(57)【要約】透析治療において使用される透析流体のような流体を加熱するためのインライン流体ヒーターが提供される。この流体ヒーターは、第１の赤外ヒーターおよび第２のプレートヒーターを有する二重のヒーターである。コントローラーは、赤外ヒーターおよびプレートヒーターと作動可能的に接続され、赤外ヒーターおよびプレートヒーターの１つまたは両方を作動し、流体の温度を維持する。使い捨て透析ユニットを通じて流れる流体のインライン加熱のためのデバイスもまた提供される。このデバイスは、赤外ヒーターが使用されている場合、使い捨てユニットに面する開口部を規定するハウジング中に配置される、赤外エミッタを有する。ここで、この赤外ヒーターは、開口部を覆う赤外透過材料および赤外エミッタからの赤外エネルギーが実質的に赤外透過材料に向かうようにこの赤外エミッタに対して配置された赤外反射器を有する。
2006500968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療流体を加熱するための流体ヒーターであって、該ヒーターは以下：
該流体に向かう方向で、エネルギーを放射する放射ヒーター；
該流体に向かう方向で、エネルギーを放射する第２のヒーター；
赤外ヒーターおよび該第２のヒーターの少なくとも１つに該流体の所望の温度を維持させるコントローラー
を備える、流体ヒーター。
【請求項２】
前記コントローラーが、前記赤外ヒーターおよび前記第２のヒーターの両方で、前記流体の所望の温度を維持させる、請求項１に記載の流体ヒーター。
【請求項３】
前記第２のヒーターが、プレートヒーターである、請求項１に記載の流体ヒーター。
【請求項４】
前記放射ヒーターが、前記エネルギーを前記流体に方向付ける赤外反射器を備える、請求項１に記載の流体ヒーター。
【請求項５】
前記放射ヒーターと前記流体との間に配置された少なくとも１つの透過材料をさらに含む、請求項１に記載の流体ヒーター。
【請求項６】
前記第２のヒーターが、前記赤外ヒーターの流体的に上流に配置される、請求項１に記載の流体ヒーター。
【請求項７】
前記放射ヒーターが、赤外線、マイクロ波、レーザー、紫外線、γ線、超音波、高周波、誘導エネルギーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される型のエネルギーを放射する、請求項１に記載の流体ヒーター。
【請求項８】
使い捨て透析ユニットを通じて流れる流体のインライン加熱のためのデバイスであって、該デバイスは以下：
ハウジング中に配置される赤外エミッタを有する赤外ヒーターであって、該ハウジングは、該赤外ヒーターが使用されている場合、該使い捨てユニットに面する開口部を規定し、該赤外ヒーターは、該開口部を覆う赤外透過材料を有し、そして該赤外ヒーターは、該赤外エミッタからの赤外エネルギーが実質的に該赤外透過材料に向かうように該赤外エミッタに対して配置された赤外反射器を有する、赤外ヒーター、
を備える、デバイス。
【請求項９】
前記の使い捨てユニットに隣接するプレートヒーターをさらに備える、請求項８に記載の流体のインライン加熱のためのデバイス。
【請求項１０】
前記プレートヒーターが、前記赤外ヒーターから前記使い捨てユニットの対向する側面上に配置される、請求項８に記載の流体のインライン加熱のためのデバイス。
【請求項１１】
前記赤外ヒーターから前記赤外透過材料の対向する側面上に配置された赤外吸収材料をさらに含み、ここで該赤外吸収材料は、該赤外エネルギーを吸収することから温度を増加し、該使い捨てユニット中の流体を加熱する、請求項８に記載の流体のインライン加熱のためのデバイス。
【請求項１２】
前記赤外ヒーターから前記赤外透過材料の対向する側面上に配置された赤外反射材料をさらに含み、ここで該赤外反射材料は、前記ハウジングの外側の前記赤外エネルギーの少なくとも一部を、前記使い捨てユニット中の流体に向ける、請求項８に記載の流体インライン加熱のためのデバイス。
【請求項１３】
患者への透析処置のための前記使い捨てユニットを通じて流れる流体のインライン加熱のためのデバイスであって、該デバイスは以下：
該使い捨てユニット中の流体の少なくとも一部を加熱するように構築および配置された、赤外エミッタ；
該使い捨てユニット中の流体の少なくとも一部を加熱するように構築され、そして配置された、プレートヒーター；および
該赤外エミッタおよび該プレートヒーターの少なくとも一つに、所望の流体温度を達成させるコントローラー
を備える、デバイス。
【請求項１４】
少なくとも１つの可撓性膜を有する使い捨てカセットを通じて流れる流体のインライン加熱のための流体加熱デバイスであって、該デバイスは以下：
第１の方向の赤外放射を有する赤外エミッタ；
該赤外エミッタの間および該カセットの該少なくとも１つの可撓性膜に隣接して配置された、赤外透過材料；および
該カセットの該少なくとも１つの可撓性膜に隣接して配置された、プレートヒーター
を備える、デバイス。
【請求項１５】
前記赤外透過材料および前記プレートヒーターが、前記カセットの片面上の同じ可撓性膜に隣接する、請求項１４に記載の流体加熱デバイス。
【請求項１６】
前記赤外透過材料および前記プレートヒーターが、前記カセットの対向する側面上の異なる可撓性膜に隣接する、請求項１４に記載の流体加熱デバイス。
【請求項１７】
前記透過材料が、サファイアガラス、光学ガラス、赤外ガラス、ガラスセラミックス、ホウケイ酸塩、アルミノ珪酸塩、ヒューズドシリカ（石英）、硫酸亜鉛、シリコン、ゲルマニウム、フッ素化合物／臭素化合物／塩素化合物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１４に記載の流体加熱デバイス。
【請求項１８】
流体容器中の流体を加熱するための透析流体ヒーターであって、該ヒーターは以下：
流体容器の少なくとも第１の部分を加熱する放射エネルギーヒーターであって、該放射エネルギーヒーターは、第１の部分に向かう方向で放射エネルギー放射を有する、放射エネルギーヒーター；および
流体容器の少なくとも第２の部分を加熱する第２のヒーターであって、該第２のヒーターは、該第２の部分に向かう方向の熱伝達放射を有する、第２のヒーター；
を備え、ここで、該容器中の透析流体は、該透析流体が該容器を通じて移動する場合、該放射エネルギーヒーターおよび該第２のヒーターの少なくとも１つによって加熱される、透析流体ヒーター。
【請求項１９】
少なくとも約１２５ｍｌ／分で移動する前記透析流体が、約５℃から約３７℃まで加熱され得る、請求項１８に記載の透析流体ヒーター。
【請求項２０】
前記第２の流体容器インターフェースが、前記第２のヒーターの温度よりも高い溶融温度を有する、請求項１８に記載の透析流体ヒーター。
【請求項２１】
前記第１の流体容器インターフェースが、前記第２の流体容器インターフェースに接触する流路とは異なる容量を有する容器中の流路に接触する、請求項１８に記載の透析流体ヒーター。
【請求項２２】
前記第２の流体容器インターフェースが、前記透析流体のための容器中の調節流路に接触する、請求項１８に記載の透析流体ヒーター。
【請求項２３】
流体容器中の前記透析流体を加熱するための透析流体ヒーターであって、該ヒーターは以下：
第１のヒーター；および
該第１のヒーターと協同して該透析流体を加熱する、第２のヒーター、
を備え、ここで、該第１のヒーターおよび該第２のヒーターは、少なくとも約１３分間で約１０℃から約３７℃まで、約２リットルの透析流体を加熱する、透析流体ヒーター。
【請求項２４】
前記第１のヒーターおよび前記第２のヒーターが、約±０．５℃内の所望の流体温度を達成し得る、請求項２３に記載の透析流体ヒーター。
【請求項２５】
前記第１のヒーターおよび前記第２のヒーターが、使い捨てカセットに隣接して提供される、請求項２３に記載の透析流体ヒーター。
【請求項２６】
前記第１のヒーターおよび前記第２のヒーターが、異なる型である、請求項２３に記載の透析流体ヒーター。
【請求項２７】
透析システムであって、該システムは以下：
流体流路；
