(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静脈注入流体の入口ポートおよび静脈注入流体の出口ポートを有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置され、前記入口ポートおよび前記出口ポートの間で加温すべき前記静脈注入流体を流す複数の群を成す相互連結されたチューブ部分であって、それぞれが外周面を有するチューブ部分と、
加温すべき静脈注入流体を前記入口ポートから受け入れるための、および段階化された加熱部分のうちの１つの群を形成する、前記ハウジング内の前記複数のチューブ部分のうちの最初の群のチューブ部分と、
前記加温した静脈注入流体を前記出口ポートへ流すための、および最終加熱段階を形成する前記ハウジング内の最後のチューブ部分と、
内部を流れる静脈注入流体を加熱するための前記複数のチューブ部分と同じ数の複数の可撓性の加熱部材であって、それぞれ対応するチューブ部分の周面に接触させて巻き付けられ、少なくともその周面の大部分を取り巻いている前記可撓性の加熱部材とを含んで成り、
前記チューブ部分が頂部および底部を有し、そして、前記可撓性の加熱部材が可撓性のプリント回路基板上に設けられ、前記可撓性のプリント基板が
前記基板の第１の部分を前記チューブ部分のそれぞれの底部の下側に配置し、第２の部分を前記チューブ部分のそれぞれの頂部の上側に折り返すことができる十分な長さを有する携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項２】
前記ハウジングに備えられた第１および第２の端部であって、前記複数のチューブ部分を前記入口ポートから前記出口ポートまで水平面内にて平行な間隔を隔てて曲がりくねった形状に相互連結する導管を有する前記第１および第２の端部をさらに含んで成る請求項１に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項３】
前記基板の前記第１の部分に備えられ、入口ポートのチューブ部分を除く各チューブ部分の底部における周面の一部と熱伝達関係を有して係合する第１の複数の加熱部材と、
前記基板の前記第２の部分に備えられた第２の複数の加熱部材であって、そのうちの１つの加熱部材が入口ポートのチューブ部分を実質的に取り巻いており、
前記第２の複数の加熱部材のうちの残りの加熱部材はそれぞれ対応する残りのチューブ部分の１つにおける残された周面に巻き付けられて取り囲んでいる前記第２の複数の加熱部材とをさらに含む請求項２に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項４】
或る電圧および接地電位を有する電源と、
前記加熱部材に電圧を選択的に印加するために前記加熱部材および前記電源の間に接続されたスイッチと、
前記加温された静脈注入流体の温度を検出し、出力信号を継続的に発生する熱センサーと、
温度変化の傾向を決定するために前記出力信号を受け入れ、必要な電流量を与えて所定の温度を保持するために前記スイッチを制御するマイクロプロセッサとをさらに含む請求項１に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項５】
或る電圧および接地電位を有する電源と、
該電源に並列に接続されている前記第１および第２の複数の加熱部材と、
前記チューブ部分の端部に設けられた第１の温度センサーであって、前記第１の複数の加熱部材によって加温された静脈注入流体の温度を継続的に検出し、かつ前記検出温度を表す出力信号を発生する第１の温度センサーと、
前記所定の温度値を超えたときに前記加熱を止めるために前記第１の複数の加熱部材を前記電源から接続解除するための、前記第１の複数の加熱部材および前記電源の間に接続された第１のスイッチと、
前記チューブ部分の端部に設けられた第２の温度センサーであって、前記第２の複数の加熱部材によって加温された静脈注入流体の温度を継続的に検出し、前記検出温度が前もってセットされた温度値を超えたときに出力信号を発生する第２の温度センサーと、
前記所定の温度値を超えたときに前記加熱を止めるために前記第２の複数の加熱部材を前記電源から接続解除するための、前記第２の複数の加熱部材および前記電源の間に接続された第２のスイッチとをさらに含む請求項３に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項６】
静脈注入流体の出口温度を検出するために出口ポートに連結されたチューブ部分と接触させて熱センサーが配置されている請求項４に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項７】
前記電源電圧が前記加熱部材に印加されていることを示すために前記電源電圧に接続される第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記加熱部材が加熱していることの表示を与えるために前記加熱部材に接続された第２のＬＥＤとをさらに含む請求項５に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項８】
