專利名稱：異型輸送加濕可吸入氣體的方法和設(shè)備的制作方法
異型輸送加濕可吸入氣體的方法和設(shè)備本申請是申請?zhí)枮?00580026851. 2 (PCT國際申請?zhí)枮镻CT/AU2005/001156)、申請日為2005年8月3日、發(fā)明名稱為“異型輸送加濕可吸入氣體的方法和設(shè)備”的專利申請的分案申請。在先申請的交叉參考本申請要求享有于2004年8月10日提交的美國臨時申請?zhí)枮?0/599，864的美國臨時專利申請的利益，其全文在此引用作為參考。關(guān)于聯(lián)邦商業(yè)研究或發(fā)展的陳述無。
背景技術(shù)：
當前為患有呼吸障礙如阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)的患者制造的許多加濕器都大而笨重，并且具有大量的水體儲備用于治療大多數(shù)醫(yī)學(xué)有關(guān)的疾病，如可能由例如口腔漏氣引起的干燥?？谇宦饣蛘呷魏我驗樵搯栴}引起的漏氣將濕潤的氣體釋放到大氣中，并且繞開需要濕潤氣體的患者的氣道。包括那些需要高級別持續(xù)濕潤的醫(yī)用條件在內(nèi)的這些大量需求可能需要具有高達600mL水的儲量的加濕器設(shè)備。這使得持續(xù)正壓氣道通氣(CPAP)裝置、呼吸器、病患呼吸氣系統(tǒng)或氣體供應(yīng)系統(tǒng)的總尺寸和體積增大。在患者沒有表現(xiàn)出這些不注意的泄漏或者患者只是需要較低級別的濕潤的情況下，在治療過程的后期他們可能被留有不必要的特大水箱。此外，存在相當多的患者，他們只需要相對少量的濕潤來稍微改進舒適度到典型的患者能接受的程度。例如這些患者可能包括那些只在冬天較冷的月份使用他們傳統(tǒng)的加濕器(ResMed HumidAire 或者Fisher&Paykel HC100),通過對由于通過患者氣道的氣流而變干的氣道增加溫暖和/或濕潤獲得少量但是足夠的舒適。當前的加濕器通常被設(shè)計用來完成最壞的疾病，因此需要大量的濕潤要求。這些系統(tǒng)能被看作是許多只需要對不舒適的干燥和冷空氣進行“舒適”級別改進的OSA患者的“過分行為”。當前和傳統(tǒng)的加濕系統(tǒng)通常提供使用者設(shè)置的加濕持續(xù)級別并且依賴周圍的溫度和濕度。也存在使用多個傳感陣列來更改加濕級別的系統(tǒng)，所述傳感陣列如溫度傳感器和/或濕度或流量傳感器用以幫助使效率和/或與空氣流的壓力同步最大化。這些傳統(tǒng)的系統(tǒng)能最大化加濕器的性能，通過能夠輸送最大量的濕度，同時減小或消除冷凝(如較冷空氣能攜帶較少濕氣)，在本領(lǐng)域中公知為“雨洗效應(yīng)(rain-out)”。然而,這些類型的傳感器系統(tǒng)復(fù)雜而昂貴并且仍消耗大量水。從而，在本領(lǐng)域中需要解決上述現(xiàn)有技術(shù)加濕器的至少一個缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是改進傳統(tǒng)加濕器的尺寸和設(shè)計局限，同時輸送足夠并且舒適級別的濕潤，同時以一種有效的方式(需要較小的液體存儲體積)消耗/輸送液體(如水、核心氣體蒸氣等)并且根據(jù)患者的需要輸送，該需要也可以是手動選擇和/或可編程、半自動和/或自動輸送曲線。本發(fā)明的另一個方面涉及幫助患者尋找呼吸舒適的有限改進。然而，目的不是代替?zhèn)鹘y(tǒng)、持續(xù)加熱的加濕器，而是提供一種對某些患者更合適的額外選擇。本發(fā)明的另一方面是給患者提供加濕氣體的異型輸送(profiled delivery)。本發(fā)明的另一個方面是通過最大化水的使用效率，這是一種“定量配給”的形式，來減少所需的水或液體的體積。本發(fā)明的另一個方面旨在依照一個實施例中患者可選擇的曲線來改進呼吸舒適。這些和其它方面將在下面的詳細描述中描述或者從中變得清楚。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的送風機的示意圖；圖2和圖3示出患者治療期間的樣本加濕曲線；以及圖4示意性地示出本發(fā)明的一個可選擇實施例。
