JP6005747B2 - 呼吸用加湿器の接続システム - Google Patents

Description

本発明は、呼吸ガスによる患者の人工呼吸のために呼吸用加湿器へ換気管を接続する接続システムに関するとともに、換気装置と、接続システムを有する呼吸用加湿器と、対応する換気配管系と、を備える換気システムに関する。

例えば、集中治療の病棟において患者に機械的な人工呼吸が施されるとき、人工呼吸対象の患者は、換気配管系によって換気装置または人工呼吸器へ空圧的に接続される。患者へ供給される呼吸ガスは、患者の生理学的ニーズを満たすように温度および湿度に関して調節されなければならないため、呼吸用加湿器は、呼吸ガスを加熱および加湿するために吸入管または吸気管に配置される。呼吸用加湿器は、蒸留水で満たされた液体容器を備えており、吸入用の空気は、この容器を通って導かれ、加湿される。

水分が換気配管系の内側に凝縮することがないように、吸入管及び呼気管すなわち吐出管は、動作中に流れる吸気および呼気を加熱する電気式の管ヒータを通常備える。例えば、吸気管または呼気管の内部へ一体化された加熱ワイヤのループが使用され、あるいは吸気管または呼気管に加熱ワイヤのコイルが巻き付けられる。

患者の付近に配置された温度センサによって呼吸用空気の温度は通常調節される、このセンサは、例えば呼吸用加湿器に設置された制御ユニットへ電気測定線によって接続される。したがって、個別の接続の数を最小限にするために、管コネクタに位置する電気配線の電気接触要素を空圧的接続要素と共同で設計することが論理的である。

電気接触要素が一体化された空気圧配管カプラが、例えば欧州特許出願第１１２７５８３号公報、独国特許第１９９５８２９６号公報、独国特許出願第１９７２５８７５号公報、および米国特許出願第２００３／００５９２１３号公報に記載されている。吸気管の２つの機能要素を呼吸用加湿器へ接続するシステムは、欧州特許出願第１３６９１４１号公報から周知である。接続要素または配管カプラは、呼吸用加湿器の液体容器に位置する雄のプラグ部を備えており、このプラグ部へ、吸気管の端部に位置する雌のスリーブ部を配置することができる。電気接触要素が吸気管のスリーブ部の側方に配置され、スリーブ部がプラグ部に配置されるとき、これらの要素が呼吸用加湿器のハウジングに位置する別の電気接点に接触して、電気的接続が確立される。

欧州特許出願第１３６９１４１号公報に記載の配管接続システムの欠点は、呼吸用加湿器への配置を、一方向だけ、すなわち上方からだけしか行うことができない点にある。接続が行われるまで、ハウジングに位置する電気接触要素が、独立した要素としてハウジングから不器用に突き出しているため、呼吸用加湿器の外観および実用性が損なわれている。この接続システムに起因する別の欠点は、呼吸用加湿器の設計の可能性の範囲を制限する点にある。したがって、この点に関して論理的な改善を行うことが、既存の装置においてはほぼ不可能である。

欧州特許出願第１１２７５８３号公報 独国特許第１９９５８２９６号公報 独国特許出願第１９７２５８７５号公報 米国特許出願第２００３／００５９２１３号公報 欧州特許出願第１３６９１４１号公報

したがって、本発明の目的は、換気管を呼吸用加湿器へ接続するための接続システムであって、電気接触要素同士を互いに接続可能にするさまざまな方法を提供するとともに呼吸用加湿器の設計および外観の改善を可能にする接続システムを提供することにある。