該流体流路に沿って移動する透析流体の少なくとも一部を加熱する、放射ヒーター；および
該流体流路に沿って移動する透析流体の少なくとも一部を加熱する、第２のヒーター、
を備える、透析システム。
【請求項２８】
前記放射ヒーターおよび前記第２のヒーターの少なくとも１つを選択的に作動させ、前記透析流体の所望の温度を達成するコントローラーを備える、請求項２７に記載の透析システム。
【請求項２９】
前記放射ヒーターおよび前記第２のヒーターが、前記流体流路に沿って前記透析流体を移すようにさらに作動するデバイス中に配置される、請求項２７に記載の透析システム。
【請求項３０】
使い捨て流体流動透析容器とともに使用するためのインライン流体加熱システムであって、該インライン流体加熱システムは、以下：
コントローラー；
該コントローラーと作動可能に接続された放射エネルギーヒーターであって、該放射エネルギーヒーターは、該コントローラーによって作動される場合、該透析システム中の該使い捨て流体流動容器に向かう放射エネルギー放射を有する、放射エネルギーヒーター；
該コントローラーと作動可能に接続された第２のヒーターであって、該第２のヒーターは、該コントローラーによって作動される場合、該透析システム中の該使い捨て流体流動容器に向かう加熱エネルギー放射を有する、第２のヒーター；および
該コントローラーと接続された温度センサであって、該温度センサは、透析流体の感知温度を示す信号を有する、温度センサ、
を備える、インライン流体加熱システム。
【請求項３１】
前記流体流動コネクタが、少なくとも１つのバルブと流体的に接続する、請求項３０に記載のインライン流体加熱システム。
【請求項３２】
前記コントローラーが、透析流体温度を感知する複数の温度センサからの入力を受信する、請求項３０に記載のインライン流体加熱システム。
【請求項３３】
前記第１の流体流動容器が、透析流体温度を感知する少なくとも１つの温度センサを備える、請求項３０に記載のインライン流体加熱システム。
【請求項３４】
前記流体流動容器が、少なくとも１つのポンプと流体的に接続される、請求項３０に記載のインライン流体加熱システム。
【請求項３５】
前記流体流動容器が、大容量の透析流体容器と流体的に接続される、請求項３０に記載のインライン流体加熱システム。
【請求項３６】
前記流体流動容器が、透析を受ける患者内に配置可能なカテーテルと流体的に接続する、請求項３０に記載のインライン流体加熱システム。
【請求項３７】
透析流体を加熱する方法であって、該方法は、以下の工程：
使い捨て流体経路を介して、該透析流体を流す工程；
２次元熱エネルギー供給源からのエネルギーを、前記使い捨て流体経路内の該透析流体に適用する、工程；および
３次元熱エネルギー供給源からのエネルギーを、前記使い捨て流体経路内の該透析流体に適用する工程、
を包含する、方法。
【請求項３８】
前記３次元熱エネルギー供給源からのエネルギーを適用する工程、前記３次元的熱を反射または吸収する少なくとも１つのデバイスを利用する工程を包含する、請求項３７に記載の透析流体を加熱する方法。
【請求項３９】
前記３次元熱エネルギー供給源からのエネルギーを適用する工程、該３次元熱供給源を冷却する工程を包含する、請求項３７に記載の透析流体を加熱する、方法。
【請求項４０】
コントローラーにより、前記３次元熱エネルギー供給源および前記２次元熱エネルギー供給源の作動を制御し、それにより、該３次元熱エネルギー供給源および該２次元熱エネルギー供給源の選択された１つまたはその両方が、前記透析流体を加熱する工程をさらに包含する、請求項３７に記載の透析流体を加熱する方法。
【請求項４１】
前記透析流体を流す工程が、前記２次元熱エネルギー供給源を通過して該透析流体を流す工程、その後の前記３次元熱エネルギー供給源を通過して、該透析流体を流す工程をさらに包含する、請求項３７に記載の透析流体を加熱する方法。
【請求項４２】
前記３次元熱エネルギー供給源が、放射ヒーターである、請求項３７に記載の透析流体を加熱する方法。
【請求項４３】
透析流体をインライン加熱する方法であって、該方法は以下：
使い捨て流体経路を介して、該透析流体を流す、工程；
該使い捨て流体経路中の該透析流体が、プレートヒーターを通過して流れる際に、該プレートヒーターで該透析流体を加熱する、工程；および
該使い捨て流体経路中の該透析流体が、該赤外ヒーターを通過して流れる際に、赤外ヒーターで該透析流体を加熱する、工程、
を包含する、方法。
【請求項４４】
前記透析流体を流す工程が、該透析流体を連続して流す工程を包含する、請求項４３に記載の透析流体のインライン加熱の方法。
【請求項４５】
赤外ヒーターで前記透析流体を加熱する工程およびプレートヒーターで該透析流体を加熱する工程が、該透析流体の同じ部分を加熱する工程を包含する、請求項４３に記載の透析流体のインライン加熱の方法。
【請求項４６】
透析を必要とする患者に透析を提供する方法であって、該方法は以下の工程：
放射ヒーターおよび第２のヒーターで透析流体を加熱する工程；および
該加熱した流体を患者の一部に通過させる工程、
を包含する、方法。
【請求項４７】
前記一部が、前記患者の腹膜腔を含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
連続流動腹膜透析を患者に提供する方法であって、該方法は以下の工程：
放射ヒーターおよび第２のヒーターで透析流体を加熱する工程；
患者の一部に該加熱流体を通過させる工程；および
該患者からの流体を再循環し、そして該流体を浄化する工程、
を包含する、方法。
【請求項４９】
必要な場合、前記放射ヒーターおよび前記第２のヒーターの少なくとも１つで、前記再循環した流体を再加熱する工程をさらに包含する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
患者に透析を提供するための方法であって、該方法は以下の工程：
放射ヒーターおよび第２のヒーターで透析流体を加熱する工程；および
眠っている患者に該加熱した流体を注入する工程、
を包含する、方法。
【請求項５１】
前記加熱した流体を夜間、前記患者に注入する工程を包含する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
患者が眠っている間に、前記流体を加熱する工程を包含する、請求項５０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、一般に、流体ヒーターに関する。より詳細には、本発明は、非経口流体ヒーターおよび非経口流体を加熱する方法に関する。１つの実施形態では、本発明は、透析システムにおける使用のための流体ヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
疾患、障害またはその他の原因に起因して、個体の腎臓系は損なわれ得る。任意の原因の腎不全において、いくつかの生理学的混乱が存在する。水、ミネラルおよび日々の代謝負荷排泄物のバランスは、腎不全ではもはや可能ではない。腎不全の間、窒素代謝物の毒性最終生産物（尿素、クレアチニン、尿酸など）は血液および組織中に蓄積し得る。
【０００３】
腎不全および低下した腎臓機能は透析で処理されている。透析は、そうでなければ正常に機能する腎臓により除去されたであろう、老廃物、トキシンおよび過剰の水を身体から除去する。腎臓機能の補充のための透析処置は多くの人々にとって重要である。なぜなら、この処置は生命を救うからである。損傷した腎臓をもつヒトは、少なくとも腎臓の濾過機能を補充することなく生存し続けることは出来なかった。血液透析および腹膜透析は、腎臓機能の損失を処置するために一般に用いられている２つのタイプの透析療法である。
【０００４】
腹膜透析は、患者の腹腔中に注入される透析溶液または透析液を利用する。この透析液は、腹腔中の患者の腹膜と接触する。老廃物、トキシンおよび過剰の水は、患者の血流中から腹膜を通じて透析液に通過する。血流から透析液への老廃物、トキシンおよび水の移動は、拡散および浸透圧によって起こる。なぜなら、腹膜を横切る浸透圧勾配があるからである。消耗した透析液は、患者の腹腔から排液され、患者から老廃物、トキシンおよび水を取り除き、そして次に置き換えられる。
