(57)【要約】  液体を加温するための装置は、加熱素子に加えられる特定の電気エネルギー量に応じて、加熱素子から放散する熱量を閾値の温度の値に制限する抵抗値を有する加熱素子（１０）を備えている。液体を輸送する部材（６）は、液体を輸送する部材内の液体に加熱素子からの熱を伝達するために、加熱素子と連結されていてもよい。電源（８）は、特定の電気エネルギー量を加熱素子に加えることによって、液体の温度が閾値の温度を超過しないように制御し得る。
2010521210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸液用の液体を加温する方法であって、
電気抵抗性の加熱素子を液体の供給ラインに取り付ける工程、および、
該電気抵抗性の加熱素子に電源を電気的に連結する工程
を包含し、
該加熱素子の抵抗値は、加熱素子を流れる電流が選択された電圧についての既知の値に制限されるように選択され、
該電源の電圧は、該加熱素子の温度が、患者に送達されるべき輸液用の液体の加熱についての安全値よりも高い温度範囲を超過しないことを保証するように、該加熱素子の抵抗に基づいて選択される、実質的に定常な状態の値を有している、方法。
【請求項２】
上記電気抵抗性の加熱素子を取り付ける工程は、上記液体の供給ラインの長手方向に沿って該加熱素子を巻き付けることを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記電気抵抗性の加熱素子を取り付ける工程は、上記液体の供給ラインの長手方向に沿ってステンレス鋼の細線を巻き付けることを含んでいる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記電気抵抗性の加熱素子を取り付ける工程は、上記液体の供給ラインの長手方向に沿って該加熱素子をより合わせることを含んでおり、該加熱素子は絶縁性のスリーブに包まれている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記電気抵抗性の加熱素子を取り付ける工程は、上記液体の供給ラインの長手方向に沿ってステンレス鋼の細線をより合わせることを含んでおり、該ステンレス鋼の細線は絶縁性のスリーブに包まれている、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記電気抵抗性の加熱素子を取り付ける工程は、上記より合わされたステンレス鋼の細線を有する液体の供給ラインを収縮包装用チュービングで包むこと、ならびに液体の供給ラインおよびより合わされたステンレス鋼の細線の周囲の収縮包装用チュービングを加熱して封止することを含んでいる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ブスバーとして機能する伝導性材料が層状に積み重ねられた接着性の裏打材料上に、上記加熱素子を印刷する工程をさらに包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
上記接着性の裏打材料上に上記加熱素子を印刷する工程は、銀インク、黒鉛および炭素繊維の少なくとも１つを該接着性の裏打材料上に印刷することを含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
上記電気抵抗性の加熱素子を液体の供給ラインに取り付ける工程は、接着性の裏打材料の印刷された加熱素子の部分が液体の供給ラインの長手方向に沿って該液体の供給ラインを包むように、該接着性の裏打材料を液体の供給ラインの長手方向に沿って付着することをさらに含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
上記加熱素子の抵抗値が約３０Ωであることをさらに包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
上記加熱素子を流れる電流を５アンペア未満に制限する工程をさらに包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
上記加熱素子の温度が３９℃よりも高くならないことを実現するために、６Ｖを超過しない上記電源の電圧を選択する工程をさらに包含している、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
上記電気抵抗性の加熱素子と同じ抵抗を有するさらなる抵抗性の加熱素子を上記液体の供給ラインに少なくとも１つ取り付ける工程、および
該さらなる加熱素子にさらなる電源を接続する工程
をさらに包含しており、
該さらなる電源の電圧は、該加熱素子の温度が、患者に送達されるべき輸液用の液体の加熱についての安全値よりも高い温度範囲を超過しないことを保証するように、閾値の電圧を超過しない値を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
上記加熱素子の温度が３９℃よりも高くならないことを実現するために、６Ｖを超過しない上記さらなる電源の電圧を選択する工程をさらに包含している、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
液体を加温する方法であって、
加熱素子に印加される特定の電圧に応じて、該加熱素子から放散される熱量を閾値の温度の値に制限する抵抗値を有する加熱素子を提供する工程、
生物学的な界面を通して送達されるべき液体を有する液体保持部材に該加熱素子を連結して、該加熱素子からの熱を該液体に少なくとも部分的に伝達する工程、
該加熱素子に特定の電圧を印加することによって、該閾値の温度を超過しないように該液体の温度を制御する工程、ならびに、
該加熱素子に印加される電気エネルギーの電圧が超過することを防止する工程
を包含している、方法。
【請求項１６】
上記電圧が、ボルテージレギュレータ回路によって特定の値を超過することを防止される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
サーキットブレーカが提供されており、該サーキットブレーカは電圧が超過される場合に開路を作製するものである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
