(57)【要約】  幾つかの実施形態は、その中にガスを伝送するための管路を備える呼吸補助装置であって、管路が回路を備える、呼吸補助装置を提供する。回路は、使用中に管路内のガスを加熱するための少なくとも１つの加熱器ワイヤ部と、管路内のガスのパラメータを監視するための少なくとも１つのセンサを備える少なくとも１つのセンサワイヤ部とを備えることができる。また、加熱器ワイヤ部へのＡＣ電力またはＡＣ電圧の提供を制御し、センサの選択的読み取りを制御するための制御装置も提供される。制御装置は、加熱器ワイヤ部に提供されるＡＣ電力波形の特定の部分でまたは特定の部分の辺りでセンサを読み取るように構成することができる。
2019521800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸補助装置用の制御装置であって、前記呼吸補助装置がその中にガスを伝送するための管路を備え、前記管路が回路を備え、前記回路が、使用中に前記管路内のガスを加熱するための少なくとも１つの加熱器ワイヤ部と、使用中に前記管路内の前記ガスのパラメータを監視するための少なくとも１つのセンサを備える少なくとも１つのセンサワイヤ部とを備える、制御装置であり、
前記加熱器ワイヤ部へのＡＣ電力またはＡＣ電圧の提供を制御することと、
前記センサの選択的読み取りを制御することと
を行うように構成された制御装置であり、
前記加熱器ワイヤ部に提供される前記ＡＣ電力波形の特定の部分でまたは特定の部分の辺りで前記センサを読み取るように構成された制御装置。
【請求項２】
前記ＡＣ電力または電圧波形の前記特定の部分が、前記ＡＣ電力または電圧波形の第１のゼロ交差、好ましくは、立ち下がりゼロ交差で、第１のゼロ交差の辺りでまたは第１のゼロ交差の後に、および、前記ＡＣ電力または電圧波形の第２のゼロ交差でまたは第２のゼロ交差の前に始まり、前記第１および第２のゼロ交差が、同じタイプの連続するゼロ交差である、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
第３のゼロ交差と第４のゼロ交差との間の前記センサの前記選択的読み取りの繰返しを制御するように構成された請求項２に記載の制御装置であって、前記第２、第３および第４のゼロ交差が、同じタイプの連続するゼロ交差である、制御装置。
【請求項４】
前記ＡＣ電力または電圧波形を監視するために、モニタを備えるかまたはモニタに通信可能に結合され、前記監視されたＡＣ電力もしくは電圧波形を示すかまたは前記監視されたＡＣ電力もしくは電圧波形から導出される信号に少なくとも一部基づいて、前記センサをいつ選択的に読み取るかを制御する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ＡＣ電力または電圧波形のゼロ交差、好ましくは、立ち下がりゼロ交差を検出するために前記モニタを使用するように構成された、請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
ゼロ交差以外の前記ＡＣ電力または電圧波形の部分を検出するために前記モニタを使用するように構成された、請求項４に記載の制御装置。
【請求項７】
ゼロ交差ではない前記ＡＣ電力または電圧波形の前記検出された部分のタイミングに少なくとも一部基づいて、ゼロ交差のタイミングを確立するように適合された、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記ＡＣ電力波形の１つまたは複数の既知のおよび／または検出された特性に少なくとも一部基づいて、前記ＡＣ電力または電圧波形の前記特定の部分のタイミングを少なくとも一部確立するように適合された、請求項１〜７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記ＡＣ電力または電圧波形の前記特性が、その周波数を含む、請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの加熱器ワイヤ部が、前記ＡＣ電力または電圧に接続可能な少なくとも１つの加熱器ワイヤを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
２つまたは４つの前記加熱器ワイヤを備える、請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのセンサワイヤ部が、少なくとも１つのセンサワイヤを備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１３】
２つの前記センサワイヤを備える、請求項１２に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記センサワイヤの少なくとも一部分が、少なくとも前記加熱器ワイヤの対応する部分に隣接するように位置決めされる、請求項１０または１１に従属する、請求項１２または１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記加熱器ワイヤ部および前記センサワイヤ部が、独立回路を備える、請求項１４に記載の制御装置。
【請求項１６】
マルチプレクサを備えるかまたはマルチプレクサに結合される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の制御装置であって、前記マルチプレクサが、前記センサワイヤ部に結合されるかまたは前記センサワイヤ部に結合するように構成される、制御装置。
【請求項１７】
前記マルチプレクサが、前記センサワイヤに結合された対応するセンサの読み取りを可能にするために、複数のセンサワイヤに結合される、請求項１６に記載の制御装置。
【請求項１８】
前記ＡＣ電力もしくは電圧波形の正の立ち上がりエッジでおよび／または前記ＡＣ電力もしくは電圧波形の正相の間に前記マルチプレクサをリセットするように構成された、請求項１６または１７に記載の制御装置。
【請求項１９】
前記ＡＣ電力または電圧波形の立ち下がりエッジの間に前記センサを読み取るために前記マルチプレクサを使用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】
位相情報などの前記ＡＣ電力もしくは電圧波形に関連する情報および／または前記センサワイヤ部の前記センサに関連する情報を記憶するために、メモリを備えるかまたはメモリに通信可能に結合される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項２１】
少なくとも２つのセンサを備え、前記ＡＣ電力または電圧波形の第１のゼロ交差、好ましくは、立ち下がりゼロ交差で、第１のゼロ交差の辺りでまたは第１のゼロ交差の後に、および、前記ＡＣ電力または電圧波形の第２のゼロ交差でまたは第２のゼロ交差の前に、前記センサのうちの第１のセンサの読み取りを制御するように構成された、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の制御装置であって、前記第１および第２のゼロ交差が、同じタイプの連続するゼロ交差である、制御装置であり、第３のゼロ交差で、第３のゼロ交差の辺りでまたは第３のゼロ交差の後に、および、第４のゼロ交差でまたは第４のゼロ交差の前に、前記センサのうちの第２のセンサの読み取りを制御するように構成された制御装置であり、前記第１、第２、第３および第４のゼロ交差が、同じタイプの連続するゼロ交差である、制御装置。
【請求項２２】
前記管路が、細長い管路を提供するために、共に接続可能な第１および第２の区分または部分を備える、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の制御装置であって、前記第１および／または第２の区分の存在および／または欠如を示す信号を受信し、どの区分が存在および／または欠如しているかに応じて制御を実施するように構成された制御装置。
【請求項２３】
前記第１の区分のみが存在すると判断された場合は第１のモードを取り入れる、請求項２２に記載の制御装置であって、前記第１のモードが、好ましくは、成人使用者および／または用途用に適合され、第１のモードでは、前記環境条件が、前記管路の長さに沿って実質的に同じである、制御装置。
【請求項２４】
その前記波形が平坦部分から全サイクルのうちの負の半サイクルに遷移するように、および／または、
その前記波形が全サイクルのうちの正の半サイクルから平坦部分に遷移するように、
前記少なくとも１つの加熱器ワイヤ部への電力の印加を制御するように構成された、請求項２３に記載の制御装置。
【請求項２５】
前記第２の区分が存在すると判断された場合は、前記第１の区分が、第１の加熱器ワイヤ部を備え、前記第２の区分が、第２の加熱器ワイヤ部を備える、請求項２２に記載の制御装置であって、第１の期間の間の前記第１の加熱器ワイヤ部への電力の選択的印加を制御し、第２の期間の間の前記第１の加熱器ワイヤ部と前記第２の加熱器ワイヤ部の両方へのおよび／または前記第２の加熱器ワイヤ部のみへの電力の選択的印加を制御するように構成された制御装置。
【請求項２６】
その前記波形が平坦部分から２つの正の半サイクルのうちの第１の正の半サイクルへのおよび／または２つの正の半サイクルに続いて平坦部分に遷移するように前記第１の加熱器ワイヤ部への、
その前記波形が平坦またはオフ部分から２つの負の半サイクルのうちの第１の負の半サイクルへのおよび／または２つの負の半サイクルに続いて平坦部分に遷移するように前記第２の加熱器ワイヤ部への、ならびに／あるいは、
その前記波形が平坦またはオフ部分から２つの負の半サイクルのうちの前記第１の負の半サイクルへのおよび／または２つの負の半サイクルに続いて平坦部分に遷移するように両方の加熱器ワイヤ部への
電力の印加を制御するように適合された、請求項２５に記載の制御装置。
【請求項２７】
前記ＡＣ電力または電圧の周波数を決定するように適合された、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項２８】
その中にガスを伝送するための管路
を備える呼吸補助装置であって、前記管路が回路を備え、前記回路が、
使用中に前記管路内のガスを加熱するための少なくとも１つの加熱器ワイヤ部と、
前記管路内の前記ガスのパラメータを監視するための少なくとも１つのセンサを備える少なくとも１つのセンサワイヤ部と、
請求項１〜２７のいずれか一項に記載の制御装置と
を備える、呼吸補助装置。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの加熱器ワイヤ部および／または前記少なくとも１つのセンサワイヤ部が、前記管路の第１の端部でまたは前記管路の第１の端部の最も近くで、好ましくは、前記管路の端部の２０ｍｍ以内で、より好ましくは、前記管路の端部の１０ｍｍ以内で、さらにより好ましくは、前記管路の端部の５ｍｍ以内で、終端し、前記端部が、使用中の前記管の患者端部である、請求項２８に記載の呼吸補助装置。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの加熱器ワイヤ部および／または前記少なくとも１つのセンサワイヤ部が、印刷回路板ＰＣＢに結合される、請求項２８または２９に記載の呼吸補助装置。
【請求項３１】
前記ＰＣＢが、前記管路を形成する壁の内側に、壁の周りにおよび／または壁の中に位置決めされる、請求項３０に記載の呼吸補助装置。
【請求項３２】
前記ＰＣＢが、前記管路の第２の端部にまたは第２の端部の最も近くに提供される、請求項３０または３１に記載の呼吸補助装置。
【請求項３３】
前記センサまたは少なくとも１つの前記センサが、前記ＰＣＢ上にまたは前記ＰＣＢに取り付けられる、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の呼吸補助装置。
【請求項３４】
前記加熱器ワイヤが、管路の中に、管路の周りにおよび／または前記管路を形成する壁の中に提供することによって、前記管路の長さの少なくとも一部分と関連付けられる、請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項３５】
