面斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態例による端子留め具の斜視図である。
【図１８】本発明の実施形態例による流量発生器コネクタ接続部のコネクタブロックの斜視図である。
【図１９】本発明の例によるコネクタの斜視図である。
【図２０】図１９のコネクタの接点の斜視図である。
【図２１】図２０の接点及びコネクタの断面図である。
【図２２】本発明の実施形態例による患者導管即ちホースと、マスクカフ即ちコネクタの一部とを示す斜視図である。
【図２３】図２２の患者導管と、接続部の一部が除去されたマスクカフとを示す断面図である。
【図２４】図１０の患者導管及びマスクカフの断面図である。
【図２５】本発明の実施形態例によるマスクカフのコネクタブロックの上面斜視図である。
【図２６】図２５のコネクタブロックの底面斜視図である。
【図２７】患者導管に接続され、本発明の実施形態例によるマスクカフのプリント回路基板を含むマスクカフのコネクタブロックの上面斜視図である。
【図２８】患者導管から切り離されている図２７のコネクタブロックの側面斜視図である。
【図２９】図２７の患者導管及びコネクタブロックの断面図である。
【図３０】本発明の実施形態例による患者導管と、マスクカフのコネクタブロックとを示す斜視図である。
【図３１】本発明の実施形態例による患者導管及びマスクカフの斜視図である。
【図３２】図３１の患者導管及びマスクカフの断面図である。
【図３３】本発明の実施形態例によるマスクカフの回路の温度センサ及び温度ヒューズの概略説明図である。
【図３４】マスクカフのコネクタブロック上に設けられたマスクカフの回路を概略的に示す図である。
【図３５】本発明の実施形態例による電源／制御器を概略的に示す図である。
【図３６】本発明の実施形態例による三線加熱式チューブを概略的に示す図である。
【図３７ａ】電源／制御器回路の実施形態例を概略的に示す図である。
【図３７ｂ−１】図３７ａの回路の実施形態例を概略的に示す図である。
【図３７ｂ−２】図３７ａの回路の実施形態例を概略的に示す図である。
【図３７ｂ−３】図３７ａの回路の実施形態例を概略的に示す図である。
【図３７ｂ−４】図３７ａの回路の実施形態例を概略的に示す図である。
【図３８】流量発生器カフ及び／又はマスクカフ用のオーバーモールド成形されたグリップ部の斜視図である。
【図３９】流量発生器カフ及び／又はマスクカフ用のオーバーモールド成形されたグリップ部の斜視図である。
【図４０】流量発生器カフ及び／又はマスクカフ用のオーバーモールド成形されたグリップ部の斜視図である。
【図４１】本発明の実施形態例による導管を示す図である。
【図４２】本発明の実施形態例による導管を示す図である。
【図４３】本発明の実施形態例による患者導管及びマスクカフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
可撓性テープ型加熱器
【００２５】
図１−Ａ乃至１−Ｃは、呼吸装置の患者導管４内における可撓性テープ型加熱器３の使用方法を示す。患者導管４は、加湿室１と患者インターフェイス、例えば、マスク５との間に配置される。患者導管４は、呼吸装置において、加湿室１から患者マスク５まで気体の流れを伝達する。次に、加湿室１は、流量発生器２０（図５）、即ち、送風機から加圧気体を受け取る。
【００２６】
患者導管４内の可撓性テープ型加熱器３は、患者導管４内の気体流を加熱するために用いられる。気体の加熱により、呼吸装置によって送出される気体に対して、温度及び湿度という気体快適性を得て維持できる。
【００２７】
可撓性テープ型加熱器３は、患者導管コネクタ端２によって、加熱器制御器２１（図５）に電気的に結合される。加熱器制御器２１は、加湿器や流量発生器２０や基底ユニット２２に内蔵するか、又は例えば、０．１乃至２４ＶのＤＣ電圧を供給する別のユニット２１でよい。
【００２８】
患者導管コネクタ端２は、他の可撓性テープ型加熱器（図１の左側に部分的に示す）を介して加熱器制御器２１に接続するか、又は図６−Ａ及び６−Ｂに示したコネクタ２３、２４を介して患者導管４の導管壁２５に接続し得る。コネクタには、雄型コネクタ要素２３及び雌型コネクタ要素２４を含み得るが、これらは、可撓性テープ型加熱器３と導管壁２５との間の電気的通信及び／又は機械的接続を行い得る。雄型コネクタ要素２３及び雌型コネクタ要素２４は、位置互換可能である。コネクタ２３、２４は、可撓性テープ型加熱器３を導管壁２５上の所定の位置に固定するが、分離もまた可能である。コネクタ２３、２４は、導管壁２５に沿う又はその周辺の任意の位置で用い得る。
【００２９】
患者導管４は、患者導管４内において、熱損失を低減し、また、それに伴う水の結露即ち“雨滴降下”を最小にするために、断熱するか又は従来技術のような加熱式導管であってよい。断熱部は、患者導管４周りの外部袖即ちラッピング材であってよい。外部袖即ちラッピング材は、発泡樹脂、織物、又は二重壁導管の場合、空隙であってよい。
【００３０】
他の実施形態において、可撓性テープ型加熱器３は、壁に熱を加えて結露を防止するために、患者導管４の壁と合体してよいが、この間、オプションとして、患者導管４内の追加の可撓性テープ型加熱器３が、気体流を加熱する。
【００３１】
更なる実施形態では、患者導管４の形成は、可撓性テープ型加熱器３を螺旋状にし、可撓性テープ型加熱器３の端を結合して、患者導管４を形成することによって行う。
【００３２】
可撓性テープ型加熱器３は、使用時、患者導管４の可撓性が制限されないように、充分な可撓性を有すべきである。また、可撓性テープ型加熱器３の可撓性は、患者導管４内で可撓性テープ型加熱器３の挿入や取り外しが可能な程に充分であるべきであり、また、可撓性テープ型加熱器３は、患者導管４に挿入できるように、また、望ましい位置にそれ自体を支持し、患者導管４の壁や端に対してくずれないように、充分な剛性を有すべきである。更に、その剛性は、可撓性テープ型加熱器３が気体流中でばたついて望ましくない可聴雑音を生成しないように、充分であるべきである。
【００３３】
可撓性テープ型加熱器３の薄く平らに伸展される性質は、気体流による伝熱を強化し、一方では、気体流に低インピーダンスを与える。可撓性テープ型加熱器３は、螺旋状の構成（図１−Ｂ）を有するように患者導管４内に配置することが可能であり、及び／又は可撓性テープ型加熱器３は、１つ又は複数の可撓性テープ型加熱器３の軸を中心にして捻ったり曲げたりできる。長手方向軸捻り構成は、図１−Ｃに示す。
【００３４】
可撓性加熱テープに対する代替のプロファイル即ち幾何学的構造には、以下のものを含み得る。
【００３５】
可撓性テープ型加熱器の横断面は、矩形、楕円又は任意の形であってよい。
【００３６】
可撓性テープ型加熱器３の表面は、粗い、又は円滑、又はくぼみがあってよい。及び／又は、
【００３７】
可撓性テープ型加熱器３の１つ又は複数の表面は、波形であってよい。
【００３８】
厚さ及び幅の寸法は、可撓性テープ型加熱器の長さに沿って変わってよい。例えば、患者導管４内の可撓性テープ型加熱器３のより厚い部分は、気体の流量を増加させるベンチュリ効果を与えるために設けることができ、これにより、流量検出が、可撓性テープ型加熱器３の長さに沿う圧力センサによって可能になる。
【００３９】
これら捻った螺旋状の又は他の上記構成を用いると、患者導管４内の可撓性テープ型加熱器３が長くなり、従って、気体流と可撓性テープ型加熱器３の表面との間の伝熱に利用可能な表面積が大きくなる。更に、これらの構成は、加湿室１で生成された水蒸気と気体流との乱流混合を強化するために用い得る。
【００４０】
また、様々な構成を用いて、例えば、図５に示すように、患者導管４に沿って又は装置全体として、異なる流れ、音響、湿度又は温度特性の領域を設けてよい。
【００４１】
可撓性テープ型加熱器３を用いて、患者導管４の音響インピーダンス特性を修正することは、望ましい。例えば、
【００４２】
白色雑音（広範囲の周波数スペクトル雑音）の生成又は低減。
【００４３】
特定の音響雑音周波数成分（１つ又は複数）を減衰又はフィルタ処理、例えば、固体伝搬又は空気伝搬流量発生器の音響雑音。及び／又は、
【００４４】