具體實施例方式圖I示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的送風機10。送風機10典型地包括機架12以支撐送風機發(fā)動機14，該送風機發(fā)動機14加壓可吸入氣體，該可吸入氣體通過連接到送風機10的出口導(dǎo)管20的輸氣導(dǎo)管18輸送給患者界面16(如面罩)。送風機10包括具有一個或多個按鈕并且優(yōu)選為顯示器的控制面板22。送風機10包括壓力傳感器24，其依照商業(yè)上可從ResMed有限公司獲得的一個或多個控制算法，提供一信號到控制器26(如CPU)用于控制送風機發(fā)動機14。送風機10可選擇地裝備有選擇性地可連接和可分離的加濕器單元28，該加濕器單元包括一槽區(qū)30和一個或多個連接到吹風機10的導(dǎo)管32、34。加濕器單元28可以包括如美國專利申請公開號為2004/0055597A1中詳述的結(jié)構(gòu)，其全文被引用作為參考。加濕器單元28連接到控制器26，例如，當導(dǎo)管32、34被連接到送風機10上時。在一個實施例中，加濕器單元28的操作和/或執(zhí)行被修改或者被繪制成曲線以適合患者特殊的加濕需要。這導(dǎo)致更有效的水使用，并且允許槽區(qū)30的容量減小。例如，槽區(qū)30的容量能小于400mL，如在20mL — 400mL之間或者更優(yōu)選的在50mL — 200mL之間。自然，容量依賴應(yīng)用可以更大或更小。減小的體積允許送風機加濕器和/或組裝部件的總尺寸減小，從而移除設(shè)計的局限并且使送風機的傳輸更容易，如在患者的運送期間。繪制曲線可以是斷續(xù)的，或者依照患者可選擇曲線或者按照治療期間周圍環(huán)境條件的可選擇的或半/自動的典型曲線來繪制。另一個實施例可以按照治療期間整個室溫，修改輸送曲線。設(shè)備可以測量相對時間的溫度，并且預(yù)報為維持有效的液體/水使用需要曲線中的哪種調(diào)整。在另一個實施例中，曲線可以在治療的設(shè)定時間段改變。例如，在八小時治療期間，曲線在治療的初始啟動，并且繼續(xù)到療程結(jié)束或在設(shè)備設(shè)定的時間段結(jié)束。很明顯上述能結(jié)合其它實施例使用，例如觀察平均室溫或者甚至監(jiān)控在小時、天、周或者月的時間段內(nèi)的溫度變化，并且可以因此修改曲線。
例如，曲線可以識別出一典型的臥室在清晨的前幾個小時是趨于涼爽的，而這幾個小時是在日出使臥室變暖之前溫度趨于穩(wěn)定的幾個小時。在本發(fā)明的一個簡單形式中，另一個可以使用的曲線可以在晚間逐漸降低加濕級別。在實施例中，本發(fā)明也可能推遲輸送直到睡眠期間已經(jīng)過去。例如，處于CPAP情況下的患者并不傾向于以干燥的氣道入睡(治療期間開始)。他們的氣道可能在稍晚的時候變干，比如入夜后的一個小時。與OSA的八小時期間使用的傳統(tǒng)加濕器相比，該一項特征就能減少加濕用水體積的1/8。當實現(xiàn)該延遲特征時，閥35a和35b能被用于使空氣路徑改變方向，以便通過旁通導(dǎo)管35c繞過加濕器單元28。該空氣路徑在圖I中以虛線箭頭36示出。當關(guān)閉時，閥35a和35b形成送風機10內(nèi)的氣體導(dǎo)管各個壁的一部分。本發(fā)明在一個優(yōu)選實施例中可以在夜間在接通和切斷之間循環(huán)。這些循環(huán)可以是 規(guī)則的、不規(guī)則的或其他使用一些智能電子控制以許多間隔和可變持續(xù)時間被控制。上述切斷對于完成切斷而言并不是必須的，但是可以在需要較少濕潤的期間降低溫度。如上所述，這減少了水的使用并且也可以導(dǎo)致能量(電能)消耗的減少和/或運行成本的降低。例如，加濕器單元28可以包括加熱元件以加熱水體。加熱元件能通過控制器26來控制。使用者手動選擇形式也是可能的，例如，如圖2和3所示，患者可以從菜單上設(shè)置加濕器設(shè)備，所述菜單包括，例如方形波或者正弦波，所述方形波或正弦波以在刻度盤或按鈕上的符號的形式集成到送風機10或加濕器單元28。然后設(shè)備根據(jù)這些在一治療期間的變化曲線將空氣加濕到一定級別。在正弦波的設(shè)置在周期開始是“上升”的情況下，加濕級別逐漸增加，在治療過程的中期達到最大值，并且在治療過程的結(jié)束逐漸減少。該曲線可以是對稱的或不對稱的。同樣，上述的延遲特征能結(jié)合方形和/或正弦波被使用，所以只有在治療開始之后濕度被增加。如果加濕器在要求時提供即時的加濕，那么該曲線也可以適用于以患者的每次呼吸為基礎(chǔ)，而不是整個治療過程。上述這些曲線可以是波形/曲線和/或梯狀的任何結(jié)合或變形。其也可以自動獲知周圍環(huán)境條件。例如，溫度傳感器40 (圖I)可以監(jiān)測在一年季節(jié)中室溫的改變，并且修改曲線以進一步獲得水/液體使用和效率的最大值。例如，在較冷的月份，加濕曲線可以允許更長的加濕時間(在接通或者更高加熱周期期間)但是不允許高到一定級別，以便減少冷凝并且使患者的舒適最大化。另一個實施例可以包括“模糊邏輯”形式，其中使用者在設(shè)備智能的幫助下提供一種最優(yōu)的加濕曲線，其在為患者提供最佳的舒適的同時維持有效的流體/水使用。