輸液用の液体を患者に供給するための方法であって、
患者の血管内に針を配置する工程、
該輸液用の液体を、針に流して、該患者の血管内へ供給する工程、
該輸液用の液体が該患者の血管に向かって流れている時に、該輸液用の液体を加熱する工程、ならびに、
抵抗性の加熱素子に印加され得る電圧をヒトの体温未満の値に常に制限することによって、該輸液用の液体に熱を提供する熱源の温度が、患者に供給されるべき輸液用の液体についての安全値を超過することを防止する工程を包含している、方法。
【請求項１９】
液体を加温するための装置であって、
加熱素子に印加される特定の電圧に応じて、該加熱素子から放散される熱量を閾値の温度の値に制限する抵抗値を有する加熱素子、
該加熱素子を有している液体保持部材であって、該加熱素子からの熱を該液体保持部材内の液体へ伝達するように該加熱素子と連結された、液体保持部材、および、
該液体の温度を制御する電源を備えており、
該電源は、該加熱素子に印加される電圧を制限することによって、該液体が実現し得る最大温度を制限する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、輸液用の液体を加熱する分野に関し、より詳細には、安全温度を超えることなく適切な温度へ輸液用の液体を加熱する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬物送達などの輸液用の液体の送達は、世界中の医療行為に広く普及している。輸液用の液体の送達は、外傷を負った犠牲者を取り扱うための外傷患者の二次救命処置（ＡＴＬＳ（Advanced Trauma Life Support System））の手順にとって重要な要素である。ＡＴＬＳの手順は、外傷を負った直後に起こる最初の「ゴールデンアワー」において最大限の治療を行い、最適な長期転帰が確実に得られるように設計されている。輸液用の液体の送達を包含する「ゴールデンアワー」の間の治療は、戦場、病院および救急車において一般に行われ得る。
【０００３】
加熱された輸液用の液体（intravenous(IV) fluid）は一般的に、低体温症を治療する間に必要とされる。低体温症の一般的な原因は手術である。手術では、軽症の深部低体温症（core hypothermia）が通常引き起こされる。周術期に起こる軽症の低体温症によって多くの有害な転帰が招かれることが、数多くの研究によって実証されている。軽症の低体温症は、心筋虚血および不整脈を引き起こし得、手術中での失血を増加し得、より多くの輸血を必要とさせ得る。軽症の低体温症はまた、手術による創感染に罹患しやすくし、創傷治癒を劣化させてしまう。周術期に起こる軽症の低体温症を予防および治療するための基本的な方針は３種類あり、熱の損失を最小限に止めること、皮膚を暖めることおよび体内を暖めることである。腹部の手術中に輸液用の液体を室温にて投与した場合に、体の中心部の温度が０．９＋／−０．２℃低下することが、研究によって示されている。さらに、輸液用の溶液を室温（２１℃）にて１Ｌづつ投与するごとに、中心部の温度が０．２５℃低下することが、研究によって示されている。全身麻酔中の熱の損失を最小限に止めるために、輸液用の液体は注入される前に体温にまで温められる。
【０００４】
輸液用の液体をあまりにも高い温度に加熱し過ぎることは危険であり、回避されなければならない。輸液用の液体の温度が４２℃を超えている場合に、この輸液用の液体を患者へ直接注入すれば、ダメージや危害が実質的に与えられ得る危険性が高くなる。液体の温度が４０℃〜４２℃である場合は、それほど危険ではないにせよ、健康にとって有害である可能性がある。液体を注入するために好ましい温度範囲は３７℃〜３９℃であり、許容可能な範囲は３０℃〜３７℃である。マイクロ波加熱炉内にて加熱すること、または電気パッドを用いて加温することなどのいくつかの先行技術には、輸液用の液体のある部分を局所的に過熱するという可能性がある。このようなシステムは、輸液用の液体が所望の温度を超過しないことを確認するために、輸液用の液体の温度またはヒーターの温度を監視する複雑なフィードバックセンサを一般的に必要とする。しかし、このようなフィードバックセンサは、上述した加熱方法に容易に提供することはできない。
【０００５】
現行の液体加熱デバイスは通常、患者に送達される加熱された液体の貯蔵器、または液体のバック（例えば、輸液用のバック（ＩＶバッグ））に近接する一対の加熱プレートを備えている。液体加熱デバイスは例えば、ＨＯＴＬＩＮＥ（登録商標）、ＲＡＮＧＥＲ（登録商標）、Ｂａｉｒ  Ｈｕｇｇｅｒ（登録商標）およびＦｌｕｉｄｏ（登録商標）である。
【０００６】
Ｈｏｔｌｉｎｅは、同軸のシステムであり、投与される液体が内側の管腔を通って流れる。この投与される液体は、加温デバイスから外側の管腔に沿ってこの液体と逆方向に移動する液体を用いて加温される。Ｈｏｔｌｉｎｅのデバイスは、患者に液体を運搬する輸液用のチュービング（ＩＶチュービング）の周囲を循環し、ポンプで注入される加熱された水の貯蔵器を利用している。
【０００７】
米国特許第５，８７５，２８２号明細書に開示された加熱デバイスでは、特定のレベルに加熱する２つのホットプレートの間に、ＩＶバッグが配置されている。輸液用の液体のラインは、液体が流れる伸長された流路を備えたＩＶバッグを通って流れる。液体を保持するＩＶバッグは、２つのホットプレートと接触しており、ＩＶバッグの曲りくねり、伸長された流路を液体が通って流れるときに伝熱的な加熱が実施される。液体の温度は、ＩＶバッグと接触し、ＩＶバッグの外側に位置しているセンサによって測定される。米国特許第５，８７５，２８２号明細書に教示されたような設計は、ＲＡＮＧＥＲ（登録商標）製品にも見られる。
【０００８】
Ｂａｉｒ  Ｈｕｇｇｅｒは、空気によって強制的に加熱するデバイスのホース内に配置されたコイルを有している。
【０００９】