監視及び診断のための、患者導管４を通り基底ユニット２２（図５）に至る患者の呼吸に関する音響信号の伝搬の強化。
【００４５】
可撓性テープ型加熱器３を用いた音響インピーダンス特性の変更は、可撓性テープ型加熱器３を構成する材料、並びに患者導管４内のテープ型加熱器３について上述した及び図１−Ａ乃至１−Ｃに更に示す構成の選択によって、達成し得る。
【００４６】
図２は、可撓性テープ型加熱器３の一実施形態を示し、この場合、加熱は、加熱素子６による。
【００４７】
一実施形態において、加熱素子６は、ＫＡＰＴＯＮ（Ｒ）、シリコーンゴム、全層ポリイミド、ＰＴＦＥ等の可撓性の基板の表面に適用されるプリント回路技法によって形成される。使用し得るプリント回路技法には、被エッチング箔、印刷、及び真空蒸着法が含まれる。
【００４８】
そして、基板材料の他のシートが、底基板上に置かれ、この場合、加熱素子と２枚の基板材料とが互いに融着され、加熱素子が封止される。アメリカ合衆国ミネアポリスのＭｉｎｃｏ社製のこの種の可撓性加熱器のサーモフォイル（Ｔｈｅｒｍｏｆｏｉｌ（ＴＭ））レンジは、ｗｗｗ．ｍｉｎｃｏ．ｃｏｍに記載されているが、変更して本発明に用い得る市販の帯状加熱器の例である。
【００４９】
可撓性テープ型加熱器３を生成するための代替の実施形態は、ツインシリコンローラ・ラミネータなどのラミネータを用いて、配線又はリボンの形状の加熱素子６を、２枚のテープ状ポリカーボネート膜内に封入することである。結果的に生じるテープは、例えば、１乃至１０ミリの幅及び０．１乃至１ミリの厚さの範囲の寸法を有し得る。約０．２乃至０．５ミリの厚さ及び約５ミリの幅の寸法が、患者導管４には、使用可能である。
【００５０】
加熱素子６の配線又はリボンは、任意の適切な横断面、例えば、円形、細長い又は矩形の横断面を有し得る。加熱素子６は、例えば、抵抗性の導線を含み得る。
【００５１】
積層膜間の加熱素子６の構成は、整然とした又は無秩序な任意の構成であってよく、この構成は、気体であれ液体であれ、周辺の媒体への可撓性テープ型加熱器の伝熱を改善する。また、加熱素子６は、抵抗に対して正の熱係数（ＰＴＣ）を有し得るため、温度が所望の温度に向かって上昇するにつれて、加熱は低下する。
【００５２】
他の選択肢として、加熱素子６は、加熱素子６又は周辺の媒体の温度を検知できる負の熱係数（ＮＴＣ）を有し得る。
【００５３】
他の実施形態では、可撓性テープ型加熱器３内には、多数の加熱素子回路があり得る。多数の加熱素子は、直列又は並列に接続し得る。可撓性テープ型加熱器３内のこれらの多数の加熱回路を用いると、呼吸装置の動作において、必要に応じて適用される追加の加熱が可能になる。
【００５４】
他の実施形態では、積層膜は、ポリエステル、ポリプロピレン、又は呼吸医療用途用の任意の適切な承認済みの物質であってよい。他の選択肢として、多積層膜を用いると、呼吸医療用途用の外膜の所望の適合性を保持しつつ、所望の特性を有する複合帯を生成し得る。また、例えば、テープ型加熱器の長手方向に複数の加熱領域を許容するなど、多数の加熱回路を形成するように、他の導体が、これら複数の各層間に存在してよい。
【００５５】
他の実施形態では、空気温度用のセンサ７、例えば、熱電対、白金抵抗温度計、又はその付帯信号線９を有するサーミスタ等は、２枚のポリカーボネート膜間に含み得る。センサ先端は、平らであってよく、厚さは約２ミリ未満であってよく、また、１ミリ未満であってもよい。表面実装回路構成要素等の他の回路構成要素は、検知及び／又は制御のために基板膜上に、従って、可撓性テープに実装し得る。また、加熱素子６及び他の回路構成要素は、上述したように、基板膜によって分離された多数の層に存在し得る。
【００５６】
可撓性テープ型加熱器３の場合、他の回路構成要素は、充分に寸法が小さく、可撓性テープ型加熱器３の全体外形内に収容され、加熱素子６と一緒に配置できるという全て共通の物理的特徴を有する。
【００５７】
代替の一実施形態では、可撓性テープは、加熱要素６を有さないこともあるが、その代わり、検知及び制御のための１つ又は複数の他の回路構成要素を内蔵し得る。従って、呼吸装置には、２つ以上の可撓性テープを含んでよく、１つ又は複数が、加熱機能を担当し、１つ又は複数が、検知及び／又は制御機能を担当し得る。
【００５８】
使用し得る他の回路構成要素の範囲を、一例として以下に示す。
【００５９】
相対及び絶対湿度センサ７ａ
【００６０】
サーミスタの形態での正温度係数（ＰＴＣ）又は負温度係数（ＮＴＣ）を有する温度センサ７ａ、又は他の選択肢として、可撓性テープ型加熱器３が自動的に制限するように、ＰＴＣ特性は、加熱素子６に固有のものであってよい。
【００６１】
熱電対、白金抵抗温度計等は、制御及び監視のために、実温度値信号を生成するために用い得る。
【００６２】
気体の指向性流れ検知は、可撓性テープ型加熱器に沿って離間配置され、各々温度センサ（例えば、サーミスタ）を含む少なくとも２つの独立制御される加熱部位を用いることによって実現し得る。これら２つ以上の加熱部位を制御し、また、温度を検知して、気体流の方向を検出する。
【００６３】
気体流検知のための熱線測風７ａ
【００６４】
周囲圧力検知７ａ、例えば、吸気対呼気圧力
【００６５】
センサ７ａからの温度等の出力を利用して、例えば、加熱要素（１つ又は複数）用の加熱素子６に印加される電流を調整するトランジスタを制御する制御器７ｂ。
【００６６】
呼吸装置内における基底ユニット２２、他のヒータ、及び構成要素に対して、可撓性テープ型加熱器３の動作パラメータの識別及び通信を可能にする識別・通信・メモリチップ８。例えば、可撓性テープ型加熱器３は、それ自体に関する通信を行い、また、患者マスク５タイプ又は患者導管４タイプ等の呼吸装置や能動換気システムに取り付けられた他の構成要素の検出及びそれらに関する報告も行い得る。そして、このように可撓性テープ型加熱器３によって収集された情報は、基底ユニット２２に送り得る。識別・通信・メモリシステムは、部分的に、無線周波数識別チップ（ＲＦＩＤ）で構成して、加熱器６及びセンサ７ａの識別及び動作パラメータを記憶し得る。基底ユニット２２は、ＲＦＩＤチップと通信を行い、それに応じてその動作を調整する能力を有し得る。そのようなシステムは、豪州特許出願第２００５９０７２００号、表題「マスク及び換気装置構成要素のための識別システム及び方法」に記載されており、その全内容を本明細書に引用・参照する。この通信は、能動換気システムを制御するためにも用い得る。
【００６７】
小型のアンテナ及び受信機を介した電磁波通信プロトコル、例えば、「ブルートゥース」。情報を送受信するためのアンテナは、例えば、可撓性テープ型加熱器３内、患者導管４の壁内、もしくは能動換気システム内、又は図５に示す呼吸装置の他の構成要素内に配置し得る。他の実施形態において、アンテナは、可撓性テープ型加熱器３又は患者導管４によって認められる寸法であってよい。
【００６８】
可撓性テープヒータへの電源は、上述の電磁波通信に対するものと同様であってよい。本実施形態では、アンテナ即ち誘導コイルは、送電用に構成し得る。
【００６９】
これらの構成要素は、それらの機能に合わせて、適宜、可撓性テープ型加熱器３に沿う任意の箇所に配置し得る。例えば、熱電対は、可撓性テープ型加熱器３上で患者マスク５に隣接する端に配置して、患者マスク５に送出される気体の温度に基づく閉ループ温度制御を可能にし得る。
【００７０】
代替の一実施形態において、温度センサは、患者マスク５の中又は付近に配置し得るが、可撓性テープ型加熱器３からは離間し得る。しかしながら、温度センサは、上述した方法の内の１つで可撓性テープ型加熱器３と通信を行い、患者に送出される気体の温度の閉ループ制御を可能にし得る。
【００７１】
可撓性テープ型加熱器３には、更に、細管２６（図２）を含み、これによって、流量発生器及び／又は加湿室１から離れた遠隔検知が可能になる。細管は、例えば、圧力、雑音／いびき、及び／又は心臓の信号検知を行う。例えば、細管は、上述した方法の内の１つで、可撓性テープ型加熱器３の側面に取り付けられ、再度、流量発生器２０に接続し得る。細管２６を用いると、患者導管４及び呼吸装置内の他の領域内において、流れ雑音を回避する恩典が提供される。
【００７２】
