▶ フィッシャー アンド ペイケル ヘルスケア リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024016175
(43)【公開日】2024-02-06
(54)【発明の名称】呼吸回路用の区域加熱
(51)【国際特許分類】
A61M 16/08 20060101AFI20240130BHJP
A61M 16/16 20060101ALN20240130BHJP
【ＦＩ】
A61M16/08 300Z
A61M16/16 A
【審査請求】有
【請求項の数】26
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023189417
(22)【出願日】2023-11-06
(62)【分割の表示】P 2021115304の分割
【原出願日】2013-11-14
(31)【優先権主張番号】61/726,532
(32)【優先日】2012-11-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/786,141
(32)【優先日】2013-03-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/877,736
(32)【優先日】2013-09-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/877,784
(32)【優先日】2013-09-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/877,622
(32)【優先日】2013-09-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/877,566
(32)【優先日】2013-09-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＰＹＴＨＯＮ
(71)【出願人】
【識別番号】504298349
【氏名又は名称】フィッシャー アンド ペイケル ヘルスケア リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100118843
【弁理士】
【氏名又は名称】赤岡 明
(74)【代理人】
【識別番号】100096921
【弁理士】
【氏名又は名称】吉元 弘
(72)【発明者】
【氏名】ポール、ジェームズ、トンキン
(72)【発明者】
【氏名】マシュー、リアム、バスウェル
(72)【発明者】
【氏名】ヘレン、カディ
(72)【発明者】
【氏名】トーマス、ジェームズ、エドワーズ
(72)【発明者】
【氏名】ギャビン、ウォルシュ、ミラー
(72)【発明者】
【氏名】ヘルガード、ウェストフイゼン
(72)【発明者】
【氏名】アンドレ、バン、シャルクウィク
(72)【発明者】
【氏名】イアン、リー、ワイ、クワン
(72)【発明者】
【氏名】ピン、シ
(72)【発明者】
【氏名】シナー、アルナシ
(72)【発明者】
【氏名】キアラン、マイケル、オーチャード
(72)【発明者】
【氏名】イブラヒム、アル－ティアイ
(72)【発明者】
【氏名】エルモ、ベンソン、ストークス
(72)【発明者】
【氏名】チャールズ、クリストファー、ノース
(72)【発明者】
【氏名】マシュー、ロバート、ウィルソン
(57)【要約】 （修正有）
【課題】加湿システムと共に使用される呼吸回路内のガスの加熱に関する。
【解決手段】幾つかの実施形態は、第１の加熱器ワイヤ回路を備える第１の区分２０２ａと、第２の加熱器ワイヤ回路を備える第２の区分２０２ｂとを含む呼吸回路用の吸気肢２０２を提供する。この吸気肢は、中間コネクタ２１４を含み、中間コネクタは、接続回路を含み、接続回路は、第１の加熱器ワイヤ回路２０６ａを第２の加熱器ワイヤ回路２０６ｂに電気的に結合する。吸気肢は、２つのモードで動作するように構成することができ、第１のモードでは、第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２の加熱器ワイヤ回路には電力を提供しないように電力が第１の電気接続線を通って進み、第２のモードでは、第１の加熱器ワイヤ回路と第２の加熱器ワイヤ回路との両方に電力を提供するように電力が第１の電気接続線を通って進む。
【選択図】図１
【解決手段】幾つかの実施形態は、第１の加熱器ワイヤ回路を備える第１の区分２０２ａと、第２の加熱器ワイヤ回路を備える第２の区分２０２ｂとを含む呼吸回路用の吸気肢２０２を提供する。この吸気肢は、中間コネクタ２１４を含み、中間コネクタは、接続回路を含み、接続回路は、第１の加熱器ワイヤ回路２０６ａを第２の加熱器ワイヤ回路２０６ｂに電気的に結合する。吸気肢は、２つのモードで動作するように構成することができ、第１のモードでは、第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２の加熱器ワイヤ回路には電力を提供しないように電力が第１の電気接続線を通って進み、第２のモードでは、第１の加熱器ワイヤ回路と第２の加熱器ワイヤ回路との両方に電力を提供するように電力が第１の電気接続線を通って進む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
医療用管の第１の区分を備える医療用管であって、前記第１の区分が、
加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第１の構造と、
第１の加熱器ワイヤ回路を備え、
前記医療用管がさらに、医療用管の第２の区分を備え、前記第２の区分が、
前記加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第２の構造と、
第２の加熱器ワイヤ回路を備え、
前記医療用管がさらに、前記第１の加熱器ワイヤ回路を前記第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合する接続回路を備える中間コネクタを備え、前記中間コネクタが、前記医療用管の前記第１の区分の患者端部と、前記医療用管の前記第２の区分のチャンバ端部とに結合されて、前記加湿ガスのための単一の管路を形成し、
前記中間コネクタが前記医療用管の内部にあるように、前記中間コネクタの少なくとも一部が、前記医療用管の前記第１の区分の一部分および／または前記医療用管の前記第２の区分の一部分によって覆われ、
第１のモードでは、前記第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、前記第２の加熱器ワイヤ回路には電力を提供しないように電力が前記接続回路を通過し、第２のモードでは、前記第１の加熱器ワイヤ回路と前記第２の加熱器ワイヤ回路との両方に電力を提供するように電力が前記接続回路を通過する
医療用管。
加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第１の構造と、
第１の加熱器ワイヤ回路を備え、
前記医療用管がさらに、医療用管の第２の区分を備え、前記第２の区分が、
前記加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第２の構造と、
第２の加熱器ワイヤ回路を備え、
前記医療用管がさらに、前記第１の加熱器ワイヤ回路を前記第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合する接続回路を備える中間コネクタを備え、前記中間コネクタが、前記医療用管の前記第１の区分の患者端部と、前記医療用管の前記第２の区分のチャンバ端部とに結合されて、前記加湿ガスのための単一の管路を形成し、
前記中間コネクタが前記医療用管の内部にあるように、前記中間コネクタの少なくとも一部が、前記医療用管の前記第１の区分の一部分および／または前記医療用管の前記第２の区分の一部分によって覆われ、
第１のモードでは、前記第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、前記第２の加熱器ワイヤ回路には電力を提供しないように電力が前記接続回路を通過し、第２のモードでは、前記第１の加熱器ワイヤ回路と前記第２の加熱器ワイヤ回路との両方に電力を提供するように電力が前記接続回路を通過する
医療用管。
【請求項2】
前記接続回路がダイオードを備える請求項１に記載の医療用管。
【請求項3】
前記第１の区分の前記患者端部に位置決めされた第１のセンサをさらに備える請求項１に記載の医療用管。
【請求項4】
前記第１のセンサが、温度センサまたは湿度センサの１つである請求項３に記載の医療用管。
【請求項5】
前記医療用管の前記第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサをさらに備える請求項１に記載の医療用管。
【請求項6】
前記第２のセンサが、温度センサまたは湿度センサの１つである請求項５に記載の医療用管。
【請求項7】
前記第１の構造が細長い管を備え、前記細長い管が、
長手方向軸を有する前記管路を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、前記長手方向軸に沿って延びる内腔と、前記内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材と、
前記第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材であって、前記細長い管の前記内腔の少なくとも一部分を形成する第２の細長い部材と
を備える請求項１に記載の医療用管。
長手方向軸を有する前記管路を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、前記長手方向軸に沿って延びる内腔と、前記内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材と、
前記第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材であって、前記細長い管の前記内腔の少なくとも一部分を形成する第２の細長い部材と
を備える請求項１に記載の医療用管。
【請求項8】
前記第１の細長い部材が、長手方向断面で、偏平な表面を有する複数の気泡体を前記内腔に形成する請求項７に記載の医療用管。
【請求項9】
隣接する気泡体が、前記第２の細長い部材の上方の隙間によって離隔される請求項８に記載の医療用管。
【請求項10】
隣接する気泡体が互いに直接は接続されない請求項８に記載の医療用管。
【請求項11】
前記複数の気泡体が穿孔を有する請求項８に記載の医療用管。
【請求項12】
第１の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第１の区分と、第２の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第２の区分と、前記第１の加熱器ワイヤ回路を前記第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、前記第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、前記第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを備える吸気肢と、
制御装置と
を備える呼吸用加湿システムであって、
前記制御装置が、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合され、前記第１のモードでは、前記制御装置が、前記コネクタ回路を通して前記第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、前記第２のモードでは、前記制御装置が、前記第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する
呼吸用加湿システム。
制御装置と
を備える呼吸用加湿システムであって、
前記制御装置が、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合され、前記第１のモードでは、前記制御装置が、前記コネクタ回路を通して前記第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、前記第２のモードでは、前記制御装置が、前記第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する
呼吸用加湿システム。
【請求項13】
前記切換えが、一方または両方のセンサからの入力に基づいて行われる請求項１２に記載のシステム。
【請求項14】
一方または両方のセンサからの前記入力が、温度、流量、湿度、および電力の１つまたは複数を含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項15】
前記第１および第２のモードが、電源によって提供される電流の方向によって定義される請求項１２に記載のシステム。
【請求項16】
前記制御装置が、第１のセンサ読取りモードと第２のセンサ読取りモードとを選択的に切り換えるように適合され、前記第１のセンサ読取りモードでは、前記制御装置が、前記第２のセンサからの信号を読み取り、前記第２のセンサ読取りモードでは、前記制御装置が、前記第１のセンサと前記第２のセンサとの両方からの信号を読み取る請求項１２に記載のシステム。
【請求項17】
前記第１のセンサおよび前記第２のセンサが温度センサである請求項１２に記載のシステム。
【請求項18】
第１の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第１の区分と、第２の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第２の区分と、前記第１の加熱器ワイヤ回路を前記第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、前記１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、前記第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを備える吸気肢と、
呼気肢と、
前記吸気肢および前記呼気肢に接続されたインターフェースと、
制御装置と
を備える二重肢回路であって、
前記制御装置が、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合され、前記第１のモードでは、前記制御装置が、前記コネクタ回路を通して前記第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、前記第２のモードでは、前記制御装置が、前記第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する
二重肢回路。
呼気肢と、
前記吸気肢および前記呼気肢に接続されたインターフェースと、
制御装置と
を備える二重肢回路であって、
前記制御装置が、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合され、前記第１のモードでは、前記制御装置が、前記コネクタ回路を通して前記第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、前記第２のモードでは、前記制御装置が、前記第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する
二重肢回路。
【請求項19】
前記呼気肢が呼気加熱器ワイヤ回路を備える請求項１８に記載の二重肢回路。
【請求項20】
前記呼気肢が、前記呼気加熱器ワイヤ回路を使用して加熱される請求項１９に記載の二重肢回路。
【請求項21】
前記呼気加熱器ワイヤ回路が、前記吸気肢の前記第１の区分内の前記第１の加熱器ワイヤ回路と並列に電力供給される請求項１９に記載の二重肢回路。
【請求項22】
前記呼気加熱器ワイヤ回路を、前記第１のモードのみで、前記第２のモードのみで、または前記第１のモードと前記第２のモードとの両方で電力供給されるように構成することができる請求項２１に記載の二重肢回路。
【請求項23】
前記インターフェースがＹピースを介して接続される請求項１８に記載の二重肢回路。
【請求項24】
少なくとも２つの区分に沿って加熱されるように構成された区分化された吸気肢であって、前記吸気肢の各区分が、
長手方向軸を有する細長い管を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、前記長手方向軸に沿って延びる内腔と、前記内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材と、
前記第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材であって、前記細長い管の前記内腔の少なくとも一部分を形成する第２の細長い部材と
を備える区分化された吸気肢。
長手方向軸を有する細長い管を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、前記長手方向軸に沿って延びる内腔と、前記内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材と、
前記第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材であって、前記細長い管の前記内腔の少なくとも一部分を形成する第２の細長い部材と
を備える区分化された吸気肢。
【請求項25】
２つの区分を備える医療用管であって、各区分が、
長手方向軸を有する細長い管と、前記長手方向軸に沿って延びる内腔と、前記内腔を取り囲む中空壁とを形成するように螺旋状に巻かれた細長い中空体であって、横方向断面で、中空体の少なくとも一部分を画定する壁を有する細長い中空体と、
前記細長い中空体の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に位置決めされた、前記細長い中空体の長さに沿って延びる補強部分であって、前記細長い管の前記内腔の一部分を形成する補強部分と、
前記補強部分の内部に埋め込まれた、またはカプセル化された１つまたは複数の導電性フィラメントと
を備え、
前記補強部分が、前記細長い中空体の前記壁よりも比較的厚く、または堅く、
前記医療用管がさらに、前記第１の区分に取り付けられた区分コネクタを備え、前記区分コネクタが、
前記第１の区分が前記第２の区分に物理的に結合されるときに、前記第１の区分からの前記導電性フィラメントを前記第２の区分からの前記導電性フィラメントに電気的に結合させるように構成された接続パッドと、
前記第１の区分の前記導電性フィラメントに電気的に結合されたパワーダイオードとを備え、
前記パワーダイオードが、第１の極性の電気信号を提供されるときに、前記第１の区分の前記導電性フィラメントに電力が送られるようにし、前記第２の区分の前記導電性フィラメントに電力が送られないようにし、
前記パワーダイオードが、第２の極性の電気信号を提供されるときに、前記第１の区分の前記導電性フィラメントおよび前記第２の区分の前記導電性フィラメントに電力が提供されるようにする
医療用管。
長手方向軸を有する細長い管と、前記長手方向軸に沿って延びる内腔と、前記内腔を取り囲む中空壁とを形成するように螺旋状に巻かれた細長い中空体であって、横方向断面で、中空体の少なくとも一部分を画定する壁を有する細長い中空体と、
前記細長い中空体の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に位置決めされた、前記細長い中空体の長さに沿って延びる補強部分であって、前記細長い管の前記内腔の一部分を形成する補強部分と、
前記補強部分の内部に埋め込まれた、またはカプセル化された１つまたは複数の導電性フィラメントと
を備え、
前記補強部分が、前記細長い中空体の前記壁よりも比較的厚く、または堅く、
前記医療用管がさらに、前記第１の区分に取り付けられた区分コネクタを備え、前記区分コネクタが、
前記第１の区分が前記第２の区分に物理的に結合されるときに、前記第１の区分からの前記導電性フィラメントを前記第２の区分からの前記導電性フィラメントに電気的に結合させるように構成された接続パッドと、
前記第１の区分の前記導電性フィラメントに電気的に結合されたパワーダイオードとを備え、
前記パワーダイオードが、第１の極性の電気信号を提供されるときに、前記第１の区分の前記導電性フィラメントに電力が送られるようにし、前記第２の区分の前記導電性フィラメントに電力が送られないようにし、
前記パワーダイオードが、第２の極性の電気信号を提供されるときに、前記第１の区分の前記導電性フィラメントおよび前記第２の区分の前記導電性フィラメントに電力が提供されるようにする
医療用管。
【請求項26】
第１の入力加熱器ワイヤに電気的に結合されるように構成された第１の加熱器ワイヤ入力接続線と、
第２の入力加熱器ワイヤに電気的に結合されるように構成された第２の加熱器ワイヤ入力接続線と、
第１の出力加熱器ワイヤに電気的に結合され、前記第１の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第１の加熱器ワイヤ出力接続線と、
第２の出力加熱器ワイヤに電気的に結合され、前記第２の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第２の加熱器ワイヤ出力接続線と、
第１の入力信号ワイヤに電気的に結合されるように構成された第１の信号ワイヤ入力接続線と、
第２の入力信号ワイヤに電気的に結合されるように構成された第２の信号ワイヤ入力接続線と、
第１の出力信号ワイヤに電気的に結合され、前記第１の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第１の信号ワイヤ出力接続線と、
第２の入力信号ワイヤに電気的に結合され、前記第２の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第２の信号ワイヤ出力接続線と、
前記第１の加熱器ワイヤ入力接続線および前記第２の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されたパワーダイオードであって、前記第２の入力加熱器ワイヤから前記第１の入力加熱器ワイヤに電流が流れるようにし、前記第１の入力加熱器ワイヤから前記第２の入力加熱器ワイヤに電流が流れないようにするように構成されたパワーダイオードと、
前記第１の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されたセンサと、
前記センサおよび前記第２の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合された信号ダイオードであって、前記第２の入力信号ワイヤから前記センサを通して前記第１の入力信号ワイヤに電流が流れるようにし、前記第１の入力信号ワイヤから前記センサを通して前記第２の入力信号ワイヤに電流が流れないように構成する信号ダイオードと
を備えるコネクタ。
第２の入力加熱器ワイヤに電気的に結合されるように構成された第２の加熱器ワイヤ入力接続線と、
第１の出力加熱器ワイヤに電気的に結合され、前記第１の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第１の加熱器ワイヤ出力接続線と、
第２の出力加熱器ワイヤに電気的に結合され、前記第２の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第２の加熱器ワイヤ出力接続線と、
第１の入力信号ワイヤに電気的に結合されるように構成された第１の信号ワイヤ入力接続線と、
第２の入力信号ワイヤに電気的に結合されるように構成された第２の信号ワイヤ入力接続線と、
第１の出力信号ワイヤに電気的に結合され、前記第１の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第１の信号ワイヤ出力接続線と、
第２の入力信号ワイヤに電気的に結合され、前記第２の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第２の信号ワイヤ出力接続線と、
前記第１の加熱器ワイヤ入力接続線および前記第２の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されたパワーダイオードであって、前記第２の入力加熱器ワイヤから前記第１の入力加熱器ワイヤに電流が流れるようにし、前記第１の入力加熱器ワイヤから前記第２の入力加熱器ワイヤに電流が流れないようにするように構成されたパワーダイオードと、
前記第１の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されたセンサと、
前記センサおよび前記第２の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合された信号ダイオードであって、前記第２の入力信号ワイヤから前記センサを通して前記第１の入力信号ワイヤに電流が流れるようにし、前記第１の入力信号ワイヤから前記センサを通して前記第２の入力信号ワイヤに電流が流れないように構成する信号ダイオードと
を備えるコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
参照による援用
本出願は、米国２０１２年１１月１４日出願の「ＺＯＮＥ ＨＥＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲＹ ＣＩＲＣＵＩＴＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／７２６，５３２号明細書；２０１３年３月１４日出願の「ＺＯＮＥ ＨＥＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲＹ ＣＩＲＣＵＩＴＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／７８６，１４１号明細書；２０１３年９月１３日出願の「ＺＯＮＥ ＨＥＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲＹ ＣＩＲＣＵＩＴＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／８７７，７３６号明細書；２０１３年９月１３日出願の「ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＨＵＭＩＤＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」という名称の米国仮特許出願第６１／８７７，７８４号明細書；２０１３年９月１３日出願の「ＭＥＤＩＣＡＬ ＴＵＢＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ」という名称の米国仮特許出願第６１／８７７，６２２号明細書；および２０１３年９月１３日出願のという名称の「ＨＵＭＩＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」米国仮特許出願第６１／８７７，５６６号明細書に対する米国特許法第１１９条（ｅ）の下での優先権の利益を主張するものである。上記の各特許出願の全体を参照により本明細書に援用する。
本出願は、米国２０１２年１１月１４日出願の「ＺＯＮＥ ＨＥＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲＹ ＣＩＲＣＵＩＴＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／７２６，５３２号明細書；２０１３年３月１４日出願の「ＺＯＮＥ ＨＥＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲＹ ＣＩＲＣＵＩＴＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／７８６，１４１号明細書；２０１３年９月１３日出願の「ＺＯＮＥ ＨＥＡＴＩＮＧ ＦＯＲ ＲＥＳＰＩＲＡＴＯＲＹ ＣＩＲＣＵＩＴＳ」という名称の米国仮特許出願第６１／８７７，７３６号明細書；２０１３年９月１３日出願の「ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＨＵＭＩＤＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」という名称の米国仮特許出願第６１／８７７，７８４号明細書；２０１３年９月１３日出願の「ＭＥＤＩＣＡＬ ＴＵＢＥＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ」という名称の米国仮特許出願第６１／８７７，６２２号明細書；および２０１３年９月１３日出願のという名称の「ＨＵＭＩＤＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ」米国仮特許出願第６１／８７７，５６６号明細書に対する米国特許法第１１９条（ｅ）の下での優先権の利益を主張するものである。上記の各特許出願の全体を参照により本明細書に援用する。
