JPH11507265A

JPH11507265A - 流体加熱システム

Info

Publication number: JPH11507265A
Application number: JP9501948A
Authority: JP
Inventors: マイケルジェイ．マグリオチェッティ; キャロリンパルス
Original assignee: ユーロサージ、インク．
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1999-06-29
Also published as: KR19990022649A; WO1996040331A1; EP0831948A1; AU6265096A; CA2223280A1

Abstract

(57)【要約】患者に流体を投与する前に前記流体を適温まで加熱する装置及び方法を開示する。一実施例によれば、患者に投与する前に暖めようとする流体を、流体搬送ラインに配置された高分子フロースルー構造に通過させることができる。流体を加熱するための電気抵抗加熱素子をこのフロースルー構造内に成形することで、流体を、室温又は周囲保管温度から適温又は患者の体温まで加熱することができる。温度監視素子のプローブを用いて、フロースルー構造を出てきた流体の温度を監視することができる。別の実施例によれば、この情報を、抵抗素子への電力、ひいては流体の温度を制御する制御器に戻すことができる。更に別の実施例では、赤外温度センサを用い、フロースルー構造の吐出口又は流体ラインのその他のいずれかの箇所に設けられた窓を通じてスキャンすることで、構造を出る流体の温度を監視することができる。

Description

【発明の詳細な説明】流体加熱システム発明の背景本発明の分野は、流体の加熱、及び特に患者に投与する前に流体を加熱することに関する。患者に投与する輸注用、注入用又は潅注用流体を加熱する際に典型的にみまわれる問題の一つは、このような流体が多くの場合、患者の体温よりもかなり低い室温で保存されていることである。患者に低温の流体を導入すると不快感、ショック、又はその他の種類の損傷を起こすことは当然である。しかしながら、暖めた流体を大量に保管することは、燃料費という点で潜在的に不当に経費がかかる。加えて、暖めた状態で流体を保存することに伴う温度管理は、このような流体の温度を、流体が保管生きから患者へ投与されるまでの間も維持しなければならないため、問題がある。患者への投与に先駆けて流体をインラインで加熱するため、様々な技術が用いられてきた。電気抵抗による加熱は、特に輸注用の流体を加熱するのに用いられてきたものである。例えば、ヴァンレアダムによる米国特許第４，９０６，８１６号、バックによる米国特許第４，８４７，４７０号、及びシャー他らによる米国特許第４，５３２，４１４号を参照されたい。典型的には、暖める流体を容れたバッグ又はコンジットを被包物内に配することが多い。この被包物の内部に収容された加熱板が、流体容器に対して押圧されるか、又はクランプされる。この板が流体容器を暖めるよう、電流が加熱板に供給される。所望の加熱が達成されたら、流体容器を被包物から解放又は取り外して、暖められた流体を患者へ供給することとなる。しかしながら、このような装置は、操作者が流体容器を被包物の内部に配し、加熱板を流体容器に対してクランプ又は押圧させ、その後は流体容器を取り去って流体を患者に投与することとなるため、面倒でぎこちないものである。更に、このような装置の温度監視は、装置が計測するのが流体容器及び／又は加熱素子の温度のみであることが多いため、限界があると考えられる。患者への投与に先駆けて流体をインラインで加熱するためにその他の様々な技術も用いられてきた。例えば、セムによる米国特許第５，３６２，３１０号、フォークラによる米国特許第４，０３８，５１９号、及び、１９３５年に発行されたゴールドシュタインによる米国特許第１，９９５，３０２号を参照されたい。多くの場合、チューブ又はホースの壁面の周りに加熱線を巻きつけたり、その内側に加熱線を巻く。しかしながら、このような技術は、巻きつけられた加熱線は熱を伝達する効率が悪いため、所望の流体温度変化を得るには、長時間の加熱時間及び／又は長い距離の加熱用チューブを必要とするであろう。加えて、このような装置の温度監視は、典型的に加熱用ホースの温度を測定するものであるため、限界があると考えられる従って、流体を加熱、特に輸注及び／又は潅注用の流体を加熱する装置及び方法が求められている。発明の概要患者へ流体を投与する前に流体を適温まで加熱する装置及び方法を開示する。本発明は、電気抵抗加熱素子をフロースルー構造内に成形することができ、この構造を、身体へ投与する前の流体を適温に暖めるべくフローラインに挿入することができるという認識に基づいている。ここで用いられる「適温」とは、約３４ ℃から４５℃までの範囲の平衡体温を包含するものである。本発明のある実施例では、患者への投与前に暖めようとする流体を、投与流体フローラインに配置された高分子フロースルー構造を通過させることができる。流体を加熱するための電気抵抗加熱素子はこのフロースルー構造内に成形されている。