前記センサワイヤが、管路の中に、管路の周りにおよび／または前記管路を形成する壁の中に提供することによって、前記管路の長さの少なくとも一部分と関連付けられる、請求項２８〜３４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項３６】
２つの前記加熱器ワイヤと、２つの前記センサワイヤとを備える、請求項２８〜３５のいずれか一項に記載の呼吸補助装置であって、前記ワイヤが、前記管路の壁に提供されるかまたは前記管路の壁に埋め込まれ、螺旋状に巻かれて一続きの加熱器ワイヤ１、センサワイヤ１、センサワイヤ２および加熱器ワイヤ２に配列される、呼吸補助装置。
【請求項３７】
請求項１〜２７のいずれか一項に記載の制御装置、および／または、
請求項２８〜３６のいずれか一項に記載の呼吸補助装置
を備える呼吸用加湿システム。
【請求項３８】
医療用管の加熱器ワイヤ部へのＡＣ電力または電圧の提供を制御することと、
前記加熱器ワイヤ部に提供される前記ＡＣ電力または電圧波形の特定の部分でまたは特定の部分の辺りで、前記医療用管に提供されるか、前記医療用管に結合されるかまたは前記医療用管と別の方法で関連付けられるセンサの選択的読み取りを制御することと
を含む呼吸加湿方法。
【請求項３９】
請求項１〜３８のいずれか一項に記載の管路として使用するための医療用管路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、加湿ガスを使用者に提供するためのシステム、装置および方法に関し、より詳細には、感知と加熱器コイルなどの１つまたは複数の要素の駆動または電力供給の両方を伴う加湿システム用の呼吸回路と共に使用するためのその用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのガス加湿システムは、呼吸治療や腹腔鏡などを含めた様々な医療処置用の加熱および加湿されたガスを送給する。これらのシステムは、センサからのフィードバックを使用して、温度、湿度、および流量を制御するように構成することができる。使用者への送給時に望ましい特性を維持するために、呼吸回路は、ガス管路に関連付けられた加熱器を有することができ、ここで、加熱器は、ガスが使用者へおよび／または使用者から流れるときにガスに熱を提供する。管路加熱器は、ガスが温度および／または湿度など望ましい特性を有して使用者に到達するように、ガスに熱を提供するように制御することができる。加湿システムは、温度センサを含むことができ、加湿制御装置へのフィードバックを提供し、加湿制御装置は、管路加熱器に送られる電力を調節および／または変更して、関連の管路に沿った位置で目標温度を実現することができる。追加または代替として、例えば、ガスの流量、圧力、湿度もしくは他の特性および／または患者インターフェースもしくは管路などのシステムの１つもしくは複数の構成要素の他の特性のいずれか１つまたは複数を測定する他のセンサを提供することができる。
【０００３】
幾つかの例示的な呼吸回路構成要素は、その全体を参照により本明細書に援用する、２０１５年３月１７日出願の「ＭＥＤＩＣＡＬ  ＴＵＢＥＳ  ＦＯＲ  ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲＹ  ＳＹＳＴＥＭＳ」という名称のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＮＺ２０１５／０５００２８号明細書で開示する。
【０００４】
その全体を参照により本明細書に援用する、２０１４年１１月１４日出願の「ＺＯＮＥ  ＨＥＡＴＩＮＧ  ＦＯＲ  ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲＹ  ＣＩＲＣＵＩＴＳ」という名称のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＮＺ２０１３／０００２０８号明細書は、加湿システム用の呼吸回路を開示する。より詳細には、加湿システム内のパラメータを監視し、そのパラメータに少なくとも一部基づいてその動作を調節するための構成を述べる。例えば、呼吸回路の吸気管路内のガスの温度を監視し、それに従って、吸気管路内のガスを加熱するための加熱器ワイヤに供給される電力を調節することができる。
【０００５】
ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＮＺ２０１３／０００２０８号明細書で開示する幾つかの実施形態によれば、センサおよび加熱器ワイヤは、管路の一端で、カフでまたはカフの最も近くで終端する。この構成は、ガス源に管路の空気圧接続ラインを便利に提供すると同時に、加熱器およびセンサワイヤとより広い制御／電力回路との間の電気接続線を確立することができる。さらに、加熱器およびセンサワイヤは、管の長さの少なくとも一部分に沿って互いに隣接して位置決めされるものとして、および、共通の回路板に接続されるものとして開示する。この構成は、構成要素の総数を低減し、製造を簡略化することができるが、加熱器ワイヤに供給される電力は、センサワイヤに接続されたセンサからの読み取りの精度に影響を及ぼす雑音を生み出すことが分かっている。ＰＣＴ／ＮＺ２０１３／０００２０８号明細書で開示する、乳児における多区域の実施形態の場合は、患者端部温度設定ポイントが４０℃近くである際は、±０．３℃の領域における誤差が導入され、成人における管の実施形態の場合は、およそ±０．１５℃の誤差が導入される。これらの誤差の可能ないかなる低減も、全体として、特に、その加湿の態様において、システムの性能を改善するために望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で述べるシステム、方法、およびデバイスは、革新性のある態様を有し、それらの態様のどれも、必須のものではなく、それらの望ましい属性のみを受け持つものではない。特許請求の範囲を限定することなく、有利な特徴の幾つかを以下にまとめる。
【０００７】
本発明は、本明細書では、一般に、吸気肢を参照してまたは吸気肢に応用して述べる。しかし、本発明は、吸気肢に限定されず、広い用途を有する。例えば、本発明は、呼気肢ならびに／あるいは送気処置の間にガスなどを提供および／または除去する目的のために使用される肢に応用することができる。したがって、吸気肢への言及は、単なる参照を目的とする。
【０００８】
本発明の一態様によれば、呼吸補助装置用の制御装置であって、呼吸補助装置がその中にガスを伝送するための管路を備え、管路が回路を備え、回路が、使用中に管路内のガスを加熱するための少なくとも１つの加熱器ワイヤ部と、使用中に管路内のガスのパラメータを監視するための少なくとも１つのセンサを備える少なくとも１つのセンサワイヤ部とを備える、制御装置であり、
加熱器ワイヤ部へのＡＣ電力またはＡＣ電圧の提供を制御することと、
センサの選択的読み取りを制御することと
を行うように構成された制御装置であり、
加熱器ワイヤ部に提供されるＡＣ電力波形の特定の部分でまたは特定の部分の辺りでセンサを読み取るように構成された制御装置が提供される。
【０００９】
制御装置は、ＡＣ電力または電圧波形の前記特定の部分が、ＡＣ電力または電圧波形の第１のゼロ交差、好ましくは、立ち下がりゼロ交差で、第１のゼロ交差の辺りでまたは第１のゼロ交差の後に始まるように、および、ＡＣ電力または電圧波形の第２のゼロ交差でまたは第２のゼロ交差の前に始まるように構成することができ、第１および第２のゼロ交差は、同じタイプの連続するゼロ交差である。
【００１０】
制御装置は、第３のゼロ交差と第４のゼロ交差との間のセンサの前記選択的読み取りの繰返しを制御するように構成することができ、第２、第３および第４のゼロ交差は、同じタイプの連続するゼロ交差である。
【００１１】
制御装置は、ＡＣ電力または電圧波形を監視するために、モニタを備えることも、モニタに通信可能に結合することもでき、制御装置は、監視されたＡＣ電力もしくは電圧波形を示すかまたは監視されたＡＣ電力もしくは電圧波形から導出される信号に少なくとも一部基づいて、センサをいつ選択的に読み取るかを制御する。制御装置は、ＡＣ電力または電圧波形のゼロ交差、好ましくは、立ち下がりゼロ交差を検出するためにモニタを使用するように構成することができる。制御装置は、ゼロ交差以外のＡＣ電力または電圧波形の部分を検出するためにモニタを使用するように構成することができる。制御装置は、ゼロ交差ではないＡＣ電力または電圧波形の検出された部分のタイミングに少なくとも一部基づいて、ゼロ交差のタイミングを確立するように適合させることができる。
【００１２】
制御装置は、ＡＣ電力波形の１つまたは複数の既知のおよび／または検出された特性に少なくとも一部基づいて、ＡＣ電力または電圧波形の特定の部分のタイミングを少なくとも一部確立するように適合させることができる。ＡＣ電力または電圧波形の前記特性は、その周波数を含むことができる。
【００１３】
少なくとも１つの加熱器ワイヤ部は、前記ＡＣ電力または電圧に接続可能な少なくとも１つの加熱器ワイヤを備えることができる。前記加熱器ワイヤは、２つまたは４つ存在することができる。
【００１４】
少なくとも１つのセンサワイヤ部は、少なくとも１つのセンサワイヤを備えることができる。前記センサワイヤは、２つ存在することができる。前記センサワイヤの少なくとも一部分は、少なくとも前記加熱器ワイヤの対応する部分に隣接するように位置決めすることができる。加熱器ワイヤ部およびセンサワイヤ部は、独立回路を備えることができる。
【００１５】
制御装置は、マルチプレクサを備えることも、マルチプレクサに結合することもでき、マルチプレクサは、センサワイヤ部に結合されるかまたはセンサワイヤ部に結合するように構成される。マルチプレクサは、センサワイヤに結合された対応するセンサの読み取りを可能にするために、複数のセンサワイヤに結合することができる。制御装置は、ＡＣ電力もしくは電圧波形の正の立ち上がりエッジでおよび／またはＡＣ電力もしくは電圧波形の正相の間にマルチプレクサをリセットするように構成することができる。制御装置は、ＡＣ電力または電圧波形の立ち下がりエッジの間にセンサを読み取るためにマルチプレクサを使用するように構成することができる。
【００１６】
制御装置は、位相情報などのＡＣ電力もしくは電圧波形に関連する情報および／またはセンサワイヤ部のセンサに関連する情報を記憶するために、メモリを備えることも、メモリに通信可能に結合することもできる。
【００１７】
制御装置は、少なくとも２つのセンサを備えることができ、制御装置は、ＡＣ電力または電圧波形の第１のゼロ交差、好ましくは、立ち下がりゼロ交差で、第１のゼロ交差の辺りでまたは第１のゼロ交差の後に、および、ＡＣ電力または電圧波形の第２のゼロ交差でまたは第２のゼロ交差の前に、前記センサのうちの第１のセンサの読み取りを制御するように構成され、第１および第２のゼロ交差は、同じタイプの連続するゼロ交差であり、制御装置は、第３のゼロ交差で、第３のゼロ交差の辺りでまたは第３のゼロ交差の後に、および、第４のゼロ交差でまたは第４のゼロ交差の前に、前記センサのうちの第２のセンサの読み取りを制御するように構成され、第１、第２、第３および第４のゼロ交差は、同じタイプの連続するゼロ交差である。
【００１８】
管路は、細長い管路を提供するために、共に接続可能な第１および第２の区分または部分を備えることができ、制御装置は、第１および／または第２の区分の存在および／または欠如を示す信号を受信し、どの区分が存在および／または欠如しているかに応じて制御を実施するように構成される。第１の区分のみが存在すると判断された場合は、制御装置は、第１のモードを取り入れることができ、第１のモードは、好ましくは、成人使用者および／または用途用に適合され、第１のモードでは、環境条件は、管路の長さに沿って実質的に同じである。制御装置は、
その波形が平坦部分から全サイクルのうちの負の半サイクルに遷移するように、および／または、
その波形が全サイクルのうちの正の半サイクルから平坦部分に遷移するように、