【０００５】
腹腔中への注入の前に、透析液は、しばしば体温より低い温度である。例えば、透析溶液は室温またはなおより低くあり得る。透析溶液は、冷所に貯蔵または冷たい天候に曝されるとき特に冷たくあり得る。患者より冷たい透析液を用いることは患者を所望されずに冷却し、そして透析手順の間患者を不快にし得る。従って、患者の腹腔中に注入する前に透析液をほぼ体温に加熱することが所望される。
【０００６】
血液透析処理は、患者から老廃物、トキシンおよび過剰の水を除去するために患者の血液を利用する。患者は、血液透析機械に接続され、そして患者の血液がこの機械を通じてポンプ輸送される。カテーテルが患者の静脈および動脈中に挿入され、血液透析機械にそしてそれから血液流れを接続する。血液は、血液透析機械中の透析器を通過し、この透析器は、患者の血液から老廃物、トキシンおよび過剰の水を取り除き、そして血液を患者に注入して戻す。血液透析で用いられる、流体、例えば、血液および透析液を、ほぼ体温まで加熱することがまた所望される。
【０００７】
透析流体を患者に心地よい温度まで加熱することは、歴史的に、電気抵抗プレートヒーターを用いて達成されていた。抵抗プレートヒーターは、電気がこの抵抗プレートに印加されるとき温度を増加する。この抵抗プレートヒーターは、流体コンテナーと直接接触し、そして熱をプレートからコンテナー中の流体に移動する。
【０００８】
２つのタイプの現存する抵抗プレートヒーターは、バルクプレートヒーターおよびインラインプレートヒーターを含む。バルクプレートヒーターは、ヒータープレートの頂部に配置された２リットルの透析液リザーバーバッグのような、相対的に大きな透析液コンテナーを有し得る。このバルクプレートヒーターは、流体を、リザーバーバッグ中のヒータープレートに近接して加熱し、経時的に温度は増加してバッグ中の流体を通じて拡散し、すべての透析液を加熱する。インラインプレートヒーターは、流体がヒータープレートと接触している相対的により小さなバッグを通じて流れるとき、透析液流体を加熱する。インラインプレートヒーターは、流体がヒータープレートを超えて流れるとき、要求に応じて流体を加熱することを目的とする。その一方、バルクプレートヒーターは、加熱された流体のリザーバーを提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
抵抗プレートヒーターもまた、血液透析および流体の静脈内投与の間に流体を加熱するために用いられている。抵抗プレートヒーターは透析処置およびその他の適用のために流体を加熱するために用いられているが、抵抗プレートヒーターは制限を有している。例えば、プレートヒーターの加熱能力は、ヒータープレートの表面積に依存している。より大きな透析液負荷が加熱されるべき場合、ヒータープレートの表面積のサイズは増加されなければならない。ヒーターのサイズを増加することは、より大きなスペースまたはより高い電力消費を必要とするなど、種々の理由のために所望されないかもしれない。あるいは、ヒータープレートの温度を増加し得る；しかし、より高い温度は所望されないかもしれない。例えば、ヒータープレートの温度は、加熱されている流体にとって安全レベルに、またはヒータープレートと接触している流体コンテナーにとって安全レベルに制限され得る。
【００１０】
抵抗プレートヒーターにともなう別の制限は、これらヒーターが二次元、すなわち、これらヒーターは、熱エネルギーをヒータープレートの二次元表面領域に亘って熱エネルギーを移動することである。加熱されている流体の温度の増加は、流体と流体コンテナーとの間の界面、すなわち、ヒータープレートと接触する堰板（ｓｈｅｅｔｉｎｇ）で起こる。従って、プレートヒーターは、流体の１つの表面を直接加熱するだけである。残りの流体は、加熱された表面から熱伝導および対流により加熱される。この透析液流体の二次元加熱は、バルク加熱操作中の透析液コンテナーの深さ、およびインライン操作中の流体流速を制限する。さらに、いずれのタイプの操作においても、透析液コンテナーの壁は、熱源との流体の直接接触に比較してシステムの加熱応答時間を必然的に低下する。可撓性のプラスチック透析液バッグ材料は、代表的には、良好な熱伝導性を有していない。公知のバルクヒーターおよびインラインヒーターは、結果として、相対的に大きな透析液負荷が加熱される必要があるとき、遅い応答時間を有し得る。
【００１１】
公知のバルクヒーターおよびインラインヒーターにともなう別の問題は、いずれのシステムにおいても必要な部品である透析液バッグまたはコンテナーが、バルク熱プレートまたはインライン熱プレートが透析液流体を加熱することを試みるとき、熱を放つことである。熱プレートは、コンテナーの１つの側面を加熱し、その一方、コンテナーの残りの側面は、対流冷却または蒸発冷却に起因して雰囲気に熱を放つ。
【００１２】
現在のバルクおよびインライン透析液ヒーターにともなうさらなる問題は、熱プレートがスイッチオフ後の所定の時間熱いままであることである。すなわち、プレートに電力を与える電気が切断されるとき、加熱されたプレートの貯蔵された熱エネルギーが即座に消失しない。この結果は、システムはさらなる熱を投げ捨てるか、または流体をその所望の温度まで加熱するために残存熱を用いる試みにおいて、流体がその所望の温度に到達する時間の前にヒーターをシャットダウンするかのいずれかであることである。第１の選択肢は非能率を生成し、その一方、第２の選択肢は複雑さ、および誤りの機会を増加する。一般に、流体温度の正確な制御は、バルク流体ヒーターでは困難である。
【００１３】
従って、相対的に大きな透析液負荷を加熱し得、そして改良されたオフ応答時間をもつより効率的な透析液ヒーターを提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（発明の要旨）
一般に、本発明は、新規な流体ヒーター、流体を加熱する方法および流体ヒーターシステムを提供する。本発明は、医療流体一般、および無菌を維持しなければならず、かつ熱源に直接接触しない医療流体を含む医療流体と作動可能である。例えば、本発明は、血液透析および腹膜透析で用いられる流体のような透析流体、および静脈内流体を加熱し得る。特に、本発明は、連続流れ腹膜透析のような腹膜透析に用いられる透析液を加熱することに関する。より詳細には、本発明は、放射エミッタまたは赤外エミッタからのエネルギーのようなエミッタからの放射エネルギーを利用し、流体がエミッタを超えて流れるとき医療流体を加熱する。
【００１５】
この目的のために、本発明の実施形態では、医療流体を加熱するための流体ヒーターが提供される。このヒーターは、エネルギーを発する放射ヒーターを含み、ここで、このエネルギーは流体に向かって方向付けられる。第２のヒーターが、流体に対して流体加熱位置に配置される。コントローラーが赤外ヒーターおよび第２のヒーターに作動可能に接続され、ここでこのコントローラーは、流体の所望の温度を維持するためにヒーターの片方または両方を作動する。
【００１６】
１つの実施形態では、上記第２のヒーターはプレートヒーターである。
【００１７】
１つの実施形態では、上記放射ヒーターは、エネルギーを流体に向ける赤外反射器を含む。
【００１８】
１つの実施形態では、上記ヒーターはまた、上記放射ヒーターと上記流体との間に配置される少なくとも１つの透過材料を含む。
【００１９】
１つの実施形態では、上記第２のヒーターは、上記赤外ヒーターの流体的に上流に配置される。
【００２０】
１つの実施形態では、上記放射ヒーターは、赤外線、マイクロ波、レーザー、紫外線、γ線、超音波、高周波、誘導エネルギーおよびそれらの組合せからなる群から選択されるタイプのエネルギーを発する。
【００２１】