別の実施例では、サーミスタ等の温度監視素子を用いて流体の温度を監視することができる。さらに別の実施例によれば、サーミスタのプローブを、フロースルー構造を出た流体の流れに直接挿入して吐出された流体の温度を測定することができる。本発明の別の実施例では、このフロースルー構造をチャンバから構成することができる。更に、このチャンバを使い捨てのシェルから構成することができる。流体が加熱素子の両側を流れることができて最適な加熱効率が得られるよう、加熱素子を、このチャンバの中央壁面内に挿入してもよい。あるいは、加熱素子をチャンバ側壁の一方又は両方内に挿入してもよい。チャンバには、制限付迷路状の流路を提供して（例えば乱流を生じさせることで）加熱均一性の最適化をはかるために、回り止めを収容してもよい。あるいは、チャンバが完全に無制限の流路を提供するものでも、無制限迷路状の流路を提供する回り止めを収容するものでもよい。本発明の更に別の実施例では、フロースルー構造をフロースルーチューブ材料から構成することができる。このチューブ材料はさらに使い捨てでもよい。加熱素子はこのチューブの壁面の外側に沿って配置してもよく、またチューブの壁面の中央に配置しても、あるいはチューブの壁面の内側の流体側に沿って配置してもよい。本発明の更なる実施例においては、フロースルー構造は、約１０ｍｌ／分から約１０００／分の範囲の流体の流れを許容する容量を有するものとすることができる。流体は重力又は機械的手段によりフロースルー構造内に流し込むことができる。生体適合性の保護層を加熱素子と流体との間に配置してもよい。さらに、熱の損失を抑えるために、可撓性の絶縁材料を、加熱素子又はフロースルー構造の少なくとも一部分を取り囲むように配置することもできる。可撓性のチューブ材料を用いて流体をフロースルー構造へ搬送及び同構造から搬送することもでき、それにより、より簡単で融通のきくものとなる。本発明の更に別の実施例によれば、電気抵抗加熱素子には、食刻された金属箔、炭素分散抵抗器又はダイカット抵抗器を含めることができるが、これらに限定されるものではない。加熱素子は少なくとも約５０ワットの容量を持つものとすることができる。本発明の一実施例においては、加熱素子は流体を、流体の保管温度よりも高い、最高約５０℃まで加熱することができる。本発明の別の態様によれば、高分子のフロースルー構造と電気抵抗加熱素子、そしてさらに外部制御器を含むシステムを用いて、患者への投与に先立って流体を暖めることができる。制御器は、加熱素子に対する電流供給を、フロースルー構造に配置されたパッド又はその他の電気的接続を有する電気的接続素子を通じて制御することができる。このシステムには更に、この電気的接続素子を受け取らせるために、制御器をフロースルー構造に取り付ける取付機構を含めることができる。更に、このシステムには、制御器を支柱に取り付けるための取付機構を含めることができる。フロースルー構造はチャンバ又はチューブから構成してもよい。本発明の更に別の態様によれば、流体温度を本システムの運転中、監視することができる。一実施例によれば、温度センサを流体流路に配備してもよい。あるいは、加熱素子の温度を監視してもよい。例えば、加熱回路の電気抵抗を監視することができ、またこの抵抗を用いて、加熱素子の温度、ひいては流体の温度を間接的に計算することができる。温度監視素子及び／又は抵抗センサをフロースルー構造に一体化しつつ、加熱素子からは物理的に分離しておくこともできる。あるいは、温度監視素子及び／又は抵抗センサを制御器に一体化することも可能である。本システムには、本発明を安全かつ容易に作用させるために、数多くの作動上の安全及び制御上の特徴を装備させることができる。本システムは、異状が発生したときに自動的に電源を遮断する電力遮断回路ループ及び／又は鳴動する警報器を有するものとすることができる。異状には、所定の限度を越えた流体の吐出温度、加熱素子の抵抗、及び／又は流体の抵抗を含めることができる。更に、吐出流体温度を構造の吐出口に設けられた窓又は流体ラインのいずれかの箇所で検出する、制御器に配置された赤外温度センサを用いると、更なる温度監視及び制御を行うことができる。本システムには、視覚による温度監視が容易となるよう、吐出流体温度の発光ダイオード二数字表示部を設けることもできる。更に本システムには、所望の所定吐出流体温度が達成されたかどうかを表示する一つ又は複数の発光部を設けることができる。本発明の作用の簡便さ及び安全性、並びにその正確な流体温度測定により、本発明は生物学的流体の加熱の技術、及び特に、潅注用流体の加熱技術に加わる価値ある技術を提供する。図面の簡単な説明図１Ａは、本発明によるフロースルー構造の概略図であり、該フロースルー構造は重力により供給される流体搬送ラインに配置されたチャンバを含む。図１Ｂは、機械的に供給される流体搬送ラインに配置された、本発明によるチャンバフロースルー構造の概略図である。図２Ａは、円盤型のチャンバフロースルー構造の上面断面図である。図２Ｂは、当該構造の側壁上に配置された加熱素子を示した、チャンバフロースルー構造の側方断面図である。図３は、当該構造の中央壁面に配置された加熱素子を備えたチャンバフロースルー構造の側方断面図である。