(57)【要約】      （修正有）【課題】呼吸加湿、およびガス注入システムを含む手術用加湿システムに加湿ガスを供給する、および／またはそれらから加湿ガスを取り除く医療回路の構成要素を提供する。【解決手段】患者から加湿ガスを除去するように構成され且つリム２１０に沿って調整された温度プロファイルを提供することによって改善された乾燥性能を提供するように構成された呼気リムが提供される。患者へ加湿ガスを提供するためのおよび／または患者から加湿ガスを除去するためのリムも提供され、リムは一定の体積流量において改善されたガス滞留時間を有する。改善された滞留時間は、複数ルーメンを含むリムを提供することによって達成可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療回路での使用に適したリムであって、
第１温度および第１相対湿度のガスを受けるように構成された第１開口と、
前記ガスが前記リムを出ることを許容するように構成された第２開口であって、前記ガスが第２温度および第２相対湿度を有する第２開口と、
複数の導管であってそれぞれが前記第１開口に近い第１端部と、前記第２開口に近い第２端部と、前記端部および前記第２端部の間に延在しかつルーメンを内部に画定する壁とを含み、前記ルーメンを通って、使用中、ガスが前記第１端部から前記第２端部に向かう方向に流れ、前記壁の少なくとも一部が、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む複数の導管と
を含むリム。
【請求項２】
前記通気性材料が発泡材である、請求項１に記載のリム。
【請求項３】
前記発泡材の空隙率が４０％より高く、前記リムの空気圧コンプライアンスが１０ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満である、請求項２に記載のリム。
【請求項４】
前記発泡材の前記空隙率が約４５％である、請求項３に記載のリム。
【請求項５】
前記リムの前記空気圧コンプライアンスが３ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満である、請求項３または４に記載のリム。
【請求項６】
前記通気性材料が実質的に均一の厚さを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリム。
【請求項７】
３つの導管を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のリム。
【請求項８】
前記複数の導管が波形である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のリム。
【請求項９】
前記複数の導管が前記第１開口と前記第２開口の間で撚り合せられるまたは編組みされる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のリム。
【請求項１０】
前記複数の導管を一緒に保持するように構成された１つまたは複数の固定機構をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載のリム。
【請求項１１】
各固定機構が複数の出張り部を含み、前記導管のそれぞれが前記出張り部の１つを通過する、請求項１０に記載のリム。
【請求項１２】
各固定機構が複数のリングを含む三つ葉型器具であり、前記導管のそれぞれが前記リングの１つを通過する、請求項１０または１１に記載のリム。
【請求項１３】
前記第１開口または前記第２開口を画定するアパーチャを含む単一部分と、
複数の通路を含む多部構成部分であって、それぞれが前記複数の導管の１つと接続するように構成された多部構成部分と、
前記複数の通路の間で前記多部構成部分に取り付けられるかそれに形成された基部を含む内側オジーブであって、前記単一部分の方向に延在し、ガスの流れを前記多部構成部分から前記単一部分へ、または前記単一部分から前記多部構成部分へ方向付けるように構成された内側オジーブと
を含むコネクタをさらに含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のリム。
【請求項１４】
前記リムを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のリム。
【請求項１５】
前記導管の少なくとも１つの前記壁が、前記ルーメンを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤの第１加熱ワイヤを取り囲む、または埋め込む、請求項１４に記載のリム。
【請求項１６】
前記導管の少なくとも１つの前記ルーメンが、前記ルーメンを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤの第１加熱ワイヤを取り囲む、請求項１４に記載のリム。
【請求項１７】
前記リムが呼気リムであり、前記第１開口が患者インターフェースからガスを受けるように構成される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のリム。
【請求項１８】
医療回路のリムでの使用に適した装置であって、
患者インターフェースまたは加湿装置に接続するように構成されたアパーチャを含む単一部分と、
複数の通路を含む多部構成部分であって、それぞれが前記複数の導管の１つと接続するように構成された多部構成部分と、
前記複数の通路の間で前記多部構成部分に取り付けられるかそれに形成された基部を含む内側オジーブであって、前記単一部分の方向に延在し、ガスの流れを前記多部構成部分から前記単一部分へ、または前記単一部分から前記多部構成部分へ方向付けるように構成された内側オジーブと
を含む装置。
【請求項１９】
前記多部構成部分が３つの通路を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
医療回路での使用に適したリムであって、
第１温度および第１相対湿度のガスを受けるように構成された第１開口と、
前記ガスが前記リムを出ることを許容するように構成された第２開口であって、前記ガスが第２温度および第２相対湿度を有する第２開口と、
前記リム内の前記第１開口および前記第２開口の間のガス流の滞留時間を延ばすための手段と
を含むリム。
【請求項２１】
前記滞留時間延長手段が前記第１開口および前記第２開口の間の複数の導管を含み、前記導管のそれぞれが、前記第１開口および前記第２開口の間に延在しかつルーメンを内部に画定する壁を含み、前記ルーメンを通って、使用中、ガスが前記第１開口から前記第２開口に向かう方向に流れる、請求項２０に記載のリム。
【請求項２２】
３つの導管を含む、請求項２１に記載のリム。
【請求項２３】
前記複数の導管が波形である、請求項２１または２２に記載のリム。
【請求項２４】
前記複数の導管が前記第１開口と前記第２開口の間で撚り合せられるまたは編組みされる、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載のリム。
【請求項２５】
前記複数の導管を一緒に保持するように構成された１つまたは複数の固定機構をさらに含む、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載のリム。
【請求項２６】
各固定機構が複数の出張り部を含み、前記導管のそれぞれが前記出張り部の１つを通過する、請求項２５に記載のリム。
【請求項２７】
各固定機構が複数のリングを含む三つ葉型器具であり、前記導管のそれぞれが前記リングの１つを通過する、請求項２５または２６に記載のリム。
【請求項２８】
前記第１開口または前記第２開口を画定するアパーチャを含む単一部分と、
複数の通路を含む多部構成部分であって、それぞれが前記複数の導管の１つと接続するように構成された多部構成部分と、
前記複数の通路の間で前記多部構成部分に取り付けられるかそれに形成された基部を含む内側オジーブであって、前記単一部分の方向に延在し、ガスの流れを前記多部構成部分から前記単一部分へ、または前記単一部分から前記多部構成部分へ方向付けるように構成された内側オジーブと
を含むコネクタをさらに含む、請求項２１〜２７のいずれか一項に記載のリム。
【請求項２９】
前記壁の少なくとも一部が、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性発泡材料を含む、請求項２１〜２８のいずれか一項に記載のリム。
【請求項３０】
前記通気性発泡材料の空隙率が４０％より高く、前記リムの空気圧コンプライアンスが１０ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満である、請求項２９に記載のリム。
【請求項３１】
前記発泡材の前記空隙率が約４５％である、請求項３０に記載のリム。
【請求項３２】
前記リムの前記空気圧コンプライアンスが３ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満である、請求項３０または３１に記載のリム。
【請求項３３】
前記通気性発泡材料が実質的に均一の厚さを有する、請求項２９〜３２のいずれか一項に記載のリム。
【請求項３４】
前記リムを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤをさらに含む、請求項２０〜３３のいずれか一項に記載のリム。
【請求項３５】
前記導管の少なくとも１つの前記壁が、前記ルーメンを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤの第１加熱ワイヤを取り囲む、または埋め込む、請求項３４に記載のリム。
【請求項３６】
前記導管の少なくとも１つの前記ルーメンが、前記ルーメンを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤの第１加熱ワイヤを取り囲む、請求項３４に記載のリム。
【請求項３７】
前記リムが呼気リムであり、前記第１開口が患者インターフェースからガスを受けるように構成される、請求項２０〜３６のいずれか一項に記載のリム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
参照による組込み
本出願は、２０１３年３月１５日に出願された「ＤＲＹＩＮＧ  ＥＸＰＩＲＡＴＯＲＹ  ＬＩＭＢ  ＷＩＴＨ  ＴＡＩＬＯＲＥＤ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＰＲＯＦＩＬＥ，」と題する米国仮特許出願第６１／７９０，４２４号明細書、２０１３年３月１５日に出願された「ＤＲＹＩＮＧ  ＥＸＰＩＲＡＴＯＲＹ  ＬＩＭＢ  ＷＩＴＨ  ＴＡＩＬＯＲＥＤ  ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ  ＰＲＯＦＩＬＥ  ＡＮＤ  ＭＵＬＴＩ−ＬＵＭＥＮ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ，」と題する米国仮特許出願第６１／７８９，７５４号明細書、および２０１４年１月８日に出願された「ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＣＩＲＣＵＩＴＳ，」と題する米国仮特許出願第６１／９２５，０９９号明細書の利益を主張し、前記仮特許のそれぞれは参照することにより全体的に本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
分野
本開示は、概して医療回路の構成要素に関し、詳細には、閉塞性睡眠時無呼吸などの患者、新生児、呼吸加湿、およびガス注入システムを含む手術用加湿システムに加湿ガスを供給する、および／またはそれらから加湿ガスを取り除く医療回路の構成要素に関する。
【０００３】
