(57)【要約】透析流体加熱システムは、複数の伝導管と、それぞれ管の第１および第２端に位置する第１および第２の端部キャップであって、第１の端部キャップは、透析流体入口および透析流体出口を含み、端部キャップおよび管は、透析流体が第１の端部キャップの流体入口から流れ、少なくとも１つの第１の管を通って第２の端部キャップへ流れ、少なくとも１つの第２の管を通って第１の端部キャップに戻って流れることができるように構成される、第１および第２の端部キャップと、伝導管の外側に巻装される伝導性ワイヤと、伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、ワイヤは、変圧器の一次コイルを形成し、管は、変圧器の二次コイルを形成する、電子機器とを含む。
2010532215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透析流体加熱システムであって、
幅および長さを有する筐体であって、該幅は該長さより短く、該筺体は流体入口および流体出口を画定する、筐体と、
該筐体内に位置する伝導性バッフルプレートであって、該流体入口から該流体出口まで流れる透析流体用の曲がった経路を画定する、バッフルプレートと、
複数の巻線を形成するように該筐体の該幅の周りに巻装される伝導性ワイヤであって、該巻線は、該筐体の該長さと少なくとも実質的に平行な軸を形成する、伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該巻線は変圧器の一次コイルを形成し、該伝導性バッフルプレートは該変圧器の第２のコイルを形成し、該バッフルプレートはｉ２Ｒ損失に起因して加熱され、次に、該流れる透析流体を加熱する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項２】
前記バッフルプレートは、相互から離れている、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３】
前記バッフルプレートは、１枚の金属板から形成される、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４】
前記筐体は、（ｉ）電気的に絶縁性であること、および（ｉｉ）前記複数のバッフルプレートの間に散在している電気絶縁性プレートによって構成されること、のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５】
前記バッフルプレートおよび前記筐体は、前記透析流体が該筐体の前記長さの方向に方向付けられるように構成される、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６】
前記バッフルプレートの数は、該バッフルプレートが加熱される温度と、該バッフルプレートの寸法とによって最適化される、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７】
前記バッフルプレートのうちの少なくとも１つは、熱伝達を増加させるために、焼結されるか、または不均一表面を含む、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８】
前記バッフルプレートは、流体が該プレートを通って流れることを可能にするために、一方の端において開口を画定する、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項９】
前記筐体は、使い捨てのポンプカセットに接続される、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１０】
前記使い捨てポンプカセットは、第１および第２の管を介して、それぞれ、前記流体入口および前記流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項９に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１１】
（ｉ）前記バッフルプレートは、ステンレス鋼であること、（ｉｉ）該バッフルプレートは、高透磁率を有すること、（ｉｉｉ）前記伝導性ワイヤは、複数素線であること、（ｉｖ）該伝導性ワイヤは、該複数の伝導性バッフルプレートの一方または両方の端を越えて延在するコイルを形成するように巻装されること、（ｖ）該伝導性ワイヤは、巻線の間に少なくとも実質的に空間を有しない緊密なコイルを形成するように巻装されること、（ｖｉ）該伝導性ワイヤは、１対の巻線の間に少なくとも１つの間隙を伴ってコイルを形成するように巻装されること、（ｖｉｉ）流体混合要素が、該バッフルプレートの間に配置されること、（ｖｉｉｉ）該ワイヤは、磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、および（ｉｖ）該電子機器は、該伝導性ワイヤに高周波交流電力を提供するように構成されること、のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１２】
透析流体加熱システムであって、
幅および長さを有する筐体であって、該幅は該長さより短く、該筺体は流体入口および流体出口を画定する、筐体と、
該筐体内に位置する伝導性バッフルプレートであって、該流体入口から該流体出口まで流れる透析流体用の曲がった経路を画定する、バッフルプレートと、
複数の巻線を形成するように該筐体の該幅に巻装される伝導性ワイヤであって、該巻線は、該筐体の該長さと少なくとも実質的に垂直な軸を形成する、伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該巻線は変圧器の一次コイルを形成し、該伝導性バッフルプレートは該変圧器の二次コイルを形成し、該バッフルプレートはｉ２Ｒ損失に起因して加熱され、次に、該透析流体を加熱する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項１３】
前記バッフルプレートは、相互に別々に形成される、請求項１２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１４】
前記バッフルプレートは、１枚の金属板から形成される、請求項１２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１５】
前記筐体は、（ｉ）電気的に絶縁性であること、および（ｉｉ）前記バッフルプレートの間に散在している電気絶縁性プレートによって構成されること、のうちの少なくとも１つである、請求項１２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１６】
前記バッフルプレートは、流体が該プレートを通って流れることを可能にするように、一方の端において開口を画定する、請求項１２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１７】
前記筐体は、使い捨てポンプカセットに接続される、請求項１２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１８】
前記使い捨てポンプカセットは、第１および第２の管を介して、それぞれ、前記流体入口および前記流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項１７に記載の透析流体加熱システム。
【請求項１９】
（ｉ）前記バッフルプレートはステンレス鋼であること、（ｉｉ）該バッフルプレートは磁化率を有すること、（ｉｉｉ）前記伝導性ワイヤは複数素線であること、（ｉｖ）該伝導性ワイヤは、該複数の伝導性バッフルプレートの一方または両方の端を越えて延在するコイルを形成するように巻装されること、（ｖ）該伝導性ワイヤは、巻線の間に少なくとも実質的に空間を有しない緊密なコイルを形成するように巻装されること、（ｖｉ）該伝導性ワイヤは一対の巻線の間に少なくとも１つの間隙を伴ってコイルを形成するように巻装されること、（ｖｉｉ）流体混合要素が該バッフルプレートの間に配置されること、（ｖｉｉｉ）該ワイヤは磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、および（ｉｖ）該電子機器は、該伝導性ワイヤに高周波交流電力を提供するように構成されること、のうちの少なくとも１つである、請求項１２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項２０】
透析流体加熱システムであって、
内側円筒壁と、内側および外側の壁の間に環状開口部を画定する外側円筒壁とを含む、筐体であって、該複数の壁は、該筐体の端部分によって第１端において接続される、筐体と、
該筐体の第２端上に配置されるキャップであって、流体入口および流体出口を含む、キャップと、
該キャップに取り付けられる伝導性シリンダであって、透析流体が該伝導性シリンダの第１側面上の該キャップの該入口から、シリンダ縁と該筐体の該端部分との間において該シリンダの第２側面に沿って、該キャップの該流体出口の外へ流れることができるような距離で、該環状開口部の中へ延在する、伝導性シリンダと、
該筐体に巻装される伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該ワイヤは、変圧器の一次コイルを形成し、該伝導性シリンダは該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項２１】
（ｉ）前記伝導性ワイヤは、前記筐体の前記外側円筒壁に円周方向に巻装されること、および（ｉｉ）前記電子機器は、該伝導性ワイヤに高周波交流電力を供給するように構成されること、のうちの少なくとも１つである、請求項２０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項２２】
前記筐体の前記内側および外側円筒壁のうちの少なくとも１つは、該円筒壁の長さに沿って延在し、かつ、前記伝導性シリンダに向かって突出する分流器を含む、請求項２０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項２３】
前記筐体の前記内側および外側円筒壁のうちの少なくとも１つの一部分は、前記伝導性シリンダの第１の部分に接触し、該シリンダの第２の部分に向かって前記透析流体の流れを強制するように、隆起している、請求項２０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項２４】
前記伝導性シリンダは、（ｉ）該伝導性シリンダの厚さおよび該伝導性シリンダが加熱される温度により最適化される表面積を有すること、（ｉｉ）該伝導性シリンダはステンレス鋼であること、（ｉｉｉ）該伝導性シリンダは磁気感受性であること、および（ｉｖ）該伝導性ワイヤは複数素線であること、から成る群より選択される、少なくとも１つの特性を有する、請求項２０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項２５】
前記筐体は、（ｉ）使い捨てポンプカセットに接続されること、および（ｉｉ）電気的に絶縁性であること、のうちの少なくとも１つである、請求項２０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項２６】
前記使い捨てポンプカセットは、第１および第２の管を介して、それぞれ、前記流体入口および前記流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項２５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項２７】
透析流体加熱システムであって、
内側円筒壁と、内側および外側の壁の間に環状開口部を画定する外側円筒壁とを含む、筐体であって、該壁は、該筐体の端部分によって第１端において接続される、筐体と、
流体入口および流体出口と、
多孔性金属でできている伝導性シリンダであって、透析流体が、該伝導性シリンダの第１側面上の入口から流れ、該シリンダの該多孔性金属を通って流れ、該シリンダの第２側面に沿って流れ、該出口の外まで流れることができるように、該内側円筒壁と該外側円筒壁との間に配置される、伝導性シリンダと、
該筐体に巻装される伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該ワイヤは、変圧器の一次コイルを形成し、該伝導性シリンダは、該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項２８】
透析流体加熱システムであって、
筐体と、
該筐体の第１端に接続され、該筐体の第２端へと延在する、複数の伝導管であって、該筐体の該第１端は、透析流体入口および透析流体出口を含み、該筐体および該管は、透析流体が、該流体入口から流れ、該筐体の該第２端に隣接する該管の端において、該管の内側および外側の一方を通って流れ、該管の該内側および外側の他方に沿って戻り、該流体出口まで流れることができるように構成される、伝導管と、
該筐体の外側に巻装される伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該ワイヤは、変圧器の一次コイルを形成し、該管は、該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項２９】
前記筐体の前記第１および第２端の少なくとも一方は、該筐体の側壁と一体になっており、該筐体の該第１および第２端の他方は、本体に接続されるキャップを含む、請求項２８に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３０】
前記筐体は、前記管の直径の周囲で、少なくとも部分的かつ別個に屈曲するように構成される、請求項２８に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３１】
前記伝導性ワイヤは、（ｉ）前記管の軸と略平行である軸を有するコイルを形成するように巻装されること、（ｉｉ）前記複数の伝導管の一方または両方の端を越えて延在するコイルを形成するように巻装されること、（ｉｉｉ）巻線の間に少なくとも実質的に空間を有しない緊密なコイルを形成するように巻装されること、（ｉｖ）一対の巻線の間に少なくとも１つの間隙を伴ってコイルを形成するように巻装されること、および（ｖ）磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、のうちの少なくとも１つである、請求項２８に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３２】
（ｉ）前記管はステンレス鋼であること、（ｉｉ）前記管は磁化率を有すること、（ｉｉｉ）前記伝導性ワイヤは複数素線であること、（ｉｖ）前記筐体は電気的に絶縁性であること、（ｖ）静的ミキサが該管のうちの少なくとも１つの内側に位置すること、および（ｖｉ）前記電子機器は、該伝導性ワイヤに高周波交流電力を提供するように構成されること、のうちの少なくとも１つである、請求項２８に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３３】
前記筐体は、使い捨てポンプカセットに接続される、請求項２８に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３４】
前記使い捨てポンプカセットは、第１および第２の管を介して、それぞれ、前記流体入口および前記流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項３３に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３５】
透析流体加熱システムであって、
筐体と、
該筐体内にあり、該筐体の第１および第２端に接続される、複数の伝導管であって、該筐体の該第１端は、透析流体入口および透析流体出口を含み、該筐体および該管は、透析流体が、該流体入口から流れ、該管の外側を流れ、該流体出口まで流れることができるように構成される、伝導管と、
該筐体の外側に巻装される伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該ワイヤは、変圧器の一次コイルを形成し、該管は、該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項３６】
前記管のうちの１つの内側の温度を測定するように配置される温度センサを含む、請求項３５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３７】
前記筐体および前記管は、前記透析流体が、前記流体入口から流れ、該筐体の第１側面に沿った該管の外側を流れ、該筐体の第２側面に沿った該管の該外側に沿って戻り、該流体出口まで流れることができるように構成および配設される、請求項３５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３８】
前記筐体は、（ｉ）使い捨てポンプカセットに接続されること、（ｉｉ）電気的に絶縁性であること、および（ｉｉｉ）磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、のうちの少なくとも１つである、請求項３５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項３９】
前記使い捨てポンプカセットは、第１および第２の管を介して、それぞれ、前記流体入口および前記流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項３８に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４０】
透析流体加熱システムであって、
複数の伝導管と、
該管の第１および第２端に位置する第１および第２の端部キャップであって、該第１の端部キャップは、透析流体入口および透析流体出口を含み、該端部キャップおよび該管は、透析流体が、該第１の端部キャップの該流体入口から流れ、少なくとも１つの第１の管を通って該第２の端部キャップまで流れ、少なくとも１つの第２の管を通って該第１の端部キャップに戻って流れることができるように構成される、第１および第２の端部キャップと、
該伝導管の外側に巻装される伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該ワイヤは、変圧器の一次コイルを形成し、該管は、該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と、
を備える、システム。
【請求項４１】
前記伝導性ワイヤは、（ｉ）前記伝導管の軸と略平行である軸を有するコイルを形成するように巻装されること、（ｉｉ）該複数の伝導管の一方または両方の端を越えて延在するコイルを形成するように巻装されること、（ｉｉｉ）巻線の間に少なくとも実質的に空間を有しない緊密なコイルを形成するように巻装されること、（ｉｖ）一対の巻線の間に少なくとも１つの間隙を伴ってコイルを形成するように巻装されること、および（ｖ）磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、のうちの少なくとも１つである、請求項４０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４２】
前記第１の端部キャップはさらに、前記透析流体が、前記少なくとも１つの第２の管を通って該第１のキャップへと流れた後に、前記流体出口まで流れるように構成される、請求項４０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４３】
前記第１および第２の端部キャップはさらに、前記流体が、（ｉ）前記少なくとも１つの第２の管を通って流れた後に、少なくとも１つの第３の管を通って、該第１の端部キャップから該第２の端部キャップまで流れ、および（ｉｉ）少なくとも１つの第４の管を通って該第１の端部キャップまで流れるように構成される、請求項４０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４４】
前記第１および第２の端部キャップのうちの少なくとも１つは、（ｉ）該第１および第２の端部キャップのうちの前記少なくとも１つの側面に対する対角経路、および（ｉｉ）該第１および第２の端部キャップのうちの該少なくとも１つの側面に対する平行経路のうちの少なくとも１つを画定し、該少なくとも１つの経路は、該第１および第２の端部キャップのうちの該少なくとも１つの内側において、前記伝導管のうちの１つから該伝導管のうちのもう１つまで延在する、請求項４３に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４５】
（ｉ）前記管のうちの少なくとも１つの内側に位置する静的ミキサ、および（ｉｉ）前記伝導管のうちの１つの外側の温度を測定するように配置される温度センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項４０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４６】
前記伝導管の数は、該伝導管が加熱される温度と、該伝導管の寸法とによって最適化される、請求項４０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４７】
前記伝導性ワイヤと前記複数の伝導管との間に配置される、絶縁外被を含む、請求項４０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４８】
前記伝導性ワイヤおよび前記絶縁外被は、透析器具の一部であり、前記伝導管および端部キャップは、該透析器具によって動作可能である透析用使い捨て品の一部である、請求項４７に記載の透析流体加熱システム。
【請求項４９】
前記第１の端部キャップは、使い捨てポンプカセットに接続される、請求項４０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５０】
前記使い捨てポンプカセットは、第１および第２の管を介して、前記第１の端部キャップの前記流体入口および前記流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項４９に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５１】
（ｉ）前記管はステンレス鋼であること、（ｉｉ）該管は磁化率を有すること、（ｉｉｉ）該管は少なくとも１つの端で面取りされること、（ｉｖ）該管は、少なくとも実質的に円形であること、（ｖ）該管は、少なくとも実質的に正方形であること、（ｖｉ）該管は、分割壁を有する少なくとも１つの管から形成されること、（ｖｉｉ）前記ワイヤは、複数素線であること、（ｖｉｉｉ）前記端部キャップは、電気的に絶縁性であること、および（ｉｖ）前記電子機器は、該伝導性ワイヤに高周波交流電力を供給するように構成されること、のうちの少なくとも１つである、請求項４０に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５２】
透析流体加熱システムであって、
複数の伝導管と、
該管の第１および第２端に位置する、第１および第２の端部キャップであって、該第１の端部キャップは、透析流体入口を含み、該第２の端部キャップは、透析流体出口を含み、該端部キャップおよび該管は、該透析流体が、該第１の端部キャップの該流体入口から流れ、少なくとも１つの第１の管を通って該第２の端部キャップまで流れ、少なくとも１つの第２の管を通って該第１の端部キャップまで戻って流れ、少なくとも１つの第３の管を通って該第２の端部キャップまで戻って流れることができるように構成される、第１および第２の端部キャップと、
該伝導管の外側に巻装される伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該ワイヤは、変圧器の一次コイルを形成し、該管は、該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項５３】
前記第１の端部キャップはさらに、前記透析流体が、前記少なくとも１つの第３の管を通って前記第２のキャップへと流れた後に、前記流体出口まで流れるように構成される、請求項５２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５４】
前記第１および第２の端部キャップはさらに、前記流体が、（ｉ）前記少なくとも１つの第３の管を通って流れた後に、少なくとも１つの第４の管を通って、該第２の端部キャップから該第１の端部キャップまで流れ、および（ｉｉ）少なくとも１つの第５の管を通って該第２の端部キャップまで流れるように構成される、請求項５２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５５】
（ｉ）静的ミキサが、前記管のうちの少なくとも１つの内側に位置すること、（ｉｉ）前記第１の端部キャップは、使い捨てポンプカセットに接続されること、（ｉｉｉ）前記伝導性ワイヤは、前記複数の伝導管の一方または両方の端を越えて延在するコイルを形成するように巻装されること、（ｉｖ）該伝導性ワイヤは、巻線の間に少なくとも実質的に空間を有しない緊密なコイルを形成するように巻装されること、（ｖ）該伝導性ワイヤは、一対の巻線の間に少なくとも１つの間隙を伴ってコイルを形成するように巻装されること、（ｖｉ）該端部キャップは、電気的に絶縁性であること、（ｖｉｉｉ）該ワイヤは、磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、および（ｉｘ）前記電子機器は、該伝導性ワイヤに高周波交流電力を供給するように構成されること、のうちの少なくとも１つである、請求項５２に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５６】
前記使い捨てポンプカセットは、第１および第２の管を介して、それぞれ、前記流体入口および前記流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項５５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５７】
透析流体加熱システムであって、
管と、
該管の第１端に位置する端部キャップであって、透析流体入口および透析流体出口を含む、端部キャップと、
該管の中へと延在する充填材であって、該透析流体が、該流体入口から該管の第２端まで流れて該透析流体出口に戻るように促されるように構成される、充填材と、
該管の外側に巻装される伝導性ワイヤと、
該伝導性ワイヤに電力を供給するように構成される電子機器であって、該ワイヤは、変圧器の一次コイルを形成し、該管および該充填材のうちの少なくとも１つは、伝導性であり、該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項５８】
前記充填材は、一片のねじれたプラスチック、一片のねじれた金属、および金網のうちの１つを含む、請求項５７に記載の透析流体加熱システム。
【請求項５９】
前記一片の金属は、（ｉ）前記端部キャップに接続されること、（ｉｉ）ステンレス鋼であること、（ｉｉｉ）磁気感受性であること、（ｉｖ）粗面であること、および（ｉｖ）焼結されること、のうちの少なくとも１つである、請求項５８に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６０】
前記管は、（ｉ）伝導性であること、（ｉｉ）絶縁性であること、（ｉｉｉ）前記第２端において一体的に閉鎖されること、（ｉｖ）該第２端において円形であること、および（ｖ）第２の端部キャップによって該第２端が閉鎖されること、のうちの少なくとも１つである、請求項５７に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６１】
前記管は、伝導性であり、該管と前記伝導性ワイヤとの間に絶縁外被を含む、請求項５７に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６２】
前記ワイヤおよび外被は、透析器具の一部であり、前記管および充填材は、該透析器具によって動作可能である透析用使い捨て品の一部である、請求項６１に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６３】
前記端部キャップは、（ｉ）使い捨て透析ポンプカセットに接続されること、および（ｉｉ）電気的に絶縁性であること、のうちの少なくとも１つである、請求項５７に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６４】
前記使い捨てポンプカセットは、第１および第２の管を介して、前記端部キャップの前記透析流体入口および前記透析流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項６３に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６５】
前記伝導性ワイヤは、（ｉ）前記管の軸と略平行である軸を有するコイルを形成するように巻装されること、（ｉｉ）前記複数の管の一方または両方の端を越えて延在するコイルを形成するように巻装されること、（ｉｉｉ）巻線の間に少なくとも実質的に空間を有しない緊密なコイルを形成するように巻装されること、（ｉｖ）一対の巻線の間に少なくとも１つの間隙を伴ってコイルを形成するように巻装されること、（ｖ）磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、および（ｉｖ）前記電子機器から高周波交流電力を供給されること、のうちの少なくとも１つである、請求項５７に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６６】
透析流体加熱システムであって、
内側リングおよび外側リングを含む絶縁筐体であって、該外側リングは、透析流体入口および透析流体出口を含む、絶縁筐体と、
該内側および外側リングに接続される、第１および第２の伝導性ワッシャであって、該リングおよびワッシャは、透析流体が、該流体入口から流れ、該内側リングの周囲を流れ、該透析流体出口まで流れるように促されるように構成される、第１および第２の伝導性ワッシャと、
該第１および第２のワッシャのうちの少なくとも１つに隣接して配置される、変圧器の一次コイルと、
該一次コイルに電力を供給するように構成される電子機器であって、第１および第２のプレートは該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項６７】
前記内側および外側リングを接続し、該内側リングの周囲を流れている間に前記透析流体の流れを中断させるように構成される複数のバッフルを含む、請求項６６に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６８】
前記透析流体入口および出口は、それぞれ、カラー補強管類ポートを含む、請求項６６に記載の透析流体加熱システム。
【請求項６９】
前記リングおよびプレートによって画定される内部容積は、前記透析流体入口の容積よりも大きい、請求項６６に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７０】
（ｉ）前記変圧器の前記一次コイルは、前記内側リングの中へと延在するシリンダを含むこと、（ｉｉ）該一次コイルは、磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、および（ｉｉｉ）該一次コイルは、前記電子機器から高周波交流電力を供給されること、のうちの少なくとも１つである、請求項６６に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７１】
（ｉ）前記変圧器の前記一次コイルは、前記第１および第２のワッシャに巻装されるワイヤを含むこと、（ｉｉ）該一次コイルは、磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、および（ｉｉｉ）該一次コイルは、前記電子機器から高周波交流電力を供給されること、のうちの少なくとも１つである、請求項６６に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７２】
前記一次コイルは、透析器具の一部であり、前記リングおよびワッシャは、該透析器具によって動作可能である透析用使い捨て品の一部である、請求項６６に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７３】
前記外側リングは、使い捨て透析ポンプカセットに接続される、請求項６６に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７４】
前記使い捨て透析ポンプカセットは、第１および第２の管を介して、前記外側リングの前記透析流体入口および前記透析流体出口に接続される、第１および第２のカラー補強管類ポートを含む、請求項７３に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７５】
透析流体加熱システムであって、
一次変圧器コイルと、
複数のねじれた金属片によって少なくとも部分的に画定される蛇行した透析流体流路であって、該金属片は、透析流体の流れをより乱流にするように動作可能である、透析流体流路と、
該一次変圧器コイルに電力を供給するように構成される電子機器であって、該金属片は、二次変圧器コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項７６】
前記流体流路は、電気絶縁性の筐体の中に配置される、請求項７５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７７】
前記金属片は、（ｉ）ステンレス鋼であること、（ｉｉ）粗面であること、（ｉｉｉ）焼結されること、（ｉｖ）磁気感受性であること、および（ｖ）一方の端において筐体に接続されること、のうちの少なくとも１つである、請求項７５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７８】