前記ハウジングに備えられ、前記センサーおよび前記スイッチに対する試験接続を行うための外部の電気接続パネルをさらに含む請求項５に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項９】
予め定めた過大電流が前記加熱部材を流れたときに前記電源から前記加熱部材を接続解除するために前記加熱部材に接続された電流遮断装置をさらに含む請求項４に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１０】
外部電源に接続するために前記ハウジング内に備えられた電気ジャックをさらに含む請求項１に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１１】
前記加熱部材のまわりに配置された絶縁カバーをさらに含む請求項１に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１２】
前記チューブ部分がステンレス鋼で形成された請求項１に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１３】
前記チューブ部分がステンレス鋼で形成された請求項５に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１４】
前記第２のＬＥＤが流体温度に応じてフラッシング速度を変化させて流体温度状態をさらに表示する請求項７に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１５】
前記可撓性の加熱部材を備え、前記可撓性の加熱部材が２つの群の加熱段階を含んでいる可撓性のプリント回路基板を含み、
前記２つの群のうちの一方の群は少なくとも２つの加熱段階を含み、前記マイクロプロセッサと協働して、流入流体の入口温度から選択した高温度へと傾斜する選択した加熱特性（プロフィル）を前記流体に与え、
前記２つの群のうちの他方の群は１段階の加熱段階を含み、固定的な最大温度までの加熱を行う請求項４に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１６】
前記群が少なくとも２つの加熱段階を含んで成る請求項１５に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１７】
前記マイクロプロセッサが前記システムから作動データをアスキー・フォーマットで与え、また前記データを表示する手段をさらに含む請求項４に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１８】
前記データを記録する手段をさらに含む請求項１７に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項１９】
前記加熱システムが閉ループの順次積分される差動的な段階化された制御システム（closed loop,progressive integrated,differential staged control system） である請求項４に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項２０】
前記マイクロプロセッサに接続されたデータ・コネクタと、
前記マイクロプロセッサとやり取りするために前記データ・コネクタに接続された、流体温度を調整するための入力手段とをさらに含む請求項４に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項２１】
前記相互連結されたチューブ部分の少なくとも幾つかはヘパリンを被覆されている請求項１に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項２２】
前記システムは約１ミリリットル／分〜約２００ミリリットル／分の間の入口／出口流量において±１．１゜Ｃ（±２゜Ｆ）の範囲内にプリセット温度を保持する請求項４に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【請求項２３】
前記電流遮断装置は、さらに前記加熱部材と前記電源の間に接続されている前記スイッチが前記マイクロプロセッサからの指令によって電源を接続解除しないときに、前記システムを前記電源から接続解除する請求項９に記載された携帯用の静脈注入流体の加温システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
（１．発明の分野）
本発明は一般に、血液製剤を含めて体内に注入すべき流体を所望温度、ほぼ正常体温、まで加温する装置に関する。この装置は小型携帯用の使い捨て装置であり、特別な訓練を要することなく看護人が容易に使用できる。
【０００２】
（２．３７ＣＦＲ１．９７および１．９８条項のもとでの開示情報を含む関連技術の説明）