医療回路において、様々な構成要素が、自然にまたは人工的に加湿されたガスを患者へおよび患者から搬送する。例えば、ＣＰＡＰ（持続式陽圧呼吸療法：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ａｉｒｗａｙ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）などの一部の呼吸回路または補助式呼吸回路において、患者によって吸い込まれるガスは加熱器加湿ユニットから吸気リム（ｌｉｍｂ）を通って、マスクなどの患者インターフェースに送出される。別の例として、手術用加湿リムがガス注入回路において加湿ガス（一般にＣＯ２）を腹腔へ送出可能である。これは、患者の内臓の「乾燥」を防止する一助となり得、また、手術からの回復に必要な時間量を低減することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの医療用途において、ガスは好ましくは、飽和レベルに近い湿度を有しおよび体温（一般に３３℃〜３７度の温度）に近い条件で搬送される。高湿ガスが冷却するとき、凝結または「レインアウト（ｒａｉｎ−ｏｕｔ）」が構成要素の内側表面に形成される場合がある。医療回路内の改善された加湿および凝結の管理を可能にする構成要素に対する必要性が依然としてある。従って、本明細書に開示される特定構成要素および方法の目的は、従来技術システムの問題の１つまたは複数を改善すること、または少なくとも一般社会に有用な選択肢を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の各態様は、医療回路で使用するためのリムに関する。リムは広義語でありその通常のかつ慣習的な意味合いを当業者に与え（すなわち、特別および特定的な意味合いに制限されない）、および限定することなく、チューブ、導管およびガスを搬送するための装置構成要素を含む。本明細書に開示されるリムは、ガス流の滞留時間（すなわち、ガス体積がリム内に存在する時間の平均長さ）を延ばすことから恩恵を受け得る様々な用途で利用可能である。
【０００６】
本開示の特定実施形態は、患者から離れる方に延びる呼気リムに関し、この呼気リムでは、患者インターフェースから流れ出るガスストリームの絶対湿度および露点が、凝結を排除するために調整且つ制御された方法で低減される。この使用法は、呼吸の加湿および新生児への適用を限定せずに含むいくつかの医療環境に好適である。患者から加湿空気を移送する用途で使用されるとき、本明細書に記載される特定のリムは、Ｅｖａｑｕａ  ２（商標）導管（Ｆｉｓｈｅｒ  ＆  Ｐａｙｋｅｌ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｌｔｄ．，  Ａｕｃｋｌａｎｄ，  Ｎｅｗ  Ｚｅａｌａｎｄ）などの商業製品に勝る低減された露点を実現可能である。
【０００７】
本開示のさらなる実施形態は、患者に流れるガスストリームを加湿することに関する。特に、少なくとも１つの実施形態は、加湿ユニットでの使用に好適なリムに関する。この使用法は、閉塞性睡眠時無呼吸（ＣＰＡＰなど）および手術用加湿用途を限定せずに含むいくつかの医療環境に好適である。患者へ加湿空気を移送する用途で使用されるとき、本明細書に記載される特定のリムは、これまでの商業製品に勝る上昇した露点を実現可能である。
【０００８】
本明細書に記載されるシステム、方法および装置は革新的な態様を有し、それらの１つが不可欠であることはなく、また、それらの望ましい属性に単独で責を負うこともない。請求項の範囲を制限することなく、有利な特徴のいくつかをここで要約する。
【０００９】
概して、呼気リムは、ガスがベンチレータに達する前に呼気リムを通過するとき、ガスを乾燥するように構成される。呼気リムはガスをベンチレータ内の凝結を低減または排除するのに十分に乾燥するように構成可能である。乾燥は、一定の体積流量において、リムの表面領域および／または呼気リム内のガスの滞留時間によって少なくとも部分的に制限することができる。特定の実施形態は、乾燥を高めるため、リムに沿ったレインアウトを低減または防止するため、および／またはベンチレータ内の凝結を低減または防止するために呼気リムに沿ってガスの調整された温度プロファイルを提供する乾燥呼気リムを提供することが有利であり得るという認識を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、乾燥呼気リム内のガスの改良または最適化された乾燥は、ガスが乾燥呼気リムに沿って流れるとき、ガス温度とその露点温度の差をほぼ一定に維持するようにガスの温度を制御することによって達成される。いくつかの実施形態では、この温度差は約２℃未満、約１．５℃未満、または約０．９℃〜約１℃の間である。いくつかの実施形態では、乾燥呼気リム内のガスの改良または最適化された乾燥は、ガスの相対湿度を約９０％〜約９９％、約９５％〜約９９％または約９５％〜約９７％の間に維持することによって達成される。いくつかの実施形態では、これは、呼気リムの長さに沿って露点温度と絶対湿度を略直線状に維持することによって達成され得る。いくつかの実施形態では、リムの始点から乾燥呼気リムの最初の約３００ｍｍまたは４００ｍｍまでのガスの温度低下は、０．０１℃／ｍｍ未満または０℃／ｍｍ〜約０．００９℃／ｍｍの間であり、呼気リムの長さにわたる合計温度低下は、約１０℃未満、または約３℃〜約１０℃の間である。従って乾燥呼気リムおよび本明細書に開示される温度制御機構は、ガスの乾燥を向上または最適化し、リム内のレインアウトを低減または排除し、および／またはベンチレータ内の凝結を低減または排除するようにガスの温度プロファイルを調整するように構成可能である。いくつかの実施形態では、ガスの最適な乾燥を提供する乾燥呼気リムが開示され、最適な乾燥は乾燥の際、調整された温度制御プロセスによってリム内およびベンチレータ内で凝結が生じない。
【００１１】
いくつかの実施形態は、呼気リムの長さによって分離された第１端部および第２端部を有する壁を含むことができる呼吸回路で使用するための乾燥呼気リムを提供する。壁は内部に空間を画定し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。乾燥呼気リムは壁の第１端部に第１開口を含み、第１開口は第１温度および第１相対湿度のガスを受け入れるように構成される。乾燥呼気リムは壁の第２端部に第２開口を含み、第２開口はガスが乾燥呼気リムを出ることを許容し、ガスは乾燥呼気リムを出るとき第２温度および第２相対湿度を有する。乾燥呼気リムは、乾燥呼気リムに沿ったガスの温度とガスの露点温度との間の差がほぼ一定であるように構成される。
【００１２】
実施形態のいくつかの態様では、乾燥呼気リムはさらに、壁の外側表面に取り付けられた断熱材料を含む。断熱材料は、呼気リムの長さに沿ってガスの乾燥を高めるためにガスの温度低下を制御するように構成可能である。いくつかの実施形態では、断熱材料の量は呼気リムの長さに沿って実質的に一定である。断熱材料の量は呼気リムの長さに沿って変わることができる。
【００１３】
いくつかの態様では、乾燥呼気リムは、乾燥呼気リム内のガスに熱を提供するために電力を選択的に受け取るように構成された加熱ワイヤを含むことができる。いくつかの態様では、加熱ワイヤは、呼気リムの長さに沿ってガスの乾燥を高めるためにガスの温度低下を制御するように構成される。さらなる態様では、乾燥呼気リムは、ガスの温度を目標量だけ露点温度を超えるように制御するように構成された２つ以上の加熱器を含む。別の態様では、加熱ワイヤは、呼気リムの長さに沿って可変ピッチ間隔を有し、いくつかの実行では、ピッチ間隔は第１端部からの距離とともに増大する。いくつかの実行では、加熱ワイヤは少なくとも２つのセクションを含み、２つのセクションは制御回路を用いて独立して制御されるように構成される。
【００１４】
いくつかの態様では、乾燥呼気リムの流量は、通気性を改善するように構成される。例えば、乾燥呼気リムの断面は通気性を改善するために増大可能である。
【００１５】
いくつかの態様では、滞留時間は通気性を改善するように延長される。いくつかの態様では、ガスの絶対湿度のプロファイルはガスの露点温度のプロファイルと実質的に平行である。いくつかの態様では、乾燥呼気リムは、リムの第１端部でおよびリムの第２端部でレインアウトを実質的に排除するように構成される。いくつかの態様では、乾燥呼気リムは、リムの第２端部に配置されたベンチレータのレインアウトを実質的に排除するように構成される。
【００１６】
いくつかの実施形態は、呼吸回路で使用するために乾燥呼気リムを提供する。乾燥呼気リムは、呼気リムの長さによって分離された第１端部および第２端部を有する壁を含み、壁は内部に空間を画定し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。乾燥呼気リムは壁の第１端部に第１開口を含み、第１開口は第１温度および第１相対湿度のガスを受け入れるように構成される。乾燥呼気リムは壁の第２端部に第２開口を含み、第２開口はガスが乾燥呼気リムを出ることを許容し、ガスは乾燥呼気リムを出るとき第２温度および第２相対湿度を有する。乾燥呼気リムは、第１相対湿度および第２相対湿度がほぼ等しく、乾燥呼気リムに沿ったあらゆる地点でのガスの相対湿度が第１相対湿度とほぼ等しいように構成される。
【００１７】
いくつかの態様では、ガスの相対湿度は少なくとも約９５％、または少なくとも約９９％である。いくつかの態様では、呼気リムの長さに沿った温度の低減は、相対湿度を目標湿度値に維持する乾燥率に従い制御され、ここで目標湿度値は、約９０％〜約９９％の間、約９５％〜約９９％の間、または約９５％〜約９７％の間である。
【００１８】
いくつかの実施形態は、呼吸回路の乾燥呼気リムを提供し、乾燥呼気リムは呼気リムの長さによって分離された第１端部および第２端部を有する壁を含み、壁は内部に空間を画定し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。乾燥呼気リムは壁の第１端部に第１開口を含み、第１開口は第１温度および第１相対湿度のガスを受け入れるように構成される。乾燥呼気リムは壁の第２端部に第２開口を含み、第２開口はガスが乾燥呼気リムを出ることを許容し、ガスは乾燥呼気リムを出るとき第２温度および第２相対湿度を有する。乾燥呼気リムは、ガスの温度が乾燥呼気リムの長さに沿ってガスの露点温度より上に維持される構成可能である。いくつかの態様では、乾燥呼気リムは、乾燥呼気リムの長さに沿ったガスの温度とガスの露点温度との差がほぼ一定であるように構成される。
【００１９】
いくつかの態様では、乾燥呼気リムはまた、壁の外側表面に断熱材料を含む。さらなる態様では、断熱材料は、ガスの温度を露点温度より約０．９℃〜１℃高くなるように制御するべく構成される。別の態様では断熱材料の量は呼気リムの長さに沿って実質的に一定である。別の態様では、断熱材料の量は呼気リムの長さに沿って変わる。
【００２０】
いくつかの態様では、第１端部から、第１端部から約３００ｍｍの距離までの温度低減率は、約０．０１℃／ｍｍ以下である。
【００２１】
いくつかの態様では、乾燥呼気リムはさらに、乾燥呼気リム内のガスに熱を提供するために電力を選択的に受け取るように構成された加熱ワイヤを含む。さらなる態様では、加熱ワイヤは、ガスの温度を、露点温度より約０．９℃〜１℃高くなるように制御するべく構成される。別の態様では、乾燥呼気リムはさらに、ガスの温度低減率を制御するように構成された第２加熱器を含む。別の態様では、加熱器ワイヤは、呼気リムの長さに沿って可変ピッチ間隔を有する。さらなる態様では、ピッチ間隔は第１端部からの距離とともに増大する。別の態様では、加熱ワイヤは少なくとも２つのセクションを含み、２つのセクションは制御回路を用いて独立して制御されるように構成される。
【００２２】
いくつかの態様では、乾燥呼気リムの滞留時間は、通気性を改善するように構成される。さらなる態様では、乾燥呼気リムの滞留時間は、通気性を改善するために減少される。
【００２３】
いくつかの態様では、ガスの絶対湿度のプロファイルは、ガスの露点温度のプロファイルと実質的に平行である。
【００２４】
いくつかの態様では、乾燥呼気リムは、壁の第１端部で、および壁の第２端部でレインアウトを実質的に排除するように構成される。
【００２５】
