(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡外科手術において体腔内に供給する気体を加湿するための気体加湿器において、
気体を受け入れる入口及び気体を排出する出口を有し、該入口から該出口に向かう長手軸線の方向で延びる外殻と、
湿気を容易に吸収すると共に乾燥環境にさらされると湿気を容易に放出するような加湿材料であって、該外殻内に設けられて該外殻の内周面との間に、流体を前記入口から出口に向けて通すための環状断面の流路を形成する外表面を有する加湿材料と
当該気体加湿器内を通る気体の湿度を調整するためのヒータと、
前記入口と流体連通し、気体源からの気体を前記流路に供給する吸入装置であって、気体温度、気体流量、気体流速、及び湿度のうちの少なくとも１つを監視するようになされた制御装置を備え且つ前記ヒータを制御する吸入装置と、
を備えており、
前記外殻は、前記加湿材料の外表面に沿って気体が通過するときに気体中に乱流を発生させるような構成の内周面を有していることを特徴とする気体加湿器。
【請求項２】
前記外殻に近接して配置されてなるコイルをさらに備え、気体は前記外殻によって前記コイルを通って内部を流れるように強制されることを特徴とする請求項１に記載の気体加湿器。
【請求項３】
前記外殻は不規則なパターンになっている内面を備えていることを特徴とする請求項１に記載の気体加湿器。
【請求項４】
前記外殻は螺旋状の障壁を備える内面を備えていることを特徴とする請求項１に記載の気体加湿器。
【請求項５】
前記加湿材料は筒形の形状になっていることを特徴とする請求項１に記載の気体加湿器。
【請求項６】
前記加湿材料には薬物が注入されていることを特徴とする請求項１に記載の気体加湿器。
【請求項７】
内視鏡外科手術において体腔内に供給する気体を加湿するための気体加湿器において、
気体を受け入れる入口及び気体を排出する出口を有し、該入口から該出口に向かう長手軸線の方向で延びる外殻と、
湿気を容易に吸収すると共に乾燥環境にさらされると湿気を容易に放出するような加湿材料であって、該外殻内に設けられて該外殻の内周面との間に、流体を前記入口から出口に向けて通すための環状断面の流路を形成する外表面を有する加湿材料と、
当該気体加湿器内を通る気体の湿度を調整するためのヒータと、
前記入口と流体連通し、気体源からの気体を前記流路に供給する吸入装置であって、気体温度、気体流量、気体流速、及び湿度のうちの少なくとも１つを監視するようになされた制御装置を備え且つ前記ヒータを制御する吸入装置と、
前記外殻内で前記入口と前記加湿材料との間に設けられ、前記入口からの気体を前記環状断面の流路に通すため環状に配置されている複数の孔を有するヒータハウジングと、
を備えていることを特徴とする気体加湿器。
【請求項８】
前記複数の孔は、当該複数の孔を気体が通過すると気体中に乱流を発生させるような構成を有していることを特徴とする請求項７に記載の気体加湿器。
【請求項９】
前記加湿材料の前記外表面にはパターンが形成されていることを特徴とする請求項７に記載の気体加湿器。
【請求項１０】
前記加湿材料の前記外表面は鋸歯状になっていることを特徴とする請求項９に記載の気体加湿器。
【請求項１１】
前記加湿材料の前記外表面は星形になっていることを特徴とする請求項９に記載の気体加湿器。
【請求項１２】
前記加湿材料から前記長手軸線の方向で間隔を隔てられて前記外殻内に設けられた、湿気を容易に吸収すると共に乾燥環境にさらされると湿気を容易に放出する第２の加湿材料であって、前記外殻の内周面との間に、流体を前記入口から出口に向けて通すための環状断面の流路を形成する外表面を有する第２の加湿材料をさらに備え、該第２の加湿材料の外表面は前記流路に沿って気体が通過するときに乱流を発生させるような構成を有することを特徴とする請求項７に記載の気体加湿器。
【請求項１３】
前記加湿材料と前記第２の加湿材料との間にはスペーサが介在されて備えられていることを特徴とする請求項１２に記載の気体加湿器。
【請求項１４】
前記第２の加湿材料の前記外表面にはパターンが形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の気体加湿器。
【請求項１５】
前記第２の加湿材料の前記外表面は、前記加湿材料の前記外表面に対して、位相が異なっていることを特徴とする請求項１４に記載の気体加湿器。
【請求項１６】
前記加湿材料には薬物が注入されていることを特徴とする請求項７に記載の気体加湿器。
【請求項１７】