静脈内に注入される流体はほぼ正常体温まで加温されて、体内温度の低下を防止すべきである。静脈注入流体は通常は大気温度のもとで保存され、或る種の製剤は冷蔵温度で保存される。正常な体内温度は３７゜Ｃ（９８．６゜Ｆ）、大気温度は２３．９゜Ｃ（７５゜Ｆ）で、冷蔵温度は０゜Ｃ〜４．４゜Ｃ（３２゜Ｆ〜４０゜Ｆ）である。緊急時には、それらの静脈注入流体は冷蔵温度のまま静脈注入（Ｉ．Ｖ）チューブを通して体内に直接に注入することが必要となる。しかしながら、そのような冷蔵温度の流体を注入することは人体に有害な低体温症および（または）ショック症状の大きなリスクを与えることになる。
【０００３】
静脈注入流体の加温を行うためにさまざまな装置が開発された。現在の装置は一般に２種類である。大量（全体）加温器はその製剤を所望温度に加温するために長時間を必要とし、１度に一揃いの流体ユニットしか加温できない。さらに、緊急使用のために絶えず大量（全体）加温器を準備するためには、適当な設定温度に保持しなければならない。これは嵩張って重たい、および（または）固定のシステムを必要とする。前述したようにそのような流体を予め加温して保持することは、或る種の血液製剤、および高い温度に保持されると劣化を生じる薬に関して実用的でない。
【０００４】
さらに、大量（全体）加温器は、投与されるときに流体を組み立てられたライン内で冷却させてしまう。大量（全体）加温器はまた緊急使用において欠点がある。何故なら、加温された流体ユニットの必要性、ならびに最終的に必要となる流体ユニット数の事前予測が要求されるからである。さらに、また前述の条件に合致すると仮定しても、加温されて使用に備えられた流体ユニットは滴下室に加えて数十センチメートル（数フィート）の配管を通して移動されねば成らず、これによりかなりの時間を与え、それらの液体が体内に注入されるまでに冷えてしまう機会を与える。
【０００５】
第２の形式は直列的な流体の加温器である。以前の直列的な流体加温器は、効率の悪い熱伝達手段である既存のプラスチック製ライン内で流体を加温する直列的なシステムを除き、上述した欠点に多少ながら対処してある。さらに、直列的なシステムは一般に体積を、例えば３０〜４０ミリリットル／分に制限され、また１２０ボルトのＡＣ電源を必要とする。さらに、そのようなシステムの精度は±５゜でしかない。それらのシステムまた嵩張り、セットアップするのにかなりの時間を要する。
【０００６】
そのような１つのシステムはアニメツク・インフュージョン加温器として知られている。これは電気的に作動され、アルミニウム製の加熱プレートによってプラスチック製チューブに外部から熱を与える乾式加温器である。さまざまな寸法のチューブが使用できる。このユニットは幾つかの欠点を有する。第１に、加熱されるチューブの長さが比較的短い。第２に、このチューブはその表面積の一部分でしかアルミニウム製プレートと接触していない。第３に、加熱プレートの全加熱作用は流体の出口温度のみに基づいて行われる。第４に、さまざまな寸法の配管に対して異なるモデルを使用しなければならない。第５に、携帯用でなく、１１０ボルトのＡＣ電源を必要とする。第６に、流体の過加温が発生し得る。第７に、使い捨て式の加温ユニットではない。
【０００７】
（発明の概要）
本発明は、静脈注入流体を加温する従来技術のシステムの上述した、およびその他の欠点に対処する。
【０００８】
本発明の好ましい実施例は、抵抗加熱部材を支持する可撓性の材料内に包まれた平行で真っ直ぐな部分を含む同一平面内のチューブ・ネットワークを含む。入口キャップまたはマニホルドは電源コネクタ、データ入／出力ジャック、流体入口コネクタ、および電源および温度の表示のためのＬＥＤを含む。これらの各種コネクタは可撓性のプリント回路カードの対応する部材およびそれに取り付けられた部材に連結される。出口キャップまたはマニホルドは流体出口コネクタを保持し、また真っ直ぐな平行チューブの本体と液密シールを形成する。流体ライン・コネクタは標準的な静脈注入ライン接続部に嵌め付けるために標準的な寸法とされる。電源は、携帯バッテリー、自動車／航空機の電源、または標準の１２０ボルトＡＣ電源である。電源は、図示されるように入口端部キャップまたはマニホルドのジャック、またはハウジングのいずれか適当な他の箇所のジャックに連結される。
【０００９】
好ましい実施例では、加熱部材は４つの群に分けられ、それらの群は電気的に並列に接続される。しかしながら、それより多くの群または少ない群も望まれるならば使用できる。群の各々は複数の加熱部材を有し、それらの加熱部材は電気的に直列に接続され、各加熱部材は対応する１つの適当な配管部分と直接的な熱伝達関係になされる。
【００１０】
第１の温度センサーは、流入する静脈注入流体が入口側に流入した後に第１のチューブの温度を検出する。付加された温度センサーは各々の加熱群の温度を監視し、最終チューブから流体が離れるときの温度を最終センサーが監視する。各々のセンサーは中央のマイクロプロセッサに作動連結されており、マイクロプロセッサは一定した出口温度を保持するために各々の加熱領域における加熱部材に対する電流を調整する。
【００１１】
適当な発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電源オン、およびさまざまな群の加熱部材に電源が接続されたときに表示する。
【００１２】
従って、本発明は従来技術を超えた多数の利点を与える。そのような利点のうちの１つは、特別な温度範囲内で量に制限無く流体を素早く加温できることである。