少なくとも１つの加熱器ワイヤ部への電力の印加を制御するように構成することができる。
第２の区分が存在すると判断された場合は、第１の区分は、第１の加熱器ワイヤ部を備えることができ、第２の区分は、第２の加熱器ワイヤ部を備え、制御装置は、第１の期間の間の第１の加熱器ワイヤ部への電力の選択的印加を制御し、第２の期間の間の第１の加熱器ワイヤ部と第２の加熱器ワイヤ部の両方へのおよび／または第２の加熱器ワイヤ部のみへの電力の選択的印加を制御するように構成することができる。
【００１９】
制御装置は、
その波形が平坦部分から２つの正の半サイクルのうちの第１の正の半サイクルへのおよび／または２つの正の半サイクルに続いて平坦部分に遷移するように第１の加熱器ワイヤ部への、
その波形が平坦またはオフ部分から２つの負の半サイクルのうちの第１の負の半サイクルへのおよび／または２つの負の半サイクルに続いて平坦部分に遷移するように第２の加熱器ワイヤ部への、ならびに／あるいは、
その波形が平坦またはオフ部分から２つの負の半サイクルのうちの第１の負の半サイクルへのおよび／または２つの負の半サイクルに続いて平坦部分に遷移するように両方の加熱器ワイヤ部への
電力の印加を制御するように適合させることができる。
【００２０】
制御装置は、ＡＣ電力または電圧の周波数を決定するように適合させることができる。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、
その中にガスを伝送するための管路
を備える呼吸補助装置であって、管路が回路を備え、回路が、
使用中に管路内のガスを加熱するための少なくとも１つの加熱器ワイヤ部と、
管路内のガスのパラメータを監視するための少なくとも１つのセンサを備える少なくとも１つのセンサワイヤ部と、
上記の記述のいずれか１つの制御装置と
を備える、呼吸補助装置が提供される。
【００２２】
少なくとも１つの加熱器ワイヤ部および／または前記少なくとも１つのセンサワイヤ部は、管路の第１の端部でまたは管路の第１の端部の最も近くで、好ましくは、管路の端部の２０ｍｍ以内で、より好ましくは、管路の端部の１０ｍｍ以内で、さらにより好ましくは、管路の端部の５ｍｍ以内で、終端することができ、前記端部は、使用中の管の患者端部である。
【００２３】
少なくとも１つの加熱器ワイヤ部および／または前記少なくとも１つのセンサワイヤ部は、印刷回路板ＰＣＢに結合することができる。ＰＣＢは、管路を形成する壁の内側に、壁の周りにおよび／または壁の中に位置決めすることができる。ＰＣＢは、管路の第２の端部にまたは第２の端部の最も近くに提供することができる。前記センサまたは少なくとも１つの前記センサは、ＰＣＢ上にまたはＰＣＢに取り付けることができる。
【００２４】
加熱器ワイヤは、管路の中に、管路の周りにおよび／または管路を形成する壁の中に提供することによって、管路の長さの少なくとも一部分と関連付けることができる。
【００２５】
センサワイヤは、管路の中に、管路の周りにおよび／または管路を形成する壁の中に提供することによって、管路の長さの少なくとも一部分と関連付けることができる。
【００２６】
呼吸補助装置は、２つの前記加熱器ワイヤと、２つの前記センサワイヤとを備えることができ、ワイヤは、管路の壁に提供されるかまたは管路の壁に埋め込まれ、螺旋状に巻かれて一続きの加熱器ワイヤ１、センサワイヤ１、センサワイヤ２および加熱器ワイヤ２に配列される。
【００２７】
本発明の別の態様によれば、
上記の記述のいずれか１つの制御装置、および／または、
上記の記述のいずれかの呼吸補助装置
を備える呼吸用加湿システムが提供される。
【００２８】
本発明のさらなる態様によれば、
医療用管の加熱器ワイヤ部へのＡＣ電力または電圧の提供を制御することと、
加熱器ワイヤ部に提供されるＡＣ電力または電圧波形の特定の部分でまたは特定の部分の辺りで、医療用管に提供されるか、医療用管に結合されるかまたは医療用管と別の方法で関連付けられるセンサの選択的読み取りを制御することと
を含む呼吸加湿方法が提供される。
【００２９】
上記の記述のいずれか１つにおいて言及される管路として使用するための医療用管路。
【００３０】
幾つかの実施形態は、呼吸回路用の吸気肢ならびに／あるいは吸気肢を含むシステムおよび／または方法を提供する。本明細書で述べる吸気肢は、加熱および加湿されたガスが吸気肢を通じて伝送される状況で特に有用でも、適用可能でもある。幾つかの実施形態によれば、加熱および加湿されたガスは、２つの異なる環境を通過することができる。これは、例えば、乳児保育器で問題となり得る。乳児保育器内では、周囲の環境よりも温度がかなり高く、または患者にガスを送給する管路の一部分がブランケットの下にある。しかし、本明細書で開示される幾つかの実施形態は、加熱および／または加湿されたガスが患者に送給される任意の環境で使用することができ、吸気肢が２つの異なる環境を通過する用途に限定されない。
【００３１】
吸気肢は、加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第１の構造を備える吸気肢の第１の区分を含むことができ、吸気肢の第１の区分は、第１の加熱器ワイヤ部または回路を含む。吸気肢は、加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第２の構造を備える吸気肢の第２の区分を含むことができ、第２の構造は、第１の区分の第１の構造に機械的に結合するか、そうでなければ接合または一体化して、加湿ガスのための延長された管路を形成するように構成され、吸気肢の第２の区分は、第２の加熱器ワイヤ部または回路を含む。吸気肢は、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合する接続回路を含む中間コネクタを含むことができ、中間コネクタを、吸気肢の第１の区分の患者端部および吸気肢の第２の区分のチャンバ端部に結合させて、加湿ガス用の単一の管路を形成することができる。中間コネクタは、吸気肢の内部にあるように、吸気肢の第１の区分の一部分、吸気肢の第２の区分の一部分、または吸気肢の第１の区分と第２の区分の両方の一部分によって覆うことができる。
【００３２】
吸気肢は、２つの加熱モードで動作するように構成することができる。第１の加熱モードでは、電力は、中間コネクタを通過して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２の加熱器ワイヤ回路には電力を提供しない。第２の加熱モードでは、電力は、中間コネクタを通過して第１の加熱器ワイヤ回路と第２の加熱器ワイヤ回路の両方に電力を提供する。例えば、中間コネクタは、電流の方向および／または電圧の極性の少なくとも一部に基づいて、異なる経路に沿って電力を送るように構成された電気構成要素を含むことができる。中間コネクタは、導電性トラックを含むことができ、導電性トラックは、第１の加熱器ワイヤ回路内の１つまたは複数のワイヤと、第２の加熱器ワイヤ回路内の１つまたは複数のワイヤとの間の短絡（例えば、介在する電気構成要素のない直接の電気接続）を提供することができる。中間コネクタは、導電性トラックを含むことができ、導電性トラックは、第１の加熱器ワイヤ回路内の１つまたは複数のワイヤを、第２の加熱器ワイヤ回路内の１つまたは複数のワイヤに電気的に結合し、ここで、導電性トラックは、例えば、限定はしないが、ダイオード、トランジスタ、コンデンサ、抵抗、論理ゲート、集積回路などの電気構成要素を含む。特定の実施形態では、中間コネクタは、第１の加熱器ワイヤ回路と第２の加熱器ワイヤ回路との両方に電気的に結合されたダイオードを含む。特定の実施形態では、吸気肢は、中間コネクタに位置決めされた第１のセンサを有する第１のセンサ部または回路をさらに備えることができる。特定の実施形態では、吸気肢は、患者端部コネクタに位置決めされた第２のセンサを有する第２のセンサ回路をさらに備え、患者端部コネクタは、吸気肢の第２の区分の患者端部に位置決めされる。吸気肢は、２つの感知モードで動作するように構成することができる。第１の感知モードでは、第１のセンサからの信号が受信され、第２のセンサからの信号は受信されない。第２の感知モードでは、第２のセンサからの信号が受信され、第１のセンサからの信号は受信されない。幾つかの実施形態では、感知は、第１のセンサと第２のセンサとの両方から並列で信号を受信することを含む。そのような実施形態では、アルゴリズムは、第１のセンサと第２のセンサとの両方から並列して受信された信号に少なくとも一部基づいて、第１のセンサによって測定されたパラメータを決定することができる。特定の実施形態では、中間コネクタは、第１のセンサ回路と第２のセンサ回路との両方に電気的に結合されたダイオードを含む。患者端部コネクタは、第２のセンサ回路用の電気接続を提供するように構成することができる。同様に、患者端部コネクタは、第２の加熱器ワイヤ回路用の電気接続を提供するように構成することもできる。センサは、温度センサ、湿度センサ、流量センサなどでよい。第１および第２のセンサは、温度、湿度、流量、酸素含有率など１つまたは複数のパラメータを測定するように構成されたセンサでよい。幾つかの実施形態では、第１および第２のセンサは、少なくとも１つの同様のパラメータ（例えば温度、湿度、流量など）を測定するように構成される。幾つかの実施形態では、３つ以上のセンサを含むことができ、中間コネクタおよび／または患者端部コネクタに位置決めすることができる。
【００３３】
幾つかの実施形態は、吸気肢と、制御装置とを備える呼吸用加湿システムを提供する。吸気肢は、第１の加熱器ワイヤ部または回路を有する第１のセグメントと、第２の加熱器ワイヤ部または回路を有する第２のセグメントと、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを含むことができる。制御装置は、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合させることができ、第１のモードでは、制御装置は、コネクタ回路を通して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２のモードでは、制御装置は、第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する。特定の実施形態では、呼吸用加湿システムは、一方または両方のセンサからの入力に少なくとも一部基づいてモードを切り換える。特定の実施形態では、切り換えは、温度、流量、湿度、電力、またはこれらの任意の組合せの１つまたは複数を含むパラメータに少なくとも一部基づいて行われる。パラメータは、第１のセンサ、第２のセンサ、または両方のセンサの組合せから直接導出または取得することができる。特定の実施形態では、第１および第２のモードは、電源によって提供される電流の方向または電圧の極性によって定義される。幾つかの実施形態では、呼吸用加湿システムは、３つ以上のセンサを含むことができ、これらのセンサが、吸気肢の加熱を制御するために使用される入力を提供する。
【００３４】
幾つかの実施形態は、吸気肢を含むことができる二重肢回路を提供する。そのような吸気肢は、第１の加熱器ワイヤ部または回路を有する第１のセグメントと、第２の加熱器ワイヤ部または回路を有する吸気肢の第２のセグメントと、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを含むことができる。また、二重肢回路は、呼気加熱器ワイヤ回路を備える呼気肢を含むこともできる。二重肢システムは、吸気肢と呼気肢とに接続されたインターフェースをさらに含むことができる。二重肢システムは、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合された制御装置をさらに含むことができ、第１のモードでは、制御装置は、コネクタ回路を通して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２のモードでは、制御装置は、第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する。特定の実施形態では、呼気肢の加熱は、第１および第２の加熱器ワイヤ回路を使用する吸気肢の加熱とは別個に、呼気加熱器ワイヤ回路を使用して行われる。特定の実施形態では、呼気肢は、吸気肢の第１の区分内の第１の加熱器ワイヤ回路と並列に、および／または第１および第２の加熱器ワイヤ回路と並列に電力供給される。特定の実施形態では、呼気肢は、第１のモードのみで、第２のモードのみで、または第１のモードと第２のモードとの両方で電力供給されるように設計することができる。特定の実施形態では、インターフェースは、Ｙピースによって接続される。任意の適切な患者インターフェースを組み込むことができる。患者インターフェースは、広範な用語であり、当業者にとってのその通常的および慣例的な意味合いで解釈されるべきであり（すなわち、特殊な、または特化された意味合いに限定すべきではなく）、限定はしないが、マスク（気管マスク、フェースマスク、および鼻マスクなど）、カニューレ、および鼻枕を含む。