在該例中，患者可以醒來并且按壓三個按鈕中的一個，或者選擇刻度盤設(shè)定，以指出加濕的級別是否是“正?！?、“太小”或者“太多”。然后設(shè)備能夠根據(jù)患者感知的舒適級別重新為輸送繪制曲線。在這種情況下，多數(shù)實際的曲線繪制是自動的。本發(fā)明的另一個實施例考慮到加濕的兩個積極方面，并且提供額外的好處。當前技術(shù)加熱患者呼吸的空氣。暖空氣被認為呼吸起來更舒適，尤其是周圍溫度相對較低的情況下。其次，加濕器為呼吸的空氣增加水分。本發(fā)明可以以與空氣溫度的濕度級別不同的比率繪制濕度級別的曲線。例如，根據(jù)前述的正弦波設(shè)定例子，設(shè)備可以維持具有在治療過程的中期最小的增長需求的溫暖的呼吸的空氣。然而，濕度可能以相對溫度獨立的級別增長；例如，在波形的波峰處濕度可能增長遠多于溫度。這可以由患者根據(jù)他們的舒適需求而再次選擇。上述提及的任何一個實施例都有可能通過記憶存儲介質(zhì)或無線通信(如“藍牙”技術(shù))傳送任何“已獲知”的邏輯，以便所述邏輯能被醫(yī)師、其他使用者利用，否則只因為患者想要代替設(shè)備或升級到一個新的模式?？刂破?6可以包括存儲器26a來使得數(shù)據(jù)易于
存儲/傳輸。在本發(fā)明更機械化的實施例中，控制加濕的空氣進入到主流呼吸空氣的簡單閥可以通過機械連接物控制。例如，如圖4所示，被繪制的旋轉(zhuǎn)凸輪42通過機械連接物48控制閥46，從而產(chǎn)生經(jīng)過導(dǎo)管49 (其可以是在圖I中的導(dǎo)管34)的加濕的氣體的階段輸送。所述凸輪側(cè)面圖可以是凸輪凸角的頂峰能轉(zhuǎn)變?yōu)樽畲蟮拈y開口并且達到最大的加濕級別。凸輪42能被設(shè)計成在一個治療過程中旋轉(zhuǎn)一個回轉(zhuǎn)。該凸輪凸角的形狀決定輸送曲線。雙金屬彈簧也可以被增加以更改提升(lift)(通常隨著溫度的降低減少提升來減少濕度)，因此形成機械溫度補償?shù)念愋汀?對于上述實施例，進一步地，使用者能夠機械的調(diào)整曲線。例如，圍繞在凸輪凸角周邊的多個可選擇銷可以在任何過程通過抬高閥的程度被推入或拉出。在另一個實施例中，本發(fā)明也可以結(jié)合一開關(guān)或者傳感器設(shè)備，其切斷需要中斷的治療過程的加濕器。例如，一 OSA患者可以在夜間起床去洗手間。該特征被設(shè)計以進一步減少水的消耗并且也阻止在輸氣管中的冷凝，尤其是在流量生成器已經(jīng)停止的情況下(ResMed的智能停止 特征)。而且也阻止當患者回到床上時在冷凝狀態(tài)的呼吸，這增進了患者的舒適。本發(fā)明的另一個實施例包括一面罩“雨洗效應(yīng)”傳感器50 (圖1)，其不像現(xiàn)有技術(shù)那樣需要使用濕度傳感器。例如，一與控制器26結(jié)合的紅外發(fā)射器和檢波器放置在面罩界面底部或者位于冷凝可能成水珠或一灘水的地方。并排的發(fā)射器/檢波器前的面罩框架壁對紅外線是透明的。在正常條件下，檢波器看不到任何紅外線。如果大量的微滴在發(fā)射器/檢波器前出現(xiàn)(冷凝)，那么光被反射回檢波器并表示冷凝。設(shè)備也可以使用另一種可見類型或不可見光發(fā)射器/檢波器混合的類型。上述應(yīng)用到本發(fā)明的特征可以適應(yīng)“雨洗效應(yīng)”減少濕度或加熱，或相反可以更改前述的濕度輸送曲線以增進患者的舒適。同樣通過識別“雨洗效應(yīng)”，可以為設(shè)備控制提供智能，周圍的溫度降低或者輸送空氣的加熱太低而不能攜帶當前級別的濕氣。依照本發(fā)明的實施例，可以實現(xiàn)一個或多個下列優(yōu)點 加濕器更小、更容易儲存或攜帶。 使用者能修改(或繪制曲線)或設(shè)置設(shè)備以適合他們的環(huán)境、需求或?qū)κ孢m的期望。 曲線加濕器可以跨過在低效的“忽略”(無加熱)加濕器和治療大部分干燥氣道疾病的完全特征加熱的加濕器之間的差距。 因為患者可以調(diào)整了他們的設(shè)備到高的設(shè)置，所以潛在地很少抱怨“雨洗效應(yīng)”或者冷凝，只發(fā)現(xiàn)冷卻室引起增加的冷凝。 能控制、修改和調(diào)整他們患者的治療。 通過當不需要濕度輸送時最小化濕度輸送來減少水的使用和所需要的貯水容積，從而減小設(shè)備尺寸。 減少OSA市場上設(shè)計者在尺寸上限制，所述市場傾向于利用更少的設(shè)計以滿足期望的舒適。 流量生成器已經(jīng)在尺寸上減少，然而加濕器如果不大于那么就與下一代流量生成器的尺寸相等。這個概念讓使用者感知到有更輕更容易運輸?shù)母o湊的尺寸。