上述した検知及び制御方法によって、閉ループ制御が可能になるが、この制御は、気体が所望の温度や湿度であるように、患者マスク５への気体送出を改善するために用いられる。他の選択肢として、単純な開ループシステムを用いてもよく、この場合、加熱素子用の電圧又は電流は、例えば、直流０．１から２４Ｖ、又は交流の場合、例えば、０．１から５０Ｗの等価電力であってよい。また、この検知及び制御は、能動換気システムからの意図的な気体漏れのレベルを供給圧力の量に応じて制御し得る。例えば、換気装置の圧力が増加するにつれて、能動換気システムを制御して、その意図的な漏れのレベルを許容可能なレベルまで低減し得る。
【００７３】
更に、センサ７ａは、コンプライアンス又は統計データ収集のために用い得る。
【００７４】
更に、本明細書に述べた加熱器及び／又は検知／制御システムの異なる構成要素は、加湿器を用いない呼吸装置では、単独の構成要素として用いてよく、また、そのような構成は、本発明の範囲内である。
【００７５】
このように説明した可撓性テープ型加熱器３は、患者導管４から容易に取り外し可能であり、これによって、洗浄、保守、又は交換が可能になる。また、可撓性テープ型加熱器３は、効率的な加熱を提供するが、この場合、検知及び制御構成要素７は、可撓性テープ型加熱器３に容易に内蔵される。
【００７６】
浮遊式加熱器
【００７７】
図３において、浮遊式加熱器１２を利用する加湿器構成を示す。浮遊式加熱器１２は、加湿器室槽１内の水体１３に浮かび、これにより、浮遊式加熱器１２のかなりの部分が浸漬されるが、まだ水面１４に隣接し、水面１４付近のその水の部分を加熱する。
【００７８】
浮遊式加熱器１２には、図１−Ａ乃至１−Ｃ及び２を参照して上述したものと同様な構造の１本の可撓性テープ型加熱器を含み得る。流量発生器２０から延在する吸気導管１０内に配置された加熱器の端には、コネクタ１１を設け得るが、コネクタ１１によって、浮遊式加熱器１２に可撓性テープ型加熱器を接続することが可能になり、この場合、可撓性テープ型加熱器は、呼吸装置の基底ユニット２２（図５）に接続される。浮遊式加熱器１２は、上流端コネクタ１１を介して、その電気供給を受ける。浮遊式加熱器１２への又はそこからのあらゆる検知又は制御信号もまた上流端コネクタ１１を介して受信される。
【００７９】
浮遊式加熱器の下流端２は、患者インターフェイスに至る患者導管４内に配置されるが、更に、患者導管４に配置された可撓性テープ型加熱器の更なる部分との、電力供給用及び任意の通信用の更なるコネクタを有し得る（図１−Ａ、１−Ｂ、１−Ｃ及び２参照）。
【００８０】
加熱器１２は、加熱器それ自体の自然浮力もしくは表面張力効果によって浮かぶように構成したり、又は水位の変化にかかわらず加熱器を水面付近に保持する方法によって支持したりしてよい。
【００８１】
図４−Ａ乃至Ｅは、浮遊式加熱器３、１２、１６、１７が、加湿室１内において有し得る複数の実施形態を示す。各実施形態における浮遊式加熱器３、１２、１６、１７は、上記種類の可撓性テープ型加熱器から、又は板形状の可撓性テープ型加熱器３つまり浮遊式加熱板１６から形成される。
【００８２】
浮遊式可撓性テープ型加熱器３及び浮遊式加熱板１６の構造及び使用方法は、可撓性テープ型加熱器３について上述したものと同じであるが、例外は、それが、水に適用されることである。これには、両用途用の加熱器が、気体又は水の浸漬に対して堅牢であるという大きな利点がある。その理由は、浮遊式可撓性テープ型加熱器３又は浮遊式加熱板１６は、呼吸装置の動作中、部分的に水中に浸漬可能であり、この場合、浸漬は、水体の体積が増加したり減少したりするにつれて、もしくは装置が傾くことによって、無作為に行われたり、又は加湿室１の気体内において水蒸気の温度を維持するように作為的に行われるためである。
【００８３】
図４−Ａは、円形の浮遊式加熱板１６を示し、これは、例えば、浮力を示すプラスチック材料の浮遊式支持格子又は板１５の下に固定される。支持格子１５は、水に充分に接触して蒸発が起こるように、水面１４の真下にある加熱素子と間隔をあけて配置される浮遊式加熱板１６に浮遊式位置決め機構を提供する。図７に示す代替の一実施形態において、浮遊式加熱板は、浅い槽に配置され、この槽自体も水体１３の水面１４に浮いている。本実施形態において、浮遊式加熱板には、少なくとも１つの開口が含まれ、この開口により、水が槽を満たして加熱板１６を覆うことができる。槽内の少量の水は、急速に加熱されて蒸気を生成する。
【００８４】
図４−Ｂは、他の実施形態を示し、ここでは、板形状が、規則正しく又は不規則に波打っているか又はくぼんでいる。波形の形成及び／又はくぼみの形成により谷が設けられ、これらの谷によって、水のポケットが、浮遊式加熱板１６の上面に蓄積し得る。本実施形態において、浮遊式加熱板１６は、当然ながら、浮力があり、従って、支持格子又は他の浮力装置を必要とせずに浮かぶことができる。
【００８５】
図４−Ｃは、螺旋状に巻かれた可撓性テープ型加熱器３を示す。本実施形態では、浮遊式螺旋状可撓性テープ型加熱器１７の充分な部分が水体１３に浸漬するように、浮遊式螺旋状可撓性テープ型加熱器１７は、本来浮くことができる。他の実施形態において、可撓性テープ型加熱器３は、水平の渦状に巻いてよい（図４−Ｄ）。図４−Ｃ及び４−Ｄ双方の実施形態の場合、図４−Ａで用いた支持格子１５は、可撓性テープ型加熱器３、１２、１７を位置決めするために用い得る。
【００８６】
浮遊式加熱器３、１２、１６、１７の上記実施形態は、多数の確定した構成を表し、一方、使用時、浮遊式加熱器は、確定又は未確定の構成の組合せを取り得る。例えば、図４−Ｃ及び４−Ｄを組み合わせると、渦として連続する長い螺旋になる。
【００８７】
浮遊式加熱器３、１２、１６、１７の上記実施形態において、加熱器は、加熱器周辺の水に効果的な伝熱を行う。更に、加熱器が水体１３の底部に配置される場合のように、水体全体を底部から上に向かって加熱するよりもむしろ、水面付近の水が加熱され蒸発する。
【００８８】
更に、可撓性テープ型加熱器の形成は、渦巻状にするか、そうでなければ、水体１３に部分的に浸漬されるように形成して、空気付近の水及び水付近の空気双方を熱して、熱の層状領域を生成し、水の取り込みを改善して加湿を行い得る。従って、浮遊式加熱器３、１２、１６、１７は、水蒸気生成の電力効率が改善され、また、装置起動時の加湿の場合、所望の水面温度への迅速な到達に効果的であり得る。
【００８９】
複数領域の加熱
【００９０】
図５は、上記可撓性テープ型加熱器３と浮遊式加熱板１２、１６、１７について述べたものと同じ全体構造及び使用方法の３つの加熱器を利用する呼吸装置を示す。
【００９１】
これらの加熱器には、複数の加熱回路を含んでよく、これにより、３つの各加熱器領域が、独立に動作し得る。
【００９２】
流量発生器２０即ち送風機は、周囲温度供給源から提供される気体を供給するが、この供給源は、部屋の空気であってよく、又は酸素等の特定の気体供給源によって強化したり、置き換えたりしてよい。前置加熱器１８は、送風機連結器１０内に配置され加湿器１に至る。送風機連結器は、剛性や可撓性を有してよく、あるいは、送風機連結器１０の動作又は送風機連結器１０内に配置された前置加熱器１８の動作に必要な導管であってよい。前置加熱器１８は、基底ユニット２２の制御器／電源２１に接続されるが、これは、可撓性テープ型加熱器３の実施形態のごとく、前置加熱器１８の任意の検知又は制御構成要素との電力及び通信の提供を行う。前置加熱器１８は、送風機導管コネクタ端１１において、加湿室１の浮遊式加熱器１２、１６、１７に接続する。浮遊式加熱器１２、１６、１７は、前置加熱器１８を介して、制御器／電源２１の電力供給を受電し、また、浮遊式加熱器１２、１６、１７の検知又は制御用構成要素との任意の通信を受信する。
【００９３】
他の選択肢として、浮遊式加熱器１２、１６、１７は、更に、患者導管４を記載する図６−Ａ及び６−Ｂに関連して述べたように、送風機連結器１０の壁を介して、制御器／電源２１に接続し得る。
【００９４】
後置加熱器１９は、患者導管４に配置される。患者導管コネクタ端２は、制御器／電源２１の電力及び通信を後置加熱器１９の検知及び制御構成要素７に提供する。患者導管コネクタ端２は、図５に示すように、浮遊式加熱器１２、１６、１７を介して、又は図６−Ａ及び６−Ｂに示すように、導管壁２５を介して、制御器／電源２１に接続してよく、そして、加湿室１を介して基底ユニット２２の制御器／電源２１に接続してよい。
