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課題

本発明の目的は、呼吸障害診断、改善、治療または防止に使用する医療装置を提供することにある。

解決手段

患者気道送達する空気の加湿のための加湿器は、加湿チャンバーリザーバおよび水吐出メカニズムを含むことができる。加湿チャンバーはウイックのような水保持機能、加湿チャンバーを加熱する加熱エレメントおよび加湿を促進するように構成された空気の流れに置くバッフルを含むことができる。加湿器は、例えば加湿器の条件を決定したりおよび/または検出した任意の故障緩和するために、1つまたはそれ以上のアルゴリズムを実行するようにさらに構成できる。いくつかの形態において加湿器は、加湿器の1つまたはそれ以上のコンポーネンツを制御するためのアルゴリズムを含むこともできる。

概要

背景

2.2.1 ヒト呼吸器
身体の呼吸器系はガス交換を促進する。と口が患者気道の入口を形成する。

気道は一連枝管を含み、それらはに深く入るにつれて狭く、短くそしておびただしくなる。肺の主要機能はガス交換であり、酸素は空気から静脈血入り二酸化炭素が運び出される。気管は左右の主気管支に分かれ、さらに分岐して最後に終末細気管支となる。気管支誘導気道を構成し、ガス交換には関与しない。気道をさらに分割すると呼吸細気管支となり、最終的に肺胞となる。ガス交換が行われる肺の胞状の領域は、呼吸領域と呼ばれる。非特許文献1を参照。

一連の呼吸器疾患が存在する。

閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)は睡眠呼吸障害(SDB)の1つで、睡眠時の上部気道閉鎖または閉塞が特徴である。これは異常に小さい上気道と、の領域の筋緊張の通常の喪失、睡眠時の軟口蓋および後口咽頭壁の正常損失の組み合わせの結果である。この条件で罹患患者は典型的には30から120秒の間呼吸が停止し、場合によっては一晩で200から300回呼吸停止が起こる。昼間に過剰な眠気を生じることがたびたびあり、これは心臓血管疾患脳損傷を起こすことがある。この症候群は特に太りすぎの中年男性に共通する障害であるが、罹患者はこの問題に気付いていないことがる。特許文献1(Sullivan)を参照。

チェーンストークス呼吸(CSR)は患者の呼吸調整器の障害で、この場合呼吸の漸増漸減が交互に律動的に生じ、動脈血脱酸素化再酸素化が繰り返し生じる。反復低酸素症のため、CSRは有害であり得る。患者によってはCSRは睡眠中の反復覚醒に関連しており、これは重篤睡眠障害交感神経系活動の増悪および後負荷の増加を生じる。特許文献2(Berthon-Jones)を参照。

肥満過呼吸症候群(OHS)は、低呼吸の既知の原因がない場合、重症の肥満と覚醒時慢性高炭酸ガス血症の組み合わせと定義される。症状には呼吸困難起床時の頭痛と過剰な日中の眠気が含まれる。

慢性閉塞性肺疾患COPD)は、共通してある特徴を有する下気道疾患の任意のグループを含む。これには空気の動きに対する抵抗の増加、呼吸の呼気相延長および肺における正常な弾性の減少が含まれる。COPDの例は肺気腫慢性気管支炎である。COPDは常時喫煙(第一危険因子)、職業的暴露大気汚染および遺伝因子発症する。症状には、労作時呼吸困難、慢性およびが出ることが含まれる。

神経筋疾患(NMD)は、内在筋肉病変を経て直接的に、または神経病変を経て間接的に筋肉の機能を損なう多くの疾病病気包含する広義語である。NMD患者の一部は、歩行の喪失にいたる進行性筋障害が特徴で、車椅子束縛され、嚥下障害があり、呼吸筋力低下を生じ最後には呼吸不全により死に至る。神経筋疾患は急速進行性と緩徐進行性に分けられる:(i) 急速進行性疾患は数か月にわたる筋肉の機能障害があり、数年以内に死に至るのが特徴である(例:筋萎縮性側索硬化症ALS)と10代のデュシェンヌ型筋ジストロフィーDMD));(ii)可変または緩徐進行性疾患:数年にわたって増悪し、平均寿命を少し短縮するのが特徴である(例:肢帯顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーおよび筋強直性ジストロフィー)。NMDにおける呼吸不全の症候には、全身衰弱の進行、嚥下障害、労作時および安静時呼吸困難、疲労、眠気、起床時の頭痛、集中することの困難および気分転換の困難が含まれる。

胸壁疾患は、呼吸筋と胸郭間の不十分な結合にいたる胸郭変形のグループである。これらの疾患は、通常拘束性障害によって特徴づけられ、長期高炭酸ガス性呼吸不全の可能性がある。脊柱側弯症および/または後側弯症は、重篤な呼吸不全を発症することがある。呼吸不全の症候には、労作時呼吸困難、末梢浮腫起座呼吸、反復肺感染症、起床時の頭痛、疲労、睡眠の質不良および食欲不振が含まれる。

一方、健常人はシステムと装置の利点を巧みに利用して呼吸器疾患の発症を防止することができる。
2.2.2 治療

持続的気道陽圧CPAP)療法は、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)の治療に用いられてきた。この仮説は、持続的気道陽圧が空気的副子として作用し、軟口蓋と舌を前方に押して、後口咽頭壁から離せば、上気道の閉塞を防止できると言うものである。

非侵襲的換気(NIV)は、患者が十分に呼吸しおよび/または適切な酸素レベル体内に維持するのを支援するために、呼吸作業の一部またはすべてを行って、上気道を通して患者に換気補助を提供する。換気補助は患者のインタフェースを経由して提供される。NIVはCSR, OHS,COPD, MDおよび胸壁疾患の治療に使用されてきた。

侵襲的換気(IV)は、もはや自分で効果的に呼吸できない患者に換気補助を提供し、気管切開チューブを使用して提供される。

人工呼吸器は患者に送った呼吸のタイミングと圧力も制御し、患者が行った呼吸をモニターすることができる。制御の方法と患者のモニタリングは、典型的には従量式と従圧式が含まれる。従量式は特に圧力調整ボリューム制御(PRVC)、ボリューム換気(VV)、およびボリューム制御連続強制換気VC-CMV)技法を含む。従圧式は特に補助調節(AC)、同期的間欠的強制換気法SIMV)、調節機械換気(CMV)、圧補助換気法(PSV)、持続的気道陽圧法(CPAP)または呼吸終末陽圧(PEEP)技法を含む。
2.2.3 システムズ

システムは呼吸治療(PRT)装置、空気回路加湿器患者インタフェースおよびデータ管理からなる。
2.2.4 患者インタフェース

患者インタフェースは、例えば空気の流れを提供することによって、呼吸装置をそのユーザにインタフェースするのに使用できる。空気の流れは、鼻おおび/または口へのマスク、口へのチューブまたはユーザの気管への気管開口チューブを経由して提供される。適用する治療法次第で、患者インタフェースはシールを形成してよく、例えば患者の顔の部分、治療が効果をもたらすように、周囲圧力と十分に相違した圧力で、例えば約10cmH2Oの陽圧で、ガス送出する。酸素の送出のようなほかの形態では、約10cmH2Oの陽圧で、ガスの気道への供給ができるシールを患者のインタフェースに含めなくてよい。

患者インタフェースのデザインにはいろいろな難問がある。フェースマスクは複雑な3次元の形状をしている。鼻の大きさと形は個人間でかなり異なる。頭部には骨、軟骨軟組織があり、顔面の異なる領域は機械的な力に対して異なる反応をする。または下顎頭蓋のほかの骨に関連して動くことがある。頭全体が呼吸治療の間に動くことがある。

これらの難問のために、マスクによってはひどく目立つ、審美的に好ましくない、コストが高い、装着が不十分、使用困難の1つまたはそれ以上の問題に悩み、特に長期間使用すると摩耗してまたは患者がシステムに不慣れだと不愉快である。例えば、飛行士ようにデザインされたマスク、個人の保護装置(例えば、フィルターマスク)の一部としてデザインされたマスク、SCUBAマスク、または麻酔薬投与のためのマスクは本来の適用には耐えるが、長期間、例えば数時間着用するのは好ましくないほど不愉快である。睡眠中にマスクを着用しなければならない場合は特にそうである。

患者が治療に従う限り、鼻CPAP治療はある呼吸器疾患の治療に特に効果的である。マスクが不愉快であるか使用困難であれば、患者は治療に従わないかもしれない。患者は自分のマスクを定期的に洗浄するようしばしば推奨されているので、マスクの洗浄が困難であれば(例えば、組立または分解が困難)、患者は自分のマスクを洗浄しないかもしれず、これは患者のコンプライアンスに影響する。

その他の適用(例えば、飛行士)のためのマスクを睡眠呼吸障害に使用するのは適切でないかもしれないが、睡眠呼吸障害に使用するようデザインされたマスクはその他の適用に適しているかもしれない。

これらの理由により、睡眠中の鼻CPAPの送出のためのマスクは独特な分野である。
2.2.5呼吸圧力治療(RPT)装置

RPT装置の例にはResMedのS9 AutoSetTMPAP装置およびResMedのStellarTM150人工呼吸器が含まれる。PRT装置はモータ駆動送風機または圧縮ガスリザーバのような圧力発生器を含み、空気の流れを患者の気道に供給するように設定されてよい。場合によっては、空気の流れを患者の気道に陽圧で供給してよい。RPT装置の出口は、上記のような空気回路を経由して患者インタフェースに接続される。場合によっては、RPT装置は流れ発生器として知られている。

RPT装置は圧力発生器、入口フィルター、種々のセンサーおよびマイクロプロセッサーベースコントローラを含むことができる。圧力発生器はサーボ制御モータボリュートインペラーを含むことができる。場合によっては、モータのブレーキ装備して、送風機の速度をより速やかに低減してモータとインペラーの慣性に打ち勝つようにしてよい。制動は、慣性にもかかわらず呼気との同期に遅れないように、送風機に低圧状態をより速やかに達成させることができる。場合によっては、圧力発生器は、モータの速度制御代替えとして、患者に送出される圧力を変更する手段として、生成された空気を大気吐出するバルブを含めてよい。センサーは特にモータ速度空気流量および出口圧力圧力変換器などで測定する。コントローラは、データ検索表示機能の付いたまたは付いていないデータ保存能力を含めてよい。

従来の装置のノイズ出力ベルの表(試験片1つのみ、10cmH2OでCPAP装置においてISO 3744に規定の試験方法で測定)

2.2.6加湿器
加湿なしに空気の流れを送出すると、気道が乾燥することがある。必要な場合、例えば患者が睡眠中または休息中(例えば病院にて)、周囲温度に関連して絶対湿度および/または空気の流れの温度を上げるのに、医療加湿器すなわち呼吸治療装置用加湿器を使用できる。その結果、医療加湿器はベッドのそばに置くので小さくてよく、患者の周囲を加湿および/または加熱することなく、患者に送る空気の流れをただ加湿および/または加熱するように構成されてよい。室内設置のシステム(例えば、サウナ、空調、蒸発冷却器)も患者が呼吸する空気の加湿に使用できるが、部屋全体を加湿および/または加熱することになり、居住者に不快をもたらす。

圧力発生器またはRPT装置の付いた加湿器および患者インタフェースの使用は加湿されたガスを作り出し、これが鼻粘膜の乾燥を最小限に抑え、患者の気道の快適さを増す。さらに、涼しい環境では、患者インタフェース内の顔の部分とその周りに当たる暖かい空気は、冷たい空気よりずっと快適である。

呼吸用加湿器はいろいろな形態があり、空気路経由のRPT装置に連結されたスタンドアロ−ン装置、RPT装置に組み込まれたものまたは関連のRPT装置に直接連結するよう構成されてよい。既知の受け身型の加湿器はある程度の安堵をもたらすことができるが、一般に加熱された加湿器は、患者が快適になるように十分な湿度と温度を空気に与えるのに使用できる。加湿器は水槽または数百ミリリッター(ml)の容量を持ったおけ、槽の中の水を加熱する加熱エレメント、加湿のレベルを変えるためのコントロール、RPT装置からのガスを受けるガス入口および加湿したガスを患者のインタフェースに送出する空気回路に接続するように適合したガス出口からなる。

加熱したパスオーバー加湿は、RPT装置で使用する加湿の一例である。このような加湿器では、加熱エレメントを下にあるヒータープレートに組み込むことができ、水槽と熱的な接触を持つことができる。このようにして、熱はヒータープレートから水槽まで主として伝導の形で熱伝達される。RPTからの空気流は水槽の中の加熱された水の上を通り過ぎ、その結果水蒸気が空気流によって吸収される。ResMed H4iTMとH5iTMはこのような加熱されたパスオーバーの例であり、それぞれResNed S8とS9 RPT装置との組み合わせで使用される。

泡または散布加湿器またはジェット加湿器のようなその他の加湿器も使用される。泡または散布加湿器では、空気は水の表面下に導かれ頂部に泡となって上昇する。ジェット加湿器は水のエアロゾルを作り、バッフルまたはフィルターを使って加湿器を出る前に粒子を除去するかまたは蒸発させる。

加湿器の別の形態がResMed HumiCareTM D900加湿器で、CounterStreamTM技術を使って空気流を第1の方向における大きな表面域の上に導き、一方加熱された水を第2の反対方向に供給する。RedMed HumiCareTM D900加湿器は、さまざまな侵襲および非侵襲人工呼吸器と一緒に使用することができる。

先行技術による加湿器5000の一例が図6Aと6Bに示されており、液体量(例えば水)を保持するリザーバ5110、空気流が入る加湿器入口5002と加湿された空気流を送り出す加湿器出口からなる。図6Aと6Bに示すように、場合によってはリザーバ5110の入り口と出口が加湿器の加湿器入口5002と加湿器出口5004であってよい。リザーバ5110は加湿器5000の取り外しが可能なコンポーネントであってよい。加湿器5000はさらに、リザーバ5110を受け、加熱エレメント5220からなる加湿器ドック5130を含めることができる。リザーバ5110は、加熱エレメント5220からの熱をリザーバ5110中の液体量に効果的に移送するように構成された伝導プレート5120を含むことができる。

このような形で、リザーバ5110は空気流を加湿するのに使用する全水量を保持し、水を通過する空気流を受け取り、加湿した空気流を送出する。よってこのような加湿器の構成は、水量がこぼれリスク(例えば、RPT装置へまたは患者へ)、適当な加湿出力の達成、水量の高熱質量およびリザーバ5110に水量の変化による熱質量の変化など多くの問題を抱えている。これらの問題のために多くの先行技術の加湿器は、1つまたはそれ以上の次のような問題に悩まされることがある、長い暖機時間クールダウン時間、応答時間が遅い(例えば、所望の出力の変更に対して)、治療セッションを通して応答時間の変更およびサイズが大きい。サイズが大きいことは、容量および/または加湿器が占める設置面積(すなわち加湿器の占める表面積または近づけなくなるほど加湿器が覆っている)といった形で現れ、このことは例えば加湿器をベッドサイドのテーブルに置くことがより適さなくなる。本技術による加湿器5000は、上記の1つまたはそれ以上の問題を改善するかまたは改良することを試みるものである。

概要

本発明の目的は、呼吸障害診断、改善、治療または防止に使用する医療装置を提供することにある。患者の気道に送達する空気の加湿のための加湿器は、加湿チャンバー、リザーバおよび水吐出メカニズムを含むことができる。加湿チャンバーはウイックのような水保持機能、加湿チャンバーを加熱する加熱エレメントおよび加湿を促進するように構成された空気の流れに置くバッフルを含むことができる。加湿器は、例えば加湿器の条件を決定したりおよび/または検出した任意の故障緩和するために、1つまたはそれ以上のアルゴリズムを実行するようにさらに構成できる。いくつかの形態において加湿器は、加湿器の1つまたはそれ以上のコンポーネンツを制御するためのアルゴリズムを含むこともできる。

目的

非侵襲的換気(NIV)は、患者が十分に呼吸しおよび/または適切な酸素レベルを体内に維持するのを支援するために、呼吸作業の一部またはすべてを行って、上気道を通して患者に換気補助を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

呼吸治療装置によって患者気道送達される空気の流れの絶対湿度を上げる加湿器であって、前記加湿器が、水の第1の容量を保持するように構成されたリザーバと、加湿器チャンバーであって、圧力装置から空気の流れを受け取るように構成された空気入口、加湿器のチャンバーから患者インタフェースへ付加した湿度で空気の流れを送達するように構成された空気出口、空気の流れが加湿器チャンバーを通る流路、第2の水の容量を保持するように構成された加湿器のウイックおよび空気の流れの少なくとも一部を流路の軸方向に実質的に囲むような輪郭を有する加湿器のウイック、加熱エレメント、および加湿器のチャンバーを通る空気の流れの流路の少なくとも一部を延長するように構成された空気流バッフルを含む、加湿器チャンバーと、水の流れをリザーバから加湿器のウイックへ吐出するように構成された吐出メカニズムと、を備え、加熱エレメントは、空気の流れに絶対湿度を付加するために第2の水の容量を蒸発させるために加湿器のウイックを加熱するように構成されており、かつ加湿器のウイックは加湿器チャンバーから取り外しでき、加湿器のウイックが異方性を持つように構成された加湿器。

