(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸息肢(22)に連結された第1の通電可能な加熱器回路(34)を有する吸息肢(22)と、第2の通電可能な加熱器回路(36)を有する呼息肢(24)とを備えた呼吸回路(21)内のレインアウトを低減する方法であって、
前記吸息肢(22)は、呼吸可能な気体を受けるのに適した入口と、呼吸可能な気体を供給するのに適した出口とを有していて、
前記第1の通電可能な加熱器回路(34)は、実質的に吸息肢(22)に沿って伸びていて、
前記第2の通電可能な加熱器回路(36)は、実質的に呼息肢(24)に沿って伸びていて、
前記方法は、吸息肢(22)の出口から供給されるべく、加熱かつ加湿された呼吸可能な気体を吸息肢(22)の入口に連結するステップを含み、これにより、加熱かつ加湿された呼吸可能な気体は、吸息肢(22)に沿って入口と出口の間を通過し、
前記方法は、加熱かつ加湿された呼吸可能な気体が、吸息肢(22)に沿って通過する時、前記第1のおよび第2の加熱器回路(34、36)に、独立かつ選択的に通電するステップを含み、
前記第1の加熱器回路(34)は、選択的に動作可能な第1の電力回路(76)によって通電され、前記第2の加熱器回路(36)は、選択的に動作可能な第2の電力回路(80)によって通電される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記呼息肢(24)を前記吸息肢(22)と異なる温度まで加熱するように、前記第2の加熱器回路(36)に選択的に通電するステップをさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記呼息肢(24)を前記吸息肢(22)より高い温度まで加熱するように、前記第2の加熱器回路(36)に選択的に通電するステップをさらに含む請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記呼息肢(24)を、選択された温度差に基づいて前記吸息肢(22)より高い温度まで加熱するように、前記第2の加熱器回路(36)に選択的に通電するステップをさらに含む請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記吸息肢(22)に、加熱および加湿された気体を送達するステップをさらに含む請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記呼息肢(24)内の温度を、前記加熱および加湿された気体にとって望ましい最低温度より高く維持するように、前記第1の加熱器回路(34)に選択的に通電するステップをさらに含む請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記吸息肢(22)内を使用者により指定された温度に維持するように、前記第1の加熱器回路(34)に選択的に通電するステップをさらに含む請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記吸息肢(22)内を所望の温度に維持するように、前記第1の加熱器回路(34)に選択的に通電するステップをさらに含む請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記呼息肢(24)内を所望の温度に維持するように、前記第2の加熱器回路(36)に選択的に通電するステップをさらに含む請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記吸息肢(22)内の温度が前記呼息肢(24)内の温度と異なるように、前記第1の加熱器回路(34)に選択的に通電するステップをさらに含む請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
呼吸回路(21)の吸息肢(22)に連結された第1の加熱器回路(34)に動作可能に結合されるように構成された第1の出力(77)と、前記呼吸回路(21)の呼息肢(24)に連結された第2の加熱器回路(36)に動作可能に結合されるように構成された第2の出力(81)とを有し、前記第1のおよび第2の出力(77、81)を独立して提供し、それにより前記呼吸回路(21)の前記第1および第2の加熱器回路(34、36)に独立かつ選択的に通電するように構成され、
前記第1の出力(77)を提供する選択的に動作可能な第1の電力回路(76)と、前記第2の出力(81)を提供する選択的に動作可能な第2の電力回路(80)とを備えた
ことを特徴とする、加湿システムのための制御装置(54)。
【請求項１２】
前記第1のおよび第2の電力制御回路(76、80)がそれぞれ、別々の電力スイッチ(88)を備えた請求項11に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記第1のおよび第2の電力制御回路(76、80)がそれぞれ、前記別々の電力スイッチ(88)に結合されたPWM回路(86)をさらに備えた請求項12に記載の制御装置。
【請求項１４】