【００９５】
代替の一実施形態において、加熱器の１つ又は複数は、上述した種類のものではなく、他の適切な加熱素子であってよい。例えば、前置加熱器１８は、本明細書に述べた種類の可撓性テープ型加熱器ではなく、簡易な配線加熱器又は他の従来の加熱器の種類として形成し得る。
【００９６】
そのような構成を用いると、以下の利点を得る。
【００９７】
送風機連結器１０、加湿室１、及び患者導管４の内部にある単一の相互接続加熱システム。
【００９８】
加熱器、センサ及び制御システム全体を簡単に取り外して、洗浄、保守又は交換できる。
【００９９】
相互接続によって、患者に送出される気体の温度及び湿度に対する高水準の閉ループ制御が簡単になる。
【０１００】
患者導管４の様々な部位の結露を制御するために、患者導管４の異なる部位の温度及び湿度を検知する能力。
【０１０１】
加熱器及び／又は検知／制御システムの異なる構成要素は、従来の加湿器において組合せて又は別々に用い得る。例えば、可撓性加熱テープ３は、加熱底板を有する従来の加湿器と共に患者導管４の加熱にも用い得る。他の選択肢として、浮遊式加熱器１２、１６、１７又は可撓性テープ型加熱器３は、上述したように、加熱式又は断熱式壁患者導管４と共に加湿室１の水体１３の加熱に用い得る。
【０１０２】
呼吸装置の任意の位置に複数の加熱器を並列及び直列に設置する能力。これによって、例えば、水体１３が所望の温度に達するために時間を必要とする場合、呼吸装置の開始動作時の“過熱”が可能になる。複数の加熱回路による空気の一時的特別加熱によって、冷たい水を吸収する空気の容量が増加する。これを、水体１４の水温に応じて、制御又は分布測定して、適切なレベルの湿度を提供し得る。
【０１０３】
呼吸装置の場合、３つの加熱器の配置並びにそれらを使用するタイミング及び順序により、温度及び湿度という気体の快適性は、以下を別々に時差生成させることによって管理可能になる。
【０１０４】
絶対湿度が低い周囲気体の加熱
【０１０５】
水の蒸発。及び／又は、
【０１０６】
絶対湿度が高くなった気体の加熱（加湿室１の後）
【０１０７】
以下の使用例は、本明細書に述べた実施形態例の動作の利点を示す。
【０１０８】
患者の呼吸気体には、特に、冬場及び寒い気候では、温度及び湿度という快適性に対する注意が必要である。実施形態では、コールドスタートからのシステムの目的は、最初に、暖かな気体を迅速に送出し、そして、時間と共に加湿器が温まるにつれて湿度を高めることである。この方法によって、患者は、低湿度呼吸支援の悪い症状が始まる前に、直ぐに相対湿度が上がる快適な暖かい空気を受ける。
【０１０９】
冬の気候でのコールドスタートの場合、三加熱器システムは、従って、以下のように動作し得る。まず、流量発生器２０からの冷たい周囲温度の気体を、恐らく患者導管４内の後置加熱器１９から支援を受けて、送風機連結器１０内の前置加熱器１８を用いることによって暖める。これにより、最初に、暖かく乾燥した空気を患者に提供する。
【０１１０】
暖められた気体流が、加湿室１の加熱されていない水からかなりの水蒸気を吸収し始めると、患者導管４の後置加熱器１９は、患者導管４の“雨滴降下”結露を防止するために、その加熱を始める又は強める。前置加熱器１８により空気を最初に暖めると、浮遊式加熱器１２、１６、１７が、まだ水を温めている間に、単なる“パスオーバー”動作として、ある程度の加湿を直ちに始められるという利点がある。単なる“パスオーバー”動作における気化熱は、加熱気体によって供給される。
【０１１１】
浮遊式加熱器１２、１６、１７が水面を暖め始めて、加湿室を通過する気体の絶対湿度が急速に上昇して、所望の加湿のレベルに到達すると、患者導管４の後置加熱器１９は、その加熱を調整して、患者導管４の結露を防止することによって、絶対湿度を維持する。後置加熱器１９は、更に、患者導管４において所望の気体温度を維持する役割も果たし得る。前置加熱器１８は、加湿室１の水体１３の加熱レベルに基づく加熱プロファイルを有することができ、その加熱プロファイルは、前置加熱器１８への電力又は前置加熱器１８の構造的な構成を変更することによって提供し得る単位時間当たりの気体流の加熱の割合である。水の加熱とは反対に、空気温度を制御することによって、もっと効果的な湿度の制御が存在すると思われる。
【０１１２】
この実施形態例の追加の利点は、呼吸装置が直流電源又は携帯電源によって動作できるように、加湿開始時に、消費電力を低減し得ることである。更に、２つ以上の加熱器が多重化され、一度に１つの加熱器が動作するが、２つ以上の加熱器の間に動作の繰返しがある場合、それでもなお満足な動作を得ることができる。
【０１１３】
給気導管接続
【０１１４】
図８において、電源／制御器２１は、コネクタ５２によって、給気導管／送風機連結器１０に接続し得る。コネクタ５２は、電源／制御器２１に接続された第１コネクタ５２ａと、給気導管１０に接続された第２コネクタ端５２ｂと、を有する。給気導管１０は、流量発生器カフ、即ち、コネクタ５４を有する。流量発生器カフ５４は、流量発生器２０との接続のために構成された端５４ａを有する。流量発生器カフ５４は、更に、端子留め具５４ｃを画成するオーバーモールド成形のグリップ即ちカフ５４ｂを有する。
【０１１５】
図９に示すように、給気導管１０は、流量発生器カフ５４によって、流量発生器２０に接続される。コネクタ５２は、端子留め具５４ｃにおいて、流量発生器カフ５４に接続される。図９には図示しないが、コネクタ５２の第１端５２ａは、電源／制御器２１に接続されることを認識されたい。電源／制御器２１は、コネクタ５２を介して流量発生器カフ５４に電流及び信号を提供する。
【０１１６】
患者導管接続
【０１１７】
患者導管／空気送出ホース４は、図１０に示すように、マスクコネクタ、即ち、カフ５６によって患者インターフェイス５に接続される。患者導管４には、例えば、熱可塑性エラストマ製のチューブ４ａ、及び極低密度のポリエチレン製螺旋状リブ４ｂが含まれる。配線４ｃ、４ｄ、４ｅは、チューブ４ａの外面に接触するように、螺旋状リブ４ｂに支持されている。配線４ｃ、４ｄ、４ｅは、チューブ４ａを加熱し、電源／制御器２１に対して、また、そこから信号を搬送するために用い得る。給気導管１０は、チューブ１０ａ、螺旋状リブ１０ｂ、チューブ上の螺旋状リブによって支持された配線１０ｃ乃至１０ｅを含み、患者導管４と同様な構造を有し得ることを認識されたい。
【０１１８】
給気導管及び流量発生器カフ
【０１１９】
図１１において、流量発生器カフ５４には、コネクタブロック５４ａが含まれる。グリップ即ちカフ５４ｂは、コネクタブロック５４ａ上にオーバーモールド成形され、コネクタブロック５４ａを給気導管１０に接続する。オーバーモールド成形グリップ即ちカフ５４ｂには、オーバーモールド成形グリップ即ちカフ５４ｂの外面に、ユーザの指用の窪み等のグリップ形状５４ｄが含まれ、コネクタカフ５４の握り方が改善される。
【０１２０】
図８、１２及び１３に示すように、流量発生器カフ５４には、コネクタ５２の第２コネクタ端５２ｂを収容する端子留め具５４ｃが含まれる。図１３に示すように、端子留め具５４ｃは、コネクタ５２の導入部５２ｅに収容されるリブ５４ｎが含まれる。リブ５４ｎは、導入部５２ｅと噛み合って、コネクタ５２を端子留め具５４ｃに固定する。
【０１２１】
また、端子留め具５４ｃには、給気導管１０の配線１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを位置決めする歯５４ｅを含む。配線１０ｃ、１０ｄ、１０ｅは、熱可塑性エラストマチューブ１０ａの外面に置かれ、そして、螺旋状リブ１０ｂによって外面の所定の位置に保持される。
【０１２２】
チャネル５４ｊは、コネクタブロック５４ａ内に設けられ、これによって、オーバーモールド成形材５４ｂが、動いてチューブ１０ａの内側に接合し、コネクタブロック５４ａと給気導管１０との間を接続し得る。コネクタブロック５４、チューブ１０ａ、及びオーバーモールド成形材５４ｂは、化学結合する材料で形成し得る。
【０１２３】