請求項2

加湿器のウイックは、ウイッキングの率が第2の方向におけるよりも第1の方向において大きくなるようにさらに構成された請求項1に記載の加湿器。

請求項3

第2の方向が空気の流れの方向である請求項2に記載の加湿器。

請求項4

加湿器のウイックで囲まれた流路が実質的に円筒である請求項1から3のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項5

加湿器のウイックが、波型くぼみ型、穿孔型多孔型、織った、編んだ、織り目加工された、または焼結された表面の1つまたは2つ以上から成る請求項1から4のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項6

加湿器のウイックが、紙、親水性繊維およびセルロース繊維の1つまたは2つ以上を含む請求項1から5のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項7

加湿器のウイックが、加熱領域と非加熱領域を含む請求項1から6のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項8

非加熱領域が、加熱領域の上流に位置している上流非加熱領域を含む請求項7に記載の加湿器。

請求項9

非加熱領域が、加熱領域の下流に位置している下流非加熱領域を含む請求項7または8に記載の加湿器。

請求項10

加湿器のウイックがフレームに連結されている請求項1から9のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項11

前記フレームが、加湿器のウイックと加熱エレメント間の熱接触を促進するように構成された請求項10に記載の加湿器。

請求項12

前記フレームが、空気流バッフルをさらに含む請求項10または11に記載の加湿器。

請求項13

加熱エレメントが、回路基板に設けられた、抵抗性のある電気トラックを含む請求項1から12のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項14

前記加湿器チャンバーの表面の周りに複数のループを形成する、前記抵抗性のある電気トラックが1つまたは2つ以上の抵抗性ワイヤーより線を含む請求項13に記載の加湿器。

請求項15

前記吐出メカニズムが、水の流れを複数の流体接続を経由して加湿器のウイックに吐出するよう構成されている請求項1から14のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項16

加湿器のウイックにおいて、1つまたは2つ以上の温度を測定するように構成された1つまたは2つ以上の温度センサーをさらに含む請求項1から15のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項17

複数の温度センサーが、空気の流れの方向に沿って位置している請求項16に記載の加湿器。

請求項18

加湿器のウイックの飽和状態を示すように構成されたセンサーをさらに含む請求項1から17のいずれか一項に記載の加湿器。

請求項19

飽和状態を示す温度センサーが、水供給入口から最も遠い加湿器のウイックの周辺に位置している請求項18に記載の加湿器。

請求項20

飽和状態が示されると、吐出メカニズムによる吐出を停止または低下させるように構成されたコントローラをさらに含む請求項18または19に記載の加湿器。

請求項21

閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)を持続的気道陽圧法CPAP)で治療するために、大気に関して連続して陽圧であるとともに患者の呼吸サイクルを通じて一定である圧力で、気道への入口に空気を供給するシステムであって、前記空気を供給するシステムは、請求項1から20のいずれか一項に記載の加湿器と、約4cmH2Oから約30cmH2Oまでの範囲の圧力で、空気の供給を発生させるための圧力装置を含む呼吸治療装置と、を備え、前記圧力装置は、加湿のための加湿器に空気の供給を方向付けるように空気入口に連結されている、空気を供給するシステム。

請求項22

使用中、気道への入口の周りの患者の顔とシールを形成するように構成された患者インタフェースと、前記加湿器から前記患者インタフェースへ空気を供給するために空気出口と流体連結する空気回路と、をさらに備える請求項21に記載の空気を供給するシステム。

技術分野

0001

本技術は、呼吸器関連疾患の検出、診断治療、予防および改善の1つまたはそれ以上に関する。特に本技術は医療機器または装置およびそれらの使用に関する。

0002

[関連出願の相互参照]
この出願は、2014年3月13日に出願されたオーストラリア国仮出願番号AU2014900869、2014年3月24日に出願されたAU2014901035、2014年11月11日に出願されたAU2014904513の利益をクレームするもので、その全開示を参照により本明細書に包含する。

背景技術

0003

2.2.1 ヒト呼吸器系
身体の呼吸器系はガス交換を促進する。と口が患者気道の入口を形成する。

0004

気道は一連枝管を含み、それらはに深く入るにつれて狭く、短くそしておびただしくなる。肺の主要機能はガス交換であり、酸素は空気から静脈血入り二酸化炭素が運び出される。気管は左右の主気管支に分かれ、さらに分岐して最後に終末細気管支となる。気管支誘導気道を構成し、ガス交換には関与しない。気道をさらに分割すると呼吸細気管支となり、最終的に肺胞となる。ガス交換が行われる肺の胞状の領域は、呼吸領域と呼ばれる。非特許文献1を参照。

0005

一連の呼吸器疾患が存在する。

0006

閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)は睡眠呼吸障害(SDB)の1つで、睡眠時の上部気道閉鎖または閉塞が特徴である。これは異常に小さい上気道と、の領域の筋緊張の通常の喪失、睡眠時の軟口蓋および後口咽頭壁の正常損失の組み合わせの結果である。この条件で罹患患者は典型的には30から120秒の間呼吸が停止し、場合によっては一晩で200から300回呼吸停止が起こる。昼間に過剰な眠気を生じることがたびたびあり、これは心臓血管疾患脳損傷を起こすことがある。この症候群は特に太りすぎの中年男性に共通する障害であるが、罹患者はこの問題に気付いていないことがる。特許文献1(Sullivan)を参照。

0007

チェーンストークス呼吸(CSR)は患者の呼吸調整器の障害で、この場合呼吸の漸増漸減が交互に律動的に生じ、動脈血脱酸素化再酸素化が繰り返し生じる。反復低酸素症のため、CSRは有害であり得る。患者によってはCSRは睡眠中の反復覚醒に関連しており、これは重篤睡眠障害交感神経系活動の増悪および後負荷の増加を生じる。特許文献2(Berthon-Jones)を参照。

0008

肥満過呼吸症候群(OHS)は、低呼吸の既知の原因がない場合、重症の肥満と覚醒時慢性高炭酸ガス血症の組み合わせと定義される。症状には呼吸困難起床時の頭痛と過剰な日中の眠気が含まれる。

0009

慢性閉塞性肺疾患COPD)は、共通してある特徴を有する下気道疾患の任意のグループを含む。これには空気の動きに対する抵抗の増加、呼吸の呼気相延長および肺における正常な弾性の減少が含まれる。COPDの例は肺気腫慢性気管支炎である。COPDは常時喫煙(第一危険因子)、職業的暴露大気汚染および遺伝因子発症する。症状には、労作時呼吸困難、慢性およびが出ることが含まれる。

0010

神経筋疾患(NMD)は、内在筋肉病変を経て直接的に、または神経病変を経て間接的に筋肉の機能を損なう多くの疾病病気を包含する広義語である。NMD患者の一部は、歩行の喪失にいたる進行性筋障害が特徴で、車椅子束縛され、嚥下障害があり、呼吸筋力低下を生じ最後には呼吸不全により死に至る。神経筋疾患は急速進行性と緩徐進行性に分けられる:(i) 急速進行性疾患は数か月にわたる筋肉の機能障害があり、数年以内に死に至るのが特徴である(例:筋萎縮性側索硬化症ALS)と10代のデュシェンヌ型筋ジストロフィーDMD));(ii)可変または緩徐進行性疾患:数年にわたって増悪し、平均寿命を少し短縮するのが特徴である(例:肢帯顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーおよび筋強直性ジストロフィー)。NMDにおける呼吸不全の症候には、全身衰弱の進行、嚥下障害、労作時および安静時呼吸困難、疲労、眠気、起床時の頭痛、集中することの困難および気分転換の困難が含まれる。

0011

胸壁疾患は、呼吸筋と胸郭間の不十分な結合にいたる胸郭変形のグループである。これらの疾患は、通常拘束性障害によって特徴づけられ、長期高炭酸ガス性呼吸不全の可能性がある。脊柱側弯症および/または後側弯症は、重篤な呼吸不全を発症することがある。呼吸不全の症候には、労作時呼吸困難、末梢浮腫起座呼吸、反復肺感染症、起床時の頭痛、疲労、睡眠の質不良および食欲不振が含まれる。

0012

一方、健常人はシステムと装置の利点を巧みに利用して呼吸器疾患の発症を防止することができる。
2.2.2 治療

0013

持続的気道陽圧CPAP)療法は、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)の治療に用いられてきた。この仮説は、持続的気道陽圧が空気的副子として作用し、軟口蓋と舌を前方に押して、後口咽頭壁から離せば、上気道の閉塞を防止できると言うものである。

0014

非侵襲的換気(NIV)は、患者が十分に呼吸しおよび/または適切な酸素レベル体内に維持するのを支援するために、呼吸作業の一部またはすべてを行って、上気道を通して患者に換気補助を提供する。換気補助は患者のインタフェースを経由して提供される。NIVはCSR, OHS,COPD, MDおよび胸壁疾患の治療に使用されてきた。

0015

侵襲的換気(IV)は、もはや自分で効果的に呼吸できない患者に換気補助を提供し、気管切開チューブを使用して提供される。

0016

人工呼吸器は患者に送った呼吸のタイミングと圧力も制御し、患者が行った呼吸をモニターすることができる。制御の方法と患者のモニタリングは、典型的には従量式と従圧式が含まれる。従量式は特に圧力調整ボリューム制御(PRVC)、ボリューム換気(VV)、およびボリューム制御連続強制換気VC-CMV)技法を含む。従圧式は特に補助調節(AC)、同期的間欠的強制換気法SIMV)、調節機械換気(CMV)、圧補助換気法(PSV)、持続的気道陽圧法(CPAP)または呼吸終末陽圧(PEEP)技法を含む。
2.2.3 システムズ

0017

システムは呼吸治療(PRT)装置、空気回路加湿器患者インタフェースおよびデータ管理からなる。
2.2.4 患者インタフェース

0018

患者インタフェースは、例えば空気の流れを提供することによって、呼吸装置をそのユーザにインタフェースするのに使用できる。空気の流れは、鼻おおび/または口へのマスク、口へのチューブまたはユーザの気管への気管開口チューブを経由して提供される。適用する治療法次第で、患者インタフェースはシールを形成してよく、例えば患者の顔の部分、治療が効果をもたらすように、周囲圧力と十分に相違した圧力で、例えば約10cmH2Oの陽圧で、ガス送出する。酸素の送出のようなほかの形態では、約10cmH2Oの陽圧で、ガスの気道への供給ができるシールを患者のインタフェースに含めなくてよい。

0019

患者インタフェースのデザインにはいろいろな難問がある。フェースマスクは複雑な3次元の形状をしている。鼻の大きさと形は個人間でかなり異なる。頭部には骨、軟骨軟組織があり、顔面の異なる領域は機械的な力に対して異なる反応をする。または下顎頭蓋のほかの骨に関連して動くことがある。頭全体が呼吸治療の間に動くことがある。

0020

これらの難問のために、マスクによってはひどく目立つ、審美的に好ましくない、コストが高い、装着が不十分、使用困難の1つまたはそれ以上の問題に悩み、特に長期間使用すると摩耗してまたは患者がシステムに不慣れだと不愉快である。例えば、飛行士ようにデザインされたマスク、個人の保護装置(例えば、フィルターマスク)の一部としてデザインされたマスク、SCUBAマスク、または麻酔薬投与のためのマスクは本来の適用には耐えるが、長期間、例えば数時間着用するのは好ましくないほど不愉快である。睡眠中にマスクを着用しなければならない場合は特にそうである。

0021

患者が治療に従う限り、鼻CPAP治療はある呼吸器疾患の治療に特に効果的である。マスクが不愉快であるか使用困難であれば、患者は治療に従わないかもしれない。患者は自分のマスクを定期的に洗浄するようしばしば推奨されているので、マスクの洗浄が困難であれば(例えば、組立または分解が困難)、患者は自分のマスクを洗浄しないかもしれず、これは患者のコンプライアンスに影響する。

0022

その他の適用(例えば、飛行士)のためのマスクを睡眠呼吸障害に使用するのは適切でないかもしれないが、睡眠呼吸障害に使用するようデザインされたマスクはその他の適用に適しているかもしれない。

0023

これらの理由により、睡眠中の鼻CPAPの送出のためのマスクは独特な分野である。
2.2.5呼吸圧力治療(RPT)装置

0024

RPT装置の例にはResMedのS9 AutoSetTMPAP装置およびResMedのStellarTM150人工呼吸器が含まれる。PRT装置はモータ駆動送風機または圧縮ガスリザーバのような圧力発生器を含み、空気の流れを患者の気道に供給するように設定されてよい。場合によっては、空気の流れを患者の気道に陽圧で供給してよい。RPT装置の出口は、上記のような空気回路を経由して患者インタフェースに接続される。場合によっては、RPT装置は流れ発生器として知られている。

0025

RPT装置は圧力発生器、入口フィルター、種々のセンサーおよびマイクロプロセッサーベースコントローラを含むことができる。圧力発生器はサーボ制御モータボリュートインペラーを含むことができる。場合によっては、モータのブレーキ装備して、送風機の速度をより速やかに低減してモータとインペラーの慣性に打ち勝つようにしてよい。制動は、慣性にもかかわらず呼気との同期に遅れないように、送風機に低圧状態をより速やかに達成させることができる。場合によっては、圧力発生器は、モータの速度制御代替えとして、患者に送出される圧力を変更する手段として、生成された空気を大気吐出するバルブを含めてよい。センサーは特にモータ速度空気流量および出口圧力圧力変換器などで測定する。コントローラは、データ検索表示機能の付いたまたは付いていないデータ保存能力を含めてよい。

0026

従来の装置のノイズ出力ベルの表(試験片1つのみ、10cmH2OでCPAP装置においてISO 3744に規定の試験方法で測定)

0027

0028

2.2.6加湿器
加湿なしに空気の流れを送出すると、気道が乾燥することがある。必要な場合、例えば患者が睡眠中または休息中(例えば病院にて)、周囲温度に関連して絶対湿度および/または空気の流れの温度を上げるのに、医療加湿器すなわち呼吸治療装置用加湿器を使用できる。その結果、医療加湿器はベッドのそばに置くので小さくてよく、患者の周囲を加湿および/または加熱することなく、患者に送る空気の流れをただ加湿および/または加熱するように構成されてよい。室内設置のシステム(例えば、サウナ、空調、蒸発冷却器)も患者が呼吸する空気の加湿に使用できるが、部屋全体を加湿および/または加熱することになり、居住者に不快をもたらす。

0029

圧力発生器またはRPT装置の付いた加湿器および患者インタフェースの使用は加湿されたガスを作り出し、これが鼻粘膜の乾燥を最小限に抑え、患者の気道の快適さを増す。さらに、涼しい環境では、患者インタフェース内の顔の部分とその周りに当たる暖かい空気は、冷たい空気よりずっと快適である。

0030

呼吸用加湿器はいろいろな形態があり、空気路経由のRPT装置に連結されたスタンドアロ−ン装置、RPT装置に組み込まれたものまたは関連のRPT装置に直接連結するよう構成されてよい。既知の受け身型の加湿器はある程度の安堵をもたらすことができるが、一般に加熱された加湿器は、患者が快適になるように十分な湿度と温度を空気に与えるのに使用できる。加湿器は水槽または数百ミリリッター(ml)の容量を持ったおけ、槽の中の水を加熱する加熱エレメント、加湿のレベルを変えるためのコントロール、RPT装置からのガスを受けるガス入口および加湿したガスを患者のインタフェースに送出する空気回路に接続するように適合したガス出口からなる。

0031

加熱したパスオーバー加湿は、RPT装置で使用する加湿の一例である。このような加湿器では、加熱エレメントを下にあるヒータープレートに組み込むことができ、水槽と熱的な接触を持つことができる。このようにして、熱はヒータープレートから水槽まで主として伝導の形で熱伝達される。RPTからの空気流は水槽の中の加熱された水の上を通り過ぎ、その結果水蒸気が空気流によって吸収される。ResMed H4iTMとH5iTMはこのような加熱されたパスオーバーの例であり、それぞれResNed S8とS9 RPT装置との組み合わせで使用される。