【0002】
さらに、２０１２年５月３０日出願の「ＭＥＤＩＣＡＬＴＵＢＥＳＡＮＤＭＥＴＨＯＤＳＯＦＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ」という名称のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１２／００１７８６号明細書も、その全体を参照により本明細書に援用する。
【0003】
本開示は、一般に、加湿ガスを使用者に提供するための加湿システムに関し、より詳細には、加湿システムと共に使用される呼吸回路内のガスの加熱に関する。
【背景技術】
【0004】
多くのガス加湿システムは、呼吸治療や腹腔鏡などを含めた様々な医療処置用の加熱および加湿されたガスを送給する。これらのシステムは、センサからのフィードバックを使用して、温度、湿度、および流量を制御するように構成することができる。使用者への送給時に望ましい特性を維持するために、呼吸回路は、ガス管路に関連付けられた加熱器を有することができ、ここで、加熱器は、ガスが使用者へおよび／または使用者から流れるときにガスに熱を提供する。管路加熱器は、ガスが温度および／または湿度など望ましい特性を有して使用者に到達するように、ガスに熱を提供するように制御することができる。加湿システムは、温度センサを含むことができ、加湿制御装置へのフィードバックを提供し、加湿制御装置は、管路加熱器に送られる電力を調節および／または変更して、関連の管路に沿った位置で目標温度を実現することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書で述べるシステム、方法、およびデバイスは、革新性のある態様を有し、それらの態様のどれも、必須のものではなく、それらの望ましい属性のみを受け持つものではない。特許請求の範囲を限定することなく、有利な特徴の幾つかを以下にまとめる。
【0006】
幾つかの実施形態は、呼吸回路用の吸気肢を提供する。本明細書で述べる吸気肢は、加熱および加湿されたガスが２つの異なる環境を通過しなければならない状況で特に有用である。これは、例えば、乳児保育器で問題となり得る。乳児保育器内では、周囲の環境よりも温度がかなり高く、または患者にガスを送給する管路の一部分がブランケットの下にある。しかし、本明細書で開示される実施形態は、加熱および／または加湿されたガスが患者に送給される任意の環境で使用することができ、吸気肢が２つの異なる環境を通過する用途に限定されない。
【0007】
吸気肢は、加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第１の構造を備える吸気肢の第１の区分を含むことができ、吸気肢の第１の区分は、第１の加熱器ワイヤ回路を含む。吸気肢は、加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第２の構造を備える吸気肢の第２の区分を含むことができ、第２の構造は、第１の区分の第１の構造に機械的に結合して、加湿ガスのための延長された管路を形成するように構成され、吸気肢の第２の区分は、第２の加熱器ワイヤ回路を含む。吸気肢は、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合する接続回路を含む中間コネクタを含むことができ、中間コネクタを、吸気肢の第１の区分の患者端部および吸気肢の第２の区分のチャンバ端部に結合させて、加湿ガス用の単一の管路を形成することができる。中間コネクタは、吸気肢の内部にあるように、吸気肢の第１の区分の一部分、吸気肢の第２の区分の一部分、または吸気肢の第１の区分と第２の区分の両方の一部分によって覆うことができる。
【0008】
吸気肢は、２つの加熱モードで動作するように構成することができる。第１の加熱モードでは、電力は、中間コネクタを通過して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２の加熱器ワイヤ回路には電力を提供しない。第２の加熱モードでは、電力は、中間コネクタを通過して第１の加熱器ワイヤ回路と第２の加熱器ワイヤ回路の両方に電力を提供する。例えば、中間コネクタは、電流の方向および／または電圧の極性の少なくとも一部に基づいて、異なる経路に沿って電力を送るように構成された電気構成要素を含むことができる。中間コネクタは、導電性トラックを含むことができ、導電性トラックは、第１の加熱器ワイヤ回路内の１つまたは複数のワイヤと、第２の加熱器ワイヤ回路内の１つまたは複数のワイヤとの間の短絡（例えば、介在する電気構成要素のない直接の電気接続）を提供することができる。中間コネクタは、導電性トラックを含むことができ、導電性トラックは、第１の加熱器ワイヤ回路内の１つまたは複数のワイヤを、第２の加熱器ワイヤ回路内の１つまたは複数のワイヤに電気的に結合し、ここで、導電性トラックは、例えば、限定はしないが、ダイオード、トランジスタ、コンデンサ、抵抗、論理ゲート、集積回路などの電気構成要素を含む。特定の実施形態では、中間コネクタは、第１の加熱器ワイヤ回路と第２の加熱器ワイヤ回路との両方に電気的に結合されたダイオードを含む。特定の実施形態では、吸気肢は、中間コネクタに位置決めされた第１のセンサを有する第１のセンサ回路をさらに備えることができる。特定の実施形態では、吸気肢は、患者端部コネクタに位置決めされた第２のセンサを有する第２のセンサ回路をさらに備え、患者端部コネクタは、吸気肢の第２の区分の患者端部に位置決めされる。吸気肢は、２つの感知モードで動作するように構成することができる。第１の感知モードでは、第１のセンサからの信号が受信され、第２のセンサからの信号は受信されない。第２の感知モードでは、第２のセンサからの信号が受信され、第１のセンサからの信号は受信されない。幾つかの実施形態では、感知は、第１のセンサと第２のセンサとの両方から並列で信号を受信することを含む。そのような実施形態では、アルゴリズムは、第１のセンサと第２のセンサとの両方から並列して受信された信号に少なくとも一部基づいて、第１のセンサによって測定されたパラメータを決定することができる。特定の実施形態では、中間コネクタは、第１のセンサ回路と第２のセンサ回路との両方に電気的に結合されたダイオードを含む。患者端部コネクタは、第２のセンサ回路用の電気接続を提供するように構成することができる。同様に、患者端部コネクタは、第２の加熱器ワイヤ回路用の電気接続を提供するように構成することもできる。センサは、温度センサ、湿度センサ、流量センサなどでよい。第１および第２のセンサは、温度、湿度、流量、酸素含有率など１つまたは複数のパラメータを測定するように構成されたセンサでよい。幾つかの実施形態では、第１および第２のセンサは、少なくとも１つの同様のパラメータ（例えば温度、湿度、流量など）を測定するように構成される。幾つかの実施形態では、３つ以上のセンサを含むことができ、中間コネクタおよび／または患者端部コネクタに位置決めすることができる。
【0009】
幾つかの実施形態は、吸気肢と、制御装置とを備える呼吸用加湿システムを提供する。吸気肢は、第１の加熱器ワイヤ回路を有する第１のセグメントと、第２の加熱器ワイヤ回路を有する第２のセグメントと、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを含むことができる。制御装置は、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合させることができ、第１のモードでは、制御装置は、コネクタ回路を通して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２のモードでは、制御装置は、第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する。特定の実施形態では、呼吸用加湿システムは、一方または両方のセンサからの入力に少なくとも一部基づいてモードを切り換える。特定の実施形態では、切換えは、温度、流量、湿度、電力、またはこれらの任意の組合せの１つまたは複数を含むパラメータに少なくとも一部基づいて行われる。パラメータは、第１のセンサ、第２のセンサ、または両方のセンサの組合せから直接導出または取得することができる。特定の実施形態では、第１および第２のモードは、電源によって提供される電流の方向または電圧の極性によって定義される。幾つかの実施形態では、呼吸用加湿システムは、３つ以上のセンサを含むことができ、これらのセンサが、吸気肢の加熱を制御するために使用される入力を提供する。
【0010】
幾つかの実施形態は、吸気肢を含むことができる二重肢回路を提供する。そのような吸気肢は、第１の加熱器ワイヤ回路を有する第１のセグメントと、第２の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第２のセグメントと、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを含むことができる。また、二重肢回路は、呼気加熱器ワイヤ回路を備える呼気肢を含むこともできる。二重肢システムは、吸気肢と呼気肢とに接続されたインターフェースをさらに含むことができる。二重肢システムは、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合された制御装置をさらに含むことができ、第１のモードでは、制御装置は、コネクタ回路を通して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２のモードでは、制御装置は、第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する。特定の実施形態では、呼気肢の加熱は、第１および第２の加熱器ワイヤ回路を使用する吸気肢の加熱とは別個に、呼気加熱器ワイヤ回路を使用して行われる。特定の実施形態では、呼気肢は、吸気肢の第１の区分内の第１の加熱器ワイヤ回路と並列に、および／または第１および第２の加熱器ワイヤ回路と並列に電力供給される。特定の実施形態では、呼気肢は、第１のモードのみで、第２のモードのみで、または第１のモードと第２のモードとの両方で電力供給されるように設計することができる。特定の実施形態では、インターフェースは、Ｙピースによって接続される。任意の適切な患者インターフェースを組み込むことができる。患者インターフェースは、広範な用語であり、当業者にとってのその通常的および慣例的な意味合いで解釈されるべきであり（すなわち、特殊な、または特化された意味合いに限定すべきではなく）、限定はしないが、マスク（気管マスク、フェースマスク、および鼻マスクなど）、カニューレ、および鼻枕を含む。
【0011】
幾つかの実施形態では、区分化された吸気肢が提供され、区分の構造は、細長い管を備える。細長い管は、長手方向軸を有する管路を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、長手方向軸に沿って延びる内腔と、内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材を含むことができる。細長い管は、第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材を含むことができ、第２の細長い部材は、細長い管の内腔の少なくとも一部分を形成する。特定の実装形態では、第１の細長い部材は、長手方向断面で、偏平な表面を有する複数の気泡体を内腔に形成する。特定の実装形態では、隣接する気泡体は、第２の細長い部材の上方の隙間によって分離される。特定の実装形態では、隣接する気泡体は、互いに直接は接続されない。特定の実装形態では、複数の気泡体が穿孔を有する。
【0012】
図面を通じて、参照要素間の全般的な対応関係を示すために、参照番号を繰返し使用することがある。図面は、本明細書で述べる例示的実施形態を示すために提供され、本開示の範囲を限定することは意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】加湿ガスを使用者に送給するための例示的な呼吸用加湿システムを示す図であって、呼吸用加湿システムが呼吸回路を有し、呼吸回路が、各区分内にセンサを有する区分化された吸気肢を含む図である。
【図2】加湿システムと共に使用するための区分化された吸気肢であって、２つの区分内の加熱器ワイヤおよびセンサを結合するように構成された中間コネクタを有する区分化された吸気肢を示す図である。
【図3A】呼吸回路の区分化された吸気肢内の加熱器ワイヤに電力を提供するための能動整流電源を含む例示的な回路図であって、回路が、第１のモードでは、吸気肢の第１の区分内の加熱器ワイヤに電力供給し、第２のモードでは、両方の区分内の加熱器ワイヤに電力供給するように構成された回路図である。
【図3B】呼吸回路の区分化された吸気肢内の加熱器ワイヤに電力を提供するための能動整流電源を含む例示的な回路図であって、回路が、第１のモードでは、吸気肢の第１の区分内の加熱器ワイヤに電力供給し、第２のモードでは、両方の区分内の加熱器ワイヤに電力供給するように構成された回路図である。
【図4A】吸気肢と呼気肢を有する例示的な加湿システムを示す図であって、加湿システムが、両方の肢での加熱器ワイヤを制御するように構成された図である。
【図4B】吸気肢と呼気肢を有する例示的な加湿システムを示す図であって、加湿システムが、両方の肢での加熱器ワイヤを制御するように構成された図である。
【図4C】吸気肢と呼気肢を有する例示的な加湿システムを示す図であって、加湿システムが、両方の肢での加熱器ワイヤを制御するように構成された図である。
【図4D】吸気肢と呼気肢を有する例示的な加湿システムを示す図であって、加湿システムが、両方の肢での加熱器ワイヤを制御するように構成された図である。
【図5】吸気肢の延長部の存在を検出し、吸気肢、吸気肢の延長部、および呼気肢内の加熱器ワイヤに電力を提供するように構成された例示的システムのブロック図である。
【図6A】加湿システム内の例示的な回路図であって、回路が、２つのセンサからのデータを読み取るために構成されている図である。
【図6B】加湿システム内の例示的な回路図であって、回路が、２つのセンサからのデータを読み取るために構成されている図である。
【図7】加湿システム内の例示的な回路図であって、回路が、２つのトランジスタを使用して温度データを読み取るように構成された回路図である。
【図8A】吸気肢と呼気肢を備える呼吸回路用のハードウェア構成の例示図であって、吸気肢が第１の区分と第２の区分とを有する図である。
【図8B】吸気肢と呼気肢を備える呼吸回路用のハードウェア構成の例示図であって、吸気肢が第１の区分と第２の区分とを有する図である。
【図9】中間コネクタにあるマイクロコントローラを利用して、加熱を制御するためのデータを測定し、吸気肢でのセンサ値を読み取る呼吸用加湿システムの例示的実施形態を示す図である。
【図10】吸気肢用の中間コネクタのブロック図であって、中間コネクタがマイクロコントローラを使用するブロック図である。
【図13】少なくとも２つの区分を備える吸気肢を有する呼吸回路と共に使用するためのデジタル温度センサを組み込む例示的な加湿システムの回路図である。
【図14A】中間コネクタの例示的な印刷回路板（「ＰＣＢ」）を示す図である。
【図14B】中間コネクタの例示的な印刷回路板（「ＰＣＢ」）を示す図である。
【図14C】中間コネクタの例示的実施形態を示す図である。
【図14D】中間コネクタの例示的実施形態を示す図である。
【図15A】患者端部コネクタ用の例示的なＰＣＢを示す図である。
【図15B】患者端部コネクタの例示的実施形態を示す図である。
【図15C】患者端部コネクタの例示的実施形態を示す図である。
【図15D】患者端部コネクタの例示的実施形態を示す図である。
【図15E】患者端部コネクタの例示的実施形態を示す図である。
【図16A】区分化された吸気肢用の配置リミッタの例示的実施形態を示す図である。
【図16B】区分化された吸気肢用の配置リミッタの例示的実施形態を示す図である。
【図16C】区分化された吸気肢用の配置リミッタの例示的実施形態を示す図である。
【図16D】区分化された吸気肢用の配置リミッタの例示的実施形態を示す図である。
【図16E】区分化された吸気肢用の配置リミッタの例示的実施形態を示す図である。
【図17A】例示的な複合管の一区間の側面図である。
【図17C】複合管内の第１の細長い部材を示す別の長手方向断面図である。
【図17D】管の上部の別の長手方向断面図である。
【図17E】管の上部の別の長手方向断面図である。
【図18A】複合管内の第２の細長い部材の横方向断面図である。
【図18B】第２の細長い部材の別の横方向断面図である。
【図18C】別の例示的な第２の細長い部材を示す図である。
【図18D】別の例示的な第２の細長い部材を示す図である。
【図18E】別の例示的な第２の細長い部材を示す図である。
【図18F】別の例示的な第２の細長い部材を示す図である。
【図18G】別の例示的な第２の細長い部材を示す図である。
【図19A】熱的効率を改良するように構成された第１の細長い部材の形状の例を示す図である。
【図19B】熱的効率を改良するように構成された第１の細長い部材の形状の例を示す図である。
【図19C】熱的効率を改良するように構成された第１の細長い部材の形状の例を示す図である。
【図19D】熱的効率を改良するように構成されたフィラメント構成の例を示す図である。
【図19E】熱的効率を改良するように構成されたフィラメント構成の例を示す図である。
【図19F】熱的効率を改良するように構成されたフィラメント構成の例を示す図である。
【図20A】第１の細長い部材の積層の例を示す図である。
【図20B】第１の細長い部材の積層の例を示す図である。
【図20C】第１の細長い部材の積層の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本明細書では、区分化された吸気肢と多区域加熱との特定の実施形態および実施例を述べる。本開示は、具体的に開示される実施形態および／または使用法、ならびにそれらの自明な修正形態および均等形態も包含することを当業者は理解されよう。したがって、本明細書で開示される本開示の範囲は、本明細書で述べる任意の特定の実施形態によっては限定されないものと意図される。
【0015】
本明細書では、呼吸用加湿システムの呼吸回路内の区分化された吸気肢に熱を提供するためのシステムおよび方法を述べる。本明細書における説明のほとんどは、呼吸回路内の区分化された吸気肢の文脈であるが、本開示の１つまたは複数の特徴を、例えば呼吸、手術、または他の用途において区分化されたガス送給用管路内で相違のある加熱を提供することが望ましい他のシナリオで実施することもできることを理解されたい。
【0016】
本開示は、管路に熱を提供する文脈で、加熱器ワイヤ、加熱要素、および／または加熱器に言及する。例えば、加熱器ワイヤは、広範な用語であり、当業者にとってのその通常的および慣例的な意味合いで解釈されるべきであり（すなわち、特殊な、または特化された意味合いに限定すべきではなく）、限定はしないが、電力が提供されるときに熱を生成する加熱器ストリップおよび／または伝熱要素を含む。そのような加熱要素の例としては、導電性金属（例えば銅）、導電性ポリマー、管路の表面上に印刷された導電性インク、管路にトラックを作成するために使用される導電性材料などから形成されたワイヤを挙げられる。さらに、本開示は、ガス送給の文脈で、管路、肢、および医療用管に言及する。例えば、管は、広範な用語であり、当業者にとってのその通常的および慣例的な意味合いで解釈されるべきであり、限定はしないが、円筒形および非円筒形の経路など様々な断面を有する経路を含む。特定の実施形態は、複合管を組み込むことがあり、複合管は、一般に、以下により詳細に述べるように２つ以上の部分または特に幾つかの実施形態では２つ以上の構成要素を備える管と定義することができる。開示される医療用管を備える区分化された肢はまた、連続、可変、またはバイレベル気道陽圧（bi-level positive airway pressure, ＰＡＰ）システムなどの呼吸回路内、または他の形態の呼吸療法で使用することもできる。用語「管路」および「肢」は、管と同様のものとして解釈すべきである。
【0017】
加熱され加湿された呼吸管が、保育器（または、やけど患者のために使用される放射加温器の周りや、患者によって使用されるブランケットの下など、温度変化がある任意の領域）のために使用されるとき、呼吸管は、少なくとも２つの異なる区域を通過する。すなわち、低温区域（保育器の外部の区域など）と、高温区域（保育器の内部の区域など）とである。管がその全長に沿って加熱される場合、どの区域が感知されるか（例えばどの区域が温度センサを含むか）に応じて、区域の１つは、望ましくない、適切でない、または最適でない温度になる傾向がある。加熱器ワイヤが保育器の内部のセンサ（患者端部温度センサなど）に制御される場合、保育器の外部の区間は、温度が低くなりすぎる傾向があり、これは凝結をもたらすことがある。逆に、加熱器ワイヤが保育器の外部のセンサに制御される場合、保育器の内部の区間は、温度が高くなりすぎることがあり、これにより、熱すぎるガスが患者に供給されることがある。したがって、本開示では、区分化された呼吸管内の熱の制御を可能にするシステムおよび方法を述べる。ここで、各区分は、制御モジュールにフィードバックを提供する関連のセンサを有する。本明細書では、２つの区域に関して幾つかの実施形態を述べるが、そのようなシステムは、さらなる区域、区分、または領域を用いた用途に適合するように拡張することもできる。例えば、３つの温度区域を備える一実施形態では、呼吸管の区分は、区域内の３つの異なる温度センサに少なくとも一部基づいて加熱され得る。さらに、本明細書で開示される実施形態は、管に沿った中間点にあるセンサの１つまたは複数を迂回または無視して、患者端部でのパラメータに基づいて、呼吸管に送給される熱を制御することができる。さらに、本明細書で開示される実施形態は、例えば、限定はしないが、温度センサ、湿度センサ、流量センサ、酸素センサなどを含むセンサによって提供されるパラメータを使用して、呼吸管に送給される熱を制御することができる。
【0018】
制御モジュールは、複数の区域または区間での加熱温度を監視および制御することができる。制御モジュールは、本明細書で述べるコネクタアセンブリの幾つかの実施形態を使用して、第１のモードでは呼吸管の第１の区間に熱を提供し、第２のモードでは呼吸管全体に熱を供給するように構成することができる。本明細書で述べる幾つかの実施形態は、フライングリード、露出されたコネクタ、および／または患者端部の電気接続線を用いずに使用することができる。用語「フライングリード」は、本明細書で使用するとき、呼吸管の外部に延びる電気接続線、呼吸管を通って内部に延びる電気接続線、および、呼吸管の一部として組み込まれた、成形された、または他の方法で形成もしくは包含された電気接続線を含む。制御モジュールは、加湿器の内部または加湿器の外部に位置させることができる。幾つかの実施形態では、制御装置は、加湿器の内部に位置されて、吸気肢の第１の区分と、吸気肢の第２の区分と、呼気肢とに関連付けられた加熱器ワイヤを制御し、また、吸気肢の第１および第２の区分および／または呼気肢に関連付けられたセンサからパラメータを読み取る。
【0019】
制御モジュールは、区分に関する温度を適応変化させることもできる。例えば、制御モジュールは、１つまたは複数の区分に関連付けられた温度センサを監視することができる。監視は、連続的でも、定期的でも、割込みもしくはイベントベースでの監視など他の方式でもよい。例えば、温度センサの監視は、アナログ／デジタル変換器からの値の読取り、電圧または電流の決定、論理条件の感知、サーモスタットデバイスの読取り、サーミスタ値の測定、抵抗温度検出器の測定、熱電対の電圧の測定、または温度を感知するための他の方法、例えば、限定はしないが、半導体接合センサ、赤外もしくは熱放射センサ、温度計、インジケータなどの使用に基づくものでよい。幾つかの実施形態では、温度センサは、サーミスタである。
【0020】
幾つかの実施形態では、吸気肢の第１の区分と吸気肢の第２の区分に送られる電力の比は、各区分に関連付けられたセンサからのフィードバックに少なくとも一部基づいて、使用中に変えることができる。例えば、電力の比は、各区分が凝結を減少または防止する温度に加熱されるように変えることができる。さらなる一例として、電力の比は、熱すぎるガスが患者に提供されないように変えることができる。幾つかの実施形態では、電力の比は、センサ（例えば温度センサ、湿度センサ、酸素センサ、流量センサなど）からのフィードバックに基づいて連続的に変えることができる。電力の比は、様々な方法で変えることができる。例えば、電力の比は、電力信号の振幅（限定はしないが、電圧および／または電流を含む）、電力信号の持続時間、もしくは電力信号のデューティサイクルを変更することによって、または電力信号に対する他の適切な変更によって変えることができる。一実施形態では、電力の比は、提供される電流の大きさを変えることによって変えられる。
【0021】
幾つかの実施形態は、ガス経路の内部にあるのではなく、加熱器ワイヤをガス経路から分離すると共に外部環境から断熱する材料の内部に含まれる加熱器ワイヤを備える吸気肢を提供する。幾つかの実施形態では、区分内の加熱器ワイヤに電力を提供するためおよびセンサを読み取るために使用される回路は、外部環境に露出されないように吸気肢の内部にある。幾つかの実施形態では、加熱器ワイヤは、吸気管または呼気管内に成形されて、管の相補的な区分内の加熱器ワイヤの端部が中間コネクタに接触し、したがって加熱器ワイヤが中間コネクタに電気的に結合し、ここで、中間コネクタは、加熱器ワイヤ制御および／またはセンサ読取りのための回路を提供するように構成することができる。幾つかの実施形態では、加熱器ワイヤに印加される電源のデューティサイクルは、関連の区分に沿ってガスが流れるときにガスに送給される熱の量を変えるために修正または変更することができる。
【0022】
本明細書で述べる幾つかの実施形態は、患者または他の使用者に暖かい湿ったガスを送給するように構成された呼吸用加湿システムを提供する。ガスは、加熱器プレートを使用して加熱される液体（例えば水）を満たされた液体チャンバを通される。液体は、チャンバ内で蒸発し、その上を流れるガスと混合し、それによりガスを加熱および／または加湿する。加湿ガスは、関連付けられた１つまたは複数の加熱器ワイヤを有する吸気肢に送ることができる。加湿ガスに、所定の、望みの、適当な、または選択された熱量を提供するように、加熱器ワイヤに選択的に電力供給することができる。幾つかの実施形態では、呼吸用加湿システムは、保育器または放射加温器と共に使用することができる。吸気肢は、第１の区分が保育器の外部にあり、第２の区分が保育器の内部にあるように区分化することができる。さらに、第１の加熱器ワイヤセットを第１の区分に関連付けることができ、第２の加熱器ワイヤセットを第２の区分に関連付けることができる。加湿システムは、第１のモードでは第１の加熱器ワイヤセットに電力を供給し、第２のモードでは第２の加熱器ワイヤセットに電力を提供するように構成することができる。幾つかの実施形態では、加湿システムは、第１のモードでは第１の加熱器ワイヤセットに電力を供給し、第２のモードでは第２の加熱器ワイヤセットに電力を提供するように構成することができる。吸気肢は、各区分の端部にセンサを含み、加湿システムにフィードバックを提供することができ、このフィードバックは、区分内の加熱器ワイヤセットに送給するための電力を選択する際に使用される。幾つかの実施形態では、加湿システムは、同様に加湿システムによって選択的に制御される関連の加熱器ワイヤを有する呼気肢を含むことができる。本出願では、区分化された肢を、吸気肢を参照して述べる。しかし、説明する特徴を呼気肢にも適用することができる。
【0023】
呼吸用加湿システム
図１は、加湿ガスを使用者に送給するための例示的な呼吸用加湿システム１００を示し、呼吸用加湿システム１００は呼吸回路２００を有し、呼吸回路２００は、各区分内にセンサ２０４ａ、２０４ｂを有する区分化された吸気肢２０２を含む。区分化された吸気肢２０２は、図示されるように保育器２０８と共に使用することができ、または、吸気肢２０２の様々な区分に沿って異なる温度が存在する別のシステム、例えば放射加温器と共に使用することもできる。区分化された吸気肢２０２は、吸気肢の様々な区分２０２ａ、２０２ｂに異なるレベルの熱を提供するために使用することができ、凝結を減少または防止し、および／または使用者に送給されるガスの温度を制御する。