図１４において、端子留め具５４ｃには、端子留め具ピン５４ｈが含まれ、端子留め具ピン５４ｈは、端子留め具蝶番５４ｆの蝶番スロット５４ｇに収容される。端子留め具蝶番５４ｆは、コネクタブロック５４ａ上に設けられる。端子留め具５４ｃは、端子留め具蝶番５４ｆにカチッと嵌め込まれ、歯５４ｅと給気導管１０の配線１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとの接続を確保する。図１５に示すように、端子留め具５４ｃは、コネクタブロック５４ａへの給気導管１０の取り付け前に、コネクタブロック５４ａに取り付けてよい。端子留め具ピン５４ｈは、蝶番スロット５４ｇに取り付けられ、端子留め具５４ｃは、前方に傾く又は回転する。次に、給気導管１０は、コネクタブロック５４ａに取り付けられ、そして、端子留め具５４ｃは、歯５４ｅが給気導管１０の配線１０ｃ、１０ｄ、１０ｅに接触するように、後方に回転又は旋回する。図１６及び１７に示すように、コネクタブロック５４ａには、給気導管１０の螺旋状リブ１０ｂが、歯５４ｅによる接触のために、配線１０ｃ、１０ｄ、及び１０ｅを位置決めするためのガイド溝５４ｐを含む。
【０１２４】
図１７において、端子留め具５４ｃには、アーチ部５４ｋが含まれ、アーチ部５４ｋは、端子留め具５４ｃが端子留め具蝶番５４ｆに挿入された時、ガイド溝５４ｐ（図１６）とチャネルを画成する。溝５４ｉ（図１８）は、コネクタブロック５４内に設けられ、螺旋状リブ１０ｂ及び給気導管１０の配線１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを収容する。溝５４ｉは、円滑な表面と広い接触面積とを有し、配線１０ｃ、１０ｄ、１０ｅに対する損傷を防止又は最小にする。更に、図１８に示すように、間隙５４ｍが、チャネル５４ｊの隣に設けられ、グリップ、即ち、カフ５４ｂのオーバーモールド成形中、コネクタブロック５４ａへのあらゆる空気の通過を可能にする。
【０１２５】
図１９乃至２１において、第２コネクタ端５２ｂは、第２コネクタ端５２ｂの握り易さを向上させるグリップ形状５２ｃを有する。また、歪解放形状５２ｄが、可撓性を向上するために、第２コネクタ端５２ｂに形成される。グリップ及び歪解放形状は、コネクタ５２の第１コネクタ端５２ａにも設けられる。
【０１２６】
接点５２ｆ、５２ｇ、５２ｈは、給気導管１０の配線１０ｃ、１０ｄ、１０ｅからの信号を送受信するために設けられる。給気導管１０は、３本の配線を含むものとして示され、また、端子留め具５４ｃは、第２コネクタ端５２ａの３接点を収容するための３端子を有するものとして示しているが、任意の数の配線、端子、及び接点を用いて、電源／制御器２１と給気導管１０との間で信号を送受信し得ることを認識されたい。
【０１２７】
患者導管及びマスク・コネクタ・カフ
【０１２８】
図２２乃至３４において、マスクコネクタ即ちカフ５６は、患者インターフェイス５への患者導管／空気送出ホース４の接続のために設けられる。マスクコネクタ即ちカフ５６には、コネクタブロック５６ａが含まれ、コネクタブロック５６ａは、オーバーモールド成形グリップ即ちカフ５６ｂによって患者導管４に接続される。コネクタブロック５６ａ、チューブ４ａ及びオーバーモールド成形カフ５６ｂは、化学結合する材料で形成し得る。
【０１２９】
図２４に示すように、コネクタブロック５６ａは、患者インターフェイス５の入口５ａに接続される。入口５ａは、例えば、マスクの回転台肘であってよい。
【０１３０】
プリント回路基板（ＰＣＢ）５６ｃは、コネクタブロック５６ａの外面周辺に設けられる。患者導管４の配線４ｃ、４ｄ、４ｅは、ＰＣＢ５６ｃに取り付ける。図２５、２７及び２８に示すように、コネクタブロック５６ａには、留め金又はピン５６ｉが含まれ、これらは、ＰＣＢ５６ｃの孔又は開口５６ｕに結合する。ＰＣＢ５６ｃは、このように、コネクタブロック５６ａの外面に巻き付けられ、所定の位置に保持される。温度ヒューズ５６ｄ及び温度センサ５６ｅ、例えば、サーミスタは、ＰＣＢ５６ｃ上に設ける。図２３及び２６に示すように、１つ又は複数の窓５６ｊが、コネクタブロック５６ａの外面に設けられるが、ここでは、温度ヒューズ５６ｄ及び温度センサ５６ｅが設けられる。窓５６ｊは、図２４に示すように、ＰＣＢ５６ｃによって覆われる。更に詳細に後述するように、ＰＣＢ５６ｃには、ＰＣＢ５６ｃを窓５６ｊに沿う空気流に晒すことによって冷却される加熱器トラックが含まれる。
【０１３１】
螺旋状リブ５６ｆは、図２２乃至２６に示すように、患者導管４を設置するために、コネクタブロック５６ａの外面に設けられる。図２５に示すように、コネクタブロック５６ａの外面には、階段状のくぼみ５６ｈが含まれ、これによって、オーバーモールド材は、動いて可撓性ＰＣＢ５６ｃの下面に接合し得る。図２９に示すように、コネクタブロック５６ａには、更に、チャネル５６ｔが含まれ、これによって、オーバーモールド材は、患者導管４のチューブ４ａの内側に接合し得る。図２５に戻ると、間隙５６ｇは、チャネル５６ｔに隣接して設けられ、これによって、オーバーモールド成形中に空気を逃がすことができる。図２８及び２９にも示すように、コネクタブロック５６ａの端には、ごみが溜まる容量を最小にし、また、ごみが溜まれば洗浄される形材５６ｎが含まれる。形材５６ｎの端は、更に、オーバーモールド成形材の流れインピーダンスを最小にする。
【０１３２】
図２５及び２７に示すように、アクセスチャネル５６ｍは、螺旋状リブ５６ｆと端チャネル５６ｔの間に設けられ、これによって、オーバーモールド材は、チューブ４ａをコネクタブロック５６ａに接合し得る。図３０に示すように、チューブ４ａは、コネクタブロック５６ａへ捻り込まれ、患者導管４の配線４ｃ、４ｄ、４ｅは、５６ｐに示すように、可撓性ＰＣＢ５６ｃに半田付けされる。
【０１３３】
図３１において、オーバーモールド成形グリップ即ちカフ５６ｂには、マスクカフ即ちコネクタ５６の把持能力を改善するために、ユーザの指を収容するためのくぼみ等の成形グリップ形状５６ｑを含んでよい。コネクタブロック５６ａは、剛性ポリマで形成してよく、また、オーバーモールド成形グリップ即ちカフ５６は、熱可塑性エラストマで形成し得る。図３２に示すように、コネクタブロック５６ａは、患者インターフェイスへの接続のための標準の２２ｍｍＩＳＯテーパを有し得る。図３２に示すように、オーバーモールド成形材は、温度ヒューズ５６ｄ領域内の５６ｓでは、ブランクにしてよい。
【０１３４】
図３３及び３４において、可撓性ＰＣＢ５６ｃの回路には、温度ヒューズ又はスイッチ５６ｄ及び熱センサ５６ｅが含まれる。配線の内の１つ、例えば、４ｃは、電源／制御器２１に温度信号を送るための温度検知用配線として用い得る。他の配線、例えば、４ｄ、４ｅは、患者導管４のチューブ４ａを加熱するための加熱配線として用い得る。温度が或る値を超えた場合、温度ヒューズ５６ｄは、加熱配線４ｄ、４ｅへの電流を遮断するように構成されている。
【０１３５】
可撓性ＰＣＢ５６ｃ並びに温度センサ５６ｅ及び温度ヒューズ５６ｄは、患者インターフェイス５の入口５ａ、及び患者導管４を通る空気経路にできるだけ近く、コネクタブロック５６ａ上に設けるべきである。マスクコネクタ即ちカフ５６は、更に、既存の呼吸装置に用い得るように、できる限り小さく形成すべきである。更に、オーバーモールド成形グリップ即ちカフ５６ｂを用いると、患者導管４をコネクタブロック５６ａに固定するのに役立ち、また、温度センサ５６ｅ及び温度ヒューズ５６ｄを含み、可撓性ＰＣＢ５６ｃを所定の位置に固定するのに有用である。また、オーバーモールド成形材を用いると、バクテリアが成長する可能性があるあらゆる場所を減らす又は除去するのに役立つ。
【０１３６】
本明細書に述べたマスクコネクタ即ちカフ５６は、生体適合材で形成される。コネクタブロック５６ａには、また、端５６ｒ（図３２）が含まれ、これは、既存の患者インターフェイスに用いるための標準の２２ｍｍ雌型ＩＳＯテーパを含む。更に、オーバーモールド成形材を用いると、マスクコネクタ即ちカフの製造が容易になり、また、信頼性が改善される。
【０１３７】
電源／制御器
【０１３８】