図４は、無制限迷路状の流路のために水平方向の回り止めを備えた円盤型のチャンバフロースルー構造の上方断面図である。図５は、制限付迷路状流路のために傾斜した回り止めを備えた矩形のチャンバフロースルー構造の上方断面図である。図６は、本発明に基づいて加熱素子として用いられる食刻された金属箔抵抗器を示す。図７は、本発明に基づいて加熱素子として用いられる炭素分散抵抗器を示す。図８は、本発明に基づいて加熱素子として用いられるダイ−カット抵抗器を示す。図９Ａは、垂直の支柱に取り付けられたチャンバフロースルー構造を含む、本発明によるシステムの斜視図である。図９Ｂは、本発明によるシステムのチャンバフロースルー構造に取り付けることが可能な制御器の正面図である。図９Ｃは、図９Ｂの制御器の背面図である。図１０は、赤外温度センサを備えた、温度及び電力を監視及び制御するためのチャンバフロースルー構造を含む本発明によるシステムの内部回路ループを示す概略図である。図１１は、当該構造が、重力利用流体搬送ラインに配置されたチューブを含む、本発明による別のフロースルー構造の概略図である。図１２Ａは、図１１のチューブ状のフロースルー構造の、より詳細な図である。図１２Ｂは、図１１のさらに別のチューブ状のフロースルーの断面図である。図１３は、当該チューブ状のフロースルー構造の壁面の中央に配置された加熱素子を示した、本発明によるまた更に別のチューブ状のフロースルー構造の断面図である。図１４Ａは、垂直の支柱に取り付けられたチューブ状のフロースルー構造を含む、本発明によるシステムの斜視図である。図１４Ｂは、図１４Ａの示すチューブ状のフロースルー構造を備えたシステムの制御器の正面図である。図１４Ｃは、図１４Ａの制御器の背面図である。図１５は、赤外温度センサを備えた、温度及び電力を監視及び制御するためのチューブ状のフロースルー構造を含む、本発明によるシステムの内部回路ループを示した概略図である。発明の詳細な説明本発明は、患者への投与に先駆けて流体をインラインで適温まで暖める高分子フロースルー構造内に成形された電気抵抗加熱素子を提供する。図１Ａは、本発明による装置１０の斜視図を示し、該装置１０は、流体８の供給源と関連させて配置されたチャンバ１２から構成されるフロースルー構造６と、二つのＩＶバグスパイク１４、Ｙ型コネクタ１６、チャンバ１２内に入る重力利用流体ライン１８、該チャンバを出る流体ライン２０、及び、患者に流体８を投与する潅注器又はＩＶライン等の装置に流体ライン２０を接続するためのルアー接続具２２から構成される流体搬送ラインとを有する。選択に応じて、本発明による装置に入る流体は、図１Ｂに示すように機械的手段で搬送することもできる。図２Ａは、電気抵抗加熱素子２６、流入口２８及び吐出口３０を有するチャンバフロースルー構造１２の内側正面図を示す。流体の流入口２８は、流体をチャンバフロースルー構造１２の底部に導き、流体の吐出口３０はこの流体をフロースルー構造の最上部から流出させることでチャンバの呼び水入れ時の空気の脱出を容易とする。チャンバフロースルー構造１２の内側側面図である図２Ｂでは、電気抵抗加熱素子２６が、流体がこの素子２６の一方の側に沿って流れるよう、チャンバフロースルー構造１２の側壁３２上に配置されていることが示されている。サーミスタ又は熱電対等の温度監視素子３４を用いて吐出口３０を出る流体２０の温度を監視することができる。温度監視素子３４のプローブ３６をチャンバフロースルー構造１２を出る流体ライン２０内に直接挿入することで、吐出された流体温度を測定することができる。抵抗センサ３８は、チャンバフロースルー構造１２に一体としながら、流体温度を測定するために加熱素子から物理的に分離しておくことができる。更に液体検出センサ１１を用いると、チャンバフロースルー構造内の流体の抵抗を測定することができる。チャンバフロースルー構造１２は、約１０ｍｌ／分から約１０００／分の範囲の流体流容量を備えた使い捨てのシェルから構成することができる。チャンバフロースルー構造１２は、例えば食品医薬品局承認の医療等級熱可塑性物質（例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン又はＰＶＣ）を用いた射出成形など、いかなる数の公知の技術を用いても製造することができる。チャンバフロースルー構造はまた、様々な形状に形成してもよく、それぞれ図１Ａ及び２Ａに示すような矩形及び円盤型は例示を目的としてのみ示すものである。図２Ａでは、加熱素子２６がチャンバの側壁３２に挿入されている状態が示されているが、加熱素子２６は、チャンバの側壁３２及び４０のいずれにも（又は両方にでも）挿入することができる。あるいは、図３に示すように、流体が加熱素子２６の両側を流れて最適な加熱効率が得られるよう、チャンバフロースルー構造１２の中央壁面４２内に加熱素子２６を挿入することができる。加熱素子２６は、ポリミド又はポリエステルなど、積層材料による二つの層４８の間に収容することができるが、この積層材料は、加熱運転での温度により溶解したり、又は劣化しないような熱特性を有するものである。加えて、図３は、流体に対する熱伝達の妨げとならない生体適合性の保護層４４を、加熱素子の少なくとも一部分と流体との間に配置することができることを示す。