図１は、加湿ガスを使用者に送給するための例示的な呼吸用加湿システム１００を示し、呼吸用加湿システム１００は呼吸回路２００を有し、呼吸回路２００は、各区分内にセンサ２０４ａ、２０４ｂを有する区分化された吸気肢２０２を含む。区分化された吸気肢２０２は、図示されるように保育器２０８と共に使用することができ、または、吸気肢２０２の様々な区分に沿って異なる温度が存在する別のシステム、例えば放射加温器と共に使用することもできる。区分化された吸気肢２０２は、吸気肢の様々な区分２０２ａ、２０２ｂに異なるレベルの熱を提供するために使用することができ、凝結を減少または防止し、および／または使用者に送給されるガスの温度を制御する。
【0024】
図示される呼吸用加湿システム１００は、加圧ガス源１０２を備える。幾つかの実装形態では、加圧ガス源１０２は、ファンや送風器などを備える。幾つかの実装形態では、加圧ガス源１０２は、換気装置または他の陽圧発生デバイスを備える。加圧ガス源１０２は、入口１０４と出口１０６を備える。
【0025】
加圧ガス源１０２は、加湿ユニット１０８に流体（例えば、酸素、麻酔ガス、空気など）の流れを提供する。流体の流れは、加圧ガス源１０２の出口１０６から、加湿ユニット１０８の入口１１０に進む。例示される構成では、加湿ユニット１０８は、加圧ガス源１０２から独立して図示されており、加湿ユニット１０８の入口１１０が、管路１１２によって加圧ガス源１０２の出口１０６に接続されている。幾つかの実装形態では、加圧ガス源１０２と加湿ユニット１０８を単一のハウジングに一体化することができる。
【0026】
他のタイプの加湿ユニットを使用して、本開示で述べる特定の特徴、態様、および利点を得ることもできるが、図示される加湿ユニット１０８は、加湿チャンバ１１４と、加湿チャンバ１１４への入口１１０とを備えるパスオーバー型（ｐａｓｓ－ｏｖｅｒ）加湿器である。幾つかの実装形態では、加湿チャンバ１１４は本体１１６を備え、本体１１６にはベース１１８が取り付けられている。加湿チャンバ１１６内部に区室を画定することができ、区室は、ベース１１８を通って伝達または提供される熱によって加熱することができる液体体積を保持するように適合される。幾つかの実装形態では、ベース１１８は、加熱器プレート１２０に接触するように適合される。加熱器プレート１２０は、制御装置１２２または他の適切な構成要素によって制御することができ、それにより、液体中へ伝達される熱を変更および制御することができる。
【0027】
加湿ユニット１０８の制御装置１２２は、呼吸用加湿システム１００の様々な構成要素の動作を制御することができる。図示されるシステムは、単一の制御装置１２２を使用するものとして示されているが、他の構成では複数の制御装置を使用することもできる。複数の制御装置は通信することができ、または個別の機能を提供することができ、したがって制御装置が通信する必要はない。幾つかの実装形態では、制御装置１２２は、コンピュータプログラム用のソフトウェアコードを含む関連のメモリまたは記憶媒体を備えるマイクロプロセッサ、処理装置、または論理回路を備えることがある。そのような実装形態では、制御装置１２２は、例えばコンピュータプログラムに含まれる命令に従って、およびまた内部もしくは外部入力に応答して、呼吸用加湿システム１００の動作を制御することができる。制御装置１２２、または複数の制御装置の少なくとも１つを呼吸回路と共に位置させることができ、呼吸回路に取り付けられるか、または呼吸回路の一部として組み込まれる。
【0028】
加湿チャンバ１１４の本体１１６は、加湿チャンバ１１４の入口１１０を画定するポート１２４と、出口１２８を画定するポート１２６とを備える。加湿チャンバ１１４の内部に含まれる液体が加熱されるとき、液体蒸気が、入口ポート１２４を通して加湿チャンバ１１４内に導入されるガスと混合される。ガスと蒸気の混合物は、出口ポート１２６を通って加湿チャンバ１１４から出る。
【0029】
呼吸用加湿システム１００は、加湿ユニット１０８の出口ポート１２６を画定する出口１２８に接続された吸気肢２０２を備える呼吸回路２００を含む。吸気肢２０２は、加湿チャンバ１１４から出たガスと水蒸気の混合物を使用者に向けて搬送する。吸気肢２０２は、吸気肢２０２に沿って位置決めされた加熱要素２０６を含むことができ、加熱要素２０６は、吸気肢２０２に沿った凝結を減少するように構成されて、使用者に達するガスの温度の制御、ガスの湿度の維持、またはこれらの任意の組合せを行う。加熱要素２０６は、吸気肢２０２によって搬送されるガスと水蒸気の混合物の温度を上昇または維持することができる。幾つかの実装形態では、加熱要素２０６は、抵抗加熱器を画定するワイヤでよい。加湿チャンバ１１４から出たガスと水蒸気の混合物の温度を上昇または維持することによって、混合物から水蒸気が凝結されにくくなる。
【0030】
呼吸用加湿システム１００は、保育器２０８と共に使用することができる。保育器２０８は、使用者のための望みの環境、例えば選択された、所定の、または望みの温度を保育器２０８の内部で維持するように構成することができる。したがって、保育器２０８の内部で、内部周囲温度は、保育器２０８の外部の温度とは異なることがある。したがって、保育器２０８は、吸気肢２０２に沿って異なる温度の区域を生成、画定、作成、または維持し、ここで、内部温度は、典型的には外部温度よりも高い。吸気肢２０２に沿って少なくとも２つの異なる温度区域を有することは、使用者へのガスの送給中に、吸気肢２０２に沿った凝結、高すぎる温度のガスの送給、またはそれら両方など、問題を生じることがある。
【0031】
呼吸用加湿システム１００は、関連の加熱要素２１２を有する呼気肢２１０を含むことができる。幾つかの実施形態では、呼気肢２１０と吸気肢２０２は、適切な取付具（例えばＹピース）を使用して接続することができる。幾つかの実施形態では、呼吸用加湿システム１００は、放射加温器と共に使用することもでき、ブランケットの下で使用することもでき、または２つ以上の温度区域を形成する他のシステムもしくは状況で使用することもできる。本明細書で述べるシステムおよび方法は、そのようなシステムと共に使用することができ、保育器を組み込む実装形態に限定されない。
【0032】
吸気肢２０２は、区分２０２ａと２０２ｂに分割することができ、ここで、第１の区分２０２ａは、保育器２０８の外部にある吸気肢２０２の一部でよく、第２の区分２０２ｂ（例えば保育器延長部）は、保育器２０８の内部にある吸気肢２０２の一部分でよい。第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、異なる長さでも同じ長さでもよい。幾つかの実施形態では、第２の区分２０２ｂは、第１の区分２０２ａよりも短くてよく、特定の実装形態では、第２の区分２０２ｂは、第１の区分２０２ａの約半分の長さでよい。第１の区分２０２ａは、例えば、少なくとも約０．５ｍおよび／または約２ｍ以下、少なくとも約０．７ｍおよび／または約１．８ｍ以下、少なくとも約０．９ｍおよび／または約１．５ｍ以下、または少なくとも約１ｍおよび／または１．２ｍ以下の長さを有することができる。第２の区分２０２ｂは、例えば、少なくとも約０．２ｍおよび／または約１．５ｍ以下、少なくとも約０．３ｍおよび／または約１ｍ以下、少なくとも約０．４ｍおよび／または約０．８ｍ以下、または少なくとも約０．５ｍおよび／または約０．７ｍ以下の長さを有することができる。
【0033】
吸気肢の区分２０２ａ、２０２ｂは、互いに結合されて、単一のガス送給用管路を形成することができる。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａは、１つまたは複数の第１の加熱器ワイヤ２０６ａと、１つまたは複数の第１のセンサ２０４ａとを含むことができ、第２の区分２０２ｂなしで使用することもできる。制御装置１２２は、第２の区分２０２ｂが第１の区分２０２ａに結合されていなくても、第１の加熱器ワイヤ２０６ａを制御し、第１のセンサ２０４ａを読み取るように構成することができる。さらに、第２の区分２０２ｂが第１の区分２０２ａに結合されるとき、制御装置１２２は、それぞれの区分内の第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂを制御し、第１および第２のセンサ２０４ａ、２０４ｂを読み取るように構成することができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、第２の区分２０２ｂが取り付けられるとき、それぞれの第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂを制御し、それぞれの第１および第２のセンサ２０４ａ、２０４ｂを読み取るように構成することができる。また、第２の区分２０２ｂが取り付けられないときには、第１の加熱器ワイヤ２０６ａを制御し、第１のセンサ２０４ａを読み取るように構成することができ、制御装置１２２または加湿ユニット１０８の変更は必要ない。したがって、吸気肢２０２が第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂとの両方を含むか、第１の区分２０２ａのみを含むかに関係なく、同じ制御装置１２２および／または加湿ユニット１０８を使用することができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２はさらに、制御装置１２２または加湿ユニット１０８を変更することなく、呼気肢２１０内の加熱器ワイヤ２１２を制御するように構成することができる。したがって、呼吸用加湿システム１００は、第２の区分２０２ｂを取り付けた状態でも取り付けない状態でも、および／または呼気肢２１０を取り付けた状態でも取り付けない状態でも動作可能である。
【0034】
幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、互いに永久的に接合されて、単一のガス送給用管路を形成する。本明細書で使用する際、「永久的に接合」は、区分２０２ａ、２０２ｂが、それらの区分を分離するのが難しいように、例えば接着剤、摩擦嵌め、オーバーモールド、機械的コネクタなどを使用することによって互いに接合されることを意味する。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、解放可能に結合されるように構成される。例えば、第１の区分２０２ａは、第２の区分２０２ｂなしでガス送給のために使用することができ、または第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂを互いに結合させて、単一のガス送給用管路を形成することもできる。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、唯一の構成形態で互いに結合されるように構成することができる。例えば、第１の区分２０２ａは、所定のチャンバ端部（例えば、患者への加湿ガスの流れの方向に沿ってチャンバ１１４または加湿ユニット１０８に最も近い端部）と、所定の患者端部（例えば、患者への加湿ガスの流れの方向に沿って患者に最も近い端部）とを有することができ、チャンバ端部は、チャンバ１１４および／または加湿ユニット１０８での構成要素に結合するように構成される。第２の区分２０２ｂは、所定のチャンバ端部と、所定の患者端部とを有することができ、ここで、チャンバ端部は、第１の区分２０２ａの患者端部にのみ結合するように構成される。第１の区分２０２ａのチャンバ端部は、第２の区分２０２ｂのいずれかの端部とは結合しないように構成することができる。同様に、第１の区分２０２ａの患者端部は、第２の区分２０２ｂの患者端部とは結合しないように構成することができる。同様に、第２の区分２０２ｂの患者端部は、第１の区分２０２ａのいずれかの端部とは結合しないように構成することができる。したがって、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、一方向のみで結合して単一のガス送給用管路を形成するように構成することができる。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、様々な構成形態で結合されるように構成することができる。例えば、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、所定の患者端部および／または所定のチャンバ端部を含まないように構成することができる。別の例として、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、第１の区分２０２ａの患者端部および／またはチャンバ端部が第２の区分２０２ｂのチャンバ端部または患者端部に結合することができるように構成することができる。同様に、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂは、第２の区分２０２ａのチャンバ端部および／または患者端部が第２の区分２０２ｂの患者端部またはチャンバ端部に結合することができるように構成することができる。
【0035】
呼吸用加湿システム１００は中間コネクタ２１４を含み、中間コネクタ２１４は、吸気肢２０２の第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂとの要素を電気的に結合するように構成することができる。中間コネクタ２１４は、第１の区分２０２ａの加熱器ワイヤ２０６ａを第２の区分２０２ｂの加熱器ワイヤ２０６ｂに電気的に結合して、制御装置１２２を用いた加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂの制御を可能にするように構成することができる。中間コネクタ２１４は、第２の区分２０２ｂの第２のセンサ２０４ｂを第１の区分の第１のセンサ２０４ａに電気的に結合して、制御装置１２２がセンサのそれぞれの出力を取得することができるように構成することができる。中間コネクタ２１４は、加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂの選択的制御、および／またはセンサ２０４ａ、２０４ｂの選択的読取りを可能にする電気構成要素を含むことができる。例えば、中間コネクタ２１４は、第１のモードでは第１の加熱器ワイヤ２０６ａを通して電力を送り、第２のモードでは第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂを通して電力を送る電気構成要素を含むことができる。中間コネクタ２１４に含まれる電気構成要素としては、例えば、限定はしないが、抵抗、ダイオード、トランジスタ、リレー、整流器、スイッチ、コンデンサ、インダクタ、集積回路、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ＲＦＩＤチップ、ワイヤレス通信センサなどを挙げることができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４は、外部要素から実質的に遮蔽される（例えば、吸気肢２０２の外部の環境からの水、微粒子、汚染物質などの１％未満しか中間コネクタ２１４に接触しない）ように、吸気肢２０２の内部に構成することができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４にある電気構成要素の幾つかは、湿気への露出により生じ得る損壊を減少または防止するために、吸気肢２０２内部の加湿ガスから物理的に隔離されるように構成することができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４は、コストを減少させるためおよび／または信頼性を高めるために、比較的安価な受動電気構成要素を含むことができる。
【0036】
吸気肢２０２は、吸気肢のそれぞれの区分２０２ａ、２０２ｂ内にセンサ２０４ａ、２０４ｂを含むことができる。第１のセンサ２０４ａは、保育器２０８の近くで、第１の区分２０２ａの端部付近に位置決めすることができ、それにより、第１のセンサ２０４ａから導出されるパラメータは、第２の区分２０２ｂに入る加湿ガスのパラメータに対応する。第２のセンサ２０４ｂは、第２の区分２０２ｂの端部付近に位置決めすることができ、それにより、第２のセンサ２０４ｂから導出されるパラメータは、患者または使用者に送給される加湿ガスのパラメータに対応する。センサ２０４ａ、２０４ｂの出力は、吸気肢の区分２０２ａ、２０２ｂの加熱要素２０６ａ、２０６ｂに送られる電力を制御する際に使用するためのフィードバックとして制御装置１２２に送信することができる。幾つかの実施形態では、センサ２０４ａ、２０４ｂの一方または両方は、温度センサ、湿度センサ、酸素センサ、流量センサなどでよい。温度センサは、例えば、限定はしないが、サーミスタ、熱電対、デジタル温度センサ、トランジスタなどを含めた任意の適切なタイプの温度センサでよい。センサによって提供される、またはセンサから導出されるパラメータは、例えば、限定はしないが、温度、湿度、酸素含有量、流量、またはこれらの任意の組合せなどを含むことができる。
【0037】
制御装置１２２は、加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂの制御、センサ２０４ａおよび２０４ｂからのフィードバックの受信、加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂへの電力を制御するための論理の提供、センサ２０４ａおよび２０４ｂからの読取値に応じた加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂの制御の調節、吸気肢２０２の第２の区分２０２ｂの存在の検出、センサ２０４ａおよび２０４ｂからの読取値からのパラメータの導出などを行うように構成することができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、加熱器ワイヤに電力を送るように構成された電源を含む。電源は、交流電源でも直流電源でもよい。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、加熱器プレートセンサ１３０からの入力を受信することができる。加熱器プレートセンサ１３０は、加熱器プレート１２０の温度および／または電力使用量に関する情報を制御装置１２２に提供することができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、流量センサ１３２からの入力を受信することができる。任意の適切な流量センサ１３２を使用することができ、流量センサ１３２は、周囲空気と加湿チャンバ１１４との間、または加圧ガス源１０２と加湿チャンバ１１４との間に位置決めすることができる。図示されるシステムでは、流量センサ１３２は、加湿チャンバ１１４の入口ポート１２４に位置決めされる。
【0038】
区分化された吸気肢
図２は、呼吸用加湿システム１００と共に使用するための区分化された吸気肢２０２の一部を示し、区分化された吸気肢２０２は、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂを備え、中間コネクタ２１４を有し、中間コネクタ２１４は、それぞれ区分２０２ａおよび２０２ｂ内にある第１の加熱器ワイヤ２０６ａを第２の加熱器ワイヤ２０６ｂに結合し、第１のセンサ２０４ａを第２のセンサ２０４ｂに結合するように構成される。２つの区分２０２ａと２０２ｂの結合は、加湿ガスを使用者に送給することができる単一の管路を形成するように区分を機械的に結合することを含むことができ、ここで、区分２０２ａと２０２ｂの機械的な結合により、それぞれの加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂとそれぞれのセンサ２０４ａ、２０４ｂとを中間コネクタ２１４によって電気的に結合させることができる。
図２は、呼吸用加湿システム１００と共に使用するための区分化された吸気肢２０２の一部を示し、区分化された吸気肢２０２は、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂを備え、中間コネクタ２１４を有し、中間コネクタ２１４は、それぞれ区分２０２ａおよび２０２ｂ内にある第１の加熱器ワイヤ２０６ａを第２の加熱器ワイヤ２０６ｂに結合し、第１のセンサ２０４ａを第２のセンサ２０４ｂに結合するように構成される。２つの区分２０２ａと２０２ｂの結合は、加湿ガスを使用者に送給することができる単一の管路を形成するように区分を機械的に結合することを含むことができ、ここで、区分２０２ａと２０２ｂの機械的な結合により、それぞれの加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂとそれぞれのセンサ２０４ａ、２０４ｂとを中間コネクタ２１４によって電気的に結合させることができる。
【0039】
区分化された吸気肢２０２は、加湿ガスが通ることができる内腔を形成する構造２１６を備えることができる。構造２１６は、加熱器ワイヤ２０６ａまたは２０６ｂを収容するように構成された構造２１６の壁に形成された経路を含むことができ、それにより、加熱器ワイヤ２０６ａまたは２０６ｂは、内腔を通って進む加湿ガスから遮蔽され、および／または露出されないように構造２１６の外面によって覆われる。例えば、構造２１６は、螺旋気泡管でよく、加熱器ワイヤ経路は、管内に成形されたコイルである。構造２１６は、任意のタイプの適切な材料を備えることができ、断熱材料および／または可撓性材料を含むことができる。幾つかの実施形態では、構造２１６および中間コネクタ２１４は、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂが機械的に結合されるときに、加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂが中間コネクタ２１４に電気的に結合されるように中間コネクタ２１４の周りに巻き付くように構成することができる。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａおよび／または中間コネクタ２１４は、第２の区分２０２ｂに接続するためのフライングリードをなくすこともでき、それにより、第１の区分２０２ａへの第２の区分２０２ｂの接続を容易にする。
【0040】
第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂの相補的端部での構造２１６は、中間コネクタ２１４を収容するように構成することができる。したがって、中間コネクタ２１４は、吸気肢２０２の内部にあってよい。幾つかの実施形態では、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂの相補的端部は、吸気肢２０２を通って進む加湿ガスから中間コネクタ２１４を遮蔽するように構成することができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４は、吸気肢２０２の内部にあり、かつ管路内の加湿ガスから遮蔽され、それにより、中間コネクタ２１４での電気接続線の露出を減少または防止する。
【0041】
幾つかの実施形態では、第１の加熱器ワイヤ２０６ａは、２つのワイヤ２１８と２２０を備えることができ、第２の加熱器ワイヤ２０６ｂは、２つのワイヤ２２２と２２４を備えることができる。第１の区分２０２ａの２つのワイヤ２１８と２２０は、電気構成要素２２８を介して互いに電気的に結合させることができ、電気的結合は、ワイヤ２１８と、電気構成要素２２８の少なくとも一部分と、ワイヤ２２０とを通る電気経路を作成する。同様に、第２の区分２０２ｂの２つのワイヤ２２２と２２４は、電気構成要素２２８を介して互いに電気的に結合させることができ、および／または、例えば図３Ａ、図３Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９、および図１３を参照して本明細書でより詳細に述べる患者端部コネクタ（図示せず）を介して、中間コネクタ２０２ｂと反対側の区分２０２ｂの端部で互いに電気的に短絡させることができる。第２の区分２０２ｂのワイヤ２２２と２２４を中間コネクタ２１４で結合させることによって、吸気肢２０２の患者端部での電気接続線が減少または省略され、これは、コスト、システムの複雑さ、および／または患者への危険を減少させることができる。
【0042】
中間コネクタ２１４は、単一の制御装置が加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂへの電力を制御できるように構成することができ、制御装置は、図１を参照して本明細書で述べた加湿器制御装置１２２でよい。幾つかの実施形態では、加湿器制御装置１２２は、中間コネクタ２１４に位置される追加の制御機能なしで加熱器ワイヤを制御する。例えば、中間コネクタ２１４は、論理回路を有さない受動構成要素を含むことができ、受動構成要素は、制御装置１２２によって選択される加熱器ワイヤ２０６ａおよび／または２０６ｂに電力を送る。これは、比較的安価な構成要素を使用して中間コネクタ２１４を設計できるようにし、設計の複雑さを減少させることができる。
【0043】
幾つかの実施形態では、区分２０２ａおよび２０２ｂの加熱は、各区分２０２ａ、２０２ｂ内で最大４本のワイヤを使用して達成することができる。例えば、第１の区分２０２ａでは、４本のワイヤは、第１の加熱器ワイヤ２１８、第２の加熱器ワイヤ２２０、信号センサワイヤ２２８、および帰還センサワイヤ２３０を含むことができる。第２の区分２０２ｂでは、４本のワイヤは、第１の加熱器ワイヤ２２２、第２の加熱器ワイヤ２２４、信号センサワイヤ２３２、および帰還センサワイヤ２３４を含むことができる。第２の加熱器ワイヤ２２２、２２４を第１の加熱器ワイヤ２１８、２２０に接続点２２６で結合させることによって、および第２のセンサワイヤ２３２、２３４を第１のセンサワイヤ２２８、２３０に接続点２２６で結合させることによって、区分２０２ａまたは２０２ｂ内に５本以上のワイヤを含まずに、制御装置は、第１の加熱器ワイヤ２０６ａと第２の加熱器ワイヤ２０６ｂに個別に電力を提供し、センサ２０４ａと２０４ｂから個別にセンサデータを読み取るように構成することができる。幾つかの実施形態では、加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂの制御、ならびにセンサ２０４ａおよび２０４ｂの読取りは、各区分内で３本以下のワイヤを使用して（例えば、３本のワイヤを使用して、または２本のワイヤを使用して）達成することもでき、または各区分内で５本以上のワイヤを使用して（例えば、５本のワイヤを使用して、６本のワイヤを使用して、７本のワイヤを使用して、８本のワイヤを使用して、または９本以上のワイヤを使用して）達成することもできる。
【0044】
中間コネクタ２１４は、制御装置１２２が加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂを選択的に制御できるように構成された電気構成要素２２８を含むことができる。制御装置１２２は、２つのモードを使用して吸気肢２０２の加熱を制御するように構成することができ、第１の制御モードは、第１の区分内の加熱器ワイヤ２０６ａに電力を提供することを含み、第２の制御モードは、第１および第２の区分２０２ａおよび２０２ｂ内の加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂに電力を提供することを含む。したがって、制御装置１２２は、加熱器ワイヤ区間を個別に制御するように構成することができる。この機能により、制御装置１２２は、第２の区分２０２ｂが存在しないときには、第１の制御モードに従って吸気肢の加熱のみを制御することによって吸気肢２０２の加熱を制御できるようになり、それにより、制御装置１２２または加湿ユニット１０８を変更することなく様々な状況で呼吸用加湿システム１００を使用できるようにする。幾つかの実施形態では、制御モードは、第２の区分２０２ｂ内の加熱器ワイヤ２０６ｂのみに電力が送られるモードを含むことができる。幾つかの実施形態では、制御装置１２２は、電流を提供する電源を含む。第１および第２の制御モードは、電源によって供給される電圧に少なくとも一部基づくことがあり、正の電圧または正の電流が第１の制御モードをトリガすることができ、負の電圧または負の電流が第２の制御モードをトリガすることができる。幾つかの実施形態では、電源は、整流されたＡＣまたはＤＣ電力を加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂに提供し、整流または極性の変化が、制御モードの変更をトリガする。制御モードを切り換えることによって、出力信号の極性を切り換えることができる任意の電源を用いて呼吸回路２００内の加熱の制御を達成することができる。幾つかの実施形態では、加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂに印加される電力のデューティサイクルを調節することによって、加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂに提供される電力の量を調節することができる。例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）を使用して加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂに電力供給することができ、送られる電力を制御するためにＰＷＭのデューティサイクルを調節することができる。別の例では、電力信号の振幅を制御することによって、加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂに提供される電力の量を調節することができる。