第１の層が、前記透析流体流路を封入するように第２の層に対して配置される、請求項７５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項７９】
透析流体加熱システムであって、
第１の脚および第２の脚を含む筺体であって、該第１の脚は複数の区域に分離され、該第２の脚は複数の区域に分離され、該第１と第２の脚とは該筐体の第１端において共に架橋され、該第１および第２の脚は該筐体の第２端に別個に封入される、筐体と、
該筐体の該第１端に固定される、流体入口および流体出口と、
該第１および第２の脚の該複数の区域の中へと配置される、伝導性プレートと、
該第１と第２の脚との間に配置される、変圧器の一次コイルと、
該一次コイルに電力を供給するように構成される電子機器であって、該伝導性プレートは、該変圧器の二次コイルを形成する、電子機器と
を備える、システム。
【請求項８０】
前記流体入口は、前記第１の脚の前記区域のうちの１つの中へ流体を投入するように配置され、前記流体出口は、前記第２の脚の前記区域のうちの１つから流体を受容するように配置される、請求項７９に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８１】
前記第１および第２の脚の端は、前記区域を分離するバッフルを含み、該バッフルは、該第１および第２の脚の該区域を横断する蛇行した前記透析流体を方向付けるように千鳥状である、請求項７９に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８２】
（ｉ）前記一次コイルは、パンケーキコイルであること、（ｉｉ）該一次コイルは、磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、および（ｉｉｉ）該一次コイルは、前記電子機器から高周波交流電力を供給されること、のうちの少なくとも１つである、請求項７９に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８３】
透析流体システムであって、
少なくとも１つのポンプアクチュエータおよび少なくとも１つの弁アクチュエータを含む、透析器具と、
該ポンプアクチュエータおよび弁アクチュエータによってそれぞれ動作可能である少なくとも１つのポンプチャンバおよび少なくとも１つの弁チャンバを含む使い捨てカセットであって、流路が、該ポンプチャンバまたは弁チャンバのうちの１つから流体加熱経路に通じ、該流体加熱経路は、複数の熱伝導性バッフルによって少なくとも部分的に画定される、使い捨てカセットと、
該器具を介して電力供給され、該伝導性バッフルに動作可能に連結され、該バッフルを加熱させ、次に、該加熱経路を通って流れる透析流体を加熱させるように構成される、エネルギー源と
を備える、システム。
【請求項８４】
前記バッフルは、（ｉ）相互から離れていること、（ｉｉ）１枚の金属板から形成されること、（ｉｉｉ）バッフルの間に散在している絶縁プレートを収容するように配置されること、（ｉｖ）熱伝達を増加させるように不均一表面を伴って形成されること、および（ｖ）焼結金属でできていること、のうちの少なくとも１つである、請求項８３に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８５】
前記エネルギー源は、（ｉ）前記バッフルに物理的に接続される電力源、および（ｉｉ）変圧器の少なくとも１つの一次コイル、のうちの少なくとも１つを含む、請求項８３に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８６】
前記一次コイルは、（ｉ）前記使い捨てカセットの１つまたは２つの側面上に配置されること、（ｉｉ）らせん巻きワイヤであること、（ｉｉｉ）複数素線ワイヤであること、（ｉｖ）パンケーキコイルであること、および（ｖ）磁心によって少なくとも部分的に包囲されること、のうちの少なくとも１つである、請求項８５に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８７】
前記使い捨てカセットは、該カセットから延在し、かつ、前記バッフルに熱的に接続される少なくとも１つの熱片を含み、前記電力源は、該少なくとも１つの熱片に接続される、請求項８３に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８８】
前記熱伝導性バッフルは、（ｉ）絶縁バッフルに塗布される金属層であること、（ｉｉ）複数の絶縁バッフルの間に配置される伝導性球体であること、（ｉｉｉ）粉末金属でできていること、（ｉｖ）金網でできていること、および（ｖ）伝導性粒子で充填された絶縁材料でできていること、のうちの少なくとも１つである、請求項８３に記載の透析流体加熱システム。
【請求項８９】
透析流体システムであって、
少なくとも１つのポンプアクチュエータおよび少なくとも１つの弁アクチュエータを含む、透析器具と、
該ポンプアクチュエータおよび弁アクチュエータによってそれぞれ動作可能である少なくとも１つのポンプチャンバおよび少なくとも１つの弁チャンバを含む使い捨てカセットであって、流路は、該ポンプチャンバまたは弁チャンバのうちの１つから流体加熱経路に通じ、該流体加熱経路は、複数のバッフルによって少なくとも部分的に画定される、使い捨てカセットと、
該バッフルに沿って流れる際に透析流体を加熱するように配置される、加熱片と
を備える、システム。
【請求項９０】
前記加熱片は、前記使い捨てカセットの外側に延在する、請求項８９に記載の透析流体加熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、米国仮特許出願第１０／９８２，１７０号（名称「Ｈｉｇｈ  Ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ  Ｈｏｍｅ  Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ／Ｈｅｍｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｏｒｂｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」、２００４年１１月４日出願）に対する優先権および一部継続出願としての利益を主張し、この出願は、次に、米国仮特許出願第６０／５１７，７３０号（名称「Ｈｉｇｈ  Ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ  Ｈｏｍｅ  Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ／Ｈｅｍｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｓｏｒｂｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」、２００３年１１月５日出願）に対する優先権およびその利益を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、概して、医療用流体システムに関し、より具体的には、透析システム用の流体加熱に関する。
【背景技術】
【０００３】
種々の原因により、個人の腎臓系は機能しなくなり得る。腎不全は、いくつかの生理的異常を生じさせる。水分および鉱物の平衡を保つこと、または日々の代謝負荷を排出することがもはやできなくなる。また、窒素代謝の毒性最終生成物（尿素、クレアチニン、尿酸、およびその他）が血液および組織中で蓄積し得る。
【０００４】
腎不全および腎臓機能低下は、透析で治療されてきた。透析は、そうでなければ正常に機能している腎臓が除去する、身体から老廃物、毒素、および過剰な水分を除去する。腎臓機能置換のための透析治療は、治療が生命を救うことができるため、多くの人々にとって重要である。
【０００５】
１つの種類の腎不全療法は、カテーテルを介して、患者の腹腔に透析液とも呼ばれる透析溶液を注入する、腹膜透析である。透析液は、腹腔の腹膜に接触する。老廃物、毒素、および過剰な水分は、拡散および浸透により、患者の血流から腹膜を通って透析液の中へ通過し、すなわち、浸透勾配が膜にわたって発生する。使用済みの透析液は、患者から排出され、患者から老廃物、毒素、および過剰な水分を除去する。このサイクルが繰り返される。
【０００６】
自動腹膜透析（「ＡＰＤ」）、周期流透析、および連続流腹膜透析（「ＣＦＰＤ」）を含む、種々の種類の腹膜透析療法がある。
【０００７】
自動腹膜透析（「ＡＰＤ」）は、概して、排出、充填、および貯留サイクルを含む、バッチ療法である。しかしながら、ＡＰＤ機または「サイクル」は、典型的には患者が眠っている間に、自動的にサイクルを行なう。ＡＰＤ機は、治療サイクルを手動で行なわなければならないことから、および日中に補給品を運ばなければならないことから患者を解放する。ＡＰＤ機は、埋込型カテーテルに、未使用の透析液源またはバッグに、および流体排出管に、流体的に接続する。ＡＰＤ機は、透析液源から、カテーテルを通して、患者の腹腔の中へ未使用の透析液を送出し、透析液が腹腔内に貯留することと、老廃物、毒素、および過剰な水分の移転が行なわれることとを可能にする。透析液源は、複数の無菌透析液バッグとなり得る。
【０００８】
ＡＰＤ機は、腹腔から、カテーテルを通して、排出管に使用済みの透析液を送出する。手動過程と同様に、いくつかの排出、充填、および貯留サイクルが透析中に発生する。「最後の充填」は、ＣＡＰＤおよびＡＰＤの終わりに発生し、次の治療まで患者の腹腔に残留する。
【０００９】
周期流により、より長い期間にわたって患者から流体の全てを除去する代わりに、流体の一部分が除去され、より小さい時間増分後に置換される。
【００１０】
連続流またはＣＦＰＤシステムは、使用済みの透析液を廃棄する代わりに、清浄化または再生する。システムは、ループを通して、患者の体内および体外に流体を送出する。透析液は、１つのカテーテル管腔を通って別のカテーテル管腔から出て、腹腔に流入する。患者から退出する流体は、例えば、尿素をアンモニアに酵素的に変換するウレアーゼを採用する尿素除去カラムを介して、透析液から老廃物を除去する、再構成デバイスを通過する。次いで、アンモニアは、腹腔に透析液を再導入する前に、吸収によって透析液から除去される。アンモニアの除去を監視するために、付加的なセンサが採用される。ＣＦＰＤシステムは、典型的に、バッチシステムよりも複雑である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のシステムの全ては、透析液が、所望の温度、例えば、体温に加熱されることを必要とする。透析流体を加熱するための既知のシステムは、多数の理由で理想的とは言えない。いくつかのシステムは、より大量のエネルギーおよびより高い温度を必要とし、それは、透析液の流れが停止された場合に透析液を過熱し得る。また、いくつかの加熱システムによっては、透析液ポンプが加熱器の上流に位置せざるを得ない。このことは、流体量を測定し、流体温度に関係する体積測定誤差を生成する、いくつかのポンプにとって不利となり得る。さらに、いくつかの加熱システムにおける透析液の温度の測定は、それを通して流体温度が測定されるプラスチックフィルムの高い熱抵抗により、困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本明細書で説明される加熱システムおよび方法は、透析、具体的には腹膜透析に関連して説明される。しかしながら、システムおよび方法は、血液透析（「ＨＤ」）、血液濾過（「ＨＦ」）、血液透析濾過（「ＨＤＦ」）、連続腎置換療法（「ＣＲＲＴ」）等の任意の種類の透析、および他の医療用流体加熱システムにも適用可能である。
【００１３】
１つの主要な実施形態では、加熱システムは、誘導加熱システムである。本明細書で説明される誘導システムおよび方法は、概して、その改善された効率性により、以前の加熱器よりも低い温度に加熱することができる、比較的小型の使い捨て加熱モジュールを使用する。誘導システムおよび方法は、比較的剛体であり、流体陰圧下で崩壊しない、１つの金属管またはバッフル（例えば、直線または円筒形）、あるいは複数の管またはバッフルを使用することができ、関連医療用流体ポンプが、加熱セクションから上流または下流のいずれかに位置することを可能にする。
【００１４】
また、発熱体は、流体と直接熱的接触しており、流体の出口温度が、流体出口付近の管類温度の測定を介して、非常に密接に近似されることを可能にする。この測定は、入口流体温度および流体流速とともに、加熱器に供給される電力が、以下で説明されるような所望の温度を生成するように制御されることを可能にする。
【００１５】
さらに、誘導加熱システムが、磁場により変圧器の一次コイルから変圧器の二次コイルにエネルギーを伝達し、変圧器の一次コイルが変圧器の二次コイルに接触する必要がないため、二次コイルは、使い捨て品の内側に配置され、加熱されている透析流体と直接接触することができる。ここで、二次コイルは、加熱され、次に、流体を加熱するものの一部であるため、サセプタと称される。サセプタは、流体と直接熱的接触している。サセプタは、例えば、高い熱抵抗を有する、使い捨て加熱経路シートの外側と接触している抵抗プレートほど高い温度に加熱されなくてもよい。この種類のプレート加熱では、より高い熱抵抗の材料にわたって同じエネルギーを駆動するために、より高い温度差が必要とされる。金属にわたる温度勾配は、流体の中へ同じ量の電力を駆動するための温度勾配よりも低い。
【００１６】
本明細書で説明される誘導システムでは、電気回路を使用して、磁場が生成される。磁場は、透析システムの使い捨て品の流体経路に含有される、金属構造（サセプタと呼ばれる）に方向付けられる。磁場は、金属構造で電場を生成し、それは次に、金属構造で電流を生成する。電流は、金属装置におけるｉ２Ｒ電力損失に起因して、金属構造で熱を生成する、金属構造のバルク抵抗によって抵抗される。一実施形態では、交流電流が金属装置で生成されるため、電流は、大部分は金属装置の表面上を流れる。より高い周波数および磁性金属装置の使用は、金属部の表面に向かって電流の流れを強制する傾向がある。本明細書で論議される誘導加熱モジュールのうちのいくつかは、サセプタおよび流体の表面積接触を最大限化しようとするように構成されている。
【００１７】
以下で論議される種々の実施形態では、一次コイルは、本明細書ではサセプタと呼ばれる二次コイルに巻装される、らせんコイルである。この構成は、効率的なコイルをもたらすことが分かっている、約２．５対３のコイル長さ対コイル直径比を有することができる。一実施形態でのらせんコイルは、非連鎖磁束を最小化するように、巻きの間に空間がなく巻装される。より小さい長さ対直径比のコイルは、端損失および低い全体電力効率を回避するために回避されるべきである。以下で示されるコイルはまた、サセプタによって充填されるコイルの内側の面積を最大限化するように、および磁束格差を低減するように、実行可能な限りサセプタに接近して巻装される。
【００１８】
一実施形態では、コイルワイヤは、特に、本明細書で使用される比較的高い周波数の電気回路で、コイルの交流抵抗を最適化する、リッツワイヤである。リッツワイヤは、表皮効果による、単一（より大きい）直径の導体コイルの増加した抵抗を低減するように、並列に巻装される、複数のワイヤ鎖を含む。本質的に、複数素線コイルワイヤは、ワイヤコイルの外径を増加させることなく、コイルを生産するために使用されるワイヤの表面積を増加させ、電流を少ししか伝導しないコイルの量を低減する。
【００１９】
本明細書で論議される種々の実施形態はまた、磁場を含有し、サセプタに向かって磁場を方向付けるように構成される構造（例えば、磁心）も提供し、それはまた、加熱サブシステムの性能も改善する。指向構造は、誘導加熱が典型的に動作する高周波数において、低い磁場損失を示す、フェライト材料となり得る。らせんコイルは、以下で論議される種々の実施形態では、フェライト指向構造に巻装され、以下で詳細に示され、論議されるように、使い捨て加熱モジュールの負荷の融通性を提供する。
【００２０】
本明細書で論議される実施形態の大部分では、二次コイルは、透析流体に直接接触する（ここで、二次コイルは、サセプタおよび使い捨て品の一部である）。１つの代替実施形態では、二次コイルは、流体に直接接触しない（ここで、二次コイルは、サセプタまたは器具の一部ではない）。代わりに、流体加熱モジュールの外側の二次コイルにおいて電流が誘導される。次に、二次コイルは、流体と接触している伝導性モジュールに電気的に接続される。二次コイルからの電流は、別個のモジュールにおけるｉ２Ｒ電力損失に起因して、別個のモジュールを加熱する。この実施形態は、流体加熱経路で伝導性構造を抵抗加熱するために変圧器の二次コイルを使用する、抵抗型加熱として、以下で分類される。
【００２１】
さらなる代替実施形態では、別個の金属加熱モジュール、例えば、管が、抵抗加熱器等の器具加熱器と直接接触して配置され、主に伝導を通して加熱される。
【００２２】
管類は、種々の実施形態では、システムの全体熱伝達効率を強化するように修正される。例えば、管類は、その表面上に紋様を有することができ、それが流体に接触する管類の表面積を増加させる。代替として、流体が管類のより広く薄い断面を通って進行し、管類の表面積対流体量比を増加させるように、管類は、例えば、円形から楕円形に、平坦化または屈曲される。管類の内壁および管類の中間（流体が最も低温である）における流体の距離および対応する温度勾配差が減少させられるように、平坦な管類の流体経路は、より薄く作られる。
【００２３】
加熱システムはまた、管類の流体量セクションに対する高い表面積を形成して、表面積対流体比を増加させるように、相互と、管類の内面とに焼結することができる、伝導性粒子、例えば、金属球で、管類の断面を充填するステップも検討する。例えば、０．４ｍｍの球体を担持する、長さ８．１ｃｍを掛けた内径４ｍｍの管セクションの試算は、約１００ｍｍ平方の接触表面積を生じ、わずか約０．３４５ｍｌの流体量を提供する。金属充填材加熱システムの利点は、より小さい管セクションの加熱、より小さい使い捨て加熱セクションの形成、および透析システムの使い捨て品の他の部分に組み立てやすい加熱セクションの提供の容易さを含む。
【００２４】
サセプタを通して電流を誘導する誘導システムでは、システムは、サセプタにわたる電圧降下およびサセプタを通って流れる電流を測定して、サセプタの電気抵抗を判定することができる。金属サセプタの初期抵抗、温度、および温度係数を知り、システムは、典型的に応答が遅い接触温度センサを通してその温度を測定するよりも迅速なこの方法を使用して、その抵抗を測定することによって、サセプタの平均温度を計算することができる。この温度測定方法はまた、使い捨て品の中に位置する金属加熱器を通して電流を駆動するために二次コイルを使用する、上記で説明される抵抗加熱システムで使用することもできる。
【００２５】
初期サセプタ温度は、一実施形態では、別の較正温度センサ（ダイオード、サーミスタ、集積回路センサ、赤外線センサ、またはサセプタと熱的接触している抵抗温度デバイス（「ＲＴＤ」）（場合によっては、サセプタと較正温度センサとの間の熱的接触を確実にするために、システムで流体を使用する））を使用してサセプタ温度を測定することによって、判定される。初期サセプタ抵抗は、流体が加熱されていない時に生じる。初期抵抗は、モジュールによってわずかに変動し得る、サセプタ構成、例えば、管壁の厚さに依存する。したがって、設定較正手順は、温度を所与の使い捨て品の抵抗と一致させるように、各治療の開始時に行なわれる。
【００２６】
金属サセプタの温度係数は、金属の関数であり、金属の構成ではない。例えば、特定の種類のステンレス鋼の係数は、金属を使用するモジュールの構成にかかわらず、０．００１オーム／℃となり得る。１つのデータ点および温度係数が分かれば、異なる測定された抵抗について異なるサセプタ温度を判定するための十分な情報を提供する。
【００２７】
システムは、（ｉ）管の過熱を防止するための基準点として、または（ｉｉ）管と接触している流体の平均温度を計算するために、平均温度を使用することができる。たとえ管の平均温度が、透析流体温度の正確なまたは瞬時出口温度をもたらさなくても、システムは、加熱システムの安全制御で管の平均温度を使用することができる。例えば、サセプタまたは管の温度が劇的に急上昇した場合、空気が加熱モジュールに進入した、または流体の流れが停止したと想定することができる。加熱システムは、そのような場合に反応して、モジュールの通常制御を迂回し、コイルから電力を除去し、例えば、空気放出または流動閉塞ルーチンを行ない、それにより、（ｉ）空気が患者または流動閉塞に到達すること、および（ｉｉ）モジュールが過熱することを防止するように、プログラムすることができる。
【００２８】
本明細書で論議される教示は、管類の使用に限定されない。例えば、ｉ２Ｒ加熱を生じるように、金属バッフルまたはプレートの中へ電流を誘導することができる。そのような構造は、例えば、アコーディオンまたはベローズの断面と同様の提案された形状に、１枚の金属板を折り畳むことによって、作り出される。バッフルは、代替として、流体が１つのバッフルセクションから次のセクションに流れることを可能にするように、別個のプレートに形成される開口部を有する別個の構造となり得る。金属バッフルは、一実施形態ではプラスチック筐体に結合される。
【００２９】
さらに代替として、円筒形サセプタが提供される。他のサセプタを以下に示す。本明細書で論議される実施形態のうちのいずれにも、プラスチック筐体を提供することができ、例えば、流体経路を形成する金属板部分の周囲に外側被覆される。
【００３０】
一実施形態では、管、バッフル、またはシリンダ型サセプタが、加熱モジュールに提供される。加熱モジュールは、以下の多くの実施例で示されるように、使い捨てカセットに接続することができる。代替として、モジュールは、例えば、患者管または供給管等の管の中で直列になった、システムの使い捨て品の異なる部品に接続される。さらに代替として、サセプタは、例えば、カセットに直接統合され、カセット内の伝導性バッフルとして提供される。
【００３１】
上記で論議されるように、平均管類または表面温度は、例えば、過熱を防止するために、安全制御に使用することができる。管類またはバッフルの金属加熱表面が流体と密接に熱的接触しているため、瞬時流体温度も厳密に監視し、制御することができる。金属加熱プレートまたは管類の外面温度は、実際の流体温度の正確な判定を可能にし、それは次に、加熱器を効率的に制御するために使用され、例えば、以下で詳細に論議されるように、オーバーシュートを低減する。
【００３２】
本願では、誘導流体加熱が顕著に論議されているが、本明細書で開示される多くの概念は、抵抗加熱等の他の種類の流体加熱に該当する。いずれの場合でも、透析器具の加熱サブシステムは、効率的であることを目的とする。加熱サブシステムは、熱が加熱器から透析器具に伝達されることを防止するように絶縁される。このことは、器具の内側周囲空気温度を低下させ、器具の内側から器具が除去しなければならない熱の量を低減する。器具の内側を低下させると、その信頼性が増加し、器具に収納される構成要素の動作温度が低下する。そのような構成はまた、ユーザにとってより低いエネルギー費、およびより環境に優しい器具ももたらす。
【００３３】
加熱器サブシステムの増加するエネルギー効率の上記の利点は、誘導、変圧器を使用する抵抗、および抵抗加熱器と加熱経路シートとの間の直接接触を使用する純抵抗を含む、全ての種類の流体加熱に該当する。加熱システムは、どの種類であるかにかかわらず、約２５０ミリリットル／分の流速で約２２℃から約３７℃に透析流体を加熱することが可能である。出願者らは、加熱サブシステムを８０％以上エネルギー効率的にし、浪費電力を１００ワット以下に制限しようと努めている。
【００３４】
また、本明細書では、所望の効果を達成するように、使い捨て透析流体セットの加熱経路または加熱部分と対応する加熱器との間に陰圧または陽圧を付与するためのシステムも論議される。例えば、流体加熱経路と１つ以上の加熱プレートとの間の表面接触を増加させるのに役立つように、陰圧を加熱中に付与することができる。流体加熱経路から流体を放出することが望ましい時、例えば、空気が流体中で検出され、流体が廃棄される必要がある時、または、新しい種類の流体がシステムに導入される予定で、古い流体が可能な限り洗い流される必要がある場合に、陽圧を付与することができる。加圧された加熱システムが、抵抗プレート加熱により役立ってもよい一方で、システムは、例えば、誘導システムのサセプタを収納する流体加熱モジュールが可撓性である、例えば、可撓性シートを有するか、または可撓性構成要素を有する時に、誘導加熱で使用することができる。
【００３５】
さらに、本明細書では、本明細書で説明される流体加熱器の種類のうちのいずにでも適用可能な制御方式またはアルゴリズムが論議される。制御方式は、フィードフォワード部分およびフィードバック部分を有する。フィードフォワード部分は、電力設定点の進路決定を生じる（加熱器は、一実施形態では加熱器への電力を調整することを介して制御される）。制御方式のフィードフォワード部分の進路設定は、フィードバックを使用せずに、流体の出口流体温度が所望の温度に到達することを可能にしようとする。このことは次に、温度オーバーシュートおよび所望の温度の到達の遅延等の、従来のフィードバックループ制限が最小限化されることを可能にする。フィードフォワード決定は、電力設定点を初期流体温度、最終流体温度、および流速に相関付ける表を使用して、行なうことができる。代替として、フィードフォワード決定は、表を生成するために使用される基礎方程式を使用して行なわれる。
【００３６】
加熱制御方式のフィードフォワード部分を介して、設定点が最初に決定された後、初期電力設定点を微調整して、所望の流体出口温度と実際の流体出口温度との間の誤差を排除するために、フィードバックループが採用される。フィードバックループは、比例利得、積分利得、または微分利得（「ＰＩＤ」）等の１つ以上の利得を電力設定点に適用して、電力設定点を調整することができる。代替として、フィードバックループは、フィードフォワード決定を修正し、例えば、実際の出口流体温度が低すぎれば、電力設定点のフィードフォワード決定で使用される差分Ｔを増加させ、または実際の出口流体温度が高すぎれば差分Ｔを減少させる。
【００３７】
したがって、本明細書で論議される実施形態に基づいて、改良型医療用流体加熱システムおよび方法を提供することが、本開示の利点である。
【００３８】
所望の流体温度を達成するために、より少ないエネルギーおよびより低い温度を使用することができる、流体加熱システムを提供することが、本開示の別の利点である。
【００３９】
関連する１つ以上の医療用流体ポンプの上流または下流に位置することができる、流体加熱システムを提供することが、本開示のさらなる利点である。
【００４０】
出口流体温度を正確に検出することができる流体加熱システムを提供することが、本開示のさらに別の利点である。
【００４１】
その上、本開示のさらなる利点は、過熱を低減する流体加熱システムを提供することである。
【００４２】
依然として、本開示のさらなる利点は、効率的な加熱制御を有する流体加熱システムを提供することである。
【００４３】
本開示のなおもさらなる利点は、加熱エネルギー供給（抵抗または誘導）と供給と接触している透析流体運搬部分との間に、加圧された接合面を有する、流体加熱システムを提供することでる。
【００４４】
また、腹膜透析システムまたは血液透析システム等の、任意の種類の透析または腎不全療法システムで使用可能な流体加熱システムを提供することが、本開示の利点である。
【００４５】
付加的な特徴および利点を本明細書で説明し、以下の詳細説明および図から明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本開示の誘導透析流体加熱システムの一実施形態を図示する、斜視図である。
【図２】図２は、伝導性インダクタコイルを電気絶縁性筐体と噛合するための一実施形態を図示する、側断面図である。
【図３】図３は、伝導性インダクタコイルを熱的絶縁性筐体と噛合するための別の実施形態を図示する、斜視図である。
【図４】図４は、少なくとも１つのパンケーキ一次コイルおよびバッフル付き二次コイルを使用する、本開示の誘導透析流体加熱システムの別の実施形態を図示する、斜視図である。
【図５】図５は、少なくとも１つの組込二次コイルを使用する、本開示の誘導透析流体加熱システムのさらなる実施形態を図示する、斜視図である。
【図６】図６は、保管中にコイルを保存する目的で提供することができる、絶縁筐体の内側の少なくとも１つの組込二次コイルを使用する、本開示の誘導透析流体加熱システムの別の実施形態を図示する、断面立面図である。
【図７】図７は、渦巻きまたはらせん巻き一次コイル、第１および第２の部品を含む磁束指向芯、および二次コイル管を使用する、本開示の誘導透析流体加熱システムの実施形態を図示する、斜視図である。
【図８】図８は、渦巻きまたはらせん巻き一次コイル、磁束指向芯、および二次コイル管を使用する、本開示の誘導透析流体加熱システムの実施形態を図示する、斜視図である。
【図９】図９は、パンケーキ型一次コイルおよび二次コイルプレートを使用する、本開示の誘導透析流体加熱システムの実施形態を図示する、斜視図である。
【図１０】図１０は、渦巻きまたはらせん巻き一次コイル、磁束指向芯、および複数の二次コイルプレートを使用する、本開示の誘導透析流体加熱システムの実施形態を図示する、斜視図である。
【図１１】図１１は、渦巻きまたはらせん巻き一次コイル、および複数の二次コイルプレートを使用する、本開示の誘導透析流体加熱システムの別の実施形態を図示する、斜視図である。
【図１２】図１２は、複数のバッフルまたは介在絶縁バッフルを有する巻きを生じるように折り畳まれた、１枚の金属シートを使用する、二次コイルの実施形態を図示する、平面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、分割磁心を使用する本開示の誘導透析流体加熱システムの一実施形態を図示する、概略図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、分割磁心を使用する本開示の誘導透析流体加熱システムの別の実施形態を示す、概略図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、複数の別個のバッフルプレートを使用する、本開示の二次コイル流体加熱モジュールの種々の部品の分解斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａの加熱モジュールの平面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４Ｂの線ＸＩＶＣ−ＸＩＶＣに沿って得られた、加熱モジュールの端断面図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、組み立て時の図１４Ａの加熱モジュールの側面図である。
【図１４Ｅ】図１４Ｅは、図１４Ａのモジュールのバッフルプレートの一実施形態の側面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、複数の別個のバッフルプレートを使用する、本開示の別の二次コイル流体加熱モジュールの種々の部品の分解斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの加熱モジュールの平面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１５Ｂの線ＸＶＣ−ＸＶＣに沿って得られた、加熱モジュールの端断面図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、組み立て時の図１５Ａの加熱モジュールの側面図である。
【図１５Ｅ】図１５Ｅは、図１５Ａのモジュールのバッフルプレートの一実施形態の側面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、複数の別個のバッフルプレートを使用する、本開示の別の二次コイル流体加熱モジュールの種々の部品の分解斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの加熱モジュールの平面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１６Ｂの線ＸＶＩＣ−ＸＶＩＣに沿って得られた、図１６Ａの加熱モジュールの端断面図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、組み立て時の図１６Ａの加熱モジュールの側面図である。
【図１６Ｅ】図１６Ｅは、図１６Ａのモジュールのバッフルプレートの一実施形態の側面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、複数の別個のバッフルプレートを使用する、本開示のさらに別の二次コイル流体加熱モジュールの側面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａの線ＸＶＩＩＢ−ＸＶＩＩＢに沿って得られた、図１７Ａの加熱モジュールの前断面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、図１７Ｂの詳細ＸＶＩＩＣの断面図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、図１７Ａの加熱モジュールの正面図である。
【図１７Ｅ】図１７Ｅは、図１７Ｄの線ＸＶＩＩＥ−ＸＶＩＩＥに沿って得られた、図１７Ａの加熱モジュールの底断面図である。
【図１７Ｆ】図１７Ｆは、図１７Ａのモジュールのバッフルプレートの一実施形態の側面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａ−１８Ｃは、１枚の金属板による複数のバッフルプレートまたは襞を使用する、本開示の別の二次コイル流体加熱モジュールの種々の部品の斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａ−１８Ｃは、１枚の金属板による複数のバッフルプレートまたは襞を使用する、本開示の別の二次コイル流体加熱モジュールの種々の部品の斜視図である。