前記気体加湿器の内部を流れる気体の湿度を測定するための湿度センサをさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の気体加湿器。
【請求項１８】
前記気体加湿器の内部を流れる気体の温度を測定するための温度センサをさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の気体加湿器。
【請求項１９】
前記気体加湿器の内部を流れる気体の温度を測定するための温度センサをさらに備えていることを特徴とする請求項１７に記載の気体加湿器。
【請求項２０】
前記温度センサは前記気体の前記温度を間接的な方法で測定することを特徴とする請求項１８に記載の気体加湿器。
【請求項２１】
前記制御装置は、前記湿度センサに接続され、前記湿度センサからの信号に基づいて、前記気体加湿器の内部の湿度を制御するようになっていることを特徴とする請求項１７に記載の気体加湿器。
【請求項２２】
前記制御装置は、前記温度センサに接続され、前記温度センサからの信号に基づいて、前記気体加湿器の内部の温度を制御するようになっていることを特徴とする請求項１８に記載の気体加湿器。
【請求項２３】
前記制御装置は、前記湿度センサと前記温度センサとに接続され、前記湿度センサと前記温度センサとからの信号に基づいて、前記気体加湿器の内部の湿度と温度とを制御するようになっていることを特徴とする請求項１９に記載の気体加湿器。
【請求項２４】
前記外殻に設けられたポートと、
前記ポートに挿入されるカテーテルと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の気体加湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願人は、米国法第３５条の規則１１９（ｅ）に従って、２０００年６月３０日に出願された米国仮出願第６０／２１５，４４２号に基づく優先権を主張し、同文献の全体をここで参照して引用する。
【０００２】
（発明の属する技術分野）
本発明は、外科手術やその他の医療処置に気体を使用するのに先だって、気体を加湿及び／又は加温するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの医療及び外科手術の手順において、加温及び／又は加湿された気体を一定の高流速にて患者に供給することが必要とされる。理想的には、流速は約２０リットル／分であり、相対湿度は約８０〜１００％であり、温度は約９０〜１０５゜Ｆであるべきである。ほとんどの従来技術の装置は、かかる理想とされる特性を満足し、または越えることができない。多くの従来装置の流速は、２０リットル／分をはるかに下回る。一般的に、従来装置の流速は、約１２〜１４リットル／分である。こうした装置のほとんどは、一般に、気体を加湿材料に押通すことによって動作しているために、高い圧力を必要としている。かかる圧力の上昇のために、気体の流速はさらに減少する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の観点は、気体加湿器に関するもので、この加湿器は、入口と、入口と流体連通してなる加湿装置であって、湿気を容易に吸収すると共に乾燥環境にさらされると湿気を容易に放出するような加湿材料を有し、この加湿材料は、加湿材料の表面を気体が通過すると気体中に乱流を発生させるような構成となっている加湿装置と、加湿装置に流体連通している出口と、を備えている。
【０００５】
本発明の第２の観点は、気体加湿器に関するもので、この加湿器は、入口と、入口と流体連通してなる加湿装置であって、湿気を容易に吸収すると共に乾燥環境にさらされると湿気を容易に放出するような加湿材料を有し、この加湿材料は、外郭の内部に配置され、外殻の表面を気体が通過すると気体中に乱流を発生させるような構成となっている加湿装置と、加湿装置に流体連通している出口と、を備えている。
【０００６】
本発明の第３の観点は、気体加湿器に関するもので、この加湿器は、入口と、入口と流体連通してなる加湿装置であって、ヒータと複数の開口とを備えてなるヒータハウジングを備えている加湿装置を備えている。そして、湿気を容易に吸収すると共に乾燥環境にさらされると湿気を容易に放出するような加湿材料と、加湿装置に流体連通している出口と、を備えている。
【０００７】
本発明の第４の観点は、気体加湿器に関するもので、この加湿器は、気体を供給するための入口手段と、気体中に乱流を発生させるための乱流手段と、気体の加湿装置から乱流気体を放出するための出口手段と、を備えている。