雖然結(jié)合當前認為最實用和優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明，但是可以理解本發(fā)明并不局限于所公開的實施例，相反地，本發(fā)明意圖覆蓋在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種修改 和等同設(shè)置。例如，上述本發(fā)明的優(yōu)選實施例可以適用于任何無論是治療OSA或者用于任何氣體呼吸系統(tǒng)的加濕設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種加濕器，其配置為聯(lián)接到送風機上，所述送風機適于提供用于向患者提供持續(xù)正壓氣道通氣治療的加壓可吸入氣體的供應(yīng)，所述加濕器包括 槽區(qū)，其適于容納一定體積的水； 加熱元件，加熱所述一定體積的水； 溫度傳感器，感測周圍溫度； 計時器件，監(jiān)測時間并且為治療過程的至少一部分提供時間；以及 控制器， 其中所述控制器配置為控制所述加熱元件以提供治療過程中的濕度曲線； 其中所述濕度曲線被判定為感測到的周圍溫度和時間的函數(shù)以在整個治療過程中保持所述一定體積的水的有效使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加濕器，其中所述濕度曲線包括使加熱元件在治療過程期間在接通和切斷之間循環(huán)預(yù)定時間段。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加濕器，其中所述濕度曲線包括在治療過程開始時延遲打開所述加熱元件達預(yù)定時間段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加濕器，其中所述預(yù)定時間段為一個小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加濕器，其中所述濕度曲線減小治療過程期間的濕度級別并且初始濕度級別基于周圍溫度和計時器件而確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加濕器，其中所述周圍溫度在多個治療過程中被感測以確定所述濕度曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加濕器，其中由來自一個或多個之前的治療過程的感測到的周圍溫度來確定所述濕度曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加濕器，其中響應(yīng)于當前治療過程的感測到的周圍溫度和計時器件改變所述濕度曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的加濕器，其中所述計時器件監(jiān)測和記錄整個治療過程中的時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的加濕器，其中所述計時器件在每個治療過程開始時從預(yù)定的時間值倒數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加濕器，其中所述預(yù)定時間值為治療過程的平均時間長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的加濕器，其中所述治療過程的平均時間長度由多個之前的治療過程確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的加濕器，其中所述濕度曲線被確定為防止在治療過程期間所述槽區(qū)使用等于和/或多于所述一定體積的水。
14.一種向患者提供持續(xù)正壓氣道通氣治療的裝置，包括 送風機，適于提供加壓可吸入氣體的供應(yīng)； 患者界面，配置為向患者輸送加壓可吸入氣體的供應(yīng)； 在所述送風機和所述患者界面之間的輸氣導(dǎo)管；以及 加濕器單元， 其中所述加濕器單元包括槽區(qū)和與所述送風機連通的至少一個導(dǎo)管，所述加濕器單元配置為根據(jù)濕度曲線給加壓可吸入氣體提供濕度，并且 所述濕度曲線包括使得濕度在治療過程中改變的設(shè)定。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，進一步包括控制面板以允許從菜單中選擇濕度曲線。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述菜單包括正弦波濕度曲線、方形波濕度曲線以及其結(jié)合中的至少一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述濕度曲線配置為響應(yīng)于周圍環(huán)境條件的變化而改變濕度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述周圍環(huán)境條件包括溫度和濕度中的至少一個。