【図１８Ｃ】図１８Ａ−１８Ｃは、１枚の金属板による複数のバッフルプレートまたは襞を使用する、本開示の別の二次コイル流体加熱モジュールの種々の部品の斜視図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、誘導円筒形流体加熱モジュールの一実施形態の種々の部品の分解斜視図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９Ａの誘導円筒形流体加熱モジュールの立面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、図１９Ａの誘導円筒形流体加熱モジュールの平面図である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、図１９Ｃの線ＸＩＸＤ−ＸＩＸＤに沿って得られた、立面断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、誘導円筒形流体加熱モジュールの別の実施形態の種々の部品の分解斜視図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図２０Ａの誘導円筒形流体加熱モジュールの立面図である。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、図２０Ｂの線ＸＸＣ−ＸＸＣに沿って得られた、図２０Ａの誘導円筒形流体加熱モジュールの上断面図である。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、図２０Ａの誘導円筒形流体加熱モジュールの平面図である。
【図２０Ｅ】図２０Ｅは、図２０Ｄの線ＸＸＥ−ＸＸＥに沿って得られた、立面断面図である。
【図２１】図２１は、誘導円筒形流体加熱モジュールのさらなる実施形態の斜視図である。
【図２２】図２２は、誘導円筒形流体加熱モジュールのさらに別の実施形態の立面図である。
【図２３】図２３は、誘導円筒形流体加熱モジュールのさらなる実施形態の斜視図である。
【図２４】図２４は、誘導円筒形流体加熱モジュールのさらに別の実施形態の斜視図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、複数の加熱管を使用する、本開示の二次コイル流体加熱モジュールの一実施形態の種々の部品を図示する。
【図２５Ｂ】２５Ｂ  ｈＨＡ図２５Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの側面図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｂの線ＸＸＶＣ−ＸＸＶＣに沿って得られた、基部および設置された管の平面断面図である。
【図２５Ｄ】図２５Ｄは、図２５Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの平面図である。
【図２５Ｅ】図２５Ｅは、図２５Ｄの線ＸＸＶＥ−ＸＸＶＥに沿って得られた、基部および設置された管の立面断面図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、複数の加熱管を使用する、本開示の二次コイル流体加熱モジュールの別の実施形態の種々の部品を図示する。
【図２６Ｂ】図２６Ｂおよび２６Ｃは、図２６Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの側面図である。
【図２６Ｃ】図２６Ｂおよび２６Ｃは、図２６Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの側面図である。
【図２６Ｄ】図２６Ｄは、図２６Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの端面図である。
【図２６Ｅ】図２６Ｅは、図２６Ｄの線ＸＸＶＩＥ−ＸＸＶＩＥに沿って得られた、図２６Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの側断面図である。
【図２７Ａ】図２７Ａは、複数の加熱管を使用する、本開示の二次コイル流体加熱モジュールのさらなる実施形態の種々の部品を図示する。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、図２７Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの底端面図である。
【図２７Ｃ】図２７Ｃは、図２７Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの側面図である。
【図２７Ｄ】図２７Ｄは、図２７Ｃの線ＸＸＶＩＩＤ−ＸＸＶＩＩＤに沿って得られた、図２７Ａの組み立てられた流体加熱モジュールの側断面図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、複数の加熱管および巻き一次コイルを使用する、本開示の二次コイル流体加熱器のさらに別の実施形態の側面図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、図２８Ａの線ＸＸＶＩＩＩＢ−ＸＸＶＩＩＩＢに沿って得られた、図２８Ａの加熱器の前断面図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、図２８Ｂの詳細ＸＸＶＩＩＩＣの断面図である。
【図２８Ｄ】図２８Ｄは、巻き一次コイルを示す、図２８Ａの加熱器モジュールの正面図である。
【図２８Ｅ】図２８Ｅは、図２８Ｄの線ＸＸＶＩＩＩＥ−ＸＸＶＩＩＩＥに沿って得られた、図２８Ａの加熱器の底断面図である。
【図２８Ｆ】図２８Ｆは、図２８Ａの加熱器の加熱管の一実施形態の側面図である。
【図２８Ｇ】図２８Ｇは、図２８Ａの加熱器とともに使用される加熱モジュールの斜視図である。
【図２８Ｈ】図２８Ｈは、図２８Ａから２８Ｇのものに非常に類似しているが、代わりに、第１および第２の管セクションに分割された長方形の管を採用する、代替的な流体加熱モジュールの正面図である。
【図２８Ｉ】図２８Ｉは、図２８Ｈの線ＸＸＶＩＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩＩに沿って得られた、図２８Ｈの加熱モジュールの側断面図である。
【図２８Ｊ】図２８Ｊは、図２８Ｈの線ＸＸＶＩＩＩＪ−ＸＸＶＩＩＩＪに沿って得られた、図２８Ｈの加熱モジュールの底断面図である。
【図２８Ｋ】図２８Ｋは、図２８Ｈの線ＸＸＶＩＩＩＫ−ＸＸＶＩＩＩＫに沿って得られた、図２８Ｈの加熱モジュールの上断面図である。
【図２８Ｌ】図２８Ｌおよび２８Ｍは、本明細書で説明される管流体加熱モジュールのうちのいずれかで使用される、静的ミキサの一実施形態の斜視図および側面図である。
【図２８Ｍ】図２８Ｌおよび２８Ｍは、本明細書で説明される管流体加熱モジュールのうちのいずれかで使用される、静的ミキサの一実施形態の斜視図および側面図である。
【図２８Ｎ】図２８Ｎおよび２８Ｏは、本明細書で説明される管流体加熱モジュールのうちのいずれかで使用される、静的ミキサの第２の実施形態の斜視図および側面図である。
【図２８Ｏ】図２８Ｎおよび２８Ｏは、本明細書で説明される管流体加熱モジュールのうちのいずれかで使用される、静的ミキサの第２の実施形態の斜視図および側面図である。
【図２８Ｐ】図２８Ｐおよび２８Ｑは、本明細書で説明される管流体加熱モジュールのうちのいずれかで使用される、静的ミキサの第３の実施形態の斜視図および側面図である。
【図２８Ｑ】図２８Ｐおよび２８Ｑは、本明細書で説明される管流体加熱モジュールのうちのいずれかで使用される、静的ミキサの第３の実施形態の斜視図および側面図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、単一管およびねじれた伝導性バッフルを使用する、本開示の二次コイル流体加熱モジュールの一実施形態の正面図である。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、図２９Ａの二次コイル流体加熱モジュールの側面図である。
【図２９Ｃ】図２９Ｃは、図２９Ａの二次コイル流体加熱モジュールの平面図である。
【図２９Ｄ】図２９Ｄは、隠線でねじれたバッフルを示す、図２９Ａの二次コイル流体加熱モジュールの背面図である。
【図２９Ｅ】図２９Ｅは、図２９Ａの流体加熱モジュールのねじれたバッフルアセンブリの斜視図である。
【図３０Ａ】図３０Ａは、伝導性ワッシャを使用する、本開示の二次コイル流体加熱モジュールの一実施形態の平面図である。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、図３０Ａの二次コイル流体加熱モジュールの正面図である。
【図３０Ｃ】図３０Ｃは、図３０Ａの線ＸＸＸＣ−ＸＸＸＣに沿って得られた、二次コイル流体加熱モジュールの斜視図である。
【図３０Ｄ】図３０Ｄは、図３０Ｃの詳細ＸＸＸＤの斜視図である。
【図３０Ｅ】図３０Ｅは、図３０Ａの二次コイル流体加熱モジュールとともに使用される、ワッシャ加熱プレートの一実施形態の平面図である。
【図３０Ｆ】図３０Ｆは、図３０Ａの二次コイルの絶縁筐体部分の一実施形態の斜視図である。
【図３１Ａ】図３１Ａは、二重チャンバ流体加熱モジュールの一実施形態の断面斜視図である。
【図３１Ｂ】図３１Ｂは、図３１Ａの二重チャンバ流体加熱モジュールのサセプタの一実施形態の斜視図である。
【図３２】図３２は、使い捨てポンプカセットに統合された流体加熱モジュールの一実施形態の斜視図である。
【図３３】図３３は、使い捨てポンプカセットに統合された流体加熱モジュールの別の実施形態の断面斜視図である。
【図３４】図３４は、使い捨てポンプカセットに統合された流体加熱モジュールのさらなる実施形態の断面斜視図である。
【図３５】図３５は、流体加熱経路、例えば、使い捨てポンプカセットの経路に捕捉されたステンレス鋼球を有する、流体加熱モジュールの実施形態の断面立面図である。
【図３６】図３６は、流体加熱経路、例えば、使い捨てポンプカセットの経路上に電着されたステンレス鋼を有する、流体加熱モジュールの実施形態の断面立面図である。
【図３７】図３７は、本明細書で説明される流体加熱モジュールに接続するためのポート接続部を有する、使い捨てポンプカセットの一実施形態の平面図である。
【図３８】図３８は、カセットに接続されたさらなる代替的流体加熱モジュールを示す、図３７の使い捨てカセットの斜視図である。
【図３９】図３９は、透析器具の磁心および一次コイルを有する、動作可能位置のカセットおよび加熱モジュールを示す、図３８の使い捨てカセットおよび代替的流体加熱モジュールの斜視図である。
【図４０】図４０は、本明細書で説明される流体加熱モジュールに接続するための組込ポート接続部を有する、使い捨てポンプカセットの別の実施形態の平面図である。
【図４１】図４１は、カセットに接続されたさらなる代替的流体加熱モジュールを示す、図４０の使い捨てカセットの斜視図である。
【図４２】図４２は、単一管流体加熱モジュールに接続するための単一組込ポート接続部を有する、使い捨てポンプカセットのさらなる代替実施形態の平面図である。
【図４３】図４３は、カセットに接続されたさらなる代替的単一管流体加熱モジュールを示す、図４２の使い捨てカセットの斜視図である。
【図４４】図４４は、図４３の使い捨てカセットとともに動作可能である、単一管流体加熱モジュールのさらに別の代替実施形態の斜視図である。
【図４５】図４５は、図４２から４４に関連して示されたものと同様である、組込補強流体ポートの断面斜視図である。
【図４６】図４６は、例えば、図３０Ａから３０Ｆの伝導性ワッシャ流体モジュールに接続可能に離間している、図４５の組込補強流体ポートの平面図である。
【図４７】図４７は、図４６の組込補強流体ポートのうちの１つの断面斜視図である。
【図４８】図４８は、代替的なループ状管流体加熱モジュールに接続された、使い捨てポンプカセットのさらなる代替実施形態の平面図である。
【図４９】図４９は、金属球または金属毛サセプタを含有する、使い捨て加温器バッグまたはポーチの斜視図である。
【図５０】図５０は、加熱器と使い捨て加熱インターフェースとの間に陽圧または陰圧を加圧することが可能な流体加熱システムの斜視図である。
【図５１Ａ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５１Ｂ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５１Ｃ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５１Ｄ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５１Ｅ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５１Ｆ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５１Ｇ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５１Ｈ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５１Ｉ】図５１Ａ−５１Ｉは、図５０のシステム用の加圧環境を生成するように、フレームに、または入口あるいは出口管に、使い捨て加熱経路を密閉するための複数の実施形態を示す。
【図５２】図５３は、本明細書で論議される加熱システムを制御することができる制御方式の一実施形態を図示する、概略図である。
【図５３】図５３は、温度センサ応答時間改善方法およびアルゴリズムからのデータを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下の多くの実施例で示されるように、本加熱システムは、任意の種類の腎不全療法システム、例えば、任意の種類の腹膜透析（「ＰＤ」）、または、血液透析（「ＨＤ」）、血液濾過（「ＨＦ」）、および血液透析濾過（「ＨＤＦ」）を含む、任意の種類の血液療法等の、加熱を必要とする医療用流体システムとともに使用するための、使い捨てユニットの流体加熱経路とともに動作することができる。
【００４８】
（変圧器を使用する抵抗システ）
ここで、図面、特に図１を参照すると、システム１０は、変圧器を使用する別の可能な抵抗実施形態を図示する。ここで、一片の金属２０ａが使い捨て品の中に配置され、それは電流を通過させることによって加熱される。変圧器の二次巻線によって供給される電流は、一次巻線に接続されるＡＣ主電源から電気的に絶縁される。器具は、使い捨て品と電気接触して、変圧器からの電流が、使い捨て品に含有される金属を通過することを可能にする。一次コイル１２および二次コイル１４は、器具の中に位置する。変圧器の二次コイルは、電気接触を介して使い捨て品に接続され、加熱された金属部は、使い捨て品の中に位置する。
【００４９】
システム１０では、変圧器の一次コイル１２は、変圧器の二次コイル１４に向かって方向付けられる磁場を生成し、二次コイル１４において電流を誘導する。二次コイル１４における電流は、使い捨てセット、例えば、使い捨て透析セットの一部となり得る、変圧器の二次コイルと比較して高い電気抵抗を有し、加熱される流体と熱的接触している、金属構造２０ｃに伝えられる。
【００５０】
加熱器筐体２２は、例えば、ルアー継手、有鉤継手、部分２２上のプレス嵌め、剛体管セクション上のプレス嵌め部分２２を介して、管類（図示せず）に連結することができる。加熱器筐体２２は、緩い管類（例えば、使い捨てカセットに接続される管類）の一部に接続するか、またはその一部になるか、または使い捨てカセットに直接組み込むことができる。加熱筐体２２および金属構造２０ａは、それらの用途に適した断面形状を有することができ、例えば、使い捨てカセットの剛体経路については正方形または長方形、または管類接続部については円形である。加熱器筐体２２の好適な材料は、ポリカーボネート、ポリスルホン、ウレタン、または潜在的には、他の高温プラスチックを含む。
【００５１】
一次および二次コイル１２および１４は、金属構造２０ａに対して、ｉ２Ｒ電力損失に起因して過度に熱を生成しないワイヤでできていることが有利である。一次および二次コイル１２および１４の好適な材料は、（ｉ）Ｃｏｏｎｅｒ  Ｗｉｒｅ（ｃｏｏｎｅｒｗｉｒｅ．ｃｏｍ）のリッツワイヤ、Ｐ／Ｎ＝１６５０／４４ＳＰＳＮ、各鎖が絶縁された４４  ＡＷＧリッツワイヤの１６５０鎖であって、より高いコイル電流によく適すると考えられる、ナイロンで巻装された束、および（ｉｉ）Ｎｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｗｉｒｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｐ／Ｎ＝ＮＥＬＤ１０５０／４４、ＳＰＳＤ  Ｔｙｐｅ２のリッツワイヤであって、より低いコイル電流によく適すると考えられ、所与の空間でのより多くの巻数を可能にする、ワイヤを含む。
【００５２】
システム１０では、一次コイル１２に電力供給するための電子機器は、プリント回路、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、および同等物等の回路２４となり得る。図１に示された回路２４は、処理およびメモリ記憶を含む、論理インプリメンタ１６を含む。論理インプリメンタは、入力１８ａ（例えば、センサおよび他の論理デバイスからのアナログまたはデジタル入力）を受信し、出力１８ｂ（例えば、加熱器電力供給部または他の器具デバイスへのアナログまたはデジタル出力）を生成する。図示した実施形態での回路２４は、電源２６と、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（「ＩＧＢＴ」）型切替デバイス２８または金属酸化膜電界効果トランジスタ（「ＭＯＳＦＥＴ」）等のトランジスタを動作させる、ゼロ交差切替電子機器とを含む。一実施形態での切替デバイス２８は、オン状態からオフ状態へ、またはオフ状態からオン状態へ遷移する際に、トランジスタ切替要素２８における電力損失を低減するようにオン状態とオフ状態との間で遷移させられる時に、関連トランジスタにわたってゼロの電圧、またはトランジスタを通してゼロの電圧を有する、ＩＧＢＴ、６０アンペア、１ｋＶのデバイスである。
【００５３】
次に、切替デバイス２８は、システム１０の一次コイル１２を活性化する、準共鳴ＬＣ回路３０を制御する。一次コイル１２は、インダクタンスが約０．５から約５０ｕＨに及ぶことができる。コイル１２は、ワイヤにおける電力損失に応じて、最大電力を送達するように１０アンペア以上に活性化することができる。ＬＣ回路３０は、約２０〜１０００ｋＨｚの共鳴周波数を有することができる。電源２６からの所要電力は、例えば、入口流体温度、出口流体温度、および流速に応じて、流体の中への最大電力送達のためには、約３００Ｗから約１０００Ｗである。ブリッジ整流器（図示せず）も、電源２６と準共鳴ＬＣ回路３０との間に接続することができる。
【００５４】
システム１０および本明細書で説明されるシステムの典型的な動作周波数は、概して高周波数と見なされる、約２０ｋＨｚから約１ＭＨｚである。可聴雑音は、電子機器、一次コイル１２、および二次コイル１４によって放射される、周波数範囲の低周波数終点を制限する。誘導コイルを駆動するために使用される切替回路における電力損失は、周波数範囲の高終点を制限する。より高速の電子構成要素が、将来、上記の指定高終点を増加させる可能性がある。
【００５５】
図示した実施形態では、回路２４、一次コイル１２、および二次コイル１４は、器具の一部であり、使い捨てではない。金属構造２０ａおよび筐体２２に接触する、加熱された流体は、使い捨てセットの一部である。したがって、患者または介護者は、動作のために、二次コイル１４上に金属構造２０ａ／筐体２２を搭載する必要がある。図示した実施形態では、金属構造２０ａは、離間し、それぞれ二次コイルリード１４ａおよび１４ｂを受け入れるように構成され、例えば、中空である、（一体化して形成または接続された）伝導性脚および延長部２１および２１を含む。伝導性脚または延長部２１は、コイルリード１４ａおよび１４ｂの外径の周囲で密閉する内径を伴って形成することができる。内径は、コイルリード１４ａおよび１４ｂが、構造２０ａに接触する無菌医療用流体に実際に触れることを防止する、ブラインドボアを形成する。しかしながら、伝導性脚または延長部２１は、コイルリード１４ａおよび１４ｂが金属構造２０ａと電気接触を行なうことを可能にする。絶縁筐体２２は、脚または延長部２１の周囲で密閉して、透析流体が脚２１と筐体２２との間で漏出することを防止する。
【００５６】
磁束を捕捉し、それを二次コイル１４に向かって方向付けるために、システム１０は、一次コイル１２および二次コイル１４の巻線を包囲する、磁心（ここでは、内側中実シリンダ３４ａおよび外側中空シリンダ３４ｂ）を提供する。システム１０は、コイル１２および１４がそれぞれ単一の巻線を含むことを示し、一次コイル１２が磁心の内側部分３４ａに巻装され、二次コイル１４が一次コイル１２に巻装されている。このパターンを繰り返すことができ、つまり、第２の一次コイル巻線が第１の二次コイル巻線の周囲にある等で、所望するだけの数の一次／二次コイル層を追加するか、または一次および二次コイルの順番を逆転させることを理解されたい。磁心の外側部分３４ｂは、最外二次コイル層の周囲に嵌合される。
【００５７】
図１では、使い捨て金属構造２０ａは、製造の容易性および費用がそのように決定づけるならば中実となり得る、円筒形の焼結金属、例えば、ステンレス鋼の構造である。二次コイル１４へ誘導され、一次コイル１２を介して構造２０ａへと流れる電流は、当技術分野では表皮効果として知られているものにより、略円筒形構造２０ａの表面の周囲で流れる傾向がある。所与量の金属に対するエネルギーを最適化するために、多孔性金属または焼結金属球でできたシリンダ２０ａの中へ、中実で円筒形の焼結金属管が形成されるか、またはくり抜かれる。絶縁部材３２は、中空シリンダ２０ａによって形成される開口部の中へ充填することができる。または、絶縁部材３２の周囲で、焼結シリンダ２０ａを形成する、例えば、共に圧迫することができる。いずれにしても、結果として得られる構造は、電流の大部分が存在する外壁構造に向かって、加熱部分２２を通って流れる流体を強制する。
【００５８】
その代わり、システム１０は、使い捨てセットの絶縁筐体２２に一次コイル１２を代わりに巻装し、二次コイル１４および関連接点を排除し、金属構造２０ａが誘導加熱システムの二次コイルまたはサセプタとして動作することを可能にすることによって、誘導システムに変換させることができる。回路２４は、変換された誘導システムにおいて、上記で説明されるように動作する。それは、以下で説明される誘導システムに電力供給するために、同様に好適である。
【００５９】
（一般的な誘導システム）
誘導加熱により、加熱システムは、流体と熱的接触している金属サセプタに電流を通過させる。そうするために、一実施形態での加熱システムは、サセプタとして知られている変圧器の二次コイルの中へ電力を駆動する変圧器の一次コイルと磁気接触させて、金属サセプタを配置する。この構成は、変圧器の一次コイルから使い捨て品内の金属サセプタ構造を電気的に絶縁する。加熱システムは、電気変圧器の二次コイルとして、使い捨て品内の金属構造を使用する。システムは、使い捨て品内の金属構造に向かって変圧器の一次コイルの変化する磁場を方向付け、次いで、変化する磁場は、金属構造において変化する電場を誘導し、それは次に、伝導性金属構造を通って流れるように電流を誘導する。変圧器一次コイルは、使い捨て品の外部を通して変圧器一次コイルで生成される電力損失による熱を方向付けて、効率性を改善するように、使い捨てセットの加熱領域に熱的に連結することができる。
【００６０】
誘導加熱システムは、高周波数で動作することができる。サセプタの中へ磁場を誘導するために使用される高周波電流には、加熱器サブシステムの外側で電磁妨害を生成する能力がある。医療業界は、医療器具が全体として放射することができる放射線の量に厳しい制限を設けている。本加熱システムは、（ｉ）コイルから磁場を完全に（またはほぼ完全に）吸収するようにサセプタを構成する、（ｉｉ）サセプタに磁場を方向付けるために、フェライトまたは他の磁性材料を使用する、および（ｉｉｉ）放射された電磁場を制限するように遮蔽を提供する、といった方法のうちの１つまたは組み合わせで、放射される放射線の量を封じ込めるように構成される。
【００６１】
したがって、本明細書で説明されるシステムは、磁場を封じ込めるように、軽量で安価なアルミニウムシートで可能な限り加熱サブシステムを包囲することができる。シートの厚さは、誘導加熱器のコイルによって生成される磁場がシートから漏出できないように十分となる必要がある。他の潜在的に好適な遮蔽材料は、損失性フェライト材料および磁性鋼を含む。
【００６２】
図２は、屈曲させられ、次いで、絶縁管２２の内側に嵌合されている、金属、例えば、ステンレス鋼の管を含む、代替的金属構造２０ｂ、または誘導システム用のサセプタを図示する。曲管２０ｂは、絶縁管２２を伸縮させ、管２２を曲管２０ｂの形状に合致させる。図３は、さらに代替的な金属構造２０ｃまたはサセプタを図示し、伝導管は、その縦軸に沿って屈曲させられ、絶縁管２２の内側に嵌合され、管２２を曲管２０ｃの形状に合致させる。絶縁管２２は、さらに代替として、金属管または表面に真空密閉され、または逆も同様である。さらに別の代替実施形態では、絶縁管２２は、金属構造の周囲で熱収縮される。
【００６３】
ここで図４を参照すると、システム４０は、代替的誘導加熱器を図示し、変圧器の二次コイル４４は、システム１０の加熱部分２２について上記で論議される材料のうちのいずれかでできている、絶縁性、例えば、プラスチックの筐体４６の中に配置される。プラスチック筐体４６はまた、例えば、透析用途のための使い捨てカセットの一部として、使い捨てセットに組み込まれる。パンケーキコイルとしてここで示される一次コイル４２は、筐体４６より上側および／または下側に配置される。実施形態での一次コイル４２は、図１のシステム１０とともに上記で示される同じ回路に接続することができる。
【００６４】
筐体４６は、透析流体（例えば、透析液または透析液成分）入口４８ａと、透析流体出口４８ｂとを含む。筐体４６はさらに、バッフル３８を通って前後に曲がって進む二次コイル４４の上方に透析流体を方向付ける、バッフル３８ａから３８ｄ（本明細書では、総称して、バッフル３８と呼ばれるか、または概して個別にバッフル３８と呼ばれる）を含む。一実施形態でのコイル４４は、バッフル３８が必要とされないように十分密集している。二次コイル４４は、代替として、パンケーキコイル状コイル４２であり、別個のバッフル３８が必要とされないようにバッフリング機能も果たす。
【００６５】
二次コイル４４は、ステンレス鋼、例えば、ステンレス鋼３１６型等の医療グレード適合性材料で被覆された銅等の、誘導適合性金属で作ることができる。二次コイル４４は、代替として、コイル形態に屈曲され、銅棒、銅粒子、または銅切削物等の誘導適合性金属で充填される、ステンレス鋼管である。二次コイル４４は、代替として、純ステンレス鋼である。
【００６６】
ここで図５を参照すると、システム５０は、さらに代替的な誘導加熱の実施形態を図示する。ここで、二次コイル５４、例えば、誘導適合性材料、例えば、銅でできているパンケーキコイルは、１つ以上の壁、例えば、筐体５６の底壁５２に組み込まれる。筐体５６は、例えば、ステンレス鋼でできている、上記で説明されるようなバッフル３８を含むか、または、ステンレス鋼網または他の金属充填材で充填することができる。壁５２より下側に配置さされる、一次コイル（例えば、システム４０のパンケーキコイル４２）は、加熱され、次に、バッフルまたは充填材および筐体５６内の流体を加熱する、二次コイルにおいて、電流を誘導する。筐体５６はさらに、加熱されていない透析流体を受容するための入口５８ａと、加熱された流体を一掃するための出口５８ｂとを含む。
【００６７】
ここで図６を参照すると、システム６０は、さらに別の代替的な誘導加熱の実施形態を図示する。ここで、パンケーキコイル４２等の一次コイルは、１つ以上の二次コイル５４、例えば、誘導適合性材料、例えば、銅でできている、パンケーキコイルの中へ、電流を誘導する。１つ以上のコイル５４は、射出または挿入成形される、１つ以上の絶縁スリーブ６２に組み込まれる。次に、１つ以上のスリーブ６２は、筐体６６内に配置される。１つ以上のスリーブ６２は、加えて、バッフリング機能を果たすことができ、入口６８ａから出口６８ｂに透析流体を方向付ける。筐体６６は、加えて、ステンレス鋼網または他の医学的適合性金属充填材で充填することができる。
【００６８】
本明細書で説明される実施形態のうちのいずれかでは、透析流体の誘導加熱は、導電性の加熱された要素（例えば、焼結金属２０ａ、管類２０ｂおよび２０ｃ、コイル４４、図５の金属充填材、図６の金属を充填したプラスチック６２、そのそれぞれを概して「サセプタ」と称することができる）から流体へのエネルギーの良好な熱伝達を提供する。サセプタの低熱質量は、流動が開始し、停止する、例えば、停滞している時に、サセプタに貯蔵される潜熱による、流体の過熱をほとんどもたらさない。以下で説明されるような赤外線センサ等の反応が速い流体温度センサと組み合わせて、迅速応答サセプタ２０は、出力流体温度の効率的な制御を達成する。
【００６９】
本開示はまた、サセプタとして、または、より正確に言えば、サセプタ２０の代わりに、透析流体自体を使用するステップも検討する。概して、伝導性材料の中に磁場を生成する物理的構成は、材料中に電流を生成する。透析流体は、伝導性であるため、サセプタ、つまり、熱自体の代わりに使用することができる。これを行なうことの１つの欠点は、透析流体の比較的低い伝導性が、適正な加熱を提供するためには、一次コイルに比較的高い電圧を必要とすることである。
【００７０】
上記で示されるように、１つの可能な一次コイル設計は、パンケーキ設計である。しかしながら、ある研究によれば、最も効率的な一次コイル設計は、「パンケーキ」設計の使用を制限し得る、ソレノイド巻線と同様の金属構造またはサセプタ２０に巻装されるコイルである。したがって、図１では、一次コイル１２ａは、絶縁体２２に巻装することができ、金属装置２０ａは、より効率的な加熱器を提供するための二次コイルである。上記の図４および６については、コイル４２は、代替として、各筐体に巻装され、図５では、コイル５４は、代替として、筐体５６を通ってらせん状に巻装される。
【００７１】
ここで図７を参照すると、システム７０は、さらなるソレノイド状コイルの実施形態を図示する。ここで、コイル７２は、金属芯７６を包み込み、それは、ここでは管８０である二次コイルを通る磁束Φを方向付けるように、第２の芯本体８２と協働するアーム７８ａおよび７８ｂを含む。磁束Φは、矢印によって示されるように、アーム７８ａおよび７８ｂの上方に、および管８０の下方に進行する。本明細書で示される実施形態のうちのいずれかでのコイル７２は、図１に示された電子回路２４を介して電力供給することができる。管８０は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０となり得る。磁気加熱管またはサセプタは、流体加熱システムのエネルギー効率を改善する。本明細書の実施形態のうちのいずれかでの金属芯７６および８２は、高周波数でさえも安定する傾向がある、磁性物質となり得る。
【００７２】
図示した実施形態では、透析流体は、管８０の内側を通って流れる。管８０は、以下で示されるような単一の幅広い管、または、同様に以下で示されるような複数の狭い管となり得る。ここで、管８０の内側は、サセプタ管８０の温度を測定して、例えば、システム中の空気または低流動性を検出する、温度センサに連結することができ、システムが、反応し、空気が患者に到達するのを防止すること、ライン閉塞を除去すること、および／または管８０の過熱を防止することを可能にする。
【００７３】
ここで図８を参照すると、システム９０は、さらに別のソレノイド状コイルの実施形態を図示する。ここで、コイル７２は、金属芯７６を包み込み、それは、ここでは管９２ａである二次コイルを通して磁束Φを方向付ける、アーム７８ａおよび７８ｂを含む。流体は、関連する矢印によって示されるように、管９２ａを通って流れる。管９２ａは、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０となり得る。温度センサ９４は、管９０の下流端に配置され、加熱システム９０にフィードバックを提供するための温度センサの１つの好ましい配置を示す。芯７６およびアーム７８ａおよび７８ｂは、上記で説明されるように動作する。
【００７４】
ここで図９を参照すると、システム１００は、パンケーキコイルの実施形態を図示する。ここで、パンケーキコイル４２は、二次コイルと加熱器プレート１０２および１０４とを通して、そのコイルの平面と垂直に磁束Φを方向付ける。本明細書で示される実施形態のうちのいずれかでのコイル４２は、図１に示された電子機器２４を介して電力供給することができる。加熱器プレート１０２および１０４は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０となり得る。流体は、関連する矢印の方向に、矢印と垂直に、または矢印に対して斜めに、プレート１０２および１０４より上側および／または下側で流れることができる。ここで、および本明細書で論議される他の平坦なプレートの実施形態で、プレートは、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。
【００７５】
ここで図１０を参照すると、システム１１０ａは、さらに別のソレノイド状コイルの実施形態を図示する。ここで、コイル７２は、金属芯７６を包み込み、それは、複数の二次コイルと、加熱器プレート１１２、１１４、１１６、および１１８とを通して磁束Φを方向付ける、長い方のアーム７８ａおよび短い方のアーム７８ｂを含む。加熱器プレート１１２、１１４、１１６、および１１８は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０となり得る。シートは、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。流体流動は、プレート１１２、１１４、１１６、および１１８の周囲で上下に、または、プレート１１２、１１４、１１６、および１１８の周囲で左右に、曲がって流れることができる。アーム７８ａおよび７８ｂはまた、サセプタプレート１１２、１１４、１１６、および１１８を収容するように、同じ長さであり、両方長いかまたは両方短いかのいずれかであってもよい。
【００７６】