【００３５】
幾つかの実施形態では、区分化された吸気肢が提供され、区分の構造は、細長い管を備える。細長い管は、長手方向軸を有する管路を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、長手方向軸に沿って延びる内腔と、内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材を含むことができる。細長い管は、第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材を含むことができ、第２の細長い部材は、細長い管の内腔の少なくとも一部分を形成する。特定の実装形態では、第１の細長い部材は、長手方向断面で、偏平な表面を有する複数の気泡体を内腔に形成する。特定の実装形態では、隣接する気泡体は、第２の細長い部材の上方の隙間によって分離される。特定の実装形態では、隣接する気泡体は、互いに直接は接続されない。特定の実装形態では、複数の気泡体が穿孔を有する。
【００３６】
幾つかの実施形態では、管路と、ガス源に空気圧によって結合するために管路の一端に接続されたコネクタまたはカフと、加熱器ワイヤ部と、センサワイヤ部と、望みの目的地に向けてガスを伝送するための出口とを備える吸気肢などの医療用管路が提供される。例えば、出口は、患者インターフェースに接続するためのコネクタまたはカフを備えることができる。加熱器ワイヤ部はそれぞれ、ガスが管路を通って流れる際にガスを加熱するために、管路の長さの少なくとも一部分に伸びている１つまたは複数の加熱器ワイヤを備える。同様に、１つまたは複数のセンサワイヤは、管路の長さの少なくとも一部分に伸び、センサを制御ユニットに結合することができる。センサはいかなるポイントにも位置決めすることができるが、患者に送給されるガスの温度の正確な表示を得るために、管路の患者端部にまたは管路の患者端部の最も近くに温度センサを含めることが望ましい場合が多い。結果的に、幾つかの実施形態は、管路の全長に完全にまたは実質的に伸びる加熱器ワイヤとセンサワイヤの両方を提供する。幾つかの実施形態によれば、加熱器ワイヤ部およびセンサワイヤ部の患者端部は、共通の回路板に接続される。１つまたは複数のセンサは、回路板に取り付けて、センサワイヤ部を使用して読み取ることができる。
【００３７】
幾つかの実施形態では、センサワイヤ部に含まれるかまたは結合されるセンサの選択的読み取りを可能にするために、加熱器ワイヤ部は、ＡＣ供給源に接続され、センサワイヤ部もまた、ＡＣ供給源に接続される。幾つかの実施形態によれば、ＡＣ供給源の波形を監視することおよび／または波形の既知の特性を使用してＡＣ供給源波形の１つまたは複数のゼロ交差（好ましくは、立ち下がりゼロ交差）のタイミングを検出もしくは決定することが行われる。そのような実施形態によれば、センサは、好ましくは、ゼロ交差で、ゼロ交差の辺りでまたはゼロ交差の後に読み取られる。好ましくは、センサは、ゼロ交差の±２５ｍｓ以内に、より好ましくは、±１５ｍｓ以内に、より好ましくは、±１０ｍｓ以内に、より好ましくは、±５ｍｓ以内に、さらにより好ましくは、約±３ｍｓ以内に、読み取られる。幾つかの現在の好ましい実施形態によれば、読み取りは、ゼロ交差の±１５０μｓで、より好ましくは、ゼロ交差の±１００μｓで、さらにより好ましくは、ゼロ交差の±５０μｓで行われる。範囲の低減は、センサを測定するために割込みを使用することによって実現することができる。これらの範囲は、ゼロ交差の、ゼロ交差の辺りのまたはゼロ交差の後の他の基準にも適用可能であるが、簡潔にするため、繰り返すことはしていない。さらに、センサは、好ましくは、同じタイプの後続のゼロ交差（すなわち、立ち上がりまたは立ち下がり）の前で読み取られる。センサの読み取りは、好ましくは、ゼロ交差関係が維持された状態で、要望通りに繰り返すことができる。この様式でセンサの読み取りを制御することにより、センサワイヤ信号における加熱器ワイヤに印加される電力の干渉は最小であるため、センサ誤差をゼロ近くまで低減することができる。さらに、少なくとも幾つかのセンサ（例えば、サーミスタ）に印加される電圧極性を変更することにより、読み取り障害が引き起こされる。本質的には、信号を落ち着かせるまたは安定させるには少し時間がかかるため、好ましくは、感知は、ゼロ交差に直接先行する期間にわたって起こる。
【００３８】
幾つかの実施形態では、第１および第２の区分を備える吸気肢などの医療用管路が提供される。２つの区分は、好ましくは、ガスが、第１の区分の第１の端部から、第１の区分の第２の端部に、次いで、第２の区分の第１の端部に、次いで、第２の区分の第２の端部に流れるように、配列および接合されるかまたは接続可能である。そのような実施形態によれば、第１の加熱器ワイヤ部は第１の区分に提供することができ、第２の加熱器ワイヤ部は第２の区分に提供することができる。第１および第２の加熱器ワイヤ部は、第１の加熱器ワイヤ部のみが起動される（すなわち、熱を生成する）第１のモードにおよび第１の加熱器ワイヤ部と第２の加熱器ワイヤ部の両方が起動される第２のモードに構成可能である。そのような構成は、以前に論じたように、異なる環境を通じて管路がガスを保育器の外側から保育器内の乳児などに伝送する場合に望ましい。例えば、ＡＣ供給源の電流が一方の方向に流れる際には第１の加熱器ワイヤ部のみに電力が供給されるように、そして、電流が他の方向に流れる際には両方の加熱器ワイヤ部に電力が供給されるように、第１の加熱器ワイヤ部と第２の加熱器ワイヤ部の中間にダイオードを提供することができる。他の回路／切り換え構成を使用することができる。幾つかの実施形態によれば、第２の区分の第２の端部（すなわち、管路の患者端部）にまたは第２の端部の最も近くに少なくとも１つのセンサを提供することができる。例えば、管路中を流れるガスの温度を測定するために、サーミスタを提供することができる。センサの読み取りを容易にするために、センサワイヤを提供することができる。幾つかの実施形態によれば、センサおよび加熱器ワイヤは、ＡＣ供給源および／または制御装置に第１の区分の第１の端部でまたは第１の端部の最も近くで接続可能である。そのような接続は、ＰＣＴ／ＮＺ２０１３／０００２０８号明細書で述べるものなどのカフによって便利に行うことができる。区分が解放可能に接続可能である場合は、同様のカフコネクタを使用することができ、この場合もやはり、ＰＣＴ／ＮＺ２０１３／０００２０８号明細書を参照する。以前の実施形態と同様に、センサは、加熱器およびセンサワイヤが接合される第２の区分の第２の端部でまたは第２の端部の最も近くで回路板に取り付けることができる。好ましくは、ＡＣ供給源の波形を監視することおよび／または波形の既知の特性を使用してＡＣ供給源波形の１つまたは複数のゼロ交差（好ましくは、立ち下がりゼロ交差）のタイミングを検出もしくは決定することが行われる。そのような実施形態によれば、センサは、好ましくは、ゼロ交差で、ゼロ交差の辺りでまたはゼロ交差の後に読み取られる。さらに、センサは、好ましくは、同じタイプの後続のゼロ交差の前に読み取られる。センサの読み取りは、好ましくは、ゼロ交差関係が維持された状態で、要望通りに繰り返すことができる。この様式でセンサの読み取りを制御することにより、センサ誤差をゼロ近くまで低減することができる。
【００３９】
当業者には明らかであるように、立ち下がりゼロ交差に対してタイミングを合わせた好ましいセンサの読み取りの制御は、本明細書で述べるいかなる実施形態にも適用することができる。
【００４０】
実施形態は、医療用管路と関連付けられたセンサの読み取りを制御するための制御装置であって、医療用管路の電気回路に電力を供給するＡＣ供給源のゼロ交差（好ましくは、立ち下がり）で、ゼロ交差の辺りでまたはゼロ交差の後に前記センサを読み取るように構成された制御装置をさらに提供する。好ましくは、前記読み取りは、同じタイプの前記ＡＣ供給源の次の立ち下がりゼロ交差の前に実行される。制御装置のさらなる特徴は、先行記述から導出することができる。
【００４１】
実施形態は、関連のＡＣ電源のゼロ交差（好ましくは、立ち下がり）で、ゼロ交差の辺りでまたはゼロ交差の後にセンサを読み取るように適合された呼吸補助装置および／または呼吸用加湿システムをさらに提供する。好ましくは、前記読み取りは、前記ＡＣ供給源の次のゼロ交差の前に実行される。呼吸補助装置および／または呼吸用加湿システムのさらなる特徴は、先行記述から導出することができ、実際には、前記装置および／またはシステムは、１つまたは複数のセンサの読み取りの前記制御を容易にするように適合された前記管路および／または前記制御装置を含むことができる。
【００４２】
また、実施形態は、対応する方法も提供する。
【００４３】
図面を通じて、参照要素間の全般的な対応関係を示すために、参照番号を繰返し使用することがある。図面は、本明細書で述べる例示的実施形態を示すために提供され、本開示の範囲を限定することは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】患者に呼吸ガスを送給するための呼吸システムの概略図である。
【図２】加湿ガスを使用者に送給するための例示的な呼吸用加湿システムを示す図であって、呼吸用加湿システムが呼吸回路を有し、呼吸回路が、各区分内にセンサを有する区分化された吸気肢を含む図である。
【図３】第１および第２の区分を有する吸気肢を備える呼吸回路用の例示的なハードウェア構成を示す。
【図４】吸気肢を備える呼吸回路用の例示的なハードウェア構成を示す。
【図５】主電源ＡＣサイクルと図３および４で描写する加熱器ワイヤの加熱器ワイヤサイクルとの間の関係を示すチャートである。
【図６】主電源の電圧波形に対するセンサの測定値を描写するチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本明細書では、吸気肢、区分化された吸気肢と多区域加熱を含む医療回路構成要素の特定の実施形態および実施例を述べる。本開示は、具体的に開示される実施形態および／または使用法、ならびにそれらの自明な修正形態および均等形態も包含することを当業者は理解されよう。したがって、本明細書で開示される本開示の範囲は、本明細書で述べる任意の特定の実施形態によっては限定されないものと意図される。
【００４６】
本開示は、管路に熱を提供する文脈で、加熱器ワイヤ、加熱要素、および／または加熱器に言及する。例えば、加熱器ワイヤは、広範な用語であり、当業者にとってのその通常的および慣例的な意味合いで解釈されるべきであり（すなわち、特殊な、または特化された意味合いに限定すべきではなく）、限定はしないが、電力が提供されるときに熱を生成する加熱器ストリップおよび／または伝熱要素を含む。そのような加熱要素の例としては、導電性金属（例えば銅）、導電性ポリマー、管路の表面上に印刷された導電性インク、管路にトラックを作成するために使用される導電性材料などから形成されたワイヤを挙げられる。さらに、本開示は、ガス送給の文脈で、管路、肢、および医療用管に言及する。例えば、管は、広範な用語であり、当業者にとってのその通常的および慣例的な意味合いで解釈されるべきであり、限定はしないが、円筒形および非円筒形の経路など様々な断面を有する経路を含む。特定の実施形態は、複合管を組み込むことがあり、複合管は、一般に、以下により詳細に述べるように２つ以上の部分または特に幾つかの実施形態では２つ以上の構成要素を備える管と定義することができる。開示される医療用管を備える区分化された肢はまた、連続、可変、またはバイレベル気道陽圧（ＰＡＰ）システムなどの呼吸回路内、または他の形態の呼吸療法で使用することもできる。用語「管路」および「肢」は、管と同様のものとして解釈すべきである。