この目的は、請求項１の特徴によって達成される。好ましい詳細事項および実施形態は、引用形式の請求項に記載される。

本発明の一の概念によれば、換気管を呼吸用加湿器に接続する接続システムが提供され、換気管は、電気配線を備え、呼吸用加湿器は、ハウジングと液体容器とを備えており、接続システムは、液体容器に配置された第１の接続要素と、ハウジングに配置された第１の電気接触要素と、換気管へ接続可能な第２の接続要素と、換気管の電気配線へ接続可能な第２の電気接触要素と、を備えており、液体容器との換気管の空圧的接続を確立させることによって第２の接触要素と第１の接触要素との電気的接続も達成されるように第１の接続要素および第２の接続要素は第１の接続方向にて互いに接続可能である。この接続システムは、第１の接続方向とは異なる第２の接続方向、好ましくは第１の方向に対して実質的に垂直な方向において第２の接触要素と前記第１の接触要素との電気的接続が確立させることができることを特徴とする。これによって、１つまたは複数の換気管が接続された液体容器を、例えば呼吸用加湿器のハウジングの中へと横方向に摺動させることができ、呼吸用加湿器のコンパクトな設計が促進されるという利点をもたらす。

ここで、病院において使用される換気装置の配管システムおよび接続システムならびに液体容器が、多くの場合に、１回だけ使用される／使い捨ての物品として設計されている。従って、作業員が実行すべき接続作業の数が少なくて済むように、できるだけ多くの接続部を使い捨ての部品上に設けることが論理的であることに留意されたい。結果として、作業時間が大幅に短縮され、構成部品の不適切な接続の恐れが最小化される。液体容器と換気管とが接続される前の状況において、本発明の接続システムは、呼吸用加湿器のハウジングへの液体容器の挿入の前または後に管を接続可能な構成を提供する。このようにして、液体容器／換気管のキットを横方向に挿入することが、新規かつ好都合な設計の代案の可能性を開く。

第１および第２の接続要素は、好ましくは、管状に設計されているとともに円形の断面を備える。第１および第２の接続要素を、好ましくは第１の接続方向にて互いに軸方向に摺動させることができる。円形の断面は、実質的に換気管と液体容器との空圧的接続に関係することは、明らかである。次いで、電気接触要素の少なくとも特定の部分が、この断面の周囲に配置される。矩形、楕円形、または多角形などの他の断面形状も可能である。

また、好ましくは、第２の接続要素は、第１の接続要素または呼吸用加湿器のハウジングの凹部に係合して案内される外側突起を備える。このようにして、換気管および液体容器を、あらかじめ定められた方法、すなわち案内要素によって決定される方法で、互いに接続することができる。いくつかのガイドを該当の要素に配置することが可能である。しかしながら、接続システムごとにただ１つの案内要素を設けることが適切であり、きわめて効果的であることが明らかになっている。

また、第１および第２の電気接触要素の各々が複数の電気接点を備えることが好ましい。ここで、第１および第２の電気接触要素が同数の電気接点を有することが推奨される。電気接触要素ごとに６つの電気接点が、例えば換気配管系を介して電気加熱の電力、データ、および測定値を伝達するための充分な機会を提供することが明らかになっている。

第１および第２の接続要素の間の適切な空圧的および電気的接続の確立によって、電気信号経路が閉じることが特に好ましい。これにより、すべての接続が適切に確立されたことを、例えば呼吸用加湿器の表示装置で表示することができる。あるいは、他の種類の光信号および音響信号も可能である。

第１の電気接触要素が好ましくは凹部を備え、この凹部に対をなす第２の電気接触要素の突起を係合させて電気的接続を確立させることができる。このようにして、凹部および突起が、互いに隣接して位置し、例えば２つの方向からアクセス可能であり、すなわち上方および側方からアクセス可能であり、伝えるべき電力または電気的接触による接続の安定性に応じた種々の材料および寸法を備えることができる。同様のやり方で、電気接触要素に１つ以上のばねを設けることができる。

換気管が複数の電気配線を備えると好都合であり、好ましくは（少なくとも）１つが加熱ワイヤループまたは加熱ワイヤコイル、電源線、測定線、あるいはデータ線として設計される。このようにして、データまたは信号を呼吸用加湿器において評価できるだけでなく、例えば信号を患者から呼吸用加湿器へと送信することもでき、その逆も然りである。