【００１３】
本発明が与える他の利点は、患者の体内に注入される箇所の近くで流体を加熱することで、流体が温められた後の熱損失が減少されることである。
【００１４】
本発明のさらに他の利点は、従来のライン組の組み立てに対して容易に適合および適用できることである。それらの使用では、エネルギーの経済性が認められる一方、組み立ておよび相互連結は短時間で達成できる。
【００１５】
また、本発明の他の利点は、構造が安価であり、それにより使い捨て式の使用が可能となることである。そのような使用では、各々の使用に関して無菌環境が保証される。
【００１６】
さらに他の利点は、処理または移送に時間的損失を生じることなく、野外での緊急事態に適合できることである。
【００１７】
本発明の他の利点は、ユニット全体が１部品とされ、別個の再使用される制御ユニットが不要なことである。
【００１８】
本発明のさらに他の利点は、図面の詳細な説明を参照した後に明白となるであろう。
【００１９】
このように、本発明は、静脈注入流体の入口ポートおよび静脈注入流体の出口ポートを有するハウジングと、そのハウジング内に配置され、加温すべき静脈注入流体を流体入口ポートから流体出口ポートへ流す複数の相互連結されたステンレス鋼製のチューブ部分であって、それぞれのチューブ部分が外周面を有し、チューブ部分の複数の群が加温すべき静脈注入流体を受け入れるためにハウジングの入口ポートに連結され、前記複数の群のチューブ部分の少なくとも最初の群が段階化された加熱部分の１つの群を形成し、加温した静脈注入流体を排出すると共に最終の加熱段階を形成する最後のチューブ部分がハウジングの出口ポートに連結されている前記ステンレス鋼製のチューブ部分と、内部を流れる静脈注入流体を加熱するための複数のチューブ部分と同じ数の可撓性の加熱部材であって、それぞれ対応するチューブ部分の周面に接触させて巻き付けられ、少なくともその周面の大部分を取り巻いている前記可撓性の加熱部材とを含んで成る携帯用の静脈注入流体の加温システムに関する。
【００２０】
本発明のこれらの、および他の特徴は、同じ符号が同じ部材を示す以下の好ましい実施例の詳細な説明に関連して読まれるときに、さらに完全に説明されるであろう。
【００２１】
好適実施例の詳細な説明
従来の静脈注入装置１０の実例は図１Ａを参照することで理解される。図１Ａに示されるように、静脈注入液、例えば食塩水、は一般に患者の上方に釣り下げられたバッグまたは瓶１１に収容されている。バッグ瓶１１からの流体は、重力または正圧によって導管またはチューブ１２を通って滴下室１３へ流れ、滴下室１３によって流量が監視される。流体は滴下室１３から、人体の選ばれた血管に差し込まれたカテーテル１５に連結されている第２の導管１４を通して流れる。
【００２２】
前述の静脈注入システムは静脈注入流体および血液および血液製剤を投与する標準的な方法として使用されている。それらの製剤は保存時（大気温度度または冷蔵保存から）の温度で投与される。或る場合には、それらは事前に加温された後投与されるが、投与時に大気温度度となるまで再び冷えてしまう。
【００２３】
他の静脈注入流体、例えば血液製剤、は患者に投与される直前まで５゜Ｃ（４０゜Ｆ）以下の連続温度で保持されねばならない。さらに、それらの製剤が人体に注入されるべき流量は、体温近くでなければ、または体温近くまで加温されるまでの使用は禁じられる。
【００２４】
本発明はそれらの欠点を解消することを意図し、また不利な条件のもとでの静脈注入流体投与における訓練された野外緊急医療技術（パラメディックス）で操作されるように設計された。通常の患者は外傷または重い急性の病気に罹患しており、低体温症およびショック症状に陥る可能性がかなりある。流体は、車内や潰れた建物内ならびにその他の混乱および無秩序な野外状況に閉じ込められた者などに対して不利な条件のもとで投与される。これらの装置は、その状況に複雑さおよび困難さを加えることなく僅かで簡単に操作される機構を要求する。
【００２５】
ほとんど全ての外傷および急性の病気は体温よりもかなり低い温度環境の中で生じるので、静脈注入液を必要とする実質的に全ての患者は緊急手段にて扱われる間にショック症状に入る可能性を有する。静脈注入流体の温度を制御することが適当である。確かなことに、かなり大量の流体を投与することが必要な全ての患者は、体温の流体を受けなければならない。それらのシステムは流体を３７゜〜４０゜Ｃ（９８．６゜〜１０４゜Ｆ）の範囲に加温しなければ成らず、また２００ミリリットル／分までの流量範囲で患者に流体を注入しなければならない。注入される流体の過熱を生じる不都合の危険があってはならない。使用される装置は軽量で、あらゆる天候および環境条件のもと、限られた空間内で容易に操作（過失防止）できなければならない。このシステムは衛生的でなければならず、患者に接することになる全ての部品は使い捨てされねばならないこのシステムは既存の静脈注入流体システムと共用できなければならず、また１分以内に組み立てられねばならず、標準的なシステムよりも最少限の付加段階しか要求されないものでなければならない。このシステムは、静脈注入流体が再び冷えてしまうのを避けるために、静脈注入流体を患者に注入開始するときにできるだけ患者の近くで使用されねばならない。電源が変更される前の作動時間は、通常の予測される使用のもとで最低３０分とされることが要求される。さらに、この加温システムは静脈注入液のバッグ温度とは無関係でなければならない。