この場合も、この層は、熱伝導率の高い、いかなる生体適合性材料（例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン又はＰＶＣ）からも形成することができる。この層はプラズマコーティング処理により加熱素子に施すことができる。図３はさらに、熱の損失を抑えるべく、絶縁材料４６を加熱素子２６又はチャンバフロースルー構造の外側表面の少なくとも一部を取り囲むように配置することができることを示す。図４では、無制限迷路状の流路５２を形成するべく、水平方向の回り止め５０をチャンバフロースルー構造１２内に挿入してもよいことを示す。無制限迷路状の流路５２は、流体がチャンバフロースルー構造１２内を真っ直ぐに流れることを禁じるが、と同時に、流れが単一の規定された流路を通るように規制するものではない。回り止めとチャンバ壁面との間の間隙５４により、流れる流体が曲がり角に押し込まれたときに通常発生する流体の死点、即ち渦巻きが発生しない。図５は、傾斜した回り止め５６を備えたチャンバフロースルー構造１２が制限付迷路状の流路５８を成している状態を示す。制限付迷路状の流路５８では、傾斜した回り止め５６は流体を規定された迷路状の流路を流れるよう、強制する。無制限迷路状の流路と同様、傾斜した回り止め５６とチャンバフロースルー構造の壁面との間の間隙６０により、流れる流体が曲がり角に押し込まれたときに通常発生する流体の死点、即ち渦巻きが発生しない。さらに、傾斜した回り止め５６により、呼び水入れ時の空気の脱出が容易となる。電気抵抗加熱素子２６は、供給された電流に応答して加熱する導体から形成される。この加熱素子２６には、図６に示すような食刻された金属箔６２、図７の示すような炭素分散抵抗器６４、又は図８の示すようなダイ−カット抵抗器６６を含むことができるがこれらに限定されるものではない。フロースルー構造の形状及び／又は形態に応じて、異なる加熱素子形状をも用いることができる。加熱素子は、少なくとも約５０ワットの容量を有するものとすることができる。この電力要件は、多様な抵抗／電圧／電流形状により達成することができる。加熱素子の面積は約１５平方センチメートルから約６００平方センチメートルとすることができる。本発明の一実施例では、加熱素子は、流体の保管温度よりも高い最高約５０℃まで流体を加熱することができる。本発明により、更に、患者に投与する前に流体を加熱するための、高分子フロースルー構造、電気抵抗加熱素子、及び外部制御器を含むシステムが提供される。図９Ａは、このシステム７０の外観図を示すが、システム７０は制御器７２に取り付けられたチャンバフロースルー構造１２を含み、この制御器７２は更に、取付機構７４により垂直の支柱に取り付けられている。制御器７２は、図９Ｂに示す制御器前面に配置されたパッド７８Ａ、７８Ｂ及び７８Ｃを有する電気的接続素子７６と、図９Ｃに示すチャンバフロースルー構造の背面に配置されたパッド８０Ａ、８０Ｂ及び８０Ｃとを通じて、吐出された流体の温度を監視し、加熱素子への電力の供給を制御することができる。あるいは、例えばプロング、ジャック、プラグ等、その他の電気的接続を用いることもできる。電気的接続はすべて、使い捨て部品の適切な設置に対して安全面から連動させたものとすることができる。この電気的接続素子を受容させるための、チャンバフロースルー構造１２の背面に制御器７２の前面を取り付ける取付機構８２も図９Ｂ及び９Ｃに示されている。図９Ｂは更に、簡単に視覚的温度監視が行えるよう、制御器７２の前面に、吐出された流体温度の発光ダイオード二数字表示部８４を装着してもよいことを示す。更に、制御器７２の前面には、操作者による操作が容易となるよう、異状を示す、及び／又は、所望の所定吐出流体温度に達したかどうかを示す一つ又は複数の発光部８６、電源入／切スイッチ８８、及びリセットスイッチ８９を設けることもできる。制御器７２は、交流電線による電力供給を受けるものでも、１１０ボルトの交流電圧又は２２０ボルトの交流電圧の電線電圧のいずれかで運転するよう切替可能であってもよい。交流の入力電力では、二重（二ライン）フューズにより過負荷保護することができる。チャンバフロースルー構造の温度制御、及び同構造に対する電力供給制御を行う内部回路ループ９０を図１０に示す。制御器７２は、電力を、電力モジュール９２から電線９４を通じ、また電気的接続パッド８０Ｂ及び７８Ｂを介して加熱素子２６へ供給する。加熱素子２６の抵抗を、ライン９６を通じ、また電気的接続パッド８０Ａ及び７８Ａを介して抵抗センサ３８により監視することができるが、この抵抗センサ３８は制御器７２上に配置してもよい。あるいは、抵抗センサ３８Ａ（図１０では点線で示す）をチャンバフロースルー構造１２上に配置することもできる。更に、加熱素子２６の導体を成す合金が大きな温度係数の抵抗を有するとき、加熱素子２６自体の電気抵抗を用いて加熱素子の温度を測定し、流体温度に相関させることもできる。この方法を用いると、加熱素子２６の抵抗の上限を、流体の過熱センサとして利用することができる。温度監視素子３４のプローブ３６を吐出口３０に配置して、チャンバフロースルー構造１２を出た流体２０の温度を監視することができる。