ここで図１１を参照すると、システム１１０ｂは、さらに別のソレノイド状またはらせんコイルの実施形態を図示する。図１０Ａのシステム１１０ａのように、システム１３０は、複数の加熱器プレート１１２、１１４、および１１６を含む。ここで、コイル７２は、複数の加熱器プレート１１２、１１４、および１１６等を包み込む。加熱器プレート１１２、１１４、および１１６は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０となり得る。流体流動は、プレート１１２、１１４、および１１６の周囲で上下に、または、プレート１１２、１１４、および１１６の周囲で左右に、曲がって流れることができる。プレート１１２、１１４、および１１６は、別個の金属シートとなり得るか、または１枚のシートから形成することができる。シートは、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。
【００７７】
ここで図１２を参照すると、サセプタまたは二次コイル１２０は、バッフル付きサセプタの実施形態を図示する。上記で論議される別個のバッフル３８ａから３８ｄとは対照的に、コイル１２０は、蛇行性またはバッフル付き経路を形成するように複数回屈曲される、１枚のステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０で形成される。複数の絶縁バッフル１２４ａから１２４ｄ（本明細書では、総称して、バッフル１２４と呼ばれるか、または個別にバッフル１２４と呼ばれる）は、筐体１２２の壁から内向き、かつ１枚のシート１２０の襞の間に延在する。バッフル１２４は、加熱されたシート１２０の襞の周囲で透析流体の流れを区分化する。透析流体の流れは、図１２で配向されるように、筐体１２０に対して、最上部から底部へ、底部から最上部へ、ページの中へ、およびページから外となり得る。
【００７８】
二次コイル１２０とともに動作可能な一次コイルは、筐体１２２のいずれか１つ以上の側面に隣接して配置される、パンケーキコイルとなり得る。代替として、一次コイルは、上記で示されるソレノイド様式で、筐体１２２およびサセプタ１２０に渦巻状またはらせん状に巻装される。本明細書で示される、任意の金属芯７６または本体８２および関連アームは、磁性となり得る。上記のシステムのそれぞれでは、コイル７２、芯７６、本体８２が、それぞれ透析器の一部である一方で、二次コイルまたはサセプタは、無菌透析流体使い捨て品の一部である。
【００７９】
ここで図１３Ａおよび１３Ｂを参照すると、システム１３０ａおよび１３０ｂは、分割磁心７６ａ／７６ｂを採用し、それぞれ使い捨て加熱管１３２（図１３Ａ）および１３４（図１３Ｂ）の挿入および除去を促進する、誘導加熱システムを図示する。一次コイル７２は、上記で説明される誘導回路２４に接続し、磁気感受性材料のステンレス鋼４３０となり得る、磁心７６ａ／７６ｂを包み込む。管１３２および１３４は、ステンレス鋼であり、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０が一実施形態である。
【００８０】
磁心７６ａ／７６ｂは、加熱管またはサセプタ１３２および１３４に磁束を方向付ける。図示した実施形態でのサセプタ１３２および１３４は、金属管の単一ループである。磁心７６ａ／７６ｂを通過させられると、磁心は、磁心７６ａ／７６ｂのループの中心を通して磁場を方向付ける。
【００８１】
システム１３０ａおよび１３０ｂ用の使い捨て品は、相互と電気接触を行なう管の流体入口および出口とともに、伝導性金属管１３２および１３４を含む。コイル７２および磁心７６ａ／７６ｂは、使い捨て品の管１３２および１３４が容易に搭載され、磁心から除去されてもよいように、配置される。システム１３０ｂでは、管類１３４の形状は、重複する管の端とともに単一の連続屈曲が生成されるように、より単純である。
【００８２】
金属管１３２および１３４は、磁心７６を間にして一次コイル７２と向かい合って示されているが、管１３２および１３４は、代替として、一次コイル７２に近づけて、依然として各システム１３０ａおよび１３０ｂに搭載することができる。例えば、芯部分７６ｂは、システム器具の主要本体内で一次コイル７２に沿って配置することができるが、芯部分７６ａは、システム器具のドアの中に提供される。次いで、金属管１３２および１３４のいずれかは、ドアが閉じられ、芯部分７６ａおよび７６ｂが芯部分７６を形成するように噛合されると、継目１３６の周囲でループ状に成るように、器具に搭載することができる（例えば、使い捨てカセットとともに）。カセットおよびサセプタのそのような搭載は、コイル７２により接近して金属管１３２および１３４のいずれかを配置し、加熱器の効率性を増加させる。
【００８３】
（バッフル付き加熱モジュール）
ここで図１４Ａから１４Ｅを参照すると、加熱モジュール１５０は、１つの可能な二次コイルおよび筐体の実施形態を図示する。加熱モジュール１５０の筐体は、基部１５２と蓋１６２とを含む。基部１５２および蓋１６２は、ポリカーボネート、ポリスルホン、ウレタン、または潜在的には、他の高温プラスチック等の、好適な医療グレードプラスチックでできている。基部１５２は、長い方の側壁１５４ａおよび１５４ｂと、短い方の端壁１５６ａおよび１５６ｂと、底部１５８とを含む。端壁１５６ａでは、基部１５２は、透析流体入口１６０ａおよび透析流体出口１６０ｂを含むか、または画定する。
【００８４】
透析流体入口１６０ａおよび透析流体出口１６０ｂは、ルアーコネクタまたはホース鉤コネクタ等の、好適な医療用管ポートコネクタとなり得る。透析流体入口１６０ａおよび透析流体出口１６０ｂは、加熱モジュール１５０を、例えば、使い捨てポンプおよび／またはカセットに直接接続することができる。透析流体入口１６０ａおよび透析流体出口１６０ｂは、代替として、加熱モジュール１５０を、供給または患者ラインと直列になっているような、腹膜透析または血液透析用のもの等の、使い捨て透析セットの別の部分に接続する。すでに混合した透析液、または透析液を作製する際に使用される流体成分あるいは濃縮物を加熱するために、本明細書で説明される流体加熱の実施形態のうちのいずれも使用できることを理解されたい。
【００８５】
蓋１６２は、長い方の側壁１６４ａおよび１６４ｂと、短い方の側壁１６６ａおよび１６６ｂと、最上部１６８とを含む。端壁１６６ａでは、蓋１６２は、それぞれ入口および出口カバー１７０ａおよび１７０ｂを含むか、または画定する。
【００８６】
図１４Ａから１４Ｃは、一実施形態では、加熱モジュール１５０が、その二次コイルとして、７つの伝導性バッフルプレート１７２ａから１７２ｇ（本明細書では、総称して、加熱器バッフルプレート１７２と呼ばれ、かつ概して個別にバッフルまたはプレート１７２と呼ばれる）を採用することを図示する。バッフルプレート１７２は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０となり得る。バッフル１７２は、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。
【００８７】
図１４Ｂおよび１４Ｃで見られるように、透析流体流動は、プレート１７２ａから１７２ｇの長さに沿って前後に曲がって流れる。図示した実施形態でのプレート１７２ａから１７２ｇはそれぞれ、対応する開口１７４（図１４Ｅ）を画定し、それは、隣接するプレートの基部１５２の端１５６ａまたは１５６ｂのいずれかに位置することが交互になり、一方の端から別の端まで交互のプレートに沿って、強制的に流体を前後に流れさせる。このことは、プレートまたはバッフル１７２が、全て同じとなり、次いで、組み立てのために交互配設で嵌合されることを可能にする。このことはまた、各プレート１７２が図１４Ｃに示されるのと同様に、その端のそれぞれにおいて固定して担持されることも可能にし、その場合、プレート１７２の底部は、基部１５２の底１５８によって画定される溝１７６ａから１７６ｇに摩擦嵌入し、プレート１７２の最上部は、蓋１６２の最上部１６８によって画定される溝１７８ａから１７８ｇに摩擦嵌入する。プレート１７２の端は、同様に、基部１５２の端１５６ａおよび１５６ｂによって画定される溝（図示せず）に摩擦嵌入される。
【００８８】
図示した実施形態では、底部１５８から最上部１６８までのモジュール１５０の高さ（図１４Ｄで最も良くわかる）は、約０．４７インチ（１１．９ｍｍ）である。入口／出口１６０ａ／１６０ｂの先端から最上部１６８までのモジュール１５０の高さ（図１４Ｄで最も良くわかる）は、約０．８０インチ（２０．３ｍｍ）である。図示した実施形態では、側面１６４ａから側面１６４ｂまでのモジュール１５０の幅（図１４Ｂで最も良くわかる）は、約０．８４インチ（２１．３ｍｍ）である。出口カバー１７０ａから出口カバー１７０ｂまでのモジュール１５０の幅（図１４Ｂで最も良くわかる）は、約０．９９インチ（２５．１ｍｍ）である。プレート１７２は、長さ約３．２５インチ（８．２６ｃｍ）および高さ０．３８インチ（９．７ｍｍ）の寸法（図１４Ｅで最も良くわかるような）を有することができ、約０．０３６インチ（９．１ｍｍ）となり得る、ほぼバッフル１７２の厚さによって、離間される。
【００８９】
上記で論議される溝を使用して頑丈にプレート１７２を担持するために、ボンドは使用されなくてもよいが、医学的に安全な高温接着ボンドを使用することができる。また、一実施形態では、流体が加熱モジュール１５０から漏出しないように、蓋１６２が基部１５２にスナップ式で嵌合する。流体密封シールを提供するのに役立つように、蓋１６２と基部１５２との間で、ガスケット、または軟質の柔軟材料を圧迫することができる。再度、蓋１６２を基部１５２に密閉するために、医学的に安全な接着ボンドまたは超音波溶接を使用することができる。
【００９０】
一実施形態では、加熱モジュール１５０を使用する流体加熱システムは、渦巻またはらせん状、例えば、ソレノイド状に、組み立てられた基部１５２および蓋１６２に一次変圧器コイル７２を巻装する。らせんコイル７２は、組み立てられた基部１５２および蓋１６２の任意の所望の部分または割合に沿って渦巻状になることができ、使い捨てカセットまたはセットへの接続のために、入口１６０ａおよび出口１６０ｂを露出したままにする。一次コイルは、例えば、図１に示された電子機器２４を介して電力供給される。
【００９１】
電力供給部としてＳｕｎｐｅｎｔｏｗｎ製の熱板Ｐ／Ｎ：ＳＲ-１８８１からの電子回路を使用して、加熱モジュール１５０に非常に類似した流体加熱モジュールを試験した。らせんコイルの軸が、図１４Ａに示されたブレード１７２の長さと少なくとも実質的に平行となるように、使用された一次コイル７２を、加熱モジュールの筐体の周囲でらせん状に１７回巻装した。コイル７２は、約２２ＡＷＧの小径ワイヤであった。約３３５ｍｌ／分の速度で使い捨て品を通過する水により、加熱モジュールが水を約２２．３℃から約５６．２℃に加熱し、それは、水への約７８９ワットの加熱モジュールの電力入力を示した。主にＡＣ主電源から熱板の中への電力は、８８８ワットで測定された。このことは、約８９％の全体効率を示した。
【００９２】
加熱モジュール１５０は、磁気および熱の観点から効率的である。金属サセプタブレード１７２は、比較的安価で作製することができ、部品数は最小である。ブレードを薄くし、誘導周波数を低下させることにより、電流キャンセルの効果が増加し、加熱モジュール１５０があまり効率的ではなくなる。一方で、より薄いブレード１７２は、加熱モジュール１５０の応答性を高め、透析流体を過熱し難くすることができる。これらの要素はそれぞれ、加熱モジュール１５０に選択される最終寸法に関わってくる。
【００９３】
より高い温度でプレートを動作させることによって、金属ブレード１７２の数を低減することができ、流体の中への同じ量の電力を達成することができる（同じ流体温度上昇および流速）。例えば、５５℃に加熱される加熱モジュール１５０について上記で示される７つとは対照的に、７５℃で動作する同じ金属プレート１７２のうちの２つを使用すると、同じ流体流速について同じ流体出口温度を達成する。
【００９４】
ここで図１５Ａから１５Ｅを参照すると、代替的な加熱モジュール１８０が図示されている。加熱モジュール１８０は、上記の加熱モジュール１５０に非常に類似しており、加熱モジュール１５０の多くの類似要素番号を含み、参照することにより、これらの番号に関する全ての開示および代替案を組み込む。図示した実施形態では、加熱モジュール１８０は、図１４Ａから１４Ｅで示された７つとは対照的に、６つのプレート１７２ａから１７２ｆを有する。プレート１７２ａから１７２ｆは、上記で説明されるように溝１７６ａから１７６ｆおよび１７８ａから１７８ｆを介して、および必要であれば好適な接着ボンドを介して、機械的に担持される。流体は、代替として、上記で説明されるように、開口１７４を介してプレートの間を進行する。
【００９５】
加熱モジュール１８０と加熱モジュール１５０との間の主な違いは、基部１８２の同じ長い方の側面１５４ｂに沿って、入口１６０ａおよび出口１６０ｂと、それぞれ入口および出口カバー１７０ａおよび１７０ｂとを提供するように、基部１８２および蓋１８４が上記から修正されることである。バッフル流動が基部１８２の側面１５４ａにおいて開始し、基部１８２の側面１５４ｂにおいて終了することを可能にするように、初期流路１５７が基部１８２の端１５６ｂに追加される。
【００９６】
基部１８２の同じ長い方の側面１５４ｂに、入口１６０ａおよび出口１６０ｂの両方を配置することにより、一次巻線がプレート１７２の長い方の長さと少なくとも実質的に平行に及ぶように、図１５Ａで見られるような縦方向の一次コイル７２の巻装を促進する。つまり、図１５Ａで見られるようなコイルの軸は、プレート１７２の面と少なくとも実質的に垂直である。加熱モジュール１８０は、熱伝達の観点からは、加熱モジュール１５０と実質的に同じであるが、磁気結合の観点からは異なる。ここで、ブレードにおける電流は、ブレードの縁に沿って流れ、したがって、いずれの現実的な周波数についても電流キャンセルがない。この概念の不利点は、コイルの１回の巻きの内側で形成される断面積と比較して、短いコイルの長さ（図１５Ａ参照、巻数の積層によって生じる長さ）による、不良なコイル効率である。
【００９７】
コイル７２はまた、その軸が蓋１８４の最上部１６８および基部１８２の底部１５８と少なくとも実質的に垂直となるように、縦方向に巻装し、９０度回転させることもできる。この構成もまた、結果として得られる短いコイル（少ない巻数）および低周波数における電流キャンセルにより、不良なコイル効率を生じる可能性がある。
【００９８】
図示した実施形態では、底部１５８から最上部１６８までのモジュール１８０の高さ（図１５Ｄで最も良くわかる）は、約０．４７インチ（１１．９ｍｍ）である。入口／出口１６０ａ／１６０ｂの先端から最上部１６８までのモジュール１８０の高さ（図１５Ｄで最も良くわかる）は、約０．８０インチ（２０．３ｍｍ）である。モジュール１８０の最大幅（図１５Ｂにおいて最も良くわかる）は、約１．１１インチ（２．８２ｃｍ）である。プレート１７２は、長さ約３．２５インチ（８．２６ｃｍ）および高さ０．３８インチ（９．７ｍｍ）の寸法（図１５Ｅで最も良くわかるような）を有することができ、図１５Ｃで最もよくわかるように、約０．０３６インチ（９．１ｍｍ）となり得る、ほぼバッフル１７２の厚さによって、離間される。
【００９９】
ここで図１６Ａから１６Ｅを参照すると、代替的な加熱モジュール２１０が図示されている。加熱モジュール２１０は、上記の加熱モジュール１５０および１８０に非常に類似しており、加熱モジュール１５０および１８０の多くの類似要素番号を含み、参照することにより、これらの番号に関する全ての開示および代替案を組み込む。加熱モジュール２１０と加熱モジュール１５０および１８０との間の主な違いは、２つのバッフルプレート１７２ａおよび１７２ｂのみを提供するように、代替的な基部１８６および蓋１８８が上記から修正されることである。上記で論議されるように、より高い温度でプレート１７２を動作させることによって、バッフルの数を低減することができ、流体の中への同じ量の電力を達成することができる（同じ流体温度上昇および流速）。
【０１００】
プレート１７２ａおよび１７２ｂは、上記で説明されるように溝１７６ａ、１７６ｂ、および１７８ａ、１７８ｂを介して、および必要であれば好適な接着ボンドを介して、機械的に担持される。流体は、上記で説明されるように、開口１７４を介してプレートの間を進行する。
【０１０１】
図示した実施形態では、底部１５８から最上部１６８までのモジュール２１０の高さ（図１６Ｄで最も良くわかる）は、約０．４７インチ（１１．９ｍｍ）である。入口／出口１６０ａ／１６０ｂの先端から最上部１６８までのモジュール２１０の高さ（図１６Ｄで最も良くわかる）は、約０．８０インチ（２０．３ｍｍ）である。モジュールの最長の長さ（図１６Ｂおよび１６Ｄで最も良くわかるような）は、約３．８７インチ（９．８３ｃｍ）である。モジュール２１０の最大幅（図１６Ｂで最も良くわかる）は、約１．１１インチ（２．８２ｃｍ）である。プレート１７２は、長さ約３．２５インチ（８．２６ｃｍ）および高さ０．３８インチ（９．７ｍｍ）の寸法（図１６Ｅで最も良くわかるような）を有することができ、図１６Ｃで最もよくわかるように、約０．０３６インチ（９．１ｍｍ）となり得る、ほぼバッフル１７２の厚さによって、離間される。
【０１０２】
ここで図１７Ａから１７Ｆを参照すると、代替的なバッフル付き加熱モジュール２２０が図示されている。加熱モジュール２２０は、３プレートモジュールであり、上記の加熱モジュール１５０、１８０、および２１０に非常に類似しており、加熱モジュール１５０、１８０、および２１０の多くの類似要素番号を含み、参照することにより、これらの番号に関する全ての開示および代替案を組み込む。
【０１０３】
加熱モジュール２２０と加熱モジュール１５０、１８０、および２１０との間の主な違いは、３つのバッフルプレート１７２ａから１７２ｃを提供するように、代替的な基部２１２およびキャップ２１４が上記から修正されることである。上記で論議されるように、流体に所望量の電力および周波数を入力するプレート１７２の動作温度により、バッフルの数を最適化することができる。
【０１０４】
別の違いは、入口２１６および出口２１８が、略円筒形キャップ２１４上で相互に隣接して配置されることである。透析流体入口２１６および透析流体出口２１８は、（ｉ）ルアーコネクタまたはホース鉤コネクタ等の、任意の好適な医療用管ポートコネクタとなり得る、（ｉｉ）加熱モジュール２２０を、例えば、使い捨てポンプカセットに直接接続することができる、または（ｉｉｉ）代替として、供給ラインまたは患者ラインと直列になっているように、使い捨て透析セットの別の部分に加熱モジュール２２０を接続する。
【０１０５】
図１７Ｃは、キャップ２１４と基部２１２との間の１つの好適な接合面を示す。基部２１２は、基部２１２の最上部から角度Θで延在する、超音波溶接エネルギー導波器２２２を含む。一実施形態での角度Θは、約４５度である。キャップ２１４は、基部２１２の超音波溶接エネルギー導波器２２２を受け入れる噛合陥凹を含む。実施形態では、キャップ２１４および基部２１２は、ともに超音波で溶接される。角度を成すエネルギー導波器２２２は、その点（環状尖隆起）で超音波エネルギーを集束させるのに役立つため、導波器２２２および噛合陥凹は、結合して、キャップ２１４と基部２１２との間の接合面全体の周囲にしっかりした密閉を提供する。密閉される必要がある接合面積は、上記で示されるモジュール１５０、１８０、および２１０よりもモジュール２２０にとって小さいことを理解されたい。キャップ２１４および基部２１２は（本明細書で論議される噛合プラスチック部品が可能であるように）、代替として、または加えて、機械的に、および／または接着ボンドによって固定することができる。
【０１０６】
プレート１７２ａ、１７２ｂ、および１７２ｃは、本明細書で説明されるように焼結または粗面化することができ、上記で説明されるような基部２１２の溝１７６ａ、１７６ｂ、および１７６ｃを介して、上記で説明されるようなキャップ２１４の溝１７８ａ、１７８ｂ、および１７８ｃを介して、必要であれば好適な接着ボンドを介して、機械的に担持される。溝１７６ａ、１７６ｂ、および１７６ｃはまた、図１７Ｆで見られるように、基部２１２の側面の中にも延在する。
【０１０７】
流体は、上記で説明され、図１７Ｆで示されるように、開口１７４を介してプレートの間を流れる。加熱モジュール２２０により、流体は、入口２１６の中へ流れ、基部２１２の下方へ流れ、バッフル１７２ａの外側に沿って流れ、バッフル１７２ａの底部の開口１７４を通って流れ、バッフル１７２ａおよび１７２ｂの間の基部２１２の上方へ流れ、バッフル１７２ｂの最上部の開口１７４を通って流れ、バッフル１７２ｂおよび１７２ｃの間の基部２１２の下方へ流れ、バッフル１７２ｃの底部の開口１７４を通って流れ、バッフル１７２ｃの外側に沿って基部２１２の上方へ流れ、出口２１８から外へ流れる。
【０１０８】
図示した実施形態では、基部２１２の底部からキャップ２１４の最上部までのモジュール２２０の高さは、３インチ（７．６２ｍｍ）よりも少し大きい。基部２１２の最上部よりも上側の超音波エネルギー導波器２２２の高さは、約０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）である。入口２１６の外側から出口２１８の外側までの全幅ｘ１（図１７Ｄでわかるような）は、約０．５４０インチ（１．３７ｃｍ）である。入口２１６および出口２１８の中心の間の幅ｘ２（図１７Ｄでわかるような）は、約０．３００インチ（７．６２ｍｍ）である。プレート１７２は、長さ約３．００インチ（７．６２ｃｍ）および高さ０．３００インチ（７．６２ｍｍ）の寸法（図１７Ｆでわかるような）を有することができ、厚さ約０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）であり、約０．１２５インチ（３．１８ｍｍ）の開口直径を有し、約０．０５０インチ（１．２７ｍｍ）の間隙によって離間される。バッフル１７２ａは、約０．１６０インチ（４．０６ｍｍ）の距離ｘ３でバッフル１７２ｃから離間することができる。
【０１０９】
一実施形態では、図１７Ｂに関連して見られるように、加熱モジュール２２０を使用する流体加熱システムは、渦巻またはらせん状、例えば、ソレノイド状に、組み立てられた基部２１２と、場合によってはキャップ２１４の一部分とに一次変圧器コイル７２を巻装する。らせんコイル７２は、組み立てられた基部２１２およびキャップ２１４の任意の所望の部分または割合に沿って渦巻状になることができ、使い捨てカセットまたはセットへの接続のために、入口２１６および出口２１８を露出したままにする。一次コイルは、例えば、図１に示された電子機器２４を介して電力供給される。
【０１１０】
ここで図１８Ａから１８Ｃを参照すると、加熱モジュール１５０と同様である、代替的な加熱モジュール１９０が図示されている。ここで、１枚の金属板でできている、蛇行性経路サセプタ２１２は、上記のプレート１７２を置換し、サセプタ部の数を低減し、サセプタの平均温度が流体経路全体にわたってより一定のままとなることを可能にする。
【０１１１】
加熱モジュール１９０の筐体は、基部１９２と、蓋２０２とを含む。基部１９２および蓋２０２は、本明細書で説明される任意の好適な絶縁材料でできている。基部１９２は、長い方の側壁１９４ａおよび１９４ｂと、短い方の端壁１９６ａおよび１９６ｂと、底部１９８とを含む。基部はまた、屈曲した金属サセプタ２１２の異なる襞を分離する、介在絶縁バッフル１９９ａから１９９ｇも含む。
【０１１２】
端壁１９６ｂでは、基部１９２は、透析流体入口２００ａおよび透析流体出口２００ｂを含むか、または画定する。透析流体入口２００ａおよび透析流体出口２００ｂは、加熱モジュール１９０を、使い捨てポンプおよび／または弁カセットまたは使い捨てセットの他の部分に直接接続することができる、上記で説明されるような好適な医療用管ポートコネクタとなり得る。
【０１１３】
蓋２０２は、略平坦であり、基部１９２にスナップ式で嵌合する。流体密封シールを提供するのに役立つように、蓋２０２と基部１９２との間で、ガスケット、または軟質の柔軟材料を圧迫することができる。再度、蓋２０２を基部１９２に密閉するために、医学的に安全な高温接着ボンドまたは超音波溶接を使用することができる。
【０１１４】
図示した実施形態では、加熱モジュール１９０は、その二次コイルとして、蛇行性経路サセプタ２１２からの６つの伝導性バッフル襞２１２ａから２１２ｆを採用する。蛇行性経路サセプタ２１２は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼タイプ４３０となり得る。襞２１２ａから２１２ｆは、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。図示した実施形態は、襞２１２ａから２１２ｆが、乱流およびサセプタ２１２から透析流体への熱伝達を増加させるように段差を有する（例えば、型打ちされる）ことを示す。
【０１１５】
図１８Ａの矢印によって見られるように、透析流体流動は、絶縁バッフル１９９ａから１９９ｅの長さに沿って、および伝導性襞２１２ａから２１２ｆの両側に沿って、前後に曲がって流れる。特に、低温流体は、ポート２００ａにおいてモジュール１９０に進入する。流体経路は、流体が基部１９２の端壁１９６ｂに到達するまで、伝導性襞２１２ｆの外側に沿って強制的に流体を流れさせ、それは、流体が襞２１２ｅおよび２１２ｄの間の屈曲に到達するまで、伝導性襞２１２ｅの内側に沿って強制的に流体を通らせる。流体は、流体が基部１９２の端壁１９６ａに到達するまで、伝導性襞２１２ｄの外側に沿って通り、それは、流体が襞２１２ｃおよび２１２ｂの間の屈曲に到達するまで、伝導性襞２１２ｃの外側に沿って強制的に流体を通らせる。次いで、流体は、流体が基部１９２の端壁１９６ａに到達するまで、伝導性襞２１２ｂの内側に沿って通る。流体はさらに、流体が基部１９２の端壁１９６ａに到達するまで、伝導性襞２１２ａの外側に沿って通る。流体は、流体が襞２１２ａおよび２１２ｂの間の屈曲に到達するまで、伝導性襞２１２ａの内側に沿って通り続け、それは、流体が基部１９２の端壁１９６ｂに到達するまで、伝導性襞２１２ｂの外側に沿って強制的に流体を通らせる。最終的に、流体は、流体が襞２１２ｃおよび２１２ｄの間の屈曲に到達するまで、伝導性襞２１２ｃの内側に沿って通り、それは、流体が基部１９２の端壁１９６ｂに到達するまで、伝導性襞２１２ｄの内側に沿って強制的に流体を通らせ、それは、流体が襞２１２ｅおよび２１２ｆの間の屈曲に到達するまで、伝導性襞２１２ｆの外側に沿って強制的に流体を通らせ、それは、流体が基部１９２の端壁１９６ｂおよび蓋２０２の流体出口２００ｂに到達するまで、伝導性襞２１２ｆの内側に沿って強制的に流体を通らせる。
【０１１６】
上記の経路は、逆流配設で、最も温かい流体（出口２００ｂから出る）を最も冷たい流体（入口２００ａに進入する）に強制的に接触させる。そのような配設は、サセプタ２１２全体にわたって温度を均等化する傾向があり、かつ高温点を最小限化する傾向がある。
【０１１７】
プレート２１２は、基部１９２と蓋２０２との間で屈曲して担持される。プレート２１２の襞２１２ａから２１２ｆの底部は、基部１９２の底部１９８によって画定される溝（図示せず）に摩擦嵌入することができ、その場合、プレート２１２の襞２１２ａから２１２ｆの最上部は、蓋２０２によって画定される溝（図示せず）に摩擦嵌入する。バッフル２１２の自由端は、同様に、基部１９２の端１９６ｂによって画定される溝（図示せず）に摩擦嵌入することができる。溝は、頑丈にプレート２１２を担持するための接着ボンドの必要性を打ち消すことができるが、医学的に安全な高温接着ボンドを使用することができる。
【０１１８】
一実施形態でのサセプタ２１２のバッフル襞２１２ａから２１２ｆの段差は、一方側面から別の側面へ方向を交互にし、絶縁バッフル１９９ａから１９９ｇの間で一定の間隔を維持する高さにエンボス加工される。バッフル１９９ａから１９９ｇの間に襞２１２ａから２１２ｆを割り込ませることにより、溝または基部１９２への結合の必要性を排除するべきである。
【０１１９】
加熱モジュール１９０およびバッフル２１２ａから２１２ｆは、図１４Ａから１４Ｅのモジュール１５０、および図１５Ａから１５Ｅのモジュール１８０と同様の寸法を有することができる。図１８Ｃは、１つの蛇行性流路を示し、バッフル１９９ａから１９９ｅは、襞２１２ａから２１２ｆの両側に沿って強制的に透析流体を流れさせ、襞２１２ｆの外側から始まって襞２１２ｆの内側で終了する。
【０１２０】
図１８Ａおよび１８Ｂに示されるような一実施形態では、加熱モジュール１９０を使用する流体加熱システムが、渦巻またはらせん状、例えば、ソレノイド状に、組み立てられた基部１９２および蓋２０２に一次変圧器コイル７２を巻装するため、図１８Ａおよび１８Ｂで見られるようなコイルの軸は、バッフル２１２ａから２１２ｆの長い方の平坦な進路の方向と少なくとも実質的に平行である。代替として、コイル７２は、バッフルモジュールに関連して本明細書で説明される任意の方向に巻装される。らせんコイル７２は、組み立てられた基部１９２およびキャップ２０２の任意の所望の部分または割合に沿って渦巻状になることができ、使い捨てカセットまたはセットへの接続のために、入口２００ａおよび出口２００ｂを露出したままにする。一次コイル７２は、例えば、図１に示された電子機器を介して電力供給される。
【０１２１】
加熱モジュール１９０は、磁気および熱の観点から効率的である。金属サセプタブレード２１２は、比較的安価で作製することができ、部品数は最小限である。サセプタ２１２の厚さを薄くし、誘導周波数を低下させることにより、電流キャンセルの効果が増加し、加熱モジュール１５０があまり効率的ではなくなる。一方で、より薄いサセプタ２１２は、加熱モジュール１５０の応答性を高め、透析流体を過熱しにくくする。より高い温度で襞を動作させることによって、折り畳みバッフルの数を低減することができ、流体の中への同じ量の電力を達成することができる（同じ流体温度上昇および流速）。これらの要因はそれぞれ、加熱モジュール１９０に選択される最終寸法に関わってくる。
【０１２２】
（円筒形加熱モジュール）
ここで図１９Ａから１９Ｄを参照すると、加熱モジュール２３０は、誘導シリンダ加熱モジュールの一実施形態を図示する。加熱モジュール２３０は、一体化して使い捨てカセットに接続する、管類を介してカセットに接続する、または上記で論議されるように他の場所で使い捨てセットに接続するように構成される。
【０１２３】
加熱モジュール２３０は、本明細書で論議される絶縁材料のうちのいずれかでできている基部２３２を含む。基部２３２は、内側円筒壁２３４と、外側円筒壁２３６と、円筒壁２３４および２３６を接続する環状底部２３８とを含む。円筒壁２３４および２３６は、図１９Ｂで見られるように、それらの最上部において、それぞれ外向きおよび内向きに口を広げて、入口２４２および出口２４４を画定する、または含む、キャップ２４０用の空間を許容する。キャップ２４０は、同様に、本明細書で論議される絶縁材料のうちのいずれかで作製することができる。入口２４２および出口２４４は、同様に、本明細書で論議される管類ポートコネクタの種類のうちのいずれかとなり得る。
【０１２４】
キャップ２４０は、略平坦であり、例えば、外側周縁２４６を介して、基部２３２にスナップ式で嵌合する。流体密封シールを提供するのに役立つように、キャップ２４０と基部２３２との間で、ガスケット、または軟質の柔軟材料を圧迫することができる。再度、加えて、または代替として、キャップ２４０を基部２３２に密閉するために、医学的に安全な高温接着ボンドまたは超音波溶接を使用することができる。
【０１２５】
キャップ２４０は、溝にスナップ式に嵌入する、および／またはキャップ２４０の任意の接触面に接着することができる、サセプタまたは二次コイル２５０の最上部を担持するための周縁の間の溝を形成する、同心周縁２４８を含む。基部２３２の底部２３８の一部分２５２は、二次コイル２５０を付加的に支持するように絶縁材料で充填される。透析流体は、基部２３２の底部２３８が絶縁材料で充填されていない点において、二次コイル２５０の底部の周囲を流れる（例えば、図１９Ｂの加熱モジュール２３０の左側を参照）。
【０１２６】
円筒形二次コイル２５０は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０となり得る。コイルは、透析流体流動の乱流を増加させるように、その表面で粗面化または焼結することができる。コイルはまた、流体流動の乱流を増加させるように段差を有することもできる（例えば、型打ちされる）。
【０１２７】
焼結金属フィルタ材料を使用する時に、焼結二次コイルが円筒壁２３４および２３６の底部２３８まで延在することができるため、流体は、サセプタの底部の周囲を流れる代わりに、焼結金属サセプタの壁の厚さを通って流れなければならない。フィルタを通る空気流のように、透析流体の少なくとも大部分がシリンダの厚さを通って流れるように、十分な割合の焼結材料を開いておくことができる。焼結金属フィルタは、高表面積、高乱流、および低流体量対二次表面積比を提供し、良好な熱伝達性を生じる。
【０１２８】
加熱モジュール２３０は、二重環状流体流路を生成し、流体は、出口２４４を介して加熱モジュール２３０から出て行く前に、入口２４２から流れ、二次コイル２５０の外側を縦方向に下方へ流れ、二次コイル２５０の底部の周囲を流れ、二次コイル２５０の内側を上方へ流れる。入口２４２および出口２４４は、二次コイル２５０の外側に沿って加熱モジュール２３０から出て行く前に、流体が二次コイル２５０の内側で流れるように、逆転させることができる。
【０１２９】
実施形態では、加熱モジュール２３０が、一次コイルの直接上に、または内側に配置され、例えば、外側コイル７２が器具内に位置するように、加熱モジュール２３０を含む使い捨てセットまたはカセットは、透析器具に挿入される。活性化されると、一次コイル７２は、短絡サセプタ２５０の中へ電流を磁気的に誘導し、サセプタ２５０および周辺流体を加熱する。したがって、（本明細書で開示される多くの実施形態では）一次コイル７２は、透析器具とともに動作可能な位置で、少なくともカセットまたは使い捨て品の加熱部分を中心化し、安定させるという二次目的を果たす。
【０１３０】
加熱モジュール２３０は、電磁気の観点から良好な構成であると見なされる。少なくとも実質的に電流キャンセルがなく、サセプタ２５０が非常に薄くなることを可能にし、サセプタの貯蔵熱を最小限化し、したがって、サセプタ２５０が冷却する前に流れが止まった場合に、流体を過熱する可能性を低減または排除する。
【０１３１】
