(57)【要約】  ＨＭＥユニット（５０）は、ハウジング（５２）、ＨＭ媒体（５４）、およびチェックバルブアセンブリ（５６）を含んでいる。ハウジング（５２）は、第１のポート（５８）、第２のポート（６０）、および、第１のポート（５８）と第２のポート（６０）とを流体接続する第１の流路と第２の流路とを定義する中間部（６２）とを形成する。ＨＭ媒体（５４）は、第２の流路に沿って中間部（６２）内に維持されている。チェックバルブアセンブリ（５６）は、中間部（６２）内に移動可能に設けられた閉塞部材（８０）を含んでいる。閉塞部材（８０）は、開放位置と閉塞位置とに選択的に配置される。開放位置の場合、第１の流路は、閉塞部材（８０）に対して開放される。閉塞位置の場合、閉塞部材（８０）は第１の流路を閉塞する。一つのモードにおいて、閉塞部材（８０）は、第２のポート（６０）から第１のポート（５８）に向かう方向に流れる気流に応答して開放位置に移動し、また、反対の方向に流れる気流に応答して閉塞位置に移動する。
2011522613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱湿気交換（ＨＭＥ）ユニットであって、
第１のポート、第２のポート、および第１のポートと第２のポートの間を延び、第１のポートと第２のポートとを流体接続する第１の流路と第２の流路とを定義する中間部を形成するハウジングと、
第２の流路に沿って中間部内に保持された熱湿気保持媒体（ＨＭ媒体）と、
中間部内に移動可能に設けられ、第１の流路を開放する開放位置と、第１の流路を閉塞する閉塞位置とに選択的に配置される閉塞部材を含んでいるチェックバルブアセンブリとを有し、
閉塞部材が、第２のポートから第１のポートに向かう方向に流れる気流に応答して開放位置に移動し、且つ第１のポートから第２のポートに向かう方向に流れる気流に応答して閉塞位置に移動する、第１のモードで動作するように構成されている熱湿気交換ユニット。
【請求項２】
閉塞部材が閉塞位置に固定されて第１の流路が閉塞される第２のモードで動作するように構成されている、請求項１の熱湿気交換ユニット。
【請求項３】
動作の第１のモードがバイパスモードであって、動作の第２のモードがＨＭＥモードである、請求項２の熱湿気交換ユニット。
【請求項４】
チェックバルブアセンブリがさらに、閉塞部材を閉塞位置に選択的に固定するロックデバイスを含んでいる、請求項２の熱湿気交換ユニット。
【請求項５】
閉塞部材がバルブプレートである、請求項１の熱湿気交換ユニット。
【請求項６】
バルブプレートが、中間部内に旋回可能に設けられている、請求項５の熱湿気交換ユニット。
【請求項７】
チェックバルブアセンブリがさらに、バルブプレートのサイズに比べて小さいサイズの開口を形成する壁を含み、
バルブプレートが、閉塞位置で開口を閉塞するために、開口に隣接して設けられている、請求項６の熱湿気交換ユニット。
【請求項８】
開口が、第１の流路の一部を定義する、請求項７の熱湿気交換ユニット。
【請求項９】
バルブプレートが、第１の流路内に配置されている、請求項８の熱湿気交換ユニット。
【請求項１０】
チェックバルブアセンブリから離れたプライマリーバルブ機構をさらに有し、
プライマリーバルブ機構が、第１の流路または第２の流路の少なくとも一方を選択的に開放するまたは閉塞するように構成されている、請求項１の熱湿気交換ユニット。
【請求項１１】
プライマリーバルブ機構が、第１の流路に対して移動可能に設けられたバルブ部材を含んでいる、請求項１０の熱湿気交換ユニット。
【請求項１２】
プライマリーバルブ機構が、ユーザによって選択されたＨＭＥ位置またはバイパス位置にバルブ部材を維持するように構成され、
ＨＭＥ位置では、バルブ部材は第２の流路を閉塞せずに第１の流路を閉塞し、
バイパス位置では、バルブ部材は第１の流路を閉塞しない、請求項１１の熱湿気交換ユニット。
【請求項１３】
プライマリーバルブ機構が、第２のバルブ部材に対して回転可能に維持される第１のバルブ部材を含んでいる、請求項１０の熱湿気交換ユニット。
【請求項１４】
患者の呼吸を補助する方法であって、
ベンチレータ側のポート、患者側のポート、および両ポート間を延び、ポート同士を流体接続する第１の流路と第２の流路とを定義する中間部とを形成するハウジングと、第２の流路に沿って中間部内に維持された熱湿気保持媒体（ＨＭ媒体）と、中間部内に移動可能に設けられた閉塞部材を含んでいるチェックバルブアセンブリとを有するＨＭＥユニットを用意し、
ベンチレータ側のポートと加圧気体源とを接続し、
患者側のポートと患者とを接続し、
ＨＭＥユニットに向かって気流を送るように加圧気体源を動作させ、
ＨＭＥユニットを、ベンチレータ側のポートからＨＭＥユニットに入った気流によって閉塞部材が第１の流路を開放し、
患者側のポートからＨＭＥユニットに入った気流によって閉塞部材が第１の流路を閉塞する、第１のモードであるバイパスモードで動作させる方法。
【請求項１５】
閉塞部材が患者側のポートからＨＭＥユニットに入った気流の第１の流路の通過を阻止する、第２のモードであるＨＭＥモードでＨＭＥユニットを動作させる、請求項１４の方法。
【請求項１６】
第２のモードであるＨＭＥモードでＨＭＥユニットを動作させることに、閉塞部材を閉塞位置に固定して、第１の流路を閉塞することが含まれる、請求項１５の方法。
【請求項１７】
ＨＭＥユニットがさらに、第１の流路または第２の流路の少なくとも一方を選択的に閉塞可能なバルブ部材を含んでいるプライマリーバルブ機構を含み、
第１のモードであるバイパスモードでＨＭＥユニットを動作させることに、バルブ部材が第１の流路を閉塞しないように該バルブ部材を配置することが含まれる、請求項１４の方法。
【請求項１８】
第１のモードであるバイパスモードでＨＭＥユニットを動作させることに、バルブ部材が第２の流路を閉塞するように該バルブ部材を配置することが含まれる、請求項１７の方法。
【請求項１９】
第２のモードであるＨＭＥモードでＨＭＥユニットを動作させることに、バルブ部材が第２の流路を閉塞しないように該バルブ部材を配置することが含まれる、請求項１７の方法。
【請求項２０】
第２のモードであるＨＭＥモードでＨＭＥユニットを動作させることに、バルブ部材が第１の流路を閉塞するように該バルブ部材を配置することが含まれる、請求項１９の方法。
【請求項２１】
バルブ部材を配置することに、ハウジングに対してバルブ部材を旋回させることが含まれる、請求項１７の方法。
【請求項２２】
バルブ部材を配置することに、バルブ部材を回転させることが含まれる、請求項１７の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の呼吸回路に有益な熱湿気交換（ＨＭＥ：ｈｅａｔ  ａｎｄ  ｍｏｉｓｔｕｒｅ）ユニットに関する。特に、本発明のＨＭＥユニットは、呼吸回路に接続可能であり、ＨＭＥモードやバイパスモードで動作するときに、含まれる熱と湿気とを保持する媒体に対して所望の気流パターンを提供するチェックバルブ構造体を備えている。
【背景技術】
【０００２】
患者の呼吸を手助けするために、ベンチレータと呼吸回路とを使用することは、よく知られている。ベンチレータと呼吸回路は、自然呼吸が困難な患者を機械的に手助けする。例えば、手術中や他の医療処置中、多くの場合、患者には、患者に対して呼吸ガスを供給するベンチレータが接続される。このような呼吸回路の一つの欠点として、供給されるガスが患者の肺にとって適切な湿度や温度でないことが挙げられる。
【０００３】