呼吸回路(21)と組み合わされ、前記呼吸回路(21)が、第1の通電可能な加熱器回路(34)を有する吸息肢(22)と、第2の通電可能な加熱器回路(36)を有する呼息肢(24)とを備え、前記制御装置(54)の前記第1の出力(77)が、前記第1の加熱器回路(34)に動作可能に結合され、前記制御装置(54)の前記第2の出力(81)が、前記第2の加熱器回路(36)に動作可能に結合された請求項11から13のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記第1の電力回路(76)が、前記第1の加熱器回路(34)に選択的に通電するように選択的に動作可能であり、前記第2の電力回路(80)が、前記第2の加熱器回路(36)に選択的に通電するように選択的に動作可能であり、前記第1のおよび第2の電力回路(76、80)が、独立に動作可能であり、それにより、前記第1のおよび第2の加熱器回路(34、36)に独立かつ選択的に通電する請求項12または13に従属する請求項14に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記第1および第2の電力回路(76、80)に結合された電源をさらに備えた請求項11から15のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記第1のおよび第2の加熱器回路(34、36)が、実質的に同じである請求項11から16のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１８】
前記呼息肢(24)内の温度が前記吸息肢(22)内と異なるように、前記制御装置(54)が前記第1のおよび第2の加熱器回路(34、36)のうちの少なくとも一方に選択的に通電するように構成された請求項11から17のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１９】
前記呼息肢(24)内の温度が前記吸息肢(22)内より高くなるように、前記制御装置(54)が前記第1のおよび第2の加熱器回路(34、36)のうちの少なくとも一方に選択的に通電するように構成された請求項18に記載の制御装置。
【請求項２０】
前記呼息肢(24)内の温度が、選択された温度差に基づいて前記吸息肢(22)内の温度と異なるように、前記制御装置(54)が前記第1のおよび第2の加熱器回路(34、36)のうちの少なくとも一方に選択的に通電するように構成された請求項18または19に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸装置(respiratory apparatus)に関し、より詳細には、呼吸器用呼吸回路の肢部内の凝結(condensation)またはレインアウト(rainout)の低減に関し、さらに詳細には、そのような呼吸回路の呼息肢(expiratory limb)内におけるレインアウトの低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
呼吸システムは、患者による呼吸を補助または促進するために、酸素、麻酔ガス、および/または空気など、呼吸可能な気体を、患者の口、鼻、または気道に直接提供する。呼吸可能な気体を、呼吸回路の吸息肢ホース(inspiratory limb hose)または導管を通して患者へと押し進めるために、換気装置を呼吸システムの一部として使用することができる。吐出された空気および他の(1種類または複数種の)気体を、患者から換気装置へと戻すために、呼吸回路の呼息肢ホース(expiratory limb hose)または導管が設けられる。
【０００３】
通常、呼吸可能な気体を患者に提供する前に、呼吸可能な気体を温め、それに湿度を与えることが望ましい。そのために、多くの呼吸システムは、加湿システムを備え、加湿システムは、水を保持するためのチャンバと、チャンバを取り外し可能に装着された加熱器ユニットとを有する。加熱器ユニットは、加熱器(heater)を備え、加熱器は、1つまたは複数の加熱要素(heating element)と、熱板を画成する金属板とで構成することができる。チャンバの底面など、チャンバの壁部は、熱伝導性を有し、加熱器の熱板と熱接触してチャンバ内の水を加熱する。チャンバは、手作業で充填可能とすることができ、または、チャンバが空になると、それを選択的に充填するための水源があってもよい。呼吸可能な気体は、チャンバに結合され、加熱および加湿されるようにチャンバを通過させられる。加熱器ユニットおよびチャンバ構成の例が、米国特許第6,988,497号および同第5,943,473号に示されている。吸息肢は、加熱および加湿された気体を患者へと運搬し、呼息肢は、呼息および場合によっては他の気体を、患者から運搬する。
【０００４】