0032

泡または散布加湿器またはジェット加湿器のようなその他の加湿器も使用される。泡または散布加湿器では、空気は水の表面下に導かれ頂部に泡となって上昇する。ジェット加湿器は水のエアロゾルを作り、バッフルまたはフィルターを使って加湿器を出る前に粒子を除去するかまたは蒸発させる。

0033

加湿器の別の形態がResMed HumiCareTM D900加湿器で、CounterStreamTM技術を使って空気流を第1の方向における大きな表面域の上に導き、一方加熱された水を第2の反対方向に供給する。RedMed HumiCareTM D900加湿器は、さまざまな侵襲および非侵襲人工呼吸器と一緒に使用することができる。

0034

先行技術による加湿器5000の一例が図6Aと6Bに示されており、液体量(例えば水)を保持するリザーバ5110、空気流が入る加湿器入口5002と加湿された空気流を送り出す加湿器出口からなる。図6Aと6Bに示すように、場合によってはリザーバ5110の入り口と出口が加湿器の加湿器入口5002と加湿器出口5004であってよい。リザーバ5110は加湿器5000の取り外しが可能なコンポーネントであってよい。加湿器5000はさらに、リザーバ5110を受け、加熱エレメント5220からなる加湿器ドック5130を含めることができる。リザーバ5110は、加熱エレメント5220からの熱をリザーバ5110中の液体量に効果的に移送するように構成された伝導プレート5120を含むことができる。

0035

このような形で、リザーバ5110は空気流を加湿するのに使用する全水量を保持し、水を通過する空気流を受け取り、加湿した空気流を送出する。よってこのような加湿器の構成は、水量がこぼれリスク(例えば、RPT装置へまたは患者へ)、適当な加湿出力の達成、水量の高熱質量およびリザーバ5110に水量の変化による熱質量の変化など多くの問題を抱えている。これらの問題のために多くの先行技術の加湿器は、1つまたはそれ以上の次のような問題に悩まされることがある、長い暖機時間クールダウン時間、応答時間が遅い(例えば、所望の出力の変更に対して)、治療セッションを通して応答時間の変更およびサイズが大きい。サイズが大きいことは、容量および/または加湿器が占める設置面積(すなわち加湿器の占める表面積または近づけなくなるほど加湿器が覆っている)といった形で現れ、このことは例えば加湿器をベッドサイドのテーブルに置くことがより適さなくなる。本技術による加湿器5000は、上記の1つまたはそれ以上の問題を改善するかまたは改良することを試みるものである。

0036

米国特許4944310号明細書
米国特許6532959号明細書

先行技術

0037

John B. West著“呼吸生理学”Lippoincott Williams & Wilkins、9版2011年発行

発明が解決しようとする課題

0038

本技術は、1つまたはそれ以上の改善された快適さ、コスト、有効性、使用の容易さおよび製造可能性を有する、呼吸障害の診断、改善、治療または防止に使用する医療装置を提供することにある。

0039

本技術の第1の態様は、呼吸器障害の診断、改善、治療または予防において使用される装置に関する。

0040

本技術のもう1つの態様は呼吸器障害の診断、改善、治療または予防において使用される方法に関する。

0041

本技術の1つの態様は、呼吸治療装置によって患者の気道に送出される空気流の絶対湿度を増す加湿器に関する。前記加湿器は、下記を保持するように構成される。第1の水量保持するように構成されたリザーバ、圧力装置から空気流を受け取るように構成された空気入口から成る加湿器チャンバー、空気流を加湿器のチャンバーから患者のインタフェースに湿度を上げて送出するように構成された空気出口、加湿器のチャンバーを通る空気流の流路、第2の水量保持するように構成された加湿器ウイック(wick)、流路の軸方向への空気流の流路の少なくとも一部を実質的に囲むような形状を持った加湿器ウイックおよび加湿器のチャンバーを通って空気流の流路を長くするように構成された空気流バッフル、水の流れをリザーバから加湿器のウイックに送出するように構成された吐出メカニズム。ここで加熱エレメントは加湿器のウイックを加熱して第2の水量を蒸発させ、空気流の絶対湿度を上げるように構成され、加湿器のウイックは加湿器のチャンバーから取り外しできるようになっている。

課題を解決するための手段

0042

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは異方性を持つように構成できる。

0043

本技術のもう1つの態様によれば、ウイッキング(wicking)の速さ(率)が第2の方向よりも第1の方向において大きくなるようにさらに構成してよい。

0044

本技術のもう1つの態様によれば、第2の方向は空気流の方向であってよい。

0045

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックで囲まれた流路は実質的に円筒形であってよい。

0046

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは1つまたはそれ以上の波型くぼみ型、穿孔型多孔型、織った、編んだ、織り目加工された、または焼結された表面から成るものでよい。

0047

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは1つまたはそれ以上の紙、親水性繊維およびセルロース繊維で構成されてよい。

0048

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは加熱エレメントのための基質で構成されてよい。

0049

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは2〜30 gの水を保持するように構成されてよい。

0050

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは加熱領域と非加熱領域から成ってよい。

0051

本技術のもう1つの態様によれば、非加熱領域は加熱領域の上流に位置する上流非加熱領域から成っててよい。

0052

本技術のもう1つの態様によれば、上流非加熱領域は加熱領域より早いウイッキング(wicking)速度としてよい。

0053

本技術のもう1つの態様によれば、上流非加熱領域の長さは加熱領域の約5%〜約20%としてよい。

0054

本技術のもう1つの態様によれば、非加熱領域は加熱領域の下流に位置する下流非加熱領域から成ってよい。

0055

本技術のもう1つの態様によれば、下流の非加熱領域の長さは加熱領域の約20%〜約40%としてよい。

0056

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックはフレームに連結されてよい。

0057

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームは加湿器のチャンバーに取り外し可能で連結されるように構成されてよい。

0058

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームは加湿器の外側から取り外すように構成されてよい。

0059

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームはグリップ面で構成されてよい。

0060

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームは加湿器ウイックと加熱エレメント間の熱的接触を促進するように構成されてよい。

0061

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームはさらに空気流バッフルから成ってよい。

0062

本技術のもう1つの態様によれば、延長された経路らせん形であってよい。

0063

本技術のもう1つの態様によれば、加熱エレメントは抵抗性のある電気トラックから成ってよい。

0064

本技術のもう1つの態様によれば、前記抵抗性のある電気トラックは回路基板上に配置してよい。

0065

本技術のもう1つの態様によれば、前記回路基板は可撓性の回路基板であってよい。

0066

本技術のもう1つの態様によれば、前記抵抗性のある電気トラックは1つまたはそれ以上の抵抗素子より糸から成ってよい。

0067

本技術のもう1つの態様によれば、1つまたはそれ以上の抵抗素子のより糸は、加湿器チャンバーの表面の周りに複数のループを形成することができる。

0068

本技術のもう1つの態様によれば、加熱エレメントは複数のループを固定するための接着剤をさらに含んでよい。

0069

本技術のもう1つの態様によれば、吐出メカニズムは複数の流体接続を経て水の流れを加湿器のウイックに吐出するように構成されてよい。

0070

本技術のもう1つの態様によれば、吐出メカニズムは事前吐出チャンバーを経て加湿器のウイックに流体的に接続してよい。

0071

本技術のもう1つの態様によれば、少なくとも1つの流体接続はバルブであってよい。

0072

本技術のもう1つの態様によれば、吐出メカニズムはポンプを含めてよい。

0073

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器はさらに加湿器のウイックにおける1つまたはそれ以上の温度を測定するように構成された1つまたはそれ以上の温度センサーを含めてよい。

0074

本技術のもう1つの態様によれば、複数の温度センサーを空気流の方向に沿って配置してよい。

0075

本技術のもう1つの態様には、加湿器ウイックの飽和状態を示すように構成されたセンサーを含めてよい。

0076

本技術のもう1つの態様によれば、飽和状態を示すために、温度センサーを水供給入り口から最も離れた加湿器のウイックの周辺に配置してよい。

0077

本技術のもう1つの態様には、飽和状態が指示されると吐出メカニズムによって吐出を停止するかまたは遅くするように構成されたコントローラをさらに含めてよい。

0078

本発明の1つの態様は、呼吸治療装置によって患者の気道に送出する空気流の絶対湿度を上げる加湿器のための加湿器チャンバーに関する。加湿器チャンバーは圧力装置からの空気流を受けるように構成された空気入口、空気流を加湿器のチャンバーから湿度を上げて患者インタフェースに送出するように構成された空気出口、空気流のための加湿器を通った流路、水量を保持するように構成された加湿器ウイックおよび流路の軸方向への空気流のための流路の少なくとも一部を実質的に囲むための輪郭を有する加湿器ウイックを含めることができる。

0079

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器ウイックは異方性を持つように構成できる。

0080

本技術のもう1つの態様によれば、ウイッキングの速度が第2の方向より第1の方向において大きくなるように加湿器のウイックをさらに構成できる。

0081

本技術のもう1つの態様によれば、第2の方向は空気流の方向であってよい。

0082

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器ウイックで囲まれた流路は実質的に円筒形であってよい。

0083

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは1つまたはそれ以上の波型、くぼみ型、穿孔型、多孔型、織った、編んだ、織り目加工された、または焼結された表面から成るものでよい。

0084

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは1つまたはそれ以上の紙、親水性繊維およびセルロース繊維で構成されてよい。

0085

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のチャンバーは加熱エレメントで構成されてよい。

0086

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは加熱エレメントのための基質で構成されてよい。

0087

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは2〜30 gの水を保持するように構成されてよい。

0088

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックは加熱領域と非加熱領域から成ってよい。

0089

本技術のもう1つの態様によれば、非加熱領域は加熱領域の上流に位置する上流非加熱領域から成ってよい。

0090

本技術のもう1つの態様によれば、上流非加熱領域は加熱領域より早いウイッキング(wicking)速度としてよい。

0091

本技術のもう1つの態様によれば、上流非加熱領域の長さは加熱領域の約5%〜約20%としてよい。

0092

本技術のもう1つの態様によれば、非加熱領域は加熱領域の下流に位置する下流非加熱領域から成ってよい。

0093

本技術のもう1つの態様によれば、下流の非加熱領域の長さは加熱領域の約20%〜約40%としてよい。

0094

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器のウイックはフレームに連結されてよい。

0095

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームは加湿器のチャンバーに取り外し可能で連結されるように構成されてよい。

0096

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームは加湿器の外側から取り外すように構成されてよい。

0097

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームはグリップ面で構成されてよい。

0098

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームは加湿器ウイックと加熱エレメント間の熱的接触を促進するように構成されてよい。

0099

本技術のもう1つの態様によれば、前記フレームは流路を伸ばすためにさらに空気流バッフルから成ってよい。

0100

本技術のもう1つの態様によれば、延長された経路はらせん形であってよい。

0101

本技術のもう1つの態様によれば、加熱エレメントは抵抗性のある電気トラックから成ってよい。

0102

本技術のもう1つの態様によれば、前記抵抗性のある電気トラックは回路基板上に配置してよい。

0103

本技術のもう1つの態様によれば、前記回路基板は可撓性の回路基板であってよい。

0104

本技術のもう1つの態様によれば、前記抵抗性のある電気トラックは1つまたはそれ以上の抵抗素子のより糸から成ってよい。

0105

本技術のもう1つの態様によれば、1つまたはそれ以上の抵抗素子のより糸は、加湿器チャンバーの表面の周りに複数のループを形成することができる。

0106

本技術のもう1つの態様によれば、加熱エレメントは複数のループを固定するための接着剤をさらに含んでよい。

0107

本技術のもう1つの態様は、加湿器のウイックにおける1つまたはそれ以上の温度を測定するように構成された1つまたはそれ以上の温度センサーを含めてよい。

0108

本技術のもう1つの態様によれば、複数の温度センサーを空気流の方向に沿って配置してよい。

0109

本技術のもう1つの態様には、加湿器ウイックの飽和状態を示すように構成されたセンサーを含めてよい。

0110

本技術のもう1つの態様によれば、飽和状態を示すために、温度センサーを水供給入り口から最も離れた加湿器のウイックの周辺に配置してよい。

0111

本技術の1つの態様は加湿器の、例えば医療加湿器、加湿器のウイックの安定性を決定する方法に関する。加湿器は加湿器ウイックおよび1つまたはそれ以上の信号を受信するようにおよび/または1つまたはそれ以上の信号を発生するように構成されたコントローラを含めることができ、加湿器のウイックは水量を保持するように構成できる。前記方法はコントローラで入力値のセットを決定することを含み、ここで入力値のセットは加湿器のウイックの状態を示し、入力値のセットは少なくとも1つのユーザ入力、少なくとも1つのセンサーおよび記憶装置によってコントローラに提供され、入力値のセットと基準値のセットに基づき、コントローラで加湿器の条件を決定し、決定された条件に基づきコントローラで信号を生成し、加湿器のウイックを加湿器で使用することの適合性を示す。

0112

本技術のもう1つの態様によれば、入力値のセットは、ウイック型のデータ、ウイックの使用データおおよび測定したウイック条件データの1つまたはそれ以上を含むことができる。

0113

本技術のもう1つの態様によれば、入力値のセットがウイック型のデータを含む場合は、ウイック型のデータは、ウイックモデル製造日、ウイックの材料、ウイックの構造、ウイックの寸法および最初の水容量を含むことができる。

0114

本技術のもう1つの態様によれば、入力値のセットがウイックの使用データから成り、ウイックの使用データは以下の1つまたはそれ以上を含むことができる:最後の取り換え日、使用時間、加湿器のウイックを使用して蒸発した水量、および加湿器のウイックの洗浄回数

0115

本技術のもう1つの態様によれば、入力値のセットが測定したウイック条件データを含む場合は、測定したウイック条件データは測定温度、水容量および水含有量の1つまたはそれ以上を含むことができる。

0116

本技術のもう1つの態様によれば、条件セットは水容量、水含有量おおび残留有用寿命の1つまたはそれ以上を含むことができる。

0117

本技術のもう1つの態様によれば、基準値のセットは温度を含むことができる。

0118

本技術のもう1つの態様によれば、基準値のセットは温度勾配を含むことができる。

0119

本技術のもう1つの態様によれば、基準値のセットは参照テーブルを含むことができる。

0120

本技術のもう1つの態様によれば、前記方法はコントローラで生成された信号に対応して、視覚および/または可聴通信装置を使用して、加湿器のウイックの適合性についてユーザと交信することをさらに含むことができる。

0121

本技術のもう1つの態様は、加湿器、例えば医療加湿器、の加湿器ウイックの水含有量を決定する方法に関する。加湿器は加湿器ウイックと、1つまたはそれ以上の信号を受信しおよび/または1つまたはそれ以上の信号を発生するように構成されたコントローラを含むことができ、加湿器ウイックは水量を保持するように構成できる。この方法は、加湿器のウイックの第1の領域と熱的接触のある第1の温度センサーと、加湿器のウイックの第2の領域と熱的接触のある第2の温度センサーを提供すること、熱入力を加湿器のウイックに適用すること、例えば加熱エレメントで、第1の温度センサーと第2の温度センサーで測定した温度セットを測定すること、第1の温度センサーと第2の温度センサー、例えばコントローラ、における予測した温度セットを決定すること、第1の温度センサーと第2の温度センサーから受信した測定温度セットの比較と、予測した温度セットに基づき加湿器ウイックの水含有量を決定することを含むことができる。

0122

本技術のもう1つの態様によれば、予測された温度セットは加湿器のウイックへの水流量と熱入力の割合の1つまたはそれ以上に基づき決定できる。

0123

本技術のもう1つの態様によれば、第1の温度センサーは加湿器のウイックにまたはその周辺近くに配置することができる。

0124

本技術のもう1つの態様によれば、第1の温度は加湿器のウイックの水入り口から最も離れた加湿器のウイックの周辺に配置してよい。

0125

本技術のもう1つの態様によれば、測定温度セットの温度が予測温度セットの対応する温度の閾値範囲の外にあるかどうかを比較により決定できる。

0126

本技術の1つの態様は、加湿器から、例えば医療加湿器、送出された空気流の流路における凝結の発生を検出する方法に関する。この方法は流路にある第1のセンサーで空気流の第1の特性の第1の測定を決定すること、流路にある第2のセンサーで空気流の第1の特性の基準値を決定すること、第1の測定値と基準値を、第1のセンサーと第2のセンサーと通信しているコントローラで比較すること、コントローラでの比較に基づいて流路で凝結が発生したか決定すること、流路で凝結が発生したかどうかを示す信号をコントローラで生成することから成る。