患者にとって望ましい湿度や温度の空気を供給するために、ＨＭＥユニットが呼吸回路に流体接続される。参考までに、「ＨＭＥ」は一般的な用語であって、単なる復水式加湿器（ｓｉｍｐｌｅ  ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  ｈｕｍｉｄｉｆｉｅｒｓ）、親水性の復水式加湿器（ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  ｈｕｍｉｄｉｆｉｅｒｓ）、疎水性の復水式加湿器（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ  ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  ｈｕｍｉｄｉｆｉｅｒｓ）などを含んでいる。一般的には、ＨＭＥユニットは、熱湿気保持媒体または熱湿気保持材料（ＨＭ媒体）の層を収容するハウジングから構成されている。このような材料は、患者の肺から吐き出された空気の湿気や熱を保持し、ベンチレータから供給される吸気に奪った湿気や熱を移すことができる。ＨＭ媒体は、発泡体、紙、または、例えば吸湿材料で処理されたまたは未処理の適当な他の材料から形成することができる。
【０００４】
ベンチレータから呼吸回路内に供給された空気に対する熱や湿気の影響にＨＭＥユニットが対処する場合、別の問題が存在する可能性がある。例えば、エアロゾル化された薬の粒子が、患者の肺に送るために、呼吸回路（例えば、ネブライザを介して）に導入されることは、かなり一般的である。しかしながら、ＨＭＥユニットが呼吸回路に存在する場合、薬の粒子は、ＨＭ媒体を行き来することが容易でなく、そのため患者に到達しない可能性がある。加えて、ＨＭ媒体に薬液の液滴が詰まり、場合によってはＨＭＥユニットの抵抗が大きくなることがある。この問題の対処方法の一つとして、エアロゾル化された薬が導入されるときに、ＨＭＥユニットを呼吸回路から取り外すことが挙げられる。しかし、これは、時間がかかり、間違いが生じやすく、またその結果として、回路が減圧し、回復された肺の容積が減少する可能がある。代わりとして、選択的にまた完全に気流の経路からＨＭ媒体を分離させるバイパス構造体／バルブを組み込んだ、さまざまなＨＭＥユニットが提案されている。実現可能ではあるものの、このようなまたは他のバイパス型のＨＭＥユニットは、エアロゾルの取り扱いが長引くとＨＭ媒体を十分に加熱するまたは加湿することができず、また複雑であり、そして高価である。
【０００５】
上記のことを考慮すると、従来のバイパス型のＨＭＥユニットに関する一つまたはそれ以上の問題を解決する、ＨＭ媒体をバイパスする構成を備えた、改良されたＨＭＥユニットが必要である。
【発明の概要】
【０００６】
本発明に係るいくつかの態様は、ハウジング、熱湿気保持媒体（ＨＭ媒体）、およびチェックバルブアセンブリを含んでいる熱湿気交換（ＨＭＥ）ユニットに関連する。ハウジングは、第１のポート、第２のポート、およびこれらの間を延びる中間部を形成する。これに関連して、中間部は、第１のポートと第２のポートとを流体接続する、第１および第２の流路を定義する。ＨＭ媒体は、第２の流路に沿って中間部内に維持されている。チェックバルブアセンブリは、中間部内を移動可能に設けられた閉塞部材を含んでいる。閉塞部材は、開放位置と閉塞位置とに選択的に配置される。開放位置では、第１の流路は、閉塞部材に対して開放される。閉塞位置では、閉塞部材は第１の流路を閉塞する。この点を考慮して、閉塞部材が、第２のポートから第１のポートに向かう方向に流れる気流に応答して開放位置に移動し、且つ第１のポートから第２のポートに向かう方向の流れの気流に応答して閉塞位置に移動する、第１のモードで動作するように、ＨＭＥユニットは構成されている。このような構成の場合、ＨＭＥユニットは、第１のポートが患者に対して流体的に隣接するように、また第２のポートがベンチレータに対して流体的に隣接するように、患者のベンチレータ回路に組み込むことができる。第１のモードすなわちバイパスモードで動作する場合、ベンチレータからの気流によってチェックバルブアセンブリは開放状態になる。それにより、気流は、第１の流路に沿って生じ、ＨＭ媒体を避ける。逆に、患者からの気流によって閉塞部材は閉塞位置に移動され、それにより気流はＨＭ媒体に向かう。いくつかの実施形態では、チェックバルブアセンブリはさらに、例えばＨＭＥモードの動作に関連して、閉塞位置に閉塞部材を選択的に固定するためのロックデバイスを含んでいる。他の実施形態では、ＨＭＥユニットはさらに、チェックバルブアセンブリから離れた、ＨＭ媒体に向かう方向にまたは離れる方向に気流を方向付けするプライマリーバルブ機構を含んでいる。
【０００７】
本発明に係る別の態様は、患者の呼吸を補助する方法に関する。この方法では、ハウジング、ＨＭ媒体、およびチェックバルブアセンブリを含むＨＭＥユニットを用意する。ハウジングは、ベンチレータ側のポート、患者側のポート、および両ポート間に延びる中間部を形成する。中間部は、これらのポートを流体接続する第１および第２の流路を定義する。ＨＭ媒体は、第２の流路に沿って中間部内に維持されている。チェックバルブアセンブリは、中間部内に移動可能に設けられている閉塞部材を含んでいる。ベンチレータ側のポートは加圧気体源に接続され、一方、患者側のポートは患者に接続される。気体源をＨＭＥユニットに気流を送るように動作させる。これに関連して、ＨＭＥユニットを、ベンチレータ側のポートからＨＭＥユニットに入った気流によって閉塞部材が第１の流路を開放し、患者側のポートからＨＭＥユニットに入った気流によって閉塞部材が第１の流路を閉塞する、第１のモードであるバイパスモードで動作させる。いくつかの実施形態では、ＨＭＥユニットはさらに、プライマリーバルブ機構を含み、ＨＭＥユニットはＨＭＥモードと同様にバイパスモードで動作可能である。これに関連して、バイパスモードとＨＭＥモードとの間のＨＭＥユニットの移行は、プライマリーバルブ機構が、ユーザの操作によって旋回または回転することによって行われる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るＨＭＥユニットが有益な一例の患者の呼吸回路の簡略図
【０００９】
【図２】本発明に係るＨＭＥユニットが有益な別例の患者の呼吸回路の簡略図
【００１０】
【図３】本発明に係るＨＭＥユニットの一部の簡略的な斜視断面図
【図４】本発明に係るＨＭＥユニットの一部の簡略的な斜視断面図
【００１１】
【図５】チェックバルブの構成要素が示されている、図３および図４に示すＨＭＥユニットの一部の拡大斜視図
【００１２】
【図６Ａ】バイパスモードで動作した状態の図３および図４に示すＨＭＥユニットの動作を示す図
【図６Ｂ】バイパスモードで動作した状態の図３および図４に示すＨＭＥユニットの動作を示す図
【００１３】
【図７】ＨＭＥモードで動作した状態の図３および図４に示すＨＭＥユニットの動作を示す図
【００１４】
【図８】本発明に係る別のＨＭＥユニットの一部の斜視断面図
【図９】本発明に係る別のＨＭＥユニットの一部の斜視断面図
【００１５】
【図１０】本発明に係る別のＨＭＥユニットの一部の斜視断面図
【図１１】本発明に係る別のＨＭＥユニットの一部の斜視断面図
【００１６】
【図１２】本発明に係る別のＨＭＥユニットの拡大斜視図
【００１７】
【図１３Ａ】異なる動作状態の図１２に示すＨＭＥユニットの断面図