(1種類または複数種の)気体は、それぞれ吸息肢および呼息肢の細長いホースまたは導管に沿って、患者へと、および患者から移動するとき、冷却される傾向があり、それにより肢部内に凝結を形成するおそれがある。レインアウトと呼ばれるこの凝結は、深刻で時に重大な、危険をもたらすおそれがある。レインアウトが存在する場合、それは慎重に排出され対処されなければならない。吸息肢内のレインアウトの発生率を低減するために、肢部を通り患者へと進む加熱および加湿された気体に熱を加えるための、加熱器回路が設けられる。加熱器回路は、1つまたは複数の、細長い、場合によってはコイル状の加熱器ワイヤの形とすることができ、加熱器ワイヤは、肢部の内部を通るなど、肢部に沿って延びる。吸息肢の出口など、患者のところで気体温度が測定され、そこでの気体の所望の温度または設定値温度を達成するために必要な熱を加えようとする際に、電力回路が加熱器回路を制御するように動作させられる。
【０００５】
通常、設定値は、チャンバの出口温度を上回るように選択される。また、気体が吸息肢を通過するときそれを加熱することによって、レインアウトの発生率を低減することができる。しかし、呼息肢も設けられる場合、呼息肢を通過する吐出された(1種類または複数種の)気体の冷却が、呼息肢内のレインアウトの発生率を上昇させる。したがって呼息肢も同様に、呼息肢を通過する(1種類または複数種の)気体も加熱されるように電力回路に結合された、加熱器回路を備えることができる。呼息肢の加熱は、有利には、呼息肢内のレインアウトの低減に役立つ。加熱される肢部を有する呼吸回路の一例が、米国特許第6,078,730号に示されている。
【０００６】
2つの肢部の加熱器回路は、各肢部内の温度が同じ内部温度にされるように、実質的に同じにすることができる。しかし、吸息肢が固有の気道温度で送達するように制御されているので、呼息肢内で、望ましくないレベルのレインアウトが依然生じることがある。そのようなレインアウトの結果としての、呼息回路内の流体の蓄積は、呼息抵抗を増大させ、かつ患者の肺の意図されない灌流または過剰輸液をもたらすおそれがある。呼息肢レインアウトは、4℃から5℃のずれまたは温度差など、吸息肢内よりも高い温度を呼息肢内で維持することにより、さらに低減することができる。そのような温度差を実現するために、一方の肢部内で、もう一方の肢部内で使用されるものと異なるワット密度の加熱器ワイヤを使用することが提案される。その結果、電力回路の動作は、それぞれの肢部間に固定された温度差を維持することを目的とする異なるレベルの加熱を、それぞれの肢部内にもたらす。すなわち、それぞれの肢部に異なるワット密度のワイヤを使用することは、利点を有するが、欠点を伴う。たとえば、異なるワット密度のワイヤの使用は、原材料および製造上の問題を生じる。さらに、2つの肢部内の動作温度の範囲が、制限されることがある。
【特許文献１】米国特許第6,988,497号
【特許文献２】米国特許第5,943,473号
【特許文献３】米国特許第6,078,730号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、呼吸回路内および特にその呼息肢内のレインアウトを効果的に低減するための、装置および方法を提供し、これらの装置および方法は、異なるワット密度のワイヤを呼吸回路のそれぞれの肢部に使用することに通常伴う、欠点を克服する。そのために、かつ本発明の原理によれば、吸息および呼息加熱回路は、それぞれ互いに独立して動作する個別の電力回路によって選択的に通電される。より具体的には、プロセッサが、患者のところでの気体温度の測定に応答して吸息肢のための電力回路を制御するだけではなく、呼息肢のための別の電力回路を独立して制御し、それにより呼息肢への熱入力のレベルを柔軟に変えるようになされる。
【０００８】
本発明を用いて可能となる独立動作では、これらの肢部は、それぞれが同じワット密度の加熱器ワイヤを使用することなどにより、実質的に同じ加熱回路を使用し、それにより原材料および製造を単純化することができる。さらに、肢部またはその加熱回路を変化させずに、かつ、吸息肢の温度を制御するための能力に依存することに限定されずに、肢部間のずれまたは温度差を修正することができる。本発明はまた、加熱回路が実質的に同じであるかどうかに関わらず、2つの肢部内の温度の動作範囲を拡大する。
【０００９】
上記により、呼吸回路内および特にその呼息肢内のレインアウトを、効果的に低減するための装置および方法が提供され、これらの装置および方法は、異なるワット密度のワイヤを呼吸回路のそれぞれの肢部に使用することに通常伴う欠点を克服する。本発明のこれらおよびその他の目的および利点は、添付の図面およびその説明から明らかになるであろう。