図３５において、電源／制御器２１には、スイッチモード電源２１ａと、スイッチ２１ｂと、制御ユニット２１ｃと、複数のＬＥＤ２１ｄと、が含まれる。電源／制御器２１は、ＡＣ電源入力２１ｅと、ＤＣ電源出力２１ｆと、流量発生器２０へのバイパスＡＣ電源リード２１ｇと、を有する。ＡＣ電源入力２１ｅは、例えば、ＡＣ１１０乃至２４０Ｖ共通入力であってよい。スイッチ２１ｂは、制御ユニット２１ｃによって制御される加熱素子と直列のＭＯＳＦＥＴスイッチであってよい。ＤＣ電源出力２１ｆは、例えば、５００ｍＡ制御のＤＣ５Ｖ、又は１．３ＡのＤＣ２４Ｖ出力であってよい。２４Ｖでは、電力出力は、３０Ｗである。
【０１３９】
電源入力２１ｅは、スイッチモード電源２１ａに接続され、また、バイパス２１ｇは、流量発生器２０のＡＣ電源ソケットに接続される。電源／制御器２１は、給気導管１０に電力を供給し、患者インターフェイス５において所定の温度レベルを調節し、また、オン／オフ制御器としての役割を果たすように構成されている。
【０１４０】
制御ユニット２１ｃは、閉ループ温度制御システムである。マスクカフ５６に配置された温度センサ５６ｅは、患者導管４の配線４ｃを介して、フィードバック信号を制御ユニット２１ｃに供給する。しかしながら、本制御は、温度信号のフィードバックに依拠し得ないことを認識されたい。その代わり、制御ユニット２１ｃは、温度センサ信号に依拠又は依存することなく、所定量の電力を出力２１ｆに供給するように構成し得る。
【０１４１】
ＤＣ電源出力２１ｆは、給気導管１０に電力を供給し、また、スイッチ２１ｂは、電源出力２１ｆと直列に設けられ、制御ユニット２１ｃによって制御される。電力調節は、オンオフ制御手法に基づく。電力調節は、約９５乃至９９％の割合で固定されたデューティーサイクルを有する。例えば、約１乃至５％の割合のオフサイクルは、温度検知のために用いる。
【０１４２】
ＬＥＤ２１ｄには、電源がオンであって給気導管１０に供給されていることを示す緑色ＬＥＤを含み得る。黄色ＬＥＤは、電源出力２１ｆはオンであるが給気導管１０に供給されないことを示すために設け得る。赤色ＬＥＤは、故障を示すために設け得る。また、更なるＬＥＤを設けて、温度を示したり及び／又は制御したりしてよい。手動操作可能ボタン（図示せず）は、電源／制御器に設けて、これにより、患者又は臨床医が、ＬＥＤの温度表示に応じて温度の制御を行い得る。
【０１４３】
制御ユニット２１ｃは、固定電源切り替え周波数及びデューティーサイクルを生成して、電源出力２１ｆが給気導管１０を加熱するように構成される。更に、制御ユニット２１ｃは、配線４ｃを通って温度センサ５６ｅによって送られる信号を介して、温度を検知するように構成される。検知された温度に基づき、制御ユニット２１ｃは、周囲温度が変わった場合、温度を所定の温度に調整するように構成される。制御ユニット２１ｃは、更に、電源制御器／供給器２１がオフになった場合、所定の温度を記録するように構成されている。
【０１４４】
更に、制御ユニット２１ｃは、故障が検出された場合、故障状態をラッチし、電力を動作初期状態に戻すことによって、故障をクリアし得る。故障が起こった場合、故障検出回路は、故障状態に固定され、ドライバブロック（図３７ａ）に故障信号を送る。故障は、電源がオフになり、そして、再度オンになるまで続く。制御ユニット２１ｃは、故障を検出するように構成してよく、これらの故障には、配線４ｃ乃至４ｅ及び１０ｃ乃至１Ｏｅの断線、アーキング、及び／又は流量発生器カフ５４及び／又はマスクカフ５６の接続不良を含む。制御ユニット２１ｃは、更に、低電圧を検出し得る。
【０１４５】
電源出力２１ｆは、故障が検出されると、制御ユニット２１ｃによって、オフ状態に維持され、そして電源が再循環され故障状態がクリアされるまで、オフ状態に維持される。
【０１４６】
電源／制御器２１の状態は、ＬＥＤ２１ｄを通して表示し得る。
【０１４７】
例えば、図５及び８に示すように、電源／制御器２１は、流量発生器２０及び加湿器と分離してよい。流量発生器２０と加湿器との間に情報交換は無く、また、閉ループ制御には、例えば、空気流量、湿度レベル、及び加湿器出口温度に基づく制御は含まない。しかしながら、例えば、検知用配線４ｃを通して、情報は交換し得ることを認識されたい。上述の制御は、患者導管４の“雨滴降下”を防止し、また、加湿空気を患者インターフェイス５に送出する。
【０１４８】
電源／制御器２１は、流量発生器２０又は加湿制御システムと一体化し得ることを認識されたい。情報は、流量発生器、加湿器、及び周囲の空気の動作に関して、一体化された電源／制御器に提供し得る。電源／制御器を流量発生器２０又は加湿器と一体化することによって、システムは、患者インターフェイス５の温度、湿度レベル、及びより広い範囲の周囲温度及び湿度における“雨滴降下”を更に制御できるようになる。
【０１４９】
図３６には、本発明の実施形態例に基づく、三線加熱式チューブ即ち導管を示す。配線４ｄ、４ｅは、例えば、長さ２５メートル、直径０．２３ミリメートルの配線から形成してもよく、また、例えば、銅で形成してもよい。配線４ｄ、４ｅを形成する配線のほぼ中央にあり、配線を２つの抵抗Ｒａ、Ｒｂに分割する接続点４ｆにおいて、検知用配線４ｃは、加熱配線４ｄ、４ｅに接続してよい。全抵抗値Ｒａ＋Ｒｂは、一例として、２０乃至２６℃において、例えば、約２３℃において、約１５乃至２１Ω、例えば、約１８Ωであってよい。全抵抗値Ｒａ＋Ｒｂは、配線抵抗器が、約３０Ｗの電力でＤＣ２４Ｖ電源を用いて、約３３℃まで加熱される場合、約１８Ω及び約２１Ωである。上述したように、ＤＣ電圧Ｖ＋は、例えば、約９５乃至９９％のデューティーサイクルでＪ１、Ｊ３間に供給される。抵抗Ｒａ、Ｒｂは、配線４ｄ、４ｅに電流が流れる間、熱を生成し、導管４を加熱する。検知用電圧Ｖｓｅｎは、１乃至５％のオフサイクル中に決定し得る。オフサイクル中、スイッチ２１ｂは、制御ユニット２１ｃによって作動され、システムを検知状態に切換え、そして、Ｊ１からの検知電流は、温度センサの抵抗Ｒａ及び抵抗ＲＴ１を通って、Ｊ２に戻る。温度センサ５６ｅの抵抗ＲＴ１は、約１乃至５０ｋΩ、また、抵抗Ｒｂは、Ｒａ＋Ｒｂの約半分であるか、又は約５乃至１５Ω、例えば、約１０Ωであり、そのためＲｂは省略される。
【０１５０】
検知用配線４ｃは、温度センサ５６ｅに接続されているものとして開示しているが、例えば、制御が、検出温度に基づくフィードバック制御ではない場合、検知用配線は、圧力センサ等の異なるセンサに接続し得ることを認識されたい。
【０１５１】
熱回路５６ｄのヒューズＦ２は、ＰＣＢ５６ｃの加熱器軌道に熱的に結合される。ＰＣＢ５６ｃは、厚さが、例えば、約０．０５乃至．１５ミリメートル、例えば、約０．１ミリメートルであり、抵抗が、約０．０５乃至．１５Ω、例えば、約０．１Ωであり、また、出力電力が、約０．１２乃至０．２４Ｗ、例えば、０．１８Ｗである。上述したように、ＰＣＢ５６ｃの片面は、開いた窓５６ｊに面しており、そのためＰＣＢ５６ｃは、患者導管４の空気に接触する。従って、導管の空気流は、導管内の空気のちょうど上の温度にＰＣＢ５６ｃを冷却する。流量発生器が停止した場合、又は導管内の空気流が遮られた場合、ＰＣＢ５６ｃの温度が、上昇し、ヒューズＦ２を遮断して、患者導管４を損傷から保護する。温度センサ５６ｅ及び熱回路５６ｄのヒューズＦ２は、このように、空気過熱防止、チューブ過熱防止、及び低気流防止を行う。熱回路５６ｄには、サーモスタット、例えば、バイメタル板をヒューズの代わりに含んでよく、サーモスタットのインピーダンスが増加すると、電流の増加を抑制又は停止するように作用する。
【０１５２】
患者導管４が、患者インターフェイス５に加湿空気を送出する際、電源／制御器２１、マスクカフ５６及びその構成要素、並びに患者導管４は、温度調整の安全基準、例えば、ＩＳＯ８１８５に準拠すべきである。通常の動作条件下では、患者又は臨床医は、患者インターフェイス５に送出される空気の温度を、周囲温度から約３０℃まで設定できるべきである。警報システム又は表示器が、システムに設けられていない場合、ＩＳＯ８１８５、セクション５１．６１乃至５１．８に基づき、通常状態及び一つの故障が発生している状態では、患者インターフェイス５に送出される空気の温度は、約４０°乃至４２°Ｃ、例えば、約４１℃を超過すべきでない。この最大温度（例えば、４１°Ｃ）は、相対湿度１００％において、４３℃の最大エネルギレベル未満である。熱回路５６ｄのヒューズＦ２は、最大温度で遮断するように選択し得る。