0127

本技術のもう1つの態様によれば、第1の特性における低下があった場合、第1の測定に対する基準値から凝結の発生をコントローラで決定することができる。

0128

本技術のもう1つの態様によれば、第1の測定に対する基準値から第1の特性の低下は所定の閾値以上であってよい。

0129

本技術のもう1つの態様によれば、基準値は第1の特性の第2の測定であってよい。

0130

本技術のもう1つの態様によれば、第2の測定は第1の測定の上流で決定してよい。

0131

本技術のもう1つの態様によれば、基準値は空気流の第1の特性の予測であってよい。

0132

本技術のもう1つの態様によれば、予測は定常状態の条件に基づいて決定してよい。

0133

本技術のもう1つの態様によれば、予測は下記の1つまたはそれ以上に基づいて決定してよい:空気流の圧力、空気流の流量、周囲温度、周囲湿度、周囲圧力、空気流への熱伝導率、空気流と周囲との間の熱伝導率。

0134

本技術のもう1つの態様によれば、空気流の第1の特性は湿度、温度、または温度の変化率である。

0135

本技術のもう1つの態様によれば、予測は定常状態に基づいて決定してよい。

0136

本技術の1つの態様は、加湿器の加湿器ウイックに蓄積した外雑物の位置および/または蓄積率を制御する方法を対象とするものである。加湿器は、加湿器ウイック、加湿器ウイックに熱を加える加熱エレメント、加湿器ウイックに水を供給する水供給メカニズムおよび1つまたはそれ以上の信号を受信するおよび/または1つまたはそれ以上の信号を生成するように構成されたコントローラ、水量を保持するように構成された加湿器クイックから成ってよい。この方法は、コントローラで下記の少なくとも1つを変化させて加湿器の加湿器ウイック上の水の境界の位置および/またはパターンを制御することから成ってよい:加熱エレメントから加湿器ウイックへの熱出力、水供給メカニズムから加湿器ウイックへの水の流量;および加熱エレメントからの熱出力および/または水供給からの水量を調整することによる加湿器ウイック内の水分布のパターン。ここに水の境界の場所および/またはパターンを制御すると、水の境界の位置および/またはパターンに基づき、加湿器ウイックの所定の領域における外雑物の蓄積を生じる。

0137

本技術のもう1つの態様によれば、この方法はセンサーで水の中の外雑物の含有量を検出すること、センサーで検出した外雑物の含有量に基づきコントローラで水質を決定することをさらに含めることができる。

0138

本技術のもう1つの態様によれば、センサーで水の中の外雑物の含有量を決定することは、水の伝導率を測定することをさらに含めることができる。

0139

本技術のもう1つの態様によれば、センサーで水の中の外雑物の含有量を検出することは、水の抵抗率を水と接触した電極で測定することをさらに含めることができる。

0140

本技術のもう1つの態様によれば、電極は加湿器ウイックと加湿器ウイックに入った水中に配置でき、電極で測定した抵抗率は、加湿器ウイックに蓄積した外雑物のレベルに直接相関することができる。

0141

本技術のもう1つの態様によれば、水供給メカニズムからの水の流量が変化すると、水の流量を最少水量と最大水量の間で変化させることができる。

0142

本技術のもう1つの態様によれば、水の流量はリニアにまたは正弦関数的に変化させることができる。

0143

本技術のもう1つの態様によれば、水の境界の位置を制御すると、水の境界の位置は少なくとも第1の位置と第2の位置の間で移動するように往復運動で変化させることができる。

0144

本技術のもう1つの態様によれば、加熱エレメントから加湿器ウイックへの熱出力が変化すると、熱出力は最少熱出力と最大熱出力の間で変化させることができる。

0145

熱出力をリニアにまたは正弦関数的に変化させることができる請求項103の方法。

0146

もちろん態様の部分は本技術の準態様を形成することができる。また、いろいろな準態様および/または態様は、いろいろな様式で組み合わせることができ本技術の追加の態様または準態様を構成することができる。

0147

技術のそのほかの特徴は、以下の詳細な説明、要約、図面および請求項に含まれる情報を考慮すれば明らかであろう。

図面の簡単な説明

0148

本技術は制限ではなく、実施例によって説明され、添付の図面における数字において同じ参照番号は同じエレメントを参照する。
4.1治療システム
図1Aは、RPT装置4000からの陽圧の空気の供給を受ける。鼻枕の形態の患者インタフェース3000を着用した患者1000を含むシステムを示す。RPT装置からの空気は、加湿器5000の中で加湿され、空気回路4170を通って患者1000に供給される。ベッドパートナー1100も示されている。
図1Bは、RPT装置4000からの陽圧の空気の供給を受ける。鼻マスクの形態の患者インタフェース3000を着用した患者1000を含むシステム示す。RPT装置からの空気は、加湿器5000の中で加湿され、空気回路4170を通って患者1000に供給される。
図1Cは、RPT装置4000からの陽圧の空気の供給を受ける。フルフェース・マスクの形態の患者インタフェース3000を着用した患者1000を含むシステム示す。RPT装置からの空気は、加湿器5000の中で加湿され、空気回路4170を通って患者1000に供給される。4.2治療4.2.1呼吸システム
図2Aは鼻と口腔喉頭声帯食道、気管、気管支、肺、肺胞嚢心臓および横隔膜を含むヒト呼吸器系統概観を示す。
図2Bは鼻腔鼻骨外側鼻軟骨大鼻翼軟骨小鼻上唇下唇、喉頭、硬口蓋、軟口蓋、中咽頭、舌、喉頭蓋声帯ひだ、食道および気管を含むヒト上気道の概観を示す。4.3 患者インタフェース
図3は、本技術の1形態による鼻マスクの形態の患者インタフェース3000を示す。4.4 RPT装置
図4Aは本技術の1形態によるRPT装置4000の分解立体図を示す。
図4Bは本技術の1形態によるRPT装置4000の空気回路の模式図である。上流と下流の方向が示されている。
図4Cは本技術の1形態によるRPT装置4000の電気コンポーネンツの模式図を示す。4.5呼吸波形
図5は、ヒトの睡眠時の典型的な呼吸波形のモデルを示す。横軸が時間を表し、縦軸呼吸流量を表している。値が変動すると、典型的な呼吸は次のような概略値を示す:1回換気量、Vt, 0.5L,吸入時間、Ti, 1.6s,最大吸気流量、Qpeak, 0.4L/s,呼気時間、Te, 2.4s,最大呼気流量, Qpeak, -0.5L/s。 呼吸の全持続時間 Ttotは約4sである。ヒトは換気装置を使用して典型的には1分あたり約15回の割合で(BPM)呼吸する。Vent 約7.5L/分。典型的な負荷サイクル、TiとTtotの比は約40%である。4.6 加湿器
図6Aは先行技術による加湿器の1形態を示す。
図6Bは図6Aの先行技術による加湿器で、リザーバ5110が加湿器ドック5130から取り外してある。
図7は本技術の1態様による加湿器5000の透視図を示す。
図8はさらに水吐出メカニズム5150およびリザーバ5110を含む加湿器の模式図7である。
図9Aは図7の加湿器の側面の断面図を示す。
図9Bは本技術の1態様による加湿器5000の側面の断面図を示す。
図10は図7の加湿器5000の一部の分解斜視図で、加湿器ウイック5230とウイックフレーム5232が示されれいる。
図11は本技術による加湿器用の加熱エレメント5220の1形態の透視図で、加熱エレメントは複数の加熱ゾーンから成っている。
図12は本技術の1つの態様による多重層ウイック5230を含む加湿器の側面の断面を示す。
図13は本技術の1つの態様による加湿器ウイック5230の透視図で、波型の内部表面からなる加湿器ウイックが示されている。
図14は加湿器5000の側面の断面図で、本技術の態様による加湿器ウイック5230の乾燥した領域5230_Dと湿った領域5230_Wが示されている。
図14は加湿器5000の側面の断面図で、本技術の態様による加湿器ウイック5230の乾燥した領域5230_Dと湿った領域5230_Wが示されている。
図15は加湿器5000の側面の断面図で、本技術の1態様による加湿器の複数の変換器の配置が示されている。
図15は加湿器5000の側面の断面図で、本技術の1態様による加湿器の複数の変換器の配置が示されている。
図16は加湿器の側面の断面図で、本技術のさらなる態様による温度センサー5514_5が示されている。
図17は加熱エレメントの出力と加湿器によって空気流に追加された湿度の関係の一例である。
図18は加熱エレメントの温度と加湿器によって空気流に追加された湿度の関係の一例である。
図19は加熱エレメントの出力といろいろな空気流量において加湿器によって空気流に追加された湿度の関係の一例である。
図20は本技術の1態様による加湿器5000の透視図で、ここでは加熱エレメント5220が抵抗素子でできている。
図21は本技術の1態様による加湿器アルゴリズム5600の代表例を示す。
図22は本技術の1態様によるウイック条件決定アルゴリズムの1例のアルゴリズム5610Aのフローチャートを示す。
図23は本技術の1態様によるウイック条件決定アルゴリズムのもう1つの例のアルゴリズム5610Bのフローチャートを示す。
図24は本技術の1態様によるウイック条件決定アルゴリズムのもう1つの例のアルゴリズム5610Cのフローチャートを示す。
図25は本技術の1態様によるもっともらしさチェックアルゴリズムの実例のアルゴリズム5620Aのフローチャートを示す。
図26は本技術の1態様によるRPT装置4000、加湿器5000および患者インタフェース3000から成る実例の呼吸治療システム描写を示す。
図27は本技術の1態様によるRPT装置4000、加湿器5000および患者インタフェース3000から成る実例の呼吸治療システムの描写を示す。
図28は本技術の1態様によるRPT装置4000、加湿器5000および患者インタフェース3000から成る実例の呼吸治療システムの描写を示す。
図29は温度変化と加熱エレメントの出力を相関する典型的なグラフを示す。
図30Aは加熱エレメントによって加えられたパワーと時間を相関する典型的なグラフを示す。
図30Bは加熱エレメントによって加えられたパワーと時間を相関するもう1つの典型的なグラフを示す。
図31は本技術の1態様による加湿器5000の側面の断面図で、送出前チャンバーが示されている。
図32は本技術の1態様による加湿器5000の側面の断面図で、加湿器の中心に向けて位置する加湿器ウイックが示されている。
図33は本技術の1態様による加湿器5000の側面の断面図で、空気トリップエレメントが示されている。
図34は本技術の1態様による加湿器5000の側面の断面図で、ウイックの上流の非加熱領域、ウイックの加熱領域およびウイックの下流の非加熱領域が示されている。

実施例

0149

本技術をさらに詳細に説明する前に、本技術は本明細書に記載された変わることのある特定の実施例に限定されないことを理解されたい。またこの開示で使用されている専門用語は、本明細書中議論される特定の実施例のみを記述するのが目的であり、限定する意図のないことを理解すべきである。

0150

以下の記述は1つまたはそれ以上の共通の特性および/または特徴を共有するいろいろな実施例に関連して提供される。任意の1実施例の1つまたはそれ以上の特徴は、別の実施例または他の実施例の1つまたはそれ以上の特徴と組み合わせ可能であることを理解されたい。さらに任意の実施例における任意の単一の特徴または特徴の組み合わせが、さらなる実施例を構成できる。
5.1 治療システム

0151

1つの形態において、本技術は呼吸器疾患を治療するシステムから成る。例えば、システムはRPT装置4000、加湿器5000、空気回路4170および患者インタフェース3000から成ってよい。
5.2 治療

0152

1形態において、本技術は陽圧を患者1000の気道入り口に適用するステップから成る呼吸障害の治療の方法から成る。
5.2.1 OSAのための鼻CRAP

0153

1形態において、本技術は患者に鼻連続陽圧気道圧を適用して患者における閉塞性睡眠時無呼吸を治療する方法から成る。

0154

本技術のある実施例において、陽圧の空気が患者の1つまたは両方の鼻孔を通して鼻腔に供給される。
5.3患者インタフェース3000

0155

本技術の1態様による非侵襲患者インタフェース3000は、(例えば図3に示すような)下記の機能面を有している:シール形成構造3100、プレナムチャンバー3200、位置決めおよび安定化構造3300および空気回路4170へ接続するための接続口3600。患者インタフェース3000はさらに図3に示すようなある形態の額支持3700を含むことができる。場合によっては、機能面は1つまたはそれ以上の物理的コンポーネントによって提供されてよい。ある形態では、1つの物理的コンポーネントが1つまたはそれ以上の機能的態様を提供することができる。使用中は、気道への空気の供給が陽圧になるようにシール形成構造3100は患者の気道入り口を囲むように配置される。

0156

1つの形態において、患者インタフェース3000は、吐き出した二酸化炭素をウォッシュアウトできるように構築されかつ配置されたベント3400を含む。

0157

本技術によるベント3400の1形態は、例えば約20から約80または約40から約60または約45から約55の穴を有している。

0158

ベント3400はプレナムチャンバー3200に位置してよい。代案として、ベント3400は例えば、自在軸受のような分離構造の中に位置してよい。
5.4 RPT装置4000

0159

本技術の1態様によるRPT装置4000は、機械的および空気的コンポーネント4100、電気的コンポーネント4200から成り、1つまたはそれ以上のアルゴリズムを実行するようにプログラムされている。(例えば、図4Aに示す)RPT装置は、2つの部分に形成された、上部4012と下部4014,外部ハウジング4010を有する。さらに外部ハウジング4010は1つまたはそれ以上のパネル(複数)4015を含むことができる。RPT装置4000は、RPT装置4000の1つまたはそれ以上の内部コンポーネントを支持するシャーシ4016を含んでよい。1つの形態において、空気ブロック4020はシャーシ4016で支持されるかまたはその一部として形成される。RPT装置はハンドル4018を含んでよい。

0160

(例えば図4Bに示す)RPT装置4000の空気路は、入口フィルター4112、入り口マフラー4122、陽圧で空気を供給できる圧力装置4140(例えば送風機4142)および出口マフラー4124を含んでよい。圧力センサー4272および流れセンサー4274のような1つまたはそれ以上の変換器4270を空気路に含めるかまたは連結してよい。

0161

空気ブロック4020は、RPT装置4000内にある空気路の一部とすることができる。

0162

RPT装置4000は、電源4210のような電気コンポーネント4200、1つまたはそれ以上の入力装置4220、中央コントローラ4230、治療装置コントローラ4240、圧力装置4140、1つまたはそれ以上の保護回路4250、メモリー4260、(例えば、1つまたはそれ以上の流量センサー4274、圧力センサー4272および速度センサー4276のような)変換器4270、データ通信インタフェース4280および(例えば、ディスプレイ4294およびディスプレイ・ドライバー4292などの)1つまたはそれ以上の出力装置4290から成ることができる。電気コンポーネント4200は単一のプリント板ユニット(PCBA)4202上に置くことができる。代案として、RPT装置4000は1つ以上のPCBA 4202を含んでよい。

0163

RPT装置4000の中央コントローラ4230は、事前処理モジュール、治療エンジンモジュール圧力制御モジュールおよび故障条件モジュールのような1つまたはそれ以上のアルゴリズムモジュールを実行するようにプログラムできる。
5.4.1 RPT装置の機械的および空気的コンポーネンツ4100
5.4.1.1空気フィルター(複数)4110

0164

本技術の1形態によるRPT装置は、空気フィルター4110または複数の空気フィルター4110を含むことができる。

0165

例えば、空気フィルター4110は入口空気フィルター4112として送風機4142の空気通路の上流の初めに、または出口空気フィルター4114としてRPT装置の出口に置いてよい。図4Bを参照。
5.4.1.2マフラー(複数)4120

0166

本技術の1形態として、入り口マフラー4122は圧力装置4140の上流または圧力装置4140の下流のような空気通路に置かれる。
5.4.1.3 圧力装置4140

0167

本技術の1形態として、陽圧の空気流を生成する圧力装置4140は制御可能な送風機4142である。例えば送風機は、ボリュートの中に収めた一つまたはそれ以上のインペラーを有するブラシレスDCモータ4144を含む。送風機は例えば約120リットル/分の陽圧の空気を、約4cmH2Oから約20cmH2Oの範囲またはそのほかの形態で約30cmH2Oまでの範囲で吐出できる。送風機は、その開示をここに参考のため包含する下記の任意の1つ特許または特許出願に記載されている送風機であってよい:米国特許番号7,866,944;米国特許番号8,638,014;米国特許番号8,636,479;およびPCT特許公開番号WO 2013/020167。
5.4.1.4漏れ防止弁4160

0168

本技術の一形態において、加湿器5000と空気ブロック4020の間に漏れ防止弁が置かれる。この漏れ防止弁は、加湿器5000から上流に、例えばモータ4144へ、水が流れるリスクを低減するために構成されかつ配置される。
5.4.1.5空気回路4170

0169

本技術の態様に従った空気回路4170は、空気ブロック4020と患者インタフェース3000間に空気流ができるように構築されかつ配置される。いくつかの形態において空気回路4170は、空気回路4170を通って流れる空気流を加熱するように構成された加熱エレメントを含むことができる。加熱エレメントから成る空気回路4170の1例が米国特許8,733,349に開示されており、ここに参考のため包含する。

