用于精确湿度控制的增湿器室温度控制制造技术

一种呼吸辅助系统，用于将一个加热的、增湿的气体流递送给使用者；该系统包括一个增湿器单元，该增湿器单元容纳并加热一定体积的水、并且在使用中经由一个进入端口接收来自一个气体源的气体流，该气体流经由一个排出端口穿过该增湿器并且离开；该系统进一步具有：一个温度传感器，它测量进入该增湿器单元的气体温度；一个环境温度传感器，它测量气体在它们进入该增湿器室之前的温度；以及一个流量传感器，它测量该气体流的流量；该系统还具有一个控制器，该控制器接收来自这些温度和流量传感器的数据、并且响应地确定一个控制输出，该控制输出对供给该增湿器单元的功率进行调节从而在该增湿器单元的排出端口实现所希望的输出。出。出。

【技术实现步骤摘要】
用于精确湿度控制的增湿器室温度控制
[0001]本申请是申请号为“201910987038.5”、专利技术名称为“用于精确湿度控制的增湿器室温度控制”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及用于控制一种装置中的湿度水平以及流率的多种方法和器具，出于治疗性目的该装置向一个使用者提供加热的增湿的气体流。本专利技术具体涉及用于控制装置中的气体流的湿度的多种方法和器具，这些装置提供增湿的空气用于：呼吸增湿治疗、高流率氧气治疗、CPAP治疗、Bi
‑
PAP治疗、OPAP治疗等、或者增湿用于吹入法或锁孔手术(keyhole surgery)的气体。