さらに、本発明の一の概念によれば、換気装置と、第１の吸気管と、第２の吸気管と、呼吸用加湿器と、上述のとおりの２つの接続システムと、を備えており、これら２つの接続システムによって第１および第２の吸気管が呼吸用加湿器へと接続される換気システムが提供される。

特に好ましくは、第１の吸気管および前記第２の吸気管を、第１または第２の接続システムのいずれかを使用することによって接続することができ、呼吸ガスの流れの方向を、電気接触要素にもとづいて認識することができる。このようにして、呼吸用加湿器を柔軟に使用することができる。理由として、呼吸用加湿器は、換気装置（すなわち、呼吸用の空気の供給源）へ繋がる吸気管がどこに接続されているかを認識し、これにもとづいて呼吸用加湿器を通って流すべき呼吸用の空気の方向を決定するからである。したがって、吸気管の接続を逆にして故障につながることがないため、ユーザによる作業ミスがさらに減らされる。

添付の図面を参照して、例示的実施形態にもとづいて本発明を以下で説明する。

本発明による換気システムの一実施形態の概略図。 本発明による接続システムの好ましい一実施形態の一部分を備える液体容器の斜視図。 本発明による接続システムの好ましい実施形態の一部分を備える吸気管の斜視図。 本発明による接続システムの好ましい実施形態の一部分を備える呼吸用加湿器のハウジングの斜視図。 図４の拡大詳細図。 好ましい実施形態による２つの接続システムを備えている呼吸用加湿器の斜視図。

図１が、本発明による接続システムを有する換気システムの好ましい一実施形態の概略を示している。呼吸用加湿器１は、人工呼吸器３とＹ字形部品５との間に配置され、第１の吸気管または吸入管７と第２の吸気管または吸入管９とによって人工呼吸器３およびＹ字形部品５に接続されている。Ｙ字形部品５の簡素に設計された端部は、矢印によって示されるように人工呼吸対象の患者へ向けられる。最後に、呼気または吐出管１１は、人工呼吸器３とＹ字形部品５の残りの端部との間に配置される。

乾燥した呼吸ガスの流れは、人工呼吸器３において例えばブロア（図示されていない）によって生成され、このガスが換気装置を出て第１の吸気管７を通り、呼吸用加湿器１へ進む。呼吸用加湿器１において、呼吸ガスは、液体容器（図１には示されていない）へ周知の手法で導かれ、そこで加熱された液体によって加熱および加湿される。加熱および加湿された呼吸ガスは、呼吸用加湿器１から出て、第２の吸気管９を経てＹ字形部品５を介して患者へ供給される。

人工呼吸器３によって制御される呼吸サイクルに従って、消費された呼吸用の空気が患者から流れ戻り、Ｙ字形部品５において呼気管１１へ入り、人工呼吸器３へ戻る。

加熱ワイヤ１３は、第２の吸気管９の壁へ一体化されており、このワイヤは、らせん状に巻かれており、加熱コイルとして機能する。さらに、Ｙ字形部品５の近くの端部に配置された温度センサ１７から呼吸用の空気の加湿器１の制御ユニット（図示されていない）へ信号を伝達する電気測定線１５が第２の吸気管９に一体化されている。温度センサ１７の位置は、患者にできるだけ近いが、できるだけ容易に交換できるように設計された換気配管系の一部であるように選択される。

呼吸用加湿器１への第２の吸気管９の空圧的および電気的接続、すなわち吸入用ガスの接続ならびに加熱ワイヤ１３および測定線１５の接続は、第１の接続システム１９によって達成される。