【０１５３】
図３６に戻ると、患者導管４の３線（４ｃ−４ｅ）電気回路には、ＰＣＢ５６ｃの加熱器軌道及びヒューズＦ２に直列な加熱素子Ｒａ、Ｒｂと、検知用電圧Ｖｓｅｎを供給するための配線４ｃと、加熱配線４ｄ、４ｅの中央に取り付けられた熱抵抗器ＴＲ１を含む熱センサ５６ｅと、が含まれる。電気回路には、２つの状態、即ち、オンとオフがある。加熱状態とも称するオン状態では、配線４ｄは、Ｊ１において電圧Ｖ＋、例えば、電源出力２１ｆからのＤＣ２４Ｖに接続される。加熱電流は、Ｊ３、配線４ｄ、４ｅ、Ｊ４、及びスイッチ２１ｂを流れ、接地ＧＮＤに達する。オン状態では、Ｊ２における検知用電圧Ｖｓｅｎは、空気温度を検知しないが、電圧Ｖ＋の約半分、例えば、約１２Ｖを検知する。
【０１５４】
オフ状態において、スイッチ２１ｂは、オフに切り替えられ、そして、加熱配線４ｄ、４ｅは、Ｖ＋、例えば、約２４Ｖだけ引き上げられ、検知用電流は、Ｊ１、Ｒａ、ＲＴ１を通過し、Ｊ２に戻る。
【０１５５】
電源／制御器２１には、数多くの機能を実施するための回路を含み得る。これらの回路には、１）電源切り替え制御回路、２）チューブインターフェイス及びゲートドライブ回路（ドライバブロック）、３）故障検出及びラッチ回路（故障検出ラッチ）、４）温度事前設定／制御回路、５）起動及び表示回路を含み得る。
【０１５６】
電源／制御器回路
【０１５７】
電源／制御器２１の回路の実施形態例を、図３７ａに示す。この回路には、加熱式導管（１つ又は複数）の温度を制御するように構成された温度制御回路と、故障検出ラッチと、検知用回路と、ドライバブロックと、が含まれる。ドライバブロックは、スイッチ２１ｂに接続されるが、スイッチ２１ｂは、ＭＯＳＦＥＴであってよい。
【０１５８】
図３７ｂ−１乃至３７ｂ−４において、図３７ａの回路の実施形態例は、例えば、テキサスインスツルメンツより入手可能なＵＣ２８４３制御ＩＣに基づき得る。他の制御回路も用い得ることを認識されたい。電源切り替え制御回路は、エラー処理のために用い得るチップ過電流及び過電圧保護を有する。電源切り替え制御回路は、更に、ＲＣクロック及び不足電圧保持器、並びにプッシュプル出力ドライバを有し得る。Ｒ１２＝２２，０００Ω及びＣ５＝３３０ｎＦとなるように、発振ＲＣクロックを設定することによって、切り替え周波数を１３８Ｈｚに設定し得る。そのような周波数の時間期間は、Ｔ＝Ｒ１２ｘＣ１５（２２，０００ｘ．００００００３３）＝７．２６ｍＳによって求められる。Ｒ１２とＣ５の比によって、電源切り替え制御回路は、１００μＳのオフ期間を提供し、従って、デューティーサイクルは、１００μＳ／７．２６ｍＳ＝１．３８％である。
【０１５９】
通常の加熱条件において、図３７ｂ−１乃至３７ｂ−４の電源切り替え制御回路は、約９８．６２％のデューティーサイクルで、スイッチ２１ｂのトランジスタゲートを駆動する。回路のオン状態は、Ｖｆｂ信号によって割り込むことができない。Ｖｆｂの臨界点において、ゲート信号は、５０％、６９Ｈｚ出力として示し得る。
【０１６０】
電源切り替え制御回路は、Ｖｆｂピンを通るイネーブル入力を有する。Ｄ３及びＤ４を通る任意の信号がローになった場合、スイッチ２１ｃの出力は、ディスエーブル状態になる。検知用電流Ｉｓｅｎは、Ｒ１０及びＲ２０が検知用電圧Ｖｓｅｎを１Ｖ以下に設定するため、この用途には用いられない。
【０１６１】
図３７ａ及び３７ｂ−１及び３７ｂ−４に戻ると、検知用電圧Ｖｓｅｎは、２つの機能を有する。即ち、１）加熱器電源がオンである場合、検知用電圧Ｖｓｅｎは、中央の電圧Ｖ＋を検知することによって、加熱配線の連続性もしくは何らかのアーキング又は接続不良を検出する。また、２）加熱器電源がオフである場合、検知用電圧Ｖｓｅｎは、ＲＴ１及びＲ１３の分圧電圧を介して空気温度を検知する。Ｑ２、Ｑ３ネットワークは、検知動作のための正しい論理を提供し、また、ＭＯＳＦＥＴのＱ３は、温度検知のための低インピーダンス（Ｒｄｓｏｎ）を提供する。Ｑ４のＭＯＳＦＥＴゲートは、ネットワークＲ２３、Ｒ２５を駆動し、最大ゲート電圧を制限し、Ｒ２４及びＤ５は、Ｒ２３と共に、Ｑ４オフ切り替え速度を制御する。
【０１６２】
故障検出回路は、加熱器電源がオンの場合に動作する。Ｖｓｅｎ信号は、窓比較器、例えば、ナショナル・セミコンダクタから入手可能なＬＰ３３９ＡＭ等のウルトラパワーカッド比較器に供給される。Ｕ６Ｂ、Ｕ６Ｄ、並びにＲ３１、Ｒ３６及びＲ４３分周器は、１２ボルトで＋／−２Ｖの窓電圧を供給し、窓比較器信号の出力は、比較器Ｕ６Ｃの第２段に供給される。
【０１６３】
比較器の第２段は、Ｑ４ゲート信号を基準としてサンプリングし、また、窓比較器出力からエラー信号を検出する。システムに故障が検出されない場合、窓比較器が高インピーダンスとして出力し、Ｒ３４及びＲ４０分周器がより高い電圧を出力し、そして、比較器入力Ｒ３３及びＲ４２分周器回路網を反転し、Ｕ６Ｃが、ハイを出力する。
【０１６４】
システムに故障が検出された場合、窓比較器が、ローを出力し、Ｒ３４及びＲ４０／／Ｒ３５分周器が、より低い電圧を有し、そして、比較器入力Ｒ３３及びＲ４２分周器回路網を反転し、Ｕ６Ｃが、Ｕ２ＡラッチＣＬＲピンにローを出力する。
【０１６５】
ラッチＣＬＲピン１が、ロー信号を受け取ると、Ｑピン５は、ラッチされた故障信号を出力し、Ｕ３出力切り替え信号を無効にする。ラッチは、例えば、フェアチャイルド・セミコンダクタ社の７４ＨＣＴ７４ＤＵ２Ａであってよい。
【０１６６】
温度検知動作は、電源オフ期間中だけ実行される。空気温度センサＲＴ１及び分周器ベース抵抗器Ｒ１３は、温度情報Ｖｓｅｎを提供するが、それは比較器Ｕ６Ａ反転入力に直接供給され、分圧計及びその回路網は、温度事前設定機能を実施する。この比較器の出力は、Ｄ４を駆動し、また、Ｕ３切り替え出力を制御する。
【０１６７】
起動回路は、システムの起動時、１４０ｍＳの遅延を行い、また、ラッチをリセットする。リセット後、システムは、オン状態になる。起動回路は、例えば、テレコム（ＴｅｌＣｏｍ）セミコンダクタ社から入手可能なＩＣＵ４ＴＣＭ８０９であってよい。
【０１６８】
温度測定の精度は、２つの部分に基づく。即ち、１）検知精度、２）基準精度。検知精度は、ＮＴＣサーミスタＲＴ１及び直列の抵抗器Ｒ１３に依存する。例えば、良いＮＴＣセンサＲＴ１は、１乃至５％までの精度許容誤差、例えば、約３％の精度許容誤差を有し得る。直列抵抗器Ｒ１３は、０．５乃至１．５％までの許容誤差、例えば、約１％の許容誤差を有し得る。温度事前設定回路の精度は、ポートが最高設定値（３０℃）である時、求められる。ポート抵抗器は、０Ωであり、また精度は、１％の抵抗器回路網に依存する。しかしながら、ポートが最低設定値に設定される場合、２０％のポート抵抗器許容誤差が、付け加えられる。
【０１６９】
導管４及び１０は、チューブに気体流がない場合、過熱する。熱は、チューブに蓄積する可能性があり、例えば、チューブがキルトで覆われた場合、加熱素子の温度は、１２０乃至１５０℃まで上昇し得る。熱は、熱スイッチが冷たい空気にさらされているが、チューブの一部が、例えば、キルトで覆われた場合、生じることがある。この理由により、流量発生器からの無流量又は低流量信号は、加熱式チューブの電源を遮断できるべきである。
【０１７０】
３方向コネクタは、サーミスタセンサＲＴ１と制御ユニット２１ｃとの間に設ける。接点の如何なる接続不良も、検知用回路のインピーダンス増加の原因となる。ＮＴＣサーミスタＲＴ１の場合、それは、温度表示値を低下させ、また、空気温度の上昇の原因となり、更に、チューブの熱スイッチ２１ｂを遮断することがある。
【０１７１】
温度検知における故障状態を解決するには、２つの方法がある。第１の方法は、分圧器の論理回路を、接点抵抗が高いと空気温度が低くなるように、変更することである。検知用接点を保護する他の方法は、Ｒ６及びＲ３１を８．２ｋΩに変更することによって、検知用配線をオフセットすることである。このオフセット基準電圧は、高インピーダンスコネクタを検出し得る。
【０１７２】
カフ構成
【０１７３】