【００４７】
加熱され加湿された呼吸管が、保育器（または、やけど患者のために使用される放射加温器の周りや、患者によって使用されるブランケットの下など、温度変化がある任意の領域）のために使用されるとき、呼吸管は、少なくとも２つの異なる区域を通過する。すなわち、低温区域（保育器の外部の区域など）と、高温区域（保育器の内部の区域など）とである。管がその全長に沿って加熱される場合、どの区域が感知されるか（例えばどの区域が温度センサを含むか）に応じて、区域の１つは、望ましくない、適切でない、または最適でない温度になる傾向がある。加熱器ワイヤが保育器の内部のセンサ（患者端部温度センサなど）に制御される場合、保育器の外部の区間は、温度が低くなりすぎる傾向があり、これは凝結をもたらすことがある。逆に、加熱器ワイヤが保育器の外部のセンサに制御される場合、保育器の内部の区間は、温度が高くなりすぎることがあり、これにより、熱すぎるガスが患者に供給されることがある。したがって、本開示の幾つかの実施形態では、区分化された呼吸管内の熱の制御を可能にするシステムおよび方法を述べる。ここで、各区分は、制御モジュールにフィードバックを提供する関連のセンサを有する。本明細書では、２つの区域に関して幾つかの実施形態を述べるが、そのようなシステムは、さらなる区域、区分、または領域を用いた用途に適合するように拡張することもできる。例えば、３つの温度区域を備える一実施形態では、呼吸管の区分は、区域内の３つの異なる温度センサに少なくとも一部基づいて加熱され得る。さらに、本明細書で開示される実施形態は、管に沿った中間点にあるセンサの１つまたは複数を迂回または無視して、患者端部でのパラメータに基づいて、呼吸管に送給される熱を制御することができる。さらに、本明細書で開示される実施形態は、例えば、限定はしないが、温度センサ、湿度センサ、流量センサ、酸素センサなどを含むセンサによって提供されるパラメータを使用して、呼吸管に送給される熱を制御することができる。他の実施形態は、異なる区域を異なるレベルまで加熱できるようにする一方で、より少ないセンサを使用することができる。例えば、一実施形態によれば、２つの区分が提供され、好ましくは、管の患者端部で、管の患者端部に向けてまたは管の患者端部の近くで、単一の温度センサが呼吸管と関連付けられる。この実施形態によれば、区分は、第１の区分のみが加熱されるかまたは両方の区分が加熱されるように構成することができ、第１の区分は、好ましくは、管を通るガス流路の観点から、患者から最も遠い区分である。
【００４８】
制御モジュールは、加熱温度を監視および制御することができる。制御モジュールは、本明細書で述べるコネクタアセンブリの幾つかの実施形態を使用して、第１のモードでは呼吸管の第１の区間に熱を提供し、第２のモードでは呼吸管全体に熱を供給するように構成することができる。制御モジュールは、呼吸管の第１および／または第２の区間の存在を検出することができる。これを実現するため、呼吸管の１つまたは複数の区間の存在および／または欠如を検出し、それに少なくとも一部基づいてガスの特性の制御を相応に変更することができる。本明細書で述べる幾つかの実施形態は、フライングリード、露出されたコネクタ、および／または患者端部の電気接続線を用いずに使用することができる。用語「フライングリード」は、本明細書で使用するとき、呼吸管の外部に延びる電気接続線、呼吸管を通って内部に延びる電気接続線、および、呼吸管の一部として組み込まれた、成形された、または他の方法で形成もしくは包含された電気接続線を含む。制御モジュールは、加湿器の内部または加湿器の外部に位置させることができる。幾つかの実施形態では、制御装置は、加湿器の内部に位置されて、吸気肢の第１の区分と、吸気肢の第２の区分と、呼気肢とに関連付けられた加熱器ワイヤを制御し、また、吸気肢の第１および第２の区分および／または呼気肢に関連付けられたセンサからパラメータを読み取る。
【００４９】
制御モジュールは、区分に関する温度を適応変化させることもできる。例えば、制御モジュールは、１つまたは複数の区分に関連付けられた温度センサを監視することができる。監視は、連続的でも、定期的でも、割込みもしくはイベントベースでの監視など他の方式でもよい。例えば、温度センサの監視は、アナログ／デジタル変換器からの値の読み取り、電圧または電流の決定、論理条件の感知、サーモスタットデバイスの読み取り、サーミスタ値の測定、抵抗温度検出器の測定、熱電対の電圧の測定、または温度を感知するための他の方法、例えば、限定はしないが、半導体接合センサ、赤外もしくは熱放射センサ、温度計、インジケータなどの使用に基づくものでよい。幾つかの実施形態では、温度センサは、サーミスタである。
【００５０】
幾つかの実施形態では、吸気肢の第１の区分と吸気肢の第２の区分に送られる電力の比は、センサからのフィードバックに少なくとも一部基づいて、使用中に変えることができる。例えば、電力の比は、各区分が凝結を減少または防止する温度に加熱されるように変えることができる。さらなる一例として、電力の比は、熱すぎるガスが患者に提供されないように変えることができる。幾つかの実施形態では、電力の比は、センサ（例えば温度センサ、湿度センサ、酸素センサ、流量センサなど）からのフィードバックに基づいて連続的に変えることができる。電力の比は、様々な方法で変えることができる。例えば、電力の比は、電力信号の振幅（限定はしないが、電圧および／または電流を含む）、電力信号の持続時間、もしくは電力信号のデューティサイクルを変更することによって、または電力信号に対する他の適切な変更によって変えることができる。一実施形態では、電力の比は、提供される電流の大きさを変えることによって変えられる。
【００５１】
幾つかの実施形態は、ガス経路の内部にあるのではなく、加熱器ワイヤをガス経路から分離すると共に外部環境から断熱する材料の内部に含まれる加熱器ワイヤを備える吸気肢を提供する。幾つかの実施形態では、加熱器ワイヤに電力を提供するためおよびセンサを読み取るために使用される回路は、外部環境に露出されないように吸気肢の内部にある。幾つかの区分化された管の実施形態では、加熱器ワイヤは、吸気管または呼気管内に成形されて、管の相補的な区分内の加熱器ワイヤの端部が中間コネクタに接触し、したがって加熱器ワイヤが中間コネクタに電気的に結合し、ここで、中間コネクタは、加熱器ワイヤ制御および／またはセンサ読み取りのための回路を提供するように構成することができる。幾つかの実施形態では、加熱器ワイヤに印加される電源のデューティサイクルは、関連の区分に沿ってガスが流れるときにガスに送給される熱の量を変えるために修正または変更することができる。
【００５２】
本明細書で述べる幾つかの実施形態は、患者または他の使用者に暖かい湿ったガスを送給するように構成された呼吸用加湿システムを提供する。ガスは、加熱器プレートを使用して加熱される液体（例えば水）を満たされた液体チャンバを通される。液体は、チャンバ内で蒸発し、その上を流れるガスと混合し、それによりガスを加熱および／または加湿する。加湿ガスは、関連付けられた１つまたは複数の加熱器ワイヤを有する吸気肢に送ることができる。加湿ガスに、所定の、望みの、適当な、または選択された熱量を提供するように、加熱器ワイヤに選択的に電力供給することができる。幾つかの実施形態では、呼吸用加湿システムは、保育器または放射加温器と共に使用することができる。吸気肢は、第１の区分が保育器の外部にあり、第２の区分が保育器の内部にあるように区分化することができる。さらに、第１の加熱器ワイヤセットを第１の区分に関連付けることができ、第２の加熱器ワイヤセットを第２の区分に関連付けることができる。加湿システムは、第１のモードでは第１の加熱器ワイヤセットに電力を供給し、第２のモードでは第２の加熱器ワイヤセットに電力を提供するように構成することができる。幾つかの実施形態では、加湿システムは、第１のモードでは第１の加熱器ワイヤセットに電力を供給し、第２のモードでは第２の加熱器ワイヤセットに電力を提供するように構成することができる。吸気肢は、各区分または一区分の端部にセンサを含み、加湿システムにフィードバックを提供することができ、このフィードバックは、区分内の加熱器ワイヤセットに送給するための電力を選択する際に使用される。幾つかの実施形態では、加湿システムは、同様に加湿システムによって選択的に制御される関連の加熱器ワイヤを有する呼気肢を含むことができる。本出願では、区分化された肢を、吸気肢を参照して述べる。しかし、説明する特徴を他の医療用管同様に、呼気肢にも適用することができる。
【００５３】
呼吸用加湿システム
図１は、呼吸システム１を示し、呼吸システム１は、限定はしないが、以下の構成要素、すなわち、患者３に送給されるガスの供給を生み出すように適合された加圧ガス源２（送風器または換気装置など）と、ガスの供給を調整するように適合された加湿デバイス４と、患者インターフェース８にガスを送給するように（次いで、患者インターフェース８は患者３にガスを送給する）適合された医療用管６と、医療用管６を加湿デバイス４に接続するように適合されたコネクタ１６とを含むことができる。
【００５４】
本明細書で述べる患者インターフェース８は、マスク、鼻マスク、鼻カニューレ、口マスク、気管マスクまたは鼻枕を指すことができる。
【００５５】
本明細書で述べる加湿デバイス４は、ガスを調整するいかなるデバイスも指すことができる。このガスの調整は、ガスの加熱および／またはガスの加湿を含むことができる。
【００５６】
本明細書で述べるガスは、空気、酸素、二酸化炭素もしくはそのような任意のガスの混合物、または、患者インターフェース８によって患者３に送給することができる１つもしくは複数の薬剤もしくはエアロゾルとのそのような任意のガスの組合せを指すことができる。
【００５７】
本明細書で述べる医療用管６は、管、管路、回路またはホースを指すことができる。医療用管６は、１つまたは複数のワイヤを備えることができる。１つまたは複数のワイヤは、少なくとも１つの加熱器ワイヤ、少なくとも１つのセンサワイヤおよび／または他の任意のタイプの導体を含むことができる。１つまたは複数のワイヤは、医療用管６内にあるものでもよい。１つまたは複数のワイヤは、医療用管６の内面または外面に沿って位置するものでもよい。１つまたは複数のワイヤは、医療用管６上に螺旋状に巻かれたものでも、１つまたは複数のワイヤを医療用管６の壁に埋め込むことができるように医療用管６の中に螺旋状に巻かれたものでもよい。
【００５８】
医療用管６は、好ましくは、加熱される。医療用管６は、医療用管６内での凝結物の形成を低減するために、絶縁体を含むことができる。凝結物は、加熱された場合に形成され、医療用管６内の加湿ガスは、通過の間に冷却される。凝結物の形成を低減または防止するため、医療用管６を加熱することができる。この加熱は、１つまたは複数の加熱器ワイヤを含む１つまたは複数のワイヤによって提供することができる。
【００５９】
医療用管６の終端部分は、医療用管６と呼吸システム１の構成要素との間に電気接続線を形成することができるように、コネクタ１６で１つまたは複数のワイヤを終端するために提供することができる。コネクタ１６は、医療用管６と呼吸システム１の構成要素との間に空気圧接続ラインを提供することができる。本明細書で述べる呼吸システム１の構成要素は、患者インターフェースまたは加湿デバイスを指すことができる。コネクタ１６は、医療用管６と呼吸システム１の構成要素との間に電気および空気圧接続ラインの一方または両方を提供することができる。
【００６０】