この情報は、ライン９８を通じて、また電気的接続パッド８０Ｃ及び７８Ｃを介して電力モジュール９２に返される。あるいは、温度監視素子３４Ａ（図１０で点線で示す）を制御器に配置して、そのプローブ３６Ａを、チャンバフロースルー構造１２の吐出口３０のスリーブ３７又はその他の部分に挿入してもよい。この情報を、ライン９８Ａを介して電力モジュール９２に返してもよい。次に、流体の実際の温度を、ライン１００を介して温度表示パネル１０２へ中継し、及び／又は、ライン１０４を介して少なくとも一つの発光部８６Ａへ中継して温度が所望のレベルに達したかどうかを表示させることができる。チャンバフロースルー構造の吐出口３０の窓１１０又は流体ラインのいずれかの箇所を通じて吐出流体温度を検出する、制御器７２上に配置された赤外温度センサ１０８により、更なる温度監視及び制御を行うことができる。この情報をライン１１２を介して電力モジュール９２に中継してもよく、またこの情報を温度監視に用いることもできる。液体検出センサ１１を用いてチューブ内の流体の抵抗を測定することができる。センサ１１が流体のないこと（例えば高抵抗）を検出した場合、遮断信号をライン１３６及び電気的接続パッド１３２Ｄ及び１３４Ｄを介して電力モジュール９２に中継することができる。電源入／切スイッチ８８を電力モジュール９２にライン１１４を介して中継してもよい。リセットスイッチ８９を電力モジュール９２にライン１１６を介して中継してもよい。抵抗又は温度が所定のレベルを越えた場合、電力モジュール９２は自動的に加熱素子２６に対する電力を遮断することができる。更に、この電力モジュールは、ライン１２０を介して警報器１１８を鳴動させる、及び／又は、ライン１２２を介して警告灯８６Ｂを点灯させて、ユーザに異状を警告することができる。図１１は、本発明による装置１４０を含む、本発明の別の実施例の斜視図を示し、この装置１４０は、流体８の供給源と関連させて配置されたチューブ１４２から構成されるフロースルー構造１３８と、二つのＩＶバグスパイク１４、Ｙ型コネクタ１６、チューブ１４２内に入る重力利用流体ライン１８、該チューブを出る流体ライン２０、及び、患者に流体８を投与する潅注器又はＩＶライン等の装置に流体ライン２０を接続するためのルアー接続具２２から構成される流体搬送ラインとを有する。あるいは、装置１４０に入る流体を、選択に応じて機械的手段で搬送することもできる。チューブ１４２は、約１０ｍｌ／分から約１０００ｍｌ／分の範囲の流体流容量を備えた使い捨てのチューブ材料から構成することができる。チューブ１４２は、例えば食品医薬品局承認の医療等級熱可塑性物質（例えばシリコン、ポリウレタン又はＰＶＣ）を用いた押出加工など、いかなる数の公知の連続又はバッチ法を用いても製造することができる。チューブ１４２は多様な長さとしてよい( 例えば約６インチから数フィートまで)。図１２Ａは、電気抵抗加熱素子１４４、流入口１４６及び吐出口１４８を有するチューブ状のフロースルー構造１４２の内側図を示す。サーミスタ又は熱電対等の温度監視素子１５０を用いて吐出口１４８を出る流体２０の温度を監視することができる。温度監視素子１５０のプローブ１５２を、吐出口１４８の位置で流体ライン２０内に直接挿入することで、吐出された流体温度を測定することができる。センサ１５８は、チューブ状のフロースルー構造１４２に一体としながら加熱素子からは物理的に分離しておき、加熱素子の抵抗を測定させ、次にこの抵抗を流体温度に相関させることができる。更に液体検出センサ１６０を用いると、チューブ内の流体の抵抗を測定することができる。チューブ状のフロースルー構造１４２の内側側面図である図１２Ｂでは、電気抵抗加熱素子１４４が、チューブ状のフロースルー構造１４２の壁面の内側１６２上に配置されている状態が示されている。選択的には、チューブ状のフロースルー構造１４２の壁面の外側１６４に加熱素子１４４を挿入することもできる。更に、図１３は、加熱素子１４４を、チューブ状のフロースルー構造１４２の壁面の中央１６６内に挿入できることを示す。加熱素子１４４は、ポリミド又はポリエステルなど、積層材料による二つの層１６８の間に収容することができるが、この積層材料は、加熱運転での温度により溶解したり、又は劣化しないような熱特性を有するものである。加えて、図１３は、流体に対する熱伝達の妨げとならない生体適合性の保護層１７０を、加熱素子の少なくとも一部分と流体との間に配置することができることを示す。この場合も、この層を、多種の公知の生体適合性材料（例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン又はＰＶＣ）のうちいかなるものからも形成することができる。この層をプラズマコーティング処理により加熱素子に施してもよい。図１３はさらに、熱の損失を抑えるため、絶縁材料１７２を加熱素子１４４又はチューブ状のフロースルー構造１４２の外側表面の少なくとも一部を取り囲むように配置することができることを示す。本発明により、更に、患者に投与する前に流体を加熱するための、チューブと、該チューブに接続された電気抵抗加熱素子と、外部制御器とから構成された高分子フロースルー構造を含むシステムが提供される。