本発明の別の実施形態では、使い捨て透析ユニットを通じて流れる流体のインライン加熱のためのデバイスが提供される。このデバイスは赤外ヒーターを含む。この赤外ヒーターは、ハウジング中に配置される赤外エミッタを有する。このハウジングは、この赤外ヒーターが使用されているとき、上記使い捨てユニットに面する開口部を規定する。この赤外ヒーターは、上記開口部を覆う赤外透過材料を有する。この赤外ヒーターは、上記赤外エミッタに対して、この赤外エミッタからの赤外エネルギーが上記赤外透過材料に実質的に向かうように配置される赤外反射器を有する。
【００２２】
１つの実施形態では、このデバイスは、上記使い捨てユニットに隣接するプレートヒーターを含む。
【００２３】
１つの実施形態では、このプレートヒーターは、上記赤外ヒーターから上記使い捨てユニットの対向する側面上に配置される。
【００２４】
１つの実施形態では、上記デバイスは、上記赤外ヒーターから上記赤外透過材料の対向する側面上に配置される赤外吸収材料を含む。この赤外吸収材料は、赤外エネルギーを吸収することから温度を増加し、上記使い捨てユニット中の流体を加熱する。
【００２５】
１つの実施形態では、上記デバイスは、上記赤外ヒーターから上記透過材料の対向する側面上に配置される赤外反射材料を含む。この赤外反射材料は、上記ハウジングの外側の上記赤外エネルギーの少なくとも一部分を、上記使い捨てユニット中の流体に向ける。
【００２６】
本発明のさらなる実施形態では、患者への透析処置のために、使い捨てユニットを通じて流れる流体のインライン加熱のためのデバイスが提供される。このデバイスは、赤外エミッタを含む。この赤外エミッタは、この赤外エミッタが使用されるとき、上記使い捨てユニットに向かう方向の赤外放射を有している。プレートヒーターは、この使い捨てユニットに隣接して配置されている。コントローラーが、上記赤外エミッタおよびプレートヒーターに作動可能に接続されている。このコントローラーは、上記赤外エミッタおよびプレートヒーターの１つまたは両方を作動し、所望の流体温度を達成する。
【００２７】
本発明のなお別の実施形態では、少なくとも１つの可撓性メンバーを有する使い捨てカセットを通じて流れる流体にインライン加熱のための流体加熱デバイスが提供される。このデバイスは、第１の方向の赤外放射を有する赤外エミッタを含む。赤外透過物質が、上記赤外エミッタと、上記カセットの少なくとも１つの可撓性膜との間に隣接して配置されている。プレートヒーターはまた、上記カセットの少なくとも１つの可撓性膜に隣接して配置されている。
【００２８】
ある実施形態において、赤外透過材料およびプレートヒーターが、カセットの１つの側の同じ可撓性膜に近接する。
【００２９】
ある実施形態において、赤外線透過材料およびプレートヒーターが、カセットの反対側の異なる可撓性膜に近接する。
【００３０】
ある実施形態において、透過材料が、サファイアガラス、光学ガラス、赤外ガラス、ガラスセラミックス、ホウケイ酸塩、アルミノ珪酸塩、ヒューズドシリカ（石英）、硫酸亜鉛、シリコン、ゲルマニウム、フッ素化合物／臭素化合物／塩素化合物、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００３１】
本発明のなおさらなる実施形態において、流体容器中の流体を加熱するための透析流体ヒーターが提供される。ヒーターは、放射エネルギーヒーターを含む。放射エネルギーヒーターは、放射エネルギー発生装置および第１の流体容器インターフェースを有する。この放射エネルギー発生装置は、第１の流体容器インターフェースに向かう方向での放射エネルギー放出を有する。第２のヒーターは、熱発生装置および第２の流体容器インターフェースを有する。この熱発生装置は、第２の流体容器インターフェースに向かう熱伝達放出を有する。透析流体は、透析流体が容器を介して動く場合、放射エネルギー発生装置および熱発生装置によって加熱される。
【００３２】
ある実施形態において、放射エネルギーヒーターが、透析ヒーターを、約３７℃まで加熱し得る。
【００３３】
ある実施形態において、少なくとも約１２５ｍｌ／分で移動する透析流体が、約５℃から約３７℃まで加熱され得る。
【００３４】
ある実施形態において、第２の流体容器インターフェースが、第２のヒーターの温度よりも高い溶融温度を有する。
【００３５】
ある実施形態において、第１の流体容器インターフェースが、第２の流体容器インターフェースの流路ではなく、異なる容積を有する容器中の流路に接する。
【００３６】
ある実施形態において、第２の流体容器インターフェースが、透析流体のための容器における調節流路に接する。
【００３７】
さらに、別の実施形態において、流体容器中の透析流体を加熱するための透析流体ヒーターが、提供される。このヒーターは、第１のヒーターおよび第１のヒーターと協同して透析流体を加熱する第２のヒーターを含む。患者は、約１３分の間、約１０℃から加熱された２リットルの透析流体を受け取り得る。
【００３８】
ある実施形態において、第１のヒーターおよび第２のヒーターは、約±０．５℃内の所望される流体温度を達成し得る。
【００３９】
なおさらに、別の実施形態において、透析システムが、提供される。このシステムは、流体流路を含む。放射ヒーターが、流体流路に沿って移動する透析流体を加熱する。第２のヒーターが、流体流路に沿って放射ヒーターと一緒に透析流体を加熱する。
【００４０】
ある実施形態において、このシステムは、放射ヒーターおよび第２のヒーターの少なくとも１つを選択的に作動させ、透析流体のための所望の温度を達成するコントローラーを含む。
【００４１】
ある実施形態において、放射のヒーターおよび第２のヒーターが、流体流路に沿って透析流体を移すようさらに作動するデバイス中に配置される。
【００４２】
本発明のなお別の実施形態において、使い捨て流体流動容器を有する透析のシステムにおける使用のためのインラインの流体加熱システムが、提供される。このシステムは、コントローラーを含む。第１の放射エネルギーヒーターが、コントローラーと作動可能に連結する。第１の放射エネルギーヒーターが、コントローラーによって作動される場合、透析のシステム中に使い捨て流体流動容器に向かう放射エネルギー放出を有する。第２のヒーターが、コントローラーと動作可能に連結する。第２のヒーターが、コントローラーによって作動される場合、透析のシステム中に使い捨て流体流動容器に向かう熱エネルギー放出を有する。温度センサーが、コントローラーに結合し、透析流体の感知される温度の信号の表示を有する。
【００４３】
ある実施形態において、流体流動コネクタは、少なくとも１つのバルブと流体連絡している。
【００４４】
ある実施形態において、コントローラーが、透析流体温度を感知する複数の温度センサから入力を受ける。
【００４５】
ある実施形態において、第１の流体流動容器は、透析流体温度を感知する少なくとも１つの温度センサを含む。
【００４６】
ある実施形態において、流体流動容器は、少なくとも１つのポンプと流体連絡している。
【００４７】
ある実施形態において、流体流動容器は、透析流体格納デバイスと流体連絡している。
【００４８】
ある実施形態において、流体流動容器が、透析の患者内に配置されたカテーテルと流体連絡している。
【００４９】
本発明のなおさらなる実施形態において、透析流体を加熱する方法が、提供される。この方法は、使い捨て流体経路を介して透析流体を流す工程を包含する。二次元熱エネルギー供給源からのエネルギーは、使い捨て可能な流体経路内の透析流体に適用される。三次元熱エネルギー供給源からのエネルギーが、使い捨て可能な流体経路内の透析流体に適用される。
【００５０】
ある実施形態において、三次元熱エネルギー供給源からのエネルギーを適用することが、三次元的熱を反射または吸収する少なくとも１つのデバイスを利用する工程を包含する。
【００５１】
ある実施形態において、三次元熱エネルギー供給源からのエネルギーを適用することが、三次元熱供給源を冷却する工程を包含する。
【００５２】
ある実施形態において、この方法はまた、コントローラーを持つ三次元熱エネルギー供給源および二次元熱エネルギー供給源の作動を制御する工程を包含し、その結果、三次元熱エネルギー供給源および二次元熱エネルギー供給源の選択された１つまたはその両方が、透析流体を加熱する。
