説明

加湿システムのための隔離された温度センサ

本発明は、ガス分散システムに関し、特に、温度センサに関する。本発明のセンサは、呼吸ガスの温度を求めるように構成され、ガスの流れの近くに配置するように構成されたセンサ・ハウジング(36)と、該センサ・ハウジング(36)内に収容された温度変換器(31)とを含む。センサ・ハウジング(36)は、ガスの流れと温度変換器(31)との間に実質的な病原体障壁をもたらすが、温度変換器がガスの流れの温度を実質的に示すことが可能になる。特に、ガスの温度は、呼吸回路(14)を通して、導電性経路(38)によって遠隔感知される。次いで、呼吸回路(14)と一体のこの導電性経路(38)は、廃棄することも、適切な滅菌後に再使用することもできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス分配システムに関し、これに限定されるものではないが、特に、患者又は加湿ガスを必要としている人のためにガスを加湿し呼吸させる加湿呼吸システムに関する。
【背景技術】
【0002】
加湿した(酸素又は麻酔ガスのような)ガスを患者又はこうしたガスを必要としている人に供給する、多くの既存の加湿呼吸システムは、全てではないが温度コントローラとして機能する。つまり、呼吸回路内の加湿装置を出るガスの温度を監視し、その温度の変化に応答して熱源を制御し、所望の供給加湿ガス温度を達成する。この種の加湿器制御システムの例が、本発明者らの先行する米国特許第5,558,084号明細書に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
これらの従来技術のシステムは、呼吸回路の種々の部分でガスの温度を測定する温度プローブを用いる。この方法は、幾つかの欠点、すなわち、
1.相互汚染を防止するために、各患者の使用後にプローブを滅菌する必要があること、
2.呼吸ガスの温度が正しく測定されることを保証するために、プローブを完全に差し込む必要があること、
3.不注意によりプローブが呼吸回路から外れることがあること、
4.プローブが、呼吸回路とガスの密接なシールを維持しなければならないこと、
5.プローブが頑丈な設計でなければならないこと、
を有する。
【0004】
したがって、本発明の目的は、上記の欠点をなんとか克服し、又は少なくとも当該産業に有益な選択肢を与える加湿呼吸システム及びセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第1の態様において、本発明は、
ガスの流れの近くに配置するように構成されたセンサ・ハウジングと、
該センサ・ハウジング内に収容された温度変換器と、
を含み、
該センサ・ハウジングが、該ガスの流れと該温度変換器の間に実質的な病原体障壁をもたらしながら、該温度変換器が該ガスの流れの温度を実質的に示すことを可能にする、呼吸ガス流の温度を求めるように構成されたセンサからなる。
【0006】
第2の態様において、本発明は、
ガスの流れを供給するように適合された導管と、該ガスの流れに隣接する該導管の内部から該導管の外部まで延びる熱伝導性部材とを含む、呼吸ガスの流れを供給するためのシステムからなる。
【0007】
本発明に関連する当業者には、構成における多くの変更や、本発明の大きく異なる実施形態及び適用例が、添付の特許請求の範囲に定められるような本発明の範囲から逸脱せずに想起されるであろう。ここでの開示及び説明は単なる例示的なものであって、如何なる意味でも限定することを意図するものではない。
ここで、本発明の1つの好ましい形態が、添付の図面に関連して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
添付の図面、特に図6に、本発明の好ましい実施形態を組み入れる例としての加湿装置又は加湿呼吸システムが示されている。この加湿呼吸システムには、換気装置、ガス供給手段、すなわち、導管6を介して加湿チャンバ手段4の入口3にガス(例えば、酸素、麻酔ガス、又は空気など)を供給する出口2を有する送風機1が含まれている。加湿チャンバ手段4は、例えば、金属基板7がシールされたプラスチックチャンバを含む。加湿チャンバ4は、所定量の水を保持するように構成され、この水は、加湿装置すなわち加湿器10のコントローラすなわち制御手段11により制御されるヒータプレート手段9で加熱される。
【0009】
チャンバ4内の水8は、加熱されるにつれて徐々に蒸発し、水蒸気が加湿チャンバ4を通って流れるガスと混合される。このように、加湿されたガスは、出口12を通って加湿チャンバ4を出て、ガス運搬用通路すなわち吸気用導管14を通して、患者又はこうしたガスを必要としている人13に送られる。吸気用導管14内の凝縮を減少させ、患者13に与えられるガスの温度を上昇させるために、制御手段11の制御によって通電される加熱ワイヤ手段15が設けられることがある。
【0010】
図6において、ガスマスク16が患者の鼻及び口の上に示されるが(「無傷気道」ガス供給と呼ばれる)、患者の気道をバイパスするように導管が患者の気管内に配置された挿管(「挿管気道」ガス供給として知られる)のような、多くのガス供給構成が存在することを理解すべきである。患者の呼気ガスが換気装置1に戻るための戻り経路を設けることも可能である。この場合、「Y字型部材」のような適当な取付け具を患者13、吸気用導管14、及び呼気用導管(図示せず)の間に取り付けることができ、この呼気用導管は、換気装置1の入口(図示せず)に連結される。
【0011】