0170

1つの形態において、空気回路4170は複数のゾーンから成ってよく、それぞれが互いに独立して制御される加熱エレメント4171から成る。
5.4.1.6酸素補給4180

0171

本技術の1形態において、補充酸素4180が例えば空気ブロック4020の上流、空気回路4170へまたは患者インタフェース3000へなど、空気通路中の1つまたはそれ以上のポイントに補充される。
5.4.2 RPT装置電気コンポーネンツ4200
5.4.2.1電源4210

0172

本技術の1形態として、電源4210はRPT装置4000の外部ハウジング4010の中にある。本技術のもう1つの形態において、電源4210はRPT装置4000の外部ハウジング4010の外にある。

0173

本技術の1形態において、電源4210はRPT装置4000にのみ電力を供給する。本発明のもう1つの形態において、電源4210はRPT装置4000と加湿器5000の両方に電力を供給する。
5.4.2.2入力装置4220

0174

本技術の1形態において、RPT装置4000は作業者が装置と交流できるように、ボタン、スイッチまたはダイアルの形態の1つまたはそれ以上の入力装置4220を含む。ボタン、スイッチまたはダイアルは物理的装置またはタッチスクリーンからアクセスできるソフトウエア装置であってよい。1つの形態において、ボタン、スイッチまたはダイアルはハウジング4010に物理的に接続するかまたはもう1つの形態では、中央コントローラ4230と電気的接続にあるレシーバーとの無線通信であってよい。

0175

1つの形態において、入力装置4220は作業者が値および/またはメニューオプションを選択できるように構築されかつ配置される。
5.4.2.3中央コントローラ4230

0176

本技術の1形態において、中央コントローラ4230は入力装置4220から入力信号(複数)を受信し、出力装置4290および/または治療装置コントローラ4240へ出力信号(複数)を提供するように構築された専用の電子回路である。

0177

1形態において、中央コントローラ4230はアプリケーション特有集積回路である。中央コントローラ4230は離散的電子コンポーネンツを含んでよい。

0178

本技術のもう1つの形態において、中央コントローラ4230はx86 INTELプロセッサーのようなRPT装置4000を制御するのに適したプロセッサーである。

0179

本技術のもう1つの形態によるRPT装置4000を制御するのに適したプロセッサーは、ARM HoldingsのARM Cortex-Mプロセッサーに基づいたプロセッサーを含む。例えば、STMICROELECTRONICS のSTM232シリーズマイクロコントローラを使用できる。

0180

本技術のさらなる代案の形態によるRPT装置4000を制御するのに適したもう1つのプロセッサーは、ARM9-に基づいた32-ビットRISCCPUから選択された要素を含む。例えば、STMICROELECTRONICS のSTR9シリーズ・マイクロコントローラを使用してよい。

0181

本技術のある代案の形態において、16ビットRISCCPUをRPT装置4000のプロセッサーとして使用できる。例えば、TEXAS INSTRUMENTSが製造しているマイクロコントローラのMSP430ファミリーからのプロセッサーを使用できる。

0182

中央コントローラ4230は、1つまたはそれ以上の変換器4270、1つまたはそれ以上の加湿器の変換器および1つまたはそれ以上の入力装置4220からの入力信号のような入力信号(複数)を受信するように構築できる。

0183

中央コントローラ4230は、1つまたはそれ以上の出力装置4290、治療装置コントローラ4240、データ通信インタフェース4280および加湿器コントローラ5550に出力信号(複数)を提供するように構築できる。

0184

本技術のいくつかの形態において、中央コントローラ4230または複数のこのような中央コントローラは、メモリー4260のような非一時的コンピュータ可読の記憶媒体に保存されたコンピュータプログラムとして表される1つまたはそれ以上のアルゴリズムのような本明細書に記載の1つまたはそれ以上のアルゴリズムを組み込むように構成されてよい。場合によっては、以前に議論したように、このようなプロセッサー(複数)はRPT装置4000に組み込んでよい。しかし本技術のいくつかの形態では、呼吸治療の吐出を直接制御することなく、本明細書に記載の任意の方法論を実施する目的で、RPT装置4000の圧力生成コンポーネントとは離散的に組み込むことができる。例えば、このようなプロセッサーは、本明細書に記載の任意のセンサーからの保存されたデータを解析して、RPT装置のための制御設定を決める目的で、本明細書に記載の任意の方法論を実施できる。
5.4.2.4時計4232

0185

RPT装置4000は、中央コントローラ4230に接続された時計4232を含めることができる。この時計は、モニター、カウントまたは記録時間のすくなくとも1つに設定される。
5.4.2.5治療装置コントロ—ラ4240

0186

本技術の1形態において、治療装置コントローラ4240は、中央コントローラ4230が実行するアルゴリズムの一部をなす圧力制御モジュールである。

0187

本技術の1形態において、治療装置コントローラ4240は専用のモータ制御の集積回路である。例えば、ONSEMIが製造しているMC33035ブラシレスDCモータコントローラの1形態である。
5.4.2.6保護回路4250

0188

本技術によるRPT装置4000は、1つまたはそれ以上の保護回路4250を含む。

0189

本技術による保護回路4250の1つの形態は、電気的保護回路である。

0190

本技術による保護回路4250は、温度および/または圧力安全回路である。
5.4.2.7メモリー4260

0191

本技術の1形態により、RPT装置4000はメモリー4260、例えば非揮発性メモリー4260、を含む。いくつかの形態において、メモリー4260はバッテリー駆動スタティックRAMを含むことができる。いくつかの形態では、メモリー4260は揮発性RAMを含むことができる。

0192

メモリー4260はPCBA 4202上に置いてよい。メモリー4260は、EEPROMまたはNANDフラッシュの形態とすることができる。

0193

追加でまたは代案として、RPT装置4000は、例えばSecure Digital (SD)標準で作ったメモリーカードのようなの取り外し形態のメモリー4260を含むことができる。

0194

本技術の1つの形態において、メモリー4260は、1つまたはそれ以上のアルゴリズムのような、本明細書に記載の1つまたはそれ以上の方法論を表現するコンピュータプログラムのインストラクションが搭載された非一時的なコンピュータ可読記憶媒体として働く。
5.4.2.8変換器4270

0195

変換器はRPT装置4000の内部でも外部でもよい。外部変換器は空気回路4170、加湿器5000および/または患者インタフェース3000の上に置いてもまたはその一部を形成するものであってよい。外部変換器4270は、データをRPT装置に送信または移送するドップラーレーダ動きセンサーのような非接触センサーの形態であってよい。

0196

本技術の1つの形態において、1つまたはそれ以上の変換器4270を空気の特性を、例えば空気通路の中または周囲空気の1つまたはそれ以上のポイントにおいて、測定するように構築しかつ配置してよい。もう1つの形態において、1つまたはそれ以上の変換器4270を、モータ速度および/またはモータの電流のようなRPT装置4000の特性を測定するように構築してよい。
5.4.2.8.1 流れ4274

0197

本技術による流れ変換器4274は、例えばSENSIRIONのSDP600シリーズ差圧変換器のような、差圧変換器に基づいたものとすることができる。差圧変換器は流体回路流体連結されており、圧力変換器のそれぞれの1つが流れ制限エレメント中の第1のポイントと第2のポイントに接続されている。

0198

使用中は、流れ変換器4274からの合計流量Qtを示す信号を中央コントローラ4230が受信する。
5.4.2.8.2 圧力4272

0199

本技術による圧力変換器4272は、空気回路と流体接続となるよう配置される。適当な圧力変換器の例は、HONEYWELLASDXシリーズのセンサーである。代案の適切な圧力変換器は、GHENERAL ELECTRICのNPAシリーズのセンサーである。

0200

使用中は、圧力変換器4272からの信号を中央コントローラ4230が受信する。1つの形態において、圧力変換器4272からの信号を中央コントローラ4230が受信する前にフィルターを通すことができる。
5.4.2.8.3モータ速度4276

0201

本技術の1形態においてモータ速度信号が生成される。モータ速度信号は治療装置コントローラ4240によって提供できる。モータ速度信号は、例えばホール効果センサーのような速度センサーで生成できる。
5.4.2.9データ通信インタフェース4280

0202

本技術の1形態において、データ通信インタフェース4280を提供でき、中央コントローラ4230に接続できる。データ通信インタフェース4280は遠隔外部通信ネットワーク4282に接続可能である。データ通信インタフェース4280はローカルの外部通信ネットワーク4284に接続可能である。好ましくは、遠隔外部通信ネットワーク4282は遠隔外部装置4286に接続可能である。好ましくは、ローカル外部通信ネットワーク4284はローカルの外部装置4288に接続可能である。

0203

1つの形態において、データ通信インタフェース4280は中央コントローラ4230の一部であってよい。もう1つの形態において、データ通信インタフェース4280は、中央コントローラ4230とは別の集積回路であってよい。

0204

1つの形態において、遠隔外部通信ネットワーク4282はインターネットであってよい。データ通信インタフェース4280は有線接続(例えば、イーサネット登録商標)経由または光ファイバー)またはインターネットに接続する無線プロトコルであってよい。

0205

1つの形態において、ローカル外部通信ネットワーク4284はBluetooth(登録商標)または消費者赤外プロトコルのような1つまたはそれ以上の通信標準を利用する。

0206

1つの形態において、遠隔外部装置4286は1つ以上のコンピュータ、例えばネットワーク・コンピュータのクラスターであってよい。1つの形態において、遠隔外部装置4286は、物理的コンピュータと言うよりむしろ仮想コンピュータであってよい。いずれの場合でも、このような遠隔外部装置4286には臨床医のような適切に権限を与えられた人がアクセスできる。

0207

ローカル外部装置4288は、パーソナルコンピュータ携帯電話タブレットまたは遠隔制御であってよい。
5.4.2.10オプションのディスプレイ、警報4290を含む出力装置

0208

本技術による出力装置4290は、視覚、オーディオおよび触覚ユニットの一つまたはそれ以上の形態をとることができる。視覚ディスプレー液晶表示装置(LCD)または発光ダイオード(LED)ディスプレーであってよい。
5.4.2.10.1 ディスプレー・ドライバー4292

0209

ディスプレー・ドライバー4292は入力としてディスプレー4294に表示する文字記号または映像を受信し、それらをコマンドに変換してディスプレー4294にこれらの文字、記号または映像を表示させる。
5.4.2.10.2 ディスプレー4294

0210

ディスプレー4294は、ディスプレー・ドライバー4292から受信したコマンドに対応して文字、記号または映像を視覚的に表示するように設定される。例えば、ディスプレー4294は8セグメント表示であってよく、この場合ディスプレー・ドライバー4292は例えば数字“0”のような文字または記号のそれぞれを8つの論理信号に変換し、8つのそれぞれのセグメントが特定の文字または記号を表示するように活性化するかどうかを指示する。
5.5加湿器
5.5.1 加湿器の概要

0211

図7に示したような本技術の1つの形態において、空気流が患者の気道の入口に送出される前に、周囲空気(患者周りの空気)に関して空気流の含水率または絶対湿度を上げるための加湿器5000が提供されている。加湿器5000は、空気導管4170を経由して、空気流を受け取るためのRPT装置4000に直接または間接的に連結されるように構成される。加湿器5000は、RPT装置4000の上流または下流に置いてよい。1例では、約70%から90%の相対湿度、例えば80%相対湿度で、約25oCから30oC、例えば27oCの加湿された空気の流れを吐出することができる。

0212

加湿器5000は、空気流を受け取る空気入口5002と湿度を上げた空気流を吐出する空気出口5004から成ってよい。
5.5.2 加湿器のコンポーネンツ
5.5.2.1リザーバ5110

0213

本技術の1態様に従い、加湿器5000は図8に示すリザーバー5110を含む(または連結する)ことができる。リザーバー5110は、空気流の絶対湿度を上げるのに使用する水(または薬物、香り付け剤またはこのような添加物を含む混合物)の所定の最大量を保持するように構成してよい。

0214

1形態において、リザーバー5110は、少なくとも1日に患者が睡眠中に使用する数百ミリリッターの水を保持するように構成してよい。しかしその他の形態では、可搬の旅行用の小さなリザーバーまたは病院システム用の大きなリザーバーのようなその他のサイズも適している。さらに、リザーバー5110は水道に替えたりまたは水道に接続することができる。

0215

いくつかの配置によれば、リザーバー5110は水量検出器5112を含めるかまたはこれに連結することができ、これによりリザーバー5110中の水量を決めることができる。水量検出器5112は、1つまたはそれ以上の存在する人、重量、光学特性超音波特性またはリザーバー5110の水のヘッド(高さ)の1つまたはそれ以上に基づいて水の容量を決めることができる。例えばPCT特許出願番号PCT/AU2014/050286に記載されているメカニズムまたは方法のいずれも本技術で使用するのに適切なものである。この全文を相互参照としてここに包含する。

0216

いくつかの形態では、例えば図8に示すようなリザーバー加熱エレメント5221を含めるかまたはこれに連結して、水が加湿器チャンバー5200に入る前に水を加熱するようにリザーバー5110を構成してよい。

0217

1つの形態において、例えばそれぞれのチャンバーが異なる液体を含むなど、リザーバー5110は複数の液体チャンバーを含んでよい。1例において、第1のチャンバーは水を含み、第2のチャンバーは薬物(例えば、液中に溶かしたもの)または香り付け剤(例えばティーツリー油)を含んでよい。複数の液体チャンバーからの液体は、加湿器への吐出の前またはその間に混合するするかまたは加湿器5000の中で混合してよい。代案として、加湿器は複数の液体チャンバーから液体の1つを任意の時間に吐出することができる。
5.5.2.2 水吐出メカニズム5150

0218

本技術の1態様によれば加湿器5000は、リザーバー5110から加湿チャンバー5200へ水の流れを吐出する水吐出メカニズム5150を含んでよい(図8参照)。水吐出メカニズム5150は、水ポンプ5152と水吐出導管5154を含んでよく、水の流れを加湿チャンバー5200へ吐出する水供給入り口5206と流体接続とすることができる。水吐出メカニズム5150は追加でまたは代案として、1つまたはそれ以上の流体チャネル毛細管チャネルまたは穴を含んでよい。水吐出メカニズム5150はある形態では、リザーバー5110から加湿チャンバー5200への水の吐出を制御するためにさらにバルブ(例えば、水チェックバルブ5158)を含んでよい。ただし水供給入り口5206への水の吐出を許可しかつ防止するものでなければならない。例えばこのバルブは、加湿器が運転中にのみ水の流れがリザーバー5110から加湿チャンバー5200へ移るように制御的に許可するように構成してよい。

0219

加湿チャンバー5200は、水吐出メカニズム5150からの水の流れを受け取る加湿器ウイック5230のような水保持機能を含んでよい。いくつかの形態では、加湿器ウイック5230中の水の分布をよりよく制御するために(例えばより均一に)、加湿器5000は複数の水吐出メカニズム5150および/または複数の水供給入り口5206を含むことができる。この開示では、明示的に特記のない限り、水の流速はリザーバー5110から加湿チャンバー5200までの水の平均流速を意味する。

0220

加湿器5000が提供するように構成されている流速(複数)は、加湿器5000の構成、周囲条件(例えば、周囲温度/湿度)のような期待される運転条件の範囲、加湿器の運転パラメータ(例えば、加熱エレメント5220の最大熱出力、加湿器ウイック5230の最大水容量)および/または治療条件(例えば、治療圧力空気流速、患者の快適さ/好み)のようないろいろなファクターで変動する。例えば、治療圧力の変更は水の流速の変更のみ生じ、これは加湿器コントローラー5550による応答によるものまたは水の吐出メカニズム5150の特性によるものなどである。

0221

1形態において、加湿器5000が提供できる水の流量の範囲は0ml/分から2ml/分、例えば0ml/分から1ml/分または0ml/分から0.5ml/分である。1形態において、加湿器5000は多数の離散的水流量の1つを提供するように構成でき、例えば0.0ml/分、0.2ml/分、0.4ml/分、0.6ml/分または0.8ml/分で、提供出来る水の流量の上限と下限は0.0ml/分と0.8ml/分である。ほかの形態では加湿器5000は、流量のアナログ制御を提供することによって上限と下限の間の任意の流量を提供できるように構成できる。水流量の上限と下限は、最大湿度出力、加湿器を通る空気の最大流量、加湿器のサイズおよびウイックの特性(例えば、露出表面積および/または水容量)の1つまたはそれ以上の加湿器の態様によって変動する。少なくとも1つの水以外の(または水に加えて)液体を使用する場合は、それぞれの液体の流量はそれに応じて変動する。加湿器5000の運転中の特定の時間における流量も、特定の時間における一式の運転条件に依存する。例えば、空気流量が35l/分で所望の追加湿度が15ml/分の場合、0.5ml/分の水が必要になる。