【0045】
中間コネクタ２１４は、制御装置１２２がセンサ２０４ａ、２０４ｂを選択的に読み取ることができるように構成された電気構成要素２３０を含むことができる。図６Ａ、図６Ｂ、および図７を参照して本明細書で述べるように、選択的読取りは、電流源の使用によって達成することができ、ワイヤ２２８～２３０にわたって正の電流を印加することにより、制御装置１２２が第１のセンサ２０４ａからの信号を測定し、ワイヤ２２８および２３０にわたって負の電流を印加することにより、制御装置１２２が第２のセンサ２０４ｂから、または第１のセンサ２０４ａと第２のセンサ２０４ｂの両方からの信号を測定する。制御装置１２２は、センサ２０４ａ、２０４ｂからの読取値を使用して、例えばパルス幅変調を使用して加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂへの電力を調節することができる。第１のセンサ２０４ａは、第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂとの接続点または交差点付近に位置決めすることができ、第２の区分２０２ｂに入る（これは、異なる周囲温度を有する保育器または他のそのような領域に入ることに相当することがある）ガスのパラメータを制御装置１２２に提供する。第２のセンサ２０４ｂは、第２の区分２０２ｂの患者端部に位置決めすることができ、患者に送給されるガスのパラメータ、またはＹピースなど患者の上流の最終部片の前でのガスのパラメータを制御装置１２２に提供する。制御装置１２２は、これらの読取値を使用して、加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂへの電力を調節し、吸気肢２０２の患者端部でのガスの温度を目標温度または適切な温度で保つことができる。目標温度または適切な温度は、少なくとも一部は、使用される用途および環境に応じて異なることがあり、約３７℃、約４０℃、少なくとも約３７℃および／または約３８℃以下、少なくとも約３６．５℃および／または約３８．５℃以下、少なくとも約３６℃および／または約３９℃以下、少なくとも約３５℃および／または約４０℃以下、少なくとも約３７℃および／または約４１℃以下、または少なくとも約３９．５℃および／または約４０．５℃以下でよい。幾つかの実施形態では、第２のセンサ２０４ｂは、保育器の内部に位置決めすることができるが、呼吸回路には取り付けられない。例えば、保育器内部のパラメータを測定することによって、第２の区分２０２ｂの温度を計算することができる。
【0046】
制御装置１２２は、本明細書で述べるように、第１および第２の制御モードで送られる電力の量を独立して制御することができる。センサ２０４ａおよび／または２０４ｂからのフィードバックに少なくとも一部基づいて、制御装置１２２は、第１および第２の制御モードで送られる電力を独立して調節し、それにより第１の区分２０２ａと第２の区分２０２ｂとの加熱器電力の比を変えることができる。
【0047】
幾つかの実施形態では、第１のセンサ２０４ａは、吸気肢２０２内部のガスの流れの中に位置決めされる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４または第１の区分２０２ａは、第１の温度センサ２０４ａを横切るガスの流れの乱流を減少させる機械構成要素を含むことができ、これは、センサ２０４ａの読取値の精度を高めることができる。例えば、機械的コネクタは、空気力学的断面を有することができ、その幾つかの例を、図１５Ｂ～図１５Ｅを参照して患者端部コネクタについて述べる。幾つかの実施形態では、乱流を減少させる機械的構成要素（例えば吸気管路内部のクロスメンバ部材）はまた、ガスの流れの中でセンサ２０４ａを固定する。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４および機械的構成要素は、中間コネクタ２１４にある電気構成要素からセンサ２０４ａを断熱するように構成され、これは、例えばセンサ２０４ａが温度センサである場合に有利となり得る。
【0048】
幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４は、図２に示される接続点２６に加えて、追加の接続点を含む。追加の接続点を使用して、呼吸回路にさらなる機能を組み込むことができ、例えば、メモリデバイス（ＰＲＯＭ）、マイクロコントローラ、追加の回路などを組み込むことができる。
【0049】
中間コネクタ回路
図３Ａは、例示的な中間コネクタ２１４の回路図を示し、中間コネクタ２１４は、呼吸回路の区分化された吸気肢内の加熱器ワイヤに電力を提供するための能動整流電源を含み、回路は、第１のモードでは、吸気肢の第１の区分内の加熱器ワイヤＲ１およびＲ２に電力供給し、第２のモードでは、両方の区分内の加熱器ワイヤＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に電力供給するように構成されている。代替として、中間コネクタ２１４にあるダイオードＤ１およびＤ２と、スイッチＳ１およびＳ２とを提供することによって、加熱器ワイヤＲ１およびＲ２（ここでは抵抗が加熱器ワイヤである）を通して、または加熱器ワイヤＲ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４を通して電力を印加することができる。
図３Ａは、例示的な中間コネクタ２１４の回路図を示し、中間コネクタ２１４は、呼吸回路の区分化された吸気肢内の加熱器ワイヤに電力を提供するための能動整流電源を含み、回路は、第１のモードでは、吸気肢の第１の区分内の加熱器ワイヤＲ１およびＲ２に電力供給し、第２のモードでは、両方の区分内の加熱器ワイヤＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に電力供給するように構成されている。代替として、中間コネクタ２１４にあるダイオードＤ１およびＤ２と、スイッチＳ１およびＳ２とを提供することによって、加熱器ワイヤＲ１およびＲ２（ここでは抵抗が加熱器ワイヤである）を通して、または加熱器ワイヤＲ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４を通して電力を印加することができる。
【0050】
電源は、符号ＶＰおよびＶＮを用いて図中に示されており、これらの符号は、電源の端子に対応する。一実施形態では、電圧供給源は、交流（ＡＣ）電源である。代替として、電源は、直流（ＤＣ）電源でもよい。この実施形態ではダイオードとして述べるが、Ｄ１およびＤ２は、例えば、限定はしないが、整流器、トランジスタ、リレー、スイッチ、トライアック、ＭＯＳＦＥＴ、サイリスタ（ＳＣＲ）、サーモスタットなど、複数の異なるタイプの流量制御デバイスの任意のものを含むことができる。
【0051】
スイッチＳ１およびＳ２は、電源のＶＰ端子とＶＮ端子の間での切換えを行う。一実施形態では、スイッチＳ１およびＳ２は、ＡＣ電力サイクルの半サイクルごとに切り換えられ、それにより、各半サイクル中にほぼ等しい電流が電源から引き出される。図３Ａに示される回路を使用して、加熱器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４を２つの制御モードで制御することができ、第１の制御モードは、Ｒ１およびＲ２のみへの電力の提供に対応し、第２の制御モードは、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４への電力の提供に対応する。第１の区分２０２ａ内の加熱器Ｒ１およびＲ２のみに電力を提供する（これは第１の制御モードに対応する）ために、電源からの正サイクル中には、スイッチＳ１はＶＰに接続し、スイッチＳ２はＶＮに接続し、電源からの負サイクル中には、スイッチＳ１はＶＮに接続し、スイッチＳ２はＶＰに接続する。第１の制御モードでは、電流は、Ｒ１、Ｒ２、およびＤ１を通って流れ、Ｄ２は、Ｒ３およびＲ４を通って電流が流れないようにする。第１および第２の区分２０２ａ、２０２ｂ内の加熱器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４に電力を提供する（これは第２の制御モードに対応する）ために、電源からの正サイクル中に、スイッチＳ１はＶＮに接続し、スイッチＳ２はＶＰに接続し、電源からの負サイクル中には、スイッチＳ１はＶＰに接続し、スイッチＳ２はＶＮに接続する。第２の制御モードでは、電流は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＤ２を通って流れ、Ｄ１は、電流が加熱器Ｒ３およびＲ４を通らずにワイヤを流れて短絡しないようにする。図５を参照して本明細書で述べるように、スイッチＳ１およびＳ２の切換えは、システムに論理を追加するハードウェアまたはソフトウェアによって達成することができる。幾つかの実施形態では、Ｓ１およびＳ２の切換えは、ＡＣ電力回路のゼロ交差で行われる。幾つかの実施形態では、ゼロ交差回路の立ち下りエッジと立ち上りエッジが同じ量だけ遅延されず、ゼロ交差付近では回路がアクティブでない。したがって、スイッチＳ１およびＳ２の切換えは、ゼロ交差スイッチング検出および／または論理を用いて、または用いずに行うことができる。
【0052】
ダイオードＤ１およびＤ２が、回路内で電力を損失し、したがって熱を発生することがある。幾つかの実施形態では、比較的高温の環境で電力損失を減少させることが望ましい場合には、ショットキーダイオードを使用することができる。ショットキーダイオードは、電力損失を減少または最小化するために最大接合温度付近で動作させることができ、これは、本明細書で述べる呼吸用加湿システムの特定の実装形態で望ましいことがある。幾つかの実施形態では、ダイオードによって発生される熱は、センサ２０４ａの温度読取値に影響を及ぼすことがある。この影響を減少させるために、ダイオードは、回路の気流経路に熱的に接続させることができる。この影響を減少させ、ダイオードによって発生される熱を放散させるために、周囲環境に熱的に結合されたヒートシンクまたはパッドを中間コネクタ２１４に含めることができる。この影響、および中間コネクタ２１４に対する他の構成要素の影響を減少させるために、図１４Ａ～Ｂおよび図１５を参照して述べるように、センサ２０４ａ（例えばサーミスタまたは他の温度センサ）を、それらの構成要素から断熱し、他の構成要素から物理的に比較的離して位置させることができる。
【0053】
図３Ｂは、例示的な中間コネクタ２１４の別の回路図を示し、中間コネクタ２１４は、呼吸回路の区分化された吸気肢内の加熱器ワイヤに電力を提供するための能動整流電源を含み、回路は、第１のモードでは、吸気肢の第１の区分内の加熱器ワイヤＲ１およびＲ２に電力供給し、第２のモードでは、両方の区分内の加熱器ワイヤＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４に電力供給するように構成されている。図３Ｂに示されるように、ダイオードＤ１のみを提供することができ、それでも、加熱器ワイヤＲ１およびＲ２を通る、または加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４を通る電力の経路は、図３Ａに関して前述したのと同様に制御することができる。図３Ａの回路に示したダイオードＤ２は省かれている。ただ１つのダイオードＤ１を有する図３Ｂに示される回路により、回路によって発生される熱を減少させ、部品コストを低減し、回路板をより小さくすることができる。図３Ｂに示される回路の残りの部分は、図３Ａの説明と同様の様式で動作する。図３Ｂに示されるようにＤ２を備えない実施形態では、電流のほとんどがＲ１、Ｒ２、およびＤ１を通って流れ、残余電流のみがＲ３およびＲ４を通って流れる。Ｒ３およびＲ４を通る残余電流は無視することができ、したがって加湿システムの性能に影響を及ぼさない。
【0054】
図３Ａおよび図３Ｂに関して述べたＡＣ操作に加えて、同様の回路を、ＤＣ電源を用いて動作させることもできる。スイッチＳ１およびＳ２は、例えば、時間、電源の出力電流、センサからのフィードバック、または他の制御入力に少なくとも一部基づいて切り換えることができる。また、そのような実施形態では、図３Ａまたは図３Ｂに示される回路を使用して、２つの制御モードで加熱器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４を制御することができ、ここで、第１の制御モードは、Ｒ１およびＲ２のみへの電力の提供に対応し、第２の制御モードは、Ｒ１～Ｒ４への電力の提供に対応する。第１の区分２０２ａ内の加熱器Ｒ１およびＲ２のみに電力を提供する（これは第１の制御モードに対応する）ために、スイッチＳ１はＶＰに接続し、スイッチＳ２はＶＮに接続する。第１の制御モードでは、電流は、Ｒ１、Ｒ２、およびＤ１を通って流れる。Ｄ２は、図３Ａに示される回路内でＲ３およびＲ４を通って電流が流れないようにする。しかし、図３Ｂに示されるように、Ｄ２は任意選択の構成要素である。第１および第２の区分２０２ａ、２０２ｂ内の加熱器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４に電力を提供する（これは第２の制御モードに対応する）ために、スイッチＳ１はＶＮに接続し、スイッチＳ２はＶＰに接続する。第２の制御モードでは、電流は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を通って流れ、Ｄ１は、電流が加熱器Ｒ３およびＲ４を通らずにワイヤを流れて短絡しないようにする。前述したように、図５を参照して本明細書で述べるように、システムに論理を追加するハードウェアまたはソフトウェアによってスイッチングを達成することができる。
【0055】
吸気肢および呼気肢加熱器の制御
さらに、図１は、吸気肢２０２と呼気肢２１０を有する例示的な呼吸用加湿システム１００を示し、加湿システム１００は、両方の肢での加熱器ワイヤ２０６、２１２を制御するように構成される。幾つかの実施形態では、呼気肢２１０内の加熱器ワイヤ２１２は、加湿ユニット１０８および制御装置１２２の外部の吸気加熱器ワイヤ２０６に電気的に結合させることができ、それにより、呼気加熱器ワイヤ２１２の制御は、他の制御モードに影響を及ぼさずに、かつ追加のスイッチングトランジスタを用いずに実施することができる。同様に、呼気加熱器ワイヤ２１２は、加湿ユニット１０８の内部の吸気加熱器ワイヤ２０６に電気的に結合させることもできる。吸気加熱器ワイヤ２０６への呼気加熱器ワイヤ２１２の接続は、加湿システム１０８内、中間コネクタ２１４上、加湿システム１０８でのセンサカートリッジ内などで行うことができる。したがって、制御装置１２２は、患者端部での追加の電気接続線なしで呼気加熱器ワイヤ２１２を制御することができる。そのような電気接続線の存在は、危険、システムの複雑さ、およびコストを高めることがある。加湿ユニット１０８の内部での呼気加熱器ワイヤ２１２と吸気加熱器ワイヤ２０６との電気的結合の例が、図４Ａ～図４Ｄ、図８Ａ、および図８Ｂに示されている。
さらに、図１は、吸気肢２０２と呼気肢２１０を有する例示的な呼吸用加湿システム１００を示し、加湿システム１００は、両方の肢での加熱器ワイヤ２０６、２１２を制御するように構成される。幾つかの実施形態では、呼気肢２１０内の加熱器ワイヤ２１２は、加湿ユニット１０８および制御装置１２２の外部の吸気加熱器ワイヤ２０６に電気的に結合させることができ、それにより、呼気加熱器ワイヤ２１２の制御は、他の制御モードに影響を及ぼさずに、かつ追加のスイッチングトランジスタを用いずに実施することができる。同様に、呼気加熱器ワイヤ２１２は、加湿ユニット１０８の内部の吸気加熱器ワイヤ２０６に電気的に結合させることもできる。吸気加熱器ワイヤ２０６への呼気加熱器ワイヤ２１２の接続は、加湿システム１０８内、中間コネクタ２１４上、加湿システム１０８でのセンサカートリッジ内などで行うことができる。したがって、制御装置１２２は、患者端部での追加の電気接続線なしで呼気加熱器ワイヤ２１２を制御することができる。そのような電気接続線の存在は、危険、システムの複雑さ、およびコストを高めることがある。加湿ユニット１０８の内部での呼気加熱器ワイヤ２１２と吸気加熱器ワイヤ２０６との電気的結合の例が、図４Ａ～図４Ｄ、図８Ａ、および図８Ｂに示されている。
【0056】
図４Ａを参照すると、加湿ユニット１０８は、スイッチまたはリレーＳ３およびＳ４を組み込んで、吸気加熱器ワイヤと呼気加熱器ワイヤの独立制御と従属制御の間で選択を行うことができる。幾つかの実施形態では、スイッチまたはリレーは、例えば加湿ユニット１０８によって識別抵抗器を検出および／または測定することによって、適切な識別を有する管（例えば吸気肢または呼気肢）が加湿ユニット１０８に接続されるときに作動される。例えば、スイッチが作動されていない（例えば両方のスイッチＳ３、Ｓ４が開いている）とき、吸気肢内の加熱器ワイヤおよび／または呼気肢内の加熱器ワイヤは、個別におよび／または独立して制御することができる。
【0057】
適切な管が接続されるとき、または管が適切であるとシステムが判断するとき、吸気肢と呼気肢を同時に制御するためにスイッチＳ３およびＳ４を閉じることができる。加湿ユニット１０８は、吸気電源ＩＮＳＰおよび呼気電源ＥＸＰを含むことができ、ここで、システムは、図３Ａおよび図３Ｂを参照して本明細書で述べる各電源の切換えを実施することができる。例えば、図３Ａを参照すると、吸気電源は、加熱器Ｒ１～Ｒ４に正および負サイクルを選択的に送るように構成されたスイッチＳ１およびＳ２を有することができる。同様に、図４Ａを参照すると、呼気電源ＥＸＰは、加熱器Ｒ５およびＲ６を有する呼気肢に電力を選択的に送るように構成されたスイッチを含むことができる。幾つかの実施形態では、スイッチＳ３およびＳ４が閉じられるとき、呼気電源ＥＸＰ内の両方のスイッチを開くことができ、それにより、吸気電源ＩＮＳＰによって吸気加熱器ワイヤおよび呼気加熱器ワイヤに電力が提供される。幾つかの実施形態では、加湿ユニット１０８は、呼気電源ＥＸＰを含まない。そのような実施形態では、吸気電源ＩＮＳＰを使用して、スイッチＳ３およびＳ４が開いているときには吸気加熱器ワイヤに電力を提供し、スイッチＳ３およびＳ４が閉じているときには吸気加熱器ワイヤと呼気加熱器ワイヤの両方に電力を提供する。したがって、吸気肢加熱器ワイヤ２０６は、前述したのと同様に制御することができるが、ここでは、システムは、スイッチＳ３、Ｓ４を使用して、統一された電気回路および／または制御システムを用いて、呼気加熱器ワイヤ２１２と吸気加熱器ワイヤ２０６への電力を同時に制御することができる。例えば、加湿ユニット１０８は、吸気肢２０２に対して２つのモード（例えば、加湿ユニット１０８が加熱器Ｒ１およびＲ２に電力を提供する第１のモードと、加熱器Ｒ１～Ｒ４に電力を提供する第２のモード）で動作し、それと同時に、呼気肢内の加熱器Ｒ５およびＲ６への電力を選択的に制御することができ、したがって、加湿ユニット１０８は、第１のモードで、第２のモードで、または両方のモードで動作しながら、加熱器Ｒ５およびＲ６に電力を提供することも、加熱器Ｒ５およびＲ６に電力を提供しないことも可能である。前述したように、吸気肢２０２と呼気肢２１０の接続は、加湿ユニット１０８の内部または外部で行うことができる。一実施形態では、接続は、センサカートリッジ内、中間コネクタ２１４、または別の位置で行われる。
【0058】
幾つかの実施形態では、呼気加熱器ワイヤ２１２を制御装置１２２に接続するように構成された呼気回路を、図１に示される中間コネクタ２１４に実装することができる。呼気回路は、幾つかの方法の１つまたは複数で接続することができる。例えば、呼気回路は、第１の区分２０２ａ内の加熱器ワイヤ２０６ａと平行に、または第２の区分２０２ｂ内の加熱器ワイヤ２０６ｂと平行に接続することができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４は、中間コネクタ２１４で呼気回路を利用可能にする内部フライングリードを含むことができる。幾つかの実施形態では、中間コネクタ２１４を、追加された第３のチャネルに接続させることができ、それにより、吸気回路と呼気回路との間のフライングリードをなくす。そのような実施形態に対処するために、加熱器ワイヤドライバ制御回路を制御装置１２２に追加することができる。
【0059】
図４Ｂは、スイッチまたはリレーＳ１～Ｓ６とダイオードＤ１との組合せによって、吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４と呼気加熱器ワイヤＲ５およびＲ６との両方に電力を提供するために電源４０５を組み込む加湿システムの例示的実施形態を示す。例示的実施形態では、加湿システムは、（例えば第１の動作モードで）吸気肢の第１の区分内の吸気加熱器ワイヤＲ１、Ｒ２のみが電力を受け取っているとき、または（例えば第２の動作モードで）両方の区分内の吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４が電力を受け取っているときに、呼気加熱器ワイヤに電力を提供するように構成される。電源４０５は、例えば正弦波、鋸波、方形波、または他の形態での交流を提供する電源を含む任意の適切な電源でよい。幾つかの実施形態では、電源４０５は、少なくとも約２２ＶＡＣ、少なくとも約５ＶＡＣまたは約３０ＶＡＣ以下、少なくとも約１０ＶＡＣまたは約２５ＶＡＣ以下、少なくとも約１２ＶＡＣまたは約２２ＶＡＣ以下の電圧で交流信号を提供する変圧器でよい。
【0060】
図４Ｂを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が負サイクルで電力を提供している間に、第１の動作モードで呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６に電力を提供するように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ３、Ｓ４を開く。電流は、電源４０５の負端子からスイッチＳ２を通って流れ、吸気肢と呼気肢の両方の加熱器ワイヤに電力を提供するように分岐する。吸気肢では、電流は、吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、次いでＤ１を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでスイッチＳ１を通って電源４０５の正端子に戻る。呼気肢では、電流は、スイッチＳ６を通って呼気加熱器ワイヤＲ５に流れ、次いで呼気加熱器ワイヤＲ６に流れ、次いでスイッチＳ５およびＳ１を通って電源４０５の正端子に戻る。
【0061】
同様に、図４Ｂを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が正サイクルで電力を提供している間に、第１の動作モードで呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６に電力を提供するように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ１、Ｓ２を開く。電流は、電源４０５の正端子からスイッチＳ３を通って流れ、吸気肢と呼気肢の両方の加熱器ワイヤに電力を提供するように分岐する。吸気肢では、電流は、スイッチＳ６を通って吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、次いでダイオードＤ１を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでスイッチＳ５およびＳ４を通って電源４０５の負端子に戻る。呼気肢では、電流は、呼気加熱器ワイヤＲ５に流れ、次いで呼気加熱器ワイヤＲ６に流れ、次いでスイッチＳ４を通って電源４０５の負端子に戻る。
【0062】
図４Ｂを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が正サイクルで電力を提供している間に、第２の動作モードで呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６に電力を提供するように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ３、Ｓ４を開く。電流は、電源４０５の正端子からスイッチＳ１を通って流れ、吸気肢と呼気肢の両方の加熱器ワイヤに電力を提供するように分岐する。吸気肢では、電流は、吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでダイオードＤ１を通らずに吸気加熱器ワイヤＲ３に流れ、次いで吸気加熱器ワイヤＲ４に流れ、次いで吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、次いでスイッチＳ２を通って電源４０５の負端子に戻る。呼気肢では、電流は、スイッチＳ５を通って呼気加熱器ワイヤＲ６に流れ、次いで呼気加熱器ワイヤＲ５に流れ、次いでスイッチＳ６およびＳ２を通って電源４０５の負端子に戻る。
【0063】
同様に、図４Ｂを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が負サイクルで電力を提供している間に、第２の動作モードで呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６に電力を提供するように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ１、Ｓ２を開く。電流は、電源４０５の負端子からスイッチＳ４を通って流れ、吸気肢と呼気肢の両方の加熱器ワイヤに電力を提供するように分岐する。吸気肢では、電流は、スイッチＳ５を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでダイオードＤ１を通らずに吸気加熱器ワイヤＲ３に流れ、次いで吸気加熱器ワイヤＲ４に流れ、次いで吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、次いでスイッチＳ６およびＳ３を通って電源４０５の正端子に戻る。呼気肢では、電流は、呼気加熱器ワイヤＲ６に流れ、次いで呼気加熱器ワイヤＲ５に流れ、次いでスイッチＳ３を通って電源４０５の正端子に戻る。
【0064】
図４Ｃは、スイッチまたはリレーＳ１～Ｓ６とダイオードＤ１、Ｄ２との組合せによって、吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４と呼気加熱器ワイヤＲ５およびＲ６との両方に電力を提供するために電源４０５を組み込む加湿システムの例示的実施形態を示す。例示的実施形態では、加湿システムは、（例えば第１の動作モードで）吸気肢の第１の区分内の吸気加熱器ワイヤＲ１、Ｒ２のみが電力を受け取っているとき、呼気加熱器ワイヤに電力を提供するように構成される。
【0065】
図４Ｃを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が負サイクルで電力を提供している間に、第１の動作モードで呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６に電力を提供するように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ３、Ｓ４を開く。電流は、電源４０５の負端子からスイッチＳ２を通って流れ、吸気肢と呼気肢の両方の加熱器ワイヤに電力を提供するように分岐する。吸気肢では、電流は、吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、次いでＤ１を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでスイッチＳ１を通って電源４０５の正端子に戻る。呼気肢では、電流は、スイッチＳ６およびダイオードＤ２を通って呼気加熱器ワイヤＲ５に流れ、次いで呼気加熱器ワイヤＲ６に流れ、次いでスイッチＳ５およびＳ１を通って電源４０５の正端子に戻る。
【0066】
同様に、図４Ｃを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が正サイクルで電力を提供している間に、第１の動作モードで呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６に電力を提供するように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ１、Ｓ２を開く。電流は、電源４０５の正端子からスイッチＳ３を通って流れ、吸気肢と呼気肢の両方の加熱器ワイヤに電力を提供するように分岐する。吸気肢では、電流は、スイッチＳ６を通って吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、次いでダイオードＤ１を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでスイッチＳ５およびＳ４を通って電源４０５の負端子に戻る。呼気肢では、電流は、ダイオードＤ２を通って呼気加熱器ワイヤＲ５に流れ、次いで呼気加熱器ワイヤＲ６に流れ、次いでスイッチＳ４を通って電源４０５の負端子に戻る。