呼気管１１も、やはりらせん状に巻かれて加熱コイルを形成する加熱ワイヤ２１の形態の管ヒータを備えている。呼気管１１を加熱する理由は、患者から戻る呼吸ガスが呼気管１１において凝縮し、例えば汚染された液体としてＹ字形部品５を通って患者へと流れ戻ることを防止することにある。呼気管１１の管ヒータは、連続的であっても、あるいはいくつかの部分にて形成されてもよい。呼吸用加湿器１を始点として、第２の接続システム２５、第１の吸気管７、および接続要素２７を介して呼気管１１へ進む電源線２３によって、加熱ワイヤ２１に電流が供給される。このようにして、第２の接続システム２５は、呼吸用加湿器１への第１の吸気管７の空圧的および電気的接続、すなわち吸入用ガスの接続および電源線２３の接続を呈する。

図２は、本発明による接続システムの好ましい一実施形態の一部分を備える液体容器４の斜視図である。液体容器４は、上部の両側に配置された２つの第１の接続要素６を備えている。２つの接続要素６間には凹部が形成されており、凹部は、ハウジングの突出部（図２では不図示）と結合して、図４〜図７に示されるように、容器がハウジングへ押し込まれてハウジングの突出部の周囲に嵌まることができるように設計されている。第１の接続要素６は、円形の断面を有する突き出した管状のソケットとして設計されているが、楕円形または多角形もしくは矩形の断面を有してもよい。

第１の接続要素６の各々から短い距離だけ離れて、すなわち第２の接続要素１４の押し込みを可能にするための充分な距離だけ離れて、ガイド８が存在しており、ガイド８は、第２の接続要素１４が第１の接続要素６へ容易に押し込まれることができるように、第２の接続要素１４を軸方向に整列させる役目を果たす。また、第１の接続要素６が液体容器４の縁よりも突き出してはいないことは、見て取ることができる。これは、液体容器４がその後部または上部へと落下する場合に損傷を被りにくいという利点をもたらす。補給管１０は、適切な接続片によって液体容器４へ接続されている。液体容器４の容積が限られているため、液体容器４の内部の水が特定の水準を下回って低下した場合に、補給管１０によって新たな水が供給される。液体容器４の材料は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）などの適切な透明プラスチックである。しかしながら、他の適切なプラスチック材料も、使用可能である。

図３が、本発明による接続システムの好ましい実施形態の一部分を備える吸気管９の斜視図である。第１の吸気管９の一端部は、接続片を形成しており、この接続片のうちの管から遠ざかる方を向いた端部が第２の接続要素１４によって形成されている。さらに、接続片は、この接続片の片側に配置された第２の電気接触要素１６を備えている。電気接触要素１６は、突起１８として設計された電気接点を備えている。また、接続片は、把持要素２０も備えており、把持要素２０は、接続片の側面、すなわち第２の電気接触要素１６から約９０°離れて位置しており、この把持要素２０は、接続を断つための力が加わる地点として機能する。第２の接続要素１４は、第２の電気接触要素１６の反対側の外面に、軸方向に延びるとともに、図２に示したガイド８に係合可能な細長い突起１２を備えている。視覚および触覚の両方の意味で魅力的な設計を実現するために、接続片は、接続システムが液体容器４に取り付けられた状態にあるときに実質的に閉じたカバー面を形成するように意図された斜めのスカートを備えている。

好ましい実施形態においては、第２の接続要素１４は、ガイドに沿って第１の接続要素６へと最後まで押し込まれ、すなわちストッパとして機能する液体容器４に当接するまで圧入によって押し下げられる。あるいは、係止機構を２つの接続要素６、１４の間に配置してもよく、例えば把持要素２０を押すことによって再び解放することができる。