【０００８】
本発明の第５の観点は、気体を加湿するための方法に関するもので、この方法は、湿気を容易に吸収すると共に乾燥環境にさらされると湿気を容易に放出するような加湿材料の表面に気体を供給する段階と、加湿材料の表面に気体を通過させて、気体中に乱流を発生させる段階と、を備えている。
【０００９】
本発明の第６の観点は、気体を加湿するための方法に関するもので、この方法は、気体を加温する段階と、気体を加湿する段階と、加湿中に気体に流体連通させてカテーテルを配置する段階と、を備えている。
【００１０】
本発明の第７の観点は、気体の装置に関するもので、この装置は、入口と、入口と流体連通してなるヒータと、気体装置の内部を流れる気体の温度を間接的な方法で測定するための温度センサと、を備えている。
【００１１】
本発明の第８の観点は、気体を加湿するための方法に関するもので、この方法は、気体を加温する段階と、気体を加湿する段階と、加湿器の表面にわたって気体を流す段階と、を備えている。
【００１２】
上述のそれぞれの観点は、好ましい流速、湿度及び／又は温度でまたは近辺で、加温及び／又は加湿された気体を患者に供給できる利点を提供する。
本発明の前述の及び他の特徴及び効果に関しては、好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を添付図面と関連させて読むことで明らかになるだろう。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、ひとつの実施形態による気体の加温及び加湿装置を示した図である。図１は、吸入装置と共に使用されるような装置を示している。図１〜図３に示した機器１は、吸入管１０と関連して使用される。好ましい実施形態においては、装置は、吸入装置のための気体源の下流側に配置されるが、ここでの下流側とは、吸入管１０の出口や患者に近い位置を称している。機器１は、気体源により近い側に配置された上流端と、患者により近い側に配置された下流端とを有している。気体の加温及び加湿機器１は、再使用可能な又は使い捨ての製品として構成されてもよい。
【００１４】
図１に示すように、ひとつの実施形態では、機器１の上流端には気体の入口ポート１２が配置されていて、これは吸入管１０と関連を有している。また、機器１の上流端には、複数のプラグ１４が配置されてもよい。プラグ１４は、ヒータ１８、及び／又は、熱電対、及び／又は、他の適当な検出装置に関連した、雄型の端子であってもよい。プラグ１４は、上流端における位置を変更したり、別の位置を考慮したりしても良いことを理解されたい。
【００１５】
図１〜図３に示すように、ひとつの実施形態による機器１の一般的な配置は、以下のようになっている。すなわち、機器１はヒータ１８を含む。ヒータ１８を取囲むように、コア２０が配置される。コア２０は、ヒータ１８を実質的に防水された環境中に維持する。コア２０の周囲には、加湿材料２４が配置される。加湿材料２４は、コア２０の略全体を包囲する。加湿材料２４は、コア２０の一部分だけを包囲しても良い。ハウジングとして機能する外殻２６が、加湿材料２４を取囲んでいる。機器１の下流端には、吸入管１０の下流側部分と関連している、気体の出口２８が配置されてもよい。
【００１６】
上記実施形態におけるヒータ１８には、在来のカートリッジヒータや、発熱電線、電球、または、その他の発熱装置であって、ヒータの表面から放射されるような温度上昇を生じさせることができるものが含まれてもよい。図１に示すように、ヒータ１８は、絶縁材料のコア２０の内部に挿入可能になっている。他の実施形態においては、図２に示すように、ヒータ１８とプラグ１４とを単一の組立体にモールド成形し、これにさらに、コア２０をモールド成形して単一のユニットとする。
【００１７】
ヒータ１８は金属構造物であって、一体的な検出要素を備え、または、外部の検出要素を備えることができる。ヒータはまた、高い熱抵抗のプラスチックからモールド成形しても良い。ヒータ１８を使い捨てにするためには、低コストのプラスチック製のヒータ１８がより適しているが、金属製にせよ、プラスチック製にせよ、ヒータ１８は使い捨てになっている。さらに、機器１を使い捨て可能に又は再使用可能にすることで、滅菌された機器１を必要とされ得る任意の用途において、機器１を滅菌状態に維持する助けとなる。
【００１８】