【0067】
図４Ｃを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が正サイクルで電力を提供している間に、第２の動作モードで吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４のみに電力を提供する（呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６には電力を提供しない）ように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ３、Ｓ４を開く。電流は、電源４０５の正端子からスイッチＳ１を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでダイオードＤ１を通らずに吸気加熱器ワイヤＲ３、吸気加熱器ワイヤＲ４、吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、スイッチＳ２を通って電源４０５の負端子に戻る。電流は、ダイオードＤ２により、呼気加熱器ワイヤを通っては流れない。ダイオードＤ２は、正サイクルでは、上述したように構成されたスイッチと共に、その回路を通る電流の流れを遮断する。
【0068】
図４Ｃを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が負サイクルで電力を提供している間に、第２の動作モードで吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４のみに電力を提供する（呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６には電力を提供しない）ように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ１、Ｓ２を開く。電流は、電源４０５の正端子からスイッチＳ４およびＳ５を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでダイオードＤ１を通らずに吸気加熱器ワイヤＲ３、吸気加熱器ワイヤＲ４、吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、スイッチＳ６およびＳ３を通って電源４０５の負端子に戻る。電流は、ダイオードＤ２により、呼気加熱器ワイヤを通っては流れない。ダイオードＤ２は、負サイクルでは、上述したように構成されたスイッチと共に、その回路を通る電流の流れを遮断する。
【0069】
図４Ｄは、電源４０５を組み込む加湿システムの例示的実施形態を示し、スイッチまたはリレーＳ１～Ｓ６とダイオードＤ１との組合せによって、吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４と呼気加熱器ワイヤＲ５およびＲ６との両方に電力を提供し、呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６は、吸気肢の第１の区分内の加熱器ワイヤの患者端部で吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４に電気的に結合され、これは、本明細書で述べる中間コネクタの任意のものなど中間コネクタを生じることができる。図４Ｄを参照して述べるように、呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６は、吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４に中間コネクタで結合されるが、吸気肢と呼気肢の加熱器ワイヤを結合するために、第１の区分内の吸気加熱器ワイヤの後の任意の適切な位置を使用することができる。例示的実施形態では、加湿システムは、吸気肢の両方の区分内の吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４が電力を受け取っているときにのみ（例えば第２の動作モードでのみ）、呼気加熱器ワイヤに電力を提供するように構成される。
【0070】
図４Ｄを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が正サイクルで電力を提供している間に、第２の動作モードで吸気加熱器ワイヤＲ１～Ｒ４および呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６に電力を提供するように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ３、Ｓ４を開く。電流は、電源４０５の正端子からスイッチＳ１を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでダイオードＤ１を通らずに、吸気肢の第２の区分と呼気肢との両方の加熱器ワイヤに電力を提供するように分岐する。吸気肢の第２の区分では、電流は、吸気加熱器ワイヤＲ３に流れ、次いで吸気加熱器ワイヤＲ４に流れ、中間コネクタに戻る。呼気肢では、電流は、Ｒ５に流れ、次いでＲ６に流れ、中間コネクタに戻る。電流は、次いで吸気加熱器ワイヤＲ２を通って流れ、次いでスイッチＳ２を通って電源４０５の負端子に戻る。
【0071】
同様に、図４Ｄを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が負サイクルで電力を提供している間に、第２の動作モードで呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６に電力を提供するように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ１、Ｓ２を開く。電流は、電源４０５の負端子からスイッチＳ４およびＳ５を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでダイオードＤ１を通らずに、吸気肢の第２の区分と呼気肢との両方の加熱器ワイヤに電力を提供するように分岐する。吸気肢の第２の区分では、電流は、吸気加熱器ワイヤＲ３に流れ、次いで吸気加熱器ワイヤＲ４に流れ、中間コネクタに戻る。呼気肢では、電流は、Ｒ５に流れ、次いでＲ６に流れ、中間コネクタに戻る。電流は、次いで吸気加熱器ワイヤＲ２を通って流れ、次いでスイッチＳ６およびＳ３を通って電源４０５の正端子に戻る。
【0072】
図４Ｄを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が負サイクルで電力を提供している間に、第１の動作モードで吸気肢の第１の区分内の吸気加熱器ワイヤＲ１およびＲ２のみに電力を提供する（呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６には電力を提供しない）ように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ３、Ｓ４を開く。電流は、電源４０５の負端子からスイッチＳ２を通って吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、次いでダイオードＤ１を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、次いでスイッチＳ１を通って電源４０５の正端子に戻る。
【0073】
同様に、図４Ｄを引き続き参照すると、加湿システムは、電源４０５が正サイクルで電力を提供している間に、第１の動作モードで吸気肢の第１の区分内の吸気加熱器ワイヤＲ１およびＲ２のみに電力を提供する（呼気加熱器ワイヤＲ５、Ｒ６には電力を提供しない）ように構成することができる。それを行うために、スイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を閉じ、スイッチＳ１、Ｓ２を開く。電流は、電源４０５の正端子からスイッチＳ３およびＳ６を通って吸気加熱器ワイヤＲ２に流れ、次いでダイオードＤ１を通って吸気加熱器ワイヤＲ１に流れ、スイッチＳ５およびＳ４を通って電源４０５の負端子に戻る。
【0074】
吸気肢の連接延長部の検出
図５は、延長部検出モジュール５０２を使用して吸気肢の延長部の存在を検出し、吸気肢（例えば吸気肢の第１の区分）、吸気肢の延長部（例えば吸気肢の第２の区分）、および／または呼気肢内の加熱器ワイヤに電力を提供するように構成された例示的システム５００のブロック図を示す。例えば図３Ａ、図３Ｂ、図４、図８Ａ、および図８Ｂを参照して述べるように、論理モジュール５０４（ハードウェア、ソフトウェア、または両方の何らかの組合せを備えることができる）は、様々な制御モードに関して述べた切換えを可能にする論理を提供するように構成することができる。論理モジュール５０４は、呼吸用加湿システム１００の一部である集積回路５０６から信号を受信することができる。幾つかの実施形態では、論理モジュール５０４は、全体または一部を集積回路５０６に埋め込まれたソフトウェアであり、集積回路５０６からの信号を変換する。論理モジュール５０４と集積回路５０６の組合せは、ゼロレベル交差、すなわち正から負へまたはその逆に電圧または電流が遷移する点を検出し、制御モジュールに従ってスイッチの状態を変えるように構成することができる。論理モジュール５０４は、望みの、選択された、または所定の電力出力に従ってＰＷＭ信号５０８ａ、５０８ｂを出力することができ、ここで、ＰＷＭ信号は、吸気加熱器ワイヤ（ＩＮＳＰ ＨＷ）、呼気加熱器ワイヤ（ＥＸＰ ＨＷ）、またはその両方に送給される。
図５は、延長部検出モジュール５０２を使用して吸気肢の延長部の存在を検出し、吸気肢（例えば吸気肢の第１の区分）、吸気肢の延長部（例えば吸気肢の第２の区分）、および／または呼気肢内の加熱器ワイヤに電力を提供するように構成された例示的システム５００のブロック図を示す。例えば図３Ａ、図３Ｂ、図４、図８Ａ、および図８Ｂを参照して述べるように、論理モジュール５０４（ハードウェア、ソフトウェア、または両方の何らかの組合せを備えることができる）は、様々な制御モードに関して述べた切換えを可能にする論理を提供するように構成することができる。論理モジュール５０４は、呼吸用加湿システム１００の一部である集積回路５０６から信号を受信することができる。幾つかの実施形態では、論理モジュール５０４は、全体または一部を集積回路５０６に埋め込まれたソフトウェアであり、集積回路５０６からの信号を変換する。論理モジュール５０４と集積回路５０６の組合せは、ゼロレベル交差、すなわち正から負へまたはその逆に電圧または電流が遷移する点を検出し、制御モジュールに従ってスイッチの状態を変えるように構成することができる。論理モジュール５０４は、望みの、選択された、または所定の電力出力に従ってＰＷＭ信号５０８ａ、５０８ｂを出力することができ、ここで、ＰＷＭ信号は、吸気加熱器ワイヤ（ＩＮＳＰ ＨＷ）、呼気加熱器ワイヤ（ＥＸＰ ＨＷ）、またはその両方に送給される。
【0075】
幾つかの実施形態では、システム５００は、第２の区分２０２ｂが呼吸回路２００に接続されているかどうかを検出するように構成された延長部検出モジュール５０２を含むことができる。延長部検出モジュール５０２は、第２の区分２０２ｂが接続されている場合には、「イネーブル信号」を生成することができる。論理モジュール５０４は、「イネーブル信号」を受信し、それに従って切換えを調節することができる。幾つかの実施形態では、「イネーブル信号」は、システム５００が吸気回路と呼気回路とを独立して、かつ同時には制御しないことを論理モジュール５０４に示す。
【0076】
幾つかの実施形態では、延長部検出モジュール５０２は、吸気回路と呼気回路との両方をオンに切り換え、ハードウェア過電流イベントが検出されるかどうかを検出することによって、第２の区分２０２ｂの存在を検出するように構成することができる。それぞれ個別にオンに切り換えられているときには過電流イベントが検出されないが、両方とも同時にオンに切り換えられているときには過電流イベントが検出されるとき、延長部検出モジュール５０２は、第２の区分２０２ｂが接続されていることを示す「イネーブル信号」を生成することができる。幾つかの実施形態では、延長部検出モジュール５０２は、電流測定を使用して各区間内の識別抵抗器または加熱器ワイヤの抵抗を検出することによって、第２の区分２０２ｂの存在を検出することができる。様々な区間の電流測定値に少なくとも一部基づいて、延長部検出モジュール５０２は、図３Ａ、図３Ｂ、図４、図８Ａ、および図８Ｂを参照して上述したように様々な制御モードが実施される様々なサイクルに関する電流測定値が異なる場合に、「イネーブル信号」を生成することができる。
【0077】
センサ回路
図６Ａおよび図６Ｂは、呼吸用加湿システム１００内の例示的な回路図を示し、ここで、回路６００は、２つのセンサＲ１およびＲ２からのデータを読み取るように構成される。図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、センサＲ１およびＲ２は抵抗を使用して表されているが、例えば、限定はしないが、温度センサ、湿度センサ、流量センサ、酸素センサなど任意の適切なタイプのセンサを使用することができる。幾つかの実施形態では、センサは、サーミスタなどの温度センサでよい。そのような実施形態では、センサＲ１とＲ２はそれぞれ、中間コネクタ２１４での第１のサーミスタと、呼吸回路２００の患者端部（例えば患者端部コネクタ）での第２のサーミスタとを表す。２つのサーミスタＲ１およびＲ２は、加湿器制御装置１２２内の電流または電圧源およびスイッチと共に回路６００を使用して、呼吸回路２００内での２本のワイヤを使用して測定することができる。図６Ａおよび図６Ｂを参照するこの説明はサーミスタに関するものであるが、関連付けられる回路に提供される電圧および／または電流に影響を及ぼす他の適切なセンサも適用可能である。
図６Ａおよび図６Ｂは、呼吸用加湿システム１００内の例示的な回路図を示し、ここで、回路６００は、２つのセンサＲ１およびＲ２からのデータを読み取るように構成される。図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、センサＲ１およびＲ２は抵抗を使用して表されているが、例えば、限定はしないが、温度センサ、湿度センサ、流量センサ、酸素センサなど任意の適切なタイプのセンサを使用することができる。幾つかの実施形態では、センサは、サーミスタなどの温度センサでよい。そのような実施形態では、センサＲ１とＲ２はそれぞれ、中間コネクタ２１４での第１のサーミスタと、呼吸回路２００の患者端部（例えば患者端部コネクタ）での第２のサーミスタとを表す。２つのサーミスタＲ１およびＲ２は、加湿器制御装置１２２内の電流または電圧源およびスイッチと共に回路６００を使用して、呼吸回路２００内での２本のワイヤを使用して測定することができる。図６Ａおよび図６Ｂを参照するこの説明はサーミスタに関するものであるが、関連付けられる回路に提供される電圧および／または電流に影響を及ぼす他の適切なセンサも適用可能である。
【0078】
センサＲ１およびＲ２を選択的に読み取るために、電流は、ライン６０２および６０４を介していずれかの極性で供給される。患者端部センサＲ２を測定するために、加湿器制御装置１２２は、上部電流供給源を接地するようにスイッチをセットする。次いで、電流は、底部電流供給源からＲ２を通って流れ、スイッチを通って接地に流れる。ダイオードＤ１によって、電流はＲ１を通るのを妨げられる。加湿器制御装置１２２は、底部電流供給源から接地への電圧降下を測定し、供給される電流および測定された電圧に少なくとも一部基づいてセンサＲ２の抵抗を導出するように構成することができる。中間コネクタ２１４に位置決めされたセンサＲ１を測定するために、加湿器制御装置１２２は、患者端部センサＲ２を読み取り、結果を記録することができる。次いで、加湿器制御装置１２２は、底部電流源を接地するようにスイッチをセットすることができる。次いで、電流は、上部電流供給源からＲ１およびＲ２を通って、スイッチを通って接地に流れる。加湿器制御装置１２２は、上部電流供給源から接地への電圧降下を測定し、供給される電流と、測定された電圧と、Ｒ２の抵抗の測定からの記録された結果とに少なくとも一部基づいてセンサＲ１の抵抗を導出するように構成することができる。幾つかの実施形態では、Ｒ１の抵抗の導出時に、Ｄ１にわたる電圧降下が考慮に入れられる。図６Ａに示される実施形態では、Ｄ１をＲ１の近くに配置することによって、ダイオードＤ１の温度を計算することができ、この温度は、Ｄ１にわたる電圧降下の計算に使用することができる。図６Ａに示される構成の１つの生じ得る利点は、図６Ｂの実施形態に例示されるようにダイオードを通過することなく測定が行われるので、患者端部でのセンサＲ２の測定がより正確となり得ることである。ダイオードの通過は、不確かさまたは誤差をもたらすことがある。
【0079】
幾つかの実施形態では、図６Ｂに示されるように、追加のダイオードＤ２を中間コネクタ２１４に追加することができる。そのような実施形態では、加湿器制御装置１２２は、図６Ａに示し上述した実施形態と同様にセンサＲ１およびＲ２を測定するように構成することができる。相違点は、センサＲ１を測定するときに、Ｒ２を通る電流の流れをダイオードＤ２が妨げるので、電流がＲ１およびＤ１を通って流れ、Ｒ２を通っては流れないことである。このようにすると、センサＲ１の測定を、センサＲ２の測定とは実質的に隔離または分離することができる。センサＲ１の抵抗の導出と同様に、センサＲ２の抵抗の導出時には、ダイオードＤ２にわたる電圧降下を考慮に入れることができる。Ｄ１およびＤ２をＲ１の近くに配置することによって、ダイオードの温度を計算することができ、この温度は、それぞれＤ１およびＤ２にわたる電圧降下の計算時に使用することができる。
【0080】
特定の実施形態では、センサＲ１、Ｒ２の測定は、図６Ａまたは図６Ｂの回路に接続された制御装置で実行されるソフトウェアで行われる。回路に供給される電流の方向および量は、そのようなソフトウェアによって制御することができる。センサＲ１、Ｒ２の抵抗の正確な測定は、例えばアナログ／デジタル変換器を使用して電圧を測定することによって得ることができる。ダイオードＤ１および／またはＤ２によって引き起こされる変化の影響を最小化または防止するために、ソフトウェアは、同じ方向で２つの異なる電流（Ｉ１およびＩ２）を供給することができる。これにより、２つの異なる電流（Ｉ１およびＩ２）に対応する２つの異なる電圧読取値（Ｖ１およびＶ２）が得られる。これら２つの電圧および電流を使用して、ソフトウェアは、ダイオードＤ１、Ｄ２の電圧降下、およびセンサＲ１、Ｒ２に関する抵抗を求めることができる。センサＲ１に関して、例えば、電圧降下は、以下の式で求めることができる：Ｖｄｒｏｐ＝（（Ｖ１＊Ｉ２－Ｖ２＊Ｉ１）／（（Ｖ１－Ｖ２）／Ｒ２＋Ｉ２－Ｉ１））。センサＲ１の抵抗は、以下の式を使用して計算することができる：Ｒ１＝（Ｖ２－Ｖｄｒｏｐ）／（Ｉ２－Ｖ２／Ｒ２）。一実施形態では、計算されたＶｄｒｏｐは、測定されたＶｄｒｏｐから一定の誤差を有し、この誤差は、ソフトウェアで補正される。一実施形態では、Ｖｄｒｏｐは、誤差補償として約１５％だけ増加される。
【0081】
図７は、呼吸用加湿システム１００内の例示的な回路図を示し、ここで、回路７００は、温度センサとして作用する２つのトランジスタＱ１およびＱ２を使用して温度データを読み取るように構成される。温度測定は、トランジスタのベースおよびエミッタ端子のｐｎ接合の温度効果に少なくとも一部基づいていてよい。加湿器制御装置１２２での電流の切換えは、図６Ａおよび図６Ｂを参照して述べた回路に関するものと同じでよく、または図示されるように交互構成でもよい。例えば、図示される切換え構成は、２つの電源および２つの接地と共に２つのスイッチを使用して、電力をワイヤに選択的に提供する。第１の構成では、上部スイッチが、上部電源をワイヤ７０２に電気的に接続し、底部スイッチが、接地をワイヤ７０４に電気的に接続する。第２の構成では、上部スイッチが、接地をワイヤ７０２に電気的に接続し、底部スイッチが、底部電源をワイヤ７０４に電気的に接続する。トランジスタＱ１およびＱ２を温度センサとして使用することによって、トランジスタが温度センサおよびダイオードの機能を提供するので、ダイオードを省くことができる。
【0082】
呼吸回路ハードウェア構成
図８Ａは、吸気肢の第１の区分２０２ａと、吸気肢の第２の区分２０２ｂと、呼気肢２１０とを有する呼吸回路２００に関するハードウェア構成８００の例示図を示す。ハードウェア構成８００は、スイッチまたはリレーＳ３およびＳ４を介して加熱器ワイヤＨＷ１とＨＷ２の配線を結合するように、また、センサ２０４ａ、２０４のための配線を結合するように構成された加湿器１０８を含むことができる。幾つかの実施形態では、加熱器ワイヤＨＷ１、ＨＷ２の配線およびセンサ２０４ａ、２０４のための配線を結合するようにセンサカートリッジ８０２を構成することができる。図４Ｂ～図４Ｄを参照して述べたのと同様の機能により、図４Ａを参照して述べたように、スイッチＳ３、Ｓ４を使用して、呼気肢２１０の加熱器ワイヤＨＷ２への電力を選択的に制御することができる。幾つかの実施形態では、スイッチＳ３とＳ４はどちらも、デフォルトで開位置であり、適切な管（例えば適切な識別抵抗器を有する吸気肢または呼気肢）が加湿器１０８に接続されたときに閉じられる。このようにすると、ハードウェア構成８００を使用して、加熱器ワイヤＨＷ１および／または加熱器ワイヤＨＷ２に電力を提供することができる。加熱器ワイヤＨＷ２が電力を受け取っているかどうかに関わらず、加熱器ワイヤＨＷ１を２つのモードで制御することができる。第１のモードでは、第１の加熱器ワイヤ２０６ａが電力を受け取り、第２の加熱器ワイヤ２０６ｂは受け取らない。第２のモードでは、第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂが電力を受け取る。図示される実施形態では、加熱器ワイヤＨＷ２は、加熱器ワイヤＨＷ１が第１または第２のモードのいずれかで制御されているときに電力供給することができる。呼気肢の加熱器ワイヤＨＷ２を選択的に制御することができ、吸気肢の加熱器ワイヤＨＷ１は単一のモードであることを理解されたい。例えば、吸気肢の加熱器ワイヤＨＷ１が第１のモード（または第２のモード）で制御されているとき、呼気肢の加熱器ワイヤＨＷ２は、加熱器ワイヤＨＷ１の制御モードを変更せずに、スイッチＳ３およびＳ４の動作に少なくとも一部基づいて、電力を受け取る状態と、受け取らない状態を交互に取ることができる。同様に、吸気肢の加熱器ワイヤＨＷ１が第１のモードと第２のモードとの間で変更される一方で、呼気肢の加熱器ワイヤＨＷ２は、電力を受け取る状態のままにすることもできる。
図８Ａは、吸気肢の第１の区分２０２ａと、吸気肢の第２の区分２０２ｂと、呼気肢２１０とを有する呼吸回路２００に関するハードウェア構成８００の例示図を示す。ハードウェア構成８００は、スイッチまたはリレーＳ３およびＳ４を介して加熱器ワイヤＨＷ１とＨＷ２の配線を結合するように、また、センサ２０４ａ、２０４のための配線を結合するように構成された加湿器１０８を含むことができる。幾つかの実施形態では、加熱器ワイヤＨＷ１、ＨＷ２の配線およびセンサ２０４ａ、２０４のための配線を結合するようにセンサカートリッジ８０２を構成することができる。図４Ｂ～図４Ｄを参照して述べたのと同様の機能により、図４Ａを参照して述べたように、スイッチＳ３、Ｓ４を使用して、呼気肢２１０の加熱器ワイヤＨＷ２への電力を選択的に制御することができる。幾つかの実施形態では、スイッチＳ３とＳ４はどちらも、デフォルトで開位置であり、適切な管（例えば適切な識別抵抗器を有する吸気肢または呼気肢）が加湿器１０８に接続されたときに閉じられる。このようにすると、ハードウェア構成８００を使用して、加熱器ワイヤＨＷ１および／または加熱器ワイヤＨＷ２に電力を提供することができる。加熱器ワイヤＨＷ２が電力を受け取っているかどうかに関わらず、加熱器ワイヤＨＷ１を２つのモードで制御することができる。第１のモードでは、第１の加熱器ワイヤ２０６ａが電力を受け取り、第２の加熱器ワイヤ２０６ｂは受け取らない。第２のモードでは、第１および第２の加熱器ワイヤ２０６ａ、２０６ｂが電力を受け取る。図示される実施形態では、加熱器ワイヤＨＷ２は、加熱器ワイヤＨＷ１が第１または第２のモードのいずれかで制御されているときに電力供給することができる。呼気肢の加熱器ワイヤＨＷ２を選択的に制御することができ、吸気肢の加熱器ワイヤＨＷ１は単一のモードであることを理解されたい。例えば、吸気肢の加熱器ワイヤＨＷ１が第１のモード（または第２のモード）で制御されているとき、呼気肢の加熱器ワイヤＨＷ２は、加熱器ワイヤＨＷ１の制御モードを変更せずに、スイッチＳ３およびＳ４の動作に少なくとも一部基づいて、電力を受け取る状態と、受け取らない状態を交互に取ることができる。同様に、吸気肢の加熱器ワイヤＨＷ１が第１のモードと第２のモードとの間で変更される一方で、呼気肢の加熱器ワイヤＨＷ２は、電力を受け取る状態のままにすることもできる。
【0083】
ハードウェア構成８００は、２つのダイオードを含む中間印刷回路板（ＰＣＢ）２１４を含むことができ、一方のダイオードはパワーダイオードＤ１であり、他方のダイオードは信号ダイオードＤ３である。中間ＰＣＢ２１４は、ヒートパッドを含み、ダイオードＤ１、Ｄ３によって発生される熱を放散させ、センサ２０４ａに対する影響を減少させることができる。ハードウェア構成８００は、２つの加熱器ワイヤおよび１つのセンサ２０４ｂを有する患者端部ＰＣＢ８０４を含むことができ、加熱器ワイヤ２０６ｂは電気的に直接結合される。第１の動作モードでは、加熱器ワイヤ２０６ａおよびダイオードＤ１を通って電流が流れ、一方、加熱器ワイヤ２０６ｂを通っては実質的に電流が流れない（例えば、加熱器ワイヤ２０６ａを通る電流の１％未満しか加熱器ワイヤ２０６ｂを通って流れない）ようにＨＷ１に電力を提供することができる。第２の動作モードでは、加熱器ワイヤ２０６ａおよび２０６ｂを通って電流が流れるようにＨＷ１に電力を提供することができる。第１および第２の動作モードは、加熱器ワイヤＨＷ１を通る電流の方向によって少なくとも一部制御することができる。
【0084】
特定の実施形態では、図８Ｂに示されるように、ハードウェア構成８００にダイオードＤ２およびＤ４を追加することができる。そのような実施形態では、感知回路用のソフトウェアは、熱の増加を考慮に入れるように変更することができる。幾つかの実施形態では、信号ダイオードＤ３、Ｄ４は互いに近接して位置決めされ、それにより、同一または同様の周囲条件を受けて、異なる周囲温度によって引き起こされる影響の相違を減少させる。その他の点では、回路２００は、図８Ａに示される回路と同様に動作する。
【0085】
幾つかの実施形態では、図８Ａと図８Ｂを比較すると、ダイオードＤ４を省くことが、患者端部での感知信頼性を改良する。例えば、ダイオードは、開位置で故障することがある。ダイオードＤ４が開いた状態で故障した場合、患者端部温度の読取りが可能でなくなることがある。図８Ａに示される回路では、ダイオードＤ３が故障した場合でも、依然として患者端部センサ２０４ｂを読み取ることができる。ダイオードＤ２を省くことでも同様の利点を有することができる。
【0086】
幾つかの実施形態では、センサカートリッジ８０２は、加湿システム１００の内部またはシステムの外部に位置させることができる。
【0087】
マイクロコントローラを有するコネクタを備える例示的な区分化された吸気肢
図９は、呼吸用加湿システム１００の例示的実施形態を示し、この呼吸用加湿システム１００は、中間コネクタ２１４にあるマイクロコントローラを利用して、加熱を制御するためのデータを測定し、吸気肢２０２でのセンサ値を読み取る。幾つかの実施形態では、１つまたは複数のマイクロコントローラを、センサカートリッジ、加湿器、中間コネクタ２１４、またはこれらの任意の組合せに組み込むことができる。マイクロコントローラは、例えばセンサカートリッジに組み込まれるときに、本明細書で述べたのと同様の機能を提供する。図示される例示的実施形態は、ＶＮに接続された１つの加熱器ワイヤを共通の基準として使用し、２つの加熱器ワイヤＨＷ１、ＨＷ２およびセンサワイヤを共通の基準に接続する。また、例示的実施形態は、両方のセンサ２０４ａ、２０４ｂの読取値を信号中間コネクタ２１４でデジタル信号に変換して、加湿器制御装置１２２に送信する。これは、センサ２０４ａ、２０４の基準として共通の基準点を設け、デジタルパラメータ読取値を送信することによって、隔離の問題を減少または防止することができる。読取値は、制御装置１２２にあるオプトカプラを通過させることができ、これは、図１２を参照して本明細書で述べるように、信号を隔離する。この例示的実施形態の使用により、２つの独立した制御チャネルが、第１の区間２０２ａのみ、または吸気肢の第１および第２の区間２０２ａ、２０２ｂを加熱して、望みの、選択された、または所定の加熱制御を提供することができるようになる。