Ｆｌｕｉｄｏは、電気パッド内に配置された平坦で硬いプラスチックのカセットを組み込んでいる。Ｆｌｕｉｄｏは、赤外電球を用いて液体を加熱する。上述したカセットは９０ｍｌのプライミング量（priming volume）を有しており、流量センサを組み込んでいる。電気パッドは、所定の温度にて液体を送達するように流速を変更しつつ、液体に与えられる熱エネルギーを調整するソフトウェアを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，８７５，２８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
現行の製品では、加温の部位から輸液用のライン（ＩＶライン）が患者に経皮的に挿入される位置までの距離が離れている。このような距離は、液体を加熱するという有効性を低減する。なぜなら、チューブ内の液体の温度は、加温の部位からＩＶラインが経皮的に挿入される位置まで流れる間に、外部温度の影響を受けるからである。例えば、輸液用のチューブ（ＩＶチューブ）を移動する液体は、加熱の部位から経皮的に挿入される位置まで流れる間に、室温（例えば２０℃または７０°Ｆ）の影響下にあり得るため、チューブ内の液体の温度が悪影響を受け得る。輸液の投与は、過酷な環境条件（例えば温度が０℃または３２°Ｆ未満である外部の領域）において必要とされることがある。この場合に、加熱の部位からＩＶラインが患者に経皮的に挿入される位置までの距離が離れているために生じる悪影響が増大する。
【００１２】
既存の加温デバイスには、患者の体へ流入する液体の実際の温度を決定し、加熱の部位の下流（例えば経皮的に挿入される位置の近傍）に位置するセンサを必要とするものもある。コントローラーは通常、患者へ流入する液体の温度が所望の温度により近づくように加温の部位にある加熱素子の温度を調整するために、センサと連携して用いられ得る。コントローラーはまた、最大温度または最小温度にならないことを保証し得る。さらに、コントローラーおよびセンサなどのさらなる装備のため、製造費用が高くなり、加熱デバイスの設計が複雑になる。
【００１３】
従って、上述した問題点の少なくとも数種を解決するか、または改善する液体加温デバイスが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施形態によれば、液体を加温するためのデバイスは、加熱要素を備えている。この加熱要素は、注入口と排出口とを有するチュービングであって、注入口と排出口との間を液体が流れるチュービングの少なくとも外側の部分に固定されるように動作可能であり、接着性のストリップ上に配置されている。排出口は、生物学的な界面への経皮的な挿入の位置の近傍に存在しており、加熱素子は、排出口における液体が所望の温度となることを保障するように、排出口の近傍から注入口へ向かって十分に伸長した長さを有している。
【００１５】
他の実施形態によれば、液体を加温するための装置は、貯蔵器、チュービング、およびチュービングの少なくとも外側の部分と伝導的に接触している可撓性の加熱素子を備えている。貯蔵器は、第一の温度の液体を貯蔵し、排出口を通してこの液体を放出するように動作可能である。チュービングは、排出口と連結されている第一の末端と生物学的な界面の注入口に近接する第二の末端とを有しており、第一の末端と第二の末端との間に液体を流すことを可能にするように動作可能である。可撓性の加熱素子は、第一の末端の近傍から第二の末端の近傍まで伸長しており、液体は生物学的な界面へ通じる注入口に第二の温度で到達する。
【００１６】
さらに他の実施形態によれば、液体を加温する方法は、（１）第一の温度で貯蔵器に液体を貯蔵する工程、（２）液体を貯蔵器の排出口を通して排出口と連結しているチュービングの第一の末端へ放出し、液体をチュービングの第一の末端と生物学的な界面の注入口と連結しているチュービングの第二の末端との少なくとも間を流す工程、（３）第一の末端の近傍から第二の末端の近傍まで伸長している可撓性の加熱素子を、チュービングの少なくとも外側の部分と伝導的に接触させて配置する工程、および（４）生物学的な界面に通じる注入口における液体が第二の温度になるように、可撓性の加熱素子と伝導的に接触しているチュービングの少なくとも外側の部分を加熱する工程を包含している。
【００１７】
図面では、同一の参照番号は、同様の要素または作用を表す。図面では、要素の大きさおよび相対的な位置は、必ずしも縮尺通りに描かれていない。例えば、各種要素の形状および角度は縮尺通りに描かれておらず、これらの要素には、図面の視認性を改善するために、適宜拡大されたり、適宜配置されたりしているものもある。また、図示された要素の特定の形状は、特定の要素の実際の形状に関する情報の伝達を意図しているわけではなく、図面において容易に認識するために単に選択されたに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】加熱された輸液用の液体が投与されている患者を示す図であり、液体は本発明の一実施形態に係る加熱素子を用いて加熱されている。
【図２Ａ】図１に示された本発明の一実施形態に係る加熱素子を詳細に説明する図であり、本発明の様々な実施形態に係る加熱素子の横断面図である。
【図２Ｂ】図１に示された本発明の一実施形態に係る加熱素子を詳細に説明する図であり、本発明の様々な実施形態に係る加熱素子の横断面図である。
【図２Ｃ】図１に示された本発明の一実施形態に係る加熱素子を詳細に説明する図であり、本発明の様々な実施形態に係る加熱素子の横断面図である。
【図２Ｄ】図１に示された本発明の一実施形態に係る加熱素子を詳細に説明する図であり、本発明の様々な実施形態に係る加熱素子の横断面図である。
【図２Ｅ】図１に示された本発明の一実施形態に係る加熱素子を詳細に説明する図であり、本発明の様々な実施形態に係る加熱素子の横断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る、接着性の裏打材上に印刷された加熱素子の上面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る、液体のチュービングに適用される図３Ａに記載の加熱素子を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の説明された一実施形態に係る、図３Ａに記載の接着性の裏打材上に印刷された加熱素子の一部を示す背面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る、複数の加熱素子が連結された輸液用の液体の送達システムを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係る、図４Ａに示された加熱素子の１つをより詳細に示す図である。