図１４Ａは、このシステム１８０の外観図を示すが、システム１８０は制御器１８２に取り付けられたチューブ状のフロースルー構造１４２を備え、この制御器１８２は更に、取付機構１８４により垂直の支柱に取り付けられている。制御器１８２は、図１４Ｂに示す制御器前面に配置されたパッド１８８Ａ、１８８Ｂ及び１８８Ｃを有する電気的接続素子１８６と、図１４Ｃに示すチューブ状のフロースルー構造の背面に配置されたパッド１９０Ａ、１９０Ｂ及び１９０Ｃとを通じて、吐出された流体の温度を監視し、また加熱素子への電力の供給を制御することができる。あるいは、例えばプロング、ジャック、プラグ等、その他の電気的接続を用いることもできる。電気的接続はすべて、使い捨て本チューブ状フロースルー構造１４２の適切な設置と安全面から連動したものとすることができる。この電気的接続素子を受容させるための、チューブ状のフロースルー構造１４２の背面に制御器１８２の前面を取り付ける取付機構１９２も図１４Ｂ及び１４Ｃに示されている。図１４Ｂは更に、簡単に視覚的温度監視が行えるよう、制御器１８２の前面に、吐出された流体温度の発光ダイオード二数字表示部１９１を装着してもよいことを示す。更に、制御器１８２の前面には、操作者による操作が容易となるよう、異状を示す、及び又は、所望の所定吐出流体温度に達したかどうかを示す一つ又は複数の発光部１９４、電源入／切スイッチ１９６、及びリセットスイッチ１９９を設けることもできる。制御器１８２は、交流電線による電力供給を受けるものでも、１１０ボルトの交流電圧又は２２０ボルトの交流電圧の電線電圧のいずれかで運転するよう切替可能であってもよい。交流の入力電力では、二重（二ライン）フューズにより過負荷保護することができる。チューブ状のフロースルー構造１４２の温度制御、及び同構造に対する電力供給制御を行う内部回路ループ２００を図１５に示す。制御器１８２は、電力を、電力モジュール２０２から電線２０４を通じ、また電気的接続パッド１８８Ｂ及び１９０Ｂを介して加熱素子１４４へ供給する。加熱素子１４４の抵抗を、ライン２０６を通じ、また電気的接続パッド１９０Ａ及び１８８Ａを介して抵抗センサ１５８により監視することができるが、この抵抗センサ１５８を制御器１８２上に配置してもよい。あるいは、抵抗センサ１５８Ａ（図１６では点線で示す）をチューブ１４２上に配置することもできる。更に、加熱素子１４４の導体を成す合金が大きな温度係数の抵抗を有するとき、加熱素子１４４の電気抵抗を用いて加熱素子１４４の温度、ひいては流体の温度を測定することができる。この方法を用いると、加熱素子１４４の抵抗の上限を、過熱センサとして利用することができる。温度監視素子１５０のプローブ１５２を吐出口１４８に配置して、チューブ状のフロースルー構造１４２を出た流体２０の温度を監視することができる。この情報は、ライン２０８を通じて、また電気的接続パッド１９０Ｃ及び１８８Ｃを介して電力モジュール２０２に返される。あるいは、温度監視素子１５０Ａ（図１５で点線で示す）を制御器に配置して、そのプローブ１５２Ａを、チューブ状のフロースルー構造１４２の吐出口１４８のスリーブ１５４又はその他の部分に挿入してもよい。この情報を、ライン２０８Ａを介して電力モジュール２０２に返してもよい。次に、流体の実際の温度を、ライン２１０を介して温度表示パネル１９１へ中継し、及び／又は、ライン２１４を介して少なくとも一つの発光部１９４Ａへ中継して温度が所望のレベルに達したかどうかを表示させることができる。チューブ吐出口１４８の窓２２０又は流体ラインのいずれかの箇所を通じて吐出流体温度を検出する、制御器１８２上に配置された赤外温度センサ２１８により、更なる温度監視及び制御を行うことができる。この情報をライン２１２を介して電力モジュール２０２に中継してもよく、またこの情報を温度監視に用いることもできる。液体検出センサ１６０を用いてチューブ内の流体の抵抗を測定することができる。センサ１６０が流体のないこと（例えば高抵抗）を検出した場合、遮断信号をライン２３６及び電気的接続パッド２３２Ｄ及び２３４Ｄを介して電力モジュール２０２に中継することができる。電源入／切スイッチ１９６を電力モジュール２０２にライン２４４を介して中継してもよい。リセットスイッチ１９９を電力モジュール２０２にライン２１６を介して中継してもよい。抵抗又は温度が所定のレベルを越えた場合、電力モジュール２０２は自動的に加熱素子１４４に対する電力を遮断することができる。更に、この電力モジュールは、ライン２４２を介して警報器２４０を鳴動させる、及び／又は、ライン２２２を介して警告灯１９４Ｂを点灯させて、ユーザに異状を警告することができる。要約すると、本発明は、電気抵抗加熱素子をフロースルー構造内に成形することができ、またこの構造を、流体を身体へ投与する前にこの流体を適温まで暖めるためにフローラインに挿入することができるという認識に基づくものである。更に本発明による装置及び方法は、このような流体を加熱する従来の装置及び技術に比べていくつかの優れた点を有する。例えば、高分子のフロースルー構造内に加熱素子を取り入れたことで、一回の簡単な手続きで装置を流体搬送ラインに直接挿入することができる。