図４は、本発明による接続システムの好ましい実施形態の一部分を備える呼吸用加湿器１のハウジング２の斜視図である。ハウジング２は、水平部分および垂直部分を有する実質的に「Ｌ」字形状を有し、液体容器４（図４には示されていない）の液体を加熱するように機能する加熱板を水平部分に備えている。ハウジング２は、垂直部分の自由端のほぼ中央から延びる斜めの突出部を備えており、この突出部が、表示ユニットと操作要素とが設けられたユーザインターフェイス２２を備えている。ハウジング２の内部は、とりわけ、例えば種々の温度センサから受信される信号にもとづいて加熱板の出力を調節することができる制御ユニットを備えている。さらに、ハウジング２は、本発明の範囲には属さない他の機能要素も備えることができる。ハウジング２の垂直部分の上部領域の側方に、図３に示した接続片の第２の電気接触要素１６にはめ合わせられる第１の電気接触要素２４が形成されている。

図５が、図４の右上領域の拡大図を示している。第１の電気接触要素２４は、実質的に垂直なハウジングの壁の上端に配置され、切り欠きに設置されており、電気接点は、第２の電気接触要素１６の突起１８（図３を参照）と正確に結合する凹部２６によって形成されていることを、見て取ることができる。図３および図５に示したとおりの電気接触要素１６および２４を併せて考慮することで、図３の接続片と図４のハウジング２との間の電気的接続を、上方からの挿入および水平方向に横からの挿入の両方によって達成できることを、導き出すことができる。

図６は、本発明の好ましい実施形態による２つの独創的な接続システムを備えている呼吸用加湿器の斜視図である。図６の目的は、図２の液体容器４を図３の管接続片（２つ存在している）および図４に示したハウジング２に組み合わせることにある。液体容器４は、ハウジング２の開放領域へ水平方向に押し込まれており、もって、呼吸用加湿器１の加熱板が位置するハウジング２の下部に液体容器４の底部が実質的に位置する。２つの吸気管７、９の各々の一端部に１つずつ位置する接続片が、２つの第１の接続要素６の各々へと押し込まれている。

液体容器４がハウジング２に設置される前の状態において、第２の接続要素１４を相手方部分、すなわち第１の接続要素６へと配置して、突起１２がガイド８にはまり込むようにすると、管と液体容器４との間の空圧的接続だけが確立される。管７、９の電気測定線、加熱線、またはデータ線とハウジング２との電気的接続は、２つの異なるやり方のいずれかにて確立させることが可能である。

第１の可能性は、液体容器４をハウジング２へ挿入し、次いで管７、９を接続システムによって所定の位置に配置することであり、結果として空圧的および電気的接続が同時にに確立される。この場合の接続方向は、管の端部の軸方向に上方から垂直である。

第２の可能性は、換気配管系が１回だけ使用される／使い捨ての物品として設計される場合に頻繁に使用される。この場合、液体容器４は、通常は完全な換気配管系と一緒に、すなわち液体容器４は、第１の吸気管７と第２の吸気管９と呼気管１１とＹ字形部品５とが１つのユニットとして一体に接続された状態の構造体と一緒に提供され、作業員が実行すべき接続工程の数は最小限になる。液体容器４を呼吸用加湿器のハウジング２へ接続するために、液体容器は、ハウジング２へ水平方向、すなわち配管の方向および空気圧線の接続の方向に対して垂直な方向に挿入される。液体容器４およびハウジング２は、液体容器４がユーザにとって知覚可能な手法で所定の場所に係止されるように設計されている。図６は、ハウジング２における液体容器４の係止後の最終位置を示しており、液体容器４がハウジング２内の所定の位置に係止されるとき、接続片７、９の第２の電気接触要素１６と第１の電気接触要素２４の対応する相手方部分との電気的接続も確立される。ひとたび電気的接続および空圧的接続のすべてが適切に確立されると、制御ユニットは、音響信号を発することができ、あるいはこの状態をユーザインターフェイス２２上に表示することができる。

本発明により、換気管を呼吸用加湿器へと接続するための接続システムであって、電気接触要素について柔軟な設計の可能性を提供し、したがって呼吸用加湿器の設計の改善および魅力的な外観を可能にする接続システムがもたらされた。ここで、本発明による接続システムを、原理的には、第１の吸気管の第２の端部を換気装置へと接続するためにも使用でき、あるいは呼気管１１を人工呼吸器３へと接続するためにも使用できることを、指摘しておかなければならない。