【００１０】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の一実施形態を示しており、上記の本発明の全体的な説明および下記の実施形態の詳細な説明とともに、本発明の原理を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図1は、呼吸可能な気体を患者12に供給するための、例示的な呼吸システム10である。図示の実施形態では、呼吸システム10は、換気装置14と、加熱器ユニット18および使い捨てチャンバ20など水用の加熱可能な容器を有する加湿システム16と、呼吸回路21とを備え、呼吸回路21は、吸息肢22を画成(defining)する第1の細長いホースまたは導管22、および呼息肢24を画成する第2の細長いホースまたは導管24を有する。換気装置14は、酸素、麻酔ガス、および/または空気など、呼吸可能な気体を、気体導管26を通しチャンバ20の空気入口内へと押し進める。水27は、バッグまたはボトルなど給水部28から手動または自動のいずれかで注入されることにより、チャンバ20内で受けられ、かつ通気することができる。チャンバ20は、加熱器ユニット18によって加熱されて、その中で水27を加熱する。加熱された水蒸気29もまた、チャンバ20内で、チャンバ20内の水27の水面の上方に生成することができる。導管26からの気体は、加熱および加湿された気体としてチャンバ20を出る前に、加熱された水27上もしくは加熱された水27内、および/または加熱された水蒸気29内を通過して、加熱および加湿される。加湿システムの例が、上述の米国特許第6,988,497号および同第5,943,473号、ならびに同時係属中の2006年8月31日出願の米国特許出願第11/469,086号、および2006年8月31日出願の同第11/469,113号において示されている。これら4つの開示はすべて、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１２】
加熱および加湿された気体は、吸息肢22を通過することにより、チャンバ20から患者12へと流れる。吸息肢22の第1の端部は、連結部材または接合部30によってチャンバ20に結合され、吸息肢22の第2の端部は、そこを通過する気体の送達を促進する呼吸用アタッチメント32によって、患者12に結合される。呼吸用アタッチメント32は、気体配送を促進する、気管内チューブなどの侵襲的な装置、またはマスクなどの非侵襲的な装置(いずれも図示しない)に結合することができる。気体は、吸息肢22を通り呼吸用アタッチメント32へと進む間に、吸息肢22に連結された加熱器回路34によってさらに加熱することができる。呼息肢24は、呼息および患者12から吐出された他の気体が、換気装置14、大気、または別の場所に戻ることを可能にする。別の加熱器回路36が、吐出された気体を加熱するために、呼息肢24に連結されている。ここで図示される実施形態では、加熱器回路34および加熱器回路36は、実質的に同じであり、同一の固有ワット密度を有する1つまたは複数の細長い加熱器ワイヤで、それぞれ構成される。あるいは、加熱器回路34の(1つまたは複数の)加熱器ワイヤのワット密度は、加熱器回路36の(1つまたは複数の)加熱器ワイヤと異なるワット密度とすることができる。さらにまた、異なるタイプの加熱器回路またはワイヤ構成を、加熱器回路34および/または36に使用することもできる。
【００１３】
呼吸システム10はまた、患者温度ケーブル(PTC)38も備え、患者温度ケーブル(PTC)38は、以下で説明する目的で温度示度の形の熱的フィードバックを加熱器ユニット18に提供するための、サーミスタ内蔵プローブなど1つまたは複数の温度応答デバイスを、40、41にて有する。温度ケーブル38は、第1の通信ケーブル42および第2の通信ケーブル44を備える。温度プローブ41は、吸息肢22の入口にある接合部30に結合されており、チャンバ20から出る加熱および加湿された気体の、実際に測定された温度(「出力温度」)を指示する温度示度(temperature reading)を、第1の通信ケーブル42を通じて提供する。温度プローブ40は、吸息肢22の出口などにある呼吸用アタッチメント32に結合されており、患者に提供される加湿された気体の、実際に測定された温度(「患者温度」)を指示する温度示度を、第2の通信ケーブル44を通じて提供する。第1の通信ケーブル42は、出力温度を加熱器ユニット18に通信するための、加熱器ユニット18に電気的に結合された端部48を有する。同様に、第2の通信ケーブル44は、患者温度を加熱器ユニット18に通信するための、加熱器ユニット18に電気的に結合された端部50を有する。第1および第2のケーブル42、44を、加熱器ユニット18上の対合するソケット(図示せず)に結合することを容易にするために、有利には、端部48および50をコネクタ52によって互いに固定することができる。適当なケーブル38およびプローブ40、41のさらなる詳細は、本出願と同時に出願した「Dual Potting Temperature Probe」という名称の、米国特許出願第11/927,020号(代理人整理番号MDXCP-24US)、および、本発明と同時に出願した「Environmentally Protected Thermistor for Respiratory System」という名称の、米国特許出願第11/927,077号(代理人整理番号MDXCP-33US)において提示されている。いずれの開示も、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１４】