【００２６】
本発明の静脈注入流体加温システムは、３７゜Ｃ（９８．６゜Ｆ）〜４０゜Ｃ（１０４゜Ｆ）の範囲内の出口温度を与える。最高温度は約４０．６゜Ｃ（１０５゜Ｆ）である。例えば４０゜Ｃ（１０５゜Ｆ）のようないずれかの所望されるプリセット温度で遮断が起こる。ユニットは、２１゜Ｃ（７０゜Ｆ）〜３７゜Ｃ（９８．６゜Ｆ）の温度で２００ミリリットル／分までの流量を扱い、それより低い温度で少ない流量を扱う。ユニットは全ての天候のもとで使用でき、使い捨てユニットである。既存の静脈注入流体システムと共用でき、組立に約３０秒を要する。電力は１２ボルトのバッテリー、１２ボルトのＤＣアダプタまたはＡＣアダプタのいずれかにより供給される。任意であるがデータ・コネクタ・ジャックに取り付けられた外部モニターによって外部のデジタル読み取り情報が与えられる。
【００２７】
データ・コネクタは、必要なときに適当な医療者が使用する温度調整装置を接続することにも使用できる。このコネクタは、加熱段階のそれぞれにおける温度および電流の詳細を監視するためにコンピュータに連結することにも使用でき、周知のエクセル・プログラムのようなコンピュータ・プログラムにデータが与えられる。
【００２８】
このように、図１Ｂに見られるように、患者に投与する前に液剤を温めるために前述した従来の静脈注入システムに組み入れることのできる本発明の好ましい実施例が示される。静脈注入バッグまたはボトル１６からの流体は、図１Ａに示した従来の静脈注入システムに関連して上述したように、導管１７を通って滴下室１８へ流れる。その後流体は第２の導管１９を通り、流体加温部材を含んで成る本発明のシステム２０へ流入する。加温された流体はその後、体内に差し込まれるカテーテル２２に終端が連結されている第３の導管２１を通して流れる。電源２３は導体２４を経てユニット２０へ電流を供給する。これに代えて、ユニット２０は標準的なＡＣ電源に連結されたコンバータに接続されるか、車輌電源に対して直接または携帯用バッテリーを経て接続される。
【００２９】
図１Ｂに示されたシステムにより、加温器２０は患者の身体に非常に接近させて備えられるか、身体の上に置かれることが理解されるであろう。従って、チューブ２１は短くなり、流体が患者の体内に注入されるまでの熱損失はほとんど無くすことができる。
【００３０】
図２は加温ユニット２０を図解的に表している。これは図２Ａ，図２Ｂに詳しく示されたプラスチック製の端部キャップまたはマニホルド２６，２８を有し、この端部キャップまたはマニホルドはそのポート３０を通し、図２Ｃに示されるような加温チューブ部分を前後に通して流入流体を流した後、図２Ｂに示されるように端部部材２８の出口ポート３２へ流す。端部キャップまたはマニホルド２６，２８は保護のために凹んだ静脈注入ラインに連結される。図２Ｃに示されるように中央の本体部分３４は、マニホルド２６，２８と組み合わされたときに入口３０から出口３２へ連続する通路を形成するチューブ部分を含む。以下に詳細に資されて説明されるように、チューブはそれを包むまたは取り巻くように形成できる加熱部材を含む特別な加温ブランケットまたは可撓性のプリント回路によって包まれる。
【００３１】
ユニット全体は図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに示されるようなプラスチック製の押出材のような保護カバーで囲まれる。発光ダイオード（ＬＥＤ）３６，３７，３８が装置の選ばれた作動機能を表示する。１つの実施例によれば、ＬＥＤ３６は各種の段階に電流が供給されていることを表示し、ＬＥＤ３８は入力電圧が低下するにつれてそのダイオードの発光強度が低下するように電源の状態を表示することができる。入力電源ジャケット４２およびデータ・ポート連結部４０も備えられる。本発明の加温器は連続的な動静脈血液の加温に使用できることも認識できる。そのように使用されるために識別されるそれらの加温器には、血液の凝固を防止するように血液と接触する装置の部分を被覆するためにヘパリンが使用される。
【００３２】
図３は、長い通路を形成するように曲がりくねった形状で端部に連結されている個々のチューブ部分を概略的に示す。このように、端部２６，２８は入口ポート３０および出口ポート３２をそれぞれ有することが理解される。さらに、端部キャップ２６は湾曲チューブ部分４４，４６，４８を含み、それらのチューブ部分は湾曲連続チューブとされるか、図３に符号５０で全体を示された、また図２Ｃではチューブ５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４として個々に示されている複数の真っ直ぐで平行なチューブの入口端部のマニホルドとして機能できる。同様に端部キャップ２８も湾曲チューブ部分６６，６８，７０を含み、それらのチューブ部分は湾曲連続チューブとされるか、または複数の真っ直ぐで平行なチューブ５０の出口端部のマニホルドとして機能できる。