【図１３Ｂ】異なる動作状態の図１２に示すＨＭＥユニットの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に詳細に記載するように、本発明に係る態様は、患者の呼吸回路に有益なＨＭＥユニットに関する。参照すれば、図１には、患者１２とベンチレータ（図示せず）との間に接続される複数のフレキシブルチューブ部分を含んでいる、一態様の呼吸回路１０が示されている。図１に示す呼吸回路１０は、二肢型（ｄｕａｌ  ｌｉｍｂ）呼吸回路であって、圧縮気体源１４、本発明に係るＨＭＥユニット１６（ブロック形状で示されている）、およびネブライザ１８とを含んでいる。
【００１９】
非限定的な一例の呼吸回路１０には、患者１２とＨＭＥユニット１６とを接続する患者用チューブ２０が設けられている。患者１２と接する側の患者用チューブ２０の端には、患者の口と食道とを通過して肺に向かって延びる気管内チューブが存在する。代わりとして、食道を介して患者の肺に空気を供給する気管切開チューブ（図１には図示されていないが、図２では符号４６が付されて示されている）が接続されてもよい。ＨＭＥユニット１６の反対側から、コネクタ２２、例えばＹ字コネクタが延びている。Ｙ字コネクタ２２は、別のチューブ、例えば、吐き出された空気を呼吸回路１０から放出する放出チューブ２４（通常、「呼気側リム（ｅｘｈａｌａｔｉｏｎ  ｌｉｍｂ）」と呼ばれる）に接続されている。第２のチューブ２６（通常、「吸気側リム（ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ  ｌｉｍｂ）」と呼ばれる）は、ネブライザのチューブとして機能し、ネブライザ１８に接続されている。また、ネブライザ１８は、コネクタ２８、例えば、Ｔ字コネクタを介して吸気側リム２６に接続されている。このＴ字コネクタ２８は、吸気側リム２６の反対側端でベンチレータ（図示せず）に接続されている。ネブライザ１８はまた、チューブ３０を介して圧縮気体源１４に接続されている。
【００２０】
さらなる参照として、図２には、本発明のＨＭＥユニット１６にとって有益な別の呼吸回路４０が示されている。呼吸回路４０は、単肢型（ｓｉｎｇｌｅ  ｌｉｍｂ）呼吸回路であって、先と同様に、ベンチレータ（図示せず）と患者１２とを接続する役割をし、ネブライザ１８と圧縮気体源１４を含んでいる。単肢型呼吸回路４０の場合、患者用チューブ２０が、先と同様に、患者１２とＨＭＥユニット１６とを流体接続する。シングルチューブ４２が、ＨＭＥユニット１６から反患者１２側に延びており、Ｔ字コネクタ２８を介してネブライザ１８に流体接続されている。ベンチレータ（図示せず）が、チューブ４４を介してＴ字コネクタ２８に直接接続されている。所望される場合、単肢型呼吸回路４０は（図１の二肢型呼吸回路１０と同様に）、気管切開チューブ４６に接続される。
【００２１】
本発明は、さまざまな種類のネブライザ１８が使用されることを考慮している。一例のネブライザ１８の場合、薬は滅菌水でもどされ、ネブライザ１８内に設けられたリザーバ内に貯留される。加圧気体が、ネブライザ１８に供給され、ネブライザ１８内の噴霧器（アトマイザ）を吹き流れる。アトマイザを通過する気体の力により、薬のリザーバからネブライザ１８の側面に沿って薬液が毛細管現象として移動し、薬液の流れがアトマイザで生じる。薬液がアトマイザで強制空気の流れに接触すると、その液体は多数の液滴に細分化される。その空気の力により、薬を患者の肺に供給する場合、空気と薬液との噴霧状の混合物が呼吸回路１０，４０内に入り、そして患者１２に向かって移動する。このようなやり方で薬を投与することが、肺を介して患者に薬を提供する場合に効果が高いことはすでにわかっている。同様に、定量吸入器を使用して、患者１２に向かう空気内に薬を供給することも可能である。
【００２２】
上記の概略的に説明された呼吸回路を考慮した、ＨＭＥユニット１６（図１および図２）として使用されるＨＭＥユニット５０の一構成が、簡略化されて図３および図４に示されている。ＨＭＥユニット５０は、ハウジング５２、熱湿気媒体（ＨＭ媒体）５４、およびチェックバルブアセンブリ５６を含んでいる。これらの構成要素の詳細は以下のとおりである。概括的に言えば、ハウニング５２は、第１のポート５８、第２のポート６０、および中間部６２を形成する。ＨＭ媒体５４は、中間部６２内に保持されている。ハウジング５２は、通常、ポート５８，６０を流体接続する複数の流路を定義する。この複数の流路には、ＨＭ媒体５４と密接しない第１の流路（例えば、内部に形成された流路を介してＨＭ媒体５４の脇を通過するなど）と、ＨＭ媒体５４を通過して接触する第２の流路とが含まれる。これに関連して、チェックバルブアセンブリ５６は、少なくとも主流が流れる流路を決定するために動作可能である。
【００２３】
ポート５８，６０が、図３，４に概略的に示されている。ポート５８，６０は、図示するように一定の直径の円筒形状でも可能であり、対応する通気回路の構成要素（例えばチューブなど）を容易に流体接続するための周知の付加的な構成／構成要素を組み込むことも可能である。同様に、ハウジング５２は、図３や４に示す形状と異なるさまざまな外郭形状が可能である。
【００２４】
ハウジング５２は、外壁部６４ａ，６４ｂと、少なくとも一つの内部隔壁６６とを備える。内部隔壁６６は、他の構成部（例えば、外壁部６４ａ，６４ｂ）から離れており、第１の流路Ａ（図３）と第２の流路Ｂ（図４）を定義する。例えば、内部隔壁６６は、第２の流路Ｂを確立する際に、部分的に通路６８ａ，６８ｂを確立する。とにかく、ＨＭ媒体５４は第２の流路Ｂに沿って配置されており、その一方で、第１の流路ＡはＨＭ媒体５４から離れている（ＨＭ媒体５４を避けている、すなわちＨＭ媒体５４の脇を通る）。したがって、第１の流路Ａはバイパス流路を構成し、第２の流路ＢはＨＭＥ流路である。
【００２５】
上記したように、ＨＭ媒体５４は、中間部６２内に配置できる大きさと形状にされている。これに関連して、ＨＭ媒体５４は、熱湿気保持特性を備える周知のさまざまな形態をとることができ、通常は発泡部材である、または発泡部材が含まれる。他の構成としては、紙やフィルタ部材などを挙げることが可能である。特に関連して、ＨＭ媒体５４は、熱湿気を保持できるのであれば、他の役割（例えば粒子をろ過する）を果たすような材料であってもよい。図３や図４に示す構成の場合、使用可能な一例のＨＭ媒体５４は、均質なブロックの材料であって、判別可能な流路を持っていない。後述する他の実施形態においては、ＨＭ媒体は、一つまたはそれ以上の内部バイパス流路を含んでいる。
【００２６】
チェックバルブアセンブリ５６として、ポート５８と６０の間で流路Ａまたは流路Ｂの少なくとも一方に主流を発生させることが可能なさまざまな形態をとることが可能である。例えば、いくつかの実施形態においては、チェックバルブアセンブリ５６は、ハウジング５２によって形成された第１の流路Ａ上（例えば、内部隔壁６６と対応する外壁部６４ａとの間）の開口８２を選択的に閉じるために配置された流れ閉塞部材８０を含んでいる。閉塞部材８０が開放位置すなわちバイパス位置にある場合（図３）、閉塞部材８０は、開口８２から離れた位置に移動されている。これにより、第１の流路Ａは、閉塞部材８０によって閉塞されない。開放位置すなわちバイパス位置において、第２の流路Ｂは閉塞部材８０によって完全には閉塞されず、そのため、流路Ａと流路Ｂの両方に沿った流れが生じる。しかしながら、ＨＭ媒体５４が流れの抵抗として存在するため、また、流れは流路抵抗が小さい方に流れるため、ポート５８，６０間の主流は、第１の流路Ａに沿って生じる（閉塞部材８０が開放位置にある場合）。逆に言えば、閉塞部材８０が閉塞位置すなわちＨＭＥ位置にある場合（図４）、閉塞部材８０は開口８２を覆うすなわち閉塞し、それにより、第１の流路Ａは閉塞される。したがって、閉塞位置では、第１のポート５８と第２のポート６０との間の流れは、第２の流路Ｂのみに沿って生じる（そのため、ＨＭ媒体５４を通過する必要がある）。