加熱器ユニット18は、制御装置54および加熱器56を備える。加熱器56の実際に測定された温度の示度を制御装置54(「入力温度」)に提供するために、サーミスタなど温度応答デバイス58が、加熱器56に熱的に結合されている。入力温度は、チャンバ20への熱入力を表しており、熱入力値として使用することができる。1つの適当な加熱器56の一例が、本出願と同時に出願した「Hot Plate Heater for a Respiratory System」という名称の、米国特許出願第11/926,982号(代理人整理番号MDXCP-27US)に記載されている。この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。出力温度示度および患者温度示度はまた、制御装置54に結合されており、以下で説明するように、加熱器56ならびに加熱器回路34および36を制御するために適当に利用される。
【００１５】
図2により詳細に見られるように、制御装置54は、プロセッサ60を備える。プロセッサ60は、マイクロプロセッサ、または他のコンピュータもしくはプログラム可能な論理デバイスとすることができ、プローブ40および41、温度応答デバイス58、加熱器56、ならびに加熱器回路34および36に、動作可能に連結される。温度応答デバイス58からの入力温度示度は、61にてA/D変換器62を介してプロセッサ60に通信される。プローブ40からの患者温度示度は、63にてA/D変換器64を介してプロセッサ60に通信される。プローブ41からの出力温度示度は、65にてA/D変換器66を介してプロセッサ60に通信される。プロセッサ60は、加熱器制御信号を出力して、70にて、電力回路72を加熱器56に選択的に通電するように制御し、73にて、チャンバ20内の水27の加熱を制御するように加熱器の温度を調節する。プロセッサ60は、吸息制御信号を出力して、74にて、電力回路76を加熱回路34に選択的に通電するように制御し、77にて、吸息肢22を通過する気体への熱入力を調節する。プロセッサ60は、呼息制御信号を出力して、78にて、電力回路80を加熱回路36に選択的に通電するように制御し、また81にて、呼息肢24を通過する(1種類または複数種の)気体への熱入力を調節する。プロセッサ60は、メモリ82内に記憶されたプログラムまたはアルゴリズムに従い、ユーザ入力84を介したデータ入力に応答して動作する。プロセッサ60は、有利には、本出願と同時に出願した「PID Coefficient Adjustment for Respiratory Heater Closed Loop Control」という名称の、米国特許出願第11/927,013号(代理人整理番号MDXCP-23 US)に記載されるように、制御加熱器、吸息および呼息制御信号を発生するためにPIDフィードバック制御を利用する。この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１６】
各電力制御回路は、パルス幅変調器(「PWM」)回路86など制御回路、およびトライアックなど電力スイッチ88を備えており、それにより、変圧器90の1つまたは複数のタップAC1およびAC2などからの電力制御回路を通って結合される交流電力の量を、制御信号(70、74または78)に関して調節して、それぞれ加熱器56、加熱器回路34、または加熱器回路36に選択的に通電する。PWM回路86は、電力スイッチ88をオンまたはオフにすることにより、またはそのコンダクタンスを所望されるように変えることにより、電力スイッチ88を変調し、それにより、チャンバ20ならびに/または肢部22および24を通過する気体を所望どおりに加熱および加湿することが意図されたやり方で、所望の選択的な通電をもたらすことができる。信号70、74、および78はそれぞれ、プロセッサ60により独立して発生させることができ、かつ、個別の電力回路72、76、および80をそれぞれ管理するように動作可能である。図示の実施形態では、加熱器56ならびに肢部22および24の温度を患者温度のための所望のまたは設定値温度に関して調節するよう、プロセッサ60を適合させるようにして、呼吸回路21が加熱される。加熱器56は、上述の、本出願と同時に出願した「PID Coefficient Adjustment for Respiratory Heater Closed Loop Control」という名称の、米国特許出願第11/927,013号(代理人整理番号MDXCP-23US)に記載されるように、その設定値温度に関して調節され、それによって発生される訂正信号Cが、電力回路72のための加熱器制御信号70として使用される。そのPIDフィードバック制御はまた、電力回路76のための吸息制御信号74として使用するための、訂正信号Cを発生するために実施されることもできる。呼息肢24の加熱器回路36は、吸息肢22の加熱回路34の電力回路とは別の電力回路80に応答するので、プロセッサ60は、電力回路80のための独立した呼息制御信号78を提供するようになされる。
【００１７】