0222

呼吸治療における空気流量は、例えば患者の呼吸サイクルのため短期間で変動することに注意されたい。しかし空気流量に基づいて適当な水の流量を決定するなどのいくつかの例では、加湿器のアルゴリズムは空気流量を利用でき、この場合このような変動の影響を取り除くかまたは低減される。このようにして空気流量はローパスフィルターを通すかまたは連続平均に基づいてよく、この場合時定数(例えば、フィルタリングにおけるまたは平均時間)は呼吸変動の影響を低減するかまたは取り除くために十分に長くなる。

0223

RPT装置における空気の流れの圧力(空気圧としても知られる)とその下流の空気路の圧力は、例えば4から30cmH2Oの間で治療中に変動することがある。したがって水ポンプ5152は、加湿器5000におけるいろいろな空気圧力に対して一貫性のある水流量を吐出するように構成してよい。水ポンプ5152によって提供される水流量は、加湿器5000における空気圧とは無関係(即ち影響を受けない)であってよい。このような水ポンプ5152は、空気圧は治療システムの制御性の改善のためにそこに提供された加湿の量とは無関係に変動するという点で有利である。

0224

1形態において、水ポンプ5152容積式ポンプであってよい。もう1つの形態において、メーター性ポンプ、蠕動ポンプ自重送りのポンプまたは送風機の圧力を利用するポンプなどのそのほかの多くのタイプのポンプを水吐出メカニズム5150で使用するのに適切である。ドリップバッグのような高架水槽(図示せず)も適しており、水を吐出するのに自重送りのポンプとして作動する。

0225

ポンプ5152を通る水の流量が空気圧の影響を受けることがあるいくつかの形態では、水ポンプ5152を通る流量はそれに応じて補正することができる。例えば図8に示すように水吐出メカニズム5150は、追加で1つまたはそれ以上の測定するための計量メカニズム5156および/または水ポンプ5152を通る水の流量を制御するための水チェックバルブ5158を含むことができる。代案として加湿器コントローラ5550を、空気圧力に従って水ポンプ5152を制御して空気圧力の任意の変化の影響を補正するのに使用できる。このような制御を可能にする入力として、空気圧力の測定値を加湿器5550が受信できる。いくつかの形態では、水吐出メカニズム5150を通る水流量を制御することによって、空気流量の任意の変化(例えば、漏れの変化によるもの)を補正するのに加湿器5550を使用することができる。

0226

もう1つの配置(図示せず)では、RPT装置4000で生成された圧力を利用することによって水を汲み上げるように水ポンプ5152を構成してよい。こうすれば水をリザーバ5110から加湿チャンバー5200へ汲み上げるのに圧力を使用できる。このような配置における水の流量は空気量の関数であり得て、この配置における加湿器5000は水の流量を調節する制御弁をさらに含めることができる。

0227

いくつかの形態では、加湿器5000は以下に詳細を説明する水吐出メカニズム5150における閉塞またはリザーバ5110における水の不足のような状態を検出する故障検出メカニズムを含んでよい。例えば、容積型ポンプに閉塞が生じるとモータが失速し、ポンプは停止してしまう。さらに加湿器5000は、例えばウイック5230における沈殿物堆積および/または汚染を検出するように構成してよい。堆積または汚染は加湿器5000の性能に逆影響を与え、水を吸収するウイック5230の能力を下げる。
5.5.2.3加湿チャンバー5200

0228

1態様によれば、加湿器5000は加湿チャンバー5200を含めることができ、ここでは空気流に水分を加えて、患者1000に供給する前に絶対湿度を上げる。図9Aにその断面を示す1形態では、加湿チャンバー5200は加湿器ウイック5230、水供給入口5206および加熱エレメント5220を含むことができる。

0229

加湿チャンバー5200は、水供給入り口5206を通してリザーバ5110と流体接続または水を受け取るようにしてよい。水供給入り口5206は、ある形態では0.5mmから3mmの間の例えば1mm、2mmまたは2.5mmの内径を含めることができる。水供給入口5206は、例えば汚染物質の蓄積による水供給入口5206の閉塞のリスクを低減するように十分大きくすることができる。

0230

1形態において、加湿チャンバー5200は外への断熱を行い、同時に加湿チャンバー5200の内部、内部にあるコンポーネンツを保護するように構成された外側ハウジング5202を含むことができる。外側ハウジング5202は、一緒に連結された入り口部5202a、ヒーターのカバー部5202bおよび出口部分5202cのような複数の部分を含めてよい。入り口部5202aは空気入口5002を含むことができ、出口部分5202cは図9Aに示すように空気出口5004を含めてよい。水供給入り口5206は入り口部5202aの中に位置するように示されているが、任意の部分5202a、5202b、5202cに位置してよい。複数の水供給入口5206がある場合は、追加の水入口5206は外側ハウジング5202の1つまたはそれ以上の部分5202a、5202b、5202cの中に位置する。ヒーターカバー部5202bは、加熱エレメント5220にあり、それを保持するように構成されてよい。いくつかの配置では加熱エレメント5220は、図9Aに示すように内部ハウジング5204と外部ハウジング5202のヒーターカバー部5202bの間に保持することができる。加熱エレメント5220は、加熱エレメント5220と加湿チャンバー5200間の熱伝導の改善のいくつかの形態において、内部ハウジング5204に固着してよい。内部ハウジング5204は、加熱エレメント5220を水分に暴露されるのを隔絶するように、それでも加熱エレメント5220から加湿器ウイック5230へ熱の伝達ができるように、構成される。

0231

図9Bは本技術によるもう1つの形態における加湿器5000を示す。この形態では、例えば断熱のために空隙を作るために、外側ハウジング5202のヒーターカバー部5202bを加熱エレメント5220から離して設置する。ヒーターカバー部5202bも、図9Bに示すように水供給入り口5206を囲んでよい。

0232

内部ハウジング5204に適した材料は、熱的に伝導性のある材料、例えばアルミとその合金また熱的に伝導性のある重合体熱可塑性の材料、例えば熱伝導率の改善のためのガラスまたはカーボン充填でできたポリカーボネートアクリロニトリルブタジエンスチレン(PC/ABS)、ポリアミド(例えば、ナイロン)またはポリフェニレン硫化物(PPS)が含まれる。内部ハウジング5204は、加湿器5000に剛性を与えるのに適した硬い材料でよい。ただしある形態では、加湿器のそのほかの材料が十分な構造的剛性を提供する場合には可撓構造を使用できる。外側ハウジング5202に適した材料には、PC/ABSのような重合体材料が含まれ、外側ハウジング5202は熱可塑性のエラストマーTPE)のようなエラストマー部を含むことができる。外側ハウジング5202は、10mmから50mmの直径と約1〜3mmの厚さとしてよい。内部ハウジング5204の厚さは、約1〜3mmで使用する材料によって、例えば十分な熱伝導率を達成するために、変動してよい。このような寸法と配置は1例であり、制限する意図のないことを理解されたい。内部ハウジング5240および/または外部ハウジング5202は、示したものと異なる形状および/または異なる部分数、例えば1つ、2つ、4つ、5つまたはそれ以上の部分に形成してよい。

0233

1つの態様によれば、水供給入り口5206は、図8に示すように水を加湿器ウイック5230に吐出するように水供給メカニズム5150と流体連絡としてよい。ある場合には加湿器5000は、外雑物の加湿チャンバー5200へのおよび/または水の流れからウイック5230中への侵入を低減するように構成されてよい。水フィルター5214は、(図8に示すように)リザーバ5110の出口またはその近くに、または水供給入り口5206の上流(その前に)に位置することができる。水フィルター5214またはそのパーツは、交換可能かまたは掃除できるように構成してよい。いくつかの形態では(例えばリザーバ5110中の水質が低いおよび/またはリザーバ5110中の水の硬度が高い)、水フィルター5214は純水装置(図示せず)を含めてよい。

0234

いくつかの配置では(図示せず)、水供給入り口5206は空気入口5002よりも空気出口5004に近づけて位置してよい。このような配置では、ウイック5230における水の流れの少なくといくつかの部分が、加湿チャンバー5200における空気流の方向と反対方向に流れるように仕向けられる。このようにしてウイック5230の中のまた空気流の中の水の温度と湿度の勾配が最適化され、その間の温度差湿度差が最適化されて加湿性能が改善される。

0235

もう1つの態様によれば、加湿チャンバー5200は、例えば加湿性能を改善するために、空気流が加湿チャンバー5200内にある間、長さおよび/または滞留時間を延長して、流れの中の乱流を促進し、および/または蒸発表面積を大きくするように構成された空気流バッフル5208(図9A,9Bおよび図10)をさらに含めることができる。1形態において空気流バッフル5208は、加湿チャンバー内を移動する空気の通路を伸ばすために、図10に示すらせん形のような曲がりくねった通路を通るように空気の流れを強制する。このようにして、空気流バッフル5208は1つまたはそれ以上のバッフルエレメントで構成され、それぞれが1つまたはそれ以上のらせん、傾斜、曲面または乱流を増やしおよび/または加湿チャンバー5200における空気流の通路を伸ばすように配置される。例えば、空気流バッフル5208は加湿チャンバー5200を通る空気流の通路の長さを、加湿チャンバー5200の直線部の長さと比較して約20%から約1000%の間で長くできる。換言すれば、バッフル5208がないと加湿チャンバー5200を通る空気流は、入口5002から出口5004まで直接またはリニアに通ることができる。しかしバッフル5208を追加すると、入口5002から出口5004まで加湿チャンバー5208を横切るために空気の流れが通らなければならない通路の抵抗または長さが増すことになる。例えば、通路の長さは約50%から約750%、約100%から約300%のように、約200%のように長くなる。本技術のいろいろな実施例において、空気流バッフル5208で長くなる量は、加湿器5000の特定の配置および/または要求事項によって変動することが理解されよう。

0236

加湿チャンバー5200に空気流バッフル5208を包含すると、空気流バッフル5208なしに使用する加湿チャンバー5200における。空気流の通路の長さと比較して、加湿チャンバー5200の長さなどサイズが小さくなるのに役立つ。代案としてまたは追加で、加湿チャンバー5200はさらに1つまたはそれ以上の空気流トリップエレメント5209を蒸発面に沿って含むことができる。この空気流トリップ5209は空気流の乱流を増すことによって加湿性能を改善するように構成されている。空気流トリップエレメント5290(本明細書中で‘トリップエレメント’と称する)は、例えば持ち上げたステップまたは表面のように、空気流に対する障害を含むことができる。トリップエレメント5209は(例えばレイノルズ数で測定されるように)乱流の量を増やすことができ、これにより境界層の厚さが薄くなり、加湿器ウイック5230から空気流への水分の移送を促す。いくつかの形態では、トリップエレメント5209は空気流の方向に実質的に垂直な方向に空気流に対する障害をもたらすことができる。トリップエレメント5209の1例は図33に示すように、内部ハウジング5204の内部周辺上に位置する輪状のプリズム構造である。

0237

本技術のいくつかの形態において、空気流バッフル5208はメンブレンを含む。空気流バッフル5208は例えば同調チャンバー(または共鳴装置)の形状、または層流発達を促しノイズを下げるように構成された多数の狭い流路のようにノイズ低減のための音響エレメントをさらに含んでよい。1形態において、空気流バッフル5208で形成された流路は、反射されたノイズの低減を支援する高イナータンスを提供するよう構成されてよい。いくつかの配置において、空気流バッフル5208には、ノイズおよび/または振動を低減するための可変の減衰特性を含めてよい。

0238

いくつかの配置において、加湿チャンバー5200は空気流が加湿チャンバー5200を通過するときのの1つまたはそれ以上の特性を検出するためのバイパスポートを含めてよい。

0239

追加でまたは代案として加湿チャンバー5200は、患者の吸入相に対して空気流に湿度を加えるのみに構成されてよい。1形態において例えばバルブを使用して、少なくとも呼吸サイクルの一部に対して加湿チャンバー5200から空気流を方向転換させるのに使用できるバイパス路を含むことができる。これにより例えば呼気の間、呼吸サイクルのある期間加湿なしで患者インタフェース3000に空気流を送出できる。
5.5.2.3.1加熱エレメント5220

0240

空気の流れがベーパーの形で保持できる水分の量すなわち絶対湿度は、空気の流れの温度によって変動する。

0241

場合によっては、加湿器5000が受け取った空気の流れは、患者1000の気道の入口へ送達する適切な絶対湿度を保持するには冷たすぎることがある。さらに冷たい空気を送出すると、上記のように患者1000に不快感を生じることがある。このように加湿器5000には、例えば空気の流れを加熱するために熱を出力するように構成された加熱エレメント5220を含めてよい。1形態において、加熱エレメント5220は図9Aに示すように内部ハウジング5204と外部ハウジング5202の間など、加湿チャンバー5200内に位置してよい。代案としてまたは追加でリザーバー5110は、図8に示すように水が加湿チャンバー5200に入る前に水を加熱する加熱エレメント5221を含めてよい。

0242

加熱エレメント5220は、空気が加湿器5000を通過する時に空気の流れを加熱でき、また加湿器ウイック5230を加熱するなどして加湿チャンバー5200内の加湿を支援する。したがって加熱エレメント5220は高い要求度(即ち周囲空気が冷たく、乾燥している時)の加熱と蒸発にそれぞれ十分な熱エネルギーを提供するように構成される。

0243

加熱エレメント5220は、上記の要求事項を満足する多数の方法のうちの1つに構成できる。1形態において加熱エレメント5220は、最大40ワットの熱出力を発生する約10cm2の表面を含む。もう1つの形態において、加熱エレメント5220は同じ最大40ワットの熱出力を持った約40cm2の表面積を含む。最大熱出力値は40ワットに限定する必要はなく、加熱エレメント5220の表面積は加湿器5000の態様、例えば最大熱出力、サイズおよび/または形状に従って配置してよい。例えば、加熱エレメント5220は約5から100cm2の間、約10から60cm2の間、約20から40cm2の間のサイズの表面積を含む。加湿器5000の出力間の関係の例が図17と図19に示されており、加えた湿度と加熱エレメントの温度との関係の例が図18に示されている。サイズおよび/または加熱エレメント5220の熱出力は、本技術の特定の実施例において変動することがあることを理解されたい。例えば加熱エレメント5220は、低加湿および/または熱を送出するように構成された加湿器5000におけるよりも高加湿および/または熱を送出するように構成された加湿器5000において大きい。いくつかの形態では、大きな表面積の加湿チャンバー5200の加熱エレメント5220は、小さな表面積の加湿チャンバー5200より大きくなる。

0244

本技術の1態様によれば、加熱エレメント5220は区分(ゾーン化)することができる。すなわち、加熱エレメント5220は直接制御できるかおよび/または可変の特性を有する複数のセクションまたはゾーンから成ってよい。ある場合には、ゾーンの可変の特性は形状、熱出力、断熱性、ウイック5230への近接または水供給入口5206への近接を含む。さらに、それぞれのゾーンは加湿器コントローラ5550で互いに独立して制御可能で、場合によっては互いに関連して制御される。ゾーンの相対制御のできる加熱エレメント5220の例が図11に示されている。この例では、加熱エレメント5220は4つのゾーン5220_1、5220_2、5220_3および5220_4から成り、各ゾーンの加熱出力は加熱エレメント5220の合計熱出力の0から100%の間で、たとえば加熱エレメント5220の合計熱出力の0%、10%、20%、30%および40%で変動するように構成される。加熱ゾーンの数は2、3、5またはそれ以上のように異なる数であってよく、形状、サイズまたは最大熱出力のようなゾ−ンの特性は変動することがある。ゾーンはある形態で離間できるが、各ゾーンは互いに隣接してよい。場合によっては、各ゾーンにおいて変動する加熱出力を達成するために、各ゾーンは電気的に伝導性のある回路の変動する密集度を有する。

0245

加熱エレメント5220の1つの適切な形態は、基板上に抵抗性のある電気的トラックを含んでよい。この基板は、抵抗性のある電気的トラックとウイック5230の間に電熱性があり電気的に抵抗性のあるバリアとして使用可能な回路基板を含めてよい。1つの形態において、加熱エレメント5220は可撓の回路基板を含むことができる。もう1つの形態において加熱エレメント5220は、加熱トラックから誘電体層で分離された金属的熱的に伝導性のある基板を含むことができる。加熱エレメント5220の代案の形態も、加熱エレメント5220がウイック5230および/または加湿チャンバー5200へ熱出力を提供できるように構成されているのであれば誘電ヒーターとして適している。