好ましい実施形態においては、ヒータ１８は約３６ワットの出力であるけれども、例えば１０〜５０ワットなどの他の出力のヒータ１８を使用しても良い。ヒータ１８の長さは代表的には、約１〜５インチであって、好ましくは１．５〜３インチの長さであるけれども、他の構成要素の物理的なサイズや発生させる湿度の量に応じて別のサイズを使用しても良い。図１〜図４及び図１８に示すように、ヒータ１８は制御回路１００に接続されることができ、この回路によってヒータ１８が発生する熱の量と割合が制御される。図１８に示すように、制御回路１００には、１又は複数の温度センサ１０２と、制御装置１０４とが含まれていて、ヒータ１８に加えられるエネルギーの大きさを調節するために、ヒータへ供給される電流をターンオン／オフさせて変調し電流を昇降させる。２つの温度センサ１０２を使用する場合には、温度センサ１０２のそれぞれは独立してコア２０の温度を測定する。温度センサ１０２からの温度信号は、継続的にアンプ１０５へ送られる。２つの信号を互いに比較して、信号間の差が例えば５℃などの所定レベルに到達ないし超過したと判断されると、制御装置１０４は電流ドライバ１０６をターンオフさせて、ヒータ１８へ供給される電流を遮断する。電流ドライバ１０６をターンオフさせる理由は、所定レベルに到達ないし超過したことは、一方又は双方のセンサ１０２に欠陥があって、交換を必要としているためである。
【００１９】
センサ１０２には欠陥がないと仮定して、制御装置１０４には４つの同一の電流ドライバ１０６が含まれていて、これらは図１８に示す如く互いに並列に接続されている。それぞれのドライバ１０６は、他の３つのドライバ１０６の出力と同一の出力を提供する。制御装置１０４は、電流ドライバ１０６のそれぞれの出力を約２５％のデューティーサイクルの波形にて駆動する。組合わさせた４つのドライバによって、ヒータ１８の約１００％の駆動が得られる。それぞれのドライバ１０６は、ヒューズ１１０と並列に、１０００μＦのコンデンサ１０８を含んでいる。コンデンサ１０８は、それぞれの２５％のデューティーサイクル中、対応するヒューズ１１０に電流を流さない。ひとつのドライバ１０６が故障して電流が連続的に流れるようになった場合には、対応するコンデンサ１０８が充電されて、対応するヒューズ１１０には電流が流れる。約２秒以内に、ドライバ回路１０６のヒューズ１１０が切断されて、これにより、ヒータ１８に制御されない電流が流れることを阻止する。
【００２０】
ひとつの実施形態では、機器１はヒータ１８に永久的に取付けられてなる配線を有することができる。図１に示した他の実施形態では、機器１は、機器１にモールド成形されてなる一体的なコネクタを備えて構成されたヒータ１８への配線を有することができるか、または、１回使用式のタブ接続装置を介して接続／非接続され得る。さらに別の実施形態では、機器１は、未加工の接続部にモールド封入された終端部を備えているようなヒータ１８への配線を有することができ、そこにケーブルを差込むことで、コストを低減することができる。電力を供給するため、および温度又は湿度を測定するために使用される電気配線は、能動素子に直接配線したり、モールド封入にしたりすることができる。好ましい実施形態においては、機器１から電線を取外すことができるように、出力の配線は外殻２６にモールド成形されるか、または差込まれる。
【００２１】
ヒータ１８は、市販されている、例えばＷａｔｌｏｗ製などの、在来のヒータ制御装置によって制御されてもよい。制御装置は代表的には、例えば熱電対や、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、又はサーミスタなどの温度検出装置を用いて動作するようにデザインされている。
【００２２】
任意事項として、別の実施形態では、湿度センサを用いて湿度を測定するための追加的な回路を機器１に備えても良い。湿度センサは、ジョージア州のアトランタにある Omega Engineering 社から入手することができ、同社はセンサと共に、読取り表示のための回路を供給できる。さらなる任意事項としては、気体の温度と気体の湿度とを追加的な回路で表示することもできる。手術室において内視鏡的な処置に関連して使用される、吸入装置の一部をなす、又は、他の装置の一部をなす、離れた電源ユニットによって、かかる情報を表示するための追加的な回路を提供しても良い。読取値に基づいて、加湿材料２４に供給する湿度の量または加えるべき熱量のいずれか又は双方についての調節を行なう。
【００２３】