【図５Ａ】本発明の説明された一実施形態に係る、選択された抵抗の加熱素子に関するデータの表を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る、図５Ａ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】
【００１９】
図１では、一実施形態に係る、加熱された輸液用の（本明細書ではＩＶと称する。）液体を投与されている患者１が示されている。
【００２０】
患者１は例えば、加熱されたＩＶ液体を受容する戦場の兵士であってもよい。患者はまた、電気のない遠隔地の患者であってもよいし、発展途上国の患者であってもよい。患者１内へ送達する前に液体を加熱する輸液用の装置２（ＩＶ装置２）は、ＩＶバッグ４、液体のライン６、電源デバイス８および加熱素子１０を備えている。液体のライン６の第一の末端１２は、ＩＶバッグ４の近傍に連結されており、第二の末端１４は第一の末端１２の反対側に位置している。第二の末端１４は、患者１の血管内に挿入するための針を有するカテーテル１６と連結されていてもよい。血管は例えば静脈であってもよいし、動脈であってもよい。
【００２１】
加熱された液体を患者１へ送達するために使用されるＩＶ装置２は、医療分野において使用される任意の標準的な液体送達システムであってもよい。ＩＶバッグ４に貯蔵された液体は、液体のライン６を通って、患者１の血管内へ流れる。液体は、患者１の血液または他の液体の量を増加させるために使用される任意の種類の溶液であってもよい。例えば、血液を損失したときは、患者１内へ血液、または電解質もしくは糖を有する血漿、あるいは塩化ナトリウム溶液を投与することが望ましい場合がある。
【００２２】
加熱素子１０は、液体のライン６内の液体が患者１の血管に流入する前に、この液体を安全温度に加熱すように動作可能である。加熱素子１０の抵抗は、既知のものであり、通常２５Ω〜４５Ωであり、１実施形態では３０Ωであり、他の実施形態では３３Ωである。加熱素子１０は、液体のライン６の長手方向に沿って伸長している。電源デバイス８は、加熱素子１０に選択された電圧を印加するように動作可能である。電源デバイスは例えば、低電圧の交流デバイスであってもよいし、低電圧の直流電源デバイスであってもよい。
【００２３】
選択された電圧の値は、加熱素子１０に液体を安全温度の値に加熱させるように設定される。安全温度の値は、おおよそ３３℃〜３８℃の安全温度であってもよい。電源デバイス８は、バッテリ、コンデンサ、ボルテージレギュレータまたは他の任意の電源であってもよい。
【００２４】
一実施形態では、輸液用の液体のヒーターは、抵抗性の加熱素子、バッテリおよび液体のチュービングの近傍に抵抗性の加熱素子を保持するためのいくつかの接着材で構成されている。温度センサ、電子制御、ボルテージレギュレータまたは他の構造物は不要である。既知の抵抗値を有する抵抗は、バッテリの既知の電圧が印加されたときに、選択された量の電流がこの抵抗を流れることを可能にする。抵抗を流れる電流の量は、オームの法則、Ｖ＝ＩＲに基づいて得られる。ここで、Ｖは電圧であり、Ｉは電流であり、Ｒは回路の抵抗である。抵抗を加熱するために提供された電力量は、ワットとして方程式、Ｗ＝ＶＩに基づいて得られる。ここで、Ｗはワットであり、Ｖは電圧であり、Ｉは電流である。バッテリまたは他の電源は、選択された定常状態の電圧を印加することが知られている。抵抗値は既知であり、変化しないため、電流量も固定される。さらに抵抗に提供される電力量は、予め設定された一定の値になる。
【００２５】
加熱素子１０に印加される選択された電圧および加熱素子１０の抵抗は、一定の値を維持する。このため、加熱素子１０の温度が所望の温度で一定に維持される。加熱素子１０は、印加された既知の電圧に応じて既知の温度に達するため、液体のライン６内の液体の温度が選択された値を超過しないことが保障され得る。換言すれば、液体のライン６内の液体の温度は、加熱素子１０に印加された電圧に基づいて決定される。一実施形態において、電圧は定常状態であるため、温度は常に設定された値である。
【００２６】
健常なヒトの温度は約３７℃である。液体が患者に３３℃〜３８℃の温度で提供されるとき、液体は体温とほぼ一致し、体温は上昇することも低下することない。患者がショックを受けているとき、体温は急激に低下する傾向にある場合がある。既知の温度の温かい液体を提供することは、ショックを克服し、患者の健康全般を改善することを幇助する。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、抵抗の温度は、液体のレベルを静脈内に投与されるための安全温度よりも高くする値を超過しないように選択される。患者の体は、体温よりも高い液体を受容するよりも、体温よりも冷たい液体を受容する方がより許容性に優れている。患者は、体温よりも１５℃低い液体（例えば２０℃〜３５℃の温度の液体）を安全かつ容易に受容し得、悪影響を全く〜ほとんど示さない。一方、患者が４２℃〜５５℃の温度の血液または他の液体を受容した場合は、患者は深刻なダメージを迅速に受ける。高温では、正常な温度よりもたとえ１０℃高くとも、加熱された液体が患者の体に流入したときに、多くの血液細胞は破壊され、細胞の壁、血管および体の臓器は永久的なダメージを受け得る。従って、液体が３７℃という目的の温度よりも幾分か低い場合は、許容可能であり、液体が３７℃という目的の温度よりも１℃または２℃高い場合は、許容されない。このため、加熱素子が到達する温度は、ヒーターが長期間（例えば数時間）、全力で作動する場合であっても、液体を約３７．５℃に加熱する範囲内になるように選択される。抵抗の温度は設定された値を超過することができないので、液体の温度は安全値を超えないことが保障される。
【００２８】
ＩＶ装置２は、液体の温度が危険な温度を超過しないことを保障する、液体の温度センサおよびフィードバックループが不要であることが利点である。温度センサが不要になるため、輸液用の液体を加熱するためのシステムの費用は低減される。温度センサおよびフィードバックループが必要であれば、複数の構成部品を備える制御システムは費用が嵩む上に、さらなる電力を必要とする。