【００５３】
ある実施形態において、透析流体を流す工程は、二次元熱エネルギー供給源を通り過ぎて透析流体を流す工程および三次元熱エネルギー供給源を通り過ぎて透析流体を流す工程を包含する。
【００５４】
なおさらに、本発明の実施形態において、透析流体のインラインの加熱方法が、提供される。この方法は、使い捨て可能な流体経路を介して透析流体を流す工程を包含する。この透析流体は、透析流体がプレートヒーターを通り過ぎて流れる際にプレートヒーターで加熱される。透析流体は、透析流体が赤外ヒーターを通り過ぎて流れる際に赤外ヒーターで加熱される。
【００５５】
ある実施形態において、透析流体を流す工程は透析流体を連続して流す工程を包含する。
【００５６】
ある実施形態において、赤外ヒーターで透析流体を加熱する工程およびプレートヒーターで透析流体を加熱する工程は、透析流体の同じ部分を加熱する工程を包含する。
【００５７】
本発明のなお別の実施形態において、透析を患者に提供する方法が、提供される。この方法は、放射ヒーターおよび第２のヒーターで透析流体を加熱し、加熱した流体を患者の一部に通す工程を包含する。
【００５８】
ある実施形態において、その一部が、患者の腹膜腔を含む。
【００５９】
ある実施形態において、その方法が、患者からの流体を再循環し、流体を浄化する工程をさらに包含する。
【００６０】
ある実施形態において、その方法は、リサイクルされた流体を、必要ならば、放射ヒーターおよび第２のヒーターの少なくとも１つで再加熱する工程をさらに包含する。
【００６１】
ある実施形態において、その方法は、加熱された流体を眠っている患者に注入する工程をさらに包含する。
【００６２】
ある実施形態において、その方法は、加熱された流体を夜間に患者に注入する工程をさらに包含する。
【００６３】
ある実施形態において、その方法が、患者が眠っている間に流体を加熱する工程をさらに包含する。
【００６４】
従って、透析を実施するための改善されたシステムを提供することが、本発明の利点である。
【００６５】
本発明の別の利点は、透析を実施するための改善された方法を提供することである。
【００６６】
なお別の利点は、改善された流体ヒーターを提供することである。
【００６７】
本発明の別の利点は、医用の流体を加熱する改善された方法を提供することである。
【００６８】
さらに、本発明の利点は、連続フロー透析を含む透析を実施する改善されたシステムおよび方法を提供することである。
【００６９】
さらに、本発明の利点は、赤外線エネルギーのような放射エネルギーで流体を加熱することである。
【００７０】
本発明のなお別の利点は、患者が眠る間、夜間に透析を実施するシステムおよび方法を提供することである。
【００７１】
本発明のなお別の利点は、複数の異なる型のヒーターを利用する流体ヒーターを提供することである。
【００７２】
本発明のなお別の利点は、電源を切って作動しなくなるとすぐに冷却するヒーターを提供することである。
【００７３】
本発明のなおさらなる利点は、比較的小さな大きさのヒーターで比較的大量の流体を効果的に加熱することである。
【００７４】
本発明の別の利点は、加熱された流体から空気を取り除くことである。
【００７５】
本発明のなおさらなる利点は、流体がヒーターを通り過ぎる際に、三次元様式で流体を加熱することである。
【００７６】
本発明のなお別の利点は、使い捨て可能なカセットを大きさおよび費用において減少させることを可能にする透析のヒーターを提供することである。
【００７７】
本発明のさらなる特徴および利点が、本発明および図面の以下の詳細な説明に記載され、そしてここから明らかになる。
【００７８】
（発明の詳細な説明）
本発明は、医用の流体を用いる、特に透析流体を用いる、そして最も特に連続フロー腹膜透析を含む腹膜透析を用いる使用のための二重のインラインヒーターを提供する。ある実施形態において、本発明は、赤外ヒーターおよびプレートヒーターを提供する。赤外ヒーターおよびプレートヒーターの組み合わせは、広範な加熱の需要にわたる流体の効率的かつ効果的な加熱を提供する。
【００７９】
赤外ヒーターおよびプレートヒーターの内の１つまたはその両方のいずれかを使用して、流体温度を所望の温度に増加するのに必要な熱量を供給し得る。赤外ヒーターは、より高い能力のヒーターであり、これは大きな熱の需要に対して選択的に作動させられ得る。より低い能力のプレートヒーターは、熱の需要が比較的小さい場合に単独で代替的に用いられるか、またはより大きな熱の需要に適合するように、放射ヒーターと同時に用いられる。
【００８０】
本発明は、既存のヒーター、特にかさばるプレートヒーターに対して流体加熱の有意に増加した制御を提供する。２つのヒーターからなる本発明においてヒーターの両方が、個別にまたは組み合わされて、流体の有意に増加した温度制御を提供する。
【００８１】
ある実施形態において、本発明は、連続フロー腹膜透析システムにおけるインラインの赤外ヒーターを提供する。この透析システムは、、例えば、患者がうたた寝もしくは眠っている間に、夜間に、または患者が眠っている間の夜間に、自動的に患者に透析治療を実施する。いかなる場合においても、透析処置の間に用いられる透析流体は、適切な温度に加熱しなければならない。
【００８２】
赤外ヒーターは、すぐに温まり、冷却し、これはこのヒーターが、流体温度における変化または熱の需要にすぐに応答することを可能にする。さらに、放射ヒーターまたは赤外ヒーターは、ヒーターが電源を切られる瞬間に、実質的に熱を生じるのを止める。
【００８３】
ある実施形態において、赤外ヒーターおよびプレートヒーターの出力は、選択的に変動し得る。例えば、赤外ヒーターの出力は、より小さな加熱の需要のために減少し得る。または、プレートヒーターの出力は、より高い能力の赤外ヒーターを使用するのを正当化するほど十分は大きくない加熱の需要に適合するように上げられ得る。
【００８４】
従って、本発明は、広範な加熱の需要にわたって流体を加熱するための大きな可撓性および効率を有するヒーターを提供する。このヒーターは、比較的小さな空間しか必要とせず、既存の腹膜透析システムおよび他の透析システムで作動するよう適合し得る。本発明のヒーターは三次元的加熱を利用し、かつ比較的高いワット−熱密度を有する。このヒーターは、赤外線放射が最小の吸収で使い捨て可能な成分の間を透過可能に通るために、使い捨て可能な成分を損傷することを避ける。手短に言えば、放射熱は、透析物質の流体を加熱する傾向にあり、流体の容器を加熱する傾向にない。
【００８５】
ここで図面、特に図１および図２に言及すると、本発明に従うヒーター１０は、模式的に示される。ヒーター１０は、二段階ヒーターであり、放射または赤外ヒーターユニット１２およびプレートヒーターユニット１４を有する。流体フロー経路１８を規定する流体容器１６は、赤外ヒーター１２とプレートヒーター１４との間に配置される。ある実施形態において、ヒーター１０は、プレートヒーター１４および赤外ヒーター１２を通り過ぎて流体フロー経路１８を介して流体が流れる際に所望の温度に流体を加熱するインラインヒーターである。しかし、別の実施形態において、ヒーター１０は、バッチ操作、例えば、かさばる腹膜の透析移転を行なうために適切な大きさに合わせられる。
【００８６】
図１によって例示されるある実施形態において、経路１８は、赤外線部分およびプレートヒーター部分に分割される。図２に例示されるある実施形態において、経路１８は、とぎれなく、その結果、ヒーター１０のヒーター１２およびヒーター１４の両方が、同時に同じ容積の流体を加熱する。赤外ヒーター１２およびプレートヒーター１４が、容器またはカセット１６の反対側にあるものとして例示されているが、別の実施形態において、ヒーター１２およびヒーター１４は、カセットまたは容器１６と同じ側に配置され得、または存在し得る。
【００８７】