0246

加熱エレメント5220の基板も少なくとも加湿器ウイック5230の一部を含むことができる。このようにして基板は、紙、フェルト、織って作った材料または任意の薄い吸収剤膜のような1つまたはそれ以上の吸収性材料を含むことができる。電気回路は基板上に配置して、印刷による、化学結合による、接着剤によるまたは織り交ざりによる抵抗性のある電気トラックを提供することができる。1つの形態において、導電性の材料を含む導電性インクを吸収性基板上に印刷できる。それにより導電性回路が吸収性基板の表面に形成される。

0247

導電回路は、本明細書のどこかに記載されている1つまたはそれ以上のセンサーに接続できる。追加でまたは代案として導電回路は、パラメータによって電気抵抗が変動する変動抵抗部分を含むことができる。変動抵抗部分の例には正の温度係数部分または負の温度係数部分を含めてよい。変動抵抗部分は、変動抵抗部分におけるまたはその近くの温度をその抵抗の変化により検出するなど、検出エレメントとして使用できる。正の温度係数(PTC)部分は、PTCカーボン・インクを紙の基板上に印刷することによって吸収性基板上に配置できる。

0248

いくつかの形態においては、吸収性基板に配置された任意の導電部分絶縁するために電気的絶縁体を吸収性基板上に配置できる。例えば、誘電インクを含む絶縁層を印刷して、紙の基板上に印刷された導電性インクを含む導電回路を絶縁する。

0249

もう1つの形態において加熱エレメント5220の抵抗性のある電気トラックは抵抗性ワイヤーを含む。この抵抗性ワイヤーは図20に示すように、例えば表面の周りに複数のループを形成して外側ハウジング5202の周りに巻きつける。1実施例において、ワイヤーのそれぞれのより糸は接着剤(例えばエポキシ)でワイヤーの隣接するより糸(複数)に固着してよい。もう1つの実施例では、ワイヤーの各より糸は絶縁層を含んでよく、熱がそこに加えられたとき隣接するより糸(複数)に固着するように構成されてよい。このように抵抗性ワイヤーの複数のループを外側ハウジング5202の周りに形成でき、熱は加熱エレメント5220に加えられ(例えば、外側にまたは加熱エレメント5220を通して電流を加えて)より線を共に固着する。

0250

上記のように、加熱エレメント5220は形状および/または構造における多数の可能な形態の1つをとることができる。加熱エレメント5220は(例えば図9Aと図11において)円筒形状となっているが、このような形状に限定する必要はないことを理解されたい。例えば、加熱エレメント5220はとりわけ平らな、長方形シート、押し出し円弧形状、長方形プリズムまたは複数の並列シートの形で構築できる。

0251

加熱エレメント5220は場合によっては使い捨てである。例えば、加湿チャンバー5200全体を使い捨てとでき、この場合加熱エレメント5220は、使い捨てコンポーネントの一部として加湿チャンバー5200内に一体として形成される。代案として、加熱エレメント5220は使い捨てとし、加湿チャンバー5200から取り外すことによって容易に交換できるよう構成される。例えば、据付のために加湿チャンバー5200の中へ滑り込ませて挿入する。
5.5.2.3.2加湿器ウイック5230

0252

本技術の1態様として、加湿器5000は加湿器ウイック5230のような水保持機能を含んでよい。水保持機能(例えば加湿器ウイック5230)は水量を保持するように構成されており、水はリザーバー5110から受け取り、蒸発させて空気流が患者1000に吐出される前に加湿する。水保持機能は、RPT装置4000から患者インタフェース3000までの空気通路の一部をそれが実質的に規定するように成形される。水保持機能は、例えば円筒形の通路など実質的に囲まれた通路を形成することによって空気通路の一部を規定できる。換言すれば水保持機能は、加湿器5000を通る空気の流れのための流路の少なくとも一部を囲むまたは実質的に囲むことができる。

0253

例えば水保持機能、例えば加湿器ウイック5230は空気の流路の少なくとも一部を軸方向に囲むまたは実質的に囲むような輪郭の形状を持つことができる。図7〜10、12〜16および31〜34に示す例では、加湿器ウイック5230は実質的に円筒断面の形状に輪郭を形成されたと理解してよい。しかし加湿器ウイック5230はU-型断面、V-型断面、長円形楕円または楕円断面、多角形断面(即ち、加湿器ウイック5230の内部が囲まれている限り断面は任意の数の側面を持つことができる)または放物線形状の形の輪郭形状を持つことができることも理解されたい。加湿器ウイック5230は、加湿器ウイック5230の内部およびその中の流路の少なくとも部分を完全に囲む輪郭の形状、例えば円断面、長円形、楕円または楕円断面、多角形断面を持ってよいことも理解されたい。代案として、加湿器ウイック5230は加湿器ウイック5230の内部およびその中の空気の流路の少なくとも部分を完全に囲まない輪郭の形状、例えばU-型断面またはV-型断面を持ってよい。

0254

本技術の1例において、加湿器ウイック5230はそこを通る空気の流れに直接接触する表面を規定する輪郭形状を持ってよく、その表面は実質的に平面でない輪郭形状を有している。換言すれば、表面は実際は3次元で、2次元ではない。

0255

サイズの小さい加湿器5000を維持しながら、加湿出力の目標レベルを達成するために、水保持機能が空気流との接触面積を最大にする空気路の一部を全体的に規定することは有益である。このようにすると、水保持機能が空気路の周辺の周りに全体的に配置され、水保持機能の一定の長さに対して空気路と水保持機能間の接触面積が最大になる。例えば、図10に示す加湿器ウイック5230は、円筒形状の加湿チャンバー5200の中に適合するように中空円筒の形をしており、円筒形状、囲まれた空気路を画成する。ほかの形状ももちろん適していることは理解されよう。

0256

加湿器ウイック5230に保持できる最大水量または加湿器ウイック5230の水容量は事前に決めることができる。1態様において、加湿器ウイック5230の水容量を十分に少なくして、加湿器5000の応答時間を短くする。すなわち、加湿器5000はその出力(例えば、湿度および/または温度出力)への変更を比較的短時間にもたらすことができる。加湿器5000の応答時間は、加熱された水量の関数であることは当事者によって理解されよう。このように、本技術による加湿器5000は比較的短い応答時間とすることができる。本技術のいくつかの形態において、加湿器5000の熱および/または湿度出力は、45秒、30秒または15秒以内のように約1分以内に変動するように、十分に短い応答時間で構成される。

0257

もう1つの態様によれば、最大の流量と最も乾燥した周囲条件において適切な加湿を行うために、加湿器ウイック5230の水容量は十分に大きい。ある形態では、加湿ウイック5230はそこに含まれた水が加湿器5000を通る空気流と接触できるように適切な大きさの表面積を含む。加湿器ウイック5230の水容量は約10グラム(g)であるが、約2g、6g、15g、20g、30gまたはこれらの値の間のそのほかの値も適切である。そのほかの形態において、加湿器ウイック5230のより大きいまたはより小さい容量は、加湿器のサイズと適用に依存して適切である

0258

加湿器ウイック5230の水容量が加湿器ウイック5230における水含有量と同じである状態は、ウイック5230の‘飽和’または‘洪水’と言う。ある場合には加湿器5000は、使用中に加湿器ウイック5230が飽和しないように運転される。加湿器ウイック5230が引き起こすデメリットには、加湿器ウイック5230から吸収されなかった水が移送されて(例えば空気流への取り込み)加湿器5000および/または空気回路4170への水滴持ち込みが含まれる。このように加湿器ウイック5230の飽和の検出が望ましく、以下に詳細を説明する。いくつかの場合には、このような移送に関連した任意の可能性を改善するために、例えば移送されたすべての水または凝縮を吸収して、空気回路4170はウイック5230の一部または第2のウイック(または水トラップ)を含むことができる。

0259

1つの態様によれば、ウイック5230は不均質配置および/または構造で(例えば、異方的にまたはゾーンで)構築してよい。このように水容量、空気に露出した表面積または熱伝導率のようなウイック5230の1つまたはそれ以上の特性は、ウイック5230の各領域に対しまたは方向によって変動する。例えば、ウイック5230は空気流の方向に沿ってまたは水供給入口5206からの距離に沿って不均質で、ウイック5230の厚さが変動することがあり、ウイック5230は水供給入口5206から離れるとそれだけ薄くなる。1つの形態において、ウイック5230の配置は、深さ、層の数、密度および/またはウイック5230の材料の1つまたはそれ以上で変動する。

0260

例えば加湿器ウイック5230は、図12に示す第1の層5230aと第2の層5320bの1つまたはそれ以上の層を含む。1つまたはそれ以上の層は、形態および/または機能において異なる。1つの例において、第1の層5230aは水供給入口5206と連絡する移送層で、第2の層5230bは第1の層5230aの上に置かれた蒸発層で、空気流と接する。この構造において、第1の層5230aは容量当たりの水および/または水の速い移送を最適化するように構成され、そして第2の層5230bは例えば、容量当たりの露出された表面積を増すことによって、改善された蒸発特性に対して構成される。いくつかの形態において、加湿器のウイック5230は1つまたはそれ以上の層が互いに独立して置き換えられるように構成でき、そこで1つまたはそれ以上の層は形態および/または機能において同じまたは同じでなくてよい。

0261

1つの形態において加湿器のウイック5230は、ウイッキングの率が第2の方向におけるより第1の方向において大きいように構成される。このような構造にすると、水の配分に所定の態様でバイアスがかかる。例えば加湿器のウイック5230は、空気流に垂直な方向におけるウイッキングの率が、空気流と平行な方向におけるウイッキングの率より大きくなるように構成される。このような構造は、空気流のより多くの異なる部分が加湿器のウイック5230と接触するようになるので、空気流の加湿の率を最大にするのに有利である。加湿器のウイック5230は、空気の流れの方向に対して例えば30度、60度または90度のような1つまたはそれ以上の方向に異方性を持つように構成される。

0262

いくつかの形態では、加湿器のウイック5230は、空気の流れに露出した合計表面積が増加するように構成された表面を含む。こうすれば加湿器のウイック5230によって保持された水が空気流と接触する面積増し加湿効率が改善される。例えば、加湿器のウイック5230は図13に示すように波型の内部表面を含むことができる。そのほかの適当な表面のタイプとして、1つまたはそれ以上のくぼみ型、穿孔型、多孔型, 織った、編んだ、織り目加工された、焼結された表面がある。

0263

本技術による加湿器のウイック5230は、単一の連続コンポーネント、アセンブリとして働く複数のコンポーネンツまたは不連続で離散的なウイッキング材料の集まりおよび/またはエレメントを含む。本明細書では、すべてまたは任意の上記のバリエーションを‘加湿器のウイック’5230と呼ぶ。加湿器のウイック5230はウイッキング材料の単一のピースとして構築される必要のないことを当事者は理解するであろう。

0264

加湿器のウイック5230は図9Aの例に示すように、加湿器5000の外周に向けて位置してよい。図9Aでは加湿器のウイック5230は加湿器5000を通る空気通路の外側の境界の少なくとも一部を形成するように示されている。追加でまたは代案として、加湿器ウイック5230は図32に示すように加湿器5000の中心に向けて位置し、加湿器ウイック5230は加湿器5000を通って空気流路外側境界から離して位置する。図32に示した構成において加湿器5000は、加湿器ウイック5230をその意図した場所に位置させおよび/または確保するために1つまたはそれ以上のウイックつっぱり5231を含む。1形態において、1つまたはそれ以上のウイックつっぱり5231は、図32に示すように加湿器ウイック5230を内部ハウジング5204に関して、加湿器ウイック5230を位置しおよび/または確保するように、内部ハウジングに取り外し可能にはめ込まれるように構成される。

0265

いくつかの形態では(例えば加湿器ウイック5230が加湿器5000の中心に向けて位置している)、液体をリザーバ5110から吐出するために、水供給入口5206が、図32に示すように加湿器5000の内部表面から加湿器ウイック5230に向けて伸びている突起を含む。水供給入口5206は図32に示すように導入部5207を加湿器5230の挿入方向へ追加で含み、加湿器ウイック5230の加湿器5000への挿入中に自己位置合わせ出来るようにする。

0266

もう一つの態様によれば、例えば加熱エレメント5220によって加湿器ウイック5230を加熱することができる。加熱されたウイック5230の1つの利点は、蒸発率を制御できることである。1形態において、加熱器ウイック5230は、例えば図12に示すように接触によって加熱エレメント5220に熱的に連結できる。これは加湿器ウイック5230と加熱エレメント5220間の熱的インピーダンスを有利に下げることができる。

0267

加湿器ウイック5230はある場合には、加湿器ウイック5230と部分的に熱接触している加熱エレメント5220によって部分的にのみ加熱される。1つの形態において加湿器ウイック5230は、加熱エレメント5220の上流および/または下流の非加熱領域並びに加熱エレメント5220と熱的接触している加熱領域を含む。加湿器ウイック5230の加熱領域5230Hは加熱エレメント5220にオーバーラップしてよく、上流の非加熱領域5230Uおよび下流の非加熱領域5230Dは加熱領域5230Hの上流と下流にそれぞれ伸びている。ここでは加熱エレメント5220にオーバーラップしていない。上流非加熱領域5230Uおよび/または下流非加熱領域5230Dも、加湿器5000の任意の伝導部分、図34に示す内部ハウジング5204ような加熱エレメント5220と密接な熱接触にある、と実質的にオーバーラップしていない。

0268

上流非加熱領域5230Uは、水供給入口5206によって吐出された水が、加湿器ウイック5230の加熱された領域5230Hの中に広がるまたは通る前に、上流非加熱領域5230U内に速く広がるように構成される。例えば、上流非加熱領域5230Uは加熱領域5230Hより高いウイッキング率を含むことができる。このような場合上流非加熱領域5230Uの水は、加熱領域5230Hにおける蒸発の発生の前にその中で広がることができる。このように加湿器ウイック5230はその中の水の空間的分布を改善することになり、ここでは水の境界は空気流の方向に垂直な方向、例えば加湿器5000の半径方向、に実質的に一致する。

0269

加湿器ウイック5230は下流非加熱領域5230D(図34に示す)を含み、この領域は加湿器ウイック5230からの未吸収の水の移送のリスクを軽減する追加の水保持能力を提供するのに使用される。例えば、下流非加熱領域5230Dは加湿器ウイック5230の加熱領域5230Hが何時も水で飽和されるように働き、追加の容量を提供してオーバーフローするリスクを軽減している。さらに下流の非加熱領5230Dは、空気流によって加熱領域5230Hの下流に取り込まれるおよび/または移送されるかもしれない非蒸発の水分を捕捉することができる。

0270

1つの形態において、上流非加熱領域5230Uの適切な長さは加熱領域5230Hの長さの約5%と約20%の間で、約8%と約15%の間、約8%と約12%または約10%の間である。長さ50mmの加熱領域5230Hを含む加湿器5000では、上流非加熱領域5230Uの適当な長さは約2.5mmと約10mmの間、約4mmと約7.5mmの間、約4mmと約6mmまたは約5mmの間である。1形態において、下流非加熱領域5230Dの適当な長さは加熱領域5230Hの長さの約10%と約50%の間、約20%と約40%の間、約25%と約35%または約30%の間である。長さ50mmの加熱領域5230Hを含む加湿器5000では、下流非加熱領域5230Dの適当長さは約5mmと約25mmの間、約10mmと約20mmの間、12.5mmと17.5mmまたは約15mmの間である。

0271

上流非加熱領域5230Uおよび/または下流非加熱領域5230Dのサイズは、加湿器5000の態様、例えばそのサイズ(例えば長さおよび/または直径)、加湿出力、加湿器ウイック5230のサイズ、加湿器ウイック5230の水容量、水の流速および/または水供給入口5206の数
によって変動する。

0272

加湿器ウイック5230の性能は、時間と共におよび/または使用すれば低下し、ある場合には加湿器ウイック5230がもはや使用に適しなくなる。例えば水からの微粒子のような外雑物が水が蒸発するときに加湿器ウイック5230上に集まりまたは蓄積する。場合によっては外雑物が溜まると、加湿器ウイック5230の水容量および/または熱伝導率が下がる。ある場合には加湿器5000を全く使用しなくても、加湿器ウイック5230は時間の経過とともに劣化する。さらに加湿器ウイック5230に集められた外雑物が加湿器ウイック5230から出て空気の流れの中に取り込まれることがあり、これは好ましくない。

0273

このように本技術の1態様では、加湿器クイック5230は掃除および/または交換できる。さらに水容量および/またはその残りの有用寿命のような加湿器ウイック5230の1条件を決めることができ、加湿器ウイック5230の交換が必要または取替の時期が来た時、その指示とメッセージを提供する。