【００２９】
本発明の装置はまた、非常に堅強である。構成部品は、単純な抵抗、バッテリと抵抗との電気的接続部、チューブをヒーターに保持する技術（液体のチュービングに対してヒーターを保持するための接着性のストリップまたはテープなど）を備えるのみであるため、破壊を招くようなものは何も存在しない。構成部品に衝撃が与えられたり、押しつぶされたり、静電気が与えられたり、またはそれら以外のストレスが与えられたりしたとしても、堅強な抵抗は壊れることなく、標準のバッテリは極端な衝撃が与えられた場合を除いて適切に作動し、選択された電圧を出力する。最悪の事態であっても、バッテリの電圧が低下することはあれど、バッテリの電圧が上昇することはない。それ故、故障したとしても、適切な温度が超過されることはない。
【００３０】
本発明は、フィードバック制御を備え得る複雑な電源制御システムとは劇的に異なる。このようなシステムは電子回路板を備えている。この電子回路板は、衝撃が与えられたり、押しつぶされたり、または他のストレスが与えられた場合に、構成部品を１つ以上破壊することがあり、これによってシステムを使用不能にしてしまう。最悪の事態では、温度センサおよび電子制御が破壊され得るが、電源は有効であり得る。このような事態では、液体が安全温度よりも遥かに高温であることを医師が知ることなく、電源によって液体が過熱される可能性がある。このため、本発明は、実質的により堅強であり、故障することなく適切な温度で液体を提供することを保障する。このようなシステムは、戦場、野戦病院、十分に調節された電源のネットワークのない発展途上国、または安全なもしくは公知のあらゆる電源から離れている村において特に有利である。
【００３１】
また、ＩＶ装置１を用いることによって、医学的な訓練を受けていない者が、患者１を過熱し、取り返しのつかないダメージを与えるという危険を伴わずに、患者１に加熱された輸液用の液体を投与することができるという利点も、ＩＶ装置は有する。
【００３２】
実質的に低い電圧であっても、加熱素子１０が液体のライン６中の液体を安全温度に加熱することができるように、加熱素子１０は設計されてもよいし、選択されてもよい。電源デバイス８は、加熱素子１０に液体を安全温度の値に加熱させる量の電圧を加熱素子１０に印加するために、加熱素子１０と電気的に連結されていてもよい。換言すれば、電源デバイス８の電圧は、液体のライン６内の液体の温度を制御するために使用され、液体のライン６内の液体の実際の温度を指示するものとして信頼される。加熱素子１０はそれ自体、液体を安全温度に加熱するための温度制限デバイスとして機能する。
【００３３】
ヒーターの温度は安全温度を超過しないので、バッグ４から遠位の末端１４へ液体が通過するとき、この液体は若干加熱され得るが、希望されるほど高温に加熱されない可能性がある。液体が遠位の末端１４に存在するときに液体の温度を上昇させるための解決策は多数存在する。１つの技術として、液体のライン６のチュービングを伸長することが挙げられる。加熱素子１０は液体のライン６の全体に沿って伸長している。ラインをより伸長させれば、液体の温度が上昇する時間がより長くなる。別の解決策として、液体（temperature）をより遅く流して、チュービング６を通すことが挙げられる。液体が非常に遅く流れているか、または静止していれば、液体がバッグ４からチュービング６を通って患者へ流入するときの正確な温度に液体を加熱することを保障することができる。液体が非常に遅く移動する場合であっても、状況に応じて、液体は過熱されておらず、液体の温度は正確に液体が体内に流入するときの正しい温度であることを、医師は保障され得る。
【００３４】
液体のラインを設定された長さから容易に伸長させることが不可能である事態や、液体を患者に高速で提供しなければならない事態（迅速に実施されることを必要とする輸血など）もあり得る。このような状況において使用され得る別の技術として、複数の加熱素子１０を液体のライン６に取り付けることが挙げられる。各加熱素子は所望の温度に達し、液体のラインを加熱する。加熱素子を多数使用すれば、より多量の熱が液体に導入され、液体はより急速に適切な温度に到達する。種々の加熱素子は、別々にそれらの電源に提供されていてもよいし、全ての加熱素子に設定された電圧を印加する同じ１つの電源８に取り付けられていてもよい。このため、本発明のいくつかの実施形態は、液体の温度が短時間で所望の温度に到達するように、複数の加熱素子が液体のラインの長手方向および／またはＩＶバッグ４に沿って連結されていてもよいという有利な構成を包含している。温度を制限するというＩＶ装置２の性質のため、各加熱素子１０は液体の温度を安全温度よりも上昇させることはできない。複数の加熱素子の設計は、共通の電源を用いて実現されてもよいし、複数の電源はそれぞれの加熱素子と電気的に連結されていてもよい。予め設定された電圧を出力するバッテリは許容可能な電源であるが、選択された電圧を出力するように設定され得る任意の電源制御装置も使用することができる。
【００３５】
図２Ａおよび２Ｂにおいて、各種実施形態に係る加熱素子１０の模式図を示す。
【００３６】
図２Ａでは、加熱素子１０は、液体のライン６の長手方向に沿って伸長し得る細線状の可撓性の材料を備えている。可撓性の材料は、ステンレス鋼の繊維のストランドの形態であってもよいし、例えばポリエステルと炭素との混合物（polyester carbon blend）などの抵抗性質を有する他の繊維または細線の形態であってもよい。図２Ａに示されているように、加熱素子１０は、液体のライン６の外側部分に沿って、加熱素子１０の部分が重複しないように一直線に配置されていてもよい。テープまたは他の接着材は、ヒーターである細線１０をチューブ６に取り付けている。図２Ａの実施形態では、加熱素子１０はステンレス鋼の繊維またはポリカーボネートの細線などの単純な一本の細線であってもよい。
【００３７】