ひとつの実施形態では、制御装置は吸入装置と連携して、上述した回路を提供する。温度や、使用される気体の体積、気体の流速、及び／又は、湿度の読取値の特性を監視することによって、吸入装置は動的に変数を制御して、最適な条件を維持する。
【００２４】
コア２０は、限定はしないが、プラスチックやシート状の金属から作ることができる。コア２０のために使用できるプラスチックには、ポリカーボネートや、Ｒｙｔｏｎ（登録商標）、Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）、又はその他の高温プラスチックが含まれる。また、絶縁物質で被覆されたアルミニウムなどのシート状の金属をコア２０に使用しても良い。
【００２５】
図１に示すように、機器１は加湿材料２４を含んでいる。加湿材料２４は、湿気を容易に吸収すると共に、乾燥環境にさらされると湿気を容易に放出する。かかる要求を満たすことができるような、市販されている多くの繊維には、ナイロンやコットンなどの材料が含まれる。加湿材料２４は、管状である内面と外面とを有することができる。管状とは、表面が滑らかであることを称している。しかし、他の実施形態においては、加湿材料２４にはパターンが形成されていたり、１５゜毎に滑らかではない表面に変化していたりしても良い。
【００２６】
図４に示すように、好ましい実施形態で使用されている加湿材料２４は、滑らかな内面と、鋸歯状ないし星形の形状である外面とを有していて、可能な最も短い直線状の空間に対して、最大の表面積になっている。図４に示した好ましい実施形態は、第１の部分と第２の部分との加湿材料２４を含んでいる。加湿材料２４のそれぞれの部分は、約１インチの長さであって、その内部チャンネルはヒータ１８に密着している。これらの鋸歯状の部分のそれぞれを、ヒータ１８を収容しているコア２０に摺動式にかぶせる。鋸歯状の部分の間には、１／４インチの隙間が存在することが好ましい。ひとつの実施形態では、鋸歯状の部分の間にプラスチックのスペーサを挿入して隙間を提供することができる。好ましい実施形態では、第１及び第２の鋸歯状の部分は、互いに位相が異なっていて、気体を乱流にすると共に、各部分を通過するときの材料の表面積を大きくしている。第１及び第２の鋸歯状の部分は、単一の鋸歯状の材料を切断して、２つの鋸歯状の部分を形成することによって形成することができることに留意されたい。切断した後に、２つの鋸歯状の部分を互いに相対的に回転させて、２つの部分の間に所望の位相差を得ることができる。
【００２７】
吸湿材料のまわりのＣＯ２の気体の流れは、吸湿材料の形状、及び／又は、外殻２６の内部のチャンネルの形状によって影響される。ひとつの実施形態では、吸湿加湿材料２４は円筒形の形状であって、コイルによって取囲まれていて、ＣＯ２の気体の流れを導くようにすることができる。ＣＯ２の気体がコイルの巻線を通って移動すると、ＣＯ２の気体が加温され加湿される。コイルの外面は外殻２６の内面に当接していてシールを形成しており、ＣＯ２の気体をコイルの巻線に沿って導く。
【００２８】
加湿材料２４は、他の形状及びサイズとしても良い。こうした加湿材料２４の製造者としては、ニューヨーク市のイーストヒルにある Pall Medical 社や、バージニア州のリッチモンドにある Filtrona Richmond Inc. 社が含まれる。
【００２９】
収容されたヒータ１８によって加湿材料２４の温度が上昇し、これにより、含まれている湿気の温度が上昇する。湿気の温度が上昇すると、加湿材料２４を通過する気体に蒸気が吸収される。加湿材料２４は好ましくは、気体の流れの方向に大きい表面積を有していて、湿気が気体中に蒸発して気体を加湿する機会を増大させるような形態になっている。
【００３０】
さらに別の実施形態では、例えば図２に示すように、気体に乱流を生じさせるために、加湿材料２４とヒータ１８とを取巻いている外殻２６の内面が、不規則なパターンないし生地を有している。こうした乱流は、様々な構造によってつくり出すことができる。そうした構造は、例えば、外殻２６の一部分として、又は、加湿材料２４に配置することができる。乱流をつくり出すための別の構造例には、螺旋状の障壁が含まれてもよい。他の実施形態においては、他の構造物を、例えば機器１の加湿材料２４に取付けて、又は、外殻２６の内面に取付けることによって、組入れることができる。
【００３１】
加湿材料２４に与えられる水分には薬物や添加物を含むことができ、これらは気化して加湿された気体と共に、患者へ運ばれる。気体中における薬物及び／又は流体のレベルは、気化時間と吸収率によって制御できる。流体を、注射器や、管を通した自重による供給、又は、任意の数のポンプを用いて注入し、適切な飽和レベルを維持してもよい。