このように、入口ポート３０から出口ポート３２へ至る流体流路は、水平面内に位置する平行で間隔を隔てられたチューブ部分５０を通る長い曲がりくねった通路である。図３に点線のボックス７２概略的に示される回路部材７２は、流入流体の加熱段階および部材に関する図５、図６または図７に示された温度センサー７２を示している。中間加熱段階のセンサーは、図３に点線で示されるボックス７４，７６で表されており、それらの段階の温度を検出する。点線で示されるボックス７８は流出する、すなわち最終の流体加熱段階のためのセンサーを表す。温度センサーは本明細書ではハウジング内での相対配置を表すだけのために示されている。それらはすべて連結に最も都合よい箇所でハウジング内に物理的に配置される。７つのチューブ部分が図２および図３に示されているが、特定の加温装置で望まれるようにそれより多くの、または少ないチューブ部分を使用できることは理解されるであろう。
【００３３】
図２Ａは、電源連結部４２と、流入流体ライン３０と、データ接続ポート４０と、電源ＬＥＤ３６と、どの加熱部材が機能しているかを示すＬＥＤ３７と、温度に応じて変化するフラッシング速度によって流体の温度状態を示すＬＥＤ３８とを備えた入口端部キャップまたはマニホルド２６の図面である。１つの実施例によれば、これらの部材は射出モールドによって端部キャップまたはマニホルド２６にモールド成形される。電気的連結部が端部キャップを通って延在しており、加温ブランケットまたはプリント回路カード、または図６および図７に示されるような他の部材上の適当な連結部に対して表面で取り付けできるようになされている。
【００３４】
図２Ｂは、流出用流体ライン３２を受け入れる出口端部キャップまたはマニホルド２８の斜視図である。
【００３５】
図２Ｃはチューブ５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４を示す中央の本体部分３４である。加熱ブランケットは図示されていない。図２Ａおよび図２Ｂに示される２つの端部キャップまたはマニホルドは、その端部キャップまたはマニホルドと図２Ｃに示される本体部分との間にシールを形成する。
【００３６】
図２Ｄはコネクタ４０Ａを示しており、これはコンピュータのような監視および（または）制御装置４３、記録器またはコネクタ・ポート４０を通る本発明の流体加温器に似た装置を接続するためのものである。
【００３７】
図４は、チューブが加温ブランケットまたは加熱部材（プリント回路カード）で覆われる箇所での加温ユニットの横断面図を図解的に表している。各々のチューブ部分５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４が示されている。各チューブの底部の下側に最後のチューブ６４を除いてそれぞれ対応する加熱部材８８，９０，９２，９４，９６，９８があることに留意されたい。また、さらに図５に示されている。端部の、または最後のチューブ６４に関して、可撓性の加熱部材８２はチューブ６４の下側の符号８４で示す位置で始まり、符号８４で示すようにチューブ部分６４の残りの周面のまわりを延在し、互いに熱伝達の関係にある。プリント回路の残る部分は加熱部材８８Ａ，９０Ａ，９２Ａ，９４Ａ，９６Ａ，９８Ａを有し、それらの加熱部材は対応する６つの残るチューブ部分の周面の残りの部分に巻き付けられて取り巻いている。また、図２Ｃに示される中央の本体部分３４の内側には、図５で符号１００で集合的に示された電気回路があり、電源ジャック４０に電気的に接続されている。このように、プリント回路基板または加温ブランケットは可撓性であり、可撓性の加熱部材を表面に有し、図示されたようにチューブのまわりにモールド成形された特別の加温ブランケットを形成しており、加熱部材は図５にさらに明確に示されるように基板または加温ブランケット上に形成される。可撓性の基板は、例を挙げるだけであるがマイラーまたは他のいずれかの適当な可撓材料とすることができる。図示されていないが幾つかの使用においては、付加的な断熱材料の層が特別な加温ブランケット上に配置されて、ユニットの熱を保持する。
【００３８】
１つの好ましい実施例では、図３に示すようにチューブ部分５０は医療用規格のステンレス鋼、例えば３１６Ｌまたは３０４Ｌ等級のステンレス鋼で形成されたステンレス鋼製チューブである。熱伝導率の大きい医療用規格の他のチューブ材料も使用できる。抵抗ヒーター８８Ａ，９０Ａ，９２Ａ，９４Ａ，９６Ａ，９８Ａ、ベース・ヒーター８８，９０，９２，９４，９６，９８、および周知の方法でマイラーのような可撓性の回路材料にエッチング加工された巻き回し部分８２によって加熱が達成される。可撓性材料は図４に示すように各チューブのまわりに形成される。段階または領域を形成する独立した加熱部材の回路は図５を参照して以下に説明されるように形成され、熱の大部分を与える加熱段階と、所望温度へ完全に加熱する加熱部材８２を有して形成された最終加熱段階とを確立する。４つの独立した加熱領域が本明細書で説明されるが、当業者には望まれるならば４つ以上（少ない場合もある）の加熱領域を形成できることが理解されるであろう。別個の温度検出回路遮断器（図７で符号１０２）は、予め定めた安全温度に達したならば回路を遮断するために電源回路に入力電流を与える。さらに、主電源回路に対する過大電流は回路の故障を引き起こし、これによりシステムの過熱を防止する。