図９は、呼吸用加湿システム１００の例示的実施形態を示し、この呼吸用加湿システム１００は、中間コネクタ２１４にあるマイクロコントローラを利用して、加熱を制御するためのデータを測定し、吸気肢２０２でのセンサ値を読み取る。幾つかの実施形態では、１つまたは複数のマイクロコントローラを、センサカートリッジ、加湿器、中間コネクタ２１４、またはこれらの任意の組合せに組み込むことができる。マイクロコントローラは、例えばセンサカートリッジに組み込まれるときに、本明細書で述べたのと同様の機能を提供する。図示される例示的実施形態は、ＶＮに接続された１つの加熱器ワイヤを共通の基準として使用し、２つの加熱器ワイヤＨＷ１、ＨＷ２およびセンサワイヤを共通の基準に接続する。また、例示的実施形態は、両方のセンサ２０４ａ、２０４ｂの読取値を信号中間コネクタ２１４でデジタル信号に変換して、加湿器制御装置１２２に送信する。これは、センサ２０４ａ、２０４の基準として共通の基準点を設け、デジタルパラメータ読取値を送信することによって、隔離の問題を減少または防止することができる。読取値は、制御装置１２２にあるオプトカプラを通過させることができ、これは、図１２を参照して本明細書で述べるように、信号を隔離する。この例示的実施形態の使用により、２つの独立した制御チャネルが、第１の区間２０２ａのみ、または吸気肢の第１および第２の区間２０２ａ、２０２ｂを加熱して、望みの、選択された、または所定の加熱制御を提供することができるようになる。
【0088】
図１０は、吸気肢２０２用の中間コネクタ２１４のブロック図を示し、ここで、中間コネクタ２１４は、マイクロコントローラを使用する。マイクロコントローラを使用して、サーミスタ２０４ａおよび２０４ｂからアナログ信号を測定し、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を使用してアナログ信号をデジタル信号に変換することができる。変換されたデジタル信号は、単一のデータライン上で加湿器制御装置１２２に送信することができる。温度データを提供するために、データラインを使用してマイクロコントローラと加湿器制御装置１２２との間の通信を可能にすることができる。データが送信されていないときに加湿器制御装置１２２においてデータラインをハイに引き上げることによって、データラインを使用してマイクロコントローラに電力を提供することができる。パワーモジュールおよびデータライン変換器は、コンデンサおよびダイオードを含むことができ、したがって、コンデンサは、データラインがハイであるときに充電される。データラインが通信に使用されているとき、充電されたコンデンサを使用してマイクロコントローラに電力供給することができる。例示的なパワーモジュールおよびデータライン変換器に関する回路図が図１１に示されている。
【0089】
この構成を使用する温度感知は、中間コネクタ２１４にある電流源または電圧源を使用してサーミスタを駆動させて達成することができ、それにより、マイクロコントローラによって読み取ることができる。これは、例えばトランジスタまたはオペアンプを使用して行うことができる。データライン通信は、タイムスロットベース手法を使用して達成することができ、ここで、所定のタイムスロット内で各論理レベルを送信し、読み取ることができる。このようにして、１つのワイヤを使用して、加湿器制御装置１２２とマイクロコントローラとの間の双方向通信を可能にすることができる。
【0090】
加湿器制御装置１２２は、ＶＮを基準として取ったＤＣ電源を含むことができる。コンデンサを含めることができ、コンデンサは、加熱器ワイヤがオンであるときには充電することができ、加熱器ワイヤがオフに切り換えられている間はマイクロコントローラに電力を提供することができる。加湿器制御装置１２２は、図１２に示されるように、デュアルオプトカプラ回路１２００を含むことができる。デュアルオプトカプラ回路を使用して、信号を隔離し、制御装置１２２と電源との間の双方向データ通信を行うことができる。
【0091】
幾つかの実施形態では、マイクロコントローラに較正データを記憶することができ、この較正データは、呼吸回路が接続されたときに読み出すことができる。幾つかの実施形態では、接続された回路の製造元を特定するために、部品識別番号またはシリアル番号を記憶することができる。
【0092】
デジタル温度センサを備える区分化された吸気肢
図１３は、例示的な呼吸用加湿システム１００の回路図を示し、この呼吸用加湿システム１００は、呼吸回路２００と共に使用するためのデジタル温度センサ２０４ａ、２０４ｂを組み込み、呼吸回路２００は、吸気肢２０２を形成するために、第１の区分２０２ａと、第２の区分２０２ｂを結合する中間コネクタ２１４とを有する。図９を参照して述べた設計と同様に、デジタル温度センサ２０４ａ、２０４ｂは、通信と電力供給のために単一のラインを利用することができ、回路設計を簡略化し、システム１００で使用されるワイヤの量を減少させる。図１３に示される設計は、温度センサおよびデータ通信を、回路素子の組合せではなく単一のチップとして実装することができ、これは望ましいことがある。
図１３は、例示的な呼吸用加湿システム１００の回路図を示し、この呼吸用加湿システム１００は、呼吸回路２００と共に使用するためのデジタル温度センサ２０４ａ、２０４ｂを組み込み、呼吸回路２００は、吸気肢２０２を形成するために、第１の区分２０２ａと、第２の区分２０２ｂを結合する中間コネクタ２１４とを有する。図９を参照して述べた設計と同様に、デジタル温度センサ２０４ａ、２０４ｂは、通信と電力供給のために単一のラインを利用することができ、回路設計を簡略化し、システム１００で使用されるワイヤの量を減少させる。図１３に示される設計は、温度センサおよびデータ通信を、回路素子の組合せではなく単一のチップとして実装することができ、これは望ましいことがある。
【0093】
中間コネクタボード
図１４Ａおよび図１４Ｂは、中間コネクタ２１４の例示的な中間ＰＣＢ２５０を示し、各図が、中間ＰＣＢ２５０の２つの面それぞれを示す。中間ＰＣＢ２５０は、加熱器ワイヤおよびセンサ接続線用の接続パッド２５２、２５４を含む。接続パッド２５２、２５４は、中間ＰＣＢ２５０の両面に構成されて、吸気肢の周りに螺旋状に巻かれた加熱器ワイヤとの接続を容易にする。
図１４Ａおよび図１４Ｂは、中間コネクタ２１４の例示的な中間ＰＣＢ２５０を示し、各図が、中間ＰＣＢ２５０の２つの面それぞれを示す。中間ＰＣＢ２５０は、加熱器ワイヤおよびセンサ接続線用の接続パッド２５２、２５４を含む。接続パッド２５２、２５４は、中間ＰＣＢ２５０の両面に構成されて、吸気肢の周りに螺旋状に巻かれた加熱器ワイヤとの接続を容易にする。
【0094】
中間ＰＣＢ２５０は、サーミスタもしくは他の温度測定構成要素、または湿度センサ、または流量センサなどのセンサ用のセンサ接続パッド２５６を含む。センサは、中間ＰＣＢ２５０にある信号接続パッド２５８を介して、ダイオード（例えば図８Ｂを参照して述べたダイオードＤ３）に結合させることができる。図示されるように、中間ＰＣＢ２５０は、他の電気構成要素およびトラックからセンサを断熱するように構成された隙間２６２を含む。幾つかの実施形態では、センサ接続パッド２５６に接続されたセンサをさらに断熱するために、隙間２６２に断熱材を充填することができる。さらに、中間ＰＣＢ２５０は、例えば突出部２５７などによって、センサを他の能動および／または受動電気構成要素から離して位置決めするように構成することができる。
【0095】
中間ＰＣＢ２５０は、中間ＰＣＢ２５０上の電気トラックを介して加熱器ワイヤに電気的に結合されたダイオード用の電力接続パッド２６０を含む。ダイオードは、図３Ｂ、図６Ｂ、または図８Ｂを参照して述べたダイオードＤ１でよい。電力接続パッド２６０は、ヒートシンク２６４に電気的および熱的に結合させることができ、熱を放散させる助けとなり、センサ接続パッド２５６に結合されたセンサのパラメータ読取りの精度に対する影響を減少または最小化する。
【0096】
図１４Ｃおよび図１４Ｄは、中間ＰＣＢ２５０および中間接続要素２６３を備える中間コネクタ２１４の例示的実施形態を示す。中間接続要素２６３は、吸気肢を通って流れる加湿ガスの一部を、中間接続要素２６３によって形成された管路を通して送るように構成することができる。次いで、中間ＰＣＢ２５０上のセンサが、中間接続要素２６３を通って流れるガスのパラメータに対応する信号を提供することができ、このパラメータは、その時点での吸気肢内の加湿ガスの少なくとも１つの特性（例えば温度、湿度、流量、酸素含有率など）を表す。幾つかの実施形態では、中間接続要素２６３は、吸気肢内部で中間ＰＣＢ２５０を位置決めするために中間ＰＣＢ２５０用の機械的支持を提供するように構成される。幾つかの実施形態では、中間接続要素２６３は、中間コネクタ２１４またはその付近で吸気肢の２つの区分を接合するための機械的支持を提供するように構成される。
【0097】
中間コネクタ２１４は、中間ＰＣＢ２５０の第１の面にある第１の接続パッド２５２と、中間ＰＣＢ２５０の第２の面（中間ＰＣＢ２５０の逆側の面）にある第２の接続パッド２５４とを含む。本明細書で述べるように、第１および第２の接続パッド２５２、２５４はそれぞれ、区分化された吸気肢の第１および第２の区分内の加熱器ワイヤのための電気接点を提供するように構成することができる。幾つかの実施形態では、吸気肢の区分内の加熱器ワイヤは、螺旋状に巻かれる。中間ＰＣＢ２５０は、第１の区分内の螺旋状に巻かれた加熱器ワイヤおよび／または信号ワイヤ（例えば温度センサワイヤ）を第２の区分内の螺旋状に巻かれた加熱器ワイヤおよび／または信号ワイヤに電気的に結合するように構成される。
【0098】
幾つかの実施形態では、中間ＰＣＢ２５０は、直径またはコードラインに沿って中間接続要素２６３によって形成された内腔を横切って延在する第１の部分を含み、それにより、中間ＰＣＢ２５０の一部は、一般に、ガスの流路の少なくとも一部を横切る。中間ＰＣＢ２５０の第１の部分は、オーバーモールド組成物によってオーバーモールドすることができる。中間ＰＣＢ２５０は、第１の部分に隣接する第２の部分２５１を含むことができ、第２の部分２５１は、中間接続要素２６３の外側から、内腔から離れる方向へ外方向に突出する。中間ＰＣＢ２５０の第２の部分２５１は、吸気肢の第１の区分から１本または複数本のワイヤを受け取るように構成された１つまたは複数の接続パッド２５２を含む。中間ＰＣＢ２５０は、第１の部分に隣接する第３の部分２５３を含むことができ、第３の部分２５３は、中間接続要素２６３の外側から、内腔から離れる方向かつ第２の部分２５１とは反対の方向へ外方向に突出する。第３の部分２５３は、吸気肢の第２の区分から１本または複数本のワイヤを受け取るように構成された中間ＰＣＢ２５０にある１つまたは複数の接続パッド２５４を含むことができる。中間ＰＣＢ２５０は、１つまたは複数の導電性トラックを含み、導電性トラックは、第２の部分２５１の１つまたは複数の接続パッド２５２を第３の部分２５３の１つまたは複数の接続パッド２５４に電気的に結合させるように構成され、また、吸気肢の第１の区分内のワイヤと第２の区分内のワイヤとの間の電気的接続を提供するように構成される。
【0099】
患者端部コネクタボード
図１５Ａは、患者端部コネクタ８０４の例示的な患者端部ＰＣＢ２７０を示す。患者端部ＰＣＢ２７０は、加熱器ワイヤおよびセンサ接続線用の接続パッド２７２を含む。接続パッド２７２は、患者端部ＰＣＢ２７０の片面のみにあるように構成されて、吸気肢からの螺旋状に巻かれた加熱器ワイヤおよび信号ワイヤに接続する。接続パッド２７２のうちの２つを、電気通路として互いに電気的に直接結合させることができる。加熱器ワイヤは、電気的に直接結合された接続パッド２７２に結合させることができる。残りの２つの接続パッド２７２は、センサ接続パッド２７４に電気的に結合させることができる。センサ接続パッド２７４への、およびそこからの電気トラック２７８は、トレースの幅を減少または最小化にし、トラックの長さを増加または最大化して、センサ接続パッド２７４に接続されたセンサを断熱するように構成することができる。患者端部ＰＣＢ２７０は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示したＰＣＢ２５０を参照して述べたのと同様の突出部２７６を含むことができる。突出部２７６は、患者端部ＰＣＢ２７０での電流および構成要素の影響からセンサをさらに断熱するように構成することができる。
図１５Ａは、患者端部コネクタ８０４の例示的な患者端部ＰＣＢ２７０を示す。患者端部ＰＣＢ２７０は、加熱器ワイヤおよびセンサ接続線用の接続パッド２７２を含む。接続パッド２７２は、患者端部ＰＣＢ２７０の片面のみにあるように構成されて、吸気肢からの螺旋状に巻かれた加熱器ワイヤおよび信号ワイヤに接続する。接続パッド２７２のうちの２つを、電気通路として互いに電気的に直接結合させることができる。加熱器ワイヤは、電気的に直接結合された接続パッド２７２に結合させることができる。残りの２つの接続パッド２７２は、センサ接続パッド２７４に電気的に結合させることができる。センサ接続パッド２７４への、およびそこからの電気トラック２７８は、トレースの幅を減少または最小化にし、トラックの長さを増加または最大化して、センサ接続パッド２７４に接続されたセンサを断熱するように構成することができる。患者端部ＰＣＢ２７０は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示したＰＣＢ２５０を参照して述べたのと同様の突出部２７６を含むことができる。突出部２７６は、患者端部ＰＣＢ２７０での電流および構成要素の影響からセンサをさらに断熱するように構成することができる。
【0100】
図１５Ｂ～図１５Ｅは、患者端部コネクタ８０４の例示的実施形態を示す。図１５Ｂおよび図１５Ｄは、吸気肢２０２の一部としてオーバーモールドされた患者端部ＰＣＢ２７０の例示的実施形態を示す。図１５Ｃおよび図１５Ｅにそれぞれ示される患者端部ＰＣＢ２７０の断面は、患者に送給されるガスの乱流を減少または最小化するように空気力学的に構成することができる。
【0101】
区分化された吸気肢配置リミッタ
図１６Ａ～図１６Ｅは、区分化された吸気肢２０２用の配置リミッタ２８０の例示的実施形態を示す。図１６Ａは、例示的な配置リミッタ２８０を示し、これは、より大きいチャンバ端部２８２（例えばガス供給源により近い端部）と、より小さい患者端部２８４と、溝２８８を有する鋭利な隅２８６とを有するように構成され、溝２８８内にグロメット２９４を配置することができる。配置リミッタ２８０は、中間コネクタまたは吸気肢２０２の区分接続点（例えば中間ＰＣＢ２５０が位置される場所）が開口２９２を通って保育器２９０に入る可能性を防止または減少するように構成することができる。より小さい端部２８４は、保育器２９０に入るように構成することができ、一方、より大きい端部２８２は、グロメット２９４と接触することによって、保育器開口２９２を通る進入を防止または阻止するように構成することができる。幾つかの実施形態では、配置リミッタ２８０は、保育器からの目標距離内または所望の距離内で、または異なる温度環境を定義する他のそのような点で、中間ＰＣＢ２５０の位置を実質的に固定するように構成される。目標距離または所望の距離は、約２０ｃｍ以下、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、または約０ｃｍでよい。図１６Ｂは、気泡管２０２と共に使用される例示的な配置リミッタ２８０を示し、ここで、配置リミッタは、保育器２９０への入口２９２から距離ｄ１に位置される。
図１６Ａ～図１６Ｅは、区分化された吸気肢２０２用の配置リミッタ２８０の例示的実施形態を示す。図１６Ａは、例示的な配置リミッタ２８０を示し、これは、より大きいチャンバ端部２８２（例えばガス供給源により近い端部）と、より小さい患者端部２８４と、溝２８８を有する鋭利な隅２８６とを有するように構成され、溝２８８内にグロメット２９４を配置することができる。配置リミッタ２８０は、中間コネクタまたは吸気肢２０２の区分接続点（例えば中間ＰＣＢ２５０が位置される場所）が開口２９２を通って保育器２９０に入る可能性を防止または減少するように構成することができる。より小さい端部２８４は、保育器２９０に入るように構成することができ、一方、より大きい端部２８２は、グロメット２９４と接触することによって、保育器開口２９２を通る進入を防止または阻止するように構成することができる。幾つかの実施形態では、配置リミッタ２８０は、保育器からの目標距離内または所望の距離内で、または異なる温度環境を定義する他のそのような点で、中間ＰＣＢ２５０の位置を実質的に固定するように構成される。目標距離または所望の距離は、約２０ｃｍ以下、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、または約０ｃｍでよい。図１６Ｂは、気泡管２０２と共に使用される例示的な配置リミッタ２８０を示し、ここで、配置リミッタは、保育器２９０への入口２９２から距離ｄ１に位置される。
【0102】
図１６Ｃは、衣服、ブランケット、または患者とは別の他の物体などの物体にクリップ留めまたは固定されるように構成された配置リミッタ２８０の例示的実施形態を示す。配置リミッタ２８０は、吸気肢２０２に固定され、吸気肢２０２の配置を調節するために吸気肢２０２に沿って移動することが可能であるように構成される。図１６Ｄは、保育器２９０内への中間ＰＣＢコネクタ２５０の進入を阻止または防止するために保育器２９０と共に使用時の配置リミッタ２８０を備える吸気肢２０２を示す。図１６Ｅは、患者と共に使用時の配置リミッタ２８０を備える吸気肢２０２を示し、ここで、配置リミッタ２８０は、患者および／またはブランケットに対する吸気肢２０２の移動を阻止または防止するように患者のブランケットに固定される。配置リミッタ２８０は、ガス送給システムに関連して使用される呼気肢または他の医療用管と共に使用することもできる。
【0103】
呼吸用加湿システムと共に使用するための区分化された医療用配管
図１７Ａは、図１を参照して述べた呼吸用加湿システム１００と共に使用することができる例示的な複合管１２０１の一区間の側面図を示す。複合管１２０１は、吸気肢２０２として使用することができ、本明細書で述べるように、管に沿ったガスの凝結を防止する助けとなる熱的に有益な特性を提供するように構成することができる。複合管１２０１は、経路を形成するように巻かれて接合された複数の細長い部材を含み、ここで、複数の細長い部材は、本明細書で述べる加熱器ワイヤの１本または複数本を含むことができる。加熱器ワイヤが複合管１２０１の壁に埋め込まれることに少なくとも一部基づいて、吸気肢２０２としての複合管１２０１の使用は、凝結およびレインアウトを減少させ、吸気肢２０２の長さに沿ったより望ましいまたは目標の温度プロファイルを維持することができる。複合管の壁は、より大きい熱質量を提供することができ、これは、温度変化に強く、肢２０２の外部の周囲温度に対する壁の断熱効果を高める。その結果、任意の数の異なる温度環境を含む肢２０２の長さに沿った温度をより正確に制御することができ、患者に送給されるガスの温度を制御する際に損失される電力またはエネルギーをより少なくすることができる。幾つかの実施形態では、複合管１２０１を呼気肢２１０として使用することもできる。
図１７Ａは、図１を参照して述べた呼吸用加湿システム１００と共に使用することができる例示的な複合管１２０１の一区間の側面図を示す。複合管１２０１は、吸気肢２０２として使用することができ、本明細書で述べるように、管に沿ったガスの凝結を防止する助けとなる熱的に有益な特性を提供するように構成することができる。複合管１２０１は、経路を形成するように巻かれて接合された複数の細長い部材を含み、ここで、複数の細長い部材は、本明細書で述べる加熱器ワイヤの１本または複数本を含むことができる。加熱器ワイヤが複合管１２０１の壁に埋め込まれることに少なくとも一部基づいて、吸気肢２０２としての複合管１２０１の使用は、凝結およびレインアウトを減少させ、吸気肢２０２の長さに沿ったより望ましいまたは目標の温度プロファイルを維持することができる。複合管の壁は、より大きい熱質量を提供することができ、これは、温度変化に強く、肢２０２の外部の周囲温度に対する壁の断熱効果を高める。その結果、任意の数の異なる温度環境を含む肢２０２の長さに沿った温度をより正確に制御することができ、患者に送給されるガスの温度を制御する際に損失される電力またはエネルギーをより少なくすることができる。幾つかの実施形態では、複合管１２０１を呼気肢２１０として使用することもできる。
【0104】
一般に、複合管１２０１は、第１の細長い部材１２０３と第２の細長い部材１２０５とを備える。部材は、広範な用語であり、当業者にとってのその通常的および慣例的な意味合いで解釈されるべきであり（すなわち、特殊な、または特化された意味合いに限定すべきではなく）、限定はしないが、一体部分、一体構成要素、および異なる構成要素を含む。したがって、図１７Ａは、２つの異なる構成要素から形成された実施形態を示すが、他の実施形態では、第１の細長い部材１２０３と第２の細長い部材１２０５は、単一の材料から形成された管内の領域を表すこともできることを理解されたい。したがって、第１の細長い部材１２０３は、管の中空部分とすることができ、第２の細長い部材１２０５は、中空部分に構造的支持を追加する管の構造的支持または補強部分となる。本明細書で述べるように、中空部分および構造的支持部分は、螺旋構成を有することができる。複合管１２０１を使用して、本明細書で述べる吸気肢２０２および／または呼気肢２１０、以下に述べる同軸管、または本開示の他の箇所で述べる任意の他の管を形成することができる。
【0105】
この例では、第１の細長い部材１２０３は、螺旋状に巻かれた中空体を備えて、長手方向軸ＬＡ－ＬＡを有する細長い管を少なくとも一部形成し、また、長手方向軸ＬＡ－ＬＡに沿って延びる内腔１２０７を備える。少なくとも１つの実施形態では、第１の細長い部材１２０３は管である。好ましくは、第１の細長い部材１２０３は可撓性を有する。さらに、第１の細長い部材１２０３は、好ましくは透明であり、または少なくとも半透明または半不透明である。ある程度の透光性により、介護者または使用者が、閉塞または汚染物質に関して内腔１２０７を検査できる、または湿気の存在を確認できるようにする。医療グレードプラスチックを含めた様々なプラスチックが、第１の細長い部材１２０３の本体に適している。適切な材料の例としては、ポリオレフィンエラストマー、ポリエーテルブロックアミド、熱可塑性コポリマーエラストマー、ＥＰＤＭ－ポリプロピレン混合物、および熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。
【0106】
第１の細長い部材１２０３の中空体構造は、複合管１２０１に対する断熱特性に寄与する。本明細書で説明するように熱損失を防止または減少するので、断熱管１２０１が望ましい。これにより、管１２０１は、より少ないまたは最小限のエネルギー損失でガスの調整状態を実質的に維持しながら、加熱器－加湿器から患者にガスを送給することが可能になる。
【0107】
少なくとも１つの実施形態では、第１の細長い部材１２０３の中空部分は、ガスで満たされる。ガスは空気でよく、空気は、その低い熱伝導率（３００Ｋで２．６２×１０－２Ｗ／ｍ・Ｋ）および非常に低いコストにより望ましい。また、有利には、空気よりも粘性の高いガスを使用することができる。これは、より高い粘性が、対流伝熱を減少させるからである。したがって、アルゴン（３００Ｋで１７．７２×１０－３Ｗ／ｍ・Ｋ）、クリプトン（３００Ｋで９．４３×１０－３Ｗ／ｍ・Ｋ）、およびキセノン（３００Ｋで５．６５×１０－３Ｗ／ｍ・Ｋ）などのガスが、断熱性能を高めることができる。これらのガスはそれぞれ無毒性であり、化学的に不活性であり、難燃性であり、市販されている。第１の細長い部材１２０３の中空部分は、管の両端で封止することができ、内部のガスを実質的に停滞させる。代替として、中空部分は、管の患者端部から制御装置に圧力フィードバックを伝送するための圧力サンプルラインなど、二次空気圧接続ラインでよい。第１の細長い部材１２０３は、任意選択で穿孔することができる。例えば、第１の細長い部材１２０３の表面は、内腔１２０７とは反対の外向きの表面に穿孔されることがある。別の実施形態では、第１の細長い部材１２０３の中空部分は、液体で満たされる。液体の例としては、水、または高い熱容量を有する他の生体適合性の液体を挙げることができる。例えば、ナノ流体を使用することができる。適切な熱容量を有する例示的なナノ流体は、水と、アルミニウムなどの物質のナノ粒子とを含む。
【0108】
第２の細長い部材１２０５も螺旋状に巻かれて、第１の細長い部材１２０３の隣接する一巻き同士の間で、第１の細長い部材１２０３に接合される。第２の細長い部材１２０５は、細長い管の内腔１２０７の少なくとも一部を形成する。第２の細長い部材１２０５は、第１の細長い部材１２０３のための構造的支持として働く。
【0109】
少なくとも１つの実施形態では、第２の細長い部材１２０５は、（内腔１２０７の近位にある）基部でより広く、上部でより狭い。例えば、第２の細長い部材は、概して三角形状、概してＴ字形状、または概してＹ形状でよい。しかし、対応する第１の細長い部材１２０３の輪郭に合った任意の形状が適している。
【0110】
好ましくは、第２の細長い部材１２０５は可撓性を有し、管の湾曲を容易にする。望ましくは、第２の細長い部材１２０５は、第１の細長い部材１２０３よりも可撓性が小さい。これは、第２の細長い部材１２０５が第１の細長い部材１２０３を構造的に支持することができる機能を改良する。例えば、第２の細長い部材１２０５の弾性率は、好ましくは、３０～５０ＭＰａ（または約３０～５０ＭＰａ）である。第１の細長い部材１２０３の弾性率は、第２の細長い部材１２０５の弾性率よりも小さい。第２の細長い部材１２０５は、中実またはほぼ中実でよい。さらに、第２の細長い部材１２０５は、導電性材料、例えばフィラメント、特に加熱フィラメント、またはセンサ（図示せず）をカプセル化または収容することができる。加熱フィラメントは、湿気を含む空気からの凝結が生じ得る低温の表面を最小化することができる。また、加熱フィラメントを使用して、複合管１２０１の内腔１２０７内のガスの温度プロファイルを変えることもできる。医療グレードプラスチックを含めた様々なポリマーおよびプラスチックが、第２の細長い部材１２０５の本体に適している。適切な材料の例としては、ポリオレフィンエラストマー、ポリエーテルブロックアミド、熱可塑性コポリマーエラストマー、ＥＰＤＭ－ポリプロピレン混合物、および熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。特定の実施形態では、第１の細長い部材１２０３と第２の細長い部材１２０５が同じ材料から形成されることもある。また、第２の細長い部材１２０５は、第１の細長い部材１２０３とは異なる色の材料から形成されてもよく、透明、半透明、または不透明でよい。例えば、一実施形態では、第１の細長い部材１２０３は、透明なプラスチックから形成されることがあり、第２の細長い部材１２０５は、不透明の青色（または他の色）のプラスチックから形成されることがある。
【0111】
可撓性の中空体と、一体支持部とを備えるこの螺旋状に巻かれた構造は、圧縮抵抗を提供することができ、その一方で、管の壁が、座屈、閉塞、または崩壊することなく短い半径の曲げを可能にするのに十分な可撓性を有するようにする。好ましくは、ＩＳＯ５３６７：２０００（Ｅ）による曲げに伴う流れ抵抗の増加に関する試験において定義されるように、管は、座屈、閉塞、または崩壊することなく、直径２５ｍｍの金属円柱体の周りで曲げることができる。また、この構造は、滑らかな内腔１２０７の表面（管孔）を提供することができ、これは、管に堆積物が生じないようにする助けとなり、ガスの流れを改良する。中空体は、管を軽量に保ちながら管の断熱特性を改良することが判明している。
【0112】
上で説明したように、複合管１２０１は、呼吸回路内の呼気管および／または吸気管として、または呼吸回路の一部として使用することができる。好ましくは、複合管１２０１は、少なくとも吸気管として使用される。
【0113】
図１７Ｂは、図１７Ａの例示的な複合管１２０１の上部の長手方向断面を示す。図１７Ｂは、図１７Ａと同じ向きを有する。この例は、第１の細長い部材１２０３の中空体形状をさらに示す。この例で見られるように、第１の細長い部材１２０３は、長手方向断面で、複数の中空気泡体を形成する。第１の細長い部材１２０３の部分１２０９は、第２の細長い部材１２０５の隣接する巻きに重なる。第１の細長い部材１２０３の部分１２１１は、内腔の壁（管孔）を形成する。
【0114】