いくつかの実施形態は、呼吸回路の乾燥呼気リムを提供し、乾燥呼気リムは、呼気リムの長さによって分離された第１端部および第２端部を有する壁を含み、壁は内部に空間を画定し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。乾燥呼気リムは壁の第１端部に第１開口を含み、第１開口は第１温度および第１相対湿度のガスを受け入れるように構成される。乾燥呼気リムは壁の第２端部に第２開口を含み、第２開口はガスが乾燥呼気リムを出ることを許容し、ガスは乾燥呼気リムを出るとき第２温度および第２相対湿度を有する。乾燥呼気リムは、第１相対湿度と第２相対湿度がほぼ約９０％〜約９９％の間であるように構成される。
【００２６】
いくつかの態様では、ガスの第１相対湿度またはガスの第２相対湿度あるいは両方は、少なくとも約９５％である。いくつかの態様では、ガスの第１相対湿度またはガスの第２相対湿度あるいは両方は、少なくとも約９９％である。いくつかの態様では、呼気リムの長さに沿った温度の低減は、呼気リムの長さに沿ったガスの相対湿度を目標相対湿度範囲に維持する乾燥率に従って制御される。さらなる態様では、目標相対湿度範囲は、約９０％〜約９９％の間である。
【００２７】
いくつかの実施形態は、呼吸回路の乾燥呼気リムを提供し、乾燥呼気リムは、呼気リムの長さによって分離された第１端部および第２端部を有する壁を含み、壁は内部に空間を画定し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。乾燥呼気リムは壁の第１端部に第１開口を含み、第１開口は第１温度および第１相対湿度のガスを受け入れるように構成される。乾燥呼気リムは壁の第２端部に第２開口を含み、第２開口はガスが乾燥呼気リムを出ることを許容し、ガスは乾燥呼気リムを出るとき第２温度および第２相対湿度を有する。乾燥呼気リムは、ガスの温度が乾燥呼気リムの長さに沿ってガスの露点温度のほぼ上に維持されるように、およびガスの相対湿度がほぼ約９０％〜約９９％の間に維持されるように構成される。
【００２８】
いくつかの態様では、乾燥呼気リムは、ガスの温度が乾燥呼気リムの長さに沿ってガスの露点温度より約１℃上に維持されるように構成される。
【００２９】
いくつかの実施形態は、呼吸回路の乾燥呼気リムを提供し、乾燥呼気リムは、呼気リムの長さによって分離された第１端部および第２端部を有する壁を含み、壁は内部に空間を画定し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。乾燥呼気リムは壁の第１端部に第１開口を含み、第１開口は第１温度および第１相対湿度のガスを受け入れるように構成される。乾燥呼気リムは壁の第２端部に第２開口を含み、第２開口はガスが乾燥呼気リムを出ることを許容し、ガスは乾燥呼気リムを出るとき第２温度および第２相対湿度を有する。乾燥呼気リムは、ガスの温度が乾燥呼気リムの長さに沿ってガスの露点温度より約１℃上に維持されるように構成される。
【００３０】
いくつかの実施形態は、加湿ガスを患者へまたは患者から送出するために複数ルーメン設計を有するリムを提供する。そのようなリムは特に加湿ガスを患者から送出し乾燥するのに有用である。リムは複数ルーメン構造を含み、各ルーメンは第１端部および第２端部と、壁によって画定されたルーメン内の空間とを有し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。リムは、リムに沿った透過のために入口温度および入口相対湿度のガスを受けるように構成されたガス入口ポートを含む。リムは、ガスがリムから出ることを許容するように構成されたガス出口ポートを含み、ガスはリムを出るとき出口温度および出口相対湿度を有する。リムは、同様のサイズおよび同様の材料の単一ルーメンを含む呼気リムと比較して、ガスがリムを通過するときガスの乾燥を高めるように構成可能である。リムは、リムの長さに沿ったガスの温度とガスの露点温度との差がほぼ一定であるように構成可能である。
【００３１】
いくつかの態様では、複数ルーメン構造は、複数の導管を含む。さらなる態様では、複数の導管は、一定の体積流量においてガスの滞留時間を延ばすように構成される。
【００３２】
いくつかの態様では、リムはさらに、呼気リムを通過するガスに熱を提供する構成された加熱ワイヤを含む。いくつかの態様では、加熱ワイヤは、出口ポートに近いガスよりもリムの入口ポートに近いガスにより多くの熱量を送出するように構成される。
【００３３】
いくつかの実施形態は、医療回路において患者へまたは患者から加湿ガスを送出するために複数ルーメン設計を有するリムを提供する。上で考察されたように、そのようなリムは特に患者から加湿ガスを送出し乾燥するのに有用である。リムは複数ルーメン構造を含み、各ルーメンは第１端部および第２端部と、壁によって画定されたルーメン内の空間とを有し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。リムは、リムに沿った透過のために入口温度および入口相対湿度でガスを受けるように構成されたガス入口ポートを含む。リムは、ガスがリムから出ることを許容するように構成されたガス出口ポートを含み、ガスはリムを出るとき出口温度および出口相対湿度を有する。
【００３４】
いくつかの実施形態では、リムは、同様のサイズおよび同様の材料の単一ルーメンを含む呼気リムと比較して、ガスがリムを通過するときガスの乾燥を高めるように構成される。リムは、第１相対湿度および第２相対湿度がほぼ等しく、リムに沿ったあらゆる地点でのガスの相対湿度が第１相対湿度とほぼ等しいように構成可能である。
【００３５】
いくつかの実施形態は、医療回路用のリムを提供し、リムは複数ルーメン構造を含み、各ルーメンは第１端部および第２端部と、壁によって画定されたルーメン内の空間とを有し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。リムは、呼気リムに沿った透過のために入口温度および入口相対湿度でガスを受けるように構成されたガス入口ポートを含む。リムは、ガスが呼気リムから出ることを許容するように構成されたガス出口ポートを含み、ガスは呼気リムを出るとき出口温度および出口相対湿度を有する。複数ルーメン設計は、同様のサイズおよび同様の材料の単一ルーメンを含む呼気リムと比較して、ガスが呼気リムを通過するときガスの乾燥を高めるように構成可能である。リムは、リムの長さに沿ってガスの温度がガスの露点温度より上に維持されるように構成可能である。
【００３６】
いくつかの態様では、複数ルーメン構造は複数の導管を含む。さらなる態様では、複数の導管は、各ルーメンの流量を低減するように構成される。
【００３７】
いくつかの態様では、リムはさらに、呼気リムを通過するガスに熱を提供する構成された加熱ワイヤを含む。さらなる態様では、加熱ワイヤは、出口ポートに近いガスよりも呼気リムの入口ポートに近いガスにより多くの熱量を送出するように構成される。
【００３８】
いくつかの態様では、ルーメンの数は５以下である。さらなる態様では、ルーメンの数は３に等しい。
【００３９】
いくつかの実施形態は、医療回路用のリムを提供し、リムは複数ルーメン構造を含み、各ルーメンは第１端部および第２端部と、壁によって画定されたルーメン内の空間とを有し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。リムは、呼気リムに沿った透過のために入口温度および入口相対湿度でガスを受けるように構成されたガス入口ポートを含む。リムは、ガスが呼気リムから出ることを許容するように構成されたガス出口ポートを含み、ガスは呼気リムを出るとき出口温度および出口相対湿度を有する。複数ルーメン設計は、同様のサイズおよび同様の材料の単一ルーメンを含む呼気リムと比較して、ガスが呼気リムを通過するときガスの乾燥を高めるように構成可能である。リムは、第１相対湿度および第２相対湿度がほぼ約９０％〜約９９％の間であるように構成される。いくつかの態様では、ルーメンの数は５以下である。
【００４０】
いくつかの実施形態は、呼吸回路で使用するためのリムを提供し、リムは６未満のルーメンを含む複数ルーメン構造を含み、各ルーメンは第１端部および第２端部と、壁によって画定されたルーメン内の空間とを有し、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。リムは、呼気リムに沿った透過のために入口温度および入口相対湿度のガスを受けるように構成されたガス入口ポートを含む。リムは、ガスが呼気リムから出ることを許容するように構成されたガス出口ポートを含み、ガスは呼気リムを出るとき出口温度および出口相対湿度を有する。複数ルーメン設計は、同様のサイズおよび同様の材料の単一ルーメンを含む呼気リムと比較して、ガスが呼気リムを通過するときガスの乾燥を高めるように構成される。
【００４１】
少なくとも１つの実施形態では、医療回路で使用するのに適したリムが提供され、リムは、第１温度および第１相対湿度のガスを受けるように構成された第１開口と、ガスがリムから出ることを許容するように構成された第２開口であって、ガスが第２温度および第２相対湿度を有する第２開口と、複数の導管とを含み、導管はそれぞれ、第１開口に近い第１端部と、第２開口に近い第２端部と、端部および第２端部の間に延在しかつルーメンを内部に画定する壁とを含み、ルーメンを通って、使用時、ガスが第１端部から第２端部に向かう方向に流れ、前記壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。
【００４２】
様々な実施形態において、前述のリムは、以下の特性、ならびに本開示の他の場所に記載された特性の１つ、いくつか、または全てを有する。通気性材料は発泡材料であることができる。材料は実質的に均一の厚さを有することができる。リムは３つの導管を含むことができる。複数の導管は波形であることができる。発泡材料の空隙率は４０％を超えることができる。リムの空気圧コンプライアンス（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ)は１０ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満であることができる。発泡材料の空隙率は約４５％であることができる。リムの空気圧コンプライアンスは３ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満であることができる。複数の導管は第１開口と第２開口の間で撚り合せられるか編組みされることができる。リムはさらに、複数の導管を一緒に保持するように構成された１つまたは複数の固定機構を含むことができる。各固定機構は複数の出張り部を含むことができ、および導管のそれぞれは出張り部の１つを通過することができる。各固定機構は、複数のリングを含む三つ葉形器具であることができ、導管のそれぞれはリングの１つを通過することができる。リムはさらにコネクタを含み、コネクタは第１開口または第２開口を画定するアパーチャを含む単一部分と、複数の導管の１つと接続するようにそれぞれ構成された複数の通路を構成する多部構成部分と、複数の通路の間で多部構成部分に取り付けられるかそれに形成された基部を含む内側オジーブ（ｏｇｉｖｅ）とを含み、オジーブは単一部分の方向に延在し、ガスの流れを多部構成部分から単一部分へ、または単一部分から多部構成部分へ方向付けるように構成される。リムはさらに、リムを通過するガスに熱を提供するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤを含むことができる。導管の少なくとも１つの壁は、ルーメンを通過するガスに熱を提供するように構成された加熱ワイヤを取り囲むか埋め込むことができる。導管の少なくとも１つのルーメンは、ルーメンを通過するガスに熱を提供するように構成された加熱ワイヤを包み込むことができる。リムは呼気リムであることができ、および第１開口は患者インターフェースからガスを受けるように構成可能である。
【００４３】
少なくとも１つの実施形態において、医療回路のリムと使用するのに適した装置は、患者インターフェースまたは加湿装置に接続するように構成されたアパーチャを含む単一部分と、複数の導管の１つと接続するようにそれぞれ構成された複数の通路を含む多部構成部分と、複数の通路の間で多部構成部分に取り付けられるかそれに形成された基部を含む内側オジーブとを含み、オジーブは単一部分の方向に延在し、ガスの流れを多部構成部分から単一部分へ、または単一部分から多部構成部分へ方向付けるように構成される。