対照的に、従来の技術では、流体のバッグ又はコンジットを被包物内に配する、この流体容器に対して加熱板を押圧又はクランプする、さらに、流体の投与前にこの加熱板を取り外すという、何回もの手続きを要するものであろう。更に、熱伝達率という点で効率の高い電気抵抗加熱素子を、例えばチャンバ又はチューブ等の高分子フロースルー構造に組み合わせたことで、比較的に小型の装置で所望の流体加熱を迅速に行うことができる。対照的に、ホースの回りに加熱線を巻き付けることを伴う従来の技術は熱伝達という点で効率が悪く、また、所望の流体加熱を達成するためには、長時間の加熱時間及び長い距離のホースを必要とするであろう。加えて、投与用の流体を暖めるための従来の技術に比較して、本発明による装置及び方法は画期的かつ正確な温度監視及び制御を行うものである。例えば、本装置は、フロースルー構造を出た流体のフローライン内に直接挿入された温度監視素子のプローブを利用することができる。あるいは又は加えて、本装置は、フロースルー構造の吐出口に成形された窓を介して、吐出された流体の温度を検出する赤外センサを利用することができる。対照的に、従来の技術は、加熱板及び／又は流体容器の温度を監視するにすぎないことが多い。上述の説明は例示として述べたものであり、限定的なものとして提供するものではないことは理解されよう。例えば、その他の構造形状、流路、抵抗及び温度監視及び制御形態を、本発明に一致した状態で選択することもできる。本発明に関し、以下の請求の範囲によりさらにその特徴を述べることとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年６月７日【補正内容】請求の範囲（翻訳文）１．患者に静脈注用又は潅注用流体を投与する前に前記流体を予め加熱するための流体加熱装置であって、前記流体が流れる高分子フロースルー構造であって、前記高分子フロースルー構造が流体流入口及び流体吐出口を有する、高分子フロースルー構造と、前記フロースルー構造の壁面内に配置された、前記流体を加熱する少なくとも一つの電気抵抗加熱素子であって、前記加熱素子が、効率的な熱伝達を行うために少なくとも約１５平方センチメートルの表面積を有する、電気抵抗加熱素子と、前記加熱素子と前記フロースルー構造の内側との間に配置された生体適合性の保護層と、前記加熱素子を、電力及び温度制御を行う制御器に接続する電気的接続素子とを含む装置。２．（削除）３．前記フロースルー構造がチャンバを含み、前記チャンバが中央壁面を有し、前記加熱素子が前記中央壁面に配置される、請求項１に記載の装置。４．前記フロースルー構造がチャンバを含み、前記チャンバが、制限付迷路状の流路を形成するための回り止めを更に含む、請求項１に記載の装置。５．前記フロースルー構造がチューブを含む、請求項１に記載の装置。６．前記加熱素子が、前記チューブの内側の流体側の壁面に沿って配置される、請求項５に記載の装置。７．前記フロースルー構造を出た前記流体の吐出温度を測定する温度監視素子を更に含む、請求項１に記載の装置。８．前記温度監視素子が、前記フロースルー構造を出た前記流体の吐出流路に配置されたプローブを更に含む、請求項７に記栽の装置。９．前記温度監視素子が更にサーミスタを含む、請求項８に記載の装置。１０．（削除）１１．前記装置が、前記フロースルー構造内に流体がないことを検出するセンサを更に含む、請求項１に記載の装置。１２．前記装置が使い捨てである、請求項１に記載の装置。１３．（削除）１４．前記装置が、熱の損失を抑えるために絶縁材料を更に含む、請求項１に記載の装置。１５．前記装置が、前記流体の流れを駆動する機械的手段を更に含む、請求項１に記載の装置。１６．前記加熱素子が少なくとも約５０ワットを出す容量を有する、請求項１に記載の装置。１７．前記装置が、約１０ｍｌ／分から約１０００ｍｌ／分の範囲の流体流の容量を有する、請求項１に記載の装置。１８．食刻された金属箔、炭素分散抵抗材料、及びダイ−カット抵抗材料のいずれかから選択される加熱素子を更に含む、請求項１に記載の装置。１９．患者へ流体を投与する前に前記流体を加熱する流体加熱システムであって、前記流体が流れる高分子フロースルー構造と、前記フロースルー構造の壁面内に配置された、前記流体を加熱するための少なくとも一つの電気抵抗加熱素子と、温度監視素子と、前記加熱素子及び前記温度監視素子を、電力及び温度制御を行う制御器に接続する電気的接続素子と、前記電気的接続素子に取付の可能な、前記加熱素子への電力を制御するための外部制御器であって、前記流体の温度を制御するために前記温度監視素子に応答する手段を含む、外部制御器とを含むシステム。２０．（削除）２１．前記温度監視素子が、前記加熱素子の電気抵抗を検出する抵抗センサを含む、請求項１９に記載のシステム。２２．前記システムが、異状が発生したときに前記加熱素子への電力を自動的に遮断する電力遮断回路ループを更に含む、請求項１９に記載のシステム。２３．前記システムが、異状が発生したときに鳴動する警報機を更に含む、請求項１９に記載のシステム。２４．前記システムが、前記制御器を支柱に取り付けるための取付機構を更に含む、請求項１９に記載のシステム。２５．前記温度監視素子が、吐出流体温度を検出する赤外温度センサを含む、請求項１９に記載のシステム。２６．前記システムが、吐出流体温度を二数字温度表示する発光ダイオード表示部と、前記吐出流体温度が所定の温度範囲にあるときにこれを示す少なくとも一つの発光部とを更に含む、請求項１９に記載のシステム。２７．（削除）２８．（削除）２９．（削除）３０．（削除）３１．（削除）３２．（削除）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ【要約の続き】