制御手段11は、例えば、ソフトウェア・プログラムを格納する関連したメモリ又は記憶手段を有するマイクロプロセッサ又は論理回路を含むことができ、制御手段11は、マイクロプロセッサ論理回路によって実行された時、ソフトウェアの命令に従い、外部入力に応答して、加湿システムの作動を制御する。例えば、制御手段11にはヒータプレート9からの入力信号が送られ、制御手段11はヒータプレート9の温度及び/又は電力消費についての情報を与えられる。さらに、例えば、患者のところ又は患者の近くに温度感知手段すなわち温度プローブ17を設けて患者が受け入れるガス温度を示し、更に別の温度プローブ18を設けて加湿チャンバ4の出口12を出る加湿ガス流の温度を制御手段11に示すことができるというように、制御手段11にガス流の温度を入力させることができる。
【0012】
制御手段11への更に別の入力を、ユーザ入力手段すなわちスイッチ20とすることができ、これを用いて、(医療従事者又は患者自身のような)ユーザが、供給されることになるガスの所望温度、又は供給されることになるガスの所望湿度レベルを設定することが可能になり、これに代えて、ヒータワイヤ15によって伝えられる加熱の制御、又は多数の自動ガス供給構成からの選択といった他の機能を、スイッチ20によって制御することができる。
以下、上述のシステム(又はその一部)の多数の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【0013】
温度プローブ
図1から図5を参照すると、温度プローブ17又は18の種々の好ましい形態が示されている。温度プローブ17又は18は、金属で形成されることが好ましい。これに代えて、ポリカーボネートのような成形プラスチック材料を用いることもできる。電気特性が温度と共に変化する部品によって、温度センサを構成することができる。本発明の1実施形態では、サーミスタ・ビードが用いられる。温度センサを、例えば、熱電対又はRTDのような何らかの温度測定装置としてもよい。サーミスタ・ビードは、制御手段11に電気信号を伝えるワイヤ導体48に接続される。
【0014】
本発明は、温度プローブをガス流に挿入する必要性を排除することによって、従来技術の問題を解決する。代わりに、ガスの温度は、呼吸回路の壁を通して伝導性経路により遠隔感知される。次に、呼吸回路と一体の伝導性経路は、廃棄されるか、又は適切に滅菌した後に再使用される。
【0015】
図1乃至図5は、この方法のいくつかの例を示す。図1は、吸気用導管14内に突出し、呼吸回路の一部である薄壁ハウジング又は膜30を示す。温度センサ31は、このハウジング30内に配置され、ハウジング30と直に接触しているが、矢印35で示される呼吸ガスの流れに直に接触していない。
図2は、温度センサ31が、吸気用導管14と一体の熱伝導性プローブ32に接続された別の方法を示す。
【0016】
図3は、例えば小さい金属刃33のような導電性経路が、吸気用導管14の経路全体を横切る、更なる改良を示し、これにより頑丈な設計が与えられる。
【0017】
図4は、全周にわたる熱伝導性バンド39が、導管14内にシールされている、更に別の改良を示す。温度センサ31は、導管14内の小さな切れ目を通して、熱バンド39と直に接触している。
【0018】
図5は、温度センサ31がヒータワイヤ・コネクタプラグ36のような電気接続部と組み合わされている方法を示す。熱伝導性端子38が、吸気用導管14内に突出する。この方法の利点は、ヒータワイヤ34及び熱端子38への電気接続が同時になされ、別箇の接続に対する必要性が減少される点である。これに加えて、呼吸加湿器は、電流を介して、電気接続がなされたことを感知し、よって温度センサ31が呼吸回路14と直に熱接触していることも知ることができる。
【0019】
図7は、温度センサ31がコネクタプラグ41内に内蔵された方法を示す。熱伝導性プローブ43は、吸気用導管14及びソケット42と一体である。プラグ41がソケット42に挿入されると、温度センサ31は、熱伝導体プローブ43に接続される。
【0020】
図8は、導管14内の熱伝導プローブ46を温度センサ31に対して保持する方法を示す。保持手段は、適切なヒンジ手段47によってヒンジ式に留められた2つの部分、すなわち部分45及び部分44からなり、部分45及び44を遠ざかるように動かして、導管14が切り欠き49及び50に挿入されることを可能にする。部分45には、内部に温度センサ31が内蔵されており、使用の際に、導管14内のプローブ46が、温度センサ31と接触する。
【0021】
呼吸回路14の外部に配置された温度センサを用いる場合、センサが周囲環境から隔離されない限り、温度センサは周囲温度によって影響を受ける。この測定誤差は、
1.外部の周囲温度が温度センサの近くで測定され、次に温度測定誤差が、方程式又は参照テーブルによって補償される、
2.温度センサの周りの周囲環境をガス温度付近の温度まで制御し、これにより周囲の影響を減少させる、
という2つの方法で補償される。
上記の改善点は、加湿呼吸システムのために用いられる現在の温度測定方法の欠点を解決するものである。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1A】本発明の1つの好ましい実施形態による、回路壁内の突出部の内側に配置された温度センサの長手方向断面図である。
【図1B】本発明の1つの好ましい実施形態による、回路壁内の突出部の内側に配置された温度センサの横断方向断面図である。
【図2A】本発明の更に別の好ましい実施形態による、熱伝導性プローブに接触する温度センサの長手方向断面図である。