Claims (10)

1. 換気管（７、９）を呼吸用加湿器（１）に接続するための接続システムであって、前記喚起管（７、９）は電気配線を備えており、前記呼吸用加湿器（１）はハウジング（２）とこのハウジング（２）へ挿入可能な液体容器（４）とを備えており、
   前記接続システムは、
   前記液体容器（４）に配置された第１の接続要素（６）と、
   前記ハウジング（２）に配置された第１の電気接触要素（２４）と、
   前記換気管（７、９）へ接続可能である第２の接続要素（１４）と、
   を備えており、
   前記第２の接続要素（１４）は、前記換気管（７、９）の前記電気配線へ接続可能な第２の電気接触要素（１６）を備えており、
   前記液体容器（４）への前記換気管（７、９）の空圧的な接続が成立するように前記第１の接続要素（６）と前記第２の接続要素（１４）とは第１の接続方向に互いに接続可能であり、
   前記第２の電気接触要素（１６）への前記第１の電気接触要素（２４）の電気的接続は、前記液体容器（４）を前記ハウジング（２）へ挿入した後に、前記液体容器（４）への前記換気管（７、９）の空圧的な接続を成立させるときに前記第１の接続方向によって達成可能であり、あるいは、
   前記第２の電気接触要素（１６）への前記第１の電気接触要素（２４）の電気的接続は、前記液体容器（４）への前記換気管（７、９）の空圧的な接続を成立させた後に、前記液体容器（４）を前記ハウジング（２）へ挿入するときに前記液体容器（４）を前記ハウジング（２）へ挿入する方向である、前記第１の接続方向に対して垂直な方向によっても達成可能であることを特徴とする接続システム。
2. 前記第１の接続要素（６）および前記第２の接続要素（１４）は、管状に設計されているとともに円形の断面を備えており、前記第１の接続要素（６）および前記第２の接続要素（１４）は、前記第１の接続方向にて互いに軸方向に摺動可能である請求項１に記載の接続システム。
3. 前記第２の接続要素（１４）は、外側突起（１２）を備えており、前記外側突起（１２）は、前記呼吸用加湿器（１）の前記ハウジング（２）又は前記第１の接続要素（６）の凹部（８）に係合して案内される請求項２に記載の接続システム。
4. 前記第１および第２の電気接触要素（２４、１６）の各々は、複数の電気接点を備えており、好ましくは６つの電気接点を備えている請求項１に記載の接続システム。
5. 前記第１および第２の接続要素（６、１４）間の空圧的および電気的接続が適切に確立されたときに電気信号の経路が閉じられる請求項１に記載の接続システム。
6. 前記第１の電気接触要素（２４）は凹部（２６）を備えており、電気的接続を確立させるように前記凹所（２６）に前記第２の電気接触要素（１６）の結合突起（１２）が係合可能である請求項１に記載の接続システム。
7. 前記換気管（７、９）は複数の電気配線を備えている請求項１に記載の接続システム。
8. 電気配線は、加熱ワイヤループ（１３、２１）または加熱ワイヤコイル、電源線、測定線、あるいはデータ線として設計されている請求項１に記載の接続システム。
9. 換気装置（３）と、第１の吸気管（７）と、第２の吸気管（９）と、呼吸用加湿器（１）と、前記第１および第２の吸気管（７、９）を前記呼吸用加湿器（１）へ接続する請求項１に記載の２つの接続システムと、を備えることを特徴とする換気システム。
10. 前記第１の吸気管（７）および前記第２の吸気管（９）は、任意で前記第１または第２の接続システムへ接続可能であり、呼吸ガスの流れの方向は、前記電気接触要素（２４）にもとづいて検出可能である請求項９に記載の換気システム。

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