【００２７】
閉塞部材８０は、さまざまな形状をとることができ、通常は、気流が通過できない個体（または複数の個体）として設けられる。閉塞部材８０は、剛体（例えば、熱可塑性樹脂）でもよく、また弾性体（例えばシリコーン）でもよい。図３および図４の一構成において、閉塞部材８０は、プレート状である。代わりとして、他のチェックバルブ（例えば、ボールバルブ、スライドバルブ、ダックビルバルブ、スイングバルブ、リフトチェックバルブ、ダイヤフラムチェックバルブ、ストップチェックバルブなど）の閉塞部材でも可能である。とにかく、閉塞部材８０は、図３に示す第１の位置（開放位置）と、図４に示す第２の位置（閉塞位置）との間で移動可能である。例えば、閉塞部材８０は、プレート状であって、旋回端９２と反対側の自由端９０によって定義される。旋回端９２は、ハウジング５２内に回転可能に取り付けられており、例えば図５に示すようなアーム９４を介している。旋回端９２から延びるアーム９４それぞれは、ハウジング５２によって形成されている支持スロット９６内に回転可能に保持される大きさにされている。言い換えると、アーム９４は、対応するスロット９６内を自由に回転するまたは旋回する。いくつかの実施形態において、アーム９４の直径は、摩擦を抑制するために、スロット９６の直径すなわち幅に対して十分に小さく（例えば、少なくとも１０％小さく）される。さらに、アーム９６の面は閉塞部材８０の面に対してオフセットしており（閉塞部材８０がプレート状または類似の形状の場合）、これにより、閉塞部材８０は、自然に閉塞位置（図４）につくことができる。
【００２８】
リビングヒンジのような旋回端９２を備えるなどによって、他の移動可能なアセンブリ構造が可能である。このような構造の場合、図３や図４に示すように、閉塞部材８０の移動には、閉塞部材８０が旋回端９２を中心として旋回し、自由端９０が第１の位置と第２の位置との間を移動することが含まれる。このことを考慮して、自由端９０は、図４に示す第２の位置（閉塞位置）にある場合、対応するハウジング５２の部分、例えば外壁部６４ａと係合し、シールする。言い換えると、閉塞部材８０は、第２の位置にある場合、第１の流路Ａを閉塞し、それによって、上記したように第２の流路Ｂに沿って全ての気流が流れるような大きさや形状にされている。
【００２９】
閉塞部材８０が旋回端９２（またはチェックバルブアセンブリ５６に採用される特定の構造に関連する動作の他の支点）を中心として自由に旋回可能または回転可能な場合、チェックバルブアセンブリ５６は、ＨＭＥユニット５０に向かうすなわちＨＭＥユニット５０を通過する気流に応答して開放位置と閉塞位置との間を自身で移動できるようにされる。上述したように、チェックバルブアセンブリ５６は、通常状態すなわち自然状態では、図４に示す第２の位置（すなわち閉塞位置）にあるように構成されている。とにかく、閉塞部材８０は、第２のポート６０からＨＭＥユニット５０内に向かう気流の影響を受けて、図３に示す開放位置に移動するまたは移行する。逆に、第１のポート５８からＨＭＥユニット５０内に向かう気流により、閉塞部材８０は、図４に示す閉塞位置に移動するまたは移行する。
【００３０】
いくつかの実施形態において、チェックバルブアセンブリ５６はさらに、閉塞部材８０の自由な移動を選択的に妨げるすなわち防止するように構成されている。特に、チェックバルブアセンブリ５６は、閉塞部材８０に選択的に作用する付加的な構成要素（図示せず）を含んでいる。このような構成を考慮した場合、チェックバルブアセンブリ５６の構成要素は、ＨＭＥユニット５０のＨＭＥモードで動作する場合、図４に示す第２の位置で自由端９０が固定されるすなわちロックされように動作する。例えば、チェックバルブアセンブリ５６が、作動時（例えば活動時）において、図４に示す第２の位置（閉塞位置）にある閉塞部材８０（例えば、磁性金属によって形成された閉塞部材８０）を磁力によって固定するように動作する磁石式のロックを有する。ロックが非作動の場合は、閉塞部材８０は、上述したように、気流に応答して自由に動く。なお、他の選択的な固定技術（例えば、機械的、電気機械的など）も可能である。また一方で、ロックデバイスを設ける場合、そのロックデバイスは、ユーザによる動作モードの決定を可能にする構成要素を含んでいる。特に、チェックバルブアセンブリ５６は、ユーザの操作によってバイパスモードまたはＨＭＥモードにすることが可能にされている。
【００３１】
使用する際、ＨＭＥユニット５０は、患者の呼吸回路、例えば、図１に示す呼吸回路１０や図２に示す呼吸回路４０に流体接続される。患者用チューブ２０は第１のポート５８に流体接続され、第２のポート６０はベンチレータ（図示せず）に接続されているチューブに流体接続される。したがって、第１のポート５８は患者側ポートとして機能し、第２のポート６０はベンチレータ側ポートとして機能する。ネブライザ１８によって患者１２に霧状の薬を投与する場合、ＨＭＥユニット５０は、閉塞部材８０が気流に対応して自由に移動する、バイパスモードで動作される。例えば、図６Ａを参照すると、患者の呼吸の吸入段階中（すなわち患者が息を吸うとき）、第２のポートすなわちベンチレータ側ポート６０からＨＭＥユニット５０内に向かう主流が少なくとも生じる（図６Ａの「Ｉ」方向）。閉塞部材８０が拘束されていない（旋回端９２から離れている）ため、閉塞部材８０は、移動する空気に対応して、図に示すように開放位置に移行する。その結果、第１の流路Ａに沿ってベンチレータ側ポート６０から患者側ポート５８に向かう主流が少なくとも生じる（第２の流路Ｂは完全には閉塞されておらず、第２の流路Ｂを通過する気流があってもそれが最小限になるように、ＨＭ媒体５４が抵抗として機能している）。したがって、患者に向かって移動する薬の液滴によってＨＭ媒体５４が詰まる可能性が、非常に小さい。
【００３２】
バイパスモードにおける患者の呼吸の呼気段階中（すなわち患者が息を吐くとき）、図６Ｂに矢印Ｅによって示すように、第１のポートすなわち患者側ポート５８からＨＭＥユニット５０内に向かう主流が少なくとも生じる。この吐き出された空気に対応して、閉塞部材８０は閉塞位置に移行し、それにより第１の流路Ａが閉塞される。その結果、患者が息を吐くとき、第２の流路Ｂに沿ってＨＭ媒体５４を通過する、患者側ポート５８からベンチレータ側ポート６０に向かう気流が発生する。参考までに、患者が吐き出した空気に薬の液滴が含まれている可能性があるが、それはあっても最小なので、ＨＭ媒体５４の詰まりへの影響は限定的である。その一方で、吐き出された空気がＨＭ媒体５４を通過することにより、熱や湿気がＨＭ媒体５４内に取り込まれ、それにより、ＨＭ媒体５４は、後述するＨＭＥモードにおいて気流を十分に処理できる適当な状態にされる。
【００３３】
呼吸回路１０，４０を介して患者１２に薬が供給されない場合（すなわち、ネブライザ１８が呼吸回路１０，４０に接続されていないおよび／またはネブライザ１８が非動作である場合）、ＨＭＥユニット５０は、閉塞部材８０が閉塞位置で固定されるＨＭＥモードで動作される。図７を参照すると、閉塞部材８０は、ポート５８，６０のいずれかから流れてきた気流に応答して移動することがなく、その代わりに閉塞位置に固定された状態で維持される。したがって、ＨＭＥユニット５０を介する患者１２に向かう気流または患者１２からの気流は、ＨＭ媒体５４を通過する必要があり、そのとき、ＨＭ媒体５４は、吐き出された空気から湿気と熱とを吸収する、または吸われて患者の肺に供給される空気に湿気と熱とを供給する。