【００３２】
機器１は、加湿を行なう流体を注入するためのポート１６を有している。水分には、滅菌された水や、薬物、又は、単なる加湿もしくは薬物の投与のために必要とされる流体の混合物が含まれてもよい。ポート１６は、医療産業において代表的に使用される標準的な注入ポートであってもよく、バルブ、又は、その他のあらゆる装置であって流体の入口を開閉できるような装置などである。
【００３３】
機器１は、ヒータ１８を調節するために、１又は複数の温度検出装置（図示せず）を含んでいる。それぞれの温度検出装置は、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）や、サーミスタ、又は、熱電対などであってもよい。好ましい実施形態においては、Ｋタイプの熱電対をヒータ１８の内部に埋設して、その温度を測定する。例えば Watlow 社や Hot Watt 社などのヒータ制御装置の製造者が、温度検出及び制御装置を提供することができる。図１に示すように、外殻２６は内部チャンネルを有するような長円状の管であるけれども、装置の内部要素を収容できるような任意の形状にすることができる。好ましい実施形態では、外殻２６の内部チャンネルは滑らかになっている。他の実施形態では、流れを妨げずに乱流を促進するような任意形状の不規則な表面を、外殻２６の１５の内部チャンネルに設けることができる。外殻２６は、気体のための出口開口２８と入口開口１２とを有している。外殻２６はさらに、流体を注入するための流体充填ポート１６を有している。しかしながら、外殻２６に適当に流体や薬物を注入するためには、他の方法を採用しても良い。
【００３４】
好ましい実施形態の全体の長さは、３．５〜４インチである。望ましくは、機器１の重量は約４オンスである。外殻２６は、例えば金属やプラスチックなどの任意の適切な材料で作ることができる。
他の実施形態では、図３に示すように、機器１には湿度センサ３４が含まれてもよい。適当な湿度センサ３４は、ジョージア州のアトランタにある Omega Corporation 社から入手することができる。
【００３５】
任意事項として、別の実施形態では、上述した温度検出装置に加えて、外部の温度検出装置３２を吸入管１０における気体出口２８のすぐ外側に挿入しても良い。上述した機器１の内部の温度検出装置と同じタイプのものを使用することができる。この装置３２は気体の下流側の温度を測定する。
【００３６】
気体の温度は、ヒータ１８の温度に関係している。ヒータ１８の内部に配置されている温度検出装置は、ヒータ１８の温度を測定する。気体の温度は直接的には測定されることがない。むしろ、結果的な気体の温度は、ヒータの温度に相関している。
【００３７】
加温されて加湿された気体は、気体出口２８を通って機器１から排出される。気体出口は、一連の孔としても良い。そして、気体は吸入管１０へ入って、患者へ届けられる。
【００３８】
図５〜図１２には、他の実施形態による気体の加湿装置を示している。図１〜図４の装置と同様に、気体の加湿装置２０１は吸入装置と関連して使用されてもよい。より詳しくは、気体の加湿装置２０１は吸入装置のための気体源の下流側に配置される。気体の加湿装置２０１は、再使用可能な又は使い捨ての製品として構成されてもよい。
【００３９】
図５、図６、図９、及び、図１０に示すように、気体の加湿装置２０１の前キャップ２１３の側部部分を通るように、気体の入口ポート２１２が取付けられている。さらに、前キャップ２１３の中央部分を通るように、入口ポート２１５が取付けられている。入口ポート２１５によって、電気部品と配線とを気体の加湿装置２０１に挿入することができる。気体の加湿装置２０１を改変して、ポート２１２と２１５とを互いに交換しても良い。
【００４０】
図５に示すように、キャップ２１３は、該キャップに取り付けられた環状の金属製のヒータハウジング２１７を有する。ヒータハウジング２１７は、気体の入口ポート２１２に流体連通している。ヒータハウジング２１７は、当業者に周知であるヒータカートリッジを収容している。ヒータカートリッジに通電させると、ヒータハウジング２１７の内部及び本体が加熱されて、ヒータハウジング２１７の内外にある気体が加熱される。また、ヒータハウジング２１７は、直径約０．１インチ（０．２５４cm）の複数の丸孔２１９を含んでいる。孔２１９は、三角形や矩形の開口などの他の形状及びサイズとしても良い。気体の入口ポート２１２を介して気体の加湿装置２０１に気体が流入すると、気体はヒータハウジング２１７へ流入して、そこで必要に応じて加熱されてから、孔２１９を通って流出する。図５に示すように、環状のリングに沿って等間隔に約１６の孔２１９が配列されている。ヒータハウジング２１７の孔２１９は、気体の加湿装置２０１の内部の気体の加熱速度を向上させると共に、気体の加湿装置２０１の内部を流れる気体に乱流を発生させる。