図示した実施形態では、基部２３２は、約１．９９インチ（５．１ｃｍ）の外径を有する。サセプタ２５０は、約１．７５インチ（４．４５ｃｍ）の外径を有し、厚さ約０．０４９インチ（１．２ｍｍ）となり得る。サセプタ２５０の底部から壁２３４および２３６の張出までの長さｙ１（流体が強制的にサセプタ２５０に近づけられる、加熱経路の長さ）は、約１．９３インチ（４．９ｃｍ）である。サセプタ２５０の底部から底部２３８のＵ字形の最上部までの長さｙ２（サセプタ２５０の真下の帰還経路の長さ）は、約０．２４インチ（６．１ｍｍ）である。サセプタ２５０の最上部からサセプタ２５０の底部までの長さｙ３は、約２．２５インチ（５．７２ｃｍ）である。
【０１３２】
ここで図２０Ａから２０Ｅを参照すると、加熱モジュール２６０は、誘導シリンダ加熱モジュールの別の実施形態を図示する。加熱モジュール２６０は、一体化して使い捨てカセットに接続する、管類を介してカセットに接続する、または上記で論議されるように他の場所で使い捨てセットに接続するように構成される。
【０１３３】
加熱モジュール２６０は、本明細書で論議される絶縁材料のうちのいずれかでできている基部２６２を含む。基部２６２は、内側円筒壁２６４と、外側円筒壁２６６と、円筒壁２６４および２６６を接続する環状底部２６８とを含む。外壁２３６は、図２０Ａおよび２０Ｃで見られるように、外向きに口を広げて、入口２７２および出口２７４を画定する、または含む、キャップ２７０の余地を許容する。キャップ２７０は、同様に、本明細書で論議される絶縁材料のうちのいずれかで作製することができる。入口２７２および出口２７４は、さらに同様に、本明細書で論議される管類ポートコネクタの種類のうちのいずれかとなり得る。
【０１３４】
キャップ２７０は、略平坦であり、外側周縁２７８を介して、基部２６２の円筒壁にスナップ式で嵌合するか、または圧入する（図２０Ｅ）。流体密封シールを提供するのに役立つように、キャップ２７０と基部２６２との間で、ガスケット、または軟質の柔軟材料を圧迫することができる。再度、加えて、または代替として、キャップ２７０を基部２６２に密閉するために、医学的に安全な高温接着ボンドまたは超音波溶接を使用することができる。
【０１３５】
同心周縁２７８はまた、上記で説明されるようなサセプタまたは二次コイル２５０の最上部を担持するための周縁の間の溝も形成する。サセプタ２５０はまた、キャップ２７０の任意の接触面に接着することもできる。サセプタ２５０はまた、中心化され、基部２６２から外向きおよび内向きに延在する突出分割器２７６を介して壁２６４および２６６の間に担持される。
【０１３６】
円筒形二次コイル２５０は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０となり得る。コイルは、透析流体流動の乱流を増加させるように、その表面で粗面化または焼結することができる。コイルはまた、流体流動の乱流を増加させるように段差を有することもできる（例えば、型打ちされる）。再度、サセプタ２５０が焼結金属フィルタ型材料でできている場合、フィルタを通る空気流のように、透析流体の少なくとも大部分がシリンダの厚さを通って流れるように、有意な割合の材料を開いておくことができる。
【０１３７】
加熱モジュール２３０と対比した加熱モジュール２６０の主な違いは、分割器２７６が、異なるセグメントの上方および下方、およびサセプタ２５０の両側で、強制的に流体を流れさせることである。分割器２７６が図２０Ｅで見られるように千鳥状であるため、入口２７２に進入する流体は、サセプタ２５０の外側の第１の外側経路に沿って下向きに押し進められ、サセプタ２５０の底部の周囲に押し進められ、サセプタ２５０の内側の第１の内側経路（第１の外側経路と一直線上にある）の上方へ押し進められ、サセプタ２５０の内側の分割器２７６の最上部を越えて押し進められる。流体は、第２の隣接内側経路を下方に進み、サセプタ２５０の底部の周囲に進み、サセプタ２５０の外側の第２の外側経路（第２の内側経路と一直線上にあり、第１の外側経路に隣接する）の上方へ進み、サセプタ２５０の外側の分割器２７６の最上部を越えて進み続ける（図２０Ｅで見られるように）。流体はさらに、第３の外側経路（第２の外側経路に隣接する）の下方へ進み、出口２７４を通ってモジュール２６０から退出するまでサセプタ２５０の周囲を進み続けることができる。分割器２７６は、流体とサセプタ２５０との間の接触時間を増加させ、サセプタの周囲でより均一な流動を生じさせ、高温点を低減する。
【０１３８】
図示した実施形態でのコイル７２は、図２０Ｅに図示されるように、加熱モジュール２６０に巻装される。代替として、コイル７２は、加熱モジュール２３０および２６０の内側絶縁壁の内側に存在する。
【０１３９】
図示した実施形態では、基部２６２は、約２．００インチ（５．０８ｃｍ）の外径を有する。サセプタ２５０は、約１．７５インチ（４．４ｃｍ）の外径を有し、厚さ約０．０４９インチ（１．３ｍｍ）となり得る。サセプタ２５０の最上部から底部までの高さｙ１は、約２．２５インチ（５．７１ｃｍ）である。キャップ２７０の最上部から基部２６２の底部までの高さｙ２は、約２．６１インチ（６．６３ｃｍ）である。入口／出口２７２／２７４の最上部から基部２６２の底部までの高さｙ３は、約２．９４インチ（７．５ｃｍ）である。
【０１４０】
ここで図２１を参照すると、加熱モジュール２８０は、本開示の１つの抵抗加熱システムを図示する。加熱モジュール２８０は、本明細書で論議される材料のうちのいずれかでできている、円筒形絶縁筐体２８２を含む。筐体は、流体入口２８４と、流体出口２８６とを含む。流体流動は、概して、要素２８８と関連する矢印を介して示される。筐体２８２は、一体化して使い捨てカセットに接続する、管類を介してカセットに接続する、または上記で論議されるように他の場所で使い捨てセットに接続するように構成される。
【０１４１】
この抵抗システムでは、要素２８８および対応するバッフル２９０ａから２９０ｄは、薄いプラスチックの使い捨て部品、例えば、カセットまたは使い捨てセットの一部であり、それは、流体に熱を伝達し、それ自体と透析器具の一部である噛合抵抗加熱器２９２との間で、流体流路を画定する。加熱器２９２は、カセットまたは使い捨てセットの薄いプラスチックバッフル２９０ａから２９０ｄと噛合して、再度、比較的小型のパッケージ内で大きい表面接触面積を提供する、円形の角度を成す熱フィン２９４ａから２９４ｄを含む。
【０１４２】
抵抗加熱器２９２と電気絶縁性要素２８８との間の熱伝達を増加させるために、抵抗加熱器２９２から絶縁体２８８を通して流体に伝達される熱を増加させるように伝導性油脂を使用することができる。代替として、油脂の代わりに、Ｂｅｒｇｕｉｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のシリコーンゴムベースの熱伝導性Ｓｉｌ-Ｐａｄ(R)材料、または熱伝導性の従順で低弾性率のポリマーＧａｐ-Ｐａｄ(R)材料を使用することができる。さらに代替として、要素２８８は、Ｋａｐｔｏｎ(R)材料等の電気絶縁性の熱伝導材料で作製することができる。さらに代替として、要素２８８は、流体に熱エネルギーを効率的に伝達するように金属で作製することができる。この場合、要素２８８から主要電源を絶縁する電気絶縁は、加熱サブシステムの中の他の場所に位置するものである。
【０１４３】
ここで図２２を参照すると、加熱モジュール３００は、誘導シリンダ加熱モジュールのさらに別の代替実施形態を図示する。加熱モジュール３００は、外側円筒形絶縁シェル３０２と、内側円筒形絶縁シェル３０４と、シェル３０２および３０４の間で密閉される下向きに渦巻状の絶縁バッフル３０６とを含む。円盤状の最上部３０８および底部３１０も、シェル３０２および３０４に密閉される。最上部３０８は、入口３１２ａを含む。底部３１０は、出口３１２ｂを含む。入口３１２ａおよび出口３１２ｂは、本明細書で説明される任意の接続型となり得る。上記のアイテムの全ては、電気絶縁性材料、例えば、前述のプラスチックのうちのいずれかでできている。加熱モジュール３００は、一体化して使い捨てカセットに接続する、管類を介してカセットに接続する、または上記で論議されるように他の場所で使い捨てセットに接続するように構成される。
【０１４４】
一次コイル３１４は、その上に加熱モジュール３００が配置される、金属シリンダとなり得る。代替として、中実円筒形一次コイルが、加熱モジュール３００の外側に巻装する。さらに代替として、ワイヤコイル７２（図２２で代案として示される）は、示された方式で加熱モジュール３００に巻装される。いずれの場合でも、一次コイルは、加熱モジュール３００の一部または全体を覆うように配置することができる。
【０１４５】
流体は、入口３１２ａを介して加熱モジュール３００の中へ流れ、渦巻状バッフル３０６の下方および周囲を流れ、出口３１２ｂの外へ流れる。この実施形態では、加熱モジュール３００は、伝導性サセプタを含まない。その代わり、加熱システムは、一次コイルからの電流で誘導されるのに透析流体の伝導性に依存する。そのような構成は、金属を使用しないため、費用の観点から有利である。該構成は、図１４Ａから１４Ｅの実施形態の試験と関連して特定されるパラメータに従って流体を加熱するために、おそらく１４０ボルト／ｃｍの入力電圧が必要とされる場合があるため、実用的な観点から不利である。
【０１４６】
代替実施形態では、シェル３０４が、金属、例えば、本明細書で論議される種類のうちのいずれかである一方で、シェル３０２および渦巻状バッフル３０６は、プラスチックである。さらに代替として、外側シェル３０２がプラスチックである一方で、内側シェル３０４および渦巻状バッフル３０６の一方または両方は、金属であるか、または金属化され、例えば、本明細書で論議される金属のうちのいずれかである。金属部は、上記で論議される一次コイル３１４または７２を介して誘導される、サセプタを提供する。
【０１４７】
ここで図２３を参照すると、加熱モジュール３２０は、誘導シリンダ加熱モジュールのさらに別の代替実施形態を図示する。加熱モジュール３２０は、外側円筒形絶縁シェル３０２と、シェル３０２内でしっかり嵌合するサセプタ３１６とを含む。サセプタ３１６は、本明細書で論議される金属のうちのいずれかとなり得る。サセプタ３１６は、内側渦巻状流路部分３１８と、外側渦巻状小ネジ型バッフル３２２とを有する。バッフル３２２の幅ｗ２と対比した経路３１８のピッチ、頻度、および相対幅ｗ１は、性能を最大限化するように選択される。経路３１８は、ステンレス鋼網またはウール等の撹拌特徴を有することができる。
【０１４８】
円盤状の端３２４（１つが示されている）は、シェル３０２に連結し、入口／出口３２６（１つが示されている）を有する。経路３１８は、入口３２６および出口３２６と連通する。入口／出口３２６は、本明細書で説明される任意の種類となり得て、電気絶縁性材料、例えば、前述のプラスチックのうちのいずれかで作製することができる。加熱モジュール３００は、一体化して使い捨てカセットに接続する、管類を介してカセットに接続する、または上記で論議されるように他の場所で使い捨てセットに接続するように構成される。
【０１４９】
代替実施形態では、バッフル３２２は、ステンレス鋼、例えば、タイプ３１６または４３０、端３２４の間で延在することができるウールまたは網（図示せず）と交換される。ここので、内側部分３１８は、プラスチックである。さらに代替的なモジュール（図示せず）は、例えば、絶縁体がなく、金属ウールまたは網で絶縁管を充填し、管の端に端部キャップを配置する。金属ウールまたは網は、サセプタとして動作する。いずれの場合でも、渦巻状一次コイル７２は、示されるように外管３０２に巻装することができる。
【０１５０】
ここで図２４を参照すると、サセプタ３２８は、誘導シリンダ流体加熱モジュール用の別の可能なサセプタを図示する。サセプタ３２８は、図示されるように、絶縁筐体３０２の内側に嵌合する。サセプタ３２８は、図示されるように渦巻状に巻装された、１片の金属である。サセプタ３２８は、段差または他の撹拌デバイスを有することができ、または、焼結することができる。流体は、異なる渦巻状の層の間を平行に流れる。筐体３０２は、本明細書で示されるように、一次コイル７２で巻装することができる。
【０１５１】
（管類加熱モジュール）
ここで図２５Ａから２５Ｅを参照すると、加熱モジュール３３０は、伝導性加熱管を使用する、１つの可能な二次コイルおよび筐体の実施形態を図示する。加熱モジュール３３０は、管の両側で流体を流し、サセプタから流体への熱伝達を最大限化する。加熱モジュール３３０の筐体は、基部３３２と、端部キャップ３４０と、蓋３５０とを含む。基部３３２、端部キャップ３４０、および蓋３５０は、ポリカーボネート、ポリスルホン、ウレタン、または潜在的には、他の高温プラスチック等の、好適な医療グレードで少なくとも比較的高融解温度のプラスチックでできている。
【０１５２】
基部３３２は、底部３３４と、底部３３４から延在し、基部３３２内に配置される管３３８ａから３３８ｅよりもわずかに大きい直径を有する、半円形壁３３６ａから３３６ｅとを含む。
【０１５３】
蓋３５０は、透析流体入口３５２および透析流体出口３５４を含むか、または画定する。透析流体入口３５２および透析流体出口３５４は、ルアーコネクタまたはホース鉤コネクタ等の、任意の好適な医療用管ポートコネクタとなり得る。透析流体入口３５２および透析流体出口３５４は、加熱モジュール３３０を、例えば、使い捨てポンプおよび／または弁カセットに直接接続することができる。透析流体入口３５２および透析流体出口３５４は、代替として、加熱モジュール３３０を、供給ラインまたは患者ラインと直列になっているような、腹膜透析または血液透析用のもの等の、使い捨て透析セットの別の部分に接続する。すでに混合した透析液、または透析液を作製する際に使用される流体成分あるいは濃縮物を加熱するために、本明細書で説明される流体加熱の実施形態のうちのいずれも使用できることを理解されたい。
【０１５４】
図２５Ａは、加熱モジュール３３０が、その二次コイルとして５つの伝導管３３８ａから３３８ｅ（本明細書では、総称して、伝導管３３８と呼ばれ、かつ概して個別に管３３８と呼ばれる）を採用することを図示する。伝導管３３８は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０、または非磁気感受性ステンレス鋼３０４となり得る。管は、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。管３３８は、図示した実施形態では全て同じである。
【０１５５】
各管３３８は、その上端において、端部キャップ３４０の円形カラー３４２（図２５Ａおよび２５Ｅ）に固定される。管３３８の端は、カラー３４２に摩擦嵌入する。カラー３４２内で管３３８を担持するために、好適な接着ボンドも使用することができる。管３３８の底端は、支持材３４４（図２５Ｃおよび２５Ｅを参照）によって支持され、それは、支持を与えるが、透析流体が管３３８の底部から流出して基部３３２の底部に流入することを可能にする。
【０１５６】
端部キャップ３４０の上部は、入口３５２から加熱モジュール３３０に進入した後に流体を充填する、多岐管領域３４６を画定する。カラー３４２は、図２５Ｅで最も良くわかるように、多岐管領域３４６から管３３８の中へ通じる開口を画定する。端部キャップ３４０はまた、図２５Ｅで最も良くわかるように、出口３５４と動作可能に連通して配置される、出口ポート３４８も含む。
【０１５７】
図示した実施形態では、組み合わせられた基部３３２および蓋３５０は、長さ約３．４７インチ（８．８１ｃｍ）（入口／出口の端までの全長は３．８０約インチ、９．６５ｃｍ）である。基部３３２は、その最大幅点において、直径が約０．７４インチ（１９ｍｍ）である。管３３８は、図示した実施形態では全て同じである。図示した実施形態では、管３３８は、長さ３インチ（７．６２ｃｍ）であり、約０．１５６インチ（４ｍｍ）の外径を有し、厚さ約０．０１０インチ（厚さ０．２５ｍｍ）である。管３３８は、図２５Ｃで見られるように、中心円に沿って等しく離間し、約０．３４インチ（８．６ｃｍ）の直径を有する。
【０１５８】
加熱モジュール３３０により、透析流体流動は、入口３５２を通って進入し、多岐管領域３４６を充填し、同時に管３３８のそれぞれを下方に流れ、管の底部から出て、管の外面に沿って戻り、出口ポート３４８および出口３５４を通って加熱モジュール３３０から出て行く。このように、流体は、管３３８の全てを並行して流れ、管の外面上で並行して戻る。
【０１５９】
噛合半円３３６ａから３３６ｅは、図２５Ｃで見られるように、管３３８の外面のより近くに帰還流を強制する。代替として、基部３３２は、丸い断面形状を有し、つまり、半円３３６ａから３３６ｅを提供しない。
【０１６０】
一実施形態では、加熱モジュール３３０を使用する流体加熱システムは、渦巻またはらせん状、例えば、ソレノイド状に、基部３３２に一次変圧器コイル７２を巻装する。らせんコイル７２は、基部３３２の任意の所望の部分または割合に沿って渦巻状になることができ、使い捨てカセットまたはセットへの接続のために、入口３５２および出口３５４を露出したままにする。誘導コイル７２は、コイル７２の軸が、図示した実施形態において、管３３８の軸と少なくとも実質的に平行になるように巻装される。一次コイル７２は、例えば、図１に示された電子機器２４を介して電力供給することができる。
【０１６１】
加熱モジュール３３０は、磁気および熱の観点から効率的である。金属管３３８は、比較的安価で作製することができ、重層部品数は最小限である。比較的薄い管は、加熱モジュール３３０が流体入口温度および流量変動に反応性となることを可能にする。これらの要因はそれぞれ、加熱モジュール３３０に選択される最終寸法、動作温度、および管の数に関わってくる。
【０１６２】
より高い温度で管３３８を動作させることによって、管３３８の数を低減することができ、流体の中への同じ量の電力を達成することができる（同じ流体温度上昇および流速）。管の数は、代替として、増加させることができる（例えば、以下の図２７Ａから２７Ｄを参照）。管の寸法も変更することができる。流体流動は、帰還経路が管の中心を通るように逆転させることができ、それは、管の外面が電流の大部分を搬送する場合に有益であってもよい。ここで、管の最も熱い部分（外面）は、逆流配設において、最も冷たい透析流体に接触する。
【０１６３】
さらなる代替実施形態では、流体流動は、管３３８の外側に限定され、管の内側を乾燥したままにする。このことは、温度プローブが管の内側に接触して管類温度を測定することを可能にする。代替として、以下で論議されるように、管類の抵抗は、管に電圧または電流を印加し、電流または電圧のうちの他方を測定することによって判定することができる。管類の抵抗は、温度とともに変動し、管類温度が相関付けられ、判定されることを可能にする。
【０１６４】
ここで図２６Ａから２６Ｅを参照すると、加熱モジュール３６０は、伝導性加熱管を使用する、別の可能な二次コイルおよび筐体の実施形態を図示する。加熱モジュール３６０は、管３３８ａから３３８ｆの内側のみの上で流体を流す。器具は、センサ（例えば、赤外線温度センサ、ダイオード、サーミスタ、集積回路センサ、または抵抗温度デバイス（「ＲＴＤ」））を使用して、または本明細書で論議されるような抵抗相関を介して、管３３８の乾燥した外側部分において管類の温度を測定することができる。管類が金属であり、したがって、高度に熱伝導性であるため、器具は、比較的正確に管類温度から流体温度を判定することができる。
【０１６５】
加熱モジュール３６０は、入口／出口多岐管３６２と、多岐管３６２に固定される端部キャップ３７０と、帰還多岐管３８０と、帰還多岐管３８０に固定される端部キャップ３９０とを含む。これらの構成要素のそれぞれは、上記で説明されるもの等の、好適な医療グレードで少なくとも比較的高融解温度のプラスチックで作製することができる。
【０１６６】
キャップ３７０は、図２６Ａから２６Ｅに示された順番から逆転させることができる、透析流体入口３７２および透析流体出口３７４を含むか、または画定する。透析流体入口３７２および透析流体出口３７４は、ルアーコネクタまたはホース鉤コネクタ等の、任意の好適な医療用管ポートコネクタとなり得る。透析流体入口３７２および透析流体出口３７４は、加熱モジュール３６０を、例えば、使い捨てポンプおよび／または弁カセットに直接接続することができる。透析流体入口３７２および透析流体出口３７４は、代替として、加熱モジュール３６０を、腹膜透析または血液透析用のもの等の、使い捨て透析セットの別の部分に接続する。例えば、透析流体入口３７２および出口３７４は、供給ラインまたは患者ラインと直列にモジュール３６０を接続することができる。すでに混合した透析液、または透析液を作製する際に使用される流体成分あるいは濃縮物を加熱するために、本明細書で説明される流体加熱の実施形態のうちのいずれも使用できることを理解されたい。
【０１６７】
キャップ３７０および３９０は、それぞれ、多岐管３６２および３８０に、スナップ式で嵌合する、および／または接着結合する、または超音波溶接することができる。代替として、キャップ３７０および３９０は、それぞれ、多岐管３６２および３８０と一体化して形成される。
【０１６８】
図２６Ａは、加熱モジュール３６０が、その二次コイルとして６つの伝導管３３８ａから３３８ｆ（本明細書では、総称して、伝導管３３８と呼ばれ、かつ概して個別に管３３８と呼ばれる）を採用することを図示する。伝導管３３８は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０、または非磁気感受性ステンレス鋼３０４となり得る。管３３８は、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。管３３８は、図示した実施形態では全て同じである。
【０１６９】
各管３３８は、その上端において、多岐管３６２に固定される。管３３８の端は、図２６Ｅに示されるように、多岐管３６２のカラー３６４に摩擦嵌入する。カラー３６４内で管３３８を担持するために、好適な接着ボンドも使用することができる。管３３８の底端は、同様に、帰還多岐管３８０に摩擦嵌入される。管３３８の端は、多岐管３８０のカラー３８２に摩擦嵌入する。カラー３８２内で管３３８を担持するために、好適な接着ボンドも使用することができる。
【０１７０】
図２６Ａで見られるように、入口／出口多岐管３６２は、キャップ３７０の入口３７２および入口管３３８ａと連通する、入口開口３６６ａを画定する。多岐管３６２は、キャップ３７０の出口３７４および出口管３３８ｆと連通する、出口開口３６６ｂを画定する。多岐管３６２はさらに、管３３８ｂおよび３３８ｄと連通する対角スロット３６８ａと、管３３８ｃおよび３３８ｅと連通する、対角スロット３６８ｂとを画定する。
【０１７１】
図２６Ｅでさらに見られるように、帰還多岐管３８０は、３つの直角開口３８４（図２６Ｅでは１つしか見えない）を画定し、それは、３つの管の前列の管が、３つの管の後列の対応する管と流体連通することを可能にし、言い換えれば、直角開口３８４は、管３３８ａが管３３８ｄと流体連通し、管３３８ｂが管３３８ｅと流体連通し、管３３８ｃが管３３８ｆと流体連通することを可能にする。
【０１７２】
図示した実施形態では、外側多岐管間距離は、約５．５２インチ（１４ｃｍ）である。多岐管３６２および３８０は、長さ約０．４５インチ（１．１ｃｍ）であり、図示した実施形態では、管３３８は、長さ約５インチ（１２．７ｃｍ）であり、約０．１５６インチ（４ｍｍ）の外径を有し、厚さ約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）である。外管３３８ａおよび３３８ｃ（３３８ｄおよび３３８ｆ）は、約０．３９インチ（１．０ｃｍ）の中心間距離を有する。管３３８ａおよび３３８ｄ（３３８ｂおよび３３８ｅ、３３８ｃおよび３３８ｆ）は、約０．２０インチ（０．５ｃｍ）の中心間距離を有する。
【０１７３】
加熱モジュール３６０により、透析流体流動は、入口３７２を通って進入し、開口３６６ａを通り、管３３８ａを通り、直角多岐管３８４を通って管３３８ｄへと流れる。流体は、管３３８ｄを通り、対角スロット３６８ａへと進み、管３３８ｂへと進み、管３３８ｂを通り、直角多岐管３８４を通って管３３８ｅへと進み続ける。次いで、流体は、管３３８ｅを通り、対角スロット３６８ｂへと進み、管３３８ｃへと進み、管３３８ｃを通り、直角多岐管３８４を通って管３３８ｆへと進み続ける。流体は、管３３８ｆを通り、開口３６６ｂを通り、出口３７４の外へ進み続ける。このように、流体は、次に管３３８を通って流れる。
【０１７４】
一実施形態では、加熱モジュール３６０を使用する流体加熱システムは、絶縁外被（以下で図２８Ａから２８Ｄに例を示す）を介して、渦巻またはらせん状、例えば、ソレノイド状に、一次変圧器コイル７２を巻装する。らせんコイル７２は、管３３８の任意の所望の部分または割合に沿って渦巻状になることができ、使い捨てカセットまたはセットへの接続のために、入口３７２および出口３７４を露出したままにする。誘導コイルは、コイル７２の軸が管３３８の軸と少なくとも実質的に平行になるように巻装される。一次コイル７２は、例えば、図１に示された電子機器を介して電力供給される。
【０１７５】
加熱モジュール３６０は、磁気および熱の観点から効率的である。金属チューブ３３８は、比較的安価に作成され得、全体的なパート係数（ｐａｒｔ  ｃｏｕｎｔ）は最小である。モジュール３６０は、比較的薄い壁を有することができ、加熱モジュール３６０の反応性を高める。薄い管は、あまり多くのエネルギーを貯蔵せず、モジュールが流体流動停止または気泡により良好に対処できるようにする。
【０１７６】
より高い温度で管３３８を動作させることによって、管３３８の数を低減することができ、流体の中への同じ量の電力を達成することができる（同じ流体温度上昇および流速）（例えば、以下の図２７Ａから２７Ｄを参照）。管の数は、代替として、または加えて、増加させることができる。管３３８の寸法も変更することができる。
【０１７７】
さらなる代替実施形態（図示せず）では、複合並列および直列モジュールが提供され、例えば、流体は、最初に、多岐管３６２から、管３３８ａおよび３３８ｄを通って多岐管３８０へと流れ、次いで、管３３８ｂおよび３３８ｅを通って多岐管３６２に戻り、次いで、再度、管３３８ｃおよび３３８ｆを通って多岐管３８０を下方に流れ、多岐管３８０の外へ流れる。この配設は、多岐管３６２および３８０の構造を単純化することができる。したがって、一方の端の上に入口３７２を提供し、モジュール３６０、実際には、本明細書で説明されるモジュールのうちのいずれかの第２端上に出口３７４を提供することが明示的に検討される。モジュールのうちのいずれかの入口および出口は、示されるように、モジュール３６０と直列となり得るか、または、以下で示されるように、例えば、図２８Ａから２８Ｇのモジュール４２０に直角となり得る。
【０１７８】
ここで図２７Ａから２７Ｄを参照すると、加熱モジュール４００は、伝導性加熱管を使用する、さらに可能な二次コイルおよび筐体の実施形態を図示する。加熱モジュール４００は、加熱モジュール３６０の２管バージョンであり、同様に、管３３８ａおよび３３８ｂの内側のみの上で流体を流す。器具は、センサ（例えば、赤外線温度センサ、ダイオード、サーミスタ、集積回路センサ、または抵抗温度デバイス（「ＲＴＤ」））を使用して、または本明細書で論議されるような抵抗相関を介して、管３３８の乾燥した外側部分において管類の温度を測定することができる。管類が金属であり、したがって、高度に熱伝導性であるため、器具は、比較的正確に管類温度から流体温度を判定することができる。
【０１７９】
加熱モジュール４００は、一体端部キャップを有する入口／出口多岐管４０２と、帰還多岐管４１０と、帰還多岐管４１０に固定される端部キャップ３９０とを含む。これらの構成要素のそれぞれは、上記で説明されるもの等の、好適な医療グレードで少なくとも比較的高融解温度のプラスチックで作製することができる。
【０１８０】
多岐管４０２は、図２７Ａから２７Ｄに示された順番から逆転させることができる、透析流体入口４０４および透析流体出口４０６を含むか、または画定する。透析流体入口４０４および透析流体出口４０６は、ルアーコネクタまたはホース鉤コネクタ等の、任意の好適な医療用管ポートコネクタとなり得る。透析流体入口４０４および透析流体出口４０６は、加熱モジュール４００を、例えば、使い捨てポンプおよび／またはカセットに直接接続することができる。透析流体入口４０４および透析流体出口４０６は、代替として、加熱モジュール４００を、腹膜透析または血液透析用のもの等の、使い捨て透析セットの別の部分に接続する。例えば、透析流体入口４０４および出口４０６は、供給ラインまたは患者ラインと直列にモジュール４００を接続することができる。すでに混合した透析液、または透析液を作製する際に使用される流体成分あるいは濃縮物を加熱するために、本明細書で説明される流体加熱の実施形態のうちのいずれも使用できることを理解されたい。
【０１８１】
キャップ３９０は、多岐管４１０に、スナップ式で嵌合および／または結合する、または超音波溶接することができる。代替として、キャップ３９０は、多岐管４１０とともに形成される。図２７Ａは、加熱モジュール４００が、その二次コイルとして２つの伝導管３３８ａおよび３３８ｂ（本明細書では、総称して、伝導管３３８と呼ばれ、かつ概して個別に管３３８と呼ばれる）を採用することを図示する。伝導管３３８は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０、または非磁気感受性ステンレス鋼３０４となり得る。管３３８は、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。管３３８は、図示した実施形態では全て同じである。
【０１８２】
各管３３８は、その上端において、多岐管４０２に固定される。管３３８の端は、多岐管４０２のカラー４０８に摩擦嵌入する。カラー４０８内で管３３８を担持するために、好適な接着ボンドも使用することができる。管３３８の底端は、同様に、帰還多岐管４１０に摩擦嵌入される。管３３８の端は、多岐管４１０のカラー４１２に摩擦嵌入する。カラー４１２内で管３３８を担持するために、好適な接着ボンドも使用することができる。
【０１８３】
図２７Ｃで見られるように、帰還多岐管４１０は、管３３８ａが管３３８ｂと流体連通することを可能にする、直角多岐管３８４を画定する。図示した実施形態では、加熱モジュール４００の全長ｌは、約２．６４インチ（６．７ｃｍ）であり、全幅ｗは、約０．７１インチ（１．８０ｃｍ）であり、図示した実施形態では、管３３８は、長さ２インチ（５．１ｃｍ）、外径０．１５６インチ（４ｍｍ）、厚さ０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）である。
【０１８４】
加熱モジュール４００により、透析流体流動は、入口４０４を通って進入し、管３３８ａを通り、直角多岐管３８４を通って管３３８ｂへと流れ、管３３８ｂを通って出口４０６の外へ流れる。ここで、再度、流体は、順次に管３３８を通って流れる。
【０１８５】
一実施形態では、加熱モジュール４００を使用する流体加熱システムは、絶縁外被（以下で図２８Ａから２８Ｄに例を示す）を介して、渦巻またはらせん状、例えば、ソレノイド状に、管３３８に一次変圧器コイル７２を巻装する。らせんコイル７２は、管３３８の任意の所望の部分または割合に沿って渦巻状になることができ、使い捨てカセットまたはセットへの接続のために、入口４０４および出口４０６を露出したままにする。誘導コイルは、一実施形態では、コイル７２の軸が管３３８の軸と少なくとも実質的に平行になるように巻装される。一次コイル７２は、例えば、図１に示された電子機器を介して電力供給される。上記の６管モジュール３６０を約５５℃の一定管類温度で動作させることができる一方で、２管モジュール４００は、約７５℃の一定管類温度で動作させることができ、両方とも、一定速度で同じ流体温度上昇を生じさせる。
【０１８６】
特注のＡｍｅｒｉｔｈｅｒｍ  Ｈｏｔ  Ｓｈｏｔ（登録商標）電力供給部からの電子回路を使用して、加熱モジュール４００に非常に類似した流体加熱モジュールを試験した。らせんコイルの軸が、管の長さと少なくとも実質的に平行となるように、使用された一次コイル７２を、加熱モジュールの筐体の周囲でらせん状に１３．５回巻装した。コイル７２は、４２ＡＷＧリッツワイヤの１０５０鎖であった。約２５０ｍｌ／分の速度で使い捨て品を通過する水により、加熱モジュール４００が水を２４．２℃から４６．７℃に加熱し、それは、加熱モジュール４００が約３９３ワットで水に電力を入力することを示す。主にＡＣ主電源が熱板に入力する電力は、約４４０．２ワットで測定された。このことは、約８９％の効率を示す。
【０１８７】
加熱モジュール４００は、磁気および熱の観点から効率的である。金属管３３８は、比較的安価で作製することができ、全体的な部品数は最小限である。再度、モジュール４００は、比較的薄い壁を有することができ、加熱モジュール４００の反応性を高める。薄い管は、あまり多くのエネルギーを貯蔵せず、モジュール４００が流体流動停止または気泡により良好に対処できるようにする。モジュール４００は、Ｕ字形に屈曲される単一管に変更することができ、多岐管４１０を排除する。モジュール３６０は、同様に、複数回屈曲された単一管となるように修正することができる。
【０１８８】
ここで図２８Ａから２８Ｆを参照すると、加熱器４２０は、伝導性加熱管を使用する、さらに可能な二次コイルおよび筐体の実施形態を図示する。加熱器４００は、加熱モジュール３６０の２管バージョンであり、同様に、管３３８ａおよび３３８ｂの内側のみの上で流体を流す。器具は、センサ（例えば、赤外線温度センサ、ダイオード、サーミスタ、集積回路センサ、または抵抗温度デバイス（「ＲＴＤ」））を使用して、または本明細書で論議されるような抵抗相関を介して、管３３８の乾燥した外側部分において管類の温度を測定することができる。管類が金属であり、したがって、高度に熱伝導性であるため、器具は、比較的正確に管類温度から流体温度を判定することができる。
【０１８９】
加熱器４２０は、図２８Ｇで最も明確に示された流体加熱モジュール４３０を含む。加熱モジュール４３０は、一体端部キャップ４３４を有する入口／出口多岐管４３２と、帰還多岐管４４０と、帰還多岐管４４０に固定される端部キャップ４４２を有する帰還多岐管４４０とを含む。キャップ４４２は、上記で説明されるように、少なくとも１つの超音波エネルギー濃縮器を介して、図２８Ｃで見られるように多岐管４４０に超音波溶接することができる。これらの構成要素のそれぞれは、上記で説明されるもの等の、好適な医療グレードで少なくとも比較的高融解温度のプラスチックで作製することができる。
【０１９０】