【００３４】
上述したＨＭＥユニット５０は、本発明に係る、一つの可能な構成にすぎない。本発明に係る、ＨＭＥユニット１６（図１や図２）として使用可能な別の実施形態のＨＭＥユニット２００が、図８と図９とに部分的に示されている。ＨＭＥユニット２００は、上述のＨＭＥユニット５０（図３や図４）と類似しており、ハウジング２０２、ＨＭ媒体２０４、およびチェックバルブアセンブリ２０６を含んでいる。ハウジング２０２は、第１のポート２０８（例えば患者側ポート）と、第２のポート２１０（例えばベンチレータ側ポート）と、中間部２１２とを形成する。ＨＭ媒体２０４は、上述した任意の形態をとることが可能であり、中間部２１２内に収容される。チェックバルブアセンブリ２０６は、後述するように、第１のポート２０８と第２のポート２１０との間を移動する、少ないとも主流の流路を決定するために動作する。
【００３５】
ハウジング２０２、特に中間部２１２は、対向し合う上側外壁部２１４と下側外壁部２１６とを含むとともに、少なくとも１つの内部隔壁２１８を含んでいる。内部隔壁２１８は、下側外壁部２１６から離れており、それによりギャップ２２０が確立されている。さらに、内分隔壁２１８は、後述するようにチェックバルブアセンブリ２０６と関連し、上側外壁部２１４と隣接する開口２２２を形成している。この構成の場合、ハウジング２０２は、ポート２０８，２１０間に、図８の矢印Ａによって示される第１の流路と、図９の矢印Ｂによって示される第２の流路を定義する。第２の流路ＢはＨＭ媒体２０４を含んでおり、一方、第１の流路Ａは含んでいない。言い換えると、第２の流路Ｂを流れる空気は、ＨＭ媒体２０４に作用し、ＨＭＥ流路を構成する。逆に、第１の流路Ａを流れる空気は、ＨＭ媒体２０４に密に作用せず、バイパス流路として機能する。上述の実施形態と同様に、第１の流路／バイパス流路Ａは、ＨＭ媒体２０４を避けている（例えば、ＨＭ媒体２０４の脇を通る、また代わりとしてＨＭ媒体２０４によって定義される内部流路を通過する）。
【００３６】
チェックバルブアセンブリ２０６は、上述したような閉塞部材２３０、例えば、ハウジング２０２内に移動可能に組み込まれているバルブプレートを含んでいる。閉塞部材２３０は、開口２２２を選択的に覆うすなわち閉塞するような大きさや形状にされている。チェックバルブアセンブリ２０６はさらに、いくつかの実施形態においては、閉塞部材２３０を内部隔壁２１８に、特に開口２２２に移動可能に（例えば旋回可能に）結合するアーム２３２を含んでいる。したがって、閉塞部材２３０は、第１の位置すなわち開放位置（図８）と第２の位置すなわち閉塞位置（図９）との間を移動可能である。閉塞位置の場合、閉塞部材２３０は、内部隔壁２１８に寄り添い、それにより開口２２２を閉塞し、その結果として第１の流路Ａを閉塞する。言い換えると、閉塞位置の場合、第１のポート２０８と第２のポート２１０との間においては第２の流路Ｂのみが開放した状態であり、それにより、ＨＭ媒体２０４に作用する、ＨＭＥユニット２００内の気流が生じる。逆に、第１の位置（開放位置）の場合、閉塞部材２３０は、内部隔壁２１８から離れており、それにより、開口２２２を通過する気流が生じる。したがって、開放位置の場合、第１の流路Ａは開いており、それにより、ＨＭ媒体２０４から離れて、すなわち避けて第１のポート２０８と第２のポート２１０との間を真っすぐに空気が流れる。
【００３７】
ロックデバイス（後述するような）などの何らかの制約手段が存在しない場合、チェックバルブアセンブリ２０６は、ＨＭＥユニット２００を通過する気流の方向に応答して、予め決められた方法で閉塞部材２３０を移動させる。特に、閉塞部材２３０は、第２のポート２１０からの気流に応答して図８に示す開放位置に向かって自由に旋回可能に、開口２２２に対して配置されている。第１のポート２０８からの気流に応答する場合、閉塞部材２３０は、図９に示す閉塞位置に自ら移動する。
【００３８】
図示してはいないが、チェックバルブアセンブリ２０６は、ユーザが選択して閉塞部材２３０を閉塞位置に固定することできる、一つまたはそれ以上の付加的な機構を含むことができる。例えば、磁石式のロックデバイスが設けられる。代わりとして、他の機構（本質的には、機械式、空圧式、および／または電気式の機構）でもよい。とにかく、バイパスモードで動作される場合、閉塞部材２３０は自由であり、開放位置と閉塞位置との間で、開口２２２に対して自由に移動する（上述したように、ＨＭＥユニット２００を通過する気流の方向に対応して）。ＨＭＥモードの場合、閉塞部材２３０は閉塞位置に固定され、その結果、ハウジング２０２に流れ入る気流の方向に関係なく、第２の流路Ｂに沿った気流が生じる。
【００３９】
上述の実施形態と同様に、第１のポート２０８は、患者用のインターフェース（例えば、呼吸用チューブ、気管内チューブなど）に接続され、それにより患者側ポートとして機能する。第２のポート２１０は、ベンチレータに対して流体接続するチューブに接続され、ベンチレータ側ポートとして機能する。ＨＭＥユニット２００を組み込んだ呼吸回路（図１や図２）がエアロゾル化された薬を供給しない場合、ＨＭＥユニット２００は、ＨＭＥモードで動作され、閉塞部材２３０は閉塞位置（図９）に固定され、第１の流路Ａが閉塞される。したがって、ＨＭＥユニット２００を通過する気流（ポート２０８，２１０間の気流）はＨＭ媒体２０４に作用する。そして、ＨＭＥユニット２００は、湿気と熱とを患者が吐き出した空気から吸収し、患者に供給される吸い込まれた空気に対して湿気と熱とを供給するＨＭ媒体２０４を備えた、一般的なＨＭＥユニットとして機能する。ハウジング２０２に対する流れの方向に関係なく、ＨＭＥモードの場合、ＨＭＥ流路は、この配置のみであり、変らないままである。
【００４０】
ＨＭＥユニット２００が流体接続されている呼吸回路が患者に霧状の薬を供給するように動作する場合、ＨＭＥユニット２００は、閉塞部材２３０が内部隔壁２１８／開口２２２に対して自由に移動可能なバイパスモードに移行されている。吸入段階中、ベンチレータ側ポート２１０からＨＭＥユニット２００内に向かう気流は、閉塞部材２３０を図８に示す開放位置に移動させる。しかし、閉塞部材２３０が開放位置にある場合、第２の流路Ｂが開放状態で維持され、ＨＭＥユニット２００を通過する大量の気流が、第２の流路Ｂに沿って生じる可能性がある。上述したように、ＨＭ媒体２０４が気流の抵抗として機能し、気流は抵抗の小さい流路を流れるため、開放位置の場合、ベンチレータ側ポート２１０から患者側ポート２０８に向かう大量の気流は第１の流路Ａに沿って真っ直ぐに流れる。そのため、上述したように、取り込まれた薬の液滴が、ＨＭ媒体２０４に対して深く悪影響を与える可能性がほとんどない。逆に、患者側ポート２０８からＨＭＥユニット２００に入った吐き出された空気の場合（すなわち、吐き出し中）、その気流は閉塞部材２３０に作用し、閉塞部材２３０を閉塞位置（図９）に移動させ、それにより、第１の流路Ａが閉塞される。したがって、バイパスモードの場合、患者が吐き出した空気は第２の流路Ｂに沿って流れ、その中の熱や湿気によってＨＭ媒体２０４が好ましい状態にされる。
【００４１】