また、１つまたは複数のワイヤは、１つまたは複数の感知ワイヤを含むこともできる。１つまたは複数の感知ワイヤは、温度、流量、湿度または圧力などのガス特性を感知するために使用することができる。幾つかの実施形態では、１つまたは複数の感知ワイヤは、温度を感知するために使用することができる。幾つかの実施形態では、１つまたは複数の感知ワイヤは、これらのガス特性のうちの１つまたは複数を感知するために使用することができる１つまたは複数のセンサに接続することができる。
【００６１】
図２は、加湿ガスを使用者に送給するための例示的な呼吸用加湿システム１００を示し、呼吸用加湿システム１００は呼吸回路２００を有し、呼吸回路２００は、各区分内にセンサ２０４ａ、２０４ｂを有する区分化された吸気肢２０２を含む。区分化された吸気肢２０２は、図示されるように保育器２０８と共に使用することができ、または、吸気肢２０２の様々な区分に沿って異なる温度が存在する別のシステム、例えば放射加温器と共に使用することもできる。区分化された吸気肢２０２は、吸気肢の様々な区分２０２ａ、２０２ｂに異なるレベルの熱を提供するために使用することができ、凝結を減少または防止し、および／または使用者に送給されるガスの温度を制御する。
【００６２】
呼吸用加湿システム１００は、加圧ガス源１０２を備える。幾つかの実装形態では、加圧ガス源１０２は、ファンや送風器などを備える。幾つかの実装形態では、加圧ガス源１０２は、換気装置または他の陽圧発生デバイスを備える。加圧ガス源１０２は、入口１０４と出口１０６を備える。
【００６３】
加圧ガス源１０２は、加湿ユニット１０８に流体（例えば、酸素、麻酔ガス、空気など）の流れを提供する。流体の流れは、加圧ガス源１０２の出口１０６から、加湿ユニット１０８の入口１１０に進む。例示される構成では、加湿ユニット１０８は、加圧ガス源１０２から独立して図示されており、加湿ユニット１０８の入口１１０が、管路１１２によって加圧ガス源１０２の出口１０６に接続されている。幾つかの実装形態では、加圧ガス源１０２と加湿ユニット１０８を単一のハウジングに一体化することができる。
【００６４】
他のタイプの加湿ユニットを使用して、本開示で述べる特定の特徴、態様、および利点を得ることもできるが、図示される加湿ユニット１０８は、加湿チャンバ１１４と、加湿チャンバ１１４への入口１１０とを備えるパスオーバー型（ｐａｓｓ−ｏｖｅｒ）加湿器である。幾つかの実装形態では、加湿チャンバ１１４は本体１１６を備え、本体１１６にはベース１１８が取り付けられている。加湿チャンバ１１６内部に区室を画定することができ、区室は、ベース１１８を通って伝達または提供される熱によって加熱することができる液体体積を保持するように適合される。幾つかの実装形態では、ベース１１８は、加熱器プレート１２０に接触するように適合される。加熱器プレート１２０は、制御装置１２２または他の適切な構成要素によって制御することができ、それにより、液体中へ伝達される熱を変更および制御することができる。
【００６５】
加湿ユニット１０８の制御装置１２２は、呼吸用加湿システム１００の様々な構成要素の動作を制御することができる。図示されるシステムは、単一の制御装置１２２を使用するものとして示されているが、他の構成では複数の制御装置を使用することもできる。複数の制御装置は通信することができ、または個別の機能を提供することができ、したがって制御装置が通信する必要はない。幾つかの実装形態では、制御装置１２２は、コンピュータプログラム用のソフトウェアコードを含む関連のメモリまたは記憶媒体を備えるマイクロプロセッサ、処理装置、または論理回路を備えることがある。そのような実装形態では、制御装置１２２は、例えばコンピュータプログラムに含まれる命令に従って、およびまた内部もしくは外部入力に応答して、呼吸用加湿システム１００の動作を制御することができる。制御装置１２２、または複数の制御装置の少なくとも１つを呼吸回路と共に位置させることができ、呼吸回路に取り付けられるか、または呼吸回路の一部として組み込まれる。
【００６６】
加湿チャンバ１１４の本体１１６は、加湿チャンバ１１４の入口１１０を画定するポート１２４と、出口１２８を画定するポート１２６とを備える。加湿チャンバ１１４の内部に含まれる液体が加熱されるとき、液体蒸気が、入口ポート１２４を通して加湿チャンバ１１４内に導入されるガスと混合される。ガスと蒸気の混合物は、出口ポート１２６を通って加湿チャンバ１１４から出る。
【００６７】
呼吸用加湿システム１００は、加湿ユニット１０８の出口ポート１２６を画定する出口１２８に接続された吸気肢２０２を備える呼吸回路２００を含む。吸気肢２０２は、加湿チャンバ１１４から出たガスと水蒸気の混合物を使用者に向けて搬送する。吸気肢２０２は、吸気肢２０２に沿って位置決めされた加熱要素２０６を含むことができ、加熱要素２０６は、吸気肢２０２に沿った凝結を減少するように構成されて、使用者に達するガスの温度の制御、ガスの湿度の維持、またはこれらの任意の組合せを行う。加熱要素２０６は、吸気肢２０２によって搬送されるガスと水蒸気の混合物の温度を上昇または維持することができる。幾つかの実装形態では、加熱要素２０６は、抵抗加熱器を画定するワイヤでよい。加湿チャンバ１１４から出たガスと水蒸気の混合物の温度を上昇または維持することによって、混合物から水蒸気が凝結されにくくなる。
【００６８】
呼吸用加湿システム１００は、保育器２０８と共に使用することができる。保育器２０８は、使用者のための望みの環境、例えば選択された、所定の、または望みの温度を保育器２０８の内部で維持するように構成することができる。したがって、保育器２０８の内部で、内部周囲温度は、保育器２０８の外部の温度とは異なることがある。したがって、保育器２０８は、吸気肢２０２に沿って異なる温度の区域を生成、画定、作成、または維持し、ここで、内部温度は、典型的には外部温度よりも高い。吸気肢２０２に沿って少なくとも２つの異なる温度区域を有することは、使用者へのガスの送給中に、吸気肢２０２に沿った凝結、高すぎる温度のガスの送給、またはそれら両方など、問題を生じることがある。
【００６９】
呼吸用加湿システム１００は、関連の加熱要素２１２を有する呼気肢２１０を含むことができる。幾つかの実施形態では、呼気肢２１０と吸気肢２０２は、適切な取り付け具（例えばＹピース）を使用して接続することができる。幾つかの実施形態では、呼吸用加湿システム１００は、放射加温器と共に使用することもでき、ブランケットの下で使用することもでき、または２つ以上の温度区域を形成する他のシステムもしくは状況で使用することもできる。本明細書で述べるシステムおよび方法は、そのようなシステムと共に使用することができ、保育器を組み込む実装形態に限定されない。
【００７０】
吸気肢２０２は、区分２０２ａと２０２ｂに分割することができ、ここで、第１の区分２０２ａは、保育器２０８の外部にある吸気肢２０２の一部でよく、第２の区分２０２ｂ（例えば保育器延長部）は、保育器２０８の内部にある吸気肢２０２の一部分でよい。第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、異なる長さでも同じ長さでもよい。幾つかの実施形態では、第２の区分２０２ｂは、第１の区分２０２ａよりも短くてよく、特定の実装形態では、第２の区分２０２ｂは、第１の区分２０２ａの約半分の長さでよい。第１の区分２０２ａは、例えば、少なくとも約０．５ｍおよび／または約２ｍ以下、少なくとも約０．７ｍおよび／または約１．８ｍ以下、少なくとも約０．９ｍおよび／または約１．５ｍ以下、または少なくとも約１ｍおよび／または１．２ｍ以下の長さを有することができる。第２の区分２０２ｂは、例えば、少なくとも約０．２ｍおよび／または約１．５ｍ以下、少なくとも約０．３ｍおよび／または約１ｍ以下、少なくとも約０．４ｍおよび／または約０．８ｍ以下、または少なくとも約０．５ｍおよび／または約０．７ｍ以下の長さを有することができる。
【００７１】
吸気肢の区分２０２ａ、２０２ｂは、互いに結合されて、単一のガス送給用管路を形成することができる。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａは、１つまたは複数の第１の加熱器ワイヤ２０６ａと、１つまたは複数の第１のセンサ２０４ａとを含むことができ、第２の区分２０２ｂなしで使用することもできる。制御装置１２２は、第２の区分２０２ｂが第１の区分２０２ａに結合されていなくても、第１の加熱器ワイヤ２０６ａを制御し、第１のセンサ２０４ａを読み取るように構成することができる。さらに、第２の区分２０２ｂが第１の区分２０２ａに結合されるとき、制御装置１２２は、それぞれの区分内の第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂを制御し、第１および第２のセンサ２０４ａ、２０４ｂを読み取るように構成することができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、第２の区分２０２ｂが取り付けられるとき、それぞれの第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂを制御し、それぞれの第１および第２のセンサ２０４ａ、２０４ｂを読み取るように構成することができる。また、第２の区分２０２ｂが取り付けられないときには、第１の加熱器ワイヤ２０６ａを制御し、第１のセンサ２０４ａを読み取るように構成することができ、制御装置１２２または加湿ユニット１０８の変更は必要ない。したがって、吸気肢２０２が第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂとの両方を含むか、第１の区分２０２ａのみを含むかに関係なく、同じ制御装置１２２および／または加湿ユニット１０８を使用することができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２はさらに、制御装置１２２または加湿ユニット１０８を変更することなく、呼気肢２１０内の加熱器ワイヤ２１２を制御するように構成することができる。したがって、呼吸用加湿システム１００は、第２の区分２０２ｂを取り付けた状態でも取り付けない状態でも、および／または呼気肢２１０を取り付けた状態でも取り付けない状態でも動作可能である。
【００７２】
幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、互いに永久的に接合されて、単一のガス送給用管路を形成する。本明細書で使用する際、「永久的に接合」は、区分２０２ａ、２０２ｂが、それらの区分を分離するのが難しいように、例えば接着剤、摩擦嵌め、オーバーモールド、機械的コネクタなどを使用することによって互いに接合されることを意味する。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、解放可能に結合されるように構成される。例えば、第１の区分２０２ａは、第２の区分２０２ｂなしでガス送給のために使用することができ、または第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂを互いに結合させて、単一のガス送給用管路を形成することもできる。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、唯一の構成形態で互いに結合されるように構成することができる。例えば、第１の区分２０２ａは、所定のチャンバ端部（例えば、患者への加湿ガスの流れの方向に沿ってチャンバ１１４または加湿ユニット１０８に最も近い端部）と、所定の患者端部（例えば、患者への加湿ガスの流れの方向に沿って患者に最も近い端部）とを有することができ、チャンバ端部は、チャンバ１１４および／または加湿ユニット１０８での構成要素に結合するように構成される。第２の区分２０２ｂは、所定のチャンバ端部と、所定の患者端部とを有することができ、ここで、チャンバ端部は、第１の区分２０２ａの患者端部にのみ結合するように構成される。第１の区分２０２ａのチャンバ端部は、第２の区分２０２ｂのいずれかの端部とは結合しないように構成することができる。同様に、第１の区分２０２ａの患者端部は、第２の区分２０２ｂの患者端部とは結合しないように構成することができる。同様に、第２の区分２０２ｂの患者端部は、第１の区分２０２ａのいずれかの端部とは結合しないように構成することができる。したがって、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、一方向のみで結合して単一のガス送給用管路を形成するように構成することができる。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、様々な構成形態で結合されるように構成することができる。例えば、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、所定の患者端部および／または所定のチャンバ端部を含まないように構成することができる。別の例として、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、第１の区分２０２ａの患者端部および／またはチャンバ端部が第２の区分２０２ｂのチャンバ端部または患者端部に結合することができるように構成することができる。同様に、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、第２の区分２０２ａのチャンバ端部および／または患者端部が第２の区分２０２ｂの患者端部またはチャンバ端部に結合することができるように構成することができる。