【００４４】
様々な実施形態において、前述の装置は、以下の特性、ならびに本開示の他の場所に記載された特性の１つ、いくつか、または全てを有する。多部構成部分は３つの通路を含むことができる。
【００４５】
少なくとも１つの実施形態において、医療回路で使用するのに適したリムは、第１温度および第１相対湿度のガスを受けるように構成された第１開口と、ガスがリムから出ることを許容するように構成された第２開口であって、ガスが第２温度および第２相対湿度を有する第２開口と、リム内の第１開口および第２開口の間のガス流の滞留時間を延ばすための手段とを含む。
【００４６】
様々な実施形態において、前述のリムは、以下の特性、ならびに本開示の他の場所に記載された特性の１つ、いくつか、または全てを有する。滞留時間延長手段は、第１開口および第２開口の間に複数の導管を含むことができ、導管のそれぞれは、第１開口および第２開口の間に延在しかつ内部にルーメンを画定する壁を含み、ルーメンを通って、使用時、ガスが第１開口から第２開口に向かう方向に流れる。壁の少なくとも一部は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性発泡材料を含むことができる。
【００４７】
これらおよび他の実施形態を以下でより詳細に記載する。
【００４８】
図面を通して参照番号は参照要素間の全体的な一致を示すために再使用される場合がある。図面は本明細書に記載される例示的実施形態を示すために提供され、本開示の範囲を制限するつもりはない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】使用者に加湿ガスを送出するための例示的呼吸システムを示し、呼吸加湿システムは、乾燥呼気リムを含む呼吸回路を有し、乾燥呼気リムはその長さに沿った距離の関数として直線状温度プロファイルを有するように構成される。
【図２】呼気リムに沿った位置の関数としてガスの温度のプロットを示す。
【図３】リムに沿ってガスの温度を制御するために可変断熱材を有する乾燥呼気リムを示す。
【図４】リムの始点でおよびリムの終点で温度低下を制御するために通気性断熱材を含む２つのセクションを有する乾燥呼気リムを示す。
【図５】異なるセクションで異なるピッチ間隔を有する複数加熱ワイヤを有する乾燥呼気リムを示す。
【図６】異なるセクションで異なるピッチ間隔を有するコイル状加熱ワイヤを有する乾燥呼気リムを示す。
【図７】ワイヤ内に可変ピッチ間隔の領域を有する直線状加熱ワイヤを有する乾燥呼気リムを示す。
【図８】複数のセクションを有する乾燥呼気リムを示し、ここでシステムは加熱ワイヤの異なるセクションを独立して制御するように構成される。
【図９】乾燥呼気リムの前端部で温度低下を制御するために患者端部でそれ自体の上に折り戻された加熱ワイヤを有する乾燥呼気リムを示す。
【図１０】可変断熱材層を、可変ピッチを有する加熱ワイヤと組み合わせた乾燥呼気リムを示す。
【図１１Ａ】乾燥呼気リム用の様々な複数ルーメン構造を示す。
【図１１Ｂ】乾燥呼気リム用の様々な複数ルーメン構造を示す。
【図１１Ｃ】異なる断面形状を用いて表面面積を増大するように構成された乾燥呼気リムを示す。
【図１１Ｄ】異なる断面形状を用いて表面面積を増大するように構成された乾燥呼気リムを示す。
【図１２】複数のルーメンおよび可変断熱材を組み合わせた乾燥呼気リムを示す。
【図１３】図１１Ｄに示される乾燥呼気リムに類似する断面と、その長さに沿って可変ピッチ間隔を有する加熱ワイヤとを有する乾燥呼気リムを示す。
【図１４】各ルーメン内の加熱ワイヤと組み合わせた複数ルーメン設計を有する乾燥呼気リムを示す。
【図１５】医療回路内で加湿ガスを搬送するためのリムの様々な複数ルーメン構造を示す。
【図１６】複数ルーメンリムとともに使用するための固定機構を示す。
【図１７Ａ】複数ルーメンリムの１つまたは両方の端部で使用するためのコネクタを示す。
【図１７Ｂ】複数ルーメンリムの１つまたは両方の端部で使用するためのコネクタを示す。
【図１７Ｃ】複数ルーメンリムの１つまたは両方の端部で使用するためのコネクタを示す。
【図１７Ｄ】複数ルーメンリムの１つまたは両方の端部で使用するためのコネクタを示す。
【図１７Ｅ】複数ルーメンリムで使用中のコネクタを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
医療回路内で加湿ガスを搬送するためのリムの特定の実施形態および例が本明細書に開示される。当業者は、本開示内容が、具体的に開示された実施形態および／または使用、およびその明白な修正例および等価物を超えるまでに及ぶことを認識する。従って、本開示の範囲は本明細書に記載されたいかなる特定の実施形態にも限定されないことが意図される。
【００５１】
医療回路で使用するための通気性リムを提供することが望ましい。本明細書において通気性リムは、水蒸気に対する認識可能な透湿性および液体の水およびバルクガス流に対する実質的に不透湿性を意味するように用いられる。通気性はレインアウトを低減または防止するのに望ましい。「レインアウト（Ｒａｉｎ  ｏｕｔ）」、または凝結は、リム内の高湿ガスが低温のリムの壁と接触するとき問題になり得る。しかしながら、レインアウトは、リム内の温度プロファイルだけでなくガス流量、構成要素の形状、および構成要素を形成するために使用される材料の固有の通気性も含む多数の要因に依存する。一般的に通気性リムは、リム内の高湿ガスに由来する水が低湿環境へ通過することを許容し、リム内のレインアウトの潜在性を改良するので望ましい可能性がある。反対に、およびその用途に依存して、通気性はまた、高湿環境に由来する水が通過し、それによりリム内のガス流を加湿することを許容することが望ましい場合がある。
【００５２】
さらに、リムを通過するガスの温度および／または相対湿度を制御することが同じく有利である場合がある。温度および／または相対湿度の制御は、下流／上流装置またはインターフェース内の凝結、リム内のレインアウト、ガスの乾燥を高めること、またはそれらのいずれかの組合せを制限または防止する。
【００５３】
医療回路内で加湿ガスを搬送するためのリムの説明が本明細書に提供され、リムは、水蒸気を通過するように、および液体の水の通過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む。いかなる適切な通気性材料も使用できる。それにもかかわらず、特に適切な通気性材料が、２０１０年１２月２２日に出願された「Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，」と題するＰＣＴ公開物の国際公開第２０１１／０７７２５０号パンフレットに記載されており、この出願は参照することによって全体的に本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を成す。この公開物に記載されるように、通気性材料は、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性発泡材料であることができる。通気性発泡材料は、ポリマーの混合物を含むことができる。通気性発泡材料は、ポリエーテル軟質セグメントを有する熱可塑性エラストマを含むことができる。通気性発泡材料は、ポリエーテル軟質セグメントを有するコポリエステル熱可塑性エラストマを含むことができる。通気性発泡材料はポリエーテル軟質セグメントを有する熱可塑性エラストマを含むことができる。
【００５４】
少なくとも図１を参照して以下でより詳細に考察されるように、呼気リムは医療回路内に含めることができる。本明細書で使用される際、呼気リムは、医療回路内で患者から加湿ガスを送るリムを意味するように広く定義される。呼気リムは呼吸アプリケーションで使用するための呼吸回路に適している。加熱されない呼気リムに関して、ガスがリムに沿ってベンチレータ、周囲環境、またはガス源に向かって移動するとき、ガスは、その乾燥率より高い率で冷却し得る。結果として、ガスの温度は、露点温度未満に低下する可能性があり、これは呼気リムの内側に凝結が形成することを引き起こす。加熱される呼気リムに関して、ガスは長過ぎる間高温に維持される場合がある。ガスが乾燥するので、ガスの相対湿度は（ガスの温度がリムの一部にわたり比較的一定であるとき）低下する可能性があり、これは、乾燥は相対湿度が約１００％またはその近くのときにより効果的であるので、さらなる乾燥を損なう。ガスが十分に乾燥されない場合、温度がベンチレータ内で低下するとき、凝結がベンチレータ内で形成され得る。
【００５５】
従って、呼気リムの長さに沿って乾燥を改良または最適化することが有利であり得、これはいくつかの実施形態において相対湿度を実質的に一定の値に維持することによって達成可能である。いくつかの実施形態では、改良または最適化された乾燥は、相対湿度が約９０％〜約９９％、約９５％〜約９９％、または約９５％〜約９７％に維持される場合に生じ得る。呼気リムを出るガスの温度がベンチレータ、ガス源または周囲環境の温度またはその近くであるようにリムの長さに沿ってガスの温度を低減することも有利であり得る。
【００５６】
これを実行する効果的な方法は、湿度および／または温度をリムの長さに沿って調整された方法で低下させることである。例えば、約０．０１℃／ｍｍを超えないように、または温度低下が約０℃／ｍｍ〜約０．００９℃／ｍｍの間であるように、呼気リムの第１の部分を横切る温度低下率を調整することが有利であり得る。いくつかの実施形態では、温度低下率を、リムの開始地点から呼気リムの最初の約３００ｍｍまたは４００ｍｍまで、記載の範囲に制限することが有利であり得る。また、リムを横切る合計温度低下を約１０℃以下および／または約３℃〜１０℃であるように制限することが有利であり得る。いくつかの実施形態では、リム内の乾燥は相対湿度によって制限される。いくつかの実施形態では、リムに沿って直線状またはほぼ直線状の温度低下を有することが望ましいかもしれない。
【００５７】
従って、本明細書に記載される呼気リムは、リム内の環境を制御することにより、ベンチレータ内のレインアウトまたは凝結を低減または排除するという目的を達成するために構成される。例えば、約９５％の相対湿度を有するガスに関して、呼気リムは、ガスの温度と露点温度との差が約１．５℃未満、約１℃未満、または約０．９℃〜約１℃であるように温度プロファイルを調整するように構成可能である。リムの加熱または隔絶は、呼気リムまたはベンチレータ内で凝結がほとんどまたは全く生じないように、露点温度ラインと絶対湿度ラインとの間に横たわる温度範囲であり得る「非凝結ウィンドウ」内に温度を維持するように構成可能である。
【００５８】
いくつかの実施形態では、凝結を低減する、レインアウトを低減する、および本明細書に記載される有利な特性を提供する例示的な温度プロファイルは、リムの開始地点から最初の約３００または４００ｍｍまでの（例えば患者インターフェースからの）初期温度低下が、約０℃／ｍｍ〜約０．０１℃／ｍｍである勾配を有することができる。いくつかの実施形態では、約３℃〜約１０℃の間の温度の合計低下を有する温度プロファイルが、本明細書に記載される利点の少なくともいくつかを提供し得る。
【００５９】
次に呼気リムの実施形態を呼吸システムにおけるそれらの使用を参照して本明細書において記載する。しかしながら、本明細書に記載されるリムは、インキュベーションシステム、手術用加湿システム等など、第１環境から、異なる温度および／または湿度を有する第２環境までのガス流の滞留時間を延ばすことが望ましい様々な用途で使用可能であることが理解される。
【００６０】
図１は、加湿ガスを使用者に送出するための例示的呼吸システム１００を示し、加湿システム１００は、吸気リム２０２と呼気リム２１０とを含む呼吸回路２００を有する。示される呼吸加湿システム１００は加圧ガス源１０２を含む。いくつかの実行では、加圧ガス源１０２は、送風機、ブロワ等を含む。いくつかの実行では、加圧ガス源１０２はベンチレータまたは他の陽圧生成装置を含む。加圧ガス源１０２は入口１０４および出口１０６を含む。
【００６１】