軍事的な状況では、抵抗は非常に低価格で全兵士に容易に提供されることが可能である。抵抗は、救急箱に備えられた細線の小片であってもよい。また抵抗は、全てのバッテリに備えられた細線であってもよい。さらに抵抗は、携帯電話またはラジオに備えられた細線であってもよい。このような電気部品もバッテリを有しているからである。細線の抵抗は、一緒に使用される電源に基づいて選択される。例えば、携帯電話のバッテリ（通常では３．７ボルトである。）と一緒に使用される細線は、その電圧に関して、適切な温度を提供するように選択された抵抗を有している。
【００３８】
細線には、細線に印加される正確な電圧が適切に印されている。例えば、細線には、一般的な携帯電話のバッテリの電圧である３．７ボルトが印されていてもよいし、それよりも低いレベルの電圧（懐中電灯のバッテリに一般的に利用されている類の１．５ボルトまたは３ボルトなど）が印されていてもよいし、それよりも高いレベルの電圧（高性能ラジオ、自動車および直流電源によって標準的に提供されるレベルである６ボルトまたは１２ボルトなど）が印されていてもよい。このように、非常に低コストで、全兵士は加熱素子を携帯することができる。
【００３９】
最も軽量で最も単純な形態の抵抗は、ステンレス鋼の繊維、ポリカーボネート、ポリエステルと炭素との混合物または適度な伝導性を有する他の細線などの裸導体である。このような応用例では、使用者は細線をチューブに沿って配置した場合に、細線が重複または交差しないことを確実に実施することが重要である。このことを実施した場合に、バッテリの正端子から負端子までの経路がより短くなり、これによって電流が僅かながら増加する。勿論、抵抗の長さがより短くなるため、ワイヤーの温度が一時的に、完全な長さのワイヤーが使用されたときよりも幾分高くなったとしても液体を加熱するために発生し得る熱量は、抵抗の短縮と対応して低減される。加熱素子１０の重複する部分では、抵抗の変化が引き起こされ得る。このため、液体のライン６内に放散される熱量が変化し、液体のライン６内の液体の温度が変化する。従って、重複が発生しないように液体のライン６に沿って加熱素子１０を整列させることによって、加熱素子１０に選択された電圧を印加する間、液体は安全温度にて確実に維持される。
【００４０】
またおよび／またはさらに、図２Ｂに示されるように、加熱素子１０は、加熱素子１０が重複する場合であっても、液体温度の変化が引き起こされないように、絶縁用スリーブ１８で包まれていてもよい。
【００４１】
一実施形態によれば、絶縁体でコーティングされるか、絶縁用スリーブ１８で包まれた加熱素子１０は、液体のライン６の長手方向に沿ってより合わされてもよい。加熱素子１０は、液体のライン６の長手方向に沿って重複が複数の箇所において生じるようにより合わされてもよい。例えば、加熱素子１０は、液体のライン６に収縮包装されてもよい。このような構成は、液体のライン６を収縮包装用チュービング内に滑り込ませて、液体のライン６および加熱素子１０の周囲の収縮包装用チューブを加熱して封止することによって実現され得る。また、液体のライン６は、液体のライン６に隣接する加熱素子１０を固定し、保護するために使用され得る他の種類のフィルムで封止されてもよい。収縮包装された液体のライン６は、使用前に殺菌されてもよい。
【００４２】
上述したように、複数の加熱素子が液体のライン６に連結されていてもよいし、液体のライン６に付着されていてもよい。このような構成は、図２Ｃ〜図２Ｅの断面図に示されている。上述したように、各加熱素子１０は液体の温度を安全温度に制限するため、液体を過熱する危険性は実質的にない。
【００４３】
図２Ｃに示されるように、加熱素子１０は、互いに隣接し、電源デバイス８の出力にそれぞれ連結された２つの末端（例えば正端子および負端子）を備えていてもよい。図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、加熱素子１０は、ＩＶバッグ４の近傍からカテーテル１６の挿入部の近傍にまで伸長していてもよい。このような場合に、ＩＶバッグ４を離れる液体は外部温度の影響を実質的に受けない。このため、液体は所望の安全温度にて患者１に到達することが保障される。ステンレス鋼の繊維を用いて加熱素子を実現することによって、所望の液体温度が達成されるように加熱素子１０に電力を供給する低電圧の電源デバイスを電源デバイス８として用いることが可能になる。
【００４４】
ＩＶ装置２のいくつかの実施形態は、第二の末端１４の近傍の液体温度が安全温度を超過しないように、加熱素子１０に印加された電圧を制限するさらなる構成部品をいくつか有していてもよい。例えば、一実施形態によれば、電気回路の所望の箇所（ヒーター１０または電源デバイス８の上部など）は、加熱素子１０に印加される電圧量を液体温度が安全温度を超過しない量に制限するためのフューズを備えていてもよい。図２Ｄの実施形態では、２つの別々の加熱素子がチューブの長手方向に沿って提供されており、より迅速に液体を適切な温度に加熱することができる。このため、液体はチューブを通ってより素早く流れることができるか、または液体はより低温で開始され得、２つの加熱素子が提供されているため、より素早く所望の温度に達し得る。図２Ｅに示されるように、液体を一層加熱するために３つ以上の加熱素子が提供されてもよい。またおよび／またはさらに、加熱素子１０に液体のライン６内の液体を安全温度で加熱させる電圧へ出力電圧を変換するために、コンバータ（図示しない。）が電源デバイス８の出力と連結されていてもよい。従って、装置２は、印加される電圧に関係なく、液体のライン６内の液体が安全温度になるように設計されるという利点を有し得る。
【００４５】
挿入Ｈ（INSERT H）：例えば、ヒーターである細線またはワイヤーは、６ボルトのワイヤーとして設計されている。この細線またはワイヤーは、７ボルトよりも高い電圧がラインに印加された場合に、開路を作製するフューズまたはサーキットブレーカを備えていてもよい。これによれば、使用者が６ボルト用に設計された加熱素子に１２ボルトの電圧を偶然印加した場合に、抵抗は自動的に開路となり、加熱しない。勿論、設計された電圧よりも低い電圧をラインに提供することは許容される。この場合は、ある程度加熱されるが、最適なレベルではない。
【００４６】