【図2B】本発明の更に別の好ましい実施形態による、熱伝導性プローブに接触する温度センサの横断方向断面図である。
【図3A】本発明の更に別の好ましい実施形態による、熱伝導性ストリップに接触する温度センサの長手方向断面図である。
【図3B】本発明の更に別の好ましい実施形態による、熱伝導性ストリップに接触する温度センサの横断方向断面図である。
【図4A】本発明の別の好ましい実施形態による、熱伝導性バンドに接触する温度センサの長手方向断面図である。
【図4B】本発明の別の好ましい実施形態による、熱伝導性バンドに接触する温度センサの横断方向断面図である。
【図5】本発明の別の好ましい実施形態による、電気コネクタ内に内蔵された温度センサである。
【図6】温度センサを組み込む加湿呼吸システムの概略図である。
【図7】コネクタ内に内蔵された温度センサである。
【図8】クランプ装置内に内蔵された温度センサである。





【特許請求の範囲】
【請求項1】
呼吸ガスの流れの温度を求めるように構成されたセンサであって、
前記ガスの流れの近くに配置するように構成されたセンサ・ハウジングと、
前記センサ・ハウジング内に収容された温度変換器と、
を備え、
前記センサ・ハウジングが、前記ガスの流れと前記温度変換器との間に実質的な病原体障壁をもたらしながら、該温度変換器が該ガスの流れの温度を実質的に示すことを可能にすることを特徴とするセンサ。
【請求項2】
前記センサ・ハウジングは、前記温度センサが正しく配置されたことを保証する手段を有することを特徴とする請求項1に記載のセンサ。
【請求項3】
前記センサ・ハウジングが、前記ガスの流れを供給するためのガス導管内に一体成形されたことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項4】
前記センサ・ハウジングが、熱伝導性プローブを有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項5】
前記センサ・ハウジングが、前記ガスの流れを横切る導電性経路を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項6】
前記センサ・ハウジングが、前記ガスの流れが流れる伝導性バンドを有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項7】
前記センサ・ハウジングが、電気接続のための係合と組み合わされたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項8】
前記電気接続のための係合が、前記導管又はその内部を加熱するためのヒータワイヤを通電するようになった電気接触を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項9】
前記センサ・ハウジング手段が、前記ガスの流れにほぼ垂直な長手方向のアクセスを有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項10】
呼吸ガスの流れを供給するためのシステムであって、
呼吸ガスの流れを供給するようになった導管と、
前記ガスの流れに隣接する前記導管の内部から該導管の外部まで延びる熱伝導性部材と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項11】
前記熱伝導性部材が、温度センサのための係合をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項12】
前記温度センサのための係合が、前記熱伝導性部材の外側部分と温度センサの直接の接触を保証するようになったことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項13】
前記熱伝導性部材が、熱伝導性ハウジングを含むことを特徴とする請求項10乃至請求項12のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項14】
前記熱伝導性部材が、熱伝導性プローブを含むことを特徴とする請求項10乃至請求項12のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項15】
前記熱伝導性部材が、前記導管の内部全体を横切る導電性経路を含むことを特徴とする請求項10乃至請求項14のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項16】
前記熱伝導性部材が、前記導管の周囲内に伝導性バンドを含むことを特徴とする請求項13乃至請求項15のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項17】
前記温度センサのための係合が、電気接続のための係合と組み合わされたことを特徴とする請求項11乃至請求項16のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項18】
前記温度センサが、センサ・ハウジング手段内に収容されたことを特徴とする請求項11乃至請求項17のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項19】
前記センサ・ハウジングが、電気接続のための係合と組み合わされたことを特徴とする請求項13乃至請求項18のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項20】