Claims

【特許請求の範囲】１．患者に流体を投与する前に前記流体を加熱するための流体加熱装置であって、前記流体が流れる高分子フロースルー構造と、前記フロースルー構造内に成形された、前記流体を加熱する少なくとも一つの電気抵抗加熱素子とを含む装置。２．前記フロースルー構造がチャンバを更に含む、請求項１に記載の装置。３．前記チャンバが中央壁面を有し、前記加熱素子が前記中央壁面内に成形される、請求項２に記載の装置。４．前記チャンバが、制限付迷路状の流路を形成するための回り止めを含む、請求項２に記載の装置。５．前記フロースルー構造がチューブを更に含む、請求項１に記載の装置。６．前記加熱素子が、前記チューブの内側の流体側の壁面に沿って配置される、請求項５に記載の装置。７．前記フロースルー構造を出た前記流体の吐出温度を測定する温度監視素子を更に含む、請求項１に記載の装置。８．前記温度監視素子が、前記フロースルー構造を出た流体の吐出流路に配置されたプローブを更に含む、請求項７に記載の装置。９．前記温度監視素子が更にサーミスタを含む、請求項８に記載の装置。１０．前記装置が、電力及び温度を制御するための電気的接続素子を更に含む、請求項１に記載の装置。１１．前記装置が、前記フロースルー構造内に流体がないことを検出するセンサを更に含む、請求項１に記載の装置。１２．前記装置が使い捨てである、請求項１に記載の装置。１３．前記装置が、前記加熱素子の表面と前記フロースルー構造の内側との間に配置された生体適合性の保護材料を更に含む、請求項１に記載の装置。１４．前記装置が、熱の損失を抑えるために絶縁材料を更に含む、請求項１に記載の装置。１５．前記装置が、流体の流れを駆動する機械的手段を更に含む、請求項１に記載の装置。１６．前記加熱素子が少なくとも約５０ワットを出す容量を有する、請求項１に記載の装置。１７．前記装置が、約１０ｍｌ／分から約１０００ｍｌ／分の範囲の流体流の容量を有する、請求項１に記載の装置。１８．食刻された金属箔、炭素分散抵抗材料、及びダイ−カット抵抗材料のいずれかから選択される加熱素子を更に含む、請求項１に記載の装置。１９．患者へ流体を投与する前に前記流体を加熱する流体加熱システムであって、前記流体が流れる高分子フロースルー構造と、前記フロースルー構造内に成形された、前記流体を加熱するための少なくとも一つの電気抵抗加熱素子と、前記フロースルー構造に取付の可能な、前記加熱素子への電力を制御するための外部制御器とを含むシステム。２０．前記フロー構造に配置された電気的接続素子を受け取るよう、前記制御器を前記フロースルー構造に取り付ける取付機構を更に含む、請求項１９に記載のシステム。２１．前記加熱素子の電気抵抗を検出する抵抗センサを更に含む、請求項１９に記載のシステム。２２．前記システムが、異状が発生したときに前記加熱素子への電力を自動的に遮断する電力遮断回路ループを更に含む、請求項１９に記載のシステム。２３．前記システムが、異状が発生したときに鳴動する警報器を更に含む、請求項１９に記載のシステム。２４．前記システムが、前記制御器を支柱に取り付けるための取付機構を更に含む、請求項１９に記載のシステム。２５．前記システムが、吐出流体温度を検出する赤外温度センサを更に含む、請求項１９に記載のシステム。２６．前記システムが、吐出流体温度を二数字温度表示する発光ダイオード表示部と、前記吐出流体温度が所定の温度範囲であるときにこれを示す少なくとも一つの発光部とを更に含む、請求項１９に記載のシステム。２７．前記フロースルー構造がチャンバである、請求項１９に記載のシステム。２８．前記フロースルー構造がチューブである、請求項１９に記載のシステム。２９．生体に入る流体を加熱するための方法であって、流体が通過することのできる高分子フロースルー構造を提供するステップと、前記フロースルー構造内に成形された少なくとも一つの電気抵抗加熱素子を提供するステップと、前記フロースルー構造内に前記流体を流すステップと、前記流体が前記フロースルー構造を流れている間に前記流体を前記加熱素子により加熱するステップとを含む方法。３０．前記加熱するステップが、前記流体を、約３４℃から約４５℃までの範囲内の所定の所望の温度に加熱するステップを更に含む、請求項２９に記載の方法。３１．前記加熱するステップが、前記流体を、前記流体の保管温度より高い最高約５０℃までの温度に加熱するステップを更に含む、請求項２９に記載の方法。３２．前記加熱素子全体の抵抗を測定して前記抵抗を前記加熱素子の温度に相関させることで前記加熱素子の温度を監視するステップを更に含む、請求項２９に記載の方法。