【００４１】
２つの孔２１９には好ましくは、ＲＴＤセンサが備えられている。これらのセンサは、図１〜図４の実施形態の温度センサと同様に動作する。より詳しくは、２つのセンサによって測定された温度を互いに比較することで、一方又は双方のセンサに欠陥がないかどうかを判断する。
【００４２】
図５に示すように、ヒータハウジング２１７の後部円筒部分２２３は、加湿材料２２４の円筒形の中央開口に滑り嵌められていて、この加湿材料は好ましくは図１〜図４において前述した加湿材料２４と同一の材料から作られている。座金２２１は、後部部分２２３に嵌着されて加湿材料２２４の後面に当接し、加湿材料２２４が後部部分２２３から脱落して出口２２８に嵌まることを防止するためのストッパとして働く。
【００４３】
他の実施形態においては、気体の加湿装置２０１は、加湿材料２２４の前端ないし近位端とヒータハウジング２１７との間に配設されてなる、板２２５をさらに含むことができる。孔２１９は加湿材料２２４の前端に面しているので、板２２５によって気体は加湿材料２２４の露出側に沿って流れることができる。板２２５の有無に関わらず、気体は加湿材料２２４の側部に沿って流れることに留意されたい。
【００４４】
図１２に示すように、加湿材料２２４は１０〜１２箇所の星形のパターンになっていて、図１〜図４の加湿材料２４と同様の方法で、気体の加湿装置２０１の内部の気体に乱流が発生するのを助ける。
【００４５】
他の実施形態においては、スペーサによって第１の加湿材料から隔てられるようにして、第２の加湿材料２２４を第１の加湿材料とは位相を異なるようにして配置してよいが、このやり方は図１及び図４について上述したのと同様である。
【００４６】
図５に示すように、組み立てられた加湿材料２２４と座金２２１と、入口ポート２１５と、ヒータハウジング２１７がハウジングないし外殻２２６の中に挿入される。挿入した後には、前キャップ２１３をヒータハウジング２１７に螺着又は嵌着させる。ハウジング２２６は、プラスチックや金属などの適当な材料から作られていて、気体がハウジング２２６の外部に流出できるように、下流側の出口２２８を有している。
【００４７】
図５〜図９及び図１１に示すように、ハウジング２２６はポート２１６を含んでいて、これを介して、注射器や、管を通した自重による供給、又は、任意の数のポンプを用いて、加湿材料２２４へ流体を注入する。注入される流体には、滅菌された水や、薬物、又は、単なる加湿もしくは薬物の投与のために必要とされる流体の混合物が含まれてもよい。ポート２１６の内部側の端部は、注入された流体がハウジング２２６に滴下して、毛細管現象によって加湿材料２２４の全体を浸すように配置されている。ポート２１６は、図１〜図４の実施形態について前述したポート１６と同様に構成されている。
【００４８】
図５〜図９に示すように、ハウジング２２６をスリーブないしシュラウド２３０に挿入して、ポート２１６をスリーブ２３０に形成された溝２３２に沿って滑らせて、出口２２８をスリーブ２３０の後部開口２３４から延出させる。スリーブ２３０はハウジング２２６に嵌着する。スリーブ２３０は、ハウジング２２６の内部に熱を保持するように、断熱材料から作られていて、スリーブ２３０を取扱う作業者が過剰な熱にさらされたり、周辺空気を著しく加熱したりするおそれがないようになっている。
なお、スリーブ２３０とハウジング２２６と加湿材料２２４とは使い捨てであってもよく、一方、キャップ２１３とヒータハウジング２１７とは再使用可能になっていてもよいことに留意されたい。
【００４９】
気体の加湿装置２０１は、図１〜図４及び図１８の実施形態について前述したような、温度センサと湿度センサと制御回路とを含んでいてもよく、装置の内部を流れて出口２２８を介して患者へ届けられる気体の温度と湿度とを制御する。
【００５０】