加圧ガス源１０２は、流体（例えば酸素、麻酔ガス、空気等）の流れを加湿ユニット１０８に供給する。流体流は加圧ガス源１０２の出口１０６から加湿ユニット１０８の入口１１０へ流れる。示される構造では、加湿ユニット１０８は、加圧ガス源１０２と別個に示され、加湿ユニット１０８の入口１１０は加圧ガス源１０２の出口１０６と導管１１２によって接続されている。いくつかの実行では、加圧ガス源１０２および加湿ユニット１０８は単一ハウジングに一体化することができる。
【００６２】
ガスは吸気リム２０２を通り、患者インターフェース１１５を介して患者１０１へ流れる。呼気リム２１０も同じく患者インターフェース１１５に接続される。呼気リム２１０は吐き出された加湿ガスを患者１０１から移動するように構成される。ここで、呼気リム２１０は吐き出された加湿ガスを患者インターフェース１１５からガス源１０２へ戻す。あるいは、吐き出された加湿ガスは直接周囲環境へまたは空気清浄器／フィルタ（不図示）などの他の付随装置へ直接送ることができる。いずれかの適切な患者インターフェース１１５を組み込むことができる。患者インターフェースは広義語であり、当業者に一般的かつ慣習的な意味合いを与えられ（すなわち、特別かつ特定の意味合いに限定されない）、および限定せずにマスク（フェースマスクおよび鼻マスクなど）、カニューレ、およびネーザルピロー（ｎａｓａｌ  ｐｉｌｌｏｗ）を含む。患者インターフェースは通常、使用中に温かい湿潤通気ガスを受け入れるガス空間を画定する。
【００６３】
本開示に記載される特定の特徴、態様および利点を有する他の種類の加湿ユニットを使用できる一方で、示される加湿ユニット１０８は、通過型（ｐａｓｓ−ｏｖｅｒ）加湿器であり、加湿チャンバ１１４と、加湿チャンバ１１４への入口１１０を含む。いくつかの実行では、加湿チャンバ１１４は本体１１６を含み、それに基部１１８が取り付けられる。隔室を加湿チャンバ１１６内に画定可能である。隔室は液体質量を保持するように適合され、液体は基部１１８を介して導入または提供される熱によって加熱可能である。いくつかの実行では、基部１１８は加熱プレート１２０と接触するように適合される。加熱プレート１２０は、液体に伝導される熱を変えることができるように、制御器１２２または他の適切な構成要素を介して制御可能である。
【００６４】
加湿ユニット１０８の制御器１２２は、呼吸加湿システム１００の様々な実施形態の動作を制御することができる。示されるようなシステムは単一の制御器１２２を使用するが、多数の制御器を他の構成において使用することができる。多数の制御器は別個の機能を伝送可能または提供可能であり、従って、制御器は連通する必要がない。いくつかの実行では、制御器１２２は、コンピュータプログラムのソフトウェアコードを含有する関連メモリまたは記憶装置を有するマイクロプロセッサ、プロセッサ、または論理回路を含み得る。そのような実行では、制御器１２２は、コンピュータプログラムに含まれるものなどの命令に従い、およびまた内部または外部入力に応答して、呼吸加湿システム１００の動作を制御可能である。
【００６５】
加湿チャンバ１１４の本体１１６は、入口１１０を画定するポート１２４と、加湿チャンバ１１４の出口１２８を画定するポート１２６とを含む。加湿チャンバ１１４に含有される液体が加熱されるとき、入口ポート１２４を通って加湿チャンバ１１４に導入されるガスと水蒸気が混合される。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。
【００６６】
加湿システム１００は呼吸回路２００を含み、呼吸回路２００は加湿ユニット１０８の出口ポート１２６を画定する出口１２８に接続される吸気リム２０２を含む。吸気リム２０２は、加湿チャンバ１１４を出るガスと水蒸気の混合物を使用者に運ぶ。吸気リム２０２は、吸気リム２０２に沿って配置された加熱要素２０６を含むことができ、加熱要素２０６は、吸気リム２０２に沿って凝結を低減するように、使用者に到達するガスの温度を制御するように、またはその両方を実行するように構成される。加熱要素２０６は、吸気リム２０２によって運ば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。いくつかの実行では、加熱要素２０６は、抵抗加熱器を確定するワイヤであることができる。加湿チャンバ１１４から離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によって、水蒸気は混合物から凝結しにくくなる。
【００６７】
呼気リム
加湿システム１００は、呼気されたガスを使用者から運び出し、ガス源１０２へ送出するように構成された呼気リム２１０を含む。呼気リム２１０は、呼気されたまたは吐き出されたガスを受けるための患者端部の第１端部と、ガス源１０２の第２端部とを有する壁を含むことができ、２つの端部は呼気リムの長さによって分離される。壁はガスが移動するための空間を画成可能であり（例えば１つまたは複数のルーメン）、および壁の少なくとも一部は通気性材料を含むことができる。
【００６８】
ガスが呼気リム２１０に沿って急に冷却しすぎる場合、水蒸気は通気層を十分に速く通過できないので、ガスは過飽和状態になり得る。これは、少なくとも部分的に、呼気リム２１０の患者端部の近くにレインアウトを引き起こし得る。ガスがゆっくり冷却し過ぎる場合、レインアウトは呼気リム２１０の第２端部の近くで形成し得、そこで比較的暖かいガスがガス源１０２または周囲環境でより冷たい空気と接触する。呼気リム中のレインアウトを低減または防止するために、ガスまたは呼気リム２１０の特性を制御することができる。例えば、ガスの温度プロファイルおよび呼気リム２１０の他の変数を制御することによって、呼気リム２１０の通気性を改良することができる。いくつかの実行では、呼気リム２１０の通気性は、呼気リム２１０を通る通過時間を延ばすことによって向上可能であり、これは、いくつかの実施形態では、流量を低減することによって、または呼気リム２１０を通る通路の長さを延ばすことによって達成可能である。呼気リムを通る通過時間を延ばすことは、いくつかの実行では、呼気壁を通過するガスの熱損失を増大する。これが急速に発生した場合、上記のように、レインアウトが発生し得る。いくつかの実施形態では、呼気リム２１０に沿って実質的に直線的な温度プロファイルを提供することおよび／または呼気リム２１０を通る通過時間を延ばすことは、呼気壁の通気性を約４０％〜約７０％以上向上することができる。従って、いくつかの実施形態では、呼気リム２１０は、ガスの温度が呼気リム２１０の長さにわたって直線状に低下するように、実質的に直線状の温度プロファイルを有するように肯定可能である。関連して、いくつかの実施形態では、呼気リム２１０は、呼気リム２１０の長さにわたってガス温度とその露点温度との差を実質的に一定に維持するように構成可能である。同様に、いくつかの実施形態では、呼気リム２１０は、ガスの相対湿度を、呼気リム２１０の長さにわたり約９５％〜約９９％の間に維持するように構成可能である。
【００６９】
いくつかの実施形態では、呼気リム２１０は、呼気リム内の温度プロファイルを制御するように構成された絶縁部を含む。いくつかの実施形態では、呼気リム２１０は、呼気リム２１０に沿って配置された関連加熱要素２１２を含み、加熱要素２１２は呼気リム２０２に沿って実質的に直線状の温度低下を維持するように、ガスの相対湿度を制御するように、ガスの温度をその露点温度に対し制御するように、またはそれらのいずれかの組合せを実行するように構成される。
【００７０】
加熱要素２１２は加湿システム１００の制御器１２２によってまたは他の手段によって選択的に制御可能である。制御器１２２は、加熱要素２１０を制御するように、フィードバックをシステムのセンサから受け取るように、加熱要素２１２への電力を制御するロジックを提供するように、センサからの温度の読取り値に応答して加熱要素２１２の制御を調整するように、などを実行するように構成可能である。いくつかの実施形態では、制御器１２２は、電力を加熱要素２１２に送出するように構成された電源を含む。制御器１２２は、例えば、可変電力、可変電流、可変電圧またはこれらのいずれかの組合せを加熱要素２１２に送出することによって、加熱要素２１２によって送出される熱量を制御することができる。制御器１２２は、加熱要素２１２を制御するためにパルス幅変調を実行可能である。制御器１２２は、所望の温度が呼気リム２１０内で到達されるまで実質的に一定の電力を適用することができる。いくつかの実施形態では、呼気リム２１０は、例えば温度、相対湿度、絶対湿度、またはこれらのいずれかの組合せを含み得る呼気リム２１０内のガスの特性に関する情報を、制御器または使用者に提供するように構成された１つまたは複数のセンサを含み、この情報は呼気リム２１０に沿った１つまたは複数の地点で提供されることができる。いくつかの実行では、加熱要素２０６は抵抗性加熱器を確定するワイヤであり得る。
【００７１】
いくつかの実施形態では、呼気リム２１０は、加熱要素２１２と組み合わせた絶縁部を含むことができる。いくつかの実施形態では、加熱要素２１０は、呼気リム２１０の異なる部分が異なる熱量を受けるように領域加熱能力を提供するように構成可能である。これは例えば、多数の加熱ワイヤ、または異なる巻き密度またはピッチ間隔を異なる地点で有する１本のワイヤを使用することによって達成可能である。
【００７２】
調整された温度プロファイルを有する例示的呼気リム
図２は、呼気リムに沿った位置の関数としてのガスの温度のプロットを示す。「対照」として記載されかつ破線で示される２本のプロットは、通気性材料を使用してガスを乾燥するように構成された呼気リムを示す。「改良された乾燥」と記載されかつ実線で示された４本のプロットは、本発明に記載された実施形態を使用したときの結果を示す。それらは呼気リムを通過するガスの改良または最適化された乾燥を示す。「凝結」として記載されかつ点線で示された６本のプロットは、リム内でまたはベンチレータでレインアウトまたは凝結を経験する温度プロファイルを有する呼気リムを示す。これらの呼気リムは、約０．００９度／ｍｍまたは約０．０１℃／ｍｍを超える、呼気リムの始点から約３００ｍｍまたは４００ｍｍまでの温度低下率を経験する、および／またはそこでの合計温度低下が約１０℃を超えるか約３℃〜約１０℃の間である。
【００７３】
表１は、図２の２本の「対照」プロットおよび４本の「改良された乾燥」プロットの温度プロファイルの絶対湿度および露点温度に関する情報を記載する。表は、流出ガスの、入力絶対湿度（「ＡＨ  Ｉｎ」）および出力絶対湿度（「ＡＨ  Ｏｕｔ」）および露点温度（「ＤＰＴ」）を記載する。
【００７４】
【表１】
2019055281.tif 000003
【００７５】
例示的呼気リム
呼気リムの例示的な構成を次に記載する。本明細書に記載され且つ図面に示される様々な実施形態は、ベンチレータ内の凝結を低減するおよび／または呼気リム内のレインアウトを低減するという記載の目標を達成する様々な実行の例であることが意図される。本明細書に提供された例の範囲から逸脱しない多数の異なる変形および置換が可能である。従って、以下の例は本開示内容の範囲を制限するものとして解釈すべきでなく、また本開示内容の範囲はこれら列挙された例を超えて拡大することが理解される。
【００７６】
概して、例示的な呼気リムの設計は、呼気リムから周囲環境または外部大気へのエネルギーの放出が呼気リムの入口で急過ぎる温度低下を引き起こす可能性があり、これがリムのこの部分に凝結を引き起こし得る状況に対処するように構成可能である。この状況は外部温度が比較的低いとき、流量が比較的低いときおよび／または外部相対湿度が比較的高いとき(呼気リムの透過性を低減し得る要素)に共通であり得る。そのような状況下において、温度変化率を低減することが有利であり得る。
【００７７】
関連して、呼気リムの通気性を制限または低減する状況が存在する場合、(例えばベンチレータまたはガス源に入りつつあるとき)リムの出口の凝結を制限するために比較的高い出口温度を有することが有利であり得る。例えば、外部相対湿度が比較的高い場合、または流量が比較的高い場合、呼気リムの通気性は低減され得る。
【００７８】
従って、凝結を引き起こし得る幅広い状況に対処するように構成可能である例示的な呼気リムが本明細書に含められ且つ記載される。これらの設計は、１つの状況に対処することがもう１つの状況に対処することよりも望ましい場合、または特定の問題に関連する有効性を向上または改善することがより望ましい場合、修正可能である。本明細書に示される呼気リムは、外部温度が比較的低い、流量が比較的低い、または外部相対湿度が比較的高い状況に対処するように構成可能である。