一実施形態では、呼息制御信号78は、肢部22と24との間の所望の温度差に一致するように選択またはプログラムされたスケーリング係数に基づく、吸息制御信号74の倍数とすることができる。スケーリング係数は、関連する構成要素の設計用に実験的に決定された、予め設定された温度差に基づく予め設定された乗数とすることができ、または、利用可能な温度差範囲に基づく可変スケーリング係数とすることができ、上記温度差範囲は、メモリ82内に制御データとして記憶された(1つまたは複数の)スケーリング係数を用いて、使用者(図示せず)がユーザ入力84を介して選択することができる。あるいは、現在使用されているシステム10の推定の流量(flow rate)または流量帯(flow rate band)に関して、および、関連する流量または流量帯に基づいて使用される適当なスケーリング係数に関して、さらに、選択されまたは予め設定された温度差に関して、複数のスケーリング係数を、関連する構成要素の設計用に実験的に決定することができる。そのために、チャンバ20、すなわち肢部22を通る気体の流量を、毎分1または2リットル(lpm)から50lpmから100lpmまで、通常2lpmから70lpm以内で変えることができる。システム10の温度応答性は、流量に関して異なる。一実施形態では、それぞれ独自の別々のスケーリング係数を有する、5lpm以下の低流量帯、10lpm以上の高流量帯、および5lpmから10lpmの間の中間流量帯など、3つの流量帯が選択される。生じうる流量帯が決定可能となるように、ウォームアッププロセスおよび/または定常状態プロセスを、上述の本出願と同時に出願した「PID Coefficient Adjustment for Respiratory Heater Closed Loop Control」という名称の米国特許出願第11/927,013号(代理人整理番号MDXCP-23US)に記載されるように、実施することができる。その情報は、吸息制御信号74に関する呼息制御信号78を発生するための適当なスケーリング係数を選択するために、プロセッサ60が使用することができる。
【００１８】
あるいは、肢部24の所望の温度は、吸息制御信号74が発生されるのとほぼ同じように、呼息制御信号78を発生するための呼息肢24などからの患者温度または他の温度示度など、温度示度に基づいて実現することができる。所望の温度は、それ自体を選択することができ、または、患者温度のための設定値に関して所望の温度差を選択することにより、選択することができる。
【００１９】
加熱された呼吸回路21が存在することを、ユーザ入力84によって指示することができ、または、本出願と同時に出願した「Heated Breathing Circuit Detection」という名称の米国特許出願第11/927,004号(代理人整理番号MDXCP-22US)に記載されるように、自動的に検出することができる。この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。加熱器ユニット18はまた、1つまたは複数の調節された直流電圧レベルを提供するために、制御装置54の様々な態様への電力供給に使用するための電源(PS)を備えることができる。変圧器90のタップAC1およびAC2を通じて、加熱器56および加熱器回路34、36に交流電力を供給することができ、電源PSも同様に、その電力を変圧器90から得ることができ、あるいは、加熱器56は、変圧器90に電力供給する交流電源から電力を得ることができる。加熱器ユニット18はまた、1つまたは複数の表示装置、ボタンおよびダイヤルなど入力制御部、ならびに、警報指示器(全て図示せず)を備えることができ、かつ、たとえば交流電源(図示せず)に結合するため、ならびに加熱器回路34、36、およびPTCケーブル38に結合するための、様々なインタフェース入力および出力をさらに有することができる。プロセッサ60に別々に結合される制御装置54の様々なデバイスを示すが、それらを1つまたは複数の共通のバス上で接続することができることが、理解されるであろう。また、1つまたは複数の電力スイッチ88を、制御装置54の回路系の残りの部分とは別に、ヒートシンク上(図示せず)などに取り付けることができる。
【００２０】
制御装置54はまた、様々な制御機能および電力管理機能を備えることができる。さらに、加熱器ユニット18は、自己整合(self-aligning)ロックマウント(これも図示せず)を用いて取り付けることができる。上記各種は、本出願と同時に出願した「Thermistor Circuit Calibration」という名称の米国特許出願第11/927,000号(代理人整理番号MDXCP-21US)、「Respiratory System Heater Unit」という名称の米国特許出願第11/927,038号(代理人整理番号MDXCP-25US)、「Hot Plate Heater for a Respiratory System」という名称の米国特許出願第11/927,044号(代理人整理番号MDXCP-26US)、「Redundant Power Control for Respiratory System Heaters」という名称の米国特許出願第11/927,054号(代理人整理番号MDXCP-28US)、および「Power Failure Management for Respiratory System Heater Unit」という名称の米国特許出願第11/927,068号(代理人整理番号MDXCP-29US)に示されている。これら5つの開示は全て、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００２１】