図３Ａは、説明された一実施形態に係る、液体のライン６に付着された接着性の裏打材料２０上に印刷された加熱素子１０を示す図である。図３Ａに示されるように、伝導性の高いブスバー２２が、正の電源および負の電源にそれぞれ連結されている。これらは接着層２０によって位置決めされている。さらに、電流がある伝導性バー２２から他の伝導性バー２２へ流れたときに熱が発生するように、伝導層がバー２２の全体に配置されている。この実施形態では、熱は２つの密接する導体の間で発生し、抵抗性の加熱素子１０はその全長に沿って等しく加熱される。接着性の裏打材料２０は、抵抗性のヒーター全体を保持する。接着性の裏打材料２０において、抵抗が取り付けられる側の接着性は非常に高い。このため、図３Ｂに示されるように、液体のラインに完全に巻きつけられるループを形成するために接着材の２つの端を互いに接触させたとき、抵抗は包まれる。
【００４７】
図３Ｂは、説明された一実施形態に係る、電源デバイス８に電気的に連結された加熱素子１０を有する接着性の裏打材料２０を示す図である。裏打材料２０は、液体のライン６に巻きつけられており、ブランケットまたはスリーブのように液体のライン６を包んでいる。図３Ｃは、説明された一実施形態に係る、加熱素子１０が印刷された接着性の裏打材料２０の詳細を示す図である。
【００４８】
接着性の裏打材料２０は、電気を伝導するブスバーの形態である伝導性材料２２が層状に積み重ねられたものであってもよい。例えば、伝導性材料２２は、２つの平行なラインであって、その間に隙間を有するラインとして設計されてもよい。ブスバーの端と電気的に連結し、抵抗性の材料として機能する加熱素子１０をスクリーン印刷するときに、隙間を形成してもよい。加熱素子１０は例えば銀が充填されたインクであってもよい。加熱素子１０はまた、黒鉛のストランド、炭素の積層材、炭素繊維の積層材、ポリエステルまたは他の抵抗性の金属および材料であってもよい。電源デバイス８の出力端子は、液体を安全温度に加熱する電圧を提供するために、接着性の裏打材料２０上の各ブスバー（例えば伝導性材料２２）と電気的に連結されていてもよい。
【００４９】
使用する間、接着性の裏打材料２０は、図３Ｂおよび図３Ｃに示されるように、液体のライン６と連結されていてもよいし、液体のライン６に付着していてもよい。接着性の裏打材料２０、これの上の伝導性材料２２および印刷された加熱素子１０は、液体のライン６の大きさ、形状または形態に従って屈曲あるいは再形成され得るような可撓性の材料であってもよい。このような可撓性の設計によって、伝導性材料２２の脱離が防止され、加熱素子１０の抵抗が変更することが防止される。接着性の裏打材料２０は、加熱素子の長手方向の中心の周囲を包囲してもよい。さらに、接着性の裏打材料２０は液体のライン６を取り囲んでもよい。加熱素子１０が印刷された接着性の裏打材料２０は、液体のライン６の長手方向に沿って第一の末端１２の近傍から遠位の第二の末端１４へ伸長していてもよい。
【００５０】
電源デバイス８の出力端子は、接着性の裏打材料２０上の各伝導性材料２２（例えばブスバー）と電気的に連結されていてもよい。加熱素子１０は液体のラインと電気的に連結されており、加熱素子１０が液体のラインの長手方向に沿って接着性の裏打材料２０に付着しているとき、接着性の裏打材料２０の加熱素子１０は液体の供給ラインの長手方向に沿って液体の供給ラインを包んでいる。
【００５１】
図４Ａは、説明された一実施形態に係る、輸液用の液体を加熱するために使用される複数の加熱素子を示している。
【００５２】
液体のライン６の長手方向に沿って電気的に連結された加熱素子１０を有することに加えて、いくつかの実施形態はＩＶのバッグ１１に連結されたさらなる加熱素子２４を少なくとも１つ備えていてもよい。さらなる加熱素子２４は、液体のライン６およびＩＶバッグ４の少なくとも１つに付着されていてもよい。さらなる加熱素子２４は、液体のライン６に連結された加熱素子１０と同じ温度に加熱されてもよいが、さらなる加熱素子２４の様相は加熱素子１０と大きさ、形状または形態において異なっていてもよい。
【００５３】
図４Ｂに示されるように、さらなる加熱素子２４は例えば、葉書大（例えば１３ｃｍ×２０ｃｍ）であってもよい。さらなる加熱素子２４はＩＶバッグ４に付着されるように動作可能な接着性の裏打材料２５上に印刷されていてもよい。接着性の裏打材料２５は、電気を伝導するブスバーの形態である伝導性材料２７が層状に積み重ねられたものであってもよい。例えば、伝導性材料２５は、２つの平行なラインであって、その間に隙間を有するラインとして設計されてもよい。ブスバーの端と電気的に連結し、抵抗性の材料として機能するさらなる加熱素子２４をスクリーン印刷するときに、隙間を形成してもよい。さらなる加熱素子２４は例えば、銀を基本とする伝導性インク、黒鉛、炭素繊維または他の抵抗性の材料の形態であってもよい。
【００５４】
電源デバイス８は、ＩＶバッグ４内の液体を安全温度に加熱するための電圧を提供するために、接着性の裏打材料２５上の各ブスバーと電気的に連結されていてもよい。また、液体を安全温度に加熱するために、さらなる電源デバイスがさらなる加熱素子２４と電気的に連結されていてもよい。
【００５５】
加熱素子１０の抵抗とさらなる加熱素子２４の抵抗とは、加熱素子１０、２４のそれぞれに液体を安全温度に加熱させるために、加熱素子１０、２４のそれぞれに実質的に同じ電圧が供給されるように選択されてもよい。従って、さらなる加熱素子２４を有することによって、バッグ自体も加熱されるため、液体はより迅速に安全温度に到達することができる。
【００５６】
他の実施形態では、液体の流速は、液体が安全温度に到達するまでの時間を制御するために変更されてもよい。例えば、流速は、加熱素子１０がより短時間で安全温度に液体を加熱することができるように減速されてもよい。またおよび／またはさらに、複数の加熱素子１０は、液体が安全温度に達するまでの時間をさらに短縮させるために液体のライン６に付着されていてもよい。ＩＶ装置２が複数の加熱素子１０、２４を備えている場合であっても、各加熱素子１０、２４は実質的に同じ抵抗であり得、加熱素子１０、２４を安全温度に加熱するために同じ電圧が印加され得るため、液体の温度は安全温度を超過しないことを当業者は理解する。
【００５７】