【００７９】
図３は、リムに沿ってガスの温度を制御するために可変断熱材２１４を有する呼気リム２１０を示す。１つの導管が、異なる断熱値を有するいくつかの異なるセクションを有する。断熱値は、断熱材料２１４の異なるサイズとして図３に示される。しかしながら、断熱要素２１４の物理的なサイズは長さに沿って低減する必要はなく、サイズは長さに沿って実質的に同一であることができる。断熱要素２１４の効果を高めるために、断熱材料２１４の厚さを増大可能であり、断熱材料２１４の密度を増大可能であり、異なる材料を使用することなどが可能である。断熱値は、ある範囲の温度状況、相対湿度および／または流量にわたって比較的直線状またはわずかに凹状の温度プロファイルを提供するように構成可能である。いくつかの実施形態では、リムに沿った断熱セクションは分離せず、実質的に連続的であることができ、または、それは、実質的に連続して変化する断熱セクションを、別個の断熱値の変化を提供するセクションと組み合わせるように構成可能である。断熱セクションの数は例えば２、３、４、５、６、７、８、１０、１５、２０、５０またはそれ以上を含むいずれかの適切な数であることができる。
【００８０】
図４は、リムの始点およびリムの終点での温度低下を制御するために通気性断熱材２１４を含む２つのセクションを有する呼気リム２１０を示す。この構成は、ガスが比較的急な冷却を経験する傾向のある場所で断熱材料２１４が使用されるので有利である。断熱値、断熱の範囲、および断熱材２１４の配置は、本明細書に記載される有利性を提供するように構成可能である。さらなる断熱セクションを同様に含めてもよい。
【００８１】
図５は、異なるセクションで異なるピッチ間隔を有する多数の加熱ワイヤ２１２、または可変ピッチ間隔を有する１つの加熱ワイヤ２１２または両方の組合せを有する呼気リム２１０を示す。これは能動的な温度制御機構を示す。従って、加熱ワイヤ２１２は、図１を参照して本明細書に記載されるように、制御器１２２に結合可能であり、付随制御機構がそこに記載されている。同様に、図４〜９に示される加熱ワイヤは加熱ワイヤを使用して制御可能である。
【００８２】
加熱ワイヤ２１２は管の外側にあるように構成可能であり、またリムに沿って異なる間隔を有することができる。患者端部の近くで、間隔は比較的相互に狭くなることができ、結果、リム出口の近くで適用される熱と比較してより多くの熱を生成または適用する。いくつかの実施形態では、ほぼ直線状の温度プロファイルを得るために、異なる巻き密度を有する異なる領域が存在することができる。いくつかの実施形態では、異なる間隔を有するセクションの数は、２、３、４、５、６、７、８、１０、１５、２０、２５、５０またはそれ以上であることができ、または巻きの間隔は患者端部からの距離とともに実質的に滑らかに大きくなることができる。いくつかの実施形態では、加熱ワイヤ２１２は、集合的におよび／または独立的に制御可能な多数の別個の加熱要素を含む。
【００８３】
図６は、異なるセクションで異なるピッチ間隔を有するコイル状加熱ワイヤ２１２を有する呼気リム２１０を示す。加熱ワイヤ２１２はリムの中に配置可能である。巻き構成は図５を参照して本明細書に記載された構成と類似し得る。いくつかの実施形態では、加熱ワイヤ２１２は集合的におよび／または独立的に制御可能な多数の別個の加熱要素を含む。
【００８４】
図７は、ワイヤ内に可変ピッチ間隔の領域を有する直線状加熱ワイヤを有する呼気リム２１０を示す。ピッチ間隔は図５および６を参照して本明細書に記載された巻き密度および間隔に類似して構成可能である。いくつかの実施形態では、加熱ワイヤ２１２は集合的におよび／または独立的に制御可能な多数の別個の加熱要素を含む。
【００８５】
図８は多数の加熱セクションを有する呼気リム２１０を示し、ここでシステムは加熱ワイヤ２１２の異なるセクションを独立して制御するように構成される。示されるように、加熱器は、コネクタ２１６ａおよび２１６ｂを介して、制御器１２２によって選択的に制御可能なセクションに分割される。付随コネクタとともにより多くのセクションが存在可能であり、ここでの記載は２つのコネクタを有する３つのセクションに制限される。
【００８６】
コネクタ２１６ａおよび２１６ｂは第１および第２加熱器セグメントを結合し、制御器が呼気リム２１０の異なるセクションに選択的に熱を適用することを可能にする。コネクタ２１６ａ、２１６ｂは、制御器１２２を使用した加熱ワイヤ２１２の制御を可能にするために、セグメント内で加熱ワイヤ２１２を電気的に結合するように構成可能である。コネクタ２１６ａ、２１６ｂは、制御器１２２がそれらそれぞれの出力を獲得することを可能にするために温度センサ(不図示)を電気的に接続するように構成可能である。コネクタ２１６ａ、２１６ｂは、加熱ワイヤ２１２の選択的制御を可能にする電気構成要素を含むことができる。例えば、コネクタ２１６ａ、２１６ｂは、第１動作モードにおいて第１セクションの加熱ワイヤ２１２を介して、および第２動作モードにおいて第１および第２セクションの両方の加熱ワイヤ２１２を介して電力を方向付ける電気構成要素を含むことができる。コネクタ２１６ａ、２１６ｂに含まれる電気構成要素は、例えばおよび限定せずに、抵抗器、ダイオード、トランジスタ、継電器、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等を含むことができる。いくつかの実施形態では、コネクタ２１６ａ、２１６ｂは、それが外部要素から実質的に保護されるよう呼気リム２１０の内側にあるように構成可能である。いくつかの実施形態では、コネクタ２１６ａ、２１６ｂ上の電気構成要素のいくつかは、湿気への露出に起因し得る損傷を低減または防止するように呼気リム２１０内で加湿ガスから物理的に隔絶されるように構成可能である。いくつかの実施形態では、コネクタ２１６ａ、２１６ｂは、コストを低減するためにおよび／または信頼性を高めるために、比較的安価な受動的電気構成要素を含むことができる。
【００８７】
図９は、呼気リム２１０の前端部で温度低下を制御するために患者端部でそれ自体に対し折り戻された加熱ワイヤ２１２を有する呼気リム２１０を示す。折り曲げの範囲は、リム２１０の患者端部近くで所望のまたは有利な温度プロファイルを提供するように構成可能である。例えば、患者入口での凝結を低減するために初期温度低下を制限することが有利であり得る。この場所で追加の熱を提供することは入口近くでのレインアウトを低減または防止し得るためである。
【００８８】
図１０は、可変断熱材層２１４を、可変ピッチを有する加熱ワイヤ２１２と組み合わせた呼気リム２１０を示す。この実施形態は図３および図６に由来する要素を組み合わせることに類似している。比較的一定の断熱値のセクションと比較的一定の巻き密度のセクションは一致しなくてもよい。断熱値および／または巻き密度間の移行は変えることができ、また、互いに独立することができる。この実施形態はまた、受動的および能動的制御手法が呼気リム２１０で利用できることを示す。
【００８９】
非円筒状ルーメンおよび／または複数ルーメンを有するリム
図１１〜１５は、非円筒状または複数ルーメン設計を採用するリムのいくつかの実施形態を示す。本明細書で使用される際、複数ルーメンリムは、１つより多いルーメンを有するリムを意味するように幅広く定義され、その結果、１つのルーメンを通って流れるガス流が、少なくとも１つの壁によって他のいずれかのルーメンを通って流れるガス流から分離される。複数ルーメンの非限定的な実施形態が、図１１Ａ、１１Ｂ、１２、１４および１５に示されている。本明細書で使用される際、非円筒状リムは、円筒のように成形されてないルーメンを有するリムを意味するように幅広く定義される。非円筒状の設計の非限定的な実施形態が、図１１Ｃ、１１Ｄおよび１３に示されている。特定の実施形態はそのような要素の組合せを含むことができる。例えばリムは、１つまたは複数の非円筒状ルーメンを含む複数ルーメン設計を有することができる。
【００９０】
いくつかの実施形態では、複数ルーメンリムは、一緒に撚られたまたは編組された複数の導管を含む。これは、各ルーメンのガス流が比較可能な単一ルーメンリムのガス流の３分の１であるので、ガスのリム内の低減された流れ体積を有利に提供し得る。より低い流れ体積は、ルーメンを囲む壁からの蒸発の機会を増大することができる。この構成はまた、ガスのリム内の延長された滞留時間を有利に提供する。各導管の長さが、少なくとも部分的に撚りまたは編組のためにより長い一方でリムの全体長さはより短い標準的市販長さであるためである。延長された滞留時間はルーメンを囲む壁からの蒸発の機会を増大するので、それは一定の質量流量においてリムの通気性を向上することができる。
【００９１】
リムは呼気リム２１０を参照して以下に記載されているが、そのようなリムは、延長された滞留時間から恩恵を受け得る患者へまたは患者から加湿空気を搬送する様々な環境で使用するのに適していることを理解すべきである。
【００９２】
図１１Ａ〜１１Ｂは様々な複数ルーメン構造を示す。複数ルーメンリム２１０は、様々な方法でおよび様々な形状的構造において結合された２つ以上の別個の導管２１１を含むことができる。いくつかの実施形態では、導管２１１は、導管壁を介した通気性の向上を可能にするために互いに物理的に分離される。いくつかの実施形態では、リム２１０は、図１１Ｂに示されるように、束ねられた導管２１１を囲む断熱材料２１４を含むことができる。いくつかの形状的構造が図１１Ａおよび１１Ｂに示されているが、他の構造も可能である。例えば図１１Ｃ〜１１Ｄは、多数の別個の導管を含まず、異なる断面形状を使用して滞留時間を延長するように構成されたリム２１０を示す。図１１Ｄは特に、規則的または不規則的な形状を含む多数の異なる断面形状が可能であることを示す。さらに、前述の複数ルーメン実施形態のいずれも、図１１Ｄに示されるように断熱材料２１４を含んでもよい。いくつかの実施形態では、導管２１１の形状はリムの長さに沿って変わることができる。例えば導管２１１は、患者端部の近くで概ね円形の形状を有し、これは長さに沿ったある地点で三角形に変わることができ、これはその後、星形または図１１Ｃまたは１１Ｄの実施形態のいずれかと同様の形状に変わることができる。これはリムの長さにわたって表面面積を変えることができ、これは通気性に、従って温度プロファイルに影響を及ぼす。
【００９３】
図１２は、多数導管２１１および可変断熱材２１４を組み合わせたリム２１０を示す。このリム２１０は複数ルーメン設計に基づく受動的温度制御手法を示す。いくつかの実施形態では、複数ルーメン設計を使用することはリム２１０の通気性を向上することができる。断熱材料２１４を使用することは、通気性が向上する場合に増大し得る冷却率を低下することができる。断熱材料は、冷却を低減する一方で呼気リム２１０の通気性に悪影響を及ぼさないように構成可能である。
【００９４】
複数ルーメンリムの別個の導管は、通気性材料から望ましくは形成される。少なくとも１つの実施形態において、複数ルーメンリム２１０の別個の導管は、ＰＣＴ公開物の国際公開第２０１１／０７７２５０号パンフレットに記載されるようなおよび／またはＥｖａｑｕａ  ２（商標）導管として商業的に製造されているような波形発泡材から形成される。別の適切な材料は、約１４％の多孔度を有する通気性ポリエステル熱可塑性エラストマである。そのような材料は、Ｅｖａｑｕａ（商標）導管として商業的に製造されている。少なくとも１つの実施形態では、複数ルーメンリムの各導管は波形である。波形の導管は１４．４５ｍｍ（または約１４．４５ｍｍ）または１５．１５ｍｍ（または約１５．１５ｍｍ）の（波の頂点における）最大外径を有することができる。波形の導管は１２．７ｍｍ（または約１２．７ｍｍ）の（波の頂点における）最小外径を有することができる。波プロファイルのピリオド（頂点間の距離）は３．１４ｍｍ（または約３．１４ｍｍ）であることができる。波の振幅（頂点から谷底までの距離）は１．７５２５ｍｍ（または約１．７５２５ｍｍ）であることができる。壁厚は０．５ｍｍおよび１．０ｍｍの範囲（または約０．５ｍｍおよび約１．０ｍｍの範囲）、より具体的には０．６ｍｍおよび０．９ｍｍ（または約０．６ｍｍおよび約０．９ｍｍの範囲）であることができる。例えば、波の頂点近くの壁厚は０．５０ｍｍおよび０．６５ｍｍの範囲（または約０．５ｍｍおよび約０．６５ｍｍの範囲）であることができる。さらなる例として、波の谷底近くの壁厚は０．８０ｍｍおよび１．０ｍｍ（または約０．８０ｍｍおよび約１．０ｍｍ）の範囲であることができる。