図１３〜図１７には、他の実施形態による気体の加湿装置を示している。気体の加湿装置３０１は、本質的には、図５〜図１２の気体の加湿装置と同様の構造になっているので、同一の構成要素には対応する符号を付している。ひとつの相違点は、ハウジング２２６に第２のポート３０２を追加したことである。第２のポート３０２は、加湿材料２２４と出口２２８との間に配置されていて、カテーテル３０４の遠位端をポート３０２に挿入できるようになっている。患者へ送り届けようとする物質に応じて、カテーテル３０４の遠位端は、ポート３０２の中や、気体の加湿装置３０１の中、又は、出口２２８に取付けられた管の中に配置することができ、患者の身体部分や患者の身体内部に流体連通することができる。気体の加湿装置２０１に挿入することができるカテーテルの例としては、米国特許第５，９６４，２２３号に開示されているカテーテルがあるので、この文献の全体をここで参照して引用する。カテーテル３０４について前述したのと同様に、管腔や内視鏡などの他の装置をポート３０２に挿入することもできる。さらに、管やその他の公知の投与装置をポート３０２に挿通し、出口２２８から患者側へ延出させて、気体や、流体、噴霧、及び、薬物などを患者へ運ぶこともできる。上述した投与装置によってポート３０２に投与される物質は、気体の加湿装置３０１の内部の気体の湿度を上昇させるような特性を有すると良いことに留意されたい。
【００５１】
気体の加湿装置３０１は、図１〜図４及び図１８の実施形態について前述したような、温度センサと湿度センサと制御回路とを含んでいてもよく、装置の内部を流れて患者へ届けられる気体の温度と湿度とを制御する。
【００５２】
図１〜図１８に関して前述した、気体を加湿及び／又は加温するための装置のそれぞれでは、流れる気体の湿度の範囲は約８０〜１００％であり、温度の範囲は約９０〜１０５゜Ｆであり、約２０リットル／分の一定の流速を達成することが望ましい。
【００５３】
本願において開示した本発明の実施形態は、現時点で好ましいものであると考えられるけれども、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更及び改変が可能である。以上の記載は、説明的、例証的、及び、典型的なものであって、特許請求の範囲によって定められる範囲を制限するものと理解すべきではなく、特許請求の範囲の文言に含まれる及び均等物とされるようなあらゆる変更は包含されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による、気体の加温及び／又は加湿装置を示した図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態による、外殻の内部に複数のバッフルを有しているような、気体の加温及び／又は加湿装置を示した図である。
【図３】図３は、本発明の第３の実施形態による、外部に温度又は湿度のセンサを有しているような、気体の加温及び／又は加湿装置を示した図である。
【図４】図４は、気体の加温及び／又は加湿装置の断面を示した斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第４の実施形態による、気体の加湿装置を示した分解斜視図である。
【図６】図６は、図５の気体の加湿装置の右上側部を示した斜視図である。
【図７】図７は、図５の気体の加湿装置の右下側部を示した斜視図である。
【図８】図８は、図５の気体の加湿装置を示した上面図である。
【図９】図９は、図５の気体の加湿装置を示した右側面図である。
【図１０】図１０は、図５の気体の加湿装置を示した正面図である。
【図１１】図１１は、図５の気体の加湿装置を示した後面図である。
【図１２】図１２は、図５の気体の加湿装置に使用される、加湿材料のひとつの実施形態を示した上面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第５の実施形態による、気体の加湿装置を示した斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３の気体の加湿装置を示した側面図である。
【図１５】図１５は、図１３の気体の加湿装置を一部破断して示した側面図である。
【図１６】図１６は、図１３の気体の加湿装置を一部破断して示した右前面図である。
【図１７】図１７は、図１３の気体の加湿装置を一部破断して示した右後面図である。
【図１８】図１８は、図１〜図１７に示した、気体の加湿装置／気体の加温及び／又は加熱装置と共に使用することができるような加熱回路を示した回路図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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