第１の細長い部材１２０３の隣接する一巻き同士の間、すなわち隣接する気泡体の間に隙間１２１３を有することが、意外にも、複合管１２０１の全体の断熱特性を改良することが発見された。したがって、特定の実施形態では、隣接する気泡体は、隙間１２１３によって分離される。さらに、特定の実施形態は、隣接する気泡体間に隙間１２１３を提供することで、伝熱抵抗（Ｒ値）を増加し、したがって複合管１２０１の熱伝導率を減少させることの実現を含む。また、この隙間構成は、より短い半径の曲げを可能にすることによって、複合管１２０１の可撓性を改良することも判明した。図１７Ｂに示されるように、Ｔ字形の第２の細長い部材１２０５は、隣接する気泡体間で隙間１２１３を保つ助けとなり得る。それにも関わらず、特定の実施形態では、隣接する気泡体は接触している。例えば、隣接する気泡体を一体に結合させることもできる。
【0115】
ガスの流れを加熱または感知するために、１つまたは複数の導電性材料を第２の細長い部材１２０５内に配設することができる。この例では、２つの加熱フィラメント１２１５が、第２の細長い部材１２０５内にカプセル化され、それぞれ「Ｔ」字形の垂直部分の各側にある。加熱フィラメント１２１５は、アルミニウム（Ａｌ）および／または銅（Ｃｕ）の合金や導電性ポリマーなどの導電性材料を含む。好ましくは、第２の細長い部材１２０５を形成する材料は、加熱フィラメント１２１５がそれらの動作温度に達したときに加熱フィラメント１２１５中の金属と反応しないように選択される。フィラメント１２１５は、内腔１２０７に露出されないように内腔１２０７から離して配置されることがある。複合管の一端で、数対のフィラメントが、連接ループとして形成されてもよい。
【0116】
少なくとも１つの実施形態では、複数のフィラメントが、第２の細長い部材１２０５内に配設される。フィラメントは、互いに電気的に接続させることができ、共通のレールを共有する。例えば、加熱フィラメントなど第１のフィラメントを、第２の細長い部材１２０５の第１の側に配設することができる。感知フィラメントなど第２のフィラメントを、第２の細長い部材１２０５の第２の側に配設することができる。接地フィラメントなど第３のフィラメントを、第１のフィラメントと第２のフィラメントの間に配設することができる。第１、第２、および／または第３のフィラメントは、第２の細長い部材１２０５の一端で互いに接続させることができる。
【0117】
図１７Ｃは、図１７Ｂでの気泡体の長手方向断面を示す。図示されるように、第２の細長い部材１２０５の隣接する巻きに重なる第１の細長い部材１２０３の部分１２０９は、ある程度の結合領域１２１７によって特徴付けられる。より大きい結合領域は、第１の細長い部材と第２の細長い部材の界面での層剥離に対する管の耐性を改良する。追加または代替として、ビードおよび／または気泡体の形状は、結合領域１２１７を増加するように適合させることができる。例えば、図１７Ｄは、左側に比較的小さい結合域を示す。また、図１９Ｂは、より小さい結合領域を示す。対照的に、図１７Ｅは、ビードのサイズおよび形状により、図１７Ｄに示されるものよりもはるかに大きい結合領域を有する。図１９Ａおよび図１９Ｃも、より大きい結合領域を示す。これらの図をそれぞれ以下でより詳細に論じる。特定の実施形態では図１７Ｅ、図１９Ａ、および図１９Ｃでの構成が好ましいことがあるが、他の実施形態では、望みであれば、図１７Ｄの構成、図１９Ｂの構成、および他の変形形態を含めた他の構成を利用することもできることを理解されたい。
【0118】
図１７Ｄは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図１７Ｄは、図１７Ｂと同じ向きを有する。この例は、第１の細長い部材１２０３の中空体形状をさらに示し、また第１の細長い部材１２０３が長手方向断面で複数の中空気泡体を形成する様子を示す。この例では、気泡体は、隙間１２１３によって互いに完全に分離されている。概して三角形の第２の細長い部材１２０５が、第１の細長い部材１２０３を支持する。
【0119】
図１７Ｅは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図１７Ｅは、図１７Ｂと同じ向きを有する。図１７Ｅの例では、加熱フィラメント１２１５は、図１７Ｂでのフィラメント１２１５よりも互いに離して配置されている。加熱フィラメント間の空間を増加させることで加熱効率を改良することができることが発見された。特定の実施形態は、この実現を含む。加熱効率は、管に入る熱の量と、管から出るまたは回収可能なエネルギーの量との比を表す。一般に、管から放散されるエネルギー（または熱）が大きいほど、加熱効率は低い。加熱性能の改良のために、加熱フィラメント１２１５は、管の孔に沿って均等に（またはほぼ均等に）配置することができる。代替として、フィラメント１２１５は、第２の細長い部材１２０５の末端に位置決めすることができ、これは、より単純な製造を可能にすることがある。
【0120】
次に、第２の細長い部材１２０５に関する例示的な構成を示す図１８Ａ～図１８Ｇを参照する。図１８Ａは、図１７Ｂに示されるＴ字形と同様の形状を有する第２の細長い部材１２０５の断面を示す。この例示的実施形態では、第２の細長い部材１２０５は、加熱フィラメントを有さない。以下で述べるようなＴ字形状の変形形態、および三角形状を含めた、第２の細長い部材１２０５の他の形状を利用することもできる。
【0121】
図１８Ｂは、Ｔ字形断面を有する別の例示的な第２の細長い部材１２０５を示す。この例では、加熱フィラメント１２１５は、「Ｔ」字形の垂直部分の各側にある第２の細長い部材１２０５の切欠き１３０１内に埋め込まれる。幾つかの実施形態では、切欠き１３０１は、押出成形中に第２の細長い部材１２０５に形成することができる。代替として、切欠き１３０１は、押出成形後に第２の細長い部材１２０５に形成することもできる。例えば、切断ツールが、第２の細長い部材１２０５に切欠きを形成することができる。好ましくは、切欠きは、押出成形直後、第２の細長い部材１２０５が比較的軟性である間に、加熱フィラメント１２１５が第２の細長い部材１２０５に押し込まれるまたは引き入れられる（機械的に固定される）ときに加熱フィラメント１２１５によって形成される。代替として、１つまたは複数の加熱フィラメントを、細長い部材の底部に取り付ける（例えば、接着する、結合する、または部分的に埋め込む）ことができ、それにより、フィラメントは管の内腔に露出される。そのような実施形態では、酸素など可燃性ガスが管の内腔に通される際の発火の危険を減少させるために、断熱してフィラメントを含むことが望ましいことがある。
【0122】
図１８Ｃは、さらに別の例示的な第２の細長い部材１２０５を断面で示す。第２の細長い部材１２０５は、概して三角形状を有する。この例では、加熱フィラメント１２１５は、三角形の両側に埋め込まれている。
【0123】
図１８Ｄは、さらに別の例示的な第２の細長い部材１２０５を断面で示す。第２の細長い部材１２０５は、４つの溝１３０３を備える。溝１３０３は、断面形状内の窪みまたは凹みである。幾つかの実施形態では、溝１３０３は、フィラメント（図示せず）を埋め込むための切欠き（図示せず）の形成を容易にすることができる。幾つかの実施形態では、溝１３０３は、フィラメント（図示せず）の位置決めを容易にし、フィラメントは、第２の細長い部材１２０５に押し込まれまたは引き入れられ、それにより埋め込まれる。この例では、４つの開始溝１３０３が、最大４本のフィラメント、例えば、４本の加熱フィラメント、４本の感知フィラメント、２本の加熱フィラメントと２本の感知フィラメント、３本の加熱フィラメントと１本の感知フィラメント、または１本の加熱フィラメントと３本の感知フィラメントの配置を容易にする。幾つかの実施形態では、加熱フィラメントは、第２の細長い部材１２０５の外側に位置させることができる。感知フィラメントは、内側に位置させることができる。
【0124】
図１８Ｅは、さらに別の例示的な第２の細長い部材１２０５を断面で示す。第２の細長い部材１２０５は、Ｔ字形の断面形状と、加熱フィラメントを配置するための複数の溝１３０３とを有する。
【0125】
図１８Ｆは、さらに別の例示的な第２の細長い部材１２０５を断面で示す。４本のフィラメント１２１５が第２の細長い部材１２０５内にカプセル化され、「Ｔ」字形の垂直部分の各側に２本ずつある。以下により詳細に説明するように、第２の細長い部材１２０５がフィラメントの周りで押出成形されたので、フィラメントは、第２の細長い部材１２０５内にカプセル化される。加熱フィラメント１２１５を埋め込むために切欠きは形成されなかった。この例では、第２の細長い部材１２０５は、複数の溝１３０３も備える。加熱フィラメント１２１５は第２の細長い部材１２０５内にカプセル化されるので、溝１３０３は、加熱フィラメントを埋め込むための切欠きの形成を容易にする目的では使用されない。この例では、溝１３０３は、埋め込まれた加熱フィラメントの分離を容易にすることができ、これは、例えば加熱フィラメントを成端するときに個々のコアの剥離を容易にする。
【0126】
図１８Ｇは、さらに別の例示的な第２の細長い部材１２０５を断面で示す。第２の細長い部材１２０５は、概して三角形状を有する。この例では、第２の細長い部材１２０５の形状は図１８Ｃのものと同様であるが、４本のフィラメント１２１５が第２の細長い部材１２０５内にカプセル化され、それら全てが、第２の細長い部材１２０５の下部３分の１で中央にあり、概して水平な軸に沿って配設される。
【0127】
上で説明したように、加熱効率を改良するために、フィラメント間の距離を増加することが望ましいことがある。しかし、幾つかの実施形態では、加熱フィラメント１２１５が複合管１２０１内に組み込まれるとき、フィラメント１２１５を第２の細長い部材１２０５の比較的中央に位置決めすることができる。中央に寄せた位置は、再使用に対する複合材配管の頑強性を提供する。これは、一部には、そのような位置が、複合管１２０１の繰返しの湾曲の際にフィラメントが破断する可能性を減少させるからである。また、フィラメント１２１５を中央に寄せることで、フィラメント１２１５が断熱層でコーティングされ、ガス経路から離されるので、発火事故の危険を減少させることもできる。
【0128】
上で説明したように、上記の例の幾つかは、第２の細長い部材１２０５内でのフィラメント１２１５の適切な配置を示す。複数のフィラメント１２１５を備える前述の例では、フィラメント１２１５は、概して水平軸に沿って位置合わせされる。代替の構成も適している。例えば、２本のフィラメントを、垂直軸に沿って、または対角軸に沿って位置合わせすることもできる。４本のフィラメントを、垂直軸に沿って、または対角軸に沿って位置合わせすることもできる。４本のフィラメントを十字形の構成で位置合わせすることもでき、１本のフィラメントが第２の細長い部材の上部に配設され、１本のフィラメントが第２の細長い部材の底部（管の内腔の近く）に配設され、２本のフィラメントが、「Ｔ」字形や「Ｙ」字形の左右の棒部分、または三角形の底辺の両端に配設される。
【0129】
表１Ａおよび表１Ｂは、本明細書で述べる医療用管の幾つかの好ましい寸法と、これらの寸法に関する幾つかの好ましい範囲とを示す。寸法は、管の横方向断面を表す。これらの表では、内腔直径は、管の内径を表す。ピッチは、管に沿って軸方向で測定された２つの反復点の間の距離を表し、すなわち、第２の細長い部材の隣接する「Ｔ」字形の垂直部分の先端間の距離を表す。気泡体幅は、気泡体の幅（最大外径）を表す。気泡体高さは、管の内腔からの気泡体の高さを表す。ビード高さは、管の内腔からの第２の細長い部材の最大高さ（例えば、「Ｔ」字形の垂直部分の高さ）を表す。ビード幅は、第２の細長い部材の最大幅（例えば、「Ｔ」字形の水平部分の幅）を表す。気泡体厚さは、気泡体壁の厚さを表す。
【0130】
【表1】
【0131】
【表2】
【0132】
表２Ａおよび表２Ｂは、それぞれ表１Ａおよび表１Ｂで述べた管に関する管形状の寸法間の例示的な比を提供する。
【0133】
【表3】
【0134】
【表4】
【0135】
以下の表は、本明細書で述べる、第２の細長い部材の内部に組み込まれた加熱フィラメントを有する複合管（「Ａ」で表される）の幾つかの例示的な特性を示す。比較のために、管の孔内に螺旋状に巻かれた加熱フィラメントを有するＦｉｓｈｅｒ＆ＰａｙｋｅｌｍｏｄｅｌＲＴ１００使い捨てコルゲート管（「Ｂ」で表される）の特性も示す。
【0136】
流れ抵抗（ＲＴＦ）の測定は、ＩＳＯ５３６７：２０００（Ｅ）の付録Ａに従って行った。結果を表３にまとめる。以下で分かるように、複合管に関するＲＴＦは、モデルＲＴ１００管に関するＲＴＦよりも小さい。
【0137】
【表5】
【0138】
管の内部での凝結または「レインアウト」は、２０Ｌ／ｍｉｎのガス流量で、１８℃の室温で１日当たりに収集される凝結物の重量を表す。加湿空気を、チャンバから管を通して連続的に流す。管の重量は、試験の各日の前後に記録する。３回の連続する試験を行い、各試験の合間に管を乾燥させる。結果を表４に示す。これらの結果は、モデルＲＴ１００管よりも複合管でレインアウトがかなり低いことを示した。
【0139】
【表6】
【0140】
電力要件は、凝結試験中に消費される電力を表す。この試験では、周囲空気を１８℃に保った。加湿チャンバ（例えば、図１の加湿チャンバ１１４を参照のこと）に、ＭＲ８５０加熱器ベースによって電力供給した。ＤＣ電源とは別に、管内の加熱フィラメントに電力供給した。様々な流量を設定し、チャンバは、チャンバ出力において３７℃で維持した。次いで、回路出力で４０℃の温度を生み出すように回路へのＤＣ電圧を変更した。出力温度を保つのに必要な電圧を記録し、生じる電力を計算した。結果を表５に示す。これらの結果は、複合管Ａが、管Ｂよりもかなり多くの電力を使用することを示す。これは、管Ｂが、ガスを３７℃から４０℃に加熱するために管孔内で螺旋加熱フィラメントを使用するからである。複合管は、加熱フィラメントが管の壁内にある（第２の細長い部材に埋め込まれている）ので、ガスを迅速に加熱する傾向はない。むしろ、複合管は、加湿ガスの露点よりも高い温度で管孔を保つことによって、ガス温度を保ち、レインアウトを防止するように設計されている。
【0141】
【表7】
【0142】
三点曲げ試験を使用して管の可撓性を試験した。管を三点曲げ試験ジグ内に配置し、Ｉｎｓｔｒｏｎ５５６０ＴｅｓｔＳｙｓｔｅｍ機器と共に使用して、負荷および伸びを測定した。各管サンプルを３回試験した。加えた負荷に対する管の伸びを測定し、それぞれの平均の剛性定数を得た。管Ａと管Ｂに関する平均剛性定数を表６に示す。
【0143】
【表8】
【0144】
上述したように、加熱ワイヤ２０６を吸気肢２０２および／または呼気肢２１０の内部に配置して、管壁温度を露点温度よりも高く保つことによって、管内でのレインアウトの危険を減少させることができる。
【0145】
熱的特性
加熱フィラメント１２１５を組み込む複合管１２０１の実施形態では、第１の細長い部材１２０３の壁を通して熱が失われて、一様でない加熱をもたらすことがある。上で説明したように、これらの熱損失を補償するための１つの方法は、第１の細長い部材１２０３の壁で外部加熱源を適用することであり、これは、温度を調整し、熱損失を防ぐ助けとなる。しかし、熱的特性を最適化するための他の方法を使用することもできる。
加熱フィラメント１２１５を組み込む複合管１２０１の実施形態では、第１の細長い部材１２０３の壁を通して熱が失われて、一様でない加熱をもたらすことがある。上で説明したように、これらの熱損失を補償するための１つの方法は、第１の細長い部材１２０３の壁で外部加熱源を適用することであり、これは、温度を調整し、熱損失を防ぐ助けとなる。しかし、熱的特性を最適化するための他の方法を使用することもできる。
【0146】
次に、図１９Ａ～図１９Ｃを参照する。これらの図は、熱的特性を改良するための気泡体高さ（すなわち、内腔に面する表面から最大外径を成す表面まで測定した第１の細長い部材１２０３の断面高さ）に関する例示的な構成を示す。
【0147】
複合管１２０１からの熱損失を減少させるために、気泡体の寸法を選択することができる。一般に、気泡体の高さを増加させると、管１２０１の実効熱抵抗も増加する。なぜなら、より大きい気泡体高さは、第１の細長い部材１２０３がより多くの断熱空気を保持できるようにするからである。しかし、ある気泡体高さで、空気密度の変化が管１２０１内部で対流を引き起こし、それにより熱損失を増加させることが発見された。また、ある気泡体高さで、表面を通って失われる熱が気泡体のより大きい高さの利益を超えるほど表面積が大きくなる。特定の実施形態は、これらの実現を含む。
【0148】
気泡体の曲率半径および曲率が、望ましい気泡体高さを決定するのに有用であり得る。物体の曲率は、その物体の曲率半径の逆数と定義される。したがって、物体が有する曲率半径が大きいほど、物体はあまり湾曲していない。例えば、平坦な表面は、無限の曲率半径を有し、したがって曲率は０である。
【0149】
図１９Ａは、複合管の上部の長手方向断面を示す。図１９Ａは、複合管１２０１の一実施形態を示し、ここでは、気泡体は大きな高さを有する。この例では、気泡体は、比較的小さい曲率半径を有し、したがって大きな曲率を有する。また、気泡体は、第２の細長い部材１２０５の高さの約３～４倍の高さである。
【0150】
図１９Ｂは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図１９Ｂは、複合管１２０１の一実施形態を示し、ここでは、気泡体は上部を偏平にされている。この例では、気泡体は、非常に大きい曲率半径、および小さい曲率を有する。また、気泡体は、第２の細長い部材１２０５とほぼ同じ高さである。
【0151】
図１９Ｃは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図１９Ｃは、複合管１２０１の一実施形態を示し、ここでは、気泡体の幅が気泡体の高さよりも大きい。この例では、気泡体は、図１９Ａの曲率半径および曲率と図１９Ｂの曲率半径および曲率との間の曲率半径および曲率を有し、（図１９Ａとの比較において）気泡体の上部に関する半径の中心が気泡体の外側である。気泡体の左右側の変曲点は、（図１９Ａのように気泡体の下部にあるのに対して）気泡体の（高さ方向で）ほぼ中央である。また、気泡体の高さは、第２の細長い部材１２０５のほぼ２倍であり、図１９Ａの高さと図１９Ｂの高さとの間の気泡体高さとなっている。
【0152】
図１９Ａの構成は、管からの熱損失が最小であった。図１９Ｂの構成は、管からの熱損失が最大であった。図１９Ｃの構成は、図１９Ａと１９Ｂの構成の間の中間の熱損失を有していた。しかし、図１９Ａの構成での大きな外側表面積および対流伝熱は、非効率的な加熱を生じた。したがって、図１９Ａ～図１９Ｃの３つの気泡体構成のうち、図１９Ｃが、最良の全体的な熱的特性を有すると判断された。３つの管に同じ熱エネルギーを入力したとき、図１９Ｃの構成は、管の長さに沿って最大の温度上昇を生じた。図１９Ｃの気泡体は、断熱空気体積を増加するのに十分に大きいが、対流による大きな熱損失を引き起こすほど大きくはない。図１９Ｂの構成は、最も悪い熱的特性を有すると判断された。すなわち、図１９Ｂの構成は、管の長さに沿って最小の温度上昇しか生じなかった。図１９Ａの構成は、中間の熱的特性を有し、図１９Ｃの構成よりも低い温度上昇を生じた。
【0153】
【0154】
【0155】
【表9】
【0156】
次に、図１９Ｃ～図１９Ｆを参照する。これらの図は、熱的特性を改良するための、同様の気泡体形状における加熱要素１２１５の例示的な位置決めを示す。加熱要素１２１５の位置が、複合管１２０１の内部の熱的特性を変えることがある。
【0157】
図１９Ｃは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図１９Ｃは、加熱要素１２１５が第２の細長い部材１２０５内で中央に位置されている複合管１２０１の一実施形態を示す。この例は、互いに近いが、気泡体壁には近くない加熱要素１２１５を示す。
【0158】
図１９Ｄは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図１９Ｄは、加熱要素１２１５が第２の細長い部材１２０５内で図１９Ｃよりも離して配置されている複合管１２０１の一実施形態を示す。これらの加熱要素は、気泡体壁により近く、複合管１２０１内部の熱のより良い調整を可能にする。
【0159】
図１９Ｅは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図１９Ｅは、加熱要素１２１５が第２の細長い部材１２０５の垂直軸に上下に離隔配置されている複合管１２０１の一実施形態を示す。この例では、加熱要素１２１５は、各気泡体壁に対して同様に近い。
【0160】
図１９Ｆは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図１９Ｆは、加熱要素１２１５が第２の細長い部材１２０５の両端に離隔配置されている複合管２０１の一実施形態を示す。特に図１９Ｃ～図１９Ｅと比べて、加熱要素１２１５が気泡体壁に近い。
【0161】
図１９Ｃ～図１９Ｆの４本のフィラメント構成のうち、図１９Ｆが最良の熱的特性を有すると判断された。全ての構成が、それらの同様の気泡体形状により、管からの同様の熱損失を生じていた。しかし、同じ熱エネルギーが管に入力されたとき、図１９Ｆのフィラメント構成は、管の長さに沿って最大の温度上昇を生じた。図１９Ｄの構成は、２番目に良い熱的特性を有すると判断され、管の長さに沿って２番目に大きい温度上昇を生じた。図１９Ｃの構成は、その次に良い結果を生じた。図１９Ｅの構成は、最も悪い性能を有し、同じ熱量が入力されたときに、管の長さに沿って最小の温度上昇しか生じなかった。
【0162】
特定の実施形態では図１９Ｆの構成が好ましいことがあるが、他の実施形態では、望みであれば、図１９Ｃ、図１９Ｄ、図１９Ｅの構成、および他の変形形態を含めた他の構成を利用することもできることを理解されたい。
【0163】
次に、第１の細長い部材１２０３の積層に関する例示的な構成を示す図２０Ａ～図２０Ｃを参照する。特定の実施形態では、複数の気泡体を積層することによって熱分散を改良することができることが発見された。これらの実施形態は、内部加熱フィラメント１２１５を使用するとき、より有益となり得る。図２０Ａは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図２０Ａは、積層なしの複合管１２０１の断面を示す。
【0164】
図２０Ｂは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図２０Ｂは、積層された気泡体を有する別の例示的な複合管１２０１を示す。この例では、２つの気泡体が、第１の細長い部材１２０３を形成するために互いに上下に積層されている。図２０Ａと比較すると、全体の気泡体高さは変わらないが、気泡体のピッチは、図２０Ａの半分である。また、図２０Ｂにおける実施形態は、空気体積がわずかにだけ減少している。気泡体の積層は、気泡体１２１３間の隙間内での自然対流および伝熱を減少させ、全体の熱抵抗を低下させる。積層された気泡体内で熱流路が増加し、熱が複合管１２０１を通ってより容易に分散できるようにする。
【0165】
図２０Ｃは、別の複合管の上部の長手方向断面を示す。図２０Ｃは、積層された気泡体を有する複合管１２０１の別の例を示す。この例では、３つの気泡体が、第１の細長い部材１２０３を形成するために互いに上下に積層されている。図２０Ａと比較すると、全体の気泡体高さは変わらないが、気泡体のピッチは、図２０Ａの３分の１である。また、図２０Ｂにおける実施形態は、空気体積がわずかにだけ減少している。気泡体の積層は、気泡体１２１３間の隙間内での自然対流および伝熱を減少させる。
【0166】
例示的実施形態
以下は、本開示の範囲内にある例示的実施形態の番号付きのリストである。列挙される例示的実施形態は、実施形態の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。列挙される例示的実施形態の様々な特徴を除去、追加、または複合して、さらなる実施形態を成すこともでき、そのような実施形態も本開示の一部である。
１．医療用管の第１の区分を備える医療用管であって、第１の区分が、
加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第１の構造と、
第１の加熱器ワイヤ回路を備え、
医療用管がさらに、医療用管の第２の区分を備え、第２の区分が、
加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第２の構造と、
第２の加熱器ワイヤ回路を備え、
医療用管がさらに、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合する接続回路を備える中間コネクタを備え、中間コネクタが、医療用管の第１の区分の患者端部と、医療用管の第２の区分のチャンバ端部とに結合されて、加湿ガスのための単一の管路を形成し、
中間コネクタが医療用管の内部にあるように、中間コネクタの少なくとも一部が、医療用管の第１の区分の一部分および／または医療用管の第２の区分の一部分によって覆われ、
第１のモードでは、第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２の加熱器ワイヤ回路には電力を提供しないように電力が接続回路を通過し、第２のモードでは、第１の加熱器ワイヤ回路と第２の加熱器ワイヤ回路との両方に電力を提供するように電力が接続回路を通過する
医療用管。
２．接続回路がダイオードを備える実施形態１における医療用管。
３．第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサをさらに備える実施形態１または２における医療用管。
４．第１のセンサが、温度センサまたは湿度センサの１つである実施形態３における医療用管。
５．医療用管の第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサをさらに備える実施形態１～４のいずれか１つにおける医療用管。
６．第２のセンサが、温度センサまたは湿度センサの１つである実施形態５における医療用管。
７．第１の構造が細長い管を備え、細長い管が、
長手方向軸を有する管路を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、長手方向軸に沿って延びる内腔と、内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材と、
第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材であって、細長い管の内腔の少なくとも一部分を形成する第２の細長い部材と
を備える実施形態１～６のいずれかに１つにおける医療用管。
８．第１の細長い部材が、長手方向断面で、偏平な表面を有する複数の気泡体を内腔に形成する実施形態７における医療用管。
９．隣接する気泡体が、第２の細長い部材の上方の隙間によって離隔される実施形態８における医療用管。
１０．隣接する気泡体が互いに直接は接続されない実施形態８における医療用管。
１１．複数の気泡体が穿孔を有する実施形態８における医療用管。
１２．第１の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第１の区分と、第２の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第２の区分と、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを備える吸気肢と、
制御装置と
を備える呼吸用加湿システムであって、
制御装置が、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合され、第１のモードでは、制御装置が、コネクタ回路を通して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２のモードでは、制御装置が、第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する
呼吸用加湿システム。
１３．切換えが、一方または両方のセンサからの入力に基づいて行われる実施形態１２におけるシステム。
１４．一方または両方のセンサからの入力が、温度、流量、湿度、および電力の１つまたは複数を含む実施形態１３におけるシステム。
１５．第１および第２のモードが、電源によって提供される電流の方向によって定義される実施形態１２～１４のいずれか１つにおけるシステム。
１６．制御装置が、第１のセンサ読取りモードと第２のセンサ読取りモードとを選択的に切り換えるように適合され、第１のセンサ読取りモードでは、制御装置が、第２のセンサからの信号を読み取り、第２のセンサ読取りモードでは、制御装置が、第１のセンサと第２のセンサとの両方からの信号を読み取る実施形態１２～１５のいずれか１つにおけるシステム。
１７．第１のセンサおよび第２のセンサが温度センサである実施形態１２～１６のいずれか１つにおけるシステム。
１８．第１の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第１の区分と、第２の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第２の区分と、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを備える吸気肢と、