0274

もう1つの態様によれば、加湿器ウイック5230上の外雑物の分布のパターンを決定しおよび/または制御できる。例えば、外雑物が所定のパターンに従って加湿器ウイック5230上に集まるのを助長するように加湿器チャンバー5200を構成できる。さらに外雑物が加湿器ウイック5230上に蓄積する所定のパターンを使用して、加湿器ウイック5230の残りの寿命指標とすることができる。例えば、外雑物が加湿器ウイック5230の1つの所定の領域から溜まり始めるように、また溜りが所定の方向へ成長するように加湿器ウイック5230を構成することができる。こうすれば、例えば所定の寿命指示領域における外雑物の蓄積の検出を使って、加湿器ウイック5230がもはや使用に適さないことを示唆することができる。このように加湿器ウイック5230が加湿器5000に残ったままで、加湿器ウイック5230の残りの寿命を決定できる。

0275

加湿器ウイック5230を使用中の例の配置を示す加湿器5000の断面を図14に示す(ウイックフィレーム5232は示さず)。この例では、加湿器ウイック5230は水量を保持しているが、水量は加湿器ウイック5230の水容量より少ない。よって加湿器ウイック5230は2つの領域を含むように示されており、水の境界で分けられた湿った領域5230_Wと5230_Dが5230_WBとして示されている。典型的には、水から加湿器ウイック5230への任意の外雑物の生成または蓄積は、大部分が境界端で生じ、ここが微粒子が乾燥するポイントである。よって本技術の態様の1つは、以下に説明するようにウイック5230の構築および/または外雑物管理アルゴリズムを使った水境界5230_WBの制御に関する。

0276

1形態において、ウイック5230は例えば皿洗い機の中での洗浄、別の薬剤を使っての消毒および/またはマイクロウエーブを使って洗浄できるよう構成できる。追加でまたは代案として加湿器ウイック5230は銀のような殺菌剤または抗菌剤を含むことができる。さらに加湿器5000は以下に説明する自浄アルゴリズム(例えば、汚染微生物数低減アルゴリズム)を含むことができる。

0277

1つの態様によれば、加湿器ウイック5230は、空気流に投入する薬物のような追加の物質または寿命表示装置を含むことができる。寿命表示装置は、変色して加湿器ウイック5230を交換すべきだとユーザまたは患者1000に指示する着色部を含むことができる。加湿器ウイック5230は、蒸発により患者1000に送られる空気流に放出される薬物を含むことができる。

0278

加湿器ウイック5230に適した材料は、紙、親水性繊維からなる複合材料およびセルロース繊維が含まれるがこれらに限定されない。加湿器ウイック5230は、本明細書に記載の加湿器ウイック5230の特性を発揮するために、上記の材料を1つまたはそれ以上の配置で(例えば、平らな、波型、等方性、異方性、層形状など)含むことができる。

0279

加湿器ウイック5230は、ある場合には加熱エレメント5220を含むまたは組み合わせることができる。本明細書のほかの場所に記載されているように、ウイック5230は加熱のための抵抗性トラック、水の保持のための吸着部(例えば、紙)および伝導部の基質としても働く蒸発部を形成する伝導部分(例えば、カーボンインンク)を含むことができる。1形態において加熱エレメント5220は、内蔵コンポーネントを創るためにウイック5230の片側または両側に連結(例えば印刷)してよい。内蔵コンポーネントは、ウイック5230の片側または両側に連結できる(例えば印刷)1つまたはそれ以上のコネクターをさらに含むことができる。例えばコントローラ5550への接続。

0280

加湿器ウイック5230は何らかの形でシートから構築できる。例えば、加湿器ウイック5230は、加湿器チャンバーの形状に適合するような管状形状に形成された紙シートを含むことができる。このシートは接着剤で固着でき、その適当な例はホットメルトオープン接着ウエブである。しかし多数の既知の接着剤も適していることは容易に理解されよう。

0281

加湿器ウイック5230は1つまたはそれ以上の加湿器変換器を含む。加湿器変換器と加湿器変換器から入力を受信する加湿器アルゴリズムについて下記に詳細に説明する。

0282

もう1つの態様において、加湿器ウイック5230は加湿器チャンバー5200に関して容易な挿入および/または取外しができるようにする形状に構築される。1形態において、タブ(図示せず)のような加湿器ウイック5230の一部は、加湿器ウイック5230がその動作位置にある時、取外しのためにアクセスできるよう構築される。さらに加湿器5000は、加湿器ウイック5230へのアクセスができるように(外部ハウジングコンポーネント5202_cなどの)コンポーネントを取外すことができるように図14に示すように構築してよい。追加でまたは代案として、加湿器ウイック5230は、作動位置に挿入する間自ら位置決めするように、加湿チャンバー5200と同様の形状に相補して、円錐台の形状に構築できる。
5.5.2.3.3 ウイックフレーム5232

0283

本技術のいくつかの形態において加湿器5000は、図9A、図9Bおよび図10に例を示したウイックフレーム5232を含むことができる。ウイックフレーム5232はウイック5230に連結され(例えば化学的に固着および/または機械的に連結)、例えばウイック5230を置くおよび/または成形し(例えば予め定められた場所および/または形状に)ウイック5230を加熱エレメント5220に接近して維持し、および/またはウイック5230の変形によって生じる流れインピーダンスの上昇を防止する。ウイックフレーム5232は、ウイック5230をデザイン通りに置くおよび/または成形するのを支援することによって(例えば、ウイック5230を図10に示すように円筒形状に維持することによって)、ウイック5230と加熱エレメント5220の間の熱接触を促進しまたは維持する。図10に示す形態では、ウイック5232は、図示されたショルダーのようにウイック位置決め器5233を含み、ウイック5230を組立品の中のウイックフレーム5232に関して位置決めするのを支援する。

0284

例えばグリップ5232_Gを提供することによってユーザおよび/または患者1000がウイックフレーム5232の挿入、取外しおよび/または取扱うためにウイックフレーム5232を置いたりおよび/または保持するのを支援するために、ウイックフィレームは加湿器5000に関してウイック5230の取外しおよび/または挿入を支援するように構成できる。1形態において、患者/ユーザがウイックフレーム5232を保持できるように、グリップ5232_Gは平らで板状の構成を含むことができる。ただし任意の数のそのほかの形状および/または構成も適切である。グリップ5232_Gは内部ハウジング5204のような周囲のコンポーネントのオープンエンドを通って伸長でき、(例えば加湿器5000の任意のほかのコンポーネンツを分解することなく)加湿器5000の外部からウイックフレーム5232および/またはウイック5230を取り外しできるように、ある形態ではグリップ5232_Gは加湿器5000の外部からアクセス可能である。追加でまたは代案として、ウイック5232は加湿器ウイック5230をバヨネットネジ摩擦合表面またはピンなどで加湿器ウイック5230を取り外し可能に加湿器5000に置くおよび/または固定するコネクター(図示せず)を含むことができる。当事者は多数のそのほかのコネクターも、加湿器ウイック5230を加湿器5000に、例えば外部ハウジング5202に、固定および/または置くのに使用できることを認識するであろう。

0285

グリップ5232_Gは識別のためにマークを付けるか(例えば色および/または指標を使用して)および/またはユーザがグリップ5232_G上に保持するのを支援するためにテクスチャー加工できる。加湿器ウイック5230が使い捨てのいくつかの形態では、例えば加湿器ウイック5230に一体に形成して、ウイックフレーム5232を加湿器ウイック5230と共に配置するよう構成できる。そのほかの場合では、例えばウイックフレーム5232が加湿器5000から取り外している間に加湿器ウイック5230を交換できるように、ウイックフレーム5232は加湿器ウイック5230を受け入れかつ保持するように構成できる。ウイック5232は新しいウイック5230を受け入れ、加湿器5000に挿入できる。いくつかの形態では、ウイックフレーム5232、ウイック5230および加熱エレメント5220を取り外しができないように連結し、ユニットとして使い捨てできるように構成できる。

0286

もう1つの態様によれば、ウイックフレーム5232は、患者1000がまたは病院または自宅環境で介護者が、3Dプリンターで印刷できるように構成できる。代案としてまたは追加で、ウイックフレーム5232は1つのコンポーネントとしてまたは複数の成形コンポーネンツのアセンブリとして成形できる。いくつかの形態において、ウイック5230とウイックフレーム5232は単一のコンポーネントとしてよい。

0287

1形態においてウイックフレーム5232は、ウイック5230の上流および/または下流にある1つまたはそれ以上の空気フィルターをさらに含むことができる。空気フィルターはウイック5230の上流に置いて、外雑物がウイック5230に入ったりおよび/または蓄積するのを低減する。代案としてまたは追加で、空気フィルターをウイック5230の下流に置いて、外雑物がウイック5230から患者1000に移動するのを低減する。

0288

もう1つの態様によれば、ウイックフレーム5232は上記の空気流バッフル5208を含むことができる。ウイックフレーム5232が空気流バッフル5208と組み合わされている場合は、ウイック5230は空気の流れの通路の表面の一部を形成する。この構成は接触の長さが空気の流れとウイック5230間で大きくなるという点で有利である。またこれにより加湿が改善される。
5.5.2.3.4加湿器フィルター5240

0289

加湿器5000のいくつかの配置では、1つまたはそれ以上の加湿器フィルター5240を使用できる。加湿器フィルター5240は、例えば蒸発した水由来の微粒子が空気の流れ中に入るのを防止することによって、空気の流れからの好ましくないコンポーネンツの量を低減するのに使用できる。加湿器フィルター5240は、入口5002(図14に示す)またはその近く、出口5004(図16に示す)またはそれらの間(図示せず)など加湿器中の任意の場所に置いてよい。1つ以上の加湿器フィルター5240を含めてよいことを理解されたい。加湿器5000の下流に位置した、例えば空気回路4170中に、フィルター(図示せず)は、空気の流れからの好ましくないコンポーネントの量を低減することによって加湿器フィルター5240と同様の機能を実質的に発揮する。
5.5.2.3.5送出前チャンバー5115

0290

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器5000は送出前チャンバー5115を含むことができる。その例を図31に示す。送出前チャンバー5115は、水を加湿器ウイック5230に送出するために、送出前チャンバー5115から水保持メカニズム(例えば、加湿ウイック5230)に水の供給を始める前にリザーバ5110から水量を受け取り保持する。送出前チャンバー5115は、水を加湿器ウイック5230に均等に送出するため複数の場所に加湿器ウイック5230に流体的に接続できる。

0291

図31に示す実施例では、送出前チャンバー5115はトロイドプリズムの形状をしており、水供給入り口5206から水を受け取り、加湿器ウイック5230へ送出するように構成されている。送出前チャンバー5115は、任意の水の伝達が送出前チャンバー5115から加湿器ウイック5230へ発生する前に、送出前チャンバー5115において所定量の水が要求されるように構成される。このように図31に示した例では、加湿器ウイック5230は、所定量の水が送出前チャンバー5115に導かれた後にのみ水の通過を許可するカップリングによって流体的に接続される。

0292

1つの形態において送出前チャンバー5115は、不浸透性の材料でできた壁を含んでよい。この材料は、可撓でGore-texTM繊維またはシリコンまたはポリカーボネート/アクリロニトリル・ブタジエンスチレン(PC/ABS)のような硬い材料である。送出前チャンバー5115は、送出前チャンバー5115中の水量が閾値(例えば、所定の閾値)を超えたとき、例えば送出前チャンバー5115の容量の約90%、開く複数のバルブ(送出前チャンバー5115中で半径方向に配置される)を経て加湿器ウイック5230に流体的に連結される。
5.5.2.4 加湿器変換器

0293

本技術の1つの態様によれば、加湿器5000は、空気流量、圧力、温度または湿度などの検出した特性を示す信号を生成するように構成された1つまたはそれ以上の加湿器変換器を含むことができる。このように加湿器5000は(図15に示すような)1つまたはそれ以上のセンサー5512を含むことができる。1つまたはそれ以上の温度センサー(例えば、図15に示すような5514_1、5514_2、5514_3、5514_4)および/または(図16に示す)湿度センサー5516、さらに多数のそのほかのセンサーである。加湿器5000は、空気流の方向に沿って配置された複数のセンサー、例えば図15に示す温度センサー5514_1、5514_2、5514_3、5514_4を含むことができる。追加でまたは代案として、加湿器5000は、空気流を横断する方向に置かれた複数のセンサーを含んでよい。

0294

温度センサー(例えば、5514_1、5514_2、5514_3、5514_4、5514_5、5514_6、5514_7および5514_8)が加湿チャンバー5200の内部にあるように示されているが、1つまたはそれ以上の温度センサーは、ヒーターカバー部外部ハウジング5202bの外表面にまたは加熱エレメント5220の一部として内部ハウジング5204上に設置してよいことに留意されたい。

0295

ある加湿器変換器は加湿器5000の中(例えば、図16に示した加熱エレメント温度センサー5514_HE)に設置してよいが、加湿器変換器は場合によっては加湿器5000の外側に、例えば空気回路4170の中または患者インタフェースの中に設置できる。

0296

1つまたはそれ以上の加湿器変換器の適切な位置は、それらの目的および/または1つまたはそれ以上の湿度センサー5516のそれぞれによって生成される入力信号として使用することのできるアルゴリズムによって変動する。ある場合には、例えばRPT装置4000のように、1つの空気通路における検出した特性を示す信号を生成するように構成された変換器は、加湿器5000のような空気通路の別の部分における検出した特性を決めるのに使用してよい。

0297

ある場合には、第1の場所で得た特性(例えば、空気流量、圧力、温度または湿度)の測定値は、第2の場所における同等な特性の推定に使用できる。例えば、加熱エレメントにある第1の温度センサーで得た温度測定値を使って、別の場所の水保持機能(例えば、加湿器ウイック)の温度を推定できる。これについては後で本明細書で詳細に説明する。
5.5.2.5 加湿器コントローラー5550

0298

1つの形態において加湿器5000は、スタンドアローン・コントローラーまたは(図4Cに示す)中央コントローラ—の一部である加湿器コントローラー4230を含む。加湿器コントローラー5550は、加湿器5000および/またはRPT装置4000のそのほかのコンポーネントのようなコンポーネントからの入力に基づいて1つまたはそれ以上の運転パラメータをモニターおよび/または制御できる。

0299

例えば加湿器5000は、加湿器変換器、入力装置4220またはメモリー4260のようなコンポーネンツからの入力を受信できる。さらに、加湿器5000は信号を加熱エレメント5220または水吐出メカニズム5150出力することができる。
5.5.3 加湿器アルゴリズム5600

0300

いろいろな加湿器アルゴリズム5600とそれらの例(例えば図21に示す)を以下に示す。これらは“加湿器アルゴリズム”と呼ぶが、これらは加湿器5000に保存する必要はなくおよび/または実行する必要はない。本明細書中で使用する用語“加湿器アルゴリズム”は、該アルゴリズムが加湿器5000に関連していることを意味している。例えば、加湿器アルゴリズム5600は中央コントローラ4230で実行でき、RPT装置4000のメモリーの中に格納される。ある場合には、アルゴリズム5600は、加湿器5000と交信するスマートフォンのような外部のコンピュータに保存されるかおよび/またはそこから実行できる。
5.5.3.1 加湿器条件決定・故障緩和アルゴリズム

0301

1つの態様によれば加湿器5000は、加湿器5000および/またはそのコンポーネンツの1つまたはそれ以上の状態を決定または検出するように構成されたアルゴリズムを含む。ある場合には加湿器5000は、1つまたはそれ以上の故障条件を改善するかまたは緩和するように構成された故障緩和アルゴリズムをさらに含むことができる。

0302

加湿器状態決定アルゴリズムは、リザーバー5110、水吐出メカニズム5150、加湿器ウイック5230、加熱エレメント5220または加湿器変換器のような加湿器コンポーネンツの状態を検出または決定できる。検出または決定された状態には、水リザーバー5110のような水量、水吐出メカニズム5150からのような水の流量または水容量および/または加湿器ウイック5230の水含有量が含まれる。
5.5.3.1.1 ウイック条件決定アルゴリズム5610

0303

上記のように、加湿器ウイック5230の性能および/または使用の適合性は、例えばウイック5230上への外雑物の蓄積または加湿器ウイック5230の劣化により、時間と共におよび/または使用している間に変化する。よって加湿器ウイック5230の水容量は変化し、空気の流れに提供できる加湿の量に影響を与える。

0304

本技術のもう1つの態様によれば、加湿器5000は、加湿器ウイック5230の1つまたはそれ以上の条件を決定するための1つまたはそれ以上のウイック条件決定アルゴリズム5610を含むことができる。加湿器ウイック5230の決定すべき1つまたはそれ以上の条件には、ウイックの使用の適合性、水容量、水含有量または加湿器ウイック5230の残留有用寿命が含まれる。

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