多岐管４３２の端部キャップ４３４は、図２８Ａから２８Ｇに示された順番から逆転させることができる、透析流体入口４３６および透析流体出口４３８を含むか、または画定する。透析流体入口４３６および透析流体出口４３８は、（ｉ）ルアーコネクタまたはホース鉤コネクタ等の、任意の好適な医療用管ポートコネクタとなり得る、（ｉｉ）加熱モジュール４３０を、使い捨てポンプおよび／または弁カセットに直接接続することができる、または（ｉｉｉ）代替として、供給ラインまたは患者ラインと直列になるように、腹膜透析または血液透析用のもの等の、使い捨て透析セットの別の部分に加熱モジュール４３０を接続することができる。図示した実施形態では、入口４３６および出口４３８は、管３３８に対して直角に配向され、それは、以下で示されるような加熱器４２０を載置するために有利であってもよい。
【０１９１】
図２８Ｂ、２８Ｃ、および２８Ｇは、加熱モジュール４３０が、その二次コイルとして２つの伝導管３３８ａおよび３３８ｂ（本明細書では、総称して、伝導管３３８と呼ばれ、かつ概して個別に管３３８と呼ばれる）を採用することを図示する。伝導管３３８は、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０、または非磁気感受性ステンレス鋼３０４または３１６となり得る。管３３８は、透析流体流動の乱流を増加させるように、粗面化または焼結することができる。管３３８は、図示した実施形態では全て同じである。
【０１９２】
各管３３８は、その上端において、多岐管４３２に固定される。管３３８の最上端は、多岐管４３２のカラー４４４に摩擦嵌入する。カラー４４４内で管３３８を担持するために、好適な接着ボンドも使用することができる。管３３８の底端は、同様に、帰還多岐管４４０のカラー４４６に摩擦嵌入される。カラー４４６内で管３３８を担持するために、好適な接着ボンドも使用することができる。
【０１９３】
図２８Ｃで見られるように、帰還多岐管４４０は、管３３８ａが管３３８ｂと流体連通することを可能にする。管３３８は、所望の目的地に向かって流動を方向付けるか、または特定の方向からの流動を受け入れるように、例えば、４５度で、それらの端において角度を成す（図２８Ｂ、２８Ｃ、および２８Ｆ）。
【０１９４】
加熱モジュール４３０により、透析流体流動は、入口４３６を通って進入し、角度を成す管の入口を通って管３３８ａに進入し、管３３８ａを通って流れ、管３３８ａの角度を成す出口の外へ流れる。流体は、多岐管４４０を通って管３３８ｂの角度を成す入口へと進み続け、管３３８ｂを通って管３３８ｂの角度を成す出口から出て、出口４３６の外へ出る。ここで、再度、流体は、順次に管３３８を通って流れる。
【０１９５】
図２８Ａから２８Ｄで見られるように、加熱モジュール４３０を使用する流体加熱器４２０は、渦巻またはらせん状、例えば、ソレノイド状に、絶縁外被４５０の周囲の管３３８に一次変圧器コイル７２を巻装する。絶縁外被４５０は、図２８Ｂおよび２８Ｃで最もよく見え、管３３８およびコイル７２との間に位置する。外被４５０は、コイル７２を定位置で担持するのに役立つ、フランジ付き端を含む。外被には、コイル７２のように、一実施形態では、透析器具が提供される。らせんコイル７２は、管３３８の任意の所望の部分または割合に沿って、外被４５０のフランジの間において渦巻状になることができ、使い捨てカセットまたはセットへの接続のために、入口４３６および出口４３８を露出したままにする。図示されるように、誘導コイル７２は、コイル７２の軸が管３３８の軸と少なくとも実質的に平行になるように巻装される。
【０１９６】
略伸長したサセプタおよびコイル７２を有する、本明細書の任意の実施形態では、コイル７２は、一方または両方の端においてサセプタを越えて延在することができる。例えば、管３３８は、示されるように、長さ３インチ（７．６２ｃｍ）となり得る。コイル７２は、例えば、サセプタ７２の各端を越えて、１／４インチ（６．３５ｍｍ）延在し、コイル７２の長さを合計で約３．５インチ（８．８９ｃｍ）にすることができる。伸長誘導加熱モジュールには、管の端よりも管３３８の中央を加熱する傾向があってもよい。つまり、それらは、サセプタの中央で「高温点」を生成する傾向があってもよい。サセプタを越えてコイル７２を延長することにより、「高温点」を制御し、サセプタの全長に沿って生成される熱を均等化する。
【０１９７】
本明細書の伸長誘導加熱モジュールのうちのいずれかに適用可能である、「高温点」に対抗するための別の方法は、「高温点」におけるコイルのピッチを変化させることである。一実施形態でのコイル７２は、コイル７２の巻線の間に空間が存在しないか、または実質的に存在しないように、可能な限りきつく巻装される。しかしながら、「高温点」を防止するように、既知のサセプタ「高温点」で巻線を離間させることが検討される。巻線は、コイル７２のワイヤ直径のわずか一部、またはワイヤ直径より大きい距離で、離間することができる。間隔は、変動することができるか、コイル７２の巻線の間で実質的に同じとなり得る。サセプタのより低温部における巻線は、一実施形態では、きつく巻装されたままとなり、例えば、巻線の間に間隔がほとんどないか、または全くない。非「高温点」できつく巻装される巻線セクションと、「高温点」で離間した巻線とを有する、コイル７２は、サセプタの全長に沿って均一な加熱を生じさせようとする。
【０１９８】
器具内に位置する外被４５０に、部分的に離間した状態で、コイル７２を貼り付ける、あるいは機械的に固定することが検討される。また、器具内にコイル７２を載置し、所望の間隔で定位置に巻線を担持するように、スペーサを伴って器具を構造化することも検討される。さらに、（ｉ）サセプタの一方または両方の端を越えたコイル７２の延在、および（ｉｉ）サセプタの長さに沿って均一な加熱を生じさせようとして「高温点」に対抗するための「高温点」におけるサセプタのピッチの変化の両方を提供することが検討される。
【０１９９】
一次コイルは、例えば、図１に示された電子機器２４を介して電力供給される。加熱器４２０は、所望の流速、動作電力、および周波数を生じるよう、モジュール４３０の２つの管３３８をより高い一定管類温度で動作させることができるように、電力供給することができる。
【０２００】
図示した実施形態では、外被４５０のフランジの長さおよび幅は、約１．００インチ（２．５４ｃｍ）×約１．００インチである。外被４５０の内径は、約０．５００インチ（１．２７ｃｍ）である。図示した実施形態では、管３３８は、角度を成す先端を含んで、長さ約３．００インチ（７．６２ｃｍ）であり、約０．１５９インチ（４ｍｍ）の外径を有し、厚さ約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）である。管の間の中心間距離は、約０．２１インチ（５．３３ｍｍ）である。コイル７２の内径と管３３８の外側との間の公称磁束間隙Ｇ１は、約０．１２６インチ（３．２ｍｍ）である。コイル７２の内径と管３３８の外側との間の最大磁束間隙Ｇ２は、約０．２３１インチ（５．９ｍｍ）である。多岐管４４０の高さｙ１は、約０．５００インチ（１．２７ｃｍ）である。接着ウェルまたはしわｙ２は、多岐管４４０の最上部と管３３８の外側との間で約０．２００インチ（５．１ｍｍ）下方に延在して、接着剤が多岐管と管との間に浸透することを可能にする。ウェルはまた、管３３８の間にも延在する。
【０２０１】
特注のＡｍｅｒｉｔｈｅｒｍ  Ｈｏｔ  Ｓｈｏｔ（登録商標）電力供給部からの電子回路を使用して、加熱モジュール４２０に非常に類似した流体加熱モジュールを試験した。らせんコイルの軸が、管の長さと少なくとも実質的に平行となるように、使用された一次コイル７２を、加熱モジュールの筐体の周囲でらせん状に１３．５回巻装した。コイル７２は、４２ＡＷＧリッツワイヤの１０５０鎖であった。約２５０ｍｌ／分の速度で使い捨て品を通過する水により、加熱モジュールが水を９．８℃から３４．２℃に加熱し、それは、加熱モジュールが約３６３ワットで水に電力を入力することを示す。ＡＣ主電源は、主に約４１６ワットで熱板に電力を入力する。このことは、約８７％の効率を示す。
【０２０２】
加熱モジュール４２０は、磁気および熱の観点から効率的である。金属管３３８は、比較的安価で作製することができ、全体的な部品数は最小限である。再度、モジュール４３０は、比較的薄い壁を有することができ、加熱モジュール４３０の反応性を高める。薄い管は、あまり多くのエネルギーを貯蔵せず、モジュールが流体流動停止により良好に対処できるようにする。モジュール４３０は、Ｕ字形に屈曲される単一管に変更することができ、多岐管４４０を排除する。
【０２０３】
図２８Ｈから２８Ｋは、全ての代替案を含む、流体加熱器４２０とともに動作可能な代替的流体加熱モジュール４３０を図示する。図２８Ｈから２８Ｋの流体加熱モジュール４３０は、図２８Ａから２８Ｇと同様の寸法および同じ材料を有することができる。図２８Ｈから２８Ｋの流体加熱モジュール４３０はまた、直角入口４３６および出口４３８を含む、図２８Ａから２８Ｇの流体加熱モジュール４３０と同様の端部キャップ４３２および４４０も含む。図２８Ｈから２８Ｋの流体加熱モジュール４３０はまた、図２８Ａから２８Ｇのモジュール４３０とともに上記で説明されるように、絶縁外被４５０およびコイル７２とともに動作することもできる。
【０２０４】
２つの加熱モジュールの間の主な違いは、図２８Ｈから２８Ｋの流体加熱モジュール４３０が、管セクション３３８ａおよび３３８ｂ、例えば、正方形または長方形のセクションに分割される、単一の長方形サセプタ管３３８を含むことである。図２８Ｉから２８Ｋはそれぞれ、管３３８のセクション３３８ａおよび３３８ｂを分離する、共通壁または分割壁４５２を示す。そのような構成は、製造可能性およびモジュールの剛性を改善し、モジュールの幅を最小限化し、全体的な費用を潜在的に改善する。図示した実施形態では、管セクション３３８ａが、入口４３６と連通する入口管セクションである一方で、管セクション３３８ｂは、出口４３８と連通する出口管セクションである。上記で示されるモジュール３６０および４００の隣接する管を、管セクション３３８ａおよび３３８ｂに分割される単一の長方形サセプタ管３３８と交換することが検討される。さらに代替として、モジュール３６０、４００、および４３０のうちのいずれかを、別個の正方形管を伴って作製することができる。
【０２０５】
図２８Ｌおよび２８Ｍは、本明細書で説明される管加熱モジュールのうちのいずれかに挿入するために好適である、第１の静的ミキサ４５４ａを図示する。図示した静的ミキサ４５４ａは、３インチ（７．６２ｃｍ）管に対して寸法決定されるが、異なる寸法の管に対して異なる寸法に決定することができる。示される寸法は、例にすぎないが、種々の好適な間隔および配向を提示する。一実施形態では、加熱モジュールの各管は、ミキサ、例えば、ミキサ４５４ａと嵌合される。代替として、全てよりも少ない管が静的ミキサと嵌合される。
【０２０６】
ミキサ４５４ａは、プラスチックまたは金属、例えば、ステンレス鋼となり得る。ミキサは、流体流動をより乱流にし、必要以上の圧力降下を生成することなく、流体を混合させ、より均一に加熱させる。図示した実施形態でのミキサ４５４ａは、流体との平滑な接触のために、丸い柄４５６と、延長ペグ４５８とを含む。代替として、柄４５６およびペグ４５８は、平坦であり、流体流動と略垂直に、または流体流動に直角に配向することができる。
【０２０７】
ミキサ４５４ａは、約１２０°で放射状かつ等距離に延在する、各ペグセットに３つのペグ４５８を含む。より多い、またはより少ないペグ４５８をペグセットごとに提供し、所望に応じて、等距離または非等距離に延在することができる。異なるペグセットは、異なるペグ構成、例えば、ペグの数および間隔を有することができる。一実施形態でのペグ４５８は、ミキサ４５４ａが挿入される管の内壁に接触するか、または非常に接近するように延在する。３つのペグ４５８は、図示したミキサ４５８ａについて、ある場合においては（例えば、中央で）、次のペグのセットとは異なる方法で柄４５６の上で配向される。３つのペグ４５８は、図示したミキサ４５８ａについて、他の場合においては（例えば、端で）、次のペグのセットと同じく、柄４５６の上で配向される。代替として、３つのペグ４５８は、全ての場合において、次のペグのセットと同じまたは異なる方法で、柄４５６の上で配向される。
【０２０８】
ミキサ４５４ａは、柄４５６に沿って平等に（例えば、０．１７７インチ（４．５ｍｍ）で）離間した、ペグ４５８のセットを示す。ミキサ４５４ｂは、柄４５６の端では柄４５６に沿ってより大きい距離で（例えば、０．３５４インチ（９．０ｍｍ）で）、および柄４５６の中央ではより柄に沿ってより短い距離で（例えば、０．１７７インチ（４．５ｍｍ）で）離間した、ペグ４５８のセットを示す。ミキサ４５４ｃもまた、柄４５６の端では柄４５６に沿ってより大きい距離で（例えば、０．４７２インチ（１２．０ｍｍ）で）、および柄４５６の中央ではより柄に沿ってさらに短い距離で（例えば、０．１１８インチ（３．０ｍｍ）で）離間した、ペグ４５８のセットを束ねる。ミキサ４５４ｃが、柄４５６の側面ごとに２つの異なる間隔減少も含む一方で、ミキサ４５４ｂは、柄４５６の側面ごとに１つの間隔減少を示す。
【０２０９】
柄４５６の中央でペグを束ねる（および次のセットとは異なる方法でセットを配向させる）と、サセプタの中央でも流体の温度を混合して、より均一にする傾向があり、そこでは、それが、概してサセプタの中央に存在する「高温点」により最も必要とされてもよい。再度、間隔寸法は、例にすぎない。数、間隔、放射状配向、次のペグセットに対する配向、ペグおよびペグセットの形状および寸法は、それぞれ、所望の混合および圧力降下結果を生じるように修正し、最適化できることを理解されたい。
【０２１０】
代替実施形態では、プラスチックまたは金属バネが、静的ミキサとして管に挿入される。バネは、バネの外径が、バネが挿入される管の内径と同じ、またはわずかに小さくなるように寸法決定される、既知の圧縮バネとなり得る。バネ（または複数のバネ）は、少なくとも実質的に管の全長に及ぶことができる。バネミキサは、その巻線が、管の壁から内向きに流体を押す傾向があり、その場合、流体が管の中央よりも加熱されるため、有利である。バネはまた、流体混合も促進し、両方の理由で、より均一に加熱された流体を提供する。バネはまた、経済的でもあり、既製構成要素として見出される可能性が高い。バネコイルの直径およびコイルピッチ数は、均一な流体加熱および圧力降下を最適化するように選択される。
【０２１１】
例えば、バッフルの段差または非一貫性、追加ステンレス鋼ウールまたはビーズ、焼結等を介した、加熱されている時の流体の混合を、本明細書の他の場所で論議する。したがって、本明細書で論議される、バッフル、シリンダ、管、カセット、ポーチ、またはバッグ加熱モジュールのうちのいずれかにおいて、混合要素を追加することが検討される。
【０２１２】
（ねじれたバッフル）
ここで図２９Ａから２９Ｅを参照すると、流体加熱モジュール４６０はさらに、キャップ付き金属管４７０を含む、代替的二次コイルまたはサセプタを図示する。モジュール４６０は、透析流体入口４６４および透析流体出口４６６を有する、入口／出口多岐管４６２を含む。透析流体入口４６４および透析流体出口４６６は、（ｉ）ルアーコネクタまたはホース鉤コネクタ等の、任意の好適な医療用管ポートコネクタとなり得る、（ｉｉ）加熱モジュール４６０を、例えば、使い捨てポンプおよび／または弁カセットに直接接続することができる、または（ｉｉｉ）代替として、加熱モジュール４６０を、供給ラインまたは患者ラインとの直列を介して、腹膜透析または血液透析用のもの等の、使い捨て透析セットの別の部分に接続することができる。図示した実施形態では、入口４６４および出口４６６は、ねじれたサセプタ４８０と略直列に配向される。代替実施形態では、入口４６４および出口４６６は、サセプタ４７０の軸と直角の関係で配置される。
【０２１３】
多岐管４６２は、機械的に、接着剤を介して、および／または接着ボンドを介して、伝導性サセプタ４７０に接続される。サセプタ４７０は、略半球状の端４７２を含み、それは、流体がねじれたバッフル４８０の底端４８２に到達すると１８０度方向を変更するように、透析流体にとって好適な形状を提供する。
【０２１４】
多岐管４６２は、本明細書で説明される絶縁材料のうちのいずれかで作製することができる。サセプタ４７０は、同様に、ステンレス鋼、例えば、磁気感受性ステンレス鋼４３０、または非磁性ステンレス鋼３０４あるいは３１６で作製することができる。ねじれたバッフル４８０は、プラスチックとなり得る。
【０２１５】
多岐管４６２は、バッフルの最上部４８４において、機械的に、および／または接着して、バッフル４８０を担持する。そのためには、多岐管４６２は、バッフル４８０の最上部４８４を受け入れ、最上部４８４を機械的に締め付け、および／または、最上部４８４が圧着構造４６８に接着結合されることを可能にする、周縁または他の種類の圧着構造を提供することができる。
【０２１６】
図２９Ｅで最もよくわかるように、透析流体は、入口４６４を介して流体加熱モジュール４６０に流入する。透析流体は、概して、バッフル４８０の第１面４８６ａに沿って流れ、バッフル４８０の端４８２の周囲を流れ、バッフル４８０の第２のねじれ表面４８６ｂに沿って流れ、出口４６６を介して流体加熱モジュール４６０の外へ流れる。ねじれたバッフル４８０は、概して２つのねじれを有するものとして図示されるが、単一のねじれまたは３つ以上のねじれを提供することができる。
【０２１７】
１つの実施では、流体加熱モジュール４６０の全長長さＬ１は、約４．３６１インチ（１１．１ｃｍ）である。多岐管４６２の長さＬ２は、約０．９６インチ（２．４４ｃｍ）である。筐体４７０の外径は、約０．２８１インチ（０．７１４ｃｍ）である。入口４６４および出口４６６は、約０．３００インチ（７．６２ｍｍ）だけ中心間で離間される。
【０２１８】
上記で論議されるように、一実施形態での筐体４７０は、ステンレス鋼等の金属サセプタであり、透析器具は、加熱器４２０に関連して上記で示される外被４５０等の絶縁外被を含む。コイル７２は、加熱器４２０とともに示される方式で、外被に巻装される。次いで、ステンレス鋼筐体４７０は、外被４５０の中へしっかりと摺動される。ここで、ステンレス鋼筐体４７０の外面は、底部多岐管の排除、例えば、磁束間隙の低減により、コイル７２にさらに近づけられる。
【０２１９】
代替実施形態では、サセプタ４７０は、筐体４７０の底部４７２に嵌合される端部キャップを有する、直管である。代替的端部キャップは、筐体４７０に、接着結合するか、あるいは、機械的に、および／または接着して、好適に固定することができる。
【０２２０】
さらなる代替実施形態では、筐体４７０は、絶縁材料でできている。透析器具のコイル７２は、プラスチック筐体４７０がコイル内でしっかりと嵌合するように巻装される。ここで、ねじれたバッフル４８０は、伝導性サセプタを形成する。サセプタバッフル４８０は、粗面化または焼結することができ、または撹拌段差を含むことができ、または本明細書で説明されているように焼結することができる。サセプタバッフル４８０は、代替として、ステンレス鋼網またはウール材料と交換することができる。
【０２２１】
（シムモジュール）
ここで図３０Ａから３０Ｆを参照すると、加熱モジュール４９０は、１対の伝導性ワッシャまたはシム５００ａおよび５００ｂを担持する、内側および外側円筒形リンク状筐体４９２をここでは含む、さらに別の種類のサセプタまたは誘導流体加熱器を図示する。実施形態での筐体４９２は、本明細書で説明される任意の絶縁材料等の絶縁材料でできている。伝導性シムまたはワッシャ５００（総称して、ワッシャ５００ａおよび５００ｂと呼ばれる）は、本明細書で説明されているような磁気感受性または非磁性ステンレス鋼等の、伝導性材料でできている。
【０２２２】
図３０Ｆは、両方とも所望であればリングの間の流路からわずかに離れて弓形に曲げることができる、内側リング４９４および外側リング４９６を有する、筐体４９２を示す。図３０Ｆは、撹拌バッフル４９８ａから４９８ｈが筐体４９２の円周で等距離に配置されることを図示する。バッフル４９８（総称して、バッフル４９８ａからバッフル４９８ｈと呼ばれる）は、内側リング４９４および外側リング４９６の両方を通る水平面に対して、同じまたは異なるピッチで配向させることができる。図示した実施形態では、バッフル４９８のピッチは、バッフルの周囲で流体を上下に流れさせ、ワッシャ５００の金属内面との接触を増加させるように、交互となる。
【０２２３】
外側リング４９６は、透析流体入口５０２と、透析流体入口５０２に接近して離間する透析流体出口５０４とを含む。図３０Ｄに示された詳細ＸＸＸＤは、入口５０２および出口５０４のそれぞれが、以下で詳細に論議されるように、内側ポート５０６ｂの上方に配置される管の間の接続を補強する、内側管類ポート５０６ｂおよび外側カラー５０６ａを含むことを図示する。
【０２２４】
図３０Ｆで見られるように、透析流体は、入口５０２を通って筐体４９２に流入し、バッフル４９８ａの下または上方のいずれかに運ばれ、次いで、出口５０４に到達するまで、バッフル４９８ｂ、４９８ｃ、および４９８ｄ等の上方または下で交互に流れる。実施形態では、筐体４９２を１周した後に、透析流体が出口５０４の外へ押し進められるように、バッフル４９８ｈの代わりに硬質停止部が提供される。代替として、透析流体の一部分は、出口５０４を通って出て行く前に、潜在的に筐体４９２を２回以上循環することができる。
【０２２５】
流体速度を減速するように、および筐体４９２のチャンバ内の透析流体の常在加熱時間を増加させるように、管類入口ポートの容積よりも大きい、ワッシャ５００の間の容積を提供することが検討される。バッフル４９８は、実流体量とワッシャ５００ａおよび５００ｂの加熱された表面との間の接触を改善するよう、層流を中断し、乱流を生成する傾向がある。ワッシャ５００の接触面は、表面接触を改善するように、粗面化、例えば、ビーズブラスト加工することができる。
【０２２６】
カラー５０６ａを補強すると、加熱モジュール４９０に対して屈曲された場合にポート５０６ｂの上方に配置される管が有するモーメントアームが低減する。この特徴は、４９０の頑健性を改善する。
【０２２７】
加熱モジュール４９０のサセプタプレート５００とともに動作する一次コイルは、図４、６、および９に示されたコイル４２等の、パンケーキ型コイルとなり得る。パンケーキコイル４２は、上および／または下ワッシャ５００ａおよび５００ｂに隣接して配置することができる。代替として、加熱モジュール４９０は、本明細書で示され、説明されているように、ワイヤコイル７２で巻装される絶縁外被内に配置される。ここで、巻線と平坦なワッシャ表面との間の磁束間隙が好適に小さくなるように、外被は、リング４９４および４９６の幅よりもわずかに広く寸法決定される。好ましい実施形態では、一次コイルは、内側リング４９４の内側に嵌合することができる、例えば、図７のものと同様の円筒形コイルである。実施形態では、一次コイルは、内側リング４９４に触れる。代替として、小さい間隙が一次コイルと内側リング４９４との間に存在する。
【０２２８】
１つの実施では、内側リング４９４の内径は、約１．３８インチ（３．５ｃｍ）である。外側リング４９６の外径は、約２．２４５インチ（５．７０ｃｍ）である。内側リング４９４および外側リング４９６の高さｈは、約０．３６０インチ（９．１４ｍｍ）である。管類ポート５０６ｂの外径は、約０．１２インチ（３．０５ｍｍ）である。入口５０２と出口５０４との間の中心間距離は、約０．５０インチ（１．２７ｃｍ）である。１つの実施でのワッシャ５００ａおよび５００ｂは、約２．１２５インチ（５．４０ｃｍ）の外径、および約１．５インチ（３．８１ｃｍ）の内径を有し、厚さ約０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）である。
【０２２９】
（サドルバッグ）
ここで図３１Ａおよび３１Ｂを参照すると、流体加熱モジュール５１０は、サドルバッグまたは２チャンバ筐体を有する、さらなる代替案を図示する。流体加熱モジュール５１０は、ブリッジ５２６を介してそれらの最上端で接続される、第１の筐体５１２ａおよび第２の筐体５１２ｂを含む。各チャンバ５１２ａおよび５１２ｂは、長い方の絶縁バッフル５１４および短い方の絶縁バッフル５１６によって分離される、外壁５２８ａおよび内壁５２８ｂを含む。図３１Ａに示されていないが、チャンバ５１２ａおよび５１２ｂは、底部上で封入される（底部は、流動パターンをより良好に図示するために示されていない）。長い方の絶縁バッフル５１４は、図３１Ａの矢印によって見られるように、透析流体が長い方の絶縁バッフル５１４の下縁の下を流れることができるように、サセプタ５３０ａ５３０ｂおよびの底部で終端する。一方で、短い方の絶縁バッフル５１６は、図３１Ａの矢印によって見られるように、短い方のバッフル５１６の最上部に向かって透析流体を上方へ強制するように、チャンバ５１２ａおよび５１２ｂの底部まで延在する。
【０２３０】
長い方の絶縁バッフル５１４および短い方の絶縁バッフル５１６は、概して図３１Ａの流れの矢印に示されるように、各チャンバ５１２ａおよび５１２ｂを８つの区画に分離する。金属サセプタ５３０ａは、８つの区画を１６のサブチャンバにさらに分離するように、チャンバ５１２ａに挿入される。同様に、金属サセプタ５３０ｂは、８つの区画の１６の異なるサブチャンバに分離するように、チャンバ５１２ｂに挿入される。したがって、チャンバ５１２ａおよび５１２ｂがブリッジ５２６を介して接続される時に、流体モジュール５１０は、３２の別個のサブチャンバを含む。透析流体は、矢印で示されるように、順次に３２のチャンバを通って流れる。
【０２３１】
図３１Ｂで見られるように、一実施形態では、プレートの下端で開口するプレート５３０ａの溝５１８ａが、チャンバ５１２ａの中で絶縁バッフル５１６を覆って嵌合するように、サセプタプレート５３０ａがチャンバ５１２ａに挿入される。次に、長い方の絶縁バッフル５１４は、プレート５３０ａの上端で開口するプレート５３０ａのスロット５１８ｂの中へ下向きに摺動される。チャンバ５１２ｂおよびプレート５３０ｂについて、同じ手順を辿り、その場合、プレート５３０ｂは、同様に、溝５１８ａおよび５１８ｂを含む。プレート５３０ａおよび５３０ｂの外側伝導性バッフル５３２は、流体流動が、外側バッフル５３２の上端の上方と、チャンバ５１２ａ、５１２ｂ、およびブリッジ５２６に接着結合、超音波溶接、および／またはスナップ式で嵌合される、キャップ５２０の下とに流れることを可能にするように、図示されるように短縮される。
【０２３２】
サセプタプレート５３０ａおよび５３０ｂは、磁気感受性または非磁性ステンレス鋼等のステンレス鋼で作製することができる。実施形態においてサセプタ５３０ａおよび５３０ｂとともに動作する一次コイルは、チャンバ５１２ａおよび５１２ｂの間に摺動されるパンケーキコイルである。コイルは、代替として、または加えて、チャンバ５１２ａおよび５１２ｂの外側部分の上に配置することができる。さらに代替として、チャンバは、リッツワイヤ型コイル７２で巻装される。コイルは、いずれの場合でも、一実施形態では器具の一部である。
【０２３３】
（ポンプカセットに統合された加熱モジュール）
ここで図３２を参照すると、流体加熱モジュール５４０は、使い捨て透析流体ポンプカセット５５０に組み込むための１つの可能なモジュールを図示する。図示した実施形態での使い捨てポンプカセット５５０は、第１および第２の可撓性膜（図示せず）を介して第１および第２の側面上で密閉される、剛体構造５５２を含む。剛体構造５５２は、ポリカーボネート、ポリスルホン、ウレタン、または潜在的には、他の高温プラスチックで作製することができる。剛体構造５５２は、カセット５５０および統合流体加熱モジュール５４０が挿入される透析器具（図示せず）の中に位置する、空気圧式ポンプアクチュエータとともに動作する、第１および第２のポンプチャンバ５５４ａおよび５５４ｂを含む。空気圧式ポンプアクチュエータを一実施形態で使用することができるが、統合流体加熱モジュール５４０を採用するシステムのポンピングは、空気圧式ポンピングに限定されず、代わりに、蠕動ポンピングまたは機械的活性化膜ポンピングとなり得ることを理解されたい。
【０２３４】
剛体構造５５２はまた、複数の弁ポート５５６ａから５５６ｊ（本明細書では、総称して、弁ポート５５６と呼ばれるか、または概して個別に弁ポート５５６と呼ばれる）も含む。可撓性膜は、剛体構造５５２の縁の周囲で密閉し、また、ポンプチャンバ５５４（総称して、ポンプチャンバ５５４ａおよび５５４ｂと呼ばれる）および弁ポート５５６を画定する構造の基部壁５５９から延在する隆起にも密閉する。ポンプポート５５４および弁ポート５５６と組み合わせた可撓性膜の動作の説明は、米国特許第４，８２６，４８２号に関連して説明されており、その関連部分は、参照することにより明示的に本明細書に組み込まれる。
【０２３５】
弁ポート５５６は、剛体構造５５２の基部壁５５９の反対側に位置する流路に通じる。カセット５５０はまた、複数の管類ポート５５８ａから５５８ｇ（本明細書では、総称して、ポート５５８と呼ばれるか、または概して個別にポート５５８と呼ばれる）も含む。ポート５５８は、供給バッグに及ぶ管に接続し、および潜在的には、患者に、または患者から接続する。１つの好ましいポート５６０を以下で詳細に論議する。加熱モジュール５４０はまた、複数のバッフルプレート５６２ａから５６２ｉ（本明細書では、総称して、バッフルプレート５６２と呼ばれ、かつ概して個別にバッフルプレート５６２と呼ばれる）も含む。
【０２３６】
一実施形態では、加熱器モジュール５４０は、抵抗加熱される。ここで、バッフルプレート５６２は、カセット５５０の一部であり、それとともに作製され、かつ電気絶縁性である。加熱プレート５６８は、カセット５５０の外側から、カセット５５０の剛体構造５５２の外壁を通り、バッフル５６２のそれぞれを通って延在する。加熱プレート５６８の端５６８ａおよび５６８ｂは、抵抗加熱器供給接点（図示せず）に動作可能に、または電流源に直接、接続することができる。
【０２３７】
絶縁バッフルは、過熱プレート５６８の前後に流体を強制する。バッフルプレート５６２は、概して図３２の矢印によって示されるような曲がった経路を生成するように、図示されるように千鳥状である。基部壁５５９は、一実施形態では、バッフル５６２の加熱経路領域の中へ延在しない代替として、壁５５９が提供され、バッフル５６２は、剛体筐体５５２の見えない側面まで延在する。壁５５９の穴は、流体が壁５５９の各側面上の加熱経路に流れることを可能にする。
【０２３８】
代替的な抵抗の実施形態では、バッフルプレート５６２は、伝導性であり、例えば、非磁性ステンレス鋼３０４または３１６、あるいは磁気感受性ステンレス鋼４３０等の、ステンレス鋼でできている。バッフル５６２は、流体流動を中断して、より乱流にするよう、粗面化または焼結することができる。剛体構造５５２は、機械的に、および／または接着ボンドを介して、伝導性バッフル５６２を担持することができる。上記のように、プレート５５９は、加熱領域で必要とされない。代替として、プレート５５９は、金属となり得て、バッフル５６２を伴って形成することができる。さらに代替として、プレート５５９は、絶縁材料でできている。ここで、バッフル５６２は、プレート５５９を通って延在することができ、または、プレート５５９の両側の別個のバッフルのセットとして提供することができる。
【０２３９】
代替的な抵抗の実施形態では、バッフル５６２の外側に形成されるプレート５６４および５６６はまた、プレート５６８ａおよび５６８ｂからの電気経路を提供するよう、伝導性材料、例えば、バッフル５６２の材料でできている。ここで、プレート５６８は、カセット５５０およびバッフル５６２を横断して延在しないが、代わりに、それぞれ、外側プレート５６４および５６６で終端する、示されるような２つのプレート５６８ａおよび５６８ｂに分離される。プレート５６４および５６６は、バッフル５６２と電気的に連通する。
【０２４０】
さらなる代替実施形態では、流体加熱モジュール５４０は、カセットが透析器具に搭載された時にカセット５５０の１つまたは２つの側面上に存在する、１つのパンケーキコイルまたは二重パンケーキコイルを介して、誘導加熱される。または、カセット５５０は、透析器具内に存在する、本明細書で説明される巻きコイル７２の内側に摺動することができる。器具に搭載された時のカセット５５０は、流体加熱モジュール５４０がコイル７２と一列に並ぶように、コイル７２の中へ摺動される。この誘導の実施形態では、バッフル５５２の外側に形成される剛体壁５６４および５６６は、剛体筐体５５２の残りの部分とともに、プラスチックまたは他の絶縁材料で作製することができる。
【０２４１】
誘導の実施形態では、バッフルプレート５６２もまた、伝導性であり、サセプタを形成する。ここで、プレート５６２は、非磁性ステンレス鋼３０４または３１６、あるいは磁気感受性ステンレス鋼４３０等の、ステンレス鋼で作製することができる。バッフル５６２は、流体流動を中断して、より乱流にするよう、粗面化または焼結することができる。剛体構造５５２は、機械的に、および／または接着ボンドを介して、伝導性バッフル５６２を担持することができる。誘導加熱の実施形態では、上記で説明されるプレート５６８またはプレート５６８ａおよび５６８ｂは、必要とされない。プレート５５９を提供しないため、またはバッフル５６２が伝導性である抵抗の実施形態についてプレート５５９を提供するための全ての代替案もまた、ここで適用可能である。
【０２４２】
誘導加熱を使用して、代替的な一体カセット流体加熱モジュールのそれぞれを以下に示す。しかしながら、加熱モジュール５４０と同様に、代替的モジュールは、代替として、誘導の代わりに抵抗動作するように作製できることを理解されたい。
【０２４３】
ここで図３３を参照すると、代替的な一体カセット流体加熱モジュール５７０が図示されている。モジュール５７０は、上記で説明される構成要素のそれぞれを含む、使い捨てカセット５５０とともに動作する。代替的流体加熱モジュール５７０は、カセット５５０の剛体構造５５２の基部壁５５９を通って延在する、１対のバッフル区画５７２および５７４を含む。バッフル区画５７２および５７４はそれぞれ、バッフル５６２について上記で論議される材料のうちのいずれかとなり得る、複数の千鳥状バッフルを含む。実施形態でのバッフル区画５７２および５７４は、図３３のＸで印付けられた領域において、カセット５５０の基部壁５５９に接着結合される。
【０２４４】