図３８乃至４０に示すように、給気導管コネクタカフ及び／又は患者導管及びマスク・コネクタ・カフの構成は、様々な形態をとり得る。本明細書に図示及び記載した各マスクコネクタ又はカフ構成には、グリップ形状と、コネクタ又はカフの可撓性を改善するのに充分な歪解放の特徴と、を含み得る。
【０１７４】
チューブ構成
【０１７５】
図４１において、給気導管１０及び／又は患者導管４には、内側チューブ４ａ、１０ａと、螺旋状リブ４ｂ、１０ｂと、外側チューブ４ｆ、１０ｆと、を含み得る。外側チューブ４ｆ、１０ｆは、内側チューブ４ａ、１０ａと同じ材料で形成し得る。外側チューブ４ｆ、１０ｆには、更に、フリース又はフロック加工材を設けて、導管の感触及び／又は握り心地を改善し、及び／又はチューブの断熱特性及び／又は見栄えを改善し得る。外側チューブ４ｆ、１０ｆが設けられない場合、内側チューブ４ａ、１０の外面及び螺旋状リブ４ｂ、１０ｂに、同様の理由で、フリース又はフロック加工材を設け得る。
【０１７６】
図４２において、給気導管１０及び／又は患者導管４には、波形４ｇ、１０ｇによって離間された内側チューブ４ａ、１０ａ、及び外側チューブ４ｆ、１０ｆを含んでよい。波形４ｇ、１０ｇは、導管４、１０の軸方向に延在してよく、又は、導管４、１０に沿って螺旋状に延在してよい。配線は、内側チューブ４ａ、１０ａと外側チューブ４ｆ、１０ｆとの間の波形４ｇ、１０ｇ内に設けてよい。波形を用いて、導管４、１０に沿って予備の気体流を提供するか、又は液体の流れ、例えば水を供給して、導管４、１０内の気体流の温度を調整してよい。また、波形は、患者インターフェイスから、例えば、患者の呼気からの気体を排気するためにも用い得る。外側チューブ４ｆ、１０ｆは、フリース又はフロック加工材で覆ってよい。
【０１７７】
患者導管、マスク・コネクタ・カフ、及び可撓性回路
【０１７８】
図４３において、他の実施形態例による患者導管４００、マスク・コネクタ・カフ５６０、及び可撓性回路５７０を示す。患者導管４００は、可撓性回路５７０を包含するオーバーモールド材５８０によって、マスクカフ５６０に接続される。オーバーモールド材５８０は、患者導管４００及びマスクカフ５６０上にオーバーモールド成形される。可撓性回路５７０には、チューブ配線、センサ、ヒューズ及び他の実施形態例に関連して上述した他の構成要素を含み得る。
【０１７９】
マスクカフ５６０は、オーバーモールド材５８０を通して患者導管４００に接続される別個の部位として形成し得る。他の選択肢として、マスクカフ５６０は、オーバーモールド材５８０との単一部品として形成し得る。
【０１８０】
本発明は、最も実用的且つ好適な実施形態であると考えられる形で、本明細書に示し説明したが、認識されたいことは、本明細書に述べた細部に限定されず、あらゆる等価な組立体、機器、及び装置を包含する本発明の範囲内において逸脱してもよいことである。例えば、加熱配線は、導管（１つ又は複数）内の配線及び／又は空気の温度を制限するための電圧調節機能を有するＰＴＣ素子であってよい。他の例として、１つ又は複数のＰＴＣ又はＮＴＣ配線を抵抗器と共に用いて、配線及び空気の温度を制限してもよい。更なる例として、ＮＴＣ配線を電流レギュレータ又は測温抵抗体に用いて、加熱配線の温度を制限してもよい。温度検知及び加熱は、２本の配線だけを用いて行ってもよい。
【０１８１】
本明細書では、語「“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”（含まれている）」は、“オープン”な意味、即ち、「“ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ”（含んでいる）」の意味で解釈するものとし、従って、“クローズド”な意味、即ち、「“ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ＿ｏｎｌｙ＿ｏｆ”（だけで構成されている）」の意味に限定しない。類似の意味は、類似の語「“ｃｏｍｐｒｉｓｅ”（を含む）」、「“ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ”（を含んだ）」、及び「“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ”（を含む）」が出現した場合、それらに属する。
【０１８２】
更に、本明細書における公知の従来技術への如何なる参照も、それに反する指摘が明示されていない限り、本発明が関連する当業者によって、該従来技術が共通に知られていることを容認するものではない。
【符号の説明】
【０１８３】
５６ａ      コネクタブロック
５６ｃ      プリント回路基板
５６ｄ      温度ヒューズ
５６ｅ      温度センサ
５６ｆ      螺旋状リブ
４      患者導管
４ａ      チューブ
４ｂ      螺旋状リブ
４ｃ、４ｄ、４ｅ      配線
【図１−Ａ】
0005443991.tif 000002
【図１−Ｂ】
0005443991.tif 000003
【図１−Ｃ】
0005443991.tif 000004
【図２】
0005443991.tif 000005
【図３】
0005443991.tif 000006
【図４−Ａ】
0005443991.tif 000007
【図４−Ｂ】
0005443991.tif 000008
【図４−Ｃ】
0005443991.tif 000009
【図４−Ｄ】
0005443991.tif 000010
【図５】
0005443991.tif 000011
【図６−Ａ】
0005443991.tif 000012
【図６−Ｂ】
0005443991.tif 000013
【図７】
0005443991.tif 000014
【図８】
0005443991.tif 000015
【図９】
0005443991.tif 000016
【図１０】
0005443991.tif 000017
【図１１】
0005443991.tif 000018
【図１２】
0005443991.tif 000019
【図１３】
0005443991.tif 000020
【図１４】
0005443991.tif 000021
【図１５】
0005443991.tif 000022
【図１６】
0005443991.tif 000023
【図１７】
0005443991.tif 000024
【図１８】
0005443991.tif 000025
【図１９】
0005443991.tif 000026
【図２０】
0005443991.tif 000027
【図２１】
0005443991.tif 000028
【図２２】
0005443991.tif 000029
【図２３】
0005443991.tif 000030
【図２４】
0005443991.tif 000031
【図２５】
0005443991.tif 000032
【図２６】
0005443991.tif 000033
【図２７】
0005443991.tif 000034
【図２８】
0005443991.tif 000035
【図２９】
0005443991.tif 000036
【図３０】
0005443991.tif 000037
【図３１】
0005443991.tif 000038
【図３２】
0005443991.tif 000039
【図３３】
0005443991.tif 000040
【図３４】
0005443991.tif 000041
【図３５】
0005443991.tif 000042
【図３６】
0005443991.tif 000043
【図３７ａ】
0005443991.tif 000044
【図３７ｂ−１】
0005443991.tif 000045
【図３７ｂ−２】
0005443991.tif 000046
【図３７ｂ−３】
0005443991.tif 000047
【図３７ｂ−４】
0005443991.tif 000048
【図３８】
0005443991.tif 000049
【図３９】
0005443991.tif 000050
【図４０】
0005443991.tif 000051
【図４１】
0005443991.tif 000052
【図４２】
0005443991.tif 000053
【図４３】
0005443991.tif 000054