図示されてはないが、ＨＭＥユニット２００に、上述した付加的な、また選択的な一つまたはそれ以上の機構を組み込むことができる。例えば、ＨＭＥユニット２００は、補助フィルタ２４０を含むことができる。補助フィルタ２４０は、さまざまな形態が可能であり（例えば、周知のＨＭＥＦ）、またＨＭ媒体２０４に隣接して直接組み付けられる。図８や図９に示す一構成の場合、補助フィルタ２４０は、ＨＭ媒体２０４の主面２４２に隣接し、ＨＭ媒体２０４の表面積に対応した比較的大きなろ過面積を備える。さらに、ＨＭ媒体２０４に対する上述したＨＭＥユニット２００のバイパス機構は、補助フィルタ２４０に対しても同様に機能する。したがって、補助フィルタ２４０は、ＨＭ媒体２０４と同様にバイパスされることもある。補助フィルタを含んでいないまたはフィルタがＨＭ媒体バイパス機構から離れて設けられている従来のＨＭＥデバイスに比べて、本発明に係る補助フィルタ２４０は、比較的大きくすることができ、それにより低い抵抗で高いろ過効率を得ることができる。補助フィルタ２４０は、本発明に係る選択的な構成要素であって、それにより、ＨＭ媒体２０４自体は所望のフィルタリング能力を備えることができる。
【００４２】
本発明に係り、またＨＭＥユニット１６（図１や図２）として使用可能な、さらに別の実施形態のＨＭＥユニット２５０が、図１０と図１１とに部分的に示されている。ＨＭＥユニット２５０は、ハウジング２５２、ＨＭ媒体２５４（図面から省略されているが、符号のハウジング２５２に対する位置に設けられている）、プライマリーバルブ機構２５６、およびチェックバルブアセンブリ２５７を含んでいる。ハウジング２５２は、中間部２６２の対向し合う端それぞれから延びる第１のポート２５８と第２のポート２６０とを形成する。ＨＭ媒体２５４は、プライマリーバルブ機構２５６とチェックバルブ機構２５７とともに、中間部２６２内に配置されている。プライマリーバルブ機構２５６とチェックバルブ機構２５７は、ポート２５８，２６０間の主流を少なくとも方向付けする流路を決定する。
【００４３】
ハウジング２５２は、外壁部２６４と、少なくとも一つの内部隔壁２６６とを含んでいる。内部隔壁２６６は外壁部２６４から離れており、それにより、第１の流路Ａ（図１０）と第２の流路Ｂ（図１１）とを定義する。上述の実施形態と同様に、第２の流路ＢはＨＭ媒体２５４を含み、その一方、第１の流路Ａは含んでいない。したがって、第１の流路Ａはバイパス流路であって、第２の流路ＢはＨＭＥ流路である。他の実施形態と同様に、第１の流路／バイパス流路Ａは、ＨＭ媒体２５４を避けている（例えば、ＨＭ媒体２５４の脇にある）。
【００４４】
上述の実施形態と異なり、プライマリーバルブ機構２５６は、チェックバルブアセンブリ２５７とともに動作し、ＨＭＥユニット２５０を通過する主流の流路を決定する。すなわち、プライマリーバルブ機構２５６とチェックバルブアセンブリ２５７は、別々の構成要素として設けられ、それぞれが後述するように気流に影響を与える。しかしながら、概して言えば、チェックバルブアセンブリ２５７は、上述の実施形態のチェックバルブアセンブリと類似している。
【００４５】
プライマリーバルブ機構２５６は、ハウジング２５２内に移動可能に組み込まれたバルブ部材２７０（例えば、バルブプレート、ボールなど）を含み、第１の流路Ａを選択的に閉塞するように構成されている。特に、バルブ部材２７０が第２の位置すなわちＨＭＥ位置（図１１）にある場合、バルブ部材２７０の先端２７２は、外壁部２６４と接触し、それにより、第１のポート２５８と第２のポート２６０に対する第１の流路Ａを閉塞する。したがって、ＨＭＥ位置の場合、バルブ部材２７０は、ポート２５８，２６０間の全ての気流を、第２の流路Ｂのみに沿って流れるように方向付ける。
【００４６】
逆に、バルブ部材２７０が第１の位置すなわちバイパス位置（図１０）にある場合、先端２７２は、外壁部２６４から離れ、それにより、第１の流路Ａが開く（バルブ部材２７０に対して）。バイパス位置の場合、いくつかの実施形態において、バルブ部材２７０は、第２の流路Ｂを完全に閉塞せず、それにより、ＨＭＥユニット２５０がバイパスモードのとき、ＨＭ媒体２５４を通過する気流が生じる可能性がある。しかしながら、上述したように、ＨＭ媒体２５４が気流の抵抗として存在するため、バイパスモードにおいては、気流は抵抗が小さい流路を流れ、主流は第１の流路Ａに沿って流れる。
【００４７】
バルブ部材２７０の第１の位置と第２の位置との間の移動は、ユーザによって、さまざまなやり方で容易に行うことができる。いくつかの構成の場合、プライマリーバルブ機構２５６は、バルブ部材２７０を第２の位置すなわちＨＭＥ位置（図１１）に向かって付勢する、スプリングなどの付勢デバイス（図示せず）を含んでいる。アクチュエータアーム２７４が、ハウジング２５２に旋回可能に組み付けられており、第１の端２７６と第２の端２７８を定義する。第１の端２７６はハウジング２５２から外に向かって延び、その一方で、第２の端２７８は、バルブ部材２７０を押圧する。この構成の場合、バルブ部材２７０は、ユーザによって、また第１の端２７６に回転力またはモーメント力を加えることによって、ＨＭＥ位置（図１１）からバイパス位置（図１０）に移動される。アクチュエータアーム２７４を回転させると、それにより、カムのように、第２の端２７８がバルブ部材２７０を押圧し、そしてバルブ部材２７０が移動する。反対方向にアクチュエータアーム２７４を回転させると、アクチュエータアーム２７４によって加えられる力がなくなり、付勢デバイスがバルブ部材２７０をＨＭＥ位置に復帰させる。代わりとして、ユーザが所望の位置や所望の動作モードを選択できるように、幅広い種類の他の構成要素を使用してもよい。
【００４８】
チェックバルブアセンブリ２５７は、プライマリーバルブ機構２５６から離れて設けられており、閉塞部材２９２を含んでいる。閉塞部材２９２は、ハウジング２５２内に組み付けられ、それにより、第１の流路Ａは選択的に閉塞される。
【００４９】
例えば、いくつかの構成の場合、ハウジング２５２は、第１のポート２５８と第２のポート２６０との間の第１の流路Ａ上に配置され、縁２９６によって定義される開口２９４を形成する。閉塞部材２９２（例えば、バルブプレート）は、縁２９６に接したときに開口２９４を閉じるように（すなわち図１０の閉塞位置）、開口２９４の大きさおよび形状に対応する大きさおよび形状にされている。これに関連して、閉塞部材２９２は、流路Ａに沿って第１の方向に気体が流れるときに開口２９４から離れ（すなわち、図１１に示す開放位置）、その反対の方向に気体が流れるときは開口２９４を閉じるように、自由に移動可能に配置されて組み付けされている（後述するような他の制約がない場合）。例えば、図１０を具体的に参照すると、第２のポート２６０から第１のポート２５８に向かう方向に気体が流れると、閉塞部材２９２は旋回して開口２９４から離れ、それにより、気体は第１の流路Ａに沿って自由に流れることができる。逆に、第１のポート２５８から第２のポート２６０に向かう方向に気体が流れると、閉塞部材２９２は縁２９６に接触し、それにより、開口２９４が閉じられる。したがって、バルブ部材２７０が図１０に示すバイパス位置にある場合、閉塞部材２９２は、周期的に第１の流路Ａを閉塞し（すなわち、第１のポート２５８から第２のポート２６０に向かって気体が流れる場合）、その場合、気体は、第２の流路Ｂのみに沿ってその方向に流れる。
【００５０】