【００９５】
導管は所望なら補強リブを含むことができる。そのようなリブは、ＰＣＴ公開物の国際公開第２０１１／０７７２５０号パンフレットの少なくとも図７Ａ、７Ｂ、８Ａおよび８Ｂと併せて示され記載されている。そのようなリブはまた、Ｅｖａｑｕａ  ２（商標）導管として商業的に製造されている。この公開物に記載されているように、これらのリブは発泡材を補強するために使用され、とりわけ、空気圧コンプライアンスを許容値（１０ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満）まで下げるために使用される。
【００９６】
複数ルーメン構造は自己補強型であり得ることが理解され、これは、導管壁に配置される内側または外側リブなどの追加補強構造の必要性を低減または排除することができる。従って、リブは特定実施形態において排除することができる。
【００９７】
通気性を改善できるので補強リブを排除することは望ましい可能性がある。ＰＣＴ公開物の国際公開第２０１１／０７７２５０号パンフレットの図７Ａ、７Ｂ、８Ａおよび８Ｂに示されるように、リブ部分の導管壁厚は、リブ間の導管壁厚より実質的に大きい。従ってリブはリブの全体作用（通気性）面積を低減する。本開示によるリブのない複数ルーメン構造は、Ｅｖａｑｕａ  ２（商標）導管より１５％（または約１５％）多い作用面積を有することができる。
【００９８】
表２は、３つの別個の導管を含む複数ルーメンリムの通気性を様々な単一ルーメンリムと比較する。導管／リムの全ては、ＰＣＴ公開物の国際公開第２０１１／０７７２５０号パンフレットに記載されるものと同じ発泡材料から形成される。成人用Ｅｖａｑｕａ  ２（商標）リムは補強リブを有し、発泡材料は０．３５の空隙率を有する。複数ルーメンリムの別個の導管は補強リブを有さず、発泡材料は０．４４８の空隙率を有する。リムＡは成人用Ｅｖａｑｕａ  ２（商標）リムであり、そのガスストリームは加熱ケーブルで加熱されている。リムＢおよびＣは成人用Ｅｖａｑｕａ  ２（商標）リムであり、そのガスストリームは加熱されていない。リムＤは複数ルーメンリムでありそのガスストリームは加熱されていない。全ての実験は、２０Ｌ／ｍｉｎのガス流量が試料リムを通過する状態で、名目外部温度１８〜１９℃で行われた。実験の実行時間は６．５時間で合計ガス流は７，８００Ｌだった。入口ガスは９８％相対湿度（ＲＨ）で３６℃であると見積もられた。測定された結果は、実験の終了時の、出口ガス温度、出口ガスの露点、リム外側の水凝結の量、およびリム内の水凝結の量だった。
【００９９】
【表２】
2019055281.tif 000004
【０１００】
結果は、リムＡは低い合計凝結を有するが、非常に高い露点を有する。これはリムの外側例えばベンチレータ内の凝結の機会を増大する。リムＢおよびＣはリムＡよりはるかに低い出口ガスの露点を有したが、合計の凝結は許容できないほど高かった。リムＤ（複数ルーメンリム）は全ての試料の中で最も低い凝結および出口ガスの最も低い露点を有した。従って、リムＤはベンチレータ内においてリムの外側で最も低い凝結の機会を有した。
【０１０１】
補強リブのない複数の別個の導管を含む複数ルーメンリム２１０の別個の導管は、１０ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満の空気圧コンプライアンスを維持しながら予想外に高い空隙率を有することができる。特定の実施形態では、補強リブのない３つの別個の導管を含む複数ルーメンリムの導管は、４５％（または約４５％）など、４０％および５０％の範囲（または約４０％および約５０％の範囲）の空隙率を有し、一方で複数ルーメンリムの全体空気圧コンプライアンスは、１０ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満である。この結果は、高い空隙率の発泡材は脆弱であると予想され、またリブのない発泡材導管はさらに脆弱であると予想され得るので、意外である。従って、そのような構造によって過度に高い空気圧コンプライアンスを一般的に予想するであろう。表３に示されるように、構成導管のより高い空隙率およびそれが補強リブを持たないことにもかかわらず、複数ルーメンリムは、３５％±４％の空隙率を有するＥｖａｑｕａ  ２（商標）リムの波形、リブ補強型、単一ルーメン発泡材リムの空気圧コンプライアンスと同様の空気圧コンプライアンスを有する。
【０１０２】
表３は複数ルーメン試料と単一ルーメンリム試料の空気圧コンプライアンスを比較する。導管／リムの全ては、ＰＣＴ公開物の国際公開第２０１１／０７７２５０号パンフレットに記載されるものと同じ発泡材料から形成される。リムＡ〜Ｃは補強リブを有する成人用Ｅｖａｑｕａ  ２（商標）リムであり、発泡材料は０．３５の空隙率を有する。リムＤは補強リブのない３つの幼児サイズ導管を含む３ルーメンリムであり、発泡材料は０．４４８の空隙率を有する。
【０１０３】
【表３】
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【０１０４】
表３に示されるように、リムＤの各導管は補強リブがないにもかかわらず、リムＤはリムＡ〜Ｃの空気圧コンプライアンスをと比較可能な空気圧コンプライアンスを有する。
【０１０５】
図１３および１４に示されるリム２１０は、図１１Ａ〜１１Ｄの複数ルーメン設計と組み合わせた温度制御の能動的手法を示す。図１３は、図１１Ｄに示されるリム２１０と同様の断面と、図６および１０を参照して記載したリムと同様の、長さに沿って可変ピッチ間隔を有する加熱ワイヤ２１２とを有するリム２１０を示す。
【０１０６】
加熱ワイヤ２１２は、過度に低い外部温度のせいで生じ得るガスの冷却を制限するために使用される。図１４は、各別個の導管２１１内の加熱ワイヤ２１２と組み合わせた複数ルーメン設計を有するリム２１０を示す。加熱ワイヤ２１２は別個の導管２１１の長さに沿って全体的に長手方向に延在可能である。例えば、図１４に示されるように、加熱ワイヤ２１２は各別個の導管２１１の実質的に全範囲に沿ってらせん状に巻かれることができる。それにもかかわらず、加熱ワイヤはより短いセクションに沿って延在可能である。加熱ワイヤ２１２は別個の導管２１１の壁に埋設または封入できる、またはルーメンの内側に配置可能である。図１１の加熱ワイヤ２１２は可変ピッチを有する。あるいは、らせん巻き構成において、加熱ワイヤは規則的なピッチを有することができる。他の適切な加熱ワイヤ構成が当該技術分野で知られ、本開示の範囲内にあると考えられる。
【０１０７】
図１５はリム２１０の様々な複数ルーメン構造を示す。上で考察されたように、別個の導管２１１は、機械的安定性および／または支持のため、互いに撚り合せることができる。別個の導管を撚り合せることによって、各導管の長さは結果として得られるリム２１０の長さより長い。これは一定の体積流量においてリム内でガスが費やす滞留時間を延長することができ、これはさらに有利な温度プロファイル、通気性およびレインアウトの低減をもたらすことができる。いくつかの実施形態では、多数の別個の導管２１１は、接着剤を使用して一緒に保持可能である。いくつかの実施形態では、多数の別個の導管はクリップ、ゴムバンド、タイ、等などの固定機構２１５を使用して一緒に保持可能である。いくつかの実施形態では、別個の導管はシース２１４を使用して一緒に保持可能であり、シース２１４はまた断熱材であることができおよび／またはシース２１４は審美的に心地良くなるように構成可能である。撚り合せられた導管の数は例えば２、３、４、５または５より多いことができる。少なくとも１つの実施形態では、リム２１０は３つの導管を含む。
【０１０８】
図１６はリムの３導管構成で使用するのに適した例示的固定機構２１５を示す。この例では、固定機構２１５は三つ葉状に配置された複数のリングを含む。図１６に示される固定機構２１５三つ葉形器具は、押出しプラスチック、金属または発泡材料から形成可能である。
【０１０９】
図１５に示されるようにリムを組み立てるために、３つの導管２１１のそれぞれは、図１６に示されるような第１固定機構２１５三つ葉形器具のリングの１つに押し通され、続いて撚り合せられるか編組みされることができる。３つの導管２１１は次に、第１固定機構２１５三つ葉形器具から所望の距離に配置された第２固定機構２１５三つ葉形器具のリングに押し通され、続いて再び撚り合せられるか編組みされることができる。３つの導管２１１は次に、第２固定機構２１５三つ葉形器具から所望の距離に配置された第３固定機構２１５三つ葉形器具のリングに押し通され、続いてさらに再び撚り合せられるか編組みされることができる。しかしながら、より緩い構成が望まれる場合、３つの導管２１１は固定機構２１５三つ葉形器具を通過した後撚り合せられなくても編組みされなくてもよい。例えば、撚り合せまたは編組みは、３つの導管２１１が第２固定機構２１５三つ葉形器具のリングに通された後、排除可能である。撚り合せまたは編組みはまた、完全に排除することもできる。さらに、より密着した構成が望まれる場合、３つの導管２１１は固定機構２１５の間で複数回撚り合わせる編組みすることができる。本明細書に記載される方法は、工程の固定された順番をほのめかさない。どれか１つの工程が方法を実行するために必要であることもほのめかさない。実施形態は、任意の順番および実用的な組合せで実行されてもよい。
【０１１０】
固定機構２１５三つ葉形器具の適切な間隔は、２５０ｍｍまたはその付近など、１５０ｍｍおよび５００ｍｍの範囲（または約１５０ｍｍおよび約５００ｍｍの範囲）であることができる。いくつかの実施形態では、複数の固定機構２１５、例えば２または３など、２および９の範囲の数を、商業的に標準的な長さのチューブに沿って配置可能である。望ましくは、固定機構２１５は互いにおよび両端部から均一またはほぼ均一に離間される。例えば、２つの固定機構２１５が使用されるとき、１つの固定機構を１／３の長さの位置に配置可能であり、１つの固定機構を２／３の長さの位置に配置可能である。２つの固定機構２１５は５００ｍｍ（または約５００ｍｍ）間隔をあけて離すことができる。９個の固定機構２１５は１５０（または約１５０ｍｍ）間隔をあけて離すことができる。より少ない固定機構を撚り合せまたは編組み構造において使用することができる。
【０１１１】
前記の間隔構成は、別個の導管の分離を防止する一方で通気性を大幅に低減しないことが分かっている。また、固定機構２１５三つ葉形器具は互いに十分な近さ（例えば約２５０ｍｍの間隔）で配置されるとき、導管２１１の外側の波形が十分な摩擦を生成し、その結果撚り合せが簡単に戻されないことも見出された。さらに、別個の導管２１１を一緒に保持する固定機構２１５の数はリムの全体コンプライアンスに大幅に影響を及ぼさないことも見出された。表４は、異なる数の固定機構２１５三つ葉形器具を有する３導管２１１リム構造のコンプライアンス試験の結果を示す。比較のため、表５は単一導管リムのコンプライアンス試験の結果を示す。表４および５に記載される導管／リムの全ては、ＰＣＴ公開物の国際公開第２０１１／０７７２５０号パンフレットに記載されるものと同じ発泡材料から形成される。表４のリムは補強リブのない３つの幼児サイズ導管を含む３ルーメンリムであり、発泡材料は０．４４８の空隙率を有する。表５の「成人用」リムは補強リブを有する２４ｍｍ外径のＥｖａｑｕａ  ２（商標）リムであり、発泡材料は０．３５の空隙率を有する。表５の「幼児用」リムは補強リブのない１５ｍｍ外径のＥｖａｑｕａ  ２（商標）リムであり、発泡材料は０．４４８の空隙率を有する。
【０１１２】
【表４】
2019055281.tif 000006
【０１１３】
【表５】
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【０１１４】