呼気肢と、
吸気肢および呼気肢に接続されたインターフェースと、
制御装置と
を備える二重肢回路であって、
制御装置が、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合され、第１のモードでは、制御装置が、コネクタ回路を通して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２のモードでは、制御装置が、第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する
二重肢回路。
１９．呼気肢が呼気加熱器ワイヤ回路を備える実施形態１８における二重肢回路。
２０．呼気肢が、呼気加熱器ワイヤ回路を使用して加熱される実施形態１９における二重肢回路。
２１．呼気加熱器ワイヤ回路が、吸気肢の第１の区分内の第１の加熱器ワイヤ回路と並列に電力供給される実施形態１９における二重肢回路。
２２．呼気加熱器ワイヤ回路を、第１のモードのみで、第２のモードのみで、または第１のモードと第２のモードとの両方で電力供給されるように構成することができる実施形態２１における二重肢回路。
２３．インターフェースがＹピースを介して接続される実施形態１８～２２のいずれか１つにおける二重肢回路。
２４．少なくとも２つの区分に沿って加熱されるように構成された区分化された吸気肢であって、吸気肢の各区分が、
長手方向軸を有する細長い管を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、長手方向軸に沿って延びる内腔と、内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材と、
第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材であって、細長い管の内腔の少なくとも一部分を形成する第２の細長い部材と
を備える区分化された吸気肢。
２５．２つの区分を備える医療用管であって、各区分が、
長手方向軸を有する細長い管と、長手方向軸に沿って延びる内腔と、内腔を取り囲む中空壁とを形成するように螺旋状に巻かれた細長い中空体であって、横方向断面で、中空体の少なくとも一部分を画定する壁を有する細長い中空体と、
細長い中空体の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に位置決めされた、細長い中空体の長さに沿って延びる補強部分であって、細長い管の内腔の一部分を形成する補強部分と、 補強部分の内部に埋め込まれた、またはカプセル化された１つまたは複数の導電性フィラメントと
を備え、
補強部分が、細長い中空体の壁よりも比較的厚く、または堅く、
医療用管がさらに、第１の区分に取り付けられた区分コネクタを備え、区分コネクタが、
第１の区分が第２の区分に物理的に結合されるときに、第１の区分からの導電性フィラメントを第２の区分からの導電性フィラメントに電気的に結合させるように構成された接続パッドと、
第１の区分の導電性フィラメントに電気的に結合されたパワーダイオードと
を備え、
パワーダイオードが、第１の極性の電気信号を提供されるときに、第１の区分の導電性フィラメントに電力が送られるようにし、第２の区分の導電性フィラメントに電力が送られないようにし、
パワーダイオードが、第２の極性の電気信号を提供されるときに、第１の区分の導電性フィラメントおよび第２の区分の導電性フィラメントに電力が提供されるようにする
医療用管。
２６．第１の入力加熱器ワイヤに電気的に結合されるように構成された第１の加熱器ワイヤ入力接続線と、
第２の入力加熱器ワイヤに電気的に結合されるように構成された第２の加熱器ワイヤ入力接続線と、
第１の出力加熱器ワイヤに電気的に結合され、第１の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第１の加熱器ワイヤ出力接続線と、
第２の出力加熱器ワイヤに電気的に結合され、第２の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第２の加熱器ワイヤ出力接続線と、
第１の入力信号ワイヤに電気的に結合されるように構成された第１の信号ワイヤ入力接続線と、
第２の入力信号ワイヤに電気的に結合されるように構成された第２の信号ワイヤ入力接続線と、
第１の出力信号ワイヤに電気的に結合され、第１の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第１の信号ワイヤ出力接続線と、
第２の入力信号ワイヤに電気的に結合され、第２の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第２の信号ワイヤ出力接続線と、
第１の加熱器ワイヤ入力接続線および第２の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されたパワーダイオードであって、第２の入力加熱器ワイヤから第１の入力加熱器ワイヤに電流が流れるようにし、第１の入力加熱器ワイヤから第２の入力加熱器ワイヤに電流が流れないようにするように構成されたパワーダイオードと、
第１の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されたセンサと、
センサおよび第２の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合された信号ダイオードであって、第２の入力信号ワイヤからセンサを通して第１の入力信号ワイヤに電流が流れるようにし、第１の入力信号ワイヤからセンサを通して第２の入力信号ワイヤに電流が流れないようにする信号ダイオードと
を備えるコネクタ。
以下は、本開示の範囲内にある例示的実施形態の番号付きのリストである。列挙される例示的実施形態は、実施形態の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。列挙される例示的実施形態の様々な特徴を除去、追加、または複合して、さらなる実施形態を成すこともでき、そのような実施形態も本開示の一部である。
１．医療用管の第１の区分を備える医療用管であって、第１の区分が、
加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第１の構造と、
第１の加熱器ワイヤ回路を備え、
医療用管がさらに、医療用管の第２の区分を備え、第２の区分が、
加湿ガスを輸送するように構成された管路を形成する第２の構造と、
第２の加熱器ワイヤ回路を備え、
医療用管がさらに、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合する接続回路を備える中間コネクタを備え、中間コネクタが、医療用管の第１の区分の患者端部と、医療用管の第２の区分のチャンバ端部とに結合されて、加湿ガスのための単一の管路を形成し、
中間コネクタが医療用管の内部にあるように、中間コネクタの少なくとも一部が、医療用管の第１の区分の一部分および／または医療用管の第２の区分の一部分によって覆われ、
第１のモードでは、第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２の加熱器ワイヤ回路には電力を提供しないように電力が接続回路を通過し、第２のモードでは、第１の加熱器ワイヤ回路と第２の加熱器ワイヤ回路との両方に電力を提供するように電力が接続回路を通過する
医療用管。
２．接続回路がダイオードを備える実施形態１における医療用管。
３．第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサをさらに備える実施形態１または２における医療用管。
４．第１のセンサが、温度センサまたは湿度センサの１つである実施形態３における医療用管。
５．医療用管の第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサをさらに備える実施形態１～４のいずれか１つにおける医療用管。
６．第２のセンサが、温度センサまたは湿度センサの１つである実施形態５における医療用管。
７．第１の構造が細長い管を備え、細長い管が、
長手方向軸を有する管路を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、長手方向軸に沿って延びる内腔と、内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材と、
第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材であって、細長い管の内腔の少なくとも一部分を形成する第２の細長い部材と
を備える実施形態１～６のいずれかに１つにおける医療用管。
８．第１の細長い部材が、長手方向断面で、偏平な表面を有する複数の気泡体を内腔に形成する実施形態７における医療用管。
９．隣接する気泡体が、第２の細長い部材の上方の隙間によって離隔される実施形態８における医療用管。
１０．隣接する気泡体が互いに直接は接続されない実施形態８における医療用管。
１１．複数の気泡体が穿孔を有する実施形態８における医療用管。
１２．第１の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第１の区分と、第２の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第２の区分と、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを備える吸気肢と、
制御装置と
を備える呼吸用加湿システムであって、
制御装置が、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合され、第１のモードでは、制御装置が、コネクタ回路を通して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２のモードでは、制御装置が、第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する
呼吸用加湿システム。
１３．切換えが、一方または両方のセンサからの入力に基づいて行われる実施形態１２におけるシステム。
１４．一方または両方のセンサからの入力が、温度、流量、湿度、および電力の１つまたは複数を含む実施形態１３におけるシステム。
１５．第１および第２のモードが、電源によって提供される電流の方向によって定義される実施形態１２～１４のいずれか１つにおけるシステム。
１６．制御装置が、第１のセンサ読取りモードと第２のセンサ読取りモードとを選択的に切り換えるように適合され、第１のセンサ読取りモードでは、制御装置が、第２のセンサからの信号を読み取り、第２のセンサ読取りモードでは、制御装置が、第１のセンサと第２のセンサとの両方からの信号を読み取る実施形態１２～１５のいずれか１つにおけるシステム。
１７．第１のセンサおよび第２のセンサが温度センサである実施形態１２～１６のいずれか１つにおけるシステム。
１８．第１の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第１の区分と、第２の加熱器ワイヤ回路を有する吸気肢の第２の区分と、第１の加熱器ワイヤ回路を第２の加熱器ワイヤ回路に電気的に結合するように構成されたコネクタ回路を有する中間コネクタと、第１の区分の患者端部に位置決めされた第１のセンサと、第２の区分の患者端部に位置決めされた第２のセンサとを備える吸気肢と、
呼気肢と、
吸気肢および呼気肢に接続されたインターフェースと、
制御装置と
を備える二重肢回路であって、
制御装置が、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えるように適合され、第１のモードでは、制御装置が、コネクタ回路を通して第１の加熱器ワイヤ回路に電力を提供し、第２のモードでは、制御装置が、第１および第２の加熱器ワイヤ回路に電力を提供する
二重肢回路。
１９．呼気肢が呼気加熱器ワイヤ回路を備える実施形態１８における二重肢回路。
２０．呼気肢が、呼気加熱器ワイヤ回路を使用して加熱される実施形態１９における二重肢回路。
２１．呼気加熱器ワイヤ回路が、吸気肢の第１の区分内の第１の加熱器ワイヤ回路と並列に電力供給される実施形態１９における二重肢回路。
２２．呼気加熱器ワイヤ回路を、第１のモードのみで、第２のモードのみで、または第１のモードと第２のモードとの両方で電力供給されるように構成することができる実施形態２１における二重肢回路。
２３．インターフェースがＹピースを介して接続される実施形態１８～２２のいずれか１つにおける二重肢回路。
２４．少なくとも２つの区分に沿って加熱されるように構成された区分化された吸気肢であって、吸気肢の各区分が、
長手方向軸を有する細長い管を少なくとも一部形成するように螺旋状に巻かれた中空体と、長手方向軸に沿って延びる内腔と、内腔を取り囲む中空壁とを備える第１の細長い部材と、
第１の細長い部材の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に巻かれて接合された第２の細長い部材であって、細長い管の内腔の少なくとも一部分を形成する第２の細長い部材と
を備える区分化された吸気肢。
２５．２つの区分を備える医療用管であって、各区分が、
長手方向軸を有する細長い管と、長手方向軸に沿って延びる内腔と、内腔を取り囲む中空壁とを形成するように螺旋状に巻かれた細長い中空体であって、横方向断面で、中空体の少なくとも一部分を画定する壁を有する細長い中空体と、
細長い中空体の隣接する一巻き同士の間に螺旋状に位置決めされた、細長い中空体の長さに沿って延びる補強部分であって、細長い管の内腔の一部分を形成する補強部分と、 補強部分の内部に埋め込まれた、またはカプセル化された１つまたは複数の導電性フィラメントと
を備え、
補強部分が、細長い中空体の壁よりも比較的厚く、または堅く、
医療用管がさらに、第１の区分に取り付けられた区分コネクタを備え、区分コネクタが、
第１の区分が第２の区分に物理的に結合されるときに、第１の区分からの導電性フィラメントを第２の区分からの導電性フィラメントに電気的に結合させるように構成された接続パッドと、
第１の区分の導電性フィラメントに電気的に結合されたパワーダイオードと
を備え、
パワーダイオードが、第１の極性の電気信号を提供されるときに、第１の区分の導電性フィラメントに電力が送られるようにし、第２の区分の導電性フィラメントに電力が送られないようにし、
パワーダイオードが、第２の極性の電気信号を提供されるときに、第１の区分の導電性フィラメントおよび第２の区分の導電性フィラメントに電力が提供されるようにする
医療用管。
２６．第１の入力加熱器ワイヤに電気的に結合されるように構成された第１の加熱器ワイヤ入力接続線と、
第２の入力加熱器ワイヤに電気的に結合されるように構成された第２の加熱器ワイヤ入力接続線と、
第１の出力加熱器ワイヤに電気的に結合され、第１の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第１の加熱器ワイヤ出力接続線と、
第２の出力加熱器ワイヤに電気的に結合され、第２の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第２の加熱器ワイヤ出力接続線と、
第１の入力信号ワイヤに電気的に結合されるように構成された第１の信号ワイヤ入力接続線と、
第２の入力信号ワイヤに電気的に結合されるように構成された第２の信号ワイヤ入力接続線と、
第１の出力信号ワイヤに電気的に結合され、第１の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第１の信号ワイヤ出力接続線と、
第２の入力信号ワイヤに電気的に結合され、第２の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されるように構成された第２の信号ワイヤ出力接続線と、
第１の加熱器ワイヤ入力接続線および第２の加熱器ワイヤ入力接続線に電気的に結合されたパワーダイオードであって、第２の入力加熱器ワイヤから第１の入力加熱器ワイヤに電流が流れるようにし、第１の入力加熱器ワイヤから第２の入力加熱器ワイヤに電流が流れないようにするように構成されたパワーダイオードと、
第１の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合されたセンサと、
センサおよび第２の信号ワイヤ入力接続線に電気的に結合された信号ダイオードであって、第２の入力信号ワイヤからセンサを通して第１の入力信号ワイヤに電流が流れるようにし、第１の入力信号ワイヤからセンサを通して第２の入力信号ワイヤに電流が流れないようにする信号ダイオードと
を備えるコネクタ。
【0167】
結論
二区域加熱制御および関連の構成要素を備える呼吸用加湿システムならびに方法の幾つかの例を、図を参照しながら説明してきた。これらの図は、様々なシステムおよびモジュール、ならびにそれらの間の接続を示す。様々なモジュールおよびシステムは、様々な構成で組み合わせることができ、様々なモジュールおよびシステム間の接続は、物理的または論理的リンクを表すことができる。これらの図における表現は、二区域加熱制御の提供に関連する原理を明瞭に示すように提示されている。モジュールまたはシステムの分割に関する詳細は、個々の物理的実施形態を定めることを試みたものではなく、説明を容易にするために提供されている。例および図は、本明細書で述べる発明の範囲を例示することを意図されており、限定することは意図されていない。例えば、本明細書における原理は、呼吸用加湿器、ならびに手術用加湿器を含めた他のタイプの加湿システムに適用することができる。本明細書における原理は、呼吸用途で適用することができ、また、異なる周囲温度にさらされる複数の区分に沿ってガスの温度が制御される他のシナリオにも適用することができる。
二区域加熱制御および関連の構成要素を備える呼吸用加湿システムならびに方法の幾つかの例を、図を参照しながら説明してきた。これらの図は、様々なシステムおよびモジュール、ならびにそれらの間の接続を示す。様々なモジュールおよびシステムは、様々な構成で組み合わせることができ、様々なモジュールおよびシステム間の接続は、物理的または論理的リンクを表すことができる。これらの図における表現は、二区域加熱制御の提供に関連する原理を明瞭に示すように提示されている。モジュールまたはシステムの分割に関する詳細は、個々の物理的実施形態を定めることを試みたものではなく、説明を容易にするために提供されている。例および図は、本明細書で述べる発明の範囲を例示することを意図されており、限定することは意図されていない。例えば、本明細書における原理は、呼吸用加湿器、ならびに手術用加湿器を含めた他のタイプの加湿システムに適用することができる。本明細書における原理は、呼吸用途で適用することができ、また、異なる周囲温度にさらされる複数の区分に沿ってガスの温度が制御される他のシナリオにも適用することができる。
【0168】
本明細書で使用する際、用語「処理装置」は、広範に、命令を実行するための任意の適切なデバイス、論理ブロック、モジュール、回路、または素子の組合せを表す。例えば、制御装置１２２は、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、ＭＩＰＳ（登録商標）プロセッサ、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）プロセッサ、ＡＭＤ（登録商標）プロセッサ、ＡＲＭ（登録商標）プロセッサ、またはＡＬＰＨＡ（登録商標）プロセッサなど、任意の従来の汎用シングルチップまたはマルチチップマイクロプロセッサを含むことができる。さらに、制御装置１２２は、デジタル信号処理装置やマイクロコントローラなど、任意の従来の専用マイクロプロセッサを含むことができる。本明細書で開示する実施形態に関連して述べる様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、本明細書で述べる機能を実施するように設計された、汎用処理装置、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、またはそれらの任意の組合せを用いて実装または実施することができ、あるいはメインプロセッサ内の純粋なソフトウェアでもよい。例えば、論理モジュール５０４は、追加のおよび／または特殊なハードウェア要素を利用しないソフトウェア実装機能ブロックでよい。制御装置１２２は、計算デバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、マイクロコントローラとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装することができる。
【0169】
データ記憶装置は、処理装置がデータを記憶および検索できるようにする電子回路を表すことができる。データ記憶装置は、外部デバイスまたはシステム、例えばディスクドライブまたはソリッドステートドライブを表すことができる。データ記憶装置はまた、高速半導体記憶装置（チップ）、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または様々な形態の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を表すこともでき、これらは、通信バスまたは制御装置１２２に直接接続される。他のタイプのデータ記憶装置は、バブルメモリおよびコアメモリを含む。データ記憶装置は、非一時的な媒体にデータを記憶するように構成された物理的ハードウェアでよい。
【0170】
本明細書では特定の実施形態および実施例を開示するが、本発明の主題は、特に開示した実施形態を超えて、他の代替実施形態および／または用途、ならびにそれらの修正形態および均等形態にまで及ぶ。したがって、本明細書に添付する特許請求の範囲または実施形態の範囲は、本明細書で述べる特定の実施形態のいずれによっても限定されない。例えば、本明細書で開示する任意の方法またはプロセスにおいて、方法またはプロセスの作用または操作は、任意の適切な順序で行うことができ、任意の特定の開示される順序に必ずしも限定されない。特定の実施形態を理解する助けとなり得るように、様々な操作を、複数の個別の操作として順に記述することがある。しかし、説明の順序は、これらの操作が順序を定められていることを示唆するものと解釈すべきではない。さらに、本明細書で述べる構造は、一体化された構成要素として、または個別の構成要素として具現化することができる。様々な実施形態を比較するために、これらの実施形態の特定の態様および利点を述べる。任意の特定の実施形態によって、そのような態様または利点が必ずしも全て実現されるわけではない。したがって、例えば、本明細書で教示される１つの利点または利点の組合せを実現または最適化し、本明細書でやはり教示または示唆されていることがある他の態様または利点を必ずしも実現はしないように、様々な実施形態を実施することができる。
【0171】
本明細書で使用する仮言的な表現、例えばとりわけ「できる」、「ことがある」、「例えば」などは、特に明記しない限り、または使用される文脈で矛盾しない限り、一般に、特定の特徴、要素、および／または状態を特定の実施形態が含み、他の実施形態は含まないことを表すものと意図される。したがって、そのような仮言的な表現は、一般に、特徴、要素、および／または状態が１つまたは複数の実施形態に必須であることを示唆するものとは意図されない。本明細書で使用する際、用語「備える」、「含む」、「有する」、またはそれらの任意の他の活用形は、非排他的な包含を網羅するものと意図される。例えば、要素の列挙を含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されず、明示的には列挙されていない他の要素、またはそのようなプロセス、方法、物品、もしくは装置に固有の他の要素を含むこともある。また、用語「または」は、（その排他的な意味ではなく）その包含的な意味で使用され、したがって、例えば要素の列挙をつなぐために使用されるとき、用語「または」は、その列挙内の要素の１つ、幾つか、または全てを意味する。語句「Ｘ、Ｙ、およびＺの少なくとも１つ」などの選言的な表現は、特に明記しない限り、または使用される文脈で矛盾しない限り、一般に、要素や用語などがＸ、Ｙ、またはＺでよいことを表す。したがって、そのような選言的な表現は、特定の実施形態において、Ｘの少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ、およびＺの少なくとも１つがそれぞれ存在する必要があることを示唆するものとは意図されていない。本明細書で使用する際、語「約」または「ほぼ」は、ある値が、指定される値の±１０％以内、±５％以内、または±１％以内であることを意味することができる。
【0172】
本明細書で述べる方法およびプロセスは、１つまたは複数の汎用および／または専用コンピュータによって実行されるソフトウェアコードモジュール内で具現化され、そのようなソフトウェアコードモジュールによって一部または完全に自動化されることがある。語「モジュール」は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで具現化された論理を表し、または、例えば、ＣまたはＣ＋＋などのプログラミング言語で書かれた、エントリポイントとエグジットポイントを有することもあるソフトウェア命令の集合を表す。ソフトウェアモジュールは、動的にリンクされたライブラリにインストールされた実行可能なプログラムにコンパイルしてリンクさせることができ、または、例えば、ＢＡＳＩＣ、Ｐｅｒｌ、もしくはＰｙｔｈｏｎなどの解釈プログラミング言語で書くことができる。ソフトウェアモジュールは、他のモジュールまたはそれら自体から呼出し可能であることがあり、および／または検出されたイベントまたは中断に応答して呼び出されることもあることを理解されたい。ソフトウェア命令は、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）などのファームウェアに埋め込まれることがある。ハードウェアモジュールは、ゲートおよびフリップフロップなど接続された論理ユニットを含むことがあり、および／または、プログラマブルユニット、例えばプログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、および／または処理装置を含むことがある。本明細書で述べるモジュールは、ソフトウェアモジュールとして実装することができるが、ハードウェアおよび／またはファームウェアで表すこともできる。さらに、幾つかの実施形態では、モジュールを個別にコンパイルすることができるが、他の実施形態では、モジュールは、個別にコンパイルされたプログラムの命令のサブセットを表すこともあり、他の論理プログラムユニットに利用可能なインターフェースを有さないこともある。
【0173】
特定の実施形態では、コードモジュールは、任意のタイプのコンピュータ可読媒体または他のコンピュータ記憶デバイスに実装および／または記憶することができる。幾つかのシステムでは、システムに入力されるデータ（および／またはメタデータ）、システムによって生成されるデータ、および／またはシステムによって使用されるデータを、リレーショナルデータベースおよび／またはフラットファイルシステムなど任意のタイプのコンピュータデータリポジトリに記憶することができる。本明細書で述べるシステム、方法、およびプロセスの任意のものが、使用者、オペレータ、他のシステム、コンポーネント、プログラムなどとの対話を可能にするように構成されたインターフェースを含むことがある。
【0174】
本明細書で述べる実施形態に多くの変更および修正を施すことができ、それらの要素は、他の許容できる実施例に含まれるものと理解すべきであることを強調しておく。そのような修正形態および変形形態は全て、本開示の範囲内に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されるものと意図される。さらに、上記の開示はどれも、任意の特定の構成要素、特徴、またはプロセスステップが必須または本質的であることを示唆するものとは意図されていない。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図15E】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図16E】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図17D】
【図17E】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図18D】
【図18E】
【図18F】
【図18G】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図19D】
【図19E】
【図19F】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