技术介绍

[0003]为治疗性目的向患者提供增湿气体流的装置或系统在本领域中是熟知的。用于提供这种类型的治疗(例如呼吸增湿)的系统具有一种结构，在该结构中气体从一个气体源递送至一个增湿器室。当这些气体通过该增湿器室中的热水、或穿过加热的增湿的空气，它们变得饱含水蒸气。然后这些加热的增湿的气体经由一个气体导管以及使用者接口递送至在该增湿器室下游的使用者或患者。该气体递送系统可以是一种由多个分开的单元组装而成的模块系统，其中该气体源是一种辅助的呼吸单元或鼓风机单元。即，该增湿器室/加热器以及鼓风机单元是分开的(模块的)部件。这些模块在使用中通过连接导管串联连接以允许气体从鼓风机单元通向增湿器单元。可替代地，该呼吸辅助器具可以是一种集成系统，其中该鼓风机单元和增湿器单元在使用中被包含在同一个壳体内。在模块系统和集成系统两者中，由鼓风机单元所提供的气体通常是源自周围的大气。第三种普遍形式的呼吸辅助系统(典型地在医院使用)是这样一种，其中该呼吸辅助系统接收了它所使用的来自中央气体源、典型地来自使用区域的外部(例如，一个病房)的气体的至少一部分。一个气体导管或类似物被连接在例如安装在病房(或类似物)的墙壁中的一个入口之间。在使用中该气体导管或者直接连接到该增湿器室上、或者如果需要可以将一个递减控制单元(step
‑
down control unit)或类似物串联连接在该气体入口与增湿器室之间。这种类型的呼吸辅助系统通常在患者或使用者可能要求氧气治疗的情况下使用，其中该氧气是从该中央气体源供应。通常来自该气体源的纯氧在递送给患者或使用者之前与大气空气进行共混，例如通过使用位于该递减控制单元中的文丘里管。在这种类型的系统中，其中这些气体的至少一些是从一个中央源递送的，不需要一个单独的流量发生器或鼓风机
‑
这些气体在压力下从该入口递送，其中该递减控制单元将压力和流量改变至所需要的水平。
[0004]图1中示出了一种仅使用大气气体的模块系统的已知现有技术类型的一个实例。
[0005]在典型的集成和模块系统中，大气气体被吸入或以其他方式进入一个主要“鼓风机”或辅助呼吸单元，它在其出口处提供了一种气流。鼓风机单元和增湿器单元配对或者以其他方式刚性地连接到该鼓风机单元上。例如，该增湿器单元通过一种滑行或推动式连接而配对至该鼓风机单元，这确保了该增湿器单元刚性地连接至该主要鼓风机单元上并且在
它上面牢固地保持在位。这种类型的一个系统的实例是在US 7，111，624中显示并描述的斐雪派克医疗保健(Fisher and Paykel Healthcare)的“滑行式”水室系统(
′
slide
‑
on
′
water chamber system)。这种设计的一个变体是一种滑行式(slide
‑
on)或可夹式(clip
‑
on)的设计，其中该室在使用中被封闭在该集成单元的一个部分的内部。这种类型的设计的一个实例在WO 2004/112873中进行了描述。
[0006]通过气体导管和接口向患者提供加热的、增湿的气体流的系统已经遇到的问题之一是对该气体的特征的适当控制。很清楚，令人希望的是将该气体递送给患者(即，在它离开使用者接口时)，该气体正好处于恰当的温度、湿度、流量、以及氧气分量(如果患者正经受氧气治疗)以便提供所要求的治疗。如果气体没有以正确的或所要求的特征提供给患者，则一种治疗方案可以变得无效。通常，最令人希望的情形是以恒定的流率将用水蒸气完全饱和(即，以基本上100％的相对湿度)的气体递送给使用者。治疗方案的其他类型或变体可能要求小于100％的相对湿度。呼吸回路不是稳态系统，并且难以保证将气体以基本上正确的特征递送给使用者。在递送点可能难以在一定范围的环境温度、环境湿度水平、以及一定范围的气体流量上实现这种结果。一种气流的温度、流量和湿度全都是互相关联的特征。当一个特征改变时，其他的也将改变。许多外部变量可以影响呼吸回路中的气体并且使得难以在基本上恰当的温度、流量和湿度下将气体递送给使用者。作为一个实例，将患者或使用者与增湿器出口之间的递送导管暴露在环境大气条件下，则当该加热的增湿的气体沿着增湿器室的出口与使用者接口之间的导管行进时该气体可能发生冷却。这种冷却可能导致导管内的“出雨”(rain
‑
out)(即，冷凝物在导管的内表面上形成)。因为WO 01/13981中详细解释的原因，出雨是极不希望的。
[0007]为了辅助实现用具有所希望的特征的气体来递送气体流，现有技术的系统已经使用了传感器(例如，温度和湿度传感器)，它们遍布该呼吸回路位于不同的位置。通常使用热敏电阻作为温度传感器，因为这些是可靠的且便宜的。湿度传感器(如在US6,895,803中所描述的那种)适合用于为治疗性目的而将加热的增湿的气体递送给使用者的系统。
[0008]为了实现以正确的温度和湿度将气体递送给患者，有必要测量或感知递送点处的气体特征、或者由取自该系统中的别处的测量值来计算或估算递送点处的特征。为了直接测量递送点处的气体参数，必须将传感器定位在递送点处或者接近它
‑
或者在患者导管的末端处或者在该接口内。位于气体递送点处或接近它的传感器将给出气体状态的最精确指示。然而，当设计一种呼吸回路时，一种考虑是要保证在该呼吸回路中所使用的部件能以高的可靠性重复地彼此连接和断开。另一种考虑是在使用中要将患者携带的重量保持在最小值，并且因此令人希望的是将该导管的患者端处的传感器数目保持在最小值、或者完全消除对这些的需要。还令人希望的是将系统中的传感器的总数保持在最小值，以便减小成本和复杂性(例如，增大数目的电动和气动连接)。
[0009]为了克服或回避该问题或权衡气体特征的精确测量值对比复杂性对比成本对比患者携带重量对比可靠性，可以将多个传感器定位在该系统内的不同的其他的点处以测量这些点处的气体参数，并可以通过一个控制器使用来自这些传感器的读数以便计算递送点处的气体特征。然后该控制器相应地调节该系统的输出参数(例如，风扇速度、供给增湿器室加热板的功率等等)。进行这种类型的计算的一种系统和方法的一个实例在WO 2001/13981中进行了披露，该文件描述了在导管的患者端处没有传感器的一种器具。为了测量该
加热板温度，将一个温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呼吸辅助系统，用于为多种治疗性目的将一个加热的、增湿的气体流递送给使用者，该呼吸辅助系统包括：具有一个进入端口和一个排出端口的一个增湿器单元，所述增湿器单元在使用中被适配为用于经由所述进入端口接收来自一个气体源的气体流，所述增湿器单元进一步在使用中被适配为用于容纳并加热一定体积的水，在使用中所述气体流穿过所述增湿器单元并且变为加热的并增湿的，所述加热的、增湿的气体经由所述增湿器单元的排出端口离开所述增湿器单元，一个排出端口温度传感器，被适配为用于测量离开所述增湿器单元的气体的温度，一个环境温度传感器，被适配为用于测量离开所述气体进入所述增湿器单元之前的一个点处的气体温度，一个流量传感器，被适配为用于测量所述气体流穿过所述系统的实际流率，一个控制器，被适配为用于接收来自所述环境温度传感器的与测量的温度相关的数据、来自所述排出端口温度传感器的与测量的温度相关的数据、以及来自所述流量传感器的与所述实际流率相关的数据，所述控制器响应地确定一种控制输出，所述控制输出对供给至所述增湿器单元的功率进行调节以便在所述增湿器单元排出端口处实现所希望的输出。2.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，其中所述控制输出涉及在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：菲舍尔和佩克尔保健有限公司，
类型：发明
国别省市：