上記の三つ葉形状は例として提供される。異なる数の導管２１１は異なる数のリングを必要とする。例えば四つ葉状に配置された４つのリングを含む固定機構２１５は、４導管構造で使用可能であり、五弁状に配置された５つのリングを含む固定機構２１５は、５導管構造で使用可能、などである。さらに、前述の例は全体的に対称的な多葉形状を記載するが、非対称的なリング構造も考えられる。
【０１１５】
図１７Ａ〜１７Ｅは、３ルーメンリム２１０の一端または両端での使用に適した３方向コネクタ３０１を示す。コネクタ３０１は好ましくは、ポリプロピレンまたはポリテトラフルオロエチレンなどのプラスチックなど、適切な材料から形成された成形部品である。
【０１１６】
３方向コネクタ３０１は単一部分３０５および３部構成部分３０７を含む。単一部分３０５は、加湿器または加圧ガス源などの装置のポートに、または鼻カニューレ、フェースマスク、鼻マスク、鼻／ピローマスクなどの患者インターフェースのポートに接続するのに適した導管を含む。望ましくは単一部分３０５の導管は、所望の装置または患者インターフェースで使用するのに適した標準サイズの医療テーパを有する。図１７Ｅにより詳細に示されるように、３部構成部分３０７は、それぞれ導管２１１との接続に適した３つの導管３１１を含む。
【０１１７】
図１７Ｃおよび１７Ｄに示されるように、３方向コネクタ３０１は内側オジーブ３１５を含むことができる。本明細書で使用される際、オジーブは、弾丸または魚雷に全体的に似ているテーパ状の流線型３次元物体を意味するように定義される。図１７Ｃおよび１７Ｄにおいて、オジーブ３１５の前縁は尖っている。それにもかかわらず、その用語は、本明細書においてその最も広い意味で使用され、尖った、丸いまたは尖ってない前縁を有する形状を包含し、限定することなく円錐、角錐または４面体、円錐台、角錐台または４面体、および他の切頭オジーブを含む。オジーブ３１５の基部（最大幅部分）は３部構成部分３０７の近くに配置される。オジーブ３１５は単一部分３０５の方向にテーパする。オジーブ３１５は、単一部分３０１からのガス流を３部構成部分３０７の３つの導管３１１により均等に分割することができる。オジーブ３１５はまた、ガス流が単一部分３０１に入るとき３部構成部分３０７の３つの導管３１１からのガス流をより均一に組み合わせ、層流を促進することができる。
【０１１８】
結論
医療回路で使用するための様々なリムの例を図面を参照して記載してきた。図面の表現は本明細書に記載される原理を明確に説明するために提供され、モジュールまたはシステムの部分に関連する詳細は、別個の物理的実施形態を正確に描こうとするよりもむしろ説明を容易にするために提供された。例および図は本明細書に記載される実施形態の範囲を示すことを目的とし、範囲を限定するつもりはない。例えば、本明細書の原理は、呼吸回路と同様に、手術用加湿器を含む他の回路で使用するためのリムに適用されてもよい。
【０１１９】
本明細書で使用される際、用語「プロセッサ」は、あらゆる適切な装置、論理ブロック、モジュール、回路、または命令を実行するための要素の組合せのことを幅広く指す。例えば、制御器１２２は、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、ＭＩＰＳ（登録商標）プロセッサ、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（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）プロセッサなどのあらゆる従来型の汎用シングル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、制御器１２２は、デジタル信号プロセッサなどのあらゆる従来型の専用マイクロプロセッサを含むことができる。本明細書に開示される実施形態に関連して記載される様々な例示的論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、現場プログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラム可能な論理装置、離散ゲートまたはトランジスタ論理、離散ハードウェアコンポーネント、または本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらのいずれかの組合せによって実施または実行することができる。制御器１２２は、計算装置の組合せとして、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または他のいずれかのそのような構成として実装可能である。
【０１２０】
データ記憶装置は、情報、典型的にはコンピュータまたはデジタルデータが記録され、回収されることを可能にする電子回路のことを指すことができる。データ記憶装置は、外部装置またはシステム、例えばディスクドライブまたは固体ドライブのことを指すことができる。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リードオンメモリ（ＲＯＭ）のことを指すことができ、これらはコミュニケーションバスまたは制御器１２２に直接接続される。他の種類のメモリ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、情報を非一時的媒体に記憶するように構成された物理的ハードウェアであることができる。
【０１２１】
本明細書で使用される条件付き言語、とりわけ、「できる（ｃａｎ）」、「できる（ｃｏｕｌｄ）」、「〜得る（ｍｉｇｈｔ）」、「〜得る（ｍａｙ）」、「例えば（ｅ．ｇ）」などは、特に明記しない限り、または使用される際に文脈内でそうでないと理解されない限り、特定の実施形態が、他の実施形態は含まないが、特定の特徴、要素および／または状態を含むことを伝えることを一般に目的としている。従って、そのような条件付き言語は、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ず必要とされることを暗示することを一般に目的としない。本明細書で使用される際、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」または他のいずれかのそれらの変形は、非排他的な包含を網羅することを目的としている。例えば、要素の列記を含むプロセス、方法、物品または装置は、必ずしもそれらの要素だけに限定されず、明示的に挙げられない、またはそのようなプロセス、方法、物品または装置に固有の他の要素を含んでもよい。また、用語「または（ｏｒ）」は包括的な意味で（排他的な意味でなく）使用され、それにより例えば要素の列記を接続するために使用されるとき、用語「または（ｏｒ）」は、列記された要素の１つ、いく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（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ  Ｘ，Ｙ  ａｎｄ  Ｚ）」などの接続言語は、特に明記しない限り、物品、用語等がＸ、ＹまたはＺのいずれかであってよいことを伝えるために一般に使用されていると文脈によって理解される。従って、そのような接続言語は一般に、特定の実施形態が、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ことを必要としていることを暗示することを目的としない。
【０１２２】
本明細書に記載される実施形態に対し多くの変更および修正が行われてもよいことが強調されるべきであり、その要素はとりわけ許容可能な例であると理解されるべきである。全てのそのような修正および変更は、本開示の範囲内で本明細書に含まれ、また以下の請求項によって保護されることが意図される。さらに、前述の開示内容はいずれも、あらゆる特定の構成要素、特徴、またはプロセスステップが必要または必須であることを暗示することを目的としない。
【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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【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月18日(2018.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療回路での使用に適したリムであって、
第１温度および第１相対湿度のガスを受けるように構成された第１開口と、
前記ガスが前記リムを出ることを許容するように構成された第２開口であって、前記ガスが第２温度および第２相対湿度を有する第２開口と、
複数の導管であってそれぞれが前記第１開口に近い第１端部と、前記第２開口に近い第２端部と、前記第１端部および前記第２端部の間に延在しかつルーメンを内部に画定する壁とを含み、前記ルーメンを通って、使用中、ガスが前記第１端部から前記第２端部に向かう方向に流れ、前記壁の少なくとも一部が、水蒸気の透過を許容するが液体の水の透過を実質的に防止するように構成された通気性材料を含む複数の導管と
を含むリム。
【請求項２】
前記通気性材料が発泡材である、請求項１に記載のリム。
【請求項３】
前記発泡材の空隙率が４０％より高く、前記リムの空気圧コンプライアンスが１０ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満である、請求項２に記載のリム。
【請求項４】
前記発泡材の前記空隙率が４５％である、請求項３に記載のリム。
【請求項５】
前記リムの前記空気圧コンプライアンスが３ｍＬ／ｋＰａ／ｍ未満である、請求項３または４に記載のリム。
【請求項６】
前記通気性材料が均一の厚さを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリム。
【請求項７】
前記複数の導管が３つの導管を含む、および／または、前記複数の導管が波形である、および／または、前記複数の導管が前記第１開口と前記第２開口の間で撚り合せられるまたは編組みされる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のリム。
【請求項８】
前記複数の導管を一緒に保持するように構成された１つまたは複数の固定機構をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のリム。
【請求項９】
各固定機構が複数の出張り部を含み、前記導管のそれぞれが前記出張り部の１つを通過する、請求項８に記載のリム。
【請求項１０】
各固定機構が複数のリングを含む三つ葉型器具であり、前記導管のそれぞれが前記リングの１つを通過する、請求項８または９に記載のリム。
【請求項１１】
前記第１開口または前記第２開口を画定するアパーチャを含む単一部分と、
複数の通路を含む多部構成部分であって、それぞれが前記複数の導管の１つと接続するように構成された多部構成部分と、
前記複数の通路の間で前記多部構成部分に取り付けられるかそれに形成された基部を含む内側オジーブであって、前記単一部分の方向に延在し、ガスの流れを前記多部構成部分から前記単一部分へ、または前記単一部分から前記多部構成部分へ方向付けるように構成された内側オジーブと
を含むコネクタをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のリム。
【請求項１２】
前記リムを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のリム。
【請求項１３】
前記導管の少なくとも１つの前記壁が、前記ルーメンを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤの第１加熱ワイヤを取り囲む、または埋め込む、または、前記導管の少なくとも１つの前記ルーメンが、前記ルーメンを通過する前記ガスに熱を供給するように構成された少なくとも１つの加熱ワイヤの第１加熱ワイヤを取り囲む、請求項１２に記載のリム。
【請求項１４】
前記リムが呼気リムであり、前記第１開口が患者インターフェースからガスを受けるように構成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のリム。
【外国語明細書】
2019055281000001.pdf