加熱素子１０およびさらなる加熱素子２４のそれぞれの抵抗は例えば、約３３Ωであってもよい。加熱素子１０、２４の少なくとも１つに連結された電源デバイス８は、加熱素子１０、２４を安全温度である３９℃に到達させる電圧を印加し得る。ヒーターはチューブと連結されているため、チューブ内の液体は最大温度である３７．５℃に達する。他の実施形態は、輸液用の液体を３５℃〜３８℃という様々な範囲の温度に加熱し得る。液体が流されていない状況に対する予防策として、輸液用の液体が３９℃の温度に加熱されることを制限することが有利な場合がある。換言すると、加熱素子１０、２４が作動し、輸液用の液体が患者１へ投与されない場合に、ＩＶバッグ４が例えば日向にあるか、ブランケットに覆われている間に、送達前の液体の温度は上昇し得る。液体が流されていない状況の直後に液体が患者１へ投与されるときでも、液体は安全温度である。
【００５８】
図５Ａおよび図５Ｂは、一実施形態に係る加熱素子の実験データを示す図である。
【００５９】
図５Ａおよび図５Ｂの実施例では、ある許容可能なステンレス鋼の繊維の実際の特性が提供されている。本実施例では、ステンレス鋼の繊維は、オランダのＢｅｋｅｒａｔ  Ｃｏｒｐ．から提供され、この繊維は要件を満たすことが見出された。ステンレス鋼の繊維のストランドは、加温を実現するために、様々な設計ならびに所定の低ワット数および低電圧の直流で利用される。
【００６０】
図５Ａに示されるように、３５ｃｍ（１４インチ）の長さのステンレス鋼の繊維が提供されている。周囲温度は約２１℃であると見なされている。本実施例では、電源が入っていないとき、ステンレス鋼の繊維の温度は室温とほぼ同じであり、チュービング内の液体の温度も同様である。第一の電圧（例えば２ボルト）が印加されたとき、少量の電流がこの繊維を流れ、０．２ワットが提供される。これによって、繊維は２１．５℃に加熱される。さらに高い電圧（例えば６ボルト）が印加された場合に、０．２８アンペアの電流がステンレス鋼の繊維を流れ、抵抗を３０．８℃に加熱し、チュービング内の液体の温度を約２９．１℃に加熱する。この特定の長さのステンレス鋼の細線に対して８ボルトの電圧が印加された場合に、この細線は３９℃に達し、チューブ内の液体は約３６．３℃に達し、約２．９６ワットが消費される。この特定の長さのステンレス鋼の繊維の場合では、９ボルトの電圧が印加されると、図５Ａの表に記載されるように、液体は約３９．３℃に達する。従って、この特定の長さのステンレス鋼の繊維の場合では、６ボルト〜９ボルトの何れかの電圧を印加した場合に、患者により良好な治療を提供するようなより高いレベルに液体は加熱されるとともに、液体の温度は安全レベルよりも下に維持されることになる。上述したように、ステンレス鋼の繊維の長さは、３５ｃｍの他に種々の長さであってもよい。この場合、消費される電力量は変更され、ワイヤーが加熱する温度も適切に変更される。図５Ｂは、ヒーターの温度とＩＶチュービング内の静止した生理食塩水の液体温度とを測定し、それらを比較する例を示す図である。この例では、液体は流れておらず、加えられたワットを基準とした抵抗の温度および液体の温度のグラフを示している。液体の温度は四角で示されており、抵抗の温度はダイヤモンドとして示されている。図示されるように、電力が約３ワットである場合に、ヒーターの温度は４０℃の範囲内であり、ＩＶチュービング中の生理食塩水の温度は約３７℃である。種々の抵抗性の材料に関し、対応するプロットおよびグラフは容易に作成され得る。抵抗性の特性を有する他の繊維（即ち、ポリエステルと炭素との混合物）は、同様の形態および機能を実現するために利用され得る。
【００６１】
一実施形態では、電源の接続部は、標準的な２ピン式の共通ユーザーインターフェース（ＣＵＩ）の配線に結合されたリボンコネクタおよび電源ユニットに一般に許容されるようなコネクタである。リボンとワイヤーとのこの接続部は、ＣＲＩＭＰＦＬＥＸ（登録商標）として販売されている製品である。
【００６２】
本明細書においてより詳細に説明されているように、それは、フィードバックおよび制御の入力またはセンサからの入力を必要とすることなく、一定の電圧を提供するように設計されている。
【００６３】
本明細書の全体において「一実施形態」に関する参照は、この実施形態と関連して記載された特定の特徴、構造または特性が少なくとも１つの実施形態に包含されることを意味している。従って、本明細書の全体を通して様々な箇所に登場する語句「一実施形態では」は、同じ実施形態を全て指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造または特性は１つ以上の実施形態中に任意の適切な様式で組み合わされていてもよい。
【００６４】
本明細書において言及されたならびに／あるいは本願のデータシートに挙げられた、米国特許明細書、米国特許出願公開明細書、米国特許出願、外国の特許明細書、外国の特許出願および非特許文献の全ては、参照することによってそれらの全体が本明細書に援用される。
【００６５】
上述した記載によれば、本発明の具体的な実施形態が説明のために本明細書に記載されているが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく様々な変更がなされてもよいということが理解される。従って、本発明は添付の特許請求の範囲以外によって限定されるものではない。
【図１】
2010521210.tif 000003
【図２Ａ】
2010521210.tif 000004
【図２Ｂ】
2010521210.tif 000005
【図２Ｃ】
2010521210.tif 000006
【図２Ｄ】
2010521210.tif 000007
【図２Ｅ】
2010521210.tif 000008
【図３Ａ】
2010521210.tif 000009
【図３Ｂ】
2010521210.tif 000010
【図３Ｃ】
2010521210.tif 000011
【図４Ａ】
2010521210.tif 000012
【図４Ｂ】
2010521210.tif 000013
【図５Ａ】
2010521210.tif 000014
【図５Ｂ】
2010521210.tif 000015
【国際調査報告】
2010521210.tif 000016
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