チェックバルブアセンブリ２５７はさらに、閉塞位置に閉塞部材２９２を選択的に固定するように構成されている。例えば、アクチュエータアーム２７４は、閉塞部材２９２に選択的に接触するように設けられている。特に、図１１に示す姿勢の場合、アクチュエータアーム２７４は、閉塞部材２９２を押圧し、閉塞部材２９２を閉塞位置に固定する。したがって、プライマリーバルブ機構２５６のＨＭＥモードは、閉塞部材２９２の閉塞位置に直接的に対応する。図１０の姿勢の場合、アクチュエータアーム２７４は、閉塞部材２９２との係合を解除し、閉塞部材２９２は、上述したように自由に移動する。言い換えると、バイパスモードでの動作の場合、閉塞部材２９２は、ＨＭＥユニット２５０を通過する気体の流れ方向に応答して開放位置と閉鎖位置との間を自由に回転（または移動）する。
【００５１】
上述したチェックバルブアセンブリ２５７は、いくつかの実施形態において、ＨＭＥユニット２５０のパフォーマンスを向上させる。例えば、使用の際、ＨＭＥユニット２５０は、患者の呼吸回路（図示せず）に組み付けられ、第１のポート２５８が患者側ポートとして機能し、一方、第２のポート２６０はベンチレータ側ポートとして機能する。このようなデザインを考慮すると、ＨＭＥユニット２５０がバイパスモードである場合（すなわち、図１０に示すように、バルブ部材２７０がバイパス位置で維持され、閉塞部材２９２が自由な移動を制限されている場合）、薬の液滴を取り込んだ、ベンチレータ側ポート２６０から患者側ポート２５８に向かう気体の主流は、第１の流路Ａに沿って生じる。すなわち、バルブ部材２７０と閉塞部材２９２は、ベンチレータ側ポート２６０から患者側ポート２５８に向かう気流を妨害しない。そのため、患者が吸引する場合、薬の液滴は、患者の肺に送られ、ＨＭ媒体２５４にほとんど接触しない。患者が空気を吐き出す場合、気体の流れ方向が変化し（すなわち、気体が患者側ポート２５８からベンチレータ側ポート２６０に向かって）、上述したように閉塞部材２９２を動かして開口２９４を閉塞する。そのため、吐き出された空気は、ＨＭ媒体２５４を通過し、熱および湿気がＨＭ媒体２５４によって奪われて保持される。患者から吐き出された空気が薬の液滴を含んでいてもそれは最小であるため、ＨＭ媒体２５４の詰まりの可能性は非常に小さい。
【００５２】
ＨＭＥユニット２５０がＨＭＥモードで動作する場合、バルブ部材２７０は、ＨＭＥ位置に動かされて維持され、閉塞部材２９２は、図１１に示すように、閉塞位置に固定される。したがって、ＨＭＥユニット２５０を通過する気流の方向に関係なく、全ての気体はＨＭ媒体２５４を通過するように方向付けされ、ＨＭ媒体２５４によって熱および湿気を保持される。その熱および湿気は、ＨＭＥユニット２５０を通過する気体に供給される。
【００５３】
上述するプライマリーバルブ機構２５６は、本発明に係るＨＭＥユニット／チェックバルブアセンブリ構成に使用される一例にすぎない。言い換えると、使用されるプライマリーバルブ機構は、様々な他の形態をとることができる。例えば、図１２は、本発明に係り、ＨＭＥユニット１６（図１や図２）に使用される他の実施形態のＨＭＥユニット３００を示している。ＨＭＥユニット３００は、ハウジング３０２、ＨＭ媒体３０４、プライマリーバルブ機構３０６、およびチェックバルブアセンブリ３０８を含んでいる。ハウジング３０２は、ハウジングの半分３１０，３１２を組み合わせたアセンブリであって、第１のポート３１４、第２のポート３１６、および、これらの間を延びる中間部３１８を定義する。ＨＭ媒体３０４は、ポート３１４，３１６間で少なくとも気体の主流の流路を決定するプライマリーバルブ機構３０６とチェックバルブアセンブリ３０８とともに、中間部３１８内に収容される。特に、上述の実施形態と同様に、ＨＭＥユニット３００は、ＨＭ媒体３０４との直接的なまた密な接触を実質的に避けるためのバイパス経路（図１３Ａの矢印Ａ）と、気体をＨＭ媒体３０４に直接的に接触させるためのＨＭＥ経路（図１３Ｂの矢印Ｂ）とを備える。
【００５４】
ハウジングの半分３１０，３１２は、一方が他方に対して回転可能に組み付けされている。例えば、第２のハウジングの半分３１２は、第１のハウジングの半分３１０に形成されているリム３２２を摺動可能に保持するフランジ３２０を含んでいる。ハウジング３１０，３１２のアセンブリは、図１３Ａおよび図１３Ｂに示されている。後述するように、このような回転可能な関係により、プライマリーバルブ機構３０６を所望のモードの状態にする。
【００５５】
ＨＭ媒体３０４は、上述の実施形態で示されたいずれかの材料で形成することができる。しかし、図１２−１３Ｂに示す構成の場合、ＨＭ媒体３０４は、内部流路３２４を形成し、リング形状である。内部流路３２４は、後述するように、プライマリーバルブ機構３０６の少なくとも一部を収容できる大きさにされている。
【００５６】
図１２−１３Ｂを参照すると、プライマリーバルブ機構３０６は、導管アセンブリ３３０とバルブ部材アセンブリ３３２とを含んでいる。導管アセンブリ３３０とバルブ部材アセンブリ３３２は組み合わさって、後述するようなバイパス経路ＡまたはＨＭＥ経路Ｂを形成する（すなわち完成させる）。
【００５７】
導管アセンブリ３３０は、いくつかの実施形態において、第１の導管３３４と第２の導管３３６とを含んでいる。第１の導管３３４は、第１のハウジングの半分３１０に組み付けされている、またはその代わりに、第１のハウジングの半分３１０に一体的に形成されている。例えば、いくつかの実施形態において、一つまたはそれ以上のスプライン３４０が、第１の導管３３４から径方向に延びており、また、第１のハウジングの半分３１０の対応する部分に取り付けられるように構成されている。例えば、図１３Ａおよび図１３Ｂに最もよく示すように、第１のハウジングの半分３１０には、スプライン３４０が取り付けられる（例えば、摩擦係合、溶接、接着など）肩部３４２が形成されている。とにかく、第１の導管３３４は、第１のハウジングの半分３１０に対して空間的に取り付けられており、第１のポート３１４に向かって流体的に開いている（後述するように、チェックバルブ機構３０８の位置による）。
【００５８】
第２の導管３３６は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、第２のハウジングの半分３１２に一体的に形成されている、または組み付けられている。したがって、第２の導管３３６は、第２のハウジングの半分３１２に空間的に取り付けられており、第２のハウジングの半分３１２が第１のハウジングの半分３１０に対して一方に回転すると（逆方向も同様）、第１のハウジングの半分３１０に対して回転する。第２の導管３３６は、第２のポート３１６に流体接続されており、一つまたはそれ以上の側面溝３４６が形成されている。側面溝３４６は、第２の導管３３６の内部に向かって流体的に開いており、第２の導管３３６に向かう気体、また第２の導管３３６からの気体の流路となる。
【００５９】
バルブ部材アセンブリ３３２は、いくつかの実施形態において、第１のバルブ部材３５０（図１３Ａおよび図１３Ｂに部分的に示されている）と第２のバルブ部材３５２とを含んでいる。バルブ部材３５０，３５２は、多くの部分が同一であるため、図１２に示す第２のバルブ部材３５２の以下の説明は、第１のバルブ部材３５０にも概ねあてはまる。第２のバルブ部材３５２は、第２の導管３３６に一体的に形成されている、または組み付けられており、第２の導管３３６を横切るように径方向に延びている。さらに、第２のバルブ部材３５２は、１つまたはそれ以上の貫通穴３５４を形成する。複数の貫通穴３５４は、バルブ部材３５２の厚さ方向に延びており、図１２に最も示すように、壁部３５６によって周方向に間隔をあけて設けられている。第１のバルブ部材３５０は類似の構成であって、第１の導管３３４に一体的に形成されている、または組み付けられている。図１２では隠れているが、第１のバルブ部材３５０には、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、上述の第２のバルブ部材３５２の壁部３５６と同様の壁部によって周方向に間隔をあけて設けられている複数の貫通穴３５８が形成されている。