【００７３】
呼吸用加湿システム１００は中間コネクタ２１４を含み、中間コネクタ２１４は、吸気肢２０２の第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂとの要素を電気的に結合するように構成することができる。中間コネクタ２１４は、第１の区分２０２ａの加熱器ワイヤ２０６ａを第２の区分２０２ｂの加熱器ワイヤ２０６ｂに電気的に結合して、制御装置１２２を用いた加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂの制御を可能にするように構成することができる。中間コネクタ２１４は、第２の区分２０２ｂの第２のセンサ２０４ｂを第１の区分の第１のセンサ２０４ａに電気的に結合して、制御装置１２２がセンサのそれぞれの出力を取得することができるように構成することができる。中間コネクタ２１４は、加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂの選択的制御、および／またはセンサ２０４ａ、２０４ｂの選択的読み取りを可能にする電気構成要素を含むことができる。例えば、中間コネクタ２１４は、第１のモードでは第１の加熱器ワイヤ２０６ａを通して電力を送り、第２のモードでは第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂを通して電力を送る電気構成要素を含むことができる。中間コネクタ２１４に含まれる電気構成要素としては、例えば、限定はしないが、抵抗、ダイオード、トランジスタ、リレー、整流器、スイッチ、コンデンサ、インダクタ、集積回路、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ＲＦＩＤチップ、ワイヤレス通信センサなどを挙げることができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４は、外部要素から実質的に遮蔽される（例えば、吸気肢２０２の外部の環境からの水、微粒子、汚染物質などの１％未満しか中間コネクタ２１４に接触しない）ように、吸気肢２０２の内部に構成することができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４にある電気構成要素の幾つかは、湿気への露出により生じ得る損壊を減少または防止するために、吸気肢２０２内部の加湿ガスから物理的に隔離されるように構成することができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４は、コストを減少させるためおよび／または信頼性を高めるために、比較的安価な受動電気構成要素を含むことができる。
【００７４】
吸気肢２０２は、吸気肢のそれぞれの区分２０２ａ、２０２ｂ内にセンサ２０４ａ、２０４ｂを含むことができる。第１のセンサ２０４ａは、保育器２０８の近くで、第１の区分２０２ａの端部付近に位置決めすることができ、それにより、第１のセンサ２０４ａから導出されるパラメータは、第２の区分２０２ｂに入る加湿ガスのパラメータに対応する。第２のセンサ２０４ｂは、第２の区分２０２ｂの端部付近に位置決めすることができ、それにより、第２のセンサ２０４ｂから導出されるパラメータは、患者または使用者に送給される加湿ガスのパラメータに対応する。センサ２０４ａ、２０４ｂの出力は、吸気肢の区分２０２ａ、２０２ｂの加熱要素２０６ａ、２０６ｂに送られる電力を制御する際に使用するためのフィードバックとして制御装置１２２に送信することができる。幾つかの実施形態では、センサ２０４ａ、２０４ｂの一方または両方は、温度センサ、湿度センサ、酸素センサ、流量センサなどでよい。温度センサは、例えば、限定はしないが、サーミスタ、熱電対、デジタル温度センサ、トランジスタなどを含めた任意の適切なタイプの温度センサでよい。センサによって提供される、またはセンサから導出されるパラメータは、例えば、限定はしないが、温度、湿度、酸素含有量、流量、またはこれらの任意の組合せなどを含むことができる。
【００７５】
制御装置１２２は、加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂの制御、センサ２０４ａおよび２０４ｂからのフィードバックの受信、加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂへの電力を制御するための論理の提供、センサ２０４ａおよび２０４ｂからの読み取り値に応じた加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂの制御の調節、吸気肢２０２の第２の区分２０２ｂの存在の検出（例えば、第２の区分２０２ｂは、専用抵抗または識別目的で特にもしくは主に使用される他の要素など、第２の区分２０２ｂと関連付けられた識別要素を有することができるか、あるいは、第２の区分の固有の特性を使用することができる（既定の範囲内の抵抗を有するサーミスタなど））、センサ２０４ａおよび２０４ｂからの読み取り値からのパラメータの導出などを行うように構成することができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、加熱器ワイヤに電力を送るように構成された電源を含む。電源は、交流電源でも直流電源でもよい。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、加熱器プレートセンサ１３０からの入力を受信することができる。加熱器プレートセンサ１３０は、加熱器プレート１２０の温度および／または電力使用量に関する情報を制御装置１２２に提供することができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、流量センサ１３２からの入力を受信することができる。任意の適切な流量センサ１３２を使用することができ、流量センサ１３２は、周囲空気と加湿チャンバ１１４との間、または加圧ガス源１０２と加湿チャンバ１１４との間に位置決めすることができる。図示されるシステムでは、流量センサ１３２は、加湿チャンバ１１４の入口ポート１２４に位置決めされる。
【００７６】
第２の区分の存在の検出は、装置の制御を変更するために使用することができる。例えば、保育器内の乳児に加湿ガスを提供するように適合された制御アルゴリズムを使用することができる。したがって、適用可能な温度プロファイル、値および／または範囲を使用することができ、送給されるガスの流量および／または圧力を調節することができる。
【００７７】
呼吸回路ハードウェア構成
図３は、呼吸回路２００用のハードウェア構成８００の例示的な図を示し、吸気肢の第１の区分２０２ａおよび吸気肢の第２の区分２０２ｂを有し、呼気肢（図示せず）を含むかまたは呼気ガスを大気に放出することができる。ハードウェア構成８００は、加熱器ワイヤＨＷ１の配線およびセンサ２０４用の配線を結合するように構成された加湿器１０８を含むことができる。幾つかの実施形態では、センサカートリッジ８０２は、加熱器ワイヤＨＷ１の配線およびセンサ２０４用の配線を結合するように構成することができる。加熱器ワイヤＨＷ１は、２つのモードで制御することができる。第１のモードでは、第１の加熱器ワイヤ２０６ａは電力を受信するが、第２の加熱器ワイヤ２０６ｂは電力を受信しない。第２のモードでは、第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂが電力を受信する。
【００７８】
ハードウェア構成８００は、パワーダイオードＤ１を含む中間印刷回路板（ＰＣＢ）２１４を含むことができる。中間ＰＣＢ２１４は、ヒートパッドを含み、ダイオードＤ１によって発生される熱を放散させ、センサ２０４に対する影響を減少させることができる。ハードウェア構成８００は、２つの加熱器ワイヤおよび１つのセンサ２０４を有する患者端部ＰＣＢ８０４を含むことができ、加熱器ワイヤ２０６ｂは電気的に直接結合される。第１の動作モードでは、加熱器ワイヤ２０６ａおよびダイオードＤ１を通って電流が流れ、一方、加熱器ワイヤ２０６ｂを通っては実質的に電流が流れないように（例えば、加熱器ワイヤ２０６ａを通る電流の１％未満しか加熱器ワイヤ２０６ｂを通って流れない）ＨＷ１に電力を提供することができる。第２の動作モードでは、加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂを通って電流が流れるようにＨＷ１に電力を提供することができる。第１および第２の動作モードは、加熱器ワイヤＨＷ１を通る電流の方向によって少なくとも一部制御することができる。
【００７９】
幾つかの実施形態では、センサカートリッジ８０２は、加湿システム１００の内部またはシステムの外部に位置させることができる。
【００８０】
図４は、呼吸システム１の吸気肢６用のハードウェア構成９００の例示的な図を示し、呼気肢（図示せず）を含むかまたは呼気ガスを大気に放出することができる。ハードウェア構成９００は、加熱器ワイヤＨＷ１の配線およびセンサ２０４用の配線を結合するように構成された加湿器４を含むことができる。幾つかの実施形態では、センサカートリッジ８０２は、加熱器ワイヤＨＷ１の配線およびセンサ２０４用の配線を結合するように構成することができる。
【００８１】
ハードウェア構成９００は、２つの加熱器ワイヤおよびセンサ２０４を有する患者端部ＰＣＢ  ８０４を含むことができ、加熱器ワイヤ２０６は、電気的に直接結合される。電流が加熱器ワイヤ２０６を通って流れ、熱を生成するように、電力は、ＨＷ１に提供することができる。
【００８２】
呼気肢が加熱される実施形態および／または１つもしくは複数の追加のセンサが提供される実施形態を含む他の構成は、創作性を発揮することなくＰＣＴ／ＮＺ２０１３／００２０８号明細書から導出することができるが、本明細書で開示する新規のセンサ読み取り制御を実施する。
【００８３】
図１〜４に示されるシステムの実施形態は、加熱器プレートおよび加熱器ワイヤのオンまたはオフへの切り換えを提供する正弦波パルス幅変調（ＳＰＷＭ）ドライバを含むことができ、加湿チャンバの含有物を加熱するための加熱器プレートおよび加熱器ワイヤは、例えば、吸気管路の加熱器ワイヤＨＷ１である。ドライバは、例えば、２つの１００ビットパターン（１つは加熱器プレート用であり、もう１つは加熱器ワイヤ用である）を供給することができる。ビットパターンにおける各ビットは、それぞれの加熱器のオンまたはオフへの切り換えをＳＰＷＭドライバに行わせることができる。切り換えは、ゼロ電力から最大電力レベルへの突然の遷移によって引き起こされるだろう電源に対するストレスを低減するために、主電源の電圧の各立ち下がりゼロ交差で行うことができる。立ち下がりエッジまたは立ち上がりエッジの選択は、やや恣意的なものであり、重要なのは、１つの全ＡＣサイクルごとに１度、ゼロ交差で切り換えが起こることである。したがって、加熱器は、５０Ｈｚ主電源および６０Ｈｚ主電源のそれぞれに対して１秒間に５０回（２０ｍｓごとに）または１秒間に６０回（１６．６７ｍｓごとに）オンまたはオフに切り換えることができる。センサ（例えば、患者端部サーミスタ）測定サイクルは主電源サイクルと整合させることができるため、これは有用であり、主電源および加熱器ワイヤサイクルは既に整合されている。