流体流動容器１６は、ある実施形態において、図５Ａ〜図５Ｃと関係して記載される使い捨て可能なカセットのような使い捨て可能なカセットである。容器または使い捨て可能なカセット１６は、透過可能な側を含む。ある実施形態において、この側は、カセット１６の反対側に接着した薄い可撓性のあるシート２０である。カセットシート２０は、放射エネルギーまたは赤外線エネルギーに対してほぼ透明である。例えば、８ミリ厚までのポリエチレンシートが、用いられ得る。他の透過可能なプラスチックが、用いられ得る。
【００８８】
図１は、ある実施形態において、流体フロー経路１８が、最初プレートヒーター１４に沿って、次いで放射ヒーター１２に沿って移動することを例示する。しかし、別の実施形態において、経路１８は、代替的に放射ヒーター１２を通って移動し、その後プレートヒーター１４に沿って通過する。
【００８９】
赤外ヒーター１２は、放射エネルギーを用いて３次元的様式で流体ボリュームの深部を加熱するために放射エネルギーを使用する。すなわち、透析液は、種々の深さで放射エネルギーを吸収する。透析流体は、大量の水を含み、（５．０ミクロンの波長を超える約１．０ミクロンの波長からの）赤外線波動スペクトルは、水によって高度に吸収された。赤外ヒーター１２はまた、使い捨て可能なカセット１６の内部表面を加熱し、これがさらに流体を加熱する。赤外ヒーター１２または他の放射エネルギーエミッタによる流体ボリュームの３次元的加熱は、２次元的プレートヒーターと比べてより効果的かつ効率的なヒーターである。従って、赤外ヒーター１２は、透析液について効果的なヒーターを提供する。
【００９０】
インラインの赤外ヒーター１２は、第２のインラインプレートヒーター１４と比べて比較的高い熱容量を持つ第一のヒーターである。赤外ヒーター１２が、プレートヒーター１４で透析流体を加熱することによって達する温度を超えて透析流体の温度を迅速に増加させるために、適合される。例えば、本発明の１つのヒーター１０は、約３００ワット〜約５００ワットの熱容量を有する赤外ヒーター１２および約１００ワットの熱容量を有するプレートヒーター１４を含む。
【００９１】
プレートヒーター１４は、１つの実施形態において、透析物の最初のより低い温度を上昇させる。次に、放射ヒーター１２は、その予め温められた透析物を所望の温度に加熱する。代替的実施形態において、その放射ヒーター１２は、透析物の最初のより低い温度を上昇させ、そのプレートヒーター１４は、その予め温められた透析物を所望の温度に加熱する。
【００９２】
ヒーター１０のプレートヒーター１４および放射ヒーター１２が組み合わさって、約５℃〜約３７℃まで、約１２５ｍｌ／分で移動するその透析物を加熱し得ることが見いだされた。別の例において、二重のインラインヒーター１０は、約１０℃〜約３７℃まで、約１５０ｍｌ／分で移動する流体を加熱し得る。さらなる例において、そのヒーター１０は、約１５℃〜約３７℃まで、約２００ｍｌ／分で移動する流体を加熱し得る。当然のことながら、赤外ヒーター１２およびプレートヒーター１４は、所望の熱容量の任意の適切な組み合わせを提供するように構築され得る。従って、２リットルの流体または透析物を必要とする患者は、約１６分で約５℃、約１３分で約１０℃および約１０分で約１５℃から加熱される量を受容し得るはずである。ヒーター１０は、１つの実施形態において、所望の流体温度を達成し得る（例えば、３７℃±０．５℃以内）。
【００９３】
インライン型ヒーターとして、ヒーター１０は、流体が、ヒーター１０を通り過ぎて流れるにつれて、流体の温度を上昇させる。その流体は、温度Ｔ１で流体入口２２に入り、プレートヒーター１４および放射ヒーターもしくは赤外ヒーター１２の一方または両方によって流体出口２４において温度Ｔ２まで加熱される。その流体加熱は、その流体が入口２２から出口２４まで連続して流れるにつれて生じる。すなわち、その流体は、一般に、加熱されている間、流路１８内に静止したままでいるのではない。代替的な実施形態において、そのヒーター１０は、バルク流体レザバ加熱適用において使用される。
【００９４】
ここで図１〜３を参照すると、図３は、本発明のヒーター１０の分解されたアセンブリを例示する。そのヒーター１０は、別個の赤外ヒーター１２および抵抗ヒーター１４のプレートを備える。この赤外ヒーター１２は、反射器２６を備える。この反射器２６は、概して細長いＵ字型またはＶ字型の構造であり、これは、エンドキャップ２８によって、２つの末端でキャップが外されている。このエンドキャップ２８は、バルブ３０を保持する。このバルブ３０は、以下により詳細に記載されるように、放射線を発する。この反射器２６は、バルブ３０およびチャネルを収容するか、またはカセット１６に向かってバルブ３０から光を反射する。エンドキャップ２８はまた、カセット１６に向かってバルブ３０から光を向けるための反射表面を有し得る。
【００９５】
図１および２は、放射エネルギーが、バルブ３０から発せられ、反射器２６から反射し、透過ガラス３６に向かって、これを通ることが象徴的に例示される。この透過ガラスは、カセット１６の透過プラスチックシート２０と直接接してもよいし、そうでなくてもよい。図１は、カセットまたは容器２０の対向する壁上に、放射ヒーター１２から流路１８を横切って存在する反射器４０を例示する。その反射器４０（これは、１つの実施形態において、アルミニウム反射表面である）は、放射エネルギーを捕捉して、戻す傾向があり、このことにより、透析物が有効性を増大させ、システムの三次元加熱特徴を高めることを避ける。図２はまた、自然に対流するかまたは押し込まれた空気４２が、放射ヒーターまたは赤外ヒーター１２を冷却するために使用され得ることを例示する。
【００９６】
図３において、放射ヒーター１２の反射器２６は、支持体３２に直接的にまたは間接的に取り付けられる。支持体３２は、カットアウト３４を規定する金属片またはプラスチック片であり、このカットアウト３４は、バルブ３０からの放射エネルギーが、本明細書中に記載されるように、透過ガラス３６の一断片を通って流体（これは、容器またはカセット１６を通って移動する）へと支持体３２から通り抜けることを可能にする。
【００９７】
抵抗性ヒーターまたはプレートヒーター１４は、１つの実施形態において、図１および２に見られるように、カセット１６の対向する表面上にあるか、またはこの対向する表面に隣接している。抵抗ヒーターマウント３８は、プレートヒーター１４を保持し、収容する。マウント３８は、１つの実施形態において、金属または成形プラスチックから形成される。適切な圧縮性の（例えば、シリコン）ガスケット４４は、ヒーター１０のアセンブリが、医療システムまたは透析システムの残りにきつく接続または取り付けられ得る。
【００９８】
赤外ヒーター１２は、１つの実施形態において、流体流動容器またはカセット１６に隣接する。バルブ３０は、１つの実施形態において、タングステンフィラメントバルブまたはエミッターである。赤外バルブまたはエミッター３０は、１つの実施形態において、２０００°Ｋを超える色温度で作動し、波長１ミクロン〜２ミクロンの間のピーク発光スペクトルを有し、波長５ミクロンを超えて延びる赤外エネルギーを提供する。バルブ出力が、その定格ワット数より低く設定されると、バルブ３０のフィラメント色温度は低下し、２ミクロンを超えるより長い波長が優勢になる。
【００９９】
図４も参照すると、反射器２６の支持体３２は、ハウジング４６と一体化されるか、またはこのハウジングに取り付けられる。赤外反射器２６は、このハウジング４６内にある。１つの実施形態において、赤外反射器２６は、放物線状である。あるいは、この反射器２６は、任意の所望の形状を有し得、この反射器は、ハウジング４６の支持体３２によって規定されるウィンドウ開口部またはカットアウト３４から赤外エネルギーを効率的に向ける。例えば、赤外反射器２６は、代わりに、球状、楕円状であり得るか、または複合曲線を有し得る。その反射器２６およびエンドキャップ２８は、高効率コーティング（例えば、当業者に公知の方法によって基部材料に付与される金コーティング）を有し得る。
【０１００】