加熱モジュール５４０および５７０の両方により、剛体プラスチック構造５５２に溶接される可撓性膜は、モジュール５４０のバッフル５６２、または区画５７２および５７４のバッフル、またはモジュール５７０に結合することができる。代替として、剛体プラスチックの最上部および底部は、プラスチックフィルムに密閉され、それは次に、伝導性バッフルに接着結合される。さらに代替として、プラスチックの最上部および底部は、バッフルにスナップ式で嵌合される。次いで、最上部および底部は、可撓性シートに溶接または結合される。なおもさらに代替として、伝導性バッフルは、伝導性の最上部および底部を含み、カセット５５０の剛体部分５５２に接着結合される封入伝導性シェルを生成する。ここで、伝導性加熱バッフル部分が封入されるため、該部分は、カセットシートに密閉されなくてもよい。
【０２４５】
加熱モジュール５７０は、巻き一次コイル７２と動作可能に連通して示されている。ここで、区画５７２および５７４のバッフルは、サセプタとして動作する。しかしながら、上記で説明されるように、バッフル区画５７２および５７４は、抵抗加熱モードで動作するように修正することができる。
【０２４６】
ここで図３４の統合流体加熱モジュール５８０を参照すると、さらに代替的な統合カセットベースの加熱モジュールが図示されている。加熱器モジュール５８０は、本明細書で説明されるように、使い捨てカセット５５０とともに動作可能である。便宜上、加熱器モジュール５８０の切断セクションが図示されている。
【０２４７】
加熱モジュール５８０では、剛体構造５５２は、上絶縁側壁５８２および整合した下延長側壁５８４を含むように成形される。剛体部分５５２はさらに、上絶縁バッフルプレート５８６および整合した下絶縁バッフルプレート５８８を含むように成形される。本明細書で論議される、医学的に安全な伝導性材料のうちのいずれかでできている、伝導性挿入物５９０は、側壁５８２および５８４と、絶縁バッフルプレート５８６および５８８とに、スナップ式で嵌合され、および／または接着結合される。
【０２４８】
基部壁５５９は、開口（図示せず）を含み、それは、流体が、基部壁５５９の一方の側面上の１組のバッフルを通って曲がって進んだ後に、開口を通って基部壁５５９の他方の側面へと流れ、第２組の伝導性バッフルを通って曲がって進むことを可能にする。流体加熱モジュール５８０における流動は、図３１Ａおよび３１Ｂに関連して上記で論議されるサドルバッグ流体加熱モジュール５１０の流動と非常に類似していることを理解されたい。
【０２４９】
実施形態では、上下の可撓性シートは、カセット５５０の両側に封入流体経路を形成するように、絶縁側壁５８２および５８４ならびに絶縁バッフル５８６および５８８の隆起に接着結合または溶接される。誘導コイル７２は、一次コイル７２に対する二次コイルまたはサセプタとして動作する、伝導性バッフル５９０と動作可能な関係で示されている。代替として、バッフル５９０は、抵抗加熱器の動作のために、カセット５５０の外側に延長される。
【０２５０】
ここで図３５を参照すると、加熱モジュール６００は、さらに代替的な統合カセットの実施形態を図示する。ここで、ステンレス鋼、磁気感受性、または非磁性球またはペレット６０２が、絶縁バッフルプレート６０４によって画定される加熱経路を充填する。実施形態での絶縁バッフル６０４は、蛇行性チャネルを形成する。絶縁バッフルプレート６０４は、カセット５５０の可撓性シート６０６に結合または溶接される。一実施形態での加熱モジュール６００は、１つ以上のパンケーキコイル４２、または、例えば、バッフル６０４と並行または垂直のいずれかである軸を形成するように巻装される、巻きコイル７２を使用する、誘導加熱を介して加熱される。ステンレス鋼球６０２は、透析流体流動をより乱流にするよう、それを中断するのに役立つ。ステンレス鋼球６０２は、代替として、ステンレス鋼網ウールと交換される。
【０２５１】
ここで図３６を参照すると、流体加熱モジュール６１０は、別の可能な統合カセット型流体加熱モジュールを図示する。モジュール６００と同様に、モジュール６１０は、使い捨てポンプカセット５５０の剛体プラスチック構造５５２を含む。剛体プラスチック部分５５２は、複数の絶縁バッフル６０４を画定する。バッフル６０４は、実施形態では、本明細書で説明されているように、蛇行性経路を画定する。バッフル６０４の最上部は、カセットシート６０６に超音波溶接または接着結合される。
【０２５２】
モジュール６１０により、無電解に、例えば、スプレー技法、インク噴射技法、または写真画像プロセスを介して、バッフル６０４の側面およびバッフル６０４によって画定されるチャネルの底部の上に、金属または金属インクの層６０８が沈着される。金属層６０８は、所望の厚さまで層６０８を構築するように、複数の塗布で塗布し、複数のステップで硬化することができる。実施形態では、金属層６０８は、ステンレス鋼層である。加熱モジュール６１０は、一実施形態では、例えば、１つ以上のパンケーキコイル４２またはらせんコイル７２を介して、伝導性コイルとともに誘導的に動作する。
【０２５３】
代替実施形態では、伝導性層６０８は提供されない。その代わり、少なくとも、絶縁バッフル６０４を含む、ポンプカセット５５０の剛体部分５５２の加熱モジュール部分６１０が、金属粉末または炭素で充填された射出成形部品から形成される。この修正部分は、カセットの伝導的に充填された加熱部分６１０に巻装される、１つ以上のパンケーキコイル４２またはワイヤコイル７２等の関連一次コイルの電力供給時に、加熱される。
【０２５４】
さらなる代替実施形態では、金属層６０８は除去される。その代わり、少なくとも、使い捨てカセット５５０の加熱モジュール部分６１０が金属であり、金属射出成形（「ＭＩＭ」）または粉末金属（「ＰＭ」）プロセスから作製される。金属部分６１０は、誘導コイルを介して誘導加熱される、バッフル６０４と、バッフル６０４を接続する基部とで構成されている。この実施形態はまた、抵抗加熱にも役立ち、その場合、露出金属部分６１０が電気加熱接点と接触して配置される。
【０２５５】
ＭＩＭまたはＰＭプロセスを介して作製される伝導性部分６１０は、一実施形態では、緊密嵌合配設および接着ボンドを介して、使い捨てカセット５５０の剛体プラスチック部分５５２に密閉して接続される。代替として、完全に封入された金属加熱蛇行性流体経路領域を提供するように、バッフル６０４の最上部に、金属カバー（図示せず）が形成される。
【０２５６】
さらに別の代替的な統合カセット加熱器の実施形態では、加熱モジュール４６０のバッフル４８０等のねじれた伝導性バッフルが、絶縁バッフル６０４の間に形成される。なおもさらなる代替実施形態では、絶縁バッフル６０４は、除去され、ねじれたサセプタプレート４８０と交換される。ねじれたサセプタプレート４８０は、乱流路を生成するように、所望するだけの巻数を含むことができる。プレート４８０は、必要なレベルまで加熱されるのに十分な電流を伝導するように、十分な量で提供される。バッフル４８０がカセット５５０内で強固に担持されるように、ねじれたバッフル４８０は、一方の端においてプラスチック部分５５２の側面に圧着することができる。
【０２５７】
（ポンプカセットに取り付けられた加熱モジュール）
ここで図３７を参照すると、使い捨てカセット５５０ａは、上記で論議される種々の流体加熱モジュールに接続するための１つの可能なカセットを示す。カセット５５０ａは、ポンプチャンバ５５４を画定する剛体部分５５２と、弁チャンバまたは弁座５５６と、上記で論じられるような管類ポート５５８とを含む。カセット５５０ａはさらに、加熱器へのポート５５８ｈと、加熱器からのポート５５８ｉとを含む。剛体部分５５２はまた、加熱器へのポート５５８ｈと流体連通して配置される、加熱器への経路５６０ａも含む。カセット５５０ａの剛体部分５５２はさらに、加熱器からのポート５５８ｉと流体連通して配置される、加熱器からの通路５６０ｂを含む。可撓性シートは、ポンプチャンバ５５４、弁チャンバ５５６、ならびに流体加熱経路５６０ａおよび５６０ｂを密閉するように、カセット５５８ａの前面および裏面に適用される。流体加熱経路５６０ａおよび５６０ｂは、弁５５６を通して他の経路と連通し、例えば、ポンプチャンバ５５４のうちの１つに通じる、またはそこから通じる経路、または、ポート５５８ａから５５８ｇのうちの１つ以上に通じる経路と連通する。
【０２５８】
加熱ポート５５８ｈおよび５５８ｉは、カセット５５０ａが、図１４Ａから１４Ｅの多重バッフルプレートモジュール１５０、図１７Ａから１７Ｆの３プレートモジュール２２０、図１８Ａから１８Ｃの蛇行性バッフルモジュール１９０、図２５Ａから２５Ｅの５管モジュール３３０、図２６Ａから２６Ｅの６管モジュール３６０、図２７Ａから２７Ｄの２管モジュール４００、および図２８Ａから２８Ｇの２管モジュール４３０等の、流体加熱モジュールのうちの多くと連通することを可能にする。上記のモジュールのそれぞれは、ともに接近して離間した入口および出口を含み、それは、接近して離間したポート５５８ｈおよび５５８ｉへの即座の接続に役立つ。出願者らは、カセット５５０ａを以下の記載されたモジュールに限定することを意図しない。しかしながら、他のモジュールは、カセット５５０ａと加熱モジュールとの間で管類のさらなる長さを必要とし得る。図２９Ａから２９Ｅの単一管モジュール４６０の単一ポートカセットも以下で示す。
【０２５９】
１つの実施では、カセット５５０ａは、高さ約５．７５インチ（１４．６ｃｍ）×幅約５．２５インチ（１３．３ｃｍ）（最大幅）×厚さ約０．５０インチ（１．２７ｃｍ）の設置面積を有する。カセット５５０ａは、２つの空気圧式ポンプチャンバ５５４を含む（しかし、代わりに、蠕動または機械的作動型容量ポンプチャンバを使用することができる）。図示したカセット５５０ａは、１７個の正方形の空気圧式弁ポート５６５を含む。代替として、弁ポートはカセット５５０ａから除去され、クランプが代わりに使用される。
【０２６０】
図３８は、さらに代替的な流体加熱モジュール６２０へのカセット５５０ａの接続を図示する。流体加熱モジュール６２０は、接近して離間した入口６２２および出口６２４を形成するように屈曲される管６３２を含む。図３８で見られるように、接近して離間した入口および出口管６２２および６２４を有する、モジュール６２０は、短い管類接合部６２６ａおよび６２６ｂが、それぞれ、（ｉ）加熱器へのポート５５８ｈを入口６２２に接続し、（ｉｉ）加熱器からのポート５５８ｉを出口６２４に接続することを可能にする。接合部６２６ａおよび６２６ｂの短い距離は、熱損失を防止し、全体的なシステム効率を増加させる傾向がある。
【０２６１】
カセット５５０ａは、複数の金属接点６３０を含む。金属接点６３０は、モジュール６２０から上流および下流の流体温度を感知するために使用される。１つの好適な金属接点は、同時係属特許出願である、２００７年７月５日出願の「Ｄｉａｌｙｓｉｓ  Ｆｌｕｉｄ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔａｃｔｓ」と題された特許出願第１１／７７３，６６１号に説明されており、その内容全体は、参照することにより明示的に本明細書に組み込まれる。
【０２６２】
代替として、接点６３０および関連電子機器を排除するために、非侵襲性の、例えば、赤外線温度センサを使用する、非侵襲性温度感知を使用することができる。その関連部分が参照することにより明示的に本明細書に組み込まれる、同時係属特許出願である、２００７年７月５日出願の「Ｄｉａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｎｏｎ-  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ」と題された特許出願第１１／７７３，７４６号は、赤外線温度センサを使用する、非侵襲性温度感知のための１つのシステムおよび方法を開示する。
【０２６３】
図３８のモジュール６２０は、管６３２の端を強固に担持する、保持器６３４を含む。管６３２の端は、入口６２２および出口６２４を含む、多岐管６２１に送り込まれる。入口６２２および出口６２４はそれぞれ、管類接合部６２６ａおよび６２６ｂのうちの１つの一方の端に嵌入する、ポートを有する。管類接合部の他方の端は、加熱器へのポート５５８ｈおよび加熱器からのポート５５８ｉに接続する。
【０２６４】
図３９は、代替的に構成されたポンプカセットとともに動作しているモジュール６３０を図示する。図３９は、流体加熱モジュール６３０が、例えば、図７から９に関連して上記で論議されるような、磁束指向アーム７８ａおよび７８ｂを含む磁心７６に巻装される、一次らせんコイル７２とともに動作する二次コイルであることを図示する。磁心７６の磁束指向アーム７８ａおよび７８ｂは、一実施形態では、透析器具の中に位置し、モジュール６３０において電流を誘導する。図示されるように、コイル７２は、アームとモジュール６３０の管との間で、指向コイルアーム７８ｂに巻装することができる。
【０２６５】
ここで図４０および４１を参照すると、カセット５５０ｂは、上記で論議される流体加熱モジュールに接続するための代替的ポンプカセットを図示する。カセット５５０ｂは、大部分がカセット５５０ａと同じであり、また、流体加熱経路５６０ａおよび５６０ｂも提供する。カセット５５０ｂおよび５５０ａの間の主な違いは、加熱器への組込／補強ポート６５０ａおよび加熱器からの組込／補強ポート６５０ｂ（本明細書では、総称して、ポート６５０と呼ばれ、または概して個別にポート６５０と呼ばれる）の提供である。ポート６５０を、図４５から４７に関連して以下で詳細に論議する。加熱器へのポート６５０ａは、加熱器への流体経路５６０ａと流体連通する。加熱器からのポート６５０ｂは、加熱器からの経路５６０ｂと流体連通する。
【０２６６】
図４１は、組込ポート６５０ａおよび６５０ｂを有するカセット５５０ｂが、上記で論議される２管流体加熱モジュール（例えば、モジュール３６０、４００、および４２０）のうちのいずれかの上多岐管が排除されることを可能にすることを図示する。その代わり、２管加熱器モジュールの入口管が、加熱器へのポート６５０ａに密閉して直接接続される一方で、２管モジュールの出口管は、加熱器からのポート６５０ｂに密閉して直接接続される。
【０２６７】
図４１は、上多岐管４０２が図２７Ａから２７Ｄに関連して上記で示される流体加熱モジュール４００から除去される、一例を図示する。ここで、管３３０ａが、組込ポート６５０ａと密閉して直接噛合される一方で、出口管３３８ｂは、組込ポート６５０ｂと密閉して直接噛合される。管３３８ａおよび３３８ｂは、帰還多岐管４１０によって底部で接続される。代替として、管３３８ａおよび３３８ｂは、１本の管類から屈曲され、Ｕ字形管は、組込ポート６５０ａおよび６５０ｂの中へ密閉して噛合される。例えば、入口および出口ポート６２２および６２４を提供する多岐管６２１の代わりに、図３８に関連して上記で示される流体加熱モジュール６２０の単一の曲管６３２を使用することができる。ここで、多岐管６２１は除去され、管は、組込ポート６５０ａおよび６５０ｂの中へ直接載置される。組込ポートは、カセット５５０ｂがカセット５５０ａよりもわずかに小さくなることを可能にする。例えば、カセット５５０ｂの最上部に沿った最大幅を、約５．０５５インチ（１２．８ｃｍ）に縮小することができる。
【０２６８】
図４０はまた、磁心７６について本明細書で説明される材料のうちのいずれかでできている、代替的磁心７６も図示する。磁心７６は、５つの面を持ち、図４１に示された管３３８ａおよび３３８ｂを受け入れるように開口最上部を有する。磁心７６はまた、断面図で示されたコイル７２も収納する。磁心７６およびコイル７２は、器具の一部であり、再利用される。カセット５５０ｂならびに管３３８ａおよび３３８ｂは、治療後に廃棄される。磁心７６はまた、以下で論議される単一管バージョンのカセット５５０ｃともに、および、３つ以上の管または本明細書で示されるバッフルプレート構成のうちのいずれかを有するサセプタとともに、使用されてもよい。
【０２６９】
磁心７６は、本明細書で論議される他のモジュールの周囲に嵌合するように器具の中で構造化することができ、管モジュールに限定されない。例えば、図４０と同様の磁心７６は、バッフルプレートモジュールのうちのいずれかのコイル７２の周囲に嵌合することができる。磁心７６はまた、ワッシャモジュール４９０ならびにキャニスタモジュール２３０および２６０の周囲に嵌合するように構成することもできる。
【０２７０】
磁心７６は、コイル７２が放射する電磁妨害（「ＥＭＩ」）から外界を遮蔽する傾向があるという点で、付加的な有益性を提供する。磁心７６を介して提供されようと、付加的な遮蔽、例えば、上記で論議されるアルミニウムシートを介して提供されようと、本明細書で論議されるモジュールのそれぞれは、ＥＭＩ放射を含有するための国際的指針を満たすよう遮蔽される。
【０２７１】
ここで図４２および４３を参照すると、さらに代替的なカセット５５０ｃは、図２９Ａから２９Ｅの流体加熱モジュール４６０等の単一管流体加熱モジュールとともに動作する、単一組込ポート６５０ｃの提供を介して、さらに小さく作製されている。ここで、上記で示されるモジュール４６０の入口および出口多岐管４６２は排除される。
【０２７２】
組込ポート６５０ｃは、管４７０の底部４７２へと流れる入口流と単一管４７０の最上端に戻る流れとを分割する、例えば、ねじれたバッフル４８０を担持する、より大きい管４７０を収容するように、図４０および４１の組込ポート６５０ａおよび６５０ｂよりも幅が広い。組込ポート６５０ｃは、ポート６５０ｃが入口流体経路５６０ａと連通することを可能にする、入口経路６５２を含む。ポート６５０ｃはさらに、それぞれ、加熱器へのポート６５０ａおよび加熱器からのポート６５０ｂ専用である、図４０のポート経路６５２および６５４とは対照的に、カセット５５０ｃの出口流体経路５６０ｂと連通する出口経路６５４を含む。単一管組込ポート６５０ｃの提供は、１つの実施において、カセット５５０ｃの最大幅が、約５インチ（１２．７ｃｍ）に縮小されることを可能にする。
【０２７３】
図４４は、図４３に示されるような丸い端４７２の代わりに、ここでは端部キャップ４７４を含む、代替バージョンの単一管流体加熱モジュールを図示する。端部キャップ４７４は、プラスチックまたは金属となり得て、本明細書で説明されるように固定することができる。図４４はまた、ねじれたバッフル４８０を管４７０に緩く嵌入できることも図示する。さらに、バッフル４８０は、管４７０の上縁４７６を越えて延在する。バッフル４８０の露出縁４７６は、単一組込管ポート６５０ｃのウェルの中へ延在し、それは、バッフルが、ポート６５０ｃの内壁６５６への隣接部を介して定位置で堅固に担持されることを可能にする。該構成はまた、入口経路６５２から、ねじれたバッフル４８０の入口側を下って、単一ポート６５０ｃのウェルの中へ流動を方向付ける。該構成はまた、縁４７６におけるねじれたバッフル４８０の出口側から、カセット５５０ｃの出口経路６５４の中へ流動を方向付ける。
【０２７４】
ここで図４５から４７を参照すると、組込補強管類ポート６５０が詳細に図示されている。図３０Ｄおよび二重ワッシャ流体加熱器モジュール４９０に関連して、非組込補強ポート５０２が上記で示される。非組込補強ポート５０２と関連するトルクおよび剪断応力もまた、組込補強ポート６５０によって共有される。図４６に示された組込ポート６５０の間隔は、図４５および４６の関連セクションで示された、さらに代替的な使い捨てポンプカセット５５０ｄに、二重ワッシャモジュール４９０を接続するために適切であることを理解されたい。図３０Ａの加熱器モジュール４９０および図４６のカセットセクションを見ると、非加熱流体は、加熱器への経路５６０ａを通り、第１のポート６５０を出て、加熱器モジュール入口５０２（図３０Ａ）へと流れ、ワッシャ５００ａおよび５００ｂの間の経路の周囲を流れ、流体加熱器モジュール出口５０４を出て、加熱器からの経路５６０ｂをカセット５５０ｄの適切な領域へ流体的に連通する、第２の組込ポート６５０の中へ流れる。
【０２７５】
図４７は、内側ポート６５６がカセット５５０ｄの剛体部分５５２の側壁６５８と一体化して成形されることを図示する。また、外側保持カラー６６０は、剛体部分５５２の壁６５８と一体化して成形される。カラー６６０は、図３０ｄの補強入口および出口ポート５０２および５０４に関連して示される、内側ポート５０６ｂへのカラー５０６ａが提供するのと同じ種類の補強保護を、管類ポート６５６に提供する。両方の場合において、それは、カップ特徴または追加カラー６６０または５０６ａにそれぞれ埋め込まれ、レバーアーム枢軸を前方に移行させるため、関連内側ポート６５６または５０６ｂに対する剪断応力は低減される。したがって、図４７の矢印で示された方向に可撓性管を枢動させる人は、図４７に示された内側の点線を起点とするのとは対照的に、図４７の外側の点線を起点とするモーメントアームを有するトルクを付与する。
【０２７６】
水平な矢印によって示される点線の間の間隔は、管類ポート６５６上に付与されるモーメントアームおよびトルクがどのように低減されるかを示す。この低減は、ポート５０２、５０４、および５６０の耐久性を強化する。本明細書で論議される加熱モジュールに関連して、補強ポートが示されているが、例えば、例えば、供給ラインポート、患者へのポートまたは患者からのポート、または別の管類ポートとして、ポートを透析カセット５５０上の他の場所で使用できることを理解されたい。
【０２７７】
ここで図４８を参照すると、さらに代替的なポンプカセット５５０ｅは、図１５Ａから１５Ｅのモジュール１８０、図１６Ａから１６Ｅのモジュール２１０、および図４８に示されたさらに代替的な流体加熱モジュール６７０等の、インライン流体加熱モジュールに接続するための一実施形態を図示する。カセット５５０ｅは、インライン流体加熱モジュールのうちの１つがポート５５８ｈおよび５５８ｉの間で配置されることを可能にするのに十分な距離で、加熱器からのポート５５８ｉから離間した、加熱器へのポート５５８ｈを含む。ポートは、代替として、上記で論議される組込および／または補強型となり得ることを理解されたい。
【０２７８】
流体加熱モジュール６７０は、１回巻かれ、それぞれポート５５８ｈおよび５５８ｉに接続するための入口端６７４および出口端６７６を含む、管６７２を含む。管６７２のループは、例えば、図３９に示されるような、磁心７６の磁束指向延長部７８を覆って嵌合する。管類６７２は、流体加熱モジュール６３０の管類６３２のように、一実施形態では、磁性または非磁性ステンレス鋼等のステンレス鋼である。カセット５５０ｅの剛体部分５５２は、流体加熱モジュール６７０の周囲に延在して、ポンプおよび弁アクチュエータに関してカセット５５０ｅを搭載し、誘導流体加熱モジュール６７０とともに動作するコイル７６に関して流体加熱モジュール６７０を搭載するのに役立つ、ハンドル６６２を提供するように延長される。
【０２７９】
（バッグの中の球体）
ここで図４９を参照すると、流体加熱バッグまたはポーチ６８０は、本開示のさらに別の代替的な流体加熱モジュールを図示する。本明細書で論議されているように、本開示の流体加熱モジュールは、例えば、患者ラインまたは溶液ラインと直列になっているような、使い捨てカセットまたは使い捨てセットの中の他の場所に接続される、別個または独立型のモジュールとなり得る。バッグまたはポーチ６８０は、供給バッグまたは加温器バッグ等の流体バッグまたはポーチに、伝導性サセプタ材料を配置することも可能であることを図示する。図示した実施形態では、バッグ６８０は、ポーチまたはバッグ６８０を形成する１つ以上のシート６８６および６８８に超音波溶接または接着結合される、流体入口６８２および流体出口６８４を提供する。シート６８６および６８８は、ポリ塩化ビニル（「ＰＶＣ」）、または他の高温可撓性の医療グレードプラスチックで作製することができる。
【０２８０】
ポーチまたはバッグ６８０は、図示した実施形態では複数のステンレス鋼球６９０を担持する。ステンレス鋼球６９０は、透析器具の中に位置する一次誘導コイルに対するサセプタまたは二次コイルとして動作する。一次コイルは、パンケーキコイル４２またはらせんコイル７２となり得る。代替実施形態では、ステンレス鋼球６９０は、ステンレス鋼網、焼結金属、またはウール等の、流体がそれを通って流れることを可能にする、別の種類のステンレス鋼媒体と交換される。
【０２８１】
（陽圧および陰圧を付与するプレート加熱器）
ここで図５０を参照すると、加熱システム７００は、熱伝達効率を強化するために圧力および真空を使用し、本明細書で説明される付加的な有益性を提供する、代替的加熱システムを図示する。加熱システム７００は、上加熱器７０２と、下加熱器７０４と、流体加熱経路アセンブリ７０６とを含む。上加熱器７０２および下加熱器７０４はそれぞれ、加熱プレート７０８と、加熱プレートまたは表面７１０と、外側カバー７１２とを含む。上下両方の加熱器７０２および７０４用の加熱プレート７０８は、陰圧源および陽圧源を含む、１つ以上の空気圧源への接続を提供する、開口またはポート７１４を含むか、または画定する。
【０２８２】
加熱表面または加熱プレート７１０は、１つ以上の開口部７１６を含むか、または画定し、それは、ポート７１４を通して付与された陽圧または陰圧と、カバー７１２とプレート７１０との間のプレナムとを、アセンブリ７０６の可撓性加熱セクション７２０に伝達する。本明細書で説明されるような開口部は、可撓性加熱セクション７２０の全体にわたる陽圧または陰圧の分布を最大限化するように構成される。
【０２８３】
一実施形態では、管（図示せず）が空気圧ポート７１４に接続される。これらの管は、例えば、上記で図示されるような使い捨てカセット上に位置するもの等の、使い捨て品の弁付き部分に、または一連の挟持クランプ（図示せず）に及ぶ。使い捨てカセット弁は、電気的に、または空気圧で動作させることができる。挟持クランプは、例えば、ソレノイド状に、電気的に作動させることができる。
【０２８４】
図１は、誘導加熱用の電子機器を図示する。システム７００は、主に抵抗加熱の実施形態である。その電子機器は、回路２４の電子機器のように、マイクロプロセッサ等のプロセッサと、例えば、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）および読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）を含む、メモリとを含む、回路２４のインプリメンタ１６のような論理インプリメンタを含むことができる。メモリおよび処理は、当技術分野で公知であるように、ソフトウェアベースとなり得る。代替として、１つ以上の特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）を使用することができる。論理インプリメンタ１６のような抵抗システム７００用の論理インプリメンタはまた、入力信号１８ａを受け入れ、かつ出力信号１８ｄを受け入れる能力も含む。入力信号１８ａは、温度センサ、流量センサ、空気検出センサ、または透析器具に関連して使用される他の種類のセンサ等のセンサからの信号となり得る。
【０２８５】
回路２４のような抵抗回路は、誘導加熱モジュールについて本明細書で論議される一次コイルのうちのいずれかに電力供給する電力供給部等の、透析器具内の構成要素に出力信号１８ｂを送信する。代替として、電源は、抵抗プレート加熱器への負荷サイクル出力を制御する。出力信号１８ｂはまた、流体ラインを締め付けるか、または開くことができる、ソレノイド弁または挟持クランプに接続することもできる。論理インプリメンタ１６のような、抵抗回路２４の論理インプリメンタは、例えば、使い捨てユニットの中の空気を感知する空気検出センサからの入力を受信することができ、システム７００のポート７１４に接続された管のうちの１つを閉じる挟持クランプソレノイドへの入力の受信時に、出力を送信するようにプログラムすることができる。
【０２８６】
上下の加熱器７０２および７０４は、陽圧または陰圧が内部で形成され、したがって、開口７１６を通して可撓性流体加熱経路７２０へと再分配されることを可能にする、空気圧プレナムを形成する。３つの開口７１６が示されているが、任意の開口の数、パターン、および寸法を提供することができる。例えば、可撓性加熱経路７２０の表面に陽圧または陰圧を均一に分配するように、多くの小さい穴を有する有孔金属を提供することができる。
【０２８７】
アセンブリ７０６は、流体加熱経路７２０がアセンブリフレーム７２２および７２４の間で密閉されることを図示する。次に、フレーム７２２および７２４は、システム７００の陽圧または陰圧を担持する密閉環境を形成するように、上下の加熱器７０２および７０４の加熱プレート７０８に密閉される。
【０２８８】
代替として、経路７２０の可撓性シートは、（ｉ）流体加熱経路７２０を形成するように、および（ｉｉ）入口管７２６および出口管７２８の周囲で、ともに密閉され、それは、流体が流体加熱経路７２０に送り込まれ、送出されることを可能にする。次いで、上下の加熱プレート７０８は、密閉環境を提供するように、密閉された流体経路７２０の周囲でともに締め付けられる。例えば、加熱プレート７０８は、フレーム７２２／７２４に、または可撓性流体経路７２０のシートに直接、圧迫を提供する、軟質ガスケット材料またはＯ−リング７１８を有することができる。空気圧システムでは、セクションをともに圧迫するように、およびシール７１８を圧迫し、それにより、システム７００の密閉環境を開放または閉鎖するように、加熱器７０２および７０４のうちの１つに対して、膨張式嚢（図示せず）を加圧することができる。
【０２８９】
一実施形態では、加熱表面７１０は、抵抗加熱表面である。加熱表面７１０は、表面とカバー７１２との間で、加熱表面７１０の非露出側と熱的接触して配置される抵抗発熱体（図示せず）によって、加熱することができる。抵抗発熱体（図示せず）に電力供給するＡＣ主電源と使い捨て流体加熱経路７２０との間に電気絶縁が提供される。
【０２９０】
代替実施形態では、加熱器プレートの抵抗材料により加熱する表面７１０に、電流が誘導的に印加される。誘導加熱表面７１０の間の直接接触の欠如は、ＡＣ主電源と使い捨て流体加熱経路７２０との間の電気絶縁の要件を満たす。
【０２９１】
陽圧または陰圧を付与する能力は、流体加熱に多くの有益性を提供する。例えば、流体加熱経路７２０の表面への空気の陽圧または陰圧の付与は、加熱器プレート７２０に接触する経路７２０のフィルムまたはシートの量が、周囲空気圧および流体圧に対して変動することを可能にする。監視または制御すべき１つの重要な圧力は、流体加熱経路７２０を形成するシートにわたる圧力差である（空気圧と対比した流体圧と見なすことができる）。１つの場合では、経路７２０と表面７１０との間に付与される空気の陰圧は、使い捨て表面をプレート７１０に強制的に合致させ、経路７２０のフィルムとプレート７１０との間の表面積接触を最大限化する。このことは、プレートと流体との間のより良好な熱伝達を可能にする。
【０２９２】
プレート７１０と経路７２０との間に陰圧を付与する、この能力はまた、流体の相対陰圧が使い捨て品を破壊することを防止し、それは、加熱器を通る透析流体の流動を防止するか、または厳しく制限することができる。そのような状況は、溶液源が流体ポンプより高度が下側にあり、流体ポンプが加熱システム７００から下流に位置する時に発生し得る。加えて、流体経路７２０がポンプから下流に位置し、流体の目的地（患者等）が流体経路７２０よりも低い時に、使い捨て品の加熱セクションはまた、倒壊または部分的に倒壊することができる。これらの条件は、依然として、流体が加熱器を通って流れることを可能にするが、そのような流動は、フィルムと加熱器プレートとの間の接触の損失とともに発生し、プレートと流体との間の熱伝達を低減する。
【０２９３】
上記で論議されるように、システム７００はまた、陽圧がプレート７１０と流体加熱経路７２０との間に付与されることも可能にする。陽圧の付与は、透析システム７００が、透析流体経路７２０から、および潜在的に、流体経路７２０に接続された使い捨てセットの他の領域から、流体を放出することを可能にする。本質的に、陽圧の付与は、流体加熱経路７２０に膜ポンプの役割を果たさせて、入口ライン７２６の中へ、例えば、供給バッグの中へ上流に、あるいは排出するための出口ライン７２８を通して、流体加熱経路の外へ流体を押し出す。
【０２９４】
システム７００が加熱経路７２０に陽圧を付与する１つの理由は、どのような理由であれ、流体流動が停止した時に過熱を防止するためである。陽圧は、セクション７００が過熱されないように、加熱経路７２０から流体を除去する。陽圧を付与する別の理由は、別の種類の透析流体が使用されてもよいように、流体加熱経路７２０から１つの種類の透析流体を放出するためである。例えば、異なる透析流体が、異なるブドウ糖濃度を有することができる。新しい濃度に切り替える時に、システム７００は、流体経路から第１の濃度の透析液を放出することができ、流体経路７２０またはおそらく使い捨てセットの他の部分に依然として残存する第１の濃度の溶液と、第２の溶液の一部分とを混合させることなく、第２の溶液が使用されることを可能にする。
【０２９５】
流体加熱経路７２０は、入口７２６から内向きに渦巻状になり、次いで出口７２８へと外向きに戻る継目を形成する、熱融着、超音波溶接、または接着結合したシール７３０によって画定される。一実施形態では、真空または陽圧が継目に沿って進行することができるように、開口７１６は、継目７３０と整合して真空または陽圧が継目７３０の一部分から開始されることを可能にする。このことは、真空または陽圧が、流体加熱経路７２０上の両側の表面積全体の周囲で容易に出されることを可能にする。
【０２９６】
流体経路７２０の外面およびプレート７１０の接触面の一方または両方は、紋様の隙間を通して陽圧または真空が付与されることを可能にするよう、型押加工することができる。このように、紋様はさらに、流体加熱経路７２０の表面全体を通して陽圧または陰圧を広げるのに役立つ。紋様はまた、経路７２０のフィルムと加熱器プレート７１０との間で空洞域が形成することを防止するようにも動作する。
【０２９７】
実施形態では、システム７００が加熱経路７２０の外側に陽圧を付与する時に、型押表面が加熱経路７２０の内側から全ての流体を排出するのに役立つように、流体加熱経路を形成するシートの内面も型押加工される。内側型押表面はまた、流体が経路７２０内に閉じ込められることも防止する。
【０２９８】
ステンレス鋼箔等のより熱伝導性の材料が、流体加熱経路７２０を作製するために使用される１枚または両方のフィルムを置換するか、またはそれに塗布されてもよい。ステンレス鋼箔は、加熱器プレート７１０と、経路７２０内の流体との間の熱伝達を増加させる。箔の表面と加熱器プレート７１０との間に真空を付与することにより、より堅い箔表面が加熱器プレートにより良好に合致することを可能にし、熱伝達をさらに増加させる。
【０２９９】