前記センサ・ハウジング手段が、前記ガスの流れにほぼ垂直な長手方向のアクセスを有することを特徴とする請求項18又は請求項19のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項21】
添付の図面に関連して本明細書に記載されたセンサ。
【請求項22】
添付の図面に関連して本明細書に記載された呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
呼吸ガスの流れのパラメータを決定するように構成されたセンサであって、
前記ガスの流れに隣接して位置決めされるように構成された温度変換器と、
前記変換器を収容し、前記ガスの流れに対する実質的な病原体障壁を形成するように構成されたセンサ・ハウジングと、
前記変換器と前記ガスの流れとの間の伝導性経路と、を備えている、
ことを特徴とするセンサ。
【請求項2】
前記センサ・ハウジングは、前記変換器を確実に正しく位置決め及び/又は位置合わせさせる配置具を備えている、
請求項1に記載のセンサ。
【請求項3】
前記センサ・ハウジングが、前記ガスの流れを供給するためのガス導管に一体成形されている、
請求項1又は2に記載のセンサ。
【請求項4】
前記伝導性経路が熱伝導性プローブを有する、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項5】
前記伝導性経路が、前記ガスの流れを横切っている、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項6】
前記伝導性経路が、前記ガスの流れが内側を流れるバンドである、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項7】
前記センサ・ハウジングが、電気接続のための係合部材と組み合わされている、
請求項3に記載のセンサ。
【請求項8】
前記電気接続のための係合部材が、前記導管又はその内部を加熱するためのヒータワイヤに通電するようになった電気接触を含む、
請求項7に記載のセンサ。
【請求項9】
前記センサ・ハウジング手段が、前記ガスの流れにほぼ垂直な長手方向の軸線を有する、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載のセンサ。
【請求項10】
呼吸ガスの流れを供給するためのシステムであって、
前記ガスの流れを供給するように構成された導管と、
前記ガスの流れと接触している前記導管の内部から該導管の外部まで延びる熱伝導性部材と、
前記部材に係合し前記導管内に突出しない、温度センサのための外部係合部材と、を備えている、
ことを特徴とするシステム。
【請求項11】
前記温度センサのための係合部材が、前記熱伝導性部材の外側部分と温度センサを確実に直に接触させる、
請求項10に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項12】
前記熱伝導性部材が、熱伝導性ハウジングを含む、
請求項10又は11に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項13】
前記熱伝導性部材が、熱伝導性プローブを含む、
請求項10又は11に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項14】
前記熱伝導性部材が、前記導管の内部全体を横切る導電性経路を含む、
請求項10乃至13に記載のいずれか1項に呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項15】
前記熱伝導性部材が、前記導管の周囲部分内の伝導性バンドを含む、
請求項10乃至13のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項16】
前記温度センサのための係合部材が、電気接続のための係合部材と組み合わせられている、
請求項10乃至15のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項17】
センサ・ハウジング内に収容された温度センサをさらに含む、
請求項11乃至16のいずれか1項に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項18】
前記センサ・ハウジングが、電気接続のための係合部材と組み合わせられる、
請求項17に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。
【請求項19】
前記センサ・ハウジング手段が、前記ガスの流れにほぼ垂直な長手方向の軸線を有する、
請求項17又は18に記載の呼吸ガスの流れを供給するためのシステム。

【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公表番号】特表2006−501881(P2006−501881A)
【公表日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−524413(P2004−524413)
【出願日】平成15年7月25日(2003.7.25)
【国際出願番号】PCT/NZ2003/000164
【国際公開番号】WO2004/011072
【国際公開日】平成16年2月5日(2004.2.5)
【出願人】(504298349)フィッシャー アンド ペイケル ヘルスケア リミテッド (41)