【００６０】
プライマリーバルブ機構３０６の最終の組み立て形態では、第１の導管３１４と第２の導管３１６は、互いに隣接し合うバルブ部材３５０，３５２とともに、同軸に配置される。プライマリーバルブ機構３０６がバイパス位置の場合（図１３Ａ）、バルブ部材３５０，３５２は、対応する貫通穴３５４、３５８が一列に並ぶように配置される。その結果、導管３３４，３３６間の気体の流れは、貫通穴３５４，３５８を介して生じる。逆に、プライマリーバルブ機構３０６がＨＭＥ位置にある場合（図１３Ｂ）、バルブ部材３５０，３５２は、第１のバルブ部材３５０の壁部（図示せず）が第２のバルブ部材３５２の貫通穴３５４を覆うように配置される。同様に、第２のバルブ部材３５２の壁部３５６も、第１のバルブ部材３５０の貫通穴３５８を覆う。その結果、導管３３４，３３６間の気体の流れは妨害される。その代わりに、気体は、第２の導管３３６の側面溝３４６を通過する、ＨＭＥ流路Ｂに沿って流れる。参考までに、図１３Ｂの断面図には、スプライン３４０が示されている。気体はスプライン３４０を通過することはできないが、スプライン３４０を避けてＨＭＥ流路Ｂが存在するように、スプライン３４０は、比較的小さい幅にされている。
【００６１】
上述の構成の場合、ＨＭＥモード（図１３Ｂ）では、貫通穴３５４，３５８が一列に並ばないように、第２のバルブ部材３５２は、第１のバルブ部材３５０に対して回転して位置決めされる（すなわち、第２のハウジングの半分３１２を、第１のハウジングの半分３１０に対して一方の方向にまたはその逆方向に回転させる）。ブロックされるため、導管アセンブリ３３０／ＨＭ媒体３０４の内部流路３１４を通過する気体の流れは生じない。代わりとして、側面溝３４６を介してＨＭ媒体３０４の厚さ方向に（流路Ｂ）気体が流れる。貫通穴３５４、３５８が一列に並ぶように第２のバルブ部材３５２が回転されると（例えば、図１３Ｂの状態から図１３Ａの状態に移行すると）、導管アセンブリ３３０／ＨＭ媒体３０４の内部流路３２４は開く。それにより、ＨＭ媒体３０４との密な接触を最小限にとどめた、導管アセンブリ３３０を通過する気体の主流が少なくとも生じる。
【００６２】
チェックバルブアセンブリ３０８は、プライマリーバルブ機構３０６から離れて設けられ、閉塞部材３７０を含んでいる。閉塞部材３７０は、ハウジング３０２内に組み付けられ、バイパス流路Ａを選択的に閉塞する。
【００６３】
例えば、いくつかの構成の場合、閉塞部材３７０は、第１のバルブ部材３５０と対向する、第１の導管３３４近傍に配置される。閉塞部材３７０（例えば、バルブプレート）は、第１の導管３３４に接触したときに該第１の導管３３４を閉塞できるように（すなわち、図１３Ｂの閉塞位置に移動する）、第１の導管３３４の大きさや形状に対応した、大きさや形状にされている。これに関連して、閉塞部材３７０は、流路Ａに沿って第１の方向に流れる気体が存在する流路から離れるように（すなわち、図１３Ａに示す開放位置）、また、反対方向に流れる気体が存在するときは第１の導管３３４を閉塞するように、自由に移動可能に配置されて組み付けられている。例えば、図１３Ａを具体的に参照すれば、第２のポート３１６から第１のポート３１４に向かう方向の気体の流れにより、閉塞部材３７０は旋回して第１の導管３３４を離れる。それにより、第１の流路Ａに沿って気体が自由に流れることができる。逆に、第１の流路Ａに沿って第１のポート３１４から第２のポート３１６に向かって気体が流れた場合、閉塞部材３７０は第１の導管３３４に係合し、導管アセンブリ３３０が閉塞される。したがって、プライマリーバルブ機構３０６が図１３Ａに示すバイパス位置にある場合は、閉塞部材３７０は周期的にバイパス流路Ａを閉塞し（すなわち、第１のポート３１４から第２のポート３１６に向かう気流のみ存在する）、そのような方向に流れる気体は、ＨＭＥ流路Ｂのみに沿って流れる。
【００６４】
チェックバルブアセンブリ３０８はさらに、閉塞部材３７０を閉塞位置に選択的に固定するように構成されている。例えば、チェックバルブアセンブリ３０８は、閉塞部材３７０を図１３Ｂに示す閉塞位置に選択的に固定することができる、上述した磁石式のロックデバイス、または他の構成要素を含んでいる。
【００６５】
上述したチェックバルブアセンブリ３０８は、いくつかの実施形態において、ＨＭＥユニット３００のパフォーマンスを向上させる。例えば、使用の際、第１のポート３１４は患者側ポートとして機能し、一方、第２のポート３１６はベンチレータ側ポートとして機能する。このような構成を考えると、ＨＭＥユニット３００がバイパスモードの状態である場合（すなわち、図１３Ａに示すように貫通穴３５４，３５８が一列に並び、閉塞部材３７０が自由な移動を制限されていない場合）、ベンチレータ側ポート３１６から患者側ポート３１４に向かう薬の液滴を含んだ気流が、主にバイパス流路Ａに沿って流れる。言い換えると、バルブ部材３５０，３５２と閉塞部材３１４は、ベンチレータ側ポート３１６から患者側ポート３１４に向かう気体の流れを妨害しない。そのため、患者が吸引すると、薬の液滴は、ＨＭ媒体３０４にほとんど接触せずに、患者の肺に送られる。一方、患者が空気を吐き出した場合、気体の流れ方向は変化し（すなわち、患者側ポート３１４からベンチレータ側ポート３１６に向かって気体が流れ）、それにより、閉塞部材３７０は、上述したように導管アセンブリ３３０を閉塞する。そのため、吐き出された空気はＨＭ媒体３０４を通過し、熱および湿気がＨＭ媒体３０４によって奪われて保持される。患者から吐き出された空気が薬の液滴を含んでいてもそれは最小であるため、ＨＭ媒体３０４の詰まりの可能性は非常に小さい。
【００６６】
ＨＭＥユニット３００がＨＭＥモードで動作する場合、バルブ部材３５０，３５２はＨＭＥ位置に配置され、閉塞部材３７０は図１３Ｂに示す閉塞位置に固定される。したがって、ＨＭＥユニット３００を通過する気流の方向に関係なく、全ての気体はＨＭ媒体３０４を通過するように方向付けされ、ＨＭ媒体３０４によって熱および湿気を保持される。その熱および湿気は、ＨＭＥユニット３００を通過する気体に供給される。
【００６７】
詳細の構造に関係なく、本発明のＨＭＥユニットは、従来の構造を大きく改良する。このＨＭＥユニットは、実行可能なＨＭＥ動作モードとバイパスモードを提供する。また、従来のバイパス型のＨＭＥユニットの構造と異なり、本発明のＨＭＥユニットは、コンパクトで簡素化されており、また、ユーザが簡単にＨＭＥモードまたはバイパスモードに切り換えることができる。さらに、チェックバルブを組み込むことにより、患者が息を吸う際は、エアロゾル化された気体の流れとＨＭ媒体との接触がバイパスモードによって最小限にされ、一方、患者が息を吐く際は、気体の流れがＨＭ媒体と所望に接触する。
【００６８】
本発明を好適な実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲や意図から逸脱することなく、形態や詳細について変更可能であることは、本業者であれば明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【国際調査報告】
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