ここで図５１Ａを参照すると、加熱経路７２０に上下の加熱器７０２および７０４を密閉するための一実施形態が図示されており、この図および以降の図では、流体加熱経路７２０の個々のシートは、シート７２０ａおよび７２０ｂと印付けられる。図示した実施形態でのフレーム７２２および７２４は、例えば、上下の加熱器７０２および７０４の加熱プレート７０８から、比較的大きい力を受け入れることができる、比較的広い領域７３４を提供する。力は、締め付け部材７３８ａおよび７３８ｂに付与され、それらは次に、シート７２０ａおよび７２０ｂに比較的著しい密閉力を付与する。
【０３００】
図５１Ａは、フレーム７２２のフレーム部材７３２がエネルギー導波器７３６を含み、それが、超音波エネルギーを方向付け、フレーム７２４のフレーム部材７３２に対して、およびフレームとシート７２０ａおよび７２０ｂとの周辺に溶接される、超音波を生成するのに役立つことを図示する。
【０３０１】
図５１Ａの詳細Ａは、一実施形態では、締め付け部材７３８ａおよび７３８ｂの縁が、外向きおよび内向き噛合突出三角形等の、噛合関係を有するように構成されることを示す。代替として、図５１Ａの詳細Ｂは、締め付け部材７３８ａおよび７３８ｂが、隣接する、例えば、正方形と対比して丸い接合面を有することを示す。
【０３０２】
図５１Ｂは、シート７２０ａおよび７２０ｂにフレーム７２２および７２４を適用するための一実施形態を図示する。ここで、フレーム７２２の繋止機構７４０は、フレーム７２４に繋止し、シート７２０ｂにシート７２０ａを密閉するよう、フレーム７２４の噛合隆起部７４４ａに対してフレーム７２２に形成される、Ｕ字形起伏部７４２ａを引張る。繋止機構７４０は、フレーム７２２および７２４内で可撓性シート７２０ａおよび７２０ｂを配置して捕捉する、熱かしめである。図５１Ｂはまた、図５１Ａに関連して上記で説明されるエネルギー導波器７３６も含む。
【０３０３】
図５１Ｃは、図５０に示されたフレーム７２２および７２４の別の実施形態を図示する。ここで、再度、繋止機構７４０は、フレーム７２２をフレーム７２４に繋止し、フレーム７２２および７２４内で可撓性シート７２０ａおよび７２０ｂを位置付けて捕捉する、熱かしめとしての機能を果たす。フレーム７２２は、代替的な起伏部７４２ｂを提供し、フレーム７２４は、代替的な噛合隆起部７４４ｂを提供する。上下の加熱器７０２および７０４の加熱プレート７０８は、例えば、起伏部７４２ｂが段差７４４ｂと噛合する接合面において、加熱経路フレーム７２２および７２４に押し付けられる。
【０３０４】
図５１Ｄは、入口または出口管７２６または７２８とともに、シート７２０ａおよび７２０ｂの接合面を密閉するための実施形態を図示する。ここで、管７２６および７２８（またはそれらの部分）は、剛体の管類部品である。シート７２０ａおよび７２０ｂは、管類７２６または７２８に結合、熱融着、または溶接される。フレーム７２２および７２４のフレーム部材７３２は、剛体管類部分７２６、７２８に対してガスケット７４６を圧迫する。
【０３０５】
図５１Ｅは、各フレーム部材７３２が、管類７２６、７２８のスエージ部分７５０を圧迫する段付き部分７４８を含む、代替実施形態である。図示した実施形態でのスエージ部分７５０は、管類とフレーム部材７３２の段付き部分７４８との間に圧縮シールを作製するのに役立つ、管類７２６、７２８の束状または圧着セクションである。
【０３０６】
ここで図５１Ｆを参照すると、シートと入口および出口管類との間の接合面のさらなる代替実施形態が図示されている。ここで、フレーム７２２および７２４のフレーム部材７３２は、管７２６／７２８の周囲でＯ−リング７５２を圧迫するように屈曲される。フレーム部材７３２はまた、ブッシング７５４を封入し、それが管類とＯ−リング７５２との間に圧縮シールを作製するのに役立つ。
【０３０７】
ここで図５１Ｇを参照すると、さらなる代替実施形態では、管類７２６、７２８は、圧縮性である。ここで、フレーム部材７３２の丸い先端７５６が管類７２６および７２８をわずかに内向きに圧迫してシールを作製するように、しかし、管類が流体流動のために開いたままとなるように、フレーム７２２および７２４のフレーム部材７３２は、離間される。
【０３０８】
ここで図５１Ｈを参照すると、さらなる代替実施形態では、管７２６および７２８は、管セクション７２６ａおよび７２６ｂと、管セクション７２８ａおよび７２８ｂとに分離される。２組のセクションは、隔壁継手７５８に噛合され、それは次に、それぞれ上下のフレーム７２２および７２４の段付きフレーム部材７３２に密閉される。
【０３０９】
図５１Ｉでは、フレーム７２２および７２４のフレーム部材７３２は、管セクション７２６ｂまたは７２８ｂを密閉して受容するための雌コネクタ部分７６０、および管類セクション７２６ａまたは７２８ａを密閉して受容するための雄ポート７６２を形成する。
【０３１０】
（加熱制御構造）
本明細書で説明される流体加熱の実施形態、特に、誘導の実施形態の制御は、別個の制御体制を伴うことができ、流体温度を制御するもの（図５２）、安全性を制御するもの、つまり、例えば、加熱器を通過する空気により、モジュールが過熱することを防止するものである。安全制御は、空気がシステムにおいて検出されたときはいつでも、流体温度の通常制御に優先にするように構成される。付加的な安全制御に続いて、通常の流体加熱アルゴリズムについて次に論議する。
【０３１１】
（流体加熱制御）
ここで図５２を参照すると、制御方式７７０は、制御アルゴリズムの一実施形態を図示し、この制御アルゴリズムは、（たとえ図５２において、伝導性コイルが低温流体入力および温暖流体入力とともに示されていても）全ての誘導および抵抗の実施形態を含む、本明細書で説明される流体加熱の実施形態のうちの任意のものについて流体加熱を制御することができる。制御方式７７０は上記で説明され、図１に示された論理インプリメンタ１６等の論理インプリメンタ上で、またはそれによって操作される。図１の論理インプリメンタ１６とともに動作する回路２４は、示されているようなものから、図示した誘導よりもむしろ抵抗流体加熱の実施形態とともに動作するように修正される。制御方式７７０は、以下で詳細に説明される、フィードフォワード部分７７２およびフィードバック部分７７４を含む。
【０３１２】
一実施形態では、加熱システムは、加熱器に入力される電力を制御するために、制御方式７７０を使用する。制御方式７７０は、透析流体の流速７７６（例えば、本明細書で説明される、瞬間的に測定または計算された流速）および差分Ｔ（ΔＴ）を関係づけて、加熱器電力供給部および加熱器７８４の電力設定点７９０を生成する表７８０を使用する、フィードフォワード部分７７２を含む。電力供給および加熱器７８４は、入口温度７７８にある低温流体を、出口流体温度７８２を有する温暖流体にまで加熱する。
【０３１３】
制御方式７７０はまた、制御方式７７０の加算部分（Σ１）に出力する、以下で論議されるフィードバック制御７８８を有する、フィードバックループ７７４も含む。制御方式７７０の加算部分（Σ１）は、表７８０に差分Ｔ（ΔＴ）を出力する。制御方式７７０の加算部分（Σ１）に入力する他の因数は、一実施形態では一定値である所望の出口流体温度７８６と、透析流体の入口温度７７８（例えば、以下で説明されるように測定される）とを含む。したがって、差分Ｔ（ΔＴ）は、以下のとおりである。
【０３１４】
ΔＴ＝Ｔｄｅｓｉｒｅｄ７８６＋フィードバック出力７８８−測定されたＴｉｎ７７８
一実施形態での表７８０は、流体流速７７６および差分流体温度との電力設定点７９０の相関から導出される値を含む。相関を以下に示される表において表示する。
【０３１５】
【表１】
2010532215.tif 000003
表の基礎は、比熱計算Ｑ＝ｍ＊ｃ＊ΔＴに由来し、式中、Ｑは、１つの温度から別の温度までのΔＴに対する比熱ｃを有する、流体の質量ｍを加熱するために必要とされるエネルギーである。流体は流れているので、Ｐｆ＝Ｑ／ｔ＝（ｍ／ｔ）＊ｃ＊ΔＴという同様の式を書くことができ、式中、Ｐｆは、１つの温度から別の温度までのΔＴに対する比熱ｃを有する、ｍ／ｔ（単位時間あたりの質量）の流量で流れる流体を加熱するために必要とされる、電力（単位時間ｔあたりのエネルギーＱ）である。表は、測定された流体流速および流体温度の所望の変化ΔＴを説明する。流速は、流量計を使用して知られるか、既知のポンプ速度設定から、または以下で論議されるような計算から仮定される。ΔＴは、図５２に示されるように計算される。加熱されている流体の比熱（水および透析液の定数であり、ほぼ同一の比熱定数を有する）を含む定数は、表が作成される時に組み込まれる。したがって、透析流体の比熱は、特定の透析流体の表７８０を策定する際の定数であると想定される。
【０３１６】
流体Ｐｆへの電力は、使用される加熱モジュールとは無関係である、所望の電力入力である。加熱器のうちの特定の１つに対する電力供給設定点（Ｐｓｅｔｐｏｉｎｔ）は、加熱器の効率と、電力供給の非線形性、および電力設定点を流体に送達される電力に関係付ける種々の流速におけるサセプタと流体との間の熱伝達比等の他の関係とを考慮に入れる。したがて、任意の所望の流速および温度の変化ΔＴについて、電力供給設定点Ｐｓｅｔｐｏｉｎｔが存在し、表に記録される。
【０３１７】
表７８０を生成するために、一実施形態での加熱システムは、種々の流速、差分流体温度、および電力供給設定点において実験的に試験される。収集されたデータは、表を完成させるために使用される。表が作成された後に、測定された流速および所望の差分温度の組み合わせが存在する。次いで、対応する電力供給設定点が電力供給部に適用され、表が作成された時とほぼ同じ温度差分だけ、流体が加熱される。一実施形態では、加熱器の電力供給部への電力設定点は、電子制御入力を使用して調整される。設定点入力は、アナログ設定点（例えば、４〜２０ｍＡまたは０〜５ＶＤＣ）またはデジタル設定点（例えば、パルス幅変調（「ＰＷＭ」）設定点）となり得る。
【０３１８】
一例として、表を生成するために、差分温度ΔＴ１を生成する、適用された電力供給設定点である設定点１，１とともに、上記の表に示されるような、特定の流速である流速１において、システム７７０を操作する。表内の対応する点を記録する。表の各行および列を同じように完成させる。完成した表を使用する例では、システム７７０が流速２等の流速７７６を測定し、Ｔｉｎ７７８等の入口流体温度を測定する時に、システムは、Ｔｏｕｔ７８２の出口流体温度を所望し、例えば、ΔＴ３のΔ計算＝Ｔｏｕｔ−Ｔｉｎをもたらす。電力供給設定点である、設定点３，２が表にある。設定点は、電力供給部に適用され、電力供給部は、表が生成された時に従って、加熱システム応答を生じさせ、Ｔｏｕｔの出口流体温度を生じさせるはずである。測定された流速または差分温度ΔＴが表に正確に存在しない場合には、必要な電力設定点を補間するために、アルゴリズムを表のデータに適用することができる。または、最も近い交差データ点を選択することができる。
【０３１９】
代替実施形態では、論理インプリメンタ１６は、表を作成するために使用される実験的測定値、測定された流速７７６、測定された入口温度７７８、および所望の温度７８６から作成される式を使用して、必要に応じてＰｓｅｔｐｏｉｎｔを計算する。そのような場合、表７８０は必要とされない。表またはアルゴリズムは、従来のフィードバック専用ＰＩＤ温度制御システムに固有の従来のオーバーシュートまたは遅延なしで、出口流体温度を所望の温度に到達させようとして加熱システムが使用するフィードフォワード部分７７２の電力設定点をもたらすか、または計算する。
【０３２０】
タービンポンピング等のある種類の流体ポンピングについては、流速は比較的連続的であり、上記のフィードフォワード計算の流速部分を比較的実施しやすくする。ダイヤフラムポンプ等の、流速が非連続性である時は、上記のフィードフォワード計算の流速部分がより困難になる。
【０３２１】
間欠または拍動流については、加熱システム７７０のフィードフォワード部分７７２を実施するための１つのアプローチは、短い期間（ミリ秒等）にわたって流速を測定または計算すること、および流速が測定されているのと同じ割合で電力設定点を調整することである。このアプローチは、ポンプ行程の全体を通して電力入力を調整することによって、加熱器の出口において一定の流体温度を生成しようとする。例えば、２つのダイヤフラムポンプが相互に位相をずらして使用され（一方は送出するが、他方は充填する）、どちらのポンプも加熱器に送出したり、または加熱器から送り込んだりしない期間が、各ポンプの行程の終わりに存在する場合、加熱器における流速は、その期間ではゼロである。このアプローチでは、加熱器に入力される電力も、その期間ではゼロとなる。このシステムは、加熱モジュールの過熱、および、例えば、誘導過熱システムにとってより懸案事項である、無流状態を防止するのに役立つ。
【０３２２】
その関連部分が参照することにより明示的に本明細書に組み込まれる、同時係属特許出願である、２００７年７月５日出願の「Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｐｕｍｐｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ」と題された特許出願第１１／７７３，７７３号は、瞬間流速を判定するためのリアルタイム方法を開示し、それは、システム７７０のフィードフォワード部分７７２に流速情報を提供する１つの方法である。組み込まれた流速の教示は、その出願で説明されるような空気圧式制御ポンプシステムとともに動作可能である。
【０３２３】
システム７７０のフィードフォワード部分７７２用の流速データを送達するための別のアプローチは、ダイヤフラムポンプのいくつかのポンプ行程にわたって流速を測定するステップと、測定された流速から該期間にわたる平均流速を計算するステップと、平均流速に基づいて表７８０から電力設定点７９０を見出すステップとを伴う。平均流速の測定および計算は、ある時間間隔後、例えば、数秒ごとに、再実施することができる。この第２のアプローチでは、ピーク流速の間に加熱器を通して送出される流体が平均よりもわずかに低い温度に加熱される一方で、より低い流速の期間中に加熱器で加熱される流体を通して送出される流体は、平均よりもわずかに温かい温度に加熱される。過熱された、または加熱不足の流体が混合されると（例えば、患者に通じる使い捨て品の部分との接触を介して）、平均流体温度は、所望の温度と釣り合う。この流速方法アプローチは、より大きい加熱器表面質量を必要としてもよく、抵抗加熱システムにより適用可能であってもよい。
【０３２４】
システム７７０のフィードバック部分７７４は、実際の流体出口温度７８２においてフィードフォワード設定点７９０が生じさせる誤差を取り除こうとする。フィードバック部分７７４は、所望の出口流体温度７８６から測定された出口流体温度７８２を引く、第２の総和Σ２を使用する。第２の総和Σ２の出力は、フィードバック式またはアルゴリズム７８８に入力される。一実施形態では、フィードバック制御７７４を開始する前に、システム７７０は、測定された出口温度７８２が定常状態に到達することを待つ。ここで、フィードバック制御７８８の出力は、出口温度７８２が定常状態に到達するまで、Σ１に対してゼロに設定することができる。
【０３２５】
一実施形態では、フィードバック部分７７４は、フィードフォワード部分７７２が更新されるたびに更新される。つまり、フィードフォワード部分７７２のフィードフォワード設定点７９０が更新される度に、更新期間が約数ミリ秒または数秒であるか否かにかかわらず、設定はフィードバック部分７７４の１つ以上の更新された利得（以下で説明される）を潜在的に考慮に入れる。代替として、例えば、フィードフォワード設定点が頻繁に更新されると、フィードフォワード設定点７９０のある更新数ごとに１回、例えば、フィードフォワード電力設定点７９０の１０回または１００回の更新ごとに１回、フィードバック部分７７４の１つ以上の利得を代わりに更新することができる。
【０３２６】
本明細書で説明される、加熱モジュールおよび対応する加熱システムは、システムによって異なってもよく、それは、表７８０に、同じ種類の加熱モジュールを使用する異なるシステムにおいて（軽微であるが）異なる結果を生じさせ得ると考えられる。つまり、一実施形態では、表７８０は、各種類のモジュールおよび加熱器について１回生成され（例えば、モジュールのうちの異なるものについて結果を平均する）、その表は、特定の加熱器を有し、その特定のモジュールを動作させる、各器具で使用される。共通表は、同じモジュールの異なるものについて異なる結果を生じてもよい。フィードバック部分７７４は、この潜在的変動を補う。
【０３２７】
器具は、器具とともに動作可能な異なるモジュールについて複数の表を格納できることを理解されたい。また、器具が異なる種類の流体、例えば、同じモジュールの異なる粘度または比熱について、または、同じモジュールおよび同じ流体の異なる温度範囲について、複数の表を格納できることも可能である。
【０３２８】
フィードバックループ７７４は、表７８０にΔＴを出力する、総和Σ１への出力を生成する。フィードバック部分７７４は、総和Σ２におけるＴｄｅｓｉｒｅｄ７８６からの測定された温度７８２（例えば、上記で図示される下流伝導性接点６３０を介して測定される）、および、総和Σ１への更新された出力を判定するように総和Σ２の出力に適用される、フィードバックアルゴリズム７８８における比例利得、積分利得、または微分利得（「ＰＩＤ」）のうちのいずれかを使用する。
【０３２９】
比例利得は、測定された出口温度がどれだけ所望温度から離れているかによって影響される。微分利得は、測定された温度がどれだけ速く所望の出口温度に近づいている（または遠ざかっている）かによって影響される。積分利得は、数秒等の最近の期間にわたって積分された、測定された出口流体温度との所望温度の差異等の、履歴データによって影響される。
【０３３０】
システム７７０は、論理インプリメンタ１６に出口温度７７８（例えば、出口接点６３０で測定される）を示す信号を入力する、温度センサを使用する。本明細書で説明される加熱器、特に、薄壁の誘導加熱器の高速応答により、１つの好ましい実施形態での温度センサは、高速応答温度センサである。
【０３３１】
１つの好適な温度センサは、ＩＲｔ／ｃ  Ｈｅａｔ  Ｂａｌａｎｃｅ系の赤外線熱電対（例えば、部品番号ＩＲｔ／ｃ．０１ＨＢ）としてＥｘｅｒｇｅｎから市販されている、赤外線センサである。このセンサは、変化する流体温度に迅速に応答する。しかしながら、以下のシステムおよび方法は、他の応答が遅い種類の温度センサの応答時間を改善する。
【０３３２】
システムおよび方法は、実際の流体温度が所与の時点でどうなるかもしれないかを予測するために、温度測定値が変化しているという事実を使用する。次いで、システムおよび方法は、実際に測定された流体出口温度７８６の代わりに、調整済みの測定された流体出口温度７８６’を使用する。論理インプリメンタ１６は、流体７８６’の現在の温度を予測するために、現在の時間の実際の測定された出口温度７８６と対比した、過去の時間の測定された出口温度７８６の数学的導関数を使用する。
【０３３３】
入口および出口温度センサは、流体温度の変化にほぼ即座に応答するが、実際の応答は遅すぎる、つまり、センサの出力が実際の流体温度に遅れるように、センサは、適切な時点であるが十分には応答しないことが分かっている。したがって、システムおよび方法は、測定された流体温度が劇的に変化した、例えば、増加した場合、実際の流体温度は、センサ出力から導出される温度以上に変化している、例えば、実際は導出された温度よりも高いことを想定する。
【０３３４】
一例として、１つの試験で、流体の出口温度７８６を０．２５０秒の一定間隔でサンプリングする。以下の式について、現在の測定温度サンプル７８６ｎをＴｎに設定し、以前の温度サンプル７８６ｎ−１をＴｎ−１に設定する。急速に変化する測定温度を補正するために、現在の流体温度Ｔｆｌｕｉｄ（７８６’）を以下のように調整する。
【０３３５】
Ｔｆｌｕｉｄ＝Ｔｎ＋Ｋ＊（Ｔｎ−Ｔｎ−１）
式中、Ｋは、システムの物理定数によってもたらされる。Ｋは、実験的に判定することができ、上記の式を正確にするように判定される、システムの定数である。代替として、Ｋは、システムの熱抵抗およびキャパシタンスを考慮に入れる微分方程式を介して判定される。熱システムは、例えば、対応する電気回路において抵抗ＲおよびキャパシタンスＣを有する電気システムとしてモデル化することができ、Ｖ（ｔ）＝ＶＩ＊ｅ（−ｔ／ＲＣ）である。ここで、ｔは、時間であり、ＶＩは、測定された開始温度に類似している。Ｖ（ｔ）は、時間ｔにおける測定温度に類似している。
【０３３６】
上記の方程式によれば、温度サンプル間のわずかな温度変動は、本質的にＴｎ（７８６）に等しいＴｆｌｕｉｄ（７８６’）をもたらす。温度サンプル間の大きな温度変動が測定されると、因数Ｋは、それに応じて現在の測定温度Ｔｎ（７８６）を修正して（Ｋを乗じた最後の２つのサンプル中の温度変化の量だけ、測定された流体温度を調整する）、加熱システム７７０で使用される、異なる調整されたＴｆｌｕｉｄ（７８６’）を生じる。
【０３３７】
ｎとｎ−１との時間の間の温度の変化ΔＴが、ある閾値を下回る場合、結果として生じるＫ因子は、加熱システム７７０の雑音により、信頼できない場合があると判定される場合がある。ここで、（Ｔｎ−Ｔｎ−１）は、ゼロに設定され、Ｔｆｌｕｉｄ（７８６’）は、Ｔｎ（７８６）とされる。
【０３３８】
実際の時間サンプルは、０．２５０秒とは異なる時間間隔で採取されてもよいことを理解されたい。方法はさらに代替として、わずかな時間間隔中に非常に迅速に多くのサンプルを採取し、サンプルをともに平均し、平均値をＴｎに割り当てて雑音を減少させるか、または分解能を増加させることができる。
【０３３９】
図５３は、上記の方法およびアルゴリズムの試験データを図示する。菱形のデータ点を接続する線は、実際の流体温度を表す。正方形のデータ点を接続する線は、測定された流体温度を読み取って報告するマイクロコントローラによって実行されるような、上記の方程式に基づく、予測された流体温度を表す。三角形のデータ点を接続する線は、報告されたデータ上の異なる定数による同じ方程式の結果を表す。
【０３４０】
（加熱安全制御）
本明細書で論議されるように、本開示の１つの一次加熱システムは、一次コイルおよびサセプタを使用する誘導加熱システムである。システムは、流体を加熱するために、比較的少量の金属を使用し、それは、システムがあまり多くのエネルギーを貯蔵せず、必要な時に迅速にエネルギーを消散できることを意味する。しかしながら、サセプタもまた、例えば、加熱器内の透析流体流動の停止、または気泡の存在により、温度がかなり急速に上昇し得る。加熱制御構造は、流体加熱制御に加熱安全制御を追加して、潜在的な過熱問題に対抗する。加熱安全制御は、流体加熱制御が、流体の過剰温度および加熱モジュールの潜在的な過熱を回避するのに十分ではない場合がある状況で、流体加熱制御に優先する。
【０３４１】
システム７７０は、停滞または停止した流体流動による過熱に対抗するための１つの手段を提供する。上記で論議されるように、システム７７０は、透析流体の流速に基づいて、電力設定を入力する。一実施形態では、システム７７０は、瞬間流速を知り、流動のない期間が計算されたか、または分かった場合、システム７７０は、その期間では電力設定をゼロに設定する。
【０３４２】
安全制御は、停滞または停止した流体流動による過熱に対抗するための別の手段を提供する。ここでは、サセプタ温度が測定される。サセプタ温度が、過度に劇的に、または過度に長期間にわたって上昇した場合、流動停止または空気の問題が想定される。ここで、安全制御は、システム７７０に優先し、回避措置を取り、例えば、電力設定をゼロに設定する。
【０３４３】
サセプタは、使い捨てセットが準備される前に、または大きな気泡が加熱器の使い捨て品に引き込まれた場合に、（ｉ）流体、（ｉｉ）流体および空気の混合物、または（ｉｉｉ）純空気と直接熱的接触することができる。透析流体は、純空気よりもサセプタから多くの熱を引き寄せる、流体および空気の組み合わせよりも、サセプタから多くの熱を引き寄せる。したがって、空気または部分的空気もまた、加熱モジュール、特に、本明細書で論議される誘導加熱モジュールにおいて、過熱を引き起こし得る。
【０３４４】
安全制御は、空気による過熱に対処するためのいくつかの手段を採用する。１つの手段は、流体加熱モジュールの上流で空気を探すことである。空気が検出されるか、または十分な空気が加熱モジュールの上流で検出された場合、安全制御は、過熱問題が発生しようとしているかを判定し、予防的オーバーライド手順を行なうように構成することができる。ここで、１つ以上の既知の履歴流速を使用して、安全制御は、いつ、およびどれだけ長く、気泡またはスラグが加熱モジュールに存在するかを予測することができ、適切な時間に、または適切な長さの時間にわたって、電力設定点を低減するか、またはゼロにすることができる。ここでの目標は、サセプタ温度がモジュール中の空気により上昇するのを防止することである。
【０３４５】
予防的制御用の１つの好適な空気センサは、Ｚｅｖｅｘ（登録商標）  Ｉｎｃ．（Ｓａｌｔ  Ｌａｋｅ  Ｃｉｔｙ，Ｕｔａｈ）提供のＬｉｆｅＧｕａｒｄ（登録商標）  Ａｉｒ  Ｂｕｂｂｌｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒであると考えられる。モデル番号ＺＬＧ１３０またはＺＬＧ２００は、サセプタの過熱を引き起こし得る寸法の気泡を検出する仕様であると思われるため、現時点では関連するものであると考えられる。透析システム中の空気の検出、したがって、空気検出器の出力は、流体加熱以外の目的で有用であることを理解されたい。
【０３４６】
空気による過熱に対処するように安全制御が提供する別の手段は、再度、サセプタ温度を測定することである。ここでは、サセプタ温度が、過度に劇的に、または過度に長期間にわたって上昇した場合、流動停止または空気の問題が想定され、安全制御は、システム７７０に優先し、回避措置を取り、例えば、電力設定をゼロに設定する。
【０３４７】
安全制御でサセプタ温度を使用することの利点は、電気的には付加的なセンサなしで、少なくとも安全制御のために十分正確に、サセプタ温度を判定できると考えられることである。本明細書で説明されるサセプタは、本明細書で論議されるサセプタの温度の関数として変動する、電気抵抗を有する。上記で論議されるように、一実施形態では、サセプタは、ステンレス鋼でできている。ステンレス鋼の抵抗は、ステンレス鋼の温度の関数である。本システムおよび方法は、サセプタの平均温度を判定するためにサセプタの抵抗測定を使用することを検討する。
【０３４８】
サセプタ抵抗を測定し、サセプタの抵抗と温度との関係と、サセプタ質量による変動を考慮に入れる、少なくとも１つの較正点とを知ることによって、サセプタの平均温度が判定されてもよい。
【０３４９】
一実施形態では、較正点は、透析器具に加熱モジュールを搭載した後に判定される。較正点は、例えば、サセプタの長さ、幅、壁厚さ等のわずかな変動、つまり、サセプタ質量による変動により、モジュールによって異なり得る。安全制御は、サセプタが活発に加熱されていない時等の、サセプタが既知の温度である時に、抵抗測定を行なう。サセプタの温度は、流体がサセプタおよび温度センサを越えて送出される際に加熱が行なわれていない時に、両方の伝導性接点６３０の一方の温度または平均であると想定することができる。または、１つ以上の測定された抵抗におけるサセプタの１つ以上の温度を測定するために、治療の開始時に、温度センサ（例えば、赤外線温度センサ、ダイオード、サーミスタ、集積回路センサ、または抵抗温度デバイス（「ＲＴＤ」））を使用することができる。
【０３５０】
安全制御は、サセプタに使用される特定の種類の金属について、温度係数（オーム／℃）または抵抗変化と温度変化との関係（ΔＲ／ΔＴ）を知る。サセプタ金属の１つ以上の較正点抵抗Ｒｃ、サセプタ温度Ｔｃ、および温度係数を知る際に、安全システムは、治療中の所与の時間ｔで抵抗Ｒｔを測定し、平均サセプタ温度Ｔ１の値を求めることができる。平均サセプタ温度Ｔｔが高すぎるか、または過度に速く上昇している場合、安全制御は、上記で説明されるような回避措置を取る。
【０３５１】
安全制御は、少なくとも以下の方法で抵抗を測定することができる。
【０３５２】
（ｉ）電流源からサセプタ１４および金属部２０ａの抵抗へのリードを通して電流を印加し、対応する電圧を測定し、印加された電流および測定された電圧から抵抗を計算する、発熱体（例えば、図１のリード１４ａおよび１４ｂ）と電気回路との間の直接接触。
【０３５３】
（ｉｉ）電圧源からサセプタ１４および金属部２０ａの抵抗へのリードを通して電圧を印加し、対応する電流を測定し、印加された電圧および測定された電流から抵抗を計算する、発熱体（例えば、図１のリード１４ａおよび１４ｂ）と電気回路との間の直接接触。
【０３５４】
（ｉｉｉ）一次コイルに印加される電圧および電流を測定するために、回路２４と、本明細書で説明されるサセプタのうちのいずれかの既知の巻数比と、既知の測定された電圧および電流とを使用し、サセプタの抵抗を計算するステップ。
【０３５５】
（ｉｖ）サセプタの抵抗の関数として減衰する、共鳴または減衰信号を印加するために、回路２４を使用し、振動の減衰を測定し、サセプタの温度に相関付けられるサセプタの抵抗に、測定された減衰を相関付けるステップ。上記で論議されるように、本明細書で説明される、ある流体制御方式では、電力設定点は、瞬間流速もゼロである時に、ゼロに設定される。このことは、信号の減衰を測定するのにちょうど良い時を提供する。信号がより速く減衰するほど、抵抗および対応する平均サセプタ温度が高くなる。実施形態では、減衰の包絡線を判定するように、振幅ピークが監視される。異なる包絡線が異なる抵抗に相関する。特定の包絡線を検出すると、ある抵抗をもたらし、平均温度につながる。
【０３５６】
本明細書で説明される現在好ましい実施形態の種々の変更および修正は、問う業者にとって明白となることを理解されたい。そのような変更および修正は、本主題の精神および範囲から逸脱することなく、かつその意図した利点を減少させることなく、行なうことができる。したがって、そのような変更および修正は、添付の請求項によって網羅されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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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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【図１７Ｆ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２５Ｅ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２６Ｅ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【図２８Ｅ】
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【図２８Ｆ】
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【図２８Ｇ】
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【図２８Ｈ】
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【図２８Ｉ】
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【図２８Ｊ】
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【図２８Ｋ】
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【図２８Ｌ】
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【図２８Ｍ】
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【図２８Ｎ】
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【図２８Ｏ】
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【図２８Ｐ】
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【図２８Ｑ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図２９Ｄ】
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【図２９Ｅ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３０Ｄ】
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【図３０Ｅ】
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【図３０Ｆ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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【図５１Ｃ】
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【図５１Ｄ】
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【図５１Ｅ】
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【図５１Ｆ】
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【図５１Ｇ】
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【図５１Ｈ】
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【図５１Ｉ】
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【図５２】
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【図５３】
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【国際調査報告】
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