使用に際しては、呼吸回路21が加熱器回路34および36によって加熱される状態で、プロセッサ60は、個別の電力回路76および80が使用するための吸息制御信号74および呼息制御信号78を独立して提供し、それにより、肢部22および24への熱入力を独立して調節するようになされる。その結果、呼息肢24への熱入力を独立して調節し、それにより、吸息肢22の温度に必ずしも影響を与えずに、呼息肢24の温度を調整することができる。したがって、プロセッサ60は、呼息肢24の温度の独立制御を可能にしながら、吸息肢22の温度の臨界制御も行うことができる。その結果、同じワット密度の(1つまたは複数の)加熱器ワイヤをそれぞれに使用することなどにより、加熱回路34および36を実質的に同じにすることができ、それにより、原材料および製造を単純化することができる。さらに、肢部22、24またはその加熱回路34、36の、いずれかまたは両方を変化させずに、かつ、吸息肢22の温度を制御するための能力に依存することに限定されずに、肢部22と24の間のずれまたは温度差を修正することができる。したがって、本発明はまた、加熱回路が実質的に同じであるかどうかに関わらず、肢部22および24における温度の動作範囲を拡大する。
【００２２】
上記により、呼吸回路内および特にその呼息肢内のレインアウトを効果的に低減するための、装置および方法が提供され、これらの装置および方法は、異なるワット密度(watt density)のワイヤを呼吸回路の個々の肢部に使用することに通常伴う欠点を克服する。
【００２３】
本発明を、その1つまたは複数の実施形態の説明によって示し、実施形態を相当に詳細に説明してきたが、それらは決して、添付の特許請求の範囲の範囲をそのように具体的に制限または限定することを意図するものではない。さらなる利点および修正が、当業者には容易に明らかになるであろう。PWM回路86および電力スイッチ88で構成される電力回路72、76、および80を示したが、他の構成および配列が可能である。例として、PWM回路86をプロセッサ60から切り離すために、オプトアイソレータ(図示せず)を設けることができる。さらなる例として、電力回路は、スイッチ88を制御するために設けられる任意の他の回路系が電力回路の一部であるとみなされないように、電力スイッチ88など電力スイッチのみを備えることができ、かつ、プロセッサ60からの直接の(または遮断された)制御部を備えることができる。さらに、チャンバ20を通る気体を押し進めるものとして、換気装置14を示したが、病院の酸素供給装置、CPAP、またはBiPAPポンプ、あるいは他の空気または酸素給送システムからなど、他の気体システムを用いることができることを理解されたい。したがって、本発明はそのより広い態様において、図示および説明した具体的な詳細、代表的な装置および方法、ならびに例示的な例に限定されない。したがって、出願人全体的な発明の概念の範囲または精神から逸脱することなく、そのような具体例から脱却可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の原理を実施する呼吸システムを示す図である。
【図２】図1の加熱器ユニットを示す概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
10    呼吸システム
12    患者
14    換気装置
16    加湿システム
18    加熱器ユニット
20    チャンバ
21    呼吸回路
22    吸息肢
24    呼息肢
26    気体導管
27    水
28    給水部
29    水蒸気
30    接合部
32    呼吸用アタッチメント
34    加熱器回路
36    加熱器回路
38    患者温度ケーブル(PTC)
41    温度プローブ
42    第1の通信ケーブル
44    第2の通信ケーブル
48    端部
50    端部
52    コネクタ
54    制御装置
56    加熱器
58    温度応答デバイス
60    プロセッサ
62    A/D変換器
64    A/D変換器
66    A/D変換器
70    加熱器制御信号
72    電力回路
74    吸息制御信号
76    電力回路
78    呼息制御信号
80    電力回路
82    メモリ
84    ユーザ入力
86    パルス幅変調器回路
88    電力スイッチ
90    変圧器
【図１】
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【図２】
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