【００８４】
図５は、主電源ＡＣサイクルと図３および４で描写する加熱器ワイヤの加熱器ワイヤサイクルとの間の関係を示すチャートである。
【００８５】
図６は、主電源の電圧波形に対するセンサの測定値を描写するチャートである。立ち下がりゼロ交差が主電源サイクルで起こる際は、感知ワイヤの極性を正に切り換えることを含めて、センサ読み取りに備えるために、様々なセットアップステップを講じることができる。立ち上がりゼロが主電源サイクルで起こる際は、測定を行い、感知ワイヤの極性を逆にする。立ち下がりゼロ交差および周波数は、立ち上がりゼロ交差を予測して、主電源の電圧を分析することによって検出することができる。
【００８６】
結論
センサ読み取り制御および関連の構成要素を備える呼吸用加湿システムならびに方法の幾つかの例を、図を参照しながら説明してきた。これらの図は、様々なシステムおよびモジュール、ならびにそれらの間の接続を示す。様々なモジュールおよびシステムは、様々な構成で組み合わせることができ、様々なモジュールおよびシステム間の接続は、物理的または論理的リンクを表すことができる。これらの図における表現は、センサ読み取り制御の提供に関連する原理を明瞭に示すように提示されている。モジュールまたはシステムの分割に関する詳細は、個々の物理的実施形態を定めることを試みたものではなく、説明を容易にするために提供されている。例および図は、本明細書で述べる発明の範囲を例示することを意図されており、限定することは意図されていない。例えば、本明細書における原理は、呼吸用加湿器、ならびに手術用加湿器を含めた他のタイプの加湿システムに適用することができる。本明細書における原理は、呼吸用途で適用することができ、また、異なる周囲温度にさらされる複数の区分に沿ってガスの温度が制御される他のシナリオにも適用することができる。
【００８７】
本明細書で使用する際、用語「処理装置」は、広範に、命令を実行するための任意の適切なデバイス、論理ブロック、モジュール、回路、または素子の組合せを表す。例えば、本明細書の制御装置は、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、ＭＩＰＳ（登録商標）プロセッサ、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）プロセッサ、ＡＭＤ（登録商標）プロセッサ、ＡＲＭ（登録商標）プロセッサ、またはＡＬＰＨＡ（登録商標）プロセッサなど、任意の従来の汎用シングルチップまたはマルチチップマイクロプロセッサを含むことができる。さらに、制御装置は、デジタル信号処理装置やマイクロコントローラなど、任意の従来の専用マイクロプロセッサを含むことができる。本明細書で開示する実施形態に関連して述べる様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、本明細書で述べる機能を実施するように設計された、汎用処理装置、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはそれらの任意の組合せを用いて実装または実施することができ、あるいはメインプロセッサ内の純粋なソフトウェアでもよい。例えば、論理モジュール５０４は、追加のおよび／または特殊なハードウェア要素を利用しないソフトウェア実装機能ブロックでよい。制御装置は、計算デバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、マイクロコントローラとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装することができる。
【００８８】
データ記憶装置は、処理装置がデータを記憶および検索できるようにする電子回路を表すことができる。データ記憶装置は、外部デバイスまたはシステム、例えばディスクドライブまたはソリッドステートドライブを表すことができる。データ記憶装置はまた、高速半導体記憶装置（チップ）、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または様々な形態の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を表すこともでき、これらは、通信バスまたは制御装置に直接接続される。他のタイプのデータ記憶装置は、バブルメモリおよびコアメモリを含む。データ記憶装置は、非一時的な媒体にデータを記憶するように構成された物理的ハードウェアでよい。
【００８９】
本明細書では特定の実施形態および実施例を開示するが、本発明の主題は、特に開示した実施形態を超えて、他の代替実施形態および／または用途、ならびにそれらの修正形態および均等形態にまで及ぶ。したがって、本明細書に添付する特許請求の範囲または実施形態の範囲は、本明細書で述べる特定の実施形態のいずれによっても限定されない。例えば、本明細書で開示する任意の方法またはプロセスにおいて、方法またはプロセスの作用または操作は、任意の適切な順序で行うことができ、任意の特定の開示される順序に必ずしも限定されない。特定の実施形態を理解する助けとなり得るように、様々な操作を、複数の個別の操作として順に記述することがある。しかし、説明の順序は、これらの操作が順序を定められていることを示唆するものと解釈すべきではない。さらに、本明細書で述べる構造は、一体化された構成要素として、または個別の構成要素として具現化することができる。様々な実施形態を比較するために、これらの実施形態の特定の態様および利点を述べる。任意の特定の実施形態によって、そのような態様または利点が必ずしも全て実現されるわけではない。したがって、例えば、本明細書で教示される１つの利点または利点の組合せを実現または最適化し、本明細書でやはり教示または示唆されていることがある他の態様または利点を必ずしも実現はしないように、様々な実施形態を実施することができる。
【００９０】
本明細書で使用する仮言的な表現、例えばとりわけ「できる」、「ことがある」、「例えば」などは、特に明記しない限り、または使用される文脈で矛盾しない限り、一般に、特定の特徴、要素、および／または状態を特定の実施形態が含み、他の実施形態は含まないことを表すものと意図される。したがって、そのような仮言的な表現は、一般に、特徴、要素、および／または状態が１つまたは複数の実施形態に必須であることを示唆するものとは意図されない。本明細書で使用する際、用語「備える」、「含む」、「有する」、またはそれらの任意の他の活用形は、非排他的な包含を網羅するものと意図される。例えば、要素の列挙を含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されず、明示的には列挙されていない他の要素、またはそのようなプロセス、方法、物品、もしくは装置に固有の他の要素を含むこともある。また、用語「または」は、（その排他的な意味ではなく）その包含的な意味で使用され、したがって、例えば要素の列挙をつなぐために使用されるとき、用語「または」は、その列挙内の要素の１つ、幾つか、または全てを意味する。語句「Ｘ、Ｙ、およびＺの少なくとも１つ」などの選言的な表現は、特に明記しない限り、または使用される文脈で矛盾しない限り、一般に、要素や用語などがＸ、Ｙ、またはＺでよいことを表す。したがって、そのような選言的な表現は、特定の実施形態において、Ｘの少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ、およびＺの少なくとも１つがそれぞれ存在する必要があることを示唆するものとは意図されていない。本明細書で使用する際、語「約」または「ほぼ」は、ある値が、指定される値の±１０％以内、±５％以内、または±１％以内であることを意味することができる。
【００９１】
本明細書で述べる方法およびプロセスは、１つまたは複数の汎用および／または専用コンピュータによって実行されるソフトウェアコードモジュール内で具現化され、そのようなソフトウェアコードモジュールによって一部または完全に自動化されることがある。語「モジュール」は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで具現化された論理を表し、または、例えば、ＣまたはＣ＋＋などのプログラミング言語で書かれた、エントリポイントとエグジットポイントを有することもあるソフトウェア命令の集合を表す。ソフトウェアモジュールは、動的にリンクされたライブラリにインストールされた実行可能なプログラムにコンパイルしてリンクさせることができ、または、例えば、ＢＡＳＩＣ、Ｐｅｒｌ、もしくはＰｙｔｈｏｎなどの解釈プログラミング言語で書くことができる。ソフトウェアモジュールは、他のモジュールまたはそれら自体から呼出し可能であることがあり、および／または検出されたイベントまたは中断に応答して呼び出されることもあることを理解されたい。ソフトウェア命令は、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）などのファームウェアに埋め込まれることがある。ハードウェアモジュールは、ゲートおよびフリップフロップなど接続された論理ユニットを含むことがあり、および／または、プログラマブルユニット、例えばプログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、および／または処理装置を含むことがある。本明細書で述べるモジュールは、ソフトウェアモジュールとして実装することができるが、ハードウェアおよび／またはファームウェアで表すこともできる。さらに、幾つかの実施形態では、モジュールを個別にコンパイルすることができるが、他の実施形態では、モジュールは、個別にコンパイルされたプログラムの命令のサブセットを表すこともあり、他の論理プログラムユニットに利用可能なインターフェースを有さないこともある。
【００９２】
特定の実施形態では、コードモジュールは、任意のタイプのコンピュータ可読媒体または他のコンピュータ記憶デバイスに実装および／または記憶することができる。幾つかのシステムでは、システムに入力されるデータ（および／またはメタデータ）、システムによって生成されるデータ、および／またはシステムによって使用されるデータを、リレーショナルデータベースおよび／またはフラットファイルシステムなど任意のタイプのコンピュータデータリポジトリに記憶することができる。本明細書で述べるシステム、方法、およびプロセスの任意のものが、使用者、オペレータ、他のシステム、コンポーネント、プログラムなどとの対話を可能にするように構成されたインターフェースを含むことがある。
【００９３】
本明細書で述べる実施形態に多くの変更および修正を施すことができ、それらの要素は、他の許容できる実施例に含まれるものと理解すべきであることを強調しておく。そのような修正形態および変形形態は全て、本開示の範囲内に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されるものと意図される。さらに、上記の開示はどれも、任意の特定の構成要素、特徴、またはプロセスステップが必須または本質的であることを示唆するものとは意図されていない。
【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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【国際調査報告】
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