赤外ヒーター１２の赤外透過ガラスまたはウィンドウ３６は、バルブ３０からの赤外エネルギーの大部分を伝達し、その結果、このウィンドウ３６は、赤外エネルギーへの曝露による温度の有意な上昇をもたらさない。ウインドウ３６は、赤外バルブ３０に対して相対的に冷たいままであり、カセットシーティング２０と接触しているので、このシーティングは、ガラス３６からの過剰な熱伝導を経験しない。このことは、赤外ヒーター１２の作動の間に、その作動温度または融解温度を超えて、シーティングの温度を上昇させ得る。そのウィンドウは、流体温度を超える温度で維持され得、そして実際、プレートヒーターとして機能し、同じ界面での赤外加熱を増大させる。１つの実施形態において、その透過ガラス３６は、サファイアガラスである。代替的実施形態において、このウィンドウ３６としては、光学ガラス、赤外ガラス、ガラスセラミック、ホウケイ酸塩、アルミケイ酸塩、石英ガラス（石英）、硫化亜鉛、シリコン、ゲルマニウム、フッ化／臭化／塩化化合物ならびに他の型のガラスが挙げられる。
【０１０１】
図１、２、および３において、そのプレートヒーター１４は、当該分野で公知の抵抗型プレートヒーターである。このヒーターは、流体流動容器またはカセット１６に隣接して配置され得る。１つの実施形態において、そのプレートヒーター１４はまた、放射ヒーター１２に面する赤外吸収材料（例示せず）を含み得る。その赤外吸収材料は、流体および種々のシーティング層２０を通り抜ける赤外エネルギーを吸収するにつれて温度が上昇する。ここで、その反射材料４０（図１）は、使用されない。代わりに、プレートヒーター１４の吸収材料が、流体をより加熱し、赤外エネルギーをより効率的に使用するために、別の失われた残りの赤外エネルギーを吸収する。
【０１０２】
別の代替的実施形態において、赤外吸収材料（例示せず）および赤外反射器４０の両方は、組み合わせて使用される。赤外吸収材料および赤外反射器４０は、所望されるように、プレートヒーター上および／またはカセット内の異なる位置において、個々にまたはまとめて配置され得る。赤外吸収材料および／または反射器４０は、１つの実施形態において、カセットの可撓性シーティング２０と直接接触して配置される。
【０１０３】
ヒーター１０は、赤外ヒーター１２を有すると主に記載されてきたが、他の放射エネルギーデバイスまたは三次元エネルギーデバイスが、赤外ヒーターの代わりに使用され得る。他の適切なエネルギー源としては、マイクロ波、紫外線、γ線、レーザー、超音波、無線周波数（ＲＦ）、誘導加熱などが挙げられる。当然のことながら、選択されるエネルギー放射デバイスの型は、加熱されている流体と適合性でなければならない。
【０１０４】
ここで図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃを参照すると、容器またはカセット１６の１つの実施形態の立面図が例示される。図５Ａは、カセット１６の側面の抵抗ヒーターを示す。可撓性または剛性の透過プラスチックシート２０ａは、図５Ａにおいて容器１６の頂部表面として存在する。シート２０ａは、カセット１６に結合され得、密封された流体流路を提供し得る。このカセット１６は入り口２２を規定し、ここでその流体は、最初の温度Ｔ１で入り、通路１８ａを移動する。例示されるように、通路１８ａは、複数のバッフルプレート４８を備える。バッフルプレート４８は、この流体が経路１８ａを通って移動するときに、透析物または医療流体を混合し、この経路は、プレートヒーター１４によって提供される熱伝導を増大させる傾向がある。
【０１０５】
図５Ｂは、カセット１６の側面の赤外ヒーターを例示する。可撓性または剛性の透過プラスチックシート２０ｂは、図５Ｂにおいて容器１６の頂部表面として存在する。シート２０ｂは、カセット１６に結合され得、密封された流体流路を提供し得る。このカセットは、出口２４を規定し、ここで流体は、最終的な温度Ｔ２で出る。図５Ｃは、線５Ｃに沿って見たカセット１６の内部の断面図である。図５Ｃに見られるように、そのカセット１６は、図５Ａの抵抗性ヒーターを図５Ｂの赤外ヒーターから分離する透過性または非透過性分離壁５０を備える。流体が、入り口２２から経路１８ａを通って移動する場合、その流体は、開口部５２を通り、分離壁５０を通って、カセット１６の赤外側に配置された経路１８ｂへと通過する。経路１８ｂは、バッフル４８を有するようには示されていないが、代替的実施形態において、経路１８ｂは、経路１８ａにおいて見られるバッフル４８と同様なまたは異なって構成されるバッフルを備え得る。
【０１０６】
図５Ｃは、容器１６が、概して薄く、小型であることを例示する。この容器１６は、１つの実施形態において、使い捨てであり、ヒーター１０にフィットするように適合され、このヒーターは、医療流体流動システム（例えば、腹膜透析システム）にフィットする。経路１８（１８ａおよび１８ｂ）およびカセット１６は、多くの入り口ポート（例えば、入り口２２）および多くの出口ポート（例えば、出口２４）を備え得る。すなわち、その流体は、システムの流動論理に依存して、１つ以上の異なる場所から来てもよいし、またはその場所へと出てもよい。
【０１０７】
図５Ｃに例示される実施形態において、分離壁５０は、カセット１６の赤外側面のプラスチックシート２０ｂより、抵抗性側面のプラスチックシート２０ａに近接して配置される。言い換えると、流体の深さは、経路１８ａより経路１８ｂにおいてより深い。分離壁５０の一様でない配置によって規定される容積の差異は、抵抗性ヒーター側面での透析物の速度を、赤外ヒーター側面での速度より高くする。１つ以上の分離壁５０は、容器１６内に位置づけられて、任意の所望の流体速度を達成し得る。この流体速度は、構成要素ヒーター１２および１４に関して同じであっても異なってもよい。
【０１０８】
カセット１６はまた、カセット１６を通って流れる流体からの空気または気体の分離を提供し得る。図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに示されるカセットの実施形態において、例えば、そのカセット１６は、上に向かって配置された開口部５２とともに示されるように、垂直方向に配置される。流体が、経路１８ａから開口部５２を通って経路１８ｂへと流れる場合、気体は、液体から分離され、開口部５２の頂部にある気体収集領域４９中に集められる。次いで、収集領域４９中の気体は、所望されるように、排気ライン５１を通って、連続的または周期的に除去され得る。従って、カセット１６は、空気分離および液体からのパージを提供する。
【０１０９】
連続流動再生腹膜透析システムの模式図を示す図６を参照すると、本発明の医療流体ヒーターの作動が例示される。当然のことながら、本発明のヒーター１０は、腹膜透析処置に限定されることを意味せず、任意の型の透析または医療処置のために使用され得る。しかし、腹膜透析は、本発明のヒーター１０についての１つの重要な用途であり、腹膜透析システムにおけるその用途は、他の医療システムにおけるヒーター１０の用途の指標である。
【０１１０】
例示されるように、種々のポンプ５３および５４は、患者５６へとまたは患者５６から、患者−流体ループ５８を介して、透析流体を連続的にポンプ輸送する。患者流体ループ５８は、患者の腹腔におけるカテーテル６０から延びた連続的流体流路であり、これは、透析機６２を通って、流体ヒーター１０を通ってポンプ輸送され、カテーテル６０を通って腹腔へと戻る。再生流体ループ６６は、透析機６２を通って延び、患者流体ループ５８中の使用済み透析物を再生する。透析物は、必要に応じて、透析物供給源６４から、例えば、患者の腹腔の最初の充填の間に引き出され得る。
【０１１１】