【００３９】
従って、図５は加温ユニットの図解的な表示であり、加温ブランケットまたは可撓性のプリント回路基板はその上の加熱部材と共に折り曲げられていない状態で示され、また静脈注入流体を流すチューブ部分に対して示されている。端部部分２６，２８は、入口ポート３０から出口ポート３２へ流体を導くように真っ直ぐなチューブ部分５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４が取り付けられたチューブ部分５０と共に示されている。最後のチューブ５２を除く各々のチューブ部分に対して接線方向に（図４に示されるように）加熱部材８８，９０，９２，９４，９６，９８が配置される。各チューブ５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４の下側および連続的にそのまわりにそれぞれ加熱部材８８Ａ，９０Ａ，９２Ａ，９４Ａ，９６Ａ，９８Ａが配置され、それらの加熱部材には一方向の部材９０Ａ，９４Ａ，９８Ａと、それ自体が二重になった往復式で、最初の湾曲ラインの間に収まっている双方向の加熱部材８８Ａ，９２Ａ，９６Ａとが含まれる。最後のチューブ６４は１つの加熱部材８２によって完全に包まれており、これもそれ自体が二重になった往復式で、加熱部材８８Ａ，９２Ａ，９６Ａと同じように設計されている。
【００４０】
好ましい実施例では、加熱部材８８Ａ，９０Ａ，９２Ａ，９４Ａ，９６Ａ，９８Ａは、図４に示されるように残りのチューブの周面のまわりに巻き付けられて実質的に取り巻くことができるように十分に広い幅とされる。
【００４１】
４つの制御ＦＥＴ１０４，１０６，１０８，１１０が図７に概略的に示されており、これらはマイクロプロセッサ・チップ１２０と４つの段階の加熱部材１１２，１１４，１１６，１１８との間に接続される。それらは電源オンおよびオフへ回転することで個々の段階に対する電流を制御する。従って本発明のこの新規なシステムは「ヘイループの順次積分される差動的な段階化された制御システム（closed loop, progressive integrated, differential staged control system）」と称されることができる。
【００４２】
図７は、図４、図５および図６に示された加熱部材および制御装置の概略的な配線図である。再び述べるが、図７の回路は例として示されるだけであり、図示した４つの加熱領域より多くの、または少ない加熱領域を含んで成ることができる。図７に見られるように、電源ターミナル１２２は、静脈注入流体の過熱を防止するために予め定めた温度または過大電流によって開離される回路遮断器１０２を経て電圧を印加する。この電圧はワイヤー１２２によって電気的に並列な各段階の加熱部材に与えられ、またワイヤー１２４によって温度センサー７２，７４，７６，７８へ同様に与えられる。これらの温度センサーはダラス・セミコンダクタ、Ｉｎｃ．社によってＤＳ１８２１の識別番号のもとに販売されている形式のものとすることができる。制御スイッチ１０４，１０６，１０８，１１０（各加熱段階に１つずつ）はこの分野で周知であり、インターナショナル・レクティファィヤ、Ｉｎｃ．によって製造されたＩＲＦ７２０１として周知である。バッテリーまたは他の電源が電源者着くに接続され、また入力ターミナル１２２および接地ターミナル１２５の間に接続されて必要とされる電力を供給する。
【００４３】
作動において、ユニット２０がそれに対して流入および流出させるように連結された静脈注入ラインを有し、流体が流されているとき、ＬＥＤ３６は加温ユニットが電流を受けていることを示す。ＬＥＤ３６の強度は、バッテリーまたは電源の状態の表示を電圧出力が降下するときの強さの低下で与える。電力を示すＬＥＤ３７は、４つの制御装置またはＦＥＴスイッチ１０４，１０６，１０８，１１０を通して加熱部材へ送られる電流を表示し、これらのスイッチはセンサーが受けた温度に基づいてマイクロプロセッサ１２０により制御される。これはユニットに供給され、チューブおよび流体が加熱される電流を表示する。ＬＥＤ３７はまた流体温度に基づいてそのフラッシング速度の変化で流体温度状態を表示することにも使用される。従って、例とするだけのことであるが、１分間あたりのフラッシング回数を計数することで、摂氏（華氏）における流体温度を決定することができる。ＬＥＤ３８は流体温度が許容範囲内にあることを表示する。温度センサー７２，７４，７６，７８はそれらの出力をマイクロプロセッサ・チップ１２０へ与える。マイクロプロセッサは温度変化の傾向を決定し、予め定めた温度を保持するために必要な電流量を予測する。この点で、静脈注入流体の低い温度を検出したマイクロプロセッサ１２０は、ＦＥＴスイッチ１０４，１０６，１０８，１１０（各加熱段階にスイッチ１つ）をオンにする。従って、電源１２２から回路遮断器１０２を通して平行な加熱段階の回路へ電流が導かれる。これらの部材は図５でチューブ部分に対する関係を見ることができる。従って、入口加熱段階１１２は流入流体のチューブ部分５２，５４と組み合わされる。第１の中間加熱段階１１４はチューブ部分５６，５８と組み合わされ、第２の中間加熱段階１１６はチューブ６０，６２と組み合わされ、最終加熱段階１１８はチューブ部分６４と組み合わされる。再び述べるが、チューブ部分は特定の条件に合致するように必要に応じて追加または減数されることができる。