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中的任一項所述的裝置，其中所述濕度曲線配置為在治療過程期間在接通和切斷所述加濕器單元之間循環(huán)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述接通和切斷循環(huán)配置為在整個治療過程中規(guī)則地發(fā)生。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述接通和切斷循環(huán)配置為在整個治療過程中不規(guī)則地發(fā)生。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述切斷循環(huán)為當提供的濕度級別相對于在所述接通循環(huán)中提供的濕度級別減小時的時間段。
23.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項所述的裝置，其中所述濕度曲線配置為在治療過程開始時將濕度的供應(yīng)延遲預(yù)定時間段。
24.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項所述的裝置，其中所述濕度曲線配置為在整個治療過程中隨時間而減小提供的濕度級別。
25.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項所述的裝置，其中所述濕度曲線配置為僅僅在治療過程的預(yù)定時間段提供濕度。
26.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項所述的裝置，其中所述加濕器單元包括兩個與送風機連通的導(dǎo)管，一個導(dǎo)管適于向加濕器單元供應(yīng)加壓可吸入氣體，并且另一個導(dǎo)管適于將濕潤的加壓可吸入氣體供應(yīng)回送風機以輸送到輸氣導(dǎo)管。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述送風機進一步包括使加壓可吸入氣體的路徑改變方向到加濕器單元的旁通器件的變向器件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述變向器件包括一對閥來關(guān)閉所述加濕器單元的兩個導(dǎo)管以防止加壓可吸入氣體進入所述加濕器單元。
29.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項所述的裝置，其中所述患者界面進一步包括配置為檢測冷凝的傳感器。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述傳感器包括紅外發(fā)射器和/或檢波器。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述濕度曲線配置為響應(yīng)于由傳感器感測到的冷凝級別而調(diào)整可吸入氣體的溫度。
32.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項所述的裝置，其中所述槽區(qū)具有在20ml至400ml范圍內(nèi)的容量。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述槽區(qū)具有在50ml至200ml范圍內(nèi)的容量。
全文摘要
本發(fā)明公開一種異型輸送加濕可吸入氣體的方法和設(shè)備。本發(fā)明還公開一種加濕器，其配置為聯(lián)接到送風機上，所述送風機適于提供用于向患者提供持續(xù)正壓氣道通氣治療的加壓可吸入氣體的供應(yīng)，所述加濕器包括槽區(qū)，其適于容納一定體積的水；加熱元件，加熱所述一定體積的水；溫度傳感器，感測周圍溫度；計時器件，監(jiān)測時間并且為治療過程的至少一部分提供時間；以及控制器，其中所述控制器配置為控制所述加熱元件以提供治療過程中的濕度曲線；其中所述濕度曲線被判定為感測到的周圍溫度和時間的函數(shù)以在整個治療過程中保持所述一定體積的水的有效使用。
文檔編號A61M16/00GK102961812SQ20121035324
公開日2013年3月13日 申請日期2005年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者菲利普·羅德尼·夸克 申請人:雷斯梅德有限公司