流動論理は、コントローラー（図示せず）によって制御され、このコントローラーは、プログラム可能な論理コントローラー（「ＰＬＣ」）または専用の論理コントローラーであり得、ここで、このコントローラーは、電気的または気学的作動バルブ（例えば、バルブ６８〜８２）を開閉するようにプログラムされる。これらのバルブは、任意の所望のメカニズム（例えば、電気的作動メカニズム、機械的作動メカニズム、または気学的作動メカニズム）によって、作動され得る。例えば、バルブ６８およびバルブ７０は、流体が患者５６に流れるか、またはバイパス線９４を通って流れるかを制御する。バルブ７２〜８０は、ペアになって、ポンプ５３およびポンプ５４を囲む。バルブ７６〜８２は、ポンプ５３およびポンプ５４が、患者５６に流体をポンピングするか、患者５６から流体をポンピングするか、または透析物供給源６４から流体をポンピングするかを制御する。図６は、患者５６に入る前に、透析物がヒーター１０を通って流れることを示す。流体はまず、プレートヒーター１４を通って流れ、そして次に放射性ヒーター１２を通って流れる。もちろん、これら２つのヒーター１２およびヒーター１４は、順序が逆でもよい。
【０１１２】
液体加熱に対する要求は、多くの理由から生じ得る。例えば、透析物供給源６４からの透析物は、体温より低い温度で貯蔵され得る。ここで、ヒーター１０は、例えば、バイパス線９４を用いて初めは高要求下に置かれ、バルク、冷却流体を加熱し、その結果、システムが切り替わり、液体を患者５６にポンピングし始める。
【０１１３】
熱損失もまた、透析システムの連続作動の間、生じ得る。ここで、一定であるがより少ない要求量が、このシステムを「最高レベルにする（ｔｏｐ−ｏｆｆ）」するために必要である。例えば、患者−液体ループ５８中の液体は、患者５６の体温より低い周囲の温度に曝され得る。この患者−液体ループ５８における透析物からの熱損失は、絶縁線、絶縁バルブ、および絶縁ポンプを通って生じる。同様に、透析機６６の再生流体ループ６６中の流体は、取り巻く周囲の環境に熱を放出し得る。周囲の熱損失を補正するために、流体ヒーター１０が、所望の温度（例えば、約３７℃の体温）まで、患者−流体ループ５８中の透析液を加熱する。
【０１１４】
図１および図６は、ヒーター１０および患者ループ５８のシステムが、多数の温度センサー８４、８６、８８、９０および９２を用いることを示す。図１において、センサー８４は、透過ガラス３６の温度をモニターする。センサー８６は、プレートヒーター１４から赤外ヒーター１２まで送られる流体の温度をモニターする。センサー８８は、プレートヒーター１４の温度をモニターする。これらのセンサーは、危険な温度または融解温度を感知し得、その結果、このシステムのコントローラーは、成分ヒーター１２および成分ヒーター１４を自動的に閉じ得る。
【０１１５】
コントローラーは、任意の所望の温度まで流体を加熱するために、赤外ヒーター１２およびプレートヒーター１４のどちらか１つまたは両方をコ制御する。コントローラー（示さない）は、所望であれば、赤外ヒーター１４のみを作動させ得るか、またはコントローラーは、代替的にまたはさらにプレートヒーター１４を作動させ得る。コントローラーは、プレートヒーター１４を作動させるため（例えば、連続的に作動する場合に、このシステムを最高レベルにするために）にのみ必要であり得る。もちろん、このコントローラーは、ヒーター１０の成分ヒーター１２および１４を作動させるための多くの異なるアルゴリズムを使用するように、プログラム化され得る。
【０１１６】
この目的のために、流体の作動温度範囲が決定され、そしてコントローラーは、作動範囲内に流体温度を維持する必要があれば、赤外ヒーター１２およびプレートヒーター１４を自動的に作動する。ヒーター１０のオペレーターは、許容温度範囲内の特定の流体温度を選択するために、このコントローラーを調節することが可能であり得る。さらに、このコントローラーは、ヒーター１２およびヒーター１４の１つまたは両方を作動させる電力量を変化させ得るアナログ出力を有するように適合され得、その結果、ヒーター１２およびヒーター１４の１つまたは両方の温度が、上下され得る。すなわち、コントローラーは、ヒーター１２およびヒーター１４を単に付けたり消したりすることによって、透析液の全体の温度を制御し得る。または、コントローラーは、それぞれのヒーター１２およびヒーター１４の温度を代替的にまたはさらに変化させ得る。１つの実施例において、コントローラーは、比例、積分および微分コントローラー（「ＰＩＤ」）であり、このコントローラーは、３つの制御成分を用いる。
【０１１７】
本発明のヒーターの他の構造もまた、発明の範囲であると考えられ得る。例えば、赤外ヒーター１２およびプレートヒーター１４は各々、廃棄可能な容器または他の流体流動容器１６の任意の構造に適合するような、サイズ、形状、および位置を有し得る。例として、流体流動容器１６は、可撓性バッグであり得、ここで、赤外ヒーター１２およびプレートヒーター１４は、これらのヒーターに近接してかまたはこれらのヒーターに対して設置される。本発明の別の実施形態において、赤外ヒーター１２は、１つの流体容器１６に近接して設置され、そしてプレートヒーター１４は、第２の離れた流体容器１６に近接して設置され、この容器は、第１流体容器と流体接続されている。
【０１１８】
１つの実施形態において、ヒーター１０は、赤外ヒーター１２およびプレートヒーター１４の両方を備える。しかし、プレートヒーター１４は、代替の実施形態において省略される。この実施形態において、赤外ヒーター１２のみが、流体を加熱するために存在する。上述のように、他の放射性エネルギーデバイスが赤外ヒーター１２の代わりに使用され得る。同様に、他のヒーター（例えば、対流ヒーター）が、抵抗プレートヒーター１４の代わりに使用され得る。複数の放射性エネルギーヒーター（例えば、複数の赤外ヒーター１２）および／または複数の伝導ヒーター（例えば、プレートヒーター１４）が使用され得る。これらの複数の放射性エネルギーヒーターおよび複数の伝導ヒーターは、任意の所望の熱容量を有するように構築され得る。
【０１１９】
さらに、本発明は、図１に示した流体流路１８以外の流体流路とともに使用され得る。例えば、流体流路１８は、赤外ヒーター流路と、プレートヒーター流露との間のカセット１６の向きを必ずしも逆にする必要はないし、この通路は、複数の時間、向きが逆になってもよい。さらに、図２に示すように、図１における赤外ヒーター流路およびプレートヒーター流路１８から離れたカセット壁が除去され得、その結果、赤外ヒーター１２およびプレートヒーター１４の両方を同時につなぐ１つの共通の流路がある。
【０１２０】
本明細書中で記載した、本発明の好ましい実施形態に対する種々の変化および改変は、当業者に明らかであることを理解されるべきである。このような変化および改変は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、そしてその意図される利点を損なうことなく、なされ得る。従って、このような変化および改変は、添付の特許請求の範囲によって網羅されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】図１は、本発明の原理に従う流体ヒーターの１つの実施形態の概略図である。
【図２】図２は、本発明の原理に従う流体ヒーターの１つの実施形態の概略図である。
【図３】図３は、本発明の放射ヒーターおよびプレートヒーターの１つの実施形態のアセンブリを示す分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の原理に従う赤外ヒーターのアセンブリの１つの実施形態の透視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明のヒーターで作動可能な使い捨て可能カセットの１つの実施形態の正面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明のヒーターで作動可能な使い捨て可能カセットの１つの実施形態の正面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明のヒーターで作動可能な使い捨て可能カセットの１つの実施形態の正面図である。
【図６】図６は、本発明に従うヒーターを有する腹膜透析システムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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