【００４４】
入口センサー７２はその位置（図３および図５に符号７２で示される）で予め加熱した静脈注入流体を検出し、その温度が所望範囲内（９８．６゜Ｆまたは３７゜Ｃ〜１０１．３゜Ｆまたは３８．５゜Ｃ）であるならば信号を発生し、その信号をマイクロプロセッサ１２０が検出して、マイクロプロセッサはスイッチ１０４を開離させて入口加熱段階１１２への電流供給を解除するためにスイッチ１３８へ導かれる信号を発生する。同様に、静脈注入流体の温度が適当範囲内にあることを第１の中間加熱段階１１４および第２の中間段階１１６の上に図５に示されるように配置された中間サーモスタット１０６，１０８が表示するならば、適当なスイッチ１０６または１０８が対応する中間部分を接続解除する。同様に、加温器を離れる流体が適当な温度範囲内にあることをサーモスタット７８が表示するならば、スイッチ１１０は開離され、最終段階１１８から電流供給を解除する。電流が加熱部材へ流れるとき、１つのＬＥＤが点灯され、温度状態を表示する。バッテリー電源が許容レベルにあるとき、他のＬＥＤが点灯される。静脈注入流体の温度が予め定めた最高温度を超えるならば、ヒューズまたは回路遮断器１０２が開離され、ユニットに対する電流供給を解除する。同様に、予測された温度を超え、対応するＦＥＴが電流の流れを遮断しないいずれの加熱段階に関しても、遮断器１０２は電流供給を遮断する。
【００４５】
マイクロプロセッサ１２０の存在は最初の加熱段階１１２および２つの中間の加熱段階１１４，１１６に対して動的設定点を与えることを可能にし、これは入口温度から最終段階へと滑らかな傾きを可能にする加熱特性を与えることで、最も効率的なエネルギー使用を可能にする。従って、第４および最終段階１１８は所望の出口温度に固定的な設定点を有することになる。そのような動的設定点の使用は、最初の段階がそこでの僅かな過熱を生じたとしても、冷却能力の可能性を与える。グラフ化するならば、その加熱特性は入口温度から予め定めた出口温度へと実質的に直線的な形態となる。その結果、本発明の加温器は、流入温度または流量に関係なく、いずれかの入／出力流量（１ミリリットル／分〜２００ミリリットル／分）で予め定めた温度に流体を加温し、その温度を±１．１゜Ｃ（±２゜Ｆ）で保持する。
【００４６】
４つの温度センサー、温度センサーに対する電流、接地の接続、およびマイクロプロセッサ１２０の状態はデータ・コネクタ４２に導かれ、データ・コネクタは望まれるならば遠隔の分析器またはコンピュータに連結できる。その結果、出口流体の所望温度がマイクロプロセッサ１２０の設定を変更することで調整できる。典型的に、データはマイクロプロセッサから取り出され、明快なテキストの「アスキー」フォーマットを使用して表示および（または）記録できる。例として、各段階の温度は、各段階で利用できる電流のパーセントと共に測定されるときに示される。これは１分間に約１００回まで行える。
【００４７】
従って、経済的に構成でき、操作が容易で、携帯式・使い捨て式の使用効率のよい新規な携帯式静脈注入流体の加温システムが開示された。
【００４８】
請求の範囲に記載された同じ構造、材料、作用、および等価手段または段階、それに加えて機能部材は、特別に請求された他の請求部材との組み合わせにおいて機能を実行するためのいずれの構造、材料または作用も含めることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１Ａは従来の静脈注入流体のシステムの部材を示し、図１Ｂは本発明の好ましい実施例の各種部材を示す。
【図２】  図２は本発明の教示を組み入れた携帯用の使い捨て式流体加温ユニットの１実施例の斜視図であり、図２Ａおよび図２Ｂは図２の実施例のそれぞれ流体入口端部キャップおよび流体出口キャップの斜視図で、図２Ｃは図２の実施例の中央本体部分の斜視図で、図２Ｄは図２の実施例に連結するのに適当な庫ねを備えたコンピュータを示す。
【図３】  図２、図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃの実施例の頂面概略図であり、流体入口マニホルドおよび流体出口マニホルドの外側ケーシングを仮想線で示し、中央本体ケーシングは取り外され、チューブ部分を示している。
【図４】  チューブの横断面、および図２の実施例の加温ブランケットの熱交換器を形成するための加熱部材の巻き付け方法を示す。
【図５】  図２の実施例に使用された加温プランまたはプリント回路の電気的加熱部材の折り曲げられていない配置である。
【図６】  加熱されるチューブ部分に対して、可撓性の加熱部材を有する加温ブランケットまたはプリント回路と共に各種の電気的部材を図解的に示す